專利名稱：聲換能器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通信裝置、音頻裝置等中的換能器模塊，更具體地講，涉及一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)微型硅電容式傳聲器模塊。
技術(shù)背景近年來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展迅速。使用移動(dòng)通信裝置的用戶日益增 加，這些移動(dòng)通信裝置例如包括蜂窩電話、能夠?qū)崿F(xiàn)web的蜂窩電話、 個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手持式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、圖形輸入板或能 夠在公共或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)上通信的任何其他裝置類型。特別是更多的蜂 窩網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)以及移動(dòng)通信技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致更多的客戶使用移動(dòng)通 信裝置，這驅(qū)使在音頻裝置的制造處理、功耗、接收、加工以及小型化 方面的進(jìn)步。隨著移動(dòng)通信裝置的尺寸變小，對(duì)提高所利用的微型換能 器模塊的固有性質(zhì)的要求不斷增加。一般來(lái)講，常規(guī)的駐極體電容式傳聲器(ECM)已用于通信裝置， 這些通信裝置例如包括蜂窩電話、能夠?qū)崿F(xiàn)web的電話、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、手持式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、圖形輸入板或其他這種裝置。 在這些通信裝置(例如，蜂窩電話)中，連接器構(gòu)件將駐極體電容式傳 聲器電連接到固定在裝置殼體內(nèi)的印刷電路板。該連接器可以包括ECM 與外殼之間的墊片，該外殼形成有孔或口，以提供從殼體的外部到ECM 的聲通路。將ECM和具有墊片的連接器組裝到殼體內(nèi)的PCB上的最后 組裝必須以人工方式或利用離線設(shè)備來(lái)完成，這導(dǎo)致由于不良的電連接 或不良的(泄漏的)聲連接而引起的顯著的成品率損失。由于用于構(gòu)造 ECM的材料的溫度限制而不能對(duì)ECM進(jìn)行焊接。


圖1是包括根據(jù)所述實(shí)施方式的電容式傳聲器模塊的蜂窩電話的立體圖；圖2是圖1中的蜂窩電話的部分剖面圖；圖3A至圖3B是所述的聲換能器模塊的一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖； 圖4A至圖4B是所述的聲換能器模塊的另一實(shí)施方式的剖面圖； 圖5A至圖5B是所述的聲換能器模塊的另一實(shí)施方式的剖面圖； 圖6A至圖6C是所述的聲換能器模塊的另一實(shí)施方式的剖面圖； 圖7A至圖7C是所述的聲換能器模塊的另一實(shí)施方式的剖面圖； 圖8是所述的聲換能器模塊的另一實(shí)施方式的剖面圖；以及 圖9是所述的聲換能器模塊的另一實(shí)施方式的部分剖面圖。
具體實(shí)施方式
盡管本發(fā)明易于具有各種變型和另選形式，但是作為示例在附圖中 示出了特定實(shí)施方式，并且將在這里詳細(xì)描述這些實(shí)施方式。然而，應(yīng) 當(dāng)理解，本公開(kāi)內(nèi)容并不旨在將本發(fā)明限于所描述的具體形式，而相反 的是，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)的所有變型例、另選例和等同物。這里描述的本發(fā)明的實(shí)施方式克服了與先前的設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的組裝問(wèn) 題和性能問(wèn)題，提供了一種制造聲換能器模塊(例如，用于通信裝置的 傳聲器模塊)的簡(jiǎn)單、有效且經(jīng)濟(jì)的方式和方法。本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點(diǎn)包括提供了可靠的電連接和可靠的、無(wú)泄漏的聲連接。在各種實(shí) 施方式中，本發(fā)明使用了微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置，例如用于通信裝 置的換能器和/或硅基傳聲器。如將從以下對(duì)實(shí)施方式的描述中理解的，聲換能器模塊包括殼體和 布置在該殼體內(nèi)的表面安裝的聲換能器。該表面安裝的聲換能器可以具 有用于將該表面安裝的聲換能器電連接到印刷電路板的表面。該表面暴 露于殼體的外部。聲通路將表面安裝的聲換能器連接到殼體的外表面?？梢詫⒈砻姘惭b的聲換能器容納在殼體內(nèi)形成的腔內(nèi)，并且例如利 用機(jī)械緊固件、摩擦和相互接合機(jī)械元件而將該表面安裝的聲換能器固
定在其中。作為另一種選擇，可以通過(guò)粘合來(lái)固定表面安裝的聲換能器， 或者在殼體內(nèi)在原處模制表面安裝的換能器。殼體可以包括第一殼體構(gòu)件和第二殼體構(gòu)件。第一殼體構(gòu)件可以是 內(nèi)殼層，第二殼體構(gòu)件可以是外殼層。第一殼體層與第二殼體層之間可 以設(shè)置有中間層。第一殼體層和第二殼體層分別可以是非導(dǎo)電層，而中 間層可以是導(dǎo)電層。聲通路內(nèi)可以設(shè)置有屏障。該屏障可以是聚合材料膜或燒結(jié)金屬。 例如，該屏障可以是環(huán)境屏障和/或聲阻屏障。即，該屏障可以是諸如平塑料片或膜的聲阻材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)膜。該屏障還可以是 燒結(jié)金屬構(gòu)件或網(wǎng)屏(screen)。殼體可以包括與連接表面相鄰的保持結(jié)構(gòu)。該保持結(jié)構(gòu)的尺寸可以 容納電子裝置的印刷電路板的延伸部分。殼體可以包括安裝結(jié)構(gòu)。該安裝結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成與形成在電子裝置上 的互補(bǔ)安裝結(jié)構(gòu)相接合，用于將聲換能器模塊固定到該電子裝置。還可 以設(shè)置輔助安裝結(jié)構(gòu)來(lái)將表面安裝的聲換能器電連接到電子裝置。表面安裝的聲換能器可以是微型硅電容式傳聲器。電子裝置可以包括殼體和固定在該殼體內(nèi)的印刷電路板。還設(shè)置有 聲換能器殼，并且該聲換能器殼內(nèi)設(shè)置有表面安裝的聲換能器。該表面 安裝的聲換能器可以具有用于將該表面安裝的聲換能器電連接到印刷電 路板的表面，該表面暴露于聲換能器殼的外部。至少一個(gè)聲通路將表面 安裝的聲換能器連接到殼體的外表面。聲換能器殼固定到所述殼體，并 且所述表面與印刷電路板相接觸，以將表面安裝的聲換能器電連接到印 刷電路板。電子裝置可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理、尋呼機(jī)、膝上型 計(jì)算機(jī)或便攜式web瀏覽器。聲換能器殼可以粘合到或者以機(jī)械方式固 定到所述殼體，或者在該殼體內(nèi)在原處模制該聲換能器殼，并且該聲換 能器殼可以具有形成所述殼體的表面的一部分的表面。參照?qǐng)D1至圖2，由標(biāo)號(hào)IO統(tǒng)一示出了硅電容式傳聲器模塊。模塊 10電連接到設(shè)置在諸如蜂窩電話的手持式無(wú)線通信裝置14中的印刷電路 板(PCB) 12。當(dāng)然，模塊10可以適合于用于幾乎任何其他類型的電子
裝置中，這些電子裝置包括能夠?qū)崿F(xiàn)web的電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA) 裝置、其他類型的也能夠在公共或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)上通信的便攜式計(jì)算機(jī) 和互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備和裝置等。如下面更加詳細(xì)地解釋的，模塊10可以與 裝置14緊密配合。作為另一種選擇，模塊10可以按形成裝置14的外殼 16的一部分的方式連接到裝置14。下面將參照?qǐng)D3A至圖3B，根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式的模塊100可 以用于包括與圖1中所示的蜂窩電話14相似的裝置的通信裝置中。模塊 100可以包括殼體102，該殼體102包括頂殼部分104和底殼部分106。 頂殼部分104和底殼部分106例如可以通過(guò)機(jī)械緊固、巻邊、焊接或粘 接而連接在一起。示出的殼體102具有至少一層，然而殼體102可以利 用導(dǎo)電材料和/或非導(dǎo)電材料的交替層，下面將更加詳細(xì)地論述這種實(shí)施 方式。在示出的實(shí)施方式中，殼體102由諸如模制塑料材料的聚合材料 制成。模塊100還包括可表面安裝的組件110、基片(未示出)以及接收器 112?？杀砻姘惭b的組件(SMS) 110可以包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝 置，例如換能器或硅基傳聲器(例如，美國(guó)專利第5870482號(hào)、美國(guó)專 利申請(qǐng)第09/886754號(hào)、國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/US0148462和/或美國(guó)專利申 請(qǐng)第10/238256號(hào)中所公開(kāi)的硅電容式傳聲器，通過(guò)整體上的引用將它們 的公開(kāi)內(nèi)容合并于此以用于所有目的)。在示出的實(shí)施方式中，SMS 110 是基于MEMS的微型硅電容式傳聲器?？梢栽跉んw102內(nèi)模制SMC 110 或者在形成在殼體102內(nèi)的保持器結(jié)構(gòu)112內(nèi)裝配或模制SMC 110。SMC 110包括連接表面114，該連接表面11.4用于與通信裝置內(nèi)的 印刷電路板(PCB)電連接或者另外將SMC 110電連接到通信裝置。連 接表面114可以位于SMC 110的上表面116、側(cè)表面118或底表面120 上。連接表面114可以通過(guò)焊接處理而電連接到PCB，然而本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任何形式的電連接，包括導(dǎo)電膠、觸點(diǎn)、彈簧 觸點(diǎn)、插頭等。模塊100還可以包括電連接到連接表面114的輔助安裝 結(jié)構(gòu)，下面將對(duì)這種實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的論述。在示出的實(shí)施方式 中，連接表面114位于SMC110的側(cè)表面118上，用于將SMC110與裝 置14內(nèi)的PCB 12電連接。在殼體102的表面上設(shè)置有至少一個(gè)孔或音孔(示出了三個(gè)口 124a、 124b和124c)，以使得聲波可以進(jìn)入。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，當(dāng)指一個(gè)或更多 個(gè)音孔時(shí)，將參照音孔124，此時(shí)應(yīng)當(dāng)理解可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)這種口 。 多個(gè)音孔提供了 SMC 110中的方向靈敏性。音孔124可以形成在殼體102 的上表面126、側(cè)表面128或底表面130上或者這些表面上的多個(gè)位置處。 在示出的實(shí)施方式中，第一音孔124a位于上表面126上，第二音孔124b 位于底表面130上，第三音孔124c位于側(cè)表面128上，以提供SMCllO中的方向特性，即全向、雙向或單向靈敏性。音孔124可以通過(guò)多種方法來(lái)形成，包括鉆透殼體102以形成到 SMC 110的聲通路或者將音孔124模制到殼體102中。作為另一種選擇， 例如可以通過(guò)完全鉆透殼體102、裝置PCB以及外殼來(lái)形成口，以使得 聲能可以耦合到SMC 110。模塊100能夠經(jīng)受相對(duì)高的溫度，包括與各種塑料模制處理相關(guān)聯(lián) 的那些溫度。因此可以在用于制造裝置殼體16的塑料模制處理過(guò)程中將 模塊100安裝在該裝置內(nèi)或者與該裝置配合。這樣做提供了以下優(yōu)點(diǎn) 減小了裝置的整體尺寸，同時(shí)保持了優(yōu)良的電聲性質(zhì)(例如，靈敏度、 噪聲、穩(wěn)定性、緊湊性、魯棒性、以及對(duì)電磁干擾(EMI)及包括震動(dòng)和 碎屑在內(nèi)的其他外部和環(huán)境條件的不靈敏性)。如所示出的，模塊100例如通過(guò)焊接而電連接到裝置14內(nèi)的PCB 12。作為另一種選擇，模塊100可以以機(jī)械或摩擦的方式與裝置14的殼 體16相接合?？梢允褂弥T如可以或不能形成為裝置14的外殼16或外表 面的一部分的緊固件、摩擦連接器、搭扣配合、榫舌和槽組件的另選方 法，通過(guò)接合殼體102的相應(yīng)結(jié)構(gòu)或表面，將模塊100固定到裝置14。 本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用諸如環(huán)氧樹(shù)脂、帶(tape)等的接 合和類似的連接形式。模塊100的殼體102可以被著色，和/或具有包括 斜切的邊緣、凹坑等的平滑拋光表面的質(zhì)地，以匹配裝置14的外殼16 或夕卜表面。下面將參照?qǐng)D4A至圖4B，根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式的模塊200可
以用于包括與圖1中所示的裝置14相似的裝置的通信裝置中。模塊200 在結(jié)構(gòu)上和功能上與圖3A和圖3B中所示的模塊100相似，并且使用相 似的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相似的組成部分，其中，例如100和102分別與200和 202相對(duì)應(yīng)。模塊200可以包括殼體202，該殼體202包括頂殼部分204 和底殼部分206。頂殼部分204和底殼部分206例如可以通過(guò)機(jī)械緊固件、 巻邊、焊接或粘接而連接在一起。示出的殼體202具有至少一層208，然 而殼體202可以利用導(dǎo)電材料和/或非導(dǎo)電材料的交替層，下面將更加詳 細(xì)地論述這種實(shí)施方式。在示出的實(shí)施方式中，殼體202由諸如模制塑 料材料的聚合材料制成。模塊200還包括可表面安裝的組件210、基片(未示出)以及接收 器212?？杀砻姘惭b的組件(SMC) 210可以包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS) 裝置，例如換能器或硅基傳聲器(例如，前面提及的美國(guó)專利第5870482 號(hào)、美國(guó)專利申請(qǐng)第09/886754號(hào)、國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/USO148462禾口/或 美國(guó)專利申請(qǐng)第10/238256號(hào)中所公開(kāi)的硅電容式傳聲器)。在示出的實(shí) 施方式中，SMC210是基于MEMS的微型硅電容式傳聲器。可以在殼體 102內(nèi)模制SMC 210或者可以在形成在殼體202內(nèi)的保持器結(jié)構(gòu)212內(nèi) 裝配或模制SMC210。SMC 210包括連接表面214，該連接表面214用于與通信裝置內(nèi)的 印刷電路板(PCB)電連接或者另外將SMC210電連接到通信裝置。連 接表面214可以位于SMC210的上表面216、側(cè)表面218、或底表面220 上。連接表面214可以通過(guò)焊接處理而電連接到PCB，然而本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任何形式的電連接，包括導(dǎo)電膠、觸點(diǎn)、彈簧 觸點(diǎn)、插頭等。模塊200還可以包括電連接到連接表面214的輔助安裝 結(jié)構(gòu)，下面將對(duì)這種實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的論述。在示出的實(shí)施方式 中，連接表面214位于SMC 210的底表面220上，用于將SMC 210與裝 置14內(nèi)的PCB 12電連接。在殼體202的表面上設(shè)置有至少一個(gè)孔或音孔(示出了兩個(gè)口 224a 和224b)，以使得聲波可以進(jìn)入。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，當(dāng)指一個(gè)或更多個(gè)音孔 時(shí)，將參照音孔224，此時(shí)應(yīng)當(dāng)理解可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)這種口。多個(gè)
音孔提供了 SMC 210中的方向靈敏性。音孔224可以形成在殼體202的 上表面226、側(cè)表面228或底表面230上或者這些表面上的多個(gè)位置處。 在示出的實(shí)施方式中，第一音孔224a位于上表面226上，第二音孔224b 位于底表面230上，以提供SMC210中的方向特性，即全向、雙向、或單向靈敏性。音孔224可以通過(guò)多種方法來(lái)形成，包括鉆透或模制穿透殼體202 以形成到SMC210的聲通路。作為另一種選擇，例如可以通過(guò)完全鉆透 殼體202、裝置PCB以及外殼來(lái)形成口，以使得聲能可以耦合到SMC210。模塊200能夠經(jīng)受相對(duì)高的溫度，包括與各種塑料模制處理相關(guān)聯(lián) 的那些溫度。因此可以在用于制造裝置殼體的塑料模制處理過(guò)程中將模 塊210安裝在該裝置內(nèi)或者與該裝置配合。這樣做提供了以下優(yōu)點(diǎn)減 小了裝置的整體尺寸，同時(shí)保持了優(yōu)良的電聲性質(zhì)(例如，靈敏度、噪 聲、穩(wěn)定性、緊湊性、魯棒性、以及對(duì)電磁干擾(EMI)及包括震動(dòng)和碎 屑在內(nèi)的其他外部和環(huán)境條件的不靈敏性)。如圖4A所示，模塊200例如通過(guò)焊接而電連接到裝置14內(nèi)的PCB 12。作為另一種選擇，圖4B示出了模塊200可以以機(jī)械或摩擦的方式連 接在裝置14的殼體16內(nèi)形成的保持結(jié)構(gòu)212內(nèi)。在示出的實(shí)施方式中， PCB 12的延伸部分18延伸到離隙(relief)結(jié)構(gòu)225中并鎖在其內(nèi)。PCB 12的表面20受壓而與將模塊200電連接到PCB 12的連接表面214相接 觸?？梢允褂弥T如可以或不能形成為裝置14的外殼16或外表面的一部 分的緊固件、摩擦連接器、搭扣配合、榫舌和槽組件的另選方法，將模 塊200固定到裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用諸如環(huán)氧樹(shù) 脂、帶等的接合和類似的連接形式。模塊200的殼體202可以被著色， 和/或具有包括斜切的邊緣、凹坑等的平滑拋光表面的質(zhì)地，以匹配裝置 14的外殼16或外表面。如圖4A所示，殼體202、 PCB 12和裝置14的殼體16的組合產(chǎn)生 了第二音孔224b，并且該第二音孔224b與SMC 210對(duì)準(zhǔn)以將聲能傳遞 到SMC 210。第一音孔224a位于殼體202的上表面216上并且聲連接到 SMC210。
可以在用于形成裝置殼體16的塑料模制處理過(guò)程中將模塊200安裝在裝置14內(nèi)或者與裝置14配合，以減小裝置14的整體尺寸，而且仍保 持優(yōu)良的電聲性能，例如靈敏度、噪聲、穩(wěn)定性、緊湊性、魯棒性、以 及對(duì)電磁干擾(EMI)及包括震動(dòng)和碎屑在內(nèi)的其他外部和環(huán)境條件的不 靈敏性。下面將參照?qǐng)D5A至圖5B，根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式的模塊300可 以用于包括與圖1中所示的裝置14相似的裝置的通信裝置中。模塊300 在結(jié)構(gòu)上和功能上與圖3A和圖3B中所示的模塊100相似，并且使用相 似的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相似的組成部分，其中，例如100和102分別與300和 302相對(duì)應(yīng)?？梢酝ㄟ^(guò)在SMC 310的周圍設(shè)置諸如預(yù)聚合(B-staged)環(huán)氧樹(shù)脂 的環(huán)氧樹(shù)脂層332以形成密封墊片而將SMC 310固定到殼體302，然而 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其他用于固定SMC 310的方法也是可行的。 在示出的實(shí)施方式中，形成的墊片至少防止從將SMC 310連接到殼體302 的外部的聲通路泄漏聲波。在殼體302的表面上設(shè)置有至少一個(gè)孔或音孔(圖5A中示出了三個(gè) 口 324a、 324b和324c，圖5B中示出了兩個(gè)口 324a和324b)，以使得聲 波可以進(jìn)入。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，當(dāng)指一個(gè)或更多個(gè)音孔時(shí)，將參照音孔324， 此時(shí)應(yīng)當(dāng)理解可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)這種口。多個(gè)音孔提供了SMC 310 中的方向靈敏性。音孔324可以形成在殼體302的上表面326、側(cè)表面 328或底表面330上或者這些表面上的多個(gè)位置處。在示出的實(shí)施方式中， 第一音孔324a位于上表面326上，第二音孔324b位于底表面330上， 第三音孔324c位于側(cè)表面328上，以提供SMC310中的方向特性，即全 方、雙向或單向靈敏度。音孔324可以通過(guò)多種方法來(lái)形成，包括鉆透或者模制穿透殼體302 以形成到SMC310的聲通路。作為另一種選擇，例如可以通過(guò)鉆透殼體 302、裝置PCB以及外殼來(lái)形成口，以使得聲能可以耦合到SMC310。模塊300例如可以通過(guò)焊接而電連接到裝置14內(nèi)的PCB 12。作為 另一種選擇，圖5B示出了模塊300可以以機(jī)械或摩擦的方式連接在保持
結(jié)構(gòu)312內(nèi)。可以使用諸如可以或不能形成為裝置14的外殼16或外表 面的一部分的緊固件、摩擦連接器、搭扣配合、榫舌和槽組件的另選方 法，將模塊300固定到裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用諸 如環(huán)氧樹(shù)脂、帶等的接合和類似的連接形式。模塊300的殼體302可以 被著色，和/或具有包括斜切的邊緣、凹坑等的平滑拋光表面的質(zhì)地，以 匹配裝置14的外殼16或外表面。下面將參照?qǐng)D6A至圖6C，根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式的模塊400可 以用于包括與圖1中所示的裝置14相似的裝置的通信裝置中。模塊400 在結(jié)構(gòu)上和功能上與圖3A和圖3B中所示的模塊100相似，并且使用相 似的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相似的組成部分，其中，例如100和102分別與400和 402相對(duì)應(yīng)。示出的殼體402具有至少兩層432和434，其中，層432是內(nèi)層， 層434是外層。內(nèi)層432例如通過(guò)利用粘合劑的接合、壓接或機(jī)械連接 而附接到外層434。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)層432由諸如模制塑料材料的聚 合材料制成，外層434由諸如可以與用于形成內(nèi)層432的聚合材料相同 或不同的模制塑料材料的聚合材料制成。如圖6C所示，殼體402由第一層440、第二層442和第三層444制 成。第一層440例如通過(guò)利用粘合劑的接合、壓接或機(jī)械連接而附接在 第二層442的表面446上。第三層444例如通過(guò)利用粘合劑的接合、壓 接或機(jī)械連接而附接在第二層442的表面448上。在一個(gè)實(shí)施例中，第 一層440和第三層444由諸如模制塑料材料的聚合材料制成，第二層442 由諸如銅的導(dǎo)電材料制成。第二層442可以形成在第一層440與第三層 442之間，以保護(hù)殼體400內(nèi)的SMC410免受電磁干擾等。SMC 410包括連接表面414，該連接表面414用于與裝置內(nèi)的印刷 電路板(PCB)電連接或者另外將SMC410電連接到裝置。連接表面414 可以位于SMC 410的上表面416、側(cè)表面418或底表面420上。連接表 面414可以通過(guò)焊接處理而電連接到PCB，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，可以使用任何形式的電連接，包括導(dǎo)電膠、觸點(diǎn)、彈簧觸點(diǎn)、插頭 等。在示出的實(shí)施方式中，連接表面414位于SMC410的側(cè)表面418上，
用于將SMC410與裝置內(nèi)的PCB電連接。在殼體402的表面上設(shè)置有至少一個(gè)孔或音孔(示出了三個(gè)口 424a、 424b和424c)，以使得聲波可以進(jìn)入。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，當(dāng)指一個(gè)或更多 個(gè)音孔時(shí)，將參照音孔424，此時(shí)應(yīng)當(dāng)理解可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)這種口。 多個(gè)音孔提供了 SMC 410中的方向靈敏性。音孔424可以形成在殼體402 的上表面416、側(cè)表面418或底表面420上或者這些表面上的多個(gè)位置處。 在示出的實(shí)施方式中，第一音孔424a位于上表面416上，第二音孔424b 位于底表面420上，第三音孔424c位于側(cè)表面418上，以提供SMC410 中的方向特性，即全向、雙向或單向靈敏度。音孔424可以通過(guò)多種方法來(lái)形成，包括鉆透或模制穿透殼體402 以形成到SMC410的聲通路。作為另一種選擇，例如可以通過(guò)鉆透殼體 402、裝置PCB以及外殼來(lái)形成口，以使得聲能可以耦合到SMC410。粘附有環(huán)境屏障層450來(lái)覆蓋音孔424a、 424b、 424c以防止碎屑進(jìn) 入模塊400并損壞設(shè)置在殼體402內(nèi)的SMC 410和接收器412，環(huán)境屏 障層450可以由平塑料片(例如，諸如聚四氟乙烯(PTFE)的聚合材料 膜)或燒結(jié)金屬制成。還可以選擇具有諸如聲阻性的聲學(xué)性質(zhì)的環(huán)境屏 障層450，以改善頻率響應(yīng)、產(chǎn)生延遲并提供方向響應(yīng)。下面將參照?qǐng)D7A至圖7B，根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式的模塊500可 以用于包括與圖1中所示的裝置14相似的裝置的通信裝置中。模塊500 在結(jié)構(gòu)上和功能上與圖3A和圖3B中示出的模塊100相似，并且使用相 似的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相似的組成部分，其中，例如100和102分別與500和 502相對(duì)應(yīng)。殼體502由內(nèi)層532和至少一個(gè)外層534制成。內(nèi)層532例如通過(guò) 利用粘合劑的接合、壓接或機(jī)械連接而附接到外層534。在一個(gè)實(shí)施例中， 內(nèi)層532由諸如模制塑料材料的聚合材料制成，外層534由諸如可以與 內(nèi)層532相同或不同的模制塑料材料的聚合材料制成。下面將參照?qǐng)D7C， 殼體502由第一層540、第二層542和第三層544制成。第一層540例如 通過(guò)利用粘合劑的接合、壓接或機(jī)械連接而附接在第二層542的表面546 上。第三層544例如通過(guò)利用粘合劑的接合、壓接或機(jī)械連接而附接在 第二層542的表面548上。第二層542可以在第一層540與第三層544 之間在原處模制。在一個(gè)實(shí)施例中，第一層540和第三層544由諸如豐莫 制塑料材料的聚合材料制成，第二層542由諸如銅的導(dǎo)電材料制成。第 二層542形成在第一層540與第三層544之間，以保護(hù)殼體502內(nèi)的SMC 510免受電磁干擾等。該SMC510可以包括連接表面514，該連接表面514用于與裝置14 的印刷電路板(PCB) 12電連接。連接表面514可以位于SMC510的上 表面514、側(cè)表面516或底表面518上。連接表面5M可以通過(guò)焊接處理 而連接到PCB，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任何形式的電 連接，包括觸點(diǎn)、彈簧觸點(diǎn)、插頭等。模塊500可以包括離隙結(jié)構(gòu)525， 該離隙結(jié)構(gòu)525適合于容納PCB 12的延伸部分18以將模塊500以機(jī)械 方式固定到PCB 12并電連接到PCB 12。在示出的實(shí)施方式中，連接表 面514位于SMC 510的底表面518上，用于與裝置14的PCB 12電連接。在殼體502的表面上設(shè)置有至少一個(gè)孔或音孔(示出了兩個(gè)口 524a 和524b)，以使得聲波可以進(jìn)入。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，當(dāng)指一個(gè)或更多個(gè)音孔 時(shí)，將參照音孔524，此時(shí)應(yīng)當(dāng)理解可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)這種口。多個(gè) 音孔提供了 SMC 510中的方向靈敏性。音孔524可以形成在殼體502的 上表面526、側(cè)表面528或底表面530上或者這些表面上的多個(gè)位置處。 在示出的實(shí)施方式中，第一音孔524a位于上表面526上，第二音孔524b 位于底表面530上，以提供SMC510中的方向特性，即全向、雙向或單向靈敏度。音孔524可以通過(guò)多種方法來(lái)形成，包括鉆透或模制穿透殼體502 以形成到SMC 510的聲通路(圖7A至圖7B)。作為另一種選擇，例如 可以通過(guò)鉆透殼體502、裝置PCB以及外殼來(lái)形成口，以使得聲能可以 耦合到SMC510。粘附有環(huán)境屏障層550來(lái)覆蓋音孔524a和524b以防止碎屑進(jìn)入模 塊500并損壞設(shè)置在殼體502內(nèi)的SMC 510和接收器512，環(huán)境屏障層 550可以由例如諸如聚四氟乙烯(PTFE)的聚合材料膜的平塑料片或燒 結(jié)金屬制成?？梢赃x擇具有諸如聲阻性的聲學(xué)性質(zhì)的環(huán)境屏障層550,以
進(jìn)一步改善頻率響應(yīng)，產(chǎn)生延遲并提供方向響應(yīng)。下面將參照?qǐng)D8，根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方式的模塊600可以用于包括與圖1中所示的裝置14相似的裝置的通信裝置中。模塊600在結(jié)構(gòu)上 和功能上與圖3A和圖3B中所示的模塊100相似，并且使用相似的標(biāo)號(hào) 來(lái)表示相似的組成部分，其中，例如100和102分別與600和602相對(duì) 應(yīng)。模塊600還可以包括電連接到SMC 610的連接表面614的輔助安裝 結(jié)構(gòu)654。輔助安裝結(jié)構(gòu)654例如可以是撓性電路、引線框等。輔助安裝 結(jié)構(gòu)654可以模制在殼體602內(nèi)或者不模制在殼體602內(nèi)。在該實(shí)施例 中，設(shè)置輔助安裝結(jié)構(gòu)654以使得SMC 610可以以相對(duì)于設(shè)置在裝置14 內(nèi)的PCB 18的多個(gè)朝向安裝或模制在殼體602內(nèi)。在殼體602的表面上設(shè)置有至少一個(gè)孔或一個(gè)音孔(示出了一個(gè)口 624a)，以將聲波耦合到SMC 610。音孔624a可以形成在殼體602的上 表面626、側(cè)表面628或底表面630上或者殼體602的上表面、底表面和 /或側(cè)表面上的多個(gè)位置處。在示出的實(shí)施方式中，第一音孔624a位于殼 體602的側(cè)表面628上?？梢栽谟糜谛纬蓺んw602的塑料模制處理過(guò)程中將模塊600安裝在 裝置14內(nèi)或者與裝置14配合，以減小裝置14的整體尺寸，并且仍保持 優(yōu)良的電聲性能，例如靈敏度、噪聲、穩(wěn)定性、緊湊性、魯棒性、以及 對(duì)電磁干擾(EMI)以及包括震動(dòng)和碎屑的其他外部和環(huán)境條件的不靈敏 性。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任何形式的電連接。下面將參照?qǐng)D9，模塊900包括具有連接表面914的可表面安裝的 換能器或組件(SMC) 910，該連接表面914通過(guò)形成在SMC 910的表 面914上的焊盤904而電連接到印刷電路板(PCB) 918。 SMC910可以 焊接或利用導(dǎo)電膠而接合到形成在PCB918中的相應(yīng)導(dǎo)電線路(trace)。 SMC910包括形成在表面914中的孔(未示出)，該孔使得聲能可以進(jìn)入 SMC910或者使得SMC910產(chǎn)生的聲能可以離開(kāi)SMC910。因此，表面 914適合于暴露于其中使用模塊900的裝置的外部。如所示出的，該孔與 形成在PCB 918中的孔902對(duì)準(zhǔn)?？梢栽诳?02的周圍形成聲焊料或環(huán) 氧密封部906。
SMC 910和PCB 918可以裝配在包括與圖1中所示的裝置14相似 的裝置的通信裝置內(nèi)。以這種方式，SMC910和PCB918可以形成在結(jié) 構(gòu)上和功能上與圖3A至圖3C中所示的模塊100相似的模塊900。盡管 如此，安裝到PCB 918的SCM 910作為模塊900可以是單獨(dú)的組件。通信裝置包括殼體或箱體，該殼體或箱體的示出為916的部分形成 有孔924。可以提供諸如彈性聲密封部的聲密封部926來(lái)將箱體916密封 到PCB918。以這種方式，在通信裝置內(nèi)形成從SMC910經(jīng)由孔902穿 過(guò)PCB 918經(jīng)由孔924到箱體916的外部的聲通路920，將SMC 910連 接到該通信裝置的外部。在這點(diǎn)上，表面914的一部分可以適合于暴露于箱體916的外部， 從而形成通信裝置的殼體916的一部分。為了保護(hù)SMC910的內(nèi)部，其 中形成的孔可以包括環(huán)境屏障。該環(huán)境屏障可以是例如諸如聚四氟乙烯 (PTFE)的聚合材料膜的平塑料片或燒結(jié)金屬，該平塑料片或燒結(jié)金屬 粘附到表面914或者形成為SMC 910的限定表面914的壁的一部分。與已知裝置相比，根據(jù)所述一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式而構(gòu)造的裝置具 有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，諸如模塊100、 200、 300、 400、 500、 600或900的 模塊可以安裝到設(shè)置在裝置的殼體內(nèi)的PCB，或者例如可以是插入式單 元。該模塊可以適合于用在幾乎任何類型的電子裝置中，特別是諸如蜂 窩電話、個(gè)人數(shù)字助理等的電子通信裝置中。在描述本發(fā)明的語(yǔ)境中(特別是在以下權(quán)利要求的語(yǔ)境中)，除非在 此另外指明或者明顯與上下文矛盾，否則術(shù)語(yǔ)"一"和"所述"以及類 似指示詞的使用應(yīng)當(dāng)被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)。除非在此另外指明，否 則這里對(duì)值的范圍的列舉僅旨在用作單獨(dú)地引用落入該范圍內(nèi)的各單獨(dú) 的值的簡(jiǎn)記方法，并且各單獨(dú)的值被包括到本說(shuō)明書(shū)中，如同在此對(duì)其 進(jìn)行了單獨(dú)的列舉。除非在此另外指明或者明顯與上下文矛盾，否則可 以按任何適合的順序來(lái)執(zhí)行這里描述的所有方法。除非另外聲明，否則 在此提供的任何和全部實(shí)施例或示例性語(yǔ)言(例如，"例如")的使用僅 旨在更好地闡明本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。本說(shuō)明書(shū)中 的所有語(yǔ)言都不應(yīng)當(dāng)被解釋為指示對(duì)于本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)說(shuō)必要的任何不
要求保護(hù)的要素。這里描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，包括本發(fā)明人所知的用于執(zhí)行 本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)當(dāng)理解，所例示的實(shí)施方式僅是示例性的，而不 應(yīng)當(dāng)將其視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。本申請(qǐng)是于2004年2月26日提交的美國(guó)申請(qǐng)第10/788181號(hào)的部 分繼續(xù)，本申請(qǐng)要求于2003年2月28日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第 60/450569號(hào)的優(yōu)先權(quán)，由此通過(guò)整體上的引用來(lái)合并其公開(kāi)內(nèi)容以用于 所有目的。
權(quán)利要求
1、一種電子裝置，該電子裝置包括殼體，其限定該殼體的內(nèi)部和外部；可表面安裝的聲換能器，其設(shè)置在所述內(nèi)部?jī)?nèi)，該可表面安裝的聲換能器具有第一表面和第二表面，該第一表面用于將表面安裝的聲換能器電連接到至少部分地設(shè)置在所述內(nèi)部?jī)?nèi)的印刷電路板，該第二表面適合暴露于所述外部；以及至少一個(gè)聲通路，其形成在所述殼體內(nèi)，該聲通路將所述第二表面連接到所述外部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子裝置，其中，所述第一表面和所述第 二表面形成在所述可表面安裝的聲換能器的公共表面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子裝置，所述可表面安裝的聲換能器包 括第三表面，其與所述第二表面不同，該第三表面適合暴露于所述外 部；以及第二聲通路，其形成在所述殼體中，該第二聲通路將所述第三 表面連接到所述外部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，在所述印刷電路板中形成有孔，該孔形成所述聲通路的一部分。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子裝置，所述孔從所述印刷電路板的第 一表面經(jīng)過(guò)所述印刷電路板延伸到所述印刷電路板的第二表面，所述表 面安裝的聲換能器的所述第二表面與所述印刷電路板的所述第一表面相 鄰地設(shè)置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子裝置，所述表面安裝的聲換能器的所 述第一表面與所述印刷電路板的所述第一表面相鄰地設(shè)置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子裝置，在所述表面安裝的聲換能器與 所述印刷電路板之間在所述孔的周圍設(shè)置有聲密封部。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子裝置，在所述印刷電路板與所述殼體 之間在所述孔的周圍設(shè)置有聲密封部。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子裝置，在所述殼體中形成有孔，該孔形成所述聲通路的一部分。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置，在所述印刷電路板與所述殼 體之間在所述孔的周圍設(shè)置有聲密封部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聲換能器模塊。該模塊(100、200、300、400、500、600、900)可以電連接到設(shè)置在裝置(14)中的PCB(18、918)，或者可以按形成該裝置的殼體(16、916)的一部分的方式接合到該裝置。該模塊可以包括具有至少一層的殼體(102、202、302、402、502、602)；可表面安裝的組件，例如具有連接表面(114、214、314、414、514、614、914)的可表面安裝的聲換能器(110、210、310、410、510、610、910)；以及至少一個(gè)音孔(124、224、324、424、524、624、924)，用于將可表面安裝的聲換能器的表面連接到裝置的外部。該模塊還可以包括輔助安裝結(jié)構(gòu)(654)，該輔助安裝結(jié)構(gòu)(654)電連接到可表面安裝的聲換能器的連接表面。音孔可以包括環(huán)境屏障(450、550)層。
文檔編號(hào)H04R19/00GK101151938SQ200680010212
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者安東尼·D·米內(nèi)爾維尼 申請(qǐng)人:美商樓氏電子有限公司