TWI580283B - 具有線性振動結構的微型揚聲器及其製造方法 - Google Patents

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    • H04R9/00Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02Details

Description

具有線性振動結構的微型揚聲器及其製造方法
本發明係關於一種透過軟性電路板(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)來連接聲音線圈的微型揚聲器,尤指一種透過在軸向上的兩端支撐聲音線圈產生線性振動,從而能夠減少總諧波失真(THD: Total Harmonic Distortion)之具有線性振動結構的微型揚聲器及其製造方法。
通常,揚聲器是將電信號轉換為空氣的振動而使得人們透過耳朵能夠感覺到聲音的裝置,根據將電信號轉換為聲波的原理和方法分為電動式和靜電式。
在可擕式終端機(手機、DMB、PMP、PDA、電子詞典等)中主要使用尺寸小的微型揚聲器,通常在電動式微型揚聲器中,透過端子在聲音線圈流動可聽頻帶的驅動電流時,由聲音線圈形成的電場與由磁性電路形成的磁場相互作用而使得隔膜振動而發出聲音。此時,聲音線圈透過由黏接劑固定於隔膜的引線與附著在框架後面的端子連接。
但是,附著於隔膜的聲音線圈和引線由於隔膜的振動而經常斷線,並且由於黏接劑而導致隔膜的強度不均勻,由此產生不對稱的振動,因此為了解決這樣的問題,目前使用透過軟性電路板(FPCB)而連接聲音線圈的軟性電路板(FPCB)結構之微型揚聲器。
第1圖是透過軟性電路板而連接聲音線圈結構之習知的微型揚聲器概略圖,習知的微型揚聲器10構成為以下結構:隔膜12僅由在中央部分形成有通孔的邊緣構成,聲音線圈16附著於由軟性電路板構成的振動器14,然後振動器14與隔膜12結合,透過振動器14的振動而發出音頻。
參照第1圖,振動器14由用於接收外部信號的接線板14-1和中央部分的阻尼板14-3及連接接線板14-1與阻尼板14-3的橋接件14-2構成,聲音線圈16根據黏接劑黏接在阻尼板14-3下部之後,從接線板14-1經過橋接件14-2而連接到阻尼板14-3之導電樣板的焊盤與聲音線圈16的兩端連接,由此在聲音線圈16上流動從外部施加到的電流。並且,當在聲音線圈16上流動電流時,根據與未表示於圖式的永久磁鐵之間相互作用,附有聲音線圈16的阻尼板14-3振動而發出音頻。此時,阻尼板14-3基本上是軟性電路板(FPCB),如第1圖的放大圖所示,其由底部薄膜層14a和由銅構成的導電層14b及蓋薄膜層14c構成,振動器14的彈性由兩個薄膜層14a、14c而決定,如以下數學式1所示,諧振頻率F0與橋接件14-2和邊緣的彈性K成正比,與活動件的品質成反比。
數學式1
但是,習知的阻尼板14-3僅在聲音線圈的上側面與隔膜12共同支撐活動件,因此在大的振幅或諧振模式中難以確保穩定的振動,導致音質不良和音的總諧波失真增加的問題。
本發明是鑒於上述問題而進行研發,本發明的目的在於提供以下的微型揚聲器及其製造方法:使振動器的阻尼板與接線板部分分離,關於需要導電樣板的接線板部分使用軟性電路板,關於阻尼板,使用容易調整振動特性之其他材質的板,從而能夠容易得到較佳的音質。
本發明的另一目的在於提供以下之具有線性振動結構的微型揚聲器及其製造方法:將聲音線圈的下端附著在接線板的上部而接收信號,將聲音線圈的上端附著在分離的阻尼板之下部或隔膜來穩定地支撐聲音線圈的兩端,從而形成線性振動。
為了達到該目的,本發明的微型揚聲器包括:隔膜,其在內側形成有通孔,並由邊緣構成;阻尼板;聲音線圈;懸架,其在內部形成有與該阻尼板對應的通孔,該聲音線圈的下端附著在該懸架的上部,從而向該聲音線圈傳達信號並實現振動;後框架,其附有端子,且用於支撐該懸架;前框架,其支撐該隔膜的邊緣,在內部形成有空間;以及磁性電路,其用於向該聲音線圈施加磁場,該聲音線圈的上端位於該阻尼板或該隔膜的下部,該聲音線圈的下端附著在該接線板的上部,支撐該聲音線圈的兩端,從而實現線性振動。
該磁性電路是由磁軛和附著在該磁軛的內側之永久磁鐵及附著在該永久磁鐵上的平板構成的內磁式磁性電路,該聲音線圈位於該磁軛與該平板之間的空隙中,該懸架由以下部件構成:接線板,其與該後框架的端子接觸;橋接件,其位於用於貫穿該磁軛的側壁之通孔之間而與該接線板彈性連接,並形成有導電樣板,從而傳達接線板的信號;以及聲音線圈支撐部,其在內側形成有與該阻尼板對應的通孔,外側與該橋接件連接,並且從上部支撐該聲音線圈的下端。
為了達到該目的,本發明的方法包括以下步驟:第一步驟,在由軟性電路板構成的懸架上黏接聲音線圈;第二步驟,將附著該聲音線圈的懸架與附有端子的後框架進行結合;第三步驟,將該後框架與前框架進行結合;第四步驟,將阻尼板附著在隔膜上;第五步驟,將附著有該阻尼板的隔膜與該框架進行結合而完成子組件;第六步驟,在磁軛上附著永久磁鐵而準備磁軛組件;以及第七步驟,將該磁軛組件嵌入到該子組件內而完成微型揚聲器組裝體。
根據本發明的微型揚聲器中,在透過兩端子和接線板的+/-導電樣板及橋接件的+/-導電樣板而將信號施加到聲音線圈的兩端時,聲音線圈進行振動而使得阻尼板振動來產生聲波,然而由於聲音線圈的兩端被阻尼板和接線板支撐,因此形成2節點結構而產生沒有總諧波失真的線性振動,並且揚聲器製作者可自由選擇阻尼板的材質和厚度而容易調製出較佳的音頻特性。
另外,根據本發明,在接線板與聲音線圈支撐部之間形成有用於使磁軛穿過的通孔,在磁軛上形成有供橋接件穿過的通孔,聲音線圈支撐部位於磁軛的內側,接線板位於磁軛的外側,且彼此不接觸,從而容易產生振動,並且利用由前框架與聲音線圈形成的空間而使得隔膜的邊緣向下方凹陷,從而可降低微型揚聲器的高度。
透過以下說明本發明的較佳實施例,能夠更加清楚地瞭解本發明及透過實施本發明而達到的技術課題。下面的實施例僅用來說明本發明,而不是用於限定本發明的範圍。
第2圖是表示根據本發明透過軟性電路板來連接聲音線圈的微型揚聲器之結構概略圖,第3圖是第2圖所示的隔膜與懸架之結合剖面圖,第4圖是根據本發明之一實施例微型揚聲器的分離立體圖,第5圖是表示根據本發明懸架的俯視圖。
參照第2圖至第5圖,根據本發明之具有線性振動結構的微型揚聲器100包括:隔膜120,其在內側形成有通孔120a,僅由向下方凹陷形狀的邊緣構成;分離型阻尼板150;聲音線圈160;懸架140,其在內部中央有與阻尼板150對應的通孔140a,並且形成有用於與磁軛172結合的通孔144a,聲音線圈160的下端附著在懸架140的上部,從而向聲音線圈160傳達信號,使得容易發生振動。
如第4圖所示,懸架140由以下部件構成:接線板142,其與端子102接觸;橋接件144,其形成有用於與磁軛172結合的通孔144a,將接線板142與聲音線圈支撐部146彈性連接,並且形成有導電樣板,將透過端子102輸入的信號傳達到聲音線圈160側;聲音線圈支撐部146,其在內部形成有與阻尼板150對應的通孔140a,在該聲音線圈支撐部146的上側附有聲音線圈160。
另外,懸架140的接線板142被夾在附有端子102的後框架134與前框架132之間,在隔膜120的邊緣與接線板142之間具有前框架132,從而支撐由聲音線圈160形成的空間,並且利用該空間而使得隔膜120的邊緣向下方凹陷,從而減少微型揚聲器的尺寸。
並且,懸架140在接線板142與聲音線圈支撐部146之間形成有供磁軛172穿過的通孔144a,在磁軛172上形成有供橋接件144穿過的通孔172a,如第5圖所示,聲音線圈支撐部146位於磁軛172的內側,接線板142位於磁軛172的外側,且彼此不接觸,因此容易產生振動。在本發明的實施例中,磁軛172是一面被開口的方筒形狀,在四角形成有供橋接件144穿過的通孔172a。
懸架140由軟性電路板(FPCB)構成,阻尼板150由與懸架140不同的材質構成,從而可根據阻尼板150的材質或厚度而容易調整音頻特性。
第6圖是根據本發明之一實施例微型揚聲器的結合剖面圖,第7圖是根據本發明懸架的俯視圖。
如第6圖及第7圖所示,根據本發明一實施例的微型揚聲器100包括:蓋110;隔膜120,其在內側形成有通孔120a,且由邊緣構成;分離型阻尼板150;聲音線圈160,其上端附著在分離型阻尼板150或隔膜120的下部,從而位於磁性電路的空隙中;懸架140,其在內部形成有與阻尼板150對應的通孔140a,聲音線圈160的下端附著在懸架140的上部,從而向聲音線圈160傳達信號並實現振動;後框架134,其支撐懸架140,在該後框架134上附有端子102;前框架132,其支撐隔膜120的邊緣;以及磁性電路170,其用於向聲音線圈160施加磁場,其中聲音線圈160的上端附著在阻尼板150或隔膜120的下部,聲音線圈160的下端附著在懸架140的上部,穩定地支撐聲音線圈160的兩端,從而實現線性振動。
在本發明的實施例中,磁性電路170是由形成有供橋接件144穿過之通孔144a的磁軛172和附著在磁軛172內側的永久磁鐵174及附著在永久磁鐵174上的平板176構成的內磁式磁性電路,聲音線圈160位於磁軛172與平板176之間的空隙中。
如上所述,懸架140由接線板142、橋接件144、聲音線圈支撐部146構成,在接線板142與聲音線圈支撐部146之間形成有供磁軛172穿過的通孔144a,在磁軛172上形成有供橋接件144穿過的通孔144a,聲音線圈支撐部146位於磁軛172的內側,接線板142位於磁軛172的外側,且彼此不接觸,因此容易產生振動。
第8圖是表示根據本發明的微型揚聲器之製造步驟流程圖。
如第8圖所示,根據本發明的微型揚聲器之製造方法如下:分別執行將FPCB與聲音線圈進行結合的工序和將隔膜與阻尼板進行結合的工序及將磁軛、永久磁鐵、平板進行結合的工序之後,將其子組件彼此結合而最終完成微型揚聲器組裝體。
參照第8圖,根據本發明的微型揚聲器之製造方法包括以下步驟:在由軟性電路板(FPCB)構成的懸架140上黏接聲音線圈160的步驟S1;將附有聲音線圈160的懸架140與附著有端子102的後框架134進行結合的步驟S2;將後框架134與前框架132進行結合的步驟S3;將阻尼板150附著在隔膜120上的步驟S4;將附著有阻尼板150的隔膜120與框架組件進行結合的步驟S5;在子組件上結合蓋的步驟S6;倒置子組件而進行排列的步驟S7;在磁軛172上附著永久磁鐵174和平板176而準備磁軛組件的步驟S8;將磁軛組件嵌入子組件內之後將其硬化,從而完成揚聲器組裝體的步驟S9、S10。
對由FPCB構成的懸架140進行排列之後,將聲音線圈160黏接在懸架140上,並且將聲音線圈160的+/-兩端焊接在懸架140的焊盤上S1。從而,聲音線圈160的+側與形成在懸架140上的+導電樣板連接,最終與+端子連接,並且聲音線圈160的-側與形成在懸架140上的-導電樣板連接,最終與-端子連接。
如上所述,將附有聲音線圈160的懸架140,如第9圖所示地嵌入後框架134中,然後如第10圖所述,黏接前框架132與後框架134,並利用熱和紫外線而進行硬化(Heat & UV Curing:熱硬化與紫外線硬化)S2、S3。
另外,如第11圖所示,在隔膜120的下側附著阻尼板150之後,將其與之前準備的框架組件進行結合,並且在其上結合蓋110而進行黏接,然後利用熱和紫外線而進行硬化(Heat & UV Curing:熱硬化與紫外線硬化)S4~S7。從而,完成一子組件。
另外,如第12圖所示,在磁軛172上結合永久磁鐵174與平板176而準備磁軛組件,如第13圖所示,將該磁軛組件嵌入子組件之後,最終利用熱和紫外線而進行硬化(Heat & UV Curing:熱硬化與紫外線硬化)S9、S10。此時,使得磁軛172的側壁通過接線板142與聲音線圈支撐部146之間的通孔144a,使得橋接件144通過磁軛的通孔172a,使聲音線圈支撐部146位於磁軛的內側,接線板142位於磁軛的外側,且彼此不接觸,從而以容易產生振動的方式實現結合。
如第14圖所示,在這樣組裝完成的微型揚聲器100中,透過兩端子102和接線板142的+/-導電樣板及橋接件的+/-導電樣板而將信號施加到聲音線圈160的兩端時,聲音線圈160進行振動的同時使得阻尼板150振動而產生聲波,由於聲音線圈160的兩端被阻尼板150和懸架140支撐,因此形成2點結構而產生沒有總諧波失真的線性振動,並且揚聲器製作者可自由選擇阻尼板150的材質和厚度而容易調製出較佳的音頻特性。
如上所述,本發明參照附圖中所示的一實施例而進行了說明,但本領域技術人員應該理解本發明可進行各種變形及均等的其他實施例。例如,在本發明的實施例中以磁性電路為內磁式磁性電路的情況為例進行了說明,但是本發明還可以適用於在聲音線圈的外側設置永久磁鐵的外磁式磁性電路或在聲音線圈的兩側設置永久磁鐵的雙磁式磁性電路等中。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,該實施例僅用於描繪本發明,而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是,舉凡與該實施例等效之變化與置換,均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此,本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
10...微型揚聲器
12...隔膜
14...振動器
14-1...接線板
14-2...橋接件
14-3...阻尼板
14a...底部薄膜層
14b...導電層
14c...蓋薄膜層
16...聲音線圈
100...微型揚聲器
102...端子
110...蓋
120...隔膜
120a...通孔
132...前框架
134...後框架
140...懸架
140a...通孔
142...接線板
144...橋接件
144a...通孔
146...支撐部
150...阻尼板
160...聲音線圈
170...磁性電路
172...磁軛
172a...通孔
174...永久磁鐵
176...平板
S1~S10...步驟
第1圖是表示透過軟性電路板來連接聲音線圈結構之習知的微型揚聲器概略圖。
第2圖是表示根據本發明透過軟性電路板來連接聲音線圈的微型揚聲器之結構概略圖。
第3圖是第2圖所示的隔膜與懸架之結合剖面圖。
第4圖是根據本發明之一實施例微型揚聲器的分離立體圖。
第5圖是表示根據本發明懸架的俯視圖。
第6圖是根據本發明之一實施例微型揚聲器的結合剖面圖。
第7圖是根據本發明懸架的俯視圖。
第8圖是表示根據本發明微型揚聲器之製造步驟流程圖。
第9圖是表示根據本發明附著聲音線圈的懸架與後框架之結合過程圖。
第10圖是表示根據本發明結合前框架之過程圖。
第11圖是表示根據本發明將隔膜與框架組件進行結合之過程圖。
第12圖是表示根據本發明的磁軛組件圖。
第13圖是表示根據本發明結合磁軛組件之過程圖。
第14圖是表示根據本發明而組裝完成的微型揚聲器示意圖。
100...微型揚聲器
110...蓋
120...隔膜
132...前框架
134...後框架
140...懸架
150...阻尼板
160...聲音線圈
170...磁性電路
172...磁軛
174...永久磁鐵
176...平板

Claims (11)

  1. 一種具有線性振動結構的微型揚聲器,其係包含:隔膜,其在內側形成有通孔,且由邊緣構成;阻尼板,係附著於該隔膜下側,且鄰近該隔膜內側之通孔邊緣;聲音線圈;懸架,其在內部形成有與該阻尼板對應的通孔,該聲音線圈的下端附著在該懸架的上部,從而向該聲音線圈傳達信號而實現振動,該懸架由軟性電路板構成,該阻尼板的材質不同於該懸架的材質;後框架,其附有端子,且用於支撐該懸架;前框架,其支撐該隔膜的邊緣,在內部形成有空間;以及磁性電路,其用於向該聲音線圈施加磁場,該聲音線圈的上端係附著於該阻尼板或該隔膜的下部,該聲音線圈的下端附著在該懸架的上部,以使該聲音線圈的上、下兩端被阻尼板和懸架支撐,從而實現線性振動。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該磁性電路是由磁軛和附著在該磁軛的內側之永久磁鐵及附著在該永久磁鐵上的平板構成的內磁式磁性電路,該聲音線圈位於該磁軛與該平板之間的空隙中。
  3. 如專利申請範圍第2項所述之具有線性振動結構的微型揚 聲器,其中,該懸架由以下部件構成:接線板,其與該後框架的端子接觸;橋接件,其位於用於使該磁軛的側壁穿過之通孔之間而與該接線板彈性連接,並形成有導電樣板,從而傳達接線板的信號;以及聲音線圈支撐部,其在內側形成有與該阻尼板對應的通孔,外側與該橋接件連接,並且由上部支撐該聲音線圈的下端。
  4. 如專利申請範圍第3項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該懸架在該接線板與該聲音線圈支撐部之間形成有用於使該磁軛穿過的通孔,在該磁軛上形成有用於使該橋接件穿過的通孔,該聲音線圈支撐部位於磁軛的內側,該接線板位於磁軛的外側,且彼此不接觸,因此容易產生振動。
  5. 如專利申請範圍第4項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該磁軛為一面開口的方筒形狀,在四角處形成有用於使橋接件穿過的通孔。
  6. 如專利申請範圍第1項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該微型揚聲器根據該阻尼板的材質或厚度而容易調整音頻特性。
  7. 如專利申請範圍第1項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該磁性電路為在該聲音線圈的外側設置永久 磁鐵的外磁式磁性電路或在該聲音線圈的兩側設置永久磁鐵的雙磁式磁性電路。
  8. 如專利申請範圍第1項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該微型揚聲器還具有位於該隔膜的前面的蓋。
  9. 如專利申請範圍第1項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器,其中,該隔膜之邊緣的結構向下方凹陷。
  10. 一種具有線性振動結構的微型揚聲器之製造方法,該製造方法包括以下步驟:第一步驟,在由軟性電路板構成的懸架上黏接聲音線圈;第二步驟,將附著有該聲音線圈的懸架與附著有端子的後框架進行結合;第三步驟,將該後框架與前框架進行結合;第四步驟,將阻尼板附著在隔膜上;第五步驟,將附有該阻尼板的隔膜與該框架進行結合而完成子組件;第六步驟,在磁軛上附著永久磁鐵而準備磁軛組件;以及第七步驟,將該磁軛組件嵌入到該子組件內而完成微型揚聲器組裝體。
  11. 如專利申請範圍第10項所述之具有線性振動結構的微型揚聲器之製造方法,其中,在該第七步驟中,使該磁軛的側壁穿過接線板與聲音線圈支撐部之間的通孔,使橋接件穿過該磁軛的通孔,以彼此不接觸的方式使該聲音 線圈支撐部位於磁軛的內側而使該接線板位於磁軛的外側,由此以容易產生振動的方式實現結合。
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