專利名稱：使用犧牲陽極用于便攜式裝置如助聽器的腐蝕保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及適于佩戴在人體處或人體上的便攜式電子裝置，尤其涉及保護(hù)前述裝置的金屬部分免受腐蝕。本申請還涉及使用犧牲陽極用于便攜式裝置的腐蝕保護(hù)。本申請進(jìn)一步涉及保護(hù)便攜式裝置免受腐蝕的方法。
例如，本發(fā)明可用在如便攜式收聽裝置的應(yīng)用中，便攜式收聽裝置如包括適于佩戴在用戶耳朵之處或之中的部分的助聽器或頭戴式耳機或頭戴受話器。
背景技術(shù)：
總的來說，當(dāng)包括自由、可移動的帶正和負(fù)電荷的離子(使電解液能傳導(dǎo)電流)的電解液(如鹽水)接觸彼此電連接的兩種不同金屬物質(zhì)時，不太貴的金屬物質(zhì)將比更貴的金屬物質(zhì)的腐蝕大(“貴金屬性程度”例如由活性或電位順序確定，其按在特定電解質(zhì)中相對于標(biāo)準(zhǔn)參考電極顯現(xiàn)的電勢的遞減順序排列金屬)。如活性順序給出的，金屬的“貴金屬性”程度基于其原子與材料表面的結(jié)合有多強(結(jié)合越強，金屬越貴)。相對不太貴的金屬物質(zhì)X將相對更容易(相較于更貴的金屬物質(zhì)Y)使原子以帶正電荷的離子(x+n)的形式進(jìn)入電解液中，從而相對更容易腐蝕。腐蝕率取決于一系列參數(shù)，包括所涉及的兩種金屬物質(zhì)在活性順序中的電勢差、電解液中的離子的種類和濃度、暴露部分的面積、溫度等。在電化學(xué)腐蝕過程中，不太貴的金屬構(gòu)成陽極，而更貴的金屬構(gòu)成陰極。該構(gòu)成稱為電化腐蝕。
如果在電解液中存在兩種(如一樣的)金屬物質(zhì)，且在兩種金屬物質(zhì)之間施加電壓差(如襯底上的電端子或?qū)w由電池的不同極性驅(qū)動或剛好具有不同的電勢)，具有更正電勢的金屬物質(zhì)(陽極)將腐蝕得更快。
具有位于人耳之處或之中的部分的助聽器或其他通信或收聽裝置遭受熱、濕、汗等粗劣環(huán)境(后者構(gòu)成包括Na+和Cl—離子的電解液)。通常，電子元件和電池的外殼并非絕對密封(盡管試圖做到那樣)。如果汗水被使得進(jìn)入助聽器，這導(dǎo)致該裝置內(nèi)腐蝕。腐蝕將在電解液進(jìn)入的地方出現(xiàn)，例如由毛細(xì)效應(yīng)“引導(dǎo)”，如通過微腔或通道。前述微腔或通道例如可存在于電池室或外部啟動元件(如按鈕)與容納印刷電路板的殼體之間。電解液的存在與電池中相對高能量(一伏特或以上級的電壓差)結(jié)合，使得在裝置壽命的某一階段， 裝置的一部分將因腐蝕而損壞。如果一個區(qū)域相較另一區(qū)域針對腐蝕受到更好的保護(hù)(例如通過用傳統(tǒng)涂覆工藝進(jìn)行涂覆)，則受到較少保護(hù)的區(qū)域?qū)⒃馐芨g。換言之，當(dāng)關(guān)鍵部分的保護(hù)得以改善時(相對于其他部分)，腐蝕問題從一個地方“跳到”另一地方。例如，如果解決了電池接觸件上的腐蝕問題，則電池殼體本身可能開始腐蝕。
使用“犧牲陽極”在航海應(yīng)用(如外部引擎、水下鋼結(jié)構(gòu)、商用船只上的壓載箱等， 例如參見[Bardal ； 1964]，10. 4章，285-300頁)中眾所周知以防止腐蝕攻擊暴露給海水的鋼部分。犧牲陽極是用于溶解以保護(hù)其它金屬部件的金屬陽極。更(化學(xué))活性的金屬(即在活性順序中具有最小貴位置的金屬)相較受保護(hù)的金屬更容易氧化從而首先腐蝕(因此稱為“犧牲”)。
US 7，097，746B1描述了陽極保護(hù)裝置，其為位于裝置如電池的正和負(fù)接觸端子之間的殼體上的犧牲陽極板的形式。在實施例中，犧牲陽極板焊接到耳后式(BTE)聽力裝置的可再充電電池的鋁殼上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供便攜式裝置，其暴露在潮濕和/或有鹽分的環(huán)境中，具有腐蝕可吃掉其但不損害任何電子設(shè)備或其它特征的“啞”元件，這些對裝置的功能和/或美觀呈現(xiàn)很重要。
根據(jù)本發(fā)明，該“啞”元件為犧牲陽極，如可SMD安裝的陽極，如鋅陽極。前述陽極例如放在裝置的襯底(如PCB)上。
優(yōu)點包括下述之一或多個 -其可自動應(yīng)用于裝置(如SMD安裝在PCB上)。
-可準(zhǔn)確知道腐蝕將在哪里出現(xiàn)(腐蝕可被遏制)。
-現(xiàn)有“差設(shè)計”上的腐蝕問題可通過增加這種部件而得以防止。
本申請的目標(biāo)是按靈活和受控的方式保護(hù)體戴式電子裝置的所選金屬部分免受腐蝕。
本申請的目標(biāo)由所附權(quán)利要求和下面描述的發(fā)明實現(xiàn)。
便攜式裝置 本申請的目標(biāo)由便攜式裝置實現(xiàn)，包括襯底、多個電子元件、及包括陽極(+端子)和陰極(-端子)的用于對至少部分部件供電的電池。便攜式裝置還包括犧牲陽極。
這具有遏制特定位置處的腐蝕的優(yōu)點。
在本說明書中，術(shù)語“便攜式裝置”意指其適于由人類攜帶，例如其重量低于證8， 如小于1kg，如小于500g，如小于200g，如小于10g。在本說明書中，便攜式裝置為包括由其中的能源(如電池)供電的電子元件的電子裝置。例如，便攜式裝置可以是或包括適于與人體緊密接觸(如與人的皮膚接觸)佩戴在耳中或耳處的部分。例如，便攜式裝置可以是電話或其它收聽裝置，如聽力儀器或頭戴受話器或頭戴式耳機或有源耳朵保護(hù)裝置或音頻網(wǎng)關(guān)或其組合。例如，便攜式裝置可以是與遠(yuǎn)處的并非由佩戴所涉及便攜式裝置的同一人佩戴的裝置無線通信的裝置。例如，聽力儀器可包括適于位于用戶耳后的耳后式(BTE)部分和/或適于完全或部分位于用戶耳道之處或之中的耳內(nèi)(ITE)部分。在實施例中，聽力儀器包括適于完全或部分位于耳道的骨部分中的ITE裝置。
在實施例中，犧牲陽極位于或安裝在襯底上。
在實施例中，犧牲陽極在與將用于連接將要安裝在襯底上的電子元件的電導(dǎo)體沉積或印刷在襯底上的過程相類似的過程中沉積在襯底上。在實施例中，同一金屬物質(zhì)與用于犧牲陽極一樣用于金屬導(dǎo)體，其中沉積可使用同樣的過程步驟進(jìn)行。在特定實施例中，犧牲陽極包括Al或Au或Si中的一個或多個。在特定實施例中，犧牲陽極主要由Al或Au或 Zn構(gòu)成。
原則上，襯底可以是適于接納電子元件及其電互連的任何類型(即通常包括電介質(zhì)材料上層，其上有部件及連接部件和電源的電導(dǎo)體的圖案)，例如陶瓷襯底。在實施例中， 襯底為印刷電路板(PCB)，如柔性PCB( “柔性印刷電路板”)。
在實施例中，電連接犧牲陽極和將受犧牲陽極保護(hù)的對象的導(dǎo)體材料與犧牲陽極和將要保護(hù)的對象中任一的材料相同。在實施例中，電連接犧牲陽極和將受犧牲陽極保護(hù)的對象的導(dǎo)體材料為比構(gòu)成犧牲陽極的材料更貴的材料。在實施例中，電連接犧牲陽極和將受犧牲陽極保護(hù)的對象的導(dǎo)體材料為沒有構(gòu)成將要保護(hù)的對象的材料貴的材料。
在特定實施例中，犧牲陽極實施為適于表面安裝在襯底上的部件。在特定實施例中，犧牲陽極實施為包括適于焊接到襯底(如PCB)上的相應(yīng)導(dǎo)體(如一個或多個焊點)的一個或多個端子的SMD部件。在實施例中，犧牲陽極包括選自下組的一個或多個元件Cu、 Al和Si (或i^e、Mg、Ni或Sn)。在實施例中，犧牲陽極包括預(yù)定面積和厚度的矩形板。在實施例中，SMD部件包括用于包圍(至少上部，不面對襯底)犧牲陽極的外殼，例如外殼包括絕緣材料(如陶瓷或塑料材料)，及如電屏。包括犧牲陽極的SMD部件(和/或襯底)優(yōu)選適于實現(xiàn)當(dāng)部件安裝在襯底上時，出現(xiàn)在襯底上的電解液可與犧牲陽極接觸。優(yōu)選地，在犧牲陽極(部件)和襯底上不想受犧牲陽極影響的部件或?qū)w之間安排某一最小距離。在實施例中，當(dāng)安裝在襯底上時，SMD部件的犧牲陽極適于與襯底物理接觸。在實施例中，SMD 部件的犧牲陽極適于與襯底物理上分隔一距離，從而適于利用毛細(xì)效應(yīng)將可能的電解液吸引到SMD部件的犧牲陽極和襯底之間的體積中，其中前述部件用于兩個目的從襯底的其它部分去除電解液及通過與犧牲陽極的化學(xué)反應(yīng)將其在那里除盡。襯底和犧牲陽極之間的分隔距離應(yīng)適應(yīng)襯底材料、犧牲陽極材料和預(yù)計的電解液。前述分隔距離意為當(dāng)包括犧牲陽極的(新)SMD部件(初始)安裝在襯底上時想要呈現(xiàn)的距離。
在特定實施例中，犧牲陽極適于保護(hù)連接到電池的電接觸端子。在特定實施例中， 犧牲陽極電連接到電池的陽極。在特定實施例中，犧牲陽極鄰近電池的正和負(fù)端子位于襯底上，例如在犧牲陽極和與電池接觸的相應(yīng)接觸端子(連接焊點)的周界之間的最小距離實質(zhì)上相等。在特定實施例中，犧牲陽極在襯底上位于電池的正和負(fù)端子之間。
在實施例中，犧牲陽極形成為與電池分開的一件或部件。在實施例中，除了電池的 (正常)陽極之外，電池還包括犧牲陽極，前述可能的犧牲陽極是除本發(fā)明犧牲陽極之外的犧牲陽極。
在特定實施例中，犧牲陽極包括沒有構(gòu)成將受犧牲陽極保護(hù)而免遭腐蝕的對象的主要部分的金屬貴的金屬(考慮活性順序)。在特定實施例中，犧牲陽極包括沒有構(gòu)成連接到電池的陽極和/或陰極的電接觸件的主要部分的金屬貴的金屬。
在實施例中，電池為可再充電電池(如NiMH電池或Li離子電池)。在該情形下， 相較使用一般(非可再充電)電池，同一電池預(yù)期可在裝置中使用更長的時間(可能在裝置的整個壽命期間)。因此，對進(jìn)行保護(hù)以免遭腐蝕的需要更大(在其它條件一樣的情況下)。在實施例中，電池為一般(非可再充電)電池，如鋅-空氣電池或堿性電池或氧化銀電池。
優(yōu)選地，犧牲陽極設(shè)計成具有足以在所涉及裝置或其部分的運行壽命中對連接到犧牲陽極的端子提供有效保護(hù)以免遭腐蝕的大小和形狀。在實施例中，犧牲陽極設(shè)計成具有足以在所涉及裝置的預(yù)期保養(yǎng)檢修之間的平均時間中對連接到犧牲陽極的端子提供有效保護(hù)以免遭腐蝕的大小和形狀。
麗 本申請進(jìn)一步提供用于便攜式裝置中的腐蝕保護(hù)的犧牲陽極的用途。在實施例中，犧牲陽極實施為表面安裝部件(SMD)。具體地，在便攜式裝置中用于保護(hù)連接到電池的
5電接觸端子。
在特定實施例中，提供上面描述的、“具體實施方式
”中詳細(xì)描述的及權(quán)利要求中限定的便攜式裝置的用途。
在特定實施例中，提供在包括適于佩戴在用戶耳朵之處或之中的部分的收聽裝置中的用途。
^^ 此外，本申請?zhí)峁┍Ｗo(hù)便攜式裝置免遭腐蝕的方法。該方法包括提供襯底；提供多個電子元件；提供包括陽極(+端子)和陰極(-端子)的電池，用于向至少部分部件供電； 及提供犧牲陽極。
當(dāng)由對應(yīng)的過程適當(dāng)替代時，上面描述的、“具體實施方式
”中詳細(xì)描述的及權(quán)利要求中限定的裝置的結(jié)構(gòu)特征可與方法結(jié)合，反之亦然。方法的實施例具有與對應(yīng)裝置一樣的優(yōu)點。
在實施例中，本發(fā)明方法還包括犧牲陽極包括沒有構(gòu)成將受犧牲陽極保護(hù)而免遭腐蝕的對象的主要部分的金屬貴的金屬(考慮活性順序及預(yù)期的電解液)；及將犧牲陽極電連接到將要保護(hù)的對象以免遭腐蝕。
在特定實施例中，本發(fā)明方法包括犧牲陽極形成或安裝在襯底上。
在特定實施例中，本發(fā)明方法包括將犧牲陽極電連接到電池的陽極。
在特定實施例中，本發(fā)明方法包括犧牲陽極形成為表面安裝器件SMD。
在特定實施例中，本發(fā)明方法包括當(dāng)(SMD)部件初始安裝在襯底上時，犧牲陽極和襯底之間的距離適于使電解液經(jīng)毛細(xì)效應(yīng)吸收。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)通過從屬權(quán)利要求和本發(fā)明的詳細(xì)描述中限定的實施方式實現(xiàn)。
除非明確指出，在此所用的單數(shù)形式的含義均包括復(fù)數(shù)形式(即具有“至少一”的意思)。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，說明書中使用的術(shù)語“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、 整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、 操作、元件、部件和/或其組合。應(yīng)當(dāng)理解，除非明確指出，當(dāng)元件被稱為“連接”或“耦合” 到另一元件時，可以是直接連接或耦合到其他元件，也可以存在中間插入元件。此外，如在此使用的“連接”或“耦合”可包括無線連接或耦合。如在此所用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個列舉的相關(guān)項目的任何及所有組合。除非明確指出，在此公開的任何方法的步驟不必須精確按所公開的順序執(zhí)行。


下面參考附圖、結(jié)合優(yōu)選實施例更充分地闡釋本發(fā)明，其中 圖1示出了本申請?zhí)岢龅陌ㄒr底、電池和犧牲陽極的便攜式裝置的實施例。
圖2示出了形成為SMD部件的犧牲陽極的各個實施例。
圖3示出了包括襯底、電池和犧牲陽極的便攜式裝置的實施例。
圖4示出了如圖3中所示的便攜式裝置的襯底的局部布局。
為清晰起見，這些附圖均為示意性及簡化的圖，它們只給出了對于理解本發(fā)明所必要的細(xì)節(jié)，而省略其他細(xì)節(jié)。在所有附圖中，同樣的附圖標(biāo)記用于同樣或?qū)?yīng)的部分。
通過下面給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在詳細(xì)描述和具體例子表明本發(fā)明優(yōu)選實施例的同時，它們僅為說明目的給出，因為， 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過這些詳細(xì)說明在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)做出各種變化和修改是顯而易見的。
具體實施例方式犧牲陽極的目的是提供電子設(shè)備的(電化)腐蝕保護(hù)，如與犧牲陽極具有(實質(zhì)上)一樣的電勢(電池電壓)的部分，例如連接到電池的(更)正電壓的接觸件和導(dǎo)體。
優(yōu)選地，犧牲陽極設(shè)計成具有足以在所涉及裝置或其部分的壽命期間對連接到犧牲陽極的端子提供有效保護(hù)以免遭腐蝕的大小和形狀。前述設(shè)計優(yōu)選考慮構(gòu)成犧牲陽極和將要保護(hù)的對象的兩種金屬物質(zhì)之間在活性順序中的電勢差、電解液中預(yù)期的離子種類和濃度、暴露部分的面積、溫度、電池電壓、功耗等進(jìn)行(例如參見[Bardal ； 1994]的四2_300 頁的 10. 4. 3-10. 4. 5 章)。
許多電子裝置具有印刷電路板(PCB)，電子元件使用表面安裝技術(shù)(SMT)(與涉及插腳延伸穿過PCB中的孔的安裝技術(shù)相對)直接安裝在一側(cè)或兩側(cè)上。特別適合進(jìn)行表面安裝的部件通常物理上比具有插腳的相應(yīng)部件小。使用表面安裝部件通常是有利的，其中相對小的尺寸及安裝過程中相對高的自動化程度是有利的。適合進(jìn)行表面安裝的電子元件有時稱為SMC (表面安裝部件)，但也稱為SMD (表面安裝器件)部件。后一術(shù)語在本申請中使用。SMD部件具有鍍金屬區(qū)域形式(如端蓋形式)的電端子，適于直接(通常通過機器) 焊接到襯底表面上的可焊接導(dǎo)電焊點(“足跡”)，襯底具有用于接收特定SMD部件的焊膏 (襯底如PCB通常具有預(yù)定的導(dǎo)電圖案，用于使襯底上的各個SMD部件互連及可能用于將電路連接到外部部分)。
在實施例中，犧牲陽極為可SMD(拾放)安裝的犧牲陽極。在實施例中，犧牲陽極連接到電池端子之一，如連接到陽極。在實施例中，電池的端子包括鐵或鋼(如主要部分如高于90%的部分為鐵或鋼)。
圖1示出了本申請?zhí)岢龅陌ㄒr底、電池和犧牲陽極的便攜式裝置的不同實施例。圖1示出了襯底SUB包括兩個電子元件Cl、C2、電池B和犧牲陽極SA。電池包括正和負(fù)端子T+、T-(標(biāo)示為“ + ”的端子指相較標(biāo)示為“-”的陰極具有更大(更多正)靜電勢的陽極)。電池經(jīng)電池上的端子T+和T-電連接到(如焊接到或通過建立接觸壓力)襯底上的導(dǎo)體。電池電壓分布到電子元件C1、C2上的相應(yīng)端子“ + ”和“-”。襯底上的正端子T+經(jīng)電連接SAC電連接到犧牲陽極SA以保護(hù)其免遭腐蝕。在實施例中，正端子T+實質(zhì)上由低等級不銹鋼(如包括狗和附的合金)制成。在實施例中，相應(yīng)犧牲陽極SA實質(zhì)上由Si 制成。從而犧牲陽極沒有正端子(及電池殼體，通常由低等級鋼制成)和襯底上的電導(dǎo)體貴，前述電導(dǎo)體通常基于Cu但也可由其它元素制成或包括其它元素如Al、Au和Ag中的一個或多個。因而可預(yù)期腐蝕主要限于犧牲陽極。在特定實施例中，犧牲陽極被制成為SMD 部件，其可在與部件C1、C2相同的過程中(機器)安裝，部件C1、C2表示電子元件或(可能混合模擬數(shù)字的)集成電路。在實施例中，受保護(hù)對象及犧牲陽極之間的電連接SAC由沒有襯底(如PCB)上連接電子元件Cl、C2的導(dǎo)體(如主要為Cu)貴的材料制成。在實施例中，構(gòu)成SAC的電導(dǎo)體比襯底上連接電子元件Cl、C2的普通導(dǎo)體寬和/或分布在將要保護(hù)的對象和犧牲陽極之間的多個導(dǎo)體上(例如參見圖lb，包括五個平行的SAC導(dǎo)體)。
圖Ib示出了與圖Ia類似的實施例。唯一區(qū)別在于電池B沒有(如圖Ia中那樣) 安裝在襯底上，而是位于電池室(如電池抽屜)中以便于更換。電池端子τ+、T-電連接到襯底上的相應(yīng)端子S+、S-。此外，端子S+(其通常由高等級不銹鋼制成)經(jīng)電連接SAC電連接到犧牲陽極SA以保護(hù)其免遭腐蝕。根據(jù)襯底的實際布局，電連接SAC包括一個寬的電導(dǎo)體或幾個(在此為五個)獨立的相對較小寬度的電導(dǎo)體。通過使用犧牲陽極，接觸件S+、 S-的材料質(zhì)量可選地可以降低(一定程度)而不會引起腐蝕。
在圖Ia(和lb)的實施例中，只示出了與到犧牲陽極的功率分布和連接有關(guān)的導(dǎo)體。電連接部件的功能部分的其它導(dǎo)體未示出。它們可出現(xiàn)在同一襯底上或分層襯底的另一層上(如單層襯底的另一側(cè)上)。
圖2示出了犧牲陽極SA形成為SMD部件SMD-SA的各個實施例。
圖加示出了犧牲陽極按簡單形式形成為SMD部件SMD-SA的實施例，包括構(gòu)成犧牲陽極SA的金屬板及施加到金屬板一面并適于在表面安裝過程中焊接到襯底的一層焊接材料ET。在圖2b所示的實施例中，SMD部件還具有包括電絕緣材料(可能及圖2c中所示的電磁屏)的外殼INS。圖2c中所示的形成為SMD部件SMD-SA的犧牲陽極SA的實施例包括電磁屏，用于避免SMD-SA拾取來自犧牲陽極環(huán)境中的可能有噪聲的部件(如無線電部分)的電磁輻射。圖2d示出了 SMD-SA部件安裝在襯底SUB上的實施例。犧牲陽極板SA 的端子ET焊接在襯底上的相應(yīng)焊點上。到將要保護(hù)的對象的電連接SAC在此示為在襯底的中間層中(而不是在襯底的表面上)延伸。作為備選，它們也可在襯底表面(上部或下部)上延伸。SMD-SA部件包括外殼INS，其至少在SMD-SA部件的各側(cè)的部分上(根據(jù)實際布局)可與襯底物理接觸以形成屏障，用于使電解液和/或陽極反應(yīng)產(chǎn)品可能擴散到襯底的其它部分的幾率最小。另一方面，部件應(yīng)使電解液能進(jìn)入以與犧牲陽極SA接觸(例如通過在SMD-SA部件的一側(cè)上避免前述屏障，如面向?qū)⒁Ｗo(hù)的對象的那一側(cè))。圖加示出了 SMD-SA部件安裝在襯底SUB上的實施例。除了圖加的SMD-SA部件以在犧牲陽極SA和襯底表面SUB-S之間提供預(yù)定距離CAP-D的方式安裝在襯底上之外，圖2e的實施例與圖2d中所示的一樣。預(yù)定距離CAP-D適于使到達(dá)SMD-SA部件的電解液(或至少其一部分)吸收在犧牲陽極SA和襯底表面SUB-S之間的體積中，并保留在那里以與犧牲陽極SA進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。距離CAP-D的適當(dāng)值可通過考慮部件和襯底(包括可能的沉積結(jié)構(gòu)，如電導(dǎo)體)的表面材料和預(yù)期到達(dá)襯底的電解物質(zhì)用實驗確定。在實施例中，前述距離大于0. 05mm，如大于0. 1_，如大于0. 5_。在實施例中，前述距離CAP-D小于2_，如小于1_，如小于0. 5_。 在實施例中，前述距離CAP-D在從0. 05mm到2mm的范圍內(nèi)，如在從0. Imm到Imm的范圍內(nèi)。 犧牲陽極板SA的端子ET焊接到襯底上的相應(yīng)焊點上，從而提供焊接連接S0C(或如圖2e 中所示，經(jīng)連接焊接到襯底的另一層)以連接到與將受保護(hù)以免遭腐蝕的對象相連的電連接 SAC。
代替圖中所示的一個電端子，SMD部件SMD-SA可包括多個電端子ET (如2 個、4個、8個或更多)，如分布在部件的周界周圍(或根據(jù)實際布局沿部件的一側(cè)或多側(cè)) 并適于連接到襯底上的相應(yīng)接觸焊點或區(qū)域以建立到襯底上的對象的電接觸從而使其受到保護(hù)以免遭腐蝕。SMD部件SMD-SA的端子ET適于通過自動工藝焊接到襯底上的導(dǎo)體或焊點(例如連同襯底的其他部件一起，參見圖1的C1、C2或圖3的C1、C2和IC)。優(yōu)選地，選擇用于形成犧牲陽極和將要保護(hù)的對象之間的連接的材料，即襯底上的電導(dǎo)體和接觸焊點或區(qū)域的焊接材料，著眼于使腐蝕的風(fēng)險最小進(jìn)行選擇。犧牲陽極可采取任何形式，但通常形成為具有預(yù)定初始厚度的板(或篩或網(wǎng))，例如矩形板。板(或網(wǎng))SA的(初始)厚度通常小于5mm。在實施例中，板SA (初始)至少為0. Imm厚，如至少0. 5mm，如至少1mm。在實施例中，板SA的厚度(初始)在從0. Imm到Imm的范圍內(nèi)。板(或網(wǎng))SA的面積通常小于100mm2，如小于50mm2，如小于25mm2。在實施例中，板SA具有至少2mmX 2mm的表面積。 在實施例中，板SA實質(zhì)上由Si制成。在實施例中，犧牲陽極全部或部分形成為網(wǎng)或篩(或包括形成為網(wǎng)或篩的部分)。結(jié)合圖加中所示的實施例這特別有利，其中犧牲陽極安裝成與襯底表面SUB-S相距距離CAP-D。這具有改善電解物質(zhì)的粘附的優(yōu)點，其與毛細(xì)效應(yīng)結(jié)合提高對SMD部件SMD-SA的犧牲陽極的腐蝕作用的遏制。
例如，SMD部件SMD-SA用于適于位于用戶耳后或用戶耳朵之處或之中從而在 20-40度范圍的相對高的溫度暴露在有鹽分和潮濕的環(huán)境中的助聽器部分的腐蝕保護(hù)。
圖3示出了便攜式裝置的實施例，包括襯底SUB、犧牲陽極SA和安裝及電連接在襯底上的多個電或電子元件C1、C2和IC，及與襯底分開但經(jīng)電池接觸元件S+和S-電連接到襯底上的焊點P+、P"的電池B，電池接觸元件將焊點P+、P-分別電連接到正⑴和負(fù)㈠ 電池電壓。襯底還包括電連接到PCB上的電子電路(在此連接到表示集成電路的部件IC， 如包括處理器、放大器和驅(qū)動器電路)的多個I/O焊點(在此示出了 4個，但通常將存在更多個)。I/O焊點例如連接到傳聲器MIC和揚聲器SP形式的變換器部件。代替?zhèn)髀暺骱蛽P聲器部件或除其之外，其它部件可連接到I/O焊點，如拾音線圈或用于建立到另一裝置的無線接口的其它天線元件。變換器在此示為未安裝在襯底SUB上，但在其它實施例中其中之一或兩個可安裝在襯底上。一灘電解液S(如人類的汗水)被示為覆蓋襯底SUB的部分， 包括電池焊點P+、P-和端子S+、S-的部分、犧牲陽極SA和部件C2的部分及連接襯底的部件的電導(dǎo)體的部分。因而激活電化腐蝕過程及犧牲陽極SA將使受保護(hù)對象的腐蝕最小化， 在此具體為電池的正接觸端子(在存在電解液S(鹽水)時由于其更高的靜電勢，其更多地暴露給腐蝕)。例如，圖3示出了助聽器的部分，如耳內(nèi)式(ITE)或耳后式(BTE)助聽器的部分，但可涉及包括電池和電子電路的任何其它便攜式裝置。在實施例中，傳聲器MIC或揚聲器SP (或二者)不存在于裝置的該部分中。
圖4示出了如圖3中所示的便攜式裝置的襯底的局部布局。所示的該部分襯底布局為對應(yīng)于圖3的襯底SUB的最左邊部分的部分，包括到電池B和犧牲陽極部件SA的電連接的足跡(如SMD-SA，如圖2中所示)。前述布局包括用于分別接收電池接觸元件S+和 S-(如高等級鋼的彈性接觸件)的電池接觸焊點P+和P-，電池接觸元件用于將焊點分別連接到電池B的正和負(fù)電壓端子T+、T-(參見圖1)。電池接觸元件S+和S-例如包括適于焊接到接觸焊點Ρ+、Ρ_的預(yù)涂或預(yù)鍍端子。前述布局還包括用于連接到犧牲陽極部件(經(jīng)端子ΕΤ，例如參見圖2)的焊點SA-焊點。例如焊點包括Au。焊接材料(例如參見圖2中的 S0C)主要包括Sn (如97%以上)及小量Ag和/或Cu。電池接觸焊點P+和犧牲陽極焊點 SA-焊點經(jīng)電導(dǎo)體SAC(在此在襯底表面上延伸)電連接。從電池接觸焊點P+、P-到襯底部件上的相應(yīng)電池輸入的電導(dǎo)體(例如參見圖1)分別標(biāo)示為“V+，連接到部件”及“V-，連接到部件”，且僅示出部分(在此在襯底表面上延伸)。
本發(fā)明由獨立權(quán)利要求的特征限定。從屬權(quán)利要求限定優(yōu)選實施例。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不意于限定其范圍。
一些優(yōu)選實施例已經(jīng)在上述內(nèi)容中進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，本發(fā)明不受這些實施例的限制，而是可以權(quán)利要求限定的主題內(nèi)的其它方式實現(xiàn)。
參考文獻(xiàn) · [Bardal ； 1994]Einar Bardal, iKorrosjon og korrosjonsvem，，Tapir Forlag, Trondheim, Norway,2nd edition,1994 · US 7，097，746 (ADVANCED BIONICS)29-08-200權(quán)利要求
1.一種便攜式裝置，包括 襯底；多個電子元件；及包括陽極和陰極的用于對至少部分所述部件供電的電池；其中所述便攜式裝置還包括實施為適于表面安裝在所述襯底上的部件的犧牲陽極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置，其中所述部件為表面安裝部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置，其中當(dāng)所述部件初始安裝在襯底上時，犧牲陽極和襯底之間的距離適于經(jīng)毛細(xì)效應(yīng)吸收電解液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置，其中所述犧牲陽極適于保護(hù)連接到電池的電接觸端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的便攜式裝置，其中所述犧牲陽極電連接到電池的陽極或陰極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置，所述犧牲陽極在考慮活性順序時包括沒有構(gòu)成將受犧牲陽極保護(hù)以免遭腐蝕的對象的主要部分的金屬貴的金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置，其中所述犧牲陽極包括厚度小于5mm及面積小于 25mm2的金屬板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置，其中所述犧牲陽極全部或部分形成為網(wǎng)或篩。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式裝置的用途。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用途，所述用途為在包括適于佩戴在用戶耳朵之處或之中的部分的收聽裝置中的使用。
11.保護(hù)便攜式裝置免遭腐蝕的方法，所述方法包括 提供襯底；提供多個電子元件；提供包括陽極和陰極的電池，用于向至少部分所述部件供電； 提供犧牲陽極；及使所述犧牲陽極形成為表面安裝器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，所述犧牲陽極在考慮活性順序時包括沒有構(gòu)成將受犧牲陽極保護(hù)以免遭腐蝕的對象的主要部分的金屬貴的金屬；及將犧牲陽極電連接到將要保護(hù)的對象以免遭腐蝕。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，包括所述犧牲陽極安裝在襯底上。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，包括將所述犧牲陽極電連接到電池的陽極。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，包括當(dāng)所述部件初始安裝在襯底上時，所述犧牲陽極和襯底之間的距離適于使電解液經(jīng)毛細(xì)效應(yīng)吸收。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用犧牲陽極用于便攜式裝置如助聽器的腐蝕保護(hù)，其中所述便攜式裝置包括襯底；多個電子元件；及包括陽極和陰極的用于對至少部分所述部件供電的電池；實施為適于表面安裝在所述襯底上的部件的犧牲陽極。本發(fā)明的目標(biāo)是以靈活及受控的方式保護(hù)體戴式電子裝置的所選金屬部分免遭腐蝕。本發(fā)明的優(yōu)點在于腐蝕可限制在特定位置。本發(fā)明可用于便攜式收聽裝置，如包括適于佩戴在用戶耳朵之處或之中的部分的助聽器或頭戴式耳機或頭戴受話器。
文檔編號C23F13/08GK102191503SQ20111002766
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者S·P·博雷加德 申請人:奧迪康有限公司