一种组合传感器和电子设备的制作方法

1.本发明涉及电子设备技术领域，更具体地，本发明涉及一种组合传感器和电子设备。


背景技术：

2.随着科技的发展，电子设备在日常应用中越来越广泛，而电子设备通常集成有诸多功能，例如对声音、气压、振动等信号的感测功能，以满足用户的各种需求。
3.在现有技术中，电子设备中通常通过设置多种传感器进行各类信号的感测，但在电子设备内设置多个具有单独感测功能的传感器，势必会占用较多的位置空间，不利于电子设备小型化的设计需求。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种组合传感器和电子设备的新的技术方案。
5.根据本发明的第一方面，提供一种组合传感器，包括：
6.pcb和外壳，所述外壳固定在所述pcb的一侧，并与所述pcb形成第一腔室；
7.第一asic芯片和第一mems芯片，所述第一asic芯片埋设于所述pcb内层，所述第一mems芯片设置于所述pcb上，并位于所述第一腔室内，所述第一asic芯片和所述第一mems芯片连接；
8.第二asic芯片和第二mems芯片，所述第二asic埋设于所述pcb内层，所述第二mems芯片设置于所述pcb上，并位于所述第一腔室内，所述第二asic芯片和所述第二mems芯片连接。
9.可选地，所述组合传感器还包括振动组件，所述振动组件设置于所述pcb上，并位于所述第一腔室内；
10.所述振动组件能够感测外部的振动信号，并通过所述第一asic芯片和第一mems芯片将所述振动信号转换为电信号输出。
11.可选地，所述振动组件包括内壳、支撑部、振膜和质量块；
12.所述支撑部设置于所述pcb上，所述内壳固定于所述支撑部上，且所述支撑部、所述内壳与所述pcb形成第二腔室；
13.所述振膜的边缘固定设置于所述内壳和所述支撑部之间，所述质量块设置于所述振膜上以使所述质量块悬置，所述振膜、所述质量块和所述第一mems芯片均位于所述第二腔室内。
14.可选地，所述第一asic芯片位于所述第一mems芯片的正下方。
15.可选地，所述支撑部和所述质量块采用黄铜、锌白铜或不锈钢材料制成。
16.可选地，所述质量块、振膜和所述支撑部之间分别通过胶水粘接固定。
17.可选地，所述外壳上设置有与外部连通的通气孔，所述第二mems芯片能够通过所述通气孔感测外部的气压信号，并通过所述第二asic芯片转换为电信号输出。
18.可选地，所述第二asic芯片位于所述第二mems芯片的正下方。
19.可选地，所述pcb内层设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一asic芯片和所述第二asic芯片分别粘接固定在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
20.根据本发明的第二方面，提供一种电子设备，包括第一方面所述的组合传感器。
21.本发明的一个技术效果在于，本技术通过将第一mems芯片和第二mems芯片集成在pcb和外壳形成的第一腔室内，使得组合传感器能够实现两种感测功能，并且将第一asic芯片和第二asic芯片分别埋设于pcb的内层，降低了产品的装配难度，减小了产品的尺寸。
22.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
23.构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
24.图1是本技术提供的一种组合传感器的结构示意图。
25.附图标记说明：
26.1、pcb；2、第一asic芯片；3、第二asic芯片；4、第二mems芯片；5、外壳；51、通气孔；6、内壳；71、振膜；72、质量块；73、支撑部；8、第一mems芯片。
具体实施方式
27.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
28.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
29.对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
30.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
32.如图1所示，根据本发明的第一方面，提供了一种组合传感器，包括：pcb 1(printed circuit board，印制电路板)、外壳5、第一asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)芯片2、第一mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统)芯片8、第二asic芯片3和第二mems芯片4，所述外壳5固定在所述pcb 1的一侧，并与所述pcb 1形成第一腔室；所述第一asic芯片2埋设于所述pcb 1内层，所述第一mems芯片8设置于所述pcb 1上，并位于所述第一腔室内，所述第一asic芯片2和所述第一mems芯片8连接；所述第二asic埋设于所述pcb 1内层，所述第二mems芯片4设置于所述pcb 1上，并位于所述第一腔室内，所述第二asic芯片3和所述第二mems芯片4连接。
33.具体地，在本实施例中，组合传感器具有第一asic芯片2、第一mems芯片8、第二
asic芯片3和第二mems芯片4。其中，第一asic芯片2和第一mems芯片8连接，能够实现第一感测功能，例如对外部振动的感测。而第二asic芯片3和第二mems芯片4连接，能够实现第二感测功能，例如对外部气压的感测。其中，第一asic芯片2和第二mems芯片4均与pcb 1电连接，可实现电信号输出。另外，外壳5的形状和pcb 1的形状相匹配，可以时圆形或方形等。
34.上述组合传感器结构通过将两种感测功能器件集成在同一器件上，使得组合传感器能够满足两种感测功能，一方面，提高了传感器的集成度，节省了占用空间，另一方面也能够便于组合传感器装配于电子设备中，降低了装配难度，提高了装配效率。
35.另外，在本实施例中，第一asic芯片2和第二asic芯片3分别埋设于pcb 1的内层，外壳5内第一腔室的功能部件较少，进一步减小了整个传感器的尺寸。其中，pcb 1可以为多层结构，例如四层或六层结构，在制备pcb 1时，可在其中间层的对应位置处预留位置，再将第一asic芯片2和第二asic芯片3放置在预留位置处，进而进行压制pcb 1的工艺流程，提高了组合传感器的制作效率和制造成本。
36.可选地，所述组合传感器还包括振动组件，所述振动组件设置于所述pcb 1上，并位于所述第一腔室内；所述振动组件能够感测外部的振动信号，并通过所述第一asic芯片2和第一mems芯片8将所述振动信号转换为电信号输出。
37.具体地，在本实施例中，第一asic芯片2、第一mems芯片8以及振动组件能够对外部的振动信号进行感测和输出。例如，组合传感器的上下振动可以通过振动组件的感测，形成一气压差，然后激励给第一mems芯片8工作，输出电信号到第一asic芯片2，经第一asic芯片2处理后可以通过pcb 1输出，实现组合传感器的振动感测功能。
38.可选地，所述振动组件包括内壳6、支撑部73、振膜71和质量块72；所述支撑部73设置于所述pcb 1上，所述内壳6固定于所述支撑部73上，且所述支撑部73、所述内壳6与所述pcb 1形成第二腔室；所述振膜71的边缘固定设置于所述内壳6和所述支撑部73之间，所述质量块72设置于所述振膜71上以使所述质量块72悬置，所述振膜71、所述质量块72和所述第一mems芯片8均位于所述第二腔室内。
39.具体地，在本实施例中，振动组件包括内壳6、支撑部73、振膜71和质量块72，其中，支撑部73和内壳6相接并将振膜71固定绷紧在第二腔室内，支撑部73主要起到支撑内壳6和振膜71的作用，支撑部73、内壳6与pcb 1形成的第二腔室为振膜71提供了空间，保证振膜71能够可靠地振动。
40.质量块72可以悬置在振膜71上方或下方，以增加振膜71的重量，使振膜71能够有效地收集振动信号，并且能够有效避免声波的干扰，质量块72的数量可以根据实际需求进行设计。
41.在一种实施例中，外部振动能够给到质量块72一个激励，使质量块72上下振动，进而在第二腔室内形成一个气压差，而第一mems芯片8通过此气压差受到激励，并输出电信号给第一asic芯片2，经第一asic芯片2处理后可以通过pcb 1输出。
42.可选地，所述第一asic芯片2位于所述第一mems芯片8的正下方。
43.具体地，在本实施例中，将第一asic芯片2埋设于pcb 1内层正对于第一mems芯片8的正下方，使得第一asic芯片2和第一mems芯片8的连接更加方便，进一步节省了外壳5内部的占用空间，使得组合传感器的体积能够更小型化。
44.可选地，所述支撑部73和所述质量块72采用黄铜、锌白铜或不锈钢材料制成。
45.具体地，在本实施例中，支撑部73和质量块72可以分别采用不同的金属材料制成，也可以采用相同的金属材料制成。金属材料可以选择黄铜、锌白铜或不锈钢等。另外，振膜71可以采用带弹性的塑料振动膜片、金属振动膜片或者通过刻蚀工艺形成的振动膜片，能够保证振膜71振动效果即可。
46.其中，质量块72采用金属材料制作能够在保证其质量的同时，尽量减小其尺寸，避免占用过多振膜71的面积，导致振膜71的性能下降。而支撑部73采用金属材料一方面能够实现与pcb 1板的电连接，另一方面也能够使整个振动组件在pcb 1板上的设置更加稳固。
47.可选地，所述质量块72、振膜71和所述支撑部73之间分别通过胶水粘接固定。
48.具体地，在本实施例中，质量块72可以通过胶水粘接在振膜71上，振膜71通过胶水粘接在支撑部73上，以提高振动组件之间的连接可靠性。另外，在将振动组件的整体化也便于将其固定在pcb 1上。
49.可选地，所述外壳5上设置有与外部连通的通气孔51，所述第二mems芯片4能够通过所述通气孔51感测外部的气压信号，并通过所述第二asic芯片3转换为电信号输出。
50.具体地，在本实施例中，第二mems芯片4通过通气孔51感测外壳5外部的大气压，并将此气压信号传递给第二asic芯片3，经第二asic芯片3处理后通过pcb 1输出，实现组合传感器的气压检测功能。
51.可选地，所述第二asic芯片3位于所述第二mems芯片4的正下方。
52.具体地，在本实施例中，将第二asic芯片3埋设于pcb 1内层正对于第二mems芯片4的正下方，使得第二asic芯片3和第二mems芯片4的连接更加方便，进一步节省了外壳5内部的占用空间，使得组合传感器的体积能够更小型化。
53.可选地，所述pcb 1内层设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一asic芯片2和所述第二asic芯片3分别粘接固定在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
54.具体地，在本实施例中，pcb 1的内层挖设有第一凹槽，用于放置第一asic芯片2，还挖设有第二凹槽，用于放置第二asic芯片3。其中，第一凹槽和第二凹槽的形状和深浅等参数可根据第一asic芯片2和第二asic芯片3的形状和厚度进行设置，并且可相应地略大于第一asic芯片2和第二asic芯片3，使得第一asic芯片2和第二asic芯片3的放置更加方便。
55.在放置好第一asic芯片2和第二asic芯片3，可通过灌胶的方式将其固定在第一凹槽和第二凹槽内，提高固定的可靠性。
56.根据本发明的第二方面，提供一种电子设备，包括第一方面所述的组合传感器。
57.具体地，在本实施例中，提供了一种电子设备，其包括本发明第一方面提供的组合传感器。本发明提供的组合传感器集成有两种传感器功能，且体积小、装配难度低，能够同时满足电子设备的多种检测功能需求和小型化的设计需求，且成本较低，适合批量化生产。
58.在本实施例中，电子设备可以是麦克风、手机、平板等，具体可根据实际需求进行配置，本发明对此不做限制。
59.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
60.虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发
明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种组合传感器，其特征在于，包括：pcb和外壳，所述外壳固定在所述pcb的一侧，并与所述pcb形成第一腔室；第一asic芯片和第一mems芯片，所述第一asic芯片埋设于所述pcb内层，所述第一mems芯片设置于所述pcb上，并位于所述第一腔室内，所述第一asic芯片和所述第一mems芯片连接；第二asic芯片和第二mems芯片，所述第二asic埋设于所述pcb内层，所述第二mems芯片设置于所述pcb上，并位于所述第一腔室内，所述第二asic芯片和所述第二mems芯片连接。2.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于，还包括振动组件，所述振动组件设置于所述pcb上，并位于所述第一腔室内；所述振动组件能够感测外部的振动信号，并通过所述第一asic芯片和第一mems芯片将所述振动信号转换为电信号输出。3.根据权利要求2所述的组合传感器，其特征在于，所述振动组件包括内壳、支撑部、振膜和质量块；所述支撑部设置于所述pcb上，所述内壳固定于所述支撑部上，且所述支撑部、所述内壳与所述pcb形成第二腔室；所述振膜的边缘固定设置于所述内壳和所述支撑部之间，所述质量块设置于所述振膜上以使所述质量块悬置，所述振膜、所述质量块和所述第一mems芯片均位于所述第二腔室内。4.根据权利要求3所述的组合传感器，其特征在于，所述第一asic芯片位于所述第一mems芯片的正下方。5.根据权利要求3所述的组合传感器，其特征在于，所述支撑部和所述质量块采用黄铜、锌白铜或不锈钢材料制成。6.根据权利要求3所述的组合传感器，其特征在于，所述质量块、振膜和所述支撑部之间分别通过胶水粘接固定。7.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于，所述外壳上设置有与外部连通的通气孔，所述第二mems芯片能够通过所述通气孔感测外部的气压信号，并通过所述第二asic芯片转换为电信号输出。8.根据权利要求7所述的组合传感器，其特征在于，所述第二asic芯片位于所述第二mems芯片的正下方。9.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于，所述pcb内层设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一asic芯片和所述第二asic芯片分别粘接固定在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的组合传感器。

技术总结
本发明涉及一种组合传感器和电子设备。所述组合传感器，包括：PCB、外壳、第一ASIC芯片、第一MEMS芯片、第二ASIC芯片和第二MEMS芯片，所述外壳固定在所述PCB的一侧，并与所述PCB形成第一腔室；所述第一ASIC芯片埋设于所述PCB内层，所述第一MEMS芯片设置于所述PCB上，并位于所述第一腔室内，所述第一ASIC芯片和所述第一MEMS芯片连接；所述第二ASIC埋设于所述PCB内层，所述第二MEMS芯片设置于所述PCB上，并位于所述第一腔室内，所述第二ASIC芯片和所述第二MEMS芯片连接。本发明提供的组合传感器具有多种感测功能，且装配难度低，尺寸小，适用于具有小型化需求的电子设备。有小型化需求的电子设备。有小型化需求的电子设备。


技术研发人员：齐利克 周中恒 闫文明
受保护的技术使用者：歌尔微电子股份有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/14