带有嵌入式集成电路芯片的听力设备的制作方法

文档序号：21041812发布日期：2020-06-09 20:43阅读：137来源：国知局

本公开涉及听力设备，例如用于补偿用户的听力损失的听力设备，特别是具有无线通信能力的听力设备，因此涉及包括用于通信的天线的听力设备。

本公开还涉及一种听力设备，该听力设备被配置为使用磁感应进行通信和/或通过使用无线电频率进行通信。听力设备可以用在双耳听力设备系统中。在操作期间，听力设备佩戴在用户的耳朵中或耳朵处，以用于减轻用户的听力损失。

背景技术：

听力设备是非常小的专用设备，并且包括容纳在壳体或外壳中的许多电子部件和金属部件，该壳体或外壳足够小以适合人的耳道或者位于外耳后方。电子部件和金属部件数量多，加上听力设备壳体或外壳的尺寸小，这对要用于具有无线通信能力的听力设备的天线(mi天线和rf天线)施加了较高的设计约束。

此外，尽管存在这些限制以及听力设备的尺寸所施加的其他窄设计约束，但是听力设备中的尤其是rf天线必须被设计得实现令人满意的性能。

用于听力设备的无线技术的发展以及不断努力使听力设备更小且制造成本更低，导致在听力设备中使用合并了一个或多个天线的柔性载体。

此外，在双耳听力设备系统中，对双耳听力设备系统中的听力设备之间的通信质量的要求不断提高，这些要求包括对低时延和低噪声的要求，从而增加了对听力设备中的有效天线的需要。

此外，听力设备通常包括一定数量的(litze)导线，这可能会降低位于听力设备内部的天线的性能。

由于当前的通信能力不足，所有这些要求都难以用现有设备解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供听力设备通信能力。通信能力可以是通过在低成本和低设备复杂度下使用射频(rf)-天线功能(例如，蓝牙)来实现。通信能力可以是通过使用磁感应来实现。

另一个目的是提升无线通信能力，例如提升佩戴在用户的两只耳朵中或后面的两个听力设备之间和/或听力设备与诸如智能电话的附件设备之间的无线通信能力。听力设备可以被配置用于在ism频段中的无线通信。rf天线功能可以被实现用于在至少400mhz的频率下，例如在800mhz和6ghz之间的频率下操作。听力设备可以附加地或替换地被配置用于在从2mhz到30mhz的频率范围内的无线通信。

当确保重要的耳对耳(e2e)链路时，听力设备之间的无线电连接允许进行高级双耳信号处理。此外，听力设备可能会连接到大量附件，无论是戴在身上的还是置于用户附近的，因此可能连接到互联网，作为所谓的物联网(iot)的一部分。然而，确保稳定的e2e链路具有挑战性但至关重要。2.4ghzism(工业、科学、医学)频段是优选的，因为存在许多针对低功耗通信的统一标准，例如低功耗蓝牙(ble)或zigbee，其对工业用途的可用性广泛，且能够在功耗与可实现距离之间进行折中。就对可穿戴天线设计和性能的要求而言，e2e链路要求特别苛刻。实际上，为了实现良好的人体上性能，天线可以表现出最佳的辐射效率、带宽、极化和辐射图，而可供用于设计的物理体积却大大减少，因为大多数时候可穿戴设备(例如，听力设备)中的空间都非常宝贵，尤其是耳内式(ite)听力设备。此外，大规模生产和工业设计需求期望天线也可以是低轮廓的，轻便的并且制造便宜。天线极化特性可能是重要的性能参数。更多整体约束也可能是相关的。实际上，天线效率可能因天线靠近人的头部而受到严重危害，因为人体组织由于水分含量高而在2.4ghz左右具有很高的损耗。考虑到插入(drop-in)效率的幅度以及听力设备无线电以超低功率工作的事实，这可能会严重影响整体性能。威胁天线效率的另一个问题可能是可供用于设计的体积小，因为这必然使天线在物理上(因此，在电磁上)紧密靠近设备的其他部分，极有可能耦合到它们。对于电小型天线(esa)而言，由于其根本限制，也很难实现大带宽。带宽可能至少覆盖整个2.4ghzism频段，但是更大的带宽可以有助于补偿由于人体效应而引起的天线失谐，这种效应在用户之间会有所不同。

磁感应或近场磁感应(nfmi)通常在2mhz到30mhz之间的频率范围内提供通信，包括语音、音频和数据的传输。在这些频率下，电磁辐射传播通过并围绕人的头部和身体，而没有在组织中显著损失。在这样的频率下工作的磁感应天线可能易受源自听力设备电气组件的噪声的影响。

根据本公开，通过所公开的听力设备实现了上述和其他目的。听力设备包括多芯片组件，多芯片组件包括多个集成电路芯片，多个集成电路芯片包括无线通信芯片、电源管理芯片和信号处理芯片中的至少一个。听力设备可以包括用于供电的电池。在一些实施例中，多芯片组件包括：多个层，多个层包括具有表面的第一层；和间隔层，间隔层被配置为容纳多个集成电路芯片中的至少一个作为嵌入式芯片。可以在第一层和间隔层下方设置地层。多芯片组件可以还包括至少一个屏蔽层，该屏蔽层包括第一屏蔽层，第一屏蔽层设置在间隔层与第一层之间。第一屏蔽层可以设置在间隔层上方。第一屏蔽层可以提供对嵌入式芯片的屏蔽。地层可以提供对嵌入式芯片的屏蔽。第一屏蔽层和地层可以一起提供对嵌入式芯片的屏蔽。

在一些实施例中，屏蔽层减少了来自嵌入式芯片的不想要的电磁辐射，并因此减少了来自多芯片组件的不想要的电磁辐射。在一些实施例中，不想要的电磁辐射包括噪声，在一些实施例中，不想要的电磁辐射包括来自电源管理单元的纹波效应的噪声。

在一些实施例中，听力设备包括mi天线，其促进经由磁感应的通信。在一些实施例中，听力设备包括rf天线，其促进经由无线电频率的通信。在一些实施例中，听力设备包括促进经由磁感应进行通信的mi天线和促进经由无线电频率进行通信的rf天线。在一些实施例中，mi天线和/或rf天线设置在听力设备内。在一些实施例中，天线mi和/或rf的一部分可以突出到听力设备壳体的外部，例如听力设备外壳的外部。

一些听力设备包括多个导线，例如litze导线，互连电听力设备组件。这些导线可能影响设置在听力设备内部的天线的性能，例如至少部分地设置在听力设备内部的天线的性能。这种影响可能会降低设置在听力设备内部的rf天线和mi天线的性能。在一些实施例中，对于不同的产品，导线的位置可能是随机的，导致对天线性能的影响和潜在劣化的控制成为挑战。因此，本公开的优点在于，可以减少导线的数量。通过减少导线的数量，可以提升听力设备中所设置的rf天线和/或mi天线的性能。特别是对于mi天线，可以通过减少导线的数量或移除导线(其可能会以mi天线工作的相同频率辐射噪声)来提高信噪比。特别是对于rf天线，可以通过减少导线的数量或移除导线来提升天线性能，因为将没有导线或更少的导线用作rf天线的地平面延伸。因此，可以减少共模辐射。

在一些实施例中，间隔层设置在多个层中的第二层与第三层之间。

地层可以借助于绝缘层与至少第一层电绝缘。可以经由第一层、间隔层和绝缘层中的通孔，并且附加地通过任何第二层和第三层，提供至地层的连接。

在一些实施例中，第二层是屏蔽层。在一些实施例中，第三层是绝缘层。因此，间隔层可以设置在第二层与第三层之间，例如在屏蔽层与绝缘层之间。

在一些实施例中，听力设备包括一个或多个被配置为接收音频信号的麦克风。音频信号被提供给信号处理器，信号处理器被配置为处理音频信号以用于补偿用户的听力损失。信号处理器可以包括诸如放大器、压缩器和降噪系统等的元件，以用于处理音频信号以补偿用户的听力损失。信号处理芯片可以包括信号处理器。

在一些实施例中，至少一个嵌入式芯片包括控制芯片，例如被配置为控制对另一部件(没有设置在多芯片组件中的另一部件)的操作和/或电源供给的集成电路芯片。

在一些实施例中，芯片是电子部件。在一些实施例中，嵌入式芯片是嵌入式电子部件。在一些实施例中，嵌入式芯片是有源器件或有源电子部件。

在一些实施例中，嵌入式芯片是屏蔽的嵌入式芯片，例如电磁屏蔽的嵌入式芯片。由包括第一屏蔽层的多个屏蔽层提供屏蔽。

在一些实施例中，第一屏蔽层提供对嵌入式电子部件的屏蔽。地层可以提供对嵌入式电子部件的屏蔽。第一屏蔽层和地层可以一起提供对嵌入式电子部件的屏蔽。

在一些实施例中，至少一个嵌入式芯片包括无线通信芯片。在一些实施例中，至少一个嵌入式芯片包括电源管理芯片。

包括具有表面的第一层、第二层、第三层在内的多个层、间隔层、绝缘层和地层可以被提供为多层印刷电路板、多层柔性印刷电路板等。在一些实施例中，多芯片组件包括印刷电路板pcb或柔性印刷电路板fpcb。在一些实施例中，这些层是单面层，在一些实施例中，这些层是双面层。在一些实施例中，多芯片组件印刷电路板包括单面层和双面层。

在一些实施例中，具有表面的第一层和第二层是同一层。在一些实施例中，第一层具有导电表面。在一些实施例中，第一层的表面被配置用于在其上安装电子部件。第一层的表面可以被配置用于表面贴装技术smt。

在一些实施例中，间隔层提供被配置为容纳多个集成电路芯片中的至少一个的开口。间隔层可以包括一个或多个间隔元件，例如被配置为在第三层与第二层之间提供相隔距离的间隔元件。在一些实施例中，开口设置在间隔元件之间内。间隔层可以是机械间隔层。间隔层的厚度可以对应于待嵌入的部件、芯片的厚度。

在一些实施例中，嵌入式芯片被安装到第三层上。可以设想，可以以任何已知的方式将嵌入式芯片安装到第三层上，包括键合、焊接、胶合、表面贴装技术等。嵌入式芯片可以是裸管芯，可以使用倒装焊芯片键合、引线键合来安装嵌入式芯片。嵌入式芯片可以是封装芯片，例如预封装芯片，并且可以使用任何已知技术(例如，使用引脚、引线、球栅阵列等)安装到第三层上。

在一些实施例中，多个屏蔽层设置在嵌入式芯片上方和/或下方，包括第一屏蔽层在内的多个屏蔽层减少了来自至少一个嵌入式芯片的电磁发射。屏蔽层可以是电磁屏蔽层。屏蔽层可以被配置为屏蔽来自至少一个嵌入式芯片的电磁辐射。屏蔽层可以被配置为包含来自至少一个嵌入式芯片的电磁辐射。在一些实施例中，来自至少一个嵌入式芯片的电磁辐射被屏蔽层减少或限制，使得电磁辐射不传播到第一层的表面。

在一些实施例中，屏蔽层是电绝缘层。在一些实施例中，屏蔽层是一层导电材料，例如铜。屏蔽层可以是电磁屏蔽层。在一些实施例中，屏蔽层可以包括涂覆层，例如由诸如铜之类的导电涂层(例如，导电墨水)涂覆的层，屏蔽层可以是诸如金属薄层之类的金属层等。

在一些实施例中，屏蔽层可以被配置作为地层，例如形成用于多芯片组件的地平面的地层。

在一些实施例中，多芯片组件包括第一嵌入式芯片和第二嵌入式芯片，并且其中，在第一嵌入式芯片与第二嵌入式芯片之间提供屏蔽。在一些实施例中，第一嵌入式芯片和第二嵌入式芯片由同一间隔层容纳。在一些实施例中，第一嵌入式芯片和第二嵌入式芯片由不同的间隔层容纳。在一些实施例中，多芯片组件包括用于容纳第一嵌入式芯片的第一间隔层和用于容纳第二嵌入式芯片的第二间隔层。可以在第一间隔层与第二间隔层之间设置屏蔽层。

在一些实施例中，多芯片组件包括多个一个或多个集成电路芯片，所述多个集成电路芯片包括无线通信芯片、电源管理芯片和信号处理芯片中的至少一个。多芯片组件可以设置在载板上。可以将多芯片组件称为混合体。多芯片组件可以包括用于容纳听力设备电子部件中的至少一些的多层结构。多芯片组件可以包括多层印刷电路板。

多芯片组件可以是集成电路、半导体管芯和/或其他分立电子部件的任何组件。多芯片组件包括集成在组件中的两个或更多个电子部件。电子部件可以被提供为“裸管芯”；然而，可以设想，可以预先封装多芯片组件的一些或全部电子部件，而可以将多芯片组件的其他电子部件或没有电子部件安装为裸管芯或芯片，反之亦然。多芯片组件可以被称为混合多芯片组件，因为多个电子部件是互连的。多芯片组件可以包括用于容纳至少一些听力设备电子部件的多层结构。多芯片组件可以包括多层印刷电路板。电子部件被集成并安装到基板上，使得多芯片组件可以被处理为包括多个电子部件的单个组件。在一些实施例中，多芯片组件被提供为用于安装在听力设备中的单个组件。

在一些实施例中，第一嵌入式芯片是电源管理芯片，第二嵌入式芯片是无线通信芯片。

在一些实施例中，听力设备包括磁感应天线和/或rf天线。

在一些实施例中，电源管理芯片包括用于调节功率的调节器。但是，这种调节器通常会引起开关噪声或纹波，这在磁感应天线的噪声基底以上。调节器开关可能会导致输出电压的电压波动。调节器开关可能会导致输出电流的电流波动。这种电压和电流波动、纹波效应会增加听力设备的整体噪声。磁感应天线通常在磁感应天线的任何焊盘上具有低于50μv的噪声基底，例如低于20μv的噪声基底，例如17μv的噪声基底，例如大约17μv的噪声基底，因此，磁感应天线对听力设备中的噪声(例如，来自听力设备电子部件的噪声)敏感。

将一个或多个芯片嵌入在多芯片组件中的优点在于，可以减少来自多芯片组件的噪声。减少来自多芯片组件的噪声的优点在于，不必在多芯片组件周围提供所谓的屏蔽罩。

本公开的一个或多个实施例的优点在于，通过例如使用嵌入式管芯技术将芯片嵌入在多芯片组件中，能够减少噪声并提升天线和无线通信系统的性能。

多芯片组件可以包括多个层，例如3层、5层，例如至少10层，例如高达15层，例如12层，例如在10和15层之间。因此，有可能用多个地层屏蔽嵌入式芯片，以降低电磁辐射，例如从嵌入式芯片(包括例如从嵌入式开关np芯片)发射的e场。

本公开的一个或多个实施例的另一优点在于，通过使原本将设置在多芯片组件的表面处或听力设备中的其他地方的芯片嵌入，一个或多个麦克风可以被设置在多芯片组件的表面上。因此，可以减少或消除对用于将例如一个或多个麦克风连接到多芯片组件(例如，连接到多芯片组件的信号处理器)的附加导线的需要。同样，其他电部件(例如，mi芯片)也可以设置在多芯片组件的表面处，从而进一步减少了对附加导线的需要。

在一些实施例中，一个或多个去耦电容器被嵌入在多芯片组件内部，以减少任何长度的辐射迹线。去耦电容器可以连接到嵌入式管芯。

在一些实施例中，无线通信单元或无线通信芯片被配置用于无线通信，包括无线数据通信，包括无线音频通信，并且与用于发射和接收电磁场或磁场的天线互连。无线通信芯片包括发射机、接收机、发射机-接收机对(例如，收发机)、无线电单元等。无线通信芯片被配置用于使用本领域技术人员已知的任何协议进行通信。

在一些实施例中，听力设备包括磁感应天线，并且其中，第一无线通信芯片是磁感应控制芯片。

在一些实施例中，听力设备被配置为使用磁感应(例如，近场磁感应)进行通信。在一些实施例中，磁感应控制芯片是实现磁感应发送和接收功能(例如，磁感应发送和接收控制功能)的集成电路。磁感应控制芯片例如经由电导线或经由支承基板上的导电迹线与磁感应天线互连。包括磁感应控制芯片和磁感应天线的听力设备被配置为使用磁感应(例如，近场磁感应)进行通信。磁感应天线可以是磁感应线圈。磁感应控制芯片可以被配置为控制对磁感应天线的供电。

在一些实施例中，磁感应控制芯片被配置为：对要经由磁感应传递的数据信号应用任何调制方案，包括幅度调制、相位调制和/或频率调制，使得将数据调制到从磁感应天线发射的磁场上。磁感应控制芯片可以包括电路，例如低噪声放大器(lna)、混频器和滤波器。磁感应控制芯片还可以包括外围数字模块，例如分频器、编解码器模块、解调器等。

在一些实施例中，磁感应天线还被配置用于：接收由另一电子设备例如经由另一电子设备的磁感应天线传递的磁场，并将接收到的数据信号提供给磁感应控制芯片。磁感应控制芯片被配置为解调接收到的信号。在一些实施例中，磁感应控制芯片被配置作为收发机。在一些实施例中，磁感应控制芯片被配置为以特定频率接收和发送数据。

所传递的数据可以包括数据、音频、语音、设置、信息等。

磁感应天线和磁感应控制芯片可以被配置为：在使用期间以低于100mhz的频率操作，例如低于30mhz，例如低于15mhz。磁感应天线可以被配置为在1mhz和100mhz之间的频率范围内操作，例如在1mhz和15mhz之间，例如在1mhz和30mhz之间，例如在5mhz和30mhz之间，例如在5mhz和15mhz之间，例如在10mhz和11mhz之间，例如在10.2mhz和11mhz之间。该频率可以进一步包括从2mhz到30mhz的范围，例如从2mhz到10mhz，例如从2mhz到10mhz，例如从5mhz到10mhz，例如从5mhz到7mhz。

然而，可以设想，本文所公开的听力设备不限于在这些频段中操作，并且听力设备可以被配置用于在任何频段中操作。

在一些实施例中，选择磁感应天线的阻抗以优化通信。在一些示例中，磁感应天线可以具有大于阈值电感的阻抗，例如大于2μh的电感，例如大于3μh的电感，例如大于3.5μh，例如约3.9μh，或者高达5μh的电感。电感可以被选择为在2μh和5μh之间，例如在3μh和4μh之间。

在一些实施例中，当听力设备被安放在听力设备的用户的耳朵处的预期操作位置时，磁感应天线的纵向方向平行于用户的耳到耳轴线，纵向方向可以是磁感应天线的线圈绕组被设置所沿着的轴线。在一个或多个实施例中，当听力设备在使用期间被佩戴在其工作位置时，磁感应天线在与用户的耳到耳轴线平行，或基本平行，或成0/180度+/–35度的方向上具有纵向延伸。

在一些实施例中，听力设备包括rf天线，并且其中，第二无线通信芯片是rf无线通信芯片。

听力设备可以包括磁感应天线。听力设备可以包括rf天线。听力设备可以包括磁感应天线和rf天线两者。

在一些实施例中，无线通信芯片与用于发射和接收电磁场的rf天线互连。与rf天线互连的无线通信芯片可以被配置用于与另一电子设备进行通信。经由无线通信芯片传递的数据可以包括数据、音频、语音、设置、信息等。

通常，rf天线的长度是相对于当听力设备位于用户耳朵处的预期操作位置时从该听力设备发射和/或由其接收的电磁场的波长λ来定义的。听力设备通常被配置为发射和/或接收特定频率范围或频段内的电磁辐射。在一些实施例中，rf频段被设置成包括天线元件的谐振频率。通常，天线元件的长度被优化以在这样的特定rf频段内(例如，在峰值谐振频率附近或从峰值谐振频率延伸的频段内)使用。

为了使rf天线谐振，在大气(freeair)中的谐振元件的长度被选择成对应于要从听力设备发射的电磁辐射的波长λ的四分之一波长λ/4的奇数倍。

通常，选择rf天线的长度以针对在特定频率下或在特定频段内使用而优化rf天线，例如被选择为在特定频率下(例如，在期望频段内)提供最优谐振。通常，天线针对包括蜂窝频段和wlan频段在内的ism频段进行优化，例如针对gsm频段或wlan频段。

在一些实施例中，rf天线是电天线。在一些实施例中，rf天线是单极天线。在一些实施例中，rf天线是谐振天线，例如被配置为在大约谐振频率的波长范围内发射电磁场的rf天线。

该频带可以是包括从以下频率中选择的频率的rf频段，例如包括433mhz、800mhz、915mhz、1800mhz、2.4ghz、5.8ghz等。因此，rf频段可以被选择为ism频段，例如包括这些频率中的一个或多个的gsm频段或wlan频段。

本文所公开的听力设备可以被配置用于在ism频段中操作。优选地，rf天线被配置用于在至少400mhz的频率下操作，例如至少800mhz，例如至少1ghz，例如在1.5ghz和6ghz之间的频率，例如在1.5ghz和3ghz之间的频率下，例如在2.4ghz的频率下。可以针对在400mhz和6ghz之间的频率下操作而优化天线，例如在400mhz和1ghz之间，在800mhz和1ghz之间，在800mhz和6ghz之间，在800mhz和3ghz之间等。

然而，可以设想，本文所公开的听力设备不限于在这些频段中进行操作，并且听力设备可以被配置用于在任何频段中操作。

无线通信芯片可以被配置用于：使用本领域技术人员已知的任何协议进行通信，包括蓝牙(包括低功耗蓝牙、智能蓝牙等)、wlan标准、制造特定协议(例如，定制的邻近天线协议，例如专有协议，例如低功耗无线通信协议，例如csrmesh等)。

有利的是，通过所呈现的一个或多个实施例，可以在听力设备中提供rf天线和磁感应天线。在听力设备中提供rf天线和磁感应天线提高了听力设备的无线通信能力。然而，在上述涉及尺寸、噪声、emc法规等的限制下，在听力设备内提供rf天线和磁感应天线两者通常导致听力设备的尺寸增大，以获得提升的通信能力。

此外，在当今的通信系统中，许多不同的通信系统在2.4ghz下或左右进行通信，因此在2.4ghz下或左右的频率范围内还存在显著的环境电磁噪声。本发明的优点在于，对于噪声可以是可接受的某些应用，例如对于数据通信，可以使用rf天线。对于高噪声水平可能严重影响传输的其他应用，可以使用磁感应天线。例如，磁感应天线可以用于音频的流送。

在一些实施例中，rf天线被配置用于第一比特率的数据通信。在一个或多个实施例中，磁感应线圈被配置用于第二比特率的数据通信，第二比特率大于第一比特率，例如为10倍，例如为30倍，50倍，100倍等。

使用磁感应的优点在于，通常可以获得低时延。特别是在流送音频时，重要的是要保持时延低，以避免用户可注意到的延迟。通常，通过使用磁感应进行通信，可以获得小于100ms的延迟，例如小于50ms，例如小于25ms，例如小于10ms，例如小于5ms，例如小于1ms。

使用磁感应例如在双耳系统中的第一听力设备与第二听力设备之间进行通信的另一个优点在于，对于低频(即，通常低于100mhz)和对应的长波长，头部不会被视为对第二天线发射的电磁辐射的显著障碍，因此，当频率降低时，因组织吸收而导致的电磁辐射的减少也会减少。

在一些实施例中，与磁感应控制芯片(例如，第一无线通信芯片或单元)互连的磁感应天线被配置为与双耳听力设备的另一听力设备进行通信。

在一些实施例中，与rf无线通信芯片(例如，第二无线通信芯片或单元)互连的rf天线被配置为与人体外部设备(例如，附件设备)进行通信。

在一些实施例中，磁感应控制芯片被提供为嵌入式芯片，并且磁感应天线被设置在第一层的表面处，第一屏蔽层和/或另外屏蔽层在磁感应控制芯片与磁感应天线之间提供屏蔽。

通过在多芯片组件中嵌入磁感应控制芯片并在多芯片组件中提供屏蔽层，以在磁感应控制芯片与设置在多芯片组件的第一层的表面的磁感应天线之间进行屏蔽，这能够实现紧凑设计，并减小了磁感应天线与磁感应控制芯片之间的干扰。提供紧凑设计是有利的，因为这将进一步减少听力设备中的导线(例如，litze导线)的数量，这可以进一步减小电磁干扰，由此可以提升听力设备的整体emc特性。

在一些实施例中，听力设备包括一个或多个被配置为接收音频信号的麦克风。

在一些实施例中，一个或多个麦克风被设置在第一层的表面处，即，在多芯片组件的第一层的表面处。这可以是有利的，因为可以获得非常紧凑的设计，然而，这也限制了多芯片组件的定位，以确保麦克风能够接收音频。

在一些实施例中，一个或多个麦克风被设置在载板处。这可以是有利的，因为带有一个或多个麦克风的载板可以针对音频的最优接收而定位。在一些实施例中，载板可以在多芯片组件与一个或多个麦克风之间提供屏蔽。

载板可以由柔性板(例如，柔性印刷电路板)构成。在一些实施例中，载板包括电磁屏蔽层。电磁屏蔽层可以是涂覆层，例如由诸如铜之类的导电涂层(例如，导电墨水)涂覆的层，电磁屏蔽层可以是金属层(例如，金属薄层等)。

在一些实施例中，载板被配置成在多芯片组件与一个或多个麦克风之间形成电磁屏蔽。

在一些实施例中，安装在第一层上的电子部件包括无源电路部件。在一些实施例中，无源电路部件选自电阻器、电容器、电感器、换能器和二极管。

在一些实施例中，沿着多个屏蔽层的一个或多个边缘设置有多个屏蔽层中的通孔。在一些实施例中，沿着多芯片组件中的多个层的一个或多个边缘设置有通孔(例如，过孔)。在一些实施例中，通孔是沿着嵌入式芯片的边缘设置的。

在一些实施例中，电池与多芯片组件互连。电池可以是任何类型的电池。电池可以是扁平电池，例如纽扣形电池。电池可以是圆形的。电池可以是盘形电池。

在一些实施例中，电池是可再充电电池。在一些实施例中，听力设备还包括可再充电电池调节器。在一些实施例中，可再充电电池调节器被提供为嵌入式芯片。在一些实施例中，例如提供第一和第二可再充电电池调节器，以获得期望的电压供给，例如电压供给具有意图用于多芯片组件的电源的大小。在一些实施例中，可再充电电池提供3.6伏的电力，其被调节到1.8伏，以用于对多芯片组件(以及可能地，听力设备的其他电子部件)的电压供给。在一些实施例中，第一调节器用于将电力从3.6伏调节到1.2伏，并且第二调节器被配置用于将电力从1.2伏调节到1.8伏。任何电力转换都会产生噪声，这影响了听力设备的整体信噪比。因此，有利的是能够将一个或多个可再充电电池调节器嵌入多芯片组件中，以减少从可再充电电池调节器发射的噪声。

在一些实施例中，听力设备是itc听力设备类型、cic听力设备类型、iic听力设备类型、bte听力设备类型、听力保护设备或这些类型的任何组合。

根据本发明的另一方面，公开了一种双耳听力设备系统，该双耳听力设备系统包括：第一听力设备，被配置为设置在用户的第一耳朵(例如，左耳)处；和听力设备，被配置为设置在用户的第二耳朵(例如，右耳)处，其中，听力设备之一或两者是本文公开的听力设备。

应当注意，尽管嵌入式芯片设置有电磁屏蔽，但是在一些实施例中，磁感应控制芯片和/或电源管理芯片设置在电池的第一侧，其中，磁感应天线设置在电池的第二侧，其中，第一侧与第二侧不同。在一些实施例中，电池被配置为在设置在电池的第一侧的磁感应控制芯片和无线通信芯片与设置在电池的第二侧的磁感应天线之间提供附加的电磁屏蔽。

然而，本公开的优点在于，电池不需要在磁感应控制芯片和/或电源管理电路之间提供屏蔽功能。在一些实施例中，磁感应控制芯片和电源管理电路被设置在电池的第一侧，其中，磁感应天线同样被设置在电池的第一侧。

在一些实施例中，在电磁感应天线与磁感应控制芯片之间提供另外的电磁屏蔽，例如以磁感应天线的封装的形式，或者以载体(承载听力设备部件(例如，听力设备的电子部件)的载体)形成的屏蔽的形式。

在一些实施例中，电池可以被设置成相比于听力设备的第一端，更靠近听力设备的第二端，并且磁感应天线可以被设置在电池(例如，电池的中心轴线)与听力设备的第二端之间。无线通信芯片和磁感应控制芯片可以被设置在电池(例如，电池的中心轴线)与听力设备的第一端之间。

电池的第一侧和电池的第二侧可以是电池在横向(transversely)或纵向(longitudinally)上的相对两侧。

在相同部件下提供双模天线配置的优点在于，可以减小听力设备的尺寸，同时增加无线能力。

在一些实施例中，听力设备是itc听力设备类型、cic听力设备类型、bte听力设备类型、听力保护设备或这些类型的任何组合。听力设备可以是耳后式听力设备。听力设备可以被提供为耳后模块。听力设备可以是耳内式听力设备，例如全耳道内式听力设备。听力设备可以被提供为耳内模块。替换地，听力设备的一部分可以被设置在耳后式模块中，而其他部分(例如，接收机)可以被设置在耳内式模块中。听力设备可以是耳内式接收机听力设备。

对于耳后式听力设备，当听力设备位于用户的耳朵后方的预期操作位置时，其具有沿着用户的头部一侧延伸的第一侧和与第一侧相对的第二侧。通常，第一侧和第二侧是bte听力设备的纵向侧。顶侧将第一侧和第二侧互连，并且被定位成背对用户的耳朵。通常，底侧同样将第一侧和第二侧互连，该底侧面向用户的耳朵。在一些实施例中，磁感应天线的纵向轴线被设置为从耳后式听力设备的第一侧延伸至第二侧。

在另一示例中，耳内式听力设备具有顶侧。当该听力设备定位在用户的耳朵中的预期操作位置时，其可以具有延伸到耳道中的外壳，并且顶侧是耳内式听力设备背对用户的耳道的一侧。通常，顶侧将平行于耳内式听力设备的面板(faceplate)。通常，耳内式听力设备的底侧将面向用户的耳道。在一些实施例中，磁感应天线的纵向轴线被设置为从耳内式听力设备的顶侧延伸至底侧。

信号处理芯片被配置用于提供处理后的音频信号。术语“声音”和/或术语“声音输出”可以理解为音频信号。因此，麦克风可以被配置为接收声音或音频信号。输出换能器或扬声器/接收机可以被配置为提供或发送声音输出或处理后的音频信号，例如由信号处理芯片提供的处理后的音频信号。声音输出或处理后的音频信号可以在使用期间被提供或发送到佩戴听力设备的用户的耳朵。

应当理解，听力设备的扬声器在本领域中也被称为“接收机”。本文使用术语“扬声器”是为了避免与其他听力设备部件混淆。

在本公开中，术语“芯片”用于集成电路。通常，芯片(以及因此，集成电路)被实现在半导体衬底(例如，硅)中。该芯片可以被称为集成电路、ic或微芯片。通常，芯片(例如，电子电路)需要实现特定功能，例如控制功能、收发机功能等。可以设想，在一些实施例中，设置在不同芯片处的电子电路可以被连接以提供特定功能。如果两个芯片或管芯有利地提供特定功能，则术语“芯片”用于集成电路并不将该术语限制为单个芯片或管芯。

芯片可以实现功能。例如，信号处理芯片可以实现信号处理单元。同样，无线通信芯片可以实现无线通信单元；电源管理芯片可以实现包括电源调节器的电源管理电路，等。听力设备的电子部件可以实现在芯片中。

本发明涉及不同的方面，包括上面和下面描述的听力设备，以及对应的听力设备、双耳听力设备、听力设备、听力设备系统、方法、设备、用途和/或产品装置，它们均产生结合第一提及的方面描述的一个或多个益处和优点，并且均具有与结合第一提及的方面描述的和/或在所附权利要求中公开的实施例对应的一个或多个实施例。

附图说明

通过以下参照附图对示例性实施例的详细描述，以上和其他特征及优点对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：

图1a和1b示意性地示出了听力设备中的组件的示例；

图2a和2b示意性地示出了听力设备中的组件的定位；

图3示意性地示出了示例性多芯片组件；

图4示意性地示出了通孔的示例性定位；

图5示意性地示出了另一示例性多芯片组件；

图6示意性地示出了又一示例性听力设备。

附图标记列表

100听力设备

102麦克风

104信号处理器

104’信号处理芯片

106扬声器

108无线通信单元

108’无线通信芯片

110电源管理单元

110’电源管理芯片

112电池

114无线通信单元(mi)

114’无线通信芯片(mi)

116mi天线

118rf天线

204a,204b麦克风

206多芯片组件

208载板

210表面贴装组件

212地层

214屏蔽层

216嵌入式芯片

217多层结构

218电池接触件

220电池的中心轴线

222第一层

224第一层的表面

226间隔层

302第一层

303表面

304第一屏蔽层

306间隔层

306’副间隔层

308间隔元件

308’副间隔元件

310第二层

311第三层

310’,311’另外层

312地层

314开口

314’副开口

316嵌入式芯片

316’嵌入式芯片的占地面积

317绝缘层

318另外层

320表面

321第一嵌入式芯片

322第二嵌入式芯片

具体实施方式

在下文中参照附图描述各种实施例。相同的附图标记通篇指代相同的要素。因此，将不再关于每个附图的说明来详细描述相同的要素。还应注意，附图仅旨在促进对实施例的描述。它们无意作为对所要求保护的发明的穷尽描述，或者作为对所要求保护的发明的范围的限制。另外，所示的实施例不必具有所示的所有方面或优点。结合特定实施例描述的方面或优点不必限于该实施例，而是可以在任何其他实施例中实践，即使未如此示出或未如此明确地描述。

贯穿全文，相同的附图标记用于相同或相应的部分。

如本文所使用的，术语“天线”是指将电功率转换成电磁场的器件，或者是指将电功率转换成磁场的器件。电天线可以包括连接至例如无线通信芯片(例如，无线电芯片、接收机、发射机或收发机)的导电材料。磁天线可以包括连接至例如无线通信芯片(例如，无线电芯片、接收机、发射机或收发机)的磁感应线圈。

所要求保护的发明可以以不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。

图1a示出了听力设备100的实施例的框图。听力设备100包括第一换能器，即麦克风102，用于基于接收到的音频信号来生成一个或多个麦克风输出信号。一个或多个麦克风输出信号被提供给信号处理器104，以用于处理一个或多个麦克风输出信号。接收机或扬声器106连接到信号处理器104的输出，以用于将信号处理器的输出转换为修改成补偿用户的听力障碍的信号，并将修改后的信号提供给扬声器106。

听力设备的信号处理器104可以包括诸如放大器、压缩器和/或降噪系统等的元件。信号处理器104可以实现在信号处理芯片104’中。听力设备还可以具有滤波功能，例如用于优化输出信号的补偿滤波器。

听力设备还包括与磁感应天线116(例如，磁感应线圈)互连的无线通信单元114。无线通信单元114和磁感应天线116可以被配置用于使用磁场的发射和接收进行无线数据通信。无线通信单元可以被实现为无线通信芯片114’，例如磁感应控制芯片114’。听力设备100还包括电源112，例如电池或可再充电电池。此外，提供了电源管理单元110，以用于控制从电池112提供给信号处理器104、接收机、一个或多个麦克风、无线通信单元(rf)108和无线通信单元(mi)114的功率。磁感应天线被配置用于与另一电子设备通信，在一些实施例中，被配置用于与例如位于另一耳朵处的另一听力设备进行通信(典型地在双耳听力设备系统中)。

听力设备还可以具有与用于发射和接收电磁场的rf天线118互连的用于无线数据通信的无线通信单元108(例如，无线通信电路)。无线通信单元可以被实现为无线通信芯片108’。无线通信单元108，包括无线电或收发机，连接到听力设备的信号处理器104和rf天线118，以用于与一个或多个外部设备进行通信，例如一个或多个外部电子设备，包括至少一个智能电话、至少一个平板电脑、至少一个听力辅助设备(包括至少一个配对(spouse)麦克风、远程控件、音频测试设备等)，或者在某些实施例中，与另一听力设备进行通信，例如位于另一耳朵处的另一听力设备(典型地在双耳听力设备系统中)。

信号处理器104、无线通信单元(rf)108、无线通信单元(mi)114和电源管理单元110可以被实现为信号处理芯片104’、无线通信芯片(rf)108’、无线通信芯片(mi)114’和电源管理芯片110’。

在图1b中，看到了与图1a所示的听力设备对应的听力设备，除了在图1b中，仅存在一个与磁感应天线116、信号处理器104和电源管理单元110互连的无线通信单元114。

同样，即使未示出，也可以设想仅具有一个与用于接收和发射电磁场的rf天线互连的无线通信单元108的听力设备。

图2a和图2b示意性地示出了听力设备的实施例，该听力设备包括第一麦克风204a、第二麦克风204b、具有电池接触件218的电池112、磁感应天线116和多芯片组件206。

图2a和图2b中的的听力设备包括载板208和位于载板208处的多芯片组件206。多芯片组件206包括多个层，该多个层包括具有表面224的第一层222。该表面被配置用于安装电子部件，并且可以被配置用于部件的smt安装。电子部件210安装在第一层222的表面224上。此外，信号处理芯片104’安装在第一层222的表面224上。在多个层中的第一层222与地层212之间设置有间隔层226。间隔层226可以被配置为容纳多个集成电路芯片中的至少一个作为嵌入式芯片216。可以看出，地层212设置在第一层222和间隔层226下方。多芯片组件还包括第一屏蔽层214，第一屏蔽层214设置在间隔层226与第一层222之间。

在图2a中，磁感应天线116设置在载板208处，距多芯片组件206一距离。可以看出，多芯片组件和磁感应天线设置在电池的同一侧，例如在电池的中心轴线220的同一侧。电池接触件218连接到载板208，以至少向设置在载板208上的多芯片组件供电。可以设想，还可以进行与电池的其他连接，例如，电池接触件可以直接连接到多芯片组件206。

在图2b中，磁感应天线116设置在多芯片组件206处。磁感应天线116设置在第一层222的表面224处。磁感应控制芯片114’被提供为嵌入式芯片，并由间隔层容纳。屏蔽层214在磁感应天线与磁感应控制芯片114’之间提供屏蔽。第一屏蔽层214抑制源自磁感应控制芯片114’的任何不想要的电磁辐射(例如，噪声)。在一些实施例中，第一屏蔽层214提供足够的屏蔽和/或抑制。在一些实施例中，可以在第一层与间隔层之间设置第二屏蔽层(图2b中未示出)。

在图3中，更详细地示出了多芯片组件206。多芯片组件206包括多个层，该多个层包括具有表面303的第一层302。表面303被配置用于电子部件的安装，并且可以被配置用于电子部件的smt安装。在多个层中的第一层302与地层312之间设置间隔层306。间隔层306可以被配置为容纳多个集成电路芯片中的至少一个作为嵌入式芯片316。可以看出，地层312被设置在第一层302和间隔层306下方。多芯片组件还包括第一屏蔽层304，第一屏蔽层304设置在间隔层306与第一层302之间。通常，设置一个或多个间隔元件308，以为嵌入式芯片316创建空间。地层312可以形成地平面，例如用于多芯片组件的地电位。

在一些实施例中，间隔层306提供开口314，开口被配置为容纳多个嵌入式芯片316中的至少一个。间隔层306包括一个或多个间隔元件308。开口314，例如开口314的高度和宽度，可以由一个或多个间隔元件308来限定。在一些实施例中，开口设置在间隔元件环内，在间隔元件之间，该环具有任何形状，圆形、矩形、不规则形状等。间隔元件可以是提供机械间隔层的机械间隔元件。间隔层的厚度可以被选择成对应于要嵌入的部件、芯片的厚度。

在图3中，间隔层设置在多个层的第二层310与第三层311之间。

第一层302、第二层310和第三层311可以是印刷电路板的层，例如柔性印刷电路板的层。这些层可以包括用作多芯片组件的电子部件之间的互连的导电路径。

通常，地层312通过绝缘层317与至少第一层电绝缘，并且其中，至地层312的连接是经由第一层302、间隔层306和绝缘层317中的通孔，并且还经由第二层310和第三层311提供的。

在一些实施例中，第二层310是第一屏蔽层304。在一些实施例中，第三层311是绝缘层317。在一些实施例中，第二层310是地层312。在这样的实施例中，间隔层在地层与第一层之间提供绝缘。可以在地层312下方添加另一层318。另一层318可以是用于多芯片组件的底层。另一层318可以是绝缘层。在一些实施例中，另一层318具有被配置用于电子部件的表面贴装的表面320，以提供允许将电子部件smt安装在pcb的两侧上的双面印刷电路板。

在一些实施例中，可以在间隔层中设置多于一个嵌入式芯片316、322。

设想可以在嵌入式芯片上方和/或下方提供多个屏蔽层，多个屏蔽层(包括第一屏蔽层)减少了来自至少一个嵌入式芯片的电磁辐射。在一些实施例中，地层312是屏蔽层，因此一个或多个屏蔽层可以附加地包括地层312。第一屏蔽层304与地层312不同。

图4示意性地示出了设置在嵌入式芯片316、322周围的通孔402a、402b、…。在第三层311上示出了嵌入式芯片316、322的占地面积316’、322’。在图4中，第三层中的通孔设置在嵌入式芯片周围。可以设想，对于设置在一个或多个屏蔽层304、312中的通孔，有利的是沿着多个屏蔽层304、312的一个或多个边缘设置通孔，以提供对部件的最佳屏蔽。在一些实施例中，可以通过沿着待屏蔽的部件316、322的边缘设置通孔来获得足够的屏蔽。

在图5中，提供了示例性多芯片组件的示意图。在图5中，嵌入式芯片114’是无线通信芯片(mi)114’。无线通信芯片(mi)114’设置在间隔层306中，在由一个或多个间隔元件308提供的开口314中。间隔层306设置在第二层310与第三层311之间。在第二层310与第一层302之间设置有屏蔽层304。在第一层302的表面303上设置有磁感应线圈116形式的磁感应天线116。

能够在同一多芯片组件中提供无线通信单元(mi)114(例如，磁感应控制芯片114’)和磁感应线圈116的优点在于，减少了听力设备中的元件所需的空间，并且减少了无线通信芯片(mi)114’与磁感应线圈116之间的任何互连导线的长度。通过在第一层下方提供屏蔽层304，使得屏蔽层设置在无线通信芯片(mi)114’与磁感应线圈116之间，这减少了来自无线通信芯片(mi)114’的噪声或任何其他不想要的电磁干扰，使得在磁感应线圈处减小了来自此类噪声或干扰的任何影响，由此减小了对在磁感应线圈处生成的磁场的影响。

设想还可以嵌入其他芯片，包括例如电源管理芯片。

在图6中，提供了另一示例性多芯片组件206的示意图。在图6中，在多芯片组件206中提供了第一嵌入式芯片321和第二嵌入式芯片322。在第一嵌入式芯片321和第二嵌入式芯片322之间设置有副屏蔽件(secondaryshield)，例如副屏蔽层304’。该多芯片组件包括多个层，包括第一层302，第一层是多芯片组件的顶层；第一层具有表面303，该表面303被配置用于电子部件的安装，并且可以被配置用于电子部件的smt安装。

第一嵌入式芯片321设置在间隔层306中，例如在由一个或多个间隔元件308提供的开口314中。间隔层306设置在第二层310与第三层311之间。在第二层310与第一层302之间设置有屏蔽层304。

第二嵌入式芯片322设置在副间隔层306’中，例如在由一个或多个副间隔元件308’提供的副开口314’中。副间隔层306’设置在另外层310’与311’之间。在另外层310’与第三层311之间设置有副屏蔽层304’。由此，副屏蔽层在第一嵌入式芯片321与第二嵌入式芯片322之间提供屏蔽。

第一嵌入式芯片和第二嵌入式芯片可以是电源管理芯片110’、无线通信芯片(rf)108’、无线通信芯片(mi)114’、信号处理芯片104’等中的任一个。

磁感应线圈116形式的磁感应天线116可以设置在第一层302的表面303处。

可以设想，如图6所示，可以在第一嵌入式芯片与第二嵌入式芯片之间提供副屏蔽件作为屏蔽层。在一些实施例中，第一嵌入式芯片和第二嵌入式芯片可以设置在同一间隔层中。副屏蔽件可以被设置为间隔层的一部分。在一些实施例中，间隔元件可以附加地包括用于在第一嵌入式芯片与第二嵌入式芯片之间提供屏蔽的屏蔽元件。

以下实施例中陈述了示例性听力设备。

1.一种听力设备，包括：

多芯片组件，包括多个集成电路芯片，所述多个集成电路芯片包括无线通信芯片、电源管理芯片和信号处理芯片中的至少一个；

电池，用于供电；

所述多芯片组件包括：

多个层，包括具有表面的第一层；

间隔层，被配置为容纳所述多个集成电路芯片中的至少一个作为嵌入式芯片；

地层，设置在所述第一层和所述间隔层下方，

其中，所述多芯片组件还包括至少一个屏蔽层，所述至少一个屏蔽层包括第一屏蔽层，所述第一屏蔽层设置在所述间隔层与所述第一层之间。

2.根据实施例1所述的听力设备，其中，所述间隔层设置在所述多个层中的第二层与第三层之间，

其中，所述地层通过绝缘层与至少所述第一层电绝缘，并且

其中，经由所述第一层、所述间隔层和所述绝缘层中的通孔提供至所述地层的连接。

3.根据实施例2所述的听力设备，其中，所述第二层是所述屏蔽层，并且其中，所述第三层是所述绝缘层。

4.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述至少一个嵌入式芯片包括所述无线通信芯片和/或所述电源管理芯片。

5.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述间隔层提供被配置为容纳所述多个集成电路芯片中的至少一个的开口。

6.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述多个屏蔽层设置在所述嵌入式芯片上方和/或下方，包括所述第一屏蔽层在内的所述多个屏蔽层减少来自所述至少一个嵌入式芯片的电磁辐射。

7.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述多芯片组件包括第一嵌入式芯片和第二嵌入式芯片，并且

其中，在所述第一嵌入式芯片与所述第二嵌入式芯片之间设置有屏蔽件。

8.根据实施例7所述的听力设备，其中，所述第一嵌入式芯片是所述电源管理芯片，并且所述第二嵌入式芯片是所述无线通信芯片。

9.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述听力设备还包括磁感应天线，并且其中，第一无线通信芯片是磁感应控制芯片。

10.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述听力设备还包括rf天线，并且其中，第二无线通信芯片是rf无线通信芯片。

11.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述多芯片组件包括多层印刷电路板pct或多层柔性印刷电路板fpcb。

12.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，沿着所述多个屏蔽层的一个或多个边缘设置有所述多个屏蔽层中的通孔。

13.根据实施例9-12中任一项所述的听力设备，其中，所述磁感应控制芯片被提供为嵌入式芯片，并且

其中，所述磁感应天线被设置在所述第一层的表面处，所述第一屏蔽层和/或另外屏蔽层在所述磁感应控制芯片与所述磁感应天线之间提供屏蔽。

14.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述听力设备包括被配置为接收音频信号的一个或多个麦克风，并且

其中，所述一个或多个麦克风被设置在所述第一层的表面处。

15.根据实施例1-13中任一项所述的听力设备，其中，所述听力设备包括被配置为接收音频信号的一个或多个麦克风，并且其中，所述一个或多个麦克风被设置在载板处。

16.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，安装在所述第一层上的电子部件包括无源电路部件，所述无源电路部件选自电阻器、电容器、电感器、换能器和二极管。

17.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述电池与所述多芯片组件互连。

18.根据实施例9-17中任一项所述的听力设备，其中，当将所述听力设备安放在所述听力设备的用户的耳朵处的预期操作位置时，所述磁感应天线的纵向方向平行于用户的耳到耳轴线。

19.根据前述实施例中任一项所述的听力设备，其中，所述电池是可再充电电池，并且其中，所述听力设备还包括可再充电电池调节器。

20.根据实施例19所述的听力设备，其中，所述可再充电电池调节器被提供为嵌入式芯片。

21.一种双耳听力设备系统，包括被配置为设置在用户的第一耳朵处的第一听力设备和被配置为设置在用户的第二耳朵处的听力设备，其中，听力设备之一或两者是根据实施例1-20中任一项所述的听力设备。

此外，以下实施例陈述了示例性听力设备：