使用声学端口阻挡的装置测试的制作方法
【专利说明】使用声学端口阻挡的装置测试
[0001]相关申请
[0002]本申请要求在2013年9月14日提交的且标题为“NOISE CONTROL ANDMEASUREMENT USING ACOUSTIC PORT OBSTRUCT1N”的美国临时专利申请N0.61/701，040 的优先权，其全部内容并入本文作为参考。
技术领域
[0003]本发明涉及用于测试麦克风性能的方法和系统。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，本发明提供了一种使用包括插塞的测试设备来测试麦克风封装的方法。将麦克风封装定位在测试设备上，以使麦克风封装的声学输入端口与测试设备的插塞对准。将所述插塞相对于麦克风封装在第一位置和第二位置之间可控地移动，在第一位置，所述声学输入端口不被所述插塞阻挡，在第二位置，所述插塞阻挡所述声学输入端口并限制声压通过所述声学输入端口进入所述麦克风封装。然后在插塞处于第二位置时分析所述麦克风封装的输出。
[0005]在某些实施例中，通过在所述麦克风封装保持静止的同时可控地升高和降低所述插塞来将所述插塞相对于麦克风封装可控地移动。在其他实施例中，通过在所述插塞保持静止的同时可控地升高和降低所述麦克风封装来将所述插塞相对于麦克风封装可控地移动。
[0006]在另一实施例中，本发明提供了一种用于测量对于麦克风封装的非声学噪声的测试设备。该设备包括插塞、封装定位器、致动器和控制器。所述封装定位器保持所述麦克风封装，以使所述麦克风封装的声学输入端口与所述插塞对准。所述致动器将所述插塞相对于所述麦克风封装在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述插塞不阻挡所述麦克风封装的所述声学输入端口，在第二位置，所述插塞阻挡所述声学输入端口并限制声压通过所述声学输入端口进入所述麦克风封装。所述控制器被构造成:能监测所述麦克风封装的输出，并能在所述插塞处于第二位置时将所述麦克风封装的所述输出识别为隔离的非声学噪声的指示。
[0007]本发明的其他方面将通过考虑详细说明书和附图而变得清楚。
【附图说明】
[0008]图1A是根据一个实施例的处于第一位置的进行测试的装置(“DUT”)和测试设备的剖视图。
[0009]图1B是处于第二位置的图1A的测试设备的剖视图。
[0010]图2是使用图1A的测试设备来测试麦克风的方法的流程图。
[0011]图3是用于图1A的测试设备的控制系统的示意图。
[0012]图4A是根据另一实施例的处于第一位置的DUT和测试设备的剖视图。
[0013]图4B是处于第二位置的图4A的测试设备的剖视图。
[0014]图5是底部端口式DUT和具有方形插塞的测试设备的剖视图。
[0015]图6是顶部端口式DUT和具有方形插塞的测试设备的剖视图。
[0016]图7是底部端口式DUT和具有圆形插塞的测试设备的剖视图。
[0017]图8是顶部端口式DUT和具有圆形插塞的测试设备的剖视图。
[0018]图9是底部端口式DUT和具有自定中心式圆锥形插塞的测试设备的剖视图。
[0019]图10是顶部端口式DUT和具有自定中心式圆锥形插塞的测试设备的剖视图。
【具体实施方式】
[0020]在详细阐述本发明的任何实施方式之前，应当理解，本发明在其应用方面不限于在以下说明书中提出的或在附图中示出的结构的详细情形和构件布置方式。本发明能够具有其他实施方式且能够以多种方式来实施或执行。
[0021]图1A示出了 MEMS麦克风封装100的一个示例。MEMS麦克风封装在该示例中包括盖101和安装在基板105上的MEMS麦克风裸片(die) 103。基板105附连至盖101，以形成罩盖MEMS麦克风裸片103的腔室。声学端口开口 107穿过基板105形成。MEMS麦克风裸片103邻近声学端口开口 107安装，从而使声压(即，声音)通过声学端口开口 107进入麦克风封装100并与麦克风裸片103相互感应。麦克风裸片103和相应的电子器件(未示出)输出声压的电子表不。
[0022]麦克风封装(比如麦克风封装100)必须不时地进行测试，以确认它们根据限定的基准运行。也可通过对影响麦克风性能、但是与通过声学端口 107进入声学腔室的真实声音无关的噪声(例如，由合并到麦克风封装中的电子器件引起的电磁噪声/干扰)进行识另IJ、分离和最终控制来改进麦克风封装100的操作。
[0023]图1A示出了测试装置110的一个示例，其通过塞上麦克风封装的声学端口 107来实现噪声隔离。由于声学端口 107被塞上且声压被阻止通过声学端口 107进入，因此麦克风封装100的输出可被分析，以识别和减弱对麦克风封装100的输出信号产生影响的非声学“噪声”。测试装置110包括基部111、多个支承部113、和插塞115。插塞115在该示例中由橡胶制成。然而，在其他构型中，替代性材料(例如，软木)可用于制成插塞115。进行测试的麦克风封装装置(“DUT”)100定位在支承部113上，以使声学端口开口 107与插塞115对准。包括DUT 100的整个测试设备110定位于测试箱内，所述测试箱用于进一步限制和控制施加于DUT 100的声音。
[0024]图2示出了使用测试设备110以在声学上隔离DUT 100的方法。DUT 100放置在测试箱中的测试平台上(步骤201)。DUT 100的声学端口开口 107与插塞115对准。在某些实施例中，DUT接收平台(未示出)位于支承部113之上。DUT接收平台(或“封装定位器”)包括凹进式表面，所述凹进式表面被构造成能接收DUT 100并将DUT 100保持在恰当地对准的位置。
[0025]在DUT 100放置于测试平台上之后，将DUT 100和/或插塞115相对于彼此移动，以使插塞115阻挡声学输入端口 107 (步骤203)。如下将更详细地论述，根据所用插塞的类型，插塞115可完全地或部分地插入声学输入端口 107直至形成密封，或插塞115可放置成与DUT 100的基部105的底表面形成接触、以使整个声学输入端口 107都被插塞115所覆盖。在插塞115移动到位后，应用测试程序以确保麦克风封装100的正确性能(步骤205)。测试程序例如可包括:在声学输入端口 107被塞上时，将声压施加于麦克风封装，并分析麦克风封装的响应或监测麦克风封装的输出，以对影响麦克风封装100的输出的非声学噪声进行识别和控制。
[0026]现在再看图1A，插塞115被示为处于DUT 100下方的第一位置处。在该位置时，声压120 (即，声波)能够进入声学端口开口 107从而被麦克风裸片103探测到。如图1B所示，将插塞115相对于DUT 100升高，同时DUT 100保持静止。将插塞115升高直至声学输入端口 107被阻挡且声压120不能通过声学端口开口 107进入。
[0027]图1A和IB的系统可实施为机械装置，其中，操作员手动地升高插塞以阻挡麦克风封装的声学端口。该系统也可实施为自动化测试线的一部分。作为这种自动化系统的一部分，麦克风封装自动地放置在声学测试腔内的封装定位器上，且插塞自动地升高，然后开始测试协议。图3示出了一个这种自动化系统的示例。控制器301控制测试系统的操作。在该示例中，控制器301包括能够执行存储在存储器303上的指令的微处理器。然而，替代性的构造可实施多个其他类型的控制器，例如包括专用集成电路(“ASIC”)。
[0028]控制器301联接至致动器305，所述致动器305将插塞115相对于测试设备110的基部111升高和降低。致动器305例如可包括可控式液压或气动阀系统。控制器301也联接至麦克风309的输出部。在声学输入端口 107被阻挡时，非声学噪声是“隔离的”，因为声压不作用在麦克风上，且因此麦克风的输出信号更直接地是非声学噪声的指示。
[0029]在某些构型中，控制器301也联接至声源307，所述声源307用于将声压施加于测试箱内的麦克风封装100的外部。测试设备110此时将监测麦克风100的输出，并确认麦克风的输出是否是对从声源施加的声音的恰当响应。
[0030]如上所述，测试设备110包括可控可移动式插塞，该插塞可相对于DUT 100升高直至该插塞恰当地阻挡DUT 100的声学输入端口 107。然而，在其他构型中，插塞保持静止，同时DUT移动到位。图4A示出了一个这样的示例。D