CN101272637A - 具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风 - Google Patents

Abstract

具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，属于声频设备领域。现有结构零部件数量多，累积误差大，易黏附杂物及灰尘，成品合格率低、装配效率低。本发明包括壳体、振动元件以及用于封堵壳体容纳腔且与壳体电连接的线路板；振动元件与壳体顶部内表面之间形成第一声腔；外壳孔与第一声腔连通；其特征在于壳体内设有置于振动元件、线路板之间的一体式声腔构件，其由环形侧壁和一体形成于侧壁的腔板构成，腔板上开有通孔且内凹于侧壁下端，侧壁和腔板形成第二声腔，侧壁的外侧面涂覆有绝缘材料层，其优点在于一体式声腔构件替代并实现了多个零件等多项功能，零件数量少，优化了产品结构和生产工序，缩小了累积误差，降低生产成本，合格率高。

Description

具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风

【技术领域】

本发明涉及一种麦克风，特别是具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，属于声频设备领域。

【背景技术】

近年来，将声波转换成电信号的微型麦克风被越来越多地应用到通讯行业(如电话机、手机)、计算机多媒体系统(VolP)、电子玩具(如电子游戏机、声控玩具)以及音响设备(例如DC、DV、MP3、MP4、免提中的声频部件)等各种产品中，其中驻极体电容式麦克风(EMC)应用较为广泛。这种麦克风通常包括由顶面和侧壁围成的金属壳体，壳体顶面开有若干的孔形声音通道；置入壳体内的振动板，其包括金属环和其环形端面上的振动膜；背极板；设置于背极板与金属环之间、使背极板与振动膜之间形成一定间隔的塑环；置于背极板下方、使背极板与采用结型场效应晶体管(JFET)的线路板的覆铜电连接的铜支架。为了防止背极板、铜支架与壳体电连接，通常还在此两者外套置有塑料环形支架对其绝缘。

驻极体电容麦克风工作时，声波由孔形通道进入壳体内，引起容纳腔中振动膜振动，令振动膜与背极板形成的平板电容间的距离发生变化，从而导致平板电容发生变化，由于振动膜或背极板上涂敷有驻极体材料，可任选其一预先在其驻极体材料上驻极，驻极体材料可束缚电荷，这样在电容之间存在一个不变的电荷量。因此当两极板间距离变化时引起电容两端的电压变化，这样形成的声电变换效应产生了微弱的电信号，然后电信号通过铜支架传递到线路板，经过线路板上电子元件的处理后输出转换为所需电信号。

装配时在壳体内先置入振动板，再放入塑环，然后依次放入背极板、铜支架以及塑料支架，最后放入线路板并进行封口、在壳体顶面设置防尘布。由此可见，现有结构的零部件不少于8个，需要八道以上工序，每一个零件的误差累积起来会形成较大的累积误差数值，由于零件数量多且体积较小，加工精度要求高，存在装配难度，它直接影响到产品合格率和成品一致性以及材料成本、人工成本。此外，基于制造装配流程长、工序多的现状，产品零件长时间裸露在空气中且人手操作频繁，这两个环节致使零件易黏附杂物及灰尘，影响敏感度及产品合格率。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的缺陷，提供一种零件数量较少、累积误差明显减小、生产装配工序简化、装配便捷、生产成本低、产品合格率高、质量更加稳定的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风。为此，本发明采用如下技术方案：

顶面开有声孔、具有容纳腔的壳体；置于壳体内的振动元件；与壳体周缘电连接的线路板；所述的振动元件与壳体顶部内表面之间形成第一声腔；所述的声孔与第一声腔连通；其特征在于所述的壳体内设有置于振动元件、线路板之间的一体式声腔构件，其由环形侧壁和一体形成于侧壁的腔板构成，所述的腔板上开有通孔且内凹于侧壁下端，所述的侧壁和腔板形成第二声腔，侧壁的外侧面涂覆有绝缘材料层。结构独特的一体式声腔构件省略了传统驻极体电容麦克风中的背极板、铜支架、塑料支架等部件，腔板、侧壁和绝缘材料层分别相当于传统结构的背极板、铜支架和塑料支架，一个零件同时实现电容极板、与线路板电连接以及与壳体绝缘等多项功能，减少了零件数量、简化了整体结构和生产工序，优化了必备零件的装配关系，有效减小了零件累积误差；同时又便于装配、缩短装配时间，即缩短了零件暴露在空气中及经人手操作的时间，保证了零件的敏感度，从而提高了产品质量、合格率，亦降低了生产成本。侧壁形状不限于圆形，可以为方形、三角形、椭圆形等，其亦不限于连续封闭环形，亦可为断续呈锯齿状等其他状态，选择其表面涂覆的绝缘材料能满足侧壁与壳体之间绝缘要求即可。对一体式声腔构件除侧壁外的其它表面，可涂覆绝缘材料或不涂覆绝缘材料。如涂覆有绝缘材料，此绝缘材料可采用驻极体材料预先束缚住一定数量的电荷。

对于上述技术方案的完善和补充，可以增加如下技术特征：

所述的一体式声腔构件采用导电材料制成。这种材质上的选择满足形成电容一端极板的要求。

麦克风还包括置于振动元件、一体式声腔构件之间的绝缘隔环。当一体式声腔构件顶面为平面时，需要绝缘隔环将振动元件与一体式声腔构件隔开一定距离，以便形成平板电容，且给振动元件提供空间便于发生振动，从而形成声波振动的电信号。

所述腔板内凹于侧壁的上端形成电容腔，一体式声腔构件形成上部为电容腔、下部为第二声腔的上、下双腔结构，腔板上表面以上的侧壁形成凸起部，其外侧面及顶面涂覆有绝缘材料层。凸起部一体设置在一体式声腔构件上，将振动元件与一体式声腔构件隔开一定距离，以便形成平板电容，并可替代传统结构中的塑环，进一步优化产品整体结构，减少产品的零件数量和累积误差，提高装配效率。凸起部的内侧面可涂敷绝缘材料层，也可不涂敷。

所述的线路板上设有输入端，所述的侧壁底部与输入端电连接。一体式声腔构件通过侧壁底部将声波振动的电信号传送到线路板上，由其上的电子元件进行处理、输出，输入端通常可为线路板覆铜的部分。

所述的振动元件包括振动膜和环件，所述的振动膜为绝缘材料制成，振动膜上表面涂敷有金属材料层，环件设置于金属材料层上，振动元件的下表面与凸起部触接。绝缘材料层可作为驻极体材料预先束缚住一定数量的电荷，当振动膜发生振动时形成电信号，环件隔开了壳体顶部的内表面与振动膜，使两者之间有一定距离，便于振动膜振动，又起导通作用，将振动膜金属材料层与壳体电导通。

本发明一体式声腔构件替代了传统驻极体电容麦克风中的背极板、铜支架、塑料支架、塑环等部件，同时实现了多个零件等多项功能，将现有技术中全部由散件装配改进为选择部分零件一体化，通过减少零件数量，优化整体结构、装配关系和生产工序，减小了零件累积误差；同时又便于装配、缩短装配时间，达到减少零件暴露在空气中及经人手操作的时间，保证了零件的敏感度，从而使产品质量稳定、合格率高，随之亦大幅降低了生产成本。

【附图说明】

图1为现有技术的立体装配结构示意图；

图2为本发明实施例一的立体装配结构示意图；

图3为本发明实施例一中一体式声腔构件的平面结构示意图；

图4为本发明实施例一中一体式声腔构件的剖面结构示意图；

图5为本发明实施例一中一体式声腔构件的正面立体结构示意图；

图6为本发明实施例一中一体式声腔构件的反面立体结构示意图；

图7为本发明实施例二的立体装配结构示意图；

图8为本发明中线路板的电路原理图；

图9为本发明实施例三的立体装配结构示意图。

图中：1、防尘布，2、铝壳，3、振动板，4、塑环，5、背极板，6、铜支架，7、塑料支架，8、线路板，100、具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，101、防尘布，110、壳体，111、声孔，112、顶部内表面，113、顶部外表面，114、壳体连接表面，120、振动元件，121、振动膜上表面，122、振动膜下表面，123、环件，130、绝缘隔环，140、一体式声腔构件，141、通孔，142、腔板上表面，143、内表面，144、凸起部，145、侧壁，146、电容腔，147、第二声腔，150、线路板，151、线路板上表面，152、输入端，153、线路板外表面。

【具体实现方式】

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1所示，现有技术的驻极体电容式麦克风，包括防尘布1，由顶面和侧壁围成容纳腔且呈倒置碗形的铝壳2，铝壳2顶面开有若干允许声音进入容纳腔的孔形通道；设于铝壳2内并与铝壳内侧壁触接的振动板3，其包括金属环和其下环形端面设置的振动膜；背极板5；设置于背极板5与金属环之间、使背极板与振动板之间形成一定间隔的塑环4；置于背极板5下方、使背极板5与采用结型场效应晶体管(JFET)的线路板8的输入端电连接的铜支架7。为了防止背极板5、铜支架7与铝壳2电连接，通常还在此两者外套置有塑料环形支架6对其绝缘。

如图2-6所示，实施例一中，具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风100，包括：采用金属材质制成的、开有声孔111、具有由顶面和壳壁围成容纳腔的壳体110，壳体110顶部外表面上贴敷有防尘布101；置于壳体内的振动元件120；振动元件120包括振动膜和金属材料制成的环件123，振动膜为绝缘材料层制成，振动膜上表面121涂敷有金属材料层，环件123设置于金属材料层上，使振动膜与壳体内部上表面隔离，便于振动膜振动，环件123周缘与壳体110接触性电连接，亦可用焊接、粘结等方式令环件123周缘与壳体110固定电连接，防止装配过程中杂物、灰尘进入内部，影响敏感度；用于封堵壳体110容纳腔的线路板150，其与壳体110周缘电连接；振动元件120与壳体110顶部内表面112之间形成第一声腔；声孔111与第一声腔连通；壳体110内还设有置于振动元件120、线路板150之间、采用导电材料层制成的一体式声腔构件140，一体式声腔构件140具有由侧壁145和一体成形且内凹于侧壁下端的腔板限定的第二声腔(图4中，高度为H的部分)，腔板开有复数个厚度方向上的通孔141，侧壁145的外侧面涂覆有绝缘材料层，侧壁145可形成于腔板周缘，亦可形成于周缘内侧，连续环状或非连续突起状均可，其位置与线路板150上的输入端152对应即可。

腔板上表面142以上的侧壁形成凸起部144，其外侧面及顶面涂覆有绝缘材料层。振动膜下表面122与凸起部144触接。为了增加振动膜与一体式声腔构件之间的间隔(图4中，高度为h的部分)，还可设置塑料的绝缘隔环130，当h的值为0时，即腔板的上表面142为平面即不设置凸起部144时，则必须采用绝缘隔环130，以保证形成平板电容。

线路板150的上表面151上设有电子元件、环形覆铜的输入端152，侧壁145底部与输入端152电连接(可接触连接，亦可采用焊接等其他固定联接方式)，线路板外表面153与壳体110电连接。

装配时，依次将振动元件120、一体式声腔构件140装入壳体110的容纳腔内，再将线路板150上表面151对应一体式声腔构件封堵在壳体开口端，最后借助于诸如卷边、焊接、熔接或黏结的机械紧固使线路板150与壳体110之边缘部保持接触。

如图7所示，实施例二为腔板的上表面142上设有涂覆有绝缘材料层的凸起部144的技术方案，绝缘材料层可涂敷在凸起部144的顶面和外侧面上，其余部分是否涂敷不做限定，此时不需在振动元件与一体式声腔构件之间设置绝缘隔环，其余部分与实施例一相同。

如图8所示，一体式声腔构件140侧壁145的底部接触于线路板覆铜的输入端152，将耦合电信号传递于线路板150中的电子器件，进行信号处理，输出音频信号。亦可采用将耦合电信号传递于线路板150的模数转换器件(图中未示出)，进行模数转换后，输出数字音频信号。

如图9所示，实施例三在实施例二的基础上，将各零件形状改成方形。

以上图2、7、9所示的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，对其进行材质、形状、规格、孔的数量以及色彩等方面的修改，在此不多赘述。

Claims (6)

1.具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，包括：

顶面开有声孔(111)、具有容纳腔的壳体(110)；

置于壳体内的振动元件(120)；

与壳体(110)周缘电连接的线路板(150)；

所述的振动元件(120)与壳体(110)顶部内表面(112)之间形成第一声腔；

所述的声孔(111)与第一声腔连通；

其特征在于所述的壳体(110)内设有置于振动元件(120)、线路板(150)之间的一体式声腔构件(140)，其由环形侧壁(145)和一体形成于侧壁的腔板构成，所述的腔板上开有通孔(141)且内凹于侧壁下端，所述的侧壁(145)和腔板形成第二声腔，侧壁(145)的外侧面涂覆有绝缘材料层。

2.根据权利要求1所述的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，其特征在于所述的一体式声腔构件(140)采用导电材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，其特征在于还包括置于振动元件(120)、一体式声腔构件(140)之间的绝缘隔环(130)。

4.根据权利要求1或2所述的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，其特征在于所述腔板内凹于侧壁(145)的上端形成电容腔，一体式声腔构件形成上部为电容腔(146)、下部为第二声腔(147)的上、下双腔结构，腔板上表面(142)以上的侧壁形成凸起部(144)，其外侧面及顶面涂覆有绝缘材料层。

5.根据权利要求4所述的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，其特征在于所述的线路板(150)上设有输入端(152)，所述的侧壁(145)底部与输入端(152)电连接。

6.根据权利要求5所述的具有一体式声腔构件的驻极体电容式麦克风，其特征在于所述的振动元件(120)包括振动膜和环件(123)，所述的振动膜为绝缘材料制成，振动膜上表面(121)涂敷有金属材料层，环件(123)设置于金属材料层上，环件(123)周缘与壳体(110)接触性电连接，振动膜下表面(122)与凸起部(144)触接。

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