KR20200056413A

KR20200056413A - 경화성 지지층을 포함하는 음향 보호 커버

Info

Publication number: KR20200056413A
Application number: KR1020207010858A
Authority: KR
Inventors: 앤드류 제이 홀리데이
Original assignee: 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2020-05-22
Also published as: CN111133767B; WO2019059896A1; KR102318787B1; DE112017008059B4; US10945061B2; DE112017008059T5; CN111133767A; JP2020534753A; US20200280781A1

Abstract

멤브레인 및 해당 멤브레인에 접합된 적층 조립체를 포함하는 보호 커버 조립체가 개시된다. 멤브레인은 음향 경로에 위치되며, 제1 측면 및 제2 측면을 가지며, 제1 측면은 음향 공동을 향하고, 멤브레인의 제2 측면은 음향 경로의 개구를 향한다. 적층 조립체는 멤브레인의 측면에 접합되고 중합체 접착제로 형성되고 또한 음향 경로를 위한 벽의 적어도 일부를 형성하는 적어도 하나의 경화성 지지층을 포함한다.

Description

경화성 지지층을 포함하는 음향 보호 커버

본 개시는 개괄적으로 멤브레인을 포함하는 음향 보호 커버에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 비제한적으로 멤브레인 및 경화성 지지층을 포함하는 보호 커버 조립체에 관한 것이다.

음향 커버 기술은 환경 조건으로부터 음향 장치의 민감한 구성품을 보호하기 위해 많은 응용 분야 및 환경에서 사용된다. 음향 장치의 다양한 구성품은 외부 환경으로부터의 이물질, 물 또는 기타 오염 물질과 접촉하지 않을 때 가장 잘 작동한다. 특히, 음향 트랜스듀서(예, 마이크로폰, 스피커)는 오염(fouling)에 민감할 수 있다. 이러한 이유로, 때로 음향 장치의 작동부를 음향 커버로 밀폐하는 것이 필요하다.

한정되는 것은 아니지만, 라디오, 텔레비전, 컴퓨터, 태블릿, 카메라, 장난감, 무인 차량, 휴대 전화기 및 다른 마이크로-전자-기계 시스템(MEMS)을 포함하는 현대의 전자 장치는 개구를 통해 외부 환경과 통신하는 내부 트랜스듀서, 예를 들어, 마이크로폰, 링거(ringer), 스피커, 버저, 센서, 가속도계, 자이로스코프 등을 포함한다. 이러한 트랜스듀서 근처에 있는 개구는 음향을 송수신할 수 있게 할뿐만 아니라 전자 장치에 손상을 줄 수 있는 액체, 부스러기 및 입자의 유입 지점을 형성한다. 개구를 통한 액체, 부스러기 및 입자의 유입으로 인한 손상으로부터 트랜스듀서를 포함한 내부 전자 장치를 보호하기 위해 보호 커버 조립체가 개발되고 있다.

팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)과 같은 멤브레인도 역시 보호 커버로서 사용되고 있다. 보호 커버는 음향을 2가지 방식으로 전달할 수 있는 데: 첫 번째는 저항성 보호 커버(resistive protective cover)라고 알려진 커버를 통해 음파를 통과시키는 것에 의한 것이고; 두 번째는 진동 음향 또는 반응성 보호 커버(vibroacoustic, or reactive, protective cover)로 알려진 음파를 발생시키는 진동에 의한 것이다. 수분 침투에 대응하여 음향 보호 조립체에서 멤브레인의 탄성을 증가시키는 것은 조립체가 음향을 적절히 전달하는 능력을 감소시킬 수 있다.

공지된 보호 음향 커버는 비다공성 필름 및 ePTFE와 같은 다공성 멤브레인을 포함한다. 보호 음향 커버는 또한 미국 특허 제6,512,834호 및 제5,828,012호에 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2015-142282호는 방수성 음향-투과성 필름이 제공된 방수성 구성 요소를 개시하고 있다. 방수성 음향-투과성 필름의 적어도 일측의 표면에는 지지층이 부착되어 있다. 지지층은 손실 탄성계수(loss modulus)가 1.0×10⁷ Pa 미만인 지지층 폴리올레핀계 수지 발포체이다.

미국 특허 제6,188,773호는 방수형 마이크로폰을 개시하고 있는 데, 이 마이크로폰은 음향 수신 개구부를 갖는 유닛 수용 챔버, 유닛 수용 챔버에 수용된 마이크로폰 유닛 및 음향 수신 개구부 상에 기밀하게 장착된 방수 멤브레인을 구비한 마이크로폰 케이스를 포함한다.

미국 특허 공개 제2014/0270273호는 MEMS 마이크로폰의 저주파수 응답을 제어 및 조정하기 위한 시스템 및 방법을 개시하고 있다. MEMS 마이크로폰은 멤브레인 및 복수의 통기공을 포함한다. 멤브레인은 멤브레인에 작용하는 음압이 멤브레인의 이동을 유발하도록 구성된다.

미국 특허 공개 제2015/0163572호는 음향 멤브레인 및 적어도 하나의 압력 배출구를 포함하는 스피커 또는 마이크로폰 모듈을 개시하고 있다.

존재하는 지속적인 문제점은 많은 음향 커버 멤브레인이 멤브레인을 변형시키거나 손상시키지 않으면서 설치하기 어렵다는 것이다. 그러나, 음향 보호 조립체에서 멤브레인의 기계적 탄성을 증가시키면 조립체의 적절한 음향 전달 능력을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 음향 장치를 위한 보호 커버 조립체가 개시된다. 보호 커버 조립체는 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 음향 경로 내의 멤브레인을 포함하고, 상기 제1 측면은 음향 공동(acoustic cavity)을 향하고, 상기 멤브레인의 제2 측면은 상기 음향 경로의 개구를 향한다. 상기 멤브레인은 경화성 지지층을 포함하는 적어도 하나의 적층 조립체에 접합되고, 상기 적층 조립체는 상기 경화성 지지층에 의해 상기 멤브레인의 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나에 그 주변부를 따라 접합된다. 상기 경화성 지지층은 열이 가해질 때 경화 및 강화되는 중합체 접착제로 형성되며, 상기 적층 조립체는 상기 음향 경로를 위한 벽의 적어도 일부를 형성한다. 상기 조립체는 음향 장치에 사용되어, 마이크로-전자-기계(MEMS) 마이크로폰, 음향 센서 또는 음향 스피커와 같은 임의의 적절한 음향 감지 음향 장치를 보호할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 보호 커버 조립체는 페놀 수지, 에폭시 수지, 요소 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지 또는 폴리에스테르 수지로 구성된 열경화성 접착제이다. 상기 적층 조립체는 상기 경화성 지지층에 인접한 접착제 층을 포함할 수 있으며, 상기 경화성 지지층은 상기 접착제 층보다 더 강성이 크다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 경화성 지지층의 강성도는 8,000 그램중(gf) 이상의 전단 강성도(shear stiffness)로 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 경화성 지지층의 전단 강성도는 12,900 그램중(gf) 이상 또는 13,000 gf 이상일 수 있다. 보호 커버 조립체는 추가로 음향 공동용 벽의 적어도 일부를, 바람직하게는 음향 공동을 둘러싸는 링 형상을 형성할 수 있다.

보호 커버 조립체는 상기 멤브레인과는 반대편에서 상기 경화성 지지층에 접합된 접착제 층, 또는 복수의 경화성 지지층을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 보호 커버 조립체의 외부층은 상기 멤브레인의 제2 측면에 그 주변부를 따라 결합된 제2 경화성 지지층을 포함할 수 있고, 상기 제2 경화성 지지층에 인접하게 접착제 층이 추가될 수 있으며, 상기 경화성 지지층은 열경화성 중합체이다. 전술한 바와 같은 보호 커버 조립체의 멤브레인은 미세 다공성이거나, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 플루오로 중합체, 폴리우레탄 또는 실리콘(silicone) 중 적어도 일종으로 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 멤브레인은 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE); 팽창 폴리에틸렌 또는 팽창 폴리프로필렌과 같은 팽창 올레핀; 폴리비닐리덴 플루오라이드("PVDF"), 테트라 플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체("FEP") 또는 테트라플루오로에틸렌-(퍼플루오로알킬) 비닐 에테르 공중합체("PFA")와 같은 플루오로 중합체; 다양한 폴리 에스테르, 예컨대, 폴리에틸렌("PE"), 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 이축-배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트("BoPET")로 형성된 필름; 폴리프로필렌("PP") 및 이축-배향된 폴리프로필렌("BOPP"); 실리콘 재료, 예컨대, 에틸렌-프로필렌-디엔-단량체("EPDM"); 및 이들의 임의의 것의 적절한 복합물 중 적어도 일종으로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같은 보호 커버 조립체는 조립체가 10N의 압축력을 받을 때 4 kHz에서 1 dB 이하의 삽입 손실 피크를 가질 수 있다. 더 바람직하게, 보호 커버 조립체는 조립체가 15N의 압축력을 받을 때 4 kHz에서 1 dB 이하의 삽입 손실 피크를 가질 수 있다. 보호 커버 조립체의 실시예는 또한 8.0 kg보다 큰 전단력을 받을 때 0.5 mm 스트레인으로 가역적으로 변형될 수 있는 경화성 지지층을 채용할 수 있다.

본 명세서에 기술된 보호 커버 조립체의 실시예는 또한 내크리프성을 가질 수 있다. 예를 들어, 보호 커버 조립체의 적어도 하나의 실시예는 상기 경화성 지지층이 적어도 10분 동안 2.5 kgf의 전단력을 받을 때 90 미크론 미만(또는 90 미크론), 바람직하게는 23 미크론 이하, 더 바람직하게는 11 미크론 이하만큼 변형되도록 내크리프성을 가지는 지지층을 포함할 수 있다.

본 발명은 첨부된 비제한적인 도면을 참조로 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 보호 커버 조립체를 구비한 전자 장치의 정면도를 예시한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 도 1의 보호 커버 조립체의 상면도를 예시한다.
도 3은 도 1의 전자 장치에 조립된, A-A 라인을 따라 취한 도 1-2의 보호 커버 조립체의 단면도를 예시한다.
도 4는 제거 가능한 층과 함께 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 보호 커버 조립체의 제1 예를 예시한 측단면도이다.
도 5는 제거 가능한 층과 함께 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 보호 커버 조립체의 제2 예를 예시한 측단면도이다.
도 6은 다양한 압축력 하에서 음향 보호 커버의 실시예에 대한 삽입 손실(즉, 비차단 상태의 마이크로폰과 비교한 음압 레벨의 차이)을 나타내는 그래프이다.
도 7은 전단 하중 하에서 음향 보호 커버의 다양한 실시예에 대한 경화성 층의 삽입 손실 및 내크리프성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 전단 하중 하에서 음향 보호 커버를 위한 경화성 층의 다양한 실시예에 대한 삽입 손실 및 전단 강성도를 그래픽으로 나타낸 차트이다.

본 명세서에 기술된 다양한 실시예는 다공성 멤브레인에 접합된 경화성 지지층을 포함하는 적층 조립체를 갖는 다공성 멤브레인을 포함하는 전자 장치용 보호 커버 조립체에 관한 것이다. 일 실시예에서, 경화성 지지층은 음향 멤브레인을 통과하는 음향 경로의 벽의 적어도 일부를 형성하는 중합체 접착제이다.

다공성 멤브레인

여기에 기술된 다공성 팽창 멤브레인은 팽창 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)과 같은 팽창 플루오로 중합체, 또는 팽창 폴리에틸렌 또는 팽창 폴리프로필렌과 같은 팽창 올레핀일 수 있다. 다른 풀루오로 중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드("PVDF"), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체("FEP") 테트라플루오로에틸렌-(퍼플루오로알킬) 비닐 에테르 공중합체("PFA") 등을 포함할 수 있고, 이러한 풀루오로 중합체는 ePTFE와 유사하게 소수성, 화학적 불활성, 내열성 및 우수한 가공 특성을 가지기 때문에 사용될 수 있다. 다른 적절한 음향 재료는 다양한 폴리 에스테르, 예컨대, 폴리에틸렌("PE"), 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 저밀도 폴리에틸렌("LDPE"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트("PET"), 이축-배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트("BoPET")로 형성된 필름; 폴리프로필렌("PP") 및 이축-배향된 폴리프로필렌("BOPP"); 실리콘 재료, 예컨대, 에틸렌-프로필렌-디엔-단량체("EPDM"); 및 이들의 임의의 것의 적절한 복합물로 형성될 수 있다. 필요한 보호 기능을 제공하기 위해, 다공성 팽창 멤브레인은 수분 및 다른 액체에 대한 저항성을 가져야 한다. 일 실시예에서, 다공성 팽창 멤브레인은 소수성이지만, 코팅 또는 층을 첨가함으로써 친수성일 수 있다. 동시에, 다공성 팽창 멤브레인은 상당한 음향 감쇠없이 공기가 통과할 수 있게 한다. 일 실시예에서, ePTFE 멤브레인은 그 전체 내용 및 개시가 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 공개 제2007/0012624호 및 제2013/0183515호에 개시되어 있다.

경량 특성과 함께, 다공성 멤브레인은 또한 얇을 수 있다. 이는 멤브레인이 작은 프로파일을 가지는 전자 장치에 사용될 수 있게 한다. 일 실시예에서, 다공성 멤브레인은 제1 표면과는 반대쪽 표면, 즉 제2 표면까지 측정된 두께가 20 미크론 이하, 예를 들어, 10 미크론 이하, 5 미크론 이하, 2 미크론 이하, 1 미크론 이하이다. 얇은 멤브레인은 우수한 음향 성능에 기여한다.

얇고 가벼운 특성 이외에도, 멤브레인은 또한 물의 침입을 방지하면서 음향의 전달에 적절한 특성을 가진다. 멤브레인은 광범위한 기공 크기를 가질 수 있는 매우 개방된 구조를 가질 수 있다. 이러한 멤브레인의 공칭 기공 크기는 0.05-5 ㎛, 예컨대, 0.05-1 ㎛의 범위일 수 있다. 기공 부피는 20-99%, 예컨대, 바람직하게는 50-95%의 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 멤브레인은 50% 이상의 기공이 5 ㎛ 이하의 공칭 직경인 적어도 50%의 다공성(즉, 기공 부피가 ≤ 50%)을 가지는 연속 시트 재료인 미세 다공성 멤브레인일 수 있다. 공기 투과도는 0.15-50 걸리-초(Gurley-seconds), 예를 들어 1-10 걸리 초 범위일 수 있다. 물 유입 압력 저항은 5-200 psi, 예를 들어 20-150 psi의 범위일 수 있다. 이들 멤브레인의 장시간 물 유입 압력은 1 미터 수압에서 0.5시간 초과, 예를 들어 1 미터 수압에서 4시간 초과의 지속 시간을 가질 수 있다.

경화성 지지층

적어도 하나의 실시예에 따르면, 음향 보호 커버는 다공성 멤브레인의 일면에 접합된 경화성 지지층을 포함한다. 일부 실시예에서, 2개의 경화성 지지층이 다공성 멤브레인의 양측면에 접합될 수 있다. 경화성 지지층(들)은 예를 들어 해당 층을 응력 하에서 그 형상을 유지할 수 있는 경화성 지지층으로 경화시키는 열처리 단계 이전에 경화성 지지층 전구체로서 멤브레인에 접합될 수 있는 열경화성 중합체와 같은 경화성 중합체 층 또는 경화성 중합체 접착제일 수 있다. 경화성 지지층은 200 ℃까지의 온도에서 경화되며, 이 온도는 멤브레인의 융점 미만이다. 특정 실시예에서, 경화성 지지층은 170 ℃까지의 온도, 또는 130 ℃까지의 온도, 또는 110 ℃까지의 온도에서 경화된다. 일단 경화되면, 경화성 지지층은 압축 및 전단시 변형에 대해 접합된 멤브레인을 지지할 수 있다.

적절한 경화성 지지층은 한정되는 것은 아니지만, 중합체 접착제, 구체적으로 열경화성 접착제를 포함한다. 적절한 경화성 접착제는 다음과 같은 부류의 접착제, 예컨대, 니트릴 페놀, 에폭시, 중합체, 아크릴, 실리콘, 폴리우레탄, 또는 아크릴/실리콘/에폭시와 같은 조합을 포함할 수 있다. 일부 특정 경화성 중합체는: 3M, Inc.에서 공급하는 니트릴 페놀 접착제 583, Rogers Corporation, Inc.에서 공급하는 에폭시 접착제 3232, HB Fuller, Inc.에서 공급하는 에폭시 접착제 RFA 7001, HB Fuller, Inc.에서 공급하는 중합체 접착제 RFA 1005, Avery Dennison, Inc.에서 공급하는 접착제 TS8905, Lintec, Inc.에서 공급하는 아크릴/실리콘/에폭시 접착제 LC2824, HB Fuller, Inc.에서 공급하는 폴리우레탄 접착제 EM9002, Adhesives Research, Inc.에서 공급하는 접착제 7970-39 및 Tesa, Inc.에서 공급하는 니트릴 페놀 접착제 58480, 58471 및 58470을 포함한다.

음향 보호 커버 어셈블리

적어도 하나의 실시예에 따르면, 음향 보호 커버는 임의의 적절한 멤브레인 및 경화성 지지층의 조립체를 포함한다. 보호 커버 조립체의 멤브레인은 음향 에너지가 최소로 감쇠되는 상태로 통과하는 것을 허용하는 반면, 보호 커버 조립체의 경화성 지지층(들)은 보호 커버 조립체의 설치 중에 또는 보호 커버 조립체가 장치 내에 압축 또는 전단 상태로 배치될 때 멤브레인의 변형을 방지한다. 보호 커버 조립체는 보호 커버 조립체를 장치에 고정시키기 위한 하나 이상의 경화성 지지층 및/또는 추가의 접착제 층의 다양한 특정 적층 배열을 포함할 수 있다. 설치 전에, 보호 커버 조립체는 접착제를 보존하고 멤브레인을 보호하기 위해 제거 가능한 필름으로 준비될 수 있다.

특히, 본 명세서에 기술된 바와 같은 음향 보호 커버 조립체의 실시예는 1.6×3.3 mm의 접착 면적에 걸쳐 적어도 10N의 선형 압축, 바람직하게는 적어도 15N의 선형 압축을 견딜 수 있으면서 최소한의 감쇠로 음향 에너지를 통과시킬 수 있다. 경화성 지지층(또는 2층 조립체의 층들)의 상대 강성도는 멤브레인을 지지함으로써, 음향 보호 커버 조립체가 설치되어 압축력을 받을 때 멤브레인의 장력이 변하는 것을 방지한다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 음향 보호 커버 조립체의 실시예는 또한 압축 응력을 견딜 수 있는 것과 동일한 이유로 전단 응력에 대해 대체로 저항성을 가짐으로써, 경화된 접착제가 없는 통상적인 멤브레인에 비해 증가된 전단 강성도와 일정한 전단 응력을 받을 때 증가된 내크리프성을 모두 나타낸다.

도 1은 작은 개구(12)를 갖는 휴대 전화기로 나타낸 전자 장치(10)의 외부 정면도를 예시한다. 개구는 좁은 슬롯 또는 원형 개구일 수 있다. 하나의 개구(12)가 예시되어 있지만, 전자 장치(10)의 개구의 수, 크기 및 형상은 다양할 수 있음을 이해해야 한다. 일 실시예에서, 개구(12)의 최대 직경은 0.1 mm 내지 500 mm, 예를 들어 0.3 mm 내지 25 mm, 또는 0.5 mm 내지 13 mm이다. 보호 커버 조립체(100)는 전자 장치(10) 내로 수분, 부스러기 또는 다른 입자의 침입을 방지하기 위해 개구(12)를 덮는 것으로 예시되어 있다. 보호 조립체 커버(100)는 임의의 크기의 개구에 적절하고 특별히 제한되지 않는다. 본 명세서에 개시된 구조는 랩탑 컴퓨터, 태블릿, 카메라, 휴대용 마이크로폰 등과 같은 임의의 비교 가능한 전자 장치의 보호 커버에서의 음향 통과를 위한 개구에 동일하게 적용될 수 있다. 보호 커버 조립체(100)가 장착될 수 있게 하기 위해, 보호 커버 조립체의 크기는 개구(12)의 최대 직경보다 크다.

보호 커버 조립체(100)는 도 2에 보다 상세하게 예시되어 있다. 예시된 바와 같이, 보호 커버 조립체(100)는 지지 영역(102)에 의해 둘러싸인 활성 영역(104)을 포함한다. 활성 영역(104)은 멤브레인만을 포함하고, 음향이 쉽게 통과할 수 있게 한다. 지지 영역(102)은 보호 커버 조립체(100)를 전자 장치(10)와 연결하기 위해 외부 접착제 층 사이에 개재된 멤브레인과, 조립체에 기계적 지지를 제공하기 위해 멤브레인과 접착제 층 사이에서 멤브레인에 접합된 적어도 하나의 경화성 지지층을 포함한다.

도 3은 전자 장치(10)의 케이싱(310)에 삽입된 적층 조립체(320)를 포함하는 보호 커버 조립체(100)의 예시적인 조립체(300)의 단면도를 예시한다. 케이싱(310)의 개구(316)는 개구(12)(도 1)에 대응하고 음향 경로(308)를 형성하며, 이 음향 경로를 가로질러, 보호 커버 조립체(100)가 배치되어 케이싱(310)의 내부 환경(312)으로부터 외부 환경(314)을 분리시킨다. 케이싱(310)은 모바일 장치, 휴대 전화기, 태블릿 등을 위한 회로 기판 등의 전자 요소(302) 주위에 배치되어 이를 보호하도록 구성된 것으로, 물 또는 이물질이 내부 환경(312)으로 유입되는 것을 방지하고 특히 트랜스듀서(304)를 보호하기 위해 배치된 적층 조립체(320)를 갖는다. 트랜스듀서(304)는 음향을 발생시키거나 수용하기 위해 개구(12) 내의 활성 영역(104) 아래에 위치된다.

적층 조립체(320)는 멤브레인(322), 경화성 지지층(324) 및 2개의 외부 접착층(326, 328)을 포함한다. 일 실시예에서, 적층 조립체(320)는 멤브레인(322)에 직접 접합된 단일 지지층(324)과 조립되고, 외부 접착층(326, 328)은 각각 경화성 지지층과 멤브레인에 각각 접합된다. 외부 접착층(326, 328)은 외부 환경(314)으로부터 내부 환경(312)으로 물의 침투를 방지하면서 적층 조립체(320)를 내부 전자 요소(302) 및 케이싱(310)과 연결한다. 일반적으로, 적층 조립체(320)의 층수 및 공통 두께는 음향 보호 커버 조립체가 배치된 전자 장치를 소형화하기 위해 최소화되지만, 내부 전자 요소(302)의 형상 및 케이싱(310)의 크기에 따라, 외부 접착층(326, 328)과 내부 회로 및 케이싱 중 하나 또는 양자 모두 사이에 개스킷 층 등과 같은 추가의 층이 제공될 수 있다. 외부 접착층(326, 328)은 일반적으로 투수성이 아니며, 추가로 소수성일 수 있다.

음파가 음향 경로(308)를 따라 음향 공동(306)를 통해 트랜스듀서(304)와 외부 환경(314) 사이의 멤브레인(322)을 통과할 수 있다. 음향 경로(308)는 대체로 케이싱(310)의 개구(316)에 의해 형성된다. 개구(316)는 대체로 멤브레인(322)의 비차단 부분과 대략 동일한 크기이지만, 경화성 지지층(324) 및 외부 접착층(326, 328)은 개구(316)보다 더 큰 내부 공극을 획정할 수 있다.

음향 경로(308)는 통기를 역시 제공할 수 있다. 통기는 음향 공동(306)과 외부 환경(314) 사이의 압력 평형을 제공할 수 있다. 통기는 음향 공동(306)과 외부 환경(314) 사이에 압력 차이가 발생하여 적층 조립체(320)의 음파 통과 능력에 영향을 줄 때 유용하다. 예를 들어, 음향 공동(306)의 온도 변화는 음향 공동 내에서 공기의 팽창 또는 수축을 야기할 수 있으며, 이는 적층 조립체(320)를 변형시키고 음향 왜곡을 유발하는 경향이 있다. 멤브레인(322)에 다공성 또는 미세 다공성 재료를 제공함으로써, 적층 조립체(320)는 압력을 균일화하기 위해 공기를 통과시킬 수 있다. 보호 커버 조립체의 평형 속도는 이러한 왜곡을 실질적으로 방지하거나 완화시키기 위해 통기를 통해 공기가 음향 공동을 출입할 수 있도록 높을 수 있다. 특히, 이 통기성은 설치 중 또는 사용 중에 변형되거나 손상되기 쉬울 수 있는 얇은 멤브레인과 상관된다. 멤브레인(322)에 접합된 경화성 지지층(324)을 제공함으로써, 적층 조립체(320)는 설치 중 또는 사용 중에 멤브레인의 파열(tearing), 박리 또는 변형의 경우를 상당히 감소시킬 수 있다.

일 실시예에서, 적층 조립체(320)의 총 두께는 50 ㎛ 내지 1000 ㎛, 예를 들어 120 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다. 한정하고자 하는 것은 아니지만, 일부 예시적인 응용에서, 보호 커버 조립체는 예를 들어, 100 ㎛ 내지 1000 ㎛ 정도의 비교적 작은 두께를 갖는 MEMS 트랜스듀서와 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 보호 커버 조립체(100)를 포함하는 전자 장치는 0.2 내지 1.2 mm와 같이 매우 얇을 수 있으며, 이는 휴대용 전자 장치와 같은 많은 소형 폼 팩터(form factor) 응용에 포함하기에 적절하다.

도 4-5에 예시된 제거 가능한 보호층과 함께 보호 커버 조립체의 다른 예가 전자 장치에 설치하기 전에 도 1 및 2에 예시되어 있다. 예를 들어, 도 4는 2개의 릴리스 라이너(402, 404) 사이의 적층 조립체(320)(도 3)의 조립체(400)를 예시한다. 실제, 적층 조립체(320)는 제1 릴리스 라이너(404)를 제거하고 그 내부에 보호 커버 조립체를 설치한 다음, 전자 장치 내에 보호 커버 조립체를 밀폐하기 전에 제2 릴리스 라이너(402)를 제거하는 것에 의해 전자 장치(예, 도 1의 장치(10))와 조립될 수 있다. 일반적으로, 적층 조립체(320)는 경화성 지지층(324)이 "하향"으로 위치되어, 즉 전자 장치의 트랜스듀서를 향하고 음향 공동(예, 도 3의 음향 공동(306))의 벽의 일부를 형성하는 것에 의해 전자 장치와 조립될 것이다. 그러나, 일부 대안적인 실시예에서, 경화성 지지층은 반대 방향을 향할 수 있다.

도 5는 제거 가능한 보호층과 함께 적어도 하나의 실시예에 따른 보호 커버 조립체(520)의 유사한 조립체(500)를 예시한다. 보호 커버 조립체(520)는 멤브레인(522) 및 멤브레인의 양측면에 접합된 2개의 경화성 지지층(524, 530)을 포함한다. 외부 접착층(526, 528)이 멤브레인(522)의 양측면 위와 릴리스 라이너(504, 502) 사이에서 경화성 지지층(524, 530)에 접합된다. 사용 중, 보호 커버 조립체(520)는 적층 조립체(320)(도 3-4)와 동일한 방식으로 전자 장치(예, 도 1의 전자 장치(10))와 조립될 수 있다.

방법 및 예

강성도 및 크리프 테스팅을 위한 샘플 준비

각각의 샘플을 2개의 테스트 플레이트에 부착시켜 강성도 시험을 수행하였다. 샘플을 제1 테스트 플레이트와 연결하기 위해 0.016 인치 두께의 알루미늄 플레이트를 핫 플레이트 상에서 가열하였다. 핫 플레이트의 설정은 접착제 데이터 시트의 처리 권장 사항에 따라 상온으로부터 약 200 ℃까지 달리하였다. 예를 들어, H.B. Fuller, Inc.에 의해 제공된 Flexel^TM EM9002 접착제의 접합을 위해 핫 플레이트를 약 100 ℃로 설정하였다. 1평방 인치의 접착제 샘플을 핫 플레이트 위에 있는 상태에서 핸드 롤러로 알루미늄 판에 고정시켰다. 이어서 접착제가 마련된 릴리스 라이너를 제거하고, 대응하는 알루미늄 플레이트를 핸드 롤러로 접착제의 반대편에 고정시켰다.

일단 알루미늄 플레이트가 접착제에 의해 함께 고정되면, 그 조립체를 오븐 내에 배치하였다. 한편, 경화 공정을 위한 시간 및 온도는 데이터 시트에 제공된 권장 사항에 따라 조정하였다. 예를 들어, Flexel^TM EM9002 샘플의 경우, 오븐을 110 ℃로 설정하고 샘플을 오븐에서 최소 1.5분 동안 경화하였다.

내크리프 시험

Stable Micro Systems, Inc.의 TA.XTplus Texture 분석기를 사용하여 내크리프성을 측정하였다. 10분에 걸쳐 스트레인(strain)을 기록하하면서 2.5 kgf의 일정한 전단 응력을 인가하였다. 시험의 최종 100초에 대해 측정된 평균 스트레인을 이용하여 접착제의 크리프 성능을 비교하였다.

전단 강성도 시험

전단 강성도는 Stable Micro Systems, Inc.의 TA.XTplusTexture 분석기를 사용하여 측정하였다. 얻어지는 전단력을 측정하면서 샘플을 0.01 mm/s의 속도로 변형시켰다. 샘플을 비교하기 위해, 0.5 mm 스트레인에 의해 생성된 힘을 기록하였다.

압축 시험으로 인한 삽입 손실의 변화

각각 1.6 mm의 내경(ID)과 3.3 mm의 외경을 가지는 원형 음향 커버를 각각의 시험 접착제 유형(표 1 참조)으로부터 형성하였다. '1층’구조는 한쪽 면에서는 감압 접착제(PSA)(모든 PSA 층은 Nitto Denko 5065R)의 접착 링에 의해 다른쪽 면에서는 PSA와 함께 적층된 시험 접착제로 구성된 링으로 지지하였다. 시험 접착제는 음향 멤브레인에 인접하게 장착하였다. 모든 샘플에 사용된 음향 멤브레인은 W.L Gore & Associate에서 입수 가능한 미세 다공성 ePTFE 멤브레인으로서, 적절한 보호, 음향 및 구조적 특성을 가지는 미세 다공성 ePTFE 멤브레인, 예컨대, 1-20 ㎛ 정도의 두께 및 1 kHz에서 1.5 dB 미만의 음향 전달 손실을 가지는 미세 다공성 ePTFE 였다. '2층’구조는 PSA와 함께 적층된 시험 접착제로 구성된 접착링에 의해 양면에서 지지하였고, 그 시험 접착제를 음향 멤브레인에 인접하게 하였다. 외부를 향한 PSA 층은 샘플을 실온에서 시험 설비에 임시로 장착할 수 있도록 설계되었다. 비교를 위해, PSA 접착링에 의해 멤브레인의 양면에 지지된 샘플을 형성하였다.

시험 접착제로 샘플을 형성하기 위해, 우선 ID 피처(feature)를 PSA에 적층된 시험 접착제 층을 관통해 절개하였다. 이어서, 시험 접착제를 음향 멤브레인에 점착시키기 위해 가열된 프레스를 사용하여 음향 멤브레인을 시험 접착제에 적층시켰다. 이어서, ID 피처를 제2 접착제 층을 관통해 절개하였다. '1층' 구조의 경우, 제2 접착제 층은 PSA였다. '2층' 구조의 경우, 제2 접착제 층은 동일한 시험 접착제와 PSA로 구성되었고, 추가적인 가열 가압 단계를 수행하여 제2 시험 접착제 층을 음향 멤브레인에 고정시켰다.

샘플을 1.3 mm의 개구 크기를 갖는 제1 고정 플레이트에 장착하였다. 이어서, 제1 고정 플레이트를 제2 고정 플레이트에 장착하여, 이들 고정 플레이트들 사이에 샘플이 접합되도록 하였다. 제2 고정 플레이트는 샘플의 제1 개구 및 중심과 정렬된 0.9 mm 개구를 가진 것이다. 제2 개구 뒤에는 Knowles® SPA2410LF5H 측정 마이크로폰(미국 일리노이주 이타스카 소재의 Knowles Electronics, LLC. 제품)을 납땜 방식으로 조립하였다. 스프링을 포함하는 추가 고정구에 의해 제1 고정 플레이트를 제2 고정 플레이트 측으로 잡아당겨 압축력을 제공하였다. 나비 나사(thumb screw)와 TE Connectivity Corporation에서 구입할 수 있는 FC22 하중 센서를 사용하여 샘플에 작용하는 2개의 고정 플레이트 사이의 힘을 제어할 수 있게 하였다.

이러한 고정 조립체는 B & K 타입 4232 무반향 시험 상자(덴마크 네럼에 소재한 Bruel & Kjaer사 제품) 내에서 내부 드라이버 또는 스피커로부터 6.5 cm의 거리에 배치되었다. 이 거리는 고정 조립체를 베이스 플레이트에 로킹핀으로 설치하는 것으로 유지하였다. 스피커는 100 Hz-11.8 kHz의 주파수 범위에서 0.5 Pa의 음압(88dB SPL)의 외부 자극을 생성하도록 여기시켰다(excited). 측정 마이크로폰은 주파수 범위에 걸쳐 음압 레벨(dB)로 음향 응답을 측정하였다. 시험을 보정하기 위해, 음향 멤브레인이 없는 접착링의 샘플로 측정을 수행하였다.

초기 설치시, PSA 층이 양측의 고정 플레이트에 대해 완전히 밀봉되도록 나비 나사를 사용하여 15초 동안 5N으로 힘을 설정하였다. 15초 후에, 힘을 2N으로 감소시켰다. 접착제의 움직임이 가라앉도록 압축력 설정과 스피커 여기의 개시 사이에 1분의 지연을 두었다. 그런 다음, 동일한 샘플을 5N, 10N 및 15N의 압축 설정으로 시험하였다.

전술한 바와 같이 다양한 보호 커버 조립체를 제조하여 시험하였다. 구체적인 재료, 그 파라미터 및 그들의 성능 특성은 표 1과 표 2는 물론 그 다음의 설명에 제시된 바와 같이 아래에 요약된다. 1층 구조는 도 3 및 도 4에 예시된 조립체를 지칭하고, 2층 구조는 상기 도 5에 예시된 조립체를 지칭한다. 각 샘플을 형성하는 데 사용되는 방법은 아래에 설명된다.

실험 결과

88dB의 보정된 시작 음압을 기초로 압축으로 인한 음향 손실에 대해 샘플을 시험하였고 다양한 주파수 및 압축 상태에 걸쳐 시험을 수행하였다. 일반적으로 압축의 영향은 더 높은 주파수에서 가장 많이 나타났다(예 9, Avery Dennison, Inc.로부터 구입할 수 있는 복합 접착제인 Avery Dennison TS8905 참조). 샘플 간의 성능을 비교하기 위해 4 kHz에서의 삽입 손실을 기록하였다. 왜곡을 피하기 위해 전체적인 음향 손실이 최소화되고 음향 손실이 압력 범위에 걸쳐 일정한 것이 중요하다. 따라서, 압축으로 인한 삽입 손실의 변화는 2N 및 15N 압축 수준에서 4 kHz 삽입 손실의 차이로 계산되었다. 예시의 목적으로, 도 6은 예 9의 주파수 대역에 걸친 다양한 하중 레벨에서의 삽입 손실을 그래프로 나타낸 차트(600)이며, 여기서 개별 곡선은 2N(602), 5N(604), 10N(606) 및 15N(608)의 압축에서의 삽입 손실의 변화를 보여준다.

일반적으로, 1층 및 2층 구조의 성능은 내크리프성 및 전단 강성도 측면에서 유사하였다(도 7-8). 예시된 바와 같이, 대부분의 시험된 재료는 4 kHz에서 10N 압축력 하에서 압축으로 인한 삽입 손실(즉, 삽입 손실 피크)에서 작은 변화만을 보였는 데, 전형적으로 1 dB 미만을 나타냈다. 대부분의 시험된 재료는 또한 15N 압축력 하의 압축으로 인해 4 kHz에서 1 dB 미만의 삽입 손실의 변화를 나타냈다. 또한, 거의 모든 시험된 재료는 2N과 15N 압축력 사이에서 삽입 손실 변화가 1 dB 미만을 나타내면서도 2.5 kgf의 일정한 부과 전단력에서 500-600s에서 0.03 mm 미만의 내크리프성을 나타냈다(도 7). 이들 재료는 또한 0.5 mm의 전단 스트레인이 가해졌을 때 높은 전단 강성도를 나타냈으며, 0.5 mm 이상의 스트레인에서 약 13,000 gf 정도의 값을 나타냈다(도 8). 1층 구조는 가공 용이성, 표면 에너지가 낮은 멤브레인에 대한 부착 용이성 및 저렴한 비용의 장점을 나타낸 반면; 2층 구조는 일반적으로 압축 및 전단 저항 측면에서 더 양호한 기술적 결과를 얻는다.

음향 커버 샘플

비교예

표준 CO₂ 레이저를 사용하여 Nitto Denko에서 구입할 수 있는 5605R 접착제 층을 관통해 1.6 mm 구멍을 절개하였다. 접착제가 마련된 릴리스 라이너 중 하나를 제거하고, 핸드 롤러로 상온에서 ePTFE 멤브레인 층을 노출된 접착제에 적층시켰다. 이어서, 제2 릴리스 라이너를 제거하고, Flexconn, Inc.에서 제공하는 6.5 mm 실리콘 릴리스 코팅 PET 라이너를 그 자리에 배치하였다. CO₂ 레이저를 사용하여 또 다른 1.6 mm 구멍을 5605R 접착제의 제2 층을 관통해 절개하였다. 접착제가 마련된 릴리스 라이너 중 하나를 제거하고 상온에서 접착제를 멤브레인의 제2 면에 적층하여 2개의 1.6 mm 구멍을 정렬시켰다. 마지막으로, CO₂ 레이저를 사용하여, 음향 커버의 외부 치수를 형성하도록 6.5 mm 실리콘 릴리스 라이너 이외의 모든 층을 관통해 3.3 mm 원을 절개하였다.

예 1

2층 음향 경화성 접착제 샘플을 하기 방법으로 제조하였다: 경화성 지지층으로서 사용하기 위해 3M, Inc.로부터 입수 가능한 583 열접합 필름층을 핸드 롤러를 사용하여 상온에서 외부 접착층으로서 Nitto Denko, Inc.로부터 입수 가능한 5605R 접착제 층에 적층시켰다. CO₂ 레이저로 그 적층체를 관통해 1.6 mm 구멍을 절개하였다. 이어서, 583 필름이 마련된 릴리스 라이너를 제거하고, 상기 기재된 바와 같은 ePTFE 멤브레인 층을 Geo Knight & Co, Inc.로부터 구입할 수 있는 Geo Knight 394 셔틀 프레스를 사용하여 583 경화성 접착제 층에 적층시키고 10초간 40 psi 및 100 ℃로 설정하였다. CO₂ 레이저로 동일한 적층체를 관통해 제2의 1.6mm 구멍을 절개하였다. 583 필름이 마련된 릴리스 라이너를 제거하고, 동일한 설정에서 동일한 셔틀 프레스를 사용하여 2개의 1.6mm 구멍이 정렬되도록 멤브레인의 제2 측면에 필름을 적층시켰다. 마지막으로, CO₂ 레이저를 사용하여 음향 커버의 외부 치수를 형성하도록 6.5 mm 실리콘 릴리스 라이너 이외의 모든 층을 관통해 3.3 mm 원을 절개하였으며, 여기서 5605R 접착제가 마련된 릴리스 라이너 중 하나를 상부층으로 하였다. 583 접착제를 경화시키기 위해, 적층 조립체를 Insulectro, Inc.로부터 입수 가능하고 2개의 알루미늄 플레이트 사이에 배치되는 2개의 층의 압력/온도 평형 패드 사이에 배치하였다. 이어서, 적층 조립체를 170 ℃에서 약 2시간 동안 오븐 내에 배치하여 플레이트가 접착제가 경화하는 온도에 이르게 하였다.

예 2

1층 음향 경화성 접착제 샘플을 하기 방법으로 제조하였다: 경화성 접착제 층으로서 사용하기 위해 3M, Inc.로부터 입수 가능한 583 열접합 필름층을 핸드 롤러를 사용하여 상온에서 외부 접착제로서 Nitto Denko, Inc.로부터 입수 가능한 5605R 접착제 층에 적층시켰다. CO₂ 레이저로 그 적층체를 관통해 1.6 mm 구멍을 절개하였다. 이어서, 583 필름이 마련된 릴리스 라이너를 제거하고, 예 1에 제공된 바와 같은 ePTFE 멤브레인을 10초간 40 psi 및 100 ℃로 설정된 Geo Knight 394 셔틀 프레스를 사용하여 경화성 접착제 층에 적층시켰다. 5605R 접착제 층을 관통해 제2의 1.6mm 구멍을 절개하였다. 외부 접착제 층이 마련된 릴리스 라이너를 제거하고, 동일한 설정에서 셔틀 프레스를 사용하여 2개의 1.6mm 구멍이 정렬되도록 멤브레인의 제2 측면에 필름을 적층시켰다. 마지막으로, CO₂ 레이저를 사용하여 음향 커버의 외부 치수를 형성하도록 6.5 mm 실리콘 릴리스 라이너 이외의 모든 층을 관통해 3.3 mm 원을 절개하였으며, 여기서 5605R 접착제가 마련된 릴리스 라이너 중 하나를 상부층으로 하였다. 583 접착제를 경화시키기 위해, 적층 조립체를 Insulectro, Inc.로부터 입수 가능하고 2개의 알루미늄 플레이트 사이에 배치되는 2개의 층의 압력/온도 평형 패드 사이에 배치하였다. 적층 조립체를 170 ℃에서 약 2시간 동안 오븐 내에 배치하여 플레이트가 접착제가 경화하는 온도에 이르게 하였다.

예 3

열경화성 필름이 Rogers Corporation에서 입수 가능한 RXP 3232 Bondply이고 경화 공정을 150 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 4

열경화성 필름이 Rogers Corporation에서 입수 가능한 RXP 3232 Bondply이고 경화 공정을 150 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 5

열경화성 필름이 H.B. Fuller로부터 입수 가능한 Flexel^TM RFA7001이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 6

열경화성 필름이 H.B. Fuller로부터 입수 가능한 Flexel^TM RFA7001이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 7

열경화성 필름이 H.B. Fuller로부터 입수 가능한 Flexel^TM RFA1005이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 8

열경화성 필름이 H.B. Fuller로부터 입수 가능한 Flexel^TM RFA1005이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 9

열경화성 필름이 Avery Dennison으로부터 입수 가능한 TS8905이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다. 또한, TS8905는 경화 단계 후에도 상온에서 여전히 적당히 점착성이 있기 때문에 접착제를 5605R 접착제에 적층하지 않았다.

예 10

열경화성 필름이 Lintec Corporation으로부터 입수 가능한 Adwill LC2850(25)이고 경화 공정을 130 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 11

열경화성 필름이 Lintec Corporation으로부터 입수 가능한 Adwill LC2850(25)이고 경화 공정을 130 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 12

열경화성 필름이 Lintec Corporation으로부터 입수 가능한 Adwill LC2824H(25)이고 경화 공정을 130 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 13

열경화성 필름이 Lintec Corporation으로부터 입수 가능한 Adwill LC2824H(25)이고 경화 공정을 130 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 14

열경화성 필름이 H.B. Fuller로부터 입수 가능한 Flexel^TM EM9002이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 15

열경화성 필름이 H.B. Fuller로부터 입수 가능한 Flexel^TM EM9002이고 경화 공정을 110 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 16

열경화성 필름이 Adhesive Research에서 입수 가능한 ARclad® IS-7970-39이고 경화 공정을 160 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 17

열경화성 필름이 Tesa®로부터 입수 가능한 HAF 58480이고 경화 공정을 100 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 18

열경화성 필름이 Tesa®로부터 입수 가능한 HAF 58480이고 경화 공정을 100 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 19

열경화성 필름이 Tesa®로부터 입수 가능한 HAF 58471이고 경화 공정을 200 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 20

열경화성 필름이 Tesa®로부터 입수 가능한 HAF 58471이고 경화 공정을 200 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 21

열경화성 필름이 Tesa®로부터 입수 가능한 HAF 58470이고 경화 공정을 200 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 1에 따라 2층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

예 22

열경화성 필름이 Tesa®로부터 입수 가능한 HAF 58470이고 경화 공정을 200 ℃에서 수행한 것을 제외하고 예 2에 따라 1층 음향 접착제 샘플을 제조하였다.

본 발명은 명확성 및 이해의 목적으로 상세하게 설명되었다. 그러나, 당업자는 첨부된 청구범위의 범위 내에서 특정 변경 및 변형이 실시될 수 있음을 이해할 것이다.

전술한 설명에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 다양한 실시예의 이해를 제공하기 위해 많은 세부 사항이 설명되었다. 그러나, 특정 실시예들은 이들 세부 사항 중 일부가 없거나 추가의 세부 사항을 가지고 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 분명할 것이다.

일부 실시예를 개시하였지만, 당업자들은 상기 실시예의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 대안적인 구성 및 균등물을 사용할 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 다수의 공지된 공정 및 요소는 설명하지 않았다. 따라서, 상기 설명은 본 발명 또는 청구범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.

값의 범위가 제공되는 경우, 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 그 범위의 상한과 하한 사이의 각각의 중간값은 하한 단위의 최소 부분으로 구체적으로 개시된 것으로 이해된다. 언급된 범위 내의 임의의 언급된 값 또는 언급되지 않은 중간값과 언급된 범위 내의 다른 언급된 값 또는 중간값 사이의 임의의 더 좁은 범위가 포함된다. 이들 더 작은 범위의 상한 및 하한은 해당 범위에 독립적으로 포함되거나 배제될 수 있으며, 이들 한계값 중 어느 하나 또는 모두가 더 작은 범위 내에 포함되거나 어느 것도 포함되지 않은 각각의 범위도 언급된 범위에서 임의의 구체적으로 배제된 한계값에 속하고 본 발명에 포함된다. 언급된 범위가 한계값 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 경우, 포함된 한계값 중 하나 또는 둘 다를 제외한 범위도 포함된다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한 복수의 기준을 포함한다. 또한, 본 명세서 및 하기의 청구범위에서 사용될 때, "포함하다", "함유하다", "구비하다" 등의 표현은 언급된 특징, 정수, 구성 요소 또는 단계의 존재를 특정하는 것으로 의도되지만, 이들 표현은 하나 이상의 다른 특징, 정수, 구성 요소, 단계, 동작 또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다.

Claims

음향 장치용 음향 보호 커버 조립체로서:
음향 경로 내에 배치되고 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 멤브레인으로서, 상기 제1 측면은 음향 공동(acoustic cavity)를 향하고 상기 제2 측면은 음향 경로의 개구를 향하는 것인 멤브레인; 및
상기 멤브레인의 상기 제1 측면 또는 상기 제2 측면 중 하나에 그 주변부를 따라 접합된 경화성 지지층을 포함하는 적어도 하나의 적층 조립체로서, 상기 경화성 지지층은 중합체 접착제를 포함하고, 상기 적층 조립체는 상기 음향 경로를 위한 벽의 적어도 일부를 형성하고, 상기 경화성 지지층은 0.5 mm의 스트레인에서 적어도 8,000 gf의 전단 강성도(shear stiffness)를 갖는 것인 적어도 하나의 적층 조립체
를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항에 있어서, 상기 중합체 접착제는 페놀 수지, 에폭시 수지, 요소 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지 또는 폴리에스테르 수지를 포함하는 열경화성 접착제인 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적층 조립체는 상기 경화성 지지층에 인접한 접착제 층을 포함하고, 상기 경화성 지지층은 상기 접착제 층보다 강성이 큰 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 지지층은 0.5 mm의 스트레인에서 12,900 gf 이상, 바람직하게는 13,000 gf 이상의 강성도를 갖는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 조립체는 상기 음향 공동을 위한 벽의 적어도 일부, 바람직하게는 상기 음향 공동을 둘러싸는 링 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 조립체는 상기 멤브레인과는 반대편에서 상기 경화성 지지층에 접합된 접착제 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 지지층은 상기 멤브레인의 상기 제1 측면에 접합된 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제7항에 있어서, 상기 경화성 지지층은 제1 경화성 지지층이며, 상기 제1 경화성 지지층과는 반대편에서 상기 멤브레인의 상기 제2 측면에 그 주변부를 따라 접합된 제2 경화성 지지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제8항에 있어서, 상기 제2 경화성 지지층에 인접한 제2 접착제 층을 더 포함하고, 상기 경화성 지지층은 열경화성 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인은 미세 다공성이고, 바람직하게는 상기 멤브레인은 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 플루오로 중합체, 폴리우레탄 또는 실리콘(silicone) 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조립체는 해당 조립체가 10N의 압축력을 받을 때 4 kHz에서 1 dB 이하의 삽입 손실 피크를 가지는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조립체는 해당 조립체가 15N의 압축력을 받을 때 4 kHz에서 1 dB 이하의 삽입 손실 피크를 가지는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 지지층은 8.0 kgf보다 큰 전단력을 받을 때 0.5 mm 스트레인으로 가역적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 지지층은 적어도 10분 동안 2.5 kgf의 전단력을 받을 때 90 미크론 이하, 바람직하게는 23 미크론 이하, 더 바람직하게는 11 미크론 이하로 변형되도록 내크리프성을 가지는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음향 장치는 마이크로-전자-기계(MEMS) 마이크로폰, 트랜스듀서, 음향 센서 또는 음향 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 보호 커버 조립체.