TWI502317B - 器件及其製造方法 - Google Patents

Description

器件及其製造方法

本發明之一實施例大體係關於一種揚聲器驅動器，其磁鐵單元熱耦接至整合有揚聲器驅動器的行動器件之外罩的導熱部分。

當前，並非專用於音訊播放的廣泛範圍之攜帶型消費型電子器件提供日益重要之音訊能力。此等攜帶型消費型電子器件可包括(例如)智慧型手機、膝上型電腦、筆記型電腦、平板電腦及個人數位媒體播放器。此等攜帶型消費型電子器件時常在x-y面積及z高度或厚度兩者上受到約束，使得包括於其中之揚聲器驅動器必須經設計以滿足定大小之約束同時提供足夠音質。

通常，諸如智慧型手機之攜帶型消費型電子器件中的揚聲器驅動器包括完全封閉於被稱作揚聲器箱之塑膠罩中的線圈及磁鐵單元，當然惟聲學輸出埠外。此組態之一缺點為，當正播放音訊時線圈產生熱，且塑膠罩截獲揚聲器驅動器中的所產生之熱。若磁鐵單元超過給定溫度，則磁鐵單元可變得去磁，且此將導致對揚聲器驅動器之端子損害。為了解決此問題，需要習知揚聲器驅動器中之磁鐵單元使用高溫度等級磁鐵。然而，高溫度等級磁鐵不能儲存與較低溫度等級磁鐵一樣多之通量密度，從而使使用此高溫度磁鐵之習知揚聲器在敏感度上不足。

在本發明之一實施例中，揚聲器箱中含有揚聲器驅動器，該揚聲器箱又安裝於消費型電子音訊器件(例如，行動器件)之外罩內。該罩具有一散熱片部分，該散熱片部分由金屬或被認為比揚聲器箱之材料「更導熱」之其他材料製成。可為導熱油脂、黏接劑或膏之導熱組件用以將揚聲器驅動器結合至行動器件罩之散熱片部分。散熱片部分具有耦接至揚聲器驅動器之一面，及曝露至器件之外部的另一面。藉由此配置，可使用從磁鐵單元至該器件之外部產生(created)之冷卻路徑轉移來自揚聲器磁鐵單元之熱。該磁鐵單元可因此使用較低溫度等級磁性材料，此係由於較低溫度等級磁性材料可經由冷卻路徑來有效地冷卻。

在一實施例中，揚聲器驅動器及揚聲器箱形成側燒揚聲器(side-firing speaker)或側通揚聲器(side-ported speaker)。揚聲器驅動器包括一振動膜、耦接至該振動膜之一音圈及一軛(亦稱為籃或底板)。該軛之背面的一部分經由揚聲器箱中之一開口而被曝露，且經由熱組件耦接至器件罩之導熱部分(例如，散熱片部分)。

另一實施例為一種製造方法，其中具有一磁鐵單元之一揚聲器驅動器首先安裝於一揚聲器箱內，在該揚聲器箱中部分封閉該揚聲器驅動器，從而使驅動器之一部分自揚聲器箱曝露。接著使用熱組件使揚聲器驅動器之經曝露部分結合至消費型電子音訊器件之外罩的導熱部分。

上述概要並不包括本發明之所有態樣之詳盡清單。預料本發明包括可自上文概述的各種態樣以及在以下[實施方 式]中揭示且在與本申請案一起申請之申請專利範圍中特別指出之態樣的所有合適組合來實踐的所有系統、裝置及方法。此等組合可具有在上述概要中並未具體敍述的特定優點。

在隨附圖式之諸圖中藉由實例而非藉由限制來說明本發明之實施例，在該等圖式中，相似參考指示類似元件。應注意，在本發明中對本發明之「一」實施例的引用未必針對同一實施例，且其意謂「至少一個」。

在以下描述中，闡明了眾多特定細節。然而，應理解，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，尚未展示熟知電路、結構及技術以避免使本描述之理解難懂。

圖1說明在大小及厚度上受到約束且通常指定可實施本發明之實施例之揚聲器驅動器的攜帶型消費型電子器件(或「行動器件」)之一個例。如圖1中所展示，行動器件1可為行動電話通信器件或智慧型電話，諸如來自Cupertino,California之Apple Inc.的iPhone^TM 器件。行動器件1亦可為諸如iPad^TM 器件之平板電腦、諸如iPod^TM 器件之個人數位媒體播放器或諸如MacBook Air^TM 器件之筆記型電腦，該等所有者皆來自Cupertino,California之Apple Inc.。器件罩2(亦稱為外罩)封閉器件1之複數個電子組件。舉例而言，器件1可包括諸如以下之電子組件：處理器、含有作業系統及用於由處理器執行之應用程式軟體的 資料儲存器、顯示面板及將音訊信號提供至揚聲器驅動器的音訊編碼解碼器。如圖1中所說明，器件罩2之背面具有散熱片部分4，該散熱片部分4由具有高熱導率之材料(例如，鋁)製成。散熱片部分4之材料被認為比整合於行動器件1中的揚聲器箱之材料「更導熱」。器件罩2具有可位於器件1之底側上的揚聲器埠3(例如，聲學埠)。雖然圖1說明行動器件1，但應理解，本發明之實施例亦可實施於非行動器件中，諸如，精巧型桌上電腦(諸如，來自Cupertino,California之Apple Inc.的iMac^TM )。

圖2展示揚聲器箱及揚聲器驅動器之一實施例之俯視圖。在此實施例中，揚聲器箱5為聲學腔室，其包括揚聲器埠(未圖示)且部分封閉按碟形形成之揚聲器驅動器6。揚聲器箱5由對於精密製造相對價廉之低傳導性或非傳導性材料(例如，塑膠)製成。揚聲器箱5具有一開口，且揚聲器驅動器6之一側自該開口被曝露。藉由僅部分封閉揚聲器驅動器6，在正播放音訊時產生之熱並不截獲至揚聲器驅動器6上。另外，藉由揚聲器驅動器6之一側被曝露，減小了揚聲器箱5之厚度及揚聲器箱5之重量兩者。在一些實施例中，揚聲器箱5及揚聲器驅動器6形成側燒揚聲器或側通揚聲器。因此，聲音在垂直於揚聲器箱5之厚度的方向上傳播，如圖3中所說明，在z方向上量測該厚度。

圖3展示行動器件之一實施例之側視圖。在此實施例中，行動器件1包括罩2之散熱片部分4，及部分封閉揚聲器驅動器6之揚聲器箱5。如圖3中所說明，散熱片部分4具 有使用熱組件11結合至揚聲器驅動器6之一面，及曝露至行動器件1之外部的另一面。熱組件11可為(例如)熱油脂、傳導性黏接劑或傳導性膏。

如圖3中所展示，揚聲器驅動器6包括一振動膜7、耦接至振動膜7之一音圈8、磁鐵單元9及一軛10。亦可包括一頂板以增強音圈8所位於之氣隙中的磁場。振動膜7包括一外端，該外端可附接至揚聲器驅動器6之框架或頂板。振動膜7以聲學方式將揚聲器驅動器6分成前腔(front volume)及後腔(back volume)。當播放音訊時，後腔與振動膜7之一面連通，且振動膜7之另一面將音波引導出揚聲器埠3。參看圖3，由磁性材料(例如，鐵)製成之軛10耦接至磁鐵單元9，該磁鐵單元9包括永久磁鐵。軛10可按使用之任何典型幾何形狀形成。舉例而言，軛10可形成為圓形、矩形或正方形。由於揚聲器驅動器6將用於在厚度上受到約束之行動器件中，因此揚聲器箱5與揚聲器6之組合形成平坦揚聲器，諸如，側燒揚聲器或側通揚聲器。在此類型之揚聲器中，振動膜7及音圈8皆在z方向上移動，且音波在垂直於z方向之方向上傳播。參看圖1，音波經由位於底側上之揚聲器埠3離開行動器件1。

如在圖3中進一步說明，揚聲器箱5部分封閉揚聲器驅動器6，且包括開口，揚聲器驅動器6之一部分經由該開口被曝露。如圖3中所展示，包括於揚聲器驅動器6中之軛10具有經由揚聲器箱5之開口被曝露的一部分。為了播放音訊，將電流施加至揚聲器驅動器6。此使音圈8產生熱，將 熱轉移至音圈8耦接至之磁鐵單元9。可施加至揚聲器箱5之電力的量受磁鐵單元9對熱之復原能力限制。使任何磁鐵過熱將引起對磁鐵之結構或機械損害，且可導致其去磁。為了減少磁鐵單元9上之熱，將磁鐵單元9熱耦接至器件罩2之散熱片部分4。

具體而言，使用熱組件11將軛10之經由揚聲器箱5之開口曝露的部分耦接至散熱片部分4。由於軛10耦接至磁鐵單元9，因此磁鐵單元9上之熱經由罩2之散熱片部分4、軛10及熱組件11被轉移至器件1外部。因此，在磁鐵單元9與器件1外部之間產生了冷卻路徑。另外，將軛10結合至散熱片部分4之熱組件11產生顯著的熱質量，其亦減小磁鐵單元9之溫度。

在此實施例中，由於可減少磁鐵單元9上之熱，因此磁鐵單元9能夠比習知磁鐵單元維持在低的溫度。因此，磁鐵單元9可包括較低溫度等級磁鐵，且與需要在習知磁鐵單元中使用之較高溫度等級磁鐵形成對比，較低溫度等級磁鐵可儲存增加之通量密度，此改良揚聲器驅動器6之總體敏感度。

本發明之以下實施例可描述為一過程，該過程通常被描繪為流程框圖、流程圖、結構圖或方塊圖。雖然流程框圖可將操作描述為順序過程，但操作中之許多者可並行或同時地執行。此外，可重新排列該等操作之次序。當一過程之操作完成時，該過程終止。過程可對應於方法、程序等。

圖4展示製造包括一揚聲器驅動器的行動器件之一實例方法之流程圖，該揚聲器驅動器具有熱耦接至行動器件之罩之導熱部分的一磁鐵單元。方法400開始於在揚聲器罩中部分封閉包括一磁鐵單元之揚聲器驅動器。經部分封閉之揚聲器驅動器具有自揚聲器箱曝露的一部分(區塊401)。揚聲器箱可包括揚聲器驅動器之部分可被曝露所經由的開口。在區塊402處，使用熱組件將部分封閉之揚聲器驅動器的經曝露部分結合至器件之罩的散熱片部分。因此，在揚聲器驅動器與行動器件之罩之外部之間建立冷卻路徑。

雖然已就若干實施例描述了本發明，但一般熟習此項技術者應認識到，本發明並不限於所描述之實施例，而可藉由在附加申請專利範圍之精神及範疇內的修改及變更來實踐。該描述因此將被認為係說明性而非限制性的。存在對以上描述的本發明之不同態樣的眾多其他變化，為了簡潔起見，尚未詳細提供該等變化。因此，其他實施例在申請專利範圍之範疇內。

1‧‧‧行動器件

2‧‧‧器件罩

3‧‧‧揚聲器埠

4‧‧‧散熱片部分

5‧‧‧揚聲器箱

6‧‧‧揚聲器驅動器

7‧‧‧振動膜

8‧‧‧音圏

9‧‧‧磁鐵單元

10‧‧‧軛

11‧‧‧熱組件

400‧‧‧方法

圖1說明在大小及厚度上受到約束且通常指定可實施本發明之實施例之揚聲器驅動器的攜帶型消費型電子器件之一實例。

圖2展示揚聲器箱及揚聲器驅動器之一實施例之俯視圖。

圖3展示消費型電子器件之一實施例之側視圖。

圖4展示製造包括一揚聲器驅動器的行動器件之一實例 方法之流程圖，該揚聲器驅動器具有熱耦接至器件之導熱部分的一磁鐵單元。

400‧‧‧方法

Claims (21)

1. 一種器件，其包含：一外罩，該器件之包括一處理器、含有一作業系統及用於由該處理器執行之應用程式軟體的資料儲存器、一顯示面板及一音訊編碼解碼器的複數個電子組件安裝於該外罩中，該外罩包括具有比該外罩之其他部分一較高熱導率之一散熱片部分，該散熱片部分具有一第一面及一第二面，該第二面曝露至該器件之一外部；一揚聲器驅動器，其包括一磁鐵單元、一振動膜及一音圈，其中該音圈及振動膜耦接以在平行於該器件之一厚度之一方向上移動，其中音波在垂直於該器件之該厚度之一方向上傳播而離開該器件，該揚聲器驅動器由來自該音訊編碼解碼器之一音訊信號驅動；及一熱組件，其將該揚聲器驅動器結合至該散熱片部分之該第一面，其中該揚聲器驅動器及一揚聲器箱形成一側燒揚聲器或一側通揚聲器。
2. 如請求項1之器件，其中該揚聲器驅動器進一步包括封閉該磁鐵單元之一軛。
3. 如請求項1之器件，其中該熱組件為一熱油脂、一傳導性黏接劑及一傳導性膏中之一者。
4. 如請求項1之器件，其中該磁鐵單元熱耦接至該散熱片部分，其中來自該磁鐵單元之熱經使用一冷卻路徑轉移，該冷卻路徑係從該磁鐵單元至該器件之該外部產 生。
5. 如請求項1之器件，其中該磁鐵單元包括一磁鐵。
6. 如請求項1之器件，其中該器件為一行動電話通信器件、一智慧型手機、一個人數位媒體播放器、一平板電腦、一筆記型電腦及一精巧型桌上型電腦中之一者。
7. 一種器件，其包含：一揚聲器箱，其包括一開口；及一揚聲器驅動器，其包括一振動膜、耦接至該振動膜之一音圈、耦接至該音圈之一磁鐵單元及耦接至該磁鐵單元之一軛，其中該音圈及振動膜耦接以在平行於該器件之一厚度之一方向上移動，其中音波在垂直於該器件之該厚度之一方向上傳播而離開該器件，其中該揚聲器箱部分封閉該揚聲器驅動器，其中該軛之一部分經由該揚聲器箱中之該開口曝露，且使用一熱組件耦接至一器件罩之一散熱片部分，該散熱片具有比該揚聲器箱一較高熱導率，其中該揚聲器驅動器及該揚聲器箱形成一側燒揚聲器或一側通揚聲器。
8. 如請求項7之器件，其中該熱組件為一熱油脂、一傳導性黏接劑及一傳導性膏中之一者。
9. 如請求項7之器件，其中該磁鐵單元熱耦接至散熱片部分，其中來自該磁鐵單元之熱經使用一冷卻路徑轉移，該冷卻路徑從該磁鐵單元經由該軛、該熱組件及該散熱片部分至該器件之外部而產生。
10. 如請求項7之器件，其中該磁鐵單元包括一磁鐵。
11. 如請求項7之器件，其中該散熱片部分為一金屬板。
12. 如請求項7之器件，其中該器件為以下各者中之一者：一行動電話通信器件、一智慧型手機、一個人數位媒體播放器、一平板電腦、一筆記型電腦及一精巧型桌上型電腦。
13. 如請求項7之器件，其中該散熱片部分具有一第一面及一第二面，該第一面經使用一熱組件耦接至該軛之該一經曝露部分，該第二面經曝露至該行動器件之外部。
14. 一種製造一器件之方法，其包含：在一揚聲器箱中部分封閉一揚聲器驅動器，該部分封閉之揚聲器驅動器具有自該揚聲器箱曝露的一部分，其中該揚聲器驅動器包括一磁鐵單元、一振動膜及一音圈，其中該音圈及振動膜耦接以在平行於該器件之一厚度之一方向上移動，其中音波在垂直於該器件之該厚度之一方向上傳播而離開該器件；及使用一熱組件將該部分封閉之揚聲器驅動器的該經曝露部分結合至一器件之一罩的一散熱片部分，其中該揚聲器驅動器及該揚聲器箱形成一側燒揚聲器或一側通揚聲器。
15. 如請求項14之方法，其中該熱組件為一熱油脂、一傳導性黏接劑及一傳導性膏中之一者。
16. 如請求項14之方法，其中該磁鐵單元熱耦接至該散熱片部分，其中來自該磁鐵單元之熱經使用一冷卻路徑轉 移，該冷卻路徑係從該磁鐵單元至該器件之一外部產生。
17. 如請求項14之方法，其中該磁鐵單元包括一磁鐵。
18. 如請求項14之方法，其中該器件為一行動電話通信器件、一智慧型手機、一個人數位媒體播放器、一平板電腦、一筆記型電腦及一精巧型桌上型電腦中之一者。
19. 如請求項14之方法，其進一步包含：使用塑膠材料來創造該揚聲器箱且在該揚聲器箱中包括一開口，其中該部分封閉之揚聲器驅動器的該經曝露部分經由該開口曝露。
20. 如請求項19之方法，其中該部分封閉之揚聲器驅動器的該經曝露部分為包括於該揚聲器驅動器中且耦接至該磁鐵單元的一軛之一部分。
21. 如請求項20之方法，其中該散熱片部分由金屬製成，且該軛由一磁性材料製成。