用于固定驻极体电容麦克风(ecm)中的部件的装置的制造方法
【专利说明】用于固定驻极体电容麦克风(ECM)中的部件的装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本发明根据35 U.S.C.§ 119(e)要求于2013年5月13日提交的名称为“用于固定驻极体电容麦克风(ECM)中的部件的装置”的美国临时申请N0.61822590的权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
[0003]本申请涉及声学设备并且，更具体地，涉及对这些设备的内部部件进行固定。
【背景技术】
[0004]存在各种类型的声学设备并且一个这种类型的设备是麦克风。在一个不例中，驻极体电容麦克风(ECM)被用于诸如蜂窝电话、视频摄像机、演播室演出麦克风以及头戴式耳机等的设备中。
[0005]在ECM的情况下，声能通过声音端口进入并且使隔膜振动，并且该动作在隔膜和设置在隔膜附近的充电板之间产生电势(电压)的相应变化。该电压表示已经接收到的声能。通常，该电压随后被传送到电路(例如，诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路)。在该电路上可以执行信号的进一步处理。例如，在集成电路处对电压信号执行放大或者滤波功會泛。
[0006]为了使隔膜和充电板的组合正常运转，需要将隔膜和充电板固定在麦克风内部。例如，如果隔膜和充电板间隔的距离以不期望的方式改变(不存在隔膜响应于声能而移动)，则麦克风将不会正常运转。存在将隔膜固定到充电板以及将隔膜固定到外壳的各种方法。充电板和隔膜之间的连接提供了机械支承并且由于其形状有时被称为“联接部(stitch)”。隔膜和外壳之间的连接提供了机械支承以及隔膜的边界周围的气密密封。已经进行了各种尝试来提供机械支承和气密密封，但是这些尝试具有各种缺点。
【附图说明】
[0007]为了更完整地理解本发明，应当参考下面详细的描述和附图，其中:
[0008]图1包括示出根据本发明的各种实施方式的具有联接部的ECM的侧面剖视图；
[0009]图2包括根据本发明的各种实施方式的具有联接部的ECM的透视图；
[0010]图3包括根据本发明的各种实施方式的具有联接部的ECM的顶视图；以及
[0011]图4包括根据本发明的各种实施方式的制造具有联接部的ECM的流程图。
[0012]本领域技术人员应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚起见而示出的。将进一步理解，某些动作和/或步骤是按照特定的发生的顺序描述或者描绘的，本领域技术人员应当理解，关于顺序的这种特殊性不是实际必需的。还应当理解，除了在此另外已经陈述了特定含义之外，在此使用的术语和表述具有作为根据与关于这些术语和表述相应的调查和研究的各自领域中的普通含义。
【具体实施方式】
[0013]在此提供的方法允许声学设备的元件附接到一起。具体地，联接部(典型地，由环氧树脂组成)被用于固定充电板和隔膜，并且在没有声能时，用于保持这些元件之间恒定或者近似恒定的距离。
[0014]在此提供的方法允许声学设备的元件在声学上被密封。具体地，围绕隔膜的边界施敷密封材料(典型地，由环氧树脂组成)以围绕其边界创建气密密封。
[0015]在本方法案的一个优点中，联接部或者其他固定装置可以被制成较小的尺寸并且这允许较小的麦克风以及更为可用的后腔(back volume);因此，提供了更大的麦克风灵敏度。这对于麦克风需要尽可能小的情况(例如，在便携式电子设备中和助听器应用中)是特别有利的。
[0016]在另一个优点中，获得了一致尺寸和形状的联接部。这允许麦克风的可用后腔的较小变化；因此，允许麦克风的较小的灵敏度变化。
[0017]本方法还提供了与仅粘接的联接部相比增加的机械强度，尤其是在其电机部件中。当机械振动影响麦克风时，这允许更好的机械性能。
[0018]本方法还提供了降低的振动敏感能力。换句话说，与仅环氧树脂联接部相比，可以更精确地增加联接部的厚度，这降低了振动敏感度。
[0019]在本方法的另一个优点中，消除了手工环氧树脂联接部“工艺”要求。换句话说，操作者依赖被缓解；因此，麦克风的灵敏度的变化较小。
[0020]在许多这些实施方式中，电机包括隔膜和充电板。隔膜与充电板隔开恒定的距离。使用由结合到聚酰亚胺层上的b阶段环氧树脂(诸如，Kapton (由Dupont公司制造))构成的联接部来固定该间隔。
[0021]现在参照图1和图2，并且描述声学装置100。在该示例中，声学装置是用于ECM的电机。装置100包括充电板102、隔膜104、隔膜环106以及联接部108。在该示例中，这些部件被一起称为ECM电机。
[0022]充电板102是在ECM中使用的常规充电板，并且隔膜104是在ECM设备中使用的常规隔膜(例如，薄膜材料)。环106固定隔膜104。充电板102和隔膜104隔开距离“d”。在没有声能的情况下，该距离d被保持为恒定距离或者近似恒定距离。
[0023]在一个示例中，联接部108由以聚酰亚胺薄膜109支承的“b阶”环氧树脂107构成。聚酰亚胺(例如，Kapton)薄膜在大温度范围(例如，从大约-273到大约+400摄氏度)内保持稳定。聚酰亚胺给予b阶段环氧树脂更坚固的机械结构，这使得易于进行形状设计、裁剪以及操作并且断裂和形变的风险降低。该b阶段环氧树脂粘接到充电板和相邻的隔膜环106以固定电机。
[0024]在联接部108中使用的b阶段环氧树脂是部分固化的环氧树脂的半固态形式。其在混合但部分固化的树脂的液态与完全形成的聚合物的最终状态之间(例如，中间)使用。“B阶段”环氧树脂被短时间地热固化并随后被冷却(淬火)以防止树脂系统的完全聚合。如本文别处所述，该中间固态可以扩展制造选项。可以以多种选项(诸如，以卷状物或薄片)提供B阶段环氧树脂。
[0025]采用已经被部分固化(例如，低于大约百分之10)的环氧树脂，可以用于将部件粘合在一起(即，充电板和隔膜)。换句话说，环氧树脂及其聚合是“阶段式的”以便促进整个过程。稍后，环氧树脂被重新加热以便重激活聚合并完成固化周期。
[0026]以这种方式，并且与其它方法进行比较，将混合/沉积过程(混合树脂和硬化剂，随后将液体沉积在基片上)与固化过程(在沉积液体之后，立即用时间和热量固化液体)分开，从而给制造过程增加了灵活性。
[0027]在图1和图2的系统的操作的一个示例中，声能通过麦克风组件(未示出)中的声音端口进入并且使隔膜104振动，并且该动作产生了隔膜104和充电板102之间的电势(电压)的相应变化。在没有声能时，隔膜104与充电板102隔开恒定或者近似恒定的距离do使用联接部108来固定该间隔以提供机械强度并且确保该距离被保持。
[0028]该电压表示已接收到的声能。通常，该电压随后被传输到电路(例如，诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路)。可以在电路上执行信号的进一步处理。例如，可以在集成电路上对电压信号执行放大或者滤波功能。
[0029]现在参照图3，描述了与图1和图2的示例不同地成形的联接部的另一个示例。图3的元件与图1和图2中的那些元件相同，因此在此不再重复它们的描述。图3示出了联接部可以采用很多不同的形状和尺寸。
[0030]现在参照图4，描述了用联接部制造ECM麦克风的方法的示例。
[0031]在步骤402，将b阶段环氧树脂/聚酰亚胺(例如，Kapton)组件从冷冻存储装置移除。该组件在使用之前被保持冷冻以通过将固化减速来延长其寿命并且使其更容易操纵，这是由于该组件在冷冻或者冷藏状态下没有粘性。在步骤404，裁剪联接部的形状，这可以使用传统的冲模(die stamping)处理或者通过使用激光切割处理来完成。
[0032]在步骤406，环氧树脂/聚酰亚胺(例如，Kapton)联接部被放置到充电板和隔膜环上面，桥接充电板和隔膜环之间的间隙，并且固定住充电板和隔膜环的位置。在步骤408，环氧树脂/聚酰亚胺(例如，Kapton)联接部及其相邻部件(充电板和隔膜环)被放入炉(oven)中并且被加热(例如，以90摄氏度)大约两小时，而炉法使得联接部附着在隔膜和充电板上，并且将它们从炉中取出。
[0033]在该示例中，环氧树脂/聚酰亚胺薄膜组件用作机械支承；然而，应当理解，在此描述的原理也可以应用于其它功能，诸如围绕麦克风隔膜的边界创建气密密封。
[0034]在该示例中，设备是麦克风；然而，应当理解，在此描述的原理可以应用于诸如电枢平衡接收器的其他类型的设备。
[0035]在此描述了本发明的优选实施方式，包括发明人已知的用于执行本发明的最佳模式。应当理解，示出的实施方式仅仅是示例性的，并且不应当认为限制本发明的范围。
【主权项】
1.一种驻极体电容麦克风(ECM)电机装置，该ECM电机装置包括: 隔膜环支承结构，所述隔膜环支承结构限定了通过所述隔膜环支承结构的开口 ； 充电板，该充电板位于所述开口内； 至少一个联接部，该联接部将所述隔膜环支承结构联接到所述充电板； 隔膜，该隔膜被设置为与所述充电板相邻并且总体上与所述充电板处于平行关系；使得所述联接部被配置为固定所述充电板和所述隔膜环，并且使得所述联接部被配置为在没有声能时维持所述充电板和所述隔膜之间的恒定或者近似恒定的距离。2.根据权利要求1的ECM电机装置，其中，所述至少一个联接部具有第一层和第二层。3.根据权利要求2的ECM电机装置，其中，所述第一层包括聚酰亚胺，并且所述第二层包括B阶段环氧树脂。4.根据权利要求1的ECM电机装置，其中，所述至少一个联接部是四个联接部。5.根据权利要求4的ECM电机装置，其中，所述四个联接部被配置为相同的形状。6.—种制造驻极体电容麦克风(ECM)电机装置的方法，该方法包括: 获得ECM电机装置，该ECM电机装置包括充电板、隔膜和隔膜环支承结构； 利用材料构造联接部； 将所述联接部放置到所述ECM电机装置上，以便将所述隔膜环支承结构和所述充电板连接； 加热所述联接部和所述ECM电机装置，以便将所述联接部和所述ECM电机装置固定在一起。7.根据权利要求6的所述方法，其中，所述至少一个联接部具有第一层和第二层。8.根据权利要求7的所述方法，其中，所述第一层包括聚酰亚胺，并且所述第二层包括B阶段环氧树脂。9.根据权利要求6的所述方法，其中，所述至少一个联接部是四个联接部。10.根据权利要求9的所述方法，其中，所述四个联接部被配置为相同的形状。
【专利摘要】一种驻极体电容麦克风(ECM)电机装置包括隔膜环支承结构、充电板和至少一个联接部。该隔膜环支承结构限定了通过该隔膜环支承结构的开口。充电板被设置在该开口内。至少一个联接部将隔膜环支承结构联接到充电板。隔膜被设置为与充电板相邻并且总体上与充电板处于平行关系。联接部被配置成固定充电板和隔膜环，并且联接部被配置成在没有声能时维持充电板与隔膜之间恒定或者近似恒定的距离。
【IPC分类】H01L29/84, H04R19/04
【公开号】CN105284130
【申请号】CN201480025658
【发明人】F·M·内勒
【申请人】美商楼氏电子有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年5月9日
【公告号】DE112014002383T5, US9398389, US20140334646, WO2014186224A1