专利名称：具有嵌入式扬声器组件的pcb的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备中的扬声器，更具体而言，涉及具有嵌入式扬声器组件的印 刷电路板(PCB)。
背景技术：
因为电子设备的体积主要被显示器、电池和其它元件所占用，因而缩小声学元件 的尺寸/厚度的需求很强烈。诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、便携式 音频播放器(例如，MP3播放器)、便携式视频播放器等电子设备正不断地被制作得越来越 小，从而最小化了用于电子组件和诸如扬声器系统的其它组件的可用空间。当前的扬声器 系统占用了这些电子组件中的宝贵空间。此外，在需要拾音线圈(T线圈)以支持助听装置 的设备中，T线圈和作为扬声器系统的一部分的线圈需要额外的空间。
发明内容
本发明的实施方式涉及一种电子设备，该电子设备包括印刷电路板(PCB)和扬声 器组件，所述扬声器组件被嵌入所述PCB中。本发明的实施方式还涉及一种扬声器系统，该扬声器系统包括印刷电路板(PCB) 和扬声器组件，所述扬声器组件被嵌入所述PCB中。本发明的实施方式还涉及一种电子设备，该电子设备包括印刷电路板(PCB)和扬 声器组件，所述PCB包括空腔或通孔中的一种，所述扬声器组件至少包括磁体和线圈，其中 至少所述磁体至少部分地位于所述PCB的所述空腔或所述通孔中。
参考所示的多个附图，在以下的详细说明中以本发明的实施方式的非限制示例的 方式，进一步描述了本发明，其中相同的参考标记在全部附图中表示相同的部件，其中图1是根据本发明示例实施方式的扬声器系统；图2是根据本发明示例实施方式的扬声器系统的剖切俯视图/仰视图；图3是根据本发明另一个实施方式的扬声器系统的图；以及图4是根据本发明又一个实施方式的扬声器系统的图。
具体实施例方式根据本发明的实施方式，扬声器组件可以被嵌入到印刷电路板(PCB)中。该扬声 器组件可以被放置在PCB中，并且优选的不超过PCB的厚度(例如，Imm厚)。扬声器组件 的振动膜的厚度可以大约为10mm。根据本发明实施方式的嵌入式扬声器可以应用于耳机扬 声器或扩音器。此外，为了与助听器兼容，可以将扬声器系统中的线圈用作T线圈。在本发明的实施方式中，可以使用嵌入在PCB材料中的线圈和位于PCB内的振动 膜/磁体组件来形成扬声器组件。可以通过PCB上的孔或空腔将振动膜/磁体组件放置到PCB中，并且可以将该振动膜/磁体组件焊接或粘合到扬声器组件的振动膜的边缘或表面的位置。此外，针对扩音器，可以使用护罩作为额外的密封或大致密封盒以降低谐振频率和 减少失真。图1示出了根据本发明示例实施方式的扬声器系统。扬声器系统100可以包括印 刷电路板101，印刷电路板101包括嵌入式扬声器组件。该扬声器组件可以包括嵌入到印刷 电路板101中的线圈102、同样嵌入到印刷电路板101中并位于线圈102的绕组的开口中央 部分中的磁体103、以及连接到印刷电路板101的表面的振动膜105。磁体103可以与一个 或更多个磁体保持部104互连，该磁体保持部通过一个或更多个接合装置107连接到振动 膜105。扬声器组件还可以包括屏蔽罩106，该屏蔽罩可以用于降低声学系统的谐振频率和 由电子组件接收的或发出的电磁场而导致的失真。磁体保持部104可以由适于保持磁体并 且将其接合到振动膜105的任何类型的材料(例如刚性塑料材料)制成。此外，当制造印 刷电路板时，可以将线圈102内置在印刷电路板101中，其中印刷电路板101被制造为具有 到线圈102的内置连接点，用于将电子电路连接到线圈102。可以将包括磁体103、磁体保持部104、接合装置107、线圈102和振动膜105的 扬声器组件嵌入到印刷电路板101中，使得该扬声器组件需要很少或根本不需要额外的空 间，并且可以与印刷电路板101的厚度相同或更薄。这对于需要扬声器组件并且对空间和 尺寸有要求的设备是有利的。此外，在根据本发明的实施方式中，嵌入的线圈102还可以充当可用于连接助听 装置的拾音线圈(T线圈)。当把T线圈放置在电磁场中时，生成了电信号，该电信号由助听 装置接收和放大。由于可以将嵌入在印刷电路板101中的线圈102用作T线圈，因此不再 需要单独的额外线圈来实现该功能。此外，如果需要更小的尺寸，则本发明的实施方式是很 灵活的，可把扬声器系统嵌入到更薄的印刷电路板中，同时可以调整扬声器组件元件/材 料和线圈以及扬声器组件表面积的尺寸，以从扬声器系统获得期望的特性。根据本发明的示例实施方式的扬声器组件可以用于使用扬声器的任何类型的电 子设备。例如，根据本发明的实施方式的扬声器组件可以用于移动电话、个人数字助理 (PDA)、计算机、电子游戏设备、电子音频设备、电子视频设备等。图2示出了根据本发明示例实施方式的扬声器系统的剖切俯视图/仰视图。在该 透视图中，显示了印刷电路板101的俯视(或者仰视，这取决于振动膜的放置)图的剖切部 分。为了帮助例示本发明，未示出振动膜105。然而，显示了磁体保持部装置104上的接合 装置107，用以表示可以接合振动膜105的位置。在该示例实施方式中，线圈102的绕组被 示为一系列互相连接的不均勻的圆，线圈由四匝绕组组成。尽管示出了四匝作为示例，但是 本发明的实施方式并不限于或受限于四匝线圈绕组，而是可以包括具有任何实用匝数的线 圈，并且这仍然在本发明的范围内。图2中的图示出了磁体保持部104的轮辐结构，然而， 可以使用任何磁体保持部结构，并且这仍然在本发明的范围内。图3示出了根据本发明另一个实施方式的扬声器系统的图。在该实施方式中，扬 声器系统300可以包括印刷电路板301和扬声器组件，该扬声器组件可以包括线圈302、磁 体303、一个或更多个磁体保持部装置304、振动膜305、以及一个或更多个用于将磁体保持 部304接合到振动膜305的接合装置307。在该示例实施方式中，印刷电路板301可以具有 在印刷电路板301的与印刷电路板301支承振动膜305的一侧相反的一侧的部分310上支承一个或更多个电子元件309的能力。还显示了可选的屏蔽罩306。电路板支承电子元件 309的部分310可以包括允许由扬声器组件产生的声音逸出的开口 308。虽然没有示出，但 是也可以将用于允许声音逸出的端口包括在屏蔽罩306中。在该实施方式中，扬声器组件 被嵌入到印刷电路板301中；然而，印刷电路板301的部分310仍然具有支承一个或更多个 电子元件309的能力。图4示出了根据本发明又一个实施方式的扬声器系统的图。扬声器系统400可以包括具有嵌入式扬声器组件的印刷电路板401，该扬声器组件可以包括嵌入到印刷电路板 401中的线圈402、磁体403、一个或更多个磁体保持部404、振动膜405、以及一个或更多个 用于将磁体403接合到振动膜405的接合装置407。可选的是，该扬声器组件还可以包括屏 蔽罩406。在该示例实施方式中，可以通过接合结构将包含印刷电路的柔性膜410以位于振 动膜405上方的方式接合到印刷电路板401。该柔性膜410使得可以将一个或更多个电子 元件411接合到该柔性膜。这提供了在扬声器组件上方增加电子元件的额外容量。在根据 本发明的实施方式中，柔性膜410可以是具有电迹线和用于安装电子集成电路和使电子集 成电路与其它电子装置互连的焊盘的柔性电路板。在该实施方式中，与印刷电路板401的部分415—起示出了具有增加额外元件的 能力的柔性膜410，印刷电路板401的部分415也可以支持增加电子元件(如上所述)。印 刷电路板401的部分415可以位于与印刷电路板401的与具有柔性膜410和振动膜405的 一侧相反的一侧。如在图3的讨论中所述的，印刷电路板401的部分415也可以支持增加 可以接合到印刷电路板部分415的额外元件409。在包括有柔性膜410的本示例实施方式 中，不需要包括印刷电路板401的部分415，在这里示出印刷电路板401的部分415只是为 了说明额外元件既可以接合到包含嵌入式扬声器组件的印刷电路板的顶面，也可以接合到 其底面。如上所述，支承元件409的印刷电路板部分415可以包括开口以允许声音从扬声 器组件逸出。屏蔽罩406中也可以包括开口(未示出)。出于示例的目的，该实施方式被示 为包括在移动电话中，其中示出了电话盖412和一个或更多个用于在印刷电路板401上支 承电话盖412的接合装置413。电话盖412可以包括用于允许声音逸出到移动电话的用户 的耳朵内的开口 414。本文中使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的，而并不是旨在成为本发 明的限制。如在本文中所使用的那样，除非上下文明确指示，否则单数形式也可以包括复数 形式。还应当理解的是，在本说明书中使用的术语“包括”表示所陈述的特征、要件、步骤、 操作、要素和/或元件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、要件、步骤、操作、要素、 元件和/或它们的组合的存在或增加。尽管已经通过线圈102被嵌入在PCB 101中且磁体103位于PCB 101的通孔或空 腔中的实施方式例示了本发明，但是本发明的其它实施方式可以提供扬声器相对于PCB的 可变紧凑程度。例如，根据本发明的一个实施方式可以包括位于PCB 101的表面上的线圈 102和位于PCB的与线圈对齐的空腔或孔中的磁体103。尽管该实施方式没有最大化扬声 器的紧凑度，但是却将磁体凹隐到PCB中。此外，尽管本发明的实施方式被示为振动膜105 和屏蔽罩106可以作为也可接合到PCB 101的单独零件，但是根据本发明的其它实施方式 可以包括在制造过程中与PCB 101—体形成的或作为PCB 101的一部分嵌入的振动膜和屏 蔽罩中的一个或全部两个。
此外，除了提供嵌入到PCB中的扬声器系统以外，本发明的实施方式还包括制造 这样的零件的方法。例如，可以提供或形成PCB 101，在该PCB的表面上嵌入或放置有线圈 102。PCB 101还可以包括尺寸适于容纳磁体103的孔或空腔。可以将一个或更多个支承件 104作为PCB的一部分而一体形成，或放置在孔或空腔中，磁体被连接到支承件。可以将振 动膜105放置在PCB的空腔或孔上。振动膜可以连接到PCB 101或支承件104，或者连接到 这两者。在某些实施方式中，可以将屏蔽罩106接合到PCB的与振动膜的一侧相反的一侧。 在某些实施方式中，可以在PCB的与磁体相邻的表面上或者在可能存在的屏蔽罩上设置开 Π 308。 尽管在本文中已经例示和描述了特定实施方式，但是本领域技术人员理解，任何 被设计为实现相同目的的方案都可以代替所示出的特定实施方式，并且本发明在其它环境 中具有其它应用。该申请意在涵盖本发明的任何变化例或变型例。以下的权利要求并非旨 在将本发明的范围限制为本文中所描述的特定实施方式。
权利要求
一种电子设备(400)，该电子设备包括印刷电路板(PCB)(401)；和扬声器组件(402、403、405)，所述扬声器组件至少部分地嵌入所述PCB(401)中。
2.根据权利要求1所述的设备(400)，其中，所述电子设备(400)是移动电话、个人数 字助(PDA)、计算机、电子游戏设备、电子音频设备或电子视频设备中的一种。
3.根据权利要求1所述的设备(400)，所述扬声器组件(402、403、405)还包括线圈(402)、磁体(403)和振动膜(405)，所述线圈(402)被嵌入所述PCB(401)的材料中，所述 磁体(403)位于所述PCB(401)内，所述振动膜(405)被接合到所述PCB(401)、所述磁体(403)、或与所述磁体相关联的至少一个支承件中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的设备(400)，该设备还包括接合到所述PCB(401)的表面的屏 蔽罩(106)。
5.根据权利要求1所述的设备(400)，所述扬声器组件(402、403、405)还包括嵌入所 述PCB(401)的材料中的线圈(402)，所述线圈能够被用作T线圈。
6.根据权利要求1所述的设备(400)，所述PCB(401)还包括在所述PCB的与所述扬声 器组件(402、403、405)平行的部分上和在所述扬声器组件(402、403、405)的与该扬声器组 件(402、403、405)的振动膜(405)相反的一侧上安装电子元件(409)的能力。
7.根据权利要求1所述的设备(400)，所述PCB(400)还包括在与所述扬声器组件 (402,403,405)平行地接合在所述PCB(401)上的柔性带(410)上和在所述扬声器组件 (402,403,405)的位于该扬声器组件(402、403、405)的振动膜(405)上方的一侧上安装电 子元件(411)的能力。
8.—种扬声器系统(100)，该扬声器系统包括 印刷电路板(PCB) (101)；和扬声器组件(102、103、104、105)，所述扬声器组件(102、103、104、105)至少部分地嵌 入所述PCB (101)中。
9.根据权利要求8所述的扬声器系统(100)，所述扬声器组件(102、103、104、105)还 包括线圈(102)、磁体(103)和振动膜(105)，所述线圈(102)被嵌入所述PCB (101)的材料 中，所述磁体位于所述PCB(101)内，所述振动膜(105)被接合到所述PCB(IOl)、所述磁体 (103)、或与所述磁体相关联的至少一个支承件(104)中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的扬声器系统(100)，该扬声器系统还包括接合到所述 PCB(IOl)的表面的屏蔽罩(106)。
11.根据权利要求8所述的扬声器系统(100)，该扬声器系统(400)还包括线圈，所述 线圈能够被用作T线圈。
12.根据权利要求8所述的扬声器系统(300)，所述PCB(301)还包括在所述PCB (301) 的与所述扬声器组件(302、303、304、305)平行的部分(315)上和在所述扬声器组件(302、 303,304,305)的与该扬声器组件(302、303、304、305)的振动膜(305)相反的一侧上安装电 子元件(309)的能力。
13.根据权利要求8所述的扬声器系统(400)，所述PCB(401)还包括在与所述扬声器 组件(402、403、404、405)平行地接合在所述PCB (401)上的柔性带(410)上和在所述扬声 器组件(402、403、404、405)的位于该扬声器组件(402、403、404、405)的振动膜(405)上方的一侧上安装电子元件的能力。
14.根据权利要求8所述的扬声器系统(400)，其中，该扬声器系统(400)被包括在移 动电话、个人数字助理(PDA)、计算机、电子游戏设备、电子音频设备或电子视频设备中的一 种中。
15.一种电子设备(400)，该电子设备包括印刷电路板(PCB) (401)，所述PCB (401)包括空腔或通孔中的一种；和扬声器组件(402、403、404、405)，所述扬声器组件(402、403、404、405)至少包括磁体 (403)和线圈(402)，其中至少所述磁体(403)至少部分地位于所述PCB (401)的所述空腔 或所述通孔中。
16.根据权利要求15所述的电子设备(400)，其中，所述扬声器组件(402、403、404、 405)的所述线圈(402)被嵌入所述PCB(401)中。
17.根据权利要求15所述的电子设备(400)，所述扬声器系统(402、403、404、405)还 包括嵌入所述PCB(401)的材料中的线圈(402)，所述线圈(402)能够被用作T线圈。
18.根据权利要求15所述的电子设备(400)，所述PCB(401)还包括在所述PCB (401) 的与扬声器组件(402、403、404、405)平行的部分(415)上和在所述扬声器组件(402、403、 404,405)的与该扬声器组件(402、403、404、405)的振动膜(405)相反的一侧上安装电子元 件(409)的能力。
19.根据权利要求15所述的电子设备(400)，所述PCB(401)还包括在与所述扬声器组 件(402、403、404、405)平行地接合在所述PCB (401)上的柔性带(410)上和在所述扬声器 组件(402、403、404、405)的位于该扬声器组件(402、403、404、405)的振动膜(405)上方的 一侧上安装电子元件的能力。
20.根据权利要求15所述的电子设备(400)，其中，所述线圈(402)位于所述PCB(401) 的表面上，并且所述磁体(403)至少部分地位于所述PCB (401)中的所述空腔或所述通孔 中。
全文摘要
一种扬声器系统(100)，该扬声器系统包括印刷电路板(PCB)(101)和扬声器组件(102、103、104、105)。该扬声器组件(102、103、104、105)被嵌入PCB(101)中。该扬声器组件(102、103、104、105)可以包括线圈(102)、磁体(103)和振动膜(105)。线圈(102)被嵌入PCB(101)的材料中。磁体(103)位于PCB(101)内并且接合到振动膜(105)。线圈(102)可以用作兼容助听器的T线圈。该扬声器系统(100)可以被包括在诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、计算机、电子游戏设备、电子音频设备或电子视频设备的任何设备(400)中。
文档编号H04R9/06GK101822073SQ200880106746
公开日2010年9月1日 申请日期2008年9月11日 优先权日2007年9月14日
发明者威廉·克里斯·赫顿, 沃尔特·M·马克恩维茨 申请人:索尼爱立信移动通讯有限公司