申请/专利权人：瑞声声学科技(深圳)有限公司

申请日：2019-07-05

公开（公告）日：2021-02-19

公开（公告）号：CN110351642B

主分类号：H04R19/04(20060101)

分类号：H04R19/04(20060101)

优先权：["20190627 CN PCT/CN2019/093335"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.19#授权;2019.11.12#实质审查的生效;2019.10.18#公开

摘要：本发明提供了振动传感器、音频设备和振动传感器的组装方法，所述振动传感器包括具有内壁的腔体以及设于所述腔体内的垫片、弹性膜和具有背腔的MEMS芯片，所述垫片设于所述内壁上，所述弹性膜设于所述垫片之背对所述内壁的侧面上，所述MEMS芯片设于所述弹性膜之背对所述垫片的侧面上，所述垫片之朝向所述弹性膜的侧面上开设有凹孔，所述弹性膜覆盖所述凹孔且所述弹性膜上贯穿开设有通孔。本发明的振动传感器降低了产品的高度、提高了拾取振动信号的灵敏度。

主权项：1.一种振动传感器，其特征在于，包括具有内壁的腔体以及设于所述腔体内的垫片、弹性膜和具有背腔的MEMS芯片，所述垫片设于所述内壁上，所述弹性膜设于所述垫片之背对所述内壁的侧面上，所述MEMS芯片设于所述弹性膜之背对所述垫片的侧面上，所述垫片之朝向所述弹性膜的侧面上开设有凹孔，所述弹性膜覆盖所述凹孔且所述弹性膜上贯穿开设有通孔，所述通孔连通所述凹孔与所述背腔。

全文数据：振动传感器、音频设备和振动传感器的组装方法【技术领域】本发明涉及麦克风领域，特别涉及一种振动传感器、音频设备和振动传感器的组装方法。【背景技术】现有技术的振动传感器一般包括外壳、设于外壳内的安装板、贴设于安装板的上侧面的弹性膜和安装于安装板的下侧与安装板围合形成前腔的MEMS芯片，安装板上开设有连通前腔和弹性膜的通孔，当外界振动信号通过结构传导至振动传感器上时，质量块上下振动，引起前腔体积变化，前腔内气体压强随之发生变化，变化的压强信号被MEMS芯片拾取到，转化为电信号，但是现有技术的振动传感器存在高度较高且灵敏度低的问题。因此，有必要提供一种能高度较小且灵敏度高的振动传感器。【发明内容】本发明的目的在于提供一种高度较小且灵敏度高的振动传感器。本发明的技术方案如下：一种振动传感器，包括具有内壁的腔体以及设于所述腔体内的垫片、弹性膜和具有背腔的MEMS芯片，所述垫片设于所述内壁上，所述弹性膜设于所述垫片之背对所述内壁的侧面上，所述MEMS芯片设于所述弹性膜之背对所述垫片的侧面上，所述垫片之朝向所述弹性膜的侧面上开设有凹孔，所述弹性膜覆盖所述凹孔且所述弹性膜上贯穿开设有通孔。进一步地，所述凹孔从所述垫片之朝向所述弹性膜的侧面朝向所述垫片之朝向所述内壁的侧面贯穿设置。进一步地，所述腔体包括电路板及固定于所述电路板上的外壳，所述电路板形成为所述内壁。进一步地，所述振动传感器还包括设于所述腔体内的集成电路芯片，所述集成电路芯片与所述电路板、所述MEMS芯片均电连接以用于处理所述MEMS芯片拾取的振动信号。进一步地，所述MEMS芯片为MEMS麦克风芯片或者MEMS压力传感器芯片。还提供一种音频设备，包括如上所述的振动传感器。还提供一种振动传感器的组装方法，包括如下步骤：将垫片安装于具有凸台的工装上，并使所述凸台卡插于凹孔内；将弹性膜贴于所述垫片的顶面上且覆盖所述凹孔；将MEMS芯片安装于所述弹性膜的顶面上；将所述垫片、所述弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至腔体内。进一步地，将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至所述腔体内的实施方式为：将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至电路板上，且所述电路板与所述垫片的底面贴合；在所述电路板的一侧安装外壳以使所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片收容于由所述外壳和所述电路板构成的腔体内。进一步地，在将所述垫片安装于所述工装之前，所述组装方法还包括：将集成电路芯片安装于所述垫片的顶面上；在将所述MEMS芯片安装于所述弹性膜的顶面上之后，且在将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至所述腔体内之前，所述组装方法还包括：在所述集成电路芯片与所述MEMS芯片连接第一连接线；在将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至电路板上之后，在所述集成电路芯片与所述电路板之间连接第二连接线。优选地，在将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至电路板上之后，所述组装方法还包括：将集成电路芯片安装于所述电路板的顶面上；在所述集成电路芯片与所述MEMS芯片之间连接第一连接线；在所述集成电路芯片与所述电路板之间连接第二连接线。本发明的有益效果在于：在腔体的内壁上贴设垫片，在垫片上开凹孔，在垫片背离腔体的内壁面上贴弹性膜，弹性膜覆盖凹孔且弹性膜上开设有连通凹孔的通孔，MEMS芯片的背腔通过通孔与凹孔连通，提高了振动传感器的灵敏度，除此之外，由于MEMS芯片代替质量块，前腔的体积减小，产品的高度降低。【附图说明】图1为本发明实施例提供的振动传感器的结构示意图；图2为图1中振动传感器的爆炸图；图3为图1沿A-A线的剖面图；图4为本发明实施例提供的振动传感器的组装方法的部分流程图；图5为本发明实施例提供的振动传感器的组装方法的另一部分流程图。图中：100、振动传感器；1、腔体；2、垫片；3、弹性膜；4、MEMS芯片；20、凹孔；30、通孔；11、电路板；12、外壳；120、内腔；40、凹腔；5、集成电路芯片；6、工装；61、凸台；71、第一连接线；72、第二连接线。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。一种振动传感器100，请参照图1-图3，包括具有内壁的腔体1以及设于所述腔体1内的垫片2、弹性膜3和具有背腔的MEMS芯片4，所述垫片2设于所述内壁上，所述弹性膜3设于所述垫片2之背对所述内壁的侧面上，所述MEMS芯片4设于所述弹性膜3的背对所述垫片2的侧面上，所述垫片2之朝向所述弹性膜3的侧面上开设有凹孔20，所述弹性膜3覆盖所述凹孔20且所述弹性膜3上开设有贯穿所述弹性膜3的通孔30，所述通孔连通所述凹孔20与所述背腔40。MEMS芯片4安装于弹性膜3的上侧面，当外界振动信号通过结构传导至振动传感器100上时，MEMS芯片4随弹性膜3上下振动，引起凹孔20内体积变化，凹孔20内气体压强随之发生变化，变化的压强信号被MEMS芯片4拾取，并转化为电信号，如此，变化的压强信号更容易被MEMS芯片4拾取到，提高了振动传感器100的灵敏度，除此之外，由于MEMS芯片4代替质量块，产品的高度降低。优选地，所述凹孔20从所述垫片2的朝向所述弹性膜3的侧面向所述垫片2的朝向所述内壁的侧面贯穿设置。如此，充分利用垫片2，增加凹孔20的体积。优选地，所述腔体1包括电路板11及固定于所述电路板11上的外壳12，所述电路板11形成为所述内壁。所述外壳12具有内腔120，外壳12罩设于垫片2、弹性膜3和MEMS芯片4外。充分利用电路板11，减小振动传感器100的尺寸。具体地，外壳12的内腔120形成为振动传感器100的后腔，凹孔20与电路板11围合形成为振动传感器100的前腔。凹孔20和通孔30均呈圆柱形，优选凹孔20与通孔30两者的中轴线共线。优选地，所述振动传感器100还包括设于所述腔体1内的集成电路芯片5，所述集成电路芯片5与所述电路板11和所述MEMS芯片4均电连接以用于处理所述MEMS芯片4拾取的振动信号。集成电路芯片5既可设于垫片2的顶面上，也可设于电路板11的顶面上。优选地，MEMS芯片4为MEMS麦克风芯片或者MEMS压力传感器芯片。本发明还提供一种音频设备图中未示，包括如上所述的振动传感器100。本发明还提供一种组装方法，请参照图4和图5，图5为接上图4的步骤，包括如下步骤：将垫片2安装于具有凸台61的工装6上，并使所述凸台6卡插于凹孔20内；将弹性膜3贴于所述垫片2的顶面上且覆盖所述凹孔20；将所述MEMS芯片4安装于所述弹性膜3的顶面上；将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移至所述腔体1内。贴弹性膜3时，凸台61支撑弹性膜3，将MEMS芯片设于弹性膜3上时，由于凸台61的支撑，避免弹性膜3变形，保证组装时结构稳定。优选地，所述弹性膜3通过胶粘贴于所述垫片2上。优选地，所述MEMS芯片4通过胶粘设于所述弹性膜3上。优选地，将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移安装至所述腔体1内的实施方式为：将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移安装至电路板11上，且所述电路板11与所述垫片2的底面贴合；在所述电路板11的一侧安装外壳12以使所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4收容于由外壳12和电路板11构成的腔体1内。优选地，在将垫片2安装于所述工装6上之前，所述组装方法还包括：将集成电路芯片5设于所述垫片2的顶面上；在将所述MEMS芯片4安装于所述弹性膜3的顶面上之后，且在将所述垫2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移安装至所述腔体1内之前，所述组装方法还包括：在所述集成电路芯片5与所述MEMS芯片4连接第一连接线71；在将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移安装至电路板11上之后，在所述集成电路芯片5与所述电路板11之间连接第二连接线72。优选地，所述集成电路芯片5通过胶粘设于所述垫片6上。优选集成电路芯片为ASIC芯片。现提供一种振动传感器100的组装方法的实施例，包括步骤：将垫片2安装于具有凸台61的工装6上，并使所述凸台6卡插于凹孔20内；将集成电路芯片5设于所述垫片2的顶面上；将弹性膜3贴于所述垫片2的顶面上且覆盖所述凹孔20；将所述MEMS芯片4安装于所述弹性膜3的顶面上；在所述集成电路芯片5与所述MEMS芯片4连接第一连接线71；将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移安装至电路板11上，且所述电路板11与所述垫片2的底面贴合；在所述集成电路芯片5与所述电路板11之间连接第二连接线72；在所述电路板11的一侧安装外壳12并将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4罩住。现提供另一种振动传感器100的组装方法的实施例，包括步骤：将垫片2安装于具有凸台61的工装6上，并使所述凸台6卡插于凹孔20内；将集成电路芯片5设于所述垫片2的顶面上；将弹性膜3贴于所述垫片2的顶面上且覆盖所述凹孔20；将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4从所述工装6上转移安装至电路板11上，且所述电路板11与所述垫片2的底面贴合；将集成电路芯片5安装于所述电路板11的顶面上；在所述集成电路芯片5与所述MEMS芯片4连接第一连接线71；在所述集成电路芯片5与所述电路板11之间连接第二连接线72；在所述电路板11的一侧安装外壳12并将所述垫片2、弹性膜3和所述MEMS芯片4罩住。本发明提供的振动传感器100的组装方法，在垫片2上安装弹性膜3和MEMS芯片4时，通过具有凸台61的工装6提供支撑，保证安装弹性膜3和MEMS芯片4的结构的稳定性。以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种振动传感器，其特征在于，包括具有内壁的腔体以及设于所述腔体内的垫片、弹性膜和具有背腔的MEMS芯片，所述垫片设于所述内壁上，所述弹性膜设于所述垫片之背对所述内壁的侧面上，所述MEMS芯片设于所述弹性膜之背对所述垫片的侧面上，所述垫片之朝向所述弹性膜的侧面上开设有凹孔，所述弹性膜覆盖所述凹孔且所述弹性膜上贯穿开设有通孔，所述通孔连通所述凹孔与所述背腔。2.根据权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述凹孔从所述垫片之朝向所述弹性膜的侧面朝向所述垫片之朝向所述内壁的侧面贯穿设置。3.根据权利要求1所述的振动传感器，其特征在于：所述腔体包括电路板及固定于所述电路板上的外壳，所述电路板形成为所述内壁。4.根据权利要求1至3任一项所述的振动传感器，其特征在于：所述振动传感器还包括设于所述腔体内的集成电路芯片，所述集成电路芯片与所述电路板、所述MEMS芯片均电连接以用于处理所述MEMS芯片拾取的振动信号。5.根据权利要求1至3任一项所述的振动传感器，其特征在于：所述MEMS芯片为MEMS麦克风芯片或者MEMS压力传感器芯片。6.一种音频设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的振动传感器。7.一种振动传感器的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：将垫片安装于具有凸台的工装上，并使所述凸台卡插于凹孔内；将弹性膜贴于所述垫片的顶面上且覆盖所述凹孔；将MEMS芯片安装于所述弹性膜的顶面上；将所述垫片、所述弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至腔体内。8.如权利要求7所述的振动传感器的组装方法，其特征在于，将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至所述腔体内的实施方式为：将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至电路板上，且所述电路板与所述垫片的底面贴合；在所述电路板的一侧安装外壳以使所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片收容于由所述外壳和所述电路板构成的腔体内。9.如权利要求8所述的振动传感器的组装方法，其特征在于，在将所述垫片安装于所述工装之前，所述组装方法还包括：将集成电路芯片安装于所述垫片的顶面上；在将所述MEMS芯片安装于所述弹性膜的顶面上之后，且在将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至所述腔体内之前，所述组装方法还包括：在所述集成电路芯片与所述MEMS芯片连接第一连接线；在将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至电路板上之后，在所述集成电路芯片与所述电路板之间连接第二连接线。10.如权利要求8所述的振动传感器的组装方法，其特征在于，在将所述垫片、弹性膜和所述MEMS芯片从所述工装上转移安装至电路板上之后，所述组装方法还包括：将集成电路芯片安装于所述电路板的顶面上；在所述集成电路芯片与所述MEMS芯片之间连接第一连接线；在所述集成电路芯片与所述电路板之间连接第二连接线。

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