发声芯片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种发声芯片，其包括：一基底，其具有一第一表面；一热致发声元件设置于所述基底的第一表面；一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声元件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波。
【专利说明】发声芯片【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种发声芯片，尤其涉及一种热致发声芯片。
【背景技术】
[0002]发声装置一般由信号输入装置和发声元件组成，通过信号输入装置输入信号到该发声元件，进而发出声音。热致发声装置为发声装置中的一种，其为基于热声效应的一种发声装置，该热致发声装置通过向一导体中通入交流电来实现发声。该导体具有较小的热容(Heat capacity ),较薄的厚度,且可将其内部产生的热量迅速传导给周围气体介质的特点。当交流电通过导体时，随交流电电流强度的变化，导体迅速升降温，而和周围气体介质迅速发生热交换，促使周围气体介质分子运动，气体介质密度随之发生变化，进而发出声波。
[0003]2008年10月29日，范守善等人公开了一种应用热声效应的热致发声装置，请参见文献“Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin FilmLoudspeakers”，ShouShan Fan, et al., Nano Letters, Vol.8 (12)，4539-4545 (2008)。该热致发声元件采用碳纳米管膜作为一热致发声元件，由于碳纳米管膜具有极大的比表面积及极小的单位面积热容(小于2X10—4焦耳每平方厘米开尔文)，该热致发声元件可发出人耳能够听到强度的声音，且具有较宽的发声频率范围(IOOHf IOOkHz)。
[0004]然而，由于该热致发声元件通过将电能转换为热能，并加热空气发出声音，其原理区别于传统的喇叭，因此，该热致发声装置需要额外设计的驱动电路，这将使得该热致发声装置结构较复杂，使用不方便且不利于小型化应用。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、能够实现小型化并且使用方便的发声芯片。
[0006]—种发声芯片，其包括:一基底，其具有一第一表面；一热致发声兀件设置于所述基底的第一表面；一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声兀件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波。
[0007]与现有技术相比较，所述发声芯片结构简单、能够实现小型化并且使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明第一实施例提供的发声芯片的结构示意图。 [0009]图2为本发明第一实施例提供的发声芯片中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。
[0010]图3为本发明第一实施例提供的发声芯片中非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。[0011]图4为本发明第一实施例提供的发声芯片中扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。
[0012]图5为本发明第二实施例提供的发声芯片的结构示意图。
[0013]图6为本发明第三实施例提供的发声芯片的结构示意图。
[0014]图7为本发明第四实施例提供的发声芯片的结构示意图。
[0015]图8为本发明第五实施例提供的发声芯片的结构示意图。
[0016]图9为本发明第六实施例提供的发声芯片的结构示意图。
[0017]图10为本发明第六实施例提供的发声芯片的俯视图。
[0018]图11为本发明第六实施例提供的发声芯片的扫描电镜照片。
[0019]图12为本发明第六实施例提供的经有机溶剂处理后的碳纳米管线的光学显微镜照片。
[0020]图13为本发明第六实施例提供的发声芯片的发声效果图。
[0021]图14为本发明第六实施例提供的发声芯片的声压级-频率的曲线图。
[0022]主要元件符号说明
【权利要求】
1.一种发声芯片，其包括: 一基底，其具有一第一表面； 一热致发声元件设置于所述基底的第一表面； 一第一电极和一第二电极间隔设置并分别与所述热致发声元件电连接；以及一集成电路芯片设置于所述基底上且分别与所述第一电极和第二电极电连接，该集成电路芯片输出音频电信号给所述热致发声元件，所述热致发声元件根据输入的信号间歇性地加热周围介质，使周围介质热胀冷缩并向更远处进行热交换，形成声波。
2.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底的材料为玻璃、陶瓷、石英、金刚石、聚合物、金属氧化物或木质材料。
3.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底为一硅基片，且所述集成电路芯片通过微电子工艺直接制备在该硅基片上。
4.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底为一金属板或合金板，所述第一电极和第二电极通过一绝缘支撑体与所述基底绝缘设置，所述热致发声元件通过该绝缘支撑体悬空设置，或通过该第一电极和第二电极悬空设置。
5.如权利要求4所述的发声芯片，其特征在于，所述第一表面定义一凹部，所述集成电路芯片设置于该凹部内，所述基底具有一第二表面与所述第一表面相对，所述第二表面具有多个凹凸结构。
6.如权利要求5所述的发声芯片，其特征在于，所述凹凸结构为多个平行间隔设置的鳍片。
7.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底具有一第二表面与所述第一表面相对，所述集成电路芯片设置于该基底的第二表面。
8.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底具有一凹部，所述集成电路芯片设置于该凹部内。
9.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述集成电路芯片设置于所述基底内部。
10.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述集成电路芯片包括音频电信号的功率放大电路和直流偏置电路。
11.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述热致发声元件为一碳纳米管结构，且所述碳纳米管结构至少部分区域悬空设置。
12.如权利要求11所述的发声芯片，其特征在于，所述碳纳米管结构为由多个碳纳米管组成的自支撑结构，且该多个碳纳米管沿同一方向延伸。
13.如权利要求11所述的发声芯片，其特征在于，所述碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜为一由若干碳纳米管组成的自支撑结构，且所述若干碳纳米管沿同一方向择优取向排列。
14.如权利要求11所述的发声芯片，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多个碳纳米管线，所述碳纳米管线包括多个碳纳米管沿该碳纳米管线的长度方向平行排列或沿该碳纳米管线的长度方向呈螺旋状排列。
15.如权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，所述基底为一硅基片，所述基底的第一表面具有多个凹凸结构，所述凹凸结构定义多个交替设置的凸部与凹部，所述基底的第一表面具有一绝缘层，所述热致发声元件部分设置于该凸部顶面的绝缘层上，部分则通过该凹部悬空设置。
16.如权利要求15所述的发声芯片，其特征在于，所述基底的面积为25平方毫米至100平方毫米。
17.如权利要求15所述的发声芯片，其特征在于，所述凹部的深度为100微米至200微米，宽度为0.2毫米~I毫米。
18.如权利要求15所述的发声芯片，其特征在于，所述凹部为多个相互平行且均匀间隔分布的凹槽，每相邻两个凹槽之间的槽间距为20微米~200微米，相邻的凹槽之间为凸部。
19.如权利要求18所述的发声芯片，其特征在于，所述第一电极和第二电极的延伸方向平行于所述凹槽的延伸方向，所述热致发声元件中的碳纳米管的延伸方向垂直于与凹槽的延伸方向。
20.如权利要求15所述的发声芯片,其特征在于,所述发声芯片包括多个第一电极和多个第二电极，该多个第一电极与多个第二电极交替设置在凸部的顶面，多个第一电极电连接，多个第二电极电连接。
21.如 权利要求1所述的发声芯片，其特征在于，进一步包括一散热装置设置在基底的第二表面。
【文档编号】H04R23/00GK103841503SQ201210471194
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月20日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】魏洋, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司