DE102017202568A1

DE102017202568A1 - MEMS-Mikrophon mit integriertem Schallkanal

Info

Publication number: DE102017202568A1
Application number: DE102017202568.9A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Krämer; Chee Leng Ng
Original assignee: Sivantos Pte Ltd
Current assignee: Sivantos Pte Ltd
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2017-06-14

Abstract

MEMS-Mikrophon (1), mit einer front- oder flachseitigen Leiterplatte (3), in der eine Schallöffnung (10) ausgebildet ist, wobei die Schallöffnung (10) in einer Richtung parallel zu der Leiterplatte (3) geöffnet ist, wobei die Schallöffnung (10) einen Schallkanal umfasst, der in der Leiterplatte (3) ausgeformt ist, und der in einer Flachseite der Leiterplatte (3) beginnt und in der Schallöffnung (10) mündet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein MEMS-Mikrophon (Mikro-Elektro-Mechanisches System) mit einem integrierten Schall-(oder Akustik-)Kanal. Die Erfindung betrifft auch ein Hörgerät, insbesondere ein im Ohr Hörgerät (auch als ITE-, In-The-Ear-Hörgerät bezeichnet) mit einem solchen MEMS-Mikrophon.
Wie in 1 dargestellt, umfassen bekannte MEMS-Mikrophone 1 eine Schallöffnung 2 (auch als “acoustic port” bezeichnet), die sich in einer „Bodenplatte 3“, insbesondere einer Kontakte 4 tragende Leiterplatte des üblicherweise etwa quaderförmigen MEMS-Mikrophons 1 befindet (vgl. 1). Diese Schallöffnung 2 durchdringt die Bodenplatte 3 in Form einer Bohrung. Insbesondere ITE-Hörgeräte erfordern derzeit (meist bauraumbedingt) allerdings eine Schallöffnung 5, die sich an einer Schmalseite, des MEMS-Mikrophons 1 befindet, damit das MEMS-Mikrophon „aufrecht stehend“ an eine sogenannte Faceplate (eine das ITE-Hörgerät ausgangsseitig zum Gehörgang abschließende Frontplatte) aufgesetzt werden kann (s. 2). Diese schmalendseitige Schallöffnung 5 wird auch als „end fire port“ bezeichnet.
Wie aus 2 ersichtlich ist, werden beispielsweise Deckel 6 und/oder Dichtungen verwendet, um für die Schallöffnung 2 einen Schallkanal zu bilden und von der Normalenrichtung (in der die Schallöffnung 2 üblicherweise geöffnet ist) in eine Richtung parallel zur Bodenplatte 3 umzulenken. Der Schallkanal mündet dann in der schmalendseitigen Schallöffnung 5. Allerdings wird dadurch die Dicke des MEMS-Mikrophons 1 unerwünscht erhöht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein MEMS-Mikrophon mit möglichst geringer Dicke und ein Hörgerät mit verringertem Bauraumbedarf anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein MEMS-Mikrophon mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Hörgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Erfindungsgemäße umfasst das MEMS-Mikrophon eine front- oder flachseitige Leiterplatte (auch als „Bodenplatte“ bezeichnet), in der eine Schallöffnung ausgebildet ist, wobei die Schallöffnung in einer Richtung parallel zu der Leiterplatte geöffnet ist, wobei die Schallöffnung einen Schallkanal umfasst, der in der Leiterplatte ausgeformt ist und der in einer Flachseite der Leiterplatte beginnt und in der Schallöffnung mündet.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Schallöffnung (sowie der zugehörige Schallkanal) durch einen (insbesondere etwa U-förmigen) Schlitz oder eine offene Rinne in der Leiterplatte gebildet, der von einer Kante der Leiterplatte in Richtung auf das Zentrum der Flachseite der Leiterplatte verläuft. Der Schlitz durchdringt dabei die Leiterplatte vorzugsweise vollständig.
In einer weiteren Ausführung umfasst das MEMS-Mikrophon als Bodenplatte eine mehrlagige Leiterplatte. Der Schallkanal verläuft entlang der Bodenplatte und ist innerhalb der mehrlagigen Struktur ausgeformt. Insbesondere ist der Schallkanal also innerhalb der Bodenplatte als langgestreckter Kanal innerhalb wenigstens einer der Lagen der mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet. Vorzugsweise ist eine außenseitige Wand (auch: Frontwand) des Schallkanals durch eine weitere Lage der mehrlagigen Leiterplatte ausgebildet, insbesondere aus einer Kunststofflage, die vorzugsweise aus dem nichtleitenden Substrat-Material der Leiterplatte gebildet ist. Alternativ ist die Frontwand des Schallkanal aus einer folienartigen dünnen Schicht, beispielsweise einer Kaptonfolie gebildet. Eine derartige Schicht wird bei mehrlagigen Leiterplatten zur elektrischen Isolation der Substratlagen voneinander genutzt.
Vorzugsweise ist das MEMS-Mikrophon in einem Gerät, insbesondere einem Hörgerät, vorzugsweise in einem ITE-Hörgerät verbaut, wobei eine Flachseite des Mikrophons (die Flachseite der Leiterplatte), in der der Schallkanal verlaufend angeordnet ist, gegen eine (insbesondere feste oder starre) Wandung des Hörgerätegehäuses angeschlagen ist. Besonders bevorzugt ist das MEMS-Mikrophon mit seiner Flachseite an einem Batteriekontakt des Hörgeräts befestigt. Die Wandung des Hörgerätegehäuses, insbesondere der Batteriekontakt deckt dabei die Flachseite des MEMS-Mikrophons zumindest teilweise ab und bildet dabei eine Frontwand für den Schallkanal. Die Schallöffnung bzw. der Schallkanal ist somit nur zu einer Schmalseite des MEMS-Mikrophons hin geöffnet. Falls der Schallkanal nicht bereits durch eine Substratlage der Bodenplatte oder durch die o. g. folienartige dünne Schicht abgedeckt ist, ist vorteilhafterweise eine Isolierschicht zwischen den Batteriekontakt und das MEMS-Mikrophon eingebracht.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 und 2 in perspektivischer Darstellung ein MEMS-Mikrophon nach dem Stand der Technik, und
3 in Ansicht gemäß 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen MEMS-Mikrophons, und
4 in ausschnitthafter Schnittansicht ein Hörgerät mit dem MEMS-Mikrophon gemäß 3.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 3 ist das MEMS-Mikrophon 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das MEMS-Mikrophon 1 umfasst eine durch eine Leiterplatte gebildete Bodenplatte 3. In diese Bodenplatte 3 ist eine längliche, U-förmige Schallöffnung 10 eingeschnitten. Wie aus 4 ersichtlich ist, wird das MEMS-Mikrophon 1 in einem Hörgerät 12 (konkret ein ITE-Hörgerät) derart an einer Faceplate 14 des Hörgeräts 12 angeordnet, dass die Bodenplatte 3 an einem Batteriekontakt 16 des Hörgeräts 12 anliegt. Dieser Batteriekontakt 16 deckt die Schallöffnung 10 flachseitig ab, so dass die Schallöffnung 10 nur noch an einer Schmalseite 18 (in 4 unterseitig) geöffnet ist. Dort steht die Schallöffnung 10 mit einem durch die Faceplate 14 führenden Schallkanal 20 in fluidischer Verbindung.
Durch diese Ausbildung können die in 1 und 2 dargestellten Deckel 6 und Dichtungen entfallen und somit sowohl Bauraum als auch Bauteile eingespart werden. Beispielsweise kann die Dicke des MEMS-Mikrophons 1 von ca. 1,2 mm auf etwa 0,96 mm reduziert werden.

Claims

MEMS-Mikrophon (1), mit einer front- oder flachseitigen Leiterplatte (3), in der eine Schallöffnung (10) ausgebildet ist, wobei die Schallöffnung (10) in einer Richtung parallel zu der Leiterplatte (3) geöffnet ist, wobei die Schallöffnung (10) einen Schallkanal umfasst, der in der Leiterplatte (3) ausgeformt ist, und der in einer Flachseite der Leiterplatte (3) beginnt und in der Schallöffnung (10) mündet.
MEMS-Mikrophon (1) nach Anspruch 1, wobei der Schallkanal in der Leiterplatte (3) parallel zu deren Flachseite verläuft.
MEMS-Mikrophon (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schallkanal durch einen Schlitz oder eine offene Rinne ausgeformt ist, der bzw. die in die Flachseite der Leiterplatte (3) eingebracht ist.
MEMS-Mikrophon (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (3) mehrlagig ausgebildet ist und wobei der Schallkanal innerhalb dieser mehrlagigen Struktur ausgebildet ist.
MEMS-Mikrophon (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schallkanal in der Leiterplatte (3) als langgestreckter Kanal in wenigstens einer Lage der mehrlagigen Struktur ausgebildet ist.
MEMS-Mikrophon (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Frontwand des Schallkanals durch eine weitere Lage der mehrlagigen Struktur der Leiterplatte (3) ausgebildet ist, vorzugsweise aus einem Kunststoff, der vorzugsweise das nichtleitende Substrat der Leiterplatte (3) bildet.
MEMS-Mikrophon (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Frontwand des Schallkanals durch eine folienartige, dünne Schicht gebildet ist.
Hörgerät (12), insbesondere ITE-Hörgerät, mit einem Hörgerätegehäuse und einer in oder an dem Hörgerätegehäuse angeordneten Wandung, insbesondere einem Batteriekontakt (16), wobei das MEMS-Mikrophon (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit seiner flachseitigen Leiterplatte (3) gegen die Wandung montiert ist.
Hörgerät (12) nach Anspruch 8, wobei die Wandung den Schallkanal der Leiterplatte (3) abdeckt.
Hörgerät (12) nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine elektrisch isolierende, dünne Schicht zwischen die Leiterplatte (3) und den Batteriekontakt (16) eingebracht ist.