用于产生声波的膜板结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于产生声波的膜板结构(100)。该膜板结构(100)包括第一表层(101)、第二表层(102)以及插入在第一表层(101)和第二表层(102)之间的核心层(103)。第一表层(101)和第二表层(102)中的至少一个可附接到振动元件(105)，以用来产生声波。核心层(103)的弹性模量及其密度低于第一表层(101)和第二表层(102)的弹性模量和密度。核心层(103)由无孔材料制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生声波的膜板结构
本专利技术涉及一种用于产生声波的膜板结构和包括该膜板结构的扬声器。
技术介绍
为减小扬声器、特别是用于移动设备(移动电话)的微型扬声器、更特别是接收器微型扬声器(也称为耳机，负责语音声音的传输)的整体尺寸，扬声器需要较薄的元件。一般而言，扬声器包括由线圈或其他振动元件激发的隔膜。例如在US2013/0016874Al中，该功能由隔膜12的元件121实现，隔膜12保证高拐点频率和低重量。该元件经常被称为膜板，以与通常被称为膜的环绕部(连接区域123)区分开。膜板需要的特性为：a.较高的材料共振频率——以保证线性以及在可听到的区域中没有声音峰值b.较低的重量——以减少移动质量并因此提高扬声器的声压级和效率c.耐高温性——以在较高的工作温度下保证相同的机械强度材料的共振频率与其长度和宽度以及品质因数成正比，该品质因数这里被定义为“频率因子”。频率因子被定义如下：其中d为总厚度，B为弯曲模量，ρ为膜板材料密度。平方根也是材料的声速。在微型扬声器中，由于有效厚度非常小，通常膜板的总厚度低于500μm。对于这种应用，由于可用厚度较低，为了实现高频率因子，需要使用高机械性能的材料。夹层构造是这种应用的最佳方案，因为它们提供最好的弯曲模块重量比(也参见1995年工程材料咨询服务有限公司的森克特D.的“夹层构造介绍”)由于这些原因，在微型扬声器的应用中，实际的技术状态是使用平坦(或接近平坦)的夹层复合膜板，其表层(skinlayer)为8至20μm之间的铝箔，核心层使用是在100至400μm之间的非常薄的泡沫层(例如在CN204707266U中所公开)。如果这种构造对通常的微型扬声器是完美的，对与耳机扬声器(也称为接收器)其并不实用，因为膜板的可用空间低于100μm，而重量必须低于100g/m2。事实上，制造厚度低于100μm的薄泡沫核心层是极其困难的，同时也非常昂贵。因此，在接收器的应用当中，没有使用具有泡沫核心的夹层材料，并且材料的技术状态是块材料，如普通聚酯类(PAR、PC、PET或PEN)或铝箔。
技术实现思路
本专利技术的目的可以是提供一种对空间要求非常小的扬声器的组件。该目的可以通过根据独立权利要求的主题构件的产生声波的膜板结构、包括膜板结构的扬声器以及制造膜板结构的方法来解决。根据本专利技术的第一方面，提出一种用于产生声波的膜结构。该膜板结构包括第一表层、第二表层和插入在第一表层和第二表层之间并且作为两个表层之间的结合元件的核心层。核心层可以由一层或由多层构成。例如，一个表层例如可附接到振动元件(诸如线圈、压电元件、MEMS结构或激励器)来产生声波。核心层的杨氏模量低于第一表层和第二表层的杨氏模量。第一表层和/或第二表层的密度高于核心层的密度。核心层由无孔材料制成。根据本专利技术，核心层的杨氏模量和密度低于第一膜表层和第二膜表层的杨氏模量和密度，其中核心层由无孔材料制成并作为两个表层之间的结合元件。无孔的材料表示不具有腔体或驻留部以用于封入空气或其他气体的固体材料。本专利技术的核心层的材料可以具有低孔隙率或空隙率，其中孔隙率或空隙率是材料中的空隙(即“空的”)空间的测量量，是空隙的体积与总体积的分数。特别地，根据本专利技术的核心层材料的密度可高于0.8g/m3，空隙可小于1μm。相较周围的膜表层，选择具有较低的杨氏模量和较低的密度的核心层。因此，膜板构造是所谓的夹层构造。这种夹层构造保证了材料的高共振频率和低重量。使用无孔材料作为核心层的优点是：·建立总厚度低于100μm的夹层材料的可能性；·创建总重量低于100g/m2的夹层材料的可能性；·在非常低的厚度和重量下提供具有高频率因子的材料的可能性；·提供高刚度和/或高阻尼比的材料的可能性；·提供耐高温(高HDT)的材料的可能性；·使用低成本材料作为表层和核心层二者的可能性；·非常容易制造，适合大批量生产。根据本专利技术的其它方面，具有扬声器功能的微型扬声器是接收器微型扬声器。微型扬声器包括载体元件、线圈以及膜板，其中线圈通过所谓的环绕部或膜与载体元件联接，膜板与线圈联接以用于产生声波。根据示例性实施例，夹层材料的HDT(热变形温度)高于80℃，特别地高于110℃，进一步特别地高于130℃。根据示例性实施例，选择延性材料用作表层和核心层使得夹层可成形(例如，通过冷和热成形)。理想地，这种材料是用于表层的金属箔(特别是铝)和作为核心层的热塑性塑料。根据示例性实施例，核心层是塑料核心层。塑料材料的范围可以从热固性、热塑性到弹性体。根据示例性实施例，核心层包括大于10MPa，特别地大于100MPa，进一步特别地大于500MPa的弹性模量。根据示例性实施例，第一膜表层和/或第二表层具有大于10GPa，特别地大于30GPa，进一步特别地大于50GPa的弹性模量。根据示例性实施例，第一膜表层和/或第二表层由金属箔或铝箔制成，每层具有等于或小于15μm(微米)的厚度。根据示例性实施例，核心层由如聚烯烃、聚酯和聚酰胺的热塑性材料制成。根据示例性实施例，核心层由如聚丙烯酯、橡胶、硅酮等弹性塑料制成。在这种情况下，优点是以较低的弯曲刚度为代价获得较高的阻尼因子。根据示例性实施例，核心层由如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯、聚酰亚胺的热固性塑料制成。根据示例性实施例，第一表层、第二表层和核心层形成面密度小于150g/m2的堆叠部。根据示例性实施例，第一表层、第二表层和核心层形成总厚度小于150μm的堆叠部。根据示例性实施例，第一表层、第二表层和核心层形成弯曲模量大于10GPa、特别地大于20GPa、进一步特别地大于30GPa的堆叠部。根据示例性实施例，第一表层、第二表层和核心层形成在平面内延伸的堆叠部。换言之，膜板结构具有沿着平面延伸的平坦的、不弯曲的形状。根据示例性实施例，第一表层、第二表层和核心层形成具有弯曲的、特别是波状的或碟状的(梯形的)或圆顶状的或圆锥状的延伸的堆叠部。换言之，膜板结构包括弯曲的、波状的或凹状的(梯形的)或圆顶状的或圆锥状的结构，并且不在平面内延伸。根据示例性实施例，第一表层、第二表层和核心层形成堆叠部(由成形的堆叠部形成)，堆叠部的总深度小于堆叠部的最大宽度的1/5，特别地小于1/10，进一步特别地小于1/20。根据示例性实施例，材料可以通过冷层压工艺生产。根据示例性实施例，材料可以在高于核心层的熔点并低于表层的熔点的温度下通过对两个表层之间热塑性核心的层压工艺来生产。根据示例性实施例，为了便于在较低温度下进行层压工艺，热塑性核心的熔点低于200℃，特别地低于180℃，进一步特别地低于150℃。根据示例性实施例，材料可通过将树脂涂覆在一个表层上、用第二表层覆盖树脂并且固化树脂而制成。必须注意的是，已参照不同的主题描述了本专利技术的实施例。特别地，已经参照装置类型的权利要求描述了一些实施例，而已经参照方法类型的权利要求描述了其它实施例。然而，本领域的技术人员将从上面和下面的描述了解，除非另有公开，添加属于一个类型主题的特征的任意组合以及涉及不同主题的特征之间、特别是装置类型的权利要求和方法类型的权利要求的特征之间的任意组合被认为已被本申请公开。示例和对比将包括含有无孔核心层的夹层材料的膜板结构的优点与标准材料比较，呈现了CIMERAAD60-8H的测量值的汇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜板结构(100)，其用于产生声波，所述膜板结构(100)包括：第一表层(101)，第二表层(102)，以及核心层(103)，插入在所述第一表层(101)和所述第二表层(102)之间，并且作为所述第一表层(101)和所述第二表层(102)之间的结合元件，其中：·所述第一表层(101)与所述第二表层(102)中的至少一个与振动元件(105)可联接以产生声波，·所述核心层(103)的杨氏模量低于所述第一表层(101)和所述第二表层(102)的杨氏模量，·所述第一表层(101)和/或所述第二表层(102)的密度高于所述核心层(103)的密度，·所述核心层(103)由无孔材料制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.11 GB 1606119.41.一种膜板结构(100)，其用于产生声波，所述膜板结构(100)包括：第一表层(101)，第二表层(102)，以及核心层(103)，插入在所述第一表层(101)和所述第二表层(102)之间，并且作为所述第一表层(101)和所述第二表层(102)之间的结合元件，其中：·所述第一表层(101)与所述第二表层(102)中的至少一个与振动元件(105)可联接以产生声波，·所述核心层(103)的杨氏模量低于所述第一表层(101)和所述第二表层(102)的杨氏模量，·所述第一表层(101)和/或所述第二表层(102)的密度高于所述核心层(103)的密度，·所述核心层(103)由无孔材料制成。2.根据权利要求1所述的膜板结构(100)，其中热变形温度高于80℃，特别地高于110℃，进一步特别地高于130℃。3.根据权利要求1或2中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述核心层(103)为塑料核心层。4.根据权利要求1至3中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述核心层(103)具有大于10MPa，特别地大于100MPa，进一步特别地大于500MPa的弹性模量。5.根据权利要求1至4中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述第一表层(101)和/或所述第二表层(102)具有大于10GPa，特别地大于30GPa，进一步特别地大于50GPa的弹性模量。6.根据权利要求1至5中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述第一表层(101)和/或所述第二表层(102)由厚度小于15μm的金属箔或铝箔制成。7.根据权利要求1至6中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述核心层(103)由热塑性材料制成。8.根据权利要求1至7中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述核心层(103)由弹性塑料材料制成。9.根据权利要求1至8中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述核心层(103)由热固性材料制成。10.根据权利要求1至9中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述第一表层(101)、所述第二表层(102)和所述核心层(103)形成面密度小于150g/m2的堆叠部。11.根据权利要求1至10中的一项所述的膜板结构(100)，其中所述第一表层(101)、所述第二表层(102)和所述核心层(103)形成总厚度小于150μm的堆叠部。12.根据权利要求1至11中的一项所述的膜板结...

【专利技术属性】
技术研发人员：多梅尼科·福利亚，迈克尔·皮什莱尔，莱因哈德·哈菲琳娜，
申请(专利权)人：四A工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT