KR101798921B1 - 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커 - Google Patents

Abstract

다층 구조의 보이스 코일 패턴에 대한 설계 및 제조상의 어려움을 획기적으로 경감하도록 구성된 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 이용한 평판형 스피커가 개시된다. 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 모두 평면적으로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된다.

Description

다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커 {Voice Coil Plate With Multi-Layer Structure And Flat Type Speaker Comprising the Same}

본 발명은 평판형 스피커에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 다층 구조의 보이스 코일판과 이를 포함하는 평판형 스피커에 관한 것이다.

스피커는 자기장 내에 배치된 보이스 코일 및 진동판을 구비하며, 전기 신호에 의해 보이스 코일에 발생하는 로렌츠 힘을 이용하여 진동판을 진동시킴으로써 공기에 소밀파 형태의 음파를 발생시키는 장치이다. 종래에는 원통형으로 권선된 보이스 코일을 이용하여 콘(cone) 형태의 진동판을 진동시키는 원형 스피커가 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 오디오 시스템이 탑재되는 디스플레이 장치나 모바일 단말기 등의 소형화 및 박형화 추세에 따라 스피커 설치 공간을 줄일 수 있는 평판형 스피커의 채용이 늘고 있다.

평판형 스피커는 일반적으로, 서로 소정의 간격을 두고 배치되어 그 사이에 자기장이 형성된 자기 공간을 형성하는 한 쌍의 자성체와, 상기 자기 공간에 배치된 평면 형태의 보이스 코일판과, 상기 보이스 코일판의 상단에 수직으로 결합되어 상기 보이스 코일판의 운동에 의해 진동하는 진동판을 포함하여 구성된다. 상기 보이스 코일판은 플레이트 또는 필름 형태의 베이스 기판과, 베이스 기판의 표면에 트랙 형태로 와권되거나 이와 유사한 형태로 인쇄된 보이스 코일 패턴을 포함한다.

제한된 면적의 보이스 코일판에서 더 큰 전자기력을 발생시키기 위해서는 보이스 코일 패턴의 집적도를 높여야 하는데, 코일 패턴의 선폭을 줄여 권선수를 증가시키는 데에는 저항값의 증가로 인한 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 여러 장의 베이스 기판의 한 면 또는 양면에 각각 보이스 코일 패턴을 형성하고, 이들을 수직적으로 적층하는 기술이 개발되고 있다. 또한, 이러한 다층 구조의 보이스 코일판에서 설계 의도에 따른 적절한 저항값을 얻기 위해 서로 인접한 두 층의 보이스 코일 패턴들을 서로 직렬 연결하는 기술도 제시된 바 있다.

그러나, 종래의 기술에 따르면 다층 보이스 코일 패턴들의 층마다 층간 연결을 위한 비아홀(via hole)의 위치를 포함하는 보이스 코일 패턴의 형태나 그 길이가 다르다. 이로 인해 층별로 각각 보이스 코일 패턴을 설계해야하는 번거로움이 따른다. 층마다 보이스 코일 패턴의 형태나 길이의 차이로 그 저항값이 달라질 경우에는 보이스 코일판 전체의 합성 저항값을 설계 의도에 따른 목표 저항값에 맞추기가 더욱 어려워진다.

또한, 적층 구조의 측면에서도 종래의 기술에 따르면 다층 보이스 코일 패턴의 각 층마다 또는 적어도 두 개의 층마다 한 장의 베이스 기판이 필요하므로, 보이스 코일판의 두께가 두꺼워지고 그 질량이 커져서 코일 권선수 증가에 따른 효과를 반감시키는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은 다층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 단순화 함으로써, 보이스 코일 패턴 층의 적층 수가 많아지더라도 적은 수의 보이스 코일 패턴 설계만으로 이를 구현할 수 있도록 하고, 그 결과로 목표 저항값을 충족하는 다층 보이스 코일 패턴의 설계 및 제조에 소요되는 시간과 노력을 경감할 수 있도록 구성된 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다층 보이스 코일 패턴의 적층 구조를 개선하여, 베이스 기판의 수를 보이스 코일 패턴 층수의 1/2 미만으로 줄여, 보이스 코일판의 두께와 질량을 감소시키고, 그에 따라 코일 권선수 증가에 따른 효과를 배가시킬 수 있도록 구성된 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된다.

상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 각각의 상기 내측 비아홀이 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되도록 적층될 수 있다.

상기 제 1 외측 비아홀은 상기 트랙의 제 1 단부의 외측에 배치되고, 상기 제 2 외측 비아홀은 상기 트랙의 제 2 단부의 외측에 배치될 수 있다.

상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결될 수 있다.

본 발명의 한 측면에 따른 평판형 스피커는, 다층 구조의 보이스 코일판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,

상기 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀은 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된다.

상기 제 1 외측 비아홀은 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 가까운 상기 트랙의 제 1 단부의 외측에 배치되어 상기 제 1 입력 단자부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 외측 비아홀은 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 가까운 상기 트랙의 제 2 단부의 외측에 배치되어 상기 제 2 입력 단자부와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 적어도 하나의 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 양면에 각각 형성된 내층 보이스 코일 패턴층; 상기 베이스 기판 양면의 내층 보이스 코일 패턴층 표면을 덮는 절연막; 및 상기 베이스 기판 양면 중 적어도 어느 한 면의 상기 절연막 상에 접착층을 사이에 두고 형성된 외층 보이스 코일 패턴층을 포함한다.

상기 내층 보이스 코일 패턴층 및 상기 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하는 다수의 보이스 코일 패턴층은 각각 제 1 형 보이스 코일 패턴층 또는 제 2 형 보이스 코일 패턴층이고, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 다수의 보이스 코일 패턴층에서 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀이 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 베이스 기판; 상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면에 각각 형성된 내층 보이스 코일 패턴층; 상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면의 내층 보이스 코일 패턴층 표면을 각각 덮는 절연막; 상기 한 쌍의 베이스 기판의 외측 면의 상기 절연막 상에 접착층을 사이에 두고 형성된 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 상기 한 쌍의 베이스 기판이 서로 마주보는 내측 면의 두 절연막은 접착층을 통해 서로 접착된다.

상기 내층 보이스 코일 패턴층 및 상기 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하는 다수의 보이스 코일 패턴층은 각각 제 1 형 보이스 코일 패턴층 또는 제 2 형 보이스 코일 패턴층이고, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 다수의 보이스 코일 패턴층에서 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀이 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 모두 평면적으로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며, 서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결될 수 있다.

본 발명의 한 측면에 따른 평판형 스피커는, 다층 구조의 보이스 코일판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및, 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,

상기 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 모두 평면적으로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된다.

여기서, 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며, 서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결될 수 있다.

전술한 구성에 따르면, 본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커는, 다층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 단순화 함으로써, 보이스 코일 패턴 층의 적층 수가 많아지더라도 적은 수의 보이스 코일 패턴 설계만으로 이를 구현할 수 있도록 하고, 그 결과로 목표 저항값을 충족하는 다층 보이스 코일 패턴의 설계 및 제조에 소요되는 시간과 노력을 경감시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커는, 다층 보이스 코일 패턴의 적층 구조를 개선하여, 베이스 기판의 수를 보이스 코일 패턴 층수의 1/2 미만으로 줄임으로써, 보이스 코일판의 두께와 질량을 감소시키고, 그에 따라 코일 권선수 증가에 따른 효과를 배가시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 평판형 스피커에서 보이스 코일판과 진동판의 모습을 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 2n층 구조의 보이스 코일판에서 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴을 보인다.
도 3은 상기 도 2의 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴이 적용된 6층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 보인다.
도 4는 상기 도 3의 6층 보이스 코일판의 저항을 등가회로로 나타낸다.
도 5는 상기 도 2의 V-V' 라인을 따라 6층 구조의 보이스 코일판의 단면을 보인다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 평판형 스피커에서 보이스 코일판과 진동판의 모습을 보인다.

도시된 바와 같이, 평판형 스피커는 보이스 코일판(10)과, 그 상단부에 상기 보이스 코일판(10)과 수직을 이루도록 결합된 진동판(20)을 포함한다. 상기 보이스 코일판(10)은 적어도 하나의 베이스 기판(110)과 상기 베이스 기판(110)의 양면에 다수의 보이스 코일 패턴이 적층된 다층 구조를 갖는다. 본 도면에는 상기 보이스 코일판(10)의 최상층에 배치되어 정면을 향하는 보이스 코일 패턴(130)만이 도시되었으나, 통상의 기술자라면 그 아래에 상기 보이스 코일판(10)의 두께 방향으로 다층의 보이스 코일 패턴이 적층되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기 베이스 기판(110)은 예컨대 폴리이미드(PI) 등의 합성수지 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 보이스 코일 패턴(130)은 트랙 형태의 도전성 패턴으로 형성된다. 상기 도전성 패턴은 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 등 높은 전기 전도도를 갖는 금속 박막으로 형성되거나, 여러 가지 금속 박막이 적층된 형태로 형성될 수 있다. 상기 도전성 패턴은 진공 증착과 리쏘그래피, 도금, 압연, 잉크젯 인쇄 등 인쇄회로기판(PCB) 제조에 적용되는 다양한 기술에 의해 형성될 수 있다.

상기 보이스 코일 패턴(130)은 상기 베이스 기판(110)의 길이 방향을 따라 가로로 긴 트랙 형태로 형성될 수 있다. 상기 보이스 코일 패턴(130)은 트랙 형태로 권선된 코일과 같이 그 외측단으로부터 그 내측단까지 하나의 선으로 이어지게 형성된다. 상기 트랙 형태의 보이스 코일 패턴의 내측단은 내측 비아홀(123)에 연결되고, 상기 보이스 코일 패턴의 외측단은 상기 트랙 형태의 외측에 배치된 제 1 외측 비아홀(121)에 연결된다. 한편, 상기 트랙 형태의 외측에는 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 다른 위치에, 예컨대 그 반대편에 제 2 외측 비아홀(122)이 더 배치된다. 본 도면에 보이는 최상층의 보이스 코일 패턴(130)과 달리 그 아래에 배치되어 가려진 다수의 보이스 코일 패턴층 중에서 복수의 보이스 코일 패턴은 그 외측단이 상기 제 2 외측 비아홀(122)에 연결되며, 그 내측단은 전술한 내측 비아홀(123)에 연결된다.

평판형 스피커에서 상기 보이스 코일판(10)에는 그 양면에 배치된 자성체에 의해 수직 방향의 자기장이 형성된다. 상기 보이스 코일판(10)에 상기 제 1 외측 비아홀(121) 및 상기 제 2 외측 비아홀(122)에 전기적 신호가 인가되면, 전술한 다층의 보이스 코일 패턴에 흐르는 전류와 자기장에 의해 로렌츠힘이 발생하고, 그 힘이 상기 보이스 코일판(10)과 상기 진동판(20)을 상하로 진동시킨다.

이하에서는 상기 보이스 코일판(10)의 적층 구조와 그에 따른 다수의 보이스 코일 패턴층 간의 연결 관계에 관하여 설명한다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 상기 보이스 코일판(10)의 도면상의 오른쪽 끝을 제 1 단부라 칭하고, 왼쪽 끝을 제 2 단부라 칭하기로 한다. 또한, 트랙 형태를 이루는 보이스 코일 패턴에서 상기 보이스 코일판의 제 1 단부에 가까운 쪽을 트랙의 제 1 단부로, 상기 보이스 코일판의 제 2 단부에 가까운 쪽을 트랙의 제 2 단부로 칭하기로 한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 2n층 구조의 보이스 코일판에서 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴을 보인다. 여기서 n은 2 이상의 자연수이다.

도 2의 (a)는 제 1 베이스 기판(111) 상에 형성된 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)을 보인다. 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 상기 도 1을 참조하여 설명한 최상층의 보이스 코일 패턴(130)과 동일하다. 다시 말하면, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 상기 제 1 베이스 기판(111)의 제 1 단부 측에 배치된 제 1 외측 비아홀(121)에 그 외측단이 연결되고 그로부터 상기 제 1 베이스 기판(111) 상에 좌우로 길게 권선된 코일과 유사한 트랙 형태를 이루며, 그 내측단은 상기 트랙 형태의 내측에 배치된 내측 비아홀(123)로 이어진다. 상기 베이스 기판(111)의 제 2 단부 측에는 제 1 외측 비아홀(121)과 마찬가지로 상기 트랙 형태의 외부에 제 2 외측 비아홀(122)가 배치된다. 그러나, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 상기 제 2 외측 비아홀(122)과는 전기적으로 연결되지 않는다.

도 2의 (b)는 제 2 베이스 기판(112) 상에 형성된 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)을 보인다. 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)은 상기 제 2 베이스 기판(112)의 제 2 단부 측에 배치된 제 2 외측 비아홀(122)에 그 외측단이 연결되고 그로부터 상기 제 2 베이스 기판(112) 상에 좌우로 길게 권선된 코일과 유사한 트랙 형태를 이루며, 그 내측단은 상기 트랙 형태의 내측에 배치된, 좀 더 구체적으로는, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)의 내측에 배치된 것과 같은 상기 내측 비아홀(123)로 이어진다. 상기 베이스 기판(112)의 제 1 단부 측에도 상기 트랙 형태의 외부에 제 1 외측 비아홀(121)가 배치되나, 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)은 상기 제 1 외측 비아홀(121)과는 전기적으로 연결되지 않는다.

본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은 2 이상의 자연수인, n개 층의 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과, 역시 n개 층의 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)으로 구성될 수 있다. 전술한 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)에서 상기 트랙 형태를 이루는 부분은 대략적으로 보면 서로 동일하거나 유사한 형상으로 형성되어 서로 포개지도록 적층 될 수 있다. 다만, 좀 더 자세히 보면 트랙을 이루는 개개의 라인 패턴들은 인접한 층의 패턴들끼리 서로 엇갈려 평행선을 달리도록 배치될 수 있다. 이러한 배치는 보이스 코일 패턴에서 발생하는 열을 방출하는 데에 유리하다. n개(n은 2 이상의 자연수, 이하 같음)층의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과 n개 층의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)은 순서에 상관없이 서로 절연되게 적층 되고, 각 층에서 상기 제 1 외측 비아홀(121), 상기 제 2 외측 비아홀(122), 및 상기 내측 비아홀(123)은 각각 다수의 층에서 평면적으로 동일한 위치에 정렬되어 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된다.

한편, 위에서는 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)이 각각의 베이스 기판(111, 112) 상에 배치된 것으로 설명하였으나, 다층 구조로 적층되는 복수의 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴이 모두 베이스 기판 상에 형성될 필요는 없고, 인접 층과의 전기 절연성를 제공하는 절연막 상에 형성될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은 4층, 6층, 8층, 등 2n층의 보이스 코일 패턴층을 갖는 다층 구조의 보이스 코일판에서, 그 층 수에 상관 없이 제 1 형 및 제 2 형, 2 가지 형태의 보이스 코일 패턴 설계만으로 모든 보이스 코일 패턴층을 구성할 수 있다. 층간을 전기적으로 연결하는 비아홀 측면에서도, 제 1 및 제 2 외측 비아홀, 즉 2 개의 외측 비아홀과 하나의 내측 비아홀만으로 층간 연결 구조를 구성할 수 있다. 나아가, 내측 비아홀의 위치를 트랙 내측의 중심선에 맞추면 상기 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴의 서로 거울면 대칭을 이루어, 실질적으로는 하나의 보이스 코일 패턴 설계로 모든 보이스 코일 패턴층을 구성할 수도 있다.

그러나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 좀 더 구체적으로 n개의 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 서로 평면적으로 중첩되는 위치에 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 상기 내측 비아홀(123)을 가지는 것이면 충분하고, 트랙 형태를 이루는 코일 패턴의 형상이 반드시 일치할 필요는 없다. 따라서, n개의 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)끼리도 상기 제 1 외측 비아홀(121)부터 상기 내측 비아홀(123)까지 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 이 점은 n개의 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)에 대해서도 마찬가지이다.

이하에서는 상기 도 2의 실시예에 따른 한 구체적인 예로서, 6층 구조(n=3인 경우)의 보이스 코일판을 중심으로 설명한다.

도 3은 상기 도 2의 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴이 적용된 6층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 보인다.

본 실시예에 따르면, 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)이 반영된 3개의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A)이 제 1 그룹(F1)을 이루고, 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)이 반영된 3개의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)이 제 2 그룹(F2)을 이룬다. 여기서, 상기 제 1 그룹(F1)에 속한 다수의 보이스 코일 패턴층은 제 1 베이스 기판(111)의 상면 및 하면 측에 배치되고, 제 2 그룹(F2)에 속한 다수의 보이스 코일 패턴층은 제 2 베이스 기판(112)의 상면 및 하면 측에 배치된다.

먼저, 상기 제 1 그룹(F1)을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 제 1 베이스 기판(111)의 상면에 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A)이 배치되고, 그 위에 외층 보이스 코일 패턴층으로서 다른 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(133A)이 배치된다. 상기 두 개의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 133A) 사이에는 절연막이 게재된다. 한편, 상기 베이스 기판(111)의 하면에도 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(132A)이 배치된다. 상기 제 2 그룹(F2)의 경우, 제 2 베이스 기판(112)의 상면 및 하면 측에 세 개의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)이 배치되며, 그 층상의 구조는 상기 제 1 그룹(F1)과 상하 대칭을 이룰 수 있다. 그리고, 상기 제 1 그룹(F1)과 제 2 그룹(F2)은 적어도 하나의 절연막을 사이에 두고 서로 상하로 중첩되게 배치된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A)은 모두 상기 제 1 그룹(F1)에 속하고, 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)은 모두 상기 제 2 그룹(F2)에 속하도록 배치되었으나, 본 발명은 이러한 배치 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A) 중의 일부가 제 2 그룹(F2)에 속하고, 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B) 중의 일부가 제 1 그룹(F1)에 속하도록 배치될 수도 있다.

전술한 다수의 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴층에서 제 1 외측 비아홀(121)과 제 2 외측 비아홀(122) 및 내측 비아홀(123)은 각각 다수의 층에서 수직 방향으로 정렬되고 층간 도전체(120)를 통해 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제 1 외측 비아홀(121)은 리드 배선(141)을 통해 보이스 코일판 외부의 제 1 입력 단자부(151)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 외측 비아홀(122)은 또 하나의 리드 배선(142)을 통해 역시 보이스 코일판 외부의 제 2 입력 단자부(152)에 연결된다. 평판형 스피커에서, 상기 제 1 입력 단자부(151)는 보이스 코일판의 제 1 단부에 근접하게 배치되고, 제 2 입력 단자부(152)는 보이스 코일판의 제 2 단부에 근접하게 배치되며, 이들은 상기 리드 배선(141)의 역할을 겸하는 서스펜션(suspension)을 통해 상기 보이스 코일판에 전기적 신호를 인가할 수 있다.

도 4는 상기 도 3의 6층 보이스 코일판의 저항을 등가회로로 나타낸다.

도시된 바와 같이, 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)으로 이루어진 3개의 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 내측 비아홀(123) 사이에 병렬로 연결된 저항(R1, R2, R3) 그룹을 이루고, 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)으로 이루어진 3개의 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀(123)과 상기 제 2 외측 비아홀(122) 사이에 병렬로 연결된 저항(R4, R5, R6) 그룹을 이룬다. 제 1 입력 단자부(151)와 제 2 입력 단자부(152) 사이에서 상기 두 저항 그룹은 서로 직렬로 연결된 형태를 띤다.

본 실시예에 따른 6층 구조의 보이스 코일판의 경우, 그 합성 저항을 쉽게 구할 수 있는데, 이는 본 실시예의 경우 R1=R2=R3(=Ra)이고, R4=R5=R6(=Rb)인 관계가 성립되기 때문이다. 따라서, 6층 구조의 보이스 코일판의 합성 저항은, R=Ra/3+Rb/3 라는 간단한 식으로 구해질 수 있다. 나아가, 제 1 형 보이스 코일 패턴의 저항값인 Ra와 제 2 형 보이스 코일 패턴의 저항값인 Rb를 동일하게 Rp로 설계할 경우, 합성 저항은, R=(2/3)Rp 의 식으로부터 더 간단하게 구해질 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따르면, 4층, 6층 또는 그 이상의 다층 구조를 갖는 보이스 코일판을 설계하는 때에도 한 가지 또는 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴을 설계하는 것만으로 쉽게 목표 저항값을 충족하는 다층 구조의 보이스 코일판을 구현할 수 있게 된다.

다만, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 나머지와 다른 값을 가질 수 있고, 마찬가지로 R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 나머지와 다른 값을 가질 수 있다. 이 경우에도 보이스 코일판 전체의 합성 저항은 서로 직렬 연결된 상기 두 저항 그룹의 저항값을 합산하는 방법으로 얻어질 수 있다.

도 5는 상기 도 2의 V-V' 라인을 따라 6층 구조의 보이스 코일판의 단면을 보인다.

본 도면을 통해 본 실시예에 따른 6층 구조의 보이스 코일판(상기 도 3을 참조하여 설명한 실시예와 동일함)에서 층간 절연 및 표면 보호를 위한 절연막(160)과 비아홀(121, 122, 123)을 통한 층간 도전체(120)의 연결 구조를 확인할 수 있을 것이다.

본 실시예에 따른 보이스 코일판(10)은 상기 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 상부에 배치된 제 1 베이스 기판(111)을 기반으로 한 제 1 그룹(F1)과 하부에 배치된 제 2 베이스 기판(112)을 기반으로 한 제 2 그룹(F2)으로 나누어 볼 수 있다. 상기 제 1 그룹(F1)과 제 2 그룹(F2)은 상부와 하부에서 서로 마주보며 대칭적으로 형성될 수 있고, 서로 접착층(170)을 통해 접착될 수 있다.

먼저, 상부의 제 1 그룹(F1)을 보면, 상기 제 1 베이스 기판(111)의 상면에 상기 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A)이 배치되고, 그 위에 하나의 절연막(160)이 배치된다. 다시 그 위에는 접착층(170)이 배치되고, 상기 접착층(170) 상에 외층 보이스 코일 패턴층으로서 다른 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(133A)이 배치된다. 상기 외층 보이스 코일 패턴층의 상부에는 보호막 역할을 하는 또 하나의 절연막(160)이 배치될 수 있다. 한편, 상기 베이스 기판(111)의 하면에도 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(132A)이 배치된다. 그 하면에도 절연막(160)이 배치된다.

하부의 제 2 그룹(F2)을 보면, 상기 제 1 그룹(F2)과 대칭적으로 제 2 베이스 기판(112)의 상면 및 하면 측에 세 개의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)이 배치된다. 상기 각각의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B) 역시 절연막으로 덮이고, 상기 제 2 베이스 기판(112)의 하면에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층 표면의 절연막(160)과 도면에서 하측의 외층 보이스 코일 패턴층의 사이에는 접착층(170)이 배치된다.

한편, 전술한 제 1 외측 비아홀(121), 제 2 외측 비아홀(122), 및 내측 비아홀(123)의 내벽에는 층간 도전체(120)가 배치되어, 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 모든 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A)을 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 외측 비아홀(122)과 모든 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134A, 135B, 136B)을 전기적으로 연결하며, 상기 내측 비아홀(123)과 모든 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 전기적으로 연결한다.

상기 내층 보이스 코일 패턴층이 상기 베이스 기판의 표면에 직접 접하는 경우, 상기 내층 보이스 코일 패턴층은 서로 다른 두 가지 금속 박막이 적층된 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(111)으로 사용되는 폴리이미드의 표면에 은(Ag) 박막(1301)을 형성하고 그 위에 구리(Cu) 막(1302)을 형성한 뒤 이를 패터닝하면 도전성 패턴의 접착성이 향상될 뿐만 아니라 비저항 감소의 효과도 얻을 수 있다.

상기 절연막(160)으로는 통상의 연성인쇄회로기판(FPCB)에 사용되는 오버레이 뿐만 아니라 다공질의 유기 절연막을 채용할 수도 있다. 다공질의 유기 절연막은 그 두께와 절연 내력에 비해 질량이 가벼워 평판형 스피커의 신호 응답 성능을 향상시키는 데에 도움이 되고, 전술한 다수의 보이스 코일 패턴층에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 데에도 유리하다. 한편, 상기 접착층(170)은 평탄화막으로서의 역할도 겸할 수 있다.

10: 보이스 코일판
20: 진동판 110, 111, 113: 베이스 기판
120: 층간 도전체 121: 제 1 외측 비아홀
122: 제 2 외측 비아홀 123: 내측 비아홀
130: 보이스 코일 패턴 130A: 제 1 형 보이스 코일 패턴
130B: 제 2 형 보이스 코일 패턴
131A, 132A, 133A: 제 1 형 보이스 코일 패턴층
134B, 135B, 136B: 제 2 형 보이스 코일 패턴층
141, 142: 리드 배선 160: 절연막
170: 접착층

Claims (4)

1. 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및
   트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
   복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고,
   상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 모두 평면적으로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결되고,
   상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며,
   서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결된,
   다층 구조의 보이스 코일판.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 외측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀은 평면적으로 서로 다른 위치에 배치된,
   다층 구조의 보이스 코일판.
3. 다층 구조의 보이스 코일판;
   상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판;
   상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및
   상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,
   상기 다층 구조의 보이스 코일판은,
   트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및
   트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
   복수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 복수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고,
   상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 모두 평면적으로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결되고,
   상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며,
   서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 복수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결된,
   평판형 스피커.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 외측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀은 평면적으로 서로 다른 위치에 배치된,
   평판형 스피커.

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