CN108293159A - 用于防水麦克风声腔的内部通风结构 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于在密封式麦克风(105)声腔内提供声阻透气通风结构(117)的方法和装置。麦克风(105)被安装在印刷电路板(103)上，并位于壳体(101)内。阻水隔膜(111)将麦克风(105)从壳体(101)的外部密封，并且有源声腔在阻水隔膜(111)与麦克风(105)之间建立声学连接。在印刷电路板(103)的本体中形成声阻透气通风结构(117)，并且该声阻透气通风结构(117)直接或经由单独的通风路径与有源声腔连接。通风结构(117)通过将电子设备(100)的有源声腔通到由阻水隔膜(111)密封的封装件的其余部分来提供粘性阻尼效果。

Description

用于防水麦克风声腔的内部通风结构

背景技术

阻水麦克风可以用透气阻水隔膜密封。但是，横跨防水屏障的气压差可能导致麦克风的灵敏度出现波动。

因此，需要易于制造且为密封的麦克风组件提供通风的麦克风设备结构。

附图说明

附图中相同的附图标记在各个视图中指代相同或功能类似的要素，附图与下面的具体实施方式部分一起并入说明书并且构成说明书的一部分，并且用于进一步阐述包括要求保护的发明的构思的各实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优点。

图1是根据某些实施例的包括密封式麦克风通风结构的电子设备的横截面图。

图2是根据某些实施例的包括麦克风和密封式通风结构的另一电子设备的正视图。

图3是根据某些实施例的图2的电子设备的横截面图。

图4是根据某些实施例的图2的电子设备的印刷电路板的俯视图。

图5是根据某些实施例的具有另一蚀刻的通风图案的印刷电路板的俯视图。

图6是根据某些实施例的具有又一蚀刻的通风图案的印刷电路板的俯视图。

本领域技术人员将认识到，为了简单和清楚起见而图示图中的要素，但其不一定按比例绘制。例如，附图中的某些要素的尺寸相对于其它要素而言可以被放大，以帮助改善对本发明的实施例的理解。

已经在适当的情况下由附图中的常规符号给出了装置和方法组成，仅示出与理解本发明的实施例有关的那些具体细节，以免本公开内容因细节内容而模糊，在受益于这里的说明书之后这些细节内容对于本领域技术人员变得显而易见。

具体实施方式

特别是，本公开内容中描述的实施例提供了包括壳体、麦克风、阻水隔膜以及印刷电路板的电子设备。麦克风被安装在印刷电路板上并位于壳体内。阻水隔膜将麦克风从壳体的外部密封。印刷电路板位于麦克风与阻水隔膜之间。在印刷电路板的本体中形成声阻透气通风结构。通风结构通过将电子设备的有源声腔通到由阻水隔膜密封的封装件的其余部分来提供粘性阻尼效果。

在另一实施例中，本公开提供了一种用于密封式电子设备的印刷电路板组件。印刷电路板组件包括安装在印刷电路板上的麦克风。第一声学输入孔穿过印刷电路板形成，并且与麦克风相邻。在印刷电路板中也形成声阻透气通风结构，以将设备的有源声腔限制性地通到封装件的其余部分。

图1是图示用于电子设备100的内部麦克风通风结构的一个示例的横截面图。外部壳体101被联接到印刷电路板103。麦克风部件105和相关联的专用集成电路(ASIC)107安装在印刷电路板103上。麦克风部件壳体109包封麦克风105和专用集成电路107，并形成用于麦克风105的声腔。

尽管图1的示例图示了麦克风105和专用集成电路107在麦克风部件壳体109内部安装在印刷电路板103上，但是在其它实施方式中，可以将附加或替代部件安装在印刷电路板上。例如，图1中图示的专用集成电路107可以被替换为不同的逻辑部件，或者在某些实施方式中，可以位于在麦克风部件壳体109外部的位置。

阻水隔膜111被联接到外部壳体101，并且在壳体101内部形成通风腔113。声学振动(即，声音)横跨隔膜111传输，并且通过形成在印刷电路板103中的主声学输入端口115到达麦克风105。通风结构117(或通风端口)也被形成在印刷电路板中，并且允许通过外部壳体101泄去在通风腔113中形成的压力差。通风结构117提供有益地影响麦克风105的声学响应的粘性阻尼效果。

图2图示了电子设备200的另一示例，其具有在电子设备200的印刷电路板(PCB)中形成的内部通风结构。在这一示例中，电子设备200包括主壳体201和盖插入件203。当盖插入件203被联接到主壳体201时，扇贝形开口205用作麦克风系统的主声学输入部。虽然这里描述的示例阐述了由主壳体201和盖插入件203的联接形成的扇贝形开口，但是在其它实施方式中，开口205可以设置有不同的形状或位置。例如，在某些实施方式中，开口可以直接形成在主壳体201中或通过盖插入件203形成。

图3提供了电子设备200的横截面图，并且进一步图示了电子设备200的内部部件。如上所讨论的，盖插入件203联接到主壳体201以形成扇贝形开口205。电子设备200还包括包封印刷电路板209的第二壳体部件207和安装在印刷电路板209上的麦克风组件211。声学振动(即，声音)通过扇贝形开口205进入，横跨阻水隔膜213传递，并且穿过主声学输入通道217到达麦克风组件211。

如这里所使用的，术语“阻水”意指在一定程度上阻止水渗透的能力。术语“防水”意指部件或设备不透水。如此，如本公开内容中所使用的，在隔膜不透水的某些实施方式中，阻水隔膜213是防水隔膜。在某些其它实施方式中，阻水隔膜213抵抗水的渗透，但不是完全不透水的。

阻水隔膜213位于盖插入件203与主壳体201之间，以防止水进入声学输入通道217。隔膜213的定位形成通风腔215。通过主壳体201和第二壳体部件207形成通风通道219，以将通风腔215联接到形成在印刷电路板209中的抗通风结构(resistive ventingstructure)。

图4图示了用于电子设备中的形成在印刷电路板409中的这种抗通风结构401的一个示例，其中电子设备诸如是前文在图2和图3中所示的电子设备。抗通风结构401被蚀刻到印刷电路板409的表面中。抗通风结构401包括一系列窄(即，1/10毫米)的平行线或通道，其通过印刷电路板409精细地间隔(即，之间为1/10毫米的距离)。形成抗通风结构401的通道的尺寸和间距允许空气交换以通过印刷电路板409排出(用于气压释放)，但是提供对振动空气运动(即，声音)的抵抗，使得麦克风的灵敏度得到改进。在图4的示例中，通道的三个壁被蚀刻到印刷电路板409的表面中，而通道的第四壁由覆盖该区域中的通道的密封件(图3中的项207)建立。然而，其它实施方式可以利用其它数量、位置、布局或蚀刻技术来形成抗通风结构。

抗通风结构401能够使用光刻或其它印刷电路板制造工艺形成。例如，图4的抗通风结构401可以使用印刷电路板制造材料和工艺通过选择性地去除铜和阻焊剂来形成。通过在印刷电路板409中形成抗通风结构401，能够对制造工艺进行精细调整，以提供包括非常精确的深度和形状的精细细节。此外，通过提供具有穿过印刷电路板409的多个“通道”的抗通风结构401，即使印刷电路板中的“通道”中的一个通道被堵塞或阻塞，由通风结构提供的阻尼效果也继续。

尽管图4的示例图示了由蚀刻到印刷电路板409中的一系列平行线形成的抗通风结构401，但其它布局和构造也是可能的。例如，在图4图示的实施方式中，平行通道宽度为1/10mm，通道之间的距离为1/10mm。然而，在其它实施方式中，通道的间距和宽度不一定相同。此外，在其它实施方式中，每个平行通道的宽度不一定相同，一些通道可以比其它通道更宽，或者更宽地间隔开。

除平行线之外的图案也能够用于抗通风结构401。例如，图5图示了通过在印刷电路板509中蚀刻成角度交叉线的“交叉”图案形成的抗通风结构501的示例。图6图示了通过在印刷电路板609中以交替之字形图案蚀刻单条线而形成的抗通风结构601的又一示例。在其它示例中，形成抗通风结构的蚀刻图案能够采用其它形式、形状以及图案，包括例如“弯曲”线或成其它角度的交叉(例如，彼此以90度角相交的成45度的线)。通风结构本身可以形成在PCB的铜、焊料掩模或电介质层中，或其任何组合中。

现在回到图4的示例，在印刷电路板409中形成孔417，以用于声学输入通道(即，其中声音传送到麦克风)。某些电子设备包括多个麦克风，并且因此印刷电路板409可以被蚀刻以包括多个孔，例如，麦克风孔403。取决于壳体的结构和麦克风部件的布局，这些附加麦克风可以包括联接到相同抗通风结构401、联接到附加的抗通风结构(其可以具体调整到附加麦克风的要求)或者不联接到抗通风结构的声学输入通道。在其它实施方式中，可以省略单独的通风通道219，并且抗通风结构可以替代地接入声学输入通道217(图3)。

在前面的说明书中，已经描述了具体的实施例。然而，本领域技术人员意识到，在不脱离如下权利要求所给出的本发明的范围的情况下，能够做出各种修改和变化。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，并且所有这样的修改旨在被包括在本教导的范围内。

益处、优点、问题的解决方案以及可以引起任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何要素均不被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或本质特征或要素。本发明仅由所附权利要求限定，包括在本申请未决期间所作的任何修改以及所公开的那些权利要求的所有等价物。

此外，在本文献中，诸如第一和第二、顶部和底部等的关系术语可仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不必然要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”或其任何其它变型意在涵盖非排他性包括，使得包括、具有、包含、含有要素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出的或者这种过程、方法、物品或装置固有的其它要素。前面带有“包括……”、“具有......”、“包含……”、或“含有……”的要素在没有更多约束的情况下不排除在包括、具有、包含、含有该要素的过程、方法、物品或装置中存在另外的相同要素。术语“一”和“一个”被定义为一个或多个，除非另有明确记载。术语“基本上”、“本质上”、“近似”、“约”或其任何其它变型被定义为接近于本领域技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中，该术语被定义为在10％内，在另一个实施例中，在5％内，在另一个实施例中，在1％内，并且在另一个实施例中，在0.5％内。如这里所使用的术语“联接”被定义为连接，但是不一定直接并且不一定机械地连接。以某种方式“构造”的设备或结构是至少以这种方式构造，但也可以以未列出的方式构造。

将意识到，某些实施例可以由一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)组成，例如，微处理器、数字信号处理器、定制处理器和现场可编程门阵列(FPGA)以及唯一存储的程序指令(包括软件和固件)，其控制一个或多个处理器以结合某些非处理器电路来实现这里所描述的方法和/或装置的某些、大部分或所有功能。或者，能够通过没有存储的程序指令的状态机或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现某些或全部功能，其中每个功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。当然，能够使用这两种方法的组合。

此外，能够将实施例实现为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读代码，以用于对计算机(例如，包括处理器)进行编程，以执行如本文所述和要求保护的方法。这样的计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)以及闪存。此外，预期在本文所公开的概念和原理的指导下，尽管可能花费大量努力和由例如可用时间、当前技术以及经济考虑所激励的众多设计选择，但是本领域技术人员将容易以最小的实验量来生成这样的软件指令和程序以及IC。

提供本公开内容的摘要以允许读者快速确定技术公开内容的性质。提交该摘要，同时理解到，其将不用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在前面的具体实施方式部分中，能够看出，出于使本公开内容流畅的目的，在各种实施例中将各种特征组合在一起。这种公开方式不应被解释为反映这样的意图，即，所要求保护的实施例需要比每项权利要求中明确记载的特征更多的特征。而是，如以下权利要求所反映的，发明主题在于少于单个公开的实施例的所有特征。因而，以下权利要求在此被并入到具体实施方式中，其中每项权利要求本身作为单独要求保护的主题。

Claims (17)

1.一种电子设备，包括：

壳体；

麦克风，所述麦克风安装在所述壳体内的印刷电路板上；

阻水隔膜，所述阻水隔膜从所述壳体的外部密封所述麦克风；以及

所述印刷电路板，所述印刷电路板包括形成在所述印刷电路板的本体中的声阻透气通风结构。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述阻水隔膜被定位成在所述阻水隔膜的内侧上形成通风腔，

所述电子设备进一步包括将所述通风腔联接到所述麦克风的主声学输入通道。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述印刷电路板位于所述麦克风与所述阻水隔膜之间，并且

其中所述印刷电路板包括穿过所述印刷电路板的本体的声学输入孔，所述声学输入孔将所述主声学输入通道联接到所述麦克风。

4.根据权利要求2所述的电子设备，进一步包括通风通道，所述通风通道将所述通风腔联接到形成在所述印刷电路板的本体中的所述声阻透气通风结构。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中形成在所述印刷电路板的本体中的所述声阻透气通风结构在所述通风腔和由所述阻水隔膜从所述壳体的外部密封的所述电子设备的另一部分之间提供受限的气流。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述声阻透气通风结构包括形成在所述印刷电路板中的多个间隔通道。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述多个间隔通道在所述印刷电路板的表面上线性平行。

8.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述多个间隔通道通过使用蚀刻工艺选择性地去除铜和阻焊剂来形成。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述声阻透气通风结构包括蚀刻到所述印刷电路板的表面中的多条交叉线。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述声阻透气通风结构包括由在所述印刷电路板的表面上的蚀刻的交替之字形图案形成的通道。

11.一种用于密封式电子设备的印刷电路板组件，所述印刷电路板组件包括：

麦克风，所述麦克风安装在印刷电路板上；

第一声学输入孔，所述第一声学输入孔穿过所述印制电路板形成，并且与所述麦克风相邻；以及

声阻透气通风结构，所述声阻透气通风结构形成在所述印刷电路板中。

12.根据权利要求11所述的印刷电路板组件，其中，所述印刷电路板组件被构造用于包封在所述密封式电子设备中，使得声学振动穿过所述密封式电子设备的阻水隔膜并且穿过所述第一声学输入孔到达麦克风，并且其中所述声阻透气通风结构被构造用于对所述密封式电子设备的有源声腔进行通风，以提供粘性声阻尼。

13.根据权利要求12所述的印刷电路板组件，其中形成在所述印刷电路板的本体中的所述声阻透气通风结构在通风腔与由阻水隔膜从所述电子设备的壳体的外部密封的所述电子设备的另一部分之间提供受限的气流。

14.根据权利要求11所述的印刷电路板组件，其中，所述声阻透气通风结构包括形成在所述印刷电路板中的多个间隔通道。

15.根据权利要求14所述的印刷电路板，其中，所述多个间隔通道在所述印刷电路板的表面上线性平行。

16.根据权利要求11所述的印刷电路板，其中所述声阻透气通风结构包括蚀刻到所述印刷电路板的表面中的多条交叉线。

17.根据权利要求11所述的印刷电路板，其中，所述声阻透气通风结构包括由所述印刷电路板的表面上的蚀刻的交替之字形图案形成的通道。