KR20030078450A - 초박형 평면 스피커 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초박형 평면 스피커 및 그 제조방법에 관한 것으로, 소정의 곡면을 갖는 지그를 준비하는 단계; 상기 지그의 양단에 PCB를 장착하는 단계; 상기 지그 위에 박막 필름형태의 진동판을 안착시켜 고정하는 단계; 상기 진동판의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일을 감아서 부착하는 단계; 임피던스 값을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일을 PCB에 연결하여 폐회로(閉回路)를 형성하는 단계; 상기 보이스 코일이 감겨진 진동판을 소정의 길이로 절단하는 단계; 상기 지그로부터 완성된 진동판을 분리하는 단계; 상기 분리된 진동판의 상단 및 하단에 복수의 마그네트가 장착된 프레임을 장착하여 평면 스피커를 완성하는 단계로 이루어져 곡면의 지그를 이용하여 박막의 필름에 보이스 코일을 접착한 진동판을 평면 스피커에 적용한 것이다.

Description

초박형 평면 스피커 및 그 제조방법{Thin Film Type Flat Speaker and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 초박형의 평면 스피커와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡면의 지그를 이용하여 박막의 필름에 보이스 코일을 부착한 초박형 평면 스피커용 진동판을 제조하는 방법 및 그 진동판을 이용한 스피커에 관한 것이다.

기존에 브라운관을 이용하는 TV의 사이즈 한계를 극복하기 위하여 대형이면서도 상대적으로 그 두께가 얇은 형태의 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 및 TFT LCD(박막 트랜지스터 액정디스플레이) TV 등이 개발 및 출시되고 있고, 이에 따른 TV의 음향 부품의 하나로 두께가 얇은 박막형태의 스피커의 필요성도 요구되고 있다.

일반적으로 스피커는 전류가 흐르는 도체가 자계(磁界) 속에 있으면 힘을 받는다는 플레밍의 왼손법칙에 의하여 공극 사이에 존재하는 보이스 코일에 의해 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 것이다.

즉 여러 주파수가 포함된 전류신호가 보이스 코일(Voice Coil)에 인가되면 보이스 코일은 전류의 세기와 주파수의 크기에 따라 기계적 에너지를 발생시키고, 보이스 코일에 부착되어 있는 진동판(Diaphragm; 다이어프램)에 진동을 발생시켜 궁극적으로 인간의 귀가 인지할 수 있는 소정 크기의 음압(音壓)을 발생시키게 된다.

이러한 음압 중에서 비교적 음압이 크고 인간의 귀로부터 소정의 거리를 두고 사용하는 것들을 스피커(Speaker)라고 한다.

이와 같은 평면 스피커(Flat Speaker)에서 진동판도 평면 타입의 박막형태의 필름(Thin Film)이나 플라스틱 박막(Plastic Membrane) 등이 이용되고, 더욱이 진동판에 구성되는 보이스 코일은 에칭기법을 이용하여 제작하고 있다.

도 1은 종래의 평면형 스피커를 도시한 것으로, 평면 스피커(100)는 박막 필름(3)의 형태를 갖는 진동판(1)이 복수의 마그네트(8, 9)가 부착된 프레임(6, 7) 사이에 위치하고 있고, 박막 필름(3) 형태의 진동판은 양측단 프레임(2)의 내측에 소정의 두께 및 선 폭을 갖는 보이스 코일(4)이 에칭되어 있다.

도 2는 상기 프레임(6, 7)의 평면을 나타낸 것으로, 중심으로부터 좌우측에 각각 막대모양의 마그네트(8, 9)가 복수로 부착되고, 상하로 이웃하는 마그네트(8, 9)는 서로 다른 극성을 갖도록 배치되어 있다.

도 3의 평면형 스피커의 측면을 나타낸 도면을 참조하면, 상단 및 하단의 프레임(6, 7) 사이에 보이스 코일(4)이 형성된 진동판(3)이 위치되어 있다. 상단 및 하단에 복수로 부착된 마그네트 (8, 9)의 사이에 진동판(3)의 보이스 코일(4)이 지나가도록 설계되어 있다.

이는 마그네트(8, 9)의 자기장이 보이스 코일(4)에 직각으로 자속(磁束, Magnetic Flux)이 쇄교할 수 있도록 설계되어 있고, 보이스 코일(4)은 진동판(3)에 접착되어 있어 입력신호에 의해 상하로 가진력을 발생시켜 진동판(3)을 진동시킴으로써 음압을 발생시킨다.

이와 같이 종래의 초박형 평면 스피커의 진동판은 박막 필름에 전극을 에칭(Etching)하는 방법으로 보이스 코일을 제조하기 때문에 에칭기법을 이용하는 경우에는 에칭 공정상 선 폭을 좁히는데는 한계가 있었다. 이 때문에 고출력의 평면 스피커의 제작이 어려운 문제가 있었다.

또한, 평면 스피커의 출력을 향상시키기 위하여 진동판의 상단 및 하단에 복수의 마그네트가 구성된 프레임을 사용함으로써 제조단가가 높아지고, 그 무게가 무거워지는 단점으로 인하여 범용적으로 사용할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 스피커의 진동판을 제작함에 있어 에나멜선 등의 보이스 코일을 진동판에 직접 접착하는 방법을 이용함으로써 보다 많은 수의 도선이 자기장을 지날 수 있도록 도선의 폭을 최소화하여 고출력의 초박형 평면 스피커의 제조방법을 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 곡면의 지그를 이용하여 박막의 필름에 보이스 코일을 부착한 초박형 평면 스피커용 진동판을 제조하는 방법 및 그 진동판을 이용한 스피커를 제공하기 위한 것이 다른 목적이다.

도 1은 종래 평면 스피커를 나타낸 분해 사시도,

도 2는 종래 평면 스피커의 평면도,

도 3은 평면 스피커의 작동상태를 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 평면 스피커의 보이스 코일을 필름에 부착하는 상태를 나타낸 정면도,

도 5는 도 4의 평면도,

도 6은 본 발명에 따른 평면 스피커의 보이스 코일을 필름에 부착하는 상태를 다른 실시예로 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 초박형 평면 스피커의 제조공정을 나타낸 흐름도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

1, 13: 진동판2, 6, 7: 프레임

3, 11: 박막 필름4, 12: 보이스 코일

5, 17: 연결단자8, 9: 마그네트

10, 20: 지그14, 15: PCB(인쇄회로기판)

16: 인쇄회로패턴100: 평면 스피커

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 소정의 곡면을 갖는 지그를 준비하는 단계; 상기 지그의 양단에 PCB를 장착하는 단계; 상기 지그 위에 박막 필름형태의 진동판을 안착시켜 고정하는 단계; 상기 진동판의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일을 감아서 부착하는 단계; 임피던스 값을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일을 PCB에 연결하여 폐회로(閉回路)를 형성하는 단계; 상기보이스 코일이 감겨진 진동판을 소정의 길이로 절단하는 단계; 상기 지그로부터 완성된 진동판을 분리하는 단계; 상기 분리된 진동판의 상단 및 하단에 복수의 마그네트가 장착된 프레임을 장착하여 평면 스피커를 완성하는 단계로 이루어진 초박형 평면 스피커의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 방법을 이용하여 제작된 스피커용 진동판을 제공하고, 이러한 진동판을 사용하는 스피커를 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명은, 복수의 마그네트가 소정 간격으로 배열된 프레임; 상기 프레임의 사이에 구성되고, 박막 필름의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일이 배열된 진동판; 상기 진동판의 양단에 구성되어 임피던스 값을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일을 인쇄회로패턴으로 연결하여 폐회로(閉回路)를 형성하기 위한 PCB를 포함하여 이루어진 초박형 평면 스피커를 제공한 것이 특징이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 평면 스피커의 보이스 코일을 필름에 부착하는 상태를 나타낸 정면도이고, 도 5는 도 4의 평면도이다.

스피커에서 소리는 진동판의 떨림, 즉 가진력에 의하여 발생하고, 진동판의 가진력은 다음의 수식에 의하여 발생하는 힘에 의존한다.

자기장 B와 입력전류 i가 일정한 경우에는 진동판을 진동시키는 힘은 도선의 길이 l에 비례하게 된다.

따라서, 도선의 길이를 길게 하면 진동판에서 발생하는 힘을 크게 할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에서는 도선의 길이를 보다 길게 하여 고출력의 평면 스피커의 제조를 위한 것으로, 제조에 필요한 구성요소 및 진동판의 구성을 설명한다.

먼저, 도 4에서, 지그(10)는 소정의 곡면을 갖는 것으로, 양단에 PCB(14, 15)가 안착될 수 있는 소정의 공간이 마련되어 있다. 곡면을 갖는 지그를 사용하는 이유는 곡면의 수직방향으로 힘이 가해지도록 함과 동시에, 박막의 필름 및 보이스 코일이 진동판에 용이하게 밀착이 되도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 지그(10)는 도 6과 같이 곡면을 갖는 복수의 지그(10)를 다각형의 기둥으로 형성된 지그(20)의 외주면에 연결하여 고정할 수 있다. 즉 다각기둥, 예를 들어, 6각형의 기둥 지그(20)의 외주면에 복수의 지그(10)를 설치 및 고정시킨 후에 진동판 기능을 갖는 박막 필름(11)을 감아 고정시킨 상태에서 소정의 간격으로 보이스 코일(12)을 감는다. 이와 같이 6각형의 기둥 지그(20)의 외주면에 박막 필름(11) 및 보이스 코일(12)이 감겨진 복수의 지그(10)를 지그(10)의 크기만큼 박막 필름(11) 및 보이스 코일(12)을 절단한 후에 6각형의 기둥 지그(20)로부터 지그(10)를 분리하여 사용한다. 상기 다각기둥 지그는 3각형 이상의 기둥을 적용할 수 있다.

PCB(14, 15)는 진동판(13)의 양단에 구성되어 임피던스 값(저항 값)을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일(12)을 인쇄회로패턴(16)으로 연결하여 폐회로(閉回路)를 형성하기 위한 것이다.

이는 도 5의 평면도에서, 도 4 또는 도 6과 같은 형태로 제작된 진동판(13)의 박막 필름(11)의 종단을 PCB(14, 15)에 납땜 등으로 연결하면, 이 PCB(14, 15)에 형성된 인쇄회로패턴(16)으로 폐회로가 형성된다. 또한, 폐회로로 형성된 보이스 코일(12)의 시작단과 끝단에는 전류의 입출력을 위한 연결단자(17)를 구성한다.

상기 지그(10) 위에는 박막 필름형태의 진동판(13)을 안착시켜 고정하고, 진동판으로는 박막의 필름(11)이 사용되는 것이 바람직하고, 플라스틱 박막의 사용도 가능하다. 또한, 진동판(13)의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일(12)을 감아 접착시킨다. 이때, 접착은 접착제를 사용하거나 알코올 등으로 접착시킨다.

이와 같이 제조된 진동판(13)은 복수의 마그네트가 소정 간격으로 배열된 프레임(6, 7)의 사이에 결합된다.

상기 소정의 곡면을 갖는 지그(10)를 이용하여 진동판(13)의 보이스 코일(12)을 부착하는 것은 보이스 코일(12)의 접착을 용이하게 하고, 보다 많은 수의 도선이 배열되도록 하기 위한 것이다.

이러한 지그(10)를 이용하여 스피커용 진동판(13)을 제조하는 방법은 도 7의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계(S10)에서, 소정의 곡면을 갖는 지그(10)를 준비한다. 지그(10)는 소정의 곡면을 갖는 것이라면 모두가 가능하다. 더욱이 지그(10)를 다각기둥 지그(20)의 외주면에 분리가 가능한 복수의 지그(10)를 고정시켜 박막 필름(11) 및 보이스코일(12)을 감는 경우에는 대량의 진동판(13)을 만들어 낼 수 있을 것이다.

단계(S11)에서는 상기 지그(10)의 양단에 PCB(14, 15)를 장착한다. 상기 다각기둥 지그(20)를 이용하는 경우에는 지그(20)의 외주면에 소정의 간격으로 PCB(14, 15)를 부착할 수 있도록 하고, PCB(14, 15)는 단면 또는 양면 기판을 이용할 수 있다.

단계(S12)에서 상기 지그(10) 위에 소정 크기의 박막 필름(11)을 안착시켜 고정하고, 단계(S13)에서는 상기 박막 필름(11)의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일(12)을 감아서 접착하며, 접착은 접착제나 알코올 등을 이용한다.

단계(S14)에서 임피던스 값(저항 값)을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일(12)을 인쇄회로패턴이 형성된 PCB(14, 15)에 연결하여 폐회로를 형성시킨다.

단계(S15)에서는 상기 보이스 코일(12)이 감겨진 진동판(13)을 소정의 길이로 절단하고, 단계(S16)에서 상기 지그(10)로부터 완성된 진동판(13)을 분리시킨다.

그리고, 단계(S17)에서 상기 분리된 진동판(13)의 상단 및 하단에 복수의 마그네트가 장착된 프레임(6, 7)을 장착하여 평면 스피커를 완성하게 된다.

상기 단계들을 통하여 진동판(13)으로 이루어진 보이스 코일(12)의 도선 사이의 간격을 최소화하여 보다 고출력의 음압을 갖는 스피커를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 제조방법을 이용하여 스피커용 진동판의 제작이 가능하고, 상기 방법으로 제조된 진동판을 평면 스피커에 적용할 수 있다.

더욱이, 고출력의 스피커 제조를 위하여 도선의 길이를 더욱 길게 제작하는 것이 가능하고, 선 폭도 최대한으로 줄일 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 초박형 평면 스피커 및 그 제조방법은 곡면의 지그를 이용하여 박막의 진동판에 보이스 코일을 접착함으로써, 보이스 코일의 도선 길이를 보다 길게 하고, 배열되는 도선의 폭을 줄여 진동판의 가진력(떨리는 힘)을 향상시키고, 진동판의 상하단에 구성되는 프레임에 장착되는 마그네트의 수를 늘리지 않아도 되므로, 평면 스피커의 제작단가를 절감할 수 있으며, 이와 같이 제조된 진동판을 스피커에 적용하였을 경우에 보다 고출력의 스피커를 제작할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킨 효과가 있다.

본 발명에서는 고출력의 스피커용 진동판의 제작으로 저가 및 저중량, 그리고 고신뢰성 및 범용화가 가능하다는 장점을 제공하는 것으로, 본 발명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 것에만 한정되지 않는다.

Claims (5)

1. 소정의 곡면을 갖는 지그를 준비하는 단계;

   상기 지그의 양단에 PCB를 장착하는 단계;

   상기 지그 위에 박막 필름형태의 진동판을 안착시켜 고정하는 단계;

   상기 진동판의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일을 감아서 부착하는 단계;

   임피던스 값을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일을 PCB에 연결하여 폐회로(閉回路)를 형성하는 단계;

   상기 보이스 코일이 감겨진 진동판을 소정의 길이로 절단하는 단계;

   상기 지그로부터 완성된 진동판을 분리하는 단계;

   상기 분리된 진동판의 상단 및 하단에 복수의 마그네트가 장착된 프레임을 장착하여 평면 스피커를 완성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 초박형 평면 스피커의 제조방법.
2. 곡면을 갖는 복수의 지그 및 다각기둥 지그를 준비하는 단계;

   상기 복수 곡면 지그의 양단에 PCB를 각각 장착하는 단계;

   상기 복수의 곡면 지그를 다각기둥 지그의 외주면에 연결 및 고정하고 곡면 지그 위에 박막 필름형태의 진동판을 안착시켜 고정하는 단계;

   상기 진동판의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일을 감아서 부착하는 단계;

   임피던스 값(저항 값)을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일을 인쇄회로패턴이 형성된 PCB에 연결하여 폐회로를 형성하는 단계;

   상기 보이스 코일이 감겨진 진동판을 소정의 길이로 절단하는 단계;

   상기 곡면 지그로부터 완성된 진동판을 원기둥 지그로부터 분리하는 단계;

   상기 분리된 진동판의 상단 및 하단에 복수의 마그네트가 장착된 프레임을 장착하여 평면 스피커를 완성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 초박형 평면 스피커의 제조방법.
3. 상기 청구항 1 또는 청구항 2의 제조방법으로 제조된 평면 스피커.
4. 복수의 마그네트가 소정 간격으로 배열된 복수의 프레임;

   상기 프레임의 사이에 구성되고, 박막 필름의 표면에 소정 간격으로 보이스 코일이 배열된 진동판;

   상기 진동판의 양단에 구성되어 임피던스 값을 결정하고 전류의 흐름을 유도하기 위하여 상기 보이스 코일을 연결하여 폐회로를 형성하기 위한 인쇄회로패턴이 형성된 PCB를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초박형 평면 스피커.
5. 제 4항에 있어서, 상기 PCB는 프레임과 진동판의 보이스 코일로부터 형성되는 자기회로에 따라 소정 방향으로 자력이 발생하도록 전류의 흐름 방향을 유도하기 위한 것을 특징으로 하는 초박형 평면 스피커.