压电电声变换器及其制法 【技术领域】
本发明涉及一种压电电声变换器,用于压电接收器和压电发声器
背景技术
压电电声变换器已被广泛用于压电发声器和压电接收器,在电子设备、家用电器以及手提电话中产生报警声音或者控制声音。在这样的压电电声变换器中,提出利用矩形振动膜片,以提高变换器的生产能力和声转换效率,并使之小型化。
日本未审专利申请公开No.2000-310990中公开了一种压电电声变换器,它包括一个矩形振动膜片、一个具有底壁和四个侧壁的外壳、用于将所述振动膜片支承于两个彼此相对的侧壁内部的支承单元,以及安装于支承单元中的第一和第二接线端,用以与外部连接。其中,所述振动膜片被容纳在所述外壳内,利用粘合剂或弹性粘合剂,将所述振动膜片的两个彼此相对的侧边固定在支承单元上,同时,用弹性粘合剂密封振动膜片其余两个侧边与外壳之间的缝隙,并利用导电粘合剂使振动膜片与第一和第二接线端电连接。
密封所述振动膜片与外壳之间空间的理由在于,要隔开所述振动膜片的上表面和下表面上的空间,以便在振动膜片的上表面和下表面上提供声音空间。为使所述振动膜片的振动受到的抑制最小,使用柔软的弹性粘合剂,如硅氧烷(silicone)粘合剂作为这种弹性粘合剂。
为了降低频率,最近已使振动膜片的厚度大大减小,使用厚度约为几十到100微米的薄振动膜片。采用这种薄地振动膜片,使支承结构对频率特性的影响增大。
例如,如果以热固性导电粘合剂使振动膜片直接与固定于外壳上的所述接线端相连,则由于导电粘合剂的固化收缩力,使振动膜片处于受力状态,这将产生频率特性的偏移。而且,由于固化之后,导电粘合剂的杨氏模量相对较大,所以,使振动膜片的振动受到抑制,并且因振动膜片的振动,而使导电粘合剂产生破裂。
日本未审专利申请公开No.2003-9286公开了一种压电电声变换器,它包括:具有支承单元的外壳,用以支承压电振动膜片的两个或四个侧边的下表面;多个接线端,它们具有露出于所述支承单元附近的内连接部分;第一弹性粘合剂,被涂敷在所述压电振动膜片的外部周缘与各接线端的内连接部分之间,以便把所述压电振动膜片固定到外壳上;导电粘合剂,被涂敷在所述压电振动膜片的一个电极与各接线端的内连接部分之间,以便与所述第一弹性粘合剂的上表面留有间隔,并使压电振动膜片的电极与各接线端的内连接部分电连接;以及第二弹性粘合剂,用于密封所述压电振动膜片的外部周缘与所述外壳的内部周缘之间的缝隙。
所述第一弹性粘合剂比如可以是氨基甲酸乙酯粘合剂,第二弹性粘合剂是一种杨氏模量比第一弹性粘合剂之杨氏模量小的材料,如硅氧烷粘合剂。
图13表示日本未审专利申请公开No.2003-9286中的压电振动膜片30和接线端31。在压电振动膜片30与接线端31之间,涂敷第一弹性粘合剂32,使之隆起,粘合剂上面还涂敷导电粘合剂33,用以避免振动膜片30的频率特性因导电粘合剂33的固化缩应力所致的变化,并防止导电粘合剂33固化之后产生破裂。
但在这种情况下,支承单元34和压电振动膜片30被第一弹性粘合剂32所粘结,致使振动膜片30受到约束,它的振动受到抑制。
日本未审专利申请公开No.2003-23696公开了一种变换器,它包括一个设在外壳内支承单元,并在压电振动膜片与一个接线端之间,用来支承压电振动膜片的四个角的下表面,在所述支承单元附近的位置处涂敷了第一弹性粘合剂,还在该弹性粘合剂上涂敷导电粘合剂。
图14表示日本未审专利申请公开No.2003-23696中压电振动膜片30和接线端31之间的连接部分。在这种情况下,由于在一个涂敷了第一弹性粘合剂32的区域内于压电振动膜片30下面设有一个空腔,所以,尽管压电振动膜片30将不会受到第一弹性粘合剂32的约束,但第一弹性粘合剂32向下流过振动膜片30与外壳35之间的缝隙,致使第一弹性粘合剂32不能在振动膜片30与接线端31之间隆起。
所述弹性粘合剂通常是冷固化粘合剂和热固化粘合剂。在冷固化粘合剂中,由于涂敷时的粘性(粘流性质)相对较大,固化时间较短,所以粘合剂不能向下流过振动膜片与外壳之间的缝隙。然而,在涂敷过程中,冷固化粘合剂开始固化,因阻塞涂敷装置而使工作效率变差。粘合剂固化之后,杨氏模量相对较大,以致冷固化粘合剂会约束振动膜片。
另一方面,热固化粘合剂的粘性(粘流性质)相对较低,涂敷过程中,这种粘合剂不开始固化,因而涂敷工作的效率突出,而且振动膜片也不会受到约束,因为固化之后的杨氏模量相对较低。
然而,如果使用粘性低的弹性粘合剂,如上所述,弹性粘合剂流向外壳的底壁,弹性粘合剂不能在振动膜片与接线端之间隆起。于是,将要涂敷并随后固化的导电粘合剂的约束力就能在振动膜片上发生作用,从而抑制振动。
如上所述,采用常规结构,难于同时满足三个条件:1)振动膜片受到支持而无实质的约束,2)提高弹性粘合剂的工作效率,3)涂敷弹性粘合剂,使其隆起。
【发明内容】
为了克服上述问题,本发明的各优选实施例提供一种压电电声变换器,其中振动膜片的频率特性稳定,涂敷弹性粘合剂的工作效率突出。
按照本发明的第一优选实施例,一种压电电声变换器包括:实际为矩形的压电振动膜片,通过在电极之间加给交流信号,它沿膜片的厚度方向按表面弯曲模式振动;外壳,其内部周缘设置支承单元,用以支持压电振动膜片的四角;接线端,固定在外壳上,使接线端的内连接部分露出于支承单元附近;第一弹性粘合剂,通过在压电振动膜片的外周缘与内连接部分之间涂敷第一弹性粘合剂,用以将压电振动膜片固定到外壳上;导电粘合剂,通过在压电振动膜片的电极与接线端的内连接部分之间涂敷导电粘合剂,经由第一弹性粘合剂的上表面,用以使压电振动膜片的各电极与接线端的内连接部分电连接;以及第二弹性粘合剂,用以密封压电振动膜片的外周缘与外壳的内周缘之间的间隙。其中,所外壳的内周缘中并在压电振动膜片下面,涂敷有第一弹性粘合剂的部分附近设置支承垫块,用以形成间隙,以防止第一弹性粘合剂在低于支承单元的位置处以及在支承垫块的上表面与压电振动膜片的下表面之间流动。
按照本发明的第二优选实施例,提供一种制作压电电声变换器方法,包括如下步骤:准备一矩形的压电振动膜片,通过在电极之间加给交流信号,它沿膜片的厚度方向按表面弯曲模式振动;准备一外壳,其内部周缘设置支承单元,用以支持压电振动膜片的四角;在支承单元附近并在低于支承单元的位置处设置支承垫块,用以阻止第一弹性粘合剂流动;把接线端固定在外壳上,使接线端的内连接部分露出于支承单元附近;通过在压电振动膜片与内连接部分之间涂敷第一弹性粘合剂,使之固化,将被安置在内连接部分外周缘内的压电振动膜片固定到外壳上;经由第一弹性粘合剂的上表面,通过在压电振动膜片的电极与接线端的内连接部分之间涂敷导电粘合剂,使之固化,将压电振动膜片的各电极与接线端的内连接部分电连接;通过在压电振动膜片的外周缘与外壳的内周缘之间涂敷第二弹性粘合剂,使之固化,密封压电振动膜片的外周缘与外壳的内周缘之间的间隙。
为了提高涂敷的工作效率,支承振动膜片而无实际的约束,所述第一弹性粘合剂最好具有较小的粘性。如果把粘性小的第一弹性粘合剂涂敷于振动膜片的外周缘外壳的内表面之间,弹性粘合剂将通过振动膜片与外壳之间的缝隙向下流到外壳的底壁。但在振动膜片之下第一弹性粘合剂的涂敷区域设置支承垫块,使第一弹性粘合剂流入支承垫块与振动膜片之间的缝隙,从而因第一弹性粘合剂的表面张力,而防止所述的流动,并防止第一弹性粘合剂向下流到外壳的底壁。此外,由于将支承垫块与振动膜片之间的缝隙设置成较小,以致该缝隙快速被粘合剂填满,过量的粘合剂隆起。因此,在第一弹性粘合剂固化之后,当在其上涂敷导电粘合剂时,因第一弹性粘合剂而使导电粘合剂的固化缩应力减轻,因为导电粘合剂在振动膜片的电极与接线端的内连接部分绕行最短的路径。于是,有效地防止了振动膜片的扭曲变形,从而使频率特性稳定,同时,避免因振动膜片的振动而使导电粘合剂破裂。
外壳的内周缘中最好设置一个凹槽,用以容纳第二弹性粘合剂,另外,在凹槽内周缘中比所述支承单元低的位置处设置一个防流壁,用以限制第二弹性粘合剂流向外壳的底壁。
第二弹性粘合剂可以是与第一弹性粘合剂类似的低粘性粘合剂。如果把粘性小的弹性粘合剂涂敷在振动膜片的周缘与外壳的内表面之间,弹性粘合剂将通过振动膜片与外壳之间的缝隙向下流向外壳的底壁。不过,第二弹性粘合剂流入设在外壳内的凹槽中,进而受到设在内周缘中的防流壁的阻碍,避免该弹性粘合剂向下流向外壳的底壁。而且,第二弹性粘合剂沿着凹槽快速流动,可使振动膜片的周缘很容易就被密封。
把防流壁的高度设定在使第二弹性粘合剂因其表面张力而不能通过该壁与振动膜片之间的缝隙流向外壳的底壁,同时又不妨碍振动膜片的振动这样的高度。
对于第二弹性粘合剂而言,防流壁的高度可以像支承垫块同样的高度,以阻止第一弹性粘合剂的流动。但最好将该壁的高度设定为比支承垫块的高度低。
当在与压电振动膜片相对的位置,即在压电振动膜片的四个角附近形成所述支承垫块时,实际上围绕压电振动膜片的整个周缘设置所述防流壁,以便即使所述二者高度相同,也使防流壁与压电振动膜片之间的第二弹性粘合剂的膜厚减小,从而,因阻力可使振动膜片的振动受到抑制。通过把防流壁的高度设定得比支承垫块的高度低,在第二弹性粘合剂不能流出防流壁与压电振动膜片之间缝隙的区域内,可使第二弹性粘合剂的膜厚增大,从而提供可靠的密封,同时,实质上不会增大第二弹性粘合剂的阻力。
第一弹性粘合剂固化后的杨氏模量最好约为500×106Pa或更小,而第二弹性粘合剂固化后的杨氏模量最好约为30×106Pa或更小。
这就是说,把第一和第二弹性粘合剂固化后的杨氏模量设定为使振动膜片的位移实际上不受影响,并且,在把第一弹性粘合剂固化后的杨氏模量设定成约为500×106Pa或更小同时第二弹性粘合剂固化后的杨氏模量约为30×106Pa或更小时,所述振动膜片的位移就会增大至最大值的大约90%,从而略去关于振动膜片位移的太大影响。
将第二弹性粘合剂的杨氏模量设定得相对较低的原因是,当把第一弹性粘合剂部分地涂敷在压电振动膜片的四角附近时,第二弹性粘合剂被涂敷压电振动膜片的周缘处,以致压电振动膜片更强地受到第二弹性粘合剂杨氏模量的影响。
第一弹性粘合剂最好是氨基甲酸乙酯粘合剂,而第二弹性粘合剂是硅氧烷(silicone)粘合剂。
作为弹性粘合剂,硅氧烷粘合剂是通常所用的,因为固化后的杨氏模量小,并且廉价。但硅氧烷粘合剂有一个严重的问题,即在受热及固化期间产生硅氧烷气体,当涂敷导电粘合剂时,它附着在导体部分上,成为一层膜,导致破坏粘附性,也破坏导电性。因此,在涂敷了导电粘合剂并且固化以后,就不再涂敷硅氧烷粘合剂。另一方面,氨基甲酸乙酯粘合剂就不会产生硅氧烷粘合剂所产生的这些问题。
因此,第一弹性粘合剂最好使用氨基甲酸乙酯粘合剂,用以将压电振动膜片固定在外壳上,作为导电粘合剂的底层,用以在压电振动膜片的电极与接线端的内连接部分之间导通,而将硅氧烷粘合剂用为第二弹性粘合剂,用来密封压电振动膜片的周缘。从而,就得到具有突出振动特性的压电电声变换器,而不会引起粘附性和导电性的破坏。
【附图说明】
以下通过参照附图详细描述优选实施例,将使本发明的其它特点、要素、特性、步骤及优点变得愈为清晰。其中:
图1是本发明第一优选实施例压电电声变换器的分解透视图;
图2是图1所示压电电声变换器中使用的压电振动膜片的透视图;
图3是在图2的A-A线处的阶梯剖面图;
图4是图1所示压电电声变换器中使用的外壳的主视图;
图5是沿图4的X-X线所取的剖面图;
图6是沿图4的Y-Y线所取的剖面图;
图7是表示将振动膜片固定在图4所示外壳上情况的主视图(涂敷第二弹性粘合剂之前);
图8是图4所示外壳之拐角部分的分解透视图;
图9是在图7的B-B线处的分解剖面图;
图10是在图7的C-C线处的分解剖面图;
图11是表示振动膜片位移与第一弹性粘合剂的杨氏模量之间关系的示意图;
图12是表示振动膜片位移与第二弹性粘合剂的杨氏模量之间关系的示意图;
图13是日本未审专利申请公开No.2003-9286中压电振动膜片与接线端之间连接部分的剖面图;
图14是日本未审专利申请公开No.2003-23696中压电振动膜片与接线端之间连接部分的剖面图;
具体实施方式
图1示出本发明第一优选实施例压电电声变换器的示例。
作为一种优选实施例的压电电声变换器适用于具有频率范围宽的设备,如压电接收器,它包括具有层状结构的压电振动膜片1、盒子10和盖板20。所述盒子10和盖板20限定一个外壳。
如图2和3所示,最好通过设置两个压电陶瓷层1a和1b形成所述振动膜片1。振动膜片1的主顶部/底部表面设有主面电极2和3,并且在所述陶瓷层1a和1b之间设置内电极4。如图中粗线箭号所示,所述两个陶瓷层1a和1b沿同一厚度方向被极化。顶部主面电极2和底部主平面电极3在长度方面略小于振动膜片1的侧边长度,并且每个电极2和3的一端与设在振动膜片1的一个端部表面上的端表面电极5相连。从而,顶部/底部主面电极2和3彼此相连。内电极4实际上与两个主面电极2和3对称,并且内电极4的一端与所述端表面电极5分开,而另一端则与设在振动膜片1的另一个端部表面上的端表面电极5连接。在振动膜片1的另一端部表面的顶部表面和底部表面上布置辅助电极7,以便与端表面电极6导通。
在振动膜片1的顶部表面和底部表面上布置树脂层8和9,覆盖主面电极2和3。
树脂层8和9是保护层,为防止因跌落冲击所致振动膜片1的破裂。在振动膜片1的对角线的两个角附近,所述顶部和底部树脂层8和9设有切口8a和9a,其上露出主面电极2和3,还设有切口8b和9b,其上露出辅助电极7。
虽然可将切口8a、8b、9a和9b排布在顶部表面和底部表面之一上,但按照本优选实施例,可以将切口8a、8b、9a和9b排布在顶部表面和底部表面上,而不计方向性。
另外,辅助电极7并不一定是条形电极,而可以只布置在切口8a和9b相应的位置处。
按照本优选实施例,作为陶瓷层1a和1b最好采用比如尺寸约为10mm×10mm×40μm的PZT陶瓷,而作为树脂层8和9最好采用比如厚度约为3-10μm的聚酰胺型酰亚胺(polyamidoimide)树脂。
如图4-10所示,盒子10最好为基本上呈矩形的树脂盒形,具有底壁10a和四个侧壁10b-10e。所述树脂材料最好为耐热树脂,如LCP(液晶聚合物)、SPS(间同立构聚苯乙烯)、PPS(聚苯硫)及环氧树脂。在四个侧壁10b-10e中的两个相对侧壁10b和10d内部,露出接线端11和12的两叉状内连接部分11a和12a。接线端11和12被模注嵌入到盒子10中。接线端11和12露出在外面的外连接部分11b和12b沿着侧壁10b和10d弯折,延伸到盒子10的底部表面(见图6)。
在盒子10的四角处,设有支承部分10f,用以支承振动膜片1的四个角的底部表面。各支承部分10f布置得比接线端11和12的内连接部分11a和12a的露出表面低。因此,当把振动膜片1放置在各支承部分10f上时,振动膜片1的上表面基本上与接线端11和12的内连接部分11a和12a的上表面平齐。
在各支承部分10f附近按照比各支承部分10f低的高度设置支承垫块10g,以便与振动膜片1的底部表面具有所需的缝隙D1。这就是说,设定各支承垫块10g的上表面与振动膜片1的底部表面(各支承部分10f的上表面)之间的缝隙D1,以便因后面将有叙述的第一弹性粘合剂13的表面张力,而防止该第一弹性粘合剂13流出。涂敷过程中,比如,第一弹性粘合剂13的粘滞系数约为6Pa·s至10Pa·s,缝隙D1最好约为0.1mm-0.2mm。按照本优选实施例,最好将缝隙D1设定为比如约0.15mm。
底壁10a的周缘中设有多个凹槽10h,用以填充后面将有叙述的第二弹性粘合剂15。各凹槽15内部,按比各支承部分10f低的高度提供防流壁10i。各防流壁10i防止第二弹性粘合剂15向着底壁10a流出,设定防流壁10i的上表面与振动膜片1的底部表面(各支承部分10f的上表面)之间的缝隙D2,以致因第二弹性粘合剂15表面张力,而防止gai第二弹性粘合剂15流出。当涂敷过程中第二弹性粘合剂15的粘滞系数约为0.5Pa·s至2.0Pa·s时,缝隙D2最好约为0.15mm-0.25mm。按照本优选实施例,最好将缝隙D1设定为比如约0.20mm。
按照本优选实施例,将各凹槽10h的底表面置于底壁10a之上表面上方的高度处,并给的深度较浅各凹槽10h快速地填充少量的第二弹性粘合剂15。具体地说,最好将各凹槽10h底表面与振动膜片1的底部表面(各支承部分10f的上表面)之间的高度D3设定为比如约0.3mm。使各凹槽10h和防流壁10i沿着底壁10a而不是支承垫块10g的周缘排布。作为选择,可以经由各支承垫块10g的内周缘,在底壁10a的整个周缘连续设置各凹槽。
另外,与各支承部分10f和支承垫块10g接触布置的各凹槽10h的接线端部分宽度比其余部分的宽度增大。因此,过量的第二弹性粘合剂15被这种宽度增大的部分所吸收,以防止第二弹性粘合剂15溢出到振动膜片1上。
在侧壁10b和10e的内表面上,给盒子10提供锥形突起10j,用以导引振动膜片1的四个侧边。
沿着四个侧壁10b-10e的内部上周缘,还给盒子10提供一个凹窝10k,用以防止第二弹性粘合剂15向上爬流。
还在接近侧壁10e的底壁10a上设置第一放声开孔10l。
在侧壁10b-10e的各拐角顶面上设置基本上呈L形的定位突起10m,用以支承盖板20的各角。在突起10m的内表面上设置呈锥形的突起10n,以导引盖板20。
把振动膜片1安放在盒子10内部,由各支承部分10f支承它的各角。由于振动膜片1的周缘部分受到设在侧壁10b-10e内表面上之锥形突起10j的导引,所以振动膜片1的各拐角刚好内放置在各支承部分10f上。特别是,由于设置各锥形突起10j,所以振动膜片1与盒子10之间的缝隙减小到比振动膜片1的插入精度还小,从而使成品的尺寸减小。另外,由于各突起10j与振动膜片1之间的接触面积较小,所以振动膜片1的振动实际上不受妨碍。
在把振动膜片1安放在盒子10内之后,如图7所示,通过将第一弹性粘合剂13涂敷于振动膜片1的四个点,而把振动膜片1固定到接线端11和12的内连接部分11a和12a上。这就是说,露出于切口8a上的主面电极2与接线端11的一个内连接部分11a之间的第一部分,以及露出于切8b上的辅助电极7与接线端12的另一内连接部分12a之间的第二部分都被涂敷有第一弹性粘合剂13,其中,所述第二部分与第一部分对角布置。另外,其余两个对角布置的部分也被涂敷有第一弹性粘合剂13。按照本优选实施例,按椭圆形或卵形形状涂敷第一弹性粘合剂13。但也并不限于椭圆形。第一弹性粘合剂13固化后的杨氏模量最好约为500×106Pa或更小,这是比较小的。有如从表示振动膜片1中心的位移与第一弹性粘合剂13固化后的杨氏模量之间关系的图11所能理解的,选择第一弹性粘合剂的杨氏模量,使振动膜片1的位移实际上不受限制。按照本优选实施例,最好使用杨氏模量约为3.7×106Pa的氨基甲酸乙酯粘合剂。涂敷以后,使第一弹性粘合剂13受热并固化。
当涂敷第一弹性粘合剂13时,由于它的粘滞系数小,所以第一弹性粘合剂13可以通过振动膜片1与接线端11和12之间的缝隙向下流。但如图9所示,在为使支承垫块10g与振动膜片1之间缝隙D1较小而涂敷第一弹性粘合剂13的位置附近,在振动膜片1下面设置支承垫块10g,以致因支承垫块10g与振动膜片1之间的表面张力,而防止第一弹性粘合剂13流向底壁10a。此外,由于所述缝隙D1被快速充填,所以在振动膜片1与接线端11和12之间出现过量的第一弹性粘合剂13。由于相应于缝隙D1,在支承垫块10g与振动膜片1之间存在一层第一弹性粘合剂13,所以压电振动膜片1实际上不会受到妨碍。
在第一弹性粘合剂13固化之后,按椭圆形或者细长形状涂敷导电粘合剂14,使之横贯在第一弹性粘合剂13上。导电粘合剂14并无特别的限制,按照本优选实施例,最好采用杨氏模量约为0.3×109Pa的氨基甲酸乙酯导电糊。涂敷导电粘合剂14之后,通过加热和固化导电粘合剂14,使主面电极2和接线端11的内连接部分11a,以及辅助电极7和接线端12的内连接部分12a分别连在一起。所述导电粘合剂14并不限于椭圆涂敷形状,只要能够经由第一弹性粘合剂13的上表面,分别使主面电极2和接线端11的内连接部分11a,以及辅助电极7和接线端12的内连接部分12a连接在一起即可。由于第一弹性粘合剂13隆起,按照拱形,在第一弹性粘合剂13上提供导电粘合剂14,以便绕行最短的路径(见图9)。因此,由固化的导电粘合剂14所引起的收缩应力被第一弹性粘合剂13所减轻,从而使在振动膜片1上的任何不利影响都最小。
在涂敷导电粘合剂14之后,给振动膜片1的整个周缘与盒子10的内周缘之间的缝隙都涂敷第二弹性粘合剂15,以便防止空气通过振动膜片1的顶部表面和底部表面泄漏。在以环形方式涂敷第二弹性粘合剂15之后,使它受热并固化。作为第二弹性粘合剂15,采用热固化粘合剂,其固化后的杨氏模量约为30×106Pa或更小,并且固化前的粘滞系数约为0.5Pa·s至2Pa·s。有如从表示振动膜片1中心的位移与第二弹性粘合剂15固化后的杨氏模量之间关系的图12所能够理解的,选择这个范围,使第二弹性粘合剂15不致对振动膜片1的位移有不利的影响。按照本优选实施例,最好使用杨氏模量约为3.0×105Pa的硅氧烷粘合剂。
当涂敷第二弹性粘合剂15时,由于它的粘滞系数小,所以第二弹性粘合剂15可以通过振动膜片1与盒子10之间的缝隙向下流向底壁10a。然而,如图10所示,在盒子10的内周缘中设置用以填充第二弹性粘合剂15的凹槽10h,以及设在凹槽10h内的防流壁10i,以使第二弹性粘合剂15进入凹槽10h,从而遍及所述周缘。由于振动膜片1与防流壁10i之间设有缝隙D2,就因振动膜片1与防流壁10i之间的表面张力,而防止第二弹性粘合剂15向下流向底壁10a。由于相应于缝隙D2,在防流壁10i与振动膜片1之间存在一层第二弹性粘合剂15,所以避免了压电振动膜片1受到妨碍。
按照本优选实施例,所述缝隙D2略大于缝隙D1(D1=约0.15mm,D2=约0.20mm)。这当中的理由在于,在第一弹性粘合剂13被部分地涂敷在振动膜片1与接线端11和12之间彼此相对部分的同时,基本上围绕振动膜片1的整个周缘涂敷第二弹性粘合剂15,为的是使因第二弹性粘合剂15所致对振动膜片1约束力最小,从而在避免第二弹性粘合剂15流出的范围之内,尽可能地增大缝隙D2。另一方面,由于第一弹性粘合剂13的涂敷部分被限制在缝隙D1内,所以即使减小缝隙D1,约束力的影响也是较小的,从而把缝隙D1设定为在振动膜片1与接线端11和12之间尽可能少量地出现第一弹性粘合剂13。
在涂布第二弹性粘合剂15时,部分第二弹性粘合剂15爬上盒子10的侧壁10b-10e,以致可能粘附在这些侧壁的顶部表面上。在第二弹性粘合剂15是脱模剂密封胶,如硅氧烷粘合剂的情况下,可使盖板20与侧壁10b-10e的顶部表面之间的粘结强度减小。但在10b-10e的内部上周缘内设有凹窝10k,用以限制第二弹性粘合剂15的上爬,从而防止第二弹性粘合剂15粘附到所述各侧壁的顶部表面上。
在如上述那样把振动膜片装到盒子10中之后,以粘合剂21将盖板20固定到各侧壁的顶部表面上。粘合剂21可为公知的粘合剂,如环氧型的。但在第二弹性粘合剂15为硅氧烷粘合剂的情况下,有可能由硅氧烷气体形成的膜粘附在所述侧壁的顶部表面上,以致可以将硅氧烷粘合剂用作粘合剂21。盖板20为与盒子10同样材料制成的平板。盖板20的周缘处于与突出于盒子10各侧壁的顶部表面之定位突起10m的呈锥形突起10n耦合,并刚好被放好。通过把盖板20与盒子10结合,在盖板20与振动膜片1之间提供一个音响空间。给盖板20中设置第二放声开孔22。
以这种方式,完成一个表面安装的压电电声变换器。
在本实施例的压电电声变换器中,在接线端11和12之间加给一定的交流电压(AC信号或矩形波信号),所述振动膜片1以表面弯曲的方式振动。极化方向与电场方向相同的压电陶瓷层在水平方向上收缩,而极化方向与电场方向相反的压电陶瓷层在水平方向上膨胀,从而使压电陶瓷层整个沿厚度方向变形。
按照本优选实施例,由于振动膜片1为叠层结构,比如双压电晶片结构,其中有两个振动区域(陶瓷层)沿着厚度方向接续布置,沿相反方向交互振动,与单一形态型振动膜片相比,可以得到较大的位移,也就是较大的声压。
本发明并不限于上述各优选实施例,在本发明范围内可做多种改型。
用第二弹性粘合剂涂敷的区域并不像上述各优选实施例那样仅限于振动膜片1的整个周缘,而是可将第二弹性粘合剂涂敷于适宜于密封振动膜片1与盒子10之间缝隙的区域。
首选是将上述各优选实施例的振动膜片1做成包含两个压电陶瓷层。作为选择,所述振动膜片也可包含三层或者更多层。
所述压电振动膜片并不限于叠层压电陶瓷结构,可以采用公知的单一形态振动膜片或者双压电晶片振动膜片,其中将压电板粘结在金属板的一个表面上或者两个表面上。
本发明的外壳也不限于各优选实施例那种的结构,即包含外凸的盒子10和要被粘结于盒子10上部开口上的盖板20,比如,所述外壳的结构可以包含帽形的盒子,它具有形成在底部表面上的开口和连接在所述底部表面上的底板。
本发明并不限于上述各优选实施例,而可以在所附各权利要求的范围内改型。另外,可按照需要将上述各优选实施例所揭示的技术教导用来组合。