CN101360352A - 具有屏蔽结构的微型麦克风及其线路板框架的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有屏蔽结构的微型麦克风，它应用线路板材料作为保护框架并且在线路板框架内侧设置金属屏蔽层，金属屏蔽层表面上还设置有绝缘层，金属屏蔽层的一端或两端设置有平面的延伸部，延伸部至少部分覆盖绝缘层的端面，制作简单、产品性能好，并且金属屏蔽层的一端或两端设置的平面延伸部可以较好的保证绝缘层不容易脱落，保证了产品的可靠性；另外本发明还提供了一种简单、低成本的制作这种具有屏蔽结构的微型麦克风的线路板框架的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型麦克风，具体说是涉及一种应用线路板材料作为微型麦克风保护框架并且提供较好屏蔽效果、成本较低、制作工艺较为简单的具有屏蔽结构的微型麦克风，并且本发明说明并要求保护了制作这种线路板材料保护框架的制作方法。
背景技术
随着手机、笔记本、助听器等电子产品对内部零件的尺寸要求越来越小，大量尺寸较小、品质较好的具有屏蔽结构的微型麦克风被应用。在这种情况下，有些设计采用一个安装有信号处理元件的线路板基板，一个两端开口的筒状线路板框架和一个底板来形成具有屏蔽结构的微型麦克风的外部保护结构，内部设置有电容组件、电子电路等，例如日本星精密株式会社申请的公开号为CN200610099179.6的中国专利就表示了这种结构。同时，这个专利保护了抵抗电磁干扰的结构，利用在麦克风线路板框架外侧设置大面积接地的金属屏蔽层来实现抗电磁干扰的功能，通过该专利文献的描述，这种麦克风框架设计需要的关键加工工艺是这样的：
在一个线路板板材上纵横方向上都等间距的设置多个麦克风线路板框架需要的孔洞；
在麦克风线路板框架孔洞四周挖取多个缝隙；
在缝隙内设置金属屏蔽层；
然后切割后形成多个外部设置有金属屏蔽层的麦克风框架。
这种麦克风线路板框架需要的孔洞以及外侧设置金属屏蔽层需要的缝隙一般是通过冲压、或者钻孔、或者铣切即CNC工艺制作。显然，这种结构决定了其制作工艺较为复杂，主要缺陷有：
麦克风线路板框架外侧设置金属屏蔽层需要的缝隙占用了板材的空间，从而使得材料的利用率降低；
麦克风线路板框架需要的孔洞以及外侧设置金属屏蔽层需要的缝隙都需要复杂的加工工艺制作。
如果将金属屏蔽层设置在线路板框架内侧并且在金属屏蔽层表面设置绝缘层可以解决以上问题，但同时带来的问题是金属屏蔽层表面的绝缘层非常容易脱落，造成短路等可靠性缺陷。
所以，需要设计一种应用线路板材料作为微型麦克风保护框架并且提供较好屏蔽效果、成本较低、制作工艺较为简单的具有屏蔽结构的微型麦克风，以及一种较好的制作这种线路板材料保护框架的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用线路板材料作为保护框架并且在框架内侧设置屏蔽层，能解决背景技术中的技术问题，并且能够产生其他效果的具有屏蔽结构的微型麦克风，并且本发明说明并要求保护了制作这种线路板框架的制作方法。
本发明提供了一种具有屏蔽结构的微型麦克风，包括一个安装有信号处理元件的线路板基板，一个两端开口的筒状线路板框架和一个底板，所述线路板基板和底板分别安装在所述线路板框架的两端形成一个保护结构，所述保护结构上设有至少一个用于接收声音信号的声孔，所述保护结构内部安装有一个用于声-电信号转换的电容组件和一个导电部件，所述电容组件的输入电极从所述导电部件连接到所述线路板基板上，并且：所述线路板框架内侧设置有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层表面上还设置有绝缘层，所述金属屏蔽层的一端或两端设置有平面的延伸部，所述延伸部至少部分覆盖所述绝缘层的端面，所述电容组件的接地电极通过所述金属屏蔽层连接到所述线路板基板上。这种具有屏蔽结构的微型麦克风的结构决定了其制作工艺较为简单，不需要在板材上设置过多的孔洞或者缝隙，线路板板材的利用率高，并且麦克风线路板框架内部通过设置金属屏蔽层，阻挡了制作孔洞产生的碎屑；绝缘层可以保证输入和接地两个电极之间保持隔离；并且金属屏蔽层的一端或两端设置的平面延伸部可以较好的保证绝缘层不容易脱落，保证了产品的可靠性。
优选的，所述线路板框架的基材和所述绝缘层为树脂材料，加工较为容易，属于线路板制作行业中常用的材料。
优选的，所述金属屏蔽层和所述绝缘层为环形分布，加工较为容易，线路板框架的可靠性较好。
优选的，所述线路板框架内部设置有贯穿所述线路板框架两端的导电接地金属孔，可以辅助起到电路导通作用。
优选的，所述金属屏蔽层的延伸部部分覆盖所述线路板框架和所述绝缘层的端面。
优选的，所述金属屏蔽层的延伸部完全覆盖所述线路板框架和所述绝缘层的端面。金属屏蔽层的延伸部部分覆盖或者完全覆盖线路板框架和绝缘层的端面，可以根据实际的产品需要以及加工难度来决定，一般情况下，采用覆盖线路板框架两个端面，部分覆盖绝缘层。
优选的，所述微型麦克风的整体形状为方形，所述线路板框架的平面形状为方框形，这种形状便于批量加工。但是一般为了加工方便、内部零件装配合理，可以将线路板框架的内部轮廓设置成为近似方形，例如椭圆形或者将方形框架的四个角设置圆弧等。
制作这种线路板框架的工艺可以采用以下步骤：
1)选择一张绝缘材料制作的线路板基材；
2)在所述线路板基材上纵横等间距设置多个孔；
3)在线路板基材上的多个孔内表面设置贯穿线路板基材两侧的金属屏蔽层；
4)在线路板基材上的多个孔内完全填充绝缘材料；
5)在线路板基材表面上、金属屏蔽层的一端或者两端设置金属延伸部，所述金属延伸部至少部分覆盖所述绝缘材料的端面；
6)将金属屏蔽层内部的绝缘材料部分切除，形成金属屏蔽层表面上的绝缘层，绝缘层内部形成所述线路板框架内部的空腔；
7)将所述线路板基材纵横等间距切割，形成单个线路板框架单元，每个线路板框架单元内部含有一个空腔。
对应本发明的各种优选方案，线路板框架的制作工艺可以有一定的改进。
常用的，电容组件可以为一个极板、一个振膜和设置在二者之间的隔离膜片组成，极板为输入电极，这种结构称之为“背极式”产品结构，较为适用于本专利的方案；在产品尺寸较小的情况下，导电部件作为一个输入端，使用弹性金属片、弹簧等弹性部件，可以减小输入端和接地屏蔽罩之间的寄生电容，并且可以减小对于后腔容积的占用，较为有利于产品性能的提高；底板为表面设置有金属导电层的线路板或者一个导电金属片。
本发明描述的信号处理元件可以为FET、模拟放大器、数字放大器等微型电容麦克风常用的设计；线路板基板内部的电路设计、线路板基板上的焊盘设计等属于公知技术范围，在此不加以详尽阐述；一般情况下，线路板基板、线路板框架和底盖通过导电胶粘结在一起，相互接触面上设置有大面积的金属屏蔽层，从而达到较好的电连接效果，此类技术也属于公知技术，在此也不加以详尽描述。
本发明提供的应用线路板材料作为保护框架并且在框架内侧设置金属屏蔽层，金属屏蔽层表面上还设置有绝缘层，金属屏蔽层的一端或两端设置有平面的延伸部，延伸部至少部分覆盖绝缘层的端面，制作简单、产品性能好，并且金属屏蔽层的一端或两端设置的平面延伸部可以较好的保证绝缘层不容易脱落，保证了产品的可靠性；另外本发明提供了一种简单、低成本的制作这种线路板材料保护框架的方法。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例应用的线路板框架俯视图；
图3是本发明实施例应用的线路板框架结构示意图；
图4-图15是本发明实施例应用的线路板框架制作步骤的示意图。
具体实施方式
结合图1、图2、图3解释本实施案例的具有屏蔽结构的微型麦克风结构。
其主体形状为方形，包括：一个方形的、两侧分别预先安装多个焊盘11和一个信号处理元件12的线路板基板1，一个两端开口的方筒状树脂材料为基材的线路板框架2和一个表面设置有金属屏蔽层31的方形线路板底板3，线路板基板1和底板3分别安装在线路板框架2的两端形成一个保护结构，保护结构的底板3上设有一个用于接收声音信号的声孔32，保护结构内部安装有一个用于声-电信号转换的电容组件和一个导电部件4，电容组件包括一个振膜51(振膜51一般包括一个金属环和一个振动膜片，属于行业公知技术)、一个极板52(极板52上一般设置有至少一个孔，属于行业公知技术)和一个隔离膜片53，电容组件的极板52作为输入电极从导电部件4连接到线路板基板1上，并且：线路板框架2的内侧壁上依次设置金属屏蔽层22和树脂绝缘层23，金属屏蔽层22和树脂绝缘层23都是环形分布，树脂绝缘层23的内部形成了空腔24，金属屏蔽层22成为中间层，其两端分别设置有平面延伸部21，平面延伸部21部分覆盖线路板框架2的基材和树脂绝缘层23。为保证更好的产品效果，线路板基板1、底板3和线路板框架2的粘结面上分别设置有金属屏蔽层13和31，金属屏蔽层13和31能够较好的和接地金属屏蔽层22导电连接，金属屏蔽层13和信号处理元件12位于线路板基板1的同一侧；线路板框架2的平面形状近似方框形；导电部件4为一个弹性导电部件。
这种结构的微型麦克风结构，金属屏蔽层两端的平面延伸部可以较好的和线路板基板以及线路板底板电接触，并且平面延伸部可以起到固定绝缘层的效果，产品可靠性好。
需要说明的是，本实施案例仅为本发明的一个实施方式，其他例如平面延伸部全部覆盖线路板框架的基材和树脂绝缘层、平面延伸部设置在线路板框架的一端、在线路板框架的基材内部设置金属导电孔、线路板底板采用其他材料制作、线路板框架的基材和树脂绝缘层采用其他绝缘材料制作、线路板框架的内侧壁轮廓设置为圆滑形轮廓等等设计调整或者进一步的改进，应当理解，都属于本发明的等同变换或者简单改进。
在本发明的微型麦克风结构中，事实上改进点在于线路板框架的设计，这种线路板框架的制作工艺可以按照图4-图15的描述采用如下步骤：
1)准备一张树脂绝缘材料为基材的大面积方形线路板2；图4为大面积方形线路板2的平面示意图。
2)在线路板2上纵横等间距设置多个孔24，可以采用冲压或者钻孔或者铣切即CNC工艺实现，孔24的平面形状基本如方形；图5为本步骤完成后大面积方形线路板2的平面示意图。
3)在线路板基材2上的多个孔24内表面设置贯穿线路板基材两侧的金属屏蔽层22，可以采用化学沉铜或者电镀的工艺实现；图6为本步骤完成后大面积方形线路板2的平面示意图、图7为本步骤完成后大面积方形线路板2的切面示意图。
4)在线路板基材2上的多个孔24内完全填充树脂绝缘材料23；如图8为本步骤完成后大面积方形线路板2的平面示意图、如图9为本步骤完成后大面积方形线路板2的切面示意图。
5)在线路板基材2的表面上、金属屏蔽层22的两端设置金属延伸部21，金属延伸部21部分覆盖树脂绝缘材料23的两个端面，可以采用化学沉铜或者电镀的工艺实现；图10为本步骤完成后大面积方形线路板2的平面示意图、图11为本步骤完成后大面积方形线路板2的切面示意图。
6)将金属屏蔽层22内部的树脂绝缘材料23部分切除，形成金属屏蔽层22表面上的绝缘层23，绝缘层23内部形成线路板框架2内部的方形空腔24，可以采用冲压、或者钻孔、或者铣切即CNC工艺实现；图12为本步骤完成后大面积方形线路板2的平面示意图、图13为本步骤完成后大面积方形线路板2的切面示意图。
至此，线路板框架2的制作工艺已经基本完成，下面可以直接将线路板基材纵横等间距切割，形成多个的独立线路板框架2，每个线路板框架单元内部含有一个空腔24。然后可以将此线路板框架2和微型麦克风需要的其他零件装配在一起形成一个微型麦克风。
但本实施案例中为了便于微型麦克风的装配，先保证线路板基材的连接，然后整体将一个整版的线路板基板1和一个整版的线路板底板3和线路板基材整体结合在一起，内部形成独立的空腔24，空腔24内部安装有各个零件。如图14为这种整体结合在一起的多个微型麦克风单元的切面示意图，其中空腔24内部的其他零件没有示出。然后如图15所示，将多个微型麦克风单元单独切割分离，形成独立的多个微型麦克风单元。
Claims (14)
1.具有屏蔽结构的微型麦克风，包括一个安装有信号处理元件的线路板基板，一个两端开口的筒状线路板框架和一个底板，所述线路板基板和底板分别安装在所述线路板框架的两端形成一个保护结构，所述保护结构上设有至少一个用于接收声音信号的声孔，所述保护结构内部安装有一个用于声-电信号转换的电容组件和一个导电部件，所述电容组件的输入电极从所述导电部件连接到所述线路板基板上，其特征在于：所述线路板框架内侧设置有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层表面上还设置有绝缘层，所述金属屏蔽层的一端或两端设置有平面的延伸部，所述延伸部至少部分覆盖所述绝缘层的端面，所述电容组件的接地电极通过所述金属屏蔽层连接到所述线路板基板上。
2.如权利要求1所述的具有屏蔽结构的微型麦克风，其特征在于：所述线路板框架的基材和所述绝缘层为树脂材料。
3.如权利要求2所述的具有屏蔽结构的微型麦克风，其特征在于：所述金属屏蔽层和所述绝缘层为环形分布。
4.如权利要求1、2或3所述的具有屏蔽结构的微型麦克风，其特征在于：所述线路板框架内部设置有贯穿所述线路板框架两端的导电接地金属孔。
5.如权利要求1、2或3所述的具有屏蔽结构的微型麦克风，其特征在于：所述金属屏蔽层的延伸部部分覆盖所述线路板框架和所述绝缘层的端面。
6.如权利要求1、2或3所述的具有屏蔽结构的微型麦克风，其特征在于：所述金属屏蔽层的延伸部完全覆盖所述线路板框架和所述绝缘层的端面。
7.如权利要求1、2或3所述的具有屏蔽结构的微型麦克风，其特征在于：所述微型麦克风的整体形状为方形，所述线路板框架的平面形状为方框形。
8.一种制造权利要求1所述的线路板框架的方法，采用如下步骤：
1)选取一张绝缘材料制作的线路板基材；
2)在所述线路板基材上纵横等间距设置多个孔；
3)在线路板基材上的多个孔内表面设置贯穿线路板基材两侧的金属屏蔽层；
4)在线路板基材上的多个孔内完全填充绝缘材料；
5)在线路板基材表面上、金属屏蔽层的一端或者两端设置金属延伸部，所述金属延伸部至少部分覆盖所述绝缘材料的端面；
6)将金属屏蔽层内部的绝缘材料部分切除，形成金属屏蔽层表面上的绝缘层，绝缘层内部形成所述线路板框架内部的空腔；
7)将所述线路板基材纵横等间距切割，形成单个线路板框架单元，每个线路板框架单元内部含有一个空腔。
9.如权利要求8所述的制造线路板框架的方法，其特征在于：在切割所述线路板基材之前，先将权利要求1所述的微型麦克风其他零件装配在一起。
10.如权利要求9所述的制造线路板框架的方法，其特征在于：所述线路板基材、在所述线路板基材上设置的孔以及所述空腔的平面形状都是方形。
11.如权利要求10所述的制造线路板框架的方法，其特征在于：在所述线路板基材上设置孔以及切除孔内部分绝缘材料的工艺用冲压、或者钻孔、或者铣切实现。
12.如权利要求10所述的制造线路板框架的方法，其特征在于：在所述线路板基材上的孔内设置金属屏蔽层以及在所述线路板基材表面上设置平面金属延伸部的工艺用化学沉铜或者电镀工艺实现。
13.如权利要求11或12所述的制造线路板框架的方法，其特征在于：所述线路板框架和所述绝缘层为树脂材料，所述平面金属延伸部可以设置在所述线路板基材的一侧或者两侧。
14.如权利要求11或12所述的制造线路板框架的方法，其特征在于：所述线路板框架内部设置有贯穿所述线路板框架两端的金属孔。
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