TW463513B - Microphone assembly for hearing aid with JFET flip-chip buffer - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（/ ) 本發明之背景 在影響一助聽器之效能的因素中，其麥克風組件之設 計係爲最主要者，該組件包含有麥克風轉換器；音埠；以 及一外殼’其包含訊號處理電子電路。該麥克風轉換器典 型上係一可變電容或是駐極體（electret)型麥克風，其由一 帶電之膜片係形成該電容之一極板，以及~背板係形成另 一終端所形成。衝撞該膜片之聲音改變該電容値，並產生 一與該聲波成比例之電壓訊號，該訊號係被從背板所擷取 ，並耦合至訊號處理電路，在此處該訊號在一放大器中被 放大’並經過電氣處理以特別減少雜訊。該處理過之訊號 接著被耦合至一接收器，並轉換回聲波以幫助使用者。 傳統上，在耳內（I T E )或聽道內（I T C )，助 聽器尺寸必須相當小。因此，此類輔助器已經用容易更換 的電池而被製成，該電池係經由該助聽器封裝之一面板入 口進行存取。這些尺寸及電池上的要求導致該麥克風組件 以及膜片之尺寸相對於該助聽器面板之尺寸要相當小。該 小尺寸膜片降低了該轉換器功能之品質。 一用於助聽器之駐極體麥克風典型上使用一接面場效 電晶體（J F E T)緩衝器來將電壓訊號由高阻抗轉換器 訊號源轉成一低阻抗訊號源。該阻抗轉換通常需要製成一 困難之連結以達到高品質，因此，需要在包含有該訊號處 理元件的印刷電路板（P c B )上之昂貴基板，以免影響 該基板上之放大器的輸入阻抗。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） I I ----裝---------訂·! - -----線 (請先閱讀背面之注ΐ事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4635 1 3 五、發明說明（2) 本發明之槪要 本發明係針對一用於助聽器之麥克風組件’其包含有 一金屬殼，其具有一帶有聲音開孔之前壁，以及一由該前 壁向縱長方向延伸的側壁。在該金屬殼內係一駐極體型麥 克風或轉換器，其具有一膜片電極以及一背板電極。穿進 該些開孔的外部聲音被轉換成一電壓訊號，其係從背板被 耦合至一接面場效電晶體（J F E T )緩衝元件。然後， 該被緩衝之訊號係被耦合至該金屬殼中之一放大器以及訊 號處理元件。 在本發明之一實施例中，該J F E T元件係一具有四 個主動端點的倒裝晶片元件。其具有汲極、源極、偏壓以 及閘極端點。該閘極端點係位於該倒裝晶片的一側並鄰近 該背板。其他之端點係被連接至一 PCB板上個別之軌跡上 。需要提供一助聽器功能之所有訊號處理電路係被包含於 該PCB上。該PCB也對該麥克風之背音量提供一聲音密 封，並且包含有一電磁干擾（Ε Μ I )接地隔絕，其係由 一導電材料的接地平面，延伸橫跨該外殼之側壁而形成。 附圖之簡略說明 本發明前述以及其他目的、特性及優點由以下本發明 之較佳實施例之更特定之描述會更淸楚，如該附圖中所舉 例，其中相同的參考文字係指在各個不同的視圖中相同或 相似之元件。該圖形不需設定尺寸，取而代之的是以強調 本發明之原理爲主。 - ^---------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產肩員工消費合作杜印製 五、發明說明（ 欲對本發明有一更詳細之了解可從以下較佳實施例之 描述來獲得，此較佳實施例係一範例且配合該附圖來加以 了解，其中：

圖1係本發明之第一實施例之槪要側視圖，其中一麥 克風組件包含有一：f F E T緩衝器，其具有源極/汲極侄[I 裝晶片導線墊以及一後側閘極被固定於一麥克風之背板。 圖2係圖1之組件之分解視圖。 圖3係圖2之J F E 丁緩衝器部份在組裝前之放大圖 解細部視圖。 圖4係如圖3在組裝後之細部視圖。 〔元件符號說明〕

1 0 · .J F E T 1 2 ·背板 1 4 ·閘極 1 6 · P C B 1 8 *基板 2 0 ·導電環氧樹脂 2 2 ·金屬 3 0 +前室 4〇·金屬蓋 4 2 ·圓形框架 4 4 _空間間隔器 4 8 ·扣環 5 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（2】0« 297公f ) -----in-----—-------^ (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 4635 13 Λ7 _ B7 五、發明說明（屮）

5 0 · P C B 5 2 ·開孔 5 4 ·膜片 1 0 0 ·麥克風組件 實施例之細節說明 在本發明之裝置及方法中，一用於助聽器之駐極體麥 克風使用一J F E T緩衝器以轉換來自背板的訊號，換言 之’將一高阻抗之訊號源（該麥克風）轉換爲一低阻抗之 訊號源。該阻抗轉換導致一比自該未具有緩衝器之電容器 麥克風元件本身所產生之位準還高的負載輸出訊號位準傳 送至該助聽器放大器。一 J F E T的閘極對該麥克風之電 容之背板的接觸必須設法形成。自該〗F E T上之一小導 線塾至該麥克風背板之直接連結是很難形成的，而且—中 間連線之引線連接墊之利用需要該導線墊被置於陶瓷上， 此使得該組件複雜化。如果該F E T閘極連接係在P C B基板上’該基板必須具有高電阻係數以免影響該放大器 之輸入阻抗。陶瓷（氧化鋁）基板具有此項性質。用於該 J F E T之電氣連結可以自該麥克風元件引線連接至一陶 瓷基板上。然而，引線連接通常係由該J F E T上之導線 墊至陶瓷基板上之額外的導線墊之迴路所形成，其需要額 外之垂直及水平空間，並且對地及其他電路節點產生雜散 電容’減少了靈敏度及引起雜訊。一陶瓷基板本身之其他 缺點係對於一使用於可拋棄式助聽器應用來說，其成本相 6 各紙張疋度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公S ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -^=° 丁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46351 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（Γ) 當貴。它也有一高介電常數，其甚至使雜散電容更高。 根據圖1 - 4所示之實施例，倒裝晶片技術係用於最 小化用於連接一 J F E T 1 〇之晶片打線墊所需之實體尺 寸及導線長度’以減少介於該駐極體麥克風背板1 2與該 J F E T之間的引線長度。其結果比起傳統連線所形成之 較長路徑’係會有一較低之雜訊以及較高之靈敏度連結。 該J F E T背側閘極1 4被導電環氧樹脂2 0連接至該背 板1 2。此保持到該J F E T的連接遠離該P C B基板1 8，因此可用低成本之基板，諸如可使用玻璃環氧樹脂印 刷電路板（例如FR4)。因爲該JFET閘極14並未 接觸該基板1 8，而是連接至該麥克風背板1 2 (正確地 說，該JFET係直接連結至該背板），其雜散電容應該 較低，而且靈敏度應較高。 圖1係該助聽器麥克風模組或組件1〇 〇之實施例之 一剖面視圖，而圖2係組件1 0 0之分解視圖。組件1 〇 0包含有一功能完備之助聽器所需之除了電池以及接收器 之外的所有電子元件。一圓形金屬蓋4 0係被提供，其具 有大直徑開口5 2，係作爲來自一助聽器封裝中之面板之 聲音的通道，該助聽器封裝中之組件1 0 0係適合置於該 封裝內鄰近該封裝處。聲音撞擊在大圓形面膜片5 4上， 該膜片係被支撐並黏接至圓形框架4 2 1且位於空間間隔 器4 4之下，該空間間隔器避免該膜片5 4接觸到背板1 2。背板1 2接著被以一絕緣襯套，諸如P T F，支撐於 其邊緣，且被安置於P C Β 1 6上，並以導電接合劑，諸 7 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ------l·--------— I I I — — 訂 ------I {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 635 1 3 A7 _______ B7 五、發明說明（έ) 如環氧樹脂，進行聲音及電氣密封至金屬蓋4 0。該部份 組件其後由扣環4 8連接至電氣元件P C B 5 0。 圖3及4顯示該倒裝晶片J F E T連結之細節，其包 含該閘極至背板連結1 4，該連結係使用導電環氧樹脂2 0。圖3係一組裝前之分解視圖，而圖4顯示與該P C B 1 6及該背板組裝後之：TFET。在JFET晶片10之 頂部的金屬2 2係閘極連結，其係一非常高阻抗之點。位 於底部之錫塊2 4係低阻抗連結’諸如該汲極及源極的連 結。在本發明之此實施例中，四個錫塊係有：汲極、源極 、偏壓及一個係爲非連結點（N C )的假錫塊係被設置。 (NC是不連結至該JFET電路之任何部份），該下部 塡充材枓2 8係提供機構支持。 本發明之該實施例提供有以下之優點： a *倒裝晶片：f F E T不做閘極接觸點至P C B上倒 裝晶片，其允許使用低成本之F R 4或其他相似之材枓， 以代替用於該P C B基板之陶瓷。 b ·藉由控制該麥克風組件中之前室3 0之深度，因 而從該背板至該P C B基板之空間係夠小，一單塊之導電 (環氧樹脂）接合劑2 0係足以塡埔該間隙，減少導線引 線之需求。 c ·因該閘極絕緣，所以閘極至P C B基板之雜散電 容係被減少，因而減少訊號之衰減並減少雜訊之累積。 d . J F E T上四個假錫球之利用係提供在組裝時較 佳之機構支撐及對準。（在汲極、源極、偏壓上之錫塊、 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------— — — —— —ΙΪ ----I---訂！ I! — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4635 13 A7 B7 五、發明說明（ 以及N C錫塊7 5 2 )均等。 雖然本發明己被特別地參照較佳實施例來顯示及說明 ，熟悉此項技藝之人士將了解各種不同的形式、修改、變 化、及細節之改變是可以實現的，而這些並未脫離所附專 利申請所界定之本發明的範疇。 -------------裝---------訂---------線 (請先閱磧背面之ii意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨Ο X 297公釐）

Claims (1)

1. 4635 1 3 AS B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 t、申請專利範圍 1 一種助聽器，其係具有一倒裝晶片〗F E T緩衝 ------------ 器，其被裝置於一第一P C Β基板上，而且在該緩衝器上 具有一端點被耦合於一駐極體麥克風背板以及一訊號處理 元件之間。 2 *如申請專利範圍第1項之助聽器，其中該端點係 一閘極端點。 3 ·如申請專利範圍第1項之助聽器，其中該訊號處 理元件係一放大器以及該基板係由玻璃環氧樹脂所形成。 4 ·如申請專利範圍第1項之助聽器，其中該端點係 由位於該緩衝器之一側上的導電環氧樹脂耦合至該背板。 5 · —種助聽器，其係包含有一駐極體麥克風，其係 由一經金屬塗敷之膜片橫置於一外殻之與一背板相對的一 端所形成，並且其中k外殼包含一向內延伸的側壁及一部 份地封閉背室的前壁，該背室係由一第一P C B橫跨並接 觸在該外殼之一開口端處的側壁而形成聲音密封，而且其 中用於助聽器的電子元件係位於該第一P C B上，以及一 第一電氣連結係被形成於該背板及該第一P C B上之一倒 裝晶片J F E T元件上之閘極端點之間，而第二及第三電 氣連結係被形成於該J F E T元件與一電子元件之間。 6 ·如申請專利範圍第5項之助聽器，其中該第一電 氣連結係由環氧樹脂接合劑所做成，其接合該背板及該閘 極端點。 7·如申請專利範圍第6項之助聽器，其中該閘極端 點係在該J F E T元件鄰近該背板的一側之上。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) is 4 635 1 3 六、申請專利範圍 8 *如申請專利範圍第7項之助聽器，其中該電子元 件係被裝置於一第二PCB上。. 9 _如申請專利範圍第8項之助JE器，其中該第一及 第二連結係由該J F E T元件經由該第一P C B中之通孔 延伸的引線所形成。 1 0 · —種用於助聽器之麥克風模組，其係具有一倒 裝晶片J F E T元件，其被裝置於一第一 P C B之基板上 ，並且在該元件上具有一端點耦合至一駐極體麥克風背板 與一訊號處理元件之間。 1 1 ‘如申請專利範圍第1 〇項之模組，其中該閘極 端點係在該J F E T相鄰該背板的一側之上。 1 2 ·如申請專利範圍第1 0項之模組，其中該訊號 處理元件係一放大器以及該基板係由玻璃環氧樹脂所形成 〇 1 3 ·如申請專利範圍第1 0項之邁辑，其中該端點 係由導電材枓直接接觸該背板及該閘極端點而耦合至該背 板。 1 4 · 一種助聽器麥克風組件，其係包含有一駐極體 麥克風，係由一經金屬塗敷之膜片橫置於一外殻與一背板 相對的一端所形成，而且該外殼包含一向內延伸的側壁及 一部份地封閉一背室的前壁，該背室係由一第一P c B橫 跨並接觸在該外殼之一開口端處的側壁而形成聲音密封’ 以及其中用於助聽器的電子元件係位於該第一P C B上’ 而且一第一電氣連結係被形成於該背板及該第一 P C B上 2 __ 本紙張尺度適用1^國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） JT s II - ί -^1 I I n I— >OJ1 I— Βϋ I I (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4635 1 3 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之一倒裝晶片J F E T元件上之閘極端點之間，而第二及 第三電氣連結係被形成於該J F Ε Τ元件與一電子元件之 間。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之組件，其中該P C Β係由玻璃環氧樹脂所形成。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之組件，其中該閘極 端點係在該J F Ε Τ相鄰該背板的一側之上。 1 7，如申請專利範圍第1 6項之，其中該電子 元件係被裝置於一第二P C B上。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)