CN110446147A - 麦克风封装结构以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麦克风封装结构以及制备方法。该封装结构包括：壳体，在所述壳体的内部形成腔体；振膜，所述振膜被固定设置在所述腔体内，在所述振膜与所述壳体之间形成振动空间；以及极板，所述极板被固定设置在所述腔体内，在所述振膜和所述极板的至少一个上形成有第一凸起部，所述第一凸起部在所述振膜与所述极板之间形成支撑。

Description

麦克风封装结构以及制备方法

技术领域

本发明涉及麦克风技术领域，更具体地，涉及一种麦克风封装结构以及制备方法。

背景技术

麦克风，例如驻极体麦克风，通常包括壳体、位于壳体内的振膜以及与振膜相对的极板。在极板上设置有驻极体。极板为导体材料。振膜和极板形成电容器。在壳体上设置有拾音孔。振膜与拾音孔相对。

外部的声波经由拾音孔传递到壳体的内部。该声波引起振膜的振动，从而引起电容的变化。由于电容器的电量不变，电容的变化就会引起电压的变化。电压变化的大小，反映了声波的声压的强弱，电压变化频率反映了声波的频率。

在现有的麦克风中，通常在振膜和极板之间设置垫片。垫片为中空结构。垫片的中部与振膜的有效振动部位相对。垫片具有设定的厚度，从而为振膜提供振动空间。

然而，垫片的体积大，不利于麦克风的小型化。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种麦克风封装结构的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种麦克风封装结构。该封装结构包括：壳体，在所述壳体的内部形成腔体；振膜，所述振膜被固定设置在所述腔体内，在所述振膜与所述壳体之间形成振动空间；以及极板，所述极板被固定设置在所述腔体内，在所述振膜和所述极板的至少一个上形成有第一凸起部，所述第一凸起部在所述振膜与所述极板之间形成支撑。

可选地，所述第一凸起部为多个，且多个所述第一凸起部呈矩阵排列。

可选地，所述壳体包括顶壁和与顶壁连接的侧壁，在所述顶壁上设置有拾音孔，所述拾音孔与所述振膜相对，在所述振膜与所述顶壁之间形成所述振动空间，所述振膜的边缘的至少局部与所述壳体的侧壁连接。

可选地，在所述顶壁和所述振膜的至少一个上形成有第二凸起部，所述第二凸起部在所述振膜和所述顶壁之间形成支撑。

可选地，通过冲压、铸造或者注塑的方式在所述极板上形成所述第一凸起部。

可选地，还包括FET元件，其中，所述壳体的至少局部为PCB，所述FET元件被设置在所述PCB的与所述腔体相背的表面上，在所述极板上焊接有导体元件，所述导体元件的自由端与所述PCB连接，所述极板通过所述导体元件和所述PCB与所述FET元件连接。。

可选地，在所述振膜上设置有用于连通所述振膜的垂直于振动方向的两个表面的通孔；或者在所述振膜的边缘形成用于连通所述振膜的垂直于振动方向的两个表面的第一缺口。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种麦克风封装结构的制作方法。所述麦克风封装结构包括壳体，所述壳体的内部具有腔体。所述制作方法包括：将所述振膜固定设置在所述腔体内，在所述振膜与所述壳体之间形成振动空间；将所述极板固定设置在所述腔体内，其中，在所述振膜和所述极板的至少一个上形成有第一凸起部，所述第一凸起部在所述振膜与所述极板之间形成支撑。

可选地，所述壳体具有连通所述腔体与外部的敞开端，还包括PCB和设置在所述PCB上的FET元件，其中，所述制作方法还包括：

将所述PCB密封连接在所述敞开端，其中，所述FET元件位于所述腔体外，在所述极板上焊接有导体元件，所述导体元件的自由端与所述PCB连接，所述极板通过所述导体元件和所述PCB与所述FET元件连接。

可选地，通过冲压、铸造或者注塑的方式在所述极板上形成所述第一凸起部。

根据本公开的一个实施例，第一凸起部形成在振膜和/或极板上。第一凸起部具有预定的高度，并且在振膜和极板之间形成支撑，从而为振膜的振动提供了振动空间。在振膜与极板之间不需要再设置垫片，这样，节省了垫片材料。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本公开的一个实施例的壳体的一部分的示意图。

图2是根据本公开的一个实施例的壳体与振膜的装配图。

图3是根据本公开的一个实施例的极片的结构示意图。

图4是根据本公开的一个实施例的极片的侧视图。

图5是根据本公开的一个实施例的壳体、极片和振膜的装配图。

图6是根据本公开的一个实施例的麦克风封装结构的剖视图。

图7是根据本公开的另一个实施例的麦克风封装结构的制备方法的流程图。

附图标记说明：

11：第一凸起部；12：第二凸起部；13：顶壁；14：拾音孔；15：侧壁；16a：金属环；16b：膜片；17：胶；18：第一缺口；19：金属片；20：FET元件；21：PCB；22：极板；23：第二缺口；24：第三缺口；25：贯穿孔；26：外壳；27：前腔；28：后腔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本公开的一个实施例，提供了一种麦克风封装结构。如图6所示，该封装结构包括壳体、振膜和极板22。以驻极体麦克风为例。振膜和极板22相对设置，二者分别作为电容器的两个平行板。

在壳体的内部形成腔体。例如，壳体的形状为长方体、圆柱体、椭圆柱体或者其他形状。壳体的材质可以是但不局限于金属、PCB(印刷线路板)或者多种材料的混合等。如图1所示，在壳体上设置有连通壳体外部空间与腔体的拾音孔14。

振膜和极板22被固定设置在腔体内，例如，如图2所示，通过胶17直接或间接地进行固定。振膜的用于振动的部位与拾音孔14相对。例如，如图2所示，壳体包括金属环16a和膜片16b。在膜片16b上附着有驻极体。膜片16b为振膜的用于振动的部位。金属环16a能够提供结构强度，并起到导通的作用。

例如，金属环16a的材质可以是但不局限于不锈钢、铜合金、铝合金、镀锌板等。膜片16b的材质为塑料，例如，PPS(聚苯硫醚)、FEP(聚全氟乙丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)等。

金属环16a的中部是镂空的，以形成中空部位。膜片16b被设置在金属环16a的中空部位。例如，通过胶17将膜片16b粘结在中空部位。驻极体与金属环16a是导通的。金属环16a通过导线或壳体等与壳体外部的元件导通，例如，FET元件20等。

振膜和极板22都需要与壳体外部的元件导通，从而将电信号向外传输。例如，振膜和极板22中的至少一个通过导线与壳体外部的元件导通；

或者，壳体的至少局部为印刷线路板，振膜和极板22中的至少一个通过PCB(印刷线路板)进行导通；

还可以是，壳体的至少局部为导体，振膜和极板22中的至少一个通过该导体与壳体外部的元件导通。

在振膜与壳体之间形成振动空间。振膜与壳体的设置拾音孔14的部位相间隔，从而形成振动空间。如图6所示，振膜与拾音孔14之间形成前腔27。振膜的与拾音孔14相背的一侧的空间为后腔28。

如图3-6所示，在振膜和极板22的至少一个上形成有第一凸起部11。例如，第一凸起部11与振膜是一体成型的和/或第一凸起部11与极板22是一体成型的。例如，第一凸起部11通过冲压、铸造、注塑等方式一体形成在金属环16a和/或极板22上。第一凸起部11的纵截面形状为半圆形、三角形、矩形、梯形等。

第一凸起部11在振膜与极板22之间形成支撑，以在振膜与极板22之间形成振动空间。例如，当第一凸起部11位于振膜上时，第一凸起部11的顶端与极板22相抵；当第一凸起部11位于极板22上时，第一凸起部11与振膜相抵。

在本公开实施例中，第一凸起部11形成在振膜和/或极板22上。第一凸起部11具有预定的高度，并且在振膜和极板22之间形成支撑，从而为振膜的振动提供了振动空间。在振膜与极板22之间不需要再设置垫片，这样，节省了垫片材料。

此外，在组装时，通过设置第一凸起部11，省去了垫片的加工、组装步骤，简化了加工工序。

此外，与垫片相比，第一凸起部11占用的空间小，有利于麦克风封装结构的小型化设计。

此外，由于第一凸起部11具有预定的高度，故使得振膜和极板22的装配精度更高。

在一个例子中，如图3-4所示，第一凸起部11为多个。多个第一凸起部11能够形成多点支撑。这使得极板22和振膜的平行度更高。

例如，当第一凸起部11为两个时，两个第一凸起部11可以在极板22的任意位置设置。优选地，极板22或振膜的大体呈矩形，两个第一凸起部11对角设置。与两个第一凸起部11平行于同一边的设置方式相比，这种设置方式，极板22和振膜更容易达到平行。

当第一凸起部11位三个或者三个以上时，多个第一凸起部11围绕金属环16a的中空部位设置。这种设置方式使得极板22和振膜的平行度更高。

在一个例子中，如图6所示，壳体包括顶壁13和与顶壁13连接的侧壁15。侧壁15呈筒状结构。在顶壁13上设置有拾音孔14。拾音孔14与振膜相对。在振膜与顶壁13之间形成振动空间。振膜的边缘的至少局部与壳体的侧壁15连接。

例如，壳体由金属材料制成。壳体的侧壁15围成矩形结构。顶壁13呈矩形。通过焊接、涂胶17等方式将金属环16a的外边缘的至少局部固定在侧壁15上。

通过这种固定方式，振膜的面积能够做到最大，从而使得声波的拾取更准确。

当然，在其他示例中，也可以通过在腔体内设置支撑件将振膜进行固定。本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

在一个例子中，如图1和6所示，在顶壁13和振膜的至少一个上形成有第二凸起部12。第二凸起部12在振膜和顶壁13之间形成支撑。例如，第二凸起部12与壳体的顶壁13是一体成型的和/或第二凸起部12与金属环16a是一体成型的，例如，通过冲压、注塑、铸造等方式一体成型。

第二凸起部12具有预定的高度。第二凸起部12的顶端与振膜或者顶壁13相抵，从而使振膜与顶壁13相间隔。通过设置第二凸起部12，在进行组装时，不需要再设置其他部件(例如，垫片)用于间隔振膜和壳体，节省了原材料。

此外，由于第二凸起部12具有预定的高度，故使得振膜的装配精度更高。

在一个例子中，在金属环16a上既设置有第一凸起部11，又设置有第二凸起部12。在加工金属环16a时，一体成型出第一凸起部11和第二凸起部12。由于金属环16a的结构简单，通常为片状，故使得第一凸起部11和第二凸起部12的加工变得容易。

在一个例子中，如图1所示，第二凸起部12为多个。同理，多个第二凸起部12使得振膜与壳体之间的相对位置更准确。

在一个例子中，如图6所示，第一凸起部11形成在极板22上。第二凸起部12形成在顶壁13上。第一凸起部11与第二凸起部12相对设置。在该例子中，第一凸起部11和第二凸起部12在垂直于振动方向的表面的投影是重合的。振动方向即膜片16b在振动时的方向。振动方向垂直于振膜的主表面。振膜的同一部位的相对的两面分别与第一凸起部11和第二凸起部12相抵。这使得振膜的位置更加牢固。

此外，第一凸起部11的压力和第二凸起部12的压力能够相互抵消。这种设置方式能有效地避免振膜因第一凸起部11和第二凸起部12的压力无法抵消而发生形变。

在一个例子中，在振膜上设置有用于连通振膜的垂直于振动方向的两个表面的通孔。例如，通孔形成在金属环16a或者膜片16b上。通孔用于调节麦克风封装结构的低频效果。外部的振动气流(例如，低频段的振动气流)，能够通过该通孔部分到达振膜的背面(即与拾音孔14相背的一面)。低频段(例如，2.5Hz以下)的振动气流在振膜的正面和背面得到抵消，从而使得有效降低低频段拾取的声音。低频段拾取的声音通常是电子产品使用时衣服摩擦、风噪等噪音。

或者是，如图2和5所示，在振膜的边缘形成用于连通振膜的垂直于振动方向的两个表面的第一缺口18。与通孔同理，第一缺口18能够有效地降低麦克风封装结构拾取的低频段的声音。

当振膜的边缘的至少局部通过胶17与壳体的侧壁15固定时，能够有效地防止因麦克风封装结构因跌落、碰撞等造成第一缺口18形成的孔的面积的变化。

通孔和第一缺口18均能起到降噪的作用。通孔和第一缺口18可以设置有多个。本领域技术人员可以根据降噪要求来设置通孔和第一缺口18的大小、形状、数量等参数。

在一个例子中，如图5-6所示，极板22的边缘的至少局部通过胶17固定设置在振膜上。例如，极板22大体呈矩形。极板22的相对的两条边分别通过胶17与振膜的金属环16a形成固定连接。在该例子中，极板22通过振膜间接地固定在腔体内，而不是直接与壳体连接。这使得极板22的组装难度降低，组装精度提高。

在一个例子中，如图4-5所示，在极板22的至少局部形成第二缺口23。胶17涂覆在第二缺口23内。例如，在极板22的相对的两条边上分别做去料处理，以形成第二缺口23。第二缺口23能够容纳更多的胶17，从而使得极板22在振膜上的固定更牢固。

此外，第二缺口23能够有效地防止胶17的外溢，从而使得腔体内空间的整洁。

此外，这种固定方式能避免极板22的边缘与壳体接触，造成极板22与振膜短路。

在一个例子中，如图4-5所示，在极板22的局部形成第三缺口24。例如，极板22的大体呈矩形。在极板22的设置第二缺口23以外的两条边上形成第三缺口24。第三缺口24使极板22的面积减小，从而降低了极板22的寄生电容，使得麦克风封装结构的声音拾取更准确。寄生电容即由于极板22的面积大于膜片16b的面积而造成的电容。寄生电容降低了声音拾取的灵敏度。第三缺口24能调节进入后腔28的气流的流量和流速等，从而调节麦克风封装结构的频响。

在一个例子中，如图3-4所示，在极片的中部形成有贯穿孔25。贯穿孔25允许振动气流进入后腔28，能够起到调节麦克风封装结构的频响的作用。

在一个例子中，如图6所示，麦克风封装结构还包括FET(场效应晶体管)元件。FET元件20用于转换阻抗变换。例如，在壳体的与顶壁13相对的一端形成开口端。壳体的至少局部为PCB。FET元件20集成在PCB上。PCB21密封连接在开口端。例如，通过锡焊焊接的方式将侧壁15焊接在PCB21上，例如，通过SMT焊接的方式将壳体的侧壁15焊接至PCB21上。

FET元件20被设置在PCB21的与腔体相背的表面上。例如，在FET元件20外设置有外壳26。外壳26用于保护FET元件20。

在极板22上焊接有导体元件。导体元件的材质可以是但不局限于金属、导电玻璃、导电石墨等。例如，金属包括不锈钢、铜合金、铝合金等。

例如，如图4所示，导体元件为L形的金属片19。金属片19的一条边，沿延伸方向贴合并焊接在极板22上。金属片19的另一条边垂直于极板22。该另一条边的末端为自由端。在进行SMT焊接时，金属片19的自由端与PCB21连接在一起。极板22通过导体元件和PCB21与FET元件20连接。

在该例子中，极板22与导体元件形成一体结构，这使得麦克风封装结构的组装变得容易。导体元件使得极板22与FET元件20的连接变得容易。

当然，导体元件的形状不限于此，还可以是T字形、条形等。

在该例子中，振膜的金属环16a与壳体的侧壁15接触。侧壁15是金属材料。振膜通过侧壁15和PCB21与FET元件20连接。

在其他示例中，侧壁15的材质也可以为PCB。振膜通过作为侧壁15的PCB以及位于开口端的PCB21与FET元件20连接。

在其他示例中，麦克风封装结构也可以是MEMS麦克风。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种电子设备。例如电子设备包括手机、笔记本电脑、耳机、麦克风装置、游戏机、对讲机、VR设备、AR设备等。该电子设备包括上述的麦克风封装结构。

该电子设备具有声音拾取效果良好的特点。

根据本公开的又一个实施例，提供了一种麦克风封装结构的制作方法。其中，麦克风封装结构包括壳体。壳体的内部具有腔体。壳体的材质、形状、结构等如前所述。

如图7所示，该制作方法包括：

S1、将振膜固定设置在腔体内，在振膜与壳体之间形成振动空间。振膜的结构、材质、固定方式等如前所述。

S2、将极板固定设置在腔体内。在振膜和极板的至少一个上形成有第一凸起部11，第一凸起部11在振膜与极板之间形成支撑。例如，第一凸起部11通过冲压、铸造、注塑等方式一体形成在金属环16a和/或极板22上。第一凸起部11的纵截面形状为半圆形、三角形、矩形、梯形等。需要说明的是，在极板被固定在腔体内之前，需要对极板进行极化。

例如，当第一凸起部11位于振膜上时，第一凸起部11的顶端与极板22相抵；当第一凸起部11位于极板22上时，第一凸起部11与振膜相抵。

该制作方法的工序简单，操作容易，适用于大规模生产。

在一个例子中，壳体具有连通腔体与外部的敞开端。麦克风封装结构还包括PCB21和设置在PCB21上的FET元件20。该制作方法还包括：

将PCB21密封连接在敞开端。其中，FET元件20位于腔体外。在极板上焊接有导体元件。导体元件的自由端与PCB连接。极板通过导体元件和PCB21与FET元件20连接。PET元件20、导体元件如前所述。壳体与PCB21的连接方式如前所述。

在该例子中，一方面，PCB21能起到密封的作用；另一方面，振膜和极板通过PCB21与FET元件20导通。

在一个例子中，振膜包括金属环16a和膜片16b。膜片16b被设置在金属环16a的中空部位，在金属环16a上一体形成有第一凸起部11。金属环16a和膜片16b如前所述。

这种设置方式，第一凸起部11的加工更容易。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种麦克风封装结构，其中，包括：

壳体，在所述壳体的内部形成腔体；

振膜，所述振膜被固定设置在所述腔体内，在所述振膜与所述壳体之间形成振动空间；以及

极板，所述极板被固定设置在所述腔体内，在所述振膜和所述极板的至少一个上形成有第一凸起部，所述第一凸起部在所述振膜与所述极板之间形成支撑。

2.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其中，所述第一凸起部为多个。

3.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其中，所述壳体包括顶壁和与所述顶壁连接的侧壁，在所述顶壁上设置有拾音孔，所述拾音孔与所述振膜相对，在所述振膜与所述顶壁之间形成所述振动空间，所述振膜的边缘的至少局部与所述壳体的侧壁连接。

4.根据权利要求3所述的麦克风封装结构，其中，在所述顶壁和所述振膜的至少一个上形成有第二凸起部，所述第二凸起部在所述振膜和所述顶壁之间形成支撑。

5.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其中，通过冲压、铸造或者注塑的方式在所述极板上形成所述第一凸起部。

6.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，还包括FET元件，其中，所述壳体的至少局部为PCB，所述FET元件被设置在所述PCB的与所述腔体相背的表面上，在所述极板上焊接有导体元件，所述导体元件的自由端与所述PCB连接，所述极板通过所述导体元件和所述PCB与所述FET元件连接。

7.根据权利要求1所述的麦克风封装结构，其中，在所述振膜上设置有用于连通所述振膜的垂直于振动方向的两个表面的通孔；或者

在所述振膜的边缘形成用于连通所述振膜的垂直于振动方向的两个表面的第一缺口。

8.一种麦克风封装结构的制作方法，其中，所述麦克风封装结构包括壳体，所述壳体的内部具有腔体；所述制作方法包括：

将所述振膜固定设置在所述腔体内，在所述振膜与所述壳体之间形成振动空间；

将所述极板固定设置在所述腔体内，其中，在所述振膜和所述极板的至少一个上形成有第一凸起部，所述第一凸起部在所述振膜与所述极板之间形成支撑。

9.根据权利要求8所述的麦克风封装结构的制作方法，所述壳体具有连通所述腔体与外部的敞开端，还包括PCB和设置在所述PCB上的FET元件，其中，所述制作方法还包括：

将所述PCB密封连接在所述敞开端，其中，所述FET元件位于所述腔体外，在所述极板上焊接导体元件，所述导体元件的自由端与所述PCB连接，所述极板通过所述导体元件和所述PCB与所述FET元件连接。

10.根据权利要求1所述的麦克风封装结构的制作方法，其中，通过冲压、铸造或者注塑的方式在所述极板上形成所述第一凸起部。