专利名称：驻极体电容传声器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及驻极体电容传声器技术领域。
背景技术：
现有驻极体电容传声器，其结构主要包括由槽状外壳和线路板围合成的外部框架，在外部框架内设置有电容组件。电容组件主要包括构成平行板电容器两极的振膜和背极板，在振膜和背极板之间设有环形垫片为膜片提供振动空间，振膜通过金属外壳实现与线路板的电连接，而背极板通常是通过设置在槽状外壳内侧的导电环实现与线路板的电连接，且在导电环与外壳之间设置有绝缘支撑环，避免产品在压合过程中内部元件造成损坏。现有技术中的结构，零部件数目多，造成在生产制作中工艺复杂，不便于安装，生产效率低。平行板电容器的两极分别通过金属外壳和导电环实现与线路板的电连接，金属外壳与导电环之间的相对面积较大，两者产生的寄生电容较大，降低了产品性能。现有驻极体电容传声器中使用的背极板，都是在其内部一定的方位钻孔，主要是保证膜片在振动时，驻极体电容传声器内部的前腔和后腔的气压均衡。但鉴于膜片的振动越接近中心点，其敏感度越强烈，而背极板靠近中心位置开孔的方式，会使膜片振动时，背极板开孔位置没有形成电容体，降低了振动的敏感度，驻极体电容传声器灵敏度低。现有驻极体电容传声器中的振膜，其形状为外方内方的结构，包括外边缘为方形的刚性振环，刚性振环的内孔也为方形，在振环上紧贴固定有覆盖方形内孔的膜片。上述结构的振膜，对膜片的振动有很大的限制，因为振动是从点到面扩展的，也就是说能量都是从中心向外扩散的，由于内孔为方形，有四个直角，故当矢径在传播过程中遇到内孔的边和四个直角时，会有一种不均勻的相反的能量反射，在反作用力的影响下，会对均勻的矢径传播产生不良的干扰，使膜片的谐振失真大，从而降低膜片的振动性能。影响电容传声器的灵敏度和可靠性。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种驻极体电容传声器，减少了产品零部件的数量，使产品结构更加优化简洁，简化了产品的生产工艺，减少了装配环节，提高了生产效率；改进了背极板的开孔方式和振膜的结构，提高了驻极体电容传声器的灵敏度，提尚了广品品质。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是驻极体电容传声器，包括由基板和金属外壳围合成的外部框架，在所述基板上安装有电子元器件，在所述金属外壳上设有进声孔，在所述外部框架内安装有电容组件；所述基板包括一端开口的槽状的基板骨架，所述基板骨架的内底面设有电路层且延伸到基板骨架的内部，所述电子元器件安装于所述电路层上，所述基板骨架的开口端为台阶状具有位于外侧且上方的第一支撑面以及位于内侧且下方的第二支撑面；在所述基板骨架的第一支撑面上设有第一导电层，在所述基板骨架上开设有分别与所述第一导电层和所述电路层连接的第一通孔，在所述第一通孔内设有第一电连接件；在所述基板骨架的第二支撑面上设有第二导电层，在所述基板骨架上开设有分别与所述第二导电层和所述电路层连接的第二通孔，在所述第二通孔内设有第二电连接件；所述电容组件包括依次放置于所述基板骨架的第二支撑面上的背极板和振膜；所述背极板包括位于中间位置的中心部以及位于两端且与所述中心部一体的两个端部，在所述中心部和所述两个端部靠近所述振膜一侧的表面上设置有驻极体材料层； 所述两个端部在同一平面上且支撑于所述基板骨架的第二支撑面上，所述中心部朝向所述基板骨架的内部凹陷与所述振膜之间形成振动空间；所述两个端部的边部和所述中心部的边部构成向内凹的缺口，所述缺口导通所述中心部两侧的空间；所述金属外壳放置于所述基板骨架的第一支撑面上。作为一种优选的技术方案，所述基板骨架为玻璃陶瓷材料制作而成的基板骨架。作为一种优选的技术方案，所述振膜包括外边缘为方形的刚性振环，所述刚性振环的内孔为长圆孔；固定于所述刚性振环上覆盖所述内孔的膜片。作为一种优选的技术方案，所述金属外壳为平板状。作为一种优选的技术方案，所述驻极体电容传声器为方形。所述背极板的中心部和两个端部均为方形，所述中心部和所述两个端部构成“工”字形。采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是1.本实用新型使用一个结构新颖的基板，代替了现有技术中的线路板、导电环和支撑环三个零部件，使得结构优化简洁，组装工艺简单。装配过程中，电容组件中的背极板和振膜依次放置于基板骨架的第二支撑面上即可，背极板通过第二支撑面上的第二导电层和设于基板骨架内的第二电连接件实现与电路层电连接，振膜通过金属外壳、第一支撑面上的第一导电层以及设于基板骨架内的第一电连接件实现与电路层的电连接。因为减少了零部件数量，简化了产品的生产工艺，且基板的结构设计合理，电容组件安装于基板骨架内侧的第二支撑面上，组装方便快捷，减少了装配环节，提高了生产效率，增加了生产稳定性。2.本实用新型基板的基板骨架是采用玻璃陶瓷材料制作而成的，其具有非常高的耐温性能，整体的提升了驻极体电容传声器的耐温性能，已经远远超出了现有驻极体电容传声器的耐温局限，为驻极体电容传声器在后续应用产品的工业化生产提供了有力的保障。3.本实用新型的背极板包括一体设置的中心部和两个端部，且靠近振膜一侧的表面上设置有驻极体材料层，具有绝缘和存储电荷的作用。两个端部在同一平面上，一侧通过表面的驻极体材料层与振膜接触，另一侧支撑于基板骨架的第二支撑面上，中心部朝向基板骨架的内部凹陷与振膜之间形成振动空间，起到了传统驻极体电容式传声器中垫片的作用。因此，本实用新型的背极板一个部件取代现有技术中的背极板和垫片两个部件，在结构上减少一个部件，更加方便组装加工，提高了生产效率。本实用新型的背极板，与现有技术相比，其中心不开孔，两个端部的边部和中心部的边部构成向内凹的缺口，该缺口导通中心部两侧的空间，用作均衡气压的导通孔。驻极体电容传声器中，膜片的振动越接近中心点，其敏感度越强烈，本实用新型的背极板，与膜片对应的中心部是一个完整的实体，增大了背极板的有效使用面积，膜片振动时，整个中心部形成电容体，使得振动的敏感度提高，更加有利于驻极体电容传声器的高灵敏度制作。[0023]3.本实用新型的振膜，其刚性振环外边缘为方形，内孔为长圆孔，膜片固定于刚性振环上覆盖内孔。内孔的设计，充分利用了外方形振环的长度，增加了用于振动的膜片的面积，提高了传声器的灵敏度。采用长圆孔，内孔的两端弧形过渡，整个内孔边缘没有拐点，使得膜片的张力得到平滑过渡，所以能量是均勻地按矢径向外传播的，即使遇到内孔的边缘产生的反作用力也是均勻回传，对原本的振动不会造成干扰和不良影响，整体上使膜片的谐振失真小，能够充分达到良好的振动性能。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例的分解结构示意图。图2是本实用新型实施例的剖视图。图3是本实用新型实施例中背极板的结构示意图。图4是图3的剖面图。图5是本实用新型实施例中背极板与基板的装配图。图6是本实用新型实施例中背极板与振膜的装配图。图7是本实用新型实施例中振膜的结构示意图。图中1.金属外壳，11.进声孔，2.振膜，21.振环，22.内孔，23.膜片，3.背极板， 31.中心部，32.端部，33.缺口，34.驻极体材料层，4.基板，41.基板骨架，411.上层骨架， 412.中层骨架，413.下层骨架，42.电路层，A.第一支撑面，431.第一导电层，432.第一电连接件，B.第二支撑面，441.第二导电层，442.第二电连接件，5.电子元器件。
具体实施方式
在下面的描述中，只通过说明的方式对本实用新型的某些示范性实施例进行描述，毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所述的实施方案进行修正。因此，附图和描述在本质上只是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记标示相同的部分。如图1和图2所示，一种驻极体电容传声器，其包括由基板4和金属外壳1围合成的外部框架，以及安装于外部框架内的电容组件。整体为方形结构，突破了传统驻极体电容传声器圆形的限制，有效的解决了传统圆形驻极体电容传声器SMT无法精确定位的问题。在基板4朝向外部框架内的一侧设有对信号进行处理以及进行阻抗变换的电子元器件5，本实施过程中，电子元器件5通过内置的语音信号前置放大及数字化处理专用IC 芯片，使该驻极体电容传声器具有低电压，低功耗，低噪音，高性能的特点。在金属外壳1上设有进声孔11。基板4包括一端开口的槽状的基板骨架41，优先的，基板骨架41为玻璃陶瓷材料制作而成的基板骨架，其具有非常高的耐温性能，整体的提升了驻极体电容传声器的耐温性能；整个基板4是采用LTCC技术成型，易于内埋置元器件，提高组装密度，可进一步将电路小型化与高密度化。基板骨架41的内底面设有电路层42且延伸到基板骨架41的内部， 电子元器件5安装于电路层42上。[0037]其中，基板骨架41包括烧结在一起的上层骨架411、中层骨架412和下层骨架 413，上层骨架411和中层骨架412构成槽状基板骨架的边缘，中层骨架412宽于上层骨架 411且两者结合呈台阶状，下层骨架413构成槽状基板骨架的底部，电路层42设置于下层骨架413朝向中层骨架412的一侧。基板骨架41由上层骨架411和中层骨架412形成的台阶状的开口端，具有位于外侧且上方的第一支撑面A以及位于内侧且下方的第二支撑面B，在第一支撑面A上设有第一导电层431，在基板骨架41上开设有分别与第一导电层431和电路层42连接的第一通孔，在第一通孔内设有第一电连接件432，该第一电连接件 432可以通过在第一通孔内填充金属粉来实现。 在第二支撑面B上设有第二导电层441，在基板骨架41上开设有分别与第二导电层441和电路层42连接的第二通孔，在第二通孔内设有第二电连接件442，该第二电连接件 442可以通过在第二通孔内填充金属粉来实现。电容组件包括依次放置于基板骨架4的第二支撑面B上的背极板3和振膜2。其中，如图3至图6所示，背极板3包括位于中间位置的中心部31以及位于两端且与中心部31 —体的两个端部32，在中心部31和两个端部32靠近振膜2 —侧的表面上设置有驻极体材料层34，驻极体材料层34起到绝缘和存储电荷的作用。两个端部32在同一平面上，一侧通过表面的驻极体材料层34与振膜2接触，另一侧支撑于基板骨架4的第二支撑面B上，中心部31朝向基板骨架4的内部凹陷与振膜2之间形成振动空间，起到了传统驻极体电容式传声器中垫片的作用。因此，本实用新型用背极板一个部件取代现有技术中的背极板和垫片两个部件，在结构上减少一个部件，更加方便组装加工，提高了生产效率。本实施例中，中心部31和两个端部32均为方形，中心部31和两个端部32构成 “工”字形，两个端部32的边部和中心部31的边部构成向内凹的缺口 33，缺口 33导通中心部31两侧的空间，用作均衡气压的导通孔。采用上述结构，背极板3与振膜2对应的中心部1是一个完整的实体，增大了背极板3的有效使用面积，振膜2振动时，整个中心部1形成电容体，使得振动的敏感度提高，更加有利于驻极体电容传声器的高灵敏度制作。上述背极板的加工工艺在用于加工背极板的导电金属板的一侧覆设一层驻极体材料层，然后通过机械裁减在导电金属板的两侧开出缺口，然后对中心部进行冲压成型即可，冲压深度根据需要可以调节。如图7所示，振膜2包括外边缘为方形的刚性振环21，该刚性振环21由导电材料制作，该刚性振环21的内孔22为长圆孔，还包括固定于刚性振环21上覆盖内孔22的膜片 23。膜片23包括塑料薄膜层，以及在塑料薄膜层的一侧表面镀有的金属膜层，当然膜片23 的结构及材质可以采用其它现有膜片的规格。采用上述的设计，内孔22为长圆孔，充分利用了外方形振环的长度，增加了用于振动的膜片23的面积，提高了传声器的灵敏度。内孔 22的两端弧形过渡，整个内孔22边缘没有拐点，使得膜片23的张力得到平滑过渡，所以能量是均勻地按矢径向外传播的，即使遇到内孔22的边缘产生的反作用力也是均勻回传，对原本的振动不会造成干扰和不良影响，整体上使膜片23的谐振失真小，能够充分达到良好的振动性能。上述的背极板3通过第二导电层441和第二电连接件442实现与电路层42的一个极性电连接。金属外壳1为平板状，放置于基板骨架的第一支撑面A上，且与刚性振环21 接触。振膜2通过金属外壳1、第一导电层431以及第一电连接件432实现与电路层42的一个极性电连接。用于实现平行板电容器两个电极与基板电连接的第一电连接件432和第二电连接件442不仅电阻率低，而且两者之间的相对面积小，产生的寄生电容较小，提高了产品的性能。基板4与外壳1的组装工艺，不需要设备作卷边的动作，只要用现在先进的生产工艺SMT，将锡膏加到金属外壳1上放到回流焊炉中将锡膏融化，使金属外壳1与基板 4牢固粘接在一起，较之前有了更加简单的加工工艺。在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本实用新型的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.驻极体电容传声器，包括由基板和金属外壳围合成的外部框架，在所述基板上安装有电子元器件，在所述金属外壳上设有进声孔，在所述外部框架内安装有电容组件；其特征在于所述基板包括一端开口的槽状的基板骨架，所述基板骨架的内底面设有电路层且延伸到基板骨架的内部，所述电子元器件安装于所述电路层上，所述基板骨架的开口端为台阶状具有位于外侧且上方的第一支撑面以及位于内侧且下方的第二支撑面；在所述基板骨架的第一支撑面上设有第一导电层，在所述基板骨架上开设有分别与所述第一导电层和所述电路层连接的第一通孔，在所述第一通孔内设有第一电连接件；在所述基板骨架的第二支撑面上设有第二导电层，在所述基板骨架上开设有分别与所述第二导电层和所述电路层连接的第二通孔，在所述第二通孔内设有第二电连接件；所述电容组件包括依次放置于所述基板骨架的第二支撑面上的背极板和振膜；所述背极板包括位于中间位置的中心部以及位于两端且与所述中心部一体的两个端部，在所述中心部和所述两个端部靠近所述振膜一侧的表面上设置有驻极体材料层；所述两个端部在同一平面上且支撑于所述基板骨架的第二支撑面上，所述中心部朝向所述基板骨架的内部凹陷与所述振膜之间形成振动空间；所述两个端部的边部和所述中心部的边部构成向内凹的缺口，所述缺口导通所述中心部两侧的空间；所述金属外壳放置于所述基板骨架的第一支撑面上。
2.如权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于所述基板骨架为玻璃陶瓷材料制作而成的基板骨架。
3.如权利要求1所述的驻极体电容传声器，其特征在于，所述振膜包括外边缘为方形的刚性振环，所述刚性振环的内孔为长圆孔；固定于所述刚性振环上覆盖所述内孔的膜片。
4.如权利要求1至3任一权利要求所述的驻极体电容传声器，其特征在于所述金属外壳为平板状。
5.如权利要求4所述的驻极体电容传声器，其特征在于所述驻极体电容传声器为方形。
6.如权利要求5所述的驻极体电容传声器，其特征在于所述背极板的中心部和两个端部均为方形，所述中心部和所述两个端部构成“工”字形。
专利摘要本实用新型公开了一种驻极体电容传声器，其基板包括一端开口的槽状的基板骨架，其内底面设有电路层、开口端为台阶状具有位于外侧且上方的第一支撑面以及位于内侧且下方的第二支撑面，且两个支撑面上均设置导电层；金属外壳放置于第一支撑面上，电容组件包括依次放置于第二支撑面上的背极板和振膜；背极板包括一体设置的中心部和两个端部，在靠近振膜一侧设有驻极体材料层；两个端部支撑于第二支撑面上，中心部朝向基板骨架的内部凹陷与振膜之间形成振动空间；两个端部的边部和中心部的边部构成向内凹的缺口，缺口导通中心部两侧的空间。本实用新型减少了零部件数量，简化了生产工艺，提高了组装效率；改进了背极板开孔方式，提高了产品灵敏度。
文档编号H04R19/01GK202218394SQ20112028426
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者胡国峰 申请人:创达电子(潍坊)有限公司