駐極體電容麥克風的製作方法
2023-06-15 02:19:16 2
駐極體電容麥克風的製作方法
【專利摘要】本發明涉及駐極體電容麥克風，其包括附接到載體的外側牆結構。所述外側牆結構包括非導電基底材料，其承載第一和第二電布線圖案，所述電布線圖案分別電連接到所述載體的第一和第二電跡線。承載導電麥克風振膜的振膜保持器附接到所述側牆結構，以在導電麥克風和所述側牆結構的第一和第二電布線圖案中的一個建立電連接。導電的穿孔背板布置為與所述導電麥克風振膜間隔開的關係。導電的穿孔背板電連接到所述側牆結構的第一和第二布線圖案中的一個。因此，可以採用所述側牆結構來提供從所述導電麥克風振膜以及從所述背板到布置在載體上的麥克風前置放大器的電連接性。
【專利說明】駐極體電容麥克風
【技術領域】
[0001]本發明涉及駐極體電容麥克風(electret condenser microphone),其包括附接到載體的外側牆結構。所述外側牆結構包括非導電基底材料，其承載第一和第二電布線圖案，所述第一和第二電布線圖案分別電連接到所述載體的第一和第二電跡線。承載導電麥克風振膜的振膜保持器附接到所述側牆結構，以在導電麥克風振膜與所述側牆結構的第一和第二電布線圖案中的一個建立電連接。導電的穿孔背板以與所述導電麥克風振膜間隔開的關係布置。導電的穿孔背板電連接到所述側牆結構的第一和第二布線圖案中的一個。因此，可以採用所述側牆結構來提供從所述導電麥克風振膜以及從所述背板到布置在載體上的麥克風前置放大器的電連接。
【背景技術】
[0002]本發明關注具有新的簡化的殼體構造的駐極體電容麥克風(ECM)。當前，小型的ECM廣泛用在用於消費和專業應用可攜式通信終端以及計算裝置中。ECM是電容器麥克風，其依賴於布置在ECM的背板上的永久帶電的駐極體層來提供用於電容性換能器元件的DC偏置電壓。永久帶電的駐極體層例如可以是特氟隆(Teflon)層，電荷注入其中並被永久地俘獲在其中。小型ECM被非常大量地出售用於許多高度成本敏感的消費應用，在這樣的應用中，成本考慮非常重要。因此，例如，就所採用的製造技術、製造操作以及部件成本方面可以採取來降低製造成本的手段是大大感興趣的且重要的。
[0003]美國專利文獻5，272，758公開了一種ECM，其包括圓柱形金屬殼體或容器。該圓柱形麥克風殼體包括具有多個穿通的聲音孔的一體形成的頂板或蓋。整個圓柱形殼體(包括頂蓋)的內表面包括駐極體聚合物膜。導電振膜被安裝到頂蓋中與背板間隔開的關係的圓柱形金屬性振膜保持部件。駐極體聚合物膜建立到其上附接IC裝置的布線板或基板的底部部分上的導線跡線的電接觸。圓柱形金屬性振膜保持部件用來通過布線板上的導線跡線建立導電振膜和IC裝置之間的電接觸。
[0004]美國專利文獻2009/0268930A1公開了一種ECM，其具有圓柱形金屬殼體或容器。導電振膜被安裝到圓柱形金屬環或載體。穿孔的背板包括相對於導電振膜面向ECM外的駐極體層通過導電環接觸PCB載體上的導線跡線，建立導電振膜和安裝在PCB載體上的FET放大器之間的在垂直方向的電連接。導電環的相反的表面接觸作為振膜保持器的圓柱形金屬環。通過圓柱形金屬殼體實現FET放大器(的地)和背板之間的垂直電接觸。
[0005]美國專利文獻8，043，897B2公開了 MEMS麥克風和MEMS麥克風封裝件以及用於批量生產後者的組裝方法。
[0006]因此，在本領域中需要能夠降低製造成本而不犧牲重要性能量度(諸如，電聲靈敏度、頻率響應、噪聲級別以及殼體體積)的改善的ECM。根據本發明的ECM提供了許多優點，諸如，低的部件計數、簡化的組裝過程、增大的背腔體積等。此外，本發明的ECM的殼體結構可以通過減少的數量的分立部件構建，所述部件通過應用印刷電路板技術來利用現今的印刷電路板技術的成熟的能力和低成本來製造。
【發明內容】
[0007]根據發明第一方面,提供了一種駐極體電容麥克風,其包括包含第一和第二電跡線的載體。所述載體還包括上表面，其保持麥克風前置放大器，所述麥克風前置放大器具有電連接到所述第一電跡線的音頻輸入。該駐極體電容麥克風另外包括外側牆結構，其附接到所述載體以圍繞所述麥克風前置放大器，並且其包括承載第一電布線圖案和第二電布線圖案的非導電基底材料。所述第一和第二電布線圖案被分別電連接到載體的第一和第二電跡線。承載導電麥克風振膜的振膜保持器被附接到所述外側牆結構，以在導電麥克風振膜與所述第一和第二電布線圖案中的一個之間建立電連接。導電的穿孔背板包括永久帶電的駐極體層，並且所述導電的穿孔背板包括所述側牆結構支持的周界部分，以將所述導電的穿孔背板電連接到所述側牆結構的第一和第二布線圖案中的另一個，並且以與所述導電麥克風振膜間隔開的關係放置所述導電的穿孔背板。
[0008]外側牆結構承載或支持所述第一和第二電布線圖案，所述第一和第二電布線圖案每一個可以布置在外側牆結構的外或內表面處，或者掩埋在外側牆結構內。外側牆結構作為導電的穿孔背板和以間隔開的關係布置在外側牆結構的上部處的導電的麥克風振膜之間的中間耦接部件。載體被布置在外側牆結構的下部處，例如與側牆結構的最下邊沿表面處鄰接。外側牆結構以有利的方式提供了導電的穿孔背板和導電的麥克風振膜中的每一個與載體之間的機械耦接和電連接或耦接兩者。外側牆結構消除了對於用於將麥克風振膜連接到載體上的適當導線跡線的分開的導電部件(諸如，金屬彈簧或環)的需要。這使得ECM設計具有更少的部件和增加的背腔體積。此外，可以降低與導電的麥克風振膜和前置放大器音頻輸入之間的電布線相關聯的寄生電容，這是因為第一和第二電布線圖案可以被以具有良好的空間分離的靈活方式路由在側牆結構上或側牆結構內。分別電連接到導電的穿孔背板和導電的麥克風振膜的第一和第二電布線圖案分別連接到載體的第一和第二電跡線，或反之亦然。麥克風前置放大器的音頻輸入可以例如被通過所述第一布線圖案電耦接到導電的麥克風振膜，而穿孔的導電背板通過側牆結構的第二布線圖案電耦接到麥克風前置放大器的地節點。地節點可以是麥克風前置放大器的模擬地節點。如果麥克風前置放大器包括具有第一和第二差分輸入的差分輸入級，則音頻輸入可以是第一差分輸入而穿孔的導電背板可以電耦接到第二差分輸入。在另一實施例中，外側牆結構包括第三電布線圖案，與所述第一和第二電布線圖案絕緣，並被設置為在外側牆結構的面向外的表面上的導電層或導電覆層。第三電布線圖案可以通過載體上或中的配合跡線電連接到麥克風前置放大器的數字地節點。因此，第三電布線圖案可以用來屏蔽所述第一和第二電布線圖案以及麥克風前置放大器的音頻輸入以免於外部EMI噪聲。
[0009]在一優選實施例中，載體、側牆結構以及蓋結構被布置來形成基本上閉合的麥克風殼體，其包括延伸通過蓋部分的至少一個聲音埠，允許聲音傳播到導電的麥克風振膜。所述基本上閉合的麥克風殼體可以具有基本上圓形或矩形的外廓形。對於基本上矩形的麥克風殼體廓形，寬度可以小於5mm,而長度可以小於6mm。
[0010]外側牆結構可以以不同類型的材料和相關聯的製造工藝製造。在某些實施例中，可以通過注入模製(injection molding)製造外側牆結構,從而所述非導電基底材料包括適於注入模製處理的熱塑性樹脂或化合物。隨後可以通過在注入模製的非導電基底材料內或上沉積導電材料來形成所述第一和第二電布線圖案。替代地，可以通過插入模製製造外側牆結構，其中適當形狀的電導體被融合到模中的熱塑性樹脂或化合物中。在又一實施例中，通過採用一定量的液體紫外線可固化光聚合物〃樹脂〃，通過3D列印技術(諸如，立體平板印刷術(stereolithography))形成所述外側牆結構,所述液體紫外線可固化光聚合物"樹脂"被照射紫外線雷射來每次一層地分層構建所述牆結構。在又一實施例中，所述外側牆結構包括印刷電路板(PCB)，從而所述非導電或絕緣基底材料可以包括FR-4或類似的由編織的玻璃纖維與環氧樹脂粘合劑構成的複合材料。印刷電路板側牆結構是尤其有利的，這是因為常規的PCB製造技術允許以良好的尺寸精度和穩定性大體積低成本地製造外側牆結構。
[0011]根據本發明的一個實施例，通過放置在導電的麥克風振膜下面的分開的元件形成穿孔的導電背板，從而使得所述導電的麥克風振膜最接近蓋結構中的聲音埠或入口。在該實施例中，穿孔的導電背板優選包括傳統的背板結構，具有在背板的平的格柵或格子狀結構中形成的大量的孔或穿孔。
[0012]在許多替代實施例中，穿孔的導電背板與閉合的麥克風殼體的蓋結構一體地形成，以將導電的穿孔背板布置在導電的麥克風振膜上方。所述蓋結構優選僅僅包括單個或少許的一些穿通的聲音埠或入口，以用於駐極體電容麥克風允許聲音傳播到導電的麥克風振膜。因此，根據這些實施例，通過蓋結構的單個或較少的穿通的聲音埠提供導電的穿孔背板的穿孔，從而消除了上述的放置在導電振膜下面的傳統背板結構。傳統背板結構會引起對於麥克風的電聲特性不期望的聲阻，這導致另外的麥克風噪聲。
[0013]蓋結構優選被形成為分立部件，其在麥克風製造期間附接到側牆結構的上外周邊沿，從而所述一體形成的導電的穿孔背板被以對於導電的麥克風振膜成期望的空間關係的方式在中間的空氣縫隙對面放置。方便地，蓋結構可以包括基本上平的印刷電路板，其具有支持駐極體層的面向內的金屬化表面。所述金屬化層耦接到外側牆結構的第二布線圖案。可以通過應用通常的PCB製造技術來製造該蓋結構，如下面另外詳細說明的，這導致許多優點。所述駐極體層可以包括薄的特氟隆膜，其接合到所述蓋結構的平的印刷電路板的面向內的金屬化表面。
[0014]在一個替代實施例中，其中所述導電的穿孔背板同樣地布置在導電的麥克風振膜上方，所述蓋結構包括金屬蓋，所述金屬蓋具有支持駐極體層的面向內的表面。
[0015]本領域技術人員將理解，可以通過分立的元件或結構形成所述振膜保持器，在所採用的結構被附接到所述側牆結構之前導電的麥克風振膜接合或附接到該分立元件或結構。然而，在其它實施例中，振膜保持器可以與側牆結構一體地形成，例如，其中後者包括適當成形且大小適當的脊或肩。在後一實施例中，導電的麥克風振膜可以直接接合到側牆結構的脊或肩。
[0016]為了建立載體和外側牆結構之間的電和機械接觸，這些可以利用布置在載體的第一和第二電跡線的相應的暴露的端子或焊盤上的焊料凸塊和導電粘合劑以及在外側牆結構的下表面部分或邊沿處的第一和第二布線圖案的適當地對準並暴露的焊盤中的一方，來彼此結合。
[0017]本領域技術人員將理解，載體、側牆結構和蓋結構中的至少一個優選包括單層或多層印刷電路板。在某些實施例中，載體、側牆結構和蓋結構中的每一個都包括印刷電路板。對於載體、側牆結構和蓋結構的製造使用相同類型的材料導致低的製造成本。另外，由於消除了 ECM的不同部件的熱膨脹係數的不同，ECM設計將具有良好的尺寸穩定性。
[0018]在一優選實施例中，所述外側牆結構包括平的閉合的框架，其包括內周邊沿、外周邊沿、上表面區域和相反的下表面區域。所述第一和第二電布線圖案中的一個包括在所述上和下表面區域之間延伸的一個或多個通路(through via)。所述一個或多個通路可以在所述平的閉合的框架的內周邊沿處露出。在一有利的實施例中，所述平的閉合的框架包括印刷電路板(PCB)，諸如，多層PCB。所述一個或多個通路中的至少一個可以被形成為或包括形成在所述平的閉合的框架的電路板中的一個或多個通孔(through hole)。第二布線圖案優選包括覆蓋側牆結構的外周邊沿的外部金屬化層。如先前所解釋的，可以採用該外部金屬化層來屏蔽麥克風前置放大器的音頻輸入、麥克風殼體的內部的電布線和部件，以免於外部EMI噪聲。本領域技術人員將理解，可以通過形成覆蓋載體和蓋結構的外表面的另外的金屬化層來進一步改善EMI屏蔽。這些另外的金屬化層優選電連接到側牆結構的外周邊沿上的外部金屬化層，從而基本上一致電屏蔽覆蓋所述基本上閉合的麥克風殼體的外表面。
[0019]通過導電的穿孔背板和導電的麥克風振膜之間的間隔開的關係，形成ECM的電容性換能器元件。該電容性換能器元件可以呈現出極大的發生器阻抗，對於用於可攜式通信裝置的小型ECM，基本上對應於具有0.5和5pF之間的值的電容器。為了支持這些範圍的電容性換能器元件阻抗，麥克風前置放大器優選具有這樣的輸入阻抗，在音頻輸入處在IkHz測量時，其大於100M Ω，優選大於IGQ，甚至更優選大於IOGQ。例如，可以通過適當選擇半導體加工技術用於本麥克風前置放大器，例如，通過使用MOS、CMOS或BiCMOS技術，和/或適當的電路設計技術，來實現處於上述範圍中的輸入阻抗。該麥克風前置放大器可以集成在半導體管芯或電路上，半導體管芯或電路被附接到載體的上表面並通過導線接合和倒裝晶片安裝(例如，經由凸塊或凸柱凸塊)電連接到所述第一和第二導線跡線。。因此所述半導體管芯可以機械地和電地耦接到載體，從而在音頻輸入和第一電跡線之間以及在第二電跡線和麥克風前置放大器的電源節點或地節點之間建立電連接。
[0020]本發明的另一方面涉及製造用於駐極體電容麥克風的殼體的方法，包括以下步驟:
[0021]a)產生電子部件載體，其上設置有第一和第二彼此絕緣的電跡線，
[0022]b)製造基本上平的印刷電路板，其具有上表面和相反的下表面，
[0023]c)在所述平的印刷電路板中提供在所述上表面和相反的下表面之間延伸的第一垂直電布線圖案，
[0024]d)在所述平的印刷電路板中提供在所述上表面和相反的下表面之間延伸的第二垂直電布線圖案，
[0025]e)沿預定的周緣切割(例如，通過衝孔、衝壓、鑽孔、雷射切割)所述平的印刷電路板的內部部分，以產生具有內周界邊沿的平的印刷電路板框架，
[0026]f)製造第二基本上平的印刷電路板，其具有上表面和包括導電層的相反的下表面，
[0027]g)在所述導電層上沉積永久帶電的駐極體層，
[0028]h)提供振膜組件，其包括緊固到振膜保持器的導電的麥克風振膜，[0029]i)將所述平的印刷電路板框架緊固到所述載體的上表面的外周界，以將所述第一和第二彼此絕緣的電跡線電連接到所述平的印刷電路板的第一和第二垂直電布線圖案，
[0030]j)將所述振膜組件緊固到所述平的印刷電路板框架的內周界邊沿，
[0031]k)將所述第二基本上平的印刷電路板緊固到具有向內取向的駐極體層的所述平的印刷電路板框架。
[0032]所述製造用於駐極體電容麥克風的殼體的方法優選包括另外的在所述第二基本上平的印刷電路板中切割穿通的聲音埠的步驟。以這樣的方式，可以通過如三個那麼少的分立組件或部件，即，電子部件載體、平的印刷電路板框架和所述第二基本上平的印刷電路板，提供駐極體電容麥克風的殼體，從而平的印刷電路板框架形成中間耦接部件，並且所述第二基本上平的印刷電路板形成麥克風殼體的蓋結構，其具有一體的穿孔背板。可以通過另外的步驟完成所述ECM:通過常規的耦接技術，諸如，導線接合或倒裝晶片安裝，將麥克風前置放大器機械地且電地耦接到所述載體的第一和第二彼此絕緣的電跡線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]將結合附圖更詳細地說明本發明的實施例，在附圖中:
[0034]圖1是根據本發明第一實施例的ECM的垂直截面圖
[0035]圖2的A)是根據本發明第二實施例的ECM的垂直截面圖，
[0036]圖2的B)是根據本發明第三實施例的ECM的垂直截面圖，
[0037]圖3是根據本發明第二實施例的ECM的示意性的分解視圖；以及
[0038]圖4的A)和B)描述了根據本發明的第一和第二實施例的用於在ECM中使用的基於印刷電路板的側牆結構的相應的實施例。
【具體實施方式】
[0039]圖1是根據本發明第一實施例的駐極體電容麥克風(ECM) 100的垂直截面圖。ECM100包括載體104，其可以包括單層或多層印刷電路板或陶瓷基板。載體104包括第一和第二彼此絕緣的電跡線或導線。第一電跡線109設置在載體104的上表面上，載體104的上表面還承載或支持麥克風前置放大器105。麥克風前置放大器設置在半導體管芯(die)或基板105上。麥克風前置放大器可以集成在以亞微米CMOS半導體加工技術製造的專用集成電路(ASIC)上。半導體管芯105通過與一組載體焊盤配合的一組前置放大器焊盤或端子附接到載體104的上表面。第一前置放大器端子107是麥克風前置放大器105的音頻輸入，並且該音頻輸入通過所述載體焊盤電連接到第一電跡線107。第二電跡線114包括載體104的中間層，並且通過建立載體焊盤和第二電跡線114之間的電耦接的垂直導體通路或段耦接到第二前置放大器端子。第二電跡線114此外包括外周金屬化層或環113，其被布置作為載體104的外邊沿部分。載體104的下外部表面包括ECM100的分別的第一和第二外部可訪問端子124、126。該第一和第二外部可訪問端子124、126用於將ECM100電耦接到應用板，例如，移動終端的印刷電路板。第一外部可訪問端子124可以提供麥克風前置放大器的音頻輸出信號，而第二外部可訪問端子126可以包括用於麥克風前置放大器的電源電壓，例如，在1.2和3.5伏之間的DC電壓。此外，載體104的外周導線部分113可以用作ECM100的將其地電位耦接到應用板的地電位或地平面的外部端子。[0040]ECM100還包括外側牆結構106，其附接到載體104的上表面的周界部分，以便圍繞麥克風前置放大器105。外側牆結構106承載或支持第一電布線圖案或跡線116，其通過跡線116的上部露出部分電連接到導電振膜保持器111。第一電跡線116的下部電耦接到被附接到載體104的上表面的第一電跡線109，從而振膜保持器111和導電的麥克風振膜110兩者電耦接到麥克風前置放大器105的音頻輸入。外側牆結構106還包括第二電跡線或布線圖案118，其被形成為在該外部牆結構的外周邊沿處的外周金屬化層。第二電布線圖案118優選電耦接到ECM100的AC地節點(諸如，模擬地)，以提供麥克風前置放大器和相關聯的布線的EMI屏蔽。振膜保持器111附接到形成在側牆結構106的內表面中的外周水平(即，與振膜平面平行地延伸的)架，並倚靠著該外周水平架。可以通過多種附接手段，諸如壓力配合、焊接、導電粘合劑等，建立振膜保持器111和第一電導線116的上部露出部分之間的電連接。
[0041]外側牆結構106可以以適於生產適當地形成的具有將背板和導電的麥克風振膜110耦接到設置在載體104中或上的第一和第二電跡線的預定的垂直電布線跡線或圖案的非導電基底材料的不同材料和製造技術來製造。在本實施例中，外側牆結構106包括以印刷電路板材料形成的平的閉合的框架，如下面更詳細說明的。
[0042]導電的穿孔背板與ECM100的蓋結構112 —體地形成。蓋和背板結構112被形成為ECM100的分立元件，並在ECM100的製造或組裝期間附接到所述側牆結構106。蓋結構112包括基本上平面的金屬蓋，其具有面向內的表面，該表面支持永久帶電的駐極體層108，從而駐極體層108跨中間的空氣縫隙面對導電的麥克風振膜110。駐極體層108和導電的麥克風振膜110優選布置為基本上彼此平行，空氣縫隙的高度在20和50 μ m之間。蓋結構112可以包括一個或多個聲音埠 117或入口，從而背板被提供以穿孔的圖案或結構，允許聲音傳播到導電的麥克風振膜HO。金屬蓋結構112的周界部分被附接到第二電布線圖案118的最上部的部分，從而背板和蓋被電連接到載體104的第二電跡線114。
[0043]本領域技術人員將理解，載體104、外側牆結構106和蓋結構112被布置來形成ECM100的基本上閉合的麥克風殼體。麥克風殼體的蓋結構112包括一個或多個聲音埠117，允許聲音通過到導電的麥克風振膜110。麥克風殼體的背腔120形成在導電的麥克風振膜110的下面。背腔120的體積確定麥克風振膜110的柔順性，並因此對ECM100的電聲性能具有顯著的影響。半導體管芯106通過倒裝晶片安裝機械地且電地附接到載體104的上表面，半導體管芯106也被容納在背腔120內。儘管半導體管芯106的倒裝晶片安裝提供了在載體104的上表面上的最少覆蓋區(footprint)，但是本領域技術人員將理解，在ECM100的其它實施例中可以採用替代類型的安裝技術，例如，導線接合技術或封裝技術。
[0044]圖2的A)是根據本發明第二實施例的駐極體電容麥克風(ECM)的垂直截面圖。本發明第一和第二實施例100、200的相應的特徵、元件和組件被分別提供以相應的附圖標記以易於比照。
[0045]ECM200和先前討論的ECM100之間的主要不同在於，與ECM100的金屬蓋相反，ECM200的蓋結構212包括具有金屬化表面的基本上平的印刷電路板。該印刷電路板包括支持永久帶電的駐極體層208的面向內的金屬化層232以及在ECM殼體的外面形成有效EMI屏蔽表面的面向外的金屬化層230。如所示的，面向內的金屬化層232通過垂直通路或導體段229電耦接到面向外的金屬化層230，從而背板有效地耦接到ECM200的地電位。可以通過常規的PCB加工，諸如鑽孔、衝壓、雷射切割等，方便地形成蓋結構212的聲音埠(一個或多個)217。印刷電路板包括具有常規的結構和特性的非導電基底材料228，諸如，FR-4或類似的由編織的玻璃纖維與環氧樹脂粘合劑構成的複合材料。因此，可以通過採用常規的和高度成熟的印刷電路板技術來將該蓋結構212製造為分立部件，以提供具有良好的尺寸精度和穩定性的低成本部件。可以在面向內的金屬化層232上沉積永久帶電的駐極體層208為接合到金屬化層232的薄的特氟隆膜。該步驟可以採用批量加工，其中薄的特氟隆膜的大薄片接合到相應大小的平的印刷電路板片。隨後，在單個製造步驟期間，通過對所採用的PCB板和特氟隆膜進行切片或衝壓以產生多個蓋結構，來形成該蓋結構212。
[0046]圖2的B)是根據本發明第三實施例的駐極體電容麥克風(ECM) 200的垂直截面圖。本發明的第二和第三實施例的相應的特徵、元件和部件被提供以相同的附圖標記，以易於比照。該ECM和先前討論的ECM (圖2的A)所描述的)之間的主要不同在於，蓋結構212的面向內的金屬化層232與面向外的金屬化層230電絕緣，這是因為已經消除了垂直通路或導體段229。面向外的金屬化層230仍在ECM殼體外面形成有效的EMI屏蔽表面。然而，在本實施例中，面向外的金屬化層230通過第二電跡線218電耦接到集成在ASIC205上的麥克風前置放大器的數字地端子或焊盤207b。面向內的金屬化層232 (其作為背板結構的一部分)通過設置在外側牆結構206內的第三電跡線215耦接到麥克風前置放大器的端子207a處的模擬地輸入或電位。在將與背板結構相關聯的敏感的模擬麥克風輸入信號屏蔽以免於外部環境的EMI噪聲方面，模擬地電位和數字地電位的電絕緣可以是有效的。在本實施例中，EMI噪聲通過麥克風殼體的周界部分包括跡線或層218直接傳導到麥克風前置放大器的數字地節點207b。最後，應當說明的是，如果麥克風前置放大器包括差分輸入級，則在替代方案中面向內的金屬化層232可以耦接到麥克風輸入而不是模擬地端子207a。以這樣的方式，響應於進入的聲音的在導電的麥克風振膜210和穿孔的背板結構之間形成的麥克風音頻信號可以通過端子207和207a差分地耦接到麥克風前置放大器的輸入，以使共模噪聲衰減。
[0047]圖3是上面根據本發明第二實施例所說明的ECM200的示意性的分解視圖。ECM殼體排他地通過三個分立部件形成，即，載體204、外側牆結構206和蓋結構212，其共同地形成基本上閉合的麥克風殼體。此外，載體204、外側牆結構206和蓋結構212中的每一個都優選使用常規的PCB製造工藝和技術以PCB材料製造，以提供低成本殼體結構。此外，設置在外側牆結構206的外側表面上或外側牆結構206內的電布線圖案提供導電的麥克風振膜210 (見圖2)和背板結構(與蓋結構212 —體地形成)與集成在ASIC205上的麥克風前置放大器之間的電互連。適用外側牆結構206來提供該類型的電連接性提供了許多優點，諸如，降低ECM200的分立部件的數目、留下較大的背腔體積(圖2上項220)，並且可以降低與導電的麥克風振膜210和前置放大器音頻輸入之間的電布線相關聯的寄生電容。在本實施例中，外側牆結構206被形成為由印刷電路板材料製成的平的閉合的框架，如下面更詳細說明的。所述平的閉合的PCB框架206或PCB框架包括被第二電布線圖案218覆蓋的外周邊沿和內周邊沿301，該第二電布線圖案218被形成為外周金屬化層，如上面結合本發明第一實施例的相應結構解釋的。PCB框架206包括上表面區域303和相反的下表面區域(未不出)，所述上表面區域例如通過適當的粘合劑附接到PCB蓋結構212的周邊部分。PCB框架206的下表面區域同樣地例如通過適當的粘合劑附接到載體204的上表面的周邊部分。PCB蓋結構212和載體204每一個之間的機械稱接優選以聲密封的方式進行,從而聲音僅僅被允許僅僅通過聲音埠 217傳播到麥克風殼體中。通路216形成先前討論的側牆結構的第一電導線，並垂直延伸通過PCB框架206以便提供PCB框架206的上和下表面區域之間的電連接。在其下表面處，通路216與布置在載體204的上表面上的載體導體焊盤或端子209a對準，以在麥克風殼體的組裝狀態下建立到其的電連接。這些部件之間的穩定的電連接可以通過在載體導體焊盤或端子209a上設置焊接劑或導電粘合劑來確保。如結合ECM100的第一實施例所述的，通路216的上端包括露出部分或焊盤，在麥克風殼體和ECM200組裝的狀態下其電連接到導電振膜保持器211 (見圖2)，並且電連接到麥克風振膜210。因此，麥克風振膜210通過第一電跡線209電耦接到麥克風前置放大器的音頻輸入。本領域技術人員將理解，在本發明的其它實施例中，PCB框架206中通路216的形成和位置可以是不同的。同樣地，可以在PCB框架206的其它部分中布置多個另外的通路，以例如降低通過所述PCB框架的導電路徑的電阻或改善可靠性等等。
[0048]圖4的A)示出了用於在根據上述本發明的第一和第二實施例ECM100、200中使用的基於印刷電路板的側牆結構106、206的第一實施例。通過PCB框架106、206形成的側牆結構包括早先討論的嵌入在框架印刷電路板材料內的通路216，從而通路216與PCB框架的內周邊沿301以及與外周邊沿電絕緣，即，該通路在內邊沿301處不是電暴露的。PCB框架優選通過如下製造:首先，製造基本上平的印刷電路板，其具有與PCB框架106、206的一致的外尺寸。該基本上平的印刷電路板具有上表面以及相反的下表面。所述平的印刷電路板的厚度可以位於0.5mm和3mm之間。結合所述平的印刷電路板的製造,利用通常的PCB製造技術，將所述通路216例如形成為鍍過的通孔或固態導體。同樣地，金屬化層218沉積在PCB框架106、206的外周邊沿上，以提供在所述上和下表面之間延伸並與通路216電絕緣的第二垂直電布線圖案。之後，例如通過衝孔、衝壓、鑽孔、雷射切割等，沿預定的周緣(如破折線345所指示的)切割所述平的印刷電路板的內部部分或島350，以產生平的PCB框架106、206，從而生成所述框架結構。
[0049]圖4的B)描述了用於在ECM100、200中使用的基於印刷電路板的側牆結構106、206的第二實施例。通過PCB框架106、206形成所述側牆結構，除了通路216的布置之外，所述PCB框架是如上結合圖4的A)所述地製造的。在該PCB框架106、206中，通路216包括跨上述的內PCB部分350的上述切割的預定的周緣345布置的鍍的通路。因此，在所述切割操作之後，通路216在PCB框架106、206的內周邊沿301處暴露，以便提供圖1和2上所描述的第一電導線或跡線116、216。
[0050]PCB框架206另外包括第二電跡線或圖案218，其被形成為在所述外牆結構的外周邊沿處的外周金屬化層。因此，所述一個或多個通路216通過印刷電路板材料與第二電跡線或圖案218物理地分開並且電絕緣。第二電跡線或圖案218用於生成在具有其一體形成的穿孔的背板的蓋結構212 (見圖2)和載體的外周金屬化環213 (見圖2)之間的電耦接。
[0051]在不同的類型的應用以及相關聯的電聲性能要求之間，ECM110、200的外尺寸可以改變。在目標針對可攜式終端(諸如，行動電話或智慧型電話)的許多有用實施例中，麥克風殼體具有所示的基本上矩形的外廓形，寬度小於5mm並且長度小於6mm，例如，寬度大約3mm並且長度大約4mm。
【權利要求】
1.一種駐極體電容麥克風，包括:載體，其包括第一和第二電跡線，所述載體包括上表面，所述上表面保持麥克風前置放大器，所述麥克風前置放大器具有電連接到所述第一電跡線的音頻輸入；外側牆結構，其附接到所述載體，以圍繞所述麥克風前置放大器，並且包括承載第一電布線圖案和第二電布線圖案的非導電基底材料，所述第一和第二電布線圖案分別電連接到所述載體的第一和第二電跡線，振膜保持器，其承載導電的麥克風振膜，所述振膜保持器附接到所述側牆結構，以建立所述導電的麥克風振膜與所述第一和第二電布線圖案中的一個之間的電連接，穿孔的導電背板，其包括永久帶電的駐極體層，其中所述導電的穿孔背板包括通過所述側牆結構支持的周界部分，以將所述導電的穿孔背板電連接到所述側牆結構的第一和第二布線圖案中的另一個，並以與所述導電的麥克風振膜間隔開的關係放置所述導電的穿孔背板。
2.根據權利要求1的駐極體電容麥克風，其中所述穿孔的導電背板與麥克風殼體的蓋結構一體地形成，以將所述導電的穿孔背板布置在所述導電的麥克風振膜上方。
3.根據權利要求2的駐極體電容麥克風，其中所述蓋結構被形成為分立部件，其附接到所述側牆結構的上部外周邊沿。
4.根據權利要求3的駐極體電容麥克風，其中所述蓋結構包括基本上平的印刷電路板，其具有支持所述駐極體層的面向內的金屬化表面。
5.根據權利要求3的駐極 體電容麥克風，其中所述蓋結構包括金屬蓋，其具有支持所述駐極體層的面向內的表面。
6.根據權利要求1的駐極體電容麥克風，其中所述外側牆結構包括平的閉合的框架，其包括內周邊沿、外周邊沿、上表面區域和相反的下表面區域；其中所述第一或第二電布線圖案中的一個包括在所述上表面區域和下表面區域之間延伸的一個或多個通路。
7.根據權利要求6的駐極體電容麥克風，其中所述一個或多個通路在所述平的閉合的框架的所述內周邊沿處露出。
8.根據權利要求6的駐極體電容麥克風，其中所述平的閉合的框架包括印刷電路板(PCB)0
9.根據權利要求8的駐極體電容麥克風，其中所述一個或多個通路中的至少一個包括通孔。
10.根據權利要求8的駐極體電容麥克風，其中所述載體、所述側牆結構和所述蓋結構中的至少一個包括多層印刷電路板。
11.根據權利要求1的駐極體電容麥克風，其中所述麥克風前置放大器的音頻輸入通過所述側牆結構的所述第一布線圖案電耦接到所述導電的麥克風振膜，而所述穿孔的導電背板通過所述側牆結構的第二布線圖案電耦接到麥克風前置放大器的AC地節點。
12.根據權利要求11的駐極體電容麥克風，其中所述第二布線圖案包括部分覆蓋所述側牆結構的所述外周邊沿的外部金屬化層。
13.根據權利要求1的駐極體電容麥克風，其中所述麥克風前置放大器集成在半導體管芯或電路上，所述半導體管芯被附接到所述載體的上表面，並通過導線接合和倒裝晶片安裝中的一種電連接到所述第一和第二導線跡線。
14.根據權利要求1的駐極體電容麥克風，其中所述載體、所述側牆結構以及所述蓋結構被布置來形成基本上閉合的麥克風殼體，其包括延伸通過所述蓋部分的至少一個聲音埠，允許聲音傳播到所述導電的麥克風振膜。
15.根據權利要求14的駐極體電容麥克風，其中所述基本上閉合的麥克風殼體具有寬度小於5mm且長度小於6mm的基本上矩形的外廓形。
16.根據權利要求6的駐極體電容麥克風，其中所述載體和所述外側牆結構利用布置在所述載體的所述第一和第二電跡線上的相應的露出的焊盤上的導電粘合劑和焊料凸塊中的一方以及在所述側牆結構的所述下表面區域處的所述第一和第二布線圖案的露出的焊盤而接合在一起。
17.—種製造用於駐極體電容麥克風的殼體的方法，包括以下步驟:a)產生電子部件載體，其上設置有第一和第二彼此絕緣的電跡線，b)製造基本上平的印刷電路板，其具有上表面和相反的下表面，c)在所述平的印刷電路板中提供在所述上表面和相反的下表面之間延伸的第一垂直電布線圖案，d)在所述平的印刷電路板中提供在所述上表面和相反的下表面之間延伸的第二垂直電布線圖案，e)沿預定的周緣切割所述平的印刷電路板的內部部分，以產生具有內周界邊沿的平的印刷電路板框架，f)製造第二基本上平的印刷電路板，其具有上表面和相反的下表面，所述下表面包括導電層，g)在所述導電層上沉積永久帶電的駐極體層，h)提供振膜組件，其包括緊固到振膜保持器的導電的麥克風振膜，i)將所述平的印刷電路板框架緊固到所述載體的上表面的外周界，以將所述第一和第二彼此絕緣的電跡線電連接到所述平的印刷電路板的第一和第二垂直電布線圖案，j)將所述振膜組件緊固到所述平的印刷電路板框架的內周界邊沿，k)將所述第二基本上平的印刷電路板緊固到具有向內取向的駐極體層的所述平的印刷電路板框架。
【文檔編號】H04R19/01GK103517190SQ201310246516
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月20日 優先權日:2012年6月21日
【發明者】C·利勒倫德 申請人:亞德諾半導體股份有限公司