Модуль микрофона и электронное устройство Российский патент 2021 года по МПК H04R1/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к области технологии электронных устройств, в частности к модулю микрофона и электронному устройству.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Модуль микрофона является неотъемлемой частью электронного устройства. Как правило, модуль микрофона содержит корпус, сформированный с полостью и акустическим приемным отверстием, а также преобразователь сигналов, расположенный в полости. Преобразователь сигналов содержит вибрирующую мембрану, которая расположена в соответствии с акустическим приемным отверстием. Акустический сигнал передается в полость через акустическое приемное отверстие и вызывает вибрацию вибрирующей мембраны, и, таким образом, акустический сигнал преобразуется в электрический сигнал с помощью преобразователя сигналов.

[0003] Однако в практических применениях загрязнения извне модуля микрофона также могут проникать в полость через акустическое приемное отверстие и попадать на вибрирующую мембрану. По мере того как загрязнения, попадающие на вибрирующую мембрану, накапливаются все больше и больше, при нормальных вибрациях вибрирующей мембраны эти загрязнения могут поцарапать или проколоть вибрирующую мембрану, в результате чего модуль микрофона не сможет работать нормально, так что сокращается срок службы модуля микрофона.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Настоящее изобретение предлагает модуль микрофона и электронное устройство для устранения недостатков предшествующего уровня техники.

[0005] Первый аспект настоящего изобретения предлагает модуль микрофона, содержащий: корпус, сформированный с полостью и акустическим приемным отверстием, связанными друг с другом; печатную плату, соединенную с корпусом для закрытия полости; адгезивный элемент, помещенный в полости; и преобразователь сигналов, помещенный в полости, для преобразования акустического сигнала в электрический сигнал.

[0006] Опционально, адгезивный элемент содержит первый адгезивный элемент, прикрепленный к внутренней стенке корпуса.

[0007] Опционально, первый адгезивный элемент покрывает внутреннюю стенку корпуса.

[0008] Опционально, первый адгезивный элемент проходит из полости в акустическое приемное отверстие и прикреплен к боковой стенке акустического приемного отверстия.

[0009] Опционально, адгезивный элемент содержит второй адгезивный элемент, прикрепленный к печатной плате.

[0010] Опционально, модуль микрофона дополнительно содержит соединительный слой.

[0011] Соединительный слой может иметь противоположные адгезивные поверхности, и эти противоположные адгезивные поверхности соответственно соединены с адгезивным элементом и целевым носителем адгезивного элемента.

[0012] Опционально, печатная плата представляет собой гибкую печатную плату.

[0013] Опционально, печатная плата содержит первую гибкую печатную плату, расположенную в соответствии с полостью.

[0014] На первой гибкой печатной плате имеются прорези, и соединительные линии соседних прорезей распределены концентрически.

[0015] Опционально, печатная плата содержит вторую гибкую печатную плату, расположенную снаружи полости, и прорези с чередующимся распределением имеются на второй гибкой печатной плате.

[0016] Опционально, прорези имеют дугообразные концы.

[0017] Опционально, преобразователь сигналов содержит модуль интегральной схемы, подключенный к гибкой печатной плате, и модуль интегральной схемы содержит компоненты с окружающей структурой.

[0018] Второй аспект настоящего изобретения предлагает электронное устройство, содержащее модуль микрофона, выполненный в соответствии с первым аспектом.

[0019] Технические предложения, предлагаемые вариантами осуществления настоящего изобретения, могут давать следующие полезные результаты.

[0020] Поскольку в полости помещен адгезивный элемент, следовательно, загрязнения, попадающие в полость через акустическое приемное отверстие, могут непосредственно прилипать к адгезивному элементу, избегая контакта с компонентами, отличными от адгезивного элемента в полости. Кроме того, загрязнения в полости прилипают к адгезивному элементу во время движения, например, при встряхивании модуля микрофона, что предотвращает повторное соприкосновение загрязнений с компонентами, отличными от адгезивного элемента. Для вибрирующей мембраны, помещенной в полости, с одной стороны, количество загрязнений, контактирующих с вибрирующей мембраной, может быть уменьшено с помощью адгезивного элемента, а с другой стороны, можно избежать повторного контакта загрязнений с вибрирующей мембраной. В свою очередь, это помогает ослабить воздействие загрязнений на вибрирующую мембрану и ее износ, избежать повреждения вибрирующей мембраны и обеспечить нормальное использование модуля микрофона и продление срока службы модуля микрофона.

[0021] Следует понимать, что приведенное выше общее описание и последующее подробное описание являются только иллюстративными и не ограничивают настоящее изобретение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0022] Прилагаемые чертежи включены в описание и составляют его часть; они показывают варианты осуществления, согласующиеся с настоящим изобретением, и используются вместе с описанием для объяснения принципов настоящего изобретения.

[0023] Фиг. 1 представляет вид в разрезе модуля микрофона в соответствии с примером осуществления;

[0024] Фиг. 2 представляет схему модуля микрофона в соответствии с другим примером осуществления;

[0025] Фиг. 3 представляет схему модуля микрофона в соответствии с другим примером осуществления;

[0026] Фиг. 4 представляет вид в разрезе соединения между адгезивным элементом и корпусом в соответствии с примером осуществления;

[0027] Фиг. 5 представляет вид в разрезе соединения между адгезивным элементом и корпусом, проиллюстрированный другим примером осуществления;

[0028] Фиг. 6 представляет собой схематический вид сверху модуля микрофона в соответствии с примером осуществления;

[0029] Ссылочные позиции на чертежах:

[0030] 1, корпус;

[0031] 11, полость;

[0032] 12, акустическое приемное отверстие;

[0033] 2, адгезивный элемент;

[0034] 21, первый адгезивный элемент;

[0035] 22, второй адгезивный элемент;

[0036] 3, печатная плата;

[0037] 31, первая гибкая печатная плата;

[0038] 32, вторая гибкая печатная плата;

[0039] 4, преобразователь сигналов;

[0040] 41, вибрирующая мембрана;

[0041] 7, модуль интегральной схемы;

[0042] 5, соединительный слой;

[0043] 6, прорезь.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0044] Примеры осуществления будут подробно проиллюстрированы, и их примеры показаны на прилагаемых чертежах. В приведенном ниже описании и на прилагаемых чертежах, если не указано иное, одинаковые цифры на разных чертежах представляют одинаковые или подобные элементы. Варианты осуществления, описанные ниже, не ограничивают настоящее изобретение. Напротив, они являются просто примерами устройств и способов, определенных прилагаемой формулой изобретения и согласующихся с некоторыми аспектами настоящего изобретения.

[0045] Фиг. 1 представляет вид в разрезе модуля микрофона, проиллюстрированного примером осуществления. Как показано на фиг. 1, модуль микрофона содержит корпус 1, адгезивный элемент 2, печатную плату 3 и преобразователь 4 сигналов.

[0046] В варианте осуществления корпус 1 сформирован с полостью 11 и акустическим приемным отверстием 12, которые связаны друг с другом. Адгезивный элемент 2 помещен в полости. Печатная плата 3 и корпус 1 соединены для герметизации дна полости 11. В полости 11 помещен преобразователь 4 сигналов для преобразования акустического сигнала в электрический сигнал.

[0047] В качестве варианта осуществления, преобразователь 4 сигналов содержит компонент преобразования сигналов, такой как вибрирующая мембрана 41. В таком случае вибрирующая мембрана 41 располагается в соответствии с акустическим приемным отверстием 12. Акустические волны вводятся в полость 11 через акустическое приемное отверстие 12 в полости 11. Далее преобразователь 4 сигналов, расположенный в полости 11 и электрически соединенный с печатной платой 3, принимает акустические волны. Вибрирующая мембрана 41 в преобразователе 4 сигналов вибрирует в ответ на акустические волны, чтобы генерировать электрические сигналы, соответствующие акустическим волнам.

[0048] Поскольку адгезивный элемент 2 помещен в полости 11, загрязнения, попадающие в полость 11 через акустическое отверстие 12, могут непосредственно прилипать к адгезивному элементу 2, что предотвращает их контакт с компонентами, отличными от адгезивного элемента 2 полости 11. Кроме того, загрязнения в полости 11 могут прилипать к адгезивному элементу 2 при выполнении различных операций, например встряхивании модуля микрофона, что предотвращает повторный контакт загрязнений с компонентами, отличными от адгезивного элемента 2 в полости.

[0049] В частности, для компонента преобразования сигналов, примером которого является вибрирующая мембрана 41 в вышеприведенном варианте осуществления, благодаря используемому модулю микрофона, предусмотренному в варианте осуществления настоящего изобретения, с одной стороны, количество загрязнений, находящихся в контакте с вибрирующей мембраной 41, может быть сокращено за счет прилипания загрязнений к адгезивному элементу 2, и, с другой стороны, можно избежать повторных контактов загрязнений с вибрирующей мембраной 41. В результате удары и истирания в отношении вибрирующего элемента 41, вызванные загрязнениями, могут быть уменьшены с помощью адгезивного элемента 2 для предотвращения повреждений вибрирующей мембраны 41 и обеспечения нормальной работы модуля микрофона и продления срока службы модуля микрофона.

[0050] В некоторых вариантах осуществления, опционально, адгезивный элемент 2 может представлять собой листовой элемент, стержневой адгезивный элемент или сетчатый адгезивный элемент и т.д., который помещен в полости 11. В одном варианте осуществления адгезивный элемент 2 имеет структуру в форме листа. Листовая структура способствует увеличению эффективной адгезивной площади адгезивного элемента 2 для достаточного прилипания загрязнений.

[0051] Как показано на фиг. 1, адгезивный элемент 2 содержит первый адгезивный элемент 21, прикрепленный к внутренней стенке корпуса 1. Внутренняя стенка корпуса 1 включает в себя боковые стенки и верхние стенки полости 11, и первый адгезивный элемент 21 может быть помещен на боковых стенках или верхних стенках полости 11, или первый адгезивный элемент 21 может быть прикреплен к внутренней стенке корпуса 1.

[0052] Загрязнения в полости могут быть связаны с помощью первого адгезивного элемента 21, прикрепленного к внутренней стенке корпуса 1. Кроме того, когда первый адгезивный элемент 21 прикреплен к внутренней стенке корпуса 1, это приводит к тому, что адгезивный слой формируется на всей внутренней стенке корпуса 1, так что могут быть достигнуты максимальная площадь адгезии и максимальный эффект адгезии.

[0053] Фиг. 2 представляет схему модуля микрофона, проиллюстрированного другим примером осуществления. Как показано на фиг. 2, первый адгезивный элемент 21 проходит из полости 11 в акустическое приемное отверстие 12 и прикреплен к боковой стенке акустического приемного отверстия 12.

[0054] Посредством первого адгезивного элемента 21, проходящего в акустическое приемное отверстие 12, можно предотвратить попадание загрязнений в полость 11 через акустическое приемное отверстие 12, и количество загрязнений, поступающих в полость 11, существенно уменьшается. Кроме того, могут быть предотвращены повреждения вибрирующей мембраны 41, вызванные загрязнениями. Кроме того, благодаря тому, что первый адгезивный элемент 21 прикреплен к боковой стенке акустического приемного отверстия, можно избежать загрязнений, блокирующих распространение акустических волн в полость 11 через акустическое приемное отверстие 12.

[0055] Фиг. 3 представляет схему модуля микрофона, проиллюстрированного другим примером осуществления. В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 3, адгезивный элемент 2 содержит второй адгезивный элемент 22, прикрепленный к печатной плате 3. Если некоторые загрязнения не прилипают к первому адгезивному элементу 21, они упадут на печатную плату 3, которая герметизирует полость 11. В этом случае загрязнения, которые попадают на печатную плату 3, прилипают ко второму адгезивному элементу 22. Следует отметить, что в этом варианте осуществления второй адгезивный элемент 22 прикреплен к части печатной платы 3 и покрывает часть печатной платы 3, где не помещено никаких структур, таких как проводные или паяные соединения, и это приводит к тому, что адгезивный слой формируется на печатной плате 3 с пустым рисунком. Таким образом, может быть достигнута эффективная адгезия загрязнений, и в то же самое время может быть гарантирована нормальная работа печатной платы 3.

[0056] Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе адгезивного элемента и корпуса, проиллюстрированных примером осуществления. Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе адгезивного элемента и корпуса, проиллюстрированных другим примером осуществления.

[0057] В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 4, адгезивный элемент 2 непосредственно прикреплен к целевому носителю адгезивного элемента. Когда адгезивный элемент 2 может быть надежно соединен с целевым носителем, адгезивный элемент 2 может быть непосредственно прикреплен к целевому носителю для упрощения процесса производства. В этом варианте осуществления целевым носителем может быть корпус 1 и/или печатная плата 3. На фиг. 4 в качестве примера показан только корпус 1.

[0058] В другом варианте осуществления, как показано на фиг. 5, модуль микрофона дополнительно содержит соединительный слой 5. Соединительный слой 5 имеет противоположные адгезивные поверхности, и противоположные адгезивные поверхности соответственно соединены с адгезивным элементом 2 и целевым носителем. Адгезивный элемент 2 соединен с целевым носителем посредством соединительного слоя 5. В этом варианте осуществления адгезивный элемент 2 имеет вязкость, отличную от вязкости соединительного слоя 5, так что, когда соединительный слой не может быть надежно соединен с целевым носителем, надежное соединение адгезивного элемента 2 и целевого носителя реализуется с помощью соединительного слоя 5. При этом для адгезивного элемента 2 могут быть выбраны различные материалы для достижения желаемого эффекта адгезии. Целевым носителем адгезивного элемента может быть корпус 1 и/или печатная плата 3. На фиг. 5 в качестве примера показан только корпус 1.

[0059] В этом варианте осуществления настоящего изобретения, материал адгезивного элемента 2 конкретным образом не ограничен, например, это может быть вязкий гель, вязкое масло или другой адгезивный материал, используемый в предшествующем уровне техники.

[0060] В одном варианте осуществления, печатная плата 3 содержит гибкую печатную плату. По сравнению с обычной платой печатного монтажа, гибкая печатная плата обладает такими характеристиками как высокая плотность проводников, малый вес, малая толщина и хорошие характеристики изгиба. Модуль микрофона, снабженный гибкой печатной платой, может быть более легко объединен с другими компонентами или модулями благодаря хорошим характеристикам изгиба гибкой печатной платы.

[0061] В этом случае, как показано на фиг. 1, опционально, преобразователь 4 содержит датчик микроэлектромеханических систем (MEMS) и модуль 7 интегральной схемы, при этом датчик MEMS содержит вибрирующую мембрану 41, а модуль 7 интегральной схемы электрически соединен с датчиком MEMS.

[0062] Кроме того, модуль 7 интегральной схемы подключен к гибкой плате и содержит компоненты с окружающей структурой, такие как резистор, конденсатор и т.д. По сравнению с линейной структурой, окружающая структура может уменьшить длину и ширину компонентов и, таким образом, может быть расположена на гибкой печатной плате с меньшей толщиной, что способствует уменьшению размера модуля 7 интегральной схемы, тем самым уменьшая монтажное пространство, необходимое для всего модуля микрофона.

[0063] Фиг. 6 представляет схематичный вид сверху модуля микрофона в соответствии с примером осуществления. В этом варианте осуществления, как показано на фиг. 6, печатная плата 3 содержит первую гибкую печатную плату 31, покрывающую полость 11. На первой гибкой печатной плате 31 расположены прорези 6, и соединительные линии соседних прорезей распределены концентрически.

[0064] Деформируемость первой гибкой печатной платы 31 может быть дополнительно увеличена за счет обеспечения первой гибкой печатной платы 31 прорезями 6. Кроме того, соединительные линии соседних прорезей 6 распределены концентрически, чтобы оптимизировать пластичность первой гибкой печатной платы 31, которая может порождать выпуклую деформацию или вогнутую деформацию с центром прорези в качестве вершины. В этом случае первая гибкая печатная плата 31 может быть надежно прикреплена к выступающему или утопленному компоненту для улучшения стабильности монтажа модуля микрофона. Опционально, соединительные линии соседних прорезей 6 могут иметь форму концентрических колец.

[0065] В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 6, печатная плата 3 содержит вторую гибкую печатную плату 32, расположенную снаружи полости 11. На второй гибкой печатной плате 32 расположены прорези 6 с чередующимся распределением.

[0066] Вторая гибкая печатная плата 32, расположенная снаружи полости 11, может соединять модуль микрофона с другими модулями или компонентами. Прорези 6 с чередующимся распределением, расположенные на второй гибкой печатной плате 32, могут дополнительно увеличивать деформируемость второй гибкой печатной платы 32. Например, как показано на фиг. 6, прорези 6 расположены вдоль направления ширины второй гибкой печатной платы 32. В таком случае это помогает повысить эластичность гибкой печатной платы 32. Следует понимать, что при растяжении гибкой печатной платы ширина прорезей 6 увеличивается, и длина гибкой печатной платы 32 увеличивается. Эластичность гибкой печатной платы 32 улучшается благодаря прорезям 6, так что, когда модуль микрофона и подключенные к нему модули или устройства имеют относительные смещения, гибкая печатная плата 32 по-прежнему остается непрерывной, и предотвращается поломка и отрицательное воздействие на нормальное использование модуля микрофона.

[0067] В этом варианте осуществления форма прорезей 6 может изменяться. Например, форма прорезей 6 может быть выбрана из прямоугольника, веретенообразной, линии и т.д. В качестве альтернативы, прорези имеют дугообразный конец, например эллиптической формы и т.д. Концентрация напряжений на концах прорезей 6 уменьшается за счет их дугообразной формы, и предотвращается разрыв печатной платы 3 из-за прорезей 6, что обеспечивает надежность устройства.

[0068] Второй аспект настоящего изобретения предлагает электронное устройство, которое содержит модуль микрофона, предусмотренный первым аспектом, который описан выше. Поскольку электронное устройство имеет модуль микрофона, представленный в соответствии с первым аспектом, описанным выше, электронное устройство также обеспечивает положительный результат, обеспечиваемый модулем микрофона, предложенным согласно первому аспекту, и подробности здесь повторно не описываются.

[0069] Кроме того, в вариантах осуществления настоящего изобретения не существует конкретного ограничения на тип электронного устройства. В качестве иллюстрации, электронное устройство может быть мобильным телефоном, компьютером, ноутбуком, электронным устройством цифрового вещания, игровой консолью, планшетом, медицинским устройством, тренажером для фитнеса, персональным цифровым помощником и т.д.

[0070] Другие варианты осуществления настоящего изобретения могут быть предложены специалистами в данной области техники после рассмотрения данного описания и применения настоящего изобретения на практике. Настоящая заявка предназначена для охвата любых вариаций, использований или адаптаций настоящего изобретения, которые соответствуют общим принципам настоящего изобретения и включают в себя общепринятые общие знания или традиционные технические средства в данной области техники, которые не раскрыты в настоящем описании изобретения. Описание и варианты осуществления рассматриваются только как иллюстративные, а истинные объем и сущность настоящего раскрытия указаны в прилагаемой формуле изобретения.

[0071] Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено точными структурами, описанными выше и показанными на чертежах, и различные модификации и изменения могут быть сделаны в его объеме. Объем настоящего изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Настоящее изобретение предлагает модуль микрофона и электронное устройство и относится к области технологии электронных устройств. Модуль микрофона содержит корпус, печатную плату, преобразователь сигналов и адгезивный элемент. При этом корпус сформирован с полостью и акустическим приемным отверстием, которые связаны друг с другом, с корпусом соединена печатная плата для герметизации дна полости, адгезивный элемент помещен в полости, преобразователь сигналов для преобразования акустического сигнала в электрический сигнал электрически соединен с печатной платой и помещен в полости. Модуль микрофона в соответствии с настоящим изобретением уменьшает возможность контакта загрязнений с вибрирующей мембраной с помощью адгезивного элемента, помещенного в полости, тем самым уменьшая воздействие загрязнений и износ из-за них вибрирующей мембраны, предотвращая повреждение вибрирующей мембраны и обеспечивая нормальное использование модуля микрофона и помогая продлить срок службы модуля микрофона. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Модуль микрофона, содержащий корпус, сформированный с полостью и акустическим приемным отверстием, которые связаны друг с другом; печатную плату, соединенную с корпусом для герметизации дна полости; адгезивный элемент, помещенный в полости; и преобразователь сигналов, помещенный в полости и выполненный с возможностью преобразовывать акустический сигнал в электрический сигнал при этом адгезивный элемент содержит первый адгезивный элемент, прикрепленный к внутренней стенке корпуса и покрывающий внутреннюю стенку корпуса причем первый адгезивный элемент проходит из полости в акустическое приемное отверстие и прикреплен к боковой стенке акустического приемного отверстия.

2. Модуль микрофона по п. 1, в котором адгезивный элемент содержит второй адгезивный элемент, прикрепленный к печатной плате.

3. Модуль микрофона по п. 1 или 2, дополнительно содержащий соединительный слой; при этом соединительный слой имеет противоположные адгезивные поверхности, которые соответственно соединены с адгезивным элементом и целевым носителем адгезивного элемента.

4. Модуль микрофона по п. 1, в котором печатная плата содержит гибкую печатную плату.

5. Модуль микрофона по п. 4, в котором печатная плата содержит первую гибкую печатную плату, покрывающую полость; при этом на первой гибкой печатной плате имеются прорези, и соединительные линии соседних прорезей распределены концентрически.

6. Модуль микрофона по п. 4, в котором печатная плата содержит вторую гибкую печатную плату, расположенную снаружи полости; при этом на второй гибкой печатной плате имеются прорези с чередующимся распределением.

7. Модуль микрофона по п. 5 или 6, в котором каждая из прорезей имеет дугообразный конец.

8. Модуль микрофона по п. 4, в котором преобразователь сигналов содержит модуль интегральной схемы, соединенный с гибкой печатной платой, и модуль интегральной схемы содержит компонент, имеющий окружающую структуру.

9. Электронное устройство, содержащее модуль микрофона по любому из пп. 1-8.