WO2016175592A1 - 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커 - Google Patents

다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커 Download PDF

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민동훈
김주배
권순관
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민동훈
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Definitions

  • the present invention relates to a flat speaker, and more particularly, to a voice coil plate of a multi-layer structure and a flat speaker comprising the same.
  • the speaker has a voice coil and a diaphragm disposed in a magnetic field, and is a device for generating sound waves in the form of a small-wave wave in the air by vibrating the diaphragm using Lorentz force generated in the voice coil by an electric signal.
  • a circular speaker for vibrating a cone-shaped diaphragm using a cylindrical coiled voice coil has been widely used, but recently, a speaker according to a trend of miniaturization and thinning of a display device or a mobile terminal in which an audio system is mounted is used. The adoption of flat panel speakers that can reduce the installation space is increasing.
  • a flat panel speaker generally includes a pair of magnetic bodies arranged at predetermined intervals to form a magnetic space therebetween, a planar voice coil plate disposed in the magnetic space, and the voice coil plate. It is coupled to the top of the vertical is configured to include a vibration plate vibrating by the movement of the voice coil plate.
  • the voice coil plate includes a base substrate in the form of a plate or a film, and a voice coil pattern printed in the form of a track wound or similar to the surface of the base substrate.
  • the degree of integration of the voice coil pattern In order to generate more electromagnetic force in the limited area of the voice coil plate, the degree of integration of the voice coil pattern must be increased. However, there is a limit in increasing the number of windings by reducing the line width of the coil pattern. In order to overcome these limitations, technologies for forming voice coil patterns on one or both surfaces of a plurality of base substrates and stacking them vertically have been developed. In addition, a technique of connecting the voice coil patterns of two layers adjacent to each other in series to each other in order to obtain an appropriate resistance value according to the design intention in the multilayer voice coil plate has been presented.
  • the shape or length of the voice coil pattern including the position of the via hole for interlayer connection is different for each layer of the multilayer voice coil patterns. This leads to the trouble of designing a voice coil pattern for each layer.
  • the resistance value varies due to the difference in the shape or length of the voice coil pattern for each layer, it is more difficult to match the synthesized resistance value of the entire voice coil plate to the target resistance value according to the design intention.
  • one base substrate is required for each layer or at least two layers of the multilayer voice coil pattern, so that the thickness of the voice coil plate becomes thicker and the mass thereof increases, thereby increasing the number of coil turns. There is a problem of halving the effect.
  • the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention simplifies the interlayer connection structure of the multilayer voice coil pattern, so that the number of voice coil pattern layers is increased, so that only a small number of voice coil patterns are designed.
  • the present invention improves the laminated structure of the multilayer voice coil pattern, reducing the number of base substrates to less than half the number of voice coil pattern layers, thereby reducing the thickness and mass of the voice coil plate, thereby increasing the number of coil turns
  • An object of the present invention is to provide a voice coil plate and a flat speaker including the same, which are configured to double the effects according to the present invention.
  • the first type is formed in a track form connected from the first outer via hole outside the track to the inner via hole disposed inside the track Voice coil pattern layer; And a second type voice coil pattern layer formed in a track shape and connected from the second outer via hole outside the track to the inner via hole disposed inside the track.
  • a plurality of first type voice coil pattern layers and a plurality of second type voice coil pattern layers are stacked to be insulated from each other, and the first outer via hole and the second outer via hole are each electrically connected through an interlayer conductor.
  • the inner via hole of each of the plurality of first type voice coil pattern layers and the inner via hole of each of the plurality of second type voice coil pattern layers are vertically aligned at the same position with each other and electrically connected to each other through an interlayer conductor. Connected.
  • the plurality of first type voice coil pattern layers are connected in parallel to each other between the first outer via hole and the inner via hole
  • the plurality of second type voice coil pattern layers are the inner via hole and the second outer via hole.
  • the plurality of first type voice coil pattern layers connected in parallel with each other and connected in parallel to each other and the plurality of second type voice coil pattern layers connected in parallel with each other may be connected in series with each other using the inner via hole as a contact point.
  • the voice coil plate of a multi-layer structure a pair of base substrates facing each other; An inner voice coil pattern layer formed on both surfaces of each of the pair of base substrates; An insulating film covering the surfaces of the inner voice coil pattern layers on both sides of each of the pair of base substrates; And an outer layer voice coil pattern layer formed on the insulating film on the outer surface of the pair of base substrates with an adhesive layer interposed therebetween, wherein the two insulating films on the inner surface of the pair of base substrates facing each other are formed through the adhesive layer. Glued together.
  • the plurality of voice coil pattern layers including the inner voice coil pattern layer and the outer voice coil pattern layer are respectively a first type voice coil pattern layer or a second type voice coil pattern layer, and the first type voice coil pattern layer.
  • the pattern layer is formed in a track shape to be connected from the first outer via hole outside the track to the inner via hole inside the track
  • the second type voice coil pattern layer is formed in a track shape to form a second outer via hole outside the track.
  • the inner via hole may be connected to the inner side of the track, and the first outer via hole, the second outer via hole, and the inner via hole may be electrically connected to each other in the plurality of voice coil pattern layers.
  • the plurality of voice coil pattern layers may include a plurality of first type voice coil pattern layers and a plurality of second type voice coil pattern layers.
  • the plurality of first type voice coil pattern layers may be connected in parallel with each other between the first outer via hole and the inner via hole, and the plurality of second type voice coil pattern layers may be disposed between the inner via hole and the second outer via hole.
  • the plurality of first type voice coil pattern layers connected in parallel to each other and connected in parallel to each other and the plurality of second type voice coil pattern layers connected in parallel to each other may be connected to each other in series using the inner via hole as a contact point.
  • the first type voice coil pattern layer and the second type voice coil pattern layer may be stacked such that each of the inner via holes are vertically aligned at the same position.
  • the voice coil plate of a multi-layer structure the voice coil plate of a multi-layer structure; A vibration plate coupled vertically to an upper end of the voice coil plate of the multilayer structure to vibrate in a direction parallel to the voice coil plate of the multilayer structure; A first input terminal portion provided adjacent to a first end of the voice coil plate of the multilayer structure; And a second input terminal portion provided adjacent to a second end of the voice coil plate of the multilayer structure.
  • the voice coil plate of the multilayer structure may include a first type voice coil pattern layer formed in a track shape and connected from a first outer via hole outside the track to an inner via hole disposed inside the track; And a second type voice coil pattern layer formed in a track shape and connected from a second outer via hole outside the track to an inner via hole disposed inside the track, wherein the plurality of first type voice coil pattern layers and the plurality of the The second type voice coil pattern layers are stacked to be insulated from each other, and the first outer via hole and the second outer via hole are electrically connected to each other through an interlayer conductor, and each of the plurality of first type voice coil pattern layers The inner via hole and the inner via hole of each of the plurality of second type voice coil pattern layers are vertically aligned at the same position with each other and electrically connected to each other through an interlayer conductor.
  • the plurality of first type voice coil pattern layers are connected in parallel to each other between the first outer via hole and the inner via hole
  • the plurality of second type voice coil pattern layers are the inner via hole and the second outer via hole.
  • the plurality of first type voice coil pattern layers connected in parallel with each other and connected in parallel to each other and the plurality of second type voice coil pattern layers connected in parallel with each other may be connected in series with each other using the inner via hole as a contact point.
  • the voice coil plate of a multi-layer structure the voice coil plate of a multi-layer structure; A vibration plate coupled vertically to an upper end of the voice coil plate of the multilayer structure to vibrate in a direction parallel to the voice coil plate of the multilayer structure; A first input terminal portion provided adjacent to a first end of the voice coil plate of the multilayer structure; And a second input terminal portion provided adjacent to a second end of the voice coil plate of the multilayer structure.
  • the multi-layer voice coil plate a pair of base substrates facing each other; An inner voice coil pattern layer formed on both surfaces of each of the pair of base substrates; An insulating film covering the surfaces of the inner voice coil pattern layers on both sides of each of the pair of base substrates; And an outer layer voice coil pattern layer formed on the insulating film on the outer surface of the pair of base substrates with an adhesive layer interposed therebetween, wherein the two insulating films on the inner surface of the pair of base substrates facing each other are formed through the adhesive layer. Glued together.
  • the plurality of voice coil pattern layers including the inner voice coil pattern layer and the outer voice coil pattern layer are respectively a first type voice coil pattern layer or a second type voice coil pattern layer, and the first type voice coil pattern layer.
  • the pattern layer is formed in a track shape to be connected from the first outer via hole outside the track to the inner via hole inside the track
  • the second type voice coil pattern layer is formed in a track shape to form a second outer via hole outside the track.
  • the inner via hole may be connected to the inner side of the track, and the first outer via hole, the second outer via hole, and the inner via hole may be electrically connected to each other in the plurality of voice coil pattern layers.
  • the voice coil plate of the multi-layered structure and the flat panel speaker including the same according to the present invention, by simplifying the interlayer connection structure of the multi-layered voice coil pattern, even if the number of layers of the voice coil pattern layer is increased, It is possible to implement this only by designing the voice coil pattern, and as a result, there is an effect of reducing the time and effort required to design and manufacture a multilayer voice coil pattern that meets the target resistance value.
  • the voice coil plate of the multi-layered structure and the flat panel speaker including the same improve the laminated structure of the multi-layered voice coil pattern, thereby reducing the number of base substrates to less than 1/2 of the number of voice coil pattern layers, There is an effect of reducing the thickness and mass of the voice coil plate, thereby doubling the effect of increasing the number of coil turns.
  • FIG. 1 is a view illustrating a voice coil plate and a diaphragm in a flat speaker according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows two types of voice coil patterns in a 2n layer voice coil plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an interlayer connection structure of a six-layer voice coil pattern to which the two types of voice coil patterns of FIG. 2 are applied.
  • FIG. 4 shows the resistance of the six-layer voice coil plate of FIG. 3 in an equivalent circuit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the voice coil plate having a six-layer structure along the line V-V 'of FIG.
  • FIG. 1 is a view illustrating a voice coil plate and a diaphragm in a flat speaker according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the flat speaker includes a voice coil plate 10 and a diaphragm 20 coupled to the upper end of the flat speaker to be perpendicular to the voice coil plate 10.
  • the voice coil plate 10 has a multilayer structure in which a plurality of voice coil patterns are stacked on both sides of at least one base substrate 110 and the base substrate 110. In this figure, only the voice coil pattern 130 disposed on the top layer of the voice coil plate 10 and facing in front is shown, but a person skilled in the art has a multi-layer voice coil below in the thickness direction of the voice coil plate 10. It will be appreciated that the patterns are stacked.
  • the base substrate 110 may be made of a synthetic resin film such as polyimide (PI).
  • the voice coil pattern 130 is formed of a conductive pattern of the track shape.
  • the conductive pattern may be formed of a metal thin film having high electrical conductivity, such as copper (Cu), silver (Ag), chromium (Cr), or a plurality of metal thin films.
  • the conductive pattern may be formed by various techniques applied to manufacturing a printed circuit board (PCB), such as vacuum deposition, lithography, plating, rolling, and inkjet printing.
  • the voice coil pattern 130 may be formed in a long track shape in the length direction of the base substrate 110.
  • the voice coil pattern 130 is formed to extend in one line from its outer end to its inner end like a coil wound in a track shape.
  • An inner end of the track coil voice coil pattern is connected to an inner via hole 123, and an outer end of the voice coil pattern is connected to a first outer via hole 121 disposed outside the track shape.
  • the second outer via hole 122 is further disposed at a position different from the first outer via hole 121 at an outer side of the track shape, for example, at an opposite side thereof.
  • a plurality of voice coil patterns among the plurality of voice coil pattern layers disposed below and hidden are connected to the second outer via hole 122 at an outer end thereof.
  • the inner end is connected to the inner via hole 123 described above.
  • the voice coil plate 10 is formed with a magnetic field in a vertical direction by magnetic bodies disposed on both surfaces thereof.
  • an electrical signal is applied to the first outer via hole 121 and the second outer via hole 122 to the voice coil plate 10
  • a Lorentz force is generated by a current and a magnetic field flowing through the multi-layered voice coil pattern. Then, the force vibrates the voice coil plate 10 and the diaphragm 20 up and down.
  • the connection relationship between the stacked structure of the voice coil plate 10 and the plurality of voice coil pattern layers will be described.
  • the right end of the voice coil plate 10 is referred to as a first end
  • the left end is referred to as a second end.
  • the side near the first end of the voice coil plate is referred to as the first end of the track
  • the side near the second end of the voice coil plate is referred to as the second end of the track.
  • FIG. 2 shows two types of voice coil patterns in a 2n layer voice coil plate according to an embodiment of the present invention.
  • N is a natural number of two or more.
  • the first type voice coil pattern 130A is the same as the uppermost voice coil pattern 130 described with reference to FIG. 1.
  • the first type voice coil pattern 130A has an outer end connected to a first outer via hole 121 disposed at a first end side of the first base substrate 111, and therefrom the first base substrate. It forms a track shape similar to a coil wound on the left and right long on the (111), the inner end is connected to the inner via hole 123 disposed inside the track shape.
  • a second outer via hole 122 is disposed outside the track shape similarly to the first outer via hole 121.
  • the first type voice coil pattern 130A is not electrically connected to the second outer via hole 122.
  • the second type voice coil pattern 130B has an outer end connected to a second outer via hole 122 disposed at a second end side of the second base substrate 112, and therefrom the second base substrate 112. It has a track shape similar to a coil wound long left and right on the upper end, and the inner end thereof is disposed inside the track shape, and more specifically, the inner end of the first type voice coil pattern 130A. The same leads to the inner via hole 123.
  • a first outer via hole 121 is disposed outside the track shape on the first end side of the base substrate 112, but the second type voice coil pattern 130B is electrically connected to the first outer via hole 121. Is not connected.
  • the multi-layer voice coil plate according to the present invention may be composed of n layers of first type voice coil patterns 130A, which are two or more natural numbers, and also n layers of second type voice coil patterns 130B. .
  • the track-shaped portions may be formed to have the same or similar shape to each other and may be stacked to overlap each other.
  • the individual line patterns constituting the track may be arranged such that the patterns of adjacent layers cross parallel lines. This arrangement is advantageous for dissipating heat generated in the voice coil pattern.
  • the first type voice coil pattern 130A of n layers (n is a natural number of two or more, equal to or less) and the second type voice coil pattern 130B of n layers are stacked to be insulated from each other in any order,
  • the first outer via hole 121, the second outer via hole 122, and the inner via hole 123 are each aligned in the same position in a plurality of layers and are electrically connected through an interlayer conductor. .
  • the first type voice coil pattern 130A and the second type voice coil pattern 130B are disposed on each of the base substrates 111 and 112, but the plurality of first layers stacked in a multilayer structure. Both the mold and second type voice coil patterns need not be formed on the base substrate, but may be formed on an insulating film providing electrical insulation with adjacent layers.
  • the multi-layer voice coil plate according to the present invention is a multi-layer voice coil plate having a voice coil pattern layer of 4 layers, 6 layers, 8 layers, etc., the first type irrespective of the number of layers. And all the voice coil pattern layers can be comprised only by the 2nd type and 2 types of voice coil pattern designs. Even in the side of the via hole for electrically connecting the layers, the interlayer connection structure may be configured by only the first and second outer via holes, that is, two outer via holes and one inner via hole. Furthermore, if the position of the inner via hole is aligned with the center line inside the track, the first type and the second type voice coil patterns have mirror mirror symmetry with each other, and virtually all the voice coil pattern layers can be formed with one voice coil pattern design. It may be.
  • the present invention is not limited to the above embodiment. More specifically, it is sufficient that the n first type voice coil patterns 130A have the first outer via hole 121 and the inner via hole 123 at positions overlapping planar with each other, and the coil patterns forming a track shape. The shapes of do not necessarily have to match. Accordingly, the n first type voice coil patterns 130A may have different resistance values from the first outer via hole 121 to the inner via hole 123. This also applies to the n second type voice coil patterns 130B.
  • FIG. 3 illustrates an interlayer connection structure of a six-layer voice coil pattern to which the two types of voice coil patterns of FIG. 2 are applied.
  • three first type voice coil pattern layers 131A, 132A, and 133A reflecting the first type voice coil pattern 130A form the first group F1
  • the second type voice coil pattern 130 Three second type voice coil pattern layers 134B, 135B, and 136B reflecting 130B form a second group F2.
  • the plurality of voice coil pattern layers belonging to the first group F1 are disposed on the upper and lower sides of the first base substrate 111
  • the plurality of voice coil pattern layers belonging to the second group F2 are formed of 2 is disposed on the upper and lower surfaces of the base substrate 112.
  • one first type voice coil pattern layer 131A is disposed on an upper surface of the first base substrate 111 as an inner voice coil pattern layer adjacent to the substrate.
  • the other first type voice coil pattern layer 133A is disposed thereon as the outer layer voice coil pattern layer.
  • An insulating film is interposed between the two first type voice coil pattern layers 131A and 133A.
  • one first type voice coil pattern layer 132A is also disposed on the lower surface of the base substrate 111 as an inner voice coil pattern layer adjacent to the substrate.
  • three second type voice coil pattern layers 134B, 135B, and 136B are disposed on an upper surface and a lower surface of the second base substrate 112, and the layered structure is formed of the first structure. Up and down symmetry can be achieved with one group F1.
  • the first group F1 and the second group F2 are disposed to overlap each other vertically with at least one insulating film therebetween.
  • all of the first type voice coil pattern layers 131A, 132A, and 133A belong to the first group F1, and the second type voice coil pattern layers 134B, 135B, and 136B are all included.
  • the present invention is not limited to this arrangement.
  • some of the first type voice coil pattern layers 131A, 132A, and 133A belong to the second group F2
  • some of the second type voice coil pattern layers 134B, 135B, and 136B are made of It may be arranged to belong to one group F1.
  • the first outer via hole 121, the second outer via hole 122, and the inner via hole 123 are aligned in the vertical direction in the plurality of layers, respectively, and the interlayer conduction. It is electrically connected through the sieve 120.
  • the first outer via hole 121 is electrically connected to the first input terminal part 151 outside the voice coil plate through the lead wire 141
  • the second outer via hole 122 is another lead wire.
  • Via 142 is also connected to the second input terminal portion 152 outside the voice coil plate.
  • the first input terminal portion 151 is disposed close to the first end of the voice coil plate
  • the second input terminal portion 152 is disposed close to the second end of the voice coil plate.
  • An electrical signal may be applied to the voice coil plate through a suspension serving as a lead wire 141.
  • FIG. 4 shows the resistance of the six-layer voice coil plate of FIG. 3 in an equivalent circuit.
  • three voice coil pattern layers including the first type voice coil pattern 130A are connected in parallel between the first outer via hole 121 and the inner via hole 123 in the resistances R1, R2, and R3.
  • the three voice coil pattern layers forming the group and having the second type voice coil pattern 130B are connected in parallel between the inner via hole 123 and the second outer via hole 122 in a manner of resistance (R4, R5, R6).
  • R4, R5, R6 a manner of resistance
  • the voice coil plate of the structure can be realized.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, at least one of R1, R2, and R3 may have a different value from the rest, and at least one of R4, R5, and R6 may have a different value from the rest. have. Even in this case, the combined resistance of the entire voice coil plate can be obtained by summing the resistance values of the two resistance groups connected in series with each other.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the voice coil plate having a six-layer structure along the line V-V 'of FIG.
  • the insulating layer 160 and via holes 121, 122, and 123 for interlayer insulation and surface protection in the six-layer voice coil plate according to the present embodiment (same as the embodiment described with reference to FIG. 3) according to this embodiment. It will be able to check the connection structure of the interlayer conductor 120 through).
  • the voice coil plate 10 includes a first group F1 based on the first base substrate 111 disposed above and a second disposed below. It may be divided into a second group F2 based on the base substrate 112. The first group F1 and the second group F2 may be symmetrically formed to face each other at the top and the bottom thereof, and may be adhered to each other through the adhesive layer 170.
  • one first type voice coil pattern layer 131A is disposed on an upper surface of the first base substrate 111 as an inner voice coil pattern layer adjacent to the substrate.
  • One insulating film 160 is disposed thereon.
  • the adhesive layer 170 is disposed thereon, and another first type voice coil pattern layer 133A is disposed on the adhesive layer 170 as the outer voice coil pattern layer.
  • Another insulating layer 160 may serve as a passivation layer on the outer voice coil pattern layer.
  • one first type voice coil pattern layer 132A is also disposed on the lower surface of the base substrate 111 as an inner voice coil pattern layer adjacent to the substrate.
  • the insulating film 160 is also disposed on the bottom surface.
  • three second type voice coil pattern layers 134B, 135B, and 136B are disposed on the upper and lower surfaces of the second base substrate 112 symmetrically with the first group F2. ) Is placed.
  • Each of the second type voice coil pattern layers 134B, 135B, and 136B is also covered with an insulating film, and the insulating film 160 on the surface of the inner voice coil pattern layer adjacent to the lower surface of the second base substrate 112 and the lower side in the drawing.
  • the adhesive layer 170 is disposed between the outer voice coil pattern layers.
  • an interlayer conductor 120 is disposed on inner walls of the first outer via hole 121, the second outer via hole 122, and the inner via hole 123, and the first outer via hole 121 and all the first through via holes 121 are disposed. Electrically connecting the first type voice coil pattern layers 131A, 132A, and 133A, and electrically connecting the second outer via hole 122 and all the second type voice coil pattern layers 134A, 135B, and 136B; The inner via hole 123 and all the first type and second type voice coil pattern layers are electrically connected to each other.
  • the inner voice coil pattern layer When the inner voice coil pattern layer is in direct contact with the surface of the base substrate, the inner voice coil pattern layer may have a structure in which two different metal thin films are stacked.
  • the silver (Ag) thin film 1301 is formed on the surface of the polyimide used as the base substrate 111, and the copper (Cu) film 1302 is formed thereon, then patterning it, adhesiveness of the conductive pattern is achieved. Not only is this improved, but the effect of reducing the resistivity can also be obtained.
  • the insulating layer 160 not only an overlay used in a conventional flexible printed circuit board (FPCB) but also a porous organic insulating layer may be used.
  • the porous organic insulating film is light in weight compared to its thickness and dielectric strength, which helps to improve the signal response performance of the flat panel speaker, and also to dissipate heat generated from the aforementioned voice coil pattern layers to the outside. It is advantageous.
  • the adhesive layer 170 may also serve as a planarization film.
  • the multi-layer voice coil plate and the flat panel speaker including the same may be applied to an audio system or various electronic products including the audio system.
  • the speaker installation space is narrow, such as a television with a flat panel display, but the utilization is high in products requiring high sound output.

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Abstract

다층 구조의 보이스 코일 패턴에 대한 설계 및 제조상의 어려움을 획기적으로 경감하도록 구성된 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 이용한 평판형 스피커가 개시된다. 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된다.

Description

다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커
본 발명은 평판형 스피커에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 다층 구조의 보이스 코일판과 이를 포함하는 평판형 스피커에 관한 것이다.
스피커는 자기장 내에 배치된 보이스 코일 및 진동판을 구비하며, 전기 신호에 의해 보이스 코일에 발생하는 로렌츠 힘을 이용하여 진동판을 진동시킴으로써 공기에 소밀파 형태의 음파를 발생시키는 장치이다. 종래에는 원통형으로 권선된 보이스 코일을 이용하여 콘(cone) 형태의 진동판을 진동시키는 원형 스피커가 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 오디오 시스템이 탑재되는 디스플레이 장치나 모바일 단말기 등의 소형화 및 박형화 추세에 따라 스피커 설치 공간을 줄일 수 있는 평판형 스피커의 채용이 늘고 있다.
평판형 스피커는 일반적으로, 서로 소정의 간격을 두고 배치되어 그 사이에 자기장이 형성된 자기 공간을 형성하는 한 쌍의 자성체와, 상기 자기 공간에 배치된 평면 형태의 보이스 코일판과, 상기 보이스 코일판의 상단에 수직으로 결합되어 상기 보이스 코일판의 운동에 의해 진동하는 진동판을 포함하여 구성된다. 상기 보이스 코일판은 플레이트 또는 필름 형태의 베이스 기판과, 베이스 기판의 표면에 트랙 형태로 와권되거나 이와 유사한 형태로 인쇄된 보이스 코일 패턴을 포함한다.
제한된 면적의 보이스 코일판에서 더 큰 전자기력을 발생시키기 위해서는 보이스 코일 패턴의 집적도를 높여야 하는데, 코일 패턴의 선폭을 줄여 권선수를 증가시키는 데에는 저항값의 증가로 인한 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 여러 장의 베이스 기판의 한 면 또는 양면에 각각 보이스 코일 패턴을 형성하고, 이들을 수직적으로 적층하는 기술이 개발되고 있다. 또한, 이러한 다층 구조의 보이스 코일판에서 설계 의도에 따른 적절한 저항값을 얻기 위해 서로 인접한 두 층의 보이스 코일 패턴들을 서로 직렬 연결하는 기술도 제시된 바 있다.
그러나, 종래의 기술에 따르면 다층 보이스 코일 패턴들의 층마다 층간 연결을 위한 비아홀(via hole)의 위치를 포함하는 보이스 코일 패턴의 형태나 그 길이가 다르다. 이로 인해 층별로 각각 보이스 코일 패턴을 설계해야하는 번거로움이 따른다. 층마다 보이스 코일 패턴의 형태나 길이의 차이로 그 저항값이 달라질 경우에는 보이스 코일판 전체의 합성 저항값을 설계 의도에 따른 목표 저항값에 맞추기가 더욱 어려워진다.
또한, 적층 구조의 측면에서도 종래의 기술에 따르면 다층 보이스 코일 패턴의 각 층마다 또는 적어도 두 개의 층마다 한 장의 베이스 기판이 필요하므로, 보이스 코일판의 두께가 두꺼워지고 그 질량이 커져서 코일 권선수 증가에 따른 효과를 반감시키는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은 다층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 단순화 함으로써, 보이스 코일 패턴 층의 적층 수가 많아지더라도 적은 수의 보이스 코일 패턴 설계만으로 이를 구현할 수 있도록 하고, 그 결과로 목표 저항값을 충족하는 다층 보이스 코일 패턴의 설계 및 제조에 소요되는 시간과 노력을 경감할 수 있도록 구성된 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다층 보이스 코일 패턴의 적층 구조를 개선하여, 베이스 기판의 수를 보이스 코일 패턴 층수의 1/2 미만으로 줄여, 보이스 코일판의 두께와 질량을 감소시키고, 그에 따라 코일 권선수 증가에 따른 효과를 배가시킬 수 있도록 구성된 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된다.
이 경우, 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며, 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 한 측면에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은, 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 베이스 기판; 상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면에 각각 형성된 내층 보이스 코일 패턴층; 상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면의 내층 보이스 코일 패턴층 표면을 각각 덮는 절연막; 및, 상기 한 쌍의 베이스 기판의 외측 면의 상기 절연막 상에 접착층을 사이에 두고 형성된 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 상기 한 쌍의 베이스 기판이 서로 마주보는 내측 면의 두 절연막은 접착층을 통해 서로 접착된다.
이 경우, 상기 내층 보이스 코일 패턴층 및 상기 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하는 다수의 보이스 코일 패턴층은 각각 제 1 형 보이스 코일 패턴층 또는 제 2 형 보이스 코일 패턴층이고, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 다수의 보이스 코일 패턴층에서 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀이 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 다수의 보이스 코일 패턴층은 다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며, 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 각각의 상기 내측 비아홀이 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되도록 적층된 것일 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따른 평판형 스피커는, 다층 구조의 보이스 코일판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및, 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,
여기서, 상기 다층 구조의 보이스 코일판은, 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된다.
이 경우, 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고, 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며, 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따른 평판형 스피커는, 다층 구조의 보이스 코일판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판; 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및, 상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,
여기서, 상기 다층 구조의 보이스 코일판은, 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 베이스 기판; 상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면에 각각 형성된 내층 보이스 코일 패턴층; 상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면의 내층 보이스 코일 패턴층 표면을 각각 덮는 절연막; 및, 상기 한 쌍의 베이스 기판의 외측 면의 상기 절연막 상에 접착층을 사이에 두고 형성된 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하고, 상기 한 쌍의 베이스 기판이 서로 마주보는 내측 면의 두 절연막은 접착층을 통해 서로 접착된다.
이 경우, 상기 내층 보이스 코일 패턴층 및 상기 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하는 다수의 보이스 코일 패턴층은 각각 제 1 형 보이스 코일 패턴층 또는 제 2 형 보이스 코일 패턴층이고, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결되고, 상기 다수의 보이스 코일 패턴층에서 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀이 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
전술한 구성에 따르면, 본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커는, 다층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 단순화 함으로써, 보이스 코일 패턴 층의 적층 수가 많아지더라도 적은 수의 보이스 코일 패턴 설계만으로 이를 구현할 수 있도록 하고, 그 결과로 목표 저항값을 충족하는 다층 보이스 코일 패턴의 설계 및 제조에 소요되는 시간과 노력을 경감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커는, 다층 보이스 코일 패턴의 적층 구조를 개선하여, 베이스 기판의 수를 보이스 코일 패턴 층수의 1/2 미만으로 줄임으로써, 보이스 코일판의 두께와 질량을 감소시키고, 그에 따라 코일 권선수 증가에 따른 효과를 배가시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 평판형 스피커에서 보이스 코일판과 진동판의 모습을 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 2n층 구조의 보이스 코일판에서 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴을 보인다.
도 3은 상기 도 2의 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴이 적용된 6층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 보인다.
도 4는 상기 도 3의 6층 보이스 코일판의 저항을 등가회로로 나타낸다.
도 5는 상기 도 2의 V-V' 라인을 따라 6층 구조의 보이스 코일판의 단면을 보인다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 평판형 스피커에서 보이스 코일판과 진동판의 모습을 보인다.
도시된 바와 같이, 평판형 스피커는 보이스 코일판(10)과, 그 상단부에 상기 보이스 코일판(10)과 수직을 이루도록 결합된 진동판(20)을 포함한다. 상기 보이스 코일판(10)은 적어도 하나의 베이스 기판(110)과 상기 베이스 기판(110)의 양면에 다수의 보이스 코일 패턴이 적층된 다층 구조를 갖는다. 본 도면에는 상기 보이스 코일판(10)의 최상층에 배치되어 정면을 향하는 보이스 코일 패턴(130)만이 도시되었으나, 통상의 기술자라면 그 아래에 상기 보이스 코일판(10)의 두께 방향으로 다층의 보이스 코일 패턴이 적층되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 베이스 기판(110)은 예컨대 폴리이미드(PI) 등의 합성수지 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 보이스 코일 패턴(130)은 트랙 형태의 도전성 패턴으로 형성된다. 상기 도전성 패턴은 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 등 높은 전기 전도도를 갖는 금속 박막으로 형성되거나, 여러 가지 금속 박막이 적층된 형태로 형성될 수 있다. 상기 도전성 패턴은 진공 증착과 리쏘그래피, 도금, 압연, 잉크젯 인쇄 등 인쇄회로기판(PCB) 제조에 적용되는 다양한 기술에 의해 형성될 수 있다.
상기 보이스 코일 패턴(130)은 상기 베이스 기판(110)의 길이 방향을 따라 가로로 긴 트랙 형태로 형성될 수 있다. 상기 보이스 코일 패턴(130)은 트랙 형태로 권선된 코일과 같이 그 외측단으로부터 그 내측단까지 하나의 선으로 이어지게 형성된다. 상기 트랙 형태의 보이스 코일 패턴의 내측단은 내측 비아홀(123)에 연결되고, 상기 보이스 코일 패턴의 외측단은 상기 트랙 형태의 외측에 배치된 제 1 외측 비아홀(121)에 연결된다. 한편, 상기 트랙 형태의 외측에는 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 다른 위치에, 예컨대 그 반대편에 제 2 외측 비아홀(122)이 더 배치된다. 본 도면에 보이는 최상층의 보이스 코일 패턴(130)과 달리 그 아래에 배치되어 가려진 다수의 보이스 코일 패턴층 중에서 다수의 보이스 코일 패턴은 그 외측단이 상기 제 2 외측 비아홀(122)에 연결되며, 그 내측단은 전술한 내측 비아홀(123)에 연결된다.
평판형 스피커에서 상기 보이스 코일판(10)에는 그 양면에 배치된 자성체에 의해 수직 방향의 자기장이 형성된다. 상기 보이스 코일판(10)에 상기 제 1 외측 비아홀(121) 및 상기 제 2 외측 비아홀(122)에 전기적 신호가 인가되면, 전술한 다층의 보이스 코일 패턴에 흐르는 전류와 자기장에 의해 로렌츠힘이 발생하고, 그 힘이 상기 보이스 코일판(10)과 상기 진동판(20)을 상하로 진동시킨다.
이하에서는 상기 보이스 코일판(10)의 적층 구조와 그에 따른 다수의 보이스 코일 패턴층 간의 연결 관계에 관하여 설명한다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 상기 보이스 코일판(10)의 도면상의 오른쪽 끝을 제 1 단부라 칭하고, 왼쪽 끝을 제 2 단부라 칭하기로 한다. 또한, 트랙 형태를 이루는 보이스 코일 패턴에서 상기 보이스 코일판의 제 1 단부에 가까운 쪽을 트랙의 제 1 단부로, 상기 보이스 코일판의 제 2 단부에 가까운 쪽을 트랙의 제 2 단부로 칭하기로 한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 2n층 구조의 보이스 코일판에서 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴을 보인다. 여기서 n은 2 이상의 자연수이다.
도 2의 (a)는 제 1 베이스 기판(111) 상에 형성된 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)을 보인다. 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 상기 도 1을 참조하여 설명한 최상층의 보이스 코일 패턴(130)과 동일하다. 다시 말하면, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 상기 제 1 베이스 기판(111)의 제 1 단부 측에 배치된 제 1 외측 비아홀(121)에 그 외측단이 연결되고 그로부터 상기 제 1 베이스 기판(111) 상에 좌우로 길게 권선된 코일과 유사한 트랙 형태를 이루며, 그 내측단은 상기 트랙 형태의 내측에 배치된 내측 비아홀(123)로 이어진다. 상기 베이스 기판(111)의 제 2 단부 측에는 제 1 외측 비아홀(121)과 마찬가지로 상기 트랙 형태의 외부에 제 2 외측 비아홀(122)가 배치된다. 그러나, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 상기 제 2 외측 비아홀(122)과는 전기적으로 연결되지 않는다.
도 2의 (b)는 제 2 베이스 기판(112) 상에 형성된 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)을 보인다. 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)은 상기 제 2 베이스 기판(112)의 제 2 단부 측에 배치된 제 2 외측 비아홀(122)에 그 외측단이 연결되고 그로부터 상기 제 2 베이스 기판(112) 상에 좌우로 길게 권선된 코일과 유사한 트랙 형태를 이루며, 그 내측단은 상기 트랙 형태의 내측에 배치된, 좀 더 구체적으로는, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)의 내측에 배치된 것과 같은 상기 내측 비아홀(123)로 이어진다. 상기 베이스 기판(112)의 제 1 단부 측에도 상기 트랙 형태의 외부에 제 1 외측 비아홀(121)가 배치되나, 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)은 상기 제 1 외측 비아홀(121)과는 전기적으로 연결되지 않는다.
본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은 2 이상의 자연수인, n개 층의 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과, 역시 n개 층의 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)으로 구성될 수 있다. 전술한 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)에서 상기 트랙 형태를 이루는 부분은 대략적으로 보면 서로 동일하거나 유사한 형상으로 형성되어 서로 포개지도록 적층 될 수 있다. 다만, 좀 더 자세히 보면 트랙을 이루는 개개의 라인 패턴들은 인접한 층의 패턴들끼리 서로 엇갈려 평행선을 달리도록 배치될 수 있다. 이러한 배치는 보이스 코일 패턴에서 발생하는 열을 방출하는 데에 유리하다. n개(n은 2 이상의 자연수, 이하 같음)층의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과 n개 층의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)은 순서에 상관없이 서로 절연되게 적층 되고, 각 층에서 상기 제 1 외측 비아홀(121), 상기 제 2 외측 비아홀(122), 및 상기 내측 비아홀(123)은 각각 다수의 층에서 평면적으로 동일한 위치에 정렬되어 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된다.
한편, 위에서는 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)과 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)이 각각의 베이스 기판(111, 112) 상에 배치된 것으로 설명하였으나, 다층 구조로 적층되는 다수의 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴이 모두 베이스 기판 상에 형성될 필요는 없고, 인접 층과의 전기 절연성를 제공하는 절연막 상에 형성될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판은 4층, 6층, 8층, 등 2n층의 보이스 코일 패턴층을 갖는 다층 구조의 보이스 코일판에서, 그 층 수에 상관 없이 제 1 형 및 제 2 형, 2 가지 형태의 보이스 코일 패턴 설계만으로 모든 보이스 코일 패턴층을 구성할 수 있다. 층간을 전기적으로 연결하는 비아홀 측면에서도, 제 1 및 제 2 외측 비아홀, 즉 2 개의 외측 비아홀과 하나의 내측 비아홀만으로 층간 연결 구조를 구성할 수 있다. 나아가, 내측 비아홀의 위치를 트랙 내측의 중심선에 맞추면 상기 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴의 서로 거울면 대칭을 이루어, 실질적으로는 하나의 보이스 코일 패턴 설계로 모든 보이스 코일 패턴층을 구성할 수도 있다.
그러나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 좀 더 구체적으로 n개의 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)은 서로 평면적으로 중첩되는 위치에 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 상기 내측 비아홀(123)을 가지는 것이면 충분하고, 트랙 형태를 이루는 코일 패턴의 형상이 반드시 일치할 필요는 없다. 따라서, n개의 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)끼리도 상기 제 1 외측 비아홀(121)부터 상기 내측 비아홀(123)까지 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 이 점은 n개의 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)에 대해서도 마찬가지이다.
이하에서는 상기 도 2의 실시예에 따른 한 구체적인 예로서, 6층 구조(n=3인 경우)의 보이스 코일판을 중심으로 설명한다.
도 3은 상기 도 2의 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴이 적용된 6층 보이스 코일 패턴의 층간 연결구조를 보인다.
본 실시예에 따르면, 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)이 반영된 3개의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A)이 제 1 그룹(F1)을 이루고, 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)이 반영된 3개의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)이 제 2 그룹(F2)을 이룬다. 여기서, 상기 제 1 그룹(F1)에 속한 다수의 보이스 코일 패턴층은 제 1 베이스 기판(111)의 상면 및 하면 측에 배치되고, 제 2 그룹(F2)에 속한 다수의 보이스 코일 패턴층은 제 2 베이스 기판(112)의 상면 및 하면 측에 배치된다.
먼저, 상기 제 1 그룹(F1)을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 제 1 베이스 기판(111)의 상면에 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A)이 배치되고, 그 위에 외층 보이스 코일 패턴층으로서 다른 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(133A)이 배치된다. 상기 두 개의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 133A) 사이에는 절연막이 게재된다. 한편, 상기 베이스 기판(111)의 하면에도 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(132A)이 배치된다. 상기 제 2 그룹(F2)의 경우, 제 2 베이스 기판(112)의 상면 및 하면 측에 세 개의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)이 배치되며, 그 층상의 구조는 상기 제 1 그룹(F1)과 상하 대칭을 이룰 수 있다. 그리고, 상기 제 1 그룹(F1)과 제 2 그룹(F2)은 적어도 하나의 절연막을 사이에 두고 서로 상하로 중첩되게 배치된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A)은 모두 상기 제 1 그룹(F1)에 속하고, 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)은 모두 상기 제 2 그룹(F2)에 속하도록 배치되었으나, 본 발명은 이러한 배치 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A) 중의 일부가 제 2 그룹(F2)에 속하고, 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B) 중의 일부가 제 1 그룹(F1)에 속하도록 배치될 수도 있다.
전술한 다수의 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴층에서 제 1 외측 비아홀(121)과 제 2 외측 비아홀(122) 및 내측 비아홀(123)은 각각 다수의 층에서 수직 방향으로 정렬되고 층간 도전체(120)를 통해 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제 1 외측 비아홀(121)은 리드 배선(141)을 통해 보이스 코일판 외부의 제 1 입력 단자부(151)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 외측 비아홀(122)은 또 하나의 리드 배선(142)을 통해 역시 보이스 코일판 외부의 제 2 입력 단자부(152)에 연결된다. 평판형 스피커에서, 상기 제 1 입력 단자부(151)는 보이스 코일판의 제 1 단부에 근접하게 배치되고, 제 2 입력 단자부(152)는 보이스 코일판의 제 2 단부에 근접하게 배치되며, 이들은 상기 리드 배선(141)의 역할을 겸하는 서스펜션(suspension)을 통해 상기 보이스 코일판에 전기적 신호를 인가할 수 있다.
도 4는 상기 도 3의 6층 보이스 코일판의 저항을 등가회로로 나타낸다.
도시된 바와 같이, 제 1 형 보이스 코일 패턴(130A)으로 이루어진 3개의 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 내측 비아홀(123) 사이에 병렬로 연결된 저항(R1, R2, R3) 그룹을 이루고, 제 2 형 보이스 코일 패턴(130B)으로 이루어진 3개의 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀(123)과 상기 제 2 외측 비아홀(122) 사이에 병렬로 연결된 저항(R4, R5, R6) 그룹을 이룬다. 제 1 입력 단자부(151)와 제 2 입력 단자부(152) 사이에서 상기 두 저항 그룹은 서로 직렬로 연결된 형태를 띤다.
본 실시예에 따른 6층 구조의 보이스 코일판의 경우, 그 합성 저항을 쉽게 구할 수 있는데, 이는 본 실시예의 경우 R1=R2=R3(=Ra)이고, R4=R5=R6(=Rb)인 관계가 성립되기 때문이다. 따라서, 6층 구조의 보이스 코일판의 합성 저항은, R=Ra/3+Rb/3 라는 간단한 식으로 구해질 수 있다. 나아가, 제 1 형 보이스 코일 패턴의 저항값인 Ra와 제 2 형 보이스 코일 패턴의 저항값인 Rb를 동일하게 Rp로 설계할 경우, 합성 저항은, R=(2/3)Rp 의 식으로부터 더 간단하게 구해질 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따르면, 4층, 6층 또는 그 이상의 다층 구조를 갖는 보이스 코일판을 설계하는 때에도 한 가지 또는 두 가지 형태의 보이스 코일 패턴을 설계하는 것만으로 쉽게 목표 저항값을 충족하는 다층 구조의 보이스 코일판을 구현할 수 있게 된다.
다만, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 나머지와 다른 값을 가질 수 있고, 마찬가지로 R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 나머지와 다른 값을 가질 수 있다. 이 경우에도 보이스 코일판 전체의 합성 저항은 서로 직렬 연결된 상기 두 저항 그룹의 저항값을 합산하는 방법으로 얻어질 수 있다.
도 5는 상기 도 2의 V-V' 라인을 따라 6층 구조의 보이스 코일판의 단면을 보인다.
본 도면을 통해 본 실시예에 따른 6층 구조의 보이스 코일판(상기 도 3을 참조하여 설명한 실시예와 동일함)에서 층간 절연 및 표면 보호를 위한 절연막(160)과 비아홀(121, 122, 123)을 통한 층간 도전체(120)의 연결 구조를 확인할 수 있을 것이다.
본 실시예에 따른 보이스 코일판(10)은 상기 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 상부에 배치된 제 1 베이스 기판(111)을 기반으로 한 제 1 그룹(F1)과 하부에 배치된 제 2 베이스 기판(112)을 기반으로 한 제 2 그룹(F2)으로 나누어 볼 수 있다. 상기 제 1 그룹(F1)과 제 2 그룹(F2)은 상부와 하부에서 서로 마주보며 대칭적으로 형성될 수 있고, 서로 접착층(170)을 통해 접착될 수 있다.
먼저, 상부의 제 1 그룹(F1)을 보면, 상기 제 1 베이스 기판(111)의 상면에 상기 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A)이 배치되고, 그 위에 하나의 절연막(160)이 배치된다. 다시 그 위에는 접착층(170)이 배치되고, 상기 접착층(170) 상에 외층 보이스 코일 패턴층으로서 다른 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(133A)이 배치된다. 상기 외층 보이스 코일 패턴층의 상부에는 보호막 역할을 하는 또 하나의 절연막(160)이 배치될 수 있다. 한편, 상기 베이스 기판(111)의 하면에도 기판에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층으로서 하나의 제 1 형 보이스 코일 패턴층(132A)이 배치된다. 그 하면에도 절연막(160)이 배치된다.
하부의 제 2 그룹(F2)을 보면, 상기 제 1 그룹(F2)과 대칭적으로 제 2 베이스 기판(112)의 상면 및 하면 측에 세 개의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B)이 배치된다. 상기 각각의 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134B, 135B, 136B) 역시 절연막으로 덮이고, 상기 제 2 베이스 기판(112)의 하면에 인접한 내층 보이스 코일 패턴층 표면의 절연막(160)과 도면에서 하측의 외층 보이스 코일 패턴층의 사이에는 접착층(170)이 배치된다.
한편, 전술한 제 1 외측 비아홀(121), 제 2 외측 비아홀(122), 및 내측 비아홀(123)의 내벽에는 층간 도전체(120)가 배치되어, 상기 제 1 외측 비아홀(121)과 모든 제 1 형 보이스 코일 패턴층(131A, 132A, 133A)을 전기적으로 연결하고, 상기 제 2 외측 비아홀(122)과 모든 제 2 형 보이스 코일 패턴층(134A, 135B, 136B)을 전기적으로 연결하며, 상기 내측 비아홀(123)과 모든 제 1 형 및 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 전기적으로 연결한다.
상기 내층 보이스 코일 패턴층이 상기 베이스 기판의 표면에 직접 접하는 경우, 상기 내층 보이스 코일 패턴층은 서로 다른 두 가지 금속 박막이 적층된 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(111)으로 사용되는 폴리이미드의 표면에 은(Ag) 박막(1301)을 형성하고 그 위에 구리(Cu) 막(1302)을 형성한 뒤 이를 패터닝하면 도전성 패턴의 접착성이 향상될 뿐만 아니라 비저항 감소의 효과도 얻을 수 있다.
상기 절연막(160)으로는 통상의 연성인쇄회로기판(FPCB)에 사용되는 오버레이 뿐만 아니라 다공질의 유기 절연막을 채용할 수도 있다. 다공질의 유기 절연막은 그 두께와 절연 내력에 비해 질량이 가벼워 평판형 스피커의 신호 응답 성능을 향상시키는 데에 도움이 되고, 전술한 다수의 보이스 코일 패턴층에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 데에도 유리하다. 한편, 상기 접착층(170)은 평탄화막으로서의 역할도 겸할 수 있다.
본 발명에 따른 다층 구조의 보이스 코일판 및 이를 포함하는 평판형 스피커는 오디오 시스템 또는 오디오 시스템이 포함되는 각종 전자제품 등에 적용될 수 있다. 일 예로서, 평판 디스플레이가 적용된 텔레비젼과 같이 스피커 설치 공간이 좁은 반면 높은 음향 출력이 필요한 제품에 활용도가 높다.

Claims (11)

  1. 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및,
    트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
    다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고,
    상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며,
    서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결된,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  3. 서로 마주보게 배치된 한 쌍의 베이스 기판;
    상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면에 각각 형성된 내층 보이스 코일 패턴층;
    상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면의 내층 보이스 코일 패턴층 표면을 각각 덮는 절연막; 및,
    상기 한 쌍의 베이스 기판의 외측 면의 상기 절연막 상에 접착층을 사이에 두고 형성된 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
    상기 한 쌍의 베이스 기판이 서로 마주보는 내측 면의 두 절연막은 접착층을 통해 서로 접착된,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내층 보이스 코일 패턴층 및 상기 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하는 다수의 보이스 코일 패턴층은 각각 제 1 형 보이스 코일 패턴층 또는 제 2 형 보이스 코일 패턴층이고,
    상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결되고,
    상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결되고,
    상기 다수의 보이스 코일 패턴층에서 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀이 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 보이스 코일 패턴층은 다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하는,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고,
    상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며,
    서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결된,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 각각의 상기 내측 비아홀이 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되도록 적층된,
    다층 구조의 보이스 코일판.
  8. 다층 구조의 보이스 코일판;
    상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판;
    상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및,
    상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,
    상기 다층 구조의 보이스 코일판은,
    트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 1 형 보이스 코일 패턴층; 및
    트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측에 배치된 내측 비아홀까지 연결된 제 2 형 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
    다수의 상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 다수의 상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층이 서로 절연되게 적층되고, 상기 제 1 외측 비아홀 및 상기 제 2 외측 비아홀은 각각 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀과 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층 각각의 상기 내측 비아홀은 서로 동일한 위치에서 수직으로 정렬되고, 층간 도전체를 통해 서로 전기적으로 연결된,
    평판형 스피커.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 상기 제 1 외측 비아홀과 상기 내측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되고,
    상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀과 상기 제 2 외측 비아홀 사이에서 서로 병렬 연결되며,
    서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 1 형 보이스 코일 패턴층과 서로 병렬 연결된 상기 다수의 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 상기 내측 비아홀을 접점으로 하여 서로 직렬 연결된,
    평판형 스피커.
  10. 다층 구조의 보이스 코일판;
    상기 다층 구조의 보이스 코일판 상단에 수직을 이루도록 결합되어 상기 다층 구조의 보이스 코일판에 평행한 방향으로 진동하는 진동판;
    상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 1 단부에 인접하게 설치된 제 1 입력 단자부; 및,
    상기 다층 구조의 보이스 코일판의 제 2 단부에 인접하게 설치된 제 2 입력 단자부를 포함하고,
    상기 다층 구조의 보이스 코일판은,
    서로 마주보게 배치된 한 쌍의 베이스 기판;
    상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면에 각각 형성된 내층 보이스 코일 패턴층;
    상기 한 쌍의 베이스 기판 각각의 양면의 내층 보이스 코일 패턴층 표면을 각각 덮는 절연막; 및,
    상기 한 쌍의 베이스 기판의 외측 면의 상기 절연막 상에 접착층을 사이에 두고 형성된 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하고,
    상기 한 쌍의 베이스 기판이 서로 마주보는 내측 면의 두 절연막은 접착층을 통해 서로 접착된,
    평판형 스피커.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내층 보이스 코일 패턴층 및 상기 외층 보이스 코일 패턴층을 포함하는 다수의 보이스 코일 패턴층은 각각 제 1 형 보이스 코일 패턴층 또는 제 2 형 보이스 코일 패턴층이고,
    상기 제 1 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 1 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 내측 비아홀까지 연결되고,
    상기 제 2 형 보이스 코일 패턴층은 트랙 형태로 형성되어 상기 트랙 외측의 제 2 외측 비아홀로부터 상기 트랙 내측의 상기 내측 비아홀까지 연결되고,
    상기 다수의 보이스 코일 패턴층에서 상기 제 1 외측 비아홀, 상기 제 2 외측 비아홀, 및 상기 내측 비아홀이 각각의 층간 도전체를 통해 전기적으로 연결된,
    평판형 스피커.
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