麦克风的制作方法

1.本公开总体上涉及麦克风，并且更具体地涉及用于麦克风的适配器壳体及其与麦克风的组合。


背景技术：

2.诸如移动电话、个人计算机、智能扬声器、助听器、真无线立体声(tws)耳机等消费类电子设备以及其它主机设备应用通常包括一个或多个小型麦克风。微制造技术和纳米制造技术的进步已经导致具有逐渐减小的尺寸和不同形状因数的麦克风的发展。例如，由于电容式微机电系统(mems)麦克风的低成本、小尺寸和高灵敏度，驻极体麦克风在这些和其它应用中的曾经占优势的使用正在被替代。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种麦克风，该麦克风包括：适配器壳体，该适配器壳体包括开口和外部声学端口；以及至少部分地设置在该适配器壳体内的内部麦克风组件，该内部麦克风组件包括：具有内部声学端口的内部壳体；以及设置在所述内部壳体上的多个触点，能够通过所述适配器壳体的开口到达所述触点，其中，所述内部壳体的内部经由所述内部声学端口声学耦合到所述外部声学端口。
4.所述麦克风组件还包括设置在所述内部壳体中的微机电系统(mems)马达和集成电路，所述集成电路电联接到所述mems马达和所述触点，并且所述mems马达经由所述内部声学端口声学耦合到所述外部声学端口。
5.所述麦克风与具有多个主机接口触点的适配器接口相组合，所述主机接口触点中的各个触点通过电迹线联接到所述内部壳体上的对应触点。
6.所述内部壳体包括安装在基部上的盖，所述触点是设置在所述基部上的表面安装触点，并且包括位于输出信号触点与正触点之间的负触点，并且其中，所述适配器接口是柔性电路，所述柔性电路的多个主机接口触点包括位于主机正触点与主机负触点之间的主机输出信号触点。
7.所述麦克风还包括介于所述内部壳体与所述适配器壳体之间的声学通道，所述内部声学端口通过所述声学通道声学耦合到所述外部声学端口。
8.所述声学通道是曲折路径，其中，所述曲折路径是针对光或颗粒污染物的进入屏障。
9.所述声学通道被配置为调谐所述麦克风的声学特性。
10.所述声学特性包括声感抗、声顺或声阻。
11.所述声学通道包括谐振腔。
12.所述麦克风还包括将所述适配器壳体的至少一部分与所述内部壳体的至少一部分分离开的支承构件。
13.所述支承构件限定所述声学通道的至少一部分。
14.所述支承构件的结构改变通过所述声学通道传播的声音的声学特性。
15.所述mems马达将所述内部壳体分隔成后腔容积和声学耦合到所述内部声学端口的前腔容积，所述内部壳体包括将所述后腔容积声学耦合到介于所述适配器壳体与所述内部壳体之间的空间的后腔容积端口。
16.所述内部壳体包括安装在基部上的盖，其中，所述内部壳体的所述多个触点是设置在所述基部上的表面安装触点，所述适配器壳体包括安装到所述内部壳体的所述基部的盖，其中，所述内部壳体和所述适配器壳体共用所述基部作为公共基部。
17.所述内部壳体包括安装在基部上的盖，其中，所述内部声学端口、所述触点和所述mems马达设置在所述基部上。
18.所述麦克风还包括介于所述内部壳体与所述适配器壳体之间的声学通道，所述开口设置在所述适配器壳体的第一侧，并且所述外部声学端口设置在所述适配器壳体的第二侧，所述适配器壳体的所述第二侧与所述适配器壳体的所述第一侧相对，其中，所述内部声学端口是通过所述声学通道声学耦合到所述外部声学端口的。
19.所述麦克风还包括介于所述内部壳体与所述适配器壳体之间的声学通道，所述开口设置在所述适配器壳体的第一侧，并且所述外部声学端口设置在所述适配器壳体的第二侧，所述适配器壳体的所述第二侧不平行于所述适配器壳体的所述第一侧，其中，所述内部声学端口通过所述声学通道声学耦合到所述外部声学端口。
20.所述麦克风还包括介于所述内部壳体与所述适配器壳体之间的声学通道，所述内部声学端口通过所述声学通道声学耦合到所述外部声学端口，其中，所述mems马达是包括振膜的电容性装置，所述振膜将所述内部壳体分隔成后腔容积和前腔容积，所述后腔容积具有垂直于所述振膜的表面的高度尺寸h1，并且所述前腔容积具有垂直于所述振膜的表面的高度尺寸h2，所述声学通道具有垂直于所述振膜的表面的高度尺寸h3，其中，h3>h1 h2。
21.所述开口被设置在所述适配器壳体的第一侧，并且所述外部声学端口被设置在所述适配器壳体的第二侧，其中，所述适配器壳体的第二侧与所述适配器壳体的第一侧相对，并且所述声学通道的高度尺寸h3在所述适配器壳体的第一侧与第二侧之间延伸。
附图说明
22.为了描述可以获得本公开的优点和特征的方式，通过参考在附图中示出的具体实施方式来呈现本公开的描述。这些附图仅描绘了本公开的示例性实施方式，因此不被认为限制其范围。为了清楚起见，附图可能已经被简化并且不必按比例绘制。
23.图1是根据可能实施方式的麦克风的示例侧截面图；
24.图2是根据可能实施方式的麦克风的示例侧截面图；
25.图3是根据可能实施方式的mems马达和柔性件的示例图示；
26.图4是根据可能实施方式的麦克风的示例侧视图；
27.图5是根据可能实施方式的麦克风的示例侧截面图；
28.图6是根据可能实施方式的麦克风的示例侧截面图；
29.图7是根据可能实施方式的麦克风的示例分解图；以及
30.图8是根据可能实施方式的麦克风的示例等距视图。
具体实施方式
31.实施方式可以提供包括适配器壳体的麦克风。适配器壳体可以包括开口和外部声学端口。麦克风可以包括至少部分地设置在适配器壳体内的内部麦克风组件。内部麦克风组件可以包括具有内部声学端口的内部壳体。内部麦克风组件可以包括设置在内部壳体上的多个触点。触点可通过适配器壳体的开口到达。内部壳体的内部可以经由内部声学端口声学耦合到外部声学端口。
32.参考图1、图2和图4至图8中所示的不同的可能实施方式，麦克风100可以包括适配器壳体110和内部麦克风组件120。适配器壳体110可以是罩(can)，该罩可以由金属、涂覆了金属的塑料、fr4、塑料和/或其他材料制成。适配器壳体110也可以是罩和基部，可以是两个罩，和/或可以是壳体元件的任何其他排布。基部可以是印刷电路板(pcb)、衬底或可提供基部的任何其它元件。内部麦克风组件120可以是mems麦克风组件、驻极体麦克风组件、压电麦克风等以及其它已知和未来的麦克风组件。
33.参考图1、图2以及图4至图7所示的不同的可能实施方式，麦克风100可以包括内部壳体130。参考图1、图2以及图5至图7中所示的不同的可能实施方式，麦克风100可以包括外部声学端口112。参照图1、图2、图5和图6所示的不同的可能实施方式，适配器壳体110可包括开口118。
34.内部麦克风组件120可以至少部分地设置在适配器壳体110内。内部壳体130可具有内部声学端口132。内部麦克风组件120还可以包括设置在内部壳体130上的多个触点140。图7示出了内部麦克风组件120上的各个触点140，其中，触点140可通过适配器壳体110的开口118到达和露出(不使用图1所示的pcb 210或图2所示的柔性件)。内部壳体130的内部可以经由内部声学端口132声学耦合到外部声学端口112。
35.根据可能的实施方式，内部壳体130的内部可以经由内部声学端口132并且经由内部壳体130与适配器壳体110之间的声学通道114(例如，声学路径)声学地耦合到外部声学端口112。声学通道114还可以位于内部壳体130与适配器壳体110之间的未示出的侧面，例如由于除了壳体110与130之间的支承结构之外完全包围内部壳体130或者由于部分包围内部壳体130。
36.根据可能的实施方式，内部麦克风组件120可以包括设置在内部壳体130内的mems马达122和集成电路124。另选地，所述mems马达可以是驻极体马达、压电马达或一些其它已知或未来的转换元件。集成电路124可以电联接到mems马达和内部麦克风组件的触点140。在音频应用中，mems马达还可以经由内部声学端口132声学耦合到外部声学端口112。mems马达与设置在内部壳体130中的集成电路124组合构成内部麦克风组件120。
37.参考图1和图8，根据可能的实施方式，麦克风100可以与具有多个电迹线(未示出)的接口适配器210组合，所述电迹线将内部麦克风组件的触点140与接口适配器210上的对应的主机设备接口触点212互连起来。例如，触点可以联接到接口适配器210上的焊盘214，焊盘214可以电连接到接口触点212(例如，通过焊料层接合)。接口适配器210可以是pcb或柔性电路。参考图2、图3和图4，麦克风100可以与被配置为柔性电路160的接口适配器组合，柔性电路160具有将内部麦克风组件120(见图2)的触点140与柔性电路160上的相应触点141、142、143互连起来的电迹线161、162和163。在图2和图4中，柔性电路160具有连接到内部麦克风组件的触点140的第一端部122、卷绕在内部麦克风组件周围的中间部分以及具有
主机接口触点(例如，图3中的161、162和163)的第二端部。适配器接口还可用于在内部麦克风组件上的触点140出现在柔性电路或pcb的主机设备接口触点上时改变它们的布置或顺序。例如，内部麦克风上的grnd、pwr、data触点可以被改变以在pcb或柔性电路的主机设备接口上表现为grnd、data、pwr。
38.内部壳体130可包括安装在基部136上的盖134。触点140可以是设置在基部136上的表面安装触点，并且可以包括位于输出信号触点141与正触点143之间的负触点142。柔性电路160可以具有多个主机接口触点161至163，每个主机接口触点通过相应的电迹线164电联接到内部壳体130的相应触点。柔性电路160的多个主机接口触点161至163可以包括位于主机正触点161与主机负触点163之间的主机输出信号触点162。柔性件160可以环绕外部壳体110以在外部壳体110上形成端子焊盘。
39.内部壳体的盖134可以是金属罩，可以是涂覆了金属的塑料罩，可以是塑料的，可以具有侧壁和由fr4构成的盖，例如层压到一侧或两侧的薄的铜箔层，和/或可以是任何其它盖。基部136可以是具有触点的绝缘体，例如内侧上的引线接合触点和外侧上的表面安装触点。麦克风100的部件可以被设计成优化的声学特性，例如声阻(r：acoustic resistance)、声感抗(l:inertance)和声顺(c:compliance)，用于过滤频率响应和/或噪声。基部136可以是pcb(例如fr4)，可以是塑料，可以是衬底，和/或可以是任何其它基部。用于内部壳体的盖134、基部136、适配器壳体110和/或其他部件的材料可以互换地使用，和/或用于其他元件。
40.参考图1、图5和图6，麦克风100可以包括介于内部壳体130与适配器壳体110之间的声学通道114。内部声学端口132可以通过声学通道114声学耦合到外部声学端口112。声学通道114可以是曲折路径或其它路径或通道。曲折路径可以是针对光或颗粒污染物的进入屏障。声学通道114可以被配置为调谐麦克风的声学特性。声学特性包括声感抗(l)、声顺(c)和/或声阻(r)。
41.声学通道114可以在气流方向上具有限定的长度和垂直于气流的横截面积。横截面积可以由宽度和高度限定(例如，粗细)，其中，较小的尺寸可以是高度。
42.声顺可以与容量成比例。声感抗可以与长度成正比并且与横截面积成反比。声阻可以与长度成比例，与宽度成反比例，并且如果足够窄，与高度的三次幂(例如，立方)成反比。
43.增加的声顺可以增加麦克风灵敏度并且可以降低谐振频率。增加的声感抗可以降低谐振频率。增加的声阻可以减小谐振振幅。声阻(r)、声感抗(l)和声顺(c)也可以被组合到类似于rlc电谐振器或rc低通滤波器的谐振或滤波结构中。
44.声学通道114可以是谐振腔和/或可以是谐振腔的一部分。例如，声学通道114本身的容积可以用作谐振器。根据另一可能的实施方式，至少一个附加路径或腔体还可用作与声学通道114结合的谐振器。
45.根据可能的实施方式，麦克风100可以包括将适配器壳体110的至少一部分与内部壳体130的至少一部分分离的至少一个支承构件170。支承构件170可以限定声学通道114的至少一部分。支承构件170的结构可以改变穿过声学通道114传播的声音的声学特性。例如，支承构件170可以由肋、纤维、编织材料、凝胶、凸块或可以改变通过声学通道114传播的声音的声学特性的其他结构制成。
46.参考图1，根据可能的实施方式，mems马达122可以将内部壳体130分离成后腔容积196和声学耦合到内部声学端口132的前腔容积194。参考图2，根据可能的实施方式，内部壳体130可以包括将后腔容积196声学耦合到介于适配器壳体110与内部壳体130之间的空间172的后腔容积端口198。空间172可以用作封闭容积，并且可以不通向适配器壳体110的外部。根据另一可能的实施方式，空间172可以经由与外部声学端口112相似或不相似的外部声学端口通向壳体110的外部。根据可能的实施方式，图3和图4的柔性电路160可用作触点140与电迹线212之间的接口。或者，主机接口触点161至163可用作或代替电迹线212。
47.参照图1和图5，根据可能的实施方式，内部壳体130可包括安装在基部136上的盖134。内部壳体130的多个触点140可以是设置在基部136上的表面安装触点。参照图5，适配器壳体110可包括安装到内部壳体130的基部136的盖116。因此，内部壳体130和适配器壳体110可以共用基部136作为公共基部。
48.根据其他可能的实施方式，适配器壳体110可以包括金属罩和板或两个金属罩。适配器壳体110还可以具有pcb基部，该pcb基部具有其自身的声学通道和外部罩，并且可以包括安装到第二pcb或柔性件的标准底部端口mems。适配器壳体110还可以具有带有声学通道的pcb基部和外部罩，例如安装在一个pcb上的两个罩。适配器壳体110可另外具有两个pcb基部，其中，一个pcb基部可包括附加的声学通道，而另一个pcb基部可位于具有外部声学端口112的相对侧。适配器壳体110还可以具有包覆成型的外部壳体和声学通道。
49.根据可能的实施方式，内部壳体130可以包括安装在基部136上的盖134。内部声学端口132、触点140和mems马达122可设置在基部136上。
50.根据可能的实施方式，麦克风100可以包括介于内部壳体130与适配器壳体110之间的声学通道114。开口118可以设置在适配器壳体110的第一侧，并且外部声学端口112可以设置在适配器壳体110的第二侧。适配器壳体110的第二侧可以与适配器壳体110的第一侧相对。内部声学端口132可以通过声学通道114声学耦合到外部声学端口112。
51.参照图7的可能实施方式，适配器壳体可包括不锈钢杯形式的第一盖116和不锈钢盖形式的第二盖119。内部壳体130可以是由模制塑料形成的前腔壁。外部声学端口112可以位于第一盖116的一侧。
52.参考图1和图7，麦克风100可以包括介于内部壳体130与适配器壳体110之间的声学通道114。如图7所示，开口118可以设置在适配器壳体110的第一侧，并且外部声学端口112可以设置在适配器壳体110的第二侧。适配器壳体110的第二侧可以不平行于适配器壳体110的第一侧。例如，开口118可以位于适配器壳体110的底部，而适配器声学端口112可以在适配器壳体的侧面。内部声学端口132可以通过声学通道114声学耦合到外部声学端口112。
53.参照图8的可能实施方式，垫片180可放置在内部壳体130的底部或顶部。垫片180可以具有窄的通道(例如，槽186)，所述通道切入材料中以限制气流，并且垫片180也可以或可以不用作支承结构。柔性件182也可以限制气流并起到相同的作用。柔性件182可具有槽184，而垫片180可具有另一槽186。
54.再参考图1，麦克风100可以包括介于内部壳体130与适配器壳体110之间的声学通道114。内部声学端口132可以通过声学通道114声学耦合到外部声学端口112。mems马达122可以是包括振膜192的电容性装置192，振膜192将内部壳体130分隔成具有垂直于振膜192
的表面的高度尺寸h1的前腔容积194和具有垂直于振膜192的表面的高度尺寸h2的后腔容积196。声学通道114可以具有垂直于振膜192的表面的高度尺寸h3，其中，h3>h1 h2。
55.麦克风通常对振动敏感。参考图1，麦克风100的加速可以引起后腔容积196中的空气和前腔容积194中的空气的位移。这样的空气位移可以使振膜192位移，导致寄生信号，这可以产生可听见的伪像(audible artifact)。当加速度在垂直于振膜表面的方向上时，位移最大。通常，作用在振膜表面上的力与前腔容积中的空气容积的高度h1和后腔容积中的空气容积的高度h2成比例。作用在振膜192的表面区域上的力也可被量化为压力。外部壳体110的加速可使声学通道114中的空气在振膜192的表面上施加力。此外，当加速度在垂直于振膜192的表面的方向上时，作用在振膜192的表面上的力可以与通道中的空气体积的高度h3成比例。
56.参照图1、图5、图6、图7和图8，外部声学端口112可被布置成面向与内部声学端口132相反的方向，其中，声学通道114位于外部声学端口112与内部声学端口132之间。对于内部声学端口132和外部声学端口112的这种定向，作用在振膜192上的力的方向可以与由前腔容积194中的空气和后腔容积196中的空气产生的力的方向相反，并且可以减小振动灵敏度。振动灵敏度降低超过3db被认为是有用的。在垂直于振膜表面的方向上的振动消除可以是基于h3＝h1 h2 (振膜_质量/(振膜_面积*空气_密度))。
57.根据可能的实施方式，开口118可以被布置在适配器壳体110的第一侧，并且外部声学端口112可以被布置在适配器壳体110的第二侧。适配器壳体110的第二侧可以与适配器壳体110的第一侧相对。高度尺寸h3可以在适配器壳体110的第一侧与第二侧之间延伸。
58.通常，各种实施方式的适配器(例如适配器壳体110)可以为具有比传统麦克风更小尺寸或不同形状因数的任何技术(例如mems、驻极体、压电等)的麦克风提供向后兼容性。例如，这样的适配器可以允许使用mems麦克风作为使用传统驻极体麦克风的应用或插座中的即插即用替代物。至少一些实施方式还可以提供对颗粒物和光的进入保护，和/或提供调谐频率响应和/或噪声的灵活性。
59.例如，实施方式可以提供由内部壳体和外部壳体形成的内部腔体。内部腔体可以提供用于频率响应成形的声学路径。实施方式还可以提供由内部壳体和外部壳体形成的内部腔体作为麦克风的附加后腔容积。实施方式可进一步提供具有气团的内部声学路径以抵消或减小振动响应。实施方式可以用内部声学端口和外部声学端口的分离来额外地提供内部曲折路径以用于入口保护。实施方式还可以提供使用内部壳体和外部壳体的双壳体以提供对光线穿透的阻挡。
60.实施方式可以提供一种麦克风组件，该麦克风组件包括封装在外部壳体中的内部mems麦克风，该外部壳体可以是金属罩或杯以及用于端子焊盘的pcb或柔性件。内部麦克风可以是mems麦克风、驻极体麦克风或其它麦克风。mems麦克风可以是底部端口mems麦克风或顶部端口mems麦克风。mems麦克风可以具有电子可调滤波器，可以具有各种尺寸以调谐谐振频率，并且可以或可以不通风到外部壳体中的封闭容积中以增加mems麦克风的后腔容积从而改进性能。mems麦克风可以被完全封装为安装在外部壳体内的支承结构上的pcb和罩或者mems和asic管芯。外部端子可以位于柔性件上、pcb上，或者可以是其它外部端子。外部壳体可包括金属罩或杯，盖(例如，杯或板)和端子焊盘。外部端子也可以具有各种尺寸。外部壳体可以是矩形、圆柱形或任何其它形状。外部端子和外部端口配置可针对助听器设
被定义为表示列表的元素中的一个、一些或全部，但不一定是全部元素。术语“包括”、“包含”、“包含有”或其任何其它变化形式旨在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、物品或装置不仅包括这些要素，还可包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或装置所固有的其它要素。在没有更多限制的情况下，以“一”、“一个”等开头的元素并不排除在包括该元素的过程、方法、物品或装置中存在附加的相同元素。此外，术语“另一个”被定义为至少第二个或更多个。这里使用的术语“包括”、“具有”等被定义为“包含”。此外，背景技术部分不被承认为现有技术，而是被写为发明人自己在提交时对一些实施方式的上下文的理解，并且包括发明人自己对现有技术的任何问题和/或在发明人自己的工作中经历的问题的认识。