电声变换器用的连接器 【技术领域】
本发明涉及将一个电声变换器导电连接在一个声再生和/或声记录装置中的一个印刷电路板上的电路中的一种连接器。
现有技术
为众所周知的这类的声再生和/或声记录装置的实例是无线电话机。无线电话机，象在GSM(移动通信全球系统)那样的蜂窝式通信系统中所用的蜂窝式电话机，包括至少一个送话器和至少一个扬声器；两者都可以解释为是用来将电信号变换为声信号或者作反向变换的电声变换器。
除了这类的电声变换器之外，在现今的无线电话中显然还备有各式各样的、用来执行或实现无线电话机多种功能的电路、电子电路或者组件。这类的电路或组件计有，例如，调制器、本机震荡器、时钟信号发生器、混频器、放大器、和各种滤波器的电路、处理器(CPU)及其存储器。这些电路一般都设置在一块印刷电路板(PCB)上。印刷电路板通常是用备有铜基导体的玻璃纤维环氧树脂做成的，可以采用下列地工序制造：
1．在电路板上漏印锡焊剂。
2．在锡焊剂中安装电组件和电子组件。
3．在热风炉中于210℃-270℃左右的温度下进行处理，
将组件锡焊就位。
当将声学组件(扬声器和送话器)按照上述方式连接在无线电话机的电路板上时，需要考虑几个问题。扬声器和送话器都对热敏感，所以在上述的锡焊过程中不得在电路板上出现。非常明显，在融化焊剂所需的温度下会使声学组件受损。一般情况下，一个扬声器或一个送话器最高只能耐受100℃左右的温度；因此，这些组件必须在按照上述正常制造过程以外另行安装。
另外，主管单位对于声学组件规定了严格的条例。例如，就象在遇到有频率特性要求时的那种情况。声学组件当然也要受诸如高品位语音识别能力方面的市场要求约制。出于具体原因，在声学组件和无线电话机壳之间要留出一个间隙。因为随着周围环境的不同有时会产生一个声阻抗，而对于这种声阻抗必须要加以严格控制，借以满足上述的要求。出于这方面的原因，扬声器/送话器最好一定要安装在与机壳中的同一个位置上。
因此，在现今的无线电话中，声学组件一般是固定设置在前部的机壳中；而印刷电路板连同上面所设的电路和电子电路是装在后部的机壳中。声学组件通常是通过在有关声学组件与印刷电路板之间经过锡焊连接的两条金属线连接到印刷电路板上的。然而，由于在这样的情况下必须要采用手工焊，所以这种锡焊的缺点在于难以自动化。结果是生产速度和成本效率都有所降低。为了便于锡焊，金属线必须有一定的长度；当前部和后部进行组装时，可能会有金属线被夹在机械部件中间，金属线或焊点会有被夹断的危险。
这种将装在一个前部的声组件和装在后部的印刷电路板之间的固定连接方式还有一个缺点，当无线电话机要修理或者送去检修时，如果需要将前部和后部拆开，就非要将固定连接拆断不可。
根据欧洲专利EP-A-0 567 850已知，提供在一种借助于在印刷电路板上锡焊一个接触弹簧对一个扬声器和印刷电路板之间作导电连接。每个接触弹簧的设计，能够接收并系合一个扬声器的相应插脚。在欧洲专利出版物EP-A-0 490 214中发表了类似的结构，其中的一个接触弹簧安装在一个的扬声器的相应插脚上，并且设法使其在电路板上施加一个弹力，从而产生所需的导电连接。这类的接触方式省却了在扬声器和电路板之间的直接的锡焊连接。然而，由于其中的改进设计方面的原因，该接触装置可能难以在高技术自动组装过程中使用。除此以外，因为每个扬声器的连接插脚需要一个接触装置，所以也不是一种最佳高成本效率的解决办法。
发明详述
本发明的目的是为了克服当将声再生和/或声记录装置(例如无线电话机)中的电声变换器导电连接到印刷电路板上时所遇到的上述问题。该目的是通过一个非常耐热、从而在制造过程中就能够用锡焊连接到电路板上、其中备有一个弹性装置、用来连接到声再生和/或声记录装置上、借助于按照所附的专利权利要求、在连接边际所有的重要方面都呈现优异性能的连接器来完成的。除此以外，本发明还涉及采用上述连接器组装一种无线电话机的方法。
附图简述
现参照下列附图，对本发明作详细说明：
图1是以无线电话机为例将扬声器导电连接到印刷电路板上的本发明的连接器的示意侧面图。
图2是按照图1构件的俯视图。
图3是按照本发明的一个优选实施例的连接器的侧面示意放大图。
图4是图3所示连接器的一个端面视图。
图5是图3及图4所示连接器的俯视图。
发明详述
图1和2提供按照本发明用来将一个电声变换器导电连接到一部无线电话的一个印刷电路板上的一个连接器20的示意图。所选用的电声变换器的示例是这样的一个普通的扬声器10，即在GSM那样的蜂窝式通信系统中的蜂窝式便携电话机中所用的变换器。然而，应当理解，本发明可以适用于包括将一个印刷电路板连接到一个电声变换器上那样的所有声再生和/或声记录装置。作为这样的装置可以列举袖珍式磁带录音机、口述记录机、小型无线电装置等等。
扬声器10固定安装在无线电话机机壳的前部之中。扬声器10在前部13中的固定安装是在一道单独的工序中采用熟知的固定或安装方法(例如胶粘法)进行的。前部是按照普通的方式设计的，用来容纳扬声器10；最好是备有孔或槽，由扬声器发出的声波通过它们向周围发射。前部13以及在前部装配扬声器10的紧固件的设计可以采用足够的高精度进行。由于这些作业要在单独的工序中进行，从而能将前部13和扬声器10之间间距的上述声阻抗保持在所要求的范围以内。前部13安装在后部14上。其间的分界线如图1中的标号15所示。
在扬声器10下方备有两个插脚11a,11b；两者相应的第一端连接在扬声器主体部分相应的输入端。这样的扬声器是电动型的公用标准组件，可以，例如，从丹麦的KIRK A/S买到，因而在此不作更多的说明。连接插脚最好是用铜基制成的，上面复有较厚的一层镍，再上面复有一薄层黄金(约有1μm厚)，因此，插脚大约宽2mm，厚度接近0.5mm，从圆形扬声器的圆周外伸几乎达10mm。
连接器20设置在扬声器10的连接插脚11a,11b和装在后部14的一块印刷电路板12之间。在电路板12上备有各种各样的电路及电子电路，由这些电路实现无线电话机的各种功能。例如，在电路板上包括在图中未作详细表示的一个处理器或者CPU单元，用来控制无线电话机的总体功能。另外，在印刷电路板12上还备有常规设计的送话器/受话器单元，用来分别发送和接收射频信号。这样的电路对于熟悉技术领域的人员应该是熟知的，所以在此处不再作详细说明。然而，以下将对无线电话机在接收一个输入无线电信号的运作作简略说明。印刷电路板的制作及其组件的安装和在各种电路中的锡焊主要是按照在现有技术说明一节中所见的有关信息进行的。
例如，由一个基地台发射、供一套蜂窝式电信系统使用的一个射频电磁输入信号，会到达无线电话机，由无线电话机上所装的天线装置接收。电信号被天线变换成一个高频电信号，再经过滤波和放大，经过混频单元混频，调谐成一个中频信号。然后，在进行另一次滤波和放大步骤，接着通过由本机纪震荡器提供的一个中频信号在一个解调单元中对该信号进行解调。于是得到一个称为基带信号的信号，可以对该信号进行解码，或者根据有关蜂窝电信系统的方法和协议进行处理。如此获得的低频电信号通过设置在电路板12上的一个放大器，再送到扬声器10，电信号在此被变换成声波，从扬声器10中播出。
首先以照图1及2为基础说明本发明的连接器20。然后参照图3-5所示的优选实施例对于一个更具体的设计加以说明。连接器20包括一个用一种耐高温电绝缘材料制成的连接器主体21。连接器主体21至少有一个顶面和一个底面彼此平行。两个弹性连接元件22a,22b，如图1及2所示，各自的第1端设置在连接器21上方的顶面上。如图1和2所示，并且参照图3-5，在以下做更详细的说明，每个弹性连接元件22a,22b横跨连接器主体21的上表面外伸，形成一个倒V字形从而具备作为是本发明基础的弹性功能。另外，还可能将弹性连接元件22a,22b作成更大钝角的设计。连接器主体21上表面上的两个连接元件22a,22b之间的面积(至少是3mm×3mm)的大小和平面都足以在以下所述的自动组装过程中能够摘取连接器。弹性连接元件22a,22b相应的第二端连接在设置在连接器主体21底侧相应的一个下方接触元件23a,23b上，用来连接在印刷电路板12上的前述放大器。上方弹性连接元件22a,22b的设计彼此相同，最主要的最好是做成片簧形状。该片簧是用导电材料做成的，其弹力要小到足够的程度，以便对扬声器10的连接插脚11a,11b产生下述的弹簧效果。两个上方连接元件彼此之间作电绝缘，下方连接元件也与此相同。上方连接元件最好是用铜制造，如上述扬声器的连接插脚11a,11b那样，复有一层镍基保护层，还复有一薄层黄金外层。然而，应当理解，以上所述的所有接触装置也可以用其他材料制造，其尺寸也可以不同于此处所述的规定。
按照图1，弹性连接元件22b连接到相应的下方接触元件23b上，要设法将前者通过适当路径沿着为此在均质的连接器主体中做成的一个沟槽或孔道穿过连接器主体导向下方。另一个办法可以将上方连接元件沿着连接器主体的一个垂直侧面向下延伸到相应的下方接触元件。在上方连接元件22b的下部与下方接触元件之间的实际连接，例如，采用锡焊或者作取决于形状的系合。第二上方连接元件22a沿着相反的方向通过一个相应的沟槽或连接器21中的孔道向下延伸到下方接触元件23a，其间的连接是采用类似于上述的方法提供的。在图1和2的基础图示中，连接器20是按照承压的状态表示的，即当将前部13安装到后部14时，装在前部中的扬声器10的连接插脚11a,11b是弹性系合在连接器20的上方弹性连接元件22a,22b中。采用这种方式，在扬声器10的连接插脚11a,11b和连接器的上方弹性连接元件22a,22b之间实现了令人满意的导电连接，接着再分别通过下方接触元件与印刷电路板作导电连接。
在图3-5中示出按照本发明的一个优选实施例的连接器30。如前所述，连接器主体31包括用一种能够耐受在前述的印刷电路板的制造过程中所达到的温度的电绝缘材料。适合于连接器主体使用的材料是PPA塑料，但是也可以使用其他的材料。连接器主体31是均质的，必须是一个直角平行六面体。按照该优选实施例，一个上方片簧型的连接元件是和一个下方接触元件33a整体化制造的。上方连接元件32a的自由端要设法使其在卸载时接触到连接器主体31的一个横侧面；上述自由端在加载时(即如上所述，当有一个扬声器的连接插脚11a压在连接元件32a上时)，就沿纵向顶在做成垂直于连接器主体31上表面、或者沿着其中一个侧面做成的一个沟槽或者一个凹槽上。在图3-3中所示的连接器30是处于加载状态；在图4中特别示出承压的上方连接元件32b与连接器主体31的一个侧面的连接方式。从这个自由端开始，每个上方连接元件32a,32b都以弯成钝角形状的方式外伸，横跨在连接器主体31的上表面上，然后沿着连接器主体31对面的一个表面垂直向下延伸，从而连接到与其相对应的下方接触元件33a,33b上。
每个上方连接元件32a,32b相应顶端(即弯角的顶端)的设置方式，要使其在前部13安装在后部14上、并且使弹簧元件32a,32b如上所述承压时接触到扬声器的相应的插脚11a,11b。两个上方连接元件32a,32b按照彼此方向相反横跨在连接器主体31的上表面的方式设置，连接元件32a的自由端要设在连接器主体31上与另一个连接元件32b对面的一侧。弹性连接元件的刚性应当与扬声器的相应插脚11a,11b施加在相对应的连接元件32a,32b的作用力相适配。根据本发明优选实施例样机证实，一个60±15克的弹簧力是合适的。
两个下方接触元件33a,33b沿着其纵轴线牢固装在连接器主体31的底侧。下方接触元件从连接器主体的每个表面上外伸，按照图4，这些外伸端经过两次大约45°的弯折，形成接触表面33a’,33a”,33b’,33b”。这些接触表面准备锡焊在印刷电路板12上，作为扬声器10通过本发明的连接器与电路板12上的一个电路之间的导电连接。
借助于本发明的连接器20,30就能够如下所述，以高度自动化的方式将一个电声变换器连接在无线电话机的一个电路板上。当按照以前在现有技术说明一节中所述，通过一道锡焊过程制造印刷电路板时，要将连接器20表面安装在印刷电路板12的适当位置上。由于连接器主体20,30上表面是平面，所以可以在一道自动组装工序中(一种所谓的‘摘嵌工序’)将连接器摘起安装到印刷电路板12上。借助于下方接触元件33a,33b’的接触表面33a’,33a”,33b’,33b”的对称布置，如果在自动组装过程中将连接器作180°的旋转就不难办到，从而使这道工序更为容易进行。于是，电路板就可以如上所述、连同电路和电子电路以及在其中安装的组件、和在其上方配置的连接器20,30,在一台热风炉中、在允许锡焊工序的那样高温中进行热处理。
如前所述，扬声器10连同其插脚11a、11b一并设置在前部13中所准备的位置上。最后，将前部和后部14装在一起，通过连接插脚11a、11b对上方弹性连接元件22a,22b,32a,32b的按压，在印刷电路板12和扬声器10之间建立导电连接。
借助于以上所述的措施，在将连接器20；30安装在电路板12上的过程中，在将扬声器10安装在前部13之中，以及将前部13及后部14的组装过程中，都能够在所有的方面达到令人满意的连接边际。另外，也不再需要象在扬声器和印刷电路板之间导电连接金属线所做锡焊那样的手工操作。省却这样的金属线连接还有另外一个优点：当需要将前部13完全从后部14上拆下时(无线电的常规检修或着修理)，不必非要将固定连接拆开不可。经过试验和计算证实，该弹簧结构至少可以经受50次左右的压缩。这远远足以函盖无线电话机的整个使用寿命。因为无线电话在其使用寿命中出于常规检修或修理方面的原因需要拆机的机会至多不会超过几次，这已经被认为是极不平常的事。
以上对本发明以及其优选实施例所作的说明业已经过实践，但这只是示例性质，并不起约制作用。因此，本发明可以在所附权利要求的范围内采用不同于所述的其他方法实现。特别要声明的是：虽然以上所述的电声变换器是一个电动式扬声器，本发明却可以适用于其他类型的扬声器以及各种已知设计的话筒。