一种用于微型传声器中的振膜的制作方法
【技术领域】:
[0001] 本实用新型涉及微型传声器产品技术领域,特指一种用于微型传声器中的振膜。
【背景技术】:
[0002] 常见的微型传声器一般是电容传声器居多,例如:电容传声器、驻极体电容传声 器、MEMS硅传声器、压电传声器、铁电传声器、压电驻极体传声器等。但也有动磁平面线圈 传声器,则属于将原来的动圈传声器改变,而将线圈从"动"而变为"固定"且做成平面线圈, 磁体则以磁粉的形式涂敷于平面的振膜上,当外来信号作用时,磁体运动而在平面线圈中 产生电动势,以完成声-电转换的作用。
[0003] 对于平面膜振动的微型传声器膜振动模式,常见的有以下几种:
[0004] 1、四周固定的圆(方)膜振动模式。
[0005] 这种振膜使用全面涂敷、复盖磁粉形式的柔软均质膜的振动。
[0006] 振膜的谐振基频由下述公式给出。其中R为圆膜的半径,T为膜的张力,m为膜的 质量。
[0008] 若该系统是方形膜,则其谐振基频为:
[0010] 其中a为一边的长度,T为膜的张力,
[0011] 其中a、b分别为两边的长度,T为膜的张力,m为膜的质量。
[0012] 2、四周固定的圆(方)膜,其内部有刚性薄振动片(层)粘附于柔性膜上,振动片 是作平板振动的振动模式。这也可以看作是由柔性膜以弹性连接的方式连接刚性薄振动片 (层),刚性薄振动片(层)作平板振动。这样,柔性膜的弹性则决定了振动片作平板振动 的振动特性。
[0013] 3、柔性膜上涂敷不同材质材料形成非均质膜,膜片作较复杂的振动。
[0014] 这种振膜是涂敷不同材质材料形成非均质膜,由于涂敷不同材质材料形成的非均 质膜,则膜片作较复杂的振动。利用数理方法中的膜振动方程来求其解析解是复杂、麻烦 的,但用边界元、有限元的方法来求解是可行的。而且也有现成的软件程序可用。对于在不 同区域、不同形状涂敷材料形成的非均质膜,用有限元的方法来求解也是可行的。
[0015] 4、刚性薄振动片(层)作悬臂振动。
[0016] 刚性薄振动片(层)是无张力的,它的一端固定,其回复力则由刚性薄振动片 (层)或由该材质形成折皱波纹结构的劲度所引起的,刚性薄振动片(层)作悬臂振动。这 在MEMS硅传声器中常见。
[0017] 5、刚性薄振动片上的柔性薄膜层平面受垂直于平面外力作用后的振动。在利用新 型材料(压电驻极体材料)制成的传声器中,它是在刚性薄振动片上,涂敷有柔性的压电驻 极体材料薄膜层,该柔性的压电驻极体材料薄膜层平面受垂直于平面外力作用后的振动。
[0018] 6、常见的压电体、压电材料薄膜形成的振动。
[0019] 常见的微型传声器振膜的材质的讨论,包含有平面膜本身的基材材质和涂敷于基 材上的功能性材料的材质。常见的微型传声器振膜所用的普通材料有以下几种:有机高分 子材料薄膜,例如:PET膜、PPS膜、PP膜、FEP膜、PEEK膜等;无机材料薄膜,例如:硅膜、氧 化硅膜、氮化硅膜等;金属膜,例如金:膜、鈦膜等,另外,还有使用压电、铁电、鉄磁材料的 振膜。常用的压电材料是銷钛酸铅(PZT)及其薄膜,但由于它是含铅的,不能满足环保要 求,因而会受到一定的限制。有机高分子压电材料薄膜常使用PVDF薄膜,它不仅在常见的 微型传声器中使用,在扬声器中也有应用。近年来,对新型压电材料的开发,更是不断更新, 例如:压电MEMS硅传声器。铁电材料在常见的微型传声器MEMS硅传声器中己有样品,清华 大学等单位己成功的完成采用悬臂梁式的MEMS硅传声器研制了。铁磁材料(包括稀土铁 磁材料及其薄膜)在常见的微型传声器的应用,尤其是在动磁平面线圈传声器的研制中, 更为大家所关注。
[0020] 利用驻极体材料,尤其是驻极体材料薄膜已经是广为各生产公司采用并大量生产 了,其生产量也很大。但是,把驻极体用作传声器,无论在驻极体的性质上或传声器的构造 上、性能上都是比较容易的。但是将其用作大功率扬声器时,如果不从设计或构造角度上来 考虑,实用化是有困难的。
[0021] 压电驻极体材料压电高聚物的PVDF(聚偏氟乙烯),是目前最好的压电高分子聚 合物,但是其压电系数在传声器的音频范围内仍存在一定的局限。
[0022] 另外,最近清华大学研究发现,碳纳米管薄膜在有音频电流通过时会有类似于扬 声器的功能,将其作为振膜会在扬声器制造上开创新方向。
[0023] 本发明人经过不断的研究,并结合目前的技术,提出了一种新的用于微型传声器 的振膜技术方案。 【实用新型内容】:
[0024] 本实用新型所要解决的技术问题就在于结合目前的技术,提供一种用于微型传声 器的振膜,该振膜相对于目前的振膜具有更好的传声效果。
[0025] 为了解决上述技术问题,本实用新型采用了下述技术方案:该用于微型传声器中 的振膜包括:压电驻极体层以及附着在压电驻极体层上下表面的薄膜层,所述的压电驻极 体层采用蜂窝状的聚丙烯材料;所述的薄膜层采用的是碳纳米管薄膜。
[0026] 进一步而言,上述技术方案中,于所述位于压电驻极体层上表面的薄膜层的表面 还附着有一层保护层。
[0027] 进一步而言,上述技术方案中,所述的压电驻极体层的厚度为50-100um。
[0028] 进一步而言,上述技术方案中,所述的压电驻极体层中微孔呈透镜状,并且微孔的 厚度为:8-15um〇
[0029] 进一步而言,上述技术方案中,所述的压电驻极体层是通过将带孔的高聚物聚丙 烯薄膜置于一个密封压力容器中加压,然后再将容器中压力降低至常压,使薄膜中原存的 孔中气体膨胀,形成蜂窝聚丙烯材料。
[0030] 进一步而言,上述技术方案中,所述的保护层的采用聚酰亚胺,其厚度为 50-100um〇
[0031] 进一步而言,上述技术方案中,所述的振膜通过机械模压处理方式在其表面形成 有花纹。
[0032] 进一步而言,上述技术方案中,所述的花纹呈"八"字形。
[0033] 本实用