CN113132837A - 麦克风组件、电路板和电路板阵列 - Google Patents

麦克风组件、电路板和电路板阵列 Download PDF

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CN113132837A CN202011437628.XA CN202011437628A CN113132837A CN 113132837 A CN113132837 A CN 113132837A CN 202011437628 A CN202011437628 A CN 202011437628A CN 113132837 A CN113132837 A CN 113132837A
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J·沃森
于清会
沈晓健
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Knowles Electronics Suzhou Co ltd
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Abstract

本发明涉及麦克风组件、电路板和电路板阵列。麦克风组件包括：声换能器，该声换能器响应于声活动生成电信号；以及集成电路，该集成电路电联接至声换能器，并且该集成电路从声换能器接收电信号并且生成表示声活动的输出信号。所述麦克风组件还包括：基板，该基板包括第一表面，集成电路安装在第一表面上；保护环，该保护环安装在基板上并且相对于基板的第一表面升高；以及罩，该罩安装至保护环，其中，罩、保护环和基板形成壳体，换能器和集成电路设置在该壳体中。

Description

麦克风组件、电路板和电路板阵列
技术领域
本发明涉及麦克风组件、电路板和电路板阵列。
背景技术
麦克风组件用于多种应用(诸如，移动电话和记录设备)中，以记录声信号。麦克风组件可以包括在麦克风组件的部件上方的封装材料。封装材料可能会流到接合表面上，并降低罩(can)与接合表面的接合强度。
发明内容
本发明的一方面涉及麦克风组件，所述麦克风组件包括：声换能器，所述声换能器被配置成响应于声活动生成电信号；集成电路，所述集成电路电联接至所述声换能器，并且被配置成从所述声换能器接收所述电信号，并且生成表示所述声活动的输出信号；基板，所述基板包括第一表面，所述集成电路安装在所述第一表面上；保护环，所述保护环安装在所述基板上，并且相对于所述基板的所述第一表面升高；以及罩，所述罩安装至所述保护环，其中，所述罩、所述保护环和所述基板形成壳体，所述声换能器和所述集成电路设置在所述壳体中。
本发明的另一方面涉及用于麦克风组件的电路板，所述电路板包括：基板，所述基板包括第一表面；以及保护环，所述保护环安装在所述基板上，相对于所述基板的所述第一表面升高。
本发明的又一方面涉及电路板阵列，所述电路板阵列包括多个上述电路板。
本发明的又一方面涉及制造用于麦克风组件的电路板的方法，所述方法包括以下步骤：形成基板阵列；在基板中或基板上形成电迹线；将所述基板阵列的各个基板的表面上的表面安装触点连接至所述基板阵列的各个基板的相反表面上的电接口或接合焊盘；以及在各个所述基板的所述表面上形成保护环，其中，所述保护环相对于所述基板的所述表面升高。
附图说明
结合附图，根据以下描述和所附权利要求，本发明的前述特征和其它特征将变得更加完全显而易见。这些附图仅描绘了根据本发明的多个实施方式，因此不应视为对本发明的范围的限制。下面结合附图更详细地描述各种实施方式。
图1是麦克风组件的局部截面图。
图2是电路板的例示图。
图3是制造步骤期间的基板的局部截面图。
图4是另一制造步骤期间的基板的局部截面图。
图5是又一制造步骤期间的基板的局部截面图。
图6是制造电路板的方法的例示图。
具体实施方式
本文公开了用于为麦克风组件提供保护环的设备和方法。具体地，本文公开的麦克风组件在基板的表面上具有保护环，该保护环是在制造麦克风组件期间形成的。保护环限定了联接至罩的接合表面。接合表面相对于基板的表面升高。保护环可以限制封装材料流到接合表面上。
在生产期间，多个麦克风组件可以形成为阵列。在一些实施方式中，可以在单个制造步骤期间制造阵列的麦克风组件中的各个麦克风组件的保护环。保护环可以与基板形成为整体，或者可以与基板分开地形成并联接至基板。
除其它优点外，保护环的表面相对于基板的表面升高限制了封装材料流到保护环的表面上。在整个制造过程中，保护环表面的完整性得以保持。将参照图1至图6来更全面地解释上面提供的总体描述的详细信息。
现在参照图1，示出了麦克风组件10的截面图。麦克风组件10被配置成感测声活动(例如，声波等)并且响应于该声活动生成电信号。麦克风组件10被配置成安装在设备(例如，移动电话、摄像装置、记录器等)内。麦克风组件10包括声换能器12，该声换能器12被配置成响应于声活动生成电信号。在一些实施方式中，声换能器12是微机电系统(MEMS)换能器。在一些实现方式中，声换能器12是电容换能器，该电容换能器包括一个或更多个背板以及一个或更多个振膜，所述一个或更多个振膜被配置成相对于一个或更多个背板移动，以生成指示所感测到的引起振膜的移动的声活动的可变电容。麦克风组件10还包括集成电路14。集成电路14被配置成从声换能器12接收电信号并且生成表示声活动的输出信号。在一些实施方式中，集成电路14是专用集成电路(ASIC)。麦克风组件10还包括基板(被示出为基板16)。在一些实施方式中，基板16是印刷电路板。在一些实施方式中，声换能器12和集成电路14联接至基板16。麦克风组件10还包括盖18。在一些实施方式中，声换能器12和/或集成电路14联接至盖18。在一些实施方式中，盖18是罩(诸如金属罩)。盖18被构造成限定盖18与基板16之间的壳体。
在一些实施方式中，基板16限定了穿过基板16形成的端口20。在其它实施方式中，盖18限定了延伸穿过罩18的端口。端口20被构造成提供声信号穿过基板16或盖18的路径并与声换能器12接触。声换能器12和集成电路14经由导线22电联接。导线22将信号从声换能器12传送至集成电路14。集成电路14经由导线24电联接至基板16上的触点(contact)。可以通过基板16上的触点(例如，经由形成在基板16的外表面上的与导线24所连接的触点电连接的触点)将信号发送至麦克风组件10外部的设备。
麦克风组件10还包括保护环26。保护环26联接至基板16的外围上的安装表面，并限定了第一保护环表面28(例如，接合表面、附接表面、联接表面等)。在一些实施方式中，保护环26联接至基板16上的接合焊盘。基板16的外围被限定成使得声换能器12和集成电路14位于外围内。在一些实施方式中，保护环26形成为与基板16分离并且联接至基板16的安装表面。保护环26限定了第二保护环表面。第一保护环表面28与第二保护环表面相反。第二保护环表面联接至基板16的安装表面。在其它实施方式中，保护环26和基板16形成为整体结构。保护环26的第一保护环表面28相对于基板的安装表面升高。麦克风组件10包括封装材料30。封装材料30覆盖导线22、导线24或集成电路14中的至少一者。封装材料30将部件隔离，这可以维持部件的电连接和/或完整性。
第一保护环表面28相对于基板16的安装表面升高限定了腔室，封装材料30设置在该腔室中。第一保护环26限制了封装材料30从腔室流出。在一些实施方式中，封装材料30在流入腔室中时是液体，并且随时间推移而硬化。第一保护环表面28被限制为不与封装材料30接触。
图2是电路板100的例示图。电路板100可以用于麦克风组件10中。电路板100可以包括一个或更多个层，以限定基板16。电路板100还包括保护环26。保护环26可以与基板16形成为整体或与基板16分开地形成并联接至基板16的表面。电路板100还包括电迹线118。在一些实施方式中，电迹线118设置在基板16的表面上。在其它实施方式中，电迹线118设置在基板16的表面下方。在该实施方式中，在基板16内形成孔120，以便于接近电迹线118。电迹线118延伸穿过基板16，以与基板16的相反侧对接。
图3是制造过程的一个步骤的电路板100的局部视图。在所例示的实施方式中，基板16包括第一层102、第二层104和第三层106。第一层102限定了第一表面108(例如，附接表面等)。在一些实施方式中，第一层102由导电材料制成。第二层104联接至第一层102的第一表面108。第二层104限定了第二表面110。第二表面110可以是用于声换能器12和/或集成电路14的联接表面。在一些实施方式中，第二层104由非导电材料(诸如焊料掩模材料)制成。第三层106与电路板100上的第一层102相反。在一些实施方式中，第三层106由导电材料制成。在一些实施方式中，电路板100还包括干膜层112。干膜层112设置在第一层102与第三层106之间。干膜层112可以被配置成在第一层102与第三层106之间传送电信号。干膜层112还可以被配置成限制第一层102与第三层106之间的电信号传送。
干膜层112联接至第一表面108和第二表面110。干膜层112限定了腔室114。腔室114围绕基板16的周界延伸。在一些实施方式中，腔室114具有矩形截面。在其它实施方式中，腔室114具有梯形截面。干膜层112覆盖第一层102的一部分，并且将联接表面108限定为第一层102的未覆盖部分。
图4是随后的制造步骤的电路板100的局部视图。在由干膜层112限定并联接至联接表面108的腔室114中沉积材料。该材料按照腔室114的截面形状来成型，以限定保护环26。该材料可以是铜、环氧树脂、硅酮或另一材料。在一些实施方式中，保护环26形成为与基板16分立并联接至基板16的联接表面108，以形成电路板100。
图5是随后的制造步骤的电路板100的局部视图。从基板16移除干膜层112。在保护环26上限定了第四表面28(例如，接合表面等)。第四表面28相对于第一表面108和第二表面110升高。
图6描绘了制造用于麦克风组件10的电路板100的方法200。方法200仅是例示性的，在其它实施方式中，在不脱离本发明的范围的情况下，方法200的一些步骤可以以不同顺序执行和/或可以使用更少或附加的步骤。
在步骤202，形成基板16的阵列。该阵列包括两个或更多个基板16。阵列中的各个基板16包括第一层102、第二层104和第三层106。
在步骤204，在阵列的各个基板16中或各个基板16上形成电迹线118。在一些实施方式中，电迹线118设置在第一层102上。在其它实施方式中，电迹线118设置在第二层104上。电迹线118可以与麦克风组件10外部的部件对接。
在步骤206，将第一表面108上的表面安装触点连接至第三层106上的电接口或接合焊盘。表面安装触点与电接口或接合焊盘之间的连接可以是在第一表面108与第三层106之间延伸的导线或另一导电材料。
在步骤208，在阵列的各个基板16的第一表面108上形成保护环26。保护环26限定了相对于第一表面108升高的接合表面28。在一些实施方式中，保护环26与基板16形成为整体结构。在该实施方式中，第一表面108可以设有干膜层112，以限定腔室114。腔室114填充有保护环材料(例如，铜等)。干膜层112被移除，以限定保护环26。在其它实施方式中，保护环26是基板16的分立部件，并且联接至各个基板16的第一表面108。
在步骤210，从阵列移除各个电路板100，以限定单个电路板100。在一些实施方式中，第二干膜层形成在第一表面108上。第二干膜层限定了移除部分，该移除部分是从电路板100的阵列的第二电路板100移除第一电路板100的位置。
本发明的第一方面涉及一种麦克风组件。所述麦克风组件包括：声换能器，该声换能器响应于声活动生成电信号；以及集成电路，该集成电路电联接至声换能器，并且该集成电路从声换能器接收电信号并且生成表示声活动的输出信号。所述麦克风组件还包括：基板，该基板包括第一表面，集成电路安装在第一表面上；保护环，该保护环安装在基板上并且相对于基板的第一表面升高；以及罩，该罩安装至保护环，其中，罩、保护环和基板形成壳体，换能器和集成电路设置在该壳体中。
本发明的第二方面涉及一种用于麦克风组件的电路板。所述电路板包括基板。基板包括第一表面。所述电路板还包括保护环，该保护环安装在基板上，相对于基板的第一表面升高。
本发明的第三方面涉及一种制造用于麦克风组件的电路板的方法。所述方法包括以下步骤：形成基板阵列；在基板中或基板上形成电迹线；以及将基板阵列的基板中的各个基板的表面上的表面安装触点连接至基板阵列的基板中的各个基板的相反表面上的电接口或接合焊盘。所述方法还包括以下步骤：在基板中的各个基板的表面上形成保护环，其中，保护环相对于基板的表面升高。
在本文描述的主题有时例示了包含在不同的其它部件内或与其相连接的不同部件。将理解，这样描绘的架构仅仅是示例性的，而事实上，可以实现获得相同功能的许多其它架构。在概念意义上，用于实现相同功能的部件的任何布置都有效地“关联”，以使实现期望功能。因而，在本文为获得特定功能而组合的任何两个部件都可以被视作彼此“相关联”，以使实现期望功能，而与架构或中间部件无关。同样地，这样关联的任何两个部件还可以被视作彼此“在工作上连接”，或“在工作上联接”，以实现期望功能，并且能够这样关联的任何两个部件也可以被视作能够彼此“在工作上联接”，以实现期望功能。在工作上联接的具体示例包括但不限于，物理上可配合和/或物理上相互作用的部件和/或可无线地交互和/或无线地交互的部件和/或逻辑上交互和/或逻辑上可交互的部件。
关于本文中复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或申请在适当时候从复数翻译成单数和/或从单数翻译成复数。为清楚起见，可以在本文中明确地阐述各种单数/复数置换。
本领域技术人员将理解，通常，本文尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，用语“包括”应被解释为“包括但不限于”，用语“具有”应被解释为“至少具有”，用语“包括”应解释为“包括但不限于”等)。
尽管附图和描述可以例示方法步骤的特定顺序，但是除非上文另外指定，否则这些步骤的顺序可以与所描绘和所描述的步骤不同。另外，除非上文另外指定，否则可以同时或部分同时执行两个或更多个步骤。这种变型可以例如取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变型都在本发明的范围内。同样，可以利用具有基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术来完成所描述的方法的软件实现，以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
本领域技术人员将进一步理解，如果意图陈述特定数量的引用的权利要求，则将在权利要求中明确地陈述这样的意图，并且在没有这样的陈述的情况下，不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含介绍性短语“至少一个”和“一个或更多个”的使用以引入权利要求陈述。然而，这些短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引述权利要求的引用将包含这种引用的权利要求陈述的任何特定权利要求限制于仅包含一个这样的陈述的发明，即使相同的权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”，并且诸如“一”或“一个”的不定冠词(例如，“一”和/或“一个”通常应被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)；对于使用用于引用权利要求陈述的定冠词也是如此。另外，即使明确地陈述了特定数量的引用的权利要求陈述，本领域技术人员也将认识到，这种陈述通常应该被解释为至少意指所陈述的数目(例如，没有其它修饰语的“两个陈述”的详细陈述通常意指至少两个陈述，或两个或更多个陈述)。
此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，一般而言，这样的构造意图在本领域技术人员将理解该惯例的意义上(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于以下系统：单独具有A，单独具有B，单独具有C，一起具有A和B，一起具有A和C，一起具有B和C，和/或一起具有A、B和C等)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些情况下，一般而言，这样的构造意图在本领域技术人员将理解该惯例的意义上(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于以下系统：单独具有A，单独具有B，单独具有C，一起具有A和B，一起具有A和C，一起具有B和C，和/或一起具有A、B和C等)。本领域技术人员将进一步理解，实际上呈现两个或更多个另选术语的任何析取词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是在附图中，都应该被理解为考虑包括这些术语中的一者、术语中的任一者或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
此外，除非另有说明，否则使用词语“大约”、“约”、“近似”、“大致”等意指加或减百分之十。
已经出于例示和描述的目的呈现了例示性实施方式的前述描述。并非旨在穷举或限制于所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行修改和变型，或者可以从所公开实施方式的实践中获得修改和变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种麦克风组件，所述麦克风组件包括：
声换能器，所述声换能器被配置成响应于声活动而生成电信号；
集成电路，所述集成电路电联接至所述声换能器，并且被配置成从所述声换能器接收所述电信号，并且生成表示所述声活动的输出信号；
基板，所述基板包括第一表面，所述集成电路安装在所述第一表面上；
保护环，所述保护环安装在所述基板上，并且相对于所述基板的所述第一表面升高；以及
罩，所述罩安装至所述保护环，其中，所述罩、所述保护环和所述基板形成壳体，所述声换能器和所述集成电路设置在所述壳体中。
2.根据权利要求1所述的麦克风组件，其中，所述麦克风组件还包括封装材料，所述封装材料至少部分地覆盖所述集成电路，所述保护环在所述基板上限定屏障，以限制所述封装材料从所述壳体流出。
3.根据权利要求1所述的麦克风组件，其中，所述保护环和所述基板是分立部件。
4.根据权利要求1所述的麦克风组件，其中，所述保护环和所述基板是整体结构。
5.根据权利要求1所述的麦克风组件，其中，所述麦克风组件还包括集成电路接口，所述集成电路接口由一个或更多个导线接合焊盘或表面安装接口限定在所述基板的周界上，其中，保护环第一表面联接至所述集成电路接口，并且保护环第二表面被限定成与所述保护环第一表面相反。
6.根据权利要求1所述的麦克风组件，其中，所述壳体包括声端口，并且所述声换能器位于所述声端口上方。
7.一种用于麦克风组件的电路板，所述电路板包括：
基板，所述基板包括第一表面；以及
保护环，所述保护环安装在所述基板上，相对于所述基板的所述第一表面升高。
8.根据权利要求7所述的电路板，其中，所述保护环围绕所述电路板的周界设置并且限定周界壁。
9.根据权利要求7所述的电路板，其中，所述电路板还包括电接口，所述电接口在所述基板的与所述第一表面相反的第二表面上包括至少一个表面安装电触点。
10.根据权利要求9所述的电路板，其中，在所述基板中或在所述基板上设置有电迹线，并且所述电迹线将所述至少一个表面安装电触点电连接至所述第一表面上的电接口或接合焊盘。
11.根据权利要求7所述的电路板，其中，所述保护环和所述基板是分立部件。
12.根据权利要求7所述的电路板，其中，所述基板和所述保护环是整体结构。
13.一种电路板阵列，所述电路板阵列包括多个根据权利要求7所述的电路板。
14.一种制造用于麦克风组件的电路板的方法，所述方法包括以下步骤：
形成基板阵列；
在基板中或基板上形成电迹线；
将所述基板阵列的各个基板的表面上的表面安装触点连接至所述基板阵列的各个基板的相反表面上的电接口或接合焊盘；以及
在各个所述基板的所述表面上形成保护环，其中，所述保护环相对于所述基板的所述表面升高。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：为各个所述基板的所述表面提供干膜层，所述干膜层形成围绕所述基板的周界延伸的凹部。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括以下步骤：用保护环材料填充所述凹部，以形成所述保护环。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述保护环材料是铜。
18.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括以下步骤：从所述基板移除所述干膜层并留下所述保护环材料。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括以下步骤：从所述基板阵列中移除各个基板。
20.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将预形成的保护环联接至各个所述基板的所述表面。
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