EP1432278A2 - Mikrofonmodul für ein Hörhilfegerät - Google Patents

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EP1432278A2
EP1432278A2 EP03025792A EP03025792A EP1432278A2 EP 1432278 A2 EP1432278 A2 EP 1432278A2 EP 03025792 A EP03025792 A EP 03025792A EP 03025792 A EP03025792 A EP 03025792A EP 1432278 A2 EP1432278 A2 EP 1432278A2
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EP
European Patent Office
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microphone
microphones
carrier
hearing aid
microphone module
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EP03025792A
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English (en)
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EP1432278A3 (de
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Holger Kral
Joseph Sauer
Markus Trautner
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Sivantos GmbH
Original Assignee
Siemens Audioligische Technik GmbH
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    • H04R25/60—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles
    • H04R25/604—Mounting or interconnection of hearing aid parts, e.g. inside tips, housings or to ossicles of acoustic or vibrational transducers
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Definitions

  • the invention relates to a microphone module for a hearing aid with a microphone holder to which several microphones are attached are, and a method for producing such Microphone module.
  • Hearing aids with several microphones are known are arranged on a common carrier and thus a Form microphone module that as a structural unit in the housing of a Hearing aid installed or with the housing of a hearing aid can be connected.
  • a hearing aid shows e.g. DE 196 35 229 A1.
  • Components are known from the electrical engineering industry, with injection molded plastic parts three-dimensional conductor tracks are provided. This Components are referred to as MID (Molded Interconnect Devices) and for example as a chip socket or plug connections used.
  • MID Molded Interconnect Devices
  • Thermoplastic mostly serves as the base material Plastics, but also thermosets or elastomers be used.
  • the conductor tracks are usually applied directly to the component by metallization. Subsequently can other electronic components (resistors, Capacitors etc.) applied by gluing or soldering become.
  • DE 691 11 668 T2 describes a modular hearing aid with a Microphone, a receiver, an amplifier and a battery known, the microphone in a microphone module, the Receiver in a receiver module, the amplifier in one Amplifier module and the battery included in a battery module are.
  • the individual modules can be removed by dovetail joints connected together.
  • the individual modules are electrically connected by means of a flexible printed circuit board, which with contact points of the Module is soldered.
  • a hearing device is also known from US Pat. No. 6,456,720 in which several components electrically via a flexible printed circuit board are interconnected.
  • the object of the present invention is to manufacture to simplify a hearing aid with multiple microphones.
  • a microphone module for a Hearing aid with a microphone holder on which several microphones are attached, with the microphone carrier as a fixed Plastic molded part with three-dimensional conductive tracks is designed for electrical connection of the microphones.
  • a microphone carrier is first created. This is preferred designed in such a way that everyone in one hearing aid existing microphones can be attached. To the acoustic Requirements for the microphones and the cramped Space in the housing of a hearing aid bill to wear, usually results for the microphone carrier inevitably an uneven shape.
  • the microphone carrier should according to the invention not only the function of the attachment of microphones, but beyond advantageous additionally at least partially to the electrical Connection of the microphones with each other and with one electronic signal processing unit in the hearing aid serve.
  • it is preferably made of a thermoplastic, thermosetting or elastomeric plastic material built up. According to this plastic material the invention advantageously also directly for the conductor tracks electrical connection of the microphones applied. alternative can all or part of the conductor tracks from the Plastic material of the microphone carrier to be enclosed.
  • the plastic substrate is in one Metallized and structured step.
  • a stamp on which the positive conductor pattern is applied a copper stamping foil with adhesion-promoting layer underneath Pressure and heat are pressed onto the plastic substrate.
  • the substrate is affected by the heat on the surface melted.
  • the conductor tracks are made from the copper foil cut out and bonded to the substrate.
  • Foil back injection is created by screen or pad printing a structured conductor pattern of a primer on a foil. During a conditioning process under temperature the primer establishes a chemical bond with the substrate surface and ensures good adhesive strength. In this process, the film is formed at the same time. Subsequently the film is placed in an injection molding machine and injected. After the injection, the Printed conductors galvanically reinforced and refined.
  • the structure of the conductor pattern with a first injection molding made of metallizable Plastic made as a substrate for chemical Metallization serves.
  • the first injection molding treated the surface of the plastic become.
  • the molding is placed in a mold again and encapsulated with non-metallizable plastic.
  • the Free conductor tracks are then chemical metallized and refined.
  • the plastic carrier is metallized through chemical coating. Serves as a substrate a plastic injection molded part, in which first by pickling or etching the surface is prepared for germination. Then the metallization takes place.
  • a photoresist is applied and by a three-dimensional Mask exposed to UV light. After developing the photoresist the exposed metal layer is galvanically reinforced and covered with an etching mask. After removing the The rest of the metal is etched away and then photoresists refines the surface.
  • LPKF laser direct structuring process which after the The company LPKF is named, a plastic part is first injected. The structure picture is then transferred with a writing or imaging laser system. The subsequent metallization takes place in a chemically reductive Bath.
  • the formation of the microphone carrier in MID technology enables almost any shape of the microphone carrier as well as the creation of three-dimensionally guided conductor tracks on the microphone carrier or in the microphone carrier for the electrical connection of the microphones. This has several Benefits:
  • the microphone carrier makes the microphones simple and inexpensive way to a modular assembly - one Microphone module - summarized.
  • For attaching the microphones can be soldered directly onto the microphone carrier become. This is also the electrical connection manufactured. Because the microphones through that on the microphone carrier applied conductor pattern already electrically with each other are connected, two lines are sufficient (positive pole, ground line) for the power supply of all microphones of the hearing aid, up to now two lines for each microphone required are. Furthermore, the microphones can after Assembly of the module before installation in a hearing aid in terms of their transfer behavior to one another be coordinated and tested.
  • Microphone modules for example with two, three or more microphones can be populated in a simple manner generate a variety of different hearing aid variants leaves.
  • type of microphone module e.g. equipped with two, three or four microphones
  • a hearing aid different functionalities of the resulting result Hearing aid and thus different hearing aid variants.
  • the invention offers the advantage that the microphone carrier in addition to the microphones with other electronic Components can be equipped. Is it the microphones to omnidirectional microphones, that's for training a directional microphone system an electrical connection of the Microphones required.
  • the microphone signal at least one Microphones must be delayed and inverted and added to the microphone signal of another microphone can be added.
  • Necessary for this Components e.g. Delay elements and inverters, are advantageously placed directly on the microphone carrier, so that the microphone module itself is already a distinct one Polar pattern generated.
  • the microphone carrier includes also the conductor tracks for the electrical connection of these components.
  • most modern hearing aids are used digital signal processing.
  • the invention enables also the installation of A / D converters on the microphone carrier, so that already digital signals from the microphone module to be delivered.
  • the electrical contacting of a microphone module according to the Invention can be both about strands, flex circuit boards or Connectors can be realized. It is also possible that the microphone module itself serves as a connector.
  • the invention offers advantages by electrical necessary for the microphone tuning Components (e.g. resistors and capacitors) directly on the microphone carrier are arranged. Can be advantageous the microphones already before installation in the hearing aid vote ("match"). Thus, a directional microphone system can be used as separate unit manufactured, compared and tested. Last but not least there are advantages for the Repair case of a hearing aid. Instead of defective microphones individually the entire microphone module is now replaced. This eliminates the need to compare an exchanged one Microphones with microphones remaining in the hearing aid.
  • the microphone tuning Components e.g. resistors and capacitors
  • the invention also makes it possible to use microphone modules so that they can be used in small hearing aids, e.g. hearing aids that fit behind the ear.
  • the resulting reduction in the number also brings the connecting wires for the electrical connection of the microphones, e.g. from nine to five connecting wires for a microphone module with three microphones, through the associated softer Storage of the microphone module has an acoustic advantage.
  • Another embodiment of the invention provides a vibration-damped Storage of a microphone module according to the invention in a hearing aid.
  • the vibration-damped bearing can both via the microphones as well as via the microphone carrier yourself.
  • a vibration-damping mounting of the individual This is microphones in the housing of a hearing aid not necessary anymore.
  • the microphone module according to the invention can be used in all usual Hearing aid designs are used, e.g. at in the ear portable hearing aids (ITE), wearable behind the ear Hearing aids (BTEs), pocket hearing aids etc.
  • ITE ear portable hearing aids
  • BTEs wearable behind the ear Hearing aids
  • pocket hearing aids etc.
  • FIG. 1 shows a plastic injection molded part Microphone carrier 1 in side view.
  • a microphone module can in the microphone carrier 1 three microphones the sections 1A, 1B and 1C of the microphone carrier 1 attached become. Two of the microphones are spatially separated by a bridge 1D the microphone carrier 1 separately.
  • the microphone carrier In the manufacture of the microphone carrier according to the invention is a plastic injection molded part in a first process step produced in the form shown in Figure 1. For creating conductor tracks on the plastic injection molded part the process steps metallization and Structuring. Then be made on the so Microphone carrier 1 for fastening and electrical contacting soldered several microphones.
  • FIG 2 shows the microphone carrier 1 from the top. Out this view shows the ones applied directly to the microphone carrier 1 Conductor tracks 2-6 for electrical contacting of the microphones can be seen. It becomes clear that the two Conductor tracks 2 and 3 for powering the microphones each have contacts for contacting all three microphones. Furthermore, the microphone carrier 1 comprises one for each Microphone separate signal line 4-6. When assembling the microphone module this will be in the partial area shown in FIG 1A of the microphone carrier 1 arranged microphone with its Microphone contacts for mounting and electrical Connection soldered to the contact points 2C, 3C, and 6A. The Attachment and contacting of the other two microphones takes place on the underside of the microphone carrier 1. Therefore the conductor tracks 2-5 with bushings 2A, 2B, 3A, 3B, 4A and 5A provided on which the conductor tracks for the further course on the underside of the microphone carrier 1 through this are passed through.
  • the three microphones are connected electrically through the five conductor tracks 2-6.
  • the microphone module helps to reduce manufacturing costs a hearing aid.
  • the underside of the microphone carrier 1 can be seen from FIG.
  • the microphone carrier 1 in the exemplary embodiment also has conductor tracks on its underside, namely the conductor track 7 and 10 continuations of trace 2, the trace 8 and 11 continuations of trace 3, the trace 9 a continuation of the conductor track 4 and the conductor track 12 a continuation of the conductor track 5.
  • the continuations of the Conductors are each - as described in Figure 2 - using bushings 2A, 2B, 3A, 3B, 4A and 5A for Continuation of the respective conductor track on the opposite Side of the microphone carrier 1 formed.
  • the conductor track sections each end at the bottom of the microphone carrier 1 at a contact point 2D, 3D 4B (for a microphone) or 2E, 3E, 5B (for another microphone).
  • the contact points for each microphone are separated by the bridge 1D Cut.
  • the two microphones on the bottom of the Microphone carrier 1 are used for attachment and for electrical Connection with the contact points 2D, 3D 4B 2E, 3E and 5B soldered.
  • the microphone holder 1 with the three microphones attached to it 13, 14 and 15 are shown in FIG. 4.
  • Each microphone has three Microphone contacts, of which only in Figure 4 the front microphone contact 13A, 14A and 15A can be seen is.
  • the microphone 13 is on its microphone edge contacts Contact points 2C, 3C and 6A (see FIG. 2) on the top of the microphone carrier, the two microphones 14 and 15 with their microphone contacts at the contact points 2D, 3D, 4B or 2E, 3E and 4B on each side of the web 1D (cf. Figure 3).
  • Five connecting cables 16-20 are also visible for the electrical connection of the microphone module with a Amplifier unit (not shown).
  • FIG. 5 shows the microphone module with the microphone carrier 1 and the three microphones 13, 14 and 15 from the bottom. Out this view also shows three as sockets 13B, 14D and 15D trained sound inlets of the microphones 13-15 can be seen. Furthermore, from this view, the microphones 14 and 15 their microphone contacts 14A, 14B, 14C or 15A, 15B, 15C detect. These are at the contact points 2E, 3E, 5B or 2D, 3D, 4B soldered on opposite sides of the web 1D.
  • FIG. 5 also shows the five connecting cables 16-20 for the electrical connection of the microphone module to an amplifier unit (not shown).
  • FIG. 6 shows a detail of a wearable behind the ear Hearing aid 21, in which a microphone module according to the Invention is.
  • the microphone module is located in FIG not yet fully installed in its final position Condition and therefore dominates the housing of the hearing aid 21 partially.
  • Located on the top of the microphone holder 1 in the area of the connecting cables 16-20 on the conductor tracks one test port 23A-23E each for contacting one Test facility. This allows the correct function the microphone module before it is installed in the hearing aid check. Defective microphone modules can already do so sorted out early in the manufacturing process of the hearing aid become.
  • FIG. 6 shows an uncut one shown area of the housing of the hearing aid 21 a sound passage opening 22.
  • the socket protrudes when the microphone module is installed 13B of the microphone 13 (cannot be seen from FIG. 6; cf. Figure 5).
  • the connecting pieces 14D, 15D of the others also project Microphones in corresponding further openings in the housing of the hearing aid 21 (not shown). This is the microphone module fixed in a simple manner in the hearing aid 21.
  • Figure 7 shows the section corresponding to Figure 6 of the hearing aid 21 with the microphone module according to the invention in plastic representation. However, they differ Figure 6 in the embodiment of Figure 7, the microphones as well as the sockets of pockets 24, 25 and 26 made of elastic, vibration-damping material that envelops even the microphone carrier partially enclose with. This is the fixation the microphone module in the hearing aid 21 and the vibration decoupling of the microphone module from the Housing of the hearing aid 21 improved. Furthermore can also be found at other connection points of the microphone carrier 1 with the housing of the hearing aid 21 damping elements located (not shown).
  • FIG. 8 shows a further development of the invention several arranged on a common microphone carrier 1 ' omnidirectional microphones 13 ', 14' and 15 'to form a Directional microphone system electrically interconnected.
  • Advantageous are the electrical in this embodiment Interconnection of necessary electronic components, e.g. Delay elements and inverters, also directly on the Microphone carrier 1 'applied.
  • the components are in the Assembly 27 'summarized in the embodiment arranged on the microphone carrier 1 'above the microphone 15' is.
  • the assembly 27 ' can be an integrated circuit and thus designed as an electronic component with its own housing his. However, several electrical ones can also be used Components can be placed on the microphone carrier 1 '.
  • the conductor tracks for the electrical connection of the assembly 27 ' are advantageously located directly on the microphone carrier.
  • a directional microphone system can be easily created realize, in which also for the training of Directional microphone system required electronic components are included in the microphone module. Then they can Microphones 13 ', 14', 15 'of the microphone module have already been adjusted are inserted into a hearing aid before the microphone module becomes.
  • the comparison with regard to the transmission behavior the microphones 13 ', 14', 15 ' is particularly necessary if by electrical connection of the microphones a higher order directional microphone system is to be formed.
  • the microphone carrier 1 'with other electrical Components are provided, adding functionality the microphone module e.g.

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Abstract

Die Herstellung eines Hörhilfegerätes (21) kann durch die Verwendung eines Mikrofonmoduls mit mehreren Mikrofonen (13, 14, 15; 13', 14', 15') vereinfacht werden. Zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung der Mikrofone (13, 14, 15; 13', 14', 15') sieht die Erfindung einen Mikrofonträger (1; 1') mit dreidimensional geführten Leiterbahnen (2-12) in MID-Technologie vor. Dadurch kann selbst bei einer komplizieren Mikrofonanordung mit mehreren Mikrofonen (13, 14, 15; 13', 14', 15') ein einziges Mikrofonmodul verwendet werden, an dem alle Mikrofone (13, 14, 15; 13', 14', 15') des Hörhilfegerätes (21) befestigt und elektrisch angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrofonmodul für ein Hörhilfegerät mit einem Mikrofonträger, an dem mehrere Mikrofone befestigt sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Mikrofonmoduls.
Aus kosmetischen Gründen besteht bei Hörhilfegeräten der Wunsch nach einer weitgehenden Miniaturisierung der Geräte. Weiterhin sollen die Geräte möglichst kostengünstig sein. Um diese Ziele erreichen zu können, werden hohe Anforderungen an die Herstellungs- und Testverfahren gestellt. Die Erzeugung einzelner Module, die vor dem Zusammenbau des Hörhilfegerätes vorgefertigt und auch zunächst einzeln bezüglich ihrer Funktionalität getestet werden können, stellt eine Möglichkeit zur Senkung der Herstellungskosten eines Hörhilfegerätes dar.
Es sind Hörhilfegeräte mit mehreren Mikrofonen bekannt, die auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind und somit ein Mikrofonmodul bilden, das als Baueinheit in das Gehäuse eines Hörhilfegerätes eingebaut oder mit dem Gehäuse eines Hörhilfegerätes verbunden werden kann. Ein derartiges Hörhilfegerät zeigt z.B. die DE 196 35 229 A1.
Aus der elektrotechnischen Industrie sind Komponenten bekannt, bei denen spritzgegossene Kunststoff-Formteile mit dreidimensional geführten Leiterbahnen versehen sind. Diese Bauteile werden als MID (Molded Interconnect Devices) bezeichnet und beispielsweise als Chipsockel oder Steckverbindungen eingesetzt. Die MID-Technologie erlaubt es, mechanische und elektronische Funktionen in einem Bauteil zu kombinieren. Als Basismaterial dienen zumeist thermoplastische Kunststoffe, es können aber auch Duroplaste oder Elastomere verwendet werden. Dabei werden die Leiterbahnen in der Regel durch Metallisierung direkt auf das Bauteil aufgetragen. Anschließend können weitere elektronische Bauteile (Widerstände, Kondensatoren etc.) durch Kleben oder Löten aufgebracht werden.
Aus der DE 691 11 668 T2 ist ein modulares Hörgerät mit einem Mikrofon, einem Empfänger, einem Verstärker und einer Batterie bekannt, wobei das Mikrofon in einem Mikrofonmodul, der Empfänger in einem Empfängermodul, der Verstärker in einem Verstärkermodul und die Batterie in einem Batteriemodul aufgenommen sind. Die einzelnen Module sind herausnehmbar durch schwalbenschwanzförmige Verbindungen miteinander verbunden. Die elektrische Verbindung der einzelnen Module erfolgt mittels einer flexiblen Leiterplatte, die mit Kontaktstellen der Module verlötet ist.
Ebenso ist aus der US 6,456,720 ein Hörgerät bekannt, bei dem mehrere Komponenten über eine flexible Leiterplatte elektrisch miteinander verbunden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung eines Hörhilfegerätes mit mehreren Mikrofonen zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mikrofonmodul für ein Hörhilfegerät mit einem Mikrofonträger, an dem mehrere Mikrofone befestigt sind, wobei der Mikrofonträger als festes Kunststoffformteil mit dreidimensional geführten Leiterbahnen zum elektrischen Anschluss der Mikrofone ausgebildet ist.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrofonmoduls für ein Hörhilfegerät mit folgenden Schritten:
  • a) Erzeugen eines Mikrofonträgers in Form eines festen Kunststoffformteils aus einem Kunststoffmaterial,
  • b) Aufbringen von dreidimensional geführten Leiterbahnen auf das Kunststoffmaterial,
  • c) Befestigen von Mikrofonen an dem Träger und Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen Mikrofonkontakten und den Leiterbahnen.
    • Bei der Herstellung eines Mikrofonmoduls gemäß der Erfindung wird zunächst ein Mikrofonträger erzeugt. Dieser ist vorzugsweise derart gestaltet, dass daran alle in einem Hörhilfegerät vorhandenen Mikrofone befestigt werden können. Um den akustischen Anforderungen an die Mikrofone sowie den beengten Platzverhältnissen in dem Gehäuse eines Hörhilfegerätes Rechnung zu tragen, ergibt sich für den Mikrofonträger in der Regel zwangsläufig eine unebene Formgebung. Nun soll der Mikrofonträger gemäß der Erfindung nicht nur die Funktion der Befestigung der Mikrofone übernehmen, sondern darüber hinaus vorteilhaft zusätzlich zumindest teilweise auch zur elektrischen Verbindung der Mikrofone untereinander und mit einer lektronischen Signalverarbeitungseinheit im Hörhilfegerät dienen. Um eine nahezu beliebige Formgebung des Mikrofonträgers zu ermöglichen, ist dieser vorzugsweise aus einem thermoplastischen, duroplastischen oder elastomeren Kunststoffmaterial aufgebaut. Auf dieses Kunststoffmaterial sind gemäß der Erfindung vorteilhaft auch direkt Leiterbahnen für den elektrischen Anschluss der Mikrofone aufgebracht. Alternativ können die Leiterbahnen auch ganz oder teilweise von dem Kunststoffmaterial des Mikrofonträgers umschlossen sein.
    Zum Metallisieren und Strukturieren des Kunststoffträgers sind insbesondere aus der MID-Technologie verschiedene Verfahren bekannt, von denen die gebräuchlichsten kurz aufgeführt werden sollen:
    Beim Heißprägeverfahren wird das Kunststoffsubstrat in einem Schritt metallisiert und strukturiert. Mit einem Prägestempel, auf dem das positive Leiterbild aufgebracht sind, wird eine Kupferprägefolie mit haftvermittelnder Schicht unter Druck und Wärmezufuhr auf das Kunststoffsubstrat gepresst. Das Substrat wird durch die Wärmeeinwirkung an der Oberfläche angeschmolzen. Die Leiterbahnen werden aus der Kupferfolie ausgeschert und mit dem Substrat verbunden.
    Beim Folien-Hinterspritzen entsteht durch Sieb- oder Tampondruck eines Primers auf einer Folie ein strukturiertes Leiterbild. Während eines Konditionierungsprozesses unter Temperatur geht der Primer eine chemische Verbindung mit der Substratoberfläche ein und sorgt für eine gute Haftfestigkeit. Bei diesem Prozess wird gleichzeitig die Folie umgeformt. Anschließend wird die Folie in eine Spritzgussmaschine eingelegt und hinterspritzt. Nach dem Hinterspritzen werden die Leiterbahnen galvanisch verstärkt und veredelt.
    Beim Zweikomponenten-Spritzgussverfahren wird die Struktur des Leiterbildes mit einem ersten Spritzguss aus metallisierbarem Kunststoff hergestellt, die als Substrat für die chemische Metallisierung dient. Je nach Kunststoff muss nach dem ersten Spritzguss die Oberfläche des Kunststoffes noch behandelt werden. Der Spritzling wird erneut in eine Form eingelegt und mit nicht metallisierbarem Kunststoff umspritzt. Die frei gebliebenen Leiterbahnen werden anschließend chemisch metallisiert und veredelt.
    Bei dem Maskenverfahren erfolgt die Metallisierung des Kunststoffträgers durch chemische Beschichtung. Als Substrat dient ein Kunststoff-Spritzgussteil, bei dem zunächst durch Beizen bzw. Ätzen die Oberfläche für das Bekeimen vorbereitet wird. Anschließend erfolgt die Metallisierung. Zur Strukturierung wird ein Fotoresist aufgebracht und durch eine dreidimensionale Maske mit UV-Licht belichtet. Nach Entwicklung des Fotoresists wird die freiliegende Metallschicht galvanisch verstärkt und mit einer Ätzmaske überzogen. Nach Entfernung des Fotoresists wird das restliche Metall weggeätzt und anschließend die Oberfläche veredelt.
    Im Unterschied zum Maskenverfahren wird bei der direkten Laserstrukturierung der Ätzresist direkt mit dem Laser strukturiert. An den Stellen, an denen der Ätzresist durch den Laser entfernt wurde, wird das Metall weggeätzt. Abschließend wird die Oberfläche veredelt.
    Beim LPKF-Laserdirektstrukturierungsverfahren, das nach der Firma LPKF benannt ist, wird zunächst ein Kunststoffteil gespritzt. Anschließend erfolgt die Übertragung des Strukturbildes mit einem schreibenden oder abbildenden Lasersystem. Die anschließende Metallisierung erfolgt in einem chemischreduktiven Bad.
    Die Ausbildung des Mikrofonträgers in MID-Technologie ermöglicht sowohl eine nahezu beliebige Formgebung des Mikrofonträgers als auch das Erzeugen dreidimensional geführter Leiterbahnen auf dem Mikrofonträger bzw. in dem Mikrofonträger zum elektrischen Anschluss der Mikrofone. Dies hat mehrere Vorteile:
    Durch den Mikrofonträger werden die Mikrofone auf einfache und kostengünstige Weise zu einer modularen Baugruppe - einem Mikrofonmodul - zusammengefasst. Zur Befestigung der Mikrofone können diese direkt auf den Mikrofonträger aufgelötet werden. Damit wird gleichzeitig auch die elektrische Verbindung hergestellt. Da die Mikrofone durch das auf den Mikrofonträger aufgebrachte Leiterbild schon elektrisch miteinander verbunden sind, genügen zwei Leitungen (Pluspol, Masseleitung) zur Spannungsversorgung aller Mikrofone des Hörhilfegerätes, zu der bislang zwei Leitungen für jedes Mikrofon erforderlich sind. Weiterhin können die Mikrofone nach dem Zusammenbau des Moduls bereits vor dem Einbau in ein Hörhilfegerät hinsichtlich ihres Übertragungsverhaltens aufeinander abgestimmt und getestet werden.
    Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich durch unterschiedliche Mikrofonmodule, die beispielsweise mit zwei, drei oder mehr Mikrofonen bestückt sein können, in einfacher Weise eine Vielzahl unterschiedlicher Hörgerätevarianten erzeugen lässt. Je nachdem, mit welchem Typ von Mikrofonmodul (z.B. mit zwei, drei oder vier Mikrofonen) ein Hörgerät bestückt wird, ergeben sich unterschiedliche Funktionalitäten des resultierenden Hörgerätes und damit unterschiedliche Hörgerätevarianten.
    Weiterhin bietet die Erfindung den Vorteil, dass der Mikrofonträger neben den Mikrofonen mit weiteren elektronischen Bauteilen bestückt werden kann. Handelt es sich bei den Mikrofonen um omnidirektionale Mikrofone, so ist zur Ausbildung eines Richtmikrofonsystems eine elektrische Verschaltung der Mikrofone erforderlich. Das Mikrofonsignal wenigstens eines Mikrofons muss verzögert und invertiert und zu dem Mikrofonsignal eines weiteren Mikrofons addiert werden. Hierfür notwendige Bauteile, z.B. Verzögerungselemente und Inverter, sind vorteilhaft direkt auf dem Mikrofonträger platziert, so dass das Mikrofonmodul an sich bereits eine ausgeprägte Richtcharakteristik erzeugt. Dabei umfasst der Mikrofonträger auch die Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung dieser Komponenten. Darüber hinaus erfolgt bei modernen Hörgeräten zumeist eine digitale Signalverarbeitung. Die Erfindung ermöglicht auch die Anbringung von A/D- Wandlern auf dem Mikrofonträger, so dass von dem Mikrofonmodul bereits digitale Signale geliefert werden.
    Die elektrische Kontaktierung eines Mikrofonmoduls gemäß der Erfindung kann sowohl über Litzen, Flex-Leiterplatten oder Steckverbinder realisiert werden. Ferner ist es möglich, dass das Mikrofonmodul selbst als Steckverbinder dient.
    Zur Erzeugung eines Richtmikrofonsystems aus mehreren elektrisch miteinander verschalteten omnidirektionalen Mikrofonen ist es notwendig, dass die Mikrofone hinsichtlich ihrer Amplituden- und Phasenübertragungsverhaltens sehr genau aufeinander abgestimmt sind. Auch hierbei bietet die Erfindung Vorteile, indem zur Mikrofonabstimmung erforderliche elektrische Bauteile (z.B. Widerstände und Kondensatoren) direkt mit auf dem Mikrofonträger angeordnet werden. Vorteilhaft lassen sich die Mikrofone so bereits vor dem Einbau in das Hörhilfegerät abstimmen ("matchen"). Somit kann ein Richtmikrofonsystem als separate Baueinheit gefertigt, abgeglichen und getestet werden. Daraus ergeben sich nicht zuletzt auch Vorteile für den Reparaturfall eines Hörgerätes. Statt defekte Mikrofone einzeln auszutauschen, wird nun das komplette Mikrofonmodul getauscht. Dadurch entfällt der Abgleich eines ausgetauschten Mikrofons mit im Hörgerät verbliebenen Mikrofonen.
    Durch die Erfindung wird es weiterhin möglich, Mikrofonmodule so zu verkleinern, dass sie in Hörhilfegeräte kleiner Bauform, z.B. hinter dem Ohr tragbare Hörhilfegeräte, passen. Zudem bringt die dadurch erreichbare Reduzierung der Anzahl der Anschlussdrähte zum elektrischen Anschluss der Mikrofone, z.B. von neun auf fünf Anschlussdrähte bei einem Mikrofonmodul mit drei Mikrofonen, durch die damit verbundene weichere Lagerung des Mikrofonmoduls einen akustischen Vorteil.
    Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine schwingungsgedämpfte Lagerung eines Mikrofonmoduls gemäß der Erfindung in einem Hörhilfegerät vor. Die schwingungsgedämpfte Lagerung kann sowohl über die Mikrofone als auch über den Mikrofonträger selbst erfolgen. Beispielsweise sind hierzu die Mikrofone und auch die Stutzen der Mikrofoneinlässe mit elastischem, schwingungsdämpfendem Material, z.B. Gummitaschen, überzogen. Eine schwingungsdämpfende Lagerung der einzelnen Mikrofone in dem Gehäuse eines Hörhilfegerätes ist damit nicht mehr erforderlich. Vorteilhaft befinden sich auch zwischen dem Mikrofonträger und Aufnahmen zur Halterung des Mikrofonträgers in dem Hörgerätegehäuse Dämpfungselemente aus elastischem, schwingungsdämpfendem Material. Somit ist das gesamte Mikrofonmodul schwingungstechnisch weitgehend von dem Gehäuse des Hörhilfegerätes entkoppelt.
    Das Mikrofonmodul gemäß der Erfindung kann bei allen üblichen Hörgeräte-Bauformen eingesetzt werden, z.B. bei in dem Ohr tragbaren Hörhilfegeräten (IdOs), hinter dem Ohr tragbaren Hörhilfegeräten (HdOs), Taschenhörhilfegeräten usw.
    Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
  • Figur 1 einen Mikrofonträger in Seitenansicht,
  • Figur 2 einen Mikrofonträger von der Oberseite,
  • Figur 3 einen Mikrofonträger von der Unterseite,
  • Figur 4 einen mit drei Mikrofonen bestückten Mikrofonträger in Seitenansicht,
  • Figur 5 einen mit drei Mikrofonen bestückten Mikrofonträger von der Unterseite,
  • Figur 6 einen Teilbereich eines hinter dem Ohr tragbaren Hörhilfegerätes, in das ein Mikrofonmodul gemäß der Erfindung eingesetzt wird,
  • Figur 7 den Teilbereich sowie das Mikrofonmodul gemäß Figur 6, wobei die Mikrofone zur schwingungsdämpfenden Lagerung mit Taschen aus elastischem Material versehen sind, und
  • Figur 8 ein Mikrofonmodul, das ein elektrisches Bauteile zur Verschaltung der Mikrofone und Signalverarbeitung umfasst.
    • Figur 1 zeigt einen als Kunststoff-Spritzteil ausgebildeten Mikrofonträger 1 in der Seitenansicht. Zur Bildung eines Mikrofonmoduls können an dem Mikrofonträger 1 drei Mikrofone in den Abschnitten 1A, 1B und 1C des Mikrofonträgers 1 befestigt werden. Zwei der Mikrofone sind räumlich durch einen Steg 1D des Mikrofonträgers 1 getrennt.
    Bei der Herstellung des Mikrofonträgers gemäß der Erfindung wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Kunststoff-Spritzgussteil in der aus Figur 1 ersichtlichen Form hergestellt. Zum Erzeugen von Leiterbahnen auf dem Kunststoff-Spritzgussteil schließen sich die Verfahrensschritte Metallisierung und Strukturierung an. Anschließend werden auf dem so gefertigten Mikrofonträger 1 zur Befestigung und elektrischen Kontaktierung mehrere Mikrofone aufgelötet.
    Figur 2 zeigt den Mikrofonträger 1 von der Oberseite. Aus dieser Ansicht sind die direkt auf den Mikrofonträger 1 aufgebrachten Leiterbahnen 2-6 zur elektrischen Kontaktierung der Mikrofone ersichtlich. Es wird deutlich, dass die beiden Leiterbahnen 2 und 3 zur Spannungsversorgung der Mikrofone jeweils Kontakte zur Kontaktierung aller drei Mikrofone aufweisen. Weiterhin umfasst der Mikrofonträger 1 eine für jedes Mikrofon separate Signalleitung 4-6. Bei der Montage des Mikrofonmoduls wird das in dem aus Figur 1 ersichtlichen Teilbereich 1A des Mikrofonträgers 1 angeordnete Mikrofon mit seinen Mikrofonkontakten zur Befestigung und zur elektrischen Verbindung auf die Kontaktstellen 2C, 3C, und 6A gelötet. Die Befestigung und Kontaktierung der beiden anderen Mikrofone erfolgt an der Unterseite des Mikrofonträgers 1. Daher sind die Leiterbahnen 2-5 mit Durchführungen 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 5A versehen, an denen die Leiterbahnen zum weiteren Verlauf auf der Unterseite des Mikrofonträgers 1 durch diesen hindurchgeführt sind.
    Insgesamt erfolgt der elektrische Anschluss der drei Mikrofone durch die fünf Leiterbahnen 2-6. Zur Verbindung des Mikrofonmoduls mit einem Verstärker (nicht dargestellt) sind somit nur fünf statt bislang neun Verbindungsleitungen erforderlich. Dadurch trägt das Mikrofonmodul zur Senkung der Herstellungskosten eines Hörhilfegerätes bei.
    Aus Figur 3 ist die Unterseite des Mikrofonträgers 1 ersichtlich. Der Mikrofonträger 1 im Ausführungsbeispiel weist auch an seiner Unterseite Leiterbahnen auf, und zwar sind die Leiterbahn 7 und 10 Fortsetzungen der Leiterbahn 2, die Leiterbahnen 8 und 11 Fortsetzungen der Leiterbahn 3, die Leiterbahn 9 eine Fortsetzung der Leiterbahn 4 und die Leiterbahn 12 eine Fortsetzung der Leiterbahn 5. Die Fortsetzungen der Leiterbahnen werden jeweils - wie in Figur 2 beschrieben - mittels der Durchführungen 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 5A zur Fortführung der jeweiligen Leiterbahn auf der gegenüberliegenden Seite des Mikrofonträgers 1 gebildet. Die Leiterbahnabschnitte an der Unterseite des Mikrofonträgers 1 enden jeweils an einer Kontaktstelle 2D, 3D 4B (für ein Mikrofon) bzw. 2E, 3E, 5B (für ein weiteres Mikrofon). Die Kontaktstellen für jeweils ein Mikrofon sind durch den Steg 1D voneinander getrennt. Auch die beiden Mikrofone an der Unterseite des Mikrofonträgers 1 werden zur Befestigung sowie zur elektrischen Verbindung mit den Kontaktstellen 2D, 3D 4B 2E, 3E und 5B verlötet.
    Den Mikrofonträger 1 mit den drei daran befestigten Mikrofonen 13, 14 und 15 zeigt Figur 4. Jedes Mikrofon weist drei Mikrofonkontakte auf, von denen in der Figur 4 jeweils nur der vordere Mikrofonkontakt 13A, 14A bzw. 15A ersichtlich ist. Das Mikrofon 13 ist an seinen Mikrofonkantakten an den Kontaktstellen 2C, 3C und 6A (vgl. Figur 2) an der Oberseite des Mikrofonträgers angelötet, die beiden Mikrofone 14 und 15 mit ihren Mikrofonkontakten an den Kontaktstellen 2D, 3D,4B bzw. 2E, 3E und 4B an jeweils einer Seite des Steges 1D (vgl. Figur 3). Weiterhin ersichtlich sind fünf Anschlusskabel 16-20 zur elektrischen Verbindung des Mikrofonmoduls mit einer Verstärkereinheit (nicht dargestellt).
    Figur 5 zeigt das Mikrofonmodul mit dem Mikrofonträger 1 und den drei Mikrofonen 13, 14 und 15 von der Unterseite. Aus dieser Ansicht sind auch drei als Stutzen 13B, 14D und 15D ausgebildeten Schalleinlässe der Mikrofone 13-15 ersichtlich. Weiterhin sind aus dieser Ansicht bei den Mikrofonen 14 und 15 deren Mikrofonkontakte 14A, 14B, 14C bzw. 15A, 15B, 15C zu erkennen. Diese sind an den Kontaktstellen 2E, 3E, 5B bzw. 2D, 3D, 4B an gegenüberliegenden Seiten des Steges 1D angelötet. Ferner zeigt auch Figur 5 die fünf Anschlusskabel 16-20 zur elektrischen Verbindung des Mikrofonmoduls mit einer Verstärkereinheit (nicht dargestellt).
    Figur 6 zeigt einen Ausschnitt eines hinter dem Ohr tragbaren Hörhilfegerätes 21, in dem sich ein Mikrofonmodul gemäß der Erfindung befindet. In Figur 6 befindet sich das Mikrofonmodul noch nicht vollständig in seiner Endposition in eingebautem Zustand und überragt daher das Gehäuse des Hörhilfegerätes 21 teilweise. An der Oberseite des Mikrofonträgers 1 befinden sich im Bereich der Anschlusskabel 16-20 auf den Leiterbahnen jeweils ein Testport 23A-23E zur Kontaktierung einer Prüfeinrichtung. Dadurch lässt sich die korrekte Funktion des Mikrofonmoduls bereits vor dem Einbau in das Hörhilfegerät überprüfen. Defekte Mikrofonmodule können so bereits frühzeitig im Herstellungsprozess des Hörhilfegerätes ausgesondert werden. Weiterhin zeigt Figur 6 in einem nicht geschnitten dargestellten Bereich des Gehäuses des Hörhilfegerätes 21 eine Schalldurchlassöffnung 22. In diese Schalldurchlassöffnung ragt bei eingebautem Mikrofonmodul der Stutzen 13B des Mikrofons 13 (aus Figur 6 nicht ersichtlich; vgl. Figur 5). Ebenso ragen auch die Stutzen 14D, 15D der übrigen Mikrofone in entsprechende weitere Gehäuseöffnungen des Hörhilfegerätes 21 (nicht dargestellt). Dadurch ist das Mikrofonmodul in einfacher Weise in dem Hörhilfegerät 21 fixiert.
    Figur 7 zeigt den Figur 6 entsprechenden Ausschnitt des Hörhilfegerätes 21 mit dem Mikrofonmodul gemäß der Erfindung in plastischer Darstellung. Allerdings sind im Unterschied zu Figur 6 bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 die Mikrofone sowie die Stutzen von Taschen 24, 25 und 26 aus elastischem, schwingungsdämpfenden Material umhüllt, die sogar den Mikrofonträger zum Teil mit umschließen. Dadurch wird die Fixierung des Mikrofonmoduls in dem Hörhilfegerät 21 und die schwingungstechnische Entkopplung des Mikrofonmoduls von dem Gehäuse des Hörhilfegerätes 21 verbessert. Darüber hinaus können sich ebenso an weiteren Verbindungsstellen des Mikrofonträgers 1 mit dem Gehäuse des Hörhilfegerätes 21 Dämpfungselemente befinden (nicht dargestellt).
    Eine Weiterbildung der Erfindung zeigt Figur 8. Dabei sind mehrere auf einem gemeinsamen Mikrofonträger 1' angeordnete omnidirektionale Mikrofone 13', 14' und 15' zur Bildung eines Richtmikrofonsystems elektrisch miteinander verschaltet. Vorteilhaft sind bei dieser Ausführungsform die zur elektrischen Verschaltung notwendigen elektronischen Komponenten, z.B. Verzögerungselemente und Inverter, ebenfalls direkt auf dem Mikrofonträger 1' aufgebracht. Die Bauelemente sind in der Baueinheit 27' zusammengefasst, die im Ausführungsbeispiel auf dem Mikrofonträger 1' über dem Mikrofon 15' angeordnet ist. Die Baueinheit 27' kann als integrierte Schaltung und damit als ein elektronisches Bauteil mit eigenem Gehäuse ausgeführt sein. Ebenso können aber auch mehrere elektrische Bauteile verteilt auf dem Mikrofonträger 1' platziert sein. Auch die Leiterbahnen zum elektrischen Anschluss der Baueinheit 27' befinden sich vorteilhaft direkt auf dem Mikrofonträger. So lässt sich in einfacher Weise ein Richtmikrofonsystem realisieren, bei dem auch die zur Ausbildung des Richtmikrofonsystems erforderlichen elektronischen Komponenten mit von dem Mikrofonmodul umfasst werden. Dann können die Mikrofone 13', 14', 15' des Mikrofonmoduls bereits abgeglichen werden bevor das Mikrofonmodul in ein Hörhilfegerät eingesetzt wird. Der Abgleich hinsichtlich des Übertragungsverhaltens der Mikrofone 13', 14', 15' ist insbesondere dann erforderlich, wenn durch elektrische Verschaltung der Mikrofone ein Richtmikrofonsystem höherer Ordnung gebildet werden soll. Weiterhin kann der Mikrofonträger 1' mit weiteren elektrischen Komponenten versehen werden, wodurch die Funktionalität des Mikrofonmoduls z.B. dahingehend erweitert wird, dass auch eine Signalvorverstärkung und A/D-Wandlung der Mikrofonsignale erfolgt. Auch diese Komponenten können von einer einzigen integrierten Schaltung auf dem Mikrofonträger umfasst werden. Es können aber auch mehrere elektrische Bauteile an dem Mikrofonträger 1' angebracht sein. Von dem Mikrofonmodul werden somit bereits digitale und damit weitgehend störunempfindliche Signale an den Signalausgängen geliefert.

    Claims (8)

    1. Mikrofonmodul für ein Hörhilfegerät (21) mit einem Mikrofonträger (1, 1'), an dem mehrere Mikrofone (13, 14, 15; 13', 14', 15') befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrofonträger (1, 1') als festes Kunststoffformteil mit dreidimensional geführten Leiterbahnen (2-12) zum elektrischen Anschluss der Mikrofone (13, 14, 15; 13', 14', 15') ausgebildet ist.
    2. Mikrofonmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrofone (13, 14, 15; 13', 14', 15') zur Bildung eines Richtmikrofonsystems elektrisch miteinander verschaltbar sind.
    3. Mikrofonmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Mikrofonträger (1') wenigstens ein elektrisches Bauteil (27') zum Verschalten der Mikrofone (13', 14', 15') zu einem Richtmikrofonsystem angeordnet ist.
    4. Mikrofonmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Mikrofonträger (1') wenigstens ein elektrisches Bauteil (27') zum Amplituden- und/oder Phasenabgleich der Mikrofone (13', 14', 15') angeordnet ist.
    5. Mikrofonmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Mikrofonträger (1') wenigstens ein elektrisches Bauteil (27') zur Signalverarbeitung der von den Mikrofonen (13', 14', 15') erzeugten Mikrofonsignale angeordnet ist.
    6. Mikrofonmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrofonträger (1) Testports zum Test der an dem Mikrofonträger (1) befestigten Mikrofone (13, 14, 15) umfasst.
    7. Mikrofonmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Dämpfungsmittel (24, 25, 26) zur schwingungsdämpfenden Lagerung des Mikrofonmoduls in dem Hörhilfegerät (21).
    8. Verfahren zur Herstellung eines Mikrofonmoduls für ein Hörhilfegerät (21) mit folgenden Schritten:
      d) Erzeugen eines Mikrofonträgers (1; 1') in Form eines festen Kunststoffformteils aus einem Kunststoffmaterial,
      e) Aufbringen von dreidimensional geführten Leiterbahnen (2-12) auf das Kunststoffmaterial,
      f) Befestigen von Mikrofonen (13, 14, 15; 13', 14', 15') an dem Mikrofonträger (1; 1') und Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen Mikrofonkontakten (13A, 14A, 14B, 14C, 15A, 15B, 15C) und den Leiterbahnen (2-12).
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