发声芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种发声芯片，其包括：一基底，其具有一第一表面；一热致发声元件设置于所述基底的第一表面；一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声元件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波。

Sound chip

The invention relates to a sounding chip comprises a substrate, having a first surface; a thermal sounding element is arranged on the first surface of the substrate; a first electrode and a second electrode arranged at intervals and are respectively connected with the thermal sounding element is electrically connected; and an integrated circuit chip is arranged on the the substrate and are respectively connected with the first electrode and the second electrode is electrically connected to the audio output of the integrated circuit chip to the thermal sounding element, the thermal sounding element according to the signal input of the intermittent heating of the surrounding medium, the surrounding medium heat exchange and thermal expansion and contraction to the more distant, the formation of sound wave.

【技术实现步骤摘要】
发声芯片
本专利技术涉及一种发声芯片，尤其涉及一种热致发声芯片。
技术介绍
发声装置一般由信号输入装置和发声元件组成,通过信号输入装置输入信号到该发声元件，进而发出声音。热致发声装置为发声装置中的一种，其为基于热声效应的一种发声装置，该热致发声装置通过向一导体中通入交流电来实现发声。该导体具有较小的热容（Heatcapacity），较薄的厚度，且可将其内部产生的热量迅速传导给周围气体介质的特点。当交流电通过导体时，随交流电电流强度的变化，导体迅速升降温，而和周围气体介质迅速发生热交换，促使周围气体介质分子运动，气体介质密度随之发生变化，进而发出声波。2008年10月29日，范守善等人公开了一种应用热声效应的热致发声装置，请参见文献“Flexible,Stretchable,TransparentCarbonNanotubeThinFilmLoudspeakers”，ShouShanFan,etal.,NanoLetters,Vol.8(12),4539-4545(2008)。该热致发声元件采用碳纳米管膜作为一热致发声元件，由于碳纳米管膜具有极大的比表面积及极小的单位面积热容（小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文），该热致发声元件可发出人耳能够听到强度的声音，且具有较宽的发声频率范围(100Hz~100kHz)。然而，由于该热致发声元件通过将电能转换为热能，并加热空气发出声音，其原理区别于传统的喇叭，因此，该热致发声装置需要额外设计的驱动电路，这将使得该热致发声装置结构较复杂，使用不方便且不利于小型化应用。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、能够实现小型化并且使用方便的发声芯片。一种发声芯片，其包括：一基底，其具有一第一表面；一热致发声元件设置于所述基底的第一表面；一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声元件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波。与现有技术相比较，所述发声芯片结构简单、能够实现小型化并且使用方便。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的发声芯片的结构示意图。图2为本专利技术第一实施例提供的发声芯片中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图3为本专利技术第一实施例提供的发声芯片中非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图4为本专利技术第一实施例提供的发声芯片中扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。图5为本专利技术第二实施例提供的发声芯片的结构示意图。图6为本专利技术第三实施例提供的发声芯片的结构示意图。图7为本专利技术第四实施例提供的发声芯片的结构示意图。图8为本专利技术第五实施例提供的发声芯片的结构示意图。图9为本专利技术第六实施例提供的发声芯片的结构示意图。图10为本专利技术第六实施例提供的发声芯片的俯视图。图11为本专利技术第六实施例提供的发声芯片的扫描电镜照片。图12为本专利技术第六实施例提供的经有机溶剂处理后的碳纳米管线的光学显微镜照片。图13为本专利技术第六实施例提供的发声芯片的发声效果图。图14为本专利技术第六实施例提供的发声芯片的声压级-频率的曲线图。主要元件符号说明发声芯片10，20，30，40，50，60基底100第一表面101第二表面103热致发声元件102第一电极104第二电极106集成电路芯片108导线110散热装置114绝缘支撑体116绝缘层118导热膏120凹凸结构122凸部1220凹部1222，112如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术实施例的发声芯片及其制备方法。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种发声芯片10，其包括一基底100、一热致发声元件102、一第一电极104、一第二电极106以及一集成电路芯片108。所述基底100具有一第一表面101以及一相对的第二表面103。所述第一电极104和第二电极106间隔设置并与所述热致发声元件102电连接。当所述基底100为绝缘基底时，所述第一电极104和第二电极106可以直接设置于所述基底100的第一表面101。所述热致发声元件102可以与所述基底100的第一表面101接触设置，也可以通过所述第一电极104和第二电极106悬空设置。所述集成电路芯片108设置于所述基底100的一表面，且与所述第一电极104和第二电极106电连接。所述基底100的形状不限，可为圆形、方形、矩形等，也可以为其他形状。该基底100的第一表面101和第二表面103可为平面或曲面。该基底100的尺寸不限，可以根据需要选择。优选地，本实施例选择与集成电路芯片108尺寸相当的基底100，以便制备微型发声芯片10。所述基底100的面积可以为25平方毫米～100平方毫米，如40平方毫米，60平方毫米，80平方毫米等。所述基底100的厚度可以为0.2毫米～0.8毫米。所述基底100的材料不限，可以为具有一定强度的硬性材料或柔性材料。本实施例中，该基底100的材料的电阻应大于该热致发声元件102的电阻。当所述热致发声元件102与所述基底100的第一表面101接触设置时，该基底100的材料应具有较好的绝热性能，从而防止该热致发声元件102产生的热量过多的被该基底100吸收。所述基底100的材料可为玻璃、陶瓷、石英、金刚石、聚合物、氧化硅、金属氧化物或木质材料等。具体地，本实施例中，该基底100为一正方形，边长为0.8毫米，厚度为0.6毫米，其材料为玻璃，且该基底100的第一表面101为一平面。所述热致发声元件102具有较小的单位面积热容。本专利技术实施例中，该热致发声元件102的单位面积热容小于2×10-4焦耳每平方厘米开尔文。具体地，该热致发声元件102为一具有较大比表面积及较小厚度的导电结构，从而使该热致发声元件102可以将输入的电能转换为热能，并与周围介质充分快速的进行热交换。优选地，该热致发声元件102应为自支撑结构，所谓“自支撑结构”即该热致发声元件102无需通过一支撑体支撑，也能保持自身特定的形状。因此，该自支撑的热致发声元件102可部分悬空设置。该自支撑结构的热致发声元件102可充分的与周围介质接触并进行热交换。所谓周围介质指位于热致发声元件102外部的介质，而不包括其内部的介质。如，当热致发声元件102为多个碳纳米管组成时，周围介质不包括每个碳纳米管管内的介质。本实施例中，该热致发声元件102包括一碳纳米管结构。具体地，所述碳纳米管结构为层状结构，厚度优选为0.5纳米~1毫米。当该碳纳米管结构厚度比较小时，例如小于等于10微米，该碳纳米管结构有很好的透明度。所述碳纳米管结构为自支撑结构。该自支撑的碳纳米管结构中多个碳纳米管间通过范德华力相互吸引，从而使碳纳米管结构具有特定的形状。故，该碳纳米管结构部分通过基底100支撑，并使碳纳米管结构其它部分悬空设置。即，所述碳纳米管结构至少部分区域悬空设置。所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜或碳纳米管线或其组合。所述碳纳米管膜从碳纳米管阵列中直接拉取获得。该碳纳米管膜的厚度为0.5纳米~100微米，单位面积热容小于1×10-6焦耳每平方厘米开尔文。所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发声芯片，其包括：一基底，其具有一第一表面；一热致发声元件设置于所述基底的第一表面；一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声元件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波，其特征在于，所述基底为一硅基片，所述基底的第一表面具有多个凹凸结构，所述凹凸结构定义多个交替设置的凸部与凹部，所述凹部的深度为100微米至200微米，所述热致发声元件部分设置于该凸部顶面上，部分则通过该凹部悬空设置。

【技术特征摘要】
1.一种发声芯片，其包括：一基底，其具有一第一表面；一热致发声元件设置于所述基底的第一表面；一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声元件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波，其特征在于，所述基底为一硅基片，所述基底的第一表面具有多个凹凸结构，所述凹凸结构定义多个交替设置的凸部与凹部，所述凹部的深度为100微米至200微米，所述热致发声元件部分设置于该凸部顶面上，部分则通过该凹部悬空设置。2.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底的材料为玻璃、陶瓷、石英、金刚石、聚合物、金属氧化物或木质材料。3.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底为一硅基片，且所述集成电路芯片通过微电子工艺直接制备在该硅基片上。4.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底为一金属板或合金板，所述第一电极和第二电极通过一绝缘支撑体与所述基底绝缘设置，所述热致发声元件通过该绝缘支撑体悬空设置，或通过该第一电极和第二电极悬空设置。5.如权利要求4所述的发声芯片，其特征在于，所述第一表面定义一凹部，所述集成电路芯片设置于该凹部内，所述基底具有一第二表面与所述第一表面相对，所述第二表面具有多个凹凸结构。6.如权利要求5所述的发声芯片，其特征在于，所述凹凸结构为多个平行间隔设置的鳍片。7.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底具有一第二表面与所述第一表面相对，所述集成电路芯片设置于该基底的第二表面。8.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底具有一凹部，所述集成电路芯片设置于该凹部内。9.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述集成电路芯片设置于所述基底内部。10.如权利要求1所述的发声芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洋，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11