具有聲管的麥克風(fēng)模塊的制作方法
【專利摘要】一種麥克風(fēng)模塊具有：襯底，其具有允許聲波穿過襯底的孔徑；安裝到所述襯底以限定第一內(nèi)部體積的蓋子；安裝到所述第一內(nèi)部體積內(nèi)的襯底的麥克風(fēng)；以及耦合到所述襯底并覆蓋所述孔徑的外殼。所述外殼形成第二內(nèi)部體積并且包括被配置為允許聲音進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口。所述模塊進(jìn)一步包括導(dǎo)管和至少一個(gè)外部接口墊，所述導(dǎo)管從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸，所述至少一個(gè)外部接口墊位于所述第二內(nèi)部體積的外部。所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝向所述外殼中的聲學(xué)端口的開口端。此外，所述至少一個(gè)外部接口墊電耦合到所述麥克風(fēng)。
【專利說明】具有聲管的麥克風(fēng)模塊
[0001] 優(yōu)先權(quán)
[0002] 本專利申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2011年11月17日，題為"MICROPHONE MODULE"，發(fā)明人 為 Kieran P Harney，Dipak Sengupta，Brian Moss 和 Alain Guery 的美國臨時(shí)專利申請(qǐng) 61/561，121的優(yōu)先權(quán)，通過引用的方式將其公開的內(nèi)容作為整體合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明總體上涉及麥克風(fēng)，更具體的，本發(fā)明涉及用于容納麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0004] 小型麥克風(fēng)系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用范圍，包括用在助聽器、藍(lán)牙耳機(jī)和移動(dòng)電話中。 典型的麥克風(fēng)系統(tǒng)包括麥克風(fēng)兀件，例如，微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)（也稱作"微機(jī)械麥克風(fēng)"、"娃 麥克風(fēng)"或者"微型機(jī)電系統(tǒng)（MEMS)麥克風(fēng)"）。麥克風(fēng)可以包括用于處理麥克風(fēng)元件的電 輸出信號(hào)的板上電路，或者麥克風(fēng)可以與另一個(gè)電路封裝在同一個(gè)封裝中。
[0005] 很多麥克風(fēng)封裝具有底座和蓋子，并且很多麥克風(fēng)被配置為安裝到較大的襯底 (例如，印刷電路板或者較大系統(tǒng)的其他表面）上。例如，封裝的麥克風(fēng)可以安裝到主機(jī)系 統(tǒng)（例如，蜂窩電話）的內(nèi)表面。然而，將麥克風(fēng)系統(tǒng)/封裝的麥克風(fēng)設(shè)置在主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)以 確保聲信號(hào)能夠到達(dá)它們的內(nèi)部的麥克風(fēng)元件是重要的。如果麥克風(fēng)元件放置的離接收這 些信號(hào)的主機(jī)端口（例如，移動(dòng)電話的話筒）太遠(yuǎn)，所述麥克風(fēng)元件可能就無法充分地接收 并轉(zhuǎn)換輸入的聲信號(hào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，麥克風(fēng)模塊包括襯底，所述襯底具有第一側(cè)和與所述 第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。所述襯底具有孔徑，所述孔徑從所述第一側(cè)延伸到第二側(cè)以允許聲 波穿過所述襯底。所述模塊還包括蓋子、麥克風(fēng)和外殼，所述蓋子安裝到所述第一側(cè)以限定 第一內(nèi)部體積，所述麥克風(fēng)安裝到所述第一側(cè)并且位于所述第一內(nèi)部體積內(nèi)，所述外殼耦 合到所述第二側(cè)并且覆蓋所述孔徑。所述外殼和第二側(cè)形成第二內(nèi)部體積，同時(shí)所述外殼 包括被配置為允許聲音進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口。所述模塊進(jìn)一步具有導(dǎo)管和 至少一個(gè)外部接口墊，所述導(dǎo)管從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸，所述至少一個(gè)外部接口墊 位于所述第二側(cè)并且位于所述第二內(nèi)部體積的外部。所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝 向所述外殼中的聲學(xué)端口的開口端。另外，所述至少一個(gè)外部接口墊電耦合到所述麥克風(fēng)。
[0007] 所述外殼具有頂部和至少一個(gè)側(cè)壁。所述聲學(xué)端口從而可以被設(shè)置為穿過所述外 殼的頂部，并且所述導(dǎo)管可以從所述外殼的頂部延伸。備選的或者另外，所述聲學(xué)端口可以 被設(shè)置為穿過所述外殼的側(cè)壁，并且所述導(dǎo)管可以從所述外殼的至少一個(gè)側(cè)壁延伸。所述 外殼還可以包括第二聲學(xué)端口，其中第二導(dǎo)管從所述第二聲學(xué)端口延伸。除了其他形狀之 夕卜，所述導(dǎo)管可以是直的。
[0008] 所述麥克風(fēng)可以包括MEMS麥克風(fēng)，并且所述模塊可以進(jìn)一步包括與所述襯底的 第一側(cè)耦合的電路芯片。此外，所述蓋子可以包括與所述襯底電連接的導(dǎo)電材料。例如，所 述襯底可以具有金屬化的部分，并且所述蓋子可以由金屬制成，并且電連接到所述襯底的 金屬化的部分以防止電磁干擾。
[0009] 外殼可以采用多種不同的配置中的任意一個(gè)。例如，所述外殼可以包括帶有凸緣 的聲管，其中，所述導(dǎo)管具有導(dǎo)管體積，所述導(dǎo)管體積形成大部分的所述第二內(nèi)部體積。在 這種情況下，所述帶有凸緣的導(dǎo)管可安裝成與所述襯底的第二側(cè)基本持平。此外，覆蓋不超 過所述第二側(cè)的一部分的所述外殼可以至少部分的由導(dǎo)電材料制成。
[0010] 在某些實(shí)施例中，所述麥克風(fēng)覆蓋襯底中的孔徑。另外或者可選的，至少一個(gè)外部 接口墊優(yōu)選地是可表面安裝的。內(nèi)部部件可以以多種不同的方式與外部接口墊電連接。例 如，所述模塊可以具有位于所述第一內(nèi)部體積內(nèi)的內(nèi)部接口墊、位于所述內(nèi)部體積內(nèi)的電 路芯片和位于所述內(nèi)部體積內(nèi)的第一和第二焊線（wire bond)。所述第一焊線可以將所述 麥克風(fēng)電連接到所述電路芯片，而所述第二焊線可以將所述電路芯片電連接到所述內(nèi)部接 口墊。所述麥克風(fēng)從而可以通過所述第一焊線、電路芯片、第二焊線和內(nèi)部接口墊與所述第 二側(cè)上的外部接口墊電連接。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，麥克風(fēng)模塊包括襯底，所述襯底具有第一側(cè)和與所 述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。所述襯底具有金屬化的部分，所述襯底還具有孔徑，所述孔徑從所 述第一側(cè)延伸到第二側(cè)以允許聲波穿過所述襯底。所述模塊還包括蓋子、MEMS麥克風(fēng)和電 路芯片，所述蓋子安裝到所述第一側(cè)，所述麥克風(fēng)安裝到所述第一側(cè)并且位于所述第一內(nèi) 部體積內(nèi)，所述電路芯片與所述襯底的第一側(cè)耦合并且與所述麥克風(fēng)電連接。所述第一側(cè) 和蓋子被認(rèn)為限定了第一內(nèi)部體積，并且所述蓋子由導(dǎo)電材料制成。所述蓋子電連接到所 述襯底的金屬化的部分以防止電磁干擾。同樣的，與MEMS麥克風(fēng)的方式類似，所述電路芯 片也安裝到所述第一內(nèi)部體積的內(nèi)部。所述模塊還具有耦合到所述第二側(cè)并且覆蓋所述孔 徑的外殼。所述外殼和第二側(cè)形成第二內(nèi)部體積，并且所述外殼還具有被配置為允許聲音 進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口。所述外殼覆蓋不超過所述襯底的所述第二側(cè)的一部 分。導(dǎo)管從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸。所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝向所述外殼 中的聲學(xué)端口的開口端。另外，所述模塊還具有至少一個(gè)外部的、可表面安裝的接口墊，所 述接口墊位于所述第二側(cè)并且位于所述第二內(nèi)部體積的外部。所述至少一個(gè)外部接口墊電 耦合到所述麥克風(fēng)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，麥克風(fēng)模塊具有：襯底，其具有允許聲波穿過襯底的孔 徑；安裝到所述襯底以限定第一內(nèi)部體積的蓋子；安裝到所述第一內(nèi)部體積內(nèi)的襯底的麥 克風(fēng)；以及耦合到所述襯底并覆蓋所述孔徑的外殼。所述外殼形成第二內(nèi)部體積并且包括 被配置為允許聲音進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口。所述模塊進(jìn)一步包括導(dǎo)管和至少 一個(gè)外部接口墊，所述導(dǎo)管從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸，所述至少一個(gè)外部接口墊位于 所述第二內(nèi)部體積的外部。所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝向所述外殼中的聲學(xué)端口 的開口端。此外，所述至少一個(gè)外部接口墊電耦合到所述麥克風(fēng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 通過下面參考附圖討論的"對(duì)示出的實(shí)施例的描述"，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加全 面地理解本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，附圖立即概述如下：
[0014] 圖1A和1B示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中的MEMS麥克風(fēng)；
[0015] 圖2示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中的封裝的麥克風(fēng)；
[0016] 圖3示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中的封裝的麥克風(fēng)與其他部件一起安裝到電路板 上；
[0017] 圖4A和4B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0018] 圖5A-5H示意性地示出了各種麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0019] 圖6A-6D示意性地示出了各種麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0020] 圖6E示意性地示出了帶有凸緣的聲管的實(shí)施例；
[0021] 圖7A-7D示意性地示出了各種麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0022] 圖8示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0023] 圖9示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0024] 圖10示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0025] 圖11示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0026] 圖12A-12C示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0027] 圖13A-13C示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0028] 圖14示意性地示出了位于主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0029] 圖15A和15B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0030] 圖16A和16B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0031] 圖17A和17B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0032] 圖18和19示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0033] 圖20A-20C示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0034] 圖20D示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0035] 圖21A和21B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0036] 圖22A和22B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0037] 圖23A和23B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0038] 圖24A和24B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0039] 圖25A和25B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0040] 圖26A和26B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0041] 圖27示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0042] 圖28示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0043] 圖29示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0044] 圖30示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0045] 圖31示意性地示出了麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例；
[0046] 圖32A-32E示意性地示出了可以將聲管接入到麥克風(fēng)模塊的方式。

【具體實(shí)施方式】
[0047] 可以將各種麥克風(fēng)模塊的實(shí)施例以多種方式安裝到主機(jī)系統(tǒng)中，因此為系統(tǒng)設(shè)計(jì) 者提供了現(xiàn)有技術(shù)麥克風(fēng)封裝所不具有的靈活性和選擇權(quán)。為此，在各種實(shí)施例中，麥克風(fēng) 模塊具有至少一個(gè)聲學(xué)地連接到其內(nèi)部的麥克風(fēng)元件的聲學(xué)端口。在某些實(shí)施例中，聲學(xué) 端口包括被配置為連接到聲管（或者音頻波導(dǎo)）的結(jié)構(gòu)，可以照原樣使用所述聲管，或者可 以通過連接附加長(zhǎng)度的聲管來延長(zhǎng)所述聲管。聲管將進(jìn)入的聲音引導(dǎo)到聲學(xué)端口。這樣， 可以將麥克風(fēng)模塊安裝到較大的系統(tǒng)內(nèi)，而無需使麥克風(fēng)模塊的孔徑緊鄰聲源或者與具有 對(duì)準(zhǔn)的相應(yīng)的孔徑的結(jié)構(gòu)直接相鄰。實(shí)際上，與
【發(fā)明者】已知的各種現(xiàn)有技術(shù)中的麥克風(fēng)封 裝不同，某些實(shí)施例可以不需要安裝到底層的襯底。
[0048] 麥克風(fēng)（或者"麥克風(fēng)元件"）是響應(yīng)于碰接聲波而產(chǎn)生電信號(hào)的換能器。麥克風(fēng) 的工作依賴于來自聲源的聲波到達(dá)麥克風(fēng)，特別是麥克風(fēng)的振膜的能力。一種類型的麥克 風(fēng)是微型機(jī)電系統(tǒng)（或者"MEMS"）麥克風(fēng)100 (也稱作"微機(jī)械"），圖1A示意性地示出了 麥克風(fēng)100的透視圖，而圖1B示意性地示出了同一個(gè)麥克風(fēng)100的剖視圖。麥克風(fēng)100包 括由背板104上的彈簧102懸掛的振膜101。振膜101和背板104都是導(dǎo)電的，并且彼此之 間電絕緣。這樣，振膜101和背板104就形成電容器。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，能夠以很多不 同的方式配置MEMS麥克風(fēng)，圖1只是一種特定的方式。
[0049] 更具體的，在麥克風(fēng)100中，振膜101和背板104形成可變電容器。在工作時(shí)，振 膜101響應(yīng)于入射聲波而振動(dòng)，從而改變振膜101和背板104之間的縫隙105。除了其他事 項(xiàng)之外，這意味著當(dāng)縫隙105變窄時(shí)，振膜101靠近背板104。振膜101和背板104形成的 可變電容器的電容從而隨碰接聲波而變化?？梢愿鶕?jù)本領(lǐng)域已知的方法對(duì)可變電容進(jìn)行電 處理以產(chǎn)生表不碰接聲波的電信號(hào)。
[0050]
【發(fā)明者】已知的現(xiàn)有技術(shù)中的封裝通常如圖2示意性地示出的，將麥克風(fēng)元件（例 如，麥克風(fēng)100)裝入到具有襯底和蓋子的封裝中。在該附圖中，封裝的麥克風(fēng)200具有安 裝到層壓襯底201的表面201A的麥克風(fēng)203。蓋子202和襯底201的表面201A限定了環(huán) 繞麥克風(fēng)203的內(nèi)部體積。麥克風(fēng)203物理連接到襯底201，并且還通過一個(gè)或者多個(gè)焊線 204電連接到襯底201。
[0051] 襯底201包括允許聲波進(jìn)入到包括麥克風(fēng)203的內(nèi)部體積的孔徑205。某些實(shí)施 例可以備選地或者另外地具有蓋子中的孔徑。
[0052] 如圖3示意性地示出的，可以將封裝的麥克風(fēng)200安裝到印刷電路板300,所述印 刷電路板300通常還包括其他電子元件201。備選的，可以將封裝的麥克風(fēng)200安裝到包含 麥克風(fēng)系統(tǒng)200的系統(tǒng)內(nèi)的另一個(gè)表面。進(jìn)入的聲波穿過印刷電路板中的孔徑302到達(dá)麥 克風(fēng)203,并隨后穿過襯底201中的孔徑205。如圖3所示，因?yàn)楸仨殞⒎庋b系統(tǒng)200安裝 到靠近（實(shí)際上覆蓋）印刷電路板的孔徑302的地方，所以現(xiàn)有技術(shù)中的封裝系統(tǒng)200的 該特定的例子限制了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選擇的自由。
[0053] 相反，圖4A示意性地示出了麥克風(fēng)模塊400的一個(gè)實(shí)施例，其提供了在主機(jī)系統(tǒng) 中使用麥克風(fēng)模塊的更寬的選擇。特別的，麥克風(fēng)模塊400包括引導(dǎo)聲波從遠(yuǎn)端位置進(jìn)入 到系統(tǒng)400的內(nèi)部體積的聲學(xué)端口 412。為此，麥克風(fēng)模塊400包括支撐麥克風(fēng)403的襯底 401、覆蓋麥克風(fēng)403的蓋子406、和外殼410。在該實(shí)施例中，外殼410包括被配置為將整 個(gè)麥克風(fēng)模塊400聲學(xué)地耦合到輸入聲源的兩個(gè)聲學(xué)端口 412。
[0054] 盡管某些實(shí)施例的聲學(xué)端口包括聲管413的短段（其被配置為連接到聲管413的 另一個(gè)部分），但在其他實(shí)施例中，聲學(xué)端口 412是孔徑。聲管通常具有用于接收聲學(xué)信號(hào) 的開口端和連接到外殼410中的聲學(xué)端口 412的端。可以通過麥克風(fēng)系統(tǒng)將會(huì)使用的主機(jī) 系統(tǒng)的機(jī)械和聲學(xué)特性來至少部分地定義聲管的尺寸。除了其他事項(xiàng)之外，聲管的長(zhǎng)度和 直徑可以定義聲學(xué)性能，例如在某些情況下可能期望得到的共振。僅作為一個(gè)例子，在某些 實(shí)施例中，聲管可以具有直徑為0. 5毫米的圓形橫截面，并且長(zhǎng)度為5毫米。聲管可以是直 的，或者可以包括一個(gè)或者多個(gè)帶有弧度、角度或者彎曲的部分。
[0055] 特別的，模塊400具有襯底401，所述襯底401具有第一側(cè)401A和第二側(cè)401B。襯 底401可以是層壓板（例如，BT)或者其他材料（例如，F(xiàn)R-4、預(yù)成型的引線框架封裝基座、 或者陶瓷載體），并且所述襯底401可以包括用于提供接地、電源、和/或麥克風(fēng)模塊400的 其他部件的其他電互連的導(dǎo)電元件。作為另一個(gè)例子，襯底401作為法拉第籠的一部分為 安裝在其內(nèi)部的麥克風(fēng)403提供電磁屏蔽。
[0056] 襯底401包括在第一側(cè)401A和第二側(cè)401B之間延伸的至少一個(gè)孔徑402。將麥 克風(fēng)403和電路芯片/ASIC404安裝到第一側(cè)，并且麥克風(fēng)403優(yōu)選地橫跨/覆蓋孔徑402。 然而，某些實(shí)施例不要求麥克風(fēng)403覆蓋孔徑402。例如，麥克風(fēng)403可以靠近但不覆蓋孔 徑 402。
[0057] ASIC404電耦合到麥克風(fēng)403并對(duì)麥克風(fēng)403的輸出進(jìn)行處理。ASIC的輸出又耦 合到第一側(cè)401A上的一個(gè)或者多個(gè)外部接口墊405。接口墊405可以耦合到主機(jī)系統(tǒng)，主 機(jī)系統(tǒng)的麥克風(fēng)模塊400是主機(jī)系統(tǒng)的一部分。主機(jī)系統(tǒng)可以通過接口墊405與ASIC404 和/或麥克風(fēng)403進(jìn)行通信。圖4B示意性地示出了第一表面401A上的接口墊405的另一 個(gè)視圖。
[0058] 蓋子406安裝到第一表面401并且覆蓋麥克風(fēng)403、ASIC404和孔徑402。因此， 襯底401和蓋子406形成第一內(nèi)部體積407,所述第一內(nèi)部體積407形成麥克風(fēng)的大部分背 腔。蓋子406可以由多種材料形成，并且可以是導(dǎo)體或者絕緣體。例如，蓋子可以是導(dǎo)電的 金屬蓋（例如，固體金屬蓋）、塑料蓋、層壓板、或者具有導(dǎo)電鍍層的非金屬蓋。
[0059] 在某些實(shí)施例中，襯底401的第一表面401A的某些或者全部可以金屬化，以使得 蓋子可以耦合到金屬化的部分。這可以用于保持蓋子406接地，并且可以用于保護(hù)麥克風(fēng) 403或者ASIC404免受外部的電磁干擾（"EMI")。為此，焊料或者粘合劑（例如，導(dǎo)電性環(huán) 氧樹脂）可以將蓋子406固定到襯底401的金屬化部分的某些部分。
[0060] 在圖4A的實(shí)施例中，蓋子406沒有覆蓋整個(gè)第一表面401A，并且接口墊405在蓋 子406的外面。換句話說，接口墊405在第一體積407的外面。這使得接口墊405能夠連 接到主機(jī)系統(tǒng)，例如，通過焊線、焊接引線、安裝到印刷電路板（"PCB"）的表面、ACF附著 (即，使用"各向異性導(dǎo)電膜"附著）、環(huán)氧樹脂附著或者本領(lǐng)域已知的其他電連接方式。因 此，除了其他事項(xiàng)之外，認(rèn)為墊405是可軟焊的。
[0061] 襯底401的另一個(gè)側(cè)401B包括覆蓋孔徑402的外殼410。外殼可以包括各種材 料，并且可以是導(dǎo)體或者絕緣體。例如，外殼可以是固體導(dǎo)電金屬結(jié)構(gòu)、塑料結(jié)構(gòu)、或者具有 導(dǎo)電涂層的非金屬結(jié)構(gòu)。盡管不作要求，但是外殼410的材料可以與蓋子406相同。
[0062] 在某些實(shí)施例中，襯底401的第二表面401B的某些或者全部可以金屬化，以使得 外殼可以耦合到金屬化的部分。這可以保持外殼410接地，并且可以保護(hù)麥克風(fēng)403或者 ASIC404免受外部的電磁干擾。外殼410可以通過焊料或者粘合劑（例如，導(dǎo)電性環(huán)氧樹 脂）耦合到襯底401的金屬化部分。
[0063] 外殼410可以比蓋子406覆蓋更多或更少的襯底的表面面積。然而，在某些實(shí)施 例中，外殼410覆蓋的襯底的表面面積與蓋子406覆蓋的表面面積幾乎相同。襯底401和 外殼410形成第二內(nèi)部體積411，聲音可以穿過該第二內(nèi)部體積411。
[0064] 可以認(rèn)為外殼410具有頂部410A(例如，一般與襯底401平行的外殼表面）和多 個(gè)側(cè)壁410B (例如，一般垂直于襯底401的外殼表面）。頂部410A和側(cè)壁410B在拐角處 410C相交。當(dāng)然，其他實(shí)施例的外殼可以具有多種形狀，包括矩形、橢圓形、圓形或者不規(guī) 則的形狀，并且可以包括具有或者不具有邊緣和/或拐角的形狀。側(cè)壁410B上的聲學(xué)孔徑 412聲學(xué)地耦合到第二體積411，并且可以耦合到聲管413。聲管413導(dǎo)引聲波從模塊400的 外部朝向并進(jìn)入到第二體積411。聲波隨后穿過孔徑402并且在麥克風(fēng)403的振膜101上 碰接。在某些實(shí)施例中，聲學(xué)端口 413可以在外殼410的頂壁410A上、在外殼的側(cè)壁410B 上、或者在外殼的拐角處410C。在圖4A中示出的聲學(xué)端口 413從頂壁410A上的聲學(xué)孔徑 412延伸，所述聲學(xué)端口 413除了可以用作從側(cè)壁410B延伸的聲管413之外，還可以用作從 側(cè)壁410B延伸的聲管413的替換物。換句話說，從頂壁410A延伸的聲管413可以僅是從 外殼410延伸的聲管413。
[0065] 通過這種方式，可以將麥克風(fēng)模塊400安裝到主機(jī)系統(tǒng)中的不需要緊鄰孔徑或者 聲源的位置，并且不需要安裝到特定表面。相反，可以將麥克風(fēng)模塊400安裝到主機(jī)系統(tǒng)內(nèi) 任何期望的位置，并且聲管可以從聲學(xué)孔徑412延伸到聲源并引導(dǎo)聲音進(jìn)入到模塊400。例 如，如圖14所示，可以將麥克風(fēng)模塊400安裝到蜂窩電話1401內(nèi)的位置1402。備選的，潛 在的系統(tǒng)/主機(jī)系統(tǒng)可以是其他對(duì)象，例如，助聽器或者藍(lán)牙耳機(jī)，僅舉幾個(gè)例子說明。聲 管1403在該實(shí)施例中是導(dǎo)管，其將進(jìn)入的聲音從蜂窩電話1401的話筒1403引導(dǎo)到麥克風(fēng) 模塊400。麥克風(fēng)系統(tǒng)或者主機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)聲管和麥克風(fēng)系統(tǒng)的其他方面時(shí)可以 進(jìn)行選擇和優(yōu)化，以提供期望的聲學(xué)性能?？蛇x的，系統(tǒng)1400不使用聲管，而是具有允許聲 音進(jìn)入到麥克風(fēng)的孔徑。
[0066] 圖5A和5B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊500的備選的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，接 口墊505和外殼510位于襯底501的同一側(cè)，并且接口墊505仍然不位于外殼510內(nèi)。如 上文所指出的，該實(shí)施例和其他實(shí)施例可以通過例如焊線、焊接引線、安裝到印刷電路板 ("PCB"）的表面、ACF附著（即，使用"各向異性導(dǎo)電膜"附著）、環(huán)氧樹脂附著或者本領(lǐng)域 已知的其他電連接方式將接口墊505連接到潛在的系統(tǒng)。
[0067] 圖5A還示出了麥克風(fēng)403和電路芯片404如何與接口墊505連接。具體的，第一 焊線507將麥克風(fēng)403連接到電路芯片404,同時(shí)第二焊線507將電路芯片404連接到內(nèi)部 的互連墊506。內(nèi)部的互連墊506反過來通過襯底401與外部的接口墊505電連接，從而實(shí) 現(xiàn)了內(nèi)部部件（例如，麥克風(fēng)403和電路芯片404)與潛在的系統(tǒng)（例如，移動(dòng)電話或者聽 覺設(shè)備的印刷電路板）的電通信。
[0068] 圖5C-5H示意性地示出了其他實(shí)施例。這些實(shí)施例和其他實(shí)施例可以具有能夠合 并的特征。圖5C和?中的實(shí)施例包括位于外殼511的任一側(cè)上的襯底510上的兩列接 口墊505A和505B。在該示意圖中，聲管512以垂直于紙面的方向，并沿著穿過接口墊陣列 505A和505B之間的線從外殼510延伸。圖5E和5F示出的另一個(gè)實(shí)施例具有接口墊陣列 505C和50?，其與蓋子521、麥克風(fēng)403和ASIC507位于襯底520的同一側(cè)，并且位于蓋子 521的對(duì)側(cè)。其他實(shí)施例可以具有一個(gè)或者多個(gè)接口墊505、或者接口墊陣列505,其中，一 些接口墊在襯底的一側(cè)，而一些接口墊位于襯底的另一側(cè)。
[0069] 圖5G和5H示意性地示出了另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，麥克風(fēng)元件530和 ASIC531位于襯底532的相對(duì)側(cè)，其中，接口墊陣列505E與麥克風(fēng)元件530位于襯底532的 同一側(cè)。相關(guān)的實(shí)施例可以包括位于麥克風(fēng)元件530的對(duì)側(cè)的接口墊陣列505。
[0070] 圖6A-6D示意性地示出了麥克風(fēng)模塊600的備選的實(shí)施例。實(shí)施例600包括帶凸 緣的聲管601而不是外殼510/410等（S卩，另一種類型的外殼）。如下面關(guān)于圖6E的討論， 帶凸緣的聲管601具有凸緣602和從凸緣602延伸的聲管603。麥克風(fēng)模塊600的其他部件 與圖4A-4B中的麥克風(fēng)模塊400類似，其包括襯底401、蓋子406、麥克風(fēng)元件403、ASIC404 和接口墊405。當(dāng)然，帶凸緣的聲管601還可以與討論的關(guān)于圖5A-5H的實(shí)施例一起使用。 在該情況下，與圖4A-4B的實(shí)施例類似，帶凸緣的聲管601用于替代外殼510。
[0071] 然而，與外殼401的可比較的部分不同，凸緣602沒有利用襯底401限定合適的第 二體積（即，它只形成很小的第二體積或者沒有形成第二體積-如果第二體積不包括聲管 603的體積）。相反，帶凸緣的聲管601的凸緣602放置得與襯底401基本持平，以使得聲 管603靠近孔徑402并且與孔徑402聲學(xué)地通信。通過這種方式，聲管603將聲音從它的 遠(yuǎn)端604導(dǎo)引到麥克風(fēng)403。
[0072] 該實(shí)施例中的聲管還包括彎曲部605。彎曲部605通過允許聲管從麥克風(fēng)模塊 600伸展到遠(yuǎn)端聲源而不要求聲管601沿著直線通路伸展，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了額外的靈 活性。可以使用本領(lǐng)域已知的多種不同的技術(shù)（包括焊接、導(dǎo)電或者不導(dǎo)電的粘合劑或者 其他固定方法）將凸緣附著到襯底?？蛇x的，聲管可以不具有凸緣，而是使用已知的方法直 接附著到襯底。當(dāng)然，如圖6C中的麥克風(fēng)模塊620中的聲管621，聲管不具有彎曲部，而可 以是直的。
[0073] 通過圖6E的透視圖示意性地示出了帶凸緣的聲管651的實(shí)施例，所述帶凸緣的聲 管651包括凸緣652和聲管653。該實(shí)施例中的凸緣652 -般是平面的，并且被配置為安裝 到外殼或者襯底的面上或者其他平坦的表面上。凸緣652呈方形并且一般垂直于聲管653。 然而，在其他實(shí)施例中，凸緣652可以是多種形狀，并且可以相對(duì)于聲管653有一定的角度。
[0074] 該實(shí)施例中的聲管653具有圓形的橫截面，并且當(dāng)該橫截面與凸緣652相交時(shí)，該 橫截面稍微的張開。然而，橫截面的形狀還可以是圓錐截面或者矩形，僅舉幾個(gè)例子說明。
[0075] 圖7A和7B示意性地示出了麥克風(fēng)模塊700的另一個(gè)例子。該實(shí)施例700具有帶 凸緣的聲管701，并且在其他方面與圖5A-5H的實(shí)施例類似。
[0076] 圖7C和7D示意性地示出了類似的實(shí)施例720,除了聲管720是直的外，其與圖6C 中的聲管620類似。圖7C示出了聲管721的橫截面圖，并顯示該橫截面是矩形。然而，在 與聲管的長(zhǎng)度垂直的平面中的聲管的橫截面可以是任意形狀，包括正方形、矩形、圓錐截面 或者任何其他形狀。例如，圖6E示意性地示出了具有凸緣602的帶凸緣的聲管601和具有 圓形橫截面的聲管603的透視圖。
[0077] 某些實(shí)施例具有多于一個(gè)的聲學(xué)孔徑。圖8中的麥克風(fēng)模塊800不意性地不出了 一個(gè)這樣的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，蓋子806和外殼810中的每一個(gè)分別具有聲學(xué)孔徑813 和820。聲學(xué)孔徑813和820可以采用聲管的形式，或者也可以是孔、或者聲管和孔的組合。 如上文所討論的，聲管813A不從外殼的側(cè)面810B延伸，而是可以從外殼810的頂側(cè)810A 延伸。此外，如上文所指出的，該實(shí)施例可以具有單個(gè)聲管/孔徑的組合，而不是具有聲管 和孔徑這兩個(gè)部件（例如，只是聲管/孔徑的組合813從外殼810延伸）。
[0078] -些實(shí)施例可以具有多個(gè)蓋子、外殼和麥克風(fēng)。例如，圖9示意性地示出了雙模塊 900。雙模塊900具有支撐兩個(gè)外殼910A和910B以及兩個(gè)蓋子901A和901B的單個(gè)襯底 90。每個(gè)蓋子901A和901B分別容納有麥克風(fēng)903A和903B，并且分別容納有ASIC904A和 904B。每個(gè)麥克風(fēng)903A和904B分別橫穿孔徑902A和902B。每個(gè)外殼910A和910B具有 聲學(xué)端口 913A和913B，其與先前描述的實(shí)施例中的聲學(xué)端口類似。雙模塊900具有至少 一個(gè)可服務(wù)雙模塊的一個(gè)段或者兩個(gè)段的接口墊905。在該實(shí)施例中，接口墊905與蓋子 906A和906B位于襯底的同一側(cè)，但是一個(gè)或者多個(gè)墊905也可以位于另一側(cè)，但是位于外 殼910B的外面。某些實(shí)施例包含可以獨(dú)立的多個(gè)接口墊905 (即，使得麥克風(fēng)903A和904A 都可獨(dú)立電接入）。此外，某些接口墊905可以是獨(dú)立的，而其他接口墊905由兩個(gè)麥克風(fēng) 903A和904A共享。盡管圖9中的實(shí)施例示出了兩個(gè)麥克風(fēng)，但是某些實(shí)施例可以具有三個(gè) 或者更多麥克風(fēng)，每個(gè)麥克風(fēng)具有其自己的蓋子和外殼。備選的，某些麥克風(fēng)系統(tǒng)可以具有 多個(gè)蓋子906,但是只有單個(gè)相應(yīng)的外殼910。
[0079] 在備選的實(shí)施例1000中，如圖10示意性地示出的，兩個(gè)外殼1010A和1010B可以 通過橋1020耦合。橋1020允許單個(gè)聲學(xué)孔徑或者聲管1013將進(jìn)入的聲信號(hào)導(dǎo)引到兩個(gè) 外殼，并最終到達(dá)它們的相關(guān)的麥克風(fēng)。備選的，可以將通過橋1020連接的外殼1010A和 1010B認(rèn)為是單個(gè)外殼。雙模塊1000具有服務(wù)雙模塊的兩個(gè)段上的至少一個(gè)接口墊1005。 在該實(shí)施例中，接口墊1005與蓋子1006A和1006B位于襯底的同一側(cè)，而一個(gè)或者多個(gè)墊 也可以位于正面?zhèn)龋俏挥谕鈿?010B的外面。
[0080] 如圖11中示意性地示出的雙模塊1100,還有其他雙模塊的實(shí)施例還可以在它們 各自的蓋子1106A和1106B中具有一個(gè)或者多個(gè)聲學(xué)端口 1130A和1130B。
[0081] 其他實(shí)施例在靠近蓋子的部分提供接口墊。例如，如圖12所示，麥克風(fēng)系統(tǒng)1200 包括支撐具有由蓋子1204覆蓋的層壓式的MEMS麥克風(fēng)1203的ASIC1202的襯底1201。襯 底1201包括聲學(xué)地耦合到ASIC1202中的ASIC孔徑1206的孔徑1205 (也稱作"端口孔")， 這樣聲音可以穿過襯底孔徑1206以到達(dá)麥克風(fēng)1203。存在于襯底1201表面上的多個(gè)接 口墊1215與蓋子1204在同一側(cè)。然而，其他實(shí)施例可以位于襯底1201的另一側(cè)上的接口 墊。ASIC1202和麥克風(fēng)1203中的一個(gè)或者兩個(gè)可以電耦合到接口墊1215,以提供容易的 與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行電通信的可訪問裝置。
[0082] 與公開的其他實(shí)施例一樣，可以通過多種互連裝置連接接口墊1215,例如，焊線、 焊接、印刷電路（"PC"）板的環(huán)氧樹脂或者ACF附著、或者層壓，僅舉幾個(gè)例子說明。某些 實(shí)施例可以包括沿著襯底邊緣的接口墊陣列，這樣接口墊可以插入到插座中，舉例來說，例 如計(jì)算機(jī)背板上的線性插座。該實(shí)施例1200可以采用如本文其他實(shí)施例示出的外殼和/ 或聲管（例如，帶有凸緣的聲管），但是也可以可表面安裝的-例如，通過接口墊、或者通過 將襯底1201耦合到主機(jī)系統(tǒng)的表面。因此，實(shí)施例1200為主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了相當(dāng)大 的靈活性。
[0083] 包括上文所述的各個(gè)實(shí)施例的各種實(shí)施例可以包括位于它們的襯底通孔、聲學(xué)端 口和/或聲管的一個(gè)或者全部中的過濾器。圖13A-C示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例1300,其 中，襯底1301支撐/容納具有由蓋子1304覆蓋層壓式的MEMS麥克風(fēng)1303的ASIC1302。 與上文描述的其他蓋子類似，蓋子1304可以附著到襯底1301，以產(chǎn)生ASIC1302和麥克風(fēng) 1303部分地占據(jù)的體積。
[0084] 在該實(shí)施例中，過濾材料既可以存在于孔徑1306內(nèi)，也可以存在于覆蓋孔徑的襯 底1301的頂面或者底面。在具有層壓襯底的實(shí)施例中，例如，過濾器可以是層壓層的一部 分，也可以是兩個(gè)層壓層之間的夾層?；谒慕Y(jié)構(gòu)，過濾器1320可以防止物體、灰塵或者 其他顆粒物質(zhì)、光、濕氣或者其他環(huán)境污染物穿過孔徑1306。當(dāng)然，過濾器1320允許聲信號(hào) 進(jìn)入到內(nèi)部以與麥克風(fēng)1303接觸。
[0085] 過濾器可以采用多種形式。例如，過濾器可以是紗窗、紗布構(gòu)件、PTFE過濾器、金 屬構(gòu)件或者陶瓷構(gòu)件。
[0086] 在圖15A和15B示意性地示出的實(shí)施例1500中，外殼1501由層壓結(jié)構(gòu)制成，其 包括一個(gè)或者多個(gè)側(cè)壁1502和頂部1503。在圖15A和15B的實(shí)施例中，聲管1504從蓋子 1505延伸，而其他實(shí)施例包括從外殼1501延伸的聲管。另外，多個(gè)接口墊1506存在于外 殼1501的外表面1507上。接口墊1506可以通過層壓結(jié)構(gòu)1502和1503之中或者之上的 導(dǎo)體連接到襯底1510、麥克風(fēng)元件1511和/或ASIC1512。
[0087] 某些實(shí)施例包括外殼和/或蓋子外面的殼體。例如，圖16A和16B示意性地示出 的實(shí)施例1600包括在蓋子1602外面（或者，環(huán)繞蓋子）的殼體1601。多個(gè)接口墊1603 存在于殼體1601的外表面1604,并且可以通過層壓結(jié)構(gòu)之中或者之上的導(dǎo)體連接到襯底 1610、麥克風(fēng)元件1612或ASIC1611。蓋子1602為殼體1601提供結(jié)構(gòu)支撐，并且還可以為 麥克風(fēng)系統(tǒng)1600提供電磁屏蔽。同時(shí)，殼體1601提供位于麥克風(fēng)系統(tǒng)的外殼側(cè)上的接口 墊。類似的，另一個(gè)的實(shí)施例1700 (圖17A和17B)包括蓋子1702外面（或者，環(huán)繞蓋子） 的殼體1701。
[0088] 圖18和19示意性地示出了另一個(gè)實(shí)施例1800。在該實(shí)施例中，襯底1801具有位 于一個(gè)表面1801A上的麥克風(fēng)1802和ASIC1803。蓋子1804也耦合到表面1801A并且覆蓋 麥克風(fēng)1802和ASIC1803,并且也橫跨穿過襯底1801的孔徑1806。殼體1805耦合到表面 1801A并且包括接口墊1807。實(shí)施例1800不包括在表面1801A相對(duì)側(cè)具有大體積的外殼。 然而，某些實(shí)施例（例如，圖18示意性地示出的實(shí)施例）確實(shí)包括與孔徑1806相接的帶有 凸緣的聲管1808 ( S卩，另一種類型的外殼）。需要指出的是，殼體（例如，上文討論的殼體） 的包含不要求外殼或者帶有凸緣的聲管1808,盡管上文討論的例子包括了該特征。
[0089] 如上文所指出的，某些實(shí)施例包括過濾器，例如，具有參考標(biāo)記2000并且在圖 20A-C中示意性地示出的實(shí)施例。更具體的，該實(shí)施例包括覆蓋襯底2003中的孔徑2002的 過濾器2001。在該實(shí)施例中，過濾器（或者"過濾材料")2001位于襯底2003的表面2003A 上，表面2003A是襯底2003的相對(duì)于容納/支持ASIC2004和麥克風(fēng)元件2005側(cè)的另一側(cè)。 然而，在其他實(shí)施例中，過濾器或者過濾材料（或者附加的過濾器或者過濾材料）可以位于 孔徑2002內(nèi)或者位于襯底2003和ASIC2004之間。
[0090] 過濾器2001還可以具有延遲聲信號(hào)傳輸?shù)穆晫W(xué)特性。在麥克風(fēng)系統(tǒng)中包含這種 過濾器對(duì)于具有多個(gè)麥克風(fēng)元件的系統(tǒng)來說是需要的，例如，可用于相對(duì)于另一個(gè)麥克風(fēng) 元件接收信號(hào)的時(shí)間來調(diào)整一個(gè)麥克風(fēng)元件接收信號(hào)的時(shí)間。備選的，過濾器可以增強(qiáng)或 者強(qiáng)調(diào)方向性麥克風(fēng)的方向敏感度，在所述方向性麥克風(fēng)中，聲信號(hào)通過聲源和麥克風(fēng)元 件之間的兩個(gè)通道到達(dá)麥克風(fēng)元件，其中，至少一個(gè)通道包括延遲聲信號(hào)傳播的過濾器。
[0091] 圖20D示意性地示出了具有一個(gè)或者多個(gè)過濾器2001的另一個(gè)實(shí)施例2050。該 實(shí)施例類似于圖4的麥克風(fēng)系統(tǒng)400,并且圖20D再次使用了那個(gè)實(shí)施例的某些參考標(biāo)記。 麥克風(fēng)系統(tǒng)2050的這個(gè)實(shí)施例示出了兩個(gè)過濾器2051和2052,盡管該系統(tǒng)可以備選地僅 配置有一個(gè)過濾器。過濾器2151占據(jù)了聲管413的一部分體積，或者過濾器2151可以耦 合到覆蓋聲學(xué)孔徑的外殼410的內(nèi)表面，而過濾器2152在表面401B上跨過襯底401中的 孔徑402。除了引入聲延遲，一個(gè)或者多個(gè)過濾器還可以實(shí)現(xiàn)更加傳統(tǒng)的過濾目的，舉例來 說，例如，阻擋濕氣、灰塵和其他顆粒物質(zhì)或者其他污染物進(jìn)入到麥克風(fēng)系統(tǒng)2050中或者 通過孔徑402。在各種實(shí)施例中，聲管可以備選地為孔徑。
[0092] 某些實(shí)施例包括涉及單個(gè)聲學(xué)端口模塊的多個(gè)麥克風(fēng)封裝。例如，圖21的實(shí)施例 2100示意性地示出了聲學(xué)端口模塊2101。該實(shí)施例中的聲學(xué)端口模塊2101包括封閉的體 積2102和聲管2103。聲學(xué)端口模塊2101可以是金屬、塑料、陶瓷或者其他材料。在某些實(shí) 施例中，聲學(xué)端口模塊2101可以包括印刷電路板，所述印刷電路板具有電耦合麥克風(fēng)電路 到主機(jī)系統(tǒng)的導(dǎo)體和/或接口墊。
[0093] 外部聲信號(hào)可以通過聲管2103進(jìn)入到密閉體積2102,并且分別通過兩個(gè)孔徑 2106和2107穿過兩個(gè)麥克風(fēng)元件2104和2105。在這種方式中，每個(gè)麥克風(fēng)元件2104和 2105由于有共同的聲學(xué)端口模塊2101而具有共享共同的聲管2103的優(yōu)點(diǎn)。與每個(gè)麥克風(fēng) 元件都具有其自己的外殼的系統(tǒng)相比，這種配置可以使得麥克風(fēng)系統(tǒng)2100更加緊湊。在某 些實(shí)施例中，使麥克風(fēng)元件2104和2105暴露于共同的聲管（換句話說，暴露于共同的聲學(xué) 端口）可以便于允許進(jìn)入的聲音在同一時(shí)間、或者以確定的相位或者時(shí)間差到達(dá)麥克風(fēng)元 件 2104 和 2105。
[0094] 麥克風(fēng)系統(tǒng)2100還包括耦合元件2110和2111。耦合元件2110具有管部2112 和凸緣部2113。管部2112穿過孔徑2106,而凸緣部2113位于聲學(xué)端口模塊2101的外部。 凸緣部2113耦合到麥克風(fēng)封裝2114,以使得管部2112聲學(xué)地耦合到封裝2114中的孔徑 2114A。換句話說，管部2112和封裝孔徑2114A形成內(nèi)部體積2102和麥克風(fēng)封裝2114內(nèi)部 之間的孔。凸緣部2113提供與封裝2114的外表面相交的平面。凸緣部2113和封裝2114 之間的接口提供了結(jié)構(gòu)接口，并且在某些實(shí)施例中，該凸緣部2113和封裝2114之間的接口 可以產(chǎn)生聲學(xué)端口模塊2101和封裝2114之間的密封。
[0095] 圖22A和22B示意性地示出了麥克風(fēng)系統(tǒng)2200的球狀柵極陣列可安裝的實(shí)施例。 外殼2201耦合到襯底2202。外殼2201包括在襯底2202表面上的焊料球2204之間穿過 的聲管2203。焊料球2204的直徑大于外殼2201的高度，以使得焊料球2204可以在沒有 來自外殼2201的物理干擾的情況下安裝到表面。該配置允許麥克風(fēng)系統(tǒng)2200通過焊料球 2204與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行電通信，而例如不需要（或者額外的）包括外殼2201上的接口墊。
[0096] 某些實(shí)施例可以包括多于一個(gè)的球狀柵極陣列可安裝裝置。例如，圖23A和23B示 意性地示出的麥克風(fēng)系統(tǒng)2300包括兩個(gè)這樣的裝置，其中的每一個(gè)都與圖22A和22B中的 實(shí)施例類似。每個(gè)外殼2301和2311分別包括聲管2302和2312,盡管這兩個(gè)聲管2302和 2312不需要沿著同樣的方向延伸。在某些實(shí)施例中，聲管2302和2312沿不同的方向（舉 例來說，例如，彼此之間相差90度角）延伸，以使得系統(tǒng)2300可以接收來自不同方向的聲 音或者從多個(gè)角度接收單個(gè)聲源。
[0097] 某些實(shí)施例提供了雙腔室封裝，如圖24A和24B示意性地示出的封裝2400,其包括 麥克風(fēng)腔室2401和背腔2402,所述麥克風(fēng)腔室2401容納麥克風(fēng)2410。也可以認(rèn)為是外殼 的腔室2402包括允許聲能進(jìn)入的聲管2420。封裝2400可以是模制部件、或者是一個(gè)或者 多個(gè)部件2401A和2401B的組合。封裝2400可以是多種材料，舉例來說，例如金屬、陶瓷或 者金屬化的聚合物。背腔2402的外表面包括用于將封裝2400連接到主機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或者 多個(gè)接口墊2404。
[0098] 孔徑2406使麥克風(fēng)腔室2401向封裝2400外面的外部環(huán)境敞開，以允許聲音進(jìn)入 到麥克風(fēng)腔室2401?？讖?403聲學(xué)地將麥克風(fēng)腔室2401耦合到背腔2402。
[0099] 圖25A和25B示意性地示出的另一個(gè)實(shí)施例將接口墊2504置于麥克風(fēng)腔室2501 外部的封裝2500的表面2501A上。也可以認(rèn)為是外殼的背腔2502包括允許聲能進(jìn)入的聲 管 2520。
[0100] 圖26A和26B示意性地示出了多個(gè)麥克風(fēng)系統(tǒng)2600的實(shí)施例。麥克風(fēng)2601位于 麥克風(fēng)腔室2602內(nèi)。腔室2602通過孔徑2604和耦合元件2605聲學(xué)地耦合到外殼2603,所 述耦合元件2605與上文描述的耦合元件類似。第二麥克風(fēng)腔室2610和第二外殼2611通過 焊料球2606耦合到第一外殼2603。每個(gè)外殼2603和2611分別具有聲管2620A和2620B， 所述聲管2620A和2620B向外延伸以允許外部的聲信號(hào)進(jìn)入到外殼并到達(dá)麥克風(fēng)2601和 2613。底部的外殼2611也包括接口墊2615陣列。
[0101] 除了上文所述的實(shí)施例之外，還有將聲管連接到麥克風(fēng)系統(tǒng)的多種其他方式。例 如，圖27示意性地示出了具有基座2701和安裝在基座2701上的蓋子2702的麥克風(fēng)封裝 2700。在該實(shí)施例中，基座2701包括孔徑2701A并且支撐ASIC2703和跨越孔徑2701A的 麥克風(fēng)元件2704。
[0102] 進(jìn)而將麥克風(fēng)封裝2700安裝到作為主機(jī)系統(tǒng)一部分的襯底2710。特別的，封裝 2700的孔徑2701A安裝在襯底2710的孔徑2710A的上方，以使得這兩個(gè)孔徑提供到麥克風(fēng) 元件2704的聲音通道。在襯底的與麥克風(fēng)封裝2700相對(duì)的側(cè)是耦合管2720。
[0103] 耦合管2720具有凸緣部2721和適配部2722?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的多種方法 (舉例來說，例如，環(huán)氧樹脂或者導(dǎo)電性環(huán)氧樹脂）將凸緣部2721固定到襯底2710,并且適 配部2711從襯底2710向外延伸以與相應(yīng)的聲管（未不出）相交。聲管可以通過多種方式 耦合到適配部2722。例如，可以將聲管安裝到適配部的開口 2722A內(nèi)，或者可以將適配部 2722安裝到聲管內(nèi)，僅舉幾個(gè)可選的例子作為說明。
[0104] 圖27示意性地示出的實(shí)施例還可以具有墊圈2730和薄膜過濾器2740。墊圈2730 直接耦合到耦合管2720內(nèi)的襯底2710,并且墊圈2730有助于密封耦合管2720、過濾器 2740和襯底2710的接口。此外，墊圈2730可以固定到襯底2710,并且過濾器2740可以進(jìn) 而固定到墊圈2730,這樣過濾器2740和墊圈2730就協(xié)同地將彼此固定到襯底和/或甚至 固定到耦合管2720的內(nèi)部。
[0105] 圖28示出的由參考標(biāo)記2800所標(biāo)識(shí)的備選的實(shí)施例具有位于襯底2810的孔徑 2810A內(nèi)的過濾器2801。該實(shí)施例不包括墊圈，盡管墊圈可以包括在耦合管2822內(nèi)的襯底 2810 上。
[0106] 如圖29示意性地示出的實(shí)施例2900,其他實(shí)施例可以完全省略過濾器和墊圈。
[0107] 備選的實(shí)施例包括由直接安裝到主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的襯底的蓋子形成的麥克風(fēng)封裝。換 句話說，麥克風(fēng)封裝省略了基座（例如，圖27中的基座2701)。該實(shí)施例仍然可以包括過濾 器（舉例來說，例如，圖31中的過濾器3140)或者例如圖30中的協(xié)同的過濾器3040和墊 圈 3030。
[0108] 本文所描述的多個(gè)實(shí)施例包括從外殼或者蓋子延伸的聲管。這種聲管的圖不可 能將聲管示出為相對(duì)較短。然而，事實(shí)并不一定是這樣。例如，圖14示意性地示出了從麥 克風(fēng)系統(tǒng)400延伸相當(dāng)長(zhǎng)的距離的聲管1404。作為另一個(gè)例子，圖32A示意性地示出了從 麥克風(fēng)系統(tǒng)3200延伸很長(zhǎng)距離的聲管3201A。在該實(shí)施例中，聲管還包括拐角或者彎曲部 3210。
[0109] 其他實(shí)施例提供了將延伸的聲管與麥克風(fēng)系統(tǒng)接口連接的多種方式。例如，圖32B 示出的實(shí)施例包括從麥克風(fēng)系統(tǒng)3200延伸短距離的聲管3201B。延伸的聲管3202 (也將其 稱作"聲管延伸"）耦合到聲管3201B。特別的，聲管延伸3202的內(nèi)徑（或者內(nèi)尺寸）大于 聲管3201B的外徑（或者外尺寸），以使得能夠?qū)⒙暪苎由?202安裝到聲管3201B上。
[0110] 圖32C示意性地示出了備選的實(shí)施例，聲管延伸3203的外徑（或者外尺寸）小于 聲管3201C的內(nèi)徑（或者內(nèi)尺寸），以使得能夠?qū)⒙暪苎由?203安裝到聲管3201C內(nèi)。
[0111] 圖32D示意性地示出了另一個(gè)實(shí)施例，其中，聲管適配器3201D延伸到外殼3210 的內(nèi)部體積。隨后將聲管延伸3204插入到聲管適配器3201D以引導(dǎo)聲音進(jìn)入到外殼3210。
[0112] 在圖32E示意性地示出的另一個(gè)實(shí)施例中，聲管可以直接接口連接到孔徑3201E。
[0113] 上文所描述的各種實(shí)施例為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)主機(jī)系統(tǒng)、選擇麥克風(fēng)模塊的形狀 和尺寸以及麥克風(fēng)模塊在主機(jī)系統(tǒng)中的定位和安裝時(shí)提供了更多選擇和很大的靈活性。
[0114] 上文所描述的本發(fā)明的實(shí)施例旨在僅是舉例說明；很多變化和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說是顯而易見的。所有的這些變化和修改旨在包括在如任何附加的權(quán)利要求所限定 的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0115] 盡管上文的討論公開了本發(fā)明的多種示例性的實(shí)施例，但是顯而易見的是，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的實(shí)際范圍的情況下，可以作出能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)的 各種修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種麥克風(fēng)模塊，包括： 襯底，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，所述襯底具有孔徑，所述孔徑從所 述第一側(cè)延伸到所述第二側(cè)以允許聲波穿過所述襯底； 蓋子，其安裝到所述第一側(cè)，所述第一側(cè)和蓋子限定了第一內(nèi)部體積； 麥克風(fēng)，其安裝到所述第一側(cè)并且位于所述第一內(nèi)部體積內(nèi)； 外殼，其耦合到所述第二側(cè)并且覆蓋所述孔徑，所述外殼和第二側(cè)形成第二內(nèi)部體積， 所述外殼包括被配置為允許聲音進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口； 導(dǎo)管，其從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸，所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝向所述 外殼中的聲學(xué)端口的開口端；以及 至少一個(gè)外部接口墊，其位于所述第二側(cè)上并且位于所述第二內(nèi)部體積的外部，所述 至少一個(gè)外部接口墊電耦合到所述麥克風(fēng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼具有頂部和至少一個(gè)側(cè)壁，所述 聲學(xué)端口被設(shè)置為穿過所述外殼的頂部，所述導(dǎo)管從所述外殼的頂部延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述導(dǎo)管是直的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼具有頂壁和至少一個(gè)側(cè)壁，所述 聲學(xué)端口被設(shè)置為穿過所述外殼的側(cè)壁，所述導(dǎo)管從所述外殼的至少一個(gè)側(cè)壁延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述麥克風(fēng)包括MEMS麥克風(fēng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的麥克風(fēng)模塊，其進(jìn)一步包括與所述襯底的第一側(cè)稱合的電路 -H-* LL 心/T 〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述蓋子包括導(dǎo)電材料，所述蓋子與所述 襯底電連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼包括帶有凸緣的聲管，所述導(dǎo)管 具有導(dǎo)管體積，所述導(dǎo)管體積形成大部分的所述第二內(nèi)部體積，所述導(dǎo)管安裝成與所述襯 底的第二側(cè)基本持平。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述導(dǎo)管是直的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼包括導(dǎo)電材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼包括第二聲學(xué)端口并且第二導(dǎo) 管從所述第二聲學(xué)端口延伸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述至少一個(gè)外部接口墊是可表面安裝 的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述襯底包括層壓板。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述麥克風(fēng)覆蓋所述襯底中的孔徑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼覆蓋不超過所述襯底的所述第 二側(cè)的一部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其進(jìn)一步包括： 位于所述第一內(nèi)部體積內(nèi)的內(nèi)部接口墊； 位于所述內(nèi)部體積內(nèi)的電路芯片；以及 位于所述內(nèi)部體積內(nèi)的第一和第二焊線， 所述第一焊線將所述麥克風(fēng)電連接到所述電路芯片， 所述第二焊線將所述電路芯片電連接到所述內(nèi)部接口墊， 所述麥克風(fēng)通過所述第一焊線、電路芯片、第二焊線和內(nèi)部接口墊與所述第二側(cè)上的 外部接口墊電連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述襯底具有金屬化的部分，所述蓋子 由金屬制成，并且所述蓋子電連接到所述襯底的金屬化的部分以防止電磁干擾。
18. -種麥克風(fēng)模塊，包括： 襯底，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，所述襯底具有孔徑，所述孔徑從所 述第一側(cè)延伸到第二側(cè)以允許聲波穿過所述襯底，所述襯底具有金屬化的部分； 蓋子，其安裝到所述第一側(cè)，所述第一側(cè)和蓋子限定了第一內(nèi)部體積，所述蓋子由導(dǎo)電 材料制成，所述蓋子電連接到所述襯底的金屬化的部分以防止電磁干擾； 麥克風(fēng)，其安裝到所述第一側(cè)并且位于所述第一內(nèi)部體積內(nèi)，所述麥克風(fēng)為MEMS麥克 風(fēng)； 電路芯片，其與所述襯底的第一側(cè)耦合并且與所述麥克風(fēng)電連接，所述電路芯片安裝 到所述第一內(nèi)部體積的內(nèi)部； 外殼，其耦合到所述第二側(cè)并且覆蓋所述孔徑，所述外殼和第二側(cè)形成第二內(nèi)部體積， 所述外殼包括被配置為允許聲音進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口，所述外殼覆蓋不超 過所述襯底的所述第二側(cè)的一部分； 導(dǎo)管，其從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸，所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝向所述 外殼中的聲學(xué)端口的開口端；以及 至少一個(gè)外部接口墊，其位于所述第二側(cè)上并且位于所述第二內(nèi)部體積的外部，所述 至少一個(gè)外部接口墊電耦合到所述麥克風(fēng)，所述至少一個(gè)外部接口墊是可軟焊的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼具有頂部和至少一個(gè)側(cè)壁，所 述聲學(xué)端口被設(shè)置為穿過所述外殼的頂部，所述導(dǎo)管從所述外殼的頂部延伸。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述導(dǎo)管是直的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼具有頂部和至少一個(gè)側(cè)壁，所 述聲學(xué)端口被設(shè)置為穿過所述外殼的側(cè)壁，所述導(dǎo)管從所述外殼的至少一個(gè)側(cè)壁延伸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼包括帶有凸緣的聲管，所述導(dǎo) 管具有導(dǎo)管體積，所述導(dǎo)管體積形成大部分的所述第二內(nèi)部體積，所述導(dǎo)管安裝成與所述 襯底的第二側(cè)基本持平。
23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述導(dǎo)管是直的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼包括導(dǎo)電材料。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述麥克風(fēng)覆蓋所述襯底中的孔徑。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的麥克風(fēng)模塊，其進(jìn)一步包括： 位于所述第一內(nèi)部體積內(nèi)的內(nèi)部接口墊；以及 位于所述內(nèi)部體積內(nèi)的第一和第二焊線， 所述第一焊線將所述麥克風(fēng)電連接到所述電路芯片， 所述第二焊線將所述電路芯片電連接到所述內(nèi)部接口墊， 所述麥克風(fēng)通過所述第一焊線、電路芯片、第二焊線和內(nèi)部接口墊與所述第二側(cè)上的 外部接口墊電連接。
27. -種麥克風(fēng)模塊，包括： 襯底，其具有允許聲波穿過所述襯底的孔徑； 蓋子，其安裝到所述襯底，所述襯底和蓋子限定了第一內(nèi)部體積； 麥克風(fēng)，其安裝到所述第一內(nèi)部體積內(nèi)的襯底； 外殼，其耦合到所述襯底并且覆蓋所述孔徑，所述外殼形成第二內(nèi)部體積，所述外殼包 括被配置為允許聲音進(jìn)入到所述第二內(nèi)部體積的聲學(xué)端口； 導(dǎo)管，其從所述外殼中的聲學(xué)端口延伸，所述導(dǎo)管具有接收聲波并引導(dǎo)它們朝向所述 外殼中的聲學(xué)端口的開口端；以及 至少一個(gè)外部接口墊，其位于所述第二內(nèi)部體積的外部，所述至少一個(gè)外部接口墊電 耦合到所述麥克風(fēng)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述外殼由導(dǎo)電材料制成，并且所述外 殼具有頂部和至少一個(gè)側(cè)壁，所述聲學(xué)端口被設(shè)置為穿過所述外殼的頂部，所述導(dǎo)管從所 述外殼的頂部延伸。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的麥克風(fēng)模塊，其中，所述至少一個(gè)外部接口墊是可表面安 裝的。
【文檔編號(hào)】H04R1/34GK104145484SQ201280056725
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月17日
【發(fā)明者】K·P·哈尼, D·森古塔, B·莫斯, A·V·蓋里 申請(qǐng)人:應(yīng)美盛股份有限公司