KR20160146952A - 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이 - Google Patents

회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이 Download PDF

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KR20160146952A
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안드레아 루스코니 크레리치
펠루치오 보트토니
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유사운드 게엠바하
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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판, 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위한 멤스 라우드스피커(MEMS loudspeaker) 및 상기 멤스 라우드스피커에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC)을 포함하여 구성되는 라우드스피커 어레이에 관한 것이다.
본 발명인 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이를 이루는 구성수단은, 인쇄회로기판(2), 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위하여, Z축을 따라 구부러질 수 있는 진동판(9)을 구비하는 멤스 라우드스피커(3), 상기 멤스 라우드스피커(3)에 인접하고 음향 유출구(22)를 구비하는 음향 안내 채널(21) 및 상기 멤스 라우드스피커(3)에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC, 4)을 포함하여 구성되되, 상기 인쇄회로기판(2)은 제1 회로기판 캐비티(11)를 구비하고, 상기 에이직(4)은 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 완전히 내장될 수 있도록 상기 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치되고, 상기 인쇄회로기판(2)은 개구부(14)를 구비하는 제2 회로기판 캐비티(13)를 구비하고, 상기 개구부(14)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 상기 멤스 라우드스피커(3)의 캐비티(15)의 적어도 일부를 형성하도록 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 폐쇄되며, 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 멤스 라우드스피커(3)의 Z축에 대하여 일정한 각도로 연장되고, 상기 음향 유출구(22)는 라우드스피커 어레이(1)의 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이{Loudspeaker Array with Circuit Board­Integrated ASIC}
본 발명은 인쇄회로기판, 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위한 멤스 라우드스피커(MEMS loudspeaker) 및 상기 멤스 라우드스피커에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC)을 포함하여 구성되는 라우드스피커 어레이에 관한 것이다.
멤스(MEMS : Micro-electromechanical systems))는 마이크로 전자기계 시스템을 의미한다. 멤스 기반 라우드스피커, 더 구체적으로 마이크로 스피커는 독일 특허 DE 10 2012 220 819 A1에 게시된다. 음파 발생은 진동할 수 있는 형태로 장착되는 진동판을 구비하는 멤스 라우드스피커의 진동판에 의하여 이루어진다.
이런 타입의 마이크로 스피커는 전형적으로 상당한 음압 레벨을 얻기 위하여 높은 공기량 변위를 발생시키는 것이 필요하다. 알려진 멤스 라우드스피커들은 공간 요구량이 비교적 크다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 매우 컴팩트하게 설계된 라우드스피커 어레이를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이와 같은 목적은 독립 특허 청구항 1에 개시된 특징을 나타내는 라우드스피커 어레이에 의해 달성된다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이를 이루는 구성수단은, 인쇄회로기판(2), 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위하여, Z축을 따라 구부러질 수 있는 진동판(9)을 구비하는 멤스 라우드스피커(3), 상기 멤스 라우드스피커(3)에 인접하고 음향 유출구(22)를 구비하는 음향 안내 채널(21) 및 상기 멤스 라우드스피커(3)에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC, 4)을 포함하여 구성되되, 상기 인쇄회로기판(2)은 제1 회로기판 캐비티(11)를 구비하고, 상기 에이직(4)은 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 완전히 내장될 수 있도록 상기 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치되고, 상기 인쇄회로기판(2)은 개구부(14)를 구비하는 제2 회로기판 캐비티(13)를 구비하고, 상기 개구부(14)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 상기 멤스 라우드스피커(3)의 캐비티(15)의 적어도 일부를 형성하도록 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 폐쇄되며, 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 멤스 라우드스피커(3)의 Z축에 대하여 일정한 각도로 연장되고, 상기 음향 유출구(22)는 라우드스피커 어레이(1)의 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 Z축에 대하여 90°만큼 기울어져 형성되고, 상기 Z축은 상기 측면에 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인쇄회로기판(2)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에 인접하고 상기 개구부(14)의 영역에 형성되는 제3 회로기판 캐비티(25)를 구비하고, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)가 상기 멤스 라우드스피커(3)를 가장자리 영역(10)에서 형상 맞춤 형태로 감싸는 방식으로 상기 인쇄회로기판(2)에 내장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 인접하여 형성되고, 상기 인쇄회로기판(2)의 제4 회로기판 캐비티(27)에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제4 회로기판 캐비티(27)의 너비는 깔때기 형상으로, 상기 멤스 라우드스피커(3)에서 상기 음향 유출구(22) 방향으로 가면서 더 커지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 멤스 라우드스피커(3)에 인접하는 제1 영역(30)과 상기 음향 유출구(22)에 인접하는 제2 영역(31)으로 구성되고, 상기 제1 영역(30) 및 제2 영역(31)은 서로에 대하여 90°의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 의하여 서로 이격되어 있고, 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 내장되는 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 서로 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인쇄회로기판(2)은 서로 연결되는 샌드위치 형태의 복수의 층(23)으로 구성되고, 적어도 하나의 층(23)은 상기 제1 회로기판 캐비티(11)가 적어도 부분적으로 형성되는 제1 리세스(24)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13), 제3 회로기판 캐비티(25) 및 제4 회로기판 캐비티(27)가 적어도 부분적으로 형성되는 제2 리세스(24)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 회로기판 캐비티(11)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13)는 나란하게 또는 차례로 쌓아서 형성되고 서로 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 인쇄회로기판(2), 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위한 멤스 라우드스피커(3) 및 상기 멤스 라우드스피커(3)에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC, 4)을 포함하여 구성되되, 상기 인쇄회로기판(2)은 제1 회로기판 캐비티(11)를 구비하고, 상기 에이직(4)은 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 완전히 내장될 수 있도록 상기 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치되고, 상기 인쇄회로기판(2)은 개구부(14)를 구비하는 제2 회로기판 캐비티(13)를 구비하고, 상기 개구부(14)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 상기 멤스 라우드스피커(3)의 캐비티(15)의 적어도 일부를 형성하도록 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 폐쇄되며, 상기 인쇄회로기판(2)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에서 상기 라우드스피커 어레이의 외부면까지 연장 형성되는 적어도 하나의 압력 균등화 채널(16)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 압력 균등화 채널(16)은 상기 인쇄회로기판(2)의 측면, 하부면 및 상부면 중 적어도 하나에 균등화 개구부(18)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 압력 균등화 채널(16)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에 연결되는 제1 섹션(28)과 상기 균등화 개구부(18)에 연결되는 제2 섹션(29)을 포함하여 구성되고, 상기 제1 섹션(28)과 제2 섹션(29)은 서로에 대하여 90°의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이에 의하면, 매우 컴팩트하게 제조할 수 있고, 비용 효율을 향상시켜 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 인쇄회로기판 내에 통합 내장되는 에이직(ASIC)과 상기 인쇄회로기판 내에 통합되는 캐비티를 포함하여 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
도 2는 인쇄회로기판 내에 통합 내장되는 에이직(ASIC), 상기 인쇄회로기판 내에 통합되는 캐비티 및 상기 인쇄회로기판 내에 통합 내장되는 멤스 라우드스피커를 포함하여 구성되는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
도 3은 인쇄회로기판 내에 통합 내장되는 에이직(ASIC), 상기 인쇄회로기판 내에 통합되는 캐비티, 상기 인쇄회로기판 내에 통합 내장되는 멤스 라우드스피커 및 상기 인쇄회로기판 내에 통합되는 음향 안내 채널을 포함하여 구성되는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
도 4는 멤스 라우드스피커의 대안적인 방향과 압력 균등화 채널의 대안적인 구조를 구비하는 본 발명의 제4 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
도 5는 음향 안내 채널의 대안적인 구조를 구비하는 본 발명의 제5 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
도 6은 멤스 라우드스피커의 대안적인 구조를 구비하는 본 발명의 제6 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
도 7은 제2 회로기판 캐비티의 대안적인 구조를 구비하는 본 발명의 제5 실시예에 따른 라우드스피커 어레이의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
이하에서 설명되는 다양한 구성요소 사이의 관계가 명확해질 수 있도록, 상부, 하부, 위, 아래, 상측, 하측, 왼쪽, 오른쪽, 수직 및 수평과 같은 관련 용어는 각 도면이 참조하는 대상체의 위치를 위하여 사용된다.
도면에서 보여주는 소자 또는 구성요소의 위치가 변경되면 상기 용어들이 변경될 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 그래서 상기 도면들에 대해 보여주는 소자 또는 구성요소의 방향이 반전된다면, 상부로 명시된 특징은 다음에서 설명되는 도면에서 하부로 명시될 수 있다. 결국, 사용되는 관련 용어는 단지 이하에서 설명되는 각각의 소자 또는 구성요소 사이의 상대적인 관계의 설명을 용이하게 하는데 도움을 준다. 도면에 도시된 예시적인 실시 예에서, 멤스 라우드스피커의 진동판이 진동 할 수 있는 방향으로 멤스 라우드스피커의 Z 축은 수직으로, 보다 구체적으로는 라우드스피커 어레이의 상부 측과 하부 측 사이에서 연장한다.
본 발명에 따른 멤스 라우드스피커들을 위한 라우드스피커 어레이는 가청 파장 대역의 음파를 발생시키는 데 적합하다. 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이는 인쇄회로기판, 멤스 라우드스피커 및 에이직(ASIC)을 포함하여 구성된다. 상기 멤스 라우드스피커는 상기 가청 파장 대역의 음파를 발생시키기 위한 마이크로-전자기계 시스템이다.
상기 멤스 라우드스피커는 상기 멤스 라우드스피커의 Z축으로 구부러질(편향될) 수 있는 진동판을 구비한다. 상기 멤스 라우드스피커는 전자-기계 수단, 정전 수단 또는 압전 수단에 의하여 구동되는 것이 바람직하다. 상기 멤스 라우드스피커는 상기 에이직(ASIC)에 전기적으로 연결된다.
상기 인쇄회로기판은 거의 폐쇄되는 제1 회로기판 캐비티를 구비한다. 상기 에이직(ASIC)은 상기 제1 회로기판 캐비티 내부에 배치된다. 이와 같이, 상기 에이직은 상기 인쇄회로기판 내에 완전히 내장된다. 결국, 외부 영향들로부터 보호되는 상기 에이직은 상기 인쇄회로기판의 상기 제1 회로기판 캐비티의 내부에 수용된다.
상기 인쇄회로기판은 제2 회로기판 캐비티를 구비한다. 상기 제2 회로기판 캐비티는 개구부를 포함하여 구성된다. 상기 멤스 라우드스피커는 상기 개구부가 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 완전히 폐쇄되는 방식으로 상기 제2 회로기판 캐비티의 개구부에 걸쳐 연장된다. 또한 상기 멤스 라우드스피커는 상기 제2 회로기판 캐비티가 상기 멤스 라우드스피커의 "캐비티"의 적어도 일부를 형성하도록 상기 개구부에 걸쳐 연장된다. 상기 "캐비티"는 상기 멤스 라우드스피커의 음압을 높일 수 있는 공동으로 정의된다.
상기 에이직(ASIC)이 상기 인쇄회로기판 내부에 완전히 내장되고, 동시에 상기 인쇄회로기판이 상기 멤스 라우드스피커의 "캐비티"를 적어도 부분적으로 형성한다면, 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이는 매우 컴팩트하게 설계될 수 있다.
본 발명에 따른 라우드스피커 어레이는 음향 안내 채널을 구비한다. 상기 음향 안내 채널은 상기 멤스 라우드스피커에 인접하여 배치된다. 이와 같이 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 발생된 음파는 상기 음향 안내 채널을 통해 전달된다.
상기 멤스 라우드스피커로부터 멀어지는 방향의 단부에서, 음향 안내 채널은 음향 유출구를 구비한다. 상기 음향 유출구는 발생된 음파가 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이를 떠나도록 한다. 상기 음향 안내 채널은 상기 멤스 라우드스피커의 Z축에 대하여 일정한 각도, 특히 90°각도로 연장된다. 상기 음향 유출구는 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이의 측면에 형성된다. 상기 측면은 Z축에 평행하게 정렬되는 것이 바람직하고, 상기 측면의 표면 법선은 바람직하게는 Z 축에 수직으로 정렬된다.
상기 인쇄회로기판은 상기 멤스 라우드스피커가 적어도 부분적으로 배치될 수 있는 제3 회로기판 캐비티를 구비하는 것이 바람직하다. 이것은 상기 멤스 라우드스피커가 형상 맞춤 형태로 상기 인쇄회로기판 내부에 적어도 부분적으로 내장되도록 한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이의 공간 요구량이 감소된다. 상기 제3 회로기판 캐비티는 상기 제2 회로기판 캐비티에 바로 인접하는 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제3 회로기판 캐비티는 상기 제2 회로기판 캐비티의 개구부 영역에 바로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 멤스 라우드스피커는 상기 인쇄회로기판에 형상 맞춤 형태로 고정된다. 또한, 상기 멤스 라우드스피커는 접착 물질, 특히 시멘트 접착제에 의하여 또는 상기 인쇄회로기판 내로 가압에 의한 힘 부가 방식으로 상기 인쇄회로기판에 단단하게 연결될 수 있다.
상기 멤스 라우드스피커는 상기 인쇄회로기판 내부에 완전히 내장되는 것이 바람직하다. 상기 인쇄회로기판 내부로 상기 멤스 라우드스피커의 내장은 상기 제3 회로기판 캐비티가 가장 자리 영역에서 상기 멤스 라우드스피커를 형상 맞춤 형태로 감싸는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 멤스 라우드스피커는 상기 제2 회로기판 캐비티에 대향하는 상기 제3 회로기판 캐비티의 일면과 상기 제3 회로기판 캐비티에서 멀리 떨어진 타면 영역 내에서 프레임 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 결국 상기 인쇄회로기판의 층간 제조 과정에서 상기 멤스 라우드스피커는 상기 인쇄회로기판에 내장되어 단단하게 연결될 수 있다. 이와 같은 특징은 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이의 제조 공정을 매우 용이하게 하고 비용 절감 효과를 향상시킬 수 있도록 한다.
상기 멤스 라우드스피커에 의하여 발생된 음파를 증폭시키고 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 발생된 음파가 일 방향으로, 좀 더 구체적으로 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이의 일측으로 안내될 수 있도록 하기 위하여, 상기 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이는 상기 제3 회로기판 캐비티에 바로 인접하는 음향 안내 채널을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 음향 안내 채널은 상기 인쇄회로기판의 제4 회로기판 캐비티에 의하여 적어도 부분적으로 형성된다. 이와 같은 특징은 상기 음향 안내 채널을 형성하기 위하여 추가적인 구성요소들이 필요하지 않다는 장점을 제공한다. 또한 이와 같은 특징은 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이가 공간 절약 방식으로 설계될 수 있도록 한다.
또한 상기 음향 안내 채널은 외부면 방향으로, 특히 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이, 특히 상기 인쇄회로기판의 상부 또는 측면 방향으로 음향 유출구를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 음향 유출구로부터 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 발생된 음파는 상기 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이, 특히 인쇄회로기판을 떠날 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 제4 회로기판 캐비티를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제4 회로기판 캐비티는 상기 음향 안내 채널을 적어도 부분적으로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 특징은 상기 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이가 매우 컴팩트하고 비용 절감 방식으로 설계될 수 있도록 한다.
상기 멤스 라우드스피커를 상기 인쇄회로기판 내에 단단하게 고정하기 위하여, 상기 제3 회로기판 캐비티는 상기 멤스 라우드스피커를 형상 맞춤 형태로 감싸기 위한 상기 제2 회로기판 캐비티 및 제4 회로기판 캐비티 보다 더 큰 너비를 가지는 것이 바람직하다. 상기 멤스 라우드스피커의 형상 맞춤 고정에 더하여, 상기 멤스 라우드스피커는 접착 물질 또는 힘 부가 방식으로 상기 제3 회로기판 캐비티 내부에 선택적으로 고정될 수 있다. 상기 제3 회로기판 캐비티는 상기 인쇄회로기판의 외부면에 회로보드 리세스로서 설계될 수도 있다.
상기 음향 안내 채널의 너비, 특히 상기 제4 회로기판 캐비티의 너비는 적어도 일 영역에서, 특히 상기 멤스 라우드스피커 또는 제3 회로보드 캐비티로부터 상기 음향 유출구 방향으로 가면서 증가하는 것이 바람직하다. 이와 같은 너비에서 증가는 깔때기 형상으로 설계되는 것이 바람직하다.
상기 멤스 라우드스피커는 외부면, 특히 본 발명에 따른 라우드스피커 어레이 또는 인쇄회로기판의 (설치 방향으로 지향하는)상부면을 향하는 것이 바람직하다. 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 발생된 음파를 설치된 상기 멤스 라우드스피커의 방향으로부터 벗어나는 방향으로 전달하기 위하여, 상기 음향 안내 채널, 특히 상기 제4 회로기판 캐비티는 제1 영역과 제2 영역을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 제1 영역은 상기 멤스 라우드스피커에 인접하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제2 영역은 상기 음향 유출구에 인접하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 음파를 상기 멤스 라우드스피커의 지향 방향과 무관한 방향으로 전달하기 위하여, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로에 대하여 일정한 각도로 경사진 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위하여, 상기 음향 안내 채널은 만곡되거나 구부러질 수 있다. 상기 두 영역의 기울어진 각도는 90°인 것이 바람직하다. 결국 상기 멤스 라우드스피커는 상기 라우드스피커 어레이, 특히 인쇄회로기판의 상부측 또는 하부측을 향하여 지향될 수 있다. 이 경우에, 상기 발생된 음파는 다른 영역, 특히 상기 인쇄회로기판의 측면에서 나올 수 있다.
상기 멤스 라우드스피커가 상기 인쇄회로기판 내부에 완전히 내장되고, 상기 인쇄회로기판이 상기 캐비티와 상기 음향 안내 채널을 적어도 부분적으로 형성한다면, 상기 라우드스피커 어레이의 매우 컴팩트 한 설계가 이루어질 수 있다. 이러한 목적을 위하여 상기 제2 회로기판 캐비티와 상기 제4 회로기판 캐비티는 상기 제3 회로기판 캐비티에 의하여 서로 공간적으로 이격되는 것이 바람직하다. 또한 상기 제2 회로기판 캐비티와 상기 제4 회로기판 캐비티는 상기 제3 회로기판 캐비티 내부에 내장되는 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 서로 분리되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 멤스 라우드스피커는 캐리어 기판, 상기 캐리어 기판 내에 형성되는 기판 캐비티 및 진동판을 포함하여 구성된다. 이 경우에, 상기 캐리어 기판은 프레임(frame)을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 목적을 위하여 상기 기판 캐비티는 상기 캐리어 기판의 두개의 대향면 상에 제1 기판 개구부와 제2 기판 개구부를 구비한다. 결국, 상기 프레임 형상의 캐리어 기판은 상기 멤스 라우드스피커의 상측과 하측을 향하여 개방되는 것이 바람직하다. 상기 두개의 기판 개구부 중 하나는, 특히 제1 기판 개구부는 상기 진동판에 의해 걸쳐지고, 상기 진동판은 음파 에너지를 발생시키기 위하여 상기 캐리어 기판에 대하여 진동할 수 있는 방식으로, 가장자리 영역에서 상기 캐리어 기판에 연결된다.
가능한 큰 캐비티를 형성하기 위하여, 상기 멤스 라우드스피커는 상기 기판 캐비티와 상기 제2 회로기판 캐비티가 함께 상기 멤스 라우드스피커의 캐비티를 형성할 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 맞추어진다. 이와 같은 배치는 적어도 상기 제2 회로기판 캐비티에 의하여 형성되는 상기 캐비티의 체적이 상기 기판 캐비티의 체적에 의하여 증가될 수 있도록 한다. 이와 같은 목적을 위하여 상기 멤스 라우드스피커의 상기 제2 기판 개구부는 상기 제2 회로기판 캐비티를 향하여 지향되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 멤스 라우드스피커는 상기 기판 캐비티가 상기 제4 회로기판 캐비티와 함께 상기 음향 안내 채널을 적어도 부분적으로 형상할 수 있도록 상기 인쇄회로기판에 대하여 맞춰지는 것이 바람직하다. 결국, 상기 라우드스피커 어레이는 매우 컴팩트하게 설계될 수 있다. 이러한 관점에서 상기 제2 기판 개구부는 상기 제2 회로기판 캐비티로부터 멀어지는 방향을 향한다.
상기 인쇄회로기판이 접합 물질에 의하여 서로 겹쳐져서 연결되는 샌드위치 형태의 복수의 층으로 구성된다면, 상기 라우드스피커 어레이는 매우 쉽고 비용 효율적으로 생산될 수 있다.
상기 에이직(ASIC), 상기 캐비티, 상기 멤스 라우드스피커 및 음향 안내 채널을 상기 인쇄회로기판에 통합되도록 설계하기 위하여, 상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층은 상기 에이직(ASIC)을 임베디드 방식으로 수용하기 위하여 상기 제1 회로기판 캐비티가 적어도 부분적으로 형성되는 제1 리세스를 구비한다. 또한, 추가적으로 상기 복수의 층 중 적어도 하나의 층은 상기 제2 회로기판 캐비티, 제3 회로기판 캐비티 및 제4 회로기판 캐비티가 적어도 부분적으로 형성되는 제2 리세스를 구비하는 것이 역시 바람직하다.
상기 인쇄회로기판은 상기 제1 리세스 및/또는 상기 제2 리세스에 의하여 형성되는 상기 회로기판 캐비티가 상응하는 충분한 체적, 특히 상기 에이직(ASIC)이 그 안에 배치되기에 상응하는 충분한 높이를 가지도록, 상기 제1 리세스 및/또는 제2 리세스를 갖는 복수의 스택층을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 이와 같은 특징은 상기 각각의 회로기판 캐비티가 상기 멤스 라우드스피커를 수용하기에 상응하는 충분한 체적을 가지도록 설계되는 것을 가능하게 한다.
상기 제2 회로기판 캐비티는 상기 제3 회로기판 캐비티 및/또는 제4 회로기판 캐비티와 함께 공통 음향 캐비티를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 공통 음향 캐비티는 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 상기 캐비티와 상기 음향 안내 채널의 적어도 일부로 분할된다.
상기 라우드스피커 어레이를 가능한 평평하게 만들기 위하여, 상기 제1 회로기판 캐비티와 상기 제2 회로기판 캐비티, 특히 상기 제1 리세스와 상기 제2 리세스는 나란하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 제1 회로기판 캐비티와 상기 제2 회로기판 캐비티는 서로 분리되는 것이 바람직하다. 상기 라우드스피커 어레이가 가능한 좁게 만들어질 수 있도록 하기 위하여, 상기 제1 회로기판 캐비티와 상기 제2 회로기판 캐비티는 서로 겹쳐져서 층에 의하여 분리되도록 형성되는 것도 선택적으로 바람직하다.
음파를 발생시키기 위하여, 상기 진동판은 상기 제2 회로기판 캐비티와 상기 제4 회로기판 캐비티에서 적어도 부분적으로 Z축 방향으로 진동한다. 압력을 균등화하기 위하여, 상기 인쇄회로기판은 적어도 하나의 압력 균등화 채널을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 압력 균등화 채널은 상기 제2 회로기판 캐비티를 상기 라우드스피커 어레이의 외부면에 연결한다. 상기 압력 균등화 채널은 상기 제2 회로기판 캐비티로부터 상기 라우드스피커 어레이 특히, 인쇄회로기판의 외부면까지 확장되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 압력 균등화 채널은 상기 라우드스피커 어레이, 특히 인쇄회로기판의 적어도 하나의 외부면 상에, 바람직하게는 측면, 하부면 및/또는 상부면에 균등화 개구부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 압력 균등화 채널은 상기 제2 회로기판 캐비티에 연결되는 제1 섹션과 상기 균등화 개구부에 연결되는 제2 섹션을 구비하고, 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션은 서로 연결되고 바람직하게는 서로에 대하여 일정한 각도, 특히 90°각도로 경사지는 것이 바람직하다. 상기 제1 섹션과 상기 제2 섹션은 서로 엘보우(elbow) 또는 굽힘 형태로 연결되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 라우드스피커 어레이의 설치 상황에 따라, 상기 균등화 개구부는 상기 라우드스피커 어레이, 특히 인쇄회로기판의 외부면들 중 하나의 최적 영역에 배치될 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 설계되는 라우드스피커 어레이를 제안한다. 이 경우에 상술한 특징들은 개별적으로 표현될 수도 있고 어떤 조합에 의하여 표현될 수도 있다. 상기 라우드스피커 어레이는 인쇄회로기판, 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위한 멤스 라우드스피커 및 상기 멤스 라우드스피커에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC)을 포함하여 구성된다.
상기 인쇄회로기판은 상기 에이직이 상기 인쇄회로기판 내부에 완전히 내장되도록 배치되는 제1 회로기판 캐비티를 포함하여 구성된다. 상기 인쇄회로기판은 상기 멤스 라우드스피커에 의하여 폐쇄되는 개구부를 구비한 제2 회로기판 캐비티를 구비한다. 결국, 상기 제2 회로기판 캐비티는 상기 멤스 라우드스피커의 캐비티의 적어도 일부를 형성한다. 상기 인쇄회로기판은 적어도 하나의 압력 균등화 채널을 구비한다. 결국, 상기 압력 균등화 채널은 상기 인쇄회로기판에 적어도 부분적으로 형성된다. 좀 더 구체적으로 상기 압력 균등화 채널은 상기 인쇄회로기판 안에 내장된다. 상기 압력 균등화 채널은 상기 제2 회로기판 캐비티, 특히 상기 캐비티로부터 상기 인쇄회로기판의 외부면까지 연장된다. 즉, 상기 캐비티로부터 상기 라우드스피커 어레이의 외부면까지 연장된다.
상기 압력 균등화 채널은 주변 영역과 압력을 동일하게 하기 위해 균등화 개구부를 구비한다. 상기 균등화 개구부는 상기 라우드스피커 어레이 특히 상기 인쇄회로기판의 외부면, 바람직하게는 측면, 하부면 및/또는 상부면에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 균등화 개구부는 상기 캐비티로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 압력 균등화 채널의 단부에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 압력 균등화 채널은 상기 제2 회로기판 캐비티에 연결되는 제1 섹션과 상기 균등화 개구부에 연결되는 제2 섹션을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 두 개의 섹션은 서로 일정한 각도를 가지도록 형성된다. 결국, 특히 엘보우(elbow)가 상기 두 개의 섹션들 사이에 형성된다. 상기 두 개의 섹션은 서로에 대하여 일정한 각도, 특히 90°각도로 경사져 있는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라우드스피커 어레이(1)의 측단면도이다. 상기 라우드스피커 어레이(1)는 필수적으로 인쇄회로기판(2), 멤스 라우드스피커(3) 및 에이직(ASIC, 4)을 포함하여 구성된다. 상기 멤스 라우드스피커(3)는 도면에서 더 상세하게 도시되지 않은 전기적 컨택을 통해 상기 에이직(4)에 연결된다. 결국, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 에이직(4)에 의하여 제어될 수 있다.
상기 멤스 라우드스피커(3)는 가청 파장 대역 내에 있는 음파를 발생시킬 수 있는 방식으로 설계된다. 이를 위하여, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 캐리어 기판(5)을 포함하여 구성된다. 상기 캐리어 기판(5)은 적어도 하나의 기판 캐비티(6)를 구비한다. 상기 기판 캐비티(6)는 차례로 상기 캐리어 기판(5)의 두 개의 대향면 영역에서 상측을 지향하는 제1 기판 개구부(7)와 하측을 지향하는 제2 기판 개구부(8)를 구비한다. 이와 같이, 상기 캐리어 기판(5)은 프레임(frame)을 형성한다.
또한, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 진동판(9)을 포함하여 구성된다. 상기 진동판(9)은 상기 캐리어 기판(5)의 가장자리 영역(10)에서 상기 캐리어 기판(5)에 단단하게 연결된다. 결국, 상기 진동판(9)은 상기 제1 기판 개구부(7)의 영역에서 상기 프레임 형상의 캐리어 기판(5)에 걸쳐진다. 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 진동판(9)이 음파 에너지를 발생시키기 위하여 상기 캐리어 기판(5)에 대하여 진동되도록 상기 에이직(4)에 의하여 여기될 수 있다.
도 1에 따라, 상기 인쇄회로기판(2)은 제1 회로기판 캐비티(11)를 구비한다. 상기 제1 회로기판 캐비티(11)는 거의 완전히 폐쇄된다. 상기 에이직(4)은 상기 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치된다. 결국, 상기 에이직(4)은 상기 인쇄회로기판(2) 내에 완전히 내장되어 장착된다.
상기 에이직(4)에 더하여, 상기 라우드스피커 어레이(1)는 전기적, 특히 부가의 수동 소자들(12a, 12b)을 구비한다. 상기 부가의 수동 소자들(12a, 12b)도 역시 상기 인쇄회로기판(2) 내에 내장되어 장착된다. 이와 같은 목적을 위하여 상기 부가의 수동 소자들은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 동일한 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치된다. 그러나 선택적으로, 상기 제1 회로기판 캐비티(11)는 서로 분리되는 복수의 회로기판 캐비티들로 구성될 수도 있고, 이 경우에 전기적 소자, 즉 상기 에이직(4) 및 상기 부가의 수동 소자들(12a, 12b)은 각각의 회로기판 캐비티에 분리되어 배치될 수 있다. 이 경우에, 상기 회로기판 캐비티들은 상기 라우드스피커 어레이(1)의 동일한 평면에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1 인쇄회로 캐비티(11)에 더하여, 상기 인쇄회로기판(2)은 제2 회로기판 캐비티(13)를 포함하여 구성된다. 상기 제2 회로기판 캐비티(13)는 개구부(14)를 구비한다. 상기 개구부(14)는 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 폐쇄된다. 이를 위하여 상기 멤스 라우드스피커(3)는 적어도 상기 개구부(14)의 전 너비에 걸쳐 연장 형성된다. 결국, 상기 제2 회로기판 캐비티(13)는 상기 멤스 라우드스피커(3)의 캐비티(15)의 일부를 형성한다.
상기 캐비티(15)는 상기 멤스 라우드스피커(3)의 음압을 증가시키기 위하여 사용된다. 상기 멤스 라우드스피커(3)의 설치 위치때문에 상기 캐비티(15)의 다른 부분은 상기 멤스 라우드스피커(3)의 기판 캐비티(6)에 의하여 형성된다. 결국, 상기 멤스 라우드스피커(3)의 상기 캐비티(15)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 회로기판 캐비티(13)뿐만 아니라 상기 기판 캐비티(6)에 의하여 형성되기 때문에, 매우 크게 설계된다.
상기 진동판(9)이 진동할 때 상기 캐비티(15)와 주변 영역 사이의 압력 균등화를 확실하게 할 수 있도록, 상기 라우드스피커 어레이(1)는 적어도 하나의 압력 균등화 채널(16a, 16b)을 구비한다. 도 1에서 보여주는 실시예에서는 제1 및 제2 압력 균등화 채널(16a, 16b)로 구성되는 것을 보여주고 있다. 상기 두 개의 압력 균등화 채널(16a, 16b)은 상기 인쇄회로기판(2)에 형성된다. 이들은 모두 상기 제2 회로기판 캐비티(13)로부터 시작하여 상기 인쇄회로기판(2)의 외부 측면(17a, 17b)까지 연장된다.
상기 인쇄회로기판(2)의 외부면에, 도 1의 경우에는 측면(17a, 17b)에, 상기 압력 균등화 채널(16a, 16b)의 각각은 균등화 개구부(18a, 18b)를 각각 구비한다. 따라서, 상기 진동판(9)이 하강할 때 압력을 균등화하기 위하여, 공기가 상기 제2 회로기판 캐비티(13)로부터 상기 압력 균등화 채널(16a, 16b)을 통하여 상기 인쇄회로기판(2) 밖으로 흘러나가는 것이 가능하다. 반면, 유사한 방식으로 상기 진동판(9)이 상승할 때 압력을 균등화하기 위하여, 상기 공기가 상기 압력 균등화 채널(16a, 16b)을 통하여 상기 제2 회로기판 캐비티(13) 내부로 흘러들어오는 것이 가능하다. 도 1에 도시된 실시예에 따라, 상기 두 개의 압력 균등화 채널(16a, 16b)은 상기 인쇄회로기판(2)의 횡방향으로 서로 동축으로 연장 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 회로기판 캐비티(13)의 개구부(14)는 상기 인쇄회로기판(2)의 외측에, 도 1에서는 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19)을 지향하는 방향에 형성된다. 따라서, 상기 개구부(14)를 완전히 폐쇄하기 위하여, 상기 멤스 라우드스피커(3)도 도 1에 도시된 바와 같이, 외측에, 좀 더 구체적으로 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19)에 형성된다. 이 경우에 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제2 기판 개구부(8)가 상기 인쇄회로기판(2)을 향하도록 상기 인쇄회로기판(2)에 대하여 방향이 맞춰진다. 이와 같은 배치는 상기 캐비티(15)가 상기 제2 회로기판 캐비티(13)뿐만 아니라 상기 기판 캐비티(6)를 포함하여 구성되기 때문에, 상기 캐비티(15)의 체적이 증가되도록 한다.
상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 인쇄회로기판(2)에 결합될 수 있다. 그러나 부가적 또는 선택적으로, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 도 1에 도시된 바와 같이, 재료 접합에 의하여 연결될 수도 있고, 보호층(20)에 의하여 상기 인쇄회로기판(2)에 형상 맞춤 형태로도 연결될 수도 있다. 상기 보호층(20)은 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19) 상에 형성되고 상기 멤스 라우드스피커(3)의 가장자리 영역(10)까지 상기 라우드스피커 어레이(1)의 횡방향으로 연장된다. 이와 같은 배치는 상기 멤스 라우드스피커(3)가 상기 인쇄회로기판(2)에 단단하게 연결되도록 한다.
또한, 상기 라우드스피커 어레이(1)는 상기 라우드스피커 어레이(1)의 외부면까지 상기 제2 회로기판 캐비티(13)로부터 멀어지는 방향으로 상기 멤스 라우드스피커(3)의 면 상에 확장 형성되는 음향 안내 채널(21)을 포함하여 구성된다. 상기 라우드스피커 어레이(1)의 외부면 상에, 상기 음향 안내 채널(21)은 음향 유출구(22)를 구비한다.
상기 에이직(4)이 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 내장되도록 설계되고, 상기 캐비티(15)의 적어도 일부가 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 내장되도록 설계된다는 사실때문에, 상기 라우드스피커 어레이(1)는 매우 컴팩트하게 만들어질 수 있다. 또한, 특히 상기 인쇄회로기판(2)이 샌드위치 형태로 구성되기 때문에, 상기 라우드스피커 어레이(1)는 매우 저가로 생산된다.
이런 이유로, 상기 인쇄회로기판(2)은 차례로 겹쳐져서 배치되고 서로 연결되는 복수의 층(23)으로 구성된다. 명확성을 위하여 상기 복수의 층(23)의 하나만 도면 부호가 제공된다. 상기 복수의 층(23)은 서로 단단히 연결된다. 상기 복수의 층(23) 중 몇개는 적어도 하나의 리세스(24)를 구비한다. 상기 제1 회로기판 캐비티(11)과 상기 제2 회로기판 캐비티(13) 중 적어도 하나의 높이는 상기 리세스(24)에 의하여 적어도 부분적으로 형성된다.
이러한 맥락에서 상기 복수의 층(23)은 단지 단일 층이 상기 각각의 회로기판 캐비티(11, 13)를 형성하기 위하여 상응하는 높이를 갖도록 충분한 두께를 가지도록 선택 될 수 있다. 그러나 선택적으로, 리세스를 구비하는 상기 복수의 층(23)은 동일한 디자인을 가지고 서로 크기와 형태가 동일하도록 형성되어, 상기 각각의 회로기판 캐비티(11, 13)의 요청되는 높이가 도달할 때까지 차례로 겹쳐지도록 적층되는 것도 가능하다.
도 1에 따라, 상기 제1 회로기판 캐비티(11)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13)은 차례로 겹쳐져서 배치 형성된다. 상기 인쇄회로기판(2)은 상기 제1 회로기판 캐비티(11)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 서로 분리되도록 상기 제1 회로기판 캐비티(11)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13) 사이의 영역에, 리세스(24)가 없이 이어지는 적어도 하나의 이어지는 층을 구비하다.
도 2 내지 도 7은 본질적으로 이미 기술된 실시 예들에 대한 차이점들만이 논의되는 라우드스피커 어레이(1)의 추가적인 실시예들을 도시한다. 따라서, 이하의 추가적인 실시예들에 대한 설명에서, 동일한 부호(참조 번호)들은 동일한 특징들에 사용된다. 상기 특징들이 다시 상세하게 설명되지 않는다면, 그들의 디자인 및 동작 모드는 상술한 특징들의 설명 대응한다. 이하에서 설명하는 차이점은 각각 위와 아래에서 설명된 실시예의 특징들과 조합될 수도 있다.
도 1에서 보여준 실시예와 대조적으로, 도 2에서 보여주는 실시예에서, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 추가적으로 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 내장되어 장착된다. 이와 같은 목적을 위하여, 상기 인쇄회로기판(2)은 제3 회로기판 캐비티(25)을 구비한다. 상기 제3 회로기판 캐비티(25)는 도시된 라우드스피커 어레이(1)의 방향에 따라, 상기 제2 회로기판 캐비티(13) 위에 인접하여 형성된다. 본 실시예에 의하면, 상기 제3 회로기판 캐비티(25)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에 비하여, 더 큰 너비를 가진다. 상기 너비는 거의 상기 멤스 라우드스피커(3)의 너비에 대응한다. 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내에 배치되어 결국 상기 인쇄회로기판(2) 내에 완전히 내장 장착된다.
상기 라우드스피커 어레이(1)의 횡 방향으로, 상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 사이의 너비에서 차이점에 기인하여, 돌출부(26)가 상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 사이에 형성된다. 이 경우에서 Z축 방향에서의 상기 인쇄회로기판(2) 내의 상기 멤스 라우드스피커(3)의 위치는 상기 돌출부(26)에 의하여 결정된다.
상기 라우드스피커 어레이(1)는 상기 멤스 라우드스피커(3)가 상기 인쇄회로기판(2) 내에 형상 맞춤 형태로 위치하고 또한 횡 방향으로 하측방향으로도 형상 맞춤 형태로 유지되기 때문에, 도 1에서 보여준 실시예에서 도시된 바와 같은 보호층(20)은 필수적으로 요청하지 않는다. 상기 멤스 라우드스피커(3)가 상기 제3 회로기판 캐비티(25)로부터 빠지는 것을 방지하기 위하여, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내부에 접착되고 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내부에 고정하기 위하여 힘을 가지고 가압된다.
상기 제3 회로기판 캐비티(25)는 상기 인쇄회로기판(2)의 적어도 하나의 부가 층(23)에 의하여 형성된다. 상술한 것에 대응하여 상기 제3 회로기판 캐비티(25)는 리세스(24)를 가지는 단일 층(23)에 의하여 상기 제1 회로기판 캐비티(11)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 그러나 선택적으로, 서로 형상과 크기가 동일한 리세스(24)를 구비하는 복수의 층(23)이 차례로 겹쳐지도록 함께 연결하여 형성하는 것도 가능하다.
도 2에 따라, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19)과 동일 평면 동일 높이를 이루도록 안착된다. 그러나 선택적으로, 상기 제3 회로기판 캐비티(25)의 높이는 상기 멤스 라우드스피커(3)가 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19)과 이격되도록 상기 멤스 라우드스피커(3)의 높이보다 더 높게 설계될 수도 있다.
도 2에서 보여주는 실시예에 더하여, 도 3에서 보여주는 실시예는 제4 회로기판 캐비티(27)를 구비한다. 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 위에 인접하여 형성된다. 결국 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)의 면 상에 형성된다.
결과적으로, 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 라우드스피커 어레이(1)의 음향 안내 채널(21)을 형성한다. 도 3에서 보여준 실시예에 따라, 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 인쇄회로기판(2)의 외부면의 방향으로 연장 형성된다. 이 경우에 상기 인쇄회로기판(2)의 제4 회로기판 캐비티(27)에 의하여 완전하게 형성되는 상기 음향 안내 채널(21)은 원뿔 형상을 가진다.
상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 비교하여 더 작은 너비를 가진다. 그래서 상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제4 회로기판 캐비티(27)에 비하여, 상기 제3 회로기판 캐비티(25)는 더 큰 너비를 가진다. 결국, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 멤스 라우드스피커의 가장자리 영역(10)에서 상기 인쇄회로기판(2)에 의하여 형상 맞춤 형태로 감싸진다. 이와 같은 경우에, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내에서 형상 맞춤에 의하여 단단하게 유지된다.
상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 의하여 서로 공간적으로 이격되어 있다. 또한, 상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내에 내장 장착되는 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 서로 분리된다.
도 3에서 보여준 실시예에서, 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제1 회로기판 캐비티(11), 제2 회로기판 캐비티(13) 및 제3 회로기판 캐비티(25)와 비슷한 방식으로 상기 제4 회로기판 캐리어(27)를 형성하기에 상응하는 넓은 리세스(24)를 구비하는 상기 인쇄회로기판(2)의 적어도 하나의 층(23)에 의하여 형성된다. 물론 상술한 맥락에서, 상기 제4 회로기판 캐비티(27)를 형성하기 위하여, 상응하는 리세스(24)를 가지는 복수의 층(23)을 차례로 겹쳐지도록 형성하는 것 역시 가능하다.
도 1, 도 2 및 도 3에서 보여주는 본 발명의 실시예에 따른 라우드스피커 어레이(1)에 따라, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 기판 캐비티(6)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 함께 상기 멤스 라우드스피커(3)의 상기 캐비티(15)를 형성하도록 상기 인쇄회로기판(2)에 대해 배향되어 맞춤 된다. 이를 위하여, 상기 제2 기판 개구부(8)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)를 향하여 지향된다.
그러나 선택적으로, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 180°만큼 회전되는 형태로 상기 인쇄회로기판(2) 내에 역시 배치될 수도 있다. 도 4에 도시된 실시예에 따라, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 기판 캐비티(6)와 상기 제4 회로기판 캐비티(27)가 함께 상기 음향 안내 채널(21)을 형성하도록 상기 인쇄회로기판(2)에 대해 배향되어 맞춤 된다.
도 4에 도시된 실시예에서 또 다른 차이는 상기 제2 압력 균등화 채널(16b)이 상기 제2 회로기판 캐비티(13)로부터 측면(17b)까지가 아니라, 오히려 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19)까지 연장 형성된다는 것이다. 이를 위하여 상기 제2 압력 균등화 채널(16b)은 제1 섹션(28)과 제2 섹션(29)을 구비한다. 상기 제1 섹션(28)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에 연결된다. 상기 제2 섹션(29)은 끝 단부 상에 상기 균등화 개구부(18b)를 구비한다. 상기 제1 섹션(28)과 제2 섹션(29)은 서로에 대하여 90° 각도로 경사져서 형성된다. 선택적으로, 상기 인쇄회로기판(2)의 상부면(19) 상으로 나오도록 하기 위하여, 상기 압력 균등화 채널(16b)은 대응적으로 만곡 형상으로 설계되는 것도 역시 가능하다.
도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따라, 상기 음향 안내 채널(21)의 상기 음향 유출구(22)는 상기 인쇄회로기판(2)의 측면(17b) 상에 형성될 수도 있다. 이를 위하여, 상기 음향 안내 채널(21) 또는 도 5에 도시된 실시예에서의 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 멤스 라우드스피커(3)에 인접하는 제1 영역(30)과 상기 음향 유출구(22)에 인접하는 제2 영역(31)을 구비한다. 상기 제1 영역(30)과 상기 제2 영역(31)은 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 상측으로 방출되는 음파가 상기 인쇄회로기판(2)의 측면(17b)으로 전달되어 상기 인쇄회로기판(2)의 측면 상의 음향 유출구(22)를 통해 나갈 수 있도록 서로에 대하여 경사져 형성된다.
그러나 여기에서 보여주지 않는 또 다른 실시예에서, 상기 음향 안내 채널(21)은 도 5에 따라 수평하게 연장 형성되는 상기 제2 영역(31)만으로 구성될 수도 있다. 이 경우에 상기 음향 안내 채널(21) 또는 더 구체적으로 Z축에 대해 90° 각도로 연장 형성되는 상기 제2 영역(31)은 상기 멤스 라우드스피커(3)에 바로 인접할 것이다.
추가적인 대안으로, 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 인쇄회로기판(2)과 분리되는 추가 구성품(36) 내에 형성될 수도 있다. 이 때 상기 추가 구성품(36)은 상기 인쇄회로기판(2)에 접합되어 연결된다. 이 경우에 상기 추가 구성품(36)은 상기 인쇄회로기판(2)의 물질과 다른 물질로 구성된다.
이와 같이, 도 5에 따라 상기 에이직(4)과 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 인쇄회로기판(2) 내에 내장되어 장착되고, 상기 인쇄회로기판(2)과 분리되어 형성되는 상기 추가 구성품(36)은 상기 음향 안내 채널(21), 바람직하게는 상기 제1 영역(30)과 제3 영역(31)을 적어도 부분적으로 구성한다(도 5의 실시예에서는 상기 추가 구성품이 상기 음향 안내 채널을 완전히 구성하는 것을 보여준다).
이와 같이, 도 5에서 보여주는 실시예에 따라, 상기 음향 안내 채널(21)과 상기 음향 유출구(22)는 상기 인쇄회로기판(2) 내에 형성될 수 있고, 대안적으로 상기 인쇄회로기판(2)과 분리되어 형성되는 추가 구성품(36) 내에 형성될 수도 있다. 상기 음향 안내 채널(21)은 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 발생된 음파가 상기 음향 안내 채널(21)에 의하여 편향되도록 상기 멤스 라우드스피커(3)의 Z 축에 대해 적어도 부분적으로 일정한 각도로 연장 형성된다. 상기 음향 유출구(22)는 상기 라우드스피커 어레이(1)의 측부, 특히 Z축에 대하여 90°만큼 기울어져 있는 측면(17b) 상에 형성된다.
도 6은 상기 멤스 라우드스피커(3)의 다른 구조를 구비한 라우드스피커 어레이(1)를 보여준다. 이 경우에 상기 멤스 라우드스피커(3)는 복수의 음파-발생 진동판 영역(32)을 가지도록 설계된다. 명확성을 위하여 단지 하나의 진동판 영역에만 부호가 제공된다. 상기 각각의 진동판 영역(32)은 그 자신의 기판 캐비티(6)가 할당된다. 상기 기판 캐비티(6)들은 웹(web, 33)들에 의하여 서로 분리된다. 도 6에서 보여주는 실시예에 따라, 상기 모든 기판 캐비티(6)들은 공통의 제2 회로기판 캐비티(13) 내로 개방된다.
그러나 대안적으로, 상기 제2 회로기판 캐비티(13) 역시, 도 7에서 보여주는 실시예에 따라, 복수의 캐비티 영역(35)을 구비할 수도 있다. 상기 복수의 캐비티 영역(35)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13) 내로 확장 형성되는 격벽(34)들에 의하여 형성된다. 이 경우에 상기 각각의 캐비티 영역(35)은 상기 멤스 라우드스피커(3)의 기판 캐비티(6)와 연통되어 연결된다. 결국, 상기 격벽(34)들은 각각의 대응하는 웹(33)과 동축으로 정렬된다.
도 1에서 보여주는 본 발명의 제1 실시예를 제외하고, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 나머지 모든 실시예에서(도 2 내지 도 7에 도시된 실시예) 상기 인쇄회로기판(2) 내에 전체적으로 내장 장착된다. 도 3 내지 도 7에서 보여주는 변화의 경우에, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 또한 상술한 바와 같이 형상 맞춤 형태로 수용된다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 라우드스피커 어레이 2 : 인쇄회로기판
3 : 멤스 라우드스피커 4 : 에이직(ASIC)
5 : 캐리어 기판 6 : 기판 캐비티
7 : 제1 기판 개구부 8 : 제2 기판 개구부
9 : 진동판 10 : 가장자리 영역
11 : 제1 회로기판 캐비티 12 : 부가의 수동 소자들
13 : 제2 회로기판 캐비티 14 : 개구부
15 : 캐비티 16: 압력 균등화 채널
17 : 측면 18 : 균등화 개구부
19 : 상부면 20 : 보호층
21 : 음향 안내 채널 22 : 음향 유출구
23 : 층 24 : 리세스
25 : 제3 회로기판 캐비티 26 : 돌출부
27 : 제4 회로기판 캐비티 28 : 제1 섹션
29 : 제2 섹션 30 : 제1 영역
31 : 제2 영역 32 : 진동판 영역
33 : 웹(web) 34 : 격벽
35 : 캐비티 영역 36 : 추가 구성품

Claims (13)

  1. 인쇄회로기판(2), 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위하여, Z축을 따라 구부러질 수 있는 진동판(9)을 구비하는 멤스 라우드스피커(3), 상기 멤스 라우드스피커(3)에 인접하고 음향 유출구(22)를 구비하는 음향 안내 채널(21) 및 상기 멤스 라우드스피커(3)에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC, 4)을 포함하여 구성되되,
    상기 인쇄회로기판(2)은 제1 회로기판 캐비티(11)를 구비하고, 상기 에이직(4)은 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 완전히 내장될 수 있도록 상기 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치되고,
    상기 인쇄회로기판(2)은 개구부(14)를 구비하는 제2 회로기판 캐비티(13)를 구비하고, 상기 개구부(14)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 상기 멤스 라우드스피커(3)의 캐비티(15)의 적어도 일부를 형성하도록 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 폐쇄되며,
    상기 음향 안내 채널(21)은 상기 멤스 라우드스피커(3)의 Z축에 대하여 일정한 각도로 연장되고, 상기 음향 유출구(22)는 라우드스피커 어레이(1)의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 음향 안내 채널(21)은 상기 Z축에 대하여 90°만큼 기울어져 형성되고, 상기 Z축은 상기 측면에 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄회로기판(2)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에 인접하고 상기 개구부(14)의 영역에 형성되는 제3 회로기판 캐비티(25)를 구비하고, 상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 멤스 라우드스피커(3)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)가 상기 멤스 라우드스피커(3)를 가장자리 영역(10)에서 형상 맞춤 형태로 감싸는 방식으로 상기 인쇄회로기판(2)에 내장되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 음향 안내 채널(21)은 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 인접하여 형성되고, 상기 인쇄회로기판(2)의 제4 회로기판 캐비티(27)에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제4 회로기판 캐비티(27)의 너비는 깔때기 형상으로, 상기 멤스 라우드스피커(3)에서 상기 음향 유출구(22) 방향으로 가면서 더 커지는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 음향 안내 채널(21)은 상기 멤스 라우드스피커(3)에 인접하는 제1 영역(30)과 상기 음향 유출구(22)에 인접하는 제2 영역(31)으로 구성되고, 상기 제1 영역(30) 및 제2 영역(31)은 서로에 대하여 90°의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 회로기판 캐비티(13)와 상기 제4 회로기판 캐비티(27)는 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 의하여 서로 이격되어 있고, 상기 제3 회로기판 캐비티(25)에 내장되는 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 인쇄회로기판(2)은 서로 연결되는 샌드위치 형태의 복수의 층(23)으로 구성되고, 적어도 하나의 층(23)은 상기 제1 회로기판 캐비티(11)가 적어도 부분적으로 형성되는 제1 리세스(24)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13), 제3 회로기판 캐비티(25) 및 제4 회로기판 캐비티(27)가 적어도 부분적으로 형성되는 제2 리세스(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 회로기판 캐비티(11)와 상기 제2 회로기판 캐비티(13)는 나란하게 또는 차례로 쌓아서 형성되고 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중, 어느 한 항에 있어서,
    인쇄회로기판(2), 가청 파장 대역에 있는 음파를 발생시키기 위한 멤스 라우드스피커(3) 및 상기 멤스 라우드스피커(3)에 전기적으로 연결되는 에이직(ASIC, 4)을 포함하여 구성되되,
    상기 인쇄회로기판(2)은 제1 회로기판 캐비티(11)를 구비하고, 상기 에이직(4)은 상기 인쇄회로기판(2) 내부에 완전히 내장될 수 있도록 상기 제1 회로기판 캐비티(11) 내에 배치되고,
    상기 인쇄회로기판(2)은 개구부(14)를 구비하는 제2 회로기판 캐비티(13)를 구비하고, 상기 개구부(14)는 상기 제2 회로기판 캐비티(13)가 상기 멤스 라우드스피커(3)의 캐비티(15)의 적어도 일부를 형성하도록 상기 멤스 라우드스피커(3)에 의하여 폐쇄되며,
    상기 인쇄회로기판(2)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에서 상기 라우드스피커 어레이의 외부면까지 연장 형성되는 적어도 하나의 압력 균등화 채널(16)을 구비하는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 압력 균등화 채널(16)은 상기 인쇄회로기판(2)의 측면, 하부면 및 상부면 중 적어도 하나에 균등화 개구부(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 압력 균등화 채널(16)은 상기 제2 회로기판 캐비티(13)에 연결되는 제1 섹션(28)과 상기 균등화 개구부(18)에 연결되는 제2 섹션(29)을 포함하여 구성되고, 상기 제1 섹션(28)과 제2 섹션(29)은 서로에 대하여 90°의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 회로기판에 내장된 에이직을 구비한 라우드스피커 어레이.
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