CN1158900C - 电容式传声器的一体型固定连接器及其制备、安装方法 - Google Patents

Abstract

一种橡胶材料制的一体型传声器固定连接器。用于组装紧凑的电子设备，如具有内装电容传声器的移动电话。它显著地提高了传声器安装工作的效率，传声器固定和定位的可靠性，以及它与安装电路板电连接的可靠性，而不需钎焊。包括：一个杯形橡胶传声器固定器，用于在它的空腔中固定传声器；一个包括一个橡胶连接器底部，和多个镶在其内的细金属线的连接器体，线的走向是垂直杯形传声器固定器的底部平行排列，由连接器底部的表面伸出。

Description

电容式传声器的一体型固定连接器 及其制备、安装方法

本发明涉及结构紧凑的电容式传声器的一体型固定连接器，所述电容式传声器在以下被简称为传声器，传声器被装在各种移动式的远距离通讯设备中，如移动电话和其他无线通讯设备。通过本发明的传声器固定连接器，传声器可装入到所述通讯设备中，同时建立与外电路的电连接，本发明还涉及制造传声器固定连接器的方法，和完成所述通讯设备与本发明传声器固定连接器组装的方法。

在现有技术中，当传声器在组装时要安装到上述远距离通讯设备中时，如图1剖视图所示，传声器101的导体端部102和固定在机壳103内的安装电路板104的电极105，通过钎焊形成的中间钎焊层106结合在一起，建立传声器101和电路板104间的机械和电连接。而且，传声器101容纳并牢固地固定在传声器固定器107的腔内，传声器固定器107安装在机壳103上。

然而，这个安装传声器101的组装方法不是很有成效的，因为，即使不提必须在传声器101上设有适宜钎焊的导体端102这个问题，单就为了进行钎焊所能得到的空间是如此之小而言，使得在进行很精细的钎焊时，常常遇到很大困难，仅能由很高技术的工人进行。在近来越来越紧凑的远距离通讯设备设计趋势上，这个问题是限制因素之一。

因此，迫切希望开发一个方便可靠的紧凑电子设备组装装置，将传声器安装在其上，而不需要任何钎焊。

因而本发明的主要目的是提供一种在紧凑的电子设备，如远距离通讯设备上，方便可靠地安装传声器的装置，而不需要钎焊，这个目的可通过在此提出的传声器一体型固定连接器实现。

因此，本发明的电容式传声器的一体型固定连接器是一个由弹性橡胶材料制的整体，它是一个杯状的传声器固定器和一个连接器体的结合，杯状的传声器固定器带有空腔，用于将电容传声器牢固地保持定位在所述空腔内，连接器体结合到杯形固定器的底部，用于将保持在传声器固定器的空腔内的传声器的电极端和外电路板的电极端连接。

上面限定的一体型传声器固定连接器是由下述步骤的工艺过程制备的：

(a)通过在一个金属模中模制一个弹性的橡胶合成物，成型一个传声器固定器，它具有一个容纳传声器的空腔；

(b)用弹性橡胶合成物成型一个连接器体，在内镶有以一定间隔平行排列的细金属线；

(c)在所述连接器体的每一个侧壁上粘结一个支撑件；至少传声器固定器和连接器体之一是未硫化的；

(d)在一个金属模中整体压缩模制传声器固定器和连接器体，连接器体形成传声器固定器空腔的底部；以及

(e)加热一体的传声器固定器和连接器体，固化所述未硫化的弹性橡胶合成物。

代替使用未硫化的传声器固定器和/或连接器体，也可以通过将一个带有粘结剂涂层的结合件插入，实现传声器固定器和连接器体的结合。

图1是现有技术的用钎焊在一设备上安装传声器的方式的剖面图；

图2A，2B和2C用平面图(上)和垂直剖面图(下)各示出本发明的一体型传声器固定连接器的一种方案；

图3用平面图(上)和垂直剖面图(下)示出本发明另一方案的带有侧面开口的一体型传声器固定连接器；

图4用平面图(上)和垂直剖面图(下)示出本发明又一方案的带凸缘的一体型传声器固定连接器；

图5A是杯形传声器固定器的垂直剖面图；图5B和5C用平面图(上)和垂直剖面图(下)各示出与传声器固定器结合的连接器体；

图6A，6B和6C各是具有不同金属线排列的连接器体的平面图；

图7是使用本发明的一体型传声器固定连接器在设备上安装传声器的方式图；

图8A-8G各是用在本发明的一体型传声器固定连接器中的连接器体的制造步骤图；

图9A-9F各是用在本发明的一体型传声器固定连接器中的传声器固定器的制造步骤图；

图10A-10G各是用在本发明的一体型传声器固定连接器的组装中的结合件的制造步骤图；

图11A-11D各是用结合件将传声器固定器和连接器体结合组成一个本发明的一体型传声器固定连接器的步骤图。

下面参考附图详细说明本发明的一体型传声器固定连接器。

图2A-2C，图3和图4用平面图(上)和垂直剖面图(下)各示出本发明的一体型传声器固定连接器1的一个方案。传声器固定连接器1由固定器3和结合到杯形固定器3的连接器体2组成，连接器体2形成它的底部。如图2A-2C所示，连接器体2可具有由连接器底2A限定的不同的构型，连接器底在图2A和2C中是园的，在图2B中是矩形的，在它之中，平行排列镶入多根细金属线，从连接器体2A的一个表面延伸到另一个表面。在平面图中，具有装入传声器的空腔3A的杯状传声器固定器3也有不同的构型，在图2A和2B中是圆形的，在图2C中是方形的。

图3所示的一体型传声器固定连接器的方案中，传声器固定器3的侧壁上设有一个开口5，它的作用是改善保持在空腔3A内的传声器的方向性，使得能够提高对目标声音和外部噪音的区别。

在图4所示的一体型传声器固定连接器方案中，在传声器固定器3的底部周围带有一个凸缘7，它具有几个安装孔6。与这些安装孔6相应，在设备的机壳13的内表面设有几个柱状凸起，使得通过仅将在凸缘7上的安装孔6与机壳13上相应的柱接合，容纳在传声器固定连接器中的传声器在机壳13上的安装和定位即可方便地进行，而不需要任何其他的复杂定位装置，从而大为简化了机壳13的设计。

图5A示出传声器固定器3的垂直剖面图，它是由弹性橡胶制造，没有与图5B和5C所示的分别具有矩形和圆形平面图的连接器体2结合。在图5B和5C中示出的连接器体2各是一个整体，由一个弹性橡胶制的连接器体底部2A和多个细金属线4组成，细金属线以间距L平行排列，从上表面到下表面穿过连接器底部2A，镶在橡胶连接器底部2A。

形成传声器固定器3和连接器体2的连接器底部2A的弹性橡胶，可以是相同的或不同的，在环境温度-25℃～+90℃范围内，均应具有弹性，橡胶硬度在JIS级别的20-80°H，永久压缩设在不超过20％。这样的弹性聚合物材料可由硅橡胶，碳氟橡胶和尿烷橡胶获得，其中硅橡胶最好。当然，弹性橡胶材料应含有尽可能低的电解质。

细金属线4在与连接器底部2A上下表面垂直的方向，或从垂直的方向倾斜不超过约15度的倾斜角的方向，镶入到连接器体2的连接器底部2A中。为了保证金属线4与传声器或电路板电极间的接触状态，每个金属线4的每个上和下端点从连接器底部2A的表面突出5-50μm是重要的。

形成细金属线4的金属材料没有具体限制，如铍青铜合金，黄铜，不锈钢和镍等金属和合金均可选用，其中铍青铜在抗由金属线4和电极端间的弹性接触引起的弹性疲劳的高弹性方面特别好。金属线4应具有5-100μm的直径。为减少电接触电阻和强化抗化学腐蚀和氧化性，金属线4的表面带有在镍底部镀层上的金的镀层。

图6A，6B和6C各示出一个连接器体2的平面图，它们镶在矩形或圆形连接器底部2A的细金属线4具有不同的排列图形。

图7是示意垂直剖面图，示出使用本发明的一体型传声器固定连接器1在机壳13上安装和定位电容传声器9的方式，以确保传声器9在空间内定位稳定，以及传声器9的电极端10和电路板11的电极端12间的电连接可靠。传声器9装在传声器固定连接器1的空腔3A内，并由固定器体3的弹性力牢固地固定在其中，使得仅通过将固定连接器1与凸缘或肋条13A形成的机壳13的内壁上的空腔接合，在机壳13内可容易实现传声器9的精确定位。当机壳13这样组装时，传声器9上的电极端10和安装电路板11上的电极端12，借助形成传声器固定连接器1的弹性橡胶材料的橡胶弹性，在适度压力下，通过细金属线4，进入弹性接触状态。

有时在接触传声器9的传声器固定连接器1的连接器部分的与传声器9相接触表面上涂敷压敏粘结剂是较好的，使得传声器9在传声器固定连接器1内的固定牢靠性进一步提高。

如上所述，在组装紧凑的电子设备中通过使用本发明的一体型传声器固定连接器可获得很大优点，组装工作大为简化，使得成本减低，而且，在机壳内的传声器的定位准确度显著提高，增加了合格产品的产量。

下面通过参考附图的例子，详细说明本发明的一体型传声器固定连接器的制备工艺。在下面的说明中，术语“份”总是指“重量的份”。

首先，参考图8A-8G，说明用在本发明的传声器固定连接器中的连接器体2的制备工艺。

可固化的硅橡胶合成物在辊式混合机上，由均匀揉合100份的硅橡胶剂料(KE153U，Shin-Etsu Chemical Co.产品)，0.5份第一硫化剂(C-19A，Supra公司产品)，2.5份第二硫化剂(C-19B，Supra公司产品)和1.0份硅烷耦剂料(KBM403，Supra公司产品)在一起制成，所述合成物用一个压延辊17施加在对苯二甲酸乙二醇聚脂(PET)的连续长膜16上，膜厚度是0.1mm，宽度是300mm，涂层厚度是0.1mm，随后用割刀18切割成600mm长，制备成300×600mm的矩形切片19(图8A)。

镀有厚度0.25μm镍，又镀有0.15μm金的铍青铜线20，每根直径20μm在切片19的橡胶涂层表面上平行排列，与300mm长的侧边平行，间距是0.1mm，排列的金属线20用另外一个切片覆盖，橡胶涂层表面接触，得到复合薄片，它具有在两个切片19间的排列的金属线20，它被切割成两块300×300mm的方复合片，随后在脱气室真空脱气10分钟，在120℃压力固化2分钟(图8B和8C)。

剥去在这样获得的复合片的两表面上的PET膜，并在固化橡胶层露出的表面之一上用网板印刷涂敷可用附加反应固化的硅酮粘结剂21，它是等量的第一和第二绝缘可固化液体硅橡胶合成物的混合物，(KE1800TA和KE1800TB，均为Supra公司产品)，涂层厚度20μm。两个涂有粘结剂的片一个在一个上地在粘结剂涂层表面上叠在一起，线20的走向彼此相同，随后在脱气室真空脱气2分钟，在压力下加热到120℃ 2分钟固化粘结剂21，形成一个双复合片22(图8D)。

另一方面，一种可固化硅橡胶合成物，它是等量的第一和第二硅橡胶剂料(KE1940-50-A和KE1940-50-B，均是Supra公司产品)的混合物，在一个金属模中压缩模制成拉长固化橡胶条23，它起一个支撑件的作用，具有2.15mm的外曲率半径2.0mm高度的半月形截面，长度为300mm，橡胶硬度为50°H(图8E)。

双复合片22在与金属线19平行的方向割开，形成宽4.25mm的带，双复合片22的带的两表面的每一个粘结到支撑件23上，支撑件23的平表面上带有网板印刷涂敷的20μm厚度的硅酮粘结剂。对由两个支撑件23夹着的双复合片22的带在脱气室进行两分钟脱气后，再在热压中加热到120°两分钟进行粘结剂21的固化，成为一个整体24(图8F)。

整体24在炉中于215℃两小时进行二次固化，随后通过与金属线20走向垂直的平面中切开，形成片段25，每个1.1mm厚。通过切开而露出的金属线20的端表面进行两次镀层处理，第一是用镍，厚度为0.25μm，然后是用金，厚度为0.1μm，从而完成连接器体25(图8G)。

下面参考图9A-9F说明传声器固定器的制备过程。

首先，在辊式混合机15中混合100份的硅橡胶剂料(KE9410U，Supra公司产品)和2.0份的固化剂(C-8，Supra公司产品)制备可固化的硅橡胶合成物，将其制成厚度2.5mm的连续长度的薄片，它被割刀18切成片26，每个具有120mm的宽度，250mm长(图9A)。

该切片26在一复合金属模中压缩模制，被加热180℃5分钟，成为固化的橡胶片30，具有相连的9个传声器固定器体29，用去毛边的冲床28除去毛边(图9B-9F)。

下面参考图10A-10G说明结合件的制备过程。

厚度为75μm的300mm宽的PET膜16，在辊压延机17上涂敷硅橡胶合成物，所述硅橡胶合成物是由100份硅橡胶剂料(SH-85 1U，Toray DowComing Silicone Corp.产品)和0.5份和2.5份固化剂(C-19A和C-19B，Supra产品)混合成的，涂层厚度0.1mm，这样涂层的PET膜在热空气隧道炉31中加热到150℃，固化橡胶层，这样橡胶涂层的PET膜缠绕在辊32中(图10A)。

下一步，橡胶涂层片33在压延辊17上进一步涂以有色的硅橡胶合成物，它是由75份第一硅橡胶剂料(KE151KU)，25份第二硅橡胶剂料(KE76VBS)，0.15份第一固化剂(C-1)，3.0分第二固化剂(C-3M)和1.0分染色剂(BB色，各产品均是由Shin-Etsu Chemical Co.生产)混合成的，涂层厚度0.5mm，制备涂层片36，它缠绕在辊35上(图10B)。用割刀18切割连续长度的涂层片36，成为切割片36，每个具有120mm宽度，250mm长度(图10C)。

这样获得的切割片36在复合冲压模装置37中冲压，形成多个开口，每个开口由每个结合件34的环棱包围，结合件34连接成结合件的整体片38(图10D和10G)。

下面参考图11A和11D说明用结合件将连接器体和传声器固定器结合在一起，制备传声器固定连接器的过程。

传声器固定器的整体片30被置于用于结合的金属模的下模40中，并盖上一个定位插板39。接着，放置多个结合件34的整体片38，结合件34的环棱面朝下。然后，安装连接器体25对准结合件34环棱包围的中心开口。然后，金属上模41安放在上面，金属模闭合，在150℃，5分钟的热压中进行压缩模制，形成一个整体模制的片42，其中，传声器固定器29和连接器体25由插入的具有泡沫孔隙结构的结合件34结合(图11A-11B)。

下一步，整体模制片42在热空气炉中在215℃被加热2小时进行二次固化，然后用去毛边冲床和冲模43(图11C-11D)分成单个的传声器固定连接器。图11D的轴向剖面图(左)和透视图(右)示出，完成的传声器固定连接器44，它由限定传声器固定空腔29A的传声器固定器29和连接器体25组成，

不是总是必需使用结合件34来结合传声器固定器29和连接器体25。当这两件中之一或两件都在未硫化状态时，使它们通过压缩结合，传声器固定器29和连接器体25也可结合。

如图7所示，在用一体型传声器固定连接器44将一个电容传声器安装到一设备的组装中，可用上述的一体型传声器固定连接器44，通过在传声器固定器体29的空腔29A中用弹性固定传声器9，连接器体25在中间插入，使传声器的电极端或由它引出的导体端和安装电路板的电极端处于压接触状态中。

Claims (9)

1.一将电容式传声器安装到一设备上的一体型传声器固定连接器，它是一个带有固定和定位电容式传声器空腔的，杯形的橡胶材料制的传声器固定器和一个连接器体的结合，被结合的连接器体形成杯形传声器固定器的底部，电连接固定在传声器固定器空腔内的传声器的电极端和外电路板的电极端；

其中连接器体是一个由橡胶材料制的连接器底部和镶入的金属线构成的件，金属线的走向大体垂直杯形传声器固定器的底部并平行排列；

其中传声器固定器的橡胶材料具有JIS级别的20-80°H的橡胶硬度，和设定不超过20％的永久压缩。

2.根据权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，其中传声器固定器的橡胶材料是硅橡胶。

3.根据权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，其中在连接器底部镶入的金属线的直径是5-100μm。

4.根据权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，其中在连接器底部镶入的金属线是由铍青铜制的。

5.根据权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，其中在连接器底部镶入的金属线在镍的底部镀层上有金镀层。

6.根据权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，其中在连接器底部镶入的金属线各从连接器底部表面突出5-50μm的长度。

7.根据权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，其中传声器固定器和连接器体是用插入一个结合件来结合。

8.制备一体型传声器固定连接器的方法，它包括步骤：

(a)通过模制一橡胶合成物，成型一个杯形的传声器固定器，它具有一个容纳电容式传声器的空腔；

(b)由橡胶合成物成型一个连接器体，从连接器底部的一个表面向另一个表面延伸的平行排列的金属线镶在连接器底部中；

(c)在所述连接器体的每一个侧壁上粘结一个支撑件；

(d)将传声器固定器和连接器体结合成一体，连接器体形成杯形传声器固定器的底部，使得镶在连接器底部中的金属线的走向，基本垂直杯形传声器固定器的底部。

9.在一设备机壳中安装电容传声器并使传声器与机壳中固定的电路板电连接的方法，包括步骤：

在电容式传声器和电路板间插入权利要求1所述的一体型传声器固定连接器，使得电容式传声器容纳在传声器固定器的杯形的空腔中，它的电极端在从连接器底部一个表面突出的端点上，接触连接器体中的金属线，并且，电路板的电极端在连接器底部另一个表面突出的端点上，与连接器体中的金属线接触；

通过插入一体型传声器固定连接器的连接器体，在电容传声器和电路板间，施加接触压力。

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