WO2010072142A1

WO2010072142A1 - 一种电容式传声器

Info

Publication number: WO2010072142A1
Application number: PCT/CN2009/075833
Authority: WO
Inventors: 孙伟华; 魏文滨; 姚荣国; 王显彬; 党茂强
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2011-06-23
Also published as: US20110044479A1; KR101153489B1; CN201323651Y; KR20100108434A; US8693712B2

Description

说明书

Title of Invention:一种电容式传声器技术领域

技术领域

[1] 本发明涉及电容式传声器技术领域。

背景技术

[2] 随着手机、笔记本、助听器等电子产品对内部零件的尺寸要求越来越小，大量尺寸较小、品质较好并且成本较低的微型电容式传声器被应用。目前，市场上已经出现的微型电容式传声器体积一般在几十立方毫米的尺寸上，在这种尺寸下，如果按照传统的微型电容式传声器设计方式，基本结构为一个金属外壳和一个线路板形成一个保护框，内部安装有起到支撑、绝缘作用的塑料腔体，腔体内部安装有金属栅环用于电路导通，栅环连接电容组件，因为其内部零件的尺寸较大、数量较多，势必影响产品性能，从技术角度而言，产品的尺寸和性能之间存在着矛盾关系。所以，已有专利 CN200710129770.6提出了一种新结构电容式传声器，包括一个线路板基板和一个框体形成保护结构，保护结构上设有声孔用于接受外界信号，内部依次安装有振动膜、隔离垫片和背极板，背极板通过一个弹簧材料构成的弹性保持部件和线路板基板之间保持弹性电连接，振动膜可以通过框体内部的电路电连接到线路板基板。这种产品结构一定程度上可以减小产品尺寸，然而在这种结构的背极板和框体的内侧壁之间存有一定的间隙，背极板可以在框体内自由移动，其位置只能通过弹性保持部件的弹性来保证。在产品处于较稳定状态吋，背极板可以通过弹性保持部件保持稳定，并且能够和线路板基板之间保持较好的电连接。在产品处于剧烈加速度状态时，例如跌落试验，有可能出现多种缺陷：背极板形成的较大冲击力完全作用到弹性保持部件上，导致弹性保持部件剧烈压缩过度变形，导致回弹性能下降，从而最终导致线路板基板和背极板之间的电连接不稳定，甚至断路；线路板基板接近中心的位置由于安装有放大器装置，也容易形成的较大冲击力导致线路板基板安装放大器装置的位置发生超向背极板一侧的形变，这种情况也容易导致性保持部件的压缩变形，最终可能导致背极板和放大器装置产生撞击，从而导致放大器装置破坏等不良后果。

所以，需要设计一种可靠性更好的新结构电容式传声器，能够将产品尺寸进一步变薄、小而不至于产生各种不良缺陷。

对发明的公幵

技术问题

[4] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可靠性更好，能够承受较大的加速度活动或者撞击而不产生性能下降或者损坏的电容式传声器。

技术解决方案

[5] 为解决上述技术问题，本发明提供一种电容式传声器，包括线路板基板、与线路板基板固定连接的壳体，以及设置于传声器内部的放大器装置、弹性保持部件和电容组件，其中，在线路板基板或壳体上设置有用于接受外界信号的声孔；所述弹性保持部件设置于放大器装置侧或者电容组件侧，所述放大器装置和所述电容组件均与所述线路板基板电连接，其特征在于：

[6] 所述弹性保持部件上设置有辅助支撑部件 , 所述辅助支撑部件的垂直高度大于所述放大器装置的高度，小于所述电容组件和所相对的传声器内壁之间的间距

[7] 此外，优选的结构是，所述弹性保持部件还包括框架和弯折部；所述电容组件与所述线路板基板之间通过所述弯折部保持弹性电连接。

[8] 此外，优选的结构是，弹性保持部件包括一个相对于线路板基板平面平行的框架及从框架端部延伸的弯折部；辅助支撑部件设置在框架上。

[9] 另外，弯折部的弹性端部为圆滑弯曲形状。

[10] 此外，优选的结构是，弹性保持部件为带有弯折曲面的环形薄片框架结构，弯折部为圆滑拱形弯曲，辅助支撑部件为设置在所述框架上的凸起。

[11] 此外，优选的结构是，所述电容组件包括从传声器内表面上依次安装的金属环

、振动膜片、隔离垫片和背极板。

[12] 此外，优选的结构是，背极板通过弹性保持部件与所述线路板基板（1 ) 之间保持弹性电连接。

[13] 此外，优选的结构是，框架端部连接所述背极板，弯折部顶部连接所述线路板基板。

[14] 此外，优选的结构是，电容式传声器还包括设置于壳体侧壁内部的金属孔、设置于传声器内壁和金属环之间金属层，所述金属孔和金属层、金属环一起作用电连通振动膜片和线路板基板。

[15] 优选的，框架和所述弯折部的结合处为圆滑弧线弯曲；在所述弯折部的圆滑拱形弯曲的顶端设有圆滑凸起；辅助支撑部件至少两个并且对称分布；辅助支撑部件为具有多个支撑脚的弧形凸起。

有益效果

[16] 采用上述方案后，当电容式传声器承受较大的加速度活动或者撞击吋，由于加速度及惯性的作用，电容式传声器的内部空间会受到挤压，从而导致弹性保持部件受到压缩。当弹性保持部件被压缩到一定程度时，辅助支撑部件就会支撑在电容式传声器的电容组件和相对应的内壁之间，从而使得传声器产品内部的压力传递到辅助支撑部件上，防止放大器装置和电容组件二者距离过近，从而悠闲地避免弹性保持部件形变过大所导致的放大器装置和背极板相互撞击；并且同时还能防止弹性保持部件形变过大所导致的回弹性的能减弱。

附图说明

[17] 通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

[18] 图 1是表示本发明第一实施例的结构示意图；

[19] 图 2是本发明第一实施例弹性保持部件的结构示意图；

[20] 图 3是本发明第一实施例产品受到加速度冲击吋的结构示意图;

[21] 图 4是本发明第二实施例的结构示意图；

[22] 图 5是本发明第二实施例弹性保持部件的结构示意图；

[23] 图 6是本发明第二实施例弹性保持部件的立体示意图；

[24] 图 7是本发明第二实施例产品受到加速度冲击吋的结构示意图。

本发明的实施方式 [25] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

[26] 第一实施例

[27] 图 1是表示本发明第一实施例的结构示意图。如图 1所示，第一实施例提供的电容式传声器的外部形状和内侧结构都是方形的，一个方框形的线路板框架 2 和一个方形的带有声孔 32的线路板底板 3组成壳体，壳体和一个方形的安装有放大器装置 11的线路板基板 1结合在一起构成近似三明治形状的保护结构。

[28] 保护结构内部安装有电容组件和弹性保持部件 4，其中电容组件安装在传声器内部设置有声孔的一侧，并且与对面一侧的线路板基板 1电连接，弹性保持部件 4安装在安装有放大器装置 11的一侧。

[29] 如图 1所示，电容组件由上而下包括背极板 5、隔离膜片 7、振动膜 61和用于固定振动膜 61的金属环 6。其中隔离膜片 Ί置于背极板 5以及膜片 61之间，从而形成平行板电容。其中，背极板 5和振动膜 6分别与线路板基板电连接

[30] 图 2是本实施例弹性保持部件的结构示意图，如图 2所示，弹性保持部件 4 包括一个框架 41和一个弯折部 42，框架 41被安装在线路板基板 1上，并环绕放大器装置 11，弯折部 42弹性接触在背极板 5上，并且框架 41上一体设计有两个对称分布的辅助支撑部件 43，辅助支撑部件 43和框架 41的平面垂直，呈柱状，位于放大器装置 11的侧部，其垂直高度大于放大器装置 11的高度，小于传声器未受到冲击吋线路板基板 1和背极板 5之间的间距。

[31] 在弹性保持部件 4安装到电容式传声器中以后，辅助支撑部件 43的下端没有接触背极板 5，但相对放大器装置 11更为接近背极板 5，从而在电容式传声器受到如图 3所示 a方向的加速度吋，弹性保持部件 4的弯折部 42将受到背极板 5的冲击发生形变，背极板 5和放大器装置 11之间的间距将迅速减小，然而当二者间距等于辅助支撑部件 43的垂直高度时，背极板 5将和辅助支撑部件 43 接触并且受到支撑，从而避免了背极板 5和放大器装置 11产生撞击，并且避免弹性保持部件 4的弯折部 42形变过大，造成回弹性能下降，造成产品的内部电路连接隐患。

[32] 本发明中的电容组件可以通过多种方式和线路板基板 1实现电连接。在本实施例中，在线路板框架 2内部设置有可以导电的金属孔，并且传声器内壁和金属环 6之间设置一延伸至金属孔的金属层 31，使金属孔和线路板底板 3上的金属层 31、金属环 6—起作用电连通振动膜 61和线路板基板 1。即膜片 61通过金属环 6、线路板底板 3上的金属层 31以及设置在线路板框架 2内部的金属孔 21 电连通到线路板基板 1上的电路 12上。而背极板 5则可以通过设置在传声器内部的金属弹性保持部件 4的弯折部 42电连通到线路板基板 1上。

[33] 在本实施方式中，线路板框架 2内部设置的金属孔可以通过在线路板基材上钻孔的工艺形成。

[34] 在本实施例中，弹性保持部件 4包括一个相对于线路板基板平面平行的框架 41和从所述框架一侧垂直于框架平面延伸出的弯折部 42 , 所述辅助支撑部件 43垂直设置在所述框架 41上，可以保证辅助支撑部件 43具有较为稳定的支撑，能够更好的起到支撑的作用；框架 41与线路板基板 1连接，弯折部 42连接所述背极板 5，结构及电路连接更为稳定。

[35] 但也可以将框架 41连接至背极板 5，弯折部 42连接线路板基板 1，这种连接方式可以将弹性保持部件 4和线路板基板 1之间的平行面积减小，能够起到降低寄生电容的作用。

[36] 另外，由于弯折部 42为背极板 5和线路板基板 1提供弹性电连接，为了保障电连接的质量，将弯折部 42的弹性端部设计为有圆滑弯曲形状的端部，利用该端部的圆滑弯曲状凸起的凸点与背极板或者线路板基板实现电连接。

[37] 弹性保持部件 4具体如何安装，可以根据实际产品的需要来灵活设计。辅助支撑部件 43采用柱状支撑物 , 和弹性保持部件 4为一体结构 , 并且辅助支撑部件 43可以设计为一个，以简化生产工艺、降低生产成本；也可以釆用多个对称分布的设计，可以起到结构稳定、支撑效果好的优点。

[38] 另外，还需要说明的是，在本实施例一中，电容式传声器的外部框架包括由线路板框架 2和线路板底板 3组成的壳体和线路板基板 1，但本领域技术人员都明白，电容式传声器的外部框架有多种封装、实现方式，其中线路板的位置、声孔的设置以及放大器和电容组件的安装位置都可以根据生产、安装或者使用的需要而灵活设计，因此本实施例一所提供的电容式传声器的实现还有其他多种方式，不应拘泥于本实施例所提供的这一具体技术方案。

[39] 第二实施例

[40] 图 4、图 5和图 6分别是本发明第二实施例的整体和部分构件的结构示意图。

如图 4、图 5和图 6所示，本第二实施例和第一实施例的区别在于弹性保持部件 4的安装位置和设计结构不同。

[41] 与第一实施例中的将弹性保持部件 4框架 41安装在放大器装置 11一侧不同，在本第二是实施例中，弹性保持部件 4的框架 41安装在电容组件的背极板 5上，在传声器受到冲击使弹性保持部件发生形变吋，辅助支撑部件 43同样在形变极限处支撑在背极板和设置有放大器装置的传声器内壁之间。弹性保持装置安装位置不同所产生的结果在于与辅助支撑部件顶点接触的位置不同，在第一实施例中，与辅助支撑部件顶点接触的位置在背极板 5上，而在本第二实施例中，与辅助支撑部件顶点接触的位置在作为传声器内壁的设置有放大器装置的线路板基板 1上。另外，这种安装方式可以减小弹性保持部件 4和线路板基板 1 之间的平行面积，起到较好的降低寄生电容的作用。

[42] 此外，在本实施例中，弹性保持部件 4为一个弯折成曲面的环形薄片框架结构，图 5和图 6分别是本第二实施例弹性保持部件的结构示意图和立体示意图。

[43] 如图 5和图 6所示，弹性保持部件 4包括一个基本为平面的框架 41、弯折部 42、连接框架 41和弯折部 42的结合部 44 , 以及辅助支撑部 43。其中框架 41 、弯折部 42和结合部 44共同构成一个具体一定高度的拱形曲面（如图 5所示并且框架 41、弯折部 42和结合部 44所构成的环形框架结构的中空区域略大于放大器装置 11的横截面，使其环形结构可以围绕在放大器装置 11的周围

[44] 辅助支撑部 43为具有多个支撑脚的弧形凸起，一体设置在弹性保持部件 4的框架 41上，辅助支撑部 43的垂直高度大于放大器装置 11的高度，小于传声器未受到冲击吋线路板基板 1和背极板 5之间的间距。

[45] 第二实施例中这种环形框架结构的弹性保持部件 4围绕在放大器装置 11周围，可以充分利用电容式传声器的内部空间，使得电容式传声器产品的尺寸进一步变薄，并且这种曲面的环形薄片框架结构的弹性保持部件稳定性强、弹性性能好，更加适合小尺寸的产品应用。

[46] 另外，框架 41和弯折部 42的结合部 44为圆滑弧线弯曲，可以保证更好的弹性效果；辅助支撑部件 43为具有多个支撑脚的弧形凸起，结构稳定。较之于第一实施例中的弹性保持部件，本实施例中的弹性保持部件可以采用冲压等工艺一体制作，工艺步骤更加简单，相应也会降低生产成本。

[47] 图 7表示了本实施例产品受到加速度冲击吋的结构示意图。如图 7所示，在电容式传声器受到 a方向的加速度吋，弹性保持部件 4的弯折部 42将受到背极板 5的冲击发生形变，背极板 5和放大器装置 11之间的间距将迅速减小，然而当二者间距等于辅助支撑部件 43的垂直高度时，线路板基板 1将和辅助支撑部件 43接触并且受到支撑，从而避免了背极板 5和放大器装置 11产生撞击，同吋避免弹性保持部件 4的弯折部 42形变过大，造成回弹性能下降，造成产品的内部电路连接隐患。

[48] 在本发明中，辅助支撑部也可以是在弹性保持部件上冲压形成的凸点，或者采用其他的设计制造方法形成一定高度的凸起，只要使其垂直高度大于放大器装置 11的高度、小于传声器未受到冲击时线路板基板 1和背极板 5之间的间距就能够起到相同的效果。另外，由于本第二实施例中的弹性保持部件是环形框架结构，因此，最好将辅助支撑部件设计为至少两个并且对称分布，以便在承受压力吋保证受力平衡，实现最佳的支撑效果。

[49] 另外，由于弯折部 42为背极板 5和线路板基板 1提供弹性电连接，为了保障电连接的质量，在弯折部 42的圆滑拱形弯曲的顶端设有圆滑凸起，利用该圆滑凸起的凸点与背极板或者线路板基板实现电连接。

[50] 同样，在本第二实施例中，电容组件也可以通过多种方式和线路板基板 1实现电连接，比如第一实施例中的电连接方式、辅助电路等，能够采用的电连接方法可以在本发明的整体发明思想下根据产品的实际需要灵活选用，都不应当脱离本发明的保护范围。并且，电容式传声器的外部框架有多种封装、实现方式，其中线路板的位置、声孔的设置以及放大器和电容组件的安装位置都可以根据生产、安装或者使用的需要而灵活设计，也不应拘泥于本实施例所提供的这一具体技术方案。 [51] 在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

工业实用性

[52]

序列表自由内容

[53]

Claims

权利要求书

[Claim 1] 1、一种电容式传声器，包括线路板基板（ 1 ) 、与所述线路板基板固定连接的壳体，以及设置于传声器内部的放大器装置（11 ) 、弹性保持部件（4) 和电容组件，

其中，在所述线路板基板（1) 或所述壳体上设置有用于接受外界信号的声孔（32) ；

所述弹性保持部件（4) 设置于放大器装置（11 ) 侧或者电容组件侧，所述放大器装置（11 ) 和所述电容组件均与所述线路板基板电连接；

在所述弹性保持部件（4) 上设置有辅助支撑部件（43) , 所述辅助支撑部件（43) 的垂直高度大于所述放大器装置的高度，小于所述电容组件和所相对的传声器内壁之间的间距。

2、按照权利要求 1所述的电容式传声器，其特征在于，所述弹性保持部件（4) 还包括框架（41 ) 和弯折部（42) ；所述电容组件与所述线路板基板（1 ) 之间通过所述弯折部（42 ) 保持弹性电连接。

3、按照权利要求 1所述的电容式传声器，其特征在于，所述弹性保持部件（4) 包括一个相对于所述线路板基板（1 ) 平面平行的框架（41) 及从所述框架端部延伸的弯折部（42) 所述辅助支撑部件（43) 设置在所述框架（41 ) 上。

4、按照权利要求 2或 3所述的电容式传声器 , 其特征在于，所述弯折部（42) 的弹性端部为圆滑弯曲形状。

5、按照权利要求 2所述的电容式传声器，其特征在于，所述弹性保持部件（4) 为带有弯折曲面的环形薄片框架结构，所述弯折部（42) 为圆滑拱形弯曲，所述辅助支撑部件（43) 为设置在所述框架（41 ) 上的凸起。

6、按照权利要求 1或 2或 3所述的电容式传声器，其特征在于所述电容组件包括从传声器内表面上依次安装的金属环（6) 、振动膜片（⁶1 ) 、隔离垫片（⁷) 和背极板（⁵) 。

7、按照权利要求 6所述的电容式传声器，其特征在于，所述背极板（5) 通过弹性保持部件（4) 与所述线路板基板（1 ) 之间保持弹性电连接。

8、按照权利要求 7所述的电容式传声器，其特征在于，所述框架（41 ) 端部连接所述背极板，所述弯折部（42) 顶部连接所述线路板基板。

9、按照权利要求 6所述的电容式传声器，其特征在于，还包括设置于壳体侧壁内部的金属孔、设置于传声器内壁和金属环（6) 之间金属层（31) , 所述金属孔和金属层（31 ) 、金属环（6) —起作用电连通振动膜片（61 ) 和线路板基板（1 )

10、按照权利要求 5所述的电容式传声器，其特征在于，所述框架（41 ) 和所述弯折部（42) 的结合处为圆滑弧线弯曲

11、按照权利要求 5所述的电容式传声器，其特征在于，在所述弯折部（42) 的圆滑拱形弯曲的顶端设有圆滑凸起。

12、按照权利要求 5所述的电容式传声器，其特征在于，所述辅助支撑部件（43) 至少两个并且对称分布。

13、按照权利要求 5所述的电容式传声器，其特征在于，所述辅助支撑部件（43) 为具有多个支撑脚的弧形凸起。