压电电声换能器制造技术

本发明专利技术公开一种压电电声换能器，包括一立体结构、至少一压电组件及至少一薄膜。该立体结构为冲压一板状体成型者而具有一顶部和一与该顶部一体连结的侧部，其中，该侧部具有至少一间隙，该至少一间隙将该侧部区分为多个支脚。该至少一压电组件设置于该顶部，该至少一薄膜覆盖于该侧部的该至少一间隙。本发明专利技术的压电电声换能器用于作为喇叭或麦克风。

Piezoelectric electroacoustic transducer

The invention discloses a piezoelectric electroacoustic transducer, which comprises a three-dimensional structure, at least one piezoelectric component and at least one thin film. The three-dimensional structure has a top and a side integrally connected with the top for stamping a sheet shaper, wherein the side has at least one clearance which divides the side into a plurality of supporting feet. The at least one piezoelectric component is arranged on the top, and the at least one film is covered on the at least one gap of the side part. The piezoelectric electroacoustic transducer of the present invention is used as a horn or microphone.

【技术实现步骤摘要】
压电电声换能器
本专利技术涉及一种换能器，尤指一种压电电声换能器。
技术介绍
常见的压电喇叭设计原理为利用压电材料的机械能与电能转换特性，在交流电压驱动下，使压电片产生形变，并驱动与其紧密连结一起的振膜对空气压缩而产生声音。贴附有压电片的振膜通常通过粘结物而固定于一支撑结构或框架，然而，由于振动能量通过振膜、粘结物及框架的传导过程中会产生能量损耗，而部分能量转为热能及不规则颤动，因此所呈现的音压会较小。此外，由于振膜固定于框架上，而固定的结构形状会产生机械结构共振现象，因而造成不平坦的音压输出(涟波；ripple)及失真现象。涟波及失真是喇叭的重要音质指针。当喇叭结构有明显共振频率时，会连带在倍频上产生谐振，也就是将整个音频范围切割成许多频段，而声音处在共振频段时的音压大；在非共振频段时，音压明显下降，失真随之增大。此外，音压曲线的涟波过大以及失真现象更会造成不悦耳的体感感应。目前多数压电喇叭的设计方向是将压电片、粘结物(或缓冲物)和框架通过各种物理或化学方式组合成一压电发声组件。这类使用多重结构的设计方式，一来使结构体的制作复杂化，导致能量传输效率降低而使音压下降，二则是明显结构共振现象会产生音压曲线的涟波和失真现象。前述都为目前压电喇叭尚未克服的议题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种压电电声换能器，能展现高音压输出、低失真及平坦音压曲线的喇叭特征，还具有接收声波而转换为电信号的麦克风功能。本专利技术的压电电声换能器包括：一立体结构，其具有一顶部和一与该顶部一体连结的侧部，且该侧部具有至少一间隙；至少一压电组件，其设置于该顶部；以及至少一薄膜，其覆盖于该侧部的该至少一间隙。该立体结构为冲压一板状体成型者而具有该顶部及侧部。该至少一间隙将该侧部区分为多个支脚。本专利技术的压电电声换能器能展现高音压输出、低失真及平坦音压曲线的喇叭特征，还具有接收声波而转换为电信号的麦克风功能。附图说明图1A为本专利技术的压电电声换能器的实施例1的立体图；图1B为本专利技术的压电电声换能器的实施例1的冲压成型前的示意图；图2A为本专利技术的压电电声换能器的实施例2的立体图；图2B为图2A的剖面图；图3为本专利技术的压电电声换能器的实施例3的立体图；图4为本专利技术的压电电声换能器的实施例4的立体图；图5为本专利技术的压电电声换能器的实施例5的立体图；图6为本专利技术的压电电声换能器的实施例6的立体图；图7为本专利技术的压电电声换能器的实施例11的立体图；图8为本专利技术的压电电声换能器的实施例12的立体图；图9为本专利技术的压电电声换能器的实施例13的立体图；图10为本专利技术的压电电声换能器的实施例14的立体图；图11为本专利技术的压电电声换能器的对照例的音压和失真测试结果；图12为本专利技术的压电电声换能器的实施例1的音压和失真测试结果；图13为本专利技术的压电电声换能器的实施例2的音压和失真测试结果；图14为本专利技术的压电电声换能器的实施例3、4、5和6的音压测试结果；图15为本专利技术的压电电声换能器的实施例3、4、5和6的失真测试结果；图16为本专利技术的压电电声换能器的实施例3、7和8的音压测试结果；图17为本专利技术的压电电声换能器的实施例3、7和8的失真测试结果；图18为本专利技术的压电电声换能器的实施例3、9和10的音压测试结果；图19为本专利技术的压电电声换能器的实施例3、9和10的失真测试结果；图20为本专利技术的压电电声换能器的实施例11、12、13和14的音压测试结果；图21为本专利技术的压电电声换能器的实施例11、12、13和14的失真测试结果；图22为本专利技术的压电电声换能器的声音灵敏度测试结果。符号说明1压电组件2立体结构200腔体20开口21顶部211外表面212内表面22侧部221间隙222支脚3薄膜4通孔5基板。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此项技术的人士可由本文所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点及功效。需知，本说明书所附的附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士的了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。请参阅图1至图10，本专利技术的压电电声换能器包括压电组件1、立体结构2和薄膜3。立体结构2具有顶部21和与该顶部一体连结的侧部22。顶部21具有相对的外表面211和内表面212，顶部21的形状例如图1A至图6所示的矩形、例如图7至图10所示的圆形、或椭圆形等其它形状不限。侧部22具有至少一间隙221以将侧部22区分为多个支脚222，支脚222的数目范围约在3个至24个之间，优选为4至8个，支脚222的宽度范围约在2mm至6mm之间，支脚222的形状例如图1A所示的矩形、图2A所示的三角形、图3至图10所示的梯形、或其它形状不限。又，顶部21与侧部22的夹角范围优选在60°至120°之间，更佳为75°至105°。需说明的是，立体结构2原为一板状体，如图1B所示，其通过对该板状体执行冲压作业以冲压成型为如图1A所示的立体结构2。此外，立体结构2的材料例如金属或合金，如锌铜合金夹层聚合物三明治复合板件，其厚度范围约在30μm至200μm之间。至少一压电组件1设置于顶部21，可贴合于顶部21的外表面211和内表面212的至少其中一者。压电组件1的形状例如图1A至图6所示的矩形、例如图7至图10所示的圆形、或椭圆形等其它形状。压电组件1例如压电陶瓷致动器。至少一薄膜3分别覆盖于侧部22的各间隙221，使侧部22与顶部21形成接近封闭式腔体，即具有开口200的腔体20，如图2B所示，然并不以此为限，也可为不具开口的封闭式腔体。薄膜3的材料为有机高分子材料，薄膜3的厚度范围约在10μm至300μm之间。另外，本专利技术的压电电声换能器还包括至少一通孔4，其形成于顶部21、侧部22或薄膜3，作为泄音孔。详言之，压电组件1贴合于立体结构2中具有最大面积的一面，即上述的顶部21，且顶部21通常设计为有些微曲度(优选为0°至15°)，此时立体结构2内存在一预应力，侧部22设计有多个间隙221以具有多个支脚222，由此减弱共振现象。将压电电声换能器置于一基板5上，其中若该压电电声换能器具有开口200，则以具有该开口200的一侧置于基板5上，且一般而言以软性泡棉或硅橡胶固定之，当压电组件被致动时，通过存在于立体结构2中的预应力，振动能量得以高效率地传送至整个立体结构2(包括所有支脚222)。对照例：平面板件(约50mm×50mm)的表面贴附压电组件(约40mm×20mm×0.05mm)，四边以软性硅胶粘结于一固定框架(内侧约55mm×30mm)。该平面板件为厚度约50μm的锌铜合金。作为喇叭，测试电性参数为10Vrms，麦克风收音距离为10cm。对照例的音压和失真测试结果如图11所示。实施例1：压电组件形状为矩形(约54mm×19mm×0.05mm)、顶部形状为矩形(约64mm×32mm×3mm)、支脚形状为矩形、支脚数目为4个，支脚与顶部间角度为90°。立体结构为厚度110μm的锌铜合金夹层聚合物三明治复合板件。作为喇叭，测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电电声换能器，包括：立体结构，其具有一顶部和一与该顶部一体连结的侧部，且该侧部具有至少一间隙；至少一压电组件，其设置于该顶部；以及至少一薄膜，其覆盖于该侧部的该至少一间隙，其中，该至少一间隙将该侧部区分为多个支脚。

【技术特征摘要】
2014.03.14 TW 1031093811.一种压电电声换能器，包括：立体结构，其具有一顶部和一与该顶部一体连结的侧部，且该侧部具有至少一间隙；至少一压电组件，其设置于该顶部；以及至少一薄膜，其覆盖于该侧部的该至少一间隙，其中，该至少一间隙将该侧部区分为多个支脚。2.根据权利要求1所述的压电电声换能器，其特征在于，该立体结构为冲压一板状体成型者而具有该顶部及侧部。3.根据权利要求1所述的压电电声换能器，其特征在于，该支脚的数目的范围为3个至24个。4.根据权利要求1所述的压电电声换能器，其特征在于，该支脚的宽度的范围为2mm至6mm。5.根据权利要求1所述的压电电声换能器，其特征在于，该支脚的形状为梯形、矩形或三角形。...

【专利技术属性】
技术研发人员：林家欣，许清渊，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71