CN112292871B - 包括改进的印刷线路板的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种包括改进的印刷线路板（1）的电子设备（10），所述印刷线路板包括至少一个集成电路（15）和音圈（3），所述音圈（3）与所述印刷线路板（1）一体形成。将所述音圈集成到所述印刷线路板中改善了对所述音圈（3）产生的热量的耗散，并消除了对附加支撑装置的需要。

Description

包括改进的印刷线路板的电子设备

技术领域

本发明涉及一种包括改进的印刷线路板的电子设备。

背景技术

电子设备可以配备磁式致动器，以产生例如声波。

如GB2532436中所公开，磁式致动器可以包括相互吸引或排斥的磁体。最初，磁体以力平衡状态布置，但是为了产生声波，磁体之间的吸引力或排斥力通过穿过位于磁体之间的线圈的电流而改变，所述电流使磁体中的至少一个磁体移动，使得磁体之间的距离减小或增大。

GB2532436的线圈可以胶合到多个磁体中的一个磁体的顶部，或缠绕在磁体的侧面上，并且可以通过导线电耦合到音频信号输入端。当用于电子设备时，磁式致动器的组件必须非常小，以至于很难制造和组装这些组件，尤其是线圈。此外，线圈会产生不期望的热量，这些热量主要直接传导到磁体上，如果温度过高，则会导致磁体消磁。

发明内容

本发明目的在于提供一种包括改进的印刷线路板的电子设备。前述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。进一步的实现方式在从属权利要求、具体实施方式和附图中显而易见。

根据第一方面，提供了一种用于电子设备中的印刷线路板（也称为印刷电路板），所述印刷线路板包括集成电路和音圈，所述音圈与所述印刷线路板一体形成。

这种解决方案使得所述印刷线路板和所述音圈能够配置为一个一体式组件，而非两个单独的分立组件，所述一体式组件方便安装在电子设备中。此外，通过将所述音圈与所述印刷线路板集成，可以降低所述线圈产生的热量对邻近组件（诸如磁体）产生的影响，因为所述印刷线路板的材料的散热效果比空气好大约10倍。此外，不需要用于组装所述音圈的附加支撑装置。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述集成电路中的至少一个集成电路是与所述音圈连接的音频放大器，从而有利于形成易于安装到电子设备中的组件，并且由于不需要适应音圈与音频放大器之间可能的位置移动，所述组件更加可靠。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述集成电路中的至少一个集成电路是所述电子设备的主处理器，从而有利于形成易于安装在电子设备中的组件。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板还包括固定磁体，所述固定磁体与所述印刷线路板贴合，使得所述固定磁体叠加在所述音圈层上，从而使得多个致动组件互连，这有利于将所述致动组件简单且高效地安装在例如电子设备内。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板包括至少一个印刷线路板层，并且所述音圈布置在至少一个第一音圈层和第二音圈层中，音圈互连部分在所述第一音圈层与所述第二音圈层之间延伸，从而可以增加所使用的音圈的量。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，音圈层的线圈绕组以螺旋形图案布置，第一音圈层或第二音圈层的所述线圈绕组沿着从所述螺旋形图案的外周边朝向所述螺旋形图案的中心的方向延伸，并且第二音圈层或第一音圈层的所述线圈绕组沿着从所述螺旋形图案的中心朝向所述螺旋形图案的外周边的方向延伸，其中，所述音圈互连部分在所述第一音圈层与所述第二音圈层之间邻近所述螺旋形图案的中心或邻近所述螺旋形图案的外周边延伸，从而可以在空间上有效地分布音圈层。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板包括至少两个印刷线路板层，每个印刷线路板层包括第一音圈层或第二音圈层，其中，每个第一音圈层或第二音圈层通过邻近所述螺旋形图案的中心的音圈互连部分与至少一个第二音圈层或第一音圈层连接，其中，每个第二音圈层或第一音圈层通过邻近所述螺旋形图案的外周边的音圈互连部分与至少一个第一音圈层或第二音圈层连接，从而使得音圈层的数量稳定但空间效率增加。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板层交替排列，使得每隔一个印刷线路板层包括一个第一音圈层，并且每隔一个印刷线路板层包括一个第二音圈层，从而有利于形成尽可能简单的分层音圈结构。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板层包括用于接纳在所述第一音圈层部分与所述第二音圈层之间延伸的所述音圈互连部分的通道，从而有利于音圈层之间的分立但安全的过渡。

根据第二方面，提供了一种电子设备，包括：可移动表面和设备机盒，所述可移动表面和所述设备机盒通过弹性元件互连；根据上述布置在所述可移动表面与所述设备机盒之间的印刷线路板，所述印刷线路板与所述设备机盒贴合，所述印刷线路板是所述电子设备的主印刷线路板；可移动磁体，与所述可移动表面贴合，所述印刷线路板和所述可移动磁体适于相对于所述设备机盒移动所述可移动表面。此种解决方案有利于形成一种电子设备，所述电子设备包括较少的分立部件，便宜且可靠。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述可移动表面的移动在所述电子设备内产生振动，所述振动可以用作触觉手段或用于产生声波。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板的固定磁体和可移动磁体布置成使得所述固定磁体和所述可移动磁体产生的磁场在所述固定磁体与所述可移动磁体之间产生吸引力，从而将所述固定磁体和所述可移动磁体维持在力平衡状态，其中，控制所述印刷线路板的音圈中的电流会引起所述吸引力的变化，以引起所述固定磁体与所述可移动磁体之间的位移，从而实现简单但可靠的构造。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述印刷线路板布置成使得所述固定磁体和所述可移动磁体位于所述印刷线路板的相对侧上，并且气隙设置在所述可移动磁体与所述印刷线路板之间，从而有利于形成紧凑的致动布置。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，当所述吸引力为第一量值时，在所述可移动磁体与所述印刷线路板之间设置第一气隙；当所述吸引力为第二量值时，在所述可移动磁体与所述印刷线路板之间设置小于第一气隙的第二气隙。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括第一壳体和第二壳体，所述固定磁体至少部分地位于所述第一壳体内，并且所述可移动磁体至少部分地位于所述第二壳体内，所述第一壳体和所述第二壳体将所述磁场限制在所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一个内的空间中，从而防止所述磁场干扰其它组件。

根据下文描述的一个或多个实施例，这些和其它方面将是显而易见的。

附图说明

在本发明的以下详细部分中，将参考附图中示出的示例性实施例更详细地解释各方面、实施例和实现方式，其中：

图1示出了本发明的一个实施例提供的印刷线路板和电子设备的示意性横截面侧视图；

图2示出了本发明的一个实施例提供的印刷线路板和电子设备的部分横截面侧视图；

图3示出了图1中示出的印刷线路板和电子设备的部分横截面透视图；

图4示出了图2中示出的印刷线路板和电子设备的部分横截面透视图；

图5示出了本发明的一个实施例提供的印刷线路板的部分示例性侧视图。

具体实施方式

图2、图3和图4示出了本发明的实施例提供的印刷线路板1。印刷线路板（printedwiring board，PWB）1优选地用于电子设备10中，诸如智能电话或平板电脑中，然而，它可以用于任何合适类型的电子设备中。印刷线路板1也可以称为印刷电路板（printed circuitboard，PCB）1。

如图2所示，印刷线路板包括至少一个印刷线路板层1a、1b，所述印刷线路板层1a、1b用作其它组件的载体以及绝缘层。

所述印刷线路板包括至少一个集成电路2和音圈3。集成电路2中的一个集成电路可以是与音圈3连接的音频放大器，并且一个集成电路2可以是电子设备的主处理器。因此，该印刷线路板可以是电子设备的主PWB或PCB。

音圈3优选地由铜制成并且与一个或多个印刷线路板层1a、1b一体形成，如图3和图4中更清楚地示出。一体形成意指，由于音圈被印刷到印刷线路板层1a、1b上，因此音圈是印刷线路板的一部分。音圈3不是单独的分立组件，诸如堆叠在印刷线路板层1a、1b的顶部上的音圈膜，而是印刷线路板1的固定部分。

音圈3优选地布置在至少第一音圈层3a和第二音圈层3b中。第一音圈层3a和第二音圈层3b布置成使得它们彼此叠加并在与印刷线路板的主平面平行的平面中延伸。印刷线路板1的主平面与印刷线路板1安装到的电子设备10的主平面平行延伸，并且可以例如与此种电子设备10的显示屏平行延伸。

音圈互连部分3c沿着垂直于第一音圈层3a和第二音圈层3b的方向在第一音圈层3a与第二音圈层3b之间延伸。参见图5，示出如何布置印刷线路板层1a、1b和音圈层3a、3b的示意性图示。

每个音圈层3a、3b包括以螺旋形图案布置的多个线圈绕组4，所述音圈3沿着从螺旋形图案的外周边朝向螺旋形图案的中心的方向延伸，或沿着相反方向，即从螺旋形图案的中心朝向螺旋形图案的外周边的方向延伸。图4和图5示出此种螺旋形图案。图案优选地基本上是圆形的，但也可以是矩形、椭圆形或任何其它合适的形状。线圈绕组4在垂直于磁场引起的吸引力F的方向的平面上延伸。

一个音圈层，即第一音圈层3a或第二音圈层3b的线圈绕组4在从螺旋形图案的外周边朝向螺旋形图案的中心的方向上延伸。类似地，其它音圈层，即第二音圈层3b或第一音圈层3a的线圈绕组4沿着从螺旋形图案的中心朝向螺旋形图案的外周边的方向延伸。换句话说，第一音圈层3a的线圈绕组4和第二音圈层3b的线圈绕组4沿着相反的方向延伸。如图5所示，音圈互连部分3c在第一音圈层3a与第二音圈层3b之间邻近螺旋形图案的中心或邻近螺旋形图案的外周边延伸。

在一个实施例中，印刷线路板1包括至少两个印刷线路板层1a、1b，每个印刷线路板层1a、1b包括第一音圈层3a或第二音圈层3b。每个第一音圈层3a或第二音圈层3b通过邻近螺旋形图案的中心的音圈互连部分3c与至少一个第二音圈层3b或第一音圈层3a连接。对应地，每个第二音圈层3b或第一音圈层3a通过邻近螺旋形图案的外周边的音圈互连部分3c与至少一个第一音圈层3a或第二音圈层3b连接。

印刷线路板层1a、1b交替排列，使得每隔一个印刷线路板层1a包括一个第一音圈层3a，并且每隔一个印刷线路板层1b包括一个第二音圈层3b。

音圈3中的电流的方向优选地在一个或多个第一音圈层3a和一个或多个第二音圈层3b两者中相同，即均为顺时针或均为逆时针，以便产生共同的磁位移力。

印刷线路板层1a、1b优选地包括用于接纳在所述第一音圈层部分3a与所述第二音圈层3b之间延伸的音圈互连部分3c的通道5。

印刷线路板1还包括固定磁体6，所述固定磁体6与印刷线路板1贴合，使得固定磁体6叠加在音圈层3a、3b上。

印刷线路板1还包括电源7，音圈3与电源7电连接，如图5中示意性地示出，所述电源将电流传递到音圈3。

图1中示意性示出的电子设备10包括可移动表面9（诸如显示屏）和设备机盒11。可移动表面9和设备机盒11通过弹性元件12（诸如弹性粘合剂）互连，可移动表面/显示屏9可以由玻璃制成和/或具有弹性。

印刷线路板1布置在可移动表面9与设备机盒11之间，并且还与设备机盒11贴合。可移动磁体8与可移动表面9贴合。响应于控制印刷线路板1的音圈3中的电流，印刷线路板1和可移动磁体8适于相对于印刷线路板1并因此相对于设备机盒11移动可移动表面9。

印刷线路板1的固定磁体6和可移动磁体8布置成使得固定磁体6和可移动磁体8产生的磁场在固定磁体6与可移动磁体8之间产生吸引力F，从而将固定磁体6和可移动磁体8维持在力平衡状态。控制印刷线路板1的音圈3中的电流会引起吸引力F的变化，从而引起固定磁体6与可移动磁体8之间的连续位移。随后，此位移引起电子设备的可移动表面9相对于设备机盒11移动。可移动表面9的移动在电子设备10内产生振动，该振动用于产生声波或作为向用户提供触觉反馈的触觉手段。

印刷线路板1布置成使得固定磁体6和可移动磁体8位于印刷线路板1的相对侧上，并且在可移动磁体8与印刷线路板1之间设置气隙13。

当吸引力F为第一量值时，在可移动磁体8与印刷线路板1之间设置第一气隙13a；当吸引力F为第二量值时，在可移动磁体8与印刷线路板1之间设置有小于第一气隙13a的第二气隙13b。因此，可移动磁体8在两个端部位置之间振荡，一个端部位置由第一空气间隙13a的高度限定，另一个端部位置位于气隙13b的高度小于第一气隙13a的高度的点处。

电子设备10还可以包括第一壳体14a和第二壳体14b，固定磁体6至少部分地位于第一壳体14a内，而可移动磁体8至少部分地位于第二壳体14b内。第一壳体14a和第二壳体14b将磁场限制在第一壳体14a和第二壳体14b中的至少一个内的空间中。这防止了磁场干扰其它物体，诸如电子设备的其它组件。第一壳体14a和第二壳体14b至少部分地由磁性材料制成。

第一壳体14a和第二壳体14b两者均可以配置成具有由至少一个周围壁连接的开口端部和封闭基部，例如，所述壳体成形为具有一个密封端部和一个开口端部的圆柱体。第一壳体14a的开口端部与印刷线路板1连接或直接与印刷线路板1相邻。第二壳体14b的开口端部指向印刷线路板1和第一壳体14a。

第一壳体14a基本上成形为容纳固定磁体6。第二壳体14b基本上成形为容纳可移动磁体8。

本文结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。然而，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践所要求保护的主题时可以理解和实现对所公开实施例的其它变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，不定冠词“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施并不表示这些措施的组合不能被有效地使用。

权利要求书中所用的附图标记不应解释为限制了范围。

Claims (11)

1.一种电子设备（10），其特征在于，包括：

可移动表面（9）和设备机盒（11），通过弹性元件（12）互连；

印刷线路板（1），布置在所述可移动表面（9）与所述设备机盒（11）之间，所述印刷线路板（1）与所述设备机盒（11）贴合；

所述印刷线路板（1），作为所述电子设备（10）的主印刷线路板，所述印刷线路板包括多个集成电路（2）和音圈（3），所述音圈（3）与所述印刷线路板（1）一体形成，所述多个集成电路（2）中的至少一个是所述电子设备（10）的主处理器；其中，所述印刷线路板还包括固定磁体（6），所述固定磁体（6）与所述印刷线路板（1）贴合，使得所述固定磁体（6）叠加在所述音圈（3）上；

可移动磁体（8），与所述可移动表面（9）贴合；

所述印刷线路板（1）；以及，

所述可移动磁体（8），适于相对于所述设备机盒（11）移动所述可移动表面（9）；

还包括第一壳体（14a）和第二壳体（14b），所述固定磁体（6）至少部分地位于所述第一壳体（14a）内，并且所述可移动磁体（8）至少部分地位于所述第二壳体（14b）内，所述第一壳体（14a）和所述第二壳体（14b）将磁场限制在所述第一壳体（14a）和所述第二壳体（14b）中的至少一个内部的空间中。

2.根据权利要求1所述的电子设备（10），其特征在于，所述可移动表面（9）的移动在所述电子设备（10）中产生振动。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备（10），其特征在于，所述印刷线路板（1）的固定磁体（6）和所述可移动磁体（8）被布置，使得所述固定磁体（6）和所述可移动磁体（8）产生的磁场，在所述固定磁体（6）与所述可移动磁体（8）之间产生吸引力（F），维持所述固定磁体（6）和所述可移动磁体（8）处于力平衡状态；

其中，操纵所述印刷线路板（1）的音圈（3）中的电流，会引起所述吸引力（F）的变化，从而引起所述固定磁体（6）与所述可移动磁体（8）之间的位移。

4.根据权利要求3所述的电子设备（10），其特征在于，所述印刷线路板（1）被布置，使得所述固定磁体（6）和所述可移动磁体（8）位于所述印刷线路板（1）的相对侧上，并且在所述可移动磁体（8）与所述印刷线路板（1）之间提供气隙（13）。

5.根据权利要求4所述的电子设备（10），其特征在于，当所述吸引力（F）为第一量值时，在所述可移动磁体（8）与所述印刷线路板（1）之间提供第一气隙（13a）；当所述吸引力（F）为第二量值时，在所述可移动磁体（8）与所述印刷线路板（1）之间提供小于所述第一气隙（13a）的第二气隙（13b）。

6.根据权利要求1所述的电子设备（10），其特征在于，包括在所述印刷线路板（1）中的所述多个集成电路（2）中的至少一个是与所述音圈（3）连接的音频放大器。

7.根据权利要求1或6所述的电子设备（10），其特征在于，所述印刷线路板包括至少一个印刷线路板层（1a、1b）；所述音圈（3），布置在至少第一音圈层（3a）和第二音圈层（3b）；音圈互连部分（3c），在所述第一音圈层（3a）与所述第二音圈层（3b）之间延伸。

8.根据权利要求7所述的电子设备（10），其特征在于，音圈层（3a、3b）的线圈绕组（4）以螺旋形图案布置，所述音圈层（3a、3b）包括第一音圈层（3a）和第二音圈层（3b）；第一音圈层（3a）或第二音圈层（3b）的所述线圈绕组（4）沿着从所述螺旋形图案的外周，朝向所述螺旋形图案的中心的方向延伸；并且第二音圈层（3b）或第一音圈层（3a）的所述线圈绕组（4）沿着从所述螺旋形图案的中心，朝向所述螺旋形图案的外周的方向延伸；并且其中所述音圈互连部分（3c）在所述第一音圈层（3a）与所述第二音圈层（3b）之间，且邻近所述螺旋形图案的中心或邻近所述螺旋形图案的外周延伸。

9.根据权利要求8所述的电子设备（10），其特征在于，所述印刷线路板包括至少两个印刷线路板层（1a、1b），每个印刷线路板层（1a、1b）包括第一音圈层（3a）或第二音圈层（3b）；

其中，每个第一音圈层（3a）或每个第二音圈层（3b）通过邻近所述螺旋形图案的所述中心的音圈互连部分（3c），与至少一个第二音圈层（3b）或至少一个第一音圈层（3a）连接；

其中，每个第二音圈层（3b）或每个第一音圈层（3a）通过邻近所述螺旋形图案的所述外周的音圈互连部分（3c），与至少一个第一音圈层（3a）或至少一个第二音圈层（3b）连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备（10），其特征在于，所述两个印刷线路板层（1a、1b）交替排列，使得其中一个印刷线路板层（1a）包括一个第一音圈层（3a），并且另一个印刷线路板层（1b）包括一个第二音圈层（3b）。

11.根据权利要求9或10所述的电子设备（10），其特征在于，所述每个印刷线路板层（1a、1b）包括通道（5），用于接纳在所述第一音圈层（3a）与所述第二音圈层（3b）之间延伸的所述音圈互连部分（3c）。

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