專利名稱：小振動馬達及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在諸如移動電話機、PDA等的電子設(shè)備中建立的用于產(chǎn)生振動的小振動馬達及其制造方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，諸如移動電話機、PDA等的電子設(shè)備包括通過振動通知輸入呼叫的所謂的寂靜模式以及通過振動通知預(yù)定時間的告警的機構(gòu)等。作為用于產(chǎn)生振動的機構(gòu)，在這樣的電子設(shè)備中建立振動激勵器。
圖14A是表示其中建立用作常規(guī)振動激勵器的振動馬達的移動電話機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。圖14B是表示振動馬達的外形的示意圖。如圖14A所示，印刷電路板(母板)101、102安裝在移動電話機100內(nèi)。揚聲器103和振動馬達104連接到印刷電路板101的側(cè)邊。利用安裝在印刷電路板101上的驅(qū)動器IC(集成電路)105來驅(qū)動振動馬達104。另一方面，電源IC110、變換器IC111、MPU112、存儲器IC113等安裝在印刷電路板102的側(cè)邊上。
所示的振動馬達104是具有電刷(brush)的馬達。如圖14B所示，環(huán)繞輸出軸120固定砝碼(weight)125。在驅(qū)動振動馬達104時，旋轉(zhuǎn)輸出軸120，并且偏心地旋轉(zhuǎn)砝碼125。砝碼125的偏心旋轉(zhuǎn)生成旋轉(zhuǎn)的不平衡能量作為振動分量。

發(fā)明內(nèi)容
常規(guī)地，在具有電刷的馬達用作振動馬達時，不能使由于所謂的切短(slit-short)引起的旋轉(zhuǎn)缺陷變成零。因而，這在振動生成操作的可靠性方面具有問題。
鑒于便攜式設(shè)備等的內(nèi)部體積，也自然希望具有較小的振動馬達。馬達主體例如可以減至約3.5mm的直徑。然而，如果使馬達主體的直徑變小的話，則可能出現(xiàn)問題。即，用于生成旋轉(zhuǎn)不平衡能量的砝碼的直徑變得太小，以致于不能生成足夠的振動，因而振動分量降低。特別地，近來，諸如移動電話機、PDA等的便攜式設(shè)備趨于變薄。因此，這帶來將圓柱形振動馬達裝配到這樣的變薄的便攜式設(shè)備上是困難的問題。
還有，從諸如移動電話機等的便攜式設(shè)備的電池壽命的觀點出發(fā)，顯然希望電功率消耗降低。然而，這具有問題，即馬達主體的小型化帶來旋轉(zhuǎn)數(shù)量和電功率消耗的增加。
而且，將常規(guī)振動馬達裝配到電子設(shè)備上必須依賴于人力。因而，其自動化是困難的。
因此，需要提供可以小型化和制造得更薄并且自動裝配到電子設(shè)備中的較小振動馬達及其制造方法。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的小振動馬達的特征為包括轉(zhuǎn)子軛鐵，在所述轉(zhuǎn)子軛鐵中放置有不平衡砝碼和磁鐵，并且所述轉(zhuǎn)子軛鐵固定到一個軸上；驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈，放置在基底上，以面對所述磁鐵；放置在所述基底上的驅(qū)動電子部分，包括由非模制裸芯片構(gòu)成的集成電路，所述驅(qū)動電子部分給驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈提供交變電流，以使所述轉(zhuǎn)子軛鐵圍繞此軸旋轉(zhuǎn)；底板，支撐此基底，并且此軸與之嚙合的徑向軸承固定到此底板上；和蓋罩，用于遮蓋轉(zhuǎn)子軛鐵、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈和驅(qū)動電子部分，所述蓋罩黏附到此底板上。
作為優(yōu)選實施例，在此小振動馬達中，此基底也可以利用柔性基底來構(gòu)成，并且驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈可以通過三個端子電連接到此柔性基底上。
作為優(yōu)選實施例，此小振動馬達也可以包括在從封裝(package)中伸出的基底上形成的端子，而且所述端子與安裝在母板上的連接器嚙合并因而進行電氣連接。
作為優(yōu)選實施例，此小振動馬達也可以包括放置在蓋罩或底板上的端子，而且所述端子與安裝在母板上插口嚙合并從而進行電氣連接。
作為優(yōu)選實施例，此小振動馬達也可以包括在此蓋罩或底板的表面上形成的與母板接觸的一個焊接區(qū)(land)，并且所述焊接區(qū)電氣連接到在此母板上形成的另一焊接區(qū)。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的制造小振動馬達的方法的特征在于包括以下步驟在一塊板上安裝驅(qū)動電子部分和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈；在由轉(zhuǎn)子軛鐵和軸組成的轉(zhuǎn)子中，將磁鐵放置在轉(zhuǎn)子軛鐵上，以面對所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈；將不平衡砝碼放置在所述轉(zhuǎn)子軛鐵的一部分上；將徑向軸承固定到底板上；將底板安裝到所述基底上，所述徑向軸承放置在所述底板上；將所述轉(zhuǎn)子安裝到所述徑向軸承上，其中所述徑向軸承與所述軸嚙合；和通過利用蓋罩來遮蓋所述基底、所述驅(qū)動電子部分和所述轉(zhuǎn)子進行封裝，并且將所述蓋罩黏附到所述底板上。
作為優(yōu)選實施例，制造小振動馬達的方法的特征也可以在于作為驅(qū)動電子部分，至少將由非模制裸芯片構(gòu)成的集成電路安裝在基底上。
作為優(yōu)選實施例，制造小振動馬達的方法也可以設(shè)計為利用柔性基底構(gòu)成所述板，并且驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈通過三個端子電氣連接到此柔性基底上。
作為優(yōu)選實施例，制造小振動馬達的方法也可以包括在從封裝中伸出的基底上形成端子的步驟，所述端子與安裝在母板上的連接器嚙合并因而進行電氣連接。
作為優(yōu)選實施例，制造小振動馬達的方法也可以包括在封裝上放置端子的步驟，所述端子與安裝在母板上的插口嚙合并因而進行電氣連接。
作為優(yōu)選實施例，制造小振動馬達的方法也可以包括在與封裝的母板接觸的表面上形成焊接區(qū)的步驟，所述焊接區(qū)電氣連接到在母板上形成的另一焊接區(qū)。
在本發(fā)明中，驅(qū)動電子部分和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈安裝在所述板上。在由轉(zhuǎn)子軛鐵和軸構(gòu)成的轉(zhuǎn)子中，放置磁鐵，以使其面對轉(zhuǎn)子軛鐵中的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈。不平衡砝碼放置在轉(zhuǎn)子軛鐵的一部分上。將徑向軸承固定到底板上。將上面放置有徑向軸承的底板安裝到此板上。軸與徑向軸承嚙合，并且將轉(zhuǎn)子也安裝在徑向軸承上。而且，此板、驅(qū)動電子部分和轉(zhuǎn)子利用蓋罩來遮蓋。隨后，將此蓋罩黏附到底板上進行封裝。因而，振動馬達能夠進行小型化并且制造得更薄。而且，有可能自動完成振動馬達的制造工序以及將馬達自動安裝到電子設(shè)備上。


從下面結(jié)合附圖的本發(fā)明的目前優(yōu)選的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、特性與優(yōu)點將變得顯而易見，其中圖1A、1B是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的小振動馬達的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2A-2D是表示用于制造驅(qū)動器IC 4的工序的概念圖；圖3是表示用于制造小振動馬達的工序的流程圖；圖4是表示用于制造小振動馬達的工序的流程圖；圖5是表示用于制造小振動馬達的工序的流傳圖；圖6是表示用于制造小振動馬達的工序的流程圖；圖7A、7B是解釋用于制造小振動馬達的工序的示意圖；圖8A-8C是解釋用于制造小振動馬達的工序的示意圖；圖9A-9C是解釋用于制造小振動馬達的工序的示意圖；圖10A-10C是解釋用于制造小振動馬達的工序的示意圖；圖11A-11C是解釋用于制造小振動馬達的工序的示意圖；圖12A-12C是表示將小振動馬達30安裝到母板上的方法的一個示例的示意圖；圖13是表示小振動馬達30的裝運/傳送方式的一個示例的示意圖；和圖14A、14B是表示其中建立用作常規(guī)振動激勵器的振動馬達的移動電話機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
下面將參見附圖描述本發(fā)明的一個實施例。
A.小振動馬達的結(jié)構(gòu)圖A1、1B是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的小振動馬達的結(jié)構(gòu)的示意圖。FP(柔性印制)線圈1和磁鐵2放置得相互面對。FP線圈1由利用多個層形成的布線層構(gòu)成。利用驅(qū)動器IC4將通過柔性基底3輸入的信號變換為三相電壓，以便循環(huán)生成磁場。將磁鐵2連接到具有軸5的軛鐵6上。FP線圈1的旋轉(zhuǎn)磁場使磁鐵2和軛鐵6旋轉(zhuǎn)。將不平衡砝碼7偏心地安裝到軛鐵6上。不平衡砝碼7的旋轉(zhuǎn)生成不平衡分量，從而生成振動。
凹槽(notch)10形成在FP線圈1的四個角上，并且在這些地方露出柔性基板3。驅(qū)動器IC4、無源部分(C、R)11等安裝在凹槽10上。柔性基板3利用作為基材的聚酰亞胺制成，并且布線表面利用Cu+Ni+Au進行處理。
軸5利用安裝到底板12上的徑向軸承13、止推軸承14和止推軸承座15來支撐。徑向軸承13利用燒結(jié)金屬制成，在燒結(jié)金屬中注入例如以銅為基底、以鋼鐵為基底或以鐵為基底的油，并且徑向軸承3是圓柱形的部件。偶爾地，此徑向軸承13可以利用樹脂來制造。
也對蓋罩16進行捻縫和焊接，并從而將此蓋罩固定到底板12上。蓋罩16的頂表面是平坦的，因此在將小振動馬達安裝到母板上時，能夠利用機器人臂等來裝配(吸附)小振動馬達。柔性基底的一部分也伸出，以便接線連接至母板。然而，具有此伸出并不是必不可少的條件。
根據(jù)本發(fā)明的這個實施例的小振動馬達具有8.6*8.6mm的大致尺寸、1.9mm的厚度以及大約140mm3的體積。常規(guī)的具有電刷的馬達具有大約300-500mm3的尺寸。因而，與常規(guī)的馬達相比，根據(jù)此實施例的小振動馬達能夠?qū)⑵潴w積減少大致1/2-1/3。
B.用于制造小振動馬達的工序用于制造上述的小振動馬達的工序?qū)⒃谙旅孢M行描述。在此，圖2A-2D是表示用于制造驅(qū)動器IC4的工序的概念圖。圖3-6也是表示用于制造小振動馬達的整個工序的流程圖。而且，圖7A-11C是解釋用于制造小振動馬達的工序的示意圖。
B-1.用于制造驅(qū)動器IC的工序首先，如圖2A所表示，利用諸如相片處理等的典型處理在Si薄膜20上形成必需電路。在此之后，如圖2B所示，在上面形成伸出電極21。接下來，如圖2C所示，逐個將芯片切成小片，并且利用擴展環(huán)22將芯片制成片，如圖2D所示。驅(qū)動器IC不是典型的組件IC(利用樹脂等模制的IC)，但它是其中露出電路部分的所謂的裸芯片。伸出電極21也能夠利用Au涂覆、Ni涂覆、Au支柱沖壓(stud bumping)方法或焊接沖壓方法等來形成。這樣的伸出電極能夠?qū)τ诒∧さ奶峁l件和檢驗方法可以是柔性的。
B-2.柔性基底工序另一方面，準備以不同步驟(未表示出)制造的柔性基底(圖3中的步驟S10)。首先，如圖7A所示，驅(qū)動器IC(裸芯片)4和無源元件(C，R)11放置在柔性基底3的預(yù)定位置上，在上面執(zhí)行(回流)焊接并且沖洗包含在焊膏中的焊劑成分。隨后，涂覆未充滿樹脂，以便機械加強驅(qū)動器IC4。而且，在熱固化工序上固化樹脂(步驟S12)。接下來，如圖7B所示，在不同工序中制造的FP線圈1放置在預(yù)定位置上，并且對其執(zhí)行(回流)焊接(步驟S14)。
在FP線圈1與柔性基底3之間具有三個連接部分，并且也只有三個連接端子通過柔性基底3連接至母板(未表示出)。因而，雖然振動部分和驅(qū)動器IC4進行電氣連接，但這不是強振動器，并且這具有衰減由柔性基底3自身生成的振動的作用。因此，有可能抑制在安裝部分上的機械壓力。隨后，檢驗此電路(步驟S16)。如果此電路包含任何可修理的缺陷，則返回到步驟S12，以便通過再一次完成焊接等來修理它，而且隨后重新進行檢驗。另一方面，如果此電路包含任何不能修理的缺陷，則拋棄它(步驟S18)。如果檢驗的結(jié)果令人滿意，則操作流程進行至以后將描述的下一工序處理。
B-3.用于安裝徑向軸承的工序準備底板，以便封裝小振動馬達(圖4中的步驟S20)。底板12通過對鋁板執(zhí)行滾軋?zhí)幚淼葋碇圃臁Ｊ紫?，如圖8A所示，將徑向軸承13安裝到底板12上(步驟S22)。隨后，如圖8B-8C所示，對止推軸承14和止推軸承座15進行安裝(步驟S24)和捻縫并從而進行固定(步驟S26)。接下來，檢驗是否正確安裝徑向軸承13、止推軸承14和止推軸承座15(步驟S28)。在此，如果這些部分之中任何一個部分具有缺陷，則拋棄它(步驟S30)。另一方面，如果它們都沒有缺陷，則操作流程進行至以后將描述的下一工序處理。
B-4.轉(zhuǎn)子軛鐵工序準備轉(zhuǎn)子軛鐵6(圖5中的步驟S40)。如圖9A所示，黏附磁鐵(步驟S42)。隨后，對磁鐵2進行磁化(步驟S44)。如圖9B所示，將軸5壓入轉(zhuǎn)子軛鐵6中(步驟S46)。隨后，如圖9C所示，黏附和捻縫不平衡砝碼7并從而將此不平衡砝碼固定到轉(zhuǎn)子軛鐵6上(步驟S48)。
B-5.裝配工序接下來，如圖10A與10B所示，將通過上述的柔性基底工序處理形成的柔性基底3黏附到通過上述的安裝徑向軸承的工序形成的底板12上，其中在柔性基底3上安裝這些部分。(圖6中的步驟S50)。接下來，如圖10B所示，將軸5和通過上述轉(zhuǎn)子軛鐵工序制造的轉(zhuǎn)子軛鐵6安裝到徑向軸承13上(步驟S52)。接下來，如圖10C所示，對不同制造的蓋罩16進行捻縫并從而將不同制造的蓋罩16固定到底板12上(步驟S54)，并且將電氣連接到母板上的端子焊接到柔性基底3的伸出部分上(步驟S56)。隨后，執(zhí)行外形檢查和電氣檢測(步驟S58)。如果有任何缺陷，則拋棄此振動馬達(步驟S60)。另一方面，如果沒有缺陷，則裝運此振動馬達(步驟S62)。如上所述，完成小振動馬達30的制造。
根據(jù)上述實施例的小振動馬達30能夠進行小型化和制造得更薄。與具有電刷的常規(guī)馬達相比，此小振動馬達30的縱向與橫向尺寸大約為8.6*8.6mm，并且其厚度約為1.9mm，而且其體積約為140mm3。因而，這具有大致等于常規(guī)馬達的1/2-1/3的體積。另外，驅(qū)動器IC能夠安裝為裸芯片，這具有可以減少芯片制造工序的優(yōu)點。還有，內(nèi)部的轉(zhuǎn)子軛鐵6的旋轉(zhuǎn)有助于增加冷卻效率。
而且，由于振動馬達30中也具有驅(qū)動器IC4，所以安裝在母板上(未表示出)能夠類似于安裝表面安裝部分進行處理。此時，需要辨別小振動馬達30的安裝方向。為了指示安裝方向，可以如圖11A與11B所示印制簡單標(biāo)記31，或外表面的一部分可以切成凹槽32，如圖11C所示。
另外，作為將小振動馬達30安裝到母板上的方法，具有使用電氣連接到在柔性基底3的伸出部分上形成的端子的FPC(柔性印刷電路板)連接器40的方式，如圖12A所示；使用與放置在電氣連接的封裝上的端子嚙合的插口41的方式；和在小振動馬達30的后表面上形成焊接區(qū)42以便安裝在類似于表面安裝部分的母板上的方式。以這些方式，有可能靈活地滿足客戶的要求。
作為振動馬達30的部分裝運/傳送方式，有可能如圖13所示將這些封裝為卷筒形狀的傳送帶(tape)50，允許更容易地管理這些部分。小振動馬達30保存在具有卷輪孔52的卷筒形狀的傳送帶50的小振動馬達存儲部分51中。
最后，上述的實施例和示例只是本發(fā)明的示例。應(yīng)注意本發(fā)明不僅限于這樣的實施例和示例，并且可以根據(jù)其設(shè)計等進行各種修改、組合與分組合而不脫離本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種小振動馬達，包括轉(zhuǎn)子軛鐵，其中不平衡砝碼和磁鐵放置在所述轉(zhuǎn)子軛鐵中，并且所述轉(zhuǎn)子軛鐵固定到一個軸上；驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈，放置在基底上，以便面對所述磁鐵；放置在所述基底上的驅(qū)動電子部分，包括具有非模制裸芯片的集成電路、提供交變電流給所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈，以使所述轉(zhuǎn)子軛鐵圍繞所述軸旋轉(zhuǎn)；底板，支撐所述基底，并且將與所述軸嚙合的徑向軸承固定到所述底板上；和蓋罩，用于遮蓋所述轉(zhuǎn)子軛鐵、所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈和所述驅(qū)動電子部分，所述蓋罩黏附到所述底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的小振動馬達，其中所述基底包括柔性基底，并且所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈通過三個端子電連接到所述柔性基底上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的小振動馬達，還包括在從所述封裝中伸出的基底上形成的端子，而且所述端子與安裝在母板上的連接器嚙合并從而進行電氣連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的小振動馬達，還包括放置在所述蓋罩或所述底板上的端子，而且所述端子與安裝在母板上的插口嚙合并因而進行電氣連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的小振動馬達，還包括在所述蓋罩或所述底板的表面上形成的并且與母板接觸的一個焊接區(qū)，而且所述焊接區(qū)電氣連接到在所述母板上形成的另一焊接區(qū)。
6.制造小振動馬達的一種方法，包括以下步驟在基底上安裝驅(qū)動電子部分和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈；在包括轉(zhuǎn)子軛鐵和軸的轉(zhuǎn)子中，將磁鐵放置在所述轉(zhuǎn)子軛鐵上，以便面對所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈，；將不平衡砝碼放置在所述轉(zhuǎn)子軛鐵的一部分上；將徑向軸承固定到底板上；將底板安裝到所述基底上，所述徑向軸承放置在所述底板上；將所述轉(zhuǎn)子安裝到所述徑向軸承上，其中所述徑向軸承與所述軸嚙合；和通過利用蓋罩來遮蓋所述基底、所述驅(qū)動電子部分和所述轉(zhuǎn)子進行封裝，并且將所述蓋罩黏附到所述底板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的制造小振動馬達的方法，其中至少將具有非模制裸芯片的集成電路安裝在所述基底上作為所述驅(qū)動電子部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的制造小振動馬達的方法，其中所述基底包括柔性基底，并且所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩生成線圈通過三個端子電氣連接到所述柔性基底上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的制造小振動馬達的方法，還包括在從所述封裝中伸出的基底上形成端子的步驟，所述端子與安裝在母板上的連接器嚙合并從而進行電氣連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的制造小振動馬達的方法，還包括在所述封裝上放置端子的步驟，所述端子與安裝在母板上的插口嚙合并因此進行電氣連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的制造小振動馬達的方法，還包括在與所述封裝的所述母板接觸的表面上形成一個焊接區(qū)的步驟，所述焊接區(qū)電氣連接到在母板上形成的另一焊接區(qū)。
全文摘要
將驅(qū)動器IC和無源部分以及用于通過驅(qū)動器IC循環(huán)生成磁場的FP線圈安裝在柔性基底上，這構(gòu)成小振動馬達，其中驅(qū)動器IC和無源部分將直流電壓變換為三相電壓。驅(qū)動器IC是所謂的裸芯片，其中露出電路部分并且不利用樹脂等進行模制。將磁鐵和不平衡砝碼安裝在具有軸的軛鐵上。將FP線圈和磁鐵放置得相互面對。對蓋罩進行捻縫，以便將此蓋罩固定到底板上。因而，振動馬達能夠進行小型化并且制造得更薄。而且，能夠自動制造振動馬達，并且能夠自動地將振動馬達安裝到電子設(shè)備上。
文檔編號H02K11/00GK1477759SQ03143700
公開日2004年2月25日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者吉田浩二, 廣, 香山俊, 希子, 米山勝廣, 清水有希子 申請人:索尼公司