CN110891233B - 耐液体模块、电声换能器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及耐液体模块、电声换能器和电子设备。一种耐液体模块可形成为层合构造，该层合构造具有外壳、顶盖和端口膜以抑制液体穿过膜。外壳限定从入口端口延伸到出口区域的内部管道。顶盖限定声学端口并且延伸跨过外壳的出口区域。端口膜附接到顶盖并且延伸跨过声学通道。端口膜抑制液态水在小于阈值压差的跨膜压差下穿过膜，并且仍然是气体可渗透的。该模块可提供与电子设备的壳体的耐液体密封，并且封闭的麦克风换能器或封闭的扬声器换能器可附接到该顶盖，使得向换能器敞开的或从换能器敞开的端口与声学端口对准。

Description

耐液体模块、电声换能器和电子设备

技术领域

本专利申请和相关主题(统称为“本公开”)一般涉及耐液体电子设备，电声换能器和模块以及相关系统。

背景技术

一般来讲，声音(有时也称为声学信号)构成通过载体介质(例如气体、液体或固体)传播的振动。电声换能器继而是被配置为将输入声学信号转换为电信号的设备，或者反之亦然。因此，呈扬声器形式的声学换能器可将输入信号(例如电信号)转换为发射声学信号，而呈麦克风形式的声学换能器可被配置为将输入声学信号转换为电信号(或其他)信号。

结合有电声换能器的一些电子设备可被暴露于除了干燥空气之外的环境中(例如，雨)，或可被完全浸没在液体中。例如，一些电子设备的用户可能希望在某些活动期间(例如，当参与水上运动，如游泳、冲浪、漂流、尾波滑水等时)将他们的电子设备完全浸入水中，然而，水或另一种液体侵入电子设备中会损坏设备中的部件，包括电声换能器。

发明内容

本文公开的原理、系统、方法和装置克服了现有技术中的许多问题，并且解决了一个或多个前述或其他需求。例如，本专利申请描述了适于抑制水或其他液体侵入超过选定边界的多种耐液体模块。此类模块可彼此组合并进入电子设备中以抑制水侵入电子设备中，从而使得电子设备具有耐液体性。同样，一些所公开的模块在与液体敏感部件(例如，麦克风换能器)进行最终组装之前与耐液体测试兼容。通过允许在最终组装之前进行测试，可在最终组装时增加耐液体模块(例如，麦克风模块)的产量。

根据第一方面，公开了耐液体端口模块。这种端口模块具有限定声学通道的外壳。外壳从第一端部延伸至相对的第二端部。每个端部具有向通道敞开的对应孔。端口模块具有顶盖，该顶盖限定气体可渗透区域并跨越与外壳的第一端部相对应的孔。顶盖的气体可渗透区域限定穿过顶盖的声学通路。耐液体端口膜被定位在所述通道与所述顶盖的气体可渗透区域之间。所述端口膜是气体可渗透的。在一个实施方案中，端口膜是声学透明的。

端口膜可防止水跨端口膜移动，以用于跨端口膜的液体静压力梯度低于选定的阈值液体静压力梯度。端口膜可由PTFE和ePTFE中的一种或多种形成。

保护屏障可在端口膜与外壳的第二端部之间的位置处跨过通道。

在一些实施方案中，外壳限定面向通道的内表面和与内表面相对的外表面。外表面可限定在邻近外壳的第二端部的位置处围绕外壳延伸的凹槽。垫圈可被安置在凹槽中。

外壳的一个实施方案可限定邻近通道的第一端部定位的基台。粘合剂可被定位在顶盖与基台之间，并且可将顶盖附连到基台。

粘合剂可为第一粘合剂，并且端口模块可具有定位在气体可渗透膜与顶盖之间的第二粘合剂。第二粘合剂可将气体可渗透膜附连到顶盖。第二粘合剂可限定定位在气体可渗透膜与顶盖的气体可渗透区域之间的孔。

外壳的一个实施方案限定从通道的第一端部凹入的底板。基台可围绕底板的周边延伸并且限定与外壳的第一端部相对应的孔。顶盖可与基台粘接性地联接。液体不可渗透的垫圈构件可被受压定位在端口膜与底板之间。所述底板还可限定向所述通道敞开的孔，并且所述垫圈构件可限定孔，所述孔从所述底板延伸到所述端口膜的覆盖加强片的气体可渗透区域的区域。

根据第二方面，描述了麦克风组件。麦克风模块可限定第一声学端口和围绕第一声学端口延伸的周边。耐液体端口模块可具有从第一端部延伸至第二端部的管道，并且可限定邻近管道的第一端部的耐液体端口。所述耐液体端口可被定位成与所述第一声学端口相对。麦克风模块的周边可例如与端口模块的对应区域粘接性地联接。其他联接模式也是可能的，包括(仅以举例的方式)超声焊接和衬垫按扣配合联接，以及可逆联接。管道的第二端部可限定第二声学端口，该第二声学端口相对于麦克风模块定位在第一端部的远侧。

该端口模块还可具有在管道的第一端部与第二端部之间的位置处跨过管道的网片。网片可防止碎屑侵入并保护内部部件免受损坏。网片还提供了选定的声阻尼测量或作为另外一种选择提供了选定的声阻尼测量。该选定的阻尼可允许调谐端口模块的声学响应。

麦克风模块的实施方案可具有带有暴露的敏感区域的封装麦克风换能器。麦克风模块还可包括电基板，该电基板具有多个电导体并且限定第一主表面、相反的第二主表面、以及从第一主表面至第二主表面延伸穿过电基板的孔。封装麦克风换能器可与多个电导体电耦合，并且穿过电基板的孔可向封装麦克风换能器的敏感区域敞开。

麦克风模块还可包括加强片基板，该加强片基板限定第一主表面、相反的第二主表面、以及从第一主表面至第二主表面延伸穿过加强片的孔。穿过加强片基板的孔可被定位成与穿过电基板的孔相对。

在一个实施方案中，麦克风模块和端口模块可彼此联接，使得麦克风换能器的敏感区域相对于电基板和加强片基板被定位成与端口模块的耐液体端口相对。

麦克风模块和端口模块可彼此联接，使得端口模块的耐液体端口和麦克风换能器的敏感区域彼此声耦合。

在一个实施方案中，端口模块包括跨过管道并限定端口区域的板。该端口模块的实施方案还包括跨过该端口区域并与该板可密封地附连的耐液体端口膜。外壳在端口膜的外侧区域处与板粘接性地联接。外壳可限定端口模块的第二端部，并且可从邻近板定位的近侧端部朝远侧延伸至端口模块的第二端部。

在一个实施方案中，外壳的近侧端部限定由在底板近侧延伸的周壁围绕的凹入底板。周壁和板可彼此粘接性地联接，并且端口膜可被定位在周壁的侧向内侧。

在一个实施方案中，端口膜限定定位在板的穿孔区域的侧向外侧的外围区域。麦克风组件还可具有压缩在端口膜的外围区域与凹入底板之间的垫圈。

根据第三方面，描述了耐液体电子设备。耐液体电子设备可包括封装麦克风换能器，该封装麦克风换能器限定敏感换能器区域和向敏感换能器区域敞开的麦克风端口。板限定第一主表面和相反的第二主表面。穿孔从第一主表面至第二主表面延伸穿过板，并且封装麦克风换能器与板的第一主表面联接，使得穿孔和麦克风端口彼此声学对准。气体可渗透膜与板的第二主表面联接，并在与麦克风端口相对的位置处跨越穿孔。外壳在气体可渗透膜相对于所述穿孔的外侧的位置处与板的第二主表面粘接性地联接，使得板与外壳之间的压缩载荷路径基本上独立于板与气体可渗透膜之间的压缩载荷路径。

在一个实施方案中，通道外壳限定相对于板的第二主表面横向延伸的通道。

在一个实施方案中，气体可渗透膜为耐液体的。

通过以下参照附图进行的详细描述，前述和其他特征和优点将变得更加明显。

附图说明

参见附图，其中在所有视图和本说明书中，类似的数字指代类似部件，通过示例的方式而不是限制的方式说明了本公开所公开的原理的各方面。

图1示出了耐液体端口模块的分解图。

图2示出了可与图1所示的端口模块组合的麦克风模块的分解图。

图3示出了与电子设备的底座密封地接合的如图1中所示的耐液体端口模块的剖视图。该剖视图沿图1中的剖面线III-III截取。

图4示出了与图3中所示的耐液体端口模块组装在一起的如图2中的麦克风模块的剖视图。该麦克风模块的剖视图沿图1中的剖面线IV-IV截取。

图5示出了从图1和图3中所示类型的另一个端口模块上方观察的平面正视图。

图6示出了从图5中所示的端口模块下方观察的平面正视图。

图7示出了从另一个端口模块上方观察的平面正视图。

图8示出了从图7中所示的端口模块下方观察的平面正视图。

具体实施方式

以下描述了与耐液体电子设备、电声换能器和模块以及相关系统有关的各种原理。例如，一些所公开的原理涉及允许声能以声学透明方式通过而同时抑制液体侵入超过所选边界的系统、方法和部件。作为一个示例性实施例，描述了耐液体麦克风组件。也就是说，本文对具体器械、装置或系统配置以及方法行为的特定组合的描述仅是被选择为所公开原理的方便例示性实施例的所设想器械、装置、或系统配置以及方法组合的特定示例。所公开原理中的一个或多个可以被结合在各种其他器械、装置、或系统配置以及方法组合中，以实现各种对应期望特性中的任何特性。因此，本领域的普通技术人员在研究本公开之后将认识到，具有与本文论述的那些特定示例不同的属性的组合能够体现一个或多个本文公开的原理，并能够用于本文未详细描述的应用中。此类另选的实施方案也落入本公开的范围内。

I.耐液体端口模块

现在参见图1和图3，在分解视图中示出了耐液体端口模块100。端口模块100具有顶盖102和限定声学通道106的外壳104。顶盖102被安装到外壳104并且限定与声学通道声耦合的气体可渗透区域108。顶盖102的气体可渗透区域108可为基本上声学透明的，并且还抑制液体跨气体可渗透区域的传输。在一个工作实施方案中，气体可渗透区域108限定声学端口，并且是声学透明的，耐液体端口膜110可跨过该声学端口。因此，端口模块100可具有来自声学通道的耐液体声学端口。

例如，所示外壳104从第一端部112延伸至相对的第二端部114。声学通道106在外壳的第一端部112与外壳的第二端部114之间延伸。同样，每个端部112、114具有向通道106敞开的对应孔113、115。来自外壳104的第一端部112的纵向凹槽(沿z轴)可限定底板116和围绕底板周边延伸的壁117。来自第一端部112的凹槽可限定与外壳的第一端部相对应的孔113。外壳104可为液体不可渗透的，例如由注塑塑料形成。

在图1和图3中，顶盖102跨过与外壳的第一端部112相对应的孔113并限定气体可渗透区域109。气体可渗透区域109提供穿过板的声学通路，而不需要板进行声学振动以将声音从板的一侧传递到板的相对侧。与外壳106的第一端部112相对应的壁117的末端表面可限定基台，并且顶盖102可与基台粘接性地联接。例如，热活化膜(HAF)或其他粘合剂118可被定位在顶盖102与基台之间，并且HAF可将顶盖附连到基台(由图1中的顶盖上的环形区域117a所示)。如图1中的环形粘合剂118所示，粘合剂层可具有与基台壁117的形状相对应的内周边119a和外周边119b，以便不阻碍外壳102的第一端部112处的孔113或声学通道106。

根据另一个方面，顶盖可使用可逆联接(例如，紧固件)或永久联接(例如，焊接，诸如激光焊接)与外壳联接。

顶盖102可由金属或其他刚性材料形成，所述金属或其他刚性材料在暴露于选定水平的声学输入时适于支撑层合的端口膜110而不会挠曲或谐振。顶盖102的气体可渗透区域108可构成延伸穿过顶盖的单个孔或合在一起限定穿过顶盖102的气体可渗透的声学端口108的多个孔。

如上所述，顶盖102的气体可渗透区域108可跨过与外壳104的第一端部112相对应的孔113的至少一部分。耐液体端口膜110可被定位在通道106与顶盖102的气体可渗透区域108之间。端口膜110也可为气体可渗透的，以便为“声学透明的”，例如，通过在有限阻尼的情况下跨端口膜传输声学压力波。如本文所用，“声学透明的”是指具有小于约45MKS瑞利，例如介于约25MKS瑞利和约35MKS瑞利之间的声学阻抗。同样，当跨端口膜的液体静压力梯度降至低于选定的阈值液体静压力梯度时，一些膜防止水跨端口膜110移动。然而，端口膜110不必是声学透明的，尤其是在解决其他竞争设计优先顺序时。对于一些实施方案，例如预期被暴露于相对较高(例如，介于2巴和5巴之间)的液体静压力梯度的实施方案，例如，声音功率的约3.5dB损耗可以是可接受的。

一般来讲，用于特定应用的合适的端口膜可允许气体从中流过，同时在低于选定阈值压力的液体穿透压力下对液体不可渗透。例如，端口膜110中的孔可测得介于约0.1μm和约10μm之间，使得端口膜为气体可渗透的，同时抑制液体在膜上的移动。

端口膜110的代表性示例可由PTFE或ePTFE形成，尽管其他合适的材料可用于代替或补充PTFE或ePTFE。这样的材料包括例如聚合纤维(例如，聚偏二氟乙烯或聚偏氟乙烯，二者在本领域中通常被称为“PVDF”，并且是通过偏二氟乙烯的聚合产生的惰性热塑性含氟聚合物)。

如本文所用，术语“PTFE”是指聚四氟乙烯。PTFE通常以DuPont商标

或ICI商标

来表示，其以耐化学性、热稳定性和疏水性而著称。膨胀PTFE(有时也称为ePTFE)具有由互连原纤网限定的多孔结构。ePTFE通常具有约85体积％的孔隙率，但是由于其疏水性，对于多种液体(包括水)具有相对较高的液体穿透压力(即，在低于阈值液体静压力时ePTFE保持对液体不可渗透的压力)。

其他端口膜实施方案可具有复合结构或层合结构。例如，可以将多层材料层合在一起。在一个示例中，可也将织造材料或针织材料层合到ePTFE或PTFE以增加膜的拉伸和/或剪切强度。在其他实施方案中，可以通过在格栅结构(例如，由多种材料中的任一种形成的针织或织造片材，如织物或筛网)周围形成ePTFE(或其他材料)而形成复合端口膜。在一些端口膜实施方案中，可以施加涂层或处理以增强膜的疏油性。

端口膜110的外围区域120可在气体可渗透区域108的外周边120的外侧和外壳基台117、117a的内侧的位置处(由图1中的环形部121所示)粘接性地固定到顶盖102的面向声学通道106的主表面。端口膜110在与顶盖102与外壳104之间的附接区域117a无关的区域处附接到顶盖102的面向声学通道的主表面。此类独立的附接区域可保持端口膜110的结构完整性。例如，端口膜可保持平坦并且在偏心载荷下不发生翘曲，所述偏心载荷可发生在将端口膜的周边放置在顶盖102与外壳壁117之间的层合叠堆中的实施方案中。同样，声学通道106内的气压压力或液压压力的增加可使端口膜110变形。在端口膜110的足够变形下，端口膜可与顶盖102的穿孔区域108接触并压向该穿孔区域。可选择介于顶盖102与端口膜110之间的沿着z轴的距离，以确保端口膜110的材料保持在其变形范围内的弹性变形方式内(例如，直到膜110压向顶盖102并被该顶盖支撑)。较大的距离可允许端口膜的塑性变形，使膜永久变形并且降低声学性能、气体渗透率或这两者。然而，作为另外一种选择，端口膜110可在与面向通道106的主表面相对的一侧上附接到顶盖102的主表面122并由该表面支撑。

一些所公开的顶盖102可包括被布置成将端口膜110放置或保持在张力下的一个或多个特征部。例如，一个或多个端口膜锚定件(未示出)可被定位在顶盖102的穿孔区域108的外侧，并且抑制例如端口膜的径向收缩。

在任何情况下，端口膜110与顶盖102之间的附接区域121可限定液体不可渗透的或至少耐液体的粘合剂粘结。因此，将端口膜110独立地附接到顶盖102可允许在将顶盖组装到外壳104之前对顶盖和膜组件进行液压泄漏测试。可使用在聚酯载体的两个相对主表面上的丙烯酸类粘合剂形成的双面涂布胶带124来形成合适的粘合剂粘结。在一个示例中，胶带可测得为约0.03mm厚。

可选择胶带124的厚度以使端口膜110与顶盖102的表面间隔开。当在整个选定频带上暴露于阈值水平的声能时，分离间隙111可减小端口膜110可冲击顶盖102的气体可渗透区域108的可能性。例如，端口膜110在暴露于选定频率的声能时可趋于谐振，然而选择具有大于膜振动的可能振幅的厚度的粘合剂可防止端口膜110冲击(例如，拍打)穿过顶盖102的声学端口108。消除膜110与顶盖102之间的这种振动接触可能是可取的，因为此类振动接触可损害穿过端口模块100的声学信号。然而，当暴露于液压时，膜110可变形并由顶盖102支撑。根据一个方面，间隙111的尺寸被设定成允许膜的弹性变形并防止膜的塑性变形。

现在返回外壳104的结构，底板116(图3)可限定向声学通道106敞开的孔126，该孔将声学通道106与端口膜110和顶盖102的气体可渗透区域108声耦合。

为了增强端口模块100的耐液体性，垫圈构件128可被受压定位在顶盖102与底板116之间。同样，垫圈构件128可在端口膜110的外周边与由外壳的壁117限定的基台之间的位置处压向顶盖102。在其他方面，垫圈构件压向端口膜110的外周边120，以便增强膜与顶盖之间的粘合剂粘结。

在任一种配置中，垫圈构件128趋于促使顶盖102远离外壳104。因此，顶盖102与外壳104之间的联接有利地抵抗由顶盖和外壳施加到垫圈的压缩载荷所引起的此类分层载荷。可选择垫圈材料以提供合适的回弹力量度，以平衡压缩端口膜110的周边同时避免顶盖102与外壳104分层的相互矛盾的目标。

施加到垫圈构件的压缩载荷可基于例如沿z轴的高度的制造差异而在端口模块与端口模块之间变化。例如，用于将顶盖102粘附到外壳104的HAF的厚度可变化。

垫圈构件128限定孔130(图3)，该孔从例如穿过底板126的孔延伸至端口膜110的覆盖顶盖102的气体可渗透区域108的区域。如图1所示的端口模块100可在与如下所述的麦克风模块进行组装之前以液压方式测试泄漏。垫圈构件128可为液体可渗透的或液体不可渗透的。液体可渗透的垫圈构件128可允许液体从中穿过并接触限定表面112的壁117。因此，在高压(例如，液压)泄漏测试期间，可评估板102与外壳104之间的联接的完整性。

双面涂布的胶带132可被定位在垫圈构件128与端口膜110(如图1和图3所示)或顶盖102(未示出)之间。垫圈128可压向外壳104的底板116以与外壳104形成耐液体密封。双面涂布的胶带124、132中的每一个可限定与穿过外壳104的声学通道106和穿过顶盖102的声学端口108对准的对应孔。

如图1所示，外壳104可限定面向声学通道106的内表面115和与内表面成相对关系的外表面115a。外表面115a可限定围绕外壳104的外周边(例如，周向围绕)延伸的凹槽。例如，凹槽可在邻近外壳104的第二端部114的位置处围绕外表面延伸。

凹槽可限定用于垫圈134的支座，例如O型环。例如，图3中的剖视图示出了垫圈134，该垫圈安置在凹槽中并且被受压定位在外壳104的外表面115a与电子设备的底座10之间。还如图3所示，底座10可限定从电子设备的外表面12敞开的孔或其他声学端口11。声学端口11与外壳104的声学通道106对准或以其他方式与其声耦合。

保护屏障136可在端口膜110与外壳104的第二端部114之间的位置处跨过通道106。保护屏障可以是多孔的，以便允许气体穿过屏障移动，并且还抑制颗粒物或其他碎屑侵入声学通道106中。在一个方面，保护屏障136可为基于聚酯的声学网片，其为声学透明的或具有选定的阻尼量度。

II.耐液体麦克风模块

现在参见图2和图4，将描述层合麦克风模块200。麦克风模块具有麦克风换能器202并且限定与麦克风换能器的声学端口206对准的轴向延伸穿过层合部件叠堆的声学端口204。周边205围绕声学端口204延伸。

麦克风模块200可与上文结合图1和图3所述类型的耐液体端口模块100的对应区域粘接性地联接。例如，麦克风模块200的声学端口204可与耐液体声学端口108声耦合。端口模块100与麦克风模块200之间的粘接性联接可为耐液体的，以便抑制水或另一种液体渗透到声学端口中。

麦克风模块200可包括具有暴露的敏感区域206的封装麦克风换能器202。麦克风换能器202可以例如是微型机电系统(MEMS)麦克风。然而，预期麦克风换能器可以是能够操作以将声音转换为电输出信号的任何类型的电声换能器，例如压电麦克风，动态麦克风或驻极体麦克风。

麦克风换能器202可与电基板208电耦合。一般来讲，电基板208可包括多个电导体。在一些情况下，电基板208可为具有与电介质或电绝缘材料的交替层并置的一个或多个电导体层的层合基板。

一些电基板在某些限度内是柔性的，例如柔韧的或可弯曲的，而不损坏电导体或并置层的分层。柔性电路板的电导体可由铜的合金形成，并且用于分离导电层的居间层可例如由聚酰亚胺或另一种合适的材料形成。此类柔性电路板有时在本领域中称为“柔性电路”或“柔性件”。同样，柔性件可被穿孔或以其他方式限定一个或多个通孔孔径，所述通孔孔径的尺寸被设定成允许声学信号以声学透明的方式从中穿过，或具有选定的阻尼量度。

除了麦克风换能器之外，电基板208还可与一个或多个部件操作地联接。例如，电基板可具有在一个或多个方向上远离麦克风换能器202延伸的区域210，并且麦克风换能器202与其电耦合的电导体也可延伸远离麦克风换能器以与另一个部件(未示出)电耦合。这样的部件可以包括各种类型的传感器，和/或其他功能和/或计算属性。

电基板208可限定第一主表面212、相反的第二主表面214、以及从第一主表面至第二主表面延伸穿过电基板的孔213。封装麦克风换能器202可与多个电导体电耦合并安装到第一主表面212。穿过电基板的孔213可向封装麦克风换能器202的敏感区域206敞开。

加强片基板216或其他支撑构件可与电基板联接。例如，此类加强片基板216可与电基板208粘接性地层合，以便围绕麦克风换能器的外围区域加强电基板。这种加强可能是可取的，以保持或改善麦克风换能器与电基板中的电导体之间的电互连的长期可靠性。

所示加强片基板216限定第一主表面218和相反的第二主表面220。孔222从第一主表面至第二主表面延伸穿过加强片基板216。穿过加强片基板216的孔222可被定位成与穿过电基板208的孔213相对。

胶带层224可将电基板208固定到加强片216。粘合剂可以是导电的和可热固化的。粘合剂层224限定将电基板中的孔213与加强片216中的孔212声耦合的孔225。

压敏粘合剂(PSA)226可将麦克风模块200与端口模块100接合。例如，压敏粘合剂226可将加强片216的第二主表面220与由顶盖102限定的相对主表面保持在一起。这种布置方式可确保端口模块102的耐液体端口108和麦克风换能器202的敏感区域彼此声耦合。粘合剂层224和226中的一者或两者可为导电的，以便使麦克风换能器接地(例如，以抑制麦克风对其他部件(例如，天线)的电磁干扰)，以抑制相异材料之间或两者之间的电化作用。

在麦克风换能器202与穿过顶盖102的耐液体声学端口108之间延伸穿过每个连续材料层的孔可依次大于(或尺寸小于或等于)穿过紧邻的前一层的孔。选择性地调整穿过每个层的孔的尺寸可有助于调谐外部端口11与向麦克风换能器202的敏感区域206敞开的端口之间的声学通道的声学响应。

III.耐液体电子设备

同样如图2所示，安装托架230可将端口模块100的组件与刚刚所述的麦克风模块200一起固定在耐液体电子设备中。例如，仍然参见图2和图4，电子设备可具有带有底座壁10的底座。底座壁10可限定相对于端口模块100的外表面115a互补地配置的凹入区域14，并且可密封地接纳管道外壳104。O型环或其他垫圈134可在管道外壳104的外表面115a与由底座壁10中的凹槽14限定的对应的支座之间推动，以限定端口模块100与电子设备的底座之间的耐液体密封接合。

安装托架230可在托架与底座壁10之间受压覆盖并保持麦克风组件。例如，托架230可相对于麦克风组件的轮廓互补地配置，并且可在安全对准中接纳麦克风模块200的对应部分。例如，顺应性(例如，有机硅)构件232可被受压定位在托架230与麦克风组件模块200的外围区域之间。顺应性构件可利用胶带234被粘接性地固定到托架230。参见图2和图4中所示的层合构造，例如，顺应性构件232可在麦克风换能器202外侧的位置处压向电基板208的第一主表面212的外围区域。加强板216可在与顺应性构件232所压向的主表面212相反的一侧上的第二主表面214上位于基板208的下面。

托架230可被安装到电子设备的底座10，使得麦克风模块和端口模块相对于底座被牢固且不可移动地保持。例如，托架230可具有悬臂式安装区域235，并且一个或多个紧固件236可延伸穿过该安装区域并且与底座配合地接合，如图4示意性所示。

利用这种组件，电子设备被浸没在其中的液体5可通过底座壁中的端口11进入端口模块100。然而，管道外壳104与底座壁10之间的密封接合可防止液体通过管道外壳。同样，耐液体端口膜110可防止液体穿透顶盖102中的声学端口108，并且压缩的垫圈构件128可抑制液体例如渗过顶盖102与管道外壳104之间的粘合剂粘结。因此，如上所述的组件可抑制液体进入电子设备的可易受液体侵入损坏的区域。

在可能需要或适当的情况下，麦克风组件400中的一个或多个构件可用电子设备的底座电接地。例如，导电胶带可电耦合到麦克风换能器，加强板，电基板和端口模块中的一者或多者上的接地区域。导电胶带可将相应的接地区域与底座的接地区域或电子设备的另一个选定共用接地电耦合。

IV.其他示例性实施方案

上述示例一般涉及耐液体电子设备、电声换能器和模块以及相关系统。提供先前描述以使得本领域的技术人员能够制备或使用所公开的原理。除了上文详细描述的实施方案之外的实施方案是基于本文所公开的原理以及相应装置的配置中任何伴随的变化或按本文所述的方法行为的次序的变化来设想的，并不脱离本公开的实质或范围。对本文所述实施例的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的。

例如，尽管图1至图4中所示的层合组件是关于圆形和环形结构示出和描述的，但层合组件的形状不受此限制。图5至图8示出了具有不同形状的端口60、80，外周边50、70和声学端口的替代端口模块的若干平面正视图。例如，所公开的组件可具有细长的或不规则的外周边形状，例如长方形形状、矩形形状等，同样，所公开的声学通道和声学端口的横截面形状不必限于圆形形状。相反，可使用任何合适的形状(例如，细长或不规则形状)。而且，端口模块和麦克风模块都不需要是轴对称的。类似地，与穿过模块的声学管道或通道相比，模块的外周边可具有类似或不同的形状。换句话说，所公开的声学管道、端口、通气孔和通道不必与它们延伸穿过的对应模块同轴布置或同心。因此，所公开的声学管道，端口，通气孔和通道可相对于它们所属的模块被定位成偏离中心。

并且，具有透气性和耐水性区域的顶盖无需具有与端口膜层合的穿孔或其他孔，如上文一般所述。相反，顶盖可如上所述被穿孔。可使用合适的方法将多孔的、气体可渗透的且耐液体的膜分配、施加、沉积、粘附或换句话讲附接到穿孔区域。例如，可以使用静电纺丝工艺将聚合纤维直接沉积到穿孔支撑结构。仅作为一个具体示例，静电纺纱可以将PVDF纤维沉积到骨架结构上。静电纺丝和其他沉积方法可消除对如上所述的层合的粘合剂粘结的需要，同时仍提供具有气体可渗透的且耐液体的传输区域的顶盖。

如上所述，上述端口膜跨过由顶盖102限定的声学端口108。然而，如本文所述的端口膜可跨过由电基板、加强板或麦克风换能器限定的一个或多个通孔孔径或穿孔区域。端口膜的这种另选的放置可替代或除此之外跨过顶盖中的声学端口。

方向和其他相关参考(例如，向上、向下、顶部、底部、左、右、向后、向前等)可用于帮助讨论本文的附图和原理，但并非旨在进行限制。例如，可使用诸如“向上”、“向下”、“上部”、“下部”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等某些术语。这些术语在适用的情况下被用于在处理相对关系时提供一些明确描述，特别是相对于所示实施方案。然而，这样的术语并非旨在暗示绝对的关系、位置和/或取向。例如，相对于物体，“上”表面可以简单地通过翻转物体而变成“下”表面。尽管如此，但它仍是相同表面，而且物体保持不变。如本文所用，“和/或”意指“和”或“或”，以及“和”和“或”。此外，出于所有目的，本文引用的所有专利和非专利文献都据此全文以引用方式并入。

并且，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离所公开的原理的情况下，本文所公开的示例性实施方案可适于各种配置和/或用途。应用本文所公开的原理，可以提供多种耐液体电子设备、电声换能器和模块以及相关系统。例如，上文结合任何特定示例描述的原理可以与结合本文所述的另一示例描述的原理相结合。因此，本领域的普通技术人员已知或稍后悉知的在整个本公开中描述的各种实施方案的特征和方法行为的所有结构和功能等同物旨在被本文所述的原理以及受权利要求保护的特征和行为所涵盖。因此，权利要求和该详细描述都不应被理解为限制性意义，并且在审查本公开之后，本领域的普通技术人员将认识到可在所公开和所要求的概念下设计的多种耐液体电子设备、电声换能器和模块以及相关系统。

此外，本文所公开的任何内容并非旨在提供给公众，而与该公开是否明确地被陈述在权利要求中无关。为了帮助专利局和本申请中发布的任何专利的任何读者解译其所附权利要求或者在本专利申请或任何后续专利申请的整个申请过程中以其他方式呈现的权利要求，申请人希望注意到它们并不旨在将任何所要求的特征理解为基于或以其他方式调用条款35USC 112(f)，除非在特定权利要求中明确使用短语“用于......的装置”或“用于......的步骤”。

所附权利要求并非旨在受限于本文所示的实施方案，而是旨在使得全部范围与语言权利要求书一致，其中对单数形式的特征的引用(诸如通过使用冠词“a”或“an”)并非旨在意味着“一个和仅一个”，而是指“一个或多个”，除非被具体指出。

因此，根据可应用所公开原理的许多可能的实施方案，我们保留主张本文所述的特征和行为中的任一者和全部组合的权力，包括主张以下的权力：来自前述说明的范围和实质内的全部，以及在本专利申请的整个申请过程中的任何时间所呈现的任何权利要求中的字面上和等价地引用的组合，或者来自本专利申请的任何申请主张的有益效果或优先权，并且更具体地不仅仅在其所附权利要求中。

Claims (22)

1.一种耐液体端口模块，所述耐液体端口模块具有外表面，所述外表面被配置为附接到麦克风模块的外表面，所述耐液体端口模块包括：

外壳，所述外壳限定声学通道并从第一端部延伸至相对的第二端部，其中每个端部具有向所述通道敞开的对应孔；

顶盖，所述顶盖限定气体可渗透区域并跨越与所述外壳的所述第一端部相对应的所述孔；

耐液体端口膜，所述耐液体端口膜定位在所述通道与所述顶盖的气体可渗透区域之间，其中所述端口膜为气体可渗透的。

2.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，其中所述端口膜防止水跨所述端口膜移动，以用于跨所述端口膜的液体静压力梯度低于跨所述端口膜的选定的阈值液体静压力梯度。

3.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，其中所述端口膜包括由PTFE和ePTFE中的一种或多种形成的膜。

4.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，还包括在所述端口膜与所述外壳的所述第二端部之间的位置处跨过所述通道的保护屏障。

5.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，其中所述外壳限定面向所述通道的内表面和与所述内表面相对的外表面，其中所述外表面限定在邻近所述外壳的所述第二端部的位置处围绕所述外壳延伸的凹槽。

6.根据权利要求5所述的耐液体端口模块，还包括安置在所述凹槽中的垫圈。

7.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，其中所述外壳还限定邻近所述通道的所述第一端部定位的基台，所述模块还包括定位在所述顶盖与所述基台之间的粘合剂，其中所述粘合剂将所述顶盖附连到所述基台。

8.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，其中所述端口模块还包括定位在所述耐液体端口膜与所述顶盖之间的粘合剂，其中所述粘合剂将所述耐液体端口膜附连到所述顶盖。

9.根据权利要求8所述的耐液体端口模块，其中所述粘合剂限定定位在所述耐液体端口膜与所述顶盖的所述气体可渗透区域之间的孔。

10.根据权利要求1所述的耐液体端口模块，其中所述外壳限定从所述外壳的所述第一端部凹入的底板，其中所述外壳还限定基台，所述基台围绕所述底板的周边延伸并限定与所述外壳的所述第一端部相对应的孔，其中所述顶盖与所述基台粘接性地联接，并且其中所述端口模块还包括受压定位在所述端口膜与所述底板之间的液体不可渗透的垫圈构件。

11.根据权利要求10所述的耐液体端口模块，其中所述通道延伸穿过所述底板，并且所述液体不可渗透的垫圈构件限定孔，所述孔联接所述通道与所述端口膜的覆盖所述顶盖的气体可渗透区域的区域。

12.一种麦克风组件，包括：

麦克风模块，所述麦克风模块限定第一声学端口和围绕所述第一声学端口延伸的周边；和

在所述麦克风模块外部并且与所述麦克风模块联接的耐液体端口模块，所述耐液体端口模块包括从第一端部延伸至第二端部的管道，其中所述端口模块限定邻近所述管道的所述第一端部并定位成与所述第一声学端口相对的耐液体端口，其中所述管道的所述第二端部限定相对于所述麦克风模块定位在所述第一端部远侧的第二声学端口，其中所述麦克风模块的周边包括所述麦克风模块的外表面，所述外表面与所述端口模块的对应外部区域粘接性地联接。

13.根据权利要求12所述的麦克风组件，其中所述端口模块还包括保护网片，所述保护网片在所述管道的所述第一端部与所述第二端部之间的位置处跨过所述管道。

14.根据权利要求12所述的麦克风组件，其中所述麦克风模块包括：

封装麦克风换能器，所述封装麦克风换能器具有暴露的敏感区域；和

电基板，所述电基板包括多个电导体并且限定第一主表面、相反的第二主表面以及从所述第一主表面至所述第二主表面延伸穿过所述电基板的孔，其中所述封装麦克风换能器与所述多个电导体电耦合，并且穿过所述电基板的所述孔向所述封装麦克风换能器的所述敏感区域敞开。

15.根据权利要求14所述的麦克风组件，其中所述麦克风模块还包括加强片基板，所述加强片基板限定第一主表面、相反的第二主表面以及从所述第一主表面至所述第二主表面延伸穿过所述加强片的孔，其中穿过所述加强片基板的所述孔被定位成与穿过所述电基板的所述孔相对。

16.根据权利要求15所述的麦克风组件，其中所述麦克风模块和所述端口模块彼此联接，使得所述麦克风换能器的所述敏感区域被定位成相对于所述电基板和所述加强片基板与所述端口模块的耐液体端口相对。

17.根据权利要求12所述的麦克风组件，其中所述麦克风模块和所述端口模块彼此联接，使得所述端口模块的所述耐液体端口和所述麦克风换能器的敏感区域彼此声耦合。

18.根据权利要求12所述的麦克风组件，其中所述端口模块包括：

板，所述板跨过所述管道并限定端口区域；

耐液体端口膜，所述耐液体端口膜跨过所述端口区域并与所述板可密封地附连；和

外壳，所述外壳在所述端口膜外侧的区域处与所述板粘接性地联接，其中所述外壳限定所述端口模块的第二端部并且从邻近所述板定位的近侧端部朝远侧延伸至所述端口模块的所述第二端部。

19.根据权利要求18所述的麦克风组件，其中所述外壳的所述近侧端部限定由在底板的近侧延伸的周壁围绕的凹入底板，其中所述周壁和所述板彼此粘接性地联接，并且其中所述端口膜被定位在所述周壁的侧向内侧。

20.根据权利要求19所述的麦克风组件，其中所述端口膜限定外围区域，所述外围区域定位在所述板的穿孔区域的侧向外侧，其中所述麦克风组件还包括压缩在所述端口膜的外围区域与所述凹入底板之间的垫圈。

21.一种电子设备，包括：

电基板，所述电基板具有多个电导体；

封装麦克风换能器，所述封装麦克风换能器与所述多个电导体电耦合，其中所述封装麦克风换能器限定敏感换能器区域和向所述敏感换能器区域敞开的麦克风端口；和

耐液体端口模块，所述耐液体端口模块具有外表面，所述外表面附接到所述封装麦克风换能器的外表面，所述耐液体端口模块包括外壳，所述外壳限定外部端口和向所述麦克风端口敞开的声学通路，其中所述耐液体端口模块还包括跨过所述声学通路的耐液体膜。

22.根据权利要求21所述的电子设备，其中所述端口模块还包括：

板，所述板跨过由所述外壳限定的所述声学通路并限定穿孔区域，其中所述耐液体膜跨过所述板的所述穿孔区域并可密封地附连到所述板，其中所述板独立于所述耐液体膜与所述外壳可密封地联接。

Images