CN100579294C

CN100579294C - 可施加smd的定向电容式传声器

Info

Publication number: CN100579294C
Application number: CN200480001342A
Authority: CN
Inventors: 宋清淡; 郑益周; 金贤浩
Original assignee: BO SUNG ELECTRICS Co Ltd
Current assignee: BO SUNG ELECTRICS Co Ltd; BSE Co Ltd
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2024-10-08
Also published as: CN1748441A; KR20050049181A; WO2005051038A1

Abstract

公开了一种可施加SMD(表面贴装器件)的定向电容式传声器，它即使在施加SMD之后也具有期望的定向特性。本发明的定向电容式传声器包括：壳体，其开口侧卷边；绝缘环，其插入所述壳体内，用于保护内部元件免于遭受外部的热量，并提供绝缘功能；极环，其在所述绝缘环内连接在壳体的底侧上；膜片，其与所述极环接触；垫片；背板，其面向所述膜片，所述垫片置于所述背板和所述膜片之间；导电环，用于提供到背板的电连接路经；以及PCB，其通过所述导电环与所述背板电连接，该PCB通过所述壳体与所述膜片电连接，该PCB具有用于收集后声的音孔，从而该传声器提供了双向特性。

Description

可施加SMD的定向电容式传声器

技术领域

本发明涉及一种可施加SMD(表面贴装器件)的定向电容式传声器，更具体地涉及这样一种定向电容式传声器，它即使在施加SMD之后也具有理想的定向特性。

背景技术

通常，传声器分为全向传声器和定向传声器。定向传声器分为双向传声器和单向传声器。双向传声器用来重新生成足够的前入射声和后入射声，并且削弱横向入射声，以呈现用于声源的“8”字形的极性图形。此外，由于双向传声器具有近场特性，因此其广泛地应用在诸如体育场的场所中。单向传声器用于保持响应于宽阔的前入射声的输出值。在单向传声器中，为了提高前入射声源与后入射声源之间的信噪比，通过后入射声源来削弱所述输出值。单向传声器由于其具有发音清晰特性而用作声音识别装置。

然而，由于包括用于形成驻极体的背板的常规定向电容式传声器的每个元件不是由耐高温的材料形成的，因此难以在驻极体电容式传声器上施加SMD。而且，即使每个元件都由耐高温的材料形成，驻极体的电荷值在高温下也发生改变，结果其灵敏度降低。即，为了使电子产品的尺寸小型化，开发了一种用于电子产品的制造方法。为了制造小型化的电子产品，SMT(表面贴装技术)获得了广泛应用。由于在SMD的回流工艺中对电子元件施加高温，因此难以在低温元件上施加SMT。然而，由于通过向热粘结于金属板上的有机薄膜(例如：FEP，PET，PET，PTFE等)内强制植入电子而形成驻极体传声器，因此在高温高湿的环境下电子的转移使得驻极体的性能降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种可施加SMD的定向电容式传声器，其具有用具有绝缘特性的基底来覆盖驻极体的结构，以防止在高温下使用耐热材料的过程中使驻极体特性变差，并且防止由于在SMD回流工艺过程中驻极体的电位降低而引起传声器的敏感度变差。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可施加SMD的定向电容式传声器，其包括：壳体，其具有形成有用于收集前声的音孔的底侧以及与所述底侧相对的开口侧，所述开口侧是卷边的；绝缘环，其插入壳体内，用于保护内部元件免于遭受外部的热量，并提供绝缘功能；极环，其在所述绝缘环内连接在壳体的底侧上；膜片，其在所述绝缘环内与所述极环接触；垫片，其在所述绝缘环内与所述膜片接触；背板，其在所述绝缘环之内面向所述膜片，所述垫片置于所述背板和所述膜片之间；导电环，用于在所述绝缘环内支撑背板并且提供到背板的电连接路径；以及PCB，其通过所述导电环与所述背板电连接，该PCB通过所述壳体与所述膜片电连接，该PCB具有用于收集后声的音孔，从而该传声器提供了双向特性。

附图说明

从下面结合附图对优选实施例的描述中，本发明的上述以及其它目的和特征将变得明了，在附图中：

图1为表示根据本发明的双向传声器的剖视图；

图2为表示根据本发明的双向传声器的立体图；

图3为表示本发明的单向传声器的第一优选实施例的剖视图；

图4为表示本发明的单向传声器的第二优选实施例的剖视图；以及

图5和图6为表示本发明的传声器的工作特性的极性图形图。

具体实施方式

现在将对本发明进行详细地说明，在附图中示出了其示例。在所有附图中，使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

【双向电容式传声器】

图1为表示根据本发明的双向电容式传声器的整体结构的剖视图。

参考图1，音孔102a形成在本发明的电容式传声器100的底面上，用于收集前声。由耐高温的绝缘材料制成的圆柱形绝缘环112插入在圆柱形壳体102内，以保护内部元件。

用于支撑膜片106且将膜片106电连接在壳体102上的极环104、根据声压振动的所述膜片106、垫片108、具有热粘结在金属层上的有机薄膜以及形成于该有机薄膜上的驻极体的背板110、以及用于将所述背板电连接在PCB116上的导电环114都安装在绝缘环112的内部中。绝缘环112和导电环114由PCB 116支撑，PCB116包括诸如IC和MLCC的部件以及音孔116a。另外，PCB 116由壳体102的卷边支撑。

膜片106由极环104支撑在壳体102中。背板110通过圆柱形导电环114连接并支撑在PCB 116上。音孔116a形成在PCB 116上，以便收集来自后声源的后声的声波。

粘附在背板110上的驻极体、垫片108、膜片106以及绝缘环112由耐热且耐化学腐蚀氟材料、聚合材料以及塑料材料制成。即，本发明的可施加SMD的定向电容式传声器可通过使用由耐高温材料制成的部件来制造。耐高温材料分为氟材料、聚合材料以及塑料材料。例如薄膜、片状、卷形以及块状的形状都可以由耐高温材料形成。具体地，聚合材料包括ASA、尼龙6、尼龙66、尼龙46、LCP、PBT、PC、PC/ABS、PC/PBT、PEEK、PEN、PES、PET、PMMA、POM、PTFE、SAN、PPS、SBR以及TPU，而氟树脂材料包括PTFE(TFE)、FEP、PFA、ETFE、CTFE、PVDF、PVE、PCTFE、ECTFE、EPE、尼龙6、PP和硬PVC。

此外，为了防止部件从PCB116分离，通过使用高温焊糊将部件粘结在PCB上。在本发明的优选实施例中，采用例如Sn/Ag、Sn/Cu、Sn/Ag/Cu、Sn/Ag/Cu/Sb(CASTIN^TM合金)、以及Sn/Ag/Cu/Bi(OATEY^TM合金)的焊糊作为高温焊糊。

同时，如图1所示，安装于PCB的暴露侧上的多个连接端子118和120高于壳体102的卷边伸出，以通过采用SMD方法将传声器100粘结在主PCB(例如，便携式电话的PCB)上。如图2所示，圆形端子120形成于连接端子的内侧中，以便连接至Vdd。圆形接地端子118以规则的间隔形成在连接端子的外侧。接地端子118由三个气体排放槽130分成三个部分，以便排放在SMD粘结过程中产生的气体。

从下面的详细描述中，本发明的双向电容式传声器的操作将变得明了。

当本发明的双向电容式传声器的连接端子118和120直接连接在主PCB上或通过支架连接在主PCB上时，本发明的双向电容式传声器100通过Vdd和GND操作。此时，膜片106通过极环104和壳体102电连接在PCB 116上。而且，背板110通过导电环114而电连接在PCB 116上。

此时，前声从前声源经过壳体的音孔102a传导至膜片106。后声从后声源经过PCB 116的音孔116a和背板110的音孔110a传导至膜片106。

因此，膜片106在前声和后声的作用下振动，从而使膜片106和背板110之间的间隙发生改变。通过根据由于声压而引起间隙的变化来改变由膜片106和背板110形成的静电电容，从而实现由于声波引起的电信号的变化。该电信号通过电连接线传导至安装于PCB 116上的IC，以便进行放大。经过放大的电信号输出至连接端子118和120。

如上所述，双向电容式传声器具有双向特性，其具有用于前声和后声的期望的灵敏度并且削弱横向声，这是因为其用于通过壳体的音孔102a收集前声并通过PCB的音孔116a收集后声。

图5表示说明本发明的双向电容式传声器的特性的极性图形图。在图5中，圆周上的角度表示自传声器的所有360°的方向，同心圆表示自传声器的距离。在图5中，0°和180°的方向分别表示前向和后向。此外，90°和270°的方向表示横向。参考图5中所示的极性图形51，该极性图形形成为例如“8”字形的形状，以表示具有良好灵敏度的前声和后声以及具有削弱特征的横向声。此外，本发明的双向电容式传声器由于近场特性而提供了强大的抑制噪音环境的效果。

【单向电容式传声器】

通过在如图1所示的双向电容式传声器中插入声阻(soundresistor)来削弱后声，从而形成可施加SMD的单向电容式传声器。此时，如图3所示，如果声阻具有导电特性，则将声阻安装在背板的后侧从而由导电环114来支撑。然而，如图4所示，如果声阻不具有导电特性，则将其安装在导电环114的内侧。

图3为表示本发明单向电容式传声器的第一实施例的剖视图。图4为表示本发明单向电容式传声器的第二实施例的剖视图。

由于在图1、3和4中相同的附图标记表示相同的元件，因此为了避免重复，下面将省略对它们的进一步描述。

参照图3，除了形成在背板110后侧上的声阻210之外，单向电容式传声器具有与图1所示的双向电容式传声器相同的结构。本发明第一实施例的声阻210由具有微小通孔的圆柱形烧结金属形成。此外，由于声阻210具有导电特性，因此它具有与背板110相同的尺寸，并且电连接在导电环114和背板110之间。

参考图4，除了形成在背板110后侧上的声阻220之外，本发明第二实施例的单向电容式传声器具有与图1所示的双向电容式传声器相同的结构。此时，在本发明第二实施例的情况下，由于声阻220由具有微小通孔的绝缘树脂材料或绝缘塑料材料形成，因此其被安装在导电环114的内侧中。因此，背板110通过导电环114电连接在PCB 116上。

从下面的详细描述中，本发明的单向电容式传声器的操作将变得明了。

当单向电容式传声器的连接端子118和120直接连接在主PCB上或通过支架连接在主PCB上时，本发明的单向电容式传声器200和300通过施加Vdd和GND而进行操作。此时，膜片106通过极环104和壳体102电连接在PCB 116上。而且，背板110通过声阻210和导电环114而电连接在PCB 116上。

此时，前声从前声源经过壳体的音孔102a传导至膜片106。后声从后声源经过PCB116的音孔116a传导至膜片106。后声被声阻210削弱，或者后声的相位被声阻偏移，并且随后削弱后声或者相位偏移的后声通过背板的音孔110a而传导至膜片106。此时，后声被声阻210削弱，从而膜片106仅在前声的作用下振动。因此，膜片106在前声的作用下振动，从而改变膜片106与背板110之间的间隙。通过根据由于声压引起的间隙的变化改变由膜片106和背板110形成的静电电容，从而实现由于声波引起的电信号(例如，电压)的变化。该电信号通过电连接线传输至安装于PCB 116上的IC，以便进行放大。经过放大的电信号输出至连接端子118和120。

如上所述，本发明的单向电容式传声器200和300通过壳体102的音孔102a收集来自前声源的前声，并通过PCB116的音孔116a收集来自后声源的后声。由于后声被声阻210和220削弱，并且横向声也被削弱，因此单向电容式传声器200和300具有指向前的单向特性。

图6是表示本发明的单向电容式传声器的特性的极性图形图。在图6中，圆周上的角度表示自传声器的所有360°的方向，而同心圆表示自传声器的距离。在图6中，0°和180°的方向分别表示前向和后向。此外，90°和270°的方向表示横向。参考在图6中所示的极性图形52，该极性图形表示具有良好灵敏度的前声以及具有削弱特征的后声和横向声。此外，本发明的单向电容式传声器具有期望的发音清晰的特性。

同时，本发明的驻极体传声器100、200和300包括由耐高温的绝缘材料形成的绝缘环112，以包围传声器的声音部件(膜片、垫片以及背板)。因此，在SMD回流过程中，驻极体的特性在高温下不会变差。即，由于绝缘环112防止了驻极体在高温下的放电现象，因此得以保护驻极体。

工业应用性

从上述可知，本发明提供了可施加SMD的定向电容式传声器，其具有用于包围由聚合物或基于塑料或者基于氟树脂的耐高温绝缘材料制成的声音部件的绝缘材料结构。因此，尽管用于传统的定向电容式传声器的回流工艺不可能在230°和更高的温度下进行，但是用于本发明的定向电容式传声器的SMD回流工艺却可以在260°和更高的温度下进行。因此，改进了采用本发明的定向电容式传声器的产品的制造工艺，并且从而降低了制造成本和错误率。

Claims

1.一种可施加表面贴装器件的定向电容式传声器，该传声器包括：

壳体，其具有形成有用于收集前声的音孔的底侧以及与所述底侧相对的开口侧，所述开口侧是卷边的；

绝缘环，其插入所述壳体内，用于保护内部元件免于遭受外部的热量，并提供绝缘功能；

极环，其在所述绝缘环内连接到壳体的底侧；

膜片，其在所述绝缘环内与所述极环接触；

垫片，其在所述绝缘环内与所述膜片接触；

背板，其在所述绝缘环之内面向所述膜片，所述垫片置于所述背板和所述膜片之间；

导电环，用于在所述绝缘环内支撑所述背板并且提供到所述背板的电连接路径；以及

PCB，其通过所述导电环与所述背板电连接，该PCB通过所述壳体与所述膜片电连接，该PCB具有用于收集后声的音孔，

从而该传声器提供了双向特性。

2.根据权利要求1所述的传声器，其特征在于，所述传声器还包括声阻，其由具有所述背板尺寸的烧结金属制成，并且位于背板和所述导电环之间，从而提供单向特性。

3.根据权利要求1所述的传声器，其特征在于，所述传声器还包括声阻，其由树脂材料或塑料材料制成，并且形成在所述背板的相对于所述垫片的相反侧和所述导电环的内侧上，从而提供单向特性。