专利名称：电声换能器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来产生声音的电声换能器。更明确地讲，本发明涉及对用以响应输入电信号的弹簧端子所作的改进，这种弹簧端子安装在一个已制成的电声换能器上，这种电声换能器适用于便携式电子设备如手机、传呼机等。
在具有电声换能器的便携式电子设备中，将电声换能器安装到便携式电子设备上的方法很多。比如用于插针端子的软钎焊方法和表面固定等方法。在上述便携式电子设备中，手机已得到广泛应用，近年来产品的种类不断增多，同时产品的寿命周期在不断缩短。从而使得人们已经开始重新评价电声换能器的安装方法。特别是，采用弹簧端子的安装方法由于其具有较低的设备和制造成本而倍受瞩目。
电声换能器上使用的弹簧端子必须依照安装换能器的小型电子设备的尺寸来设计。为了保证弹簧端子与电声换能器之间可以有各种组合形式，从而使弹簧的形状可以很容易地改变并使电声换能器的使用范围得以扩大，采用将弹簧端子连接到已制成的电声换能器上的方法比较有利。下述为一个采用这种方法的传统型电声换能器的例子。
在
图11中，标号ⅰ代表一个传统的用于小型电子设备上的电磁声音发生器的例子，该发生器是一个电声换能器。在电磁声音发生器1中，响应电信号而发声的声音发生器2安装在一个圆筒形的外壳3中。在该声音发生器2的上部安装有一块印刷电路板4。一对弹簧端子5(图11中仅示出该端子对中的一个)连接在印刷电路板4的“+”极和“-”极处的电路图形(circuit pattern)4a上。弹簧端子5用弹簧钢、不锈钢、铍铜、钛铜等材料的弹性薄板弯成V形而制成。弹簧端子5的端部用软钎焊方法焊接在印刷电路板4的电路图形4a上。外壳3的下表面通过适当的固定装置固定在电子设备的机体6上，比如通过一条双面涂有压敏粘结剂的胶带或装配件来固定。当将电磁声音发生器1安装到手机机体6内部时，首先将外壳3安装到机体6上，然后将一块用作电信号输出端的印刷电路板7安装在外壳3的上方并平行于机体6。该印刷电路板7使弹簧端子5发生弹性变形，该弹簧端子5的自由端与印刷电路板7的电路图形7a的一部分弹性地接触。
在弹簧端子5用软钎焊的方法焊接在印刷电路板4的电路图形4a上的条件下，可以对弹簧端子5进行更明确地阐述。弹簧端子5在距其连接段5a一较短距离处有一向上倾斜段，然后水平延伸形成一段水平段5b，该水平段搭置在外壳3的上表面3a上。其后，弹簧端子5朝外壳3的侧面略有凸出并成锐角地弯曲以形成一个弯段5c，从弯段5c向上延伸以形成一个变形段5d。在变形段5d的末端形成了一个接触部5e。弹簧端子5的垂直(弹性变形方向)定位通过使连接段5a与印刷电路板4的电路图形4a相接触而实现。当上部印刷电路板7压缩变形段5d时，弹簧端子的水平段5b与外壳3的上表面3a相接触，以使变形段5d发生弯曲，此时假定接触部5e施加到电路图形7a上的接触压力为一个恒定值。
图12示出图11中所示的电磁声音发生器1的一种构造方式。相同的标号代表与图11中相同的部件。在电磁声音发生器1A的弹簧端子5中，连接段5a直接从水平段5b上延伸出来，与水平段5b在同一个平面内。弹簧端子5的水平段5b直接贴放在印刷电路板4的上面。连接段5a固定在电路图形4a上。
图11中所示的电磁声音发生器1的组装方法如下首先将与印刷电路板4制成一体的声音发生器2插入并与外壳3固定，然后用软钎焊的方法将弹簧端子5焊接到印刷电路板4的电路图形4a上。然而，由于印刷电路板4与外壳3的上表面3a之间的垂直距离H不是恒定的，因此距离H通常不能与弹簧端子5的连接段5a和水平段5b之间的垂直距离h相一致。
当距离H小于距离h时，弹簧端子5将朝箭头X所指的方向倾斜，或者水平段5b将从外壳3的上表面3a上浮起。当距离H大于距离h时，弹簧端子5的连接段5a与电路图形4a相连，同时其水平段5b将朝箭头Y所指的方向倾斜并朝着与上述H小于h的情形中相反的方向浮动。另一种可能的情形是，水平段5b将与外壳3的上表面3a相接触，而连接段5a将从电路图形4a上完全浮起。这就是说，由于弹簧端子5是通过将连接段5a与电路图形4a相接触而实现垂直定位的，因此部件的组装情况及其尺寸上的变化将影响定位。从而使得水平段5b并不能总象图11中所示的那样与外壳3的上表面3a进行表面贴合。当弹簧端子5的水平段5b相对于外壳3之上表面3a的垂直位置不恒定时，弹簧端子5与印刷电路板7之电路图形7a之间的接触压力也不能如所希望的那样保持恒定。此外，当连接段5a与电路图形4a完全脱离开时，钎焊很难容易地进行；即，钎焊性能不够好。可见，上述的情形都存在一些问题。
在图12中所示的电磁声音发生器1A中，安装在该发生器1A中的声音发生器2包括几个零件。因此，由于这些零件组装和尺寸的变化而使得印刷电路板4的上表面距外壳3的下表面之间的高度1不是恒定的。从而，接触部5e与印刷电路板7之电路图形7a之间的接触压力也和上述的电磁声音发生器1中一样不能保持恒定。
本发明的一个目的是提供一种电声换能器，其中的弹簧端子可以在它的弹性变形方向上精确地定位，从而使得弹簧端子与一个安装部件的电信号输出端之间的接触压力为恒定的，并使弹簧端子与电信号输入端之间的钎焊性能得以改善，其中上述安装部件可以是电子设备上的印刷电路板之类。
本发明提供一种电声换能器，包括一个可以响应输入电信号而发声的声音发生器，该声音发生器包括一个电信号输入端；一个容纳声音发生器的外壳；一个与该电信号输入端相连接的弹簧端子。当该电声换能器安装到安装部件上时，该弹簧端子与安装部件的一个电信号输出端通过弹簧的弹性接触压力相接触。在这种电声换能器中还提供了一个参考面，当电声换能器安装到安装部件上时，该参考面距电信号输出端沿弹簧端子发生弹性变形的方向上为一个恒定的距离。弹簧端子与该参考面毗连接合并与电信号输入端相连接。
根据本发明，弹簧端子与参考面相接触并与电信号输入端相连接。从而在无载荷的情况下，弹簧端子与参考面的接触部分和安装部件的电信号输出端之间的距离总是保持恒定。参考面与用来安装电声换能器的安装部件的电信号输出端之间的距离也总是保持恒定。因此，与参考面相接触的弹簧端子和安装部件的电信号输出端之间的距离也保持恒定。从而使弹簧端子得以在弹性变形方向精确地定位，且弹簧端子与安装部件的电信号输出端之间的接触压力也变得总是恒定的。这样，本发明可以提供一种具有稳定性能的电声换能器。此外，由于该弹簧端子是通过参考面来定位的，弹簧端子的连接段和电信号输入端可以设计得更加易于连接，从而使连接性能如钎焊性能得以改善。
优选地将参考面选定在直接安装到安装部件上的外壳上面。需指明的是，当外壳包括多个零件时，参考面最好选在直接安装在安装部件上的那个零件上。如果这些零件被组装在一起并可确保它们之间有确定的相对位置时，参考面可以选在外壳的任何一个零件上。同理，当电信号输入端如一块印刷电路板或一个引线端子与外壳制成一体时，只要输入部分相对于安装部件的位置总是保持恒定，参考面就可以选在电信号输入端上。
弹簧端子和电信号输入端的各连接段通常设计成使它们表面接触的形式。然而在本发明中，它们的一部分可能是分离开的，或全部都可能是分离开的。通过将弹簧端子与电信号输入端的各连接段之间分离开，并通过一种电连接方法如钎焊将它们进行连接，电连接材料如钎料可以在弹簧端子之连接段上的一个宽大的面积上铺放。这样，各连接段之间的接合面积增大了，从而使连接强度提高。
本发明可以使用一种定位装置来将弹簧端子在与其弹性变形方向垂直的方向上相对于电信号输入端进行定位。在这种连接情况下，本发明不仅可以保证在弹性变形方向上的精确定位，还可以保证在垂直于弹性变形方向的方向上精确定位。更具体地，该弹簧端子可以包括一个很细的插入片，该插入片插入配合到电信号输入端上的通孔内。
在本发明的另一个方面中，弹簧端子的接触部可以包括一个与参考面相接触的凸缘段。在这种结构中，弹簧端子可以稳定地搭置在参考面上，以使弹簧端子垂直定位的精度进一步提高，并进一步使将弹簧端子与电信号输入端相连接的操作效率得以提高。
本发明的上述和其他目的及优点将通过下面的描述并参照附图得到更清晰的阐述。
图1是本发明第一实施方案的电磁声音发生器的纵剖面图；图2是本发明第一实施方案的电磁声音发生器的平面图；图3是沿Ⅲ-Ⅲ线所截取的剖面图；图4示出第一实施方案的弹簧端子，其中4a是俯视图，4b是正视图而4c是侧视图；图5示出本发明第二实施方案的弹簧端子，其中5a是俯视图，5b是正视图而5c是侧视图；图6是包括本发明第二实施方案的弹簧端子的电磁声音发生器的平面图；图7示出本发明第三实施方案的弹簧端子的制作方法，其中7a是俯视图，7b是正视图而7c是侧视图；图8示出本发明第四实施方案的弹簧端子，其中8a是俯视图，8b是正视图而8c是侧视图；图9是本发明的第五实施方案的电磁声音发生器的纵剖面图；图10固定在一块印刷电路板上的电磁声音发生器的侧视图；图11是固定在一块印刷电路板上的传统电磁声音发生器的一个例子的纵剖面图；图12是固定在一块印刷电路板上的传统电磁声音发生器的另一个例子的纵剖面图。
下面参照附图对本发明的实施方案进行阐述。(1)第一实施方案图1～3示出第一实施方案的电磁声音发生器(电声换能器)11。在电磁声音发生器11中，一个可响应电信号而发声的声音发生器12安装在圆筒形的外壳13和13b内。一块印刷电路板14装在声音发生器12的上部。一个弹簧端子15与电路板14的“+”极和“-”极处的电路图形相连。弹簧端子15用弹簧钢、不锈钢、铍铜、钛铜等材料的弹性薄板弯成V形而制成。弹簧端子15的端部用软钎焊焊接在印刷电路板14的电路图形14a上。外壳13b通过适当的连接方法如焊接与外壳13制成一体，以便使与电子设备的机体6相接触的外壳下表面13b和外壳13之上表面13a之间的距离保持恒定。
当电磁声音发生器11安装在手机的机体6中时，外壳下表面13b通过一种适当的固定装置固定在机体6上，如图1中所示的一条双面涂有压敏粘结剂的胶带。在外壳13和13b连接到机体6上之后，将一块印刷电路板7安装在弹簧端子的上方并与机体6平行。印刷电路板7使弹簧端子15发生弹性变形，其自由端与印刷电路板7的电路图形7a弹性接触。
图4所示的弹簧端子15可以在其焊接在印刷电路板14的电路图形14a上的情况下得以更明确地解释。弹簧端子15在距电路图形14a一较短距离处从连接段15a向上倾斜，并且水平延伸以形成搭置在外壳13上表面(参考面)13a上的水平段15b。其后，弹簧端子朝外壳的侧面略有凸出并成锐角地弯曲以形成一个弯段15c，从弯段15c向上延伸以形成一个变形段15d。在变形段15d的末端形成了一个接触部15e。弹簧端子15的垂直定位通过使水平段15b与外壳13的上表面13a之间的表面接触而实现。
连接段15a在水平段15b与外壳上表面13a表面接触的情况下通过软钎焊焊接到电路图形4a上，上述外壳上表面13a安装在距印刷电路板7有一特定距离的位置上。因此，如图1所示，当上部印刷电路板7压住变形段15d从而使变形段15d发生弯曲时，接触端15e施加给电路图形7a的压力为一个恒定值。接触端15e向上凸出以保证接触端15e与电路图形7a之间的接触。
如图3所示，在印刷电路板14及其电路图形14a处有一个穿透通孔(定位装置)16。在弹簧端子15的连接段15a上形成了一个插入片17，该插入片朝声音发生器12所在的方向弯曲并延伸。先将该插入片17插入到印刷电路板14的通孔16中，然后再将连接段15a焊接到电路图形14a上。在这种情况下，连接段15a并不直接与电路图形14a相接触，而是与其保持一个微小的距离。连接段15a通过将插入片17插入到通孔16中而在水平方向上沿印刷电路板14的上表面定位。为了说明简便起见在图1中用一个圆表示通孔16。通孔16可以与插入片的横截面形状相似以便提高定位精度。
在安装电磁声音发生器11时，将与印刷电路板14制成一体的声音发生器12插入外壳13并连接到其上。弹簧端子15通过将连接段15a的插入片17插入到印刷电路板14的通孔16中而实现水平定位，并通过使水平段15b与外壳13的上表面13a接触而实现垂直定位。在保持上述定位状态的情况下将连接段15a焊接到电路图形14a上。
在如上所得的电磁声音发生器11中，弹簧端子15是在水平段15b与外壳13的上表面13a接触贴合的情况下焊接到印刷电路板14的电路图形14a上的。因此，在无载荷时，水平段15b和接触部15e之间的垂直距离(即图1中H1所指的距离)总是恒定的。在电磁声音发生器11和印刷电路板7已装到机体6内的情况下，外壳13的上表面13a和与弹簧端子15的接触端15e相接触的电路图形7a之间的距离(图中的H2)也是恒定的。因此，弹簧端子15的水平段15b和电路图形7a之间的距离也是恒定的。这样一来，弹簧端子15的垂直定位可以很精确，且由接触部15e施加给电路图形7a的压力也总是恒定的。这样电磁声音发生器11可以呈现出稳定的工作性能。
此外，连接段15a与电路图形14a稍稍分离开，以使钎料可以在连接段15a的一个宽大面积上铺放，从而增大了连接段15a周围的接合面积。这样，该连接段的接合强度和导电性得到提高。
再者，在弹簧端子15的连接段15a上形成的插入片17插入到印刷电路板14的通孔16中，因此弹簧端子15沿印刷电路板14表面的水平定位可以精确地实现。在将连接段15a焊接到电路图形14a上时，电路图形14a和连接段15a可以通过插入片17进行均匀的加热。因而很容易实施软钎焊，并且钎焊性能可以得到提高。(2)第二实施方案下面参照图5对第二实施方案进行阐述，该方案包括第一实施方案中弹簧端子15的结构。图5中的弹簧端子25具有包括在上述弹簧端子15中的基本结构。水平段15b的两侧与两个三角形的凸片21和22制成一个整体。凸片21和22和水平段15b一起共同与外壳13的上表面13a相接触。如图6所示，弹簧端子25与印刷电路板14的电路图形14a相连接，凸片21和22沿外壳13的上表面13a延伸。凸片21和22相对于弹簧端子25和25之间的中心线对称。在图5a中，实线代表图6中的下部弹簧端子，双点划线代表上部弹簧端子25的凸片21和22。
根据第二实施方案，由于凸片21和22和水平段15b一起与外壳13的上表面13a相接触，从而使弹簧端子25的位置稳定。因此弹簧端子25的垂直定位可以更加精确，同时将连接段15a焊接到印刷电路板14之电路图形14a上的操作效率可以进一步提高。(3)第三实施方案下面参照图7对第三实施方案进行阐述，该方案的操作效率可比弹簧端子25的操作效率进一步得以提高。如图7所示，弹簧端子25和25不是单独制造的。弹簧端子25和25是通过一个连接片31连接在一起的，这样就使二者相互连为一体。连接片31连接两个凸片21并沿水平段15b延伸。弹簧端子25和25被定位成能焊接到电路图形14a和14a上。凸片21和连接片31之间的边界处开了一个V形凹槽32。
弹簧端子25和25通过如下操作连接到电路图形上首先将插入片17插入到通孔16中，然后使水平段15b和凸片21、22与外壳13的上表面13a相接触。在保持上述状态的条件下，将连接段15a焊接到电路图形14a上。然后在V形凹槽32处将连接片31切断。这样，弹簧端子25之间的导电通道被切断，从而使该弹簧端子25在电磁声音发生器被安装到机体6内时可以用作电信号输入端。根据本实施方案，当插入片17插入到通孔16中时，一对弹簧端子25被水平定位，从而使软钎焊的操作效率显著地提高。
应当指出，连接片31可以由树脂之类的绝缘材料制成。在这种结构中，把弹簧端子25焊接到印刷电路板14的电路图形14a上之后，就不需再去掉连接片31。将连接片31设计成能使电磁声音发生器安装到机体6中且能保证弹簧端子25和电路图形7a之间的导电性能稳定。(4)第四实施方案下面参照图8对第四实施方案进行阐述，该方案包括第一实施方案中弹簧端子15的结构。图8中的弹簧端子25具有包括在上述弹簧端子15中的基本结构。连接段15a与弹性片制成一体，弹性片41取代了插入片17。该弹性片41从侧面看为一个U形。当水平段15b压贴到外壳13的上表面13a上时，弹性片41与印刷电路板14的电路图形14a相接触并发生弹性变形。保持这种弹性变形的情况下，弹性片41与连接段15a一起被焊接到电路图形14a上。需指明的是，在本实施方案中不需要通孔16，但可以用通孔来定位弹簧端子45。
根据第四实施方案，弹簧端子45的弹性片41被压贴到印刷电路板14的电路图形14a上，以保证连接的同时可以使导电性能稳定。(5)第五实施方案下面参照图9和图10对第五实施方案进行阐述。标号51代表第五实施方案的电磁声音发生器。在电磁声音发生器51中，一个可响应电信号发声的声音发生器52安装在一个圆筒形的外壳53中。在声音发生器52的上部装有一块印刷电路板54。一个弹簧端子55分别与电路板54的“+”极和“-”极处的电路图形54a相连。弹簧端子55从侧面看去为一个角形。该弹簧端子55具有焊接到电路图形54a上的连接段55a。
在连接段已焊接好的情况下，弹簧端子55水平延伸以形成一段搭置在外壳53上表面53a(参考面)上的水平段55b。然后，弹簧端子55成角度地弯曲以形成一个弯段55c，从弯段55c处向下延伸以便形成变形段55d。在变形段55d的末端形成了一个接触部55e。弹簧端子55的垂直定位通过使水平段55b与外壳53的上表面53a之间的接触而实现。
在电磁声音发生器51中，外壳53的下表面通过适当的连接装置连接到电子设备的印刷电路板61上，该连接装置可以是如图10中所示的一种双面涂有压敏粘结剂的胶带。在此情况下，接触端55e与印刷电路板61的电路图形61a弹性接触。
在电磁声音发生器51中，弹簧端子55在水平段55b与外壳53的上表面53b相接触的情况下被焊接到印刷电路板54的电路图形54a上。因此在无载荷时，水平段55b和接触部55e之间的垂直距离总是恒定的。当电磁声音发生器51连接到印刷电路板61上时，外壳53的上表面53a和与弹簧端子55的接触端55e相接触的电路图形61a之间的垂直距离也是恒定的。因此，弹簧端子55的水平段55b与电路图形61a之间的距离是恒定的。这样，弹簧端子55的垂直定位可以很精确，同时可使接触端55e施加给电路图形61a的压力总是恒定的。因而使电磁声音发生器呈现出稳定的性能。
本发明的范围并不限于上述实施方案。例如，在第一实施方案中，只要印刷电路板14相对于机体6的位置不变，则印刷电路板14也可能与外壳13制成一体。此时，用来垂直定位弹簧端子15的参考面可以是印刷电路板14的上表面，同时连接段15a与上表面接触。
上述实施方案涉及电磁声音发生器，而这些电磁声音发生器只是电声换能器的例子。本发明并不局限于这些实施方案。本发明可用于具有如电动型和压电型等其他驱动装置的其他电声换能器上。
如上所述，在本发明的电声换能器中，提供了参考面。在已将电声换能器安装到电子设备上的情况下，参考面与安装部件的电信号输出端之间的距离总保持恒定。弹簧端子在与参考面相接触的情况下与电信号输出端相连。因此，弹簧端子在弹性变形方向上得以精确地定位，弹簧端子与电信号输出端之间的接触压力总是恒定的，同时连接性能如钎焊性能得到提高。
权利要求
1．一种电声换能器，包括一个可响应输入电信号而发声的声音发生器，该声音发生器包括电信号输入端；一个用于安放声音发生器的外壳；一个与电信号输入端相连的弹簧端子；当电声换能器安装到安装部件上时，上述弹簧端子与安装部件的一个电信号输出端通过其间的弹性接触压力相接触；其特征在于，提供一个参考面，当电声换能器安装到安装部件上时，该参考面在弹簧端子发生弹性变形的方向上与电信号输出端的距离恒定；并且上述弹簧端子与该参考面毗连接合并与上述电信号输入端相连。
2．权利要求1中的电声换能器，其特征在于上述参考面设置在上述外壳上。
3．权利要求1中的电声换能器，其特征在于上述电信号输入端与上述外壳制成一体，所述参考面设置在电信号输入端上。
4．权利要求1～3中的电声换能器，其特征在于上述弹簧端子包括一个连接段，上述电信号输入端也包括一个连接段，两个连接段的至少一部分互相远离开，并且各连接段通过一种导电材料相连。
5．权利要求4中的电声换能器，其特征在于上述导电材料为钎料。
6．权利要求1～5中的电声换能器，其特征在于上述弹簧端子与上述电信号输入端的各连接段包括一个定位装置，用于将弹簧端子在垂直于其弹性变形方向的方向上相对于电信号输入端进行定位。
7．权利要求6中的电声换能器，其特征在于上述弹簧端子的定位装置为一个凸起，而上述电信号输入端的定位装置为一个通孔。
8．权利要求1～7中的电声换能器，其特征在于上述弹簧端子包括一个接触部，用于与上述参考面相毗连接合，上述接触部包括一个凸缘部分用以与参考面相接触。
9．权利要求8中的电声换能器，其特征在于上述凸缘部分沿参考面延伸。
10．权利要求1～9中的电声换能器，其特征在于设置一对上述弹簧端子，两个弹簧端子之间通过一个连接片相连。
11．权利要求10中的电声换能器，其特征在于在将上述弹簧端子连接到电信号输入端上之后，上述连接片从弹簧端子上被去掉。
12．权利要求10中的电声换能器，其特征在于连接片用绝缘材料制成。
13．权利要求1～12中的电声换能器，其特征在于上述弹簧端子包括一个与参考面毗连接合的毗连接合段和一个可通过与安装部件相接触而发生弹性变形的变形段，而且变形段的弹性变形方向为朝向毗连接合段的方向。
14．权利要求1～12中的电声换能器，其特征在于上述弹簧端子包括一个与参考面毗连接合的毗连接合段和一个可通过与安装部件相接触而发生弹性变形的变形段，而且变形段的弹性变形方向为远离开毗连接合段的方向。
全文摘要
一种设置在电声换能器上的参考面,使得沿弹簧端子发生弹性变形的方向上参考面与安装有电声换能器的电子设备上的一块印刷电路板之间的距离总保持恒定。在弹簧端子的水平段与参考面相接触的情况下,通过软纤焊方法将弹簧端子的连接段焊接到印刷电路板的电路图形上。这种电声换能器可以提高弹簧端子在弹性变形方向上的定位精度,从而使弹簧端子与印刷电路板之间的接触压力总保持恒定,并且提高了弹簧端子的钎焊性能。
文档编号H05K1/18GK1231467SQ99104428
公开日1999年10月13日 申请日期1999年3月26日 优先权日1998年3月27日
发明者伏见功, 增田充宏 申请人:星精密株式会社