Membrane d'évent EPTFE acoustiquement transparente, étanche IP67 pour microphones MEMS

Le vent acoustique transparent en ePTFE pour microphones MEMS est un composant de protection acoustique dédié, conçu pour maximiser les performances, la fiabilité et le rendement des systèmes audio basés sur des microphones MEMS. Ce vent ultra-mince est doté d'une membrane en ePTFE acoustiquement optimisée, collée à un support adhésif découpé avec précision, conçu pour une application directe sur le port d'entrée acoustique des boîtiers de microphones MEMS analogiques ou numériques. Il fournit une barrière étanche à l'eau et à la poussière de niveau IP67/IP68 qui protège le fragile diaphragme MEMS et l'amplificateur ASIC de l'humidité, de la contamination particulaire, ainsi que des résidus de flux de soudure et de lavage lors de l'assemblage du circuit imprimé. De manière critique, le vent est conçu pour une perte d'insertion acoustique et un déphasage minimaux et constants, garantissant que la sensibilité du microphone, la réponse en fréquence, le rapport signal/bruit et les performances des algorithmes en aval – tels que la réduction du bruit, le beamforming et la reconnaissance vocale – ne sont pas dégradés.

Les microphones MEMS sont le composant universel de détection sonore dans l'électronique moderne, présents dans les smartphones, les écouteurs, les enceintes intelligentes, les ordinateurs portables, les systèmes vocaux automobiles et les appareils IoT. Un microphone MEMS se compose d'un diaphragme en silicium micromachiné et d'un amplificateur ASIC à l'intérieur d'un petit boîtier, généralement de 3,5 x 2,65 mm ou plus petit, avec un trou d'entrée acoustique d'un diamètre d'environ 0,5 à 1,0 mm. Cette entrée est un chemin direct pour que les contaminants environnementaux atteignent le diaphragme. Lors de l'assemblage du circuit imprimé, les fumées de flux de soudure et les solutions de lavage à base d'eau peuvent pénétrer dans le boîtier du microphone, déposant des résidus sur le diaphragme qui modifient ses propriétés mécaniques et détruisent la sensibilité et la réponse en fréquence calibrées en usine. Dans l'environnement d'utilisation finale, la poussière, les éclaboussures de liquide et une humidité élevée provoquent la corrosion et le collage du diaphragme, entraînant une réduction de la sensibilité, une augmentation du plancher de bruit et, finalement, une défaillance du microphone. Dans les réseaux multi-microphones utilisés pour le beamforming et l'audio spatial, même de petites discordances de sensibilité entre les microphones – causées par une contamination différentielle – dégradent les performances directionnelles du réseau. La solution traditionnelle d'une grille protectrice ou d'une couverture en tissu offre une certaine protection contre la poussière, mais ne fournit aucune barrière liquide significative.

Le vent acoustique transparent en ePTFE fournit une couche de protection propre et intégrée directement sur l'entrée acoustique du microphone MEMS. Appliqué pendant le processus d'assemblage SMT ou immédiatement après, la membrane en ePTFE du vent forme une barrière permanente sur le trou d'entrée. La structure poreuse de la membrane – optimisée pour le flux de gaz acoustique – permet aux ondes de pression sonore d'atteindre le diaphragme MEMS avec une atténuation et une distorsion de phase minimales. La perte d'insertion est aussi faible que 1,0 à 2,0 dB à 1 kHz, avec une réponse en fréquence plate sur toute la bande audio. La membrane est une barrière totale à l'eau liquide aux pressions IP67/IP68, empêchant l'humidité, la sueur et l'immersion accidentelle d'atteindre le diaphragme. Elle bloque également la poussière, les particules de peau, ainsi que les fumées de flux et les solutions de lavage rencontrées lors de l'assemblage du circuit imprimé. Le traitement oléophobe empêche le mouillage par des fluides à faible tension superficielle, y compris les résidus de flux de soudure qui peuvent se propager sur les surfaces non traitées. Le résultat est un microphone MEMS qui conserve ses performances acoustiques d'usine tout au long de l'assemblage et dans l'environnement de l'utilisateur final, avec des taux de défaillance sur le terrain considérablement réduits.

• Protection de l'entrée acoustique des microphones MEMS (analogiques et numériques, port inférieur et port supérieur)
• Protection des réseaux de microphones pour les systèmes de beamforming et d'audio spatial
• Protection des ports de microphones des smartphones, tablettes et ordinateurs portables
• Protection des microphones ANC feedforward et feedback des écouteurs TWS
• Protection des réseaux de microphones à champ lointain des enceintes intelligentes
• Protection des microphones mains libres et d'appel d'urgence automobiles
• Protection des microphones des appareils IoT et domestiques intelligents

Le vent acoustique transparent est appliqué directement sur l'entrée acoustique du boîtier du microphone MEMS, soit au niveau du composant (avant le placement du circuit imprimé), soit au niveau de l'assemblage du circuit imprimé (après SMT). Les ondes sonores dans l'air atteignent la membrane en ePTFE et la font vibrer de manière sympathique. Cette vibration se transmet à travers l'air dans la cavité du vent et à travers le trou d'entrée du microphone jusqu'au diaphragme MEMS à l'intérieur du boîtier. La faible masse et la structure poreuse optimisée de la membrane en ePTFE garantissent que la pression sonore transmise conserve son amplitude et sa phase d'origine sur la gamme de fréquences d'intérêt. L'eau, la poussière et les fumées de flux rencontrent la barrière poreuse de la membrane et sont physiquement bloquées. Le traitement oléophobe empêche tout liquide de mouiller la surface et de ramper sur la membrane. La cavité interne du microphone reste propre, sèche et dans son état acoustique calibré en usine pendant toute la durée de vie de l'appareil.

1. Identifiez le type de microphone MEMS : port inférieur (entrée côté circuit imprimé) ou port supérieur (entrée sur le dessus du boîtier) – cela affecte la géométrie de placement du vent.
2. Déterminez l'indice d'étanchéité requis : IP67 pour les éclaboussures et l'immersion temporaire, IP68 pour l'immersion continue dans les applications grand public ou industrielles.
3. Spécifiez les exigences de performance acoustique : SNR, sensibilité et réponse en fréquence du microphone ; la perte d'insertion du vent doit être dans le budget de gain du système.
4. Sélectionnez l'adhésif en fonction de la finition de surface du circuit imprimé et si le vent est appliqué avant ou après la soudure par refusion.
5. Testez avec l'assemblage complet du microphone : mesurez la sensibilité et la réponse en fréquence avant et après l'application du vent, et après exposition environnementale (cycles thermiques, humidité, immersion dans l'eau).

• Q : Le vent affecte-t-il le rapport signal/bruit du microphone MEMS ?

  R : Le vent introduit une perte d'insertion très faible et contrôlée qui réduit le signal et le bruit de manière égale. Le SNR du microphone lui-même est préservé. Le vent n'introduit aucun bruit propre.

• Q : Le vent peut-il être appliqué dans l'usine du fabricant de microphones MEMS, ou est-il appliqué lors de l'assemblage de notre appareil ?

  R : Les deux options sont possibles. Nous pouvons fournir des microphones MEMS ventilés en tant que composant pré-protégé, ou fournir les vents pour une application lors de votre processus d'assemblage de circuit imprimé.

• Q : Le vent survivra-t-il aux processus de sous-remplissage ou de revêtement conforme utilisés sur certains circuits imprimés ?

  R : Le vent doit être appliqué après les processus de sous-remplissage et de revêtement conforme. S'il est appliqué avant, un masque temporaire peut protéger le vent de ces matériaux.

• Q : Comment le vent affecte-t-il les performances des microphones MEMS ultrasoniques ou à haute fréquence utilisés pour la détection de gestes ?

  R : Nous pouvons fournir des membranes acoustiquement optimisées avec une réponse étendue à haute fréquence pour les applications ultrasoniques jusqu'à 80 kHz. Contactez-nous avec vos exigences spécifiques en matière de fréquences ultrasoniques.

• Q : Le vent est-il compatible avec le processus de perçage laser utilisé pour créer le trou d'entrée acoustique dans certains boîtiers MEMS ?

  R : Le vent est appliqué sur un trou d'entrée déjà formé. Il n'interfère pas avec le processus de fabrication du boîtier, y compris le perçage laser.