CN102316393A - 麦克风 - Google Patents

Abstract

本发明涉及麦克风，该麦克风包括：壳体，其一侧开放；印刷电路基板，其安装于所述壳体的内部；微机电系统芯片，其安装于所述印刷电路基板；以及放大器，其与所述微机电系统芯片电连接，并安装于所述印刷电路基板，其中所述麦克风具备用于使外部的音传达到所述微机电系统芯片的音频路径，所述音频路径折弯地形成，以使所述微机电系统芯片与放大器不直接暴露于外部空间。本发明的麦克风具有能够防止光噪声的优点。

Description

麦克风

技术领域

本发明涉及麦克风，更具体地，涉及通过具备可防止通过了声孔的光直接到达微机电系统芯片的音频路径而能够提高音频特性的麦克风。

背景技术

通常，广泛使用于移动通信终端机或音频系统等的电容式麦克风由偏压元件、形成与声压(sound pressure)对应地发生变化的电容C的一对膜片/背板、以及用于缓冲输出信号的结型场效应晶体管(JFET)构成。这种传统方式的电容式麦克风是通过如下方式构成的。在一个壳体内依次嵌入振动板、垫片环、绝缘环、背板、通电环之后，最后放入安装有电路部件的印刷电路基板，然后将壳体的末端部分向印刷电路基板侧折弯，从而完成一个组装体。

近年来，作为在麦克风上集成细小装置的技术而适用了利用微细加工的半导体加工技术。在称作微机电系统(MEMS：Micro Electro Mechanical System)的这种技术中，通过利用应用了半导体工序特别是集成电路技术的微细加工技术，能够制造出以μm为单位的超小型传感器或致动器及电子机械构造物。利用这样的微细加工技术而制造的具有微机电系统芯片的麦克风具有如下优点：通过超精密微细加工，将以往的振动板、垫片环、绝缘环、背板、通电环等传统的麦克风部件小型化、高性能化、多功能化、集成化，从而能够提高稳定性及可靠性。

图1是概略性地表示利用微机电系统(MEMS)芯片120的以往的硅电容式麦克风100的一个例子的剖面图。硅电容式麦克风100由如下部件构成：印刷电路基板110、安装在印刷电路基板110上的微机电系统芯片120、又称作特殊目的型半导体(ASIC)芯片的放大器130；以及形成有声孔140的壳体150。

在图1所示的微机电系统麦克风100中，在壳体上部具有声孔140，在位于下部的印刷电路基板上安装有微机电系统芯片120。在印刷电路基板110的下侧面具有用于与外部装置进行电连接的连接端子。外部的声音引入到形成于壳体150的声孔140而传达到微机电系统芯片120，并转换为电信号，该电信号被传达到放大器130而被放大。

但是，在这种以往的麦克风100的情况下，由于形成为声孔140贯通壳体的上部的结构，因此存在诸多问题。

即，除了音频之外，可视光线、红外线、紫外线等光也通过声孔140而从外部传达到微机电系统芯片120和放大器130。如果各种光到达微机电系统芯片或放大器，则光噪声增大，对性能产生不良的影响。

另外，由于贯通壳体的声孔而未形成音频路径(sound path)，因此不能保持高频波段的一贯性。即，由于不能形成所预料的音频路径，因此难以进行高频波段的调整，从而在音频特性上存在问题。

另外，图2表示利用微机电系统芯片220的另一形态的微机电系统麦克风200的剖面图。麦克风200也由印刷电路基板210、安装于印刷电路基板210的微机电系统芯片220、放大器130及壳体150构成。麦克风200的声孔240形成在印刷电路基板210上，而不是形成在壳体上。外部的声音引入形成于基板210的声孔240而传达到微机电系统芯片220。

虽然这种结构的麦克风与之前说明的以往的麦克风100的结构稍稍不同，但是仍然有可能除了音频之外的可视光线、红外线、紫外线等光通过声孔240而从外部传达到微机电系统芯片220，并且由于未形成有音频路径，因此难以调整高频波段。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题点而研发的，本发明的目的在于提供这样的麦克风：通过具备用于防止外部的光直接引入到内部的音频路径，从而能够切断光噪声的发生。

本发明的目的在于提供一种通过具备音频路径而改善音频特性的高标准麦克风。

本发明的麦克风的特征在于，包括：壳体，其一侧开放；印刷电路基板，其安装于所述壳体的内部；微机电系统芯片，其安装于所述印刷电路基板上；以及放大器，其与所述微机电系统芯片电连接，并安装于所述印刷电路基板上，所述麦克风具备用于使外部音传达到所述微机电系统芯片的音频路径，所述音频路径折弯地形成，以使所述微机电系统芯片与放大器不直接暴露在外部空间。

另外，优选地，在所述壳体上形成有外部声孔，所述印刷电路基板由第1印刷电路基板和第2印刷电路基板构成，所述第1印刷电路基板与所述壳体的另一侧结合，并形成有与所述外部声孔连通的内部声孔，所述第2印刷电路基板与所述壳体的一侧结合，并且与所述第1印刷电路基板隔开配置，在所述第2印刷电路基板的外侧面形成有多个连接端子，所述微机电系统芯片以与所述内部声孔相对配置的方式安装于所述第1印刷电路基板的内侧面，所述外部声孔与所述内部声孔彼此不接触，所述音频路径作为形成于所述壳体的另一侧面与所述第1印刷电路基板之间的空间，包括以将所述外部声孔与所述内部声孔彼此连接的方式形成的空间。

另外，优选地，所述第1印刷电路基板与所述壳体的另一侧面紧密结合，在紧密结合于所述壳体的另一侧面的第1印刷电路基板的外侧面具备镀层，所述音频路径包括所述第1印刷电路基板的外侧面的镀层的一部分被腐蚀而形成的内部路径空间。

另外，所述内部路径空间可沿着直线或曲线而形成。

另外，优选地，所述印刷电路基板与所述壳体的一侧结合，在所述印刷电路基板上具备外部声孔、基板内部路径空间及内部声孔，所述外部声孔是以与外部空间相接触的方式形成于所述印刷电路基板的外侧面的槽，所述内部声孔是以与所述壳体的内部空间接触的方式形成的槽，所述基板内部路径空间是以将所述外部声孔与内部声孔连通的方式形成于所述印刷电路基板的内部的空间。

另外，优选地，所述印刷电路基板包括至少一个双面印刷电路基板，所述外部声孔形成于接触到所述印刷电路基板的外部的外部层，所述内部声孔形成于接触到所述印刷电路基板的内部空间的内部层，所述基板内部路径空间形成在位于所述印刷电路基板的中间的至少一个中间层。

另外，优选地，所述基板内部路径空间可沿着直线或曲线而形成。

根据本发明的麦克风，能够防止微机电系统芯片等直接暴露在由声孔引入的光中。

根据本发明的麦克风，通过具备音频路径，从而能够得到高标准的音频特性。

附图说明

图1是以往的麦克风的概略性剖面图。

图2是以往的另一麦克风的概略性剖面图。

图3是根据本发明的一实施例的麦克风的概略性剖面图。

图4是图3的麦克风的分解立体图。

图5是从下方看到图3的麦克风的立体图。

图6是从下方看到图3的麦克风的分解立体图。

图7是根据本发明的另一实施例的麦克风的概略性剖面图。

符号说明

1麦克风；10壳体；12外部声孔；20第1印刷电路基板；22内部声孔；30微机电系统芯片；40第2印刷电路基板；42连接端子；50放大器；60音频路径；70放大器；80隔开支承部件

具体实施方式

下面，参照图3至图6，详细说明根据本发明的一实施例的麦克风。

本实施例的麦克风1作为将语音、音频、声音等声波转换为电信号的装置，包括：壳体10、印刷电路基板、微机电系统芯片30、放大器50及音频路径60。

所述壳体10构成麦克风的外形。在其内部安装有各种部件。壳体10的一侧面被开放，在另一侧面11形成有外部声孔12。外部声孔12以贯通的方式形成，从而外部的音频引入到壳体内部。

在本实施例的情况下，壳体10是各面形成为矩形的六面体。但是，在其他实施例的情况下，壳体的整体形状可进行各种变形。即，壳体可以是圆筒形状，也可以是水平方向的剖面为椭圆形的柱状。

壳体10具备从另一侧面11向下方延伸而形成的4个侧面14。在各侧面14的下端部具有卷曲部16。在图4和图6所示的状态下，将图示的其他部件嵌入壳体内部之后，将卷曲部16卷曲为如图5所示的形状，从而固定内部部件。

在本实施例的情况下，通过卷曲壳体侧面下端的卷曲部16而完成内部部件的固定及组装。因此，无需用于固定内部部件之间的单独的粘接剂之类的固定手段。

壳体10由具有优异的噪声切断特性的镍、铜、铝等导电材料或它们的合金构成。

在本实施例的情况下，所述印刷电路基板由第1印刷电路基板20及第2印刷电路基板40构成。但是，在其他实施例的情况下，印刷电路基板可以不分为2个，也可以形成为一个。

所述第1印刷电路基板20与壳体10的另一侧面11的内侧结合。以图4和图6的方向为基准，第1印刷电路基板20在其下侧面安装微机电系统芯片30及又称作特殊目的型半导体(ASIC)芯片的放大器50。由于在第1印刷电路基板20上安装各种电子部件，因此将该第1印刷电路基板20又称作印刷电路基板模具(DIE)。

在第1印刷电路基板20上以贯通的方式形成有与壳体10的外部声孔12连通的即连接而通着的状态的内部声孔22。

在本实施例的情况下，如图3所示，外部声孔12与内部声孔22以彼此不接触的方式构成。即，外部声孔12与内部声孔22彼此错开地配置。

所述第2印刷电路基板40与壳体10的被开放的一侧面结合。通过与壳体10的被开放的面结合，从而与壳体10共同限定内部空间82。第2印刷电路基板40与第1印刷电路基板20隔开距离配置。

在第2印刷电路基板40的外侧面上具有多个连接端子42。在本实施例中，连接端子42共具有4个。连接端子又被称作接续端子或衬垫(pad)。将该第2印刷电路基板40又称作衬垫印刷电路基板。连接端子42与内部的微机电系统芯片30及放大器50电连接而起到与外部装置进行连接的作用。连接端子42的数量可以根据需要而进行增减，并且也可以根据需要而变更配置位置。

所述微机电系统芯片30安装在第1印刷电路基板20的内侧面。在此，所谓内侧面是指，朝向内部空间62的面。微机电系统芯片30与内部声孔22相对而配置。所谓相对配置是指，微机电系统芯片30安装在形成有内部声孔22的部分，以使微机电系统芯片30能够接收通过内部声孔22而引入的音频信号。

微机电系统芯片30起到将接收到的音频信号转换为电信号的作用。另外，在第1印刷电路基板20的内侧面安装有微机电系统芯片30的同时，还安装有放大器50。

放大器50起到从微机电系统芯片30接收电信号而进行放大的作用。虽然未作详细图示，微机电系统芯片30与放大器50通过键合金丝(gold bonding wire)而彼此连接。放大器50与第1印刷电路基板20电连接。

另外，本实施例的麦克风1还具有将第1印刷电路基板20与第2印刷电路基板40彼此电连接的导电性连接部件70。

导电性连接部件70以在各角部设置一个的方式共设置4个。各导电性连接部件70是将导电性金属线折弯成线圈形状的弹簧。由于由弹簧构成，因此即使组装公差不够精确，也能够简单且可靠地实现第1印刷电路基板20与第2印刷电路基板40之间的电连接。

另外，在其他实施例的情况下，导电性连接部件在形状和材质等上除了将导电金属线折弯而构成的弹簧形状之外，在将第1印刷电路基板与第2印刷电路基板电连接的范围内可进行各种变形。

即，导电性连接部件70在其材质上无需一定是金属，也可以是导电性硅，或者也可以由非导电性物质构成形状之后，在其外侧面上镀金而构成镀层。另外，导电性连接部件在其形状上可以是单纯的圆柱形状或销形状，而不是弹簧。

另外，在导电性连接部件形成为销形状的情况下，在第1印刷电路基板和第2印刷电路基板分别具有能够固定这种导电性连接部件的两端部的槽部，从而在没有其他结构的协助的情况下，也能够将导电性连接部件直接固定到第1印刷电路基板和第2印刷电路基板。

另外，在本实施例中，在第1印刷电路基板20与第2印刷电路基板40之间还具有隔开支承部件80，该隔开支承部件80使得第1印刷电路基板20和第2印刷电路基板40在保持彼此间的间隔的状态下得到支承。

参照图4及图6可知，隔开支承部件80形成为四角形的框架形状，以使与第1印刷电路基板20及第2印刷电路基板40的形状对应。隔开支承部件80的中间部分是空的，由此与第1印刷电路基板20及第2印刷电路基板40共同限定内部空间82。并且，围绕内部空间82的部分是轮廓部84。隔开支承部件80具有与第1印刷电路基板20和第2印刷电路基板40彼此隔开的距离对应的宽度。

隔开支承部件80具有收纳部86，该收纳部86收纳并支承多个导电性连接部件70中的每一个。收纳部86为侧面的一部分被开放的圆筒形状，由此弹簧形状的导电性连接部件70在上下方向简单地夹入之后不会向水平方向脱离。并且，收纳部86以在各角部设置一个的方式共配置有4个。将弹簧形状的导电性连接部件70夹入各收纳部86之后，将其与其他部件一起嵌入壳体中，然后将卷曲部16卷曲则可简单地完成麦克风1的组装。

所述音频路径60表示为了使得外部的音到达微机电系统芯片30而形成的路径。在本实施例的情况下，外部音频通过外部声孔12而引入之后，经过形成于壳体10与第1印刷电路基板之间的内部路径空间24，并且通过内部声孔22而传达到微机电系统芯片30。

即，音频路径60由外部声孔12和内部路径空间24及内部声孔22构成。参照图3，在本实施例的情况下，音频路径60折弯地形成。因此，微机电系统芯片30不直接暴露在外部空间。在本实施例中，举出了音频路径折弯1次的例子，但是在其他实施例的情况下，可根据需要而将音频路径折弯2次以上。

另外，在本实施例的情况下，即使音频路径60未被折弯，但是由于微机电系统芯片30以将内部声孔22全部遮住的方式安装，因此放大器50不会直接暴露在外部。并且，即使微机电系统芯片不以遮住声孔的方式安装，但由于具有折弯的音频路径，因此放大器50不会直接暴露在外部。

参照图3和图4，在本实施例的情况下，在第1印刷电路基板20的外侧面具有铜镀层26。在本实施例中，镀层26的中间部分的一部分被腐蚀出去而形成内部路径空间24。在此，内部路径空间24沿着直线而形成，但是在其他实施例的情况下，也可以沿着曲线而形成。

另外，在其他实施例的情况下，可根据使用者的需要，对构成音频路径的内部路径空间的长度、方向、形状或高度进行各种变形。但是，音频路径必须形成折弯。另外，关于形成音频路径的方式，除了本实施例的腐蚀铜层而形成的方式以外，还可以利用切削、金属铸型、注塑等方式而形成。

另外，音频路径不限于像本实施例这样形成在第1印刷电路基板上，只要能够连通外部声孔和内部声孔，则既可以形成在壳体上，也可以分别形成在两侧之后将彼此结合而构成。

另外，在其他实施例的情况下，音频路径可以包括形成在壳体的另一侧面与第1印刷电路基板之间的空间而构成。即，形成在壳体的另一侧面与第1印刷电路基板之间的内部空间使得外部声孔与内部声孔彼此连接，内部空间和外部声孔及内部空间相结合而构成音频路径。

对于该实施例未作图示，在此参照第1实施例而进行说明如下：将壳体的另一侧面11与第1印刷电路基板20彼此隔开距离而配置，在其之间构成内部空间。这样的内部空间构成音频路径的一部分。此时，在壳体的另一侧面11与第1印刷电路基板20之间可以追加设置用于保持彼此间隔的部件。另外，在这样情况下，在追加的部件上以各种形状和体积形成用于连接外部声孔和内部声孔的内部空间。

下面，对具备上述结构的本发明的一实施例的麦克风1的作用和效果进行说明。

本实施例的麦克风1构成为外部的音经过折弯的音频路径而到达微机电系统芯片的结构，因此能够防止光噪声的发生。即，能够防止内部的微机电系统芯片或放大器等电子部件直接暴露在外部的各种光，例如可视光线、紫外线、红外线等。

另外，由于形成有音频路径，因此能够保持高频波段的一贯性。

另外，能够对音频路径进行各种变形而获得所希望的音频特性。

另外，在本实施例的情况下，由于通过腐蚀镀层的一部分来形成作为音频路径的一部分的内部路径空间，因此不仅制造容易，而且还能够变更形状。

图7是根据本发明的另一实施例的麦克风1a的概略性剖面图。

本实施例的麦克风1a与上述的实施例一样，音频路径60a被折弯。由此，通过具备被折弯的音频路径而防止微机电系统芯片30a被直接暴露在外部。根据本实施例能够获得与上述实施例相同或适当修改的程度的作用和效果。

但是，与上述实施例的结构上的区别在于，音频路径60a形成在位于壳体的一侧的单一的印刷电路基板20a上。下面，对结构上的区别进行说明。

在本实施例的情况下，具备一个印刷电路基板20a，该印刷电路基板20a与壳体10a一侧结合。在印刷电路基板20a上具备外部声孔22a、基板内部路径空间24a及内部声孔26a。

外部声孔22a是与印刷电路基板20a的外部空间接触地形成的空间。内部声孔26a是与壳体10a的内部空间相接触地形成的空间。基板内部路径空间24a是为了连通外部声孔22a和内部声孔24a而形成在印刷电路基板20a的内部的空间。

另外，在本实施例的情况下，印刷电路基板20a包括至少一个双面印刷电路基板。具体地，双面印刷电路基板20a由配置在其中间的内部绝缘层21a和分别形成在其内部绝缘层21a的上下部的铜板层23a、42a构成。另外，双面印刷电路基板在其上部还具有上部绝缘层25a。而下部的铜板层42a是通过蚀刻的方法仅保留连接端子42a而将其他部分全部去除的状态。

另外，在本实施例的情况下，接触到印刷电路基板的外部的外部层是指内部绝缘层21a，而不是指下部的铜板层42a。因此，在本实施例的情况下，外部声孔22a形成在内部绝缘层21a上，内部声孔26a形成在上部绝缘层25a上，基板内部路径空间24a形成在铜板层23a上。基板内部路径空间24a可根据需要来沿着直线或曲线形成为各种所希望的形状。

Claims (7)

1.一种麦克风，其特征在于，该麦克风包括：

壳体，其一侧开放；

印刷电路基板，其安装于所述壳体的内部；

微机电系统芯片，其安装于所述印刷电路基板上；以及

放大器，其与所述微机电系统芯片电连接，并安装于所述印刷电路基板上，

所述麦克风具备用于使外部音传达到所述微机电系统芯片的音频路径，

所述音频路径折弯地形成，以使所述微机电系统芯片与放大器不直接暴露至外部空间。

2.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，

在所述壳体上形成有外部声孔，

所述印刷电路基板由第1印刷电路基板和第2印刷电路基板构成，且所述第1印刷电路基板与所述壳体的另一侧结合，并形成有与所述外部声孔连通的内部声孔，所述第2印刷电路基板与所述壳体的一侧结合，并与所述第1印刷电路基板隔开配置，在所述第2印刷电路基板的外侧面形成有多个连接端子，

所述微机电系统芯片以与所述内部声孔相对的方式安装于所述第1印刷电路基板的内侧面，

所述外部声孔与所述内部声孔彼此不接触，

所述音频路径作为形成于所述壳体的另一侧面与所述第1印刷电路基板之间的空间，包括以将所述外部声孔与所述内部声孔彼此连接的方式形成的空间。

3.根据权利要求2所述的麦克风，其特征在于，

所述第1印刷电路基板与所述壳体的另一侧面紧密结合，

在与所述壳体的另一侧面紧密结合的第1印刷电路基板的外侧面具备镀层，

所述音频路径包括所述第1印刷电路基板的外侧面的镀层的一部分被腐蚀而形成的内部路径空间。

4.根据权利要求3所述的麦克风，其特征在于，

所述内部路径空间沿着直线或曲线而形成。

5.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，

所述印刷电路基板与所述壳体的一侧结合，

在所述印刷电路基板上具备外部声孔、基板内部路径空间及内部声孔，

其中，所述外部声孔是以与外部空间相接触的方式形成于所述印刷电路基板的外侧面的槽，所述内部声孔是以与所述壳体的内部空间接触的方式形成的槽，所述基板内部路径空间是以将所述外部声孔与内部声孔连通的方式形成于所述印刷电路基板的内部的空间。

6.根据权利要求5所述的麦克风，其特征在于，

所述印刷电路基板包括至少一个双面印刷电路基板，

所述外部声孔形成于与所述印刷电路基板的外部接触的外部层，所述内部声孔形成于与所述印刷电路基板的内部空间接触的内部层，所述基板内部路径空间形成在位于所述印刷电路基板的中间的至少一个中间层。

7.根据权利要求5所述的麦克风，其特征在于，

所述基板内部路径空间沿着直线或曲线而形成。

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