Ηχοδιαφανής μεμβράνη εξαερισμού EPTFE IP67 Αδιάβροχη για μικροφώνους MEMS

Ο ακουστικά διαπερατός αεραγωγός ePTFE για μικρόφωνα MEMS είναι ένα εξειδικευμένο εξάρτημα ακουστικής προστασίας, σχεδιασμένο για να μεγιστοποιεί την απόδοση, την αξιοπιστία και την παραγωγή συστημάτων ήχου που βασίζονται σε μικρόφωνα MEMS. Αυτός ο εξαιρετικά λεπτός αεραγωγός διαθέτει μια ακουστικά βελτιστοποιημένη μεμβράνη ePTFE συνδεδεμένη σε μια ακριβώς κομμένη με μήτρα βάση κόλλας, σχεδιασμένη για άμεση εφαρμογή πάνω από τη θύρα εισόδου ήχου αναλογικών ή ψηφιακών πακέτων μικροφώνων MEMS. Παρέχει ένα αδιάβροχο και ανθεκτικό στη σκόνη φράγμα IP67/IP68 που προστατεύει το ευαίσθητο διάφραγμα MEMS και τον ενισχυτή ASIC από την υγρασία, τη μόλυνση από σωματίδια και τα κατάλοιπα συγκόλλησης και πλύσης της συναρμολόγησης PCB. Κρίσιμα, ο αεραγωγός είναι σχεδιασμένος για ελάχιστη και σταθερή ακουστική απώλεια εισαγωγής και μετατόπιση φάσης, διασφαλίζοντας ότι η ευαισθησία του μικροφώνου, η απόκριση συχνότητας, ο λόγος σήματος προς θόρυβο και η απόδοση των αλγορίθμων κατάντη – όπως η ακύρωση θορύβου, η διαμόρφωση δέσμης και η αναγνώριση φωνής – δεν υποβαθμίζονται.

Τα μικρόφωνα MEMS είναι το καθολικό εξάρτημα ανίχνευσης ήχου στη σύγχρονη ηλεκτρονική, που βρίσκονται σε smartphones, ακουστικά, έξυπνα ηχεία, φορητούς υπολογιστές, συστήματα φωνής αυτοκινήτων και συσκευές IoT. Ένα μικρόφωνο MEMS αποτελείται από ένα μικρομηχανουργημένο διάφραγμα πυριτίου και έναν ενισχυτή ASIC μέσα σε ένα μικρό πακέτο, συνήθως 3,5 x 2,65 mm ή μικρότερο, με μια οπή εισόδου ήχου διαμέτρου περίπου 0,5-1,0 mm. Αυτή η είσοδος είναι μια άμεση διαδρομή για περιβαλλοντικούς ρύπους να φτάσουν στο διάφραγμα. Κατά τη συναρμολόγηση PCB, οι αναθυμιάσεις συγκόλλησης και τα υδατοδιαλυτά διαλύματα πλύσης μπορούν να εισέλθουν στο πακέτο του μικροφώνου, εναποθέτοντας υπολείμματα στο διάφραγμα που μετατοπίζουν τις μηχανικές του ιδιότητες και καταστρέφουν την εργοστασιακά βαθμονομημένη ευαισθησία και απόκριση συχνότητας. Στο περιβάλλον τελικής χρήσης, η σκόνη, οι πιτσιλιές υγρών και η υψηλή υγρασία προκαλούν διάβρωση και συγκόλληση του διαφράγματος, οδηγώντας σε μειωμένη ευαισθησία, αυξημένο επίπεδο θορύβου και τελικά σε αστοχία του μικροφώνου. Σε συστοιχίες πολλαπλών μικροφώνων που χρησιμοποιούνται για διαμόρφωση δέσμης και χωρικό ήχο, ακόμη και μικρές αποκλίσεις ευαισθησίας μεταξύ των μικροφώνων – που προκαλούνται από διαφορική μόλυνση – υποβαθμίζουν την κατευθυντική απόδοση της συστοιχίας. Η παραδοσιακή λύση ενός προστατευτικού πλέγματος ή υφασμάτινου καλύμματος προσφέρει κάποια προστασία από τη σκόνη, αλλά αποτυγχάνει να παρέχει οποιοδήποτε ουσιαστικό φράγμα υγρών.

Ο ακουστικά διαπερατός αεραγωγός ePTFE παρέχει ένα καθαρό, ενσωματωμένο στρώμα προστασίας απευθείας πάνω από την είσοδο ήχου του μικροφώνου MEMS. Εφαρμοζόμενος κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης SMT ή αμέσως μετά, η μεμβράνη ePTFE του αεραγωγού σχηματίζει ένα μόνιμο φράγμα πάνω από την οπή εισόδου. Η δομή των πόρων της μεμβράνης – βελτιστοποιημένη για ακουστική ροή αερίου – επιτρέπει στα ηχητικά κύματα πίεσης να φτάσουν στο διάφραγμα MEMS με ελάχιστη εξασθένηση και παραμόρφωση φάσης. Η απώλεια εισαγωγής είναι μόλις 1,0-2,0 dB στα 1 kHz, με επίπεδη απόκριση συχνότητας σε όλο το εύρος ήχου. Η μεμβράνη είναι ένα πλήρες φράγμα σε υγρό νερό σε πιέσεις IP67/IP68, αποτρέποντας την υγρασία, τον ιδρώτα και την τυχαία βύθιση από το να φτάσουν στο διάφραγμα. Επίσης, μπλοκάρει τη σκόνη, τα σωματίδια του δέρματος και τις αναθυμιάσεις συγκόλλησης και τα διαλύματα πλύσης που συναντώνται κατά τη συναρμολόγηση PCB. Η ελαιοφοβική επεξεργασία αποτρέπει τη διαβροχή από υγρά χαμηλής επιφανειακής τάσης, συμπεριλαμβανομένων των υπολειμμάτων συγκόλλησης που μπορούν να εξαπλωθούν σε μη επεξεργασμένες επιφάνειες. Το αποτέλεσμα είναι ένα μικρόφωνο MEMS που διατηρεί την εργοστασιακή ακουστική του απόδοση καθ' όλη τη διάρκεια της συναρμολόγησης και στο περιβάλλον του τελικού χρήστη, με δραματικά μειωμένα ποσοστά αστοχίας στο πεδίο.

• Προστασία εισόδου ήχου μικροφώνου MEMS (αναλογικά και ψηφιακά, κάτω θύρας και άνω θύρας)
• Προστασία συστοιχίας μικροφώνων για συστήματα διαμόρφωσης δέσμης και χωρικού ήχου
• Προστασία θύρας μικροφώνου smartphone, tablet και φορητού υπολογιστή
• Προστασία μικροφώνου feedforward και feedback ANC ακουστικών TWS
• Προστασία συστοιχίας μικροφώνου μακρινού πεδίου έξυπνου ηχείου
• Προστασία μικροφώνου hands-free και κλήσεων έκτακτης ανάγκης αυτοκινήτου
• Προστασία μικροφώνου συσκευών IoT και έξυπνου σπιτιού

Ο ακουστικά διαπερατός αεραγωγός εφαρμόζεται απευθείας πάνω από την είσοδο ήχου του πακέτου μικροφώνου MEMS, είτε στο επίπεδο του εξαρτήματος (πριν από την τοποθέτηση PCB) είτε στο επίπεδο συναρμολόγησης PCB (μετά το SMT). Τα ηχητικά κύματα στον αέρα φτάνουν στη μεμβράνη ePTFE και την κάνουν να δονείται συντονισμένα. Αυτή η δόνηση μεταδίδεται μέσω του αέρα στην κοιλότητα του αεραγωγού και μέσω της οπής εισόδου του μικροφώνου στο διάφραγμα MEMS μέσα στο πακέτο. Η χαμηλή μάζα της μεμβράνης ePTFE και η βελτιστοποιημένη δομή των πόρων διασφαλίζουν ότι η μεταδιδόμενη ηχητική πίεση διατηρεί το αρχικό της πλάτος και φάση σε όλο το εύρος συχνοτήτων ενδιαφέροντος. Το νερό, η σκόνη και οι αναθυμιάσεις συγκόλλησης συναντούν το φράγμα των πόρων της μεμβράνης και μπλοκάρονται φυσικά. Η ελαιοφοβική επεξεργασία αποτρέπει οποιοδήποτε υγρό από το να διαβρέξει την επιφάνεια και να περάσει διαμέσου της μεμβράνης. Η εσωτερική κοιλότητα του μικροφώνου παραμένει καθαρή, στεγνή και στην εργοστασιακά βαθμονομημένη ακουστική της κατάσταση για όλη τη διάρκεια ζωής της συσκευής.

1. Προσδιορίστε τον τύπο του μικροφώνου MEMS: κάτω θύρας (είσοδος στην πλευρά του PCB) ή άνω θύρας (είσοδος στην κορυφή του πακέτου) – αυτό επηρεάζει τη γεωμετρία τοποθέτησης του αεραγωγού.
2. Καθορίστε την απαιτούμενη αδιαβροχοποίηση: IP67 για πιτσιλιές και προσωρινή βύθιση, IP68 για συνεχή βύθιση σε καταναλωτικές ή βιομηχανικές εφαρμογές.
3. Καθορίστε τις απαιτήσεις ακουστικής απόδοσης: SNR, ευαισθησία και απόκριση συχνότητας του μικροφώνου. Η απώλεια εισαγωγής του αεραγωγού θα πρέπει να είναι εντός του προϋπολογισμού κέρδους του συστήματος.
4. Επιλέξτε την κόλλα με βάση το φινίρισμα της επιφάνειας του PCB και εάν ο αεραγωγός εφαρμόζεται πριν ή μετά τη συγκόλληση αναδιαμόρφωσης.
5. Δοκιμάστε με την πλήρη συναρμολόγηση του μικροφώνου: μετρήστε την ευαισθησία και την απόκριση συχνότητας πριν και μετά την εφαρμογή του αεραγωγού, και μετά από περιβαλλοντική έκθεση (θερμικοί κύκλοι, υγρασία, βύθιση σε νερό).

• Ε: Επηρεάζει ο αεραγωγός τον Λόγο Σήματος προς Θόρυβο του μικροφώνου MEMS;

  Α: Ο αεραγωγός εισάγει μια πολύ μικρή, ελεγχόμενη απώλεια εισαγωγής που μειώνει εξίσου τόσο το σήμα όσο και τον θόρυβο. Το SNR του ίδιου του μικροφώνου διατηρείται. Ο αεραγωγός δεν εισάγει κανένα αυτο-θόρυβο.

• Ε: Μπορεί ο αεραγωγός να εφαρμοστεί στο εργοστάσιο του κατασκευαστή μικροφώνων MEMS, ή εφαρμόζεται κατά τη συναρμολόγηση της συσκευής μας;

  Α: Και οι δύο επιλογές είναι δυνατές. Μπορούμε να προμηθεύσουμε μικρόφωνα MEMS με αεραγωγό ως προ-προστατευμένο εξάρτημα, ή να προμηθεύσουμε τους αεραγωγούς για εφαρμογή κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης του PCB σας.

• Ε: Θα επιβιώσει ο αεραγωγός από τις διαδικασίες πλήρωσης κάτω από το υπόστρωμα (underfill) ή την επικάλυψη με ρητίνη (conformal coating) που χρησιμοποιούνται σε ορισμένα PCB;

  Α: Ο αεραγωγός θα πρέπει να εφαρμόζεται μετά τις διαδικασίες πλήρωσης κάτω από το υπόστρωμα και επικάλυψης με ρητίνη. Εάν εφαρμοστεί πριν, μια προσωρινή μάσκα μπορεί να προστατεύσει τον αεραγωγό από αυτά τα υλικά.

• Ε: Πώς επηρεάζει ο αεραγωγός την απόδοση των υπερηχητικών ή υψηλής συχνότητας μικροφώνων MEMS που χρησιμοποιούνται για ανίχνευση χειρονομιών;

  Α: Μπορούμε να παρέχουμε ακουστικά βελτιστοποιημένες μεμβράνες με εκτεταμένη απόκριση υψηλής συχνότητας για υπερηχητικές εφαρμογές έως 80 kHz. Επικοινωνήστε μαζί μας με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας για υπερηχητικές συχνότητες.

• Ε: Είναι ο αεραγωγός συμβατός με τη διαδικασία διάτρησης με λέιζερ που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της οπής εισόδου ήχου σε ορισμένα πακέτα MEMS;

  Α: Ο αεραγωγός εφαρμόζεται πάνω από μια ήδη σχηματισμένη οπή εισόδου. Δεν παρεμβαίνει στη διαδικασία κατασκευής του πακέτου, συμπεριλαμβανομένης της διάτρησης με λέιζερ.