CN103329634B - 具有用于麦克风的声学通道的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具有用于麦克风的声学通道的印刷电路板和具有这种印刷电路板的便携式电子设备。根据一个实施例，提供了一种麦克风套件，包括：印刷电路板(PCB)，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述印刷电路板在所述板体内限定了声学通道，所述声学通道在所述板体中的麦克风孔和所述板体中的多个进口之间延伸。

Description

具有用于麦克风的声学通道的印刷电路板
技术领域
本公开涉及便携式电子设备的麦克风，且具体地涉及具有用于麦克风的声学通道的印刷电路板。
背景技术
包括便携式电子设备在内的电子设备已经获得了广泛应用，且可以提供各种功能，包括例如：电话、电子消息收发、以及其他个人信息管理器(PIM)应用功能。一些便携式电子设备(例如，蜂窝电话和智能电话)配备有用于接收由语音或其他音频源引起的音频信号的麦克风。
麦克风通常位于便携式电子设备之内，且具有在外部环境和便携式电子设备内的麦克风之间延伸的声学通道。由于空间限制、不能放置麦克风的受限区域、以及其他原因，将麦克风置于便携式电子设备内并提供合适的声学通道可能是困难的。因此，依然需要在满足其他设计约束时提供声学通道的布置。
附图说明
图1是包括适用于执行本公开的示例实施例的便携式电子设备的内部组件在内的各组件的简化框图；
图2是处于纵向的便携式电子设备的示例的正视图；
图3是根据本公开的一个示例实施例的麦克风套件的截面立体图；
图4是从上面看到的图3的麦克风套件的备选立体图；
图5是根据本公开的另一示例实施例的麦克风套件的截面立体图；
图6是从上面看到的图5的麦克风套件的备选立体图；
图7是在主机便携式电子设备中的图6的麦克风套件的截面图；
图8是图6的麦克风套件的剪贴图(scrap view)，其示出了环绕进口(inletopening)的密封元件；
图9是根据本公开的另一示例实施例的麦克风套件的截面图；
图10是根据本公开的另一示例实施例的麦克风套件的截面图；以及
图11是根据本公开的另一示例实施例的麦克风套件的截面图。
具体实施方式
根据本公开的一个实施例，提供了一种麦克风套件，包括：印刷电路板(PCB)，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述印刷电路板在所述板体内限定了声学通道，所述声学通道在所述板体中的麦克风孔和所述板体中的多个进口之间延伸。
根据本公开的另一实施例，提供了一种麦克风套件，包括：印刷电路板(PCB)，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述板体具有第一表面，所述第一表面限定了具有开放顶部的通道；以及波导，与所述板体的所述第一表面平行延伸，以及部分覆盖所述开放顶部以提供覆盖部分，并暴露所述通道的第一部分，所述通道的暴露的所述第一部分限定了进口，所述波导和所述通道在所述覆盖部分中共同限定了声学通道，所述声学通道在所述板体中的麦克风孔和所述进口之间延伸。
根据本公开的另一实施例，提供了一种麦克风套件，包括：印刷电路板(PCB)，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述印刷电路板在所述板体内限定了声学通道，所述声学通道声学连接到所述板体内的至少一个进口；以及麦克风，容纳在所述声学通道中，以及电连接到所述板体中的所述至少一个信号迹线。
根据本公开的另一实施例，提供了一种便携式电子设备，包括：外壳，限定了麦克风开口；以及印刷电路板(PCB)，容纳在所述外壳中，所述PCB包括具有至少一个信号迹线的板体，所述印刷电路板在所述板体内限定了声学通道，所述声学通道在所述板体中的麦克风孔和所述板体中的多个进口之间延伸；以及麦克风，包括安装在所述板体上的换能器，所述换能器紧邻所述板体中的所述麦克风孔，所述麦克风电连接到所述板体中的所述至少一个信号迹线；其中，所述板体中的所述多个进口和所述外壳中的所述麦克风孔大致对准。
根据本公开的另一实施例，提供了一种便携式电子设备，包括：外壳，限定了麦克风开口；以及印刷电路板(PCB)，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述板体具有限定了通道的第一表面；以及波导，与所述板体的所述第一表面平行延伸，所述波导部分覆盖所述通道的开放顶部以提供覆盖部分，并暴露所述通道的第一部分，所述通道的暴露的所述第一部分限定了进口，所述波导和所述通道在所述覆盖部分中共同限定了声学通道，所述声学通道在所述板体中的麦克风孔和所述进口之间延伸；其中，所述板体中的所述多个进口和所述外壳中的所述麦克风孔大致对准。
根据本公开的另一实施例，提供了一种便携式电子设备，包括：外壳，限定了麦克风开口；以及印刷电路板(PCB)，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述印刷电路板在所述板体内限定了声学通道，所述声学通道声学连接到所述板体内的至少一个进口；以及麦克风，容纳在所述声学通道中，以及电连接到所述板体中的所述至少一个信号迹线；其中，所述板体中的所述至少一个进口和所述外壳中的所述麦克风孔大致对准。
为了说明的简单和清楚，可以在各附图之间重复附图标记以指示对应或相似元素。阐述大量细节以提供对本文所述实施例的理解。可以在没有这些细节的情况下实现各实施例。在其他实例中，不详细描述众所周知的方法、工艺、和组件，以避免使得所述实施例不突出。不应将本描述视为限制于本文所述实施例的范围。
本公开总体上涉及电子设备，其在本文所述实施例中是便携式电子设备。便携式电子设备的示例包括：移动、或手持、无线通信设备，例如寻呼机、蜂窝电话、蜂窝智能电话、无线组织器、PDA、支持无线的笔记本计算机、平板计算设备等等。便携式电子设备还可以是具有或不具有无线通信能力的便携式电子设备，例如手持电子游戏设备、数字相簿、数字相机、或其他设备。
在图1中示出了便携式电子设备100的示例的框图。便携式电子设备100包括多个组件，例如控制便携式电子设备100的整体操作的处理器102。通过通信子系统104来执行包括数据通信和语音通信在内的通信功能。由解码器106对便携式电子设备100接收到的数据进行解压缩和解密。通信子系统104从无线网络150接收消息并向无线网络150发送消息。无线网络150可以是任何类型的无线网络，包括(但不限于)：数据无线网络、语音无线网络、以及既支持语音通信也支持数据通信的网络。诸如一个或更多个可充电电池或至外部电源的端口之类的电源142向便携式电子设备100供电。
处理器102与其他组件交互，例如：随机存取存储器(RAM)108、存储器110、具有可操作地连接到电子控制器116的触敏覆层114的显示器112(例如液晶显示器(LCD))(它们共同构成了触敏显示器118)、一个或更多个按键或按钮120、导航设备122、一个或更多个辅助输入/输出(I/O)子系统124、数据端口126、扬声器(也被称为接收换能器)128、麦克风130、短距通信子系统132、以及其他设备子系统134。通过触敏覆层114来执行与图形用户界面(GUI)的用户交互。处理器102经由电子控制器116与触敏覆层114交互。经由处理器102在触敏显示器118上显示信息，例如文本、字符、符号、图像、图标、以及可以在便携式电子设备上显示或呈现的其他项目。处理器102可以与加速度计136交互，加速度计136可以用于检测重力或由重力引起的反作用力的方向。
在图2中以附图标记120A、120B、120C和120D分别表示的按钮120位于便携式电子设备100的前表面202上的触敏显示器118之下。按钮120在被激活时生成对应的输入信号。可以使用任何合适的按钮(或按键)构造来构造按钮120，例如，圆顶开关构造。由便携式电子设备100响应于对各个按钮120的激活而执行的动作是上下文敏感的。执行的动作取决于激活按钮的上下文。该上下文可以是(但不限于)：设备状态、应用、屏幕上下文、所选择的项目或功能、或它们的任意组合。
在所示实施例中，按钮120是接听(或发送)按钮120A、菜单按钮120B、退出(或回退)按钮120C、以及挂机(或结束)按钮120D。发送/接听按钮120A可以用于接听呼入的语音呼叫，当不存在进行中的语音呼叫时调用电话应用的菜单，或当在电话应用中选择电话号码时从电话应用发起对外语音电话呼叫。菜单按钮120B可以用于调用包括上下文敏感的菜单选项在内的上下文敏感的菜单。退出/回退按钮120C可以用于取消当前动作，撤销(例如，“倒退”或“回退”)在触敏显示器118上显示的之前用户界面屏幕或菜单，或退出当前应用。结束/挂机按钮120D可以用于结束进行中的语音呼叫或隐藏当前应用148。
导航设备122可以是可按压(或可点击)的操纵杆，例如可按压光学操纵杆、可按压轨迹球、可按压滚轮、或可按压触敏轨迹板或触摸板。图2示出了具有可按压光学操纵杆形式的导航设备122。辅助I/O子系统124可以包括其他输入设备，例如键盘或键区。
为了针对网络接入来标识订户，便携式电子设备100使用订户身份模块或可拆卸用户身份模块(SIM/RUIM)卡138，来与网络通信，例如无线网络150。备选地，可以将用户标识信息编程到存储器110中。
便携式电子设备100包括由处理器102执行的且通常在持久性可更新存储器(例如，存储器110)中存储的操作系统146和软件应用或程序148。可以通过无线网络150、辅助I/O子系统124、数据端口126、短距通信子系统132或任何其他合适的子系统134将附加应用或程序148加载到便携式电子设备100上。
接收信号(例如，文本消息、电子邮件消息、或网页下载)由通信子系统104来处理，并被输入到处理器102中。处理器102处理接收信号，以向显示器112和/或辅助I/O子系统124输出。订户可以生成数据项目(例如电子邮件消息)，可以通过通信子系统104在无线网络150上发送该数据项目。对于语音通信，便携式电子设备100的整体操作是类似的。扬声器128输出根据电信号转换来的可听信息，以及麦克风130将可听信息转换为用于处理的电信号。
图2示出了处于纵向的便携式电子设备的示例的正视图。便携式电子设备100包括外壳200，外壳200罩住包括图1所示的那些内部组件在内的内部组件，并框住触敏显示器118，使得当使用便携式电子设备100时将触敏显示器暴露，以供用户与其进行交互。外壳200包括前表面202，前表面202在其中限定了麦克风入口204。外壳200还包括后表面、左侧面、右侧面、顶盖和底盖。除非另行声明，否则仅出于方便的目的且不意味着进行限制，在本公开中使用的方向基准(例如，前、后、左侧、右侧、顶部和底部)提供了设备组件的相对位置基准。
触敏显示器118可以包括在其上呈现的任何合适数目的用户可选择特征，例如，具有用于例如对应用、选项、或键盘的按键进行用户选择的虚拟按钮的形式，用于在操作便携式电子设备100期间由用户输入数据。
如本领域众所周知的，触敏显示器118可以是任何合适的触敏显示器，例如容性、阻性、红外、声表面波(SAW)触敏显示器、应变仪、光学成像、色散信号技术、声学脉冲识别等等。容性触敏显示器包括容性触敏覆层114。覆层114可以是堆叠的多层的套件，该套件包括例如：衬底、接地屏蔽层、屏障层、由衬底或其他屏障分隔的一个或更多个容性触摸传感器层、以及封盖。容性触摸传感器层可以是任何合适的材料，例如图案化的氧化铟锡(ITO)。
触敏显示器118可以检测到一个或更多个触摸(也被称为触摸接触或触摸事件)。处理器102可以确定包括触摸位置在内的触摸属性。触摸位置数据可以包括接触区域或单一接触点，例如在接触区域的中心处或附近的点。检测到的触摸的位置可以分别包括x和y分量，例如相对于一个人观看触敏显示器118来说的水平和垂直分量。例如，x位置分量可以由从一个触摸传感器生成的信号来确定，且y位置分量可以由从另一个触摸触感器生成的信号来确定。响应于对触摸的检测，向控制器116提供信号。取决于触敏显示器118的特性，可以检测到来自任何合适的对象(例如手指、拇指、附件、或其他项目，例如触摸笔、笔、或其他指示物)的触摸。可以检测到多个同时的触摸。
在其他实施例中，可以用传统非触敏显示屏(例如LCD屏)来替换触敏显示器118，以及可以提供键盘或键区作为便携式电子设备100的输入设备。
现在参见图5至8，将描述根据本公开的便携式电子设备100的麦克风套件500的一个示例实施例。麦克风套件500包括刚性印刷电路板(PCB)504，该刚性印刷电路板(PCB)504包括具有一个或更多个信号迹线(未示出)的板体506，该信号迹线用于接收麦克风130生成的电子音频信号，并向处理器102发送电子音频信号。PCB504还包括一个或更多个电源迹线和一个或更多个接地迹线。备选地，PCB504可以是由刚性组件(未示出)支撑的柔性PCB。板体506具有顶面512和位置与顶面512相对的底面514。
PCB504通常包括由非导电(即，电介质)材料(例如电介质聚合物)分隔的多个信号迹线、电源迹线以及接地迹线。PCB504通常包括由在电介质衬底上形成图案的薄导电箔(例如薄片)形成的多个迹线。使用例如传统光刻(或掩蔽)以及蚀刻技术以期望图案在电介质衬底上图案化每个迹线。导电箔通常是铜的，然而可以使用各种导电材料。PCB504形成了PCB叠层(stackup)配置，其通常包括层压在一起的交替的核心层和预浸料(prepreg)层。核心层是电介质衬底的薄层，该薄层将迹线图案形成在一个或更多个双侧上。核心层中的电介质衬底通常是固化玻璃纤维-环氧树脂。预浸料层是电介质衬底的不具有任何迹线的薄层。预浸料层中的电介质衬底通常是未固化的玻璃纤维-环氧树脂。
PCB504在板体506内限定了在板体506中的麦克风孔508和板体506中的多个进口510之间延伸的声学通道520。通常以预定形式来布置进口510，其中，为了更均匀的声学性能，将进口510彼此等距间隔开。进口510在尺寸上相对小，在一些实施例中具有例如40至80μm的直径。
在一个实施例中，在PCB504的制造的层压工艺期间在PCB504中形成声学通道520。为了形成声学通道520，将PCB叠层的一些核心层和预浸料层形成为具有电介质衬底中的孔。在层压工艺期间将核心层和预浸料层对准，使得相邻层中的孔对准，相邻层中的孔总体上形成了声学通道520。在一些实施例中，声学通道520可以具有大约440μm的深度(或高度)。在已将核心层和预浸料层层压在一起之后，使用深度受控钻孔技术对麦克风孔508进行机械钻孔。然后使用激光钻孔技术形成多个进口510。清除在钻孔操作后声学通道520中任何被切离的PCB材料。将多个进口510激光钻孔为具有40μm、80μm的直径或其他合适的直径。
在其他实施例中，可以使用激光钻孔来形成麦克风孔508和多个进口510，或可以使用与声学通道520的形成方式相似的相邻层中的一系列孔来形成麦克风孔508和多个进口510。
可以在板体506的公共表面上或在板体506的不同表面上限定麦克风孔508和多个进口510。在所示示例中，在板体506的顶面512中连同麦克风孔508和麦克风130(图1)一起限定多个进口510。在其他实施例中，可以在板体506的底面514中限定多个进口510，同时麦克风孔508和麦克风130位于顶面512上，与多个进口510相对。
麦克风套件500还包括安装在板体506上的麦克风130。麦克风130电连接到板体506中的信号迹线。麦克风130的电接触(未示出)电连接到PCB204上的对应电接触。麦克风130包括外罩530，其限定了开口532。麦克风130的操作组件(包括用于将声学音频信号转换为电子音频信号的声电换能器534)位于外罩530内。换能器534位于外罩530内与外罩中的开口532和板体506中的麦克风孔508紧邻。
麦克风130是射频(RF)屏蔽的，以将麦克风130与电磁干扰隔离。电磁干扰可以源自作为通信子系统104的一部分的天线(未示出)接收和生成的信号。在其他实施例中，可以使用非RF屏蔽的麦克风，在该情况下，可以提供用于盖住PCB504上的麦克风130的RF屏蔽(未示出)，以提供用于辅助将麦克风130与电磁干扰隔离的电磁屏蔽。RF屏蔽罐是本领域中众所周知的且因此本文中将不再描述。
如图7中最佳示出的，多个进口510位于外壳200的前表面202中的麦克风入口204之下。板体506中的多个进口510大致对准外壳200中的麦克风入口204，由此允许来自便携式电子设备100之外环境的声学音频信号进入并通过声学通道520并到达麦克风130。在所示示例中，外壳200中的气隙将前表面202与PCB504分离。如下所述，对气隙密封，以创建在麦克风130和便携式电子设备100之外环境之间的密封声学路径。在其他实施例中，前表面202的内表面可以与PCB504的顶面512接触，使得不存在将前表面202与PCB504分离的气隙。
现在将简要描述声学通道520的操作。来自便携式电子设备100之外环境的声学音频信号通过前表面202中的麦克风入口204，并进入多个进口510。然后声学音频信号从多个进口510经过声学通道520到达板体506中的麦克风孔508。然后声学音频信号从板体506中的麦克风孔508经过麦克风130的外罩530中的开口532。然后由声电换能器534来获得该声学音频信号，声电换能器534将声学音频信号转换为经由PCB504向处理器102发送的电子音频信号。
由于声学通道520内的声波传播，具有其形状和几何外形的声学通道520提供了声学波导或共鸣器。声波传播引起了在较高声学频段的频率(针对窄带电话，通常大于4kHz至5kHz)处的第一谐振的驻波。声学通道520的长度确定了第一谐振的频率。通常选择声学通道520的频率，使得第一谐振接近发送的语音/音频的频段限制或在发送的语音/音频的频段限制内(通常在4kHz至10kHz的范围内)，该频段限制导致不想要的谐振效果。为了控制声学通道520的谐振效果以避免对语音质量的负面影响，通常在声学通道520的接近外壳200中的麦克风入口204的一端或直接在麦克风入口204处使用声阻(acoustic resistive)元件。
在所示示例中，将板体506中具有高声阻的多个小的进口510用作声阻元件。多个进口510避免了对网筛(mesh screen)的需要，网筛对在麦克风130前面由声学通道520成形的声学波导提供了谐振衰减，并避免异物进入外壳200和声学通道520内。将板体506中的多个进口510在板体506的麦克风入口区域516中加以成组。麦克风入口区域516与外壳200中的麦克风入口204大致具有相同尺寸和形状。所示示例中的进口510一般是圆形的。圆形进口510比其他形状更容易制造，且可以具有更好的声学性能。在其他实施例中可以使用具有不同形状的进口510。
对进口510的尺寸和数量的大量改变是可能的。多个进口510将PCB504的顶面512中的开放区域限定为在大约0.2mm2和0.4mm2之间，这被认为是提供了合适的声学性能。在一些示例实施例中，多个进口510均大致具有80μm的直径以及在10和20之间的数量，可用于提供在大约0.2mm2和大约0.4mm2之间的开放区域。在其他示例实施例中，多个进口510均大致具有40μm的直径以及在40和80之间的数量，可用于提供在大约0.2mm2和大约0.4mm2之间的开放区域。具有大约40μm直径的开口接近具有众所周知的声学性能的声学网筛的开口的大小。然而，具有大约40μm直径的开口较难使用制造技术来实现，尽管随着制造技术持续改进，这种尺寸将变得更容易得到。在其他实施例中可以使用不同尺寸和数目的进口510。
在外壳200的前表面202中的麦克风入口204的尺寸和形状被设计为满足声学要求。具体地，尺寸应当足够大，以允许来自环境的声学音频信号(例如，在语音呼叫期间的用户语音)进入外壳200内部并到达多个进口510。然而，尺寸应当充分小，以依然提供有效避免异物(例如，灰尘)进入外壳200和声学通道520的内部，以最小化其对外壳200的前表面202的外观的影响，或提供这二者。类似地，多个进口510、板体506中麦克风孔508、以及麦克风外罩530中开口532的尺寸和形状被设计为满足声学要求，具体地，尺寸和形状应当允许声学音频信号进入声学通道520并传到麦克风130的换能器534。
如图7和8最佳示出的，在一些实施例中，可以提供密封元件540，例如橡胶垫圈。在便携式电子设备100中使用密封元件540来减少或避免在扬声器128和麦克风130之间的声学耦合，以避免回声。密封元件540将PCB504密封到外壳200的前表面202的内表面上。密封元件540可以由可压缩、不导电的材料制成，例如橡胶。麦克风入口区域516被配置为适合密封元件540的内部尺寸，该密封元件540环绕板体506的麦克风入口区域516，并将板体506密封到外壳200的内表面上。
在所示示例实施例中，一般将板体506中的多个进口510布置为圆形形式，且密封元件540是环绕麦克风入口区域516的圆形橡胶垫圈，该麦克风入口区域516在形状上一般是对应的圆形。在其他实施例中，可以将板体506中的多个进口510布置为不同的形状，例如一般是正方形或矩形形式，导致对应形状的麦克风入口区域516，例如一般是正方形或矩形形状。通常选择密封元件540的形状以对应于麦克风入口区域516的形状，以提供一般均匀的间隙(clearance)，在这种实施例中，该间隙导致一般是正方形或矩形的橡胶垫圈。一般正方形或矩形形式的进口510可以更容易制造。在一些实施例中，间隙可以大约是0.1mm。
在一些示例实施例中，板体506中的多个进口510被布置为一般圆形形式，且密封元件540是具有大约0.2至0.3mm的厚度以及大约1mm的内径的圆形橡胶垫圈。可以在密封元件540的内部尺寸与麦克风入口区域516的周界之间提供大约0.2至0.3mm的间隙，导致麦克风入口区域516具有一般大约0.4至0.6mm直径的圆形区域。为了说明，提供了上述直接描述的尺寸，且其不意在进行限制。其它尺寸是可能的。上面直接描述的尺寸至少部分依赖于部件的机械公差，在一些示例实施例中，该机械公差可以是0.1mm。
在其他实施例中，例如当扬声器128不是声学环境的一部分(例如，这对于翻盖手机和其他翻盖风格的便携式电子设备来说是典型的)，可以将PCB504的麦克风入口区域516周围的区域直接密封到外壳200的前表面202的内表面上，而不需要密封元件540。
现在参见图3和4，将描述根据本公开的便携式电子设备100的麦克风套件300的另一示例实施例。麦克风套件300包括PCB504，该PCB504一般类似于上述麦克风套件500的PCB。然而，不是在声学通道520中与板体506中麦克风孔508相对的一端处在PCB504中限定多个进口510，而是限定更大的单一孔550。在所示示例中，孔550连同麦克风孔508一起位于板体506的顶面512上。然而，孔550可以位于板体506的与麦克风孔508和麦克风130相对的底面514上。
在密封元件(未示出)和外壳200的前表面202之间提供网筛(未示出)。密封元件可以与上面关于麦克风套件500所描述的密封元件540相同或相似。网筛对在麦克风130前面由声学通道520成形的声学波导提供了声学谐振衰减，并避免异物进入外壳200和声学通道520内。网筛可以由例如不锈钢或织物制成。网筛被设计为满足声学要求。可以使用合适的粘合剂将网筛固定到外壳200的前表面202的内表面上。备选地，密封元件540可以将网筛压向外壳200的前表面202的内表面，以将其固定在适当位置上。备选地，可以在密封元件540中提供网筛。
现在参见图9，将描述根据本公开的用于便携式电子设备100的麦克风套件900的另一示例实施例。麦克风套件900包括刚性PCB504，刚性PCB504一般类似于上述麦克风套件300和麦克风套件500的PCB，除了以下显著例外：声学通道560具有开放顶部而不是闭合顶部。如上所述，可以在PCB504的层压期间形成声学通道560，或可以在PCB504的第一表面中钻孔、铣孔或以其他方式形成声学通道560。在所示示例中，在PCB504的顶面512中形成声学通道560。以不干扰PCB504的各种迹线的方式在PCB504的电介质衬底中形成声学通道560。
麦克风套件900还包括与板体506的第一表面实质上平行延伸的波导562。用声学反射材料来形成波导562，该声学反射材料可以是钢、塑料或PCB材料，且可以被焊接或密封粘接到PCB504上。波导562是部分覆盖声学通道560开放顶部、并暴露声学通道560的第一部分的盖子或封盖。声学通道560的暴露的第一部分限定了进口566。由PCB504在第二表面上限定麦克风孔508，该第二表面被定位在其中限定了声学通道560的第一表面的对面。在所示示例中，在PCB504的底面514中限定麦克风孔508。声学通道560和波导562共同限定了所覆盖部分中在麦克风孔508和进口566之间延伸的声学通道560。板体506中的进口566和外壳200中的麦克风入口204大致对准，类似于上述麦克风套件500的板体506中的多个进口510，以及类似于上述麦克风套件300的板体506中的孔550。
现在参见图10，将描述根据本公开的用于便携式电子设备100的麦克风套件1000的另一示例实施例。麦克风套件1000包括刚性PCB504，该刚性PCB504一般类似于上述麦克风套件900的PCB。然而，波导562暴露了声学通道560的另一部分568，该另一部分568限定了声学通道520的麦克风孔508。暴露的第一部分566和暴露的另一部分568被定位为朝向PCB504的第一表面(例如，顶面512或底面514)上的声学通道520的相对端。
麦克风套件900和麦克风套件1000可以允许与本文所述其他实施例相比厚度降低的PCB，因为可以用部分覆盖声学通道的开放顶部的盖子或封盖来替换PCB504在声学通道上面的附加层，以形成波导562。当不要求PCB504的附加层来提供用于其他设备组件的电路时，可以使用盖子。该盖子可以非常薄，以尽可能减少PCB的厚度。
现在参见图11，将描述根据本公开的用于便携式电子设备100的麦克风套件1100的另一示例实施例。麦克风套件1100包括刚性PCB504，该刚性PCB504一般类似于上述麦克风套件300和麦克风套件500的PCB。然而，在声学通道520中容纳麦克风130。尽管在所示示例中在板体506中限定了声学连接到声学通道520的多个进510，在其他实施例中，可以使用板体506中的大型单一进口，而不是多个进510。该单一进口类似于上述麦克风套件300的孔550。
麦克风130是微机电系统(MEMS)麦克风570，其也被称为麦克风芯片、硅麦克风或回流(reflow)麦克风。MEMS麦克风570包括使用MEMS技术被蚀刻到硅芯片中的压敏(pressure-sensitive)振动膜。该压敏振动膜可以具有集成的前置放大器，且可以具有内置模数转换器(ADC)电路，以提供数字麦克风。备选地，MEMS麦克风可以连接到专用集成电路(ASIC)。MEMS麦克风570可以经由导电粘合剂电连接到声学通道520中的PCB504的信号迹线，由此避免需要将麦克风130焊接或以其他方式表面安装到PCB504上，并消除由于表面安装麦克风130所导致的任何密封问题。MEMS麦克风570还可以电连接到PCB504的接地迹线，以将MEMS麦克风570接地。麦克风套件1100降低了为了对麦克风130进行声学集成所需的PCB504的表面区域的量，并在将MEMS麦克风570接地到PCB504的接地迹线时提供对麦克风130的静电放电(ESD)保护。由于已经将MEMS麦克风570嵌入到PCB504中，因此麦克风套件1100减少了在PCB504中使用声学转移(acoustic porting)时的声学泄漏。在PCB504中嵌入MEMS麦克风570移除了一个端口以及一个潜在的声学泄漏源。
在其他实施例中，当不要求PCB504的各层来提供用于其他设备组件的电路时，可以用部分覆盖声学通道的开放顶部的盖子或封盖来替换PCB504的声学通道以上的各层，以形成如上面关于麦克风套件900和麦克风套件1000描述的波导。如上所述，可以使用它们来降低PCB504的厚度。
在本公开中描述的麦克风套件允许麦克风130远离便携式电子设备100的外壳200中的麦克风入口204，而不要求麦克风管(也被称为麦克风罩)及其相关缺陷。
传统上使用麦克风管来提供在麦克风130和麦克风入口204之间的声学通道或路径。麦克风管是复杂的机械部件，通常是用橡胶形成的，其对麦克风以及麦克风开口进行密封。麦克风管占据了PCB上的相对大量的空间，且因此对其他设备组件的位置施加了限制。
可以由于若干原因而将麦克风130远离麦克风入口204，通常因为在接近麦克风入口204的区域中将另一设备组件安装至PCB504，或由于接近麦克风入口204的区域受限。例如，有时在接近麦克风入口204的区域中，将作为通信子系统104的一部分的天线(未示出)安装至PCB504。在这种情况下，不应将麦克风130置于天线周围的区域，以减少或消除对麦克风130的RF电磁干扰。本文所述的麦克风套件提供了麦克风管的替换方案，取决于设计约束，其允许将麦克风130置于远离麦克风入口204，由此将PCB504上的空间释放用于其他设备组件，或减少了PCB504的占用空间/尺寸。
在上述示例中，将PCB504中形成的声学通道用于将声音从便携式电子设备100之外的环境声学转移到便携式电子设备100内的麦克风。还可以将声学通道用作空气管或气腔，以从扬声器128经过PCB504向便携式电子设备100外的环境转移声音。
可以在不脱离本公开的精神或本质特性的情况下以其他特定形式来体现本公开。应当将所述实施例在所有方面仅视为是说明性而非限制性的。本公开意在覆盖和包含技术上所有合适的改变。因此由所附权利要求而不是前述描述来描述本公开的范围。在权利要求的等价意义和范围内作出的所有改变预期由权利要求的范围所包含。

Claims (24)

1.一种便携式电子设备，包括：
外壳，限定了麦克风开口；以及
麦克风套件，包括：
印刷电路板PCB，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述板体限定了声学通道，所述声学通道在所述板体中的麦克风孔和形成在所述板体中的采用多个进口的形式的开口之间延伸，所述多个进口中的每一个具有在40μm和80μm之间的直径；以及
麦克风，包括安装到所述板体上的换能器，所述麦克风电连接到板体中的所述至少一个信号迹线，所述换能器紧邻所述板体中的麦克风孔，并且与所述板体中的麦克风孔声学连接，
其中，
将所述板体中的所述多个进口归集在所述板体的圆形麦克风入口区域中，
所述圆形麦克风入口区域与所述外壳中的麦克风开口具有近似相同的尺寸和形状，
所述外壳中的麦克风开口和所述板体中形成的所述开口被布置为彼此直接相对并且以同轴的方式彼此对准。
2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中，在所述板体的公共表面上限定所述麦克风孔和所述多个进口。
3.根据权利要求1或2所述的便携式电子设备，其中，所述板体具有顶面和位置与所述顶面相对的底面，其中，在所述板体的所述顶面中限定所述麦克风孔和所述多个进口。
4.根据权利要求1或2所述的便携式电子设备，其中，所述板体具有顶面和位置与所述顶面相对的底面，其中，在所述板体的所述底面中限定所述麦克风孔和所述多个进口。
5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中，在所述板体的不同表面上限定所述麦克风孔和所述多个进口。
6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中，所述麦克风包括外罩，在所述外罩中限定了开口，位于所述外罩中的所述换能器紧邻所述外罩中的所述开口以及所述板体中的所述麦克风孔。
7.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中，所述麦克风入口区域被配置为适合密封元件的内部尺寸，所述密封元件环绕所述板体的所述麦克风入口区域，并将所述板体密封到所述便携式电子设备外壳的内表面上。
8.根据权利要求7所述的便携式电子设备，其中，在所述密封元件的内部尺寸与所述麦克风入口区域之间提供间隙。
9.根据权利要求7或8所述的便携式电子设备，其中，所述密封元件是圆形橡胶垫圈。
10.根据权利要求1或2所述的便携式电子设备，其中，所述多个进口限定了0.2mm2和0.4mm2之间的开放区域。
11.根据权利要求1或2所述的便携式电子设备，其中，所述多个进口均为80μm的直径，数量在10和20之间。
12.根据权利要求1或2所述的便携式电子设备，其中，所述多个进口均为40μm的直径，数量在40和80之间。
13.一种便携式电子设备，包括：
外壳，限定了麦克风开口；以及
麦克风套件，包括：
印刷电路板PCB，包括具有至少一个信号迹线的板体，所述板体具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，所述第一表面限定了细长凹陷，该细长凹陷与第二表面中限定的麦克风孔连通；
麦克风，包括安装到所述板体上的换能器，所述麦克风电连接到板体中的所述至少一个信号迹线，所述换能器紧邻所述板体中的麦克风孔，并且与所述板体中的麦克风孔声学连接，
其中，
波导，与所述板体的所述第一表面平行延伸，并且部分地覆盖所述细长凹陷，所述波导和所述板体共同限定了包括底部和两个相对端的线形声学通道，其中，所述线形声学通道连接由位于所述线形声学通道的一端的波导在板体中形成的开口和位于所述线形声学通道的相对端的所述麦克风孔，
其中，所述板体中形成的所述开口和所述外壳中的麦克风开口彼此直接相对并且以同轴的方式彼此对准。
14.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其中，所述麦克风孔由所述波导在所述板体中形成。
15.一种便携式电子设备，包括：
外壳，限定了麦克风开口；以及
麦克风套件，包括：
印刷电路板PCB，包括：
板体，限定采用至少一个进口的形式的开口以及线形声学通道，所述线形声学通道包括底部和两个相对端，其中，所述线形声学通道声学连接到所述板体内的所述开口；以及
至少一个信号迹线，位于所述线形声学通道的底部上；以及
麦克风，位于所述PCB的在所述线形声学通道内的板体中，其中，所述麦克风位于所述线形声学通道的底部上，位于所述线形声学通道的相对端之间，所述麦克风电连接到位于所述板体中限定的线形声学通道的底部的所述至少一个信号迹线，
其中，所述板体中形成的所述开口和所述外壳中的麦克风开口彼此直接相对并且以同轴的方式彼此对准。
16.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中，所述麦克风是微机电系统MEMS麦克风。
17.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中，在所述板体中限定声学连接到所述声学通道的多个进口。
18.根据权利要求17所述的便携式电子设备，其中，在所述板体的麦克风入口区域中对所述板体中的所述多个进口进行成组，其中，所述麦克风入口区域与所述外壳中的所述麦克风开口具有近似相同的尺寸和形状。
19.根据权利要求18所述的便携式电子设备，其中，所述麦克风入口区域被配置为适合密封元件的内部尺寸，所述密封元件环绕所述板体的所述麦克风入口区域，并将所述板体密封到所述外壳的内表面上。
20.根据权利要求19所述的便携式电子设备，其中，在所述密封元件的内部尺寸与所述麦克风入口区域之间提供间隙。
21.根据权利要求19或20所述的便携式电子设备，其中，所述密封元件是圆形橡胶垫圈以及所述麦克风入口区域是圆形区域。
22.根据权利要求17所述的便携式电子设备，其中，所述多个进口限定了0.2mm2和0.4mm2之间的开放区域。
23.根据权利要求17所述的便携式电子设备，其中，所述多个进口均为80μm的直径，数量在10和20之间。
24.根据权利要求17所述的便携式电子设备，其中，所述多个进口均为40μm的直径，数量在40和80之间。
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