「Hey Siri」催生的語音識別革命,關鍵MEMS麥克風如何有效保護?

2020-12-03 愛集微APP

Hey Siri:一場語音識別的革命

2011年,Siri被內置在iPhone 4s之中橫空出世時,曾掀起一波語音技術和討論熱潮和語音助手的創業熱潮。隨後,Google Assistant和Amazon的Hi Alexa語音助手也相繼出現,語音智能助手在智慧型手機上的普及率越來越高。KPCB合伙人、享有「網際網路女皇」稱號的瑪麗·米克爾在今年的網際網路趨勢報告中,將超過十分之一的篇幅給了「語音」二字,在其看來,「觸控螢幕+麥克風」正在取代「鍵盤+滑鼠」的交互方式。

從可穿戴設備到家庭助理,為了滿足語音交互場景,麥克風幾乎被安裝到了所有的智能硬體上。而對於聲音捕捉的準確性來講,麥克風構造中最常用的兩種技術是微機電系統(MEMS)麥克風和駐極體電容式麥克風(ECM),起到了極為重要的作用。

在ECM或MEMS麥克風之間進行選擇時,需要考慮許多因素。ECM作為傳統模式已經得到了廣泛的市場應用,然而新型的MEMS麥克風,則彰顯出了不可替代的優勢 —— 具有較強的抗RF幹擾能力,解決了手機設計中常見的電流聲(TDD noise)問題,結構上設計方便。而可以實現小封裝尺寸的新型MEMS麥克風技術,則更為符合通過多個麥克風內置實現降噪效果的智能設備。

風險與收益並存,手機品牌廠商如何保證MEMS麥克風質量?

目前市場上的MEMS麥克風製造商,正在面臨多重技術挑戰。在大批量裝配印刷電路板期間,存在一些可能會危及MEMS麥克風完整性的技術問題,而這些問題所導致的高不良率,最終也只能由手機品牌廠商承受。

這些問題包括回流過程中由於極高溫引起的壓力積聚、顆粒汙物和霧化焊料熔滴,它們可能損壞MEMS麥克風,導致電子設備的聲學性能下降、產量明顯降低以及製造成本上升。而這些問題,均源於安裝期間的不當操作以及有效測試的缺乏。

從質量風險來說,MEMS麥克風的聲學性能下降會導致手機品牌廠商產品不良率上升,進而影響手機的出貨量和上市時間,出現供應風險,甚至還會影響利潤。

從長遠的經濟和品牌效益來看,MEMS麥克風的質量問題也會影響消費者體驗,長遠而言更對品牌產生負面影響,損害品牌聲譽。

面對這樣的挑戰,戈爾(Gore)公司的設計和工程團隊已開發出一種獨特解決方案,即新推出的GORE MEMS防護透氣聲學產品。這個產品可以降低手機品牌廠商的供應和質量風險,能在MEMS麥克風製造和電路板組裝時對麥克風進行全面保護,讓麥克風免受顆粒物和壓力積聚的損害,還可以支持製程中測試,從而讓手機品牌廠商能夠牢牢把握產品質量和實現成本可控。

GORE MEMS防護透氣聲學產品:2種方案靈活應對

GORE MEMS防護透氣聲學產品能夠提供可靠的顆粒防護,同時其透氣型膨體聚四氟乙烯(ePTFE)透氣膜使氣體能夠穿過麥克風音孔,緩解壓力積聚,使麥克風免遭損壞。

該產品有兩種款式,旨在滿足電路板組裝和麥克風製造商的特定需求。

· Style100:適用於電路板組裝

在SMT工藝中,可靠的顆粒防護性能可有效減少汙物,而高效的透氣性能能有效緩解壓力積聚,從而有助於確保SMT工藝的安全性,同時幫助提高產量並可靠地控制製造成本。對於手機品牌廠商而言,能夠實現製程中測試可以讓MEMS麥克風的質量更有保障,也使工藝效率進一步提升。100型可在回流過程之前進行安裝,可安裝在上聲孔麥克風的頂部或下聲孔麥克風底部背面的電路板上。產品為捲軸式包裝,以便無縫匹配高速SMT貼片機生產線。

· Style200:適用於麥克風製造商

200型可在封裝過程中安裝於MEMS麥克風內部,從而實現顆粒防護,同時在電路板裝配過程中無需進行任何特殊處理。產品以類晶圓格式進行數字映射,且與高速固晶設備兼容。戈爾直接與品牌、麥克風製造商和合約製造商合作,已製造出超過1億個GORE MEMS防護透氣聲學產品。這些產品被用於滿足大批量高速安裝過程中的嚴苛要求,且能夠在多次回流周期中耐受高達280℃(390F)的溫度40秒之久。對於手機品牌廠商,200型能在電路板裝配前開始就避免MEMS麥克風受到顆粒物汙染,實現更好的產品質量,進一步降低供應和質量風險。同時,200型產品也是行業所認為的未來MEMS麥克風防護解決方案的趨勢。

長遠來看,GORE MEMS防護透氣聲學產品憑藉可靠的顆粒防護性能、高效的壓力平衡、靈活的製程中測試三大優勢,可以為眾多手機品牌廠商的MEMS麥克風從生產製造開始就提供卓越保護,在保證產量和質量同時,更好地提高經濟效益。

國內的消費類電子市場,包括手機、可穿戴設備等市場的競爭已經進入白熱化階段,功能逐漸同質化,市場正從過往的「硬體競爭「過渡為」體驗競爭「,語音識別作為用戶體驗的重要環節,麥克風的可靠質量顯得更為重要。而現今由於國內經濟的飛速發展,各種製造成本水漲船高,Cost down已成為各大手機品牌廠商的主流呼聲,更好的成本控制是企業可持續發展的基礎。戈爾技術致力於讓手機品牌廠商實現成本可控、質量可控,從而在激烈的競爭中取得先機,贏取更大的市場。

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