電容式傳聲器的一體型固定連接器的製作方法

2023-05-28 15:13:01 1

專利名稱：電容式傳聲器的一體型固定連接器的製作方法
技術領域：
本發明涉及結構緊湊的電容式傳聲器的一體型固定連接器，所述電容式傳聲器在以下被簡稱為傳聲器，傳聲器被裝在各種移動式的遠距離通訊設備中，如行動電話和其他無線通訊設備。通過本發明的傳聲器固定連接器，傳聲器可裝入到所述通訊設備中，同時建立與外電路的電連接，本發明還涉及製造傳聲器固定連接器的方法，和完成所述通訊設備與本發明傳聲器固定連接器組裝的方法。
在現有技術中，當傳聲器在組裝時要安裝到上述遠距離通訊設備中時，如

圖1剖視圖所示，傳聲器101的導體端部102和固定在機殼103內的安裝電路板104的電極105，通過釺焊形成的中間釺焊層106結合在一起，建立傳聲器101和電路板104間的機械和電連接。而且，傳聲器101容納並牢固地固定在傳聲器固定器107的腔內，傳聲器固定器107安裝在機殼103上。
然而，這個安裝傳聲器101的組裝方法不是很有成效的，因為，即使不提必須在傳聲器101上設有適宜釺焊的導體端102這個問題，單就為了進行釺焊所能得到的空間是如此之小而言，使得在進行很精細的釺焊時，常常遇到很大困難，僅能由很高技術的工人進行。在近來越來越緊湊的遠距離通訊設備設計趨勢上，這個問題是限制因素之一。
因此，迫切希望開發一個方便可靠的緊湊電子設備組裝裝置，將傳聲器安裝在其上，而不需要任何釺焊。
因而本發明的主要目的是提供一種在緊湊的電子設備，如遠距離通訊設備上，方便可靠地安裝傳聲器的裝置，而不需要釺焊，這個目的可通過在此提出的傳聲器一體型固定連接器實現。
因此，本發明的電容式傳聲器的一體型固定連接器是一個由彈性橡膠材料制的整體，它是一個杯狀的傳聲器固定器和一個連接器體的結合，杯狀的傳聲器固定器帶有空腔，用於將電容傳聲器牢固地保持定位在所述空腔內，連接器體結合到杯形固定器的底部，用於將保持在傳聲器固定器的空腔內的傳聲器的電極端和外電路板的電極端連接。
上面限定的一體型傳聲器固定連接器是由下述步驟的工藝過程製備的(a)通過在一個金屬模中模製一個彈性的橡膠合成物，成型一個傳聲器固定器，它具有一個容納傳聲器的空腔；(b)用彈性橡膠合成物成型一個連接器體，在內鑲有以一定間隔平行排列的細金屬線；(c)在所述連接器體的每一個側壁上粘結一個支撐件；至少傳聲器固定器和連接器體之一是未硫化的；(d)在一個金屬模中整體壓縮模製傳聲器固定器和連接器體，連接器體形成傳聲器固定器空腔的底部；以及(e)加熱一體的傳聲器固定器和連接器體，固化所述未硫化的彈性橡膠合成物。
代替使用未硫化的傳聲器固定器和/或連接器體，也可以通過將一個帶有粘結劑塗層的結合件插入，實現傳聲器固定器和連接器體的結合。
圖1是現有技術的用釺焊在一設備上安裝傳聲器的方式的剖面圖；圖2A,2B和2C用平面圖(上)和垂直剖面圖(下)各示出本發明的一體型傳聲器固定連接器的一種方案；圖3用平面圖(上)和垂直剖面圖(下)示出本發明另一方案的帶有側面開口的一體型傳聲器固定連接器；圖4用平面圖(上)和垂直剖面圖(下)示出本發明又一方案的帶凸緣的一體型傳聲器固定連接器；圖5A是杯形傳聲器固定器的垂直剖面圖；圖5B和5C用平面圖(上)和垂直剖面圖(下)各示出與傳聲器固定器結合的連接器體；圖6A,6B和6C各是具有不同金屬線排列的連接器體的平面圖；圖7是使用本發明的一體型傳聲器固定連接器在設備上安裝傳聲器的方式圖；圖8A-8G各是用在本發明的一體型傳聲器固定連接器中的連接器體的製造步驟圖；圖9A-9F各是用在本發明的一體型傳聲器固定連接器中的傳聲器固定器的製造步驟圖；圖10A-10G各是用在本發明的一體型傳聲器固定連接器的組裝中的結合件的製造步驟圖；圖11A-11D各是用結合件將傳聲器固定器和連接器體結合組成一個本發明的一體型傳聲器固定連接器的步驟圖。
下面參考附圖詳細說明本發明的一體型傳聲器固定連接器。
圖2A-2C，圖3和圖4用平面圖(上)和垂直剖面圖(下)各示出本發明的一體型傳聲器固定連接器1的一個方案。傳聲器固定連接器1由固定器3和結合到杯形固定器3的連接器體2組成，連接器體2形成它的底部。如圖2A-2C所示，連接器體2可具有由連接器底2A限定的不同的構型，連接器底在圖2A和2C中是園的，在圖2B中是矩形的，在它之中，平行排列鑲入多根細金屬線，從連接器體2A的一個表面延伸到另一個表面。在平面圖中，具有裝入傳聲器的空腔3A的杯狀傳聲器固定器3也有不同的構型，在圖2A和2B中是圓形的，在圖2C中是方形的。
圖3所示的一體型傳聲器固定連接器的方案中，傳聲器固定器3的側壁上設有一個開口5，它的作用是改善保持在空腔3A內的傳聲器的方向性，使得能夠提高對目標聲音和外部噪音的區別。
在圖4所示的一體型傳聲器固定連接器方案中，在傳聲器固定器3的底部周圍帶有一個凸緣7，它具有幾個安裝孔6。與這些安裝孔6相應，在設備的機殼13的內表面設有幾個柱狀凸起，使得通過僅將在凸緣7上的安裝孔6與機殼13上相應的柱接合，容納在傳聲器固定連接器中的傳聲器在機殼13上的安裝和定位即可方便地進行，而不需要任何其他的複雜定位裝置，從而大為簡化了機殼13的設計。
圖5A示出傳聲器固定器3的垂直剖面圖，它是由彈性橡膠製造，沒有與圖5B和5C所示的分別具有矩形和圓形平面圖的連接器體2結合。在圖5B和5C中示出的連接器體2各是一個整體，由一個彈性橡膠製的連接器體底部2A和多個細金屬線4組成，細金屬線以間距L平行排列，從上表面到下表面穿過連接器底部2A，鑲在橡膠連接器底部2A。
形成傳聲器固定器3和連接器體2的連接器底部2A的彈性橡膠，可以是相同的或不同的，在環境溫度-25℃～+90℃範圍內，均應具有彈性，橡膠硬度在JIS級別的20-80°H，永久壓縮設在不超過20％。這樣的彈性聚合物材料可由矽橡膠，碳氟橡膠和尿烷橡膠獲得，其中矽橡膠最好。當然，彈性橡膠材料應含有儘可能低的電解質。
細金屬線4在與連接器底部2A上下表面垂直的方向，或從垂直的方向傾斜不超過約15度的傾斜角的方向，鑲入到連接器體2的連接器底部2A中。為了保證金屬線4與傳聲器或電路板電極間的接觸狀態，每個金屬線4的每個上和下端點從連接器底部2A的表面突出5-50μm是重要的。
形成細金屬線4的金屬材料沒有具體限制，如鈹青銅合金，黃銅，不鏽鋼和鎳等金屬和合金均可選用，其中鈹青銅在抗由金屬線4和電極端間的彈性接觸引起的彈性疲勞的高彈性方面特別好。金屬線4應具有5-100μm的直徑。為減少電接觸電阻和強化抗化學腐蝕和氧化性，金屬線4的表面帶有在鎳底部鍍層上的金的鍍層。
圖6A,6B和6C各示出一個連接器體2的平面圖，它們鑲在矩形或圓形連接器底部2A的細金屬線4具有不同的排列圖形。
圖7是示意垂直剖面圖，示出使用本發明的一體型傳聲器固定連接器1在機殼13上安裝和定位電容傳聲器9的方式，以確保傳聲器9在空間內定位穩定，以及傳聲器9的電極端10和電路板11的電極端12間的電連接可靠。傳聲器9裝在傳聲器固定連接器1的空腔3A內，並由固定器體3的彈性力牢固地固定在其中，使得僅通過將固定連接器1與凸緣或肋條13A形成的機殼13的內壁上的空腔接合，在機殼13內可容易實現傳聲器9的精確定位。當機殼13這樣組裝時，傳聲器9上的電極端10和安裝電路板11上的電極端12，藉助形成傳聲器固定連接器1的彈性橡膠材料的橡膠彈性，在適度壓力下，通過細金屬線4，進入彈性接觸狀態。
有時在接觸傳聲器9的傳聲器固定連接器1的連接器部分的與傳聲器9相接觸表面上塗敷壓敏粘結劑是較好的，使得傳聲器9在傳聲器固定連接器1內的固定牢靠性進一步提高。
如上所述，在組裝緊湊的電子設備中通過使用本發明的一體型傳聲器固定連接器可獲得很大優點，組裝工作大為簡化，使得成本減低，而且，在機殼內的傳聲器的定位準確度顯著提高，增加了合格產品的產量。
下面通過參考附圖的例子，詳細說明本發明的一體型傳聲器固定連接器的製備工藝。在下面的說明中，術語「份」總是指「重量的份」。
首先，參考圖8A-8G，說明用在本發明的傳聲器固定連接器中的連接器體2的製備工藝。
可固化的矽橡膠合成物在輥式混合機上，由均勻揉合100份的矽橡膠劑料(KE153U,Shin-Etsu Chemical Co.產品)，0.5份第一硫化劑(C-19A,Supra公司產品)，2.5份第二硫化劑(C-19B,Supra公司產品)和1.0份矽烷耦劑料(KBM403,Supra公司產品)在一起製成，所述合成物用一個壓延輥17施加在對苯二甲酸乙二醇聚脂(PET)的連續長膜16上，膜厚度是0.1mm，寬度是300mm，塗層厚度是0.1mm，隨後用割刀18切割成600mm長，製備成300×600mm的矩形切片19(圖8A)。
鍍有厚度0.25μm鎳，又鍍有0.15μm金的鈹青銅線20，每根直徑20μm在切片19的橡膠塗層表面上平行排列，與300mm長的側邊平行，間距是0.1mm，排列的金屬線20用另外一個切片覆蓋，橡膠塗層表面接觸，得到複合薄片，它具有在兩個切片19間的排列的金屬線20，它被切割成兩塊300×300mm的方複合片，隨後在脫氣室真空脫氣10分鐘，在120℃壓力固化2分鐘(圖8B和8C)。
剝去在這樣獲得的複合片的兩表面上的PET膜，並在固化橡膠層露出的表面之一上用網板印刷塗敷可用附加反應固化的矽酮粘結劑21，它是等量的第一和第二絕緣可固化液體矽橡膠合成物的混合物，(KE1800TA和KE1800TB，均為Supra公司產品)，塗層厚度20μm。兩個塗有粘結劑的片一個在一個上地在粘結劑塗層表面上疊在一起，線20的走向彼此相同，隨後在脫氣室真空脫氣2分鐘，在壓力下加熱到120℃2分鐘固化粘結劑21，形成一個雙複合片22(圖8D)。
另一方面，一種可固化矽橡膠合成物，它是等量的第一和第二矽橡膠劑料(KE1940-50-A和KE1940-50-B，均是Supra公司產品)的混合物，在一個金屬模中壓縮模製成拉長固化橡膠條23，它起一個支撐件的作用，具有2.15mm的外曲率半徑2.0mm高度的半月形截面，長度為300mm，橡膠硬度為50°H(圖8E)。
雙複合片22在與金屬線19平行的方向割開，形成寬4.25mm的帶，雙複合片22的帶的兩表面的每一個粘結到支撐件23上，支撐件23的平表面上帶有網板印刷塗敷的20μm厚度的矽酮粘結劑。對由兩個支撐件23夾著的雙複合片22的帶在脫氣室進行兩分鐘脫氣後，再在熱壓中加熱到120°兩分鐘進行粘結劑21的固化，成為一個整體24(圖8F)。
整體24在爐中於215℃兩小時進行二次固化，隨後通過與金屬線20走向垂直的平面中切開，形成片段25，每個1.1mm厚。通過切開而露出的金屬線20的端表面進行兩次鍍層處理，第一是用鎳，厚度為0.25μm，然後是用金，厚度為0.1μm，從而完成連接器體25(圖8G)。
下面參考圖9A-9F說明傳聲器固定器的製備過程。
首先，在輥式混合機15中混合100份的矽橡膠劑料(KE9410U,Supra公司產品)和2.0份的固化劑(C-8,Supra公司產品)製備可固化的矽橡膠合成物，將其製成厚度2.5mm的連續長度的薄片，它被割刀18切成片26，每個具有120mm的寬度，250mm長(圖9A)。
該切片26在一複合金屬模中壓縮模製，被加熱180℃5分鐘，成為固化的橡膠片30，具有相連的9個傳聲器固定器體29，用去毛邊的衝床28除去毛邊(圖9B-9F)。
下面參考圖10A-10G說明結合件的製備過程。
厚度為75μm的300mm寬的PET膜16，在輥壓延機17上塗敷矽橡膠合成物，所述矽橡膠合成物是由100份矽橡膠劑料(SH-851U,Toray DowComing Silicone Corp.產品)和0.5份和2.5份固化劑(C-19A和C-19B,Supra產品)混合成的，塗層厚度0.1mm，這樣塗層的PET膜在熱空氣隧道爐31中加熱到150℃，固化橡膠層，這樣橡膠塗層的PET膜纏繞在輥32中(圖10A)。
下一步，橡膠塗層片33在壓延輥17上進一步塗以有色的矽橡膠合成物，它是由75份第一矽橡膠劑料(KE151KU)，25份第二矽橡膠劑料(KE76VBS),0.15份第一固化劑(C-1),3.0分第二固化劑(C-3M)和1.0分染色劑(BB色，各產品均是由Shin-Etsu Chemical Co.生產)混合成的，塗層厚度0.5mm，製備塗層片36，它纏繞在輥35上(圖10B)。用割刀18切割連續長度的塗層片36，成為切割片36，每個具有120mm寬度，250mm長度(圖10C)。
這樣獲得的切割片36在複合衝壓模裝置37中衝壓，形成多個開口，每個開口由每個結合件34的環稜包圍，結合件34連接成結合件的整體片38(圖10D和10G)。
下面參考圖11A和11D說明用結合件將連接器體和傳聲器固定器結合在一起，製備傳聲器固定連接器的過程。
傳聲器固定器的整體片30被置於用於結合的金屬模的下模40中，並蓋上一個定位插板39。接著，放置多個結合件34的整體片38，結合件34的環稜面朝下。然後，安裝連接器體25對準結合件34環稜包圍的中心開口。然後，金屬上模41安放在上面，金屬模閉合，在150℃,5分鐘的熱壓中進行壓縮模製，形成一個整體模製的片42，其中，傳聲器固定器29和連接器體25由插入的具有泡沫孔隙結構的結合件34結合(圖11A-11B)。
下一步，整體模製片42在熱空氣爐中在215℃被加熱2小時進行二次固化，然後用去毛邊衝床和衝模43(圖11C-11D)分成單個的傳聲器固定連接器。圖11D的軸向剖面圖(左)和透視圖(右)示出，完成的傳聲器固定連接器44，它由限定傳聲器固定空腔29A的傳聲器固定器29和連接器體25組成，不是總是必需使用結合件34來結合傳聲器固定器29和連接器體25。當這兩件中之一或兩件都在未硫化狀態時，使它們通過壓縮結合，傳聲器固定器29和連接器體25也可結合。
如圖7所示，在用一體型傳聲器固定連接器44將一個電容傳聲器安裝到一設備的組裝中，可用上述的一體型傳聲器固定連接器44，通過在傳聲器固定器體29的空腔29A中用彈性固定傳聲器9，連接器體25在中間插入，使傳聲器的電極端或由它引出的導體端和安裝電路板的電極端處於壓接觸狀態中。
權利要求
1．一將電容式傳聲器安裝到一設備上的一體型傳聲器固定連接器，它是一個帶有固定和定位電容式傳聲器空腔的，杯形的橡膠材料制的傳聲器固定器和一個連接器體的結合，被結合的連接器體形成杯形傳聲器固定器的底部，電連接固定在傳聲器固定器空腔內的傳聲器的電極端和外電路板的電極端。
2．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中連接器體是一個由橡膠材料制的連接器底部和鑲入的金屬線構成的件，金屬線的走向大體垂直杯形傳聲器固定器的底部並平行排列。
3．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中傳聲器固定器的橡膠材料具有JIS級別的20-80°H的橡膠硬度，和設定不超過20％的永久壓縮。
4．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中傳聲器固定器的橡膠材料是矽橡膠。
5．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中在連接器底部鑲入的金屬線的直徑是5-100μm。
6．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中在連接器底部鑲入的金屬線是由鈹青銅製的。
7．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中在連接器底部鑲入的金屬線在鎳的底部鍍層上有金鍍層。
8．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中在連接器底部鑲入的金屬線各從連接器底部表面突出5-50μm的長度。
9．根據權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，其中傳聲器固定器和連接器體是用插入一個結合件來結合。
10．製備一體型傳聲器固定連接器的方法，它包括步驟(a)通過模製一橡膠合成物，成型一個杯形的傳聲器固定器，它具有一個容納電容式傳聲器的空腔；(b)由橡膠合成物成型一個連接器體，從連接器底部的一個表面向另一個表面延伸的平行排列的金屬線鑲在連接器底部中；(c)在所述連接器體的每一個側壁上粘結一個支撐件；(d)將傳聲器固定器和連接器體結合成一體，連接器體形成杯形傳聲器固定器的底部，使得鑲在連接器底部中的金屬線的走向，基本垂直杯形傳聲器固定器的底部。
11．在一設備機殼中安裝電容傳聲器並使傳聲器與機殼中固定的電路板電連接的方法，包括步驟在電容式傳聲器和電路板間插入權利要求1所述的一體型傳聲器固定連接器，使得電容式傳聲器容納在傳聲器固定器的杯形的空腔中，它的電極端在從連接器底部一個表面突出的端點上，接觸連接器體中的金屬線，並且，電路板的電極端在連接器底部另一個表面突出的端點上，與連接器體中的金屬線接觸；通過插入一體型傳聲器固定連接器的連接器體，在電容傳聲器和電路板間，施加接觸壓力。
全文摘要
一種橡膠材料制的一體型傳聲器固定連接器。用於組裝緊湊的電子設備,如具有內裝電容傳聲器的行動電話。它顯著地提高了傳聲器安裝工作的效率,傳聲器固定和定位的可靠性,以及它與安裝電路板電連接的可靠性,而不需釺焊。包括:一個杯形橡膠傳聲器固定器,用於在它的空腔中固定傳聲器;一個包括一個橡膠連接器底部,和多個鑲在其內的細金屬線的連接器體,線的走向是垂直杯形傳聲器固定器的底部平行排列,由連接器底部的表面伸出。
文檔編號H04R1/08GK1222821SQ98118569
公開日1999年7月14日 申請日期1998年9月2日 優先權日1997年9月3日
發明者道家一, 山崎浩一 申請人:信越聚合物株式會社