一种压电陶瓷发声元件及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种压电陶瓷发声元件，包括紧密贴合的压电陶瓷片和金属片，所述压电陶瓷片包括陶瓷薄片，陶瓷薄片的两个面分别设置有一层金属层；压电陶瓷片设置有金属层的一面与金属片贴合，压电陶瓷片与金属片相接触的一面上的金属层分布有一个以上的空白区。本发明还公开了上述压电陶瓷发声元件的制造方法。本发明的压电陶瓷片与金属片相接触的一面上的金属层分布有一个以上的空白区，增加的空白区可以增加压电陶瓷片与金属片之间的粘结力，使压电陶瓷发声元件的垂直拉力成倍增加，压电陶瓷片与金属片的连接更加稳固，压电陶瓷发声元件在承受260～320℃/90s热风回流焊的热冲击后，不出现鼓包，确保其良好外观及可靠性。
【专利说明】一种压电陶瓷发声元件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子元器件领域，尤其涉及一种压电陶瓷发声元件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]压电陶瓷片是一种重要的电子发音元件，在两片圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当在两片电极上面接通交流音频信号时，压电片会根据信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。在压电陶瓷片上粘结一块金属片，则可构成简单的压电陶瓷发声元件。压电陶瓷发声元件由于结构简单、体积小、材料成本低、造价低廉等优点，被广泛的应用于电子电器方面如:手机、电脑、报警器、电冰箱、空调、游戏机、汽车、耳麦等消费类电子产品中。
[0003]目前，压电陶瓷发声元件主要是通过热风回流焊工艺焊接在线路板上。现有的压电陶瓷发声元件中，压电陶瓷片与金属片之间的垂直拉力较小，通常为4?5N，在经过260?320°C /90s热风回流焊的热冲击后，有部分产品会出现压电陶瓷片与金属片局部分离的问题(俗称鼓包)，造成显著的外观缺陷，导致产品的可靠性下降；在经过一次热风回流焊后，压电陶瓷发声元件的不良率约为5%，并且经过热风回流焊的次数越多，不良率越高，而鼓包问题是制约现有的压电陶瓷发声元件发展的重要原因之一。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种垂直拉力较大、在热风回流焊时不出现鼓包问题的新型压电陶瓷发声元件，并提供该压电陶瓷发声元件的制造方法。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种压电陶瓷发声元件，包括紧密贴合的压电陶瓷片和金属片，其中，
所述压电陶瓷片包括陶瓷薄片，陶瓷薄片的两个面分别设置有一层用于通电形成电极的金属层；
所述压电陶瓷片设置有一片以上，其中设置有金属层的一面与金属片贴合，压电陶瓷片设置有多片时，多片压电陶瓷片叠合在一起，再与金属片贴合；
所述压电陶瓷片与金属片相接触的一面上的金属层分布有一个以上的露出陶瓷薄片的空白区。
[0006]在上述的压电陶瓷发声元件中，所述的金属层为银或者铝，金属层采用附渗电极的方式加工在陶瓷薄片上，其中以银的导电性最好，优选作为形成电极的金属层。
[0007]在上述的压电陶瓷发声元件中，所述金属片为铜片、铁镍合金片或者不锈钢片。
[0008]在上述的压电陶瓷发声元件中，所述空白区均匀分布在金属层上。
[0009]在上述的压电陶瓷发声元件中，所述空白区的总面积占金属层面积的1%?30%，优选为10%。
[0010]在上述的压电陶瓷发声元件中，所述空白区的形状为圆形、菱形、方形、椭圆、三角形、星形或上述形状的组合。[0011]一种压电陶瓷发声元件的制造方法，包括以下步骤:
a)将压电陶瓷粉体进行湿法研磨，在研磨后的压电陶瓷粉体中加入粘合剂后采用流延成型工艺制得流延坯片，采用叠片烧结工艺对所述流延坯片进行加工制得陶瓷薄片；
b)采用印刷工艺或者溅射工艺在所述陶瓷薄片的双面制备金属层电极，得到压电陶瓷片；其中，与金属片相接触的压电陶瓷片通过丝网印刷工艺制备带有空白区的金属层；
c)把单片压电陶瓷片中设置有空白区的金属层与金属片粘合；或者采用胶粘工艺，把多个压电陶瓷片按外部电极连接的方法逐层粘接，并加热固化后形成一体化，其中，设置有空白区的金属层位于最外面与金属片粘合。
[0012]本发明的有益效果是:
本发明的压电陶瓷片与金属片相接触的一面上的金属层分布有一个以上的露出陶瓷薄片的空白区，由于陶瓷薄片与金属片之间的粘结力远比金属层与金属片之间的粘结力要大，增加的空白区可以增加压电陶瓷片与金属片之间的粘结力，使压电陶瓷发声元件的垂直拉力成倍增加，压电陶瓷片与金属片的连接更加稳固，压电陶瓷发声元件在承受260?3200C /90s热风回流焊的热冲击后，不出现鼓包外观缺陷的问题，确保产品的良好外观及可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0014]图1是现有的压电陶瓷片的结构示意图；
图2是第一实施例的压电陶瓷发声元件的剖视图；
图3是第二实施例中压电陶瓷发声元件的剖视图；
图4至图6是带有空白区的压电陶瓷片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]实施例一:
参照图2，本发明提供的第一实施例，包括金属片2，金属片2优选为铜片，也可以为铁镍合金、不锈钢片等导电金属片；金属片2上紧密贴合有一片压电陶瓷片1，其中，压电陶瓷片I包括陶瓷薄片11，陶瓷薄片11的两个面分别设置有一层金属层12，金属层12是银或铝等导电性能良好的金属粉末通过附渗电极的方式加工在陶瓷薄片上形成的；压电陶瓷片I的两面金属层12分别连接不同的电极。本发明的压电陶瓷片I与金属片2相接触的一面上的金属层12均匀分布有一个以上的空白区13，空白区13的形状为圆形、菱形、方形、椭圆、三角形、星形等几何图形或其组合，如图4至图6所示；空白区13的总面积占金属层12面积的1%?30%，优选为10%。
[0016]实施例二:
参照图3，本发明提供的第二实施例，其与第一实施例的区别在于压电陶瓷片I设置有多片，并且多片压电陶瓷片I叠合在一起，每片压电陶瓷片I的两面金属层12分别连接不同的电极；其中，位于最外面的设置有空白区13的金属层12与金属片2贴合。本实施例的其他结构都与第一实施例相同。
[0017]与图1所示的现有的压电陶瓷片的结构相比较，本发明的压电陶瓷片I与金属片2相接触的一面上的金属层12均匀分布有一个以上露出陶瓷薄片的空白区13，当压电陶瓷片I与金属片2相连接时，由于陶瓷薄片11与金属片2之间的粘结力远比用作电极的金属层12与金属片2之间的粘结力要大，增加的空白区13可以增加压电陶瓷片I与金属片2之间的粘结力，经测试，实施例一和实施例二中的压电陶瓷片I增加空白区13后，压电陶瓷发声元件可承受的垂直拉力增加到9~10N，对比现有的压电陶瓷片，其可承受的垂直拉力成倍增加；同时由于空白区13均匀分布在金属层12内部，避免了金属层12与金属片2的大面积接触，使压电陶瓷片I与金属片2的连接更加稳固，压电陶瓷发声元件在承受260~3200C /90s热风回流焊的热冲击后，不出现鼓包问题，确保其性能完好。
[0018]为了测试本发明的新型压电陶瓷发声元件实用性，将经本发明改进后的压电陶瓷发声元件与现有的压电陶瓷发声元件做高温对比试验，结果如下:
【权利要求】
1.一种压电陶瓷发声元件，包括紧密贴合的压电陶瓷片和金属片，其中， 所述压电陶瓷片包括陶瓷薄片，陶瓷薄片的两个面分别设置有一层用于通电形成电极的金属层； 所述压电陶瓷片设置有一片以上，其中设置有金属层的一面与金属片贴合，压电陶瓷片设置有多片时，多片压电陶瓷片叠合在一起，再与金属片贴合； 其特征在于，所述压电陶瓷片与金属片相接触的一面上的金属层分布有一个以上的露出陶瓷薄片的空白区。
2.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷发声元件，其特征在于:所述金属层为银或者招。
3.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷发声元件，其特征在于:所述金属片为铜片、铁镍合金片或者不锈钢片。
4.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷发声元件，其特征在于:所述空白区均匀分布在金属层上。
5.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷发声元件，其特征在于:所述空白区的总面积占金属层面积的1%?30%。
6.根据权利要求5所述的一种压电陶瓷发声元件，其特征在于:所述空白区的总面积占金属层面积的10%。
7.根据权利要求1所述的一种压电陶瓷发声元件，其特征在于:所述空白区的形状为圆形、菱形、方形、椭圆、三角形、星形或上述形状的组合。
8.根据权利要求1至5任意所述的一种压电陶瓷发声元件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: a)将压电陶瓷粉体进行湿法研磨，在研磨后的压电陶瓷粉体中加入粘合剂后采用流延成型工艺制得流延坯片，采用叠片烧结工艺对所述流延坯片进行加工制得陶瓷薄片； b)采用印刷工艺或者溅射工艺在所述陶瓷薄片的双面制备金属层电极，得到压电陶瓷片；其中，与金属片相接触的压电陶瓷片通过丝网印刷工艺制备带有空白区的金属层； c)把单片压电陶瓷片中设置有空白区的金属层与金属片粘合；或者采用胶粘工艺，把多个压电陶瓷片按外部电极连接的方法逐层粘接，并加热固化后形成一体，其中，设置有空白区的金属层位于最外面与金属片粘合。
【文档编号】H04R31/00GK103546848SQ201310470811
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】姜知水, 欧明, 田维, 文理 申请人:肇庆捷成电子科技有限公司