[发明专利]一种指向性MEMS传声器及受音装置

说明书

技术领域

本发明涉及传声技术领域，特别是涉及一种指向性MEMS传声器及受音装置。 

背景技术

MEMS麦克风是指采用微机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）工艺制作的麦克风（microphone），也称作MEMS传声器。 

这种传声器内含两个芯片―MEMS芯片和专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）芯片，两枚芯片封装在一个表面贴装器件封装体中。MEMS芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片用作电容器的弹性硅膜。该弹性硅膜将声波转换为电容变化。ASIC芯片用于检测电容变化，并将其转换为电信号输出。 

MEMS传声器与传统电容式传声器（ECM）相比，不仅具有很好的声学性能，还具有较高的信噪比和一致性较好的敏感度，并且在不同温度下的性能都十分稳定。MEMS传声器的另一突出优点是功耗很低，平均只有70μW，工作电压范围1.5V～3.3V。而且，MEMS传声器相对于传统ECM传声器更易于组合成传声器阵列，且稳定性很高，结合后端的语音算法，传声器阵列能够实现通话的指向性和提高通话质量。基于上述特性，MEMS传声器具有非常广泛的用途，既可用于智慧型手机，也可用于消费类电子产品、笔记本电脑以及医疗设备(如助听器)，还可应用于汽车行业(如免提通话装置)。甚至是将其应用于工业领域，例如用声波传感器监控设备运转。 

传声器的指向性是指传声器对不同角度声音的接收能力。具体而言，通常用指向角度反映传声器的指向能力：指向角度越大，拾音区域广，但也容易将扩声场的声音拾取下来造成啸叫；但指向角度太小会造成拾音区域也相应减小。 

现有的指向性MEMS传声器的具体结构参照图1a和图1b所示，包括：接线板1，音孔2，MEMS片粘接胶3，金线4，ASCI芯片5，ASIC粘接胶6，ASIC密封胶7，外壳8，外壳粘接胶或者锡膏9，MEMS芯片11，阻尼粘接胶12，阻尼13，音孔10，焊盘20。其中，PCB1通过焊盘20固定在安装位置上。传声器外壳8与PCB1结合形成腔体，其连接处采用外壳粘接胶或者锡膏9进行密封。在上述腔体内部，ASIC芯片5通过ASIC粘接胶6粘接在PCB1上，并通过ASIC密封胶7进行封装。 MEMS芯片11通过MEMS片粘接胶3固定在PCB1上。PCB1上设置有音孔2和音孔10，其中一个音孔10的腔体内侧出口被阻尼13封住，阻尼13的边缘通过阻尼粘接胶12与PCB1固定连接。外界的声压或气压通过音孔2和音孔10触发MEMS芯片11上的振膜振动。ASIC芯片5、MEMS芯片11和PCB1通过金属线4实现三者的电连接，将信号送到PCB1上然后输出。 

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术至少存在以下技术问题： 

灵敏度是指向性MEMS传声器的一项重要性能指标，对上述现有技术的MEMS传声器而言，灵敏度是由分别从音孔2和音孔10进入到MEMS传声器内部作用到振膜11的声压决定的，由于现有MEMS传声器受尺寸的限制，无论是MEMS底部背腔还是外壳与PCB之间背腔都较小，使MEMS两个音孔的孔道都不能设计得足够长，导致孔通道距离不够，这样作用到振膜11上的声压大小相差不大，造成灵敏度相差无几，这样从各个方向的声音都可以进入到MEMS传声器内部，因而无法通过灵敏度的差无法消除背景噪音。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种指向性MEMS传声器，其包含的调音腔可以明显改善传统指向性MEMS传声器指向性性能。 

依据本发明的一方面，提供了一种指向性微机电系统MEMS传声器，所述指向性MEMS传声器包括：传声器外壳、印刷电路板PCB、专用集成电路ASIC芯片、MEMS芯片、振膜、阻尼、金属线、至少两个内音孔和对应的外音孔； 

其中，所述传声器外壳与所述PCB连接形成主腔体； 

所述ASIC芯片和MEMS芯片固定设置在所述主腔体内的PCB上；所述振膜固定设置在所述MEMS芯片上；所述ASIC芯片、MEMS芯片和所述PCB通过所述金属线实现电连接； 

所述阻尼固定覆盖住所述内音孔或对应外音孔中的任意一个； 

所述内音孔包括：第一内音孔和第二内音孔； 

所述外音孔包括：第一外音孔和第二外音孔； 

所述第一内音孔设置在所述主腔体内部的PCB上，其位置与所述振膜对应； 

所述第二内音孔设置在所述主腔体内部的PCB和/或传声器外壳上；