微机电装置的制作方法

1.本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种微机电装置。


背景技术：

2.在目前的市面上，微机电麦克风以及振动传感器已经是技术相当成熟的硬设备。微机电麦克风适于接收来自空气中的声波讯号，而振动传感器适于接收来自固体的振动讯号。然而，目前的市面上尚未有整合微机电麦克风及振动传感器的相关技术。因此，如何整合微机电麦克风及振动传感器成一个单体，并有效地改善两者的感测效果，此问题是本领域的研究方向。


技术实现要素：

3.基于此，本发明提供一种微机电装置，同时具有良好的声音感测及振动感测效果。
4.本发明的微机电装置包括一壳体、一振动传感器、一振膜组件及一微机电麦克风。壳体包括一收音孔，振动传感器设置于壳体内。振膜组件设置于壳体内且对应于振动传感器。微机电麦克风设置于壳体内且对应于收音孔，其中壳体内形成有微机电麦克风的一背腔，背腔所涵盖的范围对振膜组件的所在平面的投影部分重叠于振膜组件。
5.在本发明的一实施例中，上述的壳体包括一底座，底座包括一第一底板、位于第一底板上方且隔开于第一底板的一第二底板，振动传感器及微机电麦克风设置于该第二底板上。
6.在本发明的一实施例中，上述的第一底板包括一第一子收音孔，第二底板包括对应于第一子收音孔的一第二子收音孔，第一子收音孔与第二子收音孔共同组成收音孔。
7.在本发明的一实施例中，上述的壳体包括一侧壳，侧壳设置于第二底板上，侧壳包括一侧壁及位于侧壁内的一第一内隔板及一第二内隔板，振动传感器位于第一内隔板及第二内隔板之间，微机电麦克风与振动传感器被第二内隔板隔开。
8.在本发明的一实施例中，上述的第二底板包括至少一第一穿孔、一第二穿孔及至少一第三穿孔，第一内隔板与部分的侧壁形成一气流通道，至少一第一穿孔对位于气流通道，振动传感器罩覆第二底板的第二穿孔，至少一第三穿孔为背腔的一部分。
9.在本发明的一实施例中，上述的第二底板包括一长边及一短边，第一穿孔靠近短边，且沿着短边的方向延伸。
10.在本发明的一实施例中，上述的第二底板包括一长边及一短边，第一穿孔靠近长边，且沿着长边的方向延伸。
11.在本发明的一实施例中，上述的第二底板包括一长边及一短边，至少一第一穿孔包括多个第一穿孔，第一穿孔靠近长边，且沿着长边的方向排列。
12.在本发明的一实施例中，上述的第一穿孔的直径大于100微米，且第一穿孔的数量大于等于三个。
13.在本发明的一实施例中，上述的微机电装置，其中一第一腔形成于第一底板与第
二底板之间，气流通道透过第一穿孔连通于第一腔，且背腔隔开于第一腔。
14.在本发明的一实施例中，上述的微机电装置，更包括一上盖，其中侧壳位于底座与上盖之间，背腔形成于第二内隔板、部分的侧壁、第一底板、第二底板及上盖之间。
15.在本发明的一实施例中，上述的背腔在第一底板与第二底板之间的部分对振膜组件的所在平面的投影部分重叠于振膜组件。
16.在本发明的一实施例中，上述的微机电装置，更包括一上盖，其中侧壳位于底座与该上盖之间，振膜组件设置于侧壳及上盖之间，一第一腔形成于第一底板与第二底板之间，第一腔对第一底板的投影面积小于背腔对第一底板的投影面积，一第二腔位于第一内隔板及第二内隔板之间，一第三腔形成于振膜组件与上盖之间，第三腔藉由气流通道空气连通于第一腔。
17.基于上述，在本发明的微机电装置中，振动传感器及微机电麦克风皆位于壳体内，且微机电麦克风所在的背腔涵盖的范围对振膜组件的所在平面的投影部分重叠于振膜组件，以增大微机电麦克风的背腔，有助于声波更容易地推动微机电麦克风的薄膜结构进行振动，从而提升微机电麦克风的灵敏度。此外，微机电装置整合了振动传感器及微机电麦克风，使微机电装置能同时感测使用者的骨传导振动以及空气中的声学讯号，微机电装置因此能有更好的感测能力。
附图说明
18.图1是本发明一实施例的微机电装置的剖面示意图。
19.图2是图1的微机电装置的第二底板的俯视示意图。
20.图3是图1的微机电装置于另一位置的剖面示意图。
21.图4是本发明另一实施例的微机电装置的第二底板的俯视示意图。
22.图5是本发明另一实施例的微机电装置的第二底板的俯视示意图。
23.附图标记：
24.100、100a、100b:微机电装置
25.110:壳体
26.111:收音孔
27.112:底座
28.113:第一底板
29.1131:第一子收音孔
30.114、114a、114b:第二底板
31.1141:第二子收音孔
32.1142、1142a、1142b:第一穿孔
33.1143、1143a、1143b:第二穿孔
34.1144:第三穿孔
35.1145:长边
36.1146:短边
37.115:侧壳
38.1151:侧壁
39.1152:第一内隔板
40.1153:第二内隔板
41.120:振动传感器
42.130:振膜组件
43.140:微机电麦克风
44.141:薄膜结构
45.142、142a、142b:背腔
46.150:上盖
47.aa、bb:剖面线
48.c1、c1a、c1b:第一腔
49.c2:第二腔
50.c3:第三腔
51.h1、h2、h3、h4:间隔件
52.p:气流通道
53.s:声波
具体实施方式
54.图1是本发明一实施例的微机电装置的剖面示意图，图2是图1的微机电装置的第二底板的俯视示意图，图3是图1的微机电装置于另一位置的剖面示意图。
55.需要注意的是，图2中包含剖面线aa及剖面线bb。图1及图3分别为本发明一实施例的微机电装置沿剖面线aa及剖面线bb的剖面示意图。
56.请参考图1至图3，本实施例的微机电装置100包括一壳体110、一振动传感器120、一振膜组件130及一微机电麦克风140。壳体110包括一收音孔111，振动传感器120设置于壳体110内。振膜组件130设置于壳体110内且对应于振动传感器120。微机电麦克风140具有一薄膜结构141且微机电麦克风140设置于壳体110内。此外，微机电麦克风140对应于收音孔111。
57.在本实施例中，微机电装置100整合了振动传感器120及微机电麦克风140。藉此，微机电装置100作为头戴式装置(未绘示)，例如是耳机的元件供使用者配戴时，能同时感测到使用者的骨传导振动以及空气中的声学讯号，微机电装置100因此能有更好的感测能力。
58.此外，本实施例的壳体110包括一侧壳115。侧壳115包括一侧壁1151及位于侧壁1151内的一第一内隔板1152及一第二内隔板1153。振动传感器120位于第一内隔板1152及第二内隔板1153之间，微机电麦克风140与振动传感器120被第二内隔板1153隔开。进一步而言，微机电麦克风140与振动传感器120共享第二内隔板1153，微机电麦克风140与振动传感器120可不需具有各自的内隔板，有助于缩小微机电装置100的整体体积。
59.再者，本实施例的壳体110包括一底座112，底座112包括一第一底板113以及一第二底板114。第二底板114位于第一底板113上方且透过一间隔件h1隔开于第一底板113。侧壳115透过一间隔件h2设置于第二底板114上，且振动传感器120及微机电麦克风140也设置于第二底板114上。进一步而言，振动传感器120及微机电麦克风140共享第二底板114。本实施例的间隔件h1及间隔件h2为銲锡，但本发明不以此为限制。
60.此外，本实施例的壳体110内形成有微机电麦克风140的一背腔142，背腔142的范围如图1及图3的虚线所示地涵盖了微机电麦克风140所在的腔体，并延伸至第一底板113及第二底板114之间的空间。背腔142在第一底板113及第二底板114之间的空间对应于第一底板113上的范围如图2所示。背腔142在第一底板113及第二底板114之间所涵盖的范围对振膜组件130的所在平面的投影部分重叠于振膜组件130。换句话说，背腔142涵盖了部分的振动传感器120对应于第一底板113及第二底板114内的空间，以增加背腔142的大小。
61.先前技术的微机电麦克风因作为独立元件的设计，其背腔空间难以在不改变微机电麦克风的自身体积下有效地增大。本实施例的微机电装置100在前述的配置方式之下，微机电麦克风140得以因背腔141增大而有助于声波s更容易地推动微机电麦克风140的薄膜结构141进行振动，以提升微机电麦克风140对于声波s的灵敏度。
62.在本实施例中，底座112的第一底板113包括一第一子收音孔1131，第二底板114包括对应于第一子收音孔1131的第二子收音孔1141。第一子收音孔1131与第二子收音孔1141共同组成收音孔111。声波s依序穿过第一子收音孔1131及第二子收音孔1141后，推动微机电麦克风140的薄膜结构141进行振动并且被微机电麦克风140以电压讯号的方式被读取。
63.在本实施例中，底座112的第二底板114包括至少一第一穿孔1142、一第二穿孔1143及至少一第三穿孔1144。第一内隔板1152与部分的侧壁1151形成一气流通道p，第一穿孔1142对位于气流通道p，振动传感器120罩覆第二底板114的第二穿孔1143。此外，微机电装置100的一第一腔c1形成于第一底板113与第二底板114之间。气流通道p透过第一穿孔1142连通于第一腔c1，且罩覆第二穿孔1143的振动传感器120透过第二穿孔1143也连通于第一腔c1，换言之，振动传感器120及气流通道p之间藉由第一腔c1相互连通。
64.此外，本实施例的第三穿孔1144为背腔142的一部分，且背腔142透过间隔件h1隔开于第一腔c1。第一腔c1对第一底板113的投影面积小于背腔142对第一底板113的投影面积，即第一腔c1在第一底板113上的范围如图2所示的小于背腔142在第一底板113上的范围。在本发明的其他实施例中，第一腔c1在第一底板113上的范围可等于背腔142在第一底板113上的范围，本发明不对此加以限制。
65.在本实施例中，微机电装置100更包括一上盖150，其中侧壳115位于底座112与上盖150之间。背腔142如图1及图3所示地形成于第二内隔板1153、部分的侧壁1151、第一底板113、第二底板114及上盖150之间。
66.在本实施例中，振膜组件130和侧壳115之间具有一间隔件h3，且振膜组件130和上盖150之间具有一间隔件h4。本实施例的间隔件h3及间隔件h4分别为銲锡及硅胶，但本发明不以此为限制。
67.在本实施例中，微机电装置100的一第二腔c2位于第一内隔板1152及第二内隔板1153之间。一第三腔c3形成于振膜组件130与上盖150之间，第三腔c3藉由气流通道p空气连通于第一腔c1。如此一来，第一腔c1的部分气压可经由气流通道p流至第三腔c3，气体得以回流至振膜组件130上方，可提供更大的压力来提升振动传感器120的灵敏度。振动传感器120因此具有较佳的效能、高灵敏度及较佳的低频曲线性能。
68.请同时参考图1及图2，本实施例的第二底板114包括一长边1145(图2)及一短边1146(图2)，且第二底板114的尺寸如图1所示地对应于第一底板113。第一底板113同样也包括一长边及一短边。第一穿孔1142的形状为矩形且靠近短边1146，第一穿孔1142沿着短边
1146的方向延伸。藉此，第一底板113得以因为第一穿孔1142的形状及位置设计而具有较狭长的外型，进而可根据使用者的需求调整微机电装置100整体的大小，以确保微机电装置100可应用于不同尺寸的装置。
69.图4是本发明另一实施例的微机电装置的第二底板的俯视示意图。请参考图2及图4，本实施例的微机电装置100a(未标示)和前一实施例的微机电装置100相比，两者的差异在于，微机电装置100a的第一穿孔1142a(图4)的位置靠近长边1145，且第一穿孔1142a沿着长边1145的方向延伸。第二穿孔1143a的位置往靠近短边1146的方向调整。如此一来，背腔142a(图4)的范围相较于图2所示的背腔142来的大，背腔142a及第一腔c1a(图4)的范围因此能够依据使用者的需求进行调整，达到客制化的功效。
70.图5是本发明另一实施例的微机电装置的第二底板的俯视示意图。请参考图4及图5，本实施例的微机电装置100b(未标示)和前一实施例的微机电装置100a(未标示)相比，两者的差异在于，微机电装置100b的第一穿孔1142b(图5)的形状为圆形，且第一穿孔1142b包括多个第一穿孔1142b。第一穿孔1142b的位置靠近长边1145，且沿着长边1145的方向排列。值得一提的是，各个第一穿孔1142b的直径可大于100微米(μm)，且第一穿孔1142b的数量可大于等于三个。如此一来，对位于第一穿孔1142b的气流通道(未绘示)内才具有足够的空气通量来平衡第一腔c1b(图5)及第三腔(未绘示)内的压力，气体得以回流至振膜组件130上方，可提供更大的压力来提升振动传感器120的灵敏度。振动传感器120因此具有较佳的效能、高灵敏度及较佳的低频曲线性能。在本发明的其他实施例中，第一穿孔1142b的形状可为菱形或三角形，本发明不对此加以限制。
71.综上所述，在本发明的微机电装置中，背腔所涵盖的范围对振膜组件的所在平面的投影部分重叠于振膜组件，以增加背腔的空间，有助于声波更容易地推动微机电麦克风的薄膜结构进行振动，提升微机电麦克风对于声波的灵敏度。此外，本发明的微机电装置整合了振动传感器及微机电麦克风，微机电装置在作为头戴式装置的元件供使用者配戴时，能同时感测到使用者的骨传导振动以及空气中的声学讯号，微机电装置因此能有更好的感测能力。再者，在一实施例的第一腔的部分气压可经由气流通道流至第三腔，以有效地进行压力平衡。振膜组件得以因为压力的平衡而运动得更顺畅，具有较佳的效能、高灵敏度及较佳的低频曲线性能。在一实施例中的背腔及第一腔的范围也能够依据使用者的需求进行调整，达到客制化的功效。

技术特征：
1.一种微机电装置，其特征在于，包括：一壳体，包括一收音孔；一振动传感器，设置于所述壳体内；一振膜组件，设置于所述壳体内且对应于所述振动传感器；以及一微机电麦克风，设置于所述壳体内且对应于所述收音孔，其中所述壳体内形成有所述微机电麦克风的一背腔，所述背腔所涵盖的范围对所述振膜组件的所在平面的投影部分重叠于所述振膜组件。2.根据权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，其中所述壳体包括一底座，所述底座包括一第一底板、位于所述第一底板上方且隔开于所述第一底板的一第二底板，所述振动传感器及所述微机电麦克风设置于所述第二底板上。3.根据权利要求2所述的微机电装置，其特征在于，其中所述第一底板包括一第一子收音孔，所述第二底板包括对应于所述第一子收音孔的一第二子收音孔，所述第一子收音孔与所述第二子收音孔共同组成所述收音孔。4.根据权利要求2所述的微机电装置，其特征在于，其中所述壳体包括一侧壳，所述侧壳设置于所述第二底板上，所述侧壳包括一侧壁及位于所述侧壁内的一第一内隔板及一第二内隔板，所述振动传感器位于所述第一内隔板及所述第二内隔板之间，所述微机电麦克风与所述振动传感器被所述第二内隔板隔开。5.根据权利要求4所述的微机电装置，其特征在于，其中所述第二底板包括至少一第一穿孔、一第二穿孔及至少一第三穿孔，所述第一内隔板与部分的所述侧壁形成一气流通道，所述至少一第一穿孔对位于所述气流通道，所述振动传感器罩覆所述第二底板的所述第二穿孔，所述至少一第三穿孔为所述背腔的一部分。6.根据权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，其中所述第二底板包括一长边及一短边，所述第一穿孔靠近所述短边，且沿着所述短边的方向延伸。7.根据权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，其中所述第二底板包括一长边及一短边，所述第一穿孔靠近所述长边，且沿着所述长边的方向延伸。8.根据权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，其中所述第二底板包括一长边及一短边，所述至少一第一穿孔包括多个第一穿孔，所述第一穿孔靠近所述长边，且沿着所述长边的方向排列。9.根据权利要求8所述的微机电装置，其特征在于，其中各所述第一穿孔的直径大于100微米，且所述第一穿孔的数量大于等于三个。10.根据权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，其中一第一腔形成于所述第一底板与所述第二底板之间，所述气流通道透过所述第一穿孔连通于所述第一腔，且所述背腔隔开于所述第一腔。11.根据权利要求4所述的微机电装置，其特征在于，更包括一上盖，其中所述侧壳位于所述底座与所述上盖之间，所述背腔形成于所述第二内隔板、部分的所述侧壁、所述第一底板、所述第二底板及所述上盖之间。12.根据权利要求11所述的微机电装置，其特征在于，其中所述背腔在所述第一底板与所述第二底板之间的部分对所述振膜组件的所在平面的投影部分重叠于所述振膜组件。13.根据权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，更包括一上盖，其中所述侧壳位于
所述底座与所述上盖之间，所述振膜组件设置于所述侧壳及所述上盖之间，一第一腔形成于所述第一底板与所述第二底板之间，所述第一腔对所述第一底板的投影面积小于所述背腔对所述第一底板的投影面积，一第二腔位于所述第一内隔板及所述第二内隔板之间，一第三腔形成于所述振膜组件与所述上盖之间，所述第三腔藉由所述气流通道空气连通于所述第一腔。

技术总结
本发明涉及一种微机电装置，包括一壳体、一振动传感器、一振膜组件及一微机电麦克风。壳体包括一收音孔，振动传感器设置于壳体内。振膜组件设置于壳体内且对应于振动传感器。微机电麦克风设置于壳体内且对应于收音孔，壳体内形成有微机电麦克风的一背腔，背腔所涵盖的范围对振膜组件的所在平面的投影部分重叠于振膜组件。振膜组件。振膜组件。


技术研发人员：陈振颐 李岳刚 张朝森
受保护的技术使用者：美律电子（深圳）有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/22