专利名称：驻极体电容式传声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驻极体电容式传声器，更具体地涉及一种驻极体电容式传声器，其具有驻极体电容部分、电绝缘套以及存储驻极体电容部分和电绝缘套的金属罩。
背景技术：
一般情况下，驻极体电容式传声器具有驻极体电容部分和阻抗转换装置，其中的驻极体电容部分包括有振动膜以及一个通过隔件与振动膜相对布置的背电极板；以及用来将驻极体电容部分的电容变化转换成电阻抗变化的阻抗转换装置。
在多数情况下，设置这类驻极体电容式传声器使得驻极体电容部分和用于电绝缘/支持背电极板的外周边缘部分的电绝缘套存储在一金属罩中，例如，JP-A-11-187494中所述。也就是说，设置这类驻极体电容式传声器使得背电极板和金属罩通过电绝缘套彼此在电气上绝缘。
发明内容
然而，JP-A-11-187494所述的驻极体电容式传声器存在以下问题，由于金属罩的后端部分填隙固定到电绝缘套上，因此振动膜和背电极板之间的间隙可以保持在一预定数值。
也就是说，当需要对驻极体电容式传声器进行回流处理从而将其安装到一外部基板表面上时，驻极体电容式传声器的各个构成部件会因回流处理所产生的热量而膨胀。此时，如果驻极体电容部分或者电绝缘套的热膨胀系数大于金属罩的膨胀系数，驻极体层的隔件邻接部分将会因金属罩内构成组件的热膨胀而塌陷，因此构成组件会在构成组件之间产生的压力状态下彼此干扰。结果，这就会出现一个问题，即，因为振动膜和背电极板之间的间隙变得小于设定值，所以驻极体电容式传声器的灵敏度特性就会改变。
在这种情况下，本发明的一个目的在于提供一种驻极体电容式传声器，其具有驻极体电容部分、电绝缘套以及存储驻极体电容部分和电绝缘套的金属罩，其中，即使在回流处理应用于该驻极体电容式传声器的情况下，也能防止驻极体层的热变形造成的灵敏度特性的改变。
本发明为了实现上述目的，没有采用背景技术中依赖填隙固定的结构，而是采用了另一种使用弹性组件的结构，来将振动膜和背电极板之间的间隙保持在预设值。
也就是说，本发明提供了一种驻极体电容式传声器，其具有驻极体电容部分，该部分包括振动膜以及通过一隔件与振动膜相对布置的背电极板；用来电绝缘/支持背电极板的外周边缘部分的电绝缘套；在其中存储驻极体电容部分和电绝缘套的金属罩；用来将驻极体电容部分的电容变化转换成电阻抗变化的阻抗转换装置；以及具有挤压功能以便将背电极板弹性地压向振动膜从而在电绝缘套和金属罩后壁内表面之间形成预定间隙的一弹性组件。
本发明的驻极体电容式传声器可以是一种簿膜驻极体型驻极体电容式传声器，其具有形成在振动膜中的一驻极体层，或者可以是背驻极体型(back electret type)驻极体电容式传声器，其具有形成在背电极板上的一驻极体层。
在本发明的驻极体电容式传声器中，除了“驻极体电容部分”、“电绝缘套”、“金属罩”以及“阻抗转换装置”之外，诸如材料、形状等的特定结构并不特定限制。
“电绝缘套”的特定的支持结构并不特定限制，只要形成“电绝缘套”来电绝缘/支持背电极板的外周边缘部分即可。术语“电绝缘/支持”是指在背电极板和金属罩彼此在电气上绝缘的状态下支持背电极板的外周边缘部分。
所述“阻抗转换装置”并不限于某一特定的装置，只要其能将电容部分的电容变化转换成电阻抗变化即可。例如，可将场效应晶体管用作“阻抗转换装置”。该“阻抗转换装置”可存储在金属罩内，也可不存储在金属罩内。
“预定间隙”的具体数值并不特定限制，只要“预定间隙”足够大以防止驻极体层的隔件邻接部分由于回流处理中产生的热量而塌陷即可。
“弹性组件”的特定结构，例如材料、形状等等并不特定限制，只要形成“弹性组件”使得将背电极板弹性地压向振动膜即可。放置该“弹性组件”使得其邻接另一个部件而不是背电极板，从而弹性地挤压背电极板。“弹性组件”所邻接的部件没有特别限定。例如，该部件可以是金属罩的后壁，或可以是另一个部件而非金属罩后壁。
如该结构所示，本发明的驻极体电容式传声器包括一个弹性部件，其具有挤压功能以便将背电极板弹性地压向振动膜，从而在电绝缘套和金属罩后壁内表面之间形成预定间隙。因此，即使在为了将驻极体电容式传声器安装到外部基板表面上而对驻极体电容式传声器进行回流处理的情况下也可以防止驻极体层的隔件邻接部分塌陷。
也就是说，驻极体电容式传声器的各个构成组件会因回流处理中产生的热量而膨胀。然而，电绝缘套和金属罩后壁内表面之间形成预定间隙。因此，即使驻极体电容部分或电绝缘套的热膨胀系数大于金属罩的膨胀系数，也能防止热膨胀所产生的压力干扰作用到驻极体电容部分和电绝缘套的构成组件上。
因此，就能防止振动膜和背电极板之间的距离由于驻极体层隔件邻接部分的塌陷而小于设定值。从而防止驻极体电容式传声器的灵敏度特性发生变化。
此外，由于弹性组件始终将背电极板弹性地压向振动膜，因此背电极板和振动膜之间的距离在回流处理前后始终通过适当的压力保持恒定。
如上所述，根据本发明，即使在将回流处理应用于驻极体电容部分和电绝缘套存储在金属罩内而形成驻极体电容式传声器的情况下，也能防止因驻极体层的热变形而造成的灵敏度特性变化。
当该结构中的电绝缘套由一种热膨胀系数不大于金属罩的材料制成时，电绝缘套和金属罩后壁内表面之间形成的间隙可由弹性组件的挤压功能而最小化。由此，就能得到驻极体电容式传声器的厚度和尺寸的减少以及驻极体电容式传声器的设计自由度的提高。
该结构可进行如下改动。即，将金属罩存储到由合成树脂制成的壳体中。该壳体的后壁可通过夹物模压形成，从而与多个端子组件形成一体。每个端子组件的一末端部分作为壳体后壁内表面上导电图(electrically conducting pattern)的一部分露出。每个端子组件的另一末端部分作为壳体后壁外表面上外部接线端子的一个露出。此外，将阻抗转换装置安装到壳体后壁的内表面，从而将其固定在导电图的预定位置上。在这种情况下，不用插入任何固定件或类似物就能将驻极体电容式传声器安装到外部基板的表面上。在这种情况下，当布置弹性组件邻接导电图的预定位置时，该弹性组件可用作一个导电组件。因此，该驻极体电容式传声器可由较少数量的部件构成，驻极体电容式传声器的厚度和尺寸也能减少，这样的驻极体电容式传声器可以适于安装到外部基板的表面上。
“导电图”的形状没有特别的限制，只要“导电图”能在壳体后壁的内表面上形成即可。每一个“外部接线端子部分”的形状和布置等没有特别的限制，只要“外部端子部分”能在壳体后壁的外表面上露出即可。
在这种情况下，可在金属罩的后壁上形成多个向后突出的弹性片以便与后壁连成一体，并且可将该弹性片布置成与导电图的预定位置邻接。在该结构中，即使在不能达到壳体前后方向的足够的尺寸精度的情况下(例如，当壳体是通过一对壳体构成部件的超声波焊接形成的情况下)，金属罩和导电图也可确保彼此之间在电气上连接。
从结合附图的以下详细说明，本发明的这些以及其它目的和优点将变得更加清楚，其中图1是本发明一种实施例的驻极体电容式传声器朝上放置时的侧面剖视图；图2是在通过分解该驻极体电容式传声器而得到的主要构件从后面倾斜观看的情况下，驻极体电容式传声器的分解透视图；图3是在通过分解传声器组件得到构成部分和门簧一起从后面倾斜观看的情况下，驻极体电容式传声器的传声器组件的分解透视图；图4是显示传声器组件中电绝缘套和接触框架与门簧的正视图；以及图5是显示驻极体电容式传声器壳体中的底壳与场效应晶体管和电容器的正视图。
具体实施例方式
下面参见附图来描述本发明的一个实施例。
图1是本发明一实施例的驻极体电容式传声器朝上放置情况下的驻极体电容式传声器的侧面剖视图。图2是驻极体电容式传声器分解成各主要构件后从后面倾斜观看的驻极体电容式传声器的分解透视图。
如图1和2所示，该实施例的驻极体电容式传声器10是一种小尺寸的传声器，其基本上具有方形的外部形状，前视图中每一边约为4.5mm，高约1.8mm。该驻极体电容式传声器10具有一个壳体12，其形状基本为一长方体。壳体12中存储有传声器组件14、结型场效应晶体管16(阻抗转换装置)、两个电容器18和20以及一个门簧22(弹性组件)。
壳体12以如下方式形成，其底壳52由一种液晶聚合物构成并向前开口，其顶壳54由一种液晶聚合物构成并向后开口，底壳52和顶壳54由超声波焊接彼此固定在一起。
传声器组件14以如下方式形成，在金属罩32中存储有振动膜子组件34、隔件36、背电极板38以及电绝缘套40，金属罩32在形状上基本为矩形管，其向前后延伸，高度较低。
图3是传声器组件14分解得到的构成部件与门簧22一起从后面倾斜观看的传声器组件14分解透视图。
又如图3所示，金属罩32具有罩体32A和接触框架32B。罩体32A由不锈钢制成，其前壁上带有音孔32a。接触框架32B由不锈钢制成，其焊接到罩体32A的开放后端边缘32b上。
振动膜子组件34具有一个振动膜34A以及一个振动膜支持环34B。振动膜34A固定地设置在振动膜支持环34B的后表面上以张紧。振动膜34A具有一个圆形高分子膜(如PPS(聚苯硫醚)膜)，厚度约为1.5μm，以及沉积在高分子膜前表面上的金属膜(如金或镍合金膜)。振动膜支持环34B由一个不锈钢环组件构成，其外直径基本上大到能与金属罩32内部相接触。
隔件36由厚度约25μm的不锈钢簿板环制成。隔件36的外直径与振动膜支持环34B的外直径几乎相等。
背电极板38具有电极板体38A和驻极体层38B，其中驻极体层38B热焊接到电极板体38A的前表面上。设置背电极板38的外直径稍小于振动膜支持环34B的外直径。背电极板38的中部形成有一个形状像圆柱形、直径约0.8mm的背压调节孔38a。
电极板体38A由厚度约0.15mm的不锈钢板制成。另一方面，驻极体层38B由厚度为25μm的FEP(氟化乙丙烯)膜制成。驻极体层38B易受电晕放电等的影响而被还原处理(poling process)，因此要给驻极体层38B加上预定的表面电势。
在金属罩32中，振动膜34A和驻极体层38B彼此相对，其间通过隔件36有预定的微量间隔从而构成一个电容部分C。
图4是显示传声器组件14中电绝缘套40和接触框架32B与门簧22的正视图。
如图4所示，电绝缘套40是一个由液晶聚合物构成的框架组件，其形状基本上像矩形。电绝缘套40内圆周表面的前部形成有弓形凹部40a，由此沿着背电极板38的外部形状在四个地方上放置该弓形凹部40a。将背极板38安装并固定到电绝缘套40的弓形凹部40a中。
门簧22基本上由一不锈钢板经冲压后的矩形环形成，其部分地弯曲后形成V字形。弹性片22a斜向伸向门簧22内的空间中从而与门簧22形成一体。
接触框架32B基本上由一不锈钢板经冲压后的矩形环形成，其部分弯曲。接触框架32B四个侧面的外圆周部分中分别形成有罩体邻接部分32c，这样罩体邻接部分32c与罩体32A的开放后端边缘32b邻接，并焊接到罩体32A。接触框架32B的四个拐角中分别形成有定位片32d，这样该定位片32d与罩体32A的内部接触并与罩体32A接合，由此使罩体邻接部分32c相对于罩体32A的开放后端边缘32b定位。向后斜伸的弹性组件32e可进一步通过切割和提升的方法分别在接触框架32B的四个侧面的内圆周部分中形成。
图5是壳体12中底壳52与场效应晶体管16以及电容器18、20的前视图。
如图5所示，底壳52具有基本为方形的后壁52A以及一个从后壁52A的外周边缘部分向前延伸的外周壁52B。底壳52由夹物模压方法形成，从而与四个端子组件56A、56B1、56B2以及56C形成一体。这四个端子组件56A、56B1、56B2以及56C作为插件通过对一带板状导电组件冲压并弯曲形成。
每一个端子组件56A、56B1、56B2以及56C的一末端部分作为三个肩脊(land portion)56Aa、56Ba以及56Ca中的一个在后壁52A的内表面上露出。这三个肩脊56Aa、56Ba以及56Ca构成导电图P的一部分。另一方面，端子组件56A、56B1、56B2和56C的每一个的另一末端部分作为四个外部接线端子部分56Ab、56B1b、56B2b以及56Cb中的一个在后壁52A的外表面上露出。外部接线端子部分56Ab、56B1b、56B2b以及56Cb的每一个在后壁52A相应的拐角部附近为L形，从而从后壁52A的外表面伸到外周壁52B的外表面。在此情况下，外部接线端子部分56Ab、56B1b、56B2b以及56Cb相对于后壁52A通过夹物模压的方法形成从而与后壁52A的外表面处于同一平面，但外部接线端子部分56Ab、56B1b、56B2b以及56Cb相对于外周壁52B通过在夹物模压后切割和弯曲来形成，从而从外周壁52B的外表面通过突出板厚度。
四个端子组件56A、56B1、56B2以及56C中的一个56A为输出端子，当驻极体电容式传声器安装到外部基板的表面上时，该输出端子通过负载电阻与电源相连。端子组件56B1和56B2为接地端子。另一端子组件56C为虚端子。
底壳52的后壁52A中形成有一个用来分离导电图P的通孔52a。部分导电图P可通过插入销钉的或者是激光束照射等方法来分离，从而形成通孔52a。结果，底壳52的后壁52A的内表面上就形成一个与肩脊56Aa和56Ca绝缘的新的肩脊58。
场效应晶体管16以及电容18和20安装在底壳52中，从而位于导电图P的预定位置上。
场效应晶体管16是一个用来将驻极体电容部分C的电容变化转换成电阻抗变化的装置。安装该场效应晶体管16使其漏极D与端子组件56A的肩脊56Aa相连，其源极S与端子组件56B的肩脊56Ba相连，其栅极G与肩脊58相连。电容18和20是两种电容不同的电容，其用来消除噪声。电容18和20彼此平行安装在端子组件56A的肩脊56Aa和端子组件56B的肩脊56Ba之间。
如图5的双点划线所示，门簧22中的弹性片22a的前端部分与肩脊58邻接。在没有负载的条件下，门簧22前后方向的尺寸应设置在一定程度上比背电极板38后表面与底壳52后壁52A内表面之间的距离大。这样，在驻极体电容式传声器10组装完成阶段，弹性片22a会扭曲将背电极板38弹性地前压。由此就能确保场效应晶体管16的栅极G通过肩脊58和门簧22与背电极板体38A在电气上相连。
在该情况下，电绝缘套40和接触框架32B之间形成的间隙约为0.05mm到约0.1mm。这基于以下事实，当门簧22向前挤压背电极板体38A时，由于背电极板38和电绝缘套40之间彼此配合，因此电绝缘套40处于离开接触框架32B的方向上。
如图5中双点划线所表示，接触框架32B的四个弹性片32e中的两个弹性片32e的前端部分与肩脊56Ba和56Ca邻接。设置每个弹性片32e在前后方向的尺寸在一定程度上比接触框架32B后表面与底壳52后壁52A内表面之间的距离大。这样，在驻极体电容式传声器10组装完成阶段，弹性片32e会扭曲。由此，场效应晶体管16的源极S就能通过端子组件56B1和56B2的肩脊56Ba、接触框架32B、罩体32A以及振动膜支持环34B与振动膜34A在电气上相连。同时，源极S与端子部分56C的肩脊56Ca在电气上相连从而使端子部分56C也能作为接地端子使用。
底壳52的后壁52A的外表面形成有一个有预定形状的凹部52b。厚度小于该凹部52b的深度的金属屏蔽板60提供在凹部52b中。附带地，肩脊56Ba和56Ca暴露在凹部52b的外表面上，从而使屏蔽板60可以与肩脊56Ba和56Ca接触。
顶壳54具有形状与底壳52后壁相同的前壁54A以及一个从前壁54A外周边缘部分向后延伸的外周壁54B。顶壳54的前壁54A中形成有多个音孔54a。
底壳52和顶壳54按如下通过超声波焊接在一起。
即，如图5所示，在超声波焊接之前提供底壳52，使外周壁52B的前端面52c在它整个圆周上基本形成一个锥面。另一方面，在超声波焊接之前提供顶壳54，使外周壁54B的后端面54b在它整个圆周上形状像平面。当底壳52外周壁52B的前端面52c与顶壳54外周壁54B的后端面54b在整个圆周上形成面接触的条件下，将超声波振动应用到接触部分，从而使底壳52的外周壁52B的前端面附近大体呈塑性变形。然后，如图1所示，将底壳52外周壁52B的前端面52c与顶壳54外周壁54B的后端面54b在整个圆周上彼此焊接并固定。
如上所述，本实施例的驻极体电容式传声器10具有一个门簧22，其具挤压功能以便将背电极板38弹性地压向振动膜34A，从而在电绝缘套40和金属罩32的后壁内表面(即接触框32B的前表面)之间形成预定间隙。由此，即使在对驻极体电容式传声器10进行回流处理以便将驻极体电容式传声器10安装到外部基板表面上时，也能防止驻极体层38B的隔件36邻接部分的塌陷。
也就是说，驻极体电容式传声器10的各个构成组件因回流处理中产生的热而膨胀。然而电绝缘套40和金属罩32后壁内表面之间形成有间隙。因此，尽管驻极体电容部分C或电绝缘套40的热膨胀系数大于金属罩32的热膨胀系数，也能防止热膨胀所产生的压力干扰作用到驻极体电容部分C和电绝缘套40的构成组件上。由此就能防止振动膜34A和背电极板38之间的距离因驻极体层38B隔件邻接部分由热膨胀产生塌陷而小于设定值。从而防止驻极体电容式传声器10的灵敏度特性发生变化。
此外，由于门簧22始终将背电极板38弹性地压向振动膜34A，因此背电极板38和振动膜34A之间的距离在回流处理前后始终由适当的压力保持恒定。
为此，即使是在回流处理施加到驻极体电容式传声器10时，也能防止其灵敏度特性的变化。
特别是在本实施例中，电绝缘套40由一种热膨胀系数不大于不锈钢制成的金属罩32的液晶聚合体制成，且作为驻极体电容部分C的构成组件的背电极板38和振动膜子组件34，除了振动膜34A和驻极体层38B外均由不锈钢制成。因此，形成在电绝缘套40和金属罩32后壁内表面之间的间隙可通过门簧22的挤压功能而最小化。为此，可以得到驻极体电容式传声器10的厚度和尺寸的减少和设计驻极体电容式传声器10的自由度的提高。附带地，在将陶瓷物质等代替液晶聚合体作为电绝缘套40的材料使用时的情况下，也可将电绝缘套40的热膨胀系数设定到不大于金属罩32的热膨胀系数。
此外，在本实施例中，金属罩32存储在合成树脂制成的壳体12中。壳体12的底壳52通过夹物模压的方法形成，从而与多个端子组件56A、56B1、56B2和56C形成一体。每个端子组件56A、56B1、56B2和56C的一末端部分作为在底壳52后壁52A的内表面上导电图P的一部分露出。每个端子组件56A、56B1、56B2和56C的另一末端部分均作为外部接线端子部分56Ab、56B1b、56B2b以及56Cb中的一个在底壳52后壁52A的外表面上露出。此外，场效应晶体管16安装到后壁52A的内表面上，从而置于导电图P的预定位置上。在这种情况下，不用插入任何固定件或类似物就能将驻极体电容式传声器10直接安装到外部基板的表面上。在这种情况下，因为设置门簧22使得与导电图P的一预定位置邻接，所以该门簧22可用作一个导电组件。为此，该驻极体电容式传声器10可由较少数量的部件组成，且该驻极体电容式传声器10的厚度和尺寸也能得到减少，这样驻极体电容式传声器10更适于安装到外部基板的表面上。
此外，在本实施例中，提供用来形成金属罩32的后壁的接触框架32B，这样就形成多个向后突出的弹性片32e，从而与接触框架32B形成一体。设置弹性片32e与导电图P的预定位置相邻接。由此，当底壳52和顶壳54如本实施例所述通过超声波焊接彼此固定时，虽然壳体12前后方向上的尺寸不能达到足够的尺寸精度，也能确保金属罩32和导电图P之间的电气连接。
尽管实施例是在罩体32A和接触框架32B通过彼此焊接形成金属罩32的情况下说明的，但本发明也可用于罩体32A和接触框架32B彼此接合或者彼此仅是简单接触的情况。此外，本发明在结构上可以使罩体32A的开放后端边缘32b弯曲到内圆周侧面。
本发明的优选实施例的前面的说明用于展示和说明的目的。但这不是排它性的，也不是要将本发明限定于公开的精确形式，并且根据以上含义或从实际需要出发可能有许多种修改和变化。这些实施例是为了解释本发明及其实际应用而选取和说明的，以使本领域的技术人员能将本发明用于适用于预期的特定用途的有各种修改的不同实施方式中。本发明的保护范围由在此附加的权利要求书和其等价物确定。
权利要求
1.一种驻极体电容式传声器，其包括驻极体电容部分，该部分包括一个振动膜以及通过一隔件与所述振动膜相对布置的背电极板；用于电绝缘/支持所述背电极板的外周边缘部分的电绝缘套；所述驻极体电容部分和所述电绝缘套存储其中的金属罩；以及用来将所述驻极体电容部分的电容变化转换成电阻抗变化的阻抗转换装置，其特征在于所述驻极体电容式传声器进一步包括一个具有挤压功能用于将所述背电极板弹性地压向所述振动膜的弹性组件，以在所述电绝缘套和所述金属罩后壁内表面之间形成预定间隙。
2.如权利要求1的驻极体电容式传声器，其中，所述电绝缘套由一种热膨胀系数不大于所述金属罩的热膨胀系数的材料制成。
3.如权利要求1或2的驻极体电容式传声器，其中所述金属罩被存储到一个由合成树脂制成的壳体中；所述壳体具有通过夹物模压形成的后壁，从而与多个端子组件成为一体；每个所述端子组件的一末端部分作为部分的所述导电图在所述壳体后壁的内表面上露出，且另一末端部分作为外部接线端子部分在所述壳体后壁的外表面上露出；所述阻抗转换装置安装在所述壳体后壁的内表面，从而布置在所述导电图的预定位置上；以及布置所述弹性组件使得与所述导电图的所述预定位置邻接。
4.如权利要求3的驻极体电容式传声器，其中多个向后突出的弹性片在所述金属罩的所述后壁上形成，使得与所述后壁成为一体；以及每一个所述弹性片布置成与所述导电图的所述预定位置邻接。
全文摘要
本发明提供了一种驻极体电容式传声器，在其中即使进行回流处理时也能够防止由驻极体层热变形引起的灵敏度特性产生变化。该驻极体电容式传声器包括驻极体电容部分，该部分包括一振动膜以及一个通过一隔件与振动膜相反布置的背电极板；用来电绝缘/支持背电极板的外周边缘部分的电绝缘套；驻极体电容部分和电绝缘套放置其中的金属罩；以及具有挤压功能的门簧，用于将背电极板弹性地压向振动膜从而在电绝缘套和金属罩后壁内表面之间形成预定间隙。由此就能防止驻极体层的隔件邻接部分因热膨胀而塌陷。
文档编号H04R19/01GK1578539SQ20041006916
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月5日 优先权日2003年7月4日
发明者米原贤太郎, 伊藤元阳, 藤浪宏, 今堀能男 申请人:星精密株式会社