CN206118019U - 一种麦克风的封装体、微型麦克风及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种麦克风的封装体、微型麦克风及移动终端，涉及声电转换领域。所述封装体包括：第一外壳、第二外壳和印制电路板，印制电路板上设置有第一焊盘和第二焊盘；第一外壳通过印制电路板上的第一线路连接第一焊盘，以通过第一焊盘接地，在第一外壳与印制电路板之间形成第一腔体，第一腔体内具有第二外壳；第二外壳通过印制电路板上的第二线路连接第二焊盘，以通过第二焊盘接地，在第二外壳与印制电路板之间形成用于放置麦克风本体的第二腔体；其中，第一线路与第二线路之间开路；第一外壳和第二外壳的材料均为具有电磁屏蔽功能的材料。本实用新型解决麦克风的使用需要考虑天线的干扰的问题，从根源上消除电磁干扰音，优化通话音质。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及声电转换技术，尤其涉及一种麦克风的封装体、微型麦克风及移动终端。
背景技术
随着移动终端产品向小型化、轻薄化及功能的多样化的方向发展，移动终端产品有限的内部空间中各功能组件需要布置得更为紧凑，势必增加了各功能组件中的电子元件遭受电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)的风险，特别地，对于音频***中的麦克风组件，会易于受到天线组件发射的射频信号的辐照，影响麦克风的性能表现。
目前的麦克风，无论是驻极体麦克风或硅麦克风，都是单外壳结构。以微型硅麦克风为例，其结构通常由一个方形线路板和一个方形的外壳构成硅麦克风的外部封装，外壳上设置有用于接收外界声音信号的声孔，在封装内部的线路板上，分别安装有IC芯片和MEMS芯片，其中MEMS芯片为利用MEMS(微机电***)工艺制作，可以将外界的声音信号转变成电信号，MEMS芯片的电极和线路板上的IC芯片电连接，并最终将IC芯片处理过的电信号通过线路板外部表面设置的多个焊盘传输到硅麦克风外部并与外部电路相连接。
发明人在实现本实用新型的过程中发现现有技术中存在如下缺陷：由于目前的麦克风屏蔽电磁干扰的性能比较弱，在使用时需要考虑天线组件的干扰，不能距离天线组件的馈电点太近。然而，这种设计不利于移动终端向小型化、轻薄化的方向发展。
实用新型内容
本实用新型提供一种麦克风的封装体、微型麦克风及移动终端，以达到消除电磁干扰音，优化通话音质的目的，实现麦克风在移动终端中的灵活布局，有利于移动终端朝着小型化、轻薄化方向发展。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种麦克风的封装体，包括：第一外壳、第二外壳和印制电路板，所述印制电路板上设置有第一焊盘和第二焊盘。
所述第一外壳通过所述印制电路板上的第一线路连接第一焊盘，以通过所述第一焊盘接地，在所述第一外壳与所述印制电路板之间形成第一腔体，所述第一腔体内具有所述第二外壳。
所述第二外壳通过所述印制电路板上的第二线路连接第二焊盘，以通过所述第二焊盘接地，在所述第二外壳与所述印制电路板之间形成用于放置麦克风本体的第二腔体。
其中，所述第一线路与所述第二线路之间开路。
所述第一外壳和所述第二外壳的材料均为具有电磁屏蔽功能的材料。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种微型麦克风，该微型麦克风包括上述第一方面所述的封装体，还包括：
麦克风本体，用于获取声音信号后，将所述声音信号转换为电信号并输出至与微型麦克风电连接的外部电路。
所述麦克风本体设置于所述第一腔体内。
第三方面，本实用新型实施例还提供了一种移动终端，该移动终端中集成有如上述第二方面所述的微型麦克风。
本实用新型通过在麦克风外壳之外增加一个外壳，用两层外壳屏蔽电磁干扰，从根源上消除电磁干扰音，优化通话音质。同时，由于在麦克风的外部增加了一个外壳，增强了麦克风本体耐回流焊的能力，增强了麦克风的可靠性。又由于两个外壳均接地，使麦克风既不会受到外界电场的电磁干扰影响，又不会影响外界电场。从而，实现灵活布局麦克风的目的，给移动终端的音频设计带来更多便利。达到了可以将麦克风放置于天线净空区或离天线馈电点很近的区域，为移动终端朝小型化、轻薄化的方向发展提供技术基础的效果。
附图说明
图1a是本实用新型实施例一中的一种麦克风的封装体的主视图；
图1b是本实用新型实施例一中的一种麦克风的封装体的俯视图；
图1c是本实用新型实施例一中的一种麦克风的封装体的左视图；
图2a是本实用新型实施例二中的一种微型麦克风的结构示意图；
图2b是本实用新型实施例二中的一种微型麦克风沿A-A向的剖视图；
图3是本实用新型实施例三中的一种移动终端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1a为本实用新型实施例一提供的一种麦克风的封装体的主视图，本实施例可适用于削弱麦克风的电磁辐射噪音的情况。如图1a所示，该封装体具体包括：第一外壳110、第二外壳120和印制电路板150，所述印制电路板150上设置有第一焊盘130和第二焊盘140。
其中，第一外壳110通过印制电路板150上的第一线路连接第一焊盘130，以通过第一焊盘130接地，在第一外壳110与印制电路板150之间形成第一腔体，第一腔体内具有所述第二外壳120。
第二外壳120通过印制电路板150上的第二线路连接第二焊盘140，以通过第二焊盘140接地，在第二外壳120与印制电路板150之间形成用于放置麦克风本体的第二腔体。
第一外壳110和第二外壳120上均具有音孔，用于拾取声音信号，使声音信号传输至麦克风本体。
替代性地，所述印制电路板150上具有音孔，用于拾取声音信号(音频信号)，使声音信号传输至麦克风本体。
并且，第一线路与第二线路之间开路，避免线路之间的干扰，影响通话质量。示例性的，可以使第一线路和第二线路在印制电路板150上的走线是分开的，从而，实现第一线路和第二线路之间开路。进而，使第一外壳110和第二外壳120可以在不同的地方接地，方便硬件调试。
第一外壳110和第二外壳120的材料均为具有电磁屏蔽功能的材料。示例性地，第一外壳110和第二外壳120均为金属壳体。由于置于电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场反方向作定向移动，致使导体内部的场强处处为零，从而，使第一腔体内的场强为零，屏蔽外部电场对麦克风的电磁干扰。
由于第二外壳120通过第二焊盘140接地，导致第二腔体内及第二腔体的内表面分别出现等量的正、负电荷，对外部电场的贡献恒为零，即第二腔体内的麦克风组件的辐射电场不影响外部电场。据此，可以灵活布局麦克风，不必考虑外部电磁干扰对麦克风的影响，同时，不必考虑麦克风对天线等外部元件产生影响。示例性的，可以将麦克风放置在天线净空区或离天线馈电点较近的区域，而不必担心麦克风与天线之间的电磁干扰。
本实施例的技术方案，通过在麦克风本体之外设计两层外壳，且两层外壳均接地，实现屏蔽电磁干扰，从根源上消除电磁干扰音，优化通话音质。同时，由于在麦克风的外部增加了一个外壳，增强了麦克风本体耐回流焊的能力，增强了麦克风的可靠性。又由于两个外壳均接地，使麦克风既不会受到外界电场的电磁干扰影响，又不会影响外界电场。从而，实现灵活布局麦克风的目的，给移动终端的音频设计带来更多便利。本实施例技术方案解决了目前的麦克风在使用时需要考虑天线的干扰，不能距离天线的馈电点太近的问题，达到了可以将麦克风放置于天线净空区或离天线馈电点很近的区域，为移动终端朝小型化、轻薄化的方向发展提供技术基础。
在上述技术方案的基础上，第一外壳110与第二外壳120之间的间距优选可以是第一外壳110与第二外壳120在长度方向上的距离差的取值范围为0.1mm～5mm(可选择该范围内的任意值)。如图1a所示，L0代表第一外壳110与第二外壳120在长度方向上的距离差。其中，第一外壳110的顶面中垂线与第二外壳120的顶面中垂线重合，且第一外壳110的左侧壁111与第二外壳120的左侧壁121之间的距离差的取值范围为0.1mm～5mm，第一外壳110的右侧壁112与第二外壳120的右侧壁122之间的距离差的取值范围也为0.1mm～5mm。
在上述技术方案的基础上，第一外壳110与第二外壳120之间的间距优选可以是第一外壳110与第二外壳120在宽度方向上的距离差的取值范围为0.1mm～5mm(可选择该范围内的任意值)。图1b为本实用新型实施例一提供的一种麦克风的封装体的俯视图。如图1b所示，W0代表第一外壳110与第二外壳120在宽度方向上的距离差。其中，第一外壳110的顶面中垂线与第二外壳120的顶面中垂线重合，且第一外壳110的前侧壁113与第二外壳120的前侧123壁之间的距离差的取值范围为0.1mm～5mm，第一外壳110的后侧壁114与第二外壳120的后侧壁124之间的距离差的取值范围也为0.1mm～5mm。
在上述技术方案的基础上，第一外壳110与第二外壳120之间的间距优选可以是第一外壳110与第二外壳在高度方向上的距离差的取值范围为0.1mm～5mm(可选择该范围内的任意值)。图1c为本实用新型实施例一提供的一种麦克风的封装体的左视图。如图1c所示，H0代表第一外壳110与第二外壳120在高度方向上的距离差。其中，第一外壳的顶面中垂线与第二外壳120的顶面中垂线重合，且第一外壳110的顶面115与第二外壳120的顶面125壁之间的距离差的取值范围为0.1mm～5mm。
采用上述技术方案设计出的麦克风封装体的好处在于保证麦克风本体封装后的体积尽可能小，减小空间占用，进一步为移动终端朝小型化、轻薄化方向发展提供技术基础。
实施例二
本实用新型实施例二提供一种微型麦克风，该麦克风包括上述任意实施例提供的封装体，还包括麦克风本体，用于获取声音信号后，将所述声音信号转换为电信号并输出至与微型麦克风电连接的外部电路；所述麦克风本体设置于所述第二腔体内。其中，所述微型麦克风包括微型驻极体麦克风或微型硅麦克风。
图2a为本实用新型实施例二提供的一种微型硅麦克风的结构示意图。如图2a所示，麦克风本体包括MEMS微电容传感器230(或ECM驻极体单元230)和放大电路芯片250。麦克风本体被设置于第二外壳220与印制电路板260构成的第二腔体内。第二外壳220位于第一外壳210与印制电路板260构成的第一腔体内。通过两层外壳实现屏蔽电磁干扰，从根源上消除电磁干扰音，优化通话音质。同时，在微型麦克风的焊接过程中，由于在麦克风的外部增加了一个外壳，增强了麦克风本体耐回流焊的能力，增强了麦克风的可靠性。
示例性的，在微型麦克风为微型硅麦克风时，图2b示出了本实施例微型麦克风沿A-A向的剖视图。如图2b所示，麦克风本体包括MEMS微电容传感器230和放大电路芯片250。上述电子器件设置于印制电路板260上，且位于第二腔体内。由于该印制电路板260上，与MEMS微电容传感器230对应的位置具有音孔240，从而，通过MEMS微电容传感器230接收声音。
MEMS微电容极头部分包含接收声音的硅振膜和硅背极。其中，硅振膜可直接将接收到的音频信号经MEMS微电容传感器230转换为音频电信号后，传输至放大电路芯片250。放大电路芯片250可将高阻的音频电信号转换并放大成低阻的音频电信号，输出与移动终端的前置电路相匹配的电信号，通过印制电路板260上设置的多个焊盘将该电信号输出至音频芯片。
示例性的，在微型麦克风是微型驻极体麦克风时，麦克风本体包括ECM驻极体单元和放大电路芯片。其中，ECM驻极体单元包括背极板(电极)、驻极体、垫片和振动膜。背极板的一面上具有驻极体，且背极板与振动膜之间设有垫片，使背极板具有驻极体的一面与振动膜相对且具有一空气隙。从而，形成一个以空气隙和驻极体作为绝缘介质，以背极板和振动膜为两个电极构成的平板电容器。由于驻极体中分布有自由电荷，当声波引起振动膜振动而产生位移时，改变了电容两极板之间的距离，从而引起平板电容器的容量发生变化。电容量的改变使平板电容器的输出端产生相应的交变电场。交变电场作用于平板电容器的输出阻抗，得到与声音信号对应的电信号。由于平板电容器的输出阻抗较高，可以通过放大电路芯片进行阻抗变换，输出与移动终端的前置电路相匹配的电信号，通过印制电路板上设置的多个焊盘将该电信号输出至音频芯片。
本实施例的技术方案，通过在麦克风本体之外设置两层外壳，从根源上消除电磁干扰音，优化通话音质。同时，增强了麦克风本体耐回流焊的能力，增强了麦克风的可靠性。又由于两个外壳均接地，使微型麦克风既不会受到外界电场的电磁干扰影响，又不会因MEMS微电容传感器(或ECM驻极体单元)和放大电路芯片等电子元件的工作时产生的辐射电能影响外界电场。从而，实现灵活布局麦克风的目的，给移动终端的音频设计带来更多便利。本实施例技术方案解决了目前的麦克风在使用时需要考虑天线的干扰，不能距离天线的馈电点太近的问题，达到了可以将微型麦克风放置于天线净空区或离天线馈电点很近的区域，为移动终端朝小型化、轻薄化的方向发展提供技术基础。
实施例三
本实用新型实施例三提供了一种移动终端，该移动终端集成有如上述实施例二所述的微型麦克风。图3为本实用新型实施例三提供的一种移动终端的结构示意图。如图3所示，该移动终端300可以包括：存储器301、中央处理器(Central Processing Unit，以下简称CPU)302、外设接口303、RF(Radio Frequency，射频)电路305、音频芯片306、麦克风311、电源管理芯片308、输入/输出(I/O)子***309、触摸屏312、其他输入/控制设备310以及外部端口304，这些部件通过一个或多个通信总线或信号线307来通信。
应该理解的是，图示移动终端300仅仅是移动终端的一个范例，并且移动终端300可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
下面就本实施例提供的具有上述实施例二提供的微型麦克风的移动终端进行详细的描述，该移动终端以手机为例。
存储器301，所述存储器301可以被CPU302、外设接口303等访问，所述存储器301可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
外设接口303，所述外设接口303可以将设备的输入和输出外设连接到CPU302和存储器301。
I/O子***309，所述I/O子***309可以将设备上的输入输出外设，例如触摸屏312和其他输入/控制设备310，连接到外设接口303。I/O子***309可以包括显示控制器3091和用于控制其他输入/控制设备310的一个或多个输入控制器3092。其中，一个或多个输入控制器3092从其他输入/控制设备310接收电信号或者向其他输入/控制设备310发送电信号，其他输入/控制设备310可以包括物理按钮(按压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、操纵杆、点击滚轮。值得说明的是，输入控制器3092可以与以下任一个连接：键盘、红外端口、USB接口以及诸如鼠标的指示设备。
触摸屏312，所述触摸屏312是用户终端与用户之间的输入接口和输出接口，将可视输出显示给用户，可视输出可以包括图形、文本、图标、视频等。
I/O子***309中的显示控制器3091从触摸屏312接收电信号或者向触摸屏312发送电信号。触摸屏312检测触摸屏上的接触，显示控制器3091将检测到的接触转换为与显示在触摸屏312上的用户界面对象的交互，即实现人机交互，显示在触摸屏312上的用户界面对象可以是运行游戏的图标、联网到相应网络的图标等。值得说明的是，设备还可以包括光鼠，光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由触摸屏形成的触摸敏感表面的延伸。
RF电路305，主要用于建立手机与无线网络(即网络侧)的通信，实现手机与无线网络的数据接收和发送。例如收发短信息、电子邮件等。具体地，RF电路305接收并发送RF信号，RF信号也称为电磁信号，RF电路305将电信号转换为电磁信号或将电磁信号转换为电信号，并且通过该电磁信号与通信网络以及其他设备进行通信。RF电路305可以包括用于执行这些功能的已知电路，其包括但不限于天线***、RF收发机、一个或多个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、CODEC(COder-DECoder，编译码器)芯片组、用户标识模块(Subscriber Identity Module，SIM)等等。
音频芯片306，主要用于从麦克风311获取音频电信号，将该音频电信号通过外设接口303发送给RF电路305，以通过RF电路305将所述音频电信号发送至无线网络，通过无线网络将所述音频信号传输至对应的联系人，可用于通话或发送语音信息给对应联系人的情景。或者，将该音频电信号通过外设接口303发送至CPU302，用于语音控制移动终端的场景。
麦克风311，用于获取用户输入的音频信号，将所述音频信号转化为对应的电音频电信号，并输出至音频芯片306。其中，麦克风311具有实施例一提供的封装结构。在实际使用中该麦克风311的布局不受限制。示例性的，可以使第一外壳通过第一焊盘连接与麦克风距离最近的地。使第二外壳通过第二焊盘连接与麦克风距离最近的地，或者，使第二外壳通过第二焊盘连接音频芯片306的地。通过实际调试确定最佳的接地点。经试验验证，本实施例中的麦克风311与常规麦克风相比，本实施例中麦克风311的封装结构至少可以削弱电磁辐射噪音10dB。
电源管理芯片308，用于为CPU302、I/O子***309及外设接口所连接的硬件进行供电及电源管理。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种麦克风的封装体，其特征在于，包括：第一外壳、第二外壳和印制电路板，所述印制电路板上设置有第一焊盘和第二焊盘；
所述第一外壳通过所述印制电路板上的第一线路连接第一焊盘，以通过所述第一焊盘接地，在所述第一外壳与所述印制电路板之间形成第一腔体，所述第一腔体内具有所述第二外壳；
所述第二外壳通过所述印制电路板上的第二线路连接第二焊盘，以通过所述第二焊盘接地，在所述第二外壳与所述印制电路板之间形成用于放置麦克风本体的第二腔体；
其中，所述第一线路与所述第二线路之间开路；
所述第一外壳和所述第二外壳的材料均为具有电磁屏蔽功能的材料。
2.根据权利要求1所述的麦克风的封装体，其特征在于，所述第一外壳与所述第二外壳在长度方向上的距离差的取值范围为0.1mm～5mm。
3.根据权利要求1所述的麦克风的封装体，其特征在于，所述第一外壳与所述第二外壳在宽度方向上的距离差的取值范围为0.1mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的麦克风的封装体，其特征在于，所述第一外壳与所述第二外壳在高度方向上的距离差的取值范围为0.1mm～5mm。
5.根据权利要求1所述的麦克风的封装体，其特征在于，所述第一外壳和所述第二外壳均为金属壳体。
6.根据权利要求1所述的麦克风的封装体，其特征在于，所述第一外壳和第二外壳上均具有音孔，或者，所述印制电路板上具有音孔。
7.一种微型麦克风，其特征在于，所述微型麦克风包括权利要求1～6中任意一项所述的封装体，还包括：
麦克风本体，用于获取声音信号后，将所述声音信号转换为电信号并输出至与微型麦克风电连接的外部电路；
所述麦克风本体设置于所述第二腔体内。
8.根据权利要求7所述的微型麦克风，其特征在于，所述微型麦克风包括微型驻极体麦克风或微型硅麦克风。
9.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端中集成有如权利要求7～8中任意一项所述的微型麦克风。
10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，第一外壳通过第一焊盘连接与麦克风距离最近的地；
第二外壳通过第二焊盘连接与麦克风距离最近的地，或者，所述第二外壳通过第二焊盘连接音频芯片的地。
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