CN101080109B - 前极式电容传声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前极式电容传声器，包括外壳和贴于带声孔的外壳面板(1)外表面的防水防尘布(10)以及在外壳内自外壳面板(1)内表面从下至上依次设置的经电晕极化驻极的背极板(3)、绝缘垫圈(4)、套于塑环(8)内的振动膜片(5)和金属极环(7)以及内表面贴装有场效应管FET和电容C1、C2的印刷电路板PCB(9)，所述振动膜片(5)与金属极环(7)轴向之间设有金属环(6)，所述振动膜片(5)粘接在金属环(6)的下表面。该前极式电容传声器既完全保留现有技术前极式电容传声器原优点，又克服了其缺点，使产品一致性理想且大幅度提高产品的合格率和质量以及使用寿命。

Description

前极式电容传声器

技术领域

本发明涉及一种可广泛应用于手机、蓝牙通讯产品、无绳电话、笔记本电脑、导航设备等电子产品的驻极体电容传声器，具体讲是一种前极式电容传声器。

背景技术

目前，广泛采用的背极式电容传声器的安装顺序及大致结构为：先将振动组件通过镀膜工艺将振动膜片绷在支撑金属环上构成振动组件再放入外壳内，再依次放入垫圈、将通过电晕极化驻极的背极板扣入到塑环中，再压入金属极环将背极板压平形成一个组件装入到外壳中，然后放入表面贴装有场效应管FET和电容等片式电子元件的印刷电路板PCB，再用卷边机器将PCB与外壳压在一起构成电容式传声器。背极式电容传声器的振动组件靠近外壳的声孔，背极板在振动组件的上面。背极式电容传声器中背极板与振动组件通过垫圈的隔离形成平行板电容器。因为背极板通过电晕极化带电而作为该电容器的一个极，看起来像是塑环背着一个电极，所以该种结构的电容传声器被称为背极式电容传声器。

由于背极式电容传声器的振动膜片是任意可选的，只要它的声学振动特性和物理特性好就可以，所以背极式电容传声器与现有技术的其它电容传声器相比，具有较好的电声品质。

但这种结构的电容传声器还存在较多缺点，如：1、装配时，工作台上要放一层较厚且非常平整的绝缘板，用镊子夹一个背极板放到塑环上面用带有指帽的手指将其压入塑环内，再用镊子夹一个金属极环放到塑环上面用带有指帽的手指将其压入塑环内，同时将背极板压到底保证背极板压平，其装配过程中十分繁琐；同时，由于在装配过程要时刻防范背极板上的电荷丢失，又造成装配工艺繁琐复杂，生产效率低；尤其是由于背极板暴露在空气中时间较长，且在操作过程中背极板驻电的一面与工作台上的绝缘板频繁接触，所以客观上还是极易将背极板上的电晕极化的电荷弄丢，导致产品的成品率低。2、由于该背极式电容传声器是将振动膜片组件首先放入外壳的，客观上限制它的厚度不能做得很薄，如只能做1.8mm高度以上的产品，如果做薄的话，极难加工和装配，封边过程也极易弯曲变形。3、由于上述的操作过程易丢失背极板上的电荷，加之该结构的振动膜片在加工过程中易产生形变，从而导致产品一致性变差(产品一致性是指：以一个灵敏度为中心值，上下各加减2dB的数量与总投入数量的比值，比值越大说明一致性越好。举例：以-40dB为中心，上下各加减2dB，即-40dB±2dB，这个灵敏度范围的产品数量与投入生产的数量的比值，即为一致性，或称为控制能力。因为客户一般是要±2dB内的产品，其它灵敏度的产品无用，所以一致性越高，需投入生产的数量就越少，成本就越小)。

中国国家知识产权局网站的授权公告号为CN 2715447Y的实用新型专利公开了一种前极式电容传声器：包括外壳和贴于带声孔的外壳面板外表面的防水防尘布以及在外壳内自外壳面板内表面从下至上依次设置的经电晕驻极的背极板、绝缘垫圈、套于塑环内的振动膜片和金属极环以及内表面贴装有场效应管FET和电容C1、C2的印刷电路板PCB。

由于该种结构的传声器将经电晕极化驻极的背极板首先放入到外壳内，电容传声器的背极板是最靠近外壳声孔的，即带电极是在最前面的，所以该结构称为前极式电容传声器。

该前极式电容传声器与上述现有技术的背极式电容传声器相比，具有以下优点：1、由于背极板是直接放在外壳内的，中间没有像上述背极式电容传声器的其它装配过程，所以其装配过程较简单，生产效率高，且基本保证了背极板上电荷在生产过程中没有丢失。2、该前极式电容传声器将振动膜片扣在塑环中，由于它是环状的，可以看成与极环一体，只要支撑振动膜片的垫圈的厚度加上极环的高度稍大于印刷电路板PCB上贴装的场效应管FET和电容的厚度就可以了，这样就节省了一个振动组件的厚度，所以，可以将电容传声器的高度做薄，从而可较好地满足市场对微型化传声器的需求。

但该现有技术的前极式电容传声器的振动膜片是直接粘接如用胶水固化在金属极环上的，其缺点是：由于金属极环高度较高，壁很薄，无论是高速冲床冲切还是车床切削加工出的极环，其表面均粗糙和不平整，将振动膜片粘到其表面而形成的振动组件其成品率低，做成的传声器其产品一致性差，产品质量得不到保证；同时由于金属极环的壁均较薄(一般只有0.2mm左右)，这样用胶水将振动膜片固化在金属极环上因接触面太小不牢固而直接影响产品质量；由于金属极环的壁较薄易发生变形，特别是在用卷边机将印刷电路板PCB与外壳压紧在一起时极易变形，导致振动膜片扭曲变形，使产品一致性差，甚至最终使产品不合格，也直接影响产品质量；由于金属极环壁均较薄，客观上其切口面难以保证其平整，装配后，无法保证振动膜片与背极板之间是水平相对的，所以，也不能保证产品一致性和产品质量。综上所述，该现有技术的前极式电容传声器仍存在以下缺点：产品的一致性较差，产品的成品率即合格率较低，产品质量得不到保证，缩短了产品的使用寿命。

同时，该现有技术的前极式电容传声器的外壳上开的声孔的直径大于背极板上所开孔的两个单孔的直径加两孔之间间隔板的直径的总和，即外壳上的孔与背极板上的孔的径向位置相对即孔与孔直接相对，其缺点是：产品在生产过程中(没有装防水防尘布之前)，一些灰尘和异物就会通过外壳上的音孔和背极板上的声孔进入到背极板和振动膜片之间，导致产品存在较大噪音和失真，也直接影响了产品的质量和缩短了产品的使用寿命；同时，产品在用卷边机压紧时容易将背极板压变形，同样造成产品的一致性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种既完全保留现有技术前极式电容传声器原优点，又克服其缺点，使产品一致性理想且大幅度提高产品的合格率和质量以及其使用寿命的前极式电容传声器。

本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明前极式电容传声器包括外壳和贴于带声孔的外壳面板外表面的防水防尘布以及在外壳内自外壳面板内表面从下至上依次设置的经电晕极化驻极的背极板、绝缘垫圈、套于塑环内的振动膜片和金属极环以及内表面贴装有场效应管FET和电容C1、C2的印刷电路板PCB，所述振动膜片与金属极环轴向之间设有金属环，所述振动膜片粘接在金属环的下表面。

采用以上结构后，本发明前极式电容传声器与以上所述的现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

与上述现有技术的背极式电容传声器相比，由于本发明仍采用前极式结构，所以完全保留了现有技术前极式电容传声器的全部优点：生产效率高，且基本保证了背极板上电荷在生产过程中没有丢失；可以将电容传声器的高度做薄(如最薄可以做0.8mm高度)，从而较好地满足了市场对微型化传声器的需求。

与上述现有技术的前极式电容传声器相比，由于本发明振动膜片与金属极环轴向之间设有金属环，即采用金属环作为振动膜片的支撑环，所述振动膜片粘接在金属环的下表面，这样，金属环的材料、厚度及加工工艺等都不受金属极环的限制而可完全满足其粘接表面平整度和光洁度等技术要求，从而完全克服了现有技术的前极式电容传声器的振动膜片直接粘接在金属极环上的各种缺点，使产品的一致性十分理想，产品的成品率即合格率大幅度提高，基本消除了不合格产品，产品质量大幅度提高，即产品质量得到有效保证，并大幅度延长了产品的使用寿命。

作为改进，所述金属环优选采用黄铜带或不锈钢带冲制而成；所述金属环的径向宽度是金属极环的径向宽度的二倍或二倍以上，这样，使其粘接表面平整度和光洁度更好，使产品的一致性和成品率及质量更理想。

作为进一步改进，所述金属环的厚度优选为0.15～0.2mm，这样，使电容传声器的高度的控制更理想。

作为更进一步改进，所述设于外壳面板上的声孔与设于背极板上的声孔的径向位置错开；所述外壳面板的内表面有一轴向凹坑，轴向凹坑的径向位置与设于背极板上的声孔的径向位置相对，轴向凹坑的径向位置也与设于外壳面板上的声孔的径向位置相对，即外壳面板上的声孔与背极板上的声孔不直接轴向相通，这样，即保证声音能通过背极板上的声孔，又使灰尘和异物很难通过背极板与外壳上的声孔，有效地避免了产品产生噪音和失真，从而更进一步提高了产品的质量和一致性，进一步延长了产品的使用寿命。

作为再进一步改进，所述轴向凹坑的轴向高度优选为0.05～0.1mm，这样，使避免产品产生噪音和失真、从而更进一步提高产品的质量和一致性、进一步延长产品的使用寿命的效果更好。

附图说明

图1是本发明前极式电容传声器的第一种具体实施例的结构示意图。

图2是本发明前极式电容传声器的第二种具体实施例的结构示意图。

图3是本发明前极式电容传声器的两种具体实施例的背极板的结构示意图。

图中所示1、外壳面板，2、金属垫圈，3、背极板，4、绝缘垫圈，5、振动膜片，6、金属环，7、金属极环，8、塑环，9、印刷电路板PCB，10、防水防尘布，11、外壳面板上的声孔，、12、背极板上的声孔，13、轴向凹坑，14、胶粘剂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的第一种具体实施例。

本发明前极式电容传声器，包括外壳和用胶粘剂14贴于带声孔11的外壳面板1外表面的防水防尘布10以及在外壳内自外壳面板1内表面从下至上依次设置的经电晕极化驻极的背极板3、绝缘垫圈4、套于塑环8内的振动膜片5和金属极环7以及内表面贴装有场效应管FET和电容C1、C2的印刷电路板PCB9。以上为现有技术，故不展开叙述。

本发明的特点是，所述振动膜片5与金属极环7轴向之间设有金属环6，当然，金属环6也套于塑环8内，金属环6在此作为振动膜片5的支撑环。所述振动膜片5粘接在金属环6的下表面，一般采用常规技术的镀膜加工工艺制得，即首先在振动膜片5上镀上一层金属镍，再用夹具将振动膜片5保证在一定的张力下，用胶水将振动膜片5与支撑振动膜片5的金属环6固化在一起，形成一个振动组件。所述金属环6优选采用黄铜带或不锈钢带冲制而成。所述金属环6的径向宽度优选为金属极环7的径向宽度的二倍或二倍以上。所述金属环6的厚度优选为0.15～0.2mm。

所述设于外壳面板1上的声孔11与设于背极板3上的声孔12的径向位置错开；所述外壳面板1的内表面有一轴向凹坑13，轴向凹坑13的径向位置与设于背极板3上的声孔12的径向位置相对，轴向凹坑13的径向位置也与设于外壳面板1上的声孔11的径向位置相对。本实施例采用以下具体结构：所述外壳面板1上的声孔11位于外壳面板1圆中心，所述设于背极板3上的声孔12为六个且绕同心圆的圆周均匀分布，所述轴向凹坑13为圆坑且其直径大于背极板3在一条中心线上的两声孔12最远边之间的距离。所述轴向凹坑13的轴向高度优选为0.05～0.1mm。

所述轴向凹坑13指设于外壳面板1与背极板3轴向之间的金属垫圈2所形成的轴向凹坑13。本具体实施例的金属垫圈2与外壳面板1分开而为一单独零件。

如图2所示本发明前极式电容传声器的第二种具体实施例，仅金属垫圈2与外壳面板1为一整体，一般是直接在外壳上冲压出凹坑13，这样，其制作工艺相对简单一些，其余结构与上述第一种具体实施例完全相同。

本发明前极式电容传声器的装配过程如下：在外壳内依次装入金属垫圈2(第二种具体实施例无此工序)、经过电晕极化驻极的背极板3、绝缘垫圈4、塑环8及从下至上装在塑环8内的振动膜片5和金属环6组成的振动组件和金属极环7以及内表面贴装有场效应管FET和电容C1、C2的印刷电路板PCB9，然后用现有技术的封口机将外壳与印刷电路板PCB9压紧在一起，形成电容传声器，最后在外壳开有声孔的外壳面板1的外表面用胶粘剂14贴上防水防尘布10。

本发明前极式电容传声器的工作原理如下：

经过电晕极化驻极的背极板3与振动膜片5在垫圈4的间隔下形成平行板电容器，声波穿过防水防尘网10沿着外壳面板上的声孔11、轴向凹坑13再穿过背极板3的声孔12传到振动膜片5引起振动膜片5的振动，改变了振动膜片5与背极板3之间的距离，这样也就改变了平行板电容器的电容量，因为背极板3上驻存的电荷是不变的，所以就在平行板电容器的两端产生变化的电压，实现了声音信号到电信号的转换。当声音经过背极板3上开设有六个声孔12传到振动膜片5上时，使振动膜片5的表面受压均匀，大大减小谐波的产生，即减小失真。由于金属垫圈2与背极板之间的距离一般在0.05～0.1m之间且背极板3上的声孔12与外壳面板1上的声孔11的位置是错开的，所以避免了生产过程尘埃进入电容传声器而引起的质量问题。

本发明不仅局限于以上实施例，凡在本发明独立权利要求保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内，如：所述金属环6也可采用其它金属材料如锰钢带冲制而成；所述金属环6的径向宽度与金属极环7的径向宽度也可以是其它比例；所述金属环6的厚度也可以是其它尺寸；所述设于外壳面板1上的声孔11与设于背极板3上的声孔12的径向位置错开还可以是其它具体结构，甚至可不错开，而采用凹坑13内的声孔12内表面再设一层防水防尘布；所述轴向凹坑13的轴向高度也可以为其它尺寸；等等。以上这些变化均在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种前极式电容传声器，包括外壳和贴于带声孔(11)的外壳面板(1)外表面的防水防尘布(10)以及在外壳内自外壳面板(1)内表面从下至上依次设置的经电晕极化驻极的背极板(3)、绝缘垫圈(4)、套于塑环(8)内的振动膜片(5)和金属极环(7)以及内表面贴装有场效应管FET和电容C1、C2的印刷电路板PCB(9)，其特征在于：所述振动膜片(5)与金属极环(7)轴向之间设有金属环(6)，所述振动膜片(5)粘接在金属环(6)的下表面；所述金属环(6)的径向宽度是金属极环(7)的径向宽度的二倍或二倍以上；所述金属环(6)的厚度为0.15～0.2mm。

2.根据权利要求1所述的前极式电容传声器，其特征在于：设于外壳面板(1)上的声孔(11)与设于背极板(3)上的声孔(12)的径向位置错开；所述外壳面板(1)的内表面有一轴向凹坑(13)，轴向凹坑(13)的径向位置与设于背极板(3)上的声孔(12)的径向位置相对，轴向凹坑(13)的径向位置也与设于外壳面板(1)上的声孔(11)的径向位置相对；所述轴向凹坑(13)的轴向高度为0.05～0.1mm。

3.根据权利要求2所述的前极式电容传声器，其特征在于：所述外壳面板(1)上的声孔(11)位于外壳面板(1)圆中心，所述设于背极板(3)上的声孔(12)数量为六个且绕同心圆的圆周均匀分布，所述轴向凹坑(13)为圆坑且其直径大于背极板(3)在一条中心线上的两声孔(12)最远边之间的距离。

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