CN101228774A - 无线通信装置的声通路 - Google Patents

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Abstract

用于无线通信装置(10)的印刷电路板(20)包括声通路(30)，并在声学上将安装到印刷电路板(20)的表面的话筒电路(28)耦合到无线通信装置(10)的外部。声通路(30)的一部分与印刷电路板(20)整体形成，并且一般与印刷电路板(20)的表面平行延伸。声通道(30)的一端设置成接近话筒电路(28)，以及另一端开放以接收来自无线通信装置(10)外部的声音。可听声音通过声通路(30)传播到话筒电路(28)。

Description

无线通信装置的声通路
背景技术
一般来说，本发明涉及无线通信装置，具体来说，涉及采用可表面安装的换能器的无线通信。
在传统上，话筒或话筒电路安装在无线通信装置的壳体内所包含的印刷电路板(PCB)上。可听声音、如语音通过壳体中形成的孔进入，并沿声通路传播到话筒。在传统的装置中，声通路通过设置在话筒与壳体的内表面之间的垫圈或相似装置来形成。垫圈充当密封，它允许可听声音从无线通信装置的外部传播到话筒，同时阻止其它可听声音、如装置中的喇叭所产生的声音到达话筒并引起不希望的反馈。
由于垫圈定义声通路，所以它施加某些设计限制。例如，垫圈具有限定PCB与壳体之间的最小空间间隔的物理尺寸。这种间隔一般阻碍了减小无线通信装置的整体尺寸的努力。此外，声通路与PCB的表面垂直。因此，现有技术的无线通信装置定位PCB和壳体，使得话筒、声通路和壳体中的孔相互直接对齐。另外，垫圈通常在制造过程中手动安装，这产生最终转移给消费者的增加的制造成本。
发明内容
无线通信装置包括印刷电路板(PCB)。PCB包括具有安装到一个表面的导电迹线和话筒电路的一个或多个衬底层。声通路与PCB整体形成，并从话筒延伸，以便在声学上将话筒耦合到无线电通信装置的外部。例如，声通路的一端可设置成接近话筒上的声端口，而声通路的另一端则可设置成接近安装到PCB的连接器上的开口。
根据本发明，可听声音、如用户的语音通过连接器开口进入无线通信装置，并通过声通路传播到话筒。声通路的至少一部分构成为一般与PCB的表面平行延伸。在一个实施例中，声通路的一般平行部分作为贯穿PCB内部的通道来形成。在一个备选实施例中，声通路的一般平行部分作为沿PCB表面延伸的声波导来形成。
附图说明
图1是透视图，说明可根据本发明的一个实施例配置的一种类型的无线通信装置。
图2是侧视图，说明传统配置的无线通信装置。
图3A是侧视图，说明用于根据本发明的一个实施例配置的无线通信装置的印刷电路板。
图3B是端视图，说明可可如何根据图3A的实施例来配置的无线通信装置的连接器。
图4是根据本发明的一个实施例配置的印刷电路板的分解图。
图5是侧视图，说明用于根据本发明的一个备选实施例配置的无线通信装置的印刷电路板。
具体实施方式
现在参照附图，适合于根据本发明的一个实施例配置的一种类型的无线通信装置如图中所示并且一般由标号10表示。应当注意，附图和说明书在蜂窝电话方面来描述无线通信装置10；但是这只是说明性的。本领域的技术人员易于理解，本发明适用于任何消费者电子装置，包括但不限于个人数字助理(PDA)、卫星电话、个人通信服务(PCS)装置、掌上电脑等。
在图1中看到，无线通信装置10包括壳体12、用户接口14、显示器16和喇叭18。壳体12通常包含安装到印刷电路板(PCB)上的各种电子组件和电路。如本领域已知的那样，组件和电路可包括按照任何已知标准进行操作的无线收发器，它允许用户经由无线通信网络与一个或多个远程方进行通信。用户接口14设置在壳体12的正面，并为用户提供与无线通信装置10进行交互的必要元素。例如，用户可拨号、输入命令以及从菜单系统选取选项。在这个实施例中，用户接口14包括各种控件，包括小键盘、操纵杆或导航盘以及各种控制按钮；但是，其它类型的控件也可根据需要用来作为所述控件的补充或替代。显示器16允许用户查看拨打的数字、呼叫状态、菜单选项以及通常与无线通信装置关联的服务信息。如果无线通信装置10配备了照相机(未示出)，则显示器16还可充当取景器。喇叭18可包括向用户呈现可听声音的本领域已知的任何换能器。
图2说明可能按照现有技术配置时的无线通信装置10的截面图。在图2中，壳体12支撑具有第一和第二表面22、24的PCB 20。一个或多个导电迹线26可敷设在PCB 20上，以便在电气上将各种电信号传导到各种电子组件并传导来自各种电子组件的各种电信号。一种这样的电子组件是话筒28。在图中看到，话筒28是通常称作“零高度硅话筒”的表面安装设备(SMD)。但是也可采用其它类型的话筒，例如通常称作“驻极体话筒”(ECM)的话筒两种类型的话筒以及与它们相似的话筒通常用于无线通信装置中，并将用户语音和其它可听声音转换为电信号。例如，所转换的电信号则可发送给一个或多个远程方。
声通路30允许由多个箭头32所示的可听声音传播到话筒28。具体来说，可听声音32通过壳体12中的开口34进入声通路30，并通过PCB 20中的开口38接触声端口36。密封件40、PCB 20和焊接密封42协作定义声通路30的界限。密封件40例如可能是由诸如橡胶或泡沫之类的可压缩材料制造的垫圈或垫片。焊接密封42敷设在话筒28与PCB 20之间。密封件40和焊接密封42是传统无线通信装置的重要考虑因素，因为它们减小话筒28与喇叭18所呈现的可听声音44之间的声耦合。减小声耦合使用户在使用无线通信装置10时可能遇到的、并且在某种程度上可能影响话筒28的频率响应的声回波的数量为最小。
但是，在图2中看到，密封件40还对传统装置的设计和制造过程施加了一些不希望的限制。例如，密封件40具有包括高度的物理尺寸。因此，传统装置中包含密封件40可能引起PCB 20与壳体12之间的空间间隔，在图2中由d1表示。
此外，例如图2中看到的密封件40可能限定一般与PCB 20的第一表面22垂直的声通路30。在这些情况中，声端口36必须与开口34和38对齐。其它密封件可能限定“弯曲”声通道。在这些情况中，声端口36不需要直接与开口34和38对齐。但是，这些类型的密封件的机械容差可能使声通道的声学属性降级。另外，在壳体12与PCB 20之间设置这些类型的密封件所需的手工作业增加了制造无线通信装置10的成本。
根据本发明，对于具有密封件40的需要通过对声通路30重定路径来消除。例如，图3A和图3B说明本发明的一个实施例，其中，声通路30的至少一部分一般设置成平行于PCB 20的第一或第二表面22、24确定的平面P。在图3A中看到，本发明可将PCB 20与壳体12之间的空间间隔从距离d1减小到距离d2。
在图3A-3B中，声通路30形成为通道，它可具有一个或多个弯曲或拐角，并且至少部分通过PCB 20内部延伸。在这个实施例中，PCB 20本身可防止由喇叭18呈现的可听声音44所引起的内部空气传播声耦合，因而不需要密封件40。此外，由于声通路30的一部分一般平行于平面P，所以不需要确保开口34和38相互之间以及与声端口36对齐。因此，话筒28可根据需要设置在PCB 20上。开口38仍然设置成接近声端口36；但是，在图3B中看到，开口34可在无线通信装置10的连接器46中形成。
例如，连接器46可能是系统接口连接器，它允许用户将无线通信装置10连接到一个或多个辅助装置。这些辅助装置包括但不限于免提手机(未示出)和电池充电器(未示出)。连接器46通常包括多个接触引脚52和一个或多个导引构件50。接触引脚52接触所选辅助装置上的对应引脚，并将配件与无线通信装置10电耦合。导引构件50接纳与所连接的辅助装置关联的对应导引构件，并且可包括已知的保持机构来使配件与连接器46保持电接触。
但是，当辅助装置没有连接到无线通信装置10时，导引构件50未使用。因此，这些导引构件50的一个或多个可用作限定声通路30的另一端的开口34。具体来说，导引构件50和连接器46的内部部分可能是空心的。声通路30的一端可与连接器46的空心部分相连。例如，必要时，声通路30与连接器46的任何相交点可使用焊料来密封。可听声音32可进入连接器46的开口34，并通过声通路30传播到话筒28。
形成声通路30，使得它一般以任何方式与平面P平行延伸。例如，在一个实施例中，声通路30在PCB 20的制造过程中形成。在图4中看到，PCB 20可包括多个衬底层20a-20e。图4将PCB 20表示为具有五个衬底层；但是，PCB 20可包括任何数量的衬底层。如本领域已知的那样，衬底层是介电层，它们例如可由玻璃纤维增强环氧树脂材料构成。但是，应当理解，用来构成PCB 20的任何刚性或柔性材料均适合于本发明。
例如，衬底层20a-20e的每个还可包括通过许多众所周知的过程的任一个、如“蚀刻”所形成的一个或多个导电迹线26。如本领域已知的那样，诸如铜之类的导电箔可粘合到衬底层20a-20e的侧面。例如，化学或激光则用于“蚀刻”衬底层20a-20e，并移除不想要的铜。保留在衬底层20a-20e上的铜形成导电迹线26。
如前面所述，导电迹线26将电信号传导到焊接到或者连接到PCB20的各种电气组件并传导来自上述电气组件的电信号。例如，组件可能采用称作表面安装技术(SMT)的技术连接到PCB 20。SMT是一种将表面安装设备(SMD)、例如话筒28设置在PCB 20的导电衬垫上的技术。可对导电衬垫涂敷一层薄的暂粘剂、如焊膏，以便使SMD保持到位。PCB 20和SMD则放入对流加热炉，以便熔化焊料并将SMD连接到PCB20。然后，令PCB 20冷却，这使焊料凝固并将SMD粘贴到PCB 20。
在图4中，衬底层20a-20e还包括一个或多个切块(cutout)30a-30e。切块30a-30e包括声通路30的纵向截面。当PCB 20的多个衬底层20a-20e连接在一起时，切块30a-30e对齐以形成作为通道的声通路30。例如，可通过经由衬底层20a-20e中的、在本领域称作“通孔”的钻孔设置铆钉或其它机械扣件来连接衬底层20a-20e。但是，其它方法也可用来连接衬底层20a-20e。
图5说明本发明的一个备选实施例，其中，声通路30没有贯穿PCB 20的内部延伸，而是至少部分沿PCB 20的第一表面22延伸。在这个实施例中，声通路30形成为波导，它在声学上将话筒28连接到无线通信装置10的外部。波导例如可由金属、例如铜来构成，并固定到第一表面22。开口38接近安装到第二表面24的话筒28的声端口36，而开口34则形成为母连接器54中的孔。在这个实施例中，例如，母连接器54包括接纳连接到辅助装置的筒式插头类型连接器(未示出)的插座。箭头32所示的可听声音进入连接器54，并沿声通路30传播到话筒28。
如同前一个实施例那样，在图5的实施例中不需要密封件40。因此，这个实施例可将符合某些传统设计的空间间隔d1减小到距离d3。声通路30实质上经过密封，因而防止由喇叭18呈现的可听声音44所引起的声耦合。另外，声通路30可由多种材料构成。例如，用于声通路30内部的材料可促进可听声波的传播，而用于声通路30外部的材料则可抑制可听声波的传播。此外，开口34、38可焊接到或者连接到连接器54和第一表面22，以便实质上防止可听声波突破声通路30与连接器54和/或PCB 20之间的任何间隙。
本领域的技术人员易于理解，可构成声通路30，使得它有利地调节声输入。例如，声通路30可构造成具有任何预期长度、容积或形状，以便对声输入提供预期回声或其它调节。此外，声通路30还可经过确定路径，使得它延伸到PCB 20内部以及沿第一和第二表面22、24的一个或两个表面延伸。因此，本发明可包括一种声通路30，它是通过PCB 20形成的通道以及沿第一和/或第二表面22、24延伸的波导的组合。另外，声通路30无需由一个或多个衬底层的切块来形成。本领域的技术人员知道，声通路30可通过两个或两个以上PCB之间的适当密封的空间间隔来定义。此外，声通路30可沿PCB 20的第一和第二表面22、24的任一个或两个延伸，不管PCB 20上话筒28的位置。但是，声通路30的至少一部分一般与平面P平行延伸。
本发明无疑可通过不同于本文具体阐述的其它方式来执行，而没有背离本发明的基本特征。本发明在所有方面被认为是说明性而不是限制性的，并且落入所附权利要求书的含意和等效范围之内的所有变更要包含在其中。

Claims (28)

1.一种无线通信装置(10)，包括：
印刷电路板(20)；
话筒电路(28)，安装到所述印刷电路板(20)的第一表面(24)；以及
声通路(30)，在声学上将所述话筒电路(28)耦合到所述无线通信装置(10)的外部，所述声通路(30)的至少一部分与所述印刷电路板(20)整体形成，并且一般与所述印刷电路板(20)的所述第一表面(24)所限定的平面平行延伸。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，还包括在所述声通路(30)的一端形成的开口(34)，所述声通路(30)的这一端开口以便在声学上将所述话筒电路(28)耦合到所述无线通信装置(10)的外部。
3.如权利要求2所述的无线通信装置(10)，其特征在于，所述声通路(30)的另一端设置成接近所述话筒电路(28)的声端口(36)。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，其特征在于，所述声通路(30)形成声波导，它将可听声音从所述开口(34)传播到所述声端口(36)。
5.如权利要求2所述的无线通信装置(10)，其特征在于，所述开口在所述无线通信装置(10)的连接器(46)中形成。
6.如权利要求5所述的无线通信装置(10)，其特征在于，所述连接器包括引脚连接器。
7.如权利要求5所述的无线通信装置(10)，其特征在于，所述连接器(46)包括母连接器。
8.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述声通路(30)中与所述印刷电路板(20)整体形成的所述部分包括贯穿所述印刷电路板(20)内部的通道。
9.如权利要求1所述的无线通信装置(10)，其特征在于，所述声通路包括声波导，所述声波导沿所述印刷电路板(20)的第二表面(22)延伸。
10.一种印刷电路板(20)，包括：
具有一个或多个导电迹线的至少一个衬底层；以及
声通路(30)，与所述印刷电路板(20)整体形成，使得所述声通路(30)的一部分一般与所述印刷电路板(20)的第一表面(24)所限定的平面(P)平行延伸。
11.如权利要求10所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述声通路(30)包括在一端形成的、接收来自无线通信装置(10)外部的声输入的开口(34)。
12.如权利要求11所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述声通路(30)的另一端设置成接近与至少一个衬底层关联的话筒电路(28)。
13.如权利要求12所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述声通路(30)在声学上将所述声输入耦合到所述话筒电路(28)。
14.如权利要求11所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述开口(30)在安装到所述印刷电路板(20)的连接器(46)中形成。
15.如权利要求14所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述连接器(46)包括引脚连接器。
16.如权利要求14所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述连接器(46)包括母连接器。
17.如权利要求10所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述印刷电路板(20)包括多个衬底层，以及所述声通路(30)的所述部分形成一个通道，所述通道贯穿所述印刷电路板(20)的内部，以便在声学上将安装到所述印刷电路板表面的话筒电路(28)耦合到所述无线通信装置(10)的外部。
18.如权利要求10所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述声通路(30)的所述部分包括声波导，所述声波导沿所述印刷电路板(20)的第二表面延伸，以便在声学上将话筒电路(28)耦合到所述无线通信装置(10)的外部。
19.如权利要求18所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述第一和第二表面是相同表面。
20.如权利要求18所述的印刷电路板(20)，其特征在于，所述第一和第二表面是相对表面。
21.一种组装用于无线通信装置(10)的印刷电路板(20)的方法，包括：
在形成所述印刷电路板(20)的至少一个衬底层上提供一个或多个导电迹线；以及
形成与至少一个衬底层接近的声通路(30)，使得所述声通路(30)的一部分与所述印刷电路板(20)整体形成，并且一般与所述印刷电路板(20)的第一表面所限定的平面(P)平行延伸。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述印刷电路板(20)包括多个衬底层，以及形成声通路(30)的步骤包括形成包括所述声通路(30)的切块的所述多个衬底层。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括通过对齐所述切块的每一个来连接所述多个衬底层以形成贯穿所述印刷电路板(20)内部的声通道。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，形成声通路(30)的步骤包括沿所述印刷电路板(20)的第二表面延伸声波导构件。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括将所述声通路(30)的一端设置成接近安装到所述印刷电路板(20)的第一表面的话筒电路(28)。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括将所述声通路(30)的另一端设置在安装到所述印刷电路板(20)的连接器上。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述连接器(46)包括安装到所述印刷电路板(20)上的引脚连接器。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述连接器(46)包括安装到所述印刷电路板(20)上的母连接器。
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