TWI786895B - 電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電子裝置，包括基板、感測器、隔牆結構、加壓組件以及阻擋結構。基板具有承載面。感測器設置於承載面上。隔牆結構設置於承載面上且環繞感測器。加壓組件設置於隔牆結構上。加壓組件、隔牆結構與基板共同形成腔室，且加壓組件包括質量塊與振膜。阻擋結構設置於加壓組件與隔牆結構之間並延伸至腔室內。阻擋結構具有至少一開口貫穿阻擋結構。
Description
本發明是有關於一種裝置，且特別是有關於一種電子裝置。
目前基於電子裝置的設計需求，往往將感測器與加壓組件集成在一起，因此當加壓組件振動時可能會有撞擊到感測器的情況發生，進而造成感測器的毀損。因此，如何避免加壓組件振動時撞擊到感測器的情況發生實為一種挑戰。
本發明提供一種電子裝置，其可以在避免在受到外部強力衝擊時，加壓組件過度振動時撞擊到感測器而導致感測器毀損，電子裝置無法運作的情況發生。
本發明的一種電子裝置，包括基板、感測器、隔牆結構、加壓組件以及阻擋結構。基板具有承載面。感測器設置於承載面上。隔牆結構設置於承載面上且環繞感測器。加壓組件設置於隔牆結構上。加壓組件、隔牆結構與基板共同形成腔室，且加壓組件包括質量塊與振膜。阻擋結構設置於加壓組件與隔牆結構之間並延伸至腔室內。阻擋結構具有至少一開口貫穿阻擋結構。
在本發明的一實施例中，上述的阻擋結構設置於加壓組件與感測器之間，且與加壓組件與感測器各自形成至少一間距。
在本發明的一實施例中，上述的阻擋結構與加壓組件之最短距離小於阻擋結構與感測器之最短距離。
在本發明的一實施例中，上述的質量塊與至少一開口形狀皆為矩形。
在本發明的一實施例中，上述的至少一開口的長度大於質量塊的長度。
在本發明的一實施例中，上述的隔牆結構的材料與阻擋結構的材料不同，且阻擋結構被夾置在隔牆結構與加壓組件之間。
在本發明的一實施例中，上述的隔牆結構的材料與阻擋結構的材料相同，且隔牆結構與阻擋結構為一體成型結構。
在本發明的一實施例中，上述的至少一開口對位於質量塊。
在本發明的一實施例中，上述的質量塊、至少一開口以及感測器至少部分重疊。
在本發明的一實施例中，上述的至少一開口的寬度小於質量塊的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的阻擋結構包含有一朝所述振膜方向延伸之抗沾黏凸部以及與抗沾黏凸部連接的支撐部。
在本發明的一實施例中，上述的抗沾黏凸部對位於振膜。
在本發明的一實施例中，上述的抗沾黏凸部環繞支撐部之周緣且沿至少一開口的外圍配置。
在本發明的一實施例中，上述的至少一開口為多個開口。
在本發明的一實施例中，上述的電子裝置更包括調音層，設置於阻擋結構靠近感測器的表面。
在本發明的一實施例中，上述的調音層對應至少一開口設置。
基於上述，本發明的電子裝置藉由導入阻擋結構，將阻擋結構設置於加壓組件與隔牆結構之間並延伸至具有感測器的腔室內，如此一來，阻擋結構會限制住加壓組件的過位移，且由於阻擋結構具有至少一開口貫穿阻擋結構，因此阻擋結構的存在不會影響電子裝置的空氣傳導至感測器，故本發明的電子裝置除了可透過發明結構調節產品性能外，更可以避免在受到外部強力衝擊時，加壓組件過度振動時撞擊到感測器而導致感測器毀損，電子裝置無法運作的情況發生。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本文所使用之方向用語（例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部）僅作為參看所繪圖式使用且不意欲暗示絕對定向。
參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層或區域的厚度、尺寸或大小會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。
圖1A是依據本發明一實施例的電子裝置的剖面示意圖。圖1B是圖1A的俯視示意圖。
請參照圖1A、圖1B，本實施例的電子裝置100至少包括基板110、感測器120、隔牆結構130、加壓組件140以及阻擋結構150。進一步而言，基板110具有承載面110t，感測器120與隔牆結構130設置於承載面110t上，且隔牆結構130環繞感測器120。此外，加壓組件140設置於隔牆結構130上，且加壓組件140、隔牆結構130與基板110共同形成腔室C，因此感測器120可以位於腔室C內。在此，加壓組件140包括質量塊(mass)142與振膜144。
在本實施例中，電子裝置100藉由導入阻擋結構150，將阻擋結構150設置於加壓組件140與隔牆結構130之間並延伸至具有感測器120的腔室C內，如此一來，阻擋結構150會限制住加壓組件140的過位移，且由於阻擋結構150具有至少一開口152貫穿阻擋結構150，因此阻擋結構150的存在不會影響電子裝置100的空氣壓力傳導至感測器120，故本實施例的電子裝置100可以在調整感測器120之振動效能下，更可以避免在受到外部強力衝擊時，加壓組件140過度振動時撞擊到感測器120而導致感測器120毀損，電子裝置無法運作的情況發生。進一步而言，當加壓組件140在受到瞬間外力(drop)衝擊而振動時由於位移的幅度較大，撞擊到感測器120的機率也較大，因此，本實施例的電子裝置100在受到外部強力衝擊時可以避免因感測器120受到撞擊毀損，而導致整體電子裝置100無法運作，但本發明不限於此。
在一些實施例中，加壓組件140振動時例如是會進行垂直基板110的方向上的位移，因此，阻擋結構150可以設置於加壓組件140與感測器120之間(即垂直基板110的方向的位移路徑上)，以避免加壓組件140在振動時去撞擊到下方的感測器120。進一步而言，阻擋結構150與加壓組件140與感測器120可以各自形成至少一間距(例如是圖1A中的間距L1與間距L2)，因此藉由該些間距可以使阻擋結構150在加壓組件140與感測器120之間可以起到緩衝作用確實具有阻擋的功能。在此，間距L1與間距L2可以是介於50微米至100微米之間，但本發明不限於此，間距L1與間距L2可以視實際的設計需求進行調整。
在一些實施例中，間距L1為阻擋結構150與加壓組件140之最短距離，而間距L2為阻擋結構150與120感測器之最短距離，且阻擋結構150與加壓組件140之最短距離小於阻擋結構150與感測器120之最短距離，以避免加壓組件140在不對稱的位移（斜插）下所引起的撞擊，進一步確保阻擋結構150可以有效地發揮阻擋功能，但本發明不限於此。
在本實施例中，如圖1B所示，質量塊142與開口152形狀皆為矩形，但本發明不限於此，質量塊142與開口152形狀可以視實際設計上的需求而定，舉例而言，在未繪示的實施例中，質量塊142與開口152形狀也可以是圓形。此外，質量塊142與開口152可以具有不同長度與寬度的矩形，阻擋結構150透過短邊阻擋，長邊則保留較大面積接合加壓組件確保製程的可行性，舉例而言，開口152的長度152L可以大於質量塊142的長度142L，但本發明不限於此。
在本實施例中，開口152對位於質量塊142，且質量塊142、開口152以及感測器120至少部分重疊，舉例而言，質量塊142於基板110上的正投影、開口152於基板110上的正投影以及感測器120於基板110上的正投影可以至少部分重疊。進一步而言，在本實施例中，開口152的寬度152W可以是小於質量塊142的寬度142W，但本發明不限於此，阻擋結構150的開口152大小可以對應腔室C內的空氣阻尼進行設計，以達到電子裝置100的使用需求。
在一些實施例中，隔牆結構130的材料與阻擋結構150的材料為同質材料，換句話說，隔牆結構130的材料與阻擋結構150的材料相同，因此隔牆結構130與阻擋結構150可以為一體成型結構(例如藉由沖壓一起形成)，但本發明不限於此，在另一些實施例中，隔牆結構130的材料與阻擋結構150的材料為異質材料，換句話說，隔牆結構130的材料與阻擋結構150的材料不同，因此，阻擋結構150可以藉由組裝的方式夾置在隔牆結構130與加壓組件140之間，但本發明不限於此。
在一些實施例中，感測器120可以包括處理晶片122與感測晶片124。進一步來說，感測晶片124可以為麥克風元件，以感測加壓組件140振動產生的氣壓變化，而處理晶片122可以為特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits, ASIC)，以接收並處理麥克風元件所測得的訊號，但本發明不限於此。
在一些實施例中，感測晶片124覆蓋基板110的通孔112，而處理晶片122並鄰設置感測晶片124旁，但本發明不限於此，處理晶片122與感測晶片124可以依照實際設計上的需求進行配置。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於基板110相對於感測器120、隔牆結構130與加壓組件140的另一側的另一基板160，但本發明不限於此。
在一些實施例中，基板110與另一基板160是線路基板，舉例而言，基板110與另一基板160例如是印刷電路板(PCB)，隔牆結構130的材料包括不銹鋼(steel)、黃銅(copper)、印刷電路板或耐高溫(可通過迴焊製程)材料，質量塊142的材料為金屬(例如是不銹鋼或黃銅)，振膜144的材料為塑膠(例如是聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene, PTFE)、聚乙烯(Polytetrafluoroethene, PE)、聚醯亞胺(Polyimide, PI)或聚醚醚酮(Polyether ether ketone, PEEK))，但本發明不限於此，上述各個元件皆可以使用其他任何適宜的材料替代。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於基板110與另一基板160之間的多個導電部170，換句話說，多個導電部170設置於基板110相對於承載面110t的表面110b上，但本發明不限於此。在此，導電部170可以是金屬焊接球或適宜的導電端子，以用於基板110與另一基板160之間的電性連接。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於感測器120上的焊線126以及絕緣層128，其中焊線126可以連接處理晶片122與感測晶片124，以於處理晶片122與感測晶片124之間形成電性連接，但本發明不限於此。
在一些實施例中，焊線126的材料例如是金或其他適宜的導電材料，而絕緣層128的材料例如是黑膠或其他適宜的絕緣材料，本發明不加以限制。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於另一基板160上的外殼180與另一些導電部190，其中另一些導電部190繞設置於外殼180與另一基板160之間，且另一些導電部190可以是金屬焊接球或適宜的導電端子，因此外殼180可以通過另一些導電部190與另一基板160形成電性連接，但本發明不限於此。
在一些實施例中，外殼180更包括釋氣口182，其中釋氣口182可以是一個或多個，以釋放電子裝置100內多餘的壓力，但本發明不限於此。
在一些實施例中，電子裝置100更包括設置於振膜144與阻擋結構150之間的固定環10，其中固定環10為具剛性之材料，因此可以使加壓組件130與阻擋結構150更確實的連接再一起，提升電子裝置100的可靠度，但本發明不限於此。
在此必須說明的是，以下實施例沿用上述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明，關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2是依據本發明另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖2，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置200的阻擋結構250包含有一朝振膜144方向延伸之抗沾黏凸部250a以及與抗沾黏凸部250a連接的支撐部250b，由於抗沾黏凸部250a可以為漏斗形狀結構，具有與加壓組件140較小的接觸面積，因此可以達到抗沾黏的功效。此外，阻擋結構250的開口寬度250W可以小於質量塊142的寬度142W，因此抗沾黏凸部250a可以對位於質量塊142，但本發明不限於此。
進一步而言，抗沾黏凸部250a環繞支撐部250b之周緣且沿阻擋結構250的開口252的外圍配置，換句話說，抗沾黏凸部250a可以界定出開口252的邊界，但本發明不限於此。
圖3是依據本發明再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖3，相較於電子裝置200而言，本實施例的電子裝置300的阻擋結構350包含有一朝振膜144方向延伸之抗沾黏凸部350a以及與抗沾黏凸部350a連接的支撐部350b，且阻擋結構350的開口352的寬度352W大於質量塊142的寬度142w，因此抗沾黏凸部350a對位於振膜144，以進一步降低電子裝置300的整體高度，進而減少電子裝置300的尺寸，但本發明不限於此。
圖4是依據本發明另再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖4，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置400的阻擋結構450可以具有多個開口452，藉由多個開口的設計可以更加彈性地調整腔室C內的空氣阻尼，因此可以使響應(response)更為平緩(flat)，使電子裝置400具有更佳的靈敏度(感度)，但本發明不限於此。應說明的是，開口的數量可以視實際設計上的需求而定，本發明不加以限制。
圖5是依據本發明又一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖5，相較於電子裝置200而言，本實施例的電子裝置500可以更包括調音層502，其中調音層502設置於阻擋結構250靠近感測器120的表面，如此一來，可以更彈性地調整腔室C內的空氣阻尼，以進一步提升電子裝置500的頻率響應，但本發明不限於此。在此，調音層502可以是耐高溫通氣膜或是其他適宜的材料，且調音層502可以藉由貼附的方式設置於阻擋結構250上。
此外，調音層502可以對應阻擋結構250的開口252設置，舉例而言，調音層502可以由開口252的一側延伸至開口252的另一側，但本發明不限於此。
在一些實施例中，調音層502也具有多個開口504，因此藉由開口252與開口504的搭配可以更調整腔室C內的空氣壓力，以更進一步調節電子裝置500的頻率響應但本發明不限於此。
圖6是依據本發明又另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖6，相較於電子裝置100而言，本實施例的電子裝置600可以更包括調音層602，其中調音層602設置於阻擋結構150靠近感測器120的表面。在此，調音層602的材料與功能等皆可以類似於調音層502，於此不再贅述。
圖7是依據本發明又再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖7，相較於電子裝置300而言，本實施例的電子裝置700可以更包括調音層702，其中調音層702設置於阻擋結構350靠近感測器120的表面。此外，在本實施例中，調音層702相較於圖5之調音層502具有較長的延伸長度，但本發明不限於此。在此，調音層702的材料與功能等皆可以類似於調音層502，於此不再贅述。
圖8是依據本發明又另再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。請參照圖8，相較於電子裝置400而言，本實施例的電子裝置800可以更包括調音層802，其中調音層802設置於阻擋結構450靠近感測器120的表面。在此，調音層802的材料與功能等皆可以類似於調音層502，於此不再贅述。
在本實施例中，調音層802可以對應全部開口452，舉例而言，調音層802可以是對應阻擋結構450的中心區與外圍區的開口452，但本發明不限於此，調音層802的設置位置可以視實際設計上的需求而定，舉例而言，調音層802可以是僅對應中心區的開口452(未繪示)。
應說明的是，本發明不限制於上述實施例的態樣，上述實施例可以依照實際設計上的需求進行組合與調整，只要具有相應阻擋結構的設計皆屬於本發明的保護範圍。
綜上所述，本發明的電子裝置藉由導入阻擋結構，將阻擋結構設置於加壓組件與隔牆結構之間並延伸至具有感測器的腔室內，如此一來，阻擋結構會限制住加壓組件的過位移，且由於阻擋結構具有至少一開口貫穿阻擋結構，因此阻擋結構的存在不會影響電子裝置的空氣壓力傳導至感測器，故本發明的電子裝置可以在提升感測器之振動效能下，更可以避免在受到外部強力衝擊時，加壓組件過度振動時撞擊到感測器而導致感測器毀損，電子裝置無法運作的情況發生。此外，藉由開口與調音層的設計可以彈性地調整腔室內的空氣阻尼，以進一步提升電子裝置的頻率響應。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:固定環
100、200、300、400、500、600、700、800:電子裝置
110、160:基板
110t:承載面
110b:表面
112:通孔
120:感測器
122:處理晶片
124:感測晶片
126:焊線
128:絕緣層
130:隔牆結構
140:加壓組件
142:質量塊
142L、152L:長度
142W、152W、250W、352W:寬度
144:振膜
150、250、350、450:阻擋結構
152、252、452、504:開口
170、190:導電部
180:外殼
182:釋氣口
250a、350a:抗沾黏凸部
250b、350b:支撐部
502、602、702、802:調音層
C:腔室
L1、L2:間距
圖1A是依據本發明一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖1B是圖1A的俯視示意圖。
圖2是依據本發明另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖3是依據本發明再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖4是依據本發明另再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖5是依據本發明又一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖6是依據本發明又另一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖7是依據本發明又再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
圖8是依據本發明又另再一實施例的電子裝置的剖面示意圖。
10:固定環
100:電子裝置
110、160:基板
110t:承載面
110b:表面
112:通孔
120:感測器
122:處理晶片
124:感測晶片
126:焊線
128:絕緣層
130:隔牆結構
140:加壓組件
142:質量塊
142W、152W:寬度
144:振膜
150:阻擋結構
152:開口
170、190:導電部
180:外殼
182:釋氣口
C:腔室
L1、L2:間距
Claims (16)
- 一種電子裝置，包括：基板，具有承載面；振動感測器，設置於所述承載面上，其中所述振動感測器被配置以感測所述加壓組件振動產生的氣壓變化；隔牆結構，設置於所述承載面上且環繞所述振動感測器；加壓組件，設置於所述隔牆結構上，其中所述加壓組件、所述隔牆結構與所述基板共同形成腔室，且所述加壓組件包括質量塊與振膜；以及阻擋結構，設置於所述加壓組件與所述隔牆結構之間並延伸至所述腔室內，其中所述阻擋結構具有至少一開口貫穿所述阻擋結構。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述阻擋結構設置於所述加壓組件與所述振動感測器之間，且與所述加壓組件與所述振動感測器各自形成至少一間距。
- 如請求項2所述的電子裝置，其中所述阻擋結構與所述加壓組件之最短距離小於所述阻擋結構與所述振動感測器之最短距離。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述質量塊與所述至少一開口形狀皆為矩形。
- 如請求項4所述的電子裝置，其中所述至少一開口的長度大於所述質量塊的長度。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述隔牆結構的材料與所述阻擋結構的材料不同，且所述阻擋結構被夾置在所述隔牆結構與所述加壓組件之間。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述隔牆結構的材料與所述阻擋結構的材料相同，且所述隔牆結構與所述阻擋結構為一體成型結構。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述至少一開口對位於所述質量塊。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述質量塊、所述至少一開口以及所述振動感測器至少部分重疊。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述至少一開口的寬度小於所述質量塊的寬度。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述阻擋結構包含有一朝所述振膜方向延伸之抗沾黏凸部以及與所述抗沾黏凸部連接的支撐部。
- 如請求項11所述的電子裝置，其中所述抗沾黏凸部對位於所述振膜。
- 如請求項11所述的電子裝置，其中所述抗沾黏凸部環繞支撐部之周緣且沿所述至少一開口的外圍配置。
- 如請求項1所述的電子裝置，其中所述至少一開口為多個開口。
- 如請求項1所述的電子裝置，更包括調音層，設置於所述阻擋結構靠近所述振動感測器的表面。
- 如請求項15所述的電子裝置，其中所述調音層對應所述至少一開口設置。
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| US18/165,260 US20230175910A1 (en) | 2021-10-20 | 2023-02-06 | Electronic device |
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|---|---|---|---|
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-
2021
- 2021-10-20 TW TW110138951A patent/TWI786895B/zh active
- 2021-11-09 CN CN202111322803.5A patent/CN116013860A/zh active Pending
- 2021-12-21 US US17/557,050 patent/US11952264B2/en active Active
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| TW202318946A (zh) | 2023-05-01 |
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| CN116013860A (zh) | 2023-04-25 |
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