CN1477759A - 小振动马达及其制造方法 - Google Patents

Abstract

将驱动器IC和无源部分以及用于通过驱动器IC循环生成磁场的FP线圈安装在柔性基底上，这构成小振动马达，其中驱动器IC和无源部分将直流电压变换为三相电压。驱动器IC是所谓的裸芯片，其中露出电路部分并且不利用树脂等进行模制。将磁铁和不平衡砝码安装在具有轴的轭铁上。将FP线圈和磁铁放置得相互面对。对盖罩进行捻缝，以便将此盖罩固定到底板上。因而，振动马达能够进行小型化并且制造得更薄。而且，能够自动制造振动马达，并且能够自动地将振动马达安装到电子设备上。

Description

小振动马达及其制造方法

相关申请

本发明基于其全部内容在本文中引入作为参考的于2002年7月30日在日本专利局提交的日本优先权文件JP2002-220889。

技术领域

本发明涉及在诸如移动电话机、PDA等的电子设备中建立的用于产生振动的小振动马达及其制造方法。

背景技术

常规地，诸如移动电话机、PDA等的电子设备包括通过振动通知输入呼叫的所谓的寂静模式以及通过振动通知预定时间的告警的机构等。作为用于产生振动的机构，在这样的电子设备中建立振动激励器。

图14A是表示其中建立用作常规振动激励器的振动马达的移动电话机的内部结构的示意图。图14B是表示振动马达的外形的示意图。如图14A所示，印刷电路板(母板)101、102安装在移动电话机100内。扬声器103和振动马达104连接到印刷电路板101的侧边。利用安装在印刷电路板101上的驱动器IC(集成电路)105来驱动振动马达104。另一方面，电源IC110、变换器IC111、MPU112、存储器IC113等安装在印刷电路板102的侧边上。

所示的振动马达104是具有电刷(brush)的马达。如图14B所示，环绕输出轴120固定砝码(weight)125。在驱动振动马达104时，旋转输出轴120，并且偏心地旋转砝码125。砝码125的偏心旋转生成旋转的不平衡能量作为振动分量。

发明内容

常规地，在具有电刷的马达用作振动马达时，不能使由于所谓的切短(slit-short)引起的旋转缺陷变成零。因而，这在振动生成操作的可靠性方面具有问题。

鉴于便携式设备等的内部体积，也自然希望具有较小的振动马达。马达主体例如可以减至约3.5mm的直径。然而，如果使马达主体的直径变小的话，则可能出现问题。即，用于生成旋转不平衡能量的砝码的直径变得太小，以致于不能生成足够的振动，因而振动分量降低。特别地，近来，诸如移动电话机、PDA等的便携式设备趋于变薄。因此，这带来将圆柱形振动马达装配到这样的变薄的便携式设备上是困难的问题。

还有，从诸如移动电话机等的便携式设备的电池寿命的观点出发，显然希望电功率消耗降低。然而，这具有问题，即马达主体的小型化带来旋转数量和电功率消耗的增加。

而且，将常规振动马达装配到电子设备上必须依赖于人力。因而，其自动化是困难的。

因此，需要提供可以小型化和制造得更薄并且自动装配到电子设备中的较小振动马达及其制造方法。

为了实现上述目的，根据本发明的小振动马达的特征为包括：转子轭铁，在所述转子轭铁中放置有不平衡砝码和磁铁，并且所述转子轭铁固定到一个轴上；驱动转矩生成线圈，放置在基底上，以面对所述磁铁；放置在所述基底上的驱动电子部分，包括由非模制裸芯片构成的集成电路，所述驱动电子部分给驱动转矩生成线圈提供交变电流，以使所述转子轭铁围绕此轴旋转；底板，支撑此基底，并且此轴与之啮合的径向轴承固定到此底板上；和盖罩，用于遮盖转子轭铁、驱动转矩生成线圈和驱动电子部分，所述盖罩黏附到此底板上。

作为优选实施例，在此小振动马达中，此基底也可以利用柔性基底来构成，并且驱动转矩生成线圈可以通过三个端子电连接到此柔性基底上。

作为优选实施例，此小振动马达也可以包括在从封装(package)中伸出的基底上形成的端子，而且所述端子与安装在母板上的连接器啮合并因而进行电气连接。

作为优选实施例，此小振动马达也可以包括放置在盖罩或底板上的端子，而且所述端子与安装在母板上插口啮合并从而进行电气连接。

作为优选实施例，此小振动马达也可以包括在此盖罩或底板的表面上形成的与母板接触的一个焊接区(land)，并且所述焊接区电气连接到在此母板上形成的另一焊接区。

为了实现上述目的，根据本发明的制造小振动马达的方法的特征在于包括以下步骤：

在一块板上安装驱动电子部分和驱动转矩生成线圈；在由转子轭铁和轴组成的转子中，将磁铁放置在转子轭铁上，以面对所述驱动转矩生成线圈；将不平衡砝码放置在所述转子轭铁的一部分上；将径向轴承固定到底板上；将底板安装到所述基底上，所述径向轴承放置在所述底板上；将所述转子安装到所述径向轴承上，其中所述径向轴承与所述轴啮合；和通过利用盖罩来遮盖所述基底、所述驱动电子部分和所述转子进行封装，并且将所述盖罩黏附到所述底板上。

作为优选实施例，制造小振动马达的方法的特征也可以在于：作为驱动电子部分，至少将由非模制裸芯片构成的集成电路安装在基底上。

作为优选实施例，制造小振动马达的方法也可以设计为：利用柔性基底构成所述板，并且驱动转矩生成线圈通过三个端子电气连接到此柔性基底上。

作为优选实施例，制造小振动马达的方法也可以包括在从封装中伸出的基底上形成端子的步骤，所述端子与安装在母板上的连接器啮合并因而进行电气连接。

作为优选实施例，制造小振动马达的方法也可以包括在封装上放置端子的步骤，所述端子与安装在母板上的插口啮合并因而进行电气连接。

作为优选实施例，制造小振动马达的方法也可以包括在与封装的母板接触的表面上形成焊接区的步骤，所述焊接区电气连接到在母板上形成的另一焊接区。

在本发明中，驱动电子部分和驱动转矩生成线圈安装在所述板上。在由转子轭铁和轴构成的转子中，放置磁铁，以使其面对转子轭铁中的驱动转矩生成线圈。不平衡砝码放置在转子轭铁的一部分上。将径向轴承固定到底板上。将上面放置有径向轴承的底板安装到此板上。轴与径向轴承啮合，并且将转子也安装在径向轴承上。而且，此板、驱动电子部分和转子利用盖罩来遮盖。随后，将此盖罩黏附到底板上进行封装。因而，振动马达能够进行小型化并且制造得更薄。而且，有可能自动完成振动马达的制造工序以及将马达自动安装到电子设备上。

附图说明

从下面结合附图的本发明的目前优选的示例性实施例的描述中，本发明的上述和其他目的、特性与优点将变得显而易见，其中：

图1A、1B是表示根据本发明的一个实施例的小振动马达的结构的示意图；

图2A-2D是表示用于制造驱动器IC 4的工序的概念图；

图3是表示用于制造小振动马达的工序的流程图；

图4是表示用于制造小振动马达的工序的流程图；

图5是表示用于制造小振动马达的工序的流传图；

图6是表示用于制造小振动马达的工序的流程图；

图7A、7B是解释用于制造小振动马达的工序的示意图；

图8A-8C是解释用于制造小振动马达的工序的示意图；

图9A-9C是解释用于制造小振动马达的工序的示意图；

图10A-10C是解释用于制造小振动马达的工序的示意图；

图11A-11C是解释用于制造小振动马达的工序的示意图；

图12A-12C是表示将小振动马达30安装到母板上的方法的一个示例的示意图；

图13是表示小振动马达30的装运/传送方式的一个示例的示意图；和

图14A、14B是表示其中建立用作常规振动激励器的振动马达的移动电话机的内部结构的示意图。

具体实施方式

下面将参见附图描述本发明的一个实施例。

A.小振动马达的结构

图A1、1B是表示根据本发明的实施例的小振动马达的结构的示意图。FP(柔性印制)线圈1和磁铁2放置得相互面对。FP线圈1由利用多个层形成的布线层构成。利用驱动器IC4将通过柔性基底3输入的信号变换为三相电压，以便循环生成磁场。将磁铁2连接到具有轴5的轭铁6上。FP线圈1的旋转磁场使磁铁2和轭铁6旋转。将不平衡砝码7偏心地安装到轭铁6上。不平衡砝码7的旋转生成不平衡分量，从而生成振动。

凹槽(notch)10形成在FP线圈1的四个角上，并且在这些地方露出柔性基板3。驱动器IC4、无源部分(C、R)11等安装在凹槽10上。柔性基板3利用作为基材的聚酰亚胺制成，并且布线表面利用Cu+Ni+Au进行处理。

轴5利用安装到底板12上的径向轴承13、止推轴承14和止推轴承座15来支撑。径向轴承13利用烧结金属制成，在烧结金属中注入例如以铜为基底、以钢铁为基底或以铁为基底的油，并且径向轴承3是圆柱形的部件。偶尔地，此径向轴承13可以利用树脂来制造。

也对盖罩16进行捻缝和焊接，并从而将此盖罩固定到底板12上。盖罩16的顶表面是平坦的，因此在将小振动马达安装到母板上时，能够利用机器人臂等来装配(吸附)小振动马达。柔性基底的一部分也伸出，以便接线连接至母板。然而，具有此伸出并不是必不可少的条件。

根据本发明的这个实施例的小振动马达具有8.6*8.6mm的大致尺寸、1.9mm的厚度以及大约140mm³的体积。常规的具有电刷的马达具有大约300-500mm³的尺寸。因而，与常规的马达相比，根据此实施例的小振动马达能够将其体积减少大致1/2-1/3。

B.用于制造小振动马达的工序

用于制造上述的小振动马达的工序将在下面进行描述。在此，图2A-2D是表示用于制造驱动器IC4的工序的概念图。图3-6也是表示用于制造小振动马达的整个工序的流程图。而且，图7A-11C是解释用于制造小振动马达的工序的示意图。

B-1.用于制造驱动器IC的工序

首先，如图2A所表示，利用诸如相片处理等的典型处理在Si薄膜20上形成必需电路。在此之后，如图2B所示，在上面形成伸出电极21。接下来，如图2C所示，逐个将芯片切成小片，并且利用扩展环22将芯片制成片，如图2D所示。驱动器IC不是典型的组件IC(利用树脂等模制的IC)，但它是其中露出电路部分的所谓的裸芯片。伸出电极21也能够利用Au涂覆、Ni涂覆、Au支柱冲压(stud bumping)方法或焊接冲压方法等来形成。这样的伸出电极能够对于薄膜的提供条件和检验方法可以是柔性的。

B-2.柔性基底工序

另一方面，准备以不同步骤(未表示出)制造的柔性基底(图3中的步骤S10)。首先，如图7A所示，驱动器IC(裸芯片)4和无源元件(C，R)11放置在柔性基底3的预定位置上，在上面执行(回流)焊接并且冲洗包含在焊膏中的焊剂成分。随后，涂覆未充满树脂，以便机械加强驱动器IC4。而且，在热固化工序上固化树脂(步骤S12)。接下来，如图7B所示，在不同工序中制造的FP线圈1放置在预定位置上，并且对其执行(回流)焊接(步骤S14)。

在FP线圈1与柔性基底3之间具有三个连接部分，并且也只有三个连接端子通过柔性基底3连接至母板(未表示出)。因而，虽然振动部分和驱动器IC4进行电气连接，但这不是强振动器，并且这具有衰减由柔性基底3自身生成的振动的作用。因此，有可能抑制在安装部分上的机械压力。随后，检验此电路(步骤S16)。如果此电路包含任何可修理的缺陷，则返回到步骤S12，以便通过再一次完成焊接等来修理它，而且随后重新进行检验。另一方面，如果此电路包含任何不能修理的缺陷，则抛弃它(步骤S18)。如果检验的结果令人满意，则操作流程进行至以后将描述的下一工序处理。

B-3.用于安装径向轴承的工序

准备底板，以便封装小振动马达(图4中的步骤S20)。底板12通过对铝板执行滚轧处理等来制造。首先，如图8A所示，将径向轴承13安装到底板12上(步骤S22)。随后，如图8B-8C所示，对止推轴承14和止推轴承座15进行安装(步骤S24)和捻缝并从而进行固定(步骤S26)。接下来，检验是否正确安装径向轴承13、止推轴承14和止推轴承座15(步骤S28)。在此，如果这些部分之中任何一个部分具有缺陷，则抛弃它(步骤S30)。另一方面，如果它们都没有缺陷，则操作流程进行至以后将描述的下一工序处理。

B-4.转子轭铁工序

准备转子轭铁6(图5中的步骤S40)。如图9A所示，黏附磁铁(步骤S42)。随后，对磁铁2进行磁化(步骤S44)。如图9B所示，将轴5压入转子轭铁6中(步骤S46)。随后，如图9C所示，黏附和捻缝不平衡砝码7并从而将此不平衡砝码固定到转子轭铁6上(步骤S48)。

B-5.装配工序

接下来，如图10A与10B所示，将通过上述的柔性基底工序处理形成的柔性基底3黏附到通过上述的安装径向轴承的工序形成的底板12上，其中在柔性基底3上安装这些部分。(图6中的步骤S50)。接下来，如图10B所示，将轴5和通过上述转子轭铁工序制造的转子轭铁6安装到径向轴承13上(步骤S52)。接下来，如图10C所示，对不同制造的盖罩16进行捻缝并从而将不同制造的盖罩16固定到底板12上(步骤S54)，并且将电气连接到母板上的端子焊接到柔性基底3的伸出部分上(步骤S56)。随后，执行外形检查和电气检测(步骤S58)。如果有任何缺陷，则抛弃此振动马达(步骤S60)。另一方面，如果没有缺陷，则装运此振动马达(步骤S62)。如上所述，完成小振动马达30的制造。

根据上述实施例的小振动马达30能够进行小型化和制造得更薄。与具有电刷的常规马达相比，此小振动马达30的纵向与横向尺寸大约为8.6*8.6mm，并且其厚度约为1.9mm，而且其体积约为140mm³。因而，这具有大致等于常规马达的1/2-1/3的体积。另外，驱动器IC能够安装为裸芯片，这具有可以减少芯片制造工序的优点。还有，内部的转子轭铁6的旋转有助于增加冷却效率。

而且，由于振动马达30中也具有驱动器IC4，所以安装在母板上(未表示出)能够类似于安装表面安装部分进行处理。此时，需要辨别小振动马达30的安装方向。为了指示安装方向，可以如图11A与11B所示印制简单标记31，或外表面的一部分可以切成凹槽32，如图11C所示。

另外，作为将小振动马达30安装到母板上的方法，具有：使用电气连接到在柔性基底3的伸出部分上形成的端子的FPC(柔性印刷电路板)连接器40的方式，如图12A所示；使用与放置在电气连接的封装上的端子啮合的插口41的方式；和在小振动马达30的后表面上形成焊接区42以便安装在类似于表面安装部分的母板上的方式。以这些方式，有可能灵活地满足客户的要求。

作为振动马达30的部分装运/传送方式，有可能如图13所示将这些封装为卷筒形状的传送带(tape)50，允许更容易地管理这些部分。小振动马达30保存在具有卷轮孔52的卷筒形状的传送带50的小振动马达存储部分51中。

最后，上述的实施例和示例只是本发明的示例。应注意：本发明不仅限于这样的实施例和示例，并且可以根据其设计等进行各种修改、组合与分组合而不脱离本发明的范畴。

Claims (11)

1、一种小振动马达，包括：

转子轭铁，其中不平衡砝码和磁铁放置在所述转子轭铁中，并且所述转子轭铁固定到一个轴上；

驱动转矩生成线圈，放置在基底上，以便面对所述磁铁；

放置在所述基底上的驱动电子部分，包括具有非模制裸芯片的集成电路、提供交变电流给所述驱动转矩生成线圈，以使所述转子轭铁围绕所述轴旋转；

底板，支撑所述基底，并且将与所述轴啮合的径向轴承固定到所述底板上；和

盖罩，用于遮盖所述转子轭铁、所述驱动转矩生成线圈和所述驱动电子部分，所述盖罩黏附到所述底板上。

2、根据权利要求1的小振动马达，其中所述基底包括柔性基底，并且所述驱动转矩生成线圈通过三个端子电连接到所述柔性基底上。

3、根据权利要求1的小振动马达，还包括在从所述封装中伸出的基底上形成的端子，而且所述端子与安装在母板上的连接器啮合并从而进行电气连接。

4、根据权利要求1的小振动马达，还包括放置在所述盖罩或所述底板上的端子，而且所述端子与安装在母板上的插口啮合并因而进行电气连接。

5、根据权利要求1的小振动马达，还包括在所述盖罩或所述底板的表面上形成的并且与母板接触的一个焊接区，而且所述焊接区电气连接到在所述母板上形成的另一焊接区。

6、制造小振动马达的一种方法，包括以下步骤：

在基底上安装驱动电子部分和驱动转矩生成线圈；

在包括转子轭铁和轴的转子中，将磁铁放置在所述转子轭铁上，以便面对所述驱动转矩生成线圈，；

将不平衡砝码放置在所述转子轭铁的一部分上；

将径向轴承固定到底板上；

将底板安装到所述基底上，所述径向轴承放置在所述底板上；

将所述转子安装到所述径向轴承上，其中所述径向轴承与所述轴啮合；和

通过利用盖罩来遮盖所述基底、所述驱动电子部分和所述转子进行封装，并且将所述盖罩黏附到所述底板上。

7、根据权利要求6的制造小振动马达的方法，其中至少将具有非模制裸芯片的集成电路安装在所述基底上作为所述驱动电子部分。

8、根据权利要求6的制造小振动马达的方法，其中所述基底包括柔性基底，并且所述驱动转矩生成线圈通过三个端子电气连接到所述柔性基底上。

9、根据权利要求6的制造小振动马达的方法，还包括在从所述封装中伸出的基底上形成端子的步骤，所述端子与安装在母板上的连接器啮合并从而进行电气连接。

10、根据权利要求6的制造小振动马达的方法，还包括在所述封装上放置端子的步骤，所述端子与安装在母板上的插口啮合并因此进行电气连接。

11、根据权利要求6的制造小振动马达的方法，还包括在与所述封装的所述母板接触的表面上形成一个焊接区的步骤，所述焊接区电气连接到在母板上形成的另一焊接区。

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