前进音式的麦克风以及用于制造的方法技术

麦克风具有一包括底部件和顶部件的壳体以及一转换器元件，所述转换器元件布置在所述壳体内并且与所述底部件电连接和机械连接。为了无应力地安装转换器元件而建议了一种柔性的连接元件，该连接元件是柔软有弹性的并且/或者是可压缩的，所述连接元件布置在所述转换器元件和所述顶部件之间，并且所述连接元件将所述转换器元件与所述顶部件连接起来。所述连接元件包括一种塑料，气泡分布在所述塑料中，其中所述气泡在连接元件中具有在50％和98％之间的体积份额。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】前进音式的麦克风以及用于制造的方法
本专利技术涉及一种麦克风以及一种用于制造麦克风的方法。在此尤其可以涉及一种特别是结构形式为MEMS的电容式麦克风。这种麦克风具有必须封装在包装中的转换器元件（Wandlerelement）。为了在这种麦克风中实现良好的记录质量，需要尽可能大的后部体积，这是因为麦克风对记录压力波动的灵敏度通过较大的后部体积而得以改善。此外，在这种麦克风中应当将用于内部的电方面的电路连接（Verschaltung）的费用保持较低，并且应当保护转换器元件不受机械应力的破坏。
技术介绍
麦克风可以设计成“前进音（topport）”的结构形式。在此，声音入口和外部的接头放置在壳体或包装的对置的侧面上。在一种变型方案中，MEMS芯片被布置到在包装的顶侧上的声音开口处，这导致复杂的内部结构-和连接技术。替代地，可以设置从在顶侧上的入口直至在底侧上的MEMS芯片的声音引导部，这同样在结构上仅仅以较大的花费来实现。从DE102004011148B3中已知一种麦克风，其中麦克风芯片通过盖子和声音密封件被封装。麦克风芯片此外还通过刚性的固定装置固定在基板上。在这种麦克风中，较强的机械耦接不仅出现在盖子和麦克风芯片之间而且也出现在麦克风芯片和基板之间。这些耦接会损害麦克风芯片的功能性并且此外还会导致系统的依赖于温度的行为。从US8,218,794B2中已知另一种麦克风。在该麦克风中，麦克风芯片通过弹簧固定在基板上，并且将麦克风芯片压到麦克风壳体的上部的内壁上，其中实现了声音开口的密封，所述声音开口布置在麦克风壳体的上部的部件中。在实践中，这两种所提到的解决方案带来了一系列问题。首先，MEMS芯片在两侧夹紧在顶部件和底部件之间，这由于机械应力而影响其特性。这尝试通过使用软的粘合剂或通过构造为弹簧的接触元件来应对。另一困难还在于芯片厚度-和安装的公差，包装的内腔的高度的公差以及包装的顶部件和底部件之间的连接间隙的高度的公差，所有这些都有助于MEMS芯片和顶部件或盖罩之间的间隙的不确定性。此外，非常困难的是，如此分配（bemessen）连接器件（Verbindungsmittel）的量，使得在所有情况下都能实现声音入口通道的周向密封，但排除连接器件伸展直至MEMS腔内的情况。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种改进的麦克风，该改进的麦克风克服了上述缺点中的至少一个缺点。本专利技术的另一任务是提供一种用于制造这种麦克风的方法。这些任务通过根据当前的权利要求1的麦克风来解决或通过根据第二独立权利要求的方法来解决。指明了一种麦克风，该麦克风安装在两件式的壳体中，所述壳体包括一底部件和一顶部件。在壳体内部中布置有转换器元件、即麦克风的有源部件并且该转换器元件与底部件电连接和机械连接。为了使转换器元件与顶部件声学连接，在转换器元件与顶部件之间布置了连接元件，该连接元件不仅抵靠在转换器元件上而且也抵靠在顶部件的内侧上。连接元件柔性地且尤其柔软有弹性地构造有相对小的弹性模量。所述连接元件包括一种塑料，自由的或封装的气泡分布在所述塑料中，所述气泡通过发泡产生。如此分配塑料中气泡的量，使得所述气泡在连接元件中具有在50％和98％之间的体积份额。连接元件在此具有在大多数情况下闭孔的泡沫结构。连接元件的发泡或气泡的产生仅仅在壳体中进行，使得连接元件无压缩地且紧密地（dicht）抵靠到转化器元件和顶部件上。根据本专利技术的连接元件通过所包围的气泡而具有可压缩性和低的弹性模量，从而仅仅由此实现连接元件的一定的弹性。气泡的体积份额选择得越高，连接元件越柔软且越可压缩。如果连接元件的塑料是太软的聚合物，那么在室温下所述塑料会具有大于1000ppm/K的线性热膨胀系数。因此优选如此选择塑料的机械性能，使得在室温下在发泡状态中的塑料的热膨胀系数小于等于300ppm/K。连接元件的塑料可以包括下述塑料，气泡分布在该塑料中，并且该塑料选自a）或b）：a）软化温度在100℃和220℃之间的热塑性塑料，和b）在室温下热膨胀系数小于等于300ppm/K的热固性塑料。连接元件的塑料根据一种实施方案是热塑性塑料。这具有下述优点：所述塑料具有一软化点。所述软化点又能实现仅仅在热弹性塑料熔化之后才释放气泡，其中塑料因此可以膨胀。由于热塑性材料的膨胀，转换器元件和顶部件之间的间隙被可靠地关闭。连接元件在转换器元件和顶部件之间形成良好的密封。但是，连接元件也可以由热固性塑料形成。如果其硬化温度-在给定的热的可硬化性的情况下-高于膨胀温度，则释放的气泡可牢固地包围在连接元件的塑料基体中。如果塑料具有另一种硬化机制，则所述塑料可以在膨胀后与温度无关地硬化。在一种实施方式中，在顶部件内设置有声音入口并且在转换器内设置有声音开口。在此所述连接元件用于形成用于麦克风的声音通道。所述声音通道将顶部件中的声音入口与转换器元件中的声音开口连接起来，其中所述连接元件将声音通道紧密地相对于壳体的其余的内部体积密封。以这种方式实现了，将壳体的其余的内部体积用作麦克风的后部体积（Rückvolumen），因为它基于所采用的倒装芯片装配（FlipchipMontage）而邻接到转换器元件的有源侧上。于是在声音通道中并且通过膜片形成前部体积（Frontvolumen），所述膜片是转换器元件的主要部件。连接元件通过塑料发泡通过在软化的（热塑性的）或者仍粘性的未硬化的（热固性的）塑料内的气泡的原位释放来形成，利用该连接元件可以以简单的方式对声音通道进行密封，而不会由于制造公差-所述制造公差导致转换器元件和顶部件之间不同的间隙高度-而存在密封的问题，或者在通过顶部件和底部件的连接而关闭壳体时密封件施加过强的压缩到转换器元件上。热塑性塑料具有一软化点Tm，自该软化点起固态塑料在加热时过渡到粘性状态中。热固性塑料高于硬化温度的情况下过渡到聚合的且由此硬化的状态中。此外，连接元件具有一种塑料混合物，该塑料混合物除了塑料之外还包括在膨胀温度Tx时释放气体的发泡剂（Treibmittel）。优选如此选择软化点和膨胀温度，使得膨胀温度高于软化温度。在使用热固性塑料用于连接元件时，硬化温度高于膨胀温度。通过这种方式确保了：在从分布在塑料中的发泡剂中释放气泡之后，软化的塑料的粘性针对膨胀仅仅以很小的力来反抗。但是，优选地，同时将在软化的或还未硬化的状态下的粘性如此设定得足够高，使得不会出现模塑料的强烈的伸展。通过这种方式可以确保，已经软的或仍粘性的塑料不会穿透到转换器的声音开口中，或者甚至流到直至膜片上。后者意味着麦克风的故障。即使在软化和膨胀的情况下，结构上相当稳定的热塑性塑料也确保声音通道的几何形状可以重现地建立。同样的情况适用于在使用未硬化的热固性塑料时。为了能够由顶部件和底部件形成空腔壳体，这两个壳体部件中的至少一个构造为盆状。顶部件和底部件优选地用粘合剂粘合，所述粘合剂同时关闭壳体。由平坦的顶部件和底部件构成的结构也是可行的，所述结构具有布置在所述顶部件和底部件之间的框架。作为连接器件也可以使用焊剂（Lot）。在一种实施方式中，转换器元件通过一弹簧元件与底部件电连接和机械连接。利用所述弹簧元件实现了转换器元件的进一步的弹性的或灵活的悬挂，其避免了由于悬挂和壳体的关闭而受机械力的强烈作用。弹簧元件可以具有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
麦克风，‑ 具有壳体，该壳体具有底部件和顶部件，‑ 具有转换器元件，该转换器元件布置在所述壳体内并且与所述底部件电连接和机械连接，‑ 具有柔性的连接元件，该连接元件是柔软有弹性的且可压缩的，该连接元件布置在所述转换器元件和所述顶部件之间，并且该连接元件抵靠在所述转换器元件上和所述顶部件上，‑ 其中所述连接元件包括一种塑料，通过发泡使气泡分布在所述塑料中，‑ 其中所述气泡在连接元件中具有在50％和98％之间的体积份额，‑ 其中发泡仅在壳体内进行，使得所述连接元件无压缩地且紧密地抵靠到所述转化器元件和顶部件上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.31 DE 102015112642.71.麦克风，-具有壳体，该壳体具有底部件和顶部件，-具有转换器元件，该转换器元件布置在所述壳体内并且与所述底部件电连接和机械连接，-具有柔性的连接元件，该连接元件是柔软有弹性的且可压缩的，该连接元件布置在所述转换器元件和所述顶部件之间，并且该连接元件抵靠在所述转换器元件上和所述顶部件上，-其中所述连接元件包括一种塑料，通过发泡使气泡分布在所述塑料中，-其中所述气泡在连接元件中具有在50％和98％之间的体积份额，-其中发泡仅在壳体内进行，使得所述连接元件无压缩地且紧密地抵靠到所述转化器元件和顶部件上。2.根据权利要求1所述的麦克风，其中在所述顶部件中设置有声音入口，其中在转换器内设置有声音开口，其中所述连接元件将声音通道相对于壳体的其余的内部体积密封，所述声音通道将所述声音入口与所述声音开口连接起来。3.根据权利要求1或2所述的麦克风，其中所述连接元件的塑料选自：c）软化温度在100℃和220℃之间的热塑性塑料，和d）在室温下热膨胀系数小于等于300ppm/K的热固性塑料。4.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风，其中热塑性塑料具有一软化点Tm，其中所述连接元件包括一发泡剂，该发泡剂在膨胀温度Tx的情况下释放一气体，其中Tm<Tx。5.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风，其中顶部件和底部件之一构造为盆状，其中所述顶部件利用粘合剂粘合到所述底部件上。6.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风，具有一弹簧元件，所述转换器元件通过该弹簧元件与所述底部件电连接和机械连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风，其中所述转换器元件利用其向下指向底部件的接头钎焊到所述弹簧元件上。8.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风，其中所述转换器元件是由单晶材料微结构化的MEMS芯片，该MEMS芯片具有集成的膜片和背电极，其中所述转换器元件无应力地且有弹性地安装在所述底部件连同弹簧元件和所述顶部件连同连接元件之间。9.根据前述权利要求中任一项所述的麦克风，其中在所述连接元件的热塑性塑料中所包含的发泡剂选自铵盐、碳酸盐、羧酸、酐、过氧化物和可膨胀石墨（请必要时补充！）。10.用于封装用于麦克风的转换器元件的方法，-其中为包围空腔的壳体设置底部件和顶部件，-其中在所述底部件的内部中设置弹簧元件，-其中将转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：W帕尔，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP