微机电传感器的制作方法

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1.本实用新型涉及传感器技术，尤其是一种微机电传感器。

背景技术：

2.目前，常用的微机电传感器封装形式无论是模拟信号输出还是数字信号输出，都是采用 lga或qfn封装形式。既将一个传感器(微机电芯片)和一个放大器(asic芯片)，使用胶水将芯片固定在同一底层线路板上，然后，再用金属导线将传微机电芯片、和放大器(asic) 芯片、线路板三者之间进行线路导通的焊接连接实现电信号的传输和提供芯片正常工作电压的作用，最后在底层线路板上焊接上金属外壳屏蔽罩或者整体使用环氧树脂包封，形成一个适用于smt贴片生产的传感器元器件。常用结构见图5，包括进音孔510、金属外壳520、线路板530、信号放大器540、微机电传感器550。
3.目前传感器元器件内部使用的微机电芯片(mems)和放大器(asic)两个芯片，无论是使用金属外壳封装，还是环氧树脂封装，其本体噪声指标普遍偏低。

技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种微机电传感器，以改善传感器的噪声参数。
5.本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种微机电传感器，包括微机电芯片、信号放大器、以及依次叠层安装的顶板、中层板和底板；所述微机电芯片和所述信号放大器安装在所述顶板的第一面，所述中层板为环状结构，所述顶板、所述中层板和所述底板组装时形成一个用于容纳所述微机电芯片、信号放大器的腔体，所述顶板上设有进音孔，所述微机电芯片的引脚和所述信号放大器的引脚都通过所述顶板的印刷电路连接到中层板的导电柱，所述中层板的导电柱连接到所述底板的焊盘上，所述腔体的内壁覆盖有金属层。
7.在一些实施例中，所述底板的焊盘包括两个接地焊盘，一个电源正极焊盘，一个信号焊盘。
8.在一些实施例中，所述进音孔的直径为0.05mm
‑
1.0mm，在所述顶板的第二面设有裸露金属层，所述进音孔被所述裸露金属层包围，所述裸露金属层连接到所述底板的接地焊盘上，其中所述顶板的第一面和第二面为相对面。
9.在一些实施例中，所述裸露金属层的形状为圆环，所述圆环的圆心与所述进音孔的圆心相同。
10.在一些实施例中，所述顶板的厚度为0.05mm
‑
0.3mm，所述中层板的厚度为0.2mm
‑
1.0mm。
11.在一些实施例中，所述微机电传感器的长度为2.6
‑
3.0mm，所述微机电传感器的宽度为 1.8
‑
2.1mm，所述微机电传感器的高度为0.9
‑
1.3mm。
12.在一些实施例中，所述微机电传感器的长度为2.7
‑
2.9mm，所述微机电传感器的宽
度为 1.8
‑
2.0mm，所述微机电传感器的高度为0.9
‑
1.1mm。
13.本实用新型的有益效果是：本方案通过叠层结构，将微机电芯片和信号放大器设置在顶板上，并在腔体内覆盖金属层，形成屏蔽作用，改善微机电传感器的噪声性能。
附图说明
14.图1为根据本实用新型实施例提供的一种微机电传感器的正视图；
15.图2为根据本实用新型实施例提供的一种微机电传感器的侧视图；
16.图3为根据本实用新型实施例提供的一种微机电传感器的仰视图；
17.图4为根据本实用新型实施例提供的一种微机电传感器的爆炸图；
18.图5为根据本实用新型实施例提供的现有技术的微机电传感器的爆炸图。
具体实施方式
19.下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型进行进一步的说明。
20.参照图1、图2、图3和图4，本实施例公开了一种微机电传感器，包括微机电芯片150、信号放大器140、以及依次叠层安装的顶板110、中层板120和底板130；所述微机电芯片150 和所述信号放大器140安装在所述顶板110的第一面，所述中层板120为环状结构，所述顶板110、所述中层板120和所述底板130组装时形成一个用于容纳所述微机电芯片150、信号放大器140的腔体，所述顶板110上设有进音孔111，所述微机电芯片150的引脚和所述信号放大器140的引脚都通过所述顶板110的印刷电路连接到中层板120的导电柱121，所述中层板120的导电柱121连接到所述底板130的焊盘上，所述腔体的内壁覆盖有金属层。如图 3所示，本实施例中主要包含三种焊盘，接地焊盘gnd(一共两个)，电源正极焊盘vcc和信号焊盘out。由于可以通过腔体内壁的金属进行接地，因此只需要两个导电柱即可以将芯片的信号输出端和电源正极端引出。
21.在一些实施例中，所述进音孔的直径为0.05mm
‑
1.0mm，在所述顶板的第二面设有裸露金属层112，所述进音孔111被所述裸露金属层112包围，所述裸露金属层112连接到所述底板 130的接地焊盘上，其中，所述顶板110的第一面和第二面为相对面。通过覆盖金属，可以避免用户在触摸传感器的时候静电打坏器件。
22.在一些实施例中，所述裸露金属层的形状为圆环，所述圆环的圆心与所述进音孔的圆心相同。
23.在一些实施例中，所述顶板的厚度为0.05mm
‑
0.3mm，所述中层板的厚度为0.2mm
‑
1.0mm。
24.在一些实施例中，所述微机电传感器的长度为2.7
‑
2.9mm，所述微机电传感器的宽度为1.8
‑
2.0mm，所述微机电传感器的高度为0.9
‑
1.3mm。
25.在一些实施例中，所述微机电传感器的长度为2.7
‑
2.9mm，所述微机电传感器的宽度为 1.8
‑
2.0mm，所述微机电传感器的高度为0.9
‑
1.1mm。
26.可以理解的是，从上述实施例可知多层堆叠pcb板封装的微机电传感器元器件，共有四部分组成：
27.第一部分是上层pcb板(即顶板，其厚度：0.05mm
‑
0.3mm)，其进音孔大小为直径 0.05mm
‑
1.0mm，在进音孔周围露铜直径在0.1mm
‑
2.0mm，这样在产品接触到静电时会通过露
铜接地释放，起到保护产品的作用。
28.第二部分是将微机电芯片和asic放大器两颗芯片封装固定在上层pcb板上面，通过金属导线将芯片与芯片之间、芯片与pcb板线路上的焊盘连通，实现声电转换的功能。
29.第三部分是中层pcb板(即中层板，厚度：0.2mm
‑
1.0mm)，中间为空腔来容纳两颗芯片，空腔内壁一侧有2个独立的金属焊盘，直径在0.05mm
‑
1.0mm，分别连接导通上下层pcb板对应的焊盘，这样的焊盘布局，可以最大优化芯片的线路布线，同时，可以最大化pcb板上下焊接面积，提高中层pcb板支撑强度，同时空腔内壁表面金属化起到接地连接和电磁屏蔽的作用。
30.第四部分是下层pcb板(即底板)，其主要功能是定义不同的输入或者输出脚位，分别是电源(vdd)、信号输出(out)、接地(gnd)，通过锡膏印刷和回流工艺与主板连接，完整实现声电转换的功能，实现模拟的信号输出。
31.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种微机电传感器，其特征在于，包括微机电芯片、信号放大器、以及依次叠层安装的顶板、中层板和底板；所述微机电芯片和所述信号放大器安装在所述顶板的第一面，所述中层板为环状结构，所述顶板、所述中层板和所述底板组装时形成一个用于容纳所述微机电芯片、信号放大器的腔体，所述顶板上设有进音孔，所述微机电芯片的引脚和所述信号放大器的引脚都通过所述顶板的印刷电路连接到中层板的导电柱，所述中层板的导电柱连接到所述底板的焊盘上，所述腔体的内壁覆盖有金属层。2.根据权利要求1所述的一种微机电传感器，其特征在于：所述底板的焊盘包括两个接地焊盘，一个电源正极焊盘，一个信号焊盘。3.根据权利要求2所述的一种微机电传感器，其特征在于：所述进音孔的直径为0.05mm
‑
1.0mm，在所述顶板的第二面设有裸露金属层，所述进音孔被所述裸露金属层包围，所述裸露金属层连接到所述底板的接地焊盘上，所述顶板的第一面和第二面为相对面。4.根据权利要求3所述的一种微机电传感器，其特征在于：所述裸露金属层的形状为圆环，所述圆环的圆心与所述进音孔的圆心相同。5.根据权利要求1所述的一种微机电传感器，其特征在于：所述顶板的厚度为0.05mm
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0.3mm，所述中层板的厚度为0.2mm
‑
1.0mm。6.根据权利要求1所述的一种微机电传感器，其特征在于：所述微机电传感器的长度为2.6
‑
3.0mm，所述微机电传感器的宽度为1.8
‑
2.1mm，所述微机电传感器的高度为0.9
‑
1.3mm。7.根据权利要求1所述的一种微机电传感器，其特征在于：所述微机电传感器的长度为2.7
‑
2.9mm，所述微机电传感器的宽度为1.8
‑
2.0mm，所述微机电传感器的高度为0.9
‑
1.1mm。

技术总结

本实用新型公开了一种微机电传感器，涉及传感器领域，包括微机电芯片、信号放大器、以及依次叠层安装的顶板、中层板和底板；所述微机电芯片和所述信号放大器安装在所述顶板的第一面，所述中层板为环状结构，所述顶板、所述中层板和所述底板组装时形成一个用于容纳所述微机电芯片、信号放大器的腔体，所述顶板上设有进音孔，所述微机电芯片的引脚和所述信号放大器引脚，通过所述顶板的印刷电路连接到中层板的导电柱，所述中层板的导电柱连接到所述底板的焊盘上，所述腔体的内壁覆盖有金属层。本实用新型可以改善器件的噪声性能。实用新型可以改善器件的噪声性能。实用新型可以改善器件的噪声性能。