TWI419576B - 麥克風量測裝置 - Google Patents

Description

麥克風量測裝置

本發明係關於一種麥克風量測裝置，尤指一種微機電麥克風量測裝置。

隨著微機電(Micro Electro Mechanical System；MEMS)製程和半導體製程的進步，微機電麥克風的構造可以符合現今消費性電子產品輕薄短小的設計需求，故已逐漸取代傳統駐極體麥克風而成為消費性電子產品中必備的元件。舉例而言，微機電麥克風可以使用在筆記型電腦、行動電話和助聽器等各項產品應用中。

一般而言，在量測麥克風音頻特性時，需要將待測麥克風放入一阻絕室外聲源、無反射低背景噪音的無響箱中以模擬自由音場。然而該無響箱的體積龐大且售價不低，同時，該無響箱內部的治具每次只能量測單一麥克風的頻響特性。因此，該設備不適合量產時使用。此外，Peter V. Loepper等人在2006年發表於Solid-State Sensors,Actuators,and Microsystems 第27~30頁之"THE FIRST COMMERCIALIZED MEMS MICROPHONE"的論文中提到使用一方形封閉音腔量測麥克風的音頻特性，其中，在該方形封閉音腔內待測麥克風係成一直線排列。使用該方法進行量測時，受限於方形音腔內的音場分佈，該些待測麥克風在高頻時的頻率響應並不一致。

綜上所述，有必要提供一種具有較小體積的麥克風量測裝置，用以整合至自動化測試機台內以增進量產時的量測效率。

本發明之一實施例揭示一種藉由至少一音源量測至少一個待測麥克風之音頻特性的麥克風量測裝置，其包含一本體部、一蓋體和一治具。該本體部包含一第一內壁，該第一內壁間係界定出一第一容置空間和連通該第一容置空間之一第一開口部，其中該第一容置空間係用以置放該音源。該蓋體包含一第二內壁，該第二內壁間係界定出一第二容置空間和連通該第二容置空間之一第二開口部，其中，該蓋體係配置以組合罩蓋於該本體部之該第一開口部。該治具配置於該蓋體之該第二開口部的的上方，且該治具包含複數個探針，其用以電性連接至該等待測麥克風之對應電極。該蓋體具有位於該第二容置空間的複數個凹槽，其間隔地環列於以該本體部之中心軸的圓周上，藉以置放該等待測麥克風。

本發明之另一實施例揭示一種麥克風量測裝置，其藉由至少一音源量測至少一個待測物之音頻特性。該麥克風量測裝置包含一腔體和一治具。該腔體包含一腔體壁、一平坦部和相對界定形成於該腔體壁和該平坦部間之一腔體空間，其中該腔體空間係用以置放該至少一音源。該治具配置於該腔體之該平坦部上方。該治具包含複數個探針，其用以電性連接至該等待測物之對應電極。該等待測物係排列設置於該腔體之該平坦部上方，且該等待測物係環列地設置於該腔體之中心軸的圓周上。

在下文中本發明的實施例係配合所附圖示以闡述細節。圖1顯示本發明一實施範例之麥克風量測裝置10之立體分解圖。該麥克風量測裝置10包含一本體部12和一蓋體14。參照圖1，該本體部12包含一第一內壁122，該第一內壁122間係界定出一第一容置空間124和連通該第一容置空間124之一第一開口部121。在本實施範例中，該本體部12之該第一內壁122係界定出具幾何型態，例如圓錐或角錐型態等之該第一容置空間124。該第一容置空間124之頂部具有一錐頂部126，其中一揚聲器128配置於該錐頂部126以提供該麥克風量測裝置10測試時之音源。在另一實施範例中，該揚聲器128配置於該第一容置空間124之上方，以鄰近待測麥克風。該蓋體14係用以組合覆蓋於該本體部12，使得該麥克風量測裝置10量測時形成一封閉腔體。

圖2A和圖2B分別顯示本發明一實施範例之蓋體14之上視及下視圖，其中該蓋體14包含一第二內壁142，該第二內壁142間係界定出一第二容置空間146和連通該第二容置空間之一第二開口部144。參照圖2A，該第二容置空間146包含以圓周方向且間隔地排列的複數個凹槽1464。該揚聲器128係放置於該量測裝置10所定義之中心軸，亦即該本體部12與該蓋體14之中心軸。因此，該凹槽1464係環列於該中心軸，使該凹槽1464以對稱形式配置。該些凹槽1464係配置用以置放複數個待測麥克風(未繪出)。在本實施範例中，該些凹槽1464為等間隔排列。

在另一實施範例中，該些凹槽1464如圖3所示為不等間隔排列。如圖2至圖3所示，該些凹槽1464之每一者具有一開孔1468。當待測麥克風置放於對應的凹槽1464時，該待測麥克風之音孔部(圖中未示)係對齊該開孔1468，使得該待測麥克風內部的微機電麥克風晶片可以透過該音孔部和該開孔1468接收來自該揚聲器128的一聲音訊號。

參照圖4，當該麥克風量測裝置10進行待測麥克風之音頻特性量測時，一治具16配置於該蓋體14之該第二開口部144的上方。該治具16包含一印刷電路板162，其上配置複數個探針164，用以電性連接待測麥克風之對應電極。該蓋體14之該第二容置空間146亦設有複數個卡合部148，使得該治具16於該蓋體14組合時可獲得定位。參照圖2A、圖3和圖4，該等卡合部148係以一不對稱方式設置於該第二容置空間146，以限制該治具16和該蓋體14的組合方式。當該麥克風量測裝置10進行音頻特性量測時，該等待測麥克風接收來自該揚聲器128的聲音訊號後，透過該治具16上對應的探針164，將來自該待測麥克風的信號輸出以進行後續信號處理；或者，該麥克風量測裝置10可整合至一自動化測試機台內。藉由該治具16上對應的探針164所輸出的信號，該自動化測試機台可以進行後續的量測或是運算處理。

在本發明另一實施範例中，該本體部12之第一開口部121係為一圓形開口，而該本體部12之該第一內壁122間係界定出具有圓筒型態之該第一容置空間124。在又一實施範例中，該本體部12之第一開口部121可以設計為一圓內接多邊形，亦即該本體部12之內壁122為圓內接多邊形，該內接多邊形之每一頂點都位於同一圓周上，而該本體部12之內壁122周側壁可以設計為如圖5所示之一相應於該圓內接多邊形之多邊形曲面型態，藉以避免形成駐波。在另一實施範例中，在該本體部12之內壁122周側壁可以貼附一吸音材料。或者，該本體部12之腔體可以設計為一吸音腔體。此外，該蓋體14之一下表面149亦可貼附一吸音材料。藉由該吸音材料，可以降低來自音源高頻的反射效應，故可增加量測的穩定性。

在本發明又一實施範例中，該本體部12和該蓋體14係以一體成型方式構成一腔體，此非為本發明所限制。圖6顯示本發明一實施範例之麥克風量測裝置20之上視圖。該麥克風量測裝置20包含一腔體22和一治具(未繪出)。該治具配置於該腔體22之上方，其用以電性連接至設置於該腔體22上之待測物(未繪出)的對應電極。圖7顯示該腔體22沿圖6所示Y-Y剖線之剖面圖。參照圖6和圖7，該麥克風量測裝置20之該腔體22包含一腔體壁222、一平坦部224和相對界定形成於該腔體壁222和該平坦部224間之一腔體空間226。該腔體壁222可界定出具有一圓錐型態、一圓筒型態或一多邊形曲面型態之該腔體空間226。在本實施例中，該腔體22之該腔體壁222間係界定出具有圓錐型態之該腔體空間226，且至少一音源227係置放於該腔體空間226之一錐頂部。該音源227亦可置放於該腔體空間226之一上表面或一底部中心上。

參照圖6和圖7，該腔體22之該平坦部224包括複數個凹槽232，該等凹槽232係環列地設置於該腔體22之中心軸的圓周上。在一實施例中，該等凹槽為等間隔排列，如圖6所示。在另一實施例中，該等凹槽為不等間隔排列。該等凹槽232係用以收納待測物，例如一微機電麥克風。每一凹槽232具有一開孔234，其配置以對準對應之待測物的音孔部。類似地，該腔體22之該腔體壁222可以設計為一吸音腔體。此外，該腔體壁22或該平坦部224之一下表面可貼附一吸音材料。

本發明之麥克風量測裝置具有較佳的穩定性及較廣的可量測頻率範圍，故可符合大量生產時的測試需求。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施範例所揭示者，而應包含各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10．．．麥克風量測裝置

12．．．本體部

121．．．第一開口部

122．．．第一內壁

124．．．第一容置空間

126．．．錐頂部

128．．．揚聲器

14．．．蓋體

142．．．第二內壁

144．．．第二開口部

146．．．第二容置空間

1464．．．凹槽

1468．．．開孔

149．．．下表面

16．．．治具

162．．．印刷電路板

164．．．探針

20．．．麥克風量測裝置

22．．．腔體

222．．．腔體壁

224．．．平坦部

226．．．腔體空間

227．．．音源

232．．．凹槽

234．．．開口

圖1顯示本發明一實施範例之麥克風量測裝置之立體分解圖；

圖2A顯示本發明一實施範例之蓋體之上視圖；

圖2B顯示本發明一實施範例之蓋體之下視圖；

圖3顯示本發明另一實施範例之蓋體之上視圖；

圖4顯示本發明另一實施範例之麥克風量測裝置之立體分解圖；

圖5顯示本發明一實施範例之麥克風量測裝置沿圖1所示X-X剖線之剖面圖；

圖6顯示本發明一實施範例之麥克風量測裝置之上視圖；及

圖7顯示該腔體沿圖6所示Y-Y剖線之剖面圖。

10．．．麥克風量測裝置

12．．．本體部

121．．．第一開口部

122．．．第一內壁

124．．．第一容置空間

126．．．錐頂部

128．．．揚聲器

14．．．蓋體

142．．．第二內壁

144．．．第二開口部

146．．．第二容置空間

1464．．．凹槽

1468．．．開孔

Claims (21)

1. 一種麥克風量測裝置，藉由至少一音源量測至少一個待測麥克風之音頻特性，其包含：一本體部，包含一第一內壁，該第一內壁間係界定出一第一容置空間和連通該第一容置空間之一第一開口部，其中該第一容置空間係用以置放該音源；一蓋體，包含一第二內壁，該第二內壁間係界定出一第二容置空間和連通該第二容置空間之一第二開口部，其中該蓋體係配置以組合罩蓋於該本體部之該第一開口部；以及一治具，配置於該蓋體之該第二開口部的上方，且包含複數個探針，其用以電性連接至該等待測麥克風之對應電極；其中，該蓋體包含位於該第二容置空間的複數個凹槽，其間隔地環列於該本體部之中心軸的圓周上，藉以置放該等待測麥克風。
2. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該等凹槽為等間隔排列或不等間隔排列。
3. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該本體部之該第一內壁間係界定出具有圓錐型態之該第一容置空間。
4. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該本體部之該第一內壁間係界定出具有圓筒型態之該第一容置空間。
5. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該本體部之該第一內壁係為一多邊形曲面型態。
6. 根據請求項3、4或5之麥克風量測裝置，其中更包含配置於該第一容置空間之一錐頂部、一上表面或一底部中心的一個或一個以上之音源。
7. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該本體部之該第一內壁係貼附一吸音材料。
8. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該本體部與該蓋體結合構成一吸音腔體。
9. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該蓋體之一下表面係貼附一吸音材料。
10. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該些凹槽之每一者具有一開孔，其配置以對準對應之待測麥克風的音孔部。
11. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該待測麥克風為微機電麥克風。
12. 根據請求項1之麥克風量測裝置，其中該本體部之該第一開口為一圓內接多邊形，且該本體部之該第一內壁為一相應於該圓內接多邊形之多邊形曲面型態。
13. 一種麥克風量測裝置，藉由至少一音源量測至少一個待測物之音頻特性，其包含：一腔體，包含一腔體壁、一平坦部和相對界定形成於該腔體壁和該平坦部間之一腔體空間，其中該腔體空間係用以置放該至少一音源；及一治具，配置於該腔體之該平坦部上方，該治具包含複數個探針，其用以電性連接至該等待測物之對應電極；其中，該等待測物係排列設置於該腔體之該平坦部上方，且該等待測物係環列地設置於該腔體之中心軸的圓周上。
14. 根據請求項13之麥克風量測裝置，其中該腔體之該平坦部包括複數個凹槽，該等凹槽係環列地設置於該腔體之中心軸的圓周上。
15. 根據請求項13之麥克風量測裝置，其中該等探針係設置於一印刷電路板上。
16. 根據請求項14之麥克風量測裝置，其中該等凹槽為等間隔排列或不等間隔排列。
17. 根據請求項13之麥克風量測裝置，其中該腔體壁係界定出具有一圓錐型態、一圓筒型態或一多邊形曲面型態之該腔體空間。
18. 根據請求項13之麥克風量測裝置，其中在該腔體壁係貼附一吸音材料。
19. 根據請求項13之麥克風量測裝置，其中該腔體之該腔體壁係為一吸音腔體。
20. 根據請求項14之麥克風量測裝置，其中每一凹槽具有一開孔，其配置以對準對應之待測物的音孔部。
21. 根據請求項13之麥克風量測裝置，其中該待測物為待測微機電麥克風。