CN107534808A - 附着有球基体的声学声音吸附材料 - Google Patents
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Abstract
提供了一种气体吸附材料。具体地说，提供了多个球状气体吸附材料的模制基体。单个球体包括高度多孔气体吸附材料微粒和粘合剂。多个球体与第二粘合剂材料混合并模制成供在诸如扬声器装置、麦克风或动铁式受话器的声换能器的后腔容积中使用的所需形状。
Description
技术领域
本发明总体上涉及声换能器领域，并且具体来说，涉及供在声换能器中使用的气体吸附剂(adsorber)材料。
背景技术
现有技术中已知使用多孔材料作为扬声器中的气体吸附剂来降低谐振频率和/或实质扩大后腔容积(volume)(即，扬声器振膜后面的空间)。吸附性(adsorbency)是引起分子(无论是固体还是液体)积累在材料表面上的材料特性。被吸附的分子的数量取决于吸附剂(adsorbent)材料周围的分子浓度和吸附剂材料的表面积。吸附剂材料周围的分子浓度的增加导致被吸附的分子数量的增加。类似地，表面积的增加也导致吸附更多数量的分子。位于扬声器后腔容积中的气体吸附剂的吸附性的增加将导致更大地降低共振频率和/或后腔容积的更大的实质扩大，从而为扬声器提供更好的声学性能。
通过利用气体吸附剂来实质扩大扬声器的后腔容积的技术用在扬声器后腔容积的空间极其有限的诸如移动电话、平板电脑以及膝上型电脑的移动装置中特别有用。随着更多的特征和能力被添加到移动装置中，用作扬声器后腔容积的可用空间更加稀缺。现有技术的已知方法对于一些较新移动装置中的减小的后腔容积尺寸来说，不能提供足够的吸附性。而且，希望提供具有改进的声学性能的扬声器的移动装置。在后腔容积中使用的气体吸附剂材料的增加的吸附性将使得后腔容积的尺寸减小而不降低声学性能。另选的是，对于固定的后腔容积尺寸来说，吸附性增加可以改进扬声器的声学性能。
已经使用各种多孔材料和不同构造作为扬声器后腔容积中的气体吸附剂材料，以改进扬声器的声学性能。例如，美国专利No.4657108教导了在扬声器中使用活性炭粒。美国专利公报No.2011/0048844 A1(其整个公开通过引用并入于此)还公开了使用活性炭以及其它高孔隙度材料，包括二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、氧化锆ZrO3、氧化镁(MgO)、碳纳米管以及富勒烯。更进一步，美国专利公报No.2013/0170687 A1公开了使用具有至少200的硅铝质量比的沸石材料。
各种多孔材料的、粉末或纤维形式的松散微粒(particle)已经被用作扬声器后腔容积中的气体吸附剂材料，以改进声学性能。然而，使用粉末和纤维引发了许多问题。例如，导电材料(如活性炭)在微粒进入周围电路的情况下会导致短路。松散的粉末或纤维也可以因声波而发生位移，从而降低材料的整体吸附效果。松散的碎片还可以堵塞声学单元并阻塞气体通道。而且，某些惰性多孔材料可以引起金属零件腐蚀，该金属零件可能与例如装置的金属外壳接触。
已经开发了克服使用松散多孔材料微粒的问题的各种方法和结构。例如，美国专利公报No.2011/0048844 A1公开了使用由疏水材料制成的纺织物或非纺织物来支承诸如活性炭的多孔材料微粒。织物容器是柔性的并且可以被制成适配多种不同空间。然而，这种织物容器并不总是提供可以在扬声器中的给定容积内适配的最佳量的气体吸附材料。
美国专利公报No.2013/0341118 A1公开了一种用于保持多孔材料的容器，其中，容器具有由透声材料(例如，过滤器)制成的至少一个壁。该容器可以具有预定的三维形状，如符合移动装置内部的扬声器外壳的后腔容积内的可用空间，其中一个壁由透声材料制成，以允许将声音传导至容器内部的气体吸附材料。
无论是否在容器中使用，使用气体吸附材料的松散微粒所面临的一个问题是微粒可以彼此压实，从而阻碍微粒之间的任何气流。这可以抑制空气到达大量微粒内部的微粒的表面，从而减少了后腔容积内部的暴露于空气的总的表面积的量。
采用应用于气体吸附剂的容器的问题是包装本身必须利用扬声器后腔容积内部的一些可用空间。因为吸附性随着暴露于空气的表面积增加而增加，所以希望尽可能多地将气体吸附材料置于后腔容积中。因此，已经尝试在不需要容器的情况下将气体吸附材料设置在后腔容积中，同时也解决了与松散微粒相关联的问题。
在大型传统扬声器系统的背景下，欧洲专利公报No.EP2003924 A1尝试解决压实的松散微粒的问题。其中公开了通过以下操作获取的模制气体吸附剂：将粘合剂添加至多个活性炭微粒，从而在多孔材料微粒之间形成了与没有粘合剂的常规气体吸附剂相比扩大的空间。微粒尺寸相当大，直径大约为0.5mm。粘合剂以粉末状树脂材料或纤维状树脂材料的形式提供。多个微粒和粘合剂可以模制成任何形状。
美国专利公报No.2013/0170687 A1(其整个公开通过引用其全部内容而并入于此)公开了一种气体吸附材料，所述气体吸附材料包括通过粘合剂粘附在一起的多个沸石微粒，以形成沸石材料颗粒(grain)。颗粒内的微粒间距可以通过粘合剂和材料的加工来确立。沸石微粒比活性炭粒小得多，平均直径低于10微米。沸石材料颗粒的平均尺寸在0.2毫米到0.9毫米之间的范围内。所得到的沸石材料颗粒足够大以允许在使用采用松散微粒形式的材料上进行更好的物理处理，并且可以模制成方便的形状以供处理。这种气体吸附材料的一个范例被用于Knowles Corporation的N'BassTM实质后腔容积技术。结合N'BassTM技术的几种不同的小型化扬声器模型可从Knowles获得。
沸石材料的球状颗粒在处理、包装以及空间利用方面提供了特别的优点。例如，已经将沸石材料的球状颗粒添加至美国专利公报No.2013/0341118中所公开的容器，从而与利用其它颗粒形状相比，导致在后腔容积中提供更多的吸附材料和更多的表面积。
沸石材料的球状颗粒也被直接填充到扬声器装置的后腔容积空间中。球形特别允许将颗粒“倾倒”到后腔容积中的开口中，所述开口然后在填充后被密封。虽然这种方法具有明显优势，但仍然需要通过使用透声的网孔或通气孔壁将球形颗粒包含在后腔容积内部。另外，针对该特定方法所需的制造处理(包括将沸石材料颗粒放入后腔容积中)可能是复杂且昂贵的。使用容器的替代方案具有与上述公开相同的缺点。
气体吸附材料通常不用于麦克风、动铁式受话器或其它类似小型化声换能器应用，因为在假定那些装置中的可用后腔容积空间非常小的情况下，现有技术的方法已经不适用或成本过高。而美国专利公报No.2013/0170687 A1公开了一种商业可获的微型扬声器，其具有测量为1cm3的后腔容积，入耳式耳机和助听器中使用的大部分动铁式受话器的整个容积小于该尺寸的四分之一。而且可以添加有气体吸附材料的可用空间是该小的总空间的一部分。
因此，希望在用于移动装置的扬声器后腔容积的可用空间内提供气体吸附材料的最大可能吸附性。还希望使用气体吸附材料来增强除了扬声器之外的其它声换能器(如麦克风和动铁式受话器)的性能，其通常具有更加少的可用作后腔容积的空间。
发明内容
因此，本发明的目的是克服现有技术的问题，并且提供一种在给定后腔容积中具有比现有技术更大的吸附性的气体吸附材料。另一目的是，通过创建由包含气体吸附多孔微粒和粘合剂的多个球体制成的模制气体吸附剂来提供具有更大吸附性的气体吸附材料。本发明的另一目的是，提供一种气体吸附材料，其可以在诸如扬声器、麦克风以及动铁式受话器的声换能器内的更小后腔容积中提供所需吸附性。还有一个目的是，提供一种采用吸附剂涂层形式的气体吸附材料，该吸附剂涂层能够被涂敷至声换能器装置内的后腔容积空间的内表面。
根据本发明一实施方式，提供了一种模制气体吸附剂材料，其可以被整形成适配在可用作用于移动装置中的扬声器的后腔容积的空间内。该气体吸附剂材料包括多个球体和粘合剂，所述粘合剂使得球体在相邻接触点处粘在一起。以这种方式，这些球体创建了一个基体(matrix)结构，其中在球体之间存在气道，以允许空气接近内部球体，从而接近所有球体内的多孔微粒的表面。在一实施方式中，可以在将粘合剂固化成三维任意形状之前将球基体模制成适配特定应用，如特定移动电话装置中的后腔容积。在制造期间，完成的模制形状可以容易地插入到可用后腔容积空间中。
根据一实施方式，用于形成模制球基体的一般处理从在符合声学装置的结构内(或者在具有与预期声学装置相同结构的合适工具内)的可用后腔容积的形状的腔模开始。该腔体填充有多个气体吸附材料球体。同时在该腔体中，这些球体在压力下被暴露至有机溶剂。吸附剂材料将吸附溶剂。接下来，将UV或温度可固化粘合剂材料(如商业可获的含纤维素或聚氨酯的胶体粘合剂)添加至该材料。然后在减小的压力下将该粘合剂固化，从而允许吸附的有机溶剂解除吸附，这进而打开吸附剂材料中的吸附剂孔结构。
球基体外层上的球体具有比基体内部的球体相对弱的附着，这是因为外部球体具有更少的附着点。因此，可以将采用可涂敷材料形式的护套(sheath)设置到外部球体，这可以向外部球体提供进一步的机械可靠性。护套必须是透气的，理想地包括吸附剂材料，以允许空气以最小的阻力接近基体。
根据本发明一实施方式，可以将如美国专利公报No.2013/0170687 A1公开的、具有球形的气体吸附剂材料用作模制球基体中的球体。该气体吸附材料是包括具有至少200的硅铝质量比的多个沸石微粒的沸石材料。在另一些实施方式中，该沸石材料包括无铝沸石微粒，例如，纯SiO2改性的沸石微粒。该沸石材料还包括将多个沸石微粒粘附在一起并形成大于单一沸石微粒的沸石材料颗粒的粘合剂。添加该粘合剂连同适当加工沸石材料的成分，允许在沸石微粒之间产生空间。
沸石材料内的单个沸石微粒具有低于10微米且高于0.1微米的平均直径。在其它实施方式中，沸石微粒具有低于2微米的平均直径。包括多个微粒和粘合剂的沸石材料颗粒具有在0.2毫米到0.9毫米之间的范围的平均颗粒尺寸。沸石微粒具有通常在0.4nm到0.7nm之间的直径的本征内部孔，其下限大约为氮分子的大小。在沸石材料内，在沸石微粒之间形成第二孔，第二孔具有大约1微米至10微米的直径。在其它实施方式中，将沸石微粒加工成使得称作大孔的第二组孔形成在沸石微粒中并且具有比本征内部孔大的孔径。在一实施方式中，大孔的直径在1微米至10微米的范围内。
在其它实施方式中，在模制球基体中形成单个球体的气体吸附材料可以是另一种高孔隙度的材料，如活性炭、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、氧化锆ZrO3、氧化镁(MgO)、碳纳米管以及富勒烯。
在一实施方式中，该气体吸附材料可以包括具有不同直径(如两个不同的直径)的球体。例如，该气体吸附材料可以包括具有至少两个不同直径的球体。
在实施方式中，该气体吸附材料的基体可以具有进入或通过该基体的一个或更多个直线式(linear)通道以加速气流进入该基体。这种通道可以例如通过围绕一个或更多个直线式附件或构件形成基体并且一旦形成基体就移除所述一个或更多个直线式附件或构件。
根据本发明另一实施例，提供了包含吸附剂材料和涂层材料的吸附剂涂层。该吸附剂材料是高孔隙度的材料，活性炭、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、氧化锆ZrO3、氧化镁(MgO)、沸石、碳纳米管以及富勒烯。该涂层材料选自涂漆、层压材料、电镀材料以及类似涂层材料的列表。
在一实施方式中，吸附剂涂层中的吸附剂材料包括高孔隙度材料的松散微粒。在这种情况下，将吸附剂涂层按避免压实松散微粒的厚度涂敷至后腔容积的表面。该厚度部分地取决于高孔隙度材料的松散微粒的尺寸。
在一实施方式中，该吸附材料包括多个吸附材料颗粒，并且每个颗粒包括多个高孔隙度材料微粒和粘合剂。在与涂层材料混合之前制备并固化所述多个颗粒。在每个颗粒内，粘合剂在高度多孔材料的各个微粒之间创建空间。在该实施方式中，可以将吸附剂涂层涂敷至后腔容积的表面，由于粘合剂所提供的间隔而不必有任何担心吸附剂材料中的微粒被压实。
在另一实施方式中，涂层材料还包括粘合剂，并且吸附剂材料包括高孔隙度材料的松散微粒。涂层材料中的粘合剂通过在各个微粒之间创建空间而与吸附剂材料颗粒中的粘合剂类似地起作用。吸附剂涂层可以涂敷至后腔容积的表面壁，而不考虑如果涂层在涂敷时太厚则微粒将被压实。
在一个实施方式中，吸附剂涂层包括吸附剂材料和涂层材料。涂层材料为选自涂漆、层压板材料以及电镀材料的形式。将吸附剂涂层涂敷至用于声换能器的后腔容积的期望的内表面。在一实施方式中，基于在后腔容积的内表面上的涂层的期望的最终厚度来调节吸附剂涂层的粘度。在另一实施方式中，通过经受恰当温度下加热恰当时间来固化吸附剂涂层。
在另一实施方式中，吸附剂涂层包括吸附剂材料和涂层材料。涂层材料包括惰性粘合剂，如硫酸钙(石膏)和水。将吸附剂材料、粘合剂以及水的混合物作为稠浆涂敷在用于声换能器装置的后腔容积的期望的内表面上。形成后腔容积的结构由非反应性材料制成。在涂敷该涂层材料之后，将其在烘箱中在110℃加热30分钟来活化。
在一实施方式中，吸附剂涂层包括吸附剂材料、涂层材料以及诸如酒石酸的成孔剂。成孔剂被用于促进吸附剂涂层材料中附加孔的形成，这在涂层材料填充或堵塞吸附材料中的任何孔的情况下特别有用。
气体吸附剂的模制球基体排布结构和吸附剂涂层材料两者具有超过在声换能器装置中使用气体吸附材料的现有技术应用的几个优点。例如，因为在任一应用中都不会有松散的微粒，所以不需要用于气体吸附剂的外部包装。而且，模制球基体中的球体通过粘合剂被保持在一起，并且吸附剂材料中的微粒粘接在涂层材料内。出于相同理由，不需要在利用球状颗粒直接填充后腔容积空间的方法所需的网孔壁或通气壁。
在不需要外部包装或网孔壁的情况下，可以通过利用所公开的模制球基体排布结构或者通过对内部涂敷吸附剂涂层将更多的气体吸附剂材料适配在可用的后腔容积空间内，从而增加气体吸附材料的总体吸附性。与利用其中球体的最终布置并不总是可控的直接填充方法相比，将球基体模制成适配特定应用的形状还可以允许更多的材料适配到可用的空间中。模制球基体和吸附剂涂层两者还允许将气体吸附材料放置在直接填充方法不能特别好地工作的空间中。
本发明还涉及一种声学装置，所述声学装置包括扬声器、麦克风或动铁式受话器，具有后腔容积空间，并且包括如上所述包括在装置的扬声器后腔容积中的模制球基体排布结构，或者涂敷至后腔容积空间的内表面的吸附剂涂层。本发明还涉及移动装置或听力装置，如无线电话、平板电脑、膝上型电脑、助听器或入耳式耳机，其包括一个或更多个这种声学装置。
使用模制球基体和/或使用吸附剂涂层作为气体吸附材料都具有超过现有技术的另一个优点，因为其允许将气体吸附材料放置在其中与用于移动装置中的扬声器相比可用后腔容积空间更加小的应用中。具体来说，模制球基体和吸附剂涂层都提供了填充麦克风、助听器以及入耳式耳机中可用的更小后腔容积的能力。动铁式受话器因其性能能力和小形状因素而经常用于助听器和入耳式耳机。然而，由于那些装置中相对小的后腔容积空间导致已知的气体吸附材料和方法没有与动铁式受话器一起使用。添加气体吸附材料，或者如所描述的模制球基体或吸附剂涂层，将改进装置的声学性能。
另外，吸附剂涂层特别适用于由于移动装置内的空间局促导致包括窄通道的后腔容积构造。用作声换能器装置的后腔容积的空间之间的窄通道在包装中对气体吸附材料造成困难，特别是通道中的由于包装所消耗的空间量。而且，当将吸附剂材料的球状颗粒直接填充到后腔容积中时，窄通道可以阻碍颗粒的流动。
从阅读下面的说明书和权利要求书并且从回顾附图，本发明的前述和其它方面、特征、细节、用途以及优点将变得清楚。
附图说明
在附图中和从属权利要求中指示了本发明的进一步实施方式。下面通过附图对本发明进行详细说明。在图中：
图1描绘了根据本发明的一方面的气体吸附材料的模制球基体。
图2描绘了形成图1的模制球基体的气体吸附材料的球状颗粒的一个实施方式。
图3a描绘了根据本发明的一方面的用于移动装置的、包含气体吸附材料的模制球基体的扬声器外壳。
图3b描绘了根据本发明的一方面的其中设置有气体吸附材料的模制球基体的动铁式受话器。
图4示意性地示出了根据本发明的实施方式的气体吸附材料的颗粒。
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的由图4的颗粒形成的成形气体吸附材料。
图6描绘了根据本发明的另一方面的气体吸附材料的模制球基体。
图7a和7b是例示了可以提供用于空气进入基体的气道的、模制球基体的实施方式的图解等距视图。
图8描绘了根据本发明的一个方面的具有涂敷至后腔容积的内表面的吸附剂涂层的顶部形成端口的MEMS麦克风。
图9描绘了根据本发明的一方面的含有吸附剂涂层的动铁式受话器。
具体实施方式
在此，针对各种装置，描述了各种实施方式。阐述了许多具体细节以提供对如说明书中描述并在附图中例示的实施方式的总体结构、功能、制造以及使用的彻底理解。然而，本领域技术人员应当明白，可以在没有这种具体细节的情况下具体实践这些实施方式。在其它情况下，公知操作、组件以及部件未加以详细描述，以不模糊在说明书中描述的实施方式。本领域普通技术人员应当明白，本文描述和例示的实施方式是非限制例，因此可以清楚，本文所公开的特定结构和功能细节可以是代表性的，而不必限制实施方式的范围，其范围仅由所附权利要求来限定。
贯穿本说明书针对“各种实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施方式”或“一实施方式”等的引用意指结合该实施方式描述的特定特征、结构，或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书的地方出现的短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”，“在一个实施方式”或“在一实施方式中”等不必都指相同的实施方式。而且，该特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式在一个或更多个实施方式中组合。因此，结合一个实施方式例示或描述的该特定特征、结构或特性可以在无限制的情况下，全部或部分地与一个或更多个其它实施方式的特征、结构或特性相结合，假定这种组合不是不合逻辑或非功能性的。
图1示出了根据一个实施方式的气体吸附材料的模制球基体10。该模制球基体10包括气体吸附材料的多个单独球状颗粒20。模制球基体10中的多个球状颗粒20中的每一个都涂敷有粘合剂(未示出)，使得每个球状颗粒20粘到模制球基体10中的相邻的其它球状颗粒20中的每一个。因为颗粒20的球形，所以在球基体10内的颗粒20之间创建气道12。该气道12允许空气接近位于球基体10内部的球状颗粒，并因此接近所有球状颗粒20内的多孔微粒的表面。
图2示出了在图1的模制球基体10中未彼此粘附的气体吸附材料的多个单独球状颗粒20。
图3a和3b示出了具有不同形状的模制球基体10的两种应用。图3a是扬声器外壳30的俯视图。扬声器外壳30包括扬声器腔体(receptacle)空间32和后腔容积空间34。模制球体36(除了其形状以外与基体10相同)被整形成符合后腔容积空间34。
图3b示出了动铁式受话器40的截面图。动铁式受话器40包括壳体42、线圈44、动铁46、磁体48、振膜50、以及声音出口52。在壳体42内且在振膜50的背侧上是后腔容积空间54。模制球体56(除了其形状以外与基体10相同)被模制成符合后腔容积空间54。
用于形成如图3a和3b所示的模制球基体36、56的处理或任何其它应用，从符合声学装置的结构内部的可用后腔容积空间34、54的形状的腔模开始。对于图3a和3b中的扬声器外壳30和动铁式受话器40来说，该腔模符合如图所示的后腔容积空间34、54。腔模填充有气体吸附材料的多个球状颗粒20。同时在该腔体中，球状颗粒20在压力下被暴露于有机溶剂。吸附剂材料将吸附溶剂。接下来，将UV或温度可固化粘合剂材料(如商业可获的含纤维素或聚氨酯的胶体粘合剂)被添加至腔体内部的球状颗粒20。然后该粘合剂在减小的压力下固化，从而允许被吸附的有机溶剂解除吸附，这进而打开了球状颗粒20中的吸附剂孔结构。然后将模制球基体36、56从腔模中移除并且采用所需形状以放置到声学装置30、40中。
模制球基体10的外层上的球状颗粒20对基体可能具有相对弱的附着，这是因为它们具有较少的附着点。因此，可以将采用可涂敷材料形式的护套(未示出)设置到外面的球状颗粒20。该护套针对球状颗粒20的外层的附着提供了进一步的机械可靠性。护套是透气的吸附剂护套，其允许空气以最小的阻力接近模制球基体10。
许多不同的气体吸附材料适用于球状颗粒20，所述许多不同的气体吸附材料包括活性炭、二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、氧化锆ZrO3、氧化镁(MgO)、沸石、碳纳米管以及富勒烯。美国专利公报No.2013/0170687A1中公开的沸石材料(具有至少200的硅铝质量比)具有球形，并且在球状颗粒20中特别有用。图4示出了在一个实施方式中可以被用于形成气体吸附材料的球状颗粒20的沸石材料的模制颗粒108。沸石材料的模制颗粒108包括多个沸石微粒，所述多个沸石微粒中的一些在图4中用102表示。沸石微粒102具有内部第一孔104，所述内部第一孔104用图4所示的单独沸石微粒102内示出的结构表示。
沸石微粒102用粘合剂(图4中未示出)粘附在一起。根据本文所公开主旨的实施方式，第二孔106在模制颗粒108内形成在沸石微粒102之间。在一示例性实施方式中，第二孔106具有大约1微米至10微米的直径，如图4所示。由于粘合剂，图4中的多个单个微粒102被粘附在一起以形成模制颗粒108。
还应提及的是，尽管沸石微粒102在图4中被绘制成矩形，但真正的沸石微粒102可以具有取决于沸石微粒102的实际结构的不同形式。
图5示出了图4所示类型的多个模制颗粒108。如图5所示，在一实施方式中，模制微粒108的直径为大约0.5mm至0.6mm。虽然模制颗粒108被示出具有不一致的非标准形状，但应当明白，颗粒可以模制成球体，如图1-2所示的球状颗粒20。
图1的模制球基体10示出了多个一致尺寸的球状颗粒20。然而，模制球基体20可以使用两种或更多种不同尺寸的球状颗粒20形成。图6描绘了具有不同尺寸的球状颗粒20、24的气体吸附材料的模制球基体112的一实施方式。在各个实施方式中，球状颗粒20、24可以具有彼此不同的半径。例如，基体可以包括具有多种不同半径的球状颗粒。例如，如图6所示，该基体可以包括具有两种不同半径的球体20、24。
在一实施方式中，模制球基体112可以包括具有第一半径的第一组球状颗粒20和具有第二半径的第二组球状颗粒24。第二半径可以小于第一半径。可以根据特定实施方式的需要，选择第一组和第二组中的相对数量的球状颗粒。在一个实施方式中，第一组球状颗粒20可以具有比第二组球状颗粒24更多的球状颗粒。在另一实施方式中，第二组球状颗粒24可以具有比第一组20更多的球状颗粒。而且，可以根据一特定实施方式的需要，选择第一组和第二组20、24的相对尺寸(即，半径)。
尽管上述具有两种不同的球状颗粒尺寸，但根据本公开的气体吸附材料的基体可以具有任何数量的不同尺寸的球状颗粒(例如，代替两种尺寸，基体可以具有三种、四种或更多种不同球状颗粒尺寸)。基体中的球体尺寸数、和球状颗粒的尺寸，可以根据一特定应用的需要来加以选择。
具有多种尺寸的球状颗粒的吸附剂材料的基体可以提供许多优点。与包括仅具有单一尺寸的球状颗粒的基体相比，提供两种或更多种尺寸的球状颗粒可以为给定空间提供更好的填充率。而且，多种不同的球状颗粒尺寸可以允许改进对基体的吸附剂特性的控制，包括对基体容积(例如，由基体的球状颗粒占据的容积，与空白空间形成对比)的控制，并因此对基体的阻尼特性的控制。结果，具有许多不同球状颗粒尺寸的基体可以允许性能增加、用于针对不同应用的后腔容积的不同尺寸和形状具体定制基体的能力增加、以及用于针对特定类型或设计或扬声器或其它装置的性能需要具体定制基体特性的能力增加。
图7a和7b是具有通过模制球基体110创建的用于改进气流的通道112的模制球基体110的一实施方式的图解等距视图。图7a中示出了模制球基体110的侧视图，而图7b示出了俯视图。如所示，模制球基体110包括进入和穿过模制球基体110用于以有效方式将气流导入模制球基体110中的通道112。在实施方式中，通道112可以形成到模制球基体110的任何一侧中。在实施方式中，任何单个通道112可以全部延伸穿过模制球基体110，或者可以在基体内终止。例如，通道112可以连续地(大致直线地)延伸穿过基体的多个层。在实施方式中，根据一特定应用的需要，可以将任何数量的通道112设置到基体中或穿过基体。而且，除了或代替穿过基体内部的通道112之外，可以沿着基体的外表面(即，在模制球基体110的外部上以连续直线压痕的形式)设置通道。
在一实施方式中，可以通过在腔模中添加一个或更多个附件或构件并围绕它们形成基体来形成通道112。可以在球状颗粒彼此粘合之后去除该附件或构件，从而形成通道112。
本文所述的气体吸附材料的球状颗粒20还特别用作吸附剂涂层的一部分，本文也进行了描述。吸附剂涂层包括涂层材料和多个球状颗粒20。该涂层材料可以是能够与球状颗粒20混合的涂漆、层压体材料、电镀材料或其它类似涂层材料。然而，该涂层材料应被设计成不堵塞球状颗粒20中的吸附剂材料微粒内的孔。
图8示出了如美国专利公报No.2013/0051598 A1中公开的顶部形成端口的MEMS麦克风200，其整个公开通过引用其全部内容而并入于此。MEMS麦克风200包括安装在层压基座204上的MEMS芯片(die)202。MEMS芯片202具有隔膜206。帽208覆盖整个组装件，帽208包括声学进气口210。排气口(nozzle)212将进气口210与形成在MEMS芯片202的侧壁中的通道214连接。该进气口210、排气口212以及通道214形成从外部到由隔膜206的前侧部分限定的腔室218的声程2016。隔膜206的后侧面向密封的后腔容积220。根据一个实施方式的吸附剂涂层222被涂敷至MEMS麦克风200中的后腔容积220的内表面。
图9示出了吸附剂涂层222的另一应用，其中，将其涂敷至动铁式受话器40'的后腔容积空间54的内表面，在其它方面，其与图3b的动铁式受话器40相同。
在结束时，应当指出，本发明不限于上述实施方式和示例性工作例。进一步的开发、修改以及组合也处于专利权利要求的范围内，并且被置于根据上述公开的本领域技术人员拥有之下。因此，本文描述和例示的技术和结构应被理解成例示性和示例性的，而非对本发明范围进行限制。本发明的范围由所附权利要求书限定，包括在提交本申请时的已知等同物和不可预见的等同物。
Claims (16)
1.一种在声学装置中使用的气体吸附基体结构，该气体吸附基体结构包括：
多个气体吸附球状颗粒，每一个球状颗粒包括气体吸附材料微粒和微粒粘合剂；以及
颗粒粘合剂，
其中，所述多个气体吸附球状颗粒按与所述声学装置的容积相对应的预定形状排列在一起，所述球状颗粒通过所述颗粒粘合剂粘接至相邻的球状颗粒。
2.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述气体吸附材料是沸石。
3.根据权利要求2所述的气体吸附基体结构，其中，所述沸石具有至少200的硅铝质量比。
4.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述气体吸附材料是以下项中的一种：活性炭、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、碳纳米管以及富勒烯。
5.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述声学装置是扬声器，并且所述声学装置中的所述容积是后腔容积。
6.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述颗粒粘合剂是UV或温度可固化粘合剂材料。
7.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，所述气体吸附基体结构还包括透气吸附剂护套，该透气吸附剂护套围绕所述气体吸附基体结构的外部设置，所述透气吸附剂护套被配置成提供支承以将位于所述气体吸附基体结构的外层上的所述气体吸附球状颗粒固定就位。
8.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述多个气体吸附球状颗粒具有大致相同的直径。
9.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述多个气体吸附球状颗粒包括具有大致相同的第一直径的第一组球状颗粒、和具有大致相同的第二直径的第二组球状颗粒，其中，所述第一直径不同于所述第二直径。
10.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，其中，所述多个气体吸附球状颗粒包括多组球状颗粒，其中，每一组内的球状颗粒具有大致一致的直径，并且每一组球状颗粒内的大致一致的直径不同于其它组球状颗粒内的大致一致的直径。
11.根据权利要求1所述的气体吸附基体结构，所述气体吸附基体结构还包括从所述气体吸附基体结构的外部至所述气体吸附基体结构的内部的一个或更多个直气道，所述直气道被配置成提供从所述气体吸附基体结构的外部至位于所述气体吸附基体结构的内部的一个或更多个球状颗粒的表面的大致直线式气体通道。
12.一种声学装置，该声学装置包括：
外壳；
位于所述外壳内的后腔容积；以及
位于所述外壳内的气体吸附基体结构，所述气体吸附基体结构具有大致符合所述后腔容积的形状的三维形状，并且包括：
多个气体吸附球状颗粒，每一个球状颗粒包括气体吸附材料微粒和微粒粘合剂；和
颗粒粘合剂，
其中，所述多个气体吸附球状颗粒通过所述颗粒粘合剂粘接至相邻的球状颗粒。
13.一种制造在声学装置中使用的气体吸附基体结构的方法，该方法包括以下步骤：
选择腔模，该腔模具有符合所述声学装置中的、所述气体吸附基体结构所期望的容积的形状；
用包括气体吸附材料和微粒粘合剂的多个气体吸附球状颗粒填充所述腔模；
在压力下将所述气体吸附球状颗粒暴露至有机溶剂；
向所述腔模内部的所述气体吸附球状颗粒添加可固化粘合剂材料；
在减小的压力下固化所述可固化粘合剂材料；以及
从所述腔模中移除所述气体吸附基体结构。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述固化的步骤包括：将所述腔模中的所述粘合剂材料暴露至紫外光。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述固化的步骤包括：将所述腔模中的所述粘合剂材料暴露加热。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述填充的步骤包括：用具有第一直径的多个气体吸附球状颗粒部分地填充所述腔模，并且用具有第二直径的多个气体吸附球状颗粒部分地填充所述腔模，其中，所述第一直径不同于所述第二直径。
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