MEMS压电扬声器制造技术

本发明专利技术提供了一种MEMS压电扬声器，其包括：基底，具有空腔；振动结构，包括结构层、压电复合层以及柔性层；结构层包括结构板、结构固定部以及具有狭缝的多个结构弹簧；压电复合层包括压电薄膜以及第一电极层和第二电极层；其中，压电薄膜、第一电极层以及第二电极层分别向基底的正投影中相互重合的区域作为压电驱动功能区，柔性层在振动结构的各层的叠设方向上与结构层间隔设置且其正投影完全覆盖多个结构弹簧的狭缝。本发明专利技术通过结构弹簧的弹性作用可以释放压电复合层的应力，同时保证整体结构的刚度且不会使整体结构的刚度过低，从而提升MEMS压电扬声器声压级且减少谐波失真，以提升MEMS压电扬声器的性能。升MEMS压电扬声器的性能。升MEMS压电扬声器的性能。

【技术实现步骤摘要】
MEMS压电扬声器


[0001]本专利技术属于声电
，尤其涉及一种MEMS压电扬声器。

技术介绍

[0002]MEMS压电扬声器作为手机及平板电脑等移动终端的主要元器件之一，其主要是用于将电信号转换成声音信号，是实现人机交互接口的关键。尤其是TWS耳机的出现，小型化及高性能的扬声器需求日渐迫切，MEMS压电扬声器因其小型化、轻量化及低功耗等特点，成为了与传统扬声器组合并承载高频段振动的主要元器件。
[0003]现有的MEMS压电扬声器主要包括基底、固定在基底上的结构层及置于结构层上的压电功能层，压电功能层包括压电层和设置于压电层相对两侧的电极层，其工作原理是压电功能层通电后会产生形变，从而带动整体结构振动发声。
[0004]现有的MEMS压电扬声器主要有两种结构：一种是直接将整块结构层和压电功能层依次叠设于基底上，这种方式由于工艺及各层结构的应力限制，会导致较大的谐波失真(THD)，且声压级(SPL)的提升能力也有限；另一种是将压电供能层的中部驱动区直接设置于与基底连接的柔性膜上，这种方式会降低导致整个器件的刚度，使扬声器的一阶谐振频率向低频处移动，相应的，更高阶的高频谐振频率也会向低频处移动，从而导致高阶的高谐振频率出现在人耳听觉范围(20Hz～20kHz)范围内，不光使声压级降低，还会使谐波失真增大，影响听感。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种MEMS压电扬声器，以解决现有MEMS压电扬声器由于其结构设计而存在谐波失真及声压级的性能较差的问题。
[0006]本专利技术是这样实现的，提供了一种MEMS压电扬声器，包括：
[0007]基底，所述基底具有空腔；
[0008]振动结构，所述振动结构包括依次叠设于所述基底上方的结构层、压电复合层以及柔性层；
[0009]所述结构层包括结构板、环绕所述结构板且与所述结构板间隔的结构固定部以及连接所述结构板和所述结构固定部且具有狭缝的多个结构弹簧；所述结构固定部支撑固定于所述基底，所述结构弹簧及所述结构板向所述基底的正投影完全位于所述空腔的范围内；
[0010]所述压电复合层包括压电薄膜以及形成于所述压电薄膜靠近所述结构层一侧的第一电极层和形成于所述压电薄膜远离所述结构层一侧的第二电极层；其中，所述压电薄膜、所述第一电极层以及所述第二电极层分别向所述基底的正投影中相互重合的区域作为压电驱动功能区，所述柔性层在所述振动结构的各层的叠设方向上与所述结构层间隔设置且其正投影完全覆盖多个所述结构弹簧的所述狭缝。
[0011]更进一步地，所述第一电极层包固定于所述结构板的第一电极功能部、固定于所
述结构固定部的第一电极固定部以及连接所述第一电极功能部和所述第一电极固定部的第一电极弹簧。
[0012]更进一步地，所述柔性层覆盖所述第二电极层远离所述压电薄膜的一侧且至少部分延伸至所述第二电极层和所述压电薄膜的周侧并固定于所述第一电极层远离所述结构层一侧的表面。
[0013]更进一步地，所述压电薄膜包括固定于所述第一电极功能部的压电功能部、固定于所述第一电极固定部的压电固定部以及连接所述压电功能部和所述压电固定部的压电弹簧。
[0014]更进一步地，所述压电薄膜、所述第一电极层和所述结构层的形状结构均相同。
[0015]更进一步地，所述柔性层覆盖所述第二电极层远离所述压电薄膜的一侧且至少部分延伸至所述第二电极层的周侧并固定于所述压电薄膜远离所述结构层一侧的表面。
[0016]更进一步地，所述结构弹簧为U形结构、环形结构以及S形结构中的任意一种结构。
[0017]更进一步地，所述压电薄膜由氮化铝、压电陶瓷以及氧化锌中的任意一种材料制成。
[0018]更进一步地，所述柔性层由高聚物材料制成。
[0019]更进一步地，所述高聚物为SU
‑
8光刻胶或聚酰亚胺。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的MEMS压电扬声器中结构层的结构板通过多个结构弹簧与结构固定部连接，同时将压电复合层中压电薄膜、第一电极层以及第二电极层分别向基底的正投影中相互重合的区域作为压电驱动功能区，这样便可以通过结构弹簧的弹性作用释放压电复合层的应力，同时保证整体结构的刚度且不会使整体结构的刚度过低，从而提升MEMS压电扬声器声压级且减少谐波失真，以提升MEMS压电扬声器的性能。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术实施例提供的第一种MEMS压电扬声器的结构结构分解示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例提供的第一种MEMS压电扬声器的整体结构示意图；
[0024]图3是图2中A－A线的剖视图；
[0025]图4是本专利技术实施例提供的第二种MEMS压电扬声器的结构结构分解示意图；
[0026]图5是本专利技术实施例提供的第二种MEMS压电扬声器的整体结构示意图；
[0027]图6是图5中B－B线的剖视图；
[0028]图7是本专利技术实施例提供的第二种结构层的结构示意图；
[0029]图8是本专利技术实施例提供的第三种结构层的结构示意图；
[0030]其中：100、MEMS压电扬声器；1、基底；11、空腔；2、振动结构；21、结构层；211、结构板；212、结构弹簧；213、结构固定部；22、压电复合层；221、压电薄膜；2211、压电功能部；2212、压电固定部；2213、压电弹簧；222、第一电极层；2221、第一电极功能部；2222、第一电极固定部；2223、第一电极弹簧；223、第二电极层；2231、第二电极功能部；2232、引线；2233、
连接部；23、柔性层；10、狭缝。
【具体实施方式】
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]本专利技术实施例提供了一种MEMS压电扬声器100，结合图1至图8所示，其包括基底1以及振动结构2。
[0033]具体地，基底1具有空腔11；振动结构2包括依次叠设于基底1上方的结构层21、压电复合层22以及柔性层23。
[0034]具体地，结构层21包括结构板211、环绕结构板211且与结构板间隔的结构固定部213以及连接结构板211和结构固定部213且具有狭缝10的多个结构弹簧212；结构固定部213支撑固定于基底1，结构弹簧212及结构板211向基底1的正投影完全位于空腔11的范围内。
[0035]其中，每个结构弹簧212的一端与结构板211连接，另一端则与结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS压电扬声器，其特征在于，包括：基底，所述基底具有空腔；振动结构，所述振动结构包括依次叠设于所述基底上方的结构层、压电复合层以及柔性层；所述结构层包括结构板、环绕所述结构板且与所述结构板间隔的结构固定部以及连接所述结构板和所述结构固定部且具有狭缝的多个结构弹簧；所述结构固定部支撑固定于所述基底，所述结构弹簧及所述结构板向所述基底的正投影完全位于所述空腔的范围内；所述压电复合层包括压电薄膜以及形成于所述压电薄膜靠近所述结构层一侧的第一电极层和形成于所述压电薄膜远离所述结构层一侧的第二电极层；其中，所述压电薄膜、所述第一电极层以及所述第二电极层分别向所述基底的正投影中相互重合的区域作为压电驱动功能区，所述柔性层在所述振动结构的各层的叠设方向上与所述结构层间隔设置且其正投影完全覆盖多个所述结构弹簧的所述狭缝。2.如权利要求1所述的MEMS压电扬声器，其特征在于，所述第一电极层包括固定于所述结构板的第一电极功能部、固定于所述结构固定部的第一电极固定部以及连接所述第一电极功能部和所述第一电极固定部的第一电极弹簧。3.如权利要求2所述的MEMS压电扬声器，其特征在于，所述柔性层覆盖所述第二电极层远离所述压电薄膜的一侧且至...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈宇，但强，周一苇，李杨，
申请(专利权)人：瑞声开泰科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：