CN102835131A - 定制的音频/天线模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为便携式通信设备组装独立的音频/天线模块的方法，所述方法包括：将一个或多个换能器并入到音频/天线模块中的步骤，对于至少一个换能器来说，所述并入包括：根据由音频/天线模块外壳提供的设计约束，为所述至少一个换能器定制设计和实现薄膜结构的步骤，以及将标准的预制的磁性电路并入到音频/天线模块的步骤，所述磁性电路适于根据输入的音频驱动信号，来移位所述至少一个换能器的薄膜结构。本发明还涉及一种根据上述方法制作的音频/天线模块。

Description

定制的音频/天线模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于便携设备(例如移动电话)的定制音频/天线模块。本发明进一步涉及用于制造这种定制的音频/天线模块的方法。
背景技术
便携式通信设备(如移动电话)向越来越小的尺寸方向发展。此外，尽管移动电话元件的尺寸缩小了，但对移动电话元件的性能方面的要求却在不断增长。并且，这些元件应适于大规模地生产，以满足移动电话制造商。给定的设置中的高性能与大规模生产的结合一般难以实现。
可以看出，本申请实施例的一个目标为提供一种至少部分定制设计的音频/天线模块，使其具有最大可能的响度，且所述音频/天线模块还适于大规模生产。
可以看出，本申请实施例的进一步的目标为通过将音频/天线的换能器的薄膜面积最大化，来实现最大可能的响度。
可以看出，本申请实施例的更进一步的目标为提供一种具有改进的天线辐射模式的定制设计的音频/天线模块。
发明内容
为达到上述目标，第一方面，提供一种为便携式通信设备组装独立的音频/天线模块的方法，所述方法包括将一个或多个换能器并入到音频/天线模块中的步骤，对于至少一个换能器，所述并入包括以下步骤：
-根据音频/天线模块外壳的设计约束，为至少一个换能器设计并实现薄膜结构，且
-将标准的预制磁性电路并入到音频/天线模块中，所述磁性电路适于根据输入的音频驱动信号来使至少一个换能器的薄膜结构移位。
应广义地理解术语“换能器”。因此，该术语换能器可以是扬声器、接收器或类似的装置。
本发明的音频/天线模块的优点是它形成可以插装到便携式通信设备(例如移动电话)的印刷电路板(PCB)上的独立的模块。可以在该模块上提供合适的机械“插装”装置以使能该设施。
一个或多个换能器中的每一个的并入包括实现定制设计的薄膜。优选地，定制设计的步骤旨在考虑音频/天线模块外壳中的可用空间来最大化薄膜的大小，从而最大化换能器的产出。此外，为了能够产生来自换能器的可以听到的输出信号，应用标准的预制的驱动单元。该驱动单元是非定制设计的单元，其可以被大量地预制，并且适用于不同尺寸的薄膜。因此，该标准的预制的驱动单元可包括现成的磁性电路，该磁性电路能够驱动各种不同的薄膜及适于附于这些不同薄膜上的相关联的声音线圈。
当设计出薄膜，并优选地将其固定在音频/天线模块外壳的上部时，现成的声音线圈可以固定在薄膜结构上。声音线圈至少部分位于驱动单元的气隙中。因此，当为声音线圈提供电驱动信号时，薄膜将根据该驱动信号而移位。
如已经公开的内容所述，优选地根据音频/天线模块外壳中的可用空间来设计和实现薄膜结构。特别地，设计和实现薄膜结构优选地被执行，以实现根据音频/天线模块外壳中的可用空间来使薄膜的尺寸最大化的目的。因此，给定音频/天线模块外壳的布局，可以相应地最大化薄膜的尺寸。通过最大化薄膜的尺寸，可以为换能器提供最大的可能的响度。
可以选择薄膜的形状以与音频/天线模块外壳的形状相匹配。从而，薄膜可以具有例如圆形、椭圆形、矩形或方形(quadratic shape)的形状。也可以应用其它的形状。然而，优选地，薄膜结构被设计并实现成表现至少两个不同的机械本征模，优选地，所述至少两个不同的机械本征模由薄膜结构限定的至少两个基本正交的方向限定。
在第二方面，本发明涉及一种用于便携式通信设备的独立音频/天线模块，所述独立音频/天线模块包括一个或多个换能器，所述一个或多个换能器中的每一个包括：
-根据由音频/天线模块外壳提供的设计约束而实现的薄膜结构，及
-标准的预制的磁性电路，适于根据输入的音频驱动信号来移位所述薄膜结构。
同样地，应广义地理解术语“换能器”。因此，术语换能器可以是扬声器、接收器或类似的装置。
独立的音频/天线模块可以进一步包括适用于在0.7-2.6GHz范围内通信的天线模块。所述天线模块包括一个柔性印刷电路板(flex-print)，其上承载着天线结构。通过在所述柔性印刷电路板的一侧或两侧上布置导电路径来形成所述天线结构。
薄膜结构可以包括穹顶形的薄膜，优选地，该穹顶形的薄膜具有至少两个不同的机械本征模。所述至少两个不同的机械本征模可以由薄膜结构，特别是由所述薄膜结构的形状限定的两个基本上正交的方向来限定。
薄膜结构可以由层压的聚合物箔制作而成。优选地在热成型过程中形成其希望的形式和几何形状。典型地，薄膜结构包括中心部分和悬挂该中心部分的环绕部。所述中心部分和环绕部可以由一个相对较窄的区域分隔开，声音线圈优选地附接至所述相对较窄的区域。
为实现最大的可能的音频响度，音频/天线模块外壳的内部优选地形成用于所述换能器的声学后腔。
为获得优化的天线性能，并减少来自驱动单元的磁性电路的干扰，应最大化天线和磁性电路之间的物理距离。这可以通过使磁性电路的至少一部分构成音频/天线模块的外表面部分的一部分来实现。这样，磁性电路位于音频/天线模块的外表面，而天线模块位于音频/天线模块的相对布置的外表面之上或外表面处。
附图说明
参考附图，将对本发明进行进一步的详细说明，其中：
图1示出了附接至PCB的音频/天线模块，
图2示出了音频/天线模块，
图3示出了音频/天线模块的下半部分，
图4示出了音频/天线模块的上半部分，
图5示出了组装的音频/天线模块的横截面视图，
图6示出了具有附接至模块的外壳部分的RF天线的音频/天线模块，且
图7示出了具有附接至模块的外壳部分的展开的RF天线的音频/天线模块。
本发明易于进行各种修改和可替换的形式，在附图中以举例的方式展示了一些特殊的实施例，并在本文中进行详细描述。但是可以理解的是，本发明不限于所公开的特定形式。相反，本发明覆盖落入本发明附属的权利要求书所限定的精神和范围的所有的修改、等同和替换。
具体实施方式
一般地，本发明涉及一种为便携式通信设备(例如移动电话)设计定制设计的音频/天线模块的方法。该方法旨在最大化被并入在音频/天线模块中的换能器的薄膜面积。所述换能器可以是扬声器或用于辅助听力的接收器。标准的预制的电动机被提供用于驱动该最大化的薄膜。典型地，所述标准的预制的电动机包括磁性电路和适于与薄膜附接的声音线圈。在本文中，磁性电路和声音线圈被认为是现成的产品。此外，本发明涉及使用前述方法制造的音频/天线模块。
现在参考图1，其描述了根据本发明的实施例的音频/天线模块1。如图1所描述的，音频/天线模块1附接到印刷电路板(PCB)2，该印刷电路板的形状适于装入例如移动电话的外壳中。音频/天线模块1显然包括声音产生元件，例如扬声器，还包括适用于在通常用于移动通信设备的射频上发送和接收信号的天线(图1中未示出)。在音频/天线模块中还提供声音输出口3。
图2示出了音频/天线模块，包括外壳下部4和外壳上部5，其中设置有多个(这里是3个)声音输出口3。显然，声音输出口的个数和声音输出口的形状可以与图2中描述的不同。外壳的上部和下部可以使用传统注射成型技术由塑料构成。
图3示出了附接有扬声器薄膜6的外壳下部4。所述薄膜典型地包括层压的聚合体箔的片，其热成型为预定的形状和几何形状，以与给定的音频/天线外壳的形状相匹配。所述用于制造薄膜的一个或多个聚合体箔是现成的产品。但是，所述生产过程是一个定制的过程。
如图3所描述的那样，薄膜包括一个中心部分7，其被环绕部8所环绕，所述环绕部8悬挂中心部分7。声音线圈(在图3中未示出)沿路径9附接至薄膜的下侧。多个开口10允许加压的空气从薄膜的下侧溢出到声学后腔11，所述声学后腔与所述外壳的上部(图3中未示出)的一部分组合形成。需要注意的是，将前腔(所述薄膜前方的体积)还是后腔(所述薄膜后面的体积)声学连接到外壳上部的声音输出口(图3中未示出)是一种设计选择。
图4示出了所述外壳上部5，其上附接有薄膜6。如图4所描述的，声音线圈12固定在薄膜上。该近似矩形的声音线圈由标准的预制的电动机驱动，该电动机是磁性电路的形式，如结合图5更详细地说明的。将适当的驱动信号应用于标准的预制的电动机使得根据驱动信号移位所述薄膜。上文中所描述的声学后腔由外壳的上部和下部的部分11、13组合形成。
图5a和5b示出了组装的音频/天线模块的横截面视图。所述横截面视图被设置为穿过模块的扬声器。现在参照图5a，外壳的上部5和下部4被组装以形成所述模块。此外，提供包括中心部分7和环绕部8的定制的薄膜。适当成型的声音线圈12以至少部分定位于磁性电路的一个或多个气隙中的方式被附接到薄膜。所述磁性电路包括永磁体14、外极片15和中心极片16。前述的气隙位于所述外极片15和所述中心极片16之间。如图5a描述的，所述外极片15将磁性电路固定到外壳下部4上。
将磁性电路封装或覆盖在限制磁性电路和天线之间干扰的材料中，有利于音频/天线模块的性能。本发明的发明者意识到，用Ni-Cu-Ni层覆盖磁性电路，可以明显减少前述的干扰问题。Ni-Cu-Ni层的厚度典型为1-2μm Ni+8-12μmCu+1-2μm Ni。
在一个优选实施例中，外极片15的中间部分与外壳下部4的底面17对齐。在附图5a和5b中描述了该实施例。通过将磁性电路放置于该位置，获得诸多优点—例如：
1.音频/天线模块作为一个整体，可以比传统的模块做得更薄。薄的音频/天线模块可以满足更高的限制，特别是在可用空间为严重问题的移动电话工业中。
2.薄膜的穹形顶可以相对较高—从而，穹形顶不必是平的。较高的穹形顶可以由薄箔做成，从而可以减少穹形顶的重量。
3.音频/天线的天线模块典型地与音频/天线模块的外壳上部5附接。如图5a和5b所示的那样放置磁性电路，天线模块和磁性电路之间的距离最大。这样通过减小来自磁性电路的干扰而得到了最优化的天线性能。
图5b示出了与图5a相同的实施例，只是换了另外一个角度。附图5b中，声学声音输出口3是可见的。此外，在图5b中也清楚地示出了用于将音频/天线模块固定到相关联的PCB的装置18、19。在图5b示出的固定装置18、19以非常简单方式插装到PCB。
图6示出了本发明的一个实施例，其包括设置在与外壳上部5相附接的柔性印刷电路板21上的RF天线。天线自身(未示出)由位于柔性电路板一侧或两侧上的导电路径形成。一个或多个导电路径的物理布局可以变化，以与要应用的频率相匹配，这样的频率典型地处于移动电话的标准网络的频率带内。如图6中描述的，柔性印刷电路板可以具有弯曲部20，以使得到位于外壳下部4的外表面上的电触点的电接入容易。发送到天线的信号和从天线接收的信号通过这样的触点提供。
如图7所示，柔性印刷电路板的弯曲部可以通过弯曲或形成围绕外壳部分4、5的柔性印刷电路板21来提供。因此，在第一步中，可以将柔性印刷电路板21附接到外壳下部4的触点，随后在第二步绕外壳部分4、5折叠，最后成为如图6所示的样子。

Claims (14)

1.一种用于为便携式通信设备组装独立的音频/天线模块的方法，所述方法包括将一个或多个换能器并入到音频/天线模块中的步骤，对于至少一个换能器，所述并入包括以下步骤：
-根据由音频/天线模块外壳提供的设计约束，为所述至少一个换能器设计并实现薄膜结构，且
-将标准的预制的磁性电路并入到音频/天线模块中，所述磁性电路适于根据输入的音频驱动信号来使所述至少一个换能器的薄膜结构移位。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：提供声音线圈并将其固定到所述薄膜结构上的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述设计并实现薄膜结构是根据音频/天线模块外壳中的可用空间来进行的。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述设计并实现薄膜结构的进行以根据音频/天线模块外壳中的可用空间来最大化薄膜的大小为目的。
5.如任一前述权利要求所述的方法，其中薄膜结构被设计并实现成表现至少两个不同的机械本征模。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述至少两个不同的机械本征模根据由薄膜结构限定的至少两个基本上正交的方向限定。
7.一种用于便携式通信设备的独立的音频/天线模块，所述独立的音频/天线模块包括一个或多个换能器，所述一个或多个换能器中的每个包括：
-根据由音频/天线模块外壳提供的设计约束实现的薄膜结构，及
-标准的预制的磁性电路，适用于根据输入的音频驱动信号来使薄膜结构移位。
8.如权利要求7所述的独立的音频/天线模块，进一步包括适用于在0.1-10GHz范围内通信的天线模块。
9.如权利要求8所述的独立的音频/天线模块，其中所述天线模块包括柔性印刷电路板，其上承载着天线结构。
10.如权利要求7-9中任一项所述的独立的音频/天线模块，其中所述薄膜结构包括穹顶形的薄膜。
11.如权利要求7-10中任一项所述的独立的音频/天线模块，其中所述薄膜结构表现出至少两个不同的机械本征模。
12.如权利要求11所述的独立的音频/天线模块，其中所述至少两个不同的机械本征模根据由薄膜结构限定的至少两个基本上正交的方向来限定。
13.如权利要求7-12中任一项所述的独立的音频/天线模块，其中音频/天线模块外壳的内侧部分形成换能器的声学后腔。
14.如权利要求7-13中任一项所述的独立的音频/天线模块，其中磁性电路的至少一部分形成了音频/天线模块的外表面部分的一部分。
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