压电电声换能器制造技术

一种压电电声换能器，包括压电振动片，它包含多个彼此层叠的压电陶瓷层，各压电陶瓷层之间设置内电极，并在压电振动片的前侧和后侧主表面上设置主面电极，通过在主面电极与内电极之间加给ＡＣ信号，压电振动片在其厚度方向上发生表面弯曲振动；以及盒子，它具有支撑部分，用以支撑压电振动片后侧上外边缘部分。所述压电振动片仅在压电振动片后侧或者在实际上压电振动片的前侧和后侧的整个表面上具有保护膜。通过将树脂涂覆成薄膜形状并固化该树脂，或者通过粘结粘合片并固化该粘合片形成所述保护膜。利用保护膜的固化收缩应力，所述压电振动片在其前侧上弯曲。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压电电声换能器，如压电受话器，压电送话器或其他类型的电声换能器。
技术介绍
电子装置或电子设备、家用电器、便携式电话机中广泛使用电声换能器，如压电送话器和压电受话器，产生报警声音或操作声音。通常，公知的电声换能器包括粘结至金属板表面的压电板，形成单一形态(unimorph)型振动片，金属板的外边缘部分安装在外壳中，并且用盖板密封外壳的开口。不过，在单一形态型振动片中，以面积膨胀模式振动的压电板受到面积不可改变的金属板的限制，从而产生表面弯曲模式。因此，声音转换效率低。此外，难以形成小尺寸和具有低共振频率声压特性的电声换能器(比如，参见日本未审专利申请公开No.2001-95094(专利文献1)，日本未审专利申请公开No.2002-10393(专利文献2)和日本未审专利申请公开No.61-30898(专利文献3))。专利文献1公开了一种具有高声音转换效率的压电振动片。通过层叠两层或三层压电陶瓷形成叠层板，各层之间插入内电极，并在所述叠层板的前、后表面上形成主面电极，构成压电振动片。当在主面电极与内电极之间加给AC信号时，所述叠层板表面弯曲振动，从而，产生声音。采用具有上述结构的压电振动片，当在主面电极与内电极之间加给AC信号时，在厚度方向连续形成的两个振动区域(陶瓷层)，沿彼此相反的方向振动。因此，与单一形态型振动片相比，这种压电振动片的声音转换效率增高。这种压电振动片可以产生较高的声压，并且，与具有上述结构之振动片并有相同尺寸的单一形态型振动片相比，它可在较低频率下工作。压电振动片主要由陶瓷制成。因此，压电振动片的跌落冲击(drop-impact)强度较低。于是，根据专利文献2的建议，在压电振动片基本上整个前、后表面上形成树脂制成的保护膜，从而提高跌落冲击强度。采用上述仅由压电陶瓷制成的压电振动片，声音转换效率高，但其厚度非常小。因而，振动片常会扭曲或起波纹。此外，在恒定方向上不发生扭曲。因而，当把这种振动片支撑在一个盒子中时，代表表面弯曲模式波节之圆的直径分散。因此，会使振动片的共振频率明显地改变。图10表示一种压电电声换能器，其中压电振动片发生偏斜。图10中示出压电振动片A、支撑压电振动片A的外壳B，以及盖板C。图11中的虚线表示振动片A之表面弯曲模式波节N的位置。如图10中的实线所示，当压电振动片A向上弯曲时，支撑点之间的距离L1增大。另一方面，如图11中的虚线所示，当压电振动片A向下弯曲时，支撑点之间的距离L2减小。支撑点之间的距离L1和L2都等于表示表面弯曲模式之圆的直径。从而，当板向下弯曲时，压电振动片A的共振频率增大，使低频范围内的声压减小，这是不利的。根据压电振动片A的弯曲方向，表示表面弯曲模式波节之圆的直径增大。结果，振动片的共振频率增大。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的优选实施例提供一种压电电声换能器，其中，控制压电振动片的偏斜方向，低频时的声压较高，并且大大减低共振频率的增大。按照本专利技术第一优选实施例，一种压电电声换能器，包括压电振动片，它包含多个彼此层叠的压电陶瓷层，各压电陶瓷层之间插入内电极；主面电极，设在压电振动片前、后侧主表面上，从而，当在主面电极与内电极之间加给AC信号时，压电振动片沿其厚度方向发生表面弯曲振动；以及盒体，它包含支撑部分，压电振动片后侧的外边缘部分被支撑在其上；所述压电振动片仅在该压电振动片的大体整个后侧表面上，或者在前、后侧表面上设置保护膜；通过将糊状树脂涂覆成薄膜形状并使树脂固化，或者通过粘结粘合片并使粘合片固化，形成保护膜；并且利用保护膜的固化收缩应力，压电振动片仅在其前侧发生弯曲。如上所述，在压电振动片的前侧和后侧的表面上，或者仅在其后侧表面上形成保护膜，以增强跌落冲击强度。通过调节保护膜的厚度，控制振动片的弯曲方向。通过将糊状树脂涂覆成薄膜形状并固化该树脂，或者通过粘结粘合片并固化该粘合片，形成保护膜。例如，对于用作保护膜的热固性树脂，线性膨胀系数相对较大，因此，当树脂在高温下固化，再恢复到室温时，树脂的体积收缩高于用作振动片的压电材料的收缩。从而，在保护膜平面中产生张力。因而，通过调节施加在前侧和后侧表面上保护膜的张力(收缩应力)，使它们互不相同，振动片扭曲，从而振动片在被加有较大张力的一侧凹进。通过上述扭曲振动片在其上侧(前侧)弯曲，使振动片后侧的外边缘部分被支撑于外壳中所设置的支撑部分上。因此，振动片支撑点之间的距离增大。换句话说，表示表面弯曲模式波节的圆的直径(表面弯曲模式期间振动片可以自由移动的区域)增大，并且大体保持恒定。因此，振动片的共振频率减小，低频区域中的声压提高。此外，由于在所有时间内都在恒定方向产生弯曲，所以，共振频率增大，声压大大减小。对于保护膜而言，除热固性树脂以外，可以采用室温固化树脂和紫外(UV)固化树脂。热固性树脂具有大收缩应力，从而，使压电振动片更有效地弯曲。最好在压电振动片的前侧表面和后侧表面上都形成保护膜，并使后侧表面上的保护膜厚度比前侧表面上的保护膜厚。如上所述，最好使前侧与后侧表面上的保护膜厚度彼此不同。与具有较小厚度的保护膜相比，具有更大厚度的保护膜体的积收缩程度较大，从而振动片弯曲成在较厚保护膜一侧凹进。也就是说，通过将后侧保护膜的厚度设定为比前侧保护膜大，后侧保护膜的收缩应力比前侧保护膜大，从而压电振动片在上侧弯曲。此外，由于压电振动片的前侧和后侧表面上都设置保护膜，所以有利地提高了压电振动片的跌落冲击强度。可以只在压电振动片的后侧表面上设置保护膜。在这种情形中，在压电振动片的前侧表面上不形成保护膜。因此，即使后侧保护膜的厚度相对较小，收缩应力也会导致压电振动膜在其前侧上弯曲。另外，在压电振动片的前和后表面上设置厚度基本相同的保护膜的情形中，在前侧和后侧保护膜中可以产生不同收缩应力，使压电振动片在其前侧上弯曲。所述压电振动片最好基本上为矩形，并且，盒体中的支撑部分设置在盒体内边缘部分的四个位置，以便支撑压电振动片的四角。通常，压电振动片基本上为圆形或矩形。基本上为矩形的振动片比基本上为圆形的振动片具有更大位移量。因此，基本上为矩形的振动片的声压比圆形振动片大。通过四角支撑的基本上为矩形的振动片，发生表面弯曲振动，其中用振动片的外接圆表示波节，这与在中心支撑的基本上为矩形的振动片不同。从而，与在中心支撑的振动片相比，通过四角支撑振动片，共振频率减小，即使这些振动片具有相同尺寸，也是如此。按照本专利技术第二优选实施例，一种压电电声换能器包括压电振动片，所述压电振动片包括多个彼此层叠的压电陶瓷层，各压电陶瓷层之间插入内电极；并且在压电振动片的前侧和后侧主表面上设置主面电极，以便通过在主面电极与内电极之间加给AC信号，使压电振动片在其厚度方向上发生表面弯曲振动；以及盒体，它包含多个支撑部分，所述压电振动片的后侧表面外边缘部分被支撑在这些支撑部分上；所述压电振动片在其前侧弯曲。在这种情况下，获得与本专利技术第一优选实施例压电电声换能器相同的优点。最好使所述压电振动片基本上只在后侧的整个表面上具有保护膜，或者基本上在所述压电振动片的整个前侧表面和后侧表面上都有保护膜。由于设置向上弯曲的振动片，极大地提高了电声换能器在低频范围内的声压，并且其特性的发散更小。附图说明从以下参照附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电电声换能器，包括：压电振动片，它包含多个彼此层叠的压电陶瓷层，在多个压电陶瓷层的各层之间插入内电极，并在压电振动片的前侧和后侧主表面上设置主面电极，从而通过在主面电极与内电极之间加给ＡＣ信号，使压电振动片在其厚度方向上发生表 面弯曲振动；以及　盒子，它包含支撑压电振动片后侧外边缘部分的支撑部分，所述压电振动片具有实际上设在整个后侧表面上或者设置在压电振动片前侧和后侧表面上的保护膜，通过将糊状树脂涂覆成薄膜形并固化该树脂而形成所述保护膜，或者通过粘结粘合片 并固化该粘合片而形成所述保护膜，并且通过保护膜的固化收缩应力，压电振动片在其前侧上弯曲。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：横井雄行，田岛清高，炭田学，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]