电磁麦克风的制作方法

本发明涉及声电领域，具体指一种电磁麦克风。

背景技术：

1、麦克风作为语音通讯的基础器件，经过多年的发展，现已在多领域进行应用。所有麦克风（传统麦克风和mems麦克风）都通过柔性膜片感应声波，在声波压力下，膜片会发生位移。

2、目前，市场上大部分的麦克风都使用电容技术来探测声音，电容式mems麦克风的工作原理是测量柔性膜片和固定背板之间的电容。声波带来的气压变化会导致膜片发生位移，空气可穿过背板上的小孔，因此背板的位置不会发生改变。在膜片的移动过程中，膜片与背板之间的距离会发生改变，最终导致两者之间的电容值发生改变，从而实现声电转换。然而，电容式mems麦克风存在阻抗大、噪声大以及背板吸膜的问题，大大降低了麦克风的可靠性。

3、因而有必要研究一种新的麦克风。

技术实现思路

1、本发明针对解决麦克风存在阻抗大、噪声大以及背板吸膜的问题，而提供一种新型无背板结构的电磁麦克风。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种电磁麦克风，其包括电路板、与所述电路板盖接以围合形成收容空间的外壳以及声传感器，所述电路板和所述外壳中的其中一方上贯穿设有与所述收容空间连通的声孔，所述声传感器包括：基底，设于所述收容空间内并固定于所述电路板，所述基底具有空腔； 振动件，固设于所述基底背离所述电路板的一侧并覆盖所述空腔，外界声波经所述声孔作用于所述振动件上，所述振动件包括固定于所述基底的振膜及具有磁场的磁元件，所述磁元件固定于所述振膜上；以及，线圈；其中，所述振动件振动时，所述线圈切割所述磁元件的磁场以产生电信号。

3、作为一种改进，所述磁元件为磁性薄膜。

4、作为一种改进，所述磁元件具有各向异性磁场。

5、作为一种改进，所述磁元件在所述基底上的正投影位于所述空腔的范围内。

6、作为一种改进，所述电路板具有相对设置的外表面和内表面，所述基底固定于所述内表面，所述线圈包括线圈部以及自所述线圈部引出的第一引线部和第二引线部，其中，所述线圈部切割所述磁元件的磁场。

7、作为一种改进，所述线圈集成于所述电路板内。

8、作为一种改进，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述外表面，且所述第一引线部和所述第二引线部均在所述外表面与外部电路电连接。

9、作为一种改进，所述第一引线部在所述外表面形成与外部电路电连接的第一焊盘，所述第二引线部在所述外表面形成与外部电路电连接的第二焊盘。

10、作为一种改进，所述电磁麦克风还包括固定于所述内表面的集成电路芯片，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述内表面，且所述第一引线部和所述第二引线部在所述内表面与所述集成电路芯片电连接。

11、作为一种改进，所述线圈部包括沿所述振动件的振动方向依次间隔设置的多层平面线圈以及将相邻两层所述平面线圈串联连接的电连接部，所述电路板包括设于相邻两所述平面线圈之间的连接孔，所述连接孔被所述电连接部填充，其中，所述多层平面线圈包括引出所述第一引线部的第一平面线圈以及引出所述第二引线部的第二平面线圈。

12、作为一种改进，所述线圈集成于所述基底内。

13、作为一种改进，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述基底背离所述振膜的一侧，所述电路板内集成有自所述内表面延伸至所述外表面的连接电路，所述连接电路在所述外表面与外部电路电连接，所述连接电路还在所述内表面与所述第一引线部和所述第二引线部电连接。

14、作为一种改进，所述连接电路在所述外表面形成与外部电路电连接的第三焊盘和第四焊盘。

15、作为一种改进，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述基底背离所述振膜的一侧，所述电磁麦克风还包括固定于所述内表面的集成电路芯片，所述电路板内集成有连接电路，所述连接电路的一端在所述内表面与所述第一引线部和所述第二引线部电连接，其另一端在所述内表面与所述集成电路芯片电连接。

16、作为一种改进，所述基底包括固设于所述振膜上的第一绝缘层、固设于所述内表面上的第二绝缘层以及中间绝缘层，所述第二绝缘层上贯穿设有第一孔以及被所述第二引线部填充的第二孔，所述中间绝缘层上贯穿设有过孔以及与所述第一孔连通的第三孔，所述第一引线部包括填充所述第一孔的第一导电部以及填充所述第三孔的第二导电部，所述线圈部设于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述线圈部包括间隔设置的多层平面线圈以及将相邻两层所述平面线圈串联连接的电连接部，相邻两层所述平面线圈之间设有一所述中间绝缘层，所述过孔被所述电连接部填充。

17、作为一种改进，所述线圈集成于所述基底内的成型方法包括以下步骤：步骤一、在第一绝缘层上沉积形成平面线圈；步骤二、在平面线圈上沉积形成中间绝缘层粗坯；步骤三、在中间绝缘层粗坯上蚀刻形成过孔和第三孔以形成中间绝缘层；步骤四、在过孔内沉积形成电连接部；步骤五、在第三孔内沉积形成第二导电部；步骤六、在中间绝缘层上沉积形成平面线圈；步骤七、依次重复步骤二至步骤六；步骤八、在平面线圈上沉积形成第二绝缘层粗坯；步骤九、在第二绝缘层粗坯上蚀刻形成第一孔和第二孔以形成第二绝缘层；步骤十、在第一孔内沉积形成第一导电部；步骤十一、在第二孔内沉积形成第二引线部。

18、作为一种改进，所述集成电路芯片包括与所述线圈电连接的信号处理模块以及与所述信号处理模块电连接的信号检测模块，其中，所述电信号经所述信号处理模块处理后被所述信号检测模块接收并输出以获取外界声波信号的信息。

19、作为一种改进，所述信号检测模块还根据接收的所述电信号输出控制信号至所述线圈以使所述线圈产生反向作用力于所述磁元件的电磁力，所述电磁力和外界声波对所述振动件的作用力相互抵消。

20、作为一种改进，所述信号处理模块包括与所述线圈电连接的信号放大单元、与所述信号放大单元电连接的模数转换单元以及连接所述模数转换单元和所述信号检测模块的滤波单元。

21、本发明的有益效果是：声传感器包括具有空腔的基底、振动件及线圈，基底设于收容空间内并固定于电路板，振动件包括振膜及具有磁场的磁元件，振膜固设于基底背离电路板的一侧并覆盖空腔，磁元件固定于振膜上，当外界声波作用于振动件时，磁元件和振膜产生相同的位移和振动，从而引起磁元件和线圈的相对距离发生改变，此时线圈切割磁元件形成的磁场，根据电磁感应定律，线圈中产生电流且其两端产生电压（即线圈切割磁元件形成的磁场而产生电信号）而实现声电转换，通过检测线圈产生的电流和电压可获得外界声波信号。相较于传统电容式麦克风，本发明的电磁麦克风无背板结构，不仅极大地降低了阻尼和噪声，而且也避免了吸膜损坏的问题，从而提高了电磁麦克风的可靠性。

技术特征：

1.一种电磁麦克风，其包括电路板、与所述电路板盖接以围合形成收容空间的外壳以及声传感器，所述电路板和所述外壳中的其中一方上贯穿设有与所述收容空间连通的声孔，其特征在于，所述声传感器包括：基底，设于所述收容空间内并固定于所述电路板，所述基底具有空腔；振动件，固设于所述基底背离所述电路板的一侧并覆盖所述空腔，外界声波经所述声孔作用于所述振动件上，所述振动件包括固定于所述基底的振膜及具有磁场的磁元件，所述磁元件固定于所述振膜上；以及，线圈；其中，所述振动件振动时，所述线圈切割所述磁元件的磁场以产生电信号。

2.根据权利要求1所述的电磁麦克风，其特征在于，所述磁元件为磁性薄膜。

3.根据权利要求2所述的电磁麦克风，其特征在于，所述磁元件具有各向异性磁场。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电磁麦克风，其特征在于，所述磁元件在所述基底上的正投影位于所述空腔的范围内。

5.根据权利要求1所述的电磁麦克风，其特征在于，所述电路板具有相对设置的外表面和内表面，所述基底固定于所述内表面，所述线圈包括线圈部以及自所述线圈部引出的第一引线部和第二引线部，其中，所述线圈部切割所述磁元件的磁场。

6.根据权利要求5所述的电磁麦克风，其特征在于，所述线圈集成于所述电路板内。

7.根据权利要求6所述的电磁麦克风，其特征在于，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述外表面，且所述第一引线部和所述第二引线部均在所述外表面与外部电路电连接。

8.根据权利要求7所述的电磁麦克风，其特征在于，所述第一引线部在所述外表面形成与外部电路电连接的第一焊盘，所述第二引线部在所述外表面形成与外部电路电连接的第二焊盘。

9.根据权利要求6所述的电磁麦克风，其特征在于，所述电磁麦克风还包括固定于所述内表面的集成电路芯片，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述内表面，且所述第一引线部和所述第二引线部在所述内表面与所述集成电路芯片电连接。

10.根据权利要求6-9中任何一项所述的电磁麦克风，其特征在于，所述线圈部包括沿所述振动件的振动方向依次间隔设置的多层平面线圈以及将相邻两层所述平面线圈串联连接的电连接部，所述电路板包括设于相邻两所述平面线圈之间的连接孔，所述连接孔被所述电连接部填充，其中，所述多层平面线圈包括引出所述第一引线部的第一平面线圈以及引出所述第二引线部的第二平面线圈。

11.根据权利要求5所述的电磁麦克风，其特征在于，所述线圈集成于所述基底内。

12.根据权利要求11所述的电磁麦克风，其特征在于，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述基底背离所述振膜的一侧，所述电路板内集成有自所述内表面延伸至所述外表面的连接电路，所述连接电路在所述外表面与外部电路电连接，所述连接电路还在所述内表面与所述第一引线部和所述第二引线部电连接。

13.根据权利要求12所述的电磁麦克风，其特征在于，所述连接电路在所述外表面形成与外部电路电连接的第三焊盘和第四焊盘。

14.根据权利要求11所述的电磁麦克风，其特征在于，所述第一引线部和所述第二引线部均延伸至所述基底背离所述振膜的一侧，所述电磁麦克风还包括固定于所述内表面的集成电路芯片，所述电路板内集成有连接电路，所述连接电路的一端在所述内表面与所述第一引线部和所述第二引线部电连接，其另一端在所述内表面与所述集成电路芯片电连接。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的电磁麦克风，其特征在于，所述基底包括固设于所述振膜上的第一绝缘层、固设于所述内表面上的第二绝缘层以及中间绝缘层，所述第二绝缘层上贯穿设有第一孔以及被所述第二引线部填充的第二孔，所述中间绝缘层上贯穿设有过孔以及与所述第一孔连通的第三孔，所述第一引线部包括填充所述第一孔的第一导电部以及填充所述第三孔的第二导电部，所述线圈部设于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述线圈部包括间隔设置的多层平面线圈以及将相邻两层所述平面线圈串联连接的电连接部，相邻两层所述平面线圈之间设有一所述中间绝缘层，所述过孔被所述电连接部填充。

16.根据权利要求15所述的电磁麦克风，其特征在于，所述线圈集成于所述基底内的成型方法包括以下步骤：步骤一、在第一绝缘层上沉积形成平面线圈；步骤二、在平面线圈上沉积形成中间绝缘层粗坯；步骤三、在中间绝缘层粗坯上蚀刻形成过孔和第三孔以形成中间绝缘层；步骤四、在过孔内沉积形成电连接部；步骤五、在第三孔内沉积形成第二导电部；步骤六、在中间绝缘层上沉积形成平面线圈；步骤七、依次重复步骤二至步骤六；步骤八、在平面线圈上沉积形成第二绝缘层粗坯；步骤九、在第二绝缘层粗坯上蚀刻形成第一孔和第二孔以形成第二绝缘层；步骤十、在第一孔内沉积形成第一导电部；步骤十一、在第二孔内沉积形成第二引线部。

17.根据权利要求9或14所述的电磁麦克风，其特征在于，所述集成电路芯片包括与所述线圈电连接的信号处理模块以及与所述信号处理模块电连接的信号检测模块，其中，所述电信号经所述信号处理模块处理后被所述信号检测模块接收并输出以获取外界声波信号的信息。

18.根据权利要求17所述的电磁麦克风，其特征在于，所述信号检测模块还根据接收的所述电信号输出控制信号至所述线圈以使所述线圈产生反向作用力于所述磁元件的电磁力，所述电磁力和外界声波对所述振动件的作用力相互抵消。

19.根据权利要求17所述的电磁麦克风，其特征在于，所述信号处理模块包括与所述线圈电连接的信号放大单元、与所述信号放大单元电连接的模数转换单元以及连接所述模数转换单元和所述信号检测模块的滤波单元。

技术总结
一种电磁麦克风，其包括电路板、与电路板盖接以围合形成收容空间的外壳以及声传感器，电路板和外壳中的其中一方上贯穿设有与收容空间连通的声孔，声传感器包括：基底，设于收容空间内并固定于电路板，基底具有空腔；振动件，固设于基底背离电路板的一侧并覆盖空腔，外界声波经声孔作用于振动件上，振动件包括固定于基底的振膜及具有磁场的磁元件，磁元件固定于振膜上；以及，线圈；其中，振动件振动时，线圈切割磁元件的磁场以产生电信号。相较于传统电容式麦克风，本发明的电磁麦克风无背板结构，不仅极大地降低了阻尼和噪声，而且也避免了吸膜损坏的问题，从而提高了电磁麦克风的可靠性。

技术研发人员：李博,赵转转,王凯杰,陈宇,张睿,李杨
受保护的技术使用者：瑞声光电科技（常州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19