一种耐高温贴片传声器的制作方法与工艺

本发明涉及传声器设备领域，尤其涉及一种耐高温贴片传声器。

背景技术：
随着传声器的不断小型化以及传声器在手机、平板电脑等便携式设备上的应用，传统制备传声器的工艺已经不适宜于小型化的传声器的生产。由于手机PCB板的元件采用SMT工艺以及回流焊工艺制成，若传声器本身也能采用SMT工艺与回流焊工艺的话，则可以配合PCB板的其他元件一次加工完成。然而现有的传声器由于耐高温性能较差，当采用回流焊工艺时，回流焊时的高温会使得传声器的振膜以及其他元件的灵敏度急剧下降，严重影响传声器的正常使用。现有的贴片式传声器通过下列方法解决贴片传声器不能高温回流焊的问题，例如公开号为200944665Y的中国专利“贴片式驻极体电容传声器”，其通过将金属外壳由铝替换为铜，用锡焊将铜焊接于线路板上以适应贴片元件基本要求；又如公开号为CN201854427U的中国专利“一种表面贴装驻极体电容式传声器模组”，其通过在外壳外在增设耐高温保护遭从而减弱表面贴装驻极体电容式传声器模组内部元器件受到的热冲击，减少因为回流焊而导致产品灵敏度偏低的现象。然而现有专利公开的贴片式传声器均仅公开采用耐高温材料，未公开具体的材料选型。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种适宜于回流焊且回流焊后灵敏度变化低的耐高温贴片传声器。本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种耐高温贴片传声器,其由底面被极化的外壳、垫片、塑环、振动膜片、金属极环以及PCB板组件组成，所述外壳底面开设有多个声孔、顶面被PCB板组件密封，垫片设置于外壳底面上将外壳底面与振动膜片隔开，金属极环一端面与PCB板电连接，另一端面与振动膜片电连接，塑环将金属极环与振动模块包容使得三者能固定于外壳内部；所述塑环采用如下重量百分比的材料制成：聚四氟乙烯纤维：12%-17%；玻璃纤维：5.5%-7.5%；二氧化硅：2.5%-3.5%；无水三氯化铝：4%-7%；固化剂：8%-10%；3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯：30%-45%；余量为双邻苯二甲腈树脂；所述外壳采用如下重量百分比的材料制成：Cr:21%-23%、Mn:0.52%-1.5%、Cu:1.3%-2.7%、Ti：1.5%-2.0%、S：0.02%-0.07%、Se：2%-5%、Co:0.05%-0.12%,余量为Ni。优选地，所述塑环采用如下重量百分比的材料制成：聚四氟乙烯纤维：15%；玻璃纤维：6%；纳米二氧化硅：3.5%；无水三氯化铝：5%；固化剂：8%3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯：38%；余量为双邻苯二甲腈树脂；所述外壳采用如下重量百分比的材料制成：Cr:23%、Mn:0.52%、Cu:2%、Ti：1.8%、S：0.05%、Se：3%、Co:0.1%,余量为Ni。进一步地，所述塑环通过如下步骤制备：S1：按配方称量3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、固化剂以及双邻苯二甲腈树脂置于烧杯中，恒温55至65℃温度下搅拌均匀；而后加入无水三氯化铝搅拌15-20分钟；S2：将步骤S1得到的混合物倒入塑环模具凹槽中，并添加纳米二氧化硅、聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维后搅拌均匀后抽真空去除气泡；S3：将模具以三段固化加热温度固化，分别为160℃固化加热20分钟，250℃固化加热30分钟，350℃固化加热20分钟。进一步地，所述纳米二氧化硅在添加至混合物前，先使用钛酸酯改性，钛酸酯用量为纳米二氧化硅质量的20%-25%，改性时间1小时。进一步地，所述聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维在添加至混合物前，先使用0.8mol/L的钠-奈处理液改性。进一步地，所述固化剂为甲基纳迪克酸酐。进一步地，所述外壳通过如下步骤制备：S1：按配方称取各元素的纯金属，加热融化成合金液；S2：将熔融的合金液通过氩气吹向表面线速度达到150-200m/s的铁制冷却盘使得合金液以125-135℃/S的速度冷却至合金粉末；S3：将合金粉末压制、烧结成型。进一步地，所述多个声孔的数量为4个且其中三个声孔的圆心的连线构成等边三角形，另一个声孔的圆心位于该等边三角形中心。进一步地，所述声孔上还覆盖有防水防尘网。本发明与现有技术相比具有如下有益效果：1、本发明的耐高温贴片传声器省去了传统贴片传声器的背极板，背极板的功能由外壳底面代替。由于背极板非常小，组装极为不方便，去除背极板后，组装效率大为提升。2、塑环采用特殊的耐高温树脂和纤维构成，能够很好的保护位于其中的金属极环和振动膜片，在耐高温贴片传声器进行回流焊时，耐高温贴片传声器的灵敏度变化较小。3、通过设置声孔的数量和位置关系，使得声音经过4个声孔传递至振动膜片时，薄膜表面受压均匀，薄膜的振动更加接近火塞振动，大大减小谐波的产生，减小失真。附图说明图1为本发明耐高温贴片传声器的剖面结构示意图；图2为本发明中外壳的立体结构示意图。具体实施方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。请参照图1，本发明的耐高温贴片传声器，其由底面被极化的外壳1、垫片2、塑环8、振动膜片6、金属极环7以及PCB板组件4组成。外壳1底面开设有多个声孔5，顶面被PCB板组件4密封；垫片2设置于外壳底面上将外壳底面与振动膜片6隔开，金属极环7一端面与PCB板电连接，另一端面与振动膜片6电连接，塑环8将金属极环7与振动模块6包容使得三者能固定于外壳内部。声音经过声孔5传递至外壳1内部，引起振动膜片6振动，由于垫片2将外壳1与振动膜片6隔开，因此振动膜片6的振动使得二者之间的电容值发生变化，该电容值的变化通过金属极环7传递至PCB板组件4，从而完成声信号向电信号的转变。本实施例中，将外壳1底面极化，使得电荷聚集于外壳底面上，从而能够与振动膜片之间形成电容，省去了传统的背极板组件。由于塑环不是金属材质，且塑环将振动膜片和金属极环包围，因此在贴片电容器回流焊时，塑环的耐高温性能将直接影响贴片传声器的灵敏度。本发明中为增强塑环的耐高温性能，塑环通过如下三个实施例制成。实施例1按照如下重量百分比称取原料：聚四氟乙烯纤维：12%；玻璃纤维：5.5%；二氧化硅：2.5%；无水三氯化铝：4%；固化剂：8%；所述固化剂为甲基纳迪克酸酐；3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯：30%；余量为双邻苯二甲腈树脂。将3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双邻苯二甲腈树脂以及甲基纳迪克酸酐置于烧杯中，恒温60℃搅拌均匀；而后加入无水三氯化铝搅拌15-20分钟。将上述得到的混合物倒入塑环模具凹槽中，并添加纳米二氧化硅、聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维后搅拌均匀后抽真空去除气泡；将模具以三段固化加热温度固化，分别为160℃固化加热20分钟，250℃固化加热30分钟，350℃固化加热20分钟。将制得的塑环放入贴片传声器中在260℃下高温回流焊5次后测试贴片传声器的灵敏度变化，变化值测试结果见表1。实施例2按照如下重量百分比称取原料：聚四氟乙烯纤维：15%；玻璃纤维：6%；二氧化硅：3.5%；无水三氯化铝：5%；固化剂：8%；所述固化剂为甲基纳迪克酸酐；3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯：38%；余量为双邻苯二甲腈树脂。将3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双邻苯二甲腈树脂以及甲基纳迪克酸酐置于烧杯中，恒温60℃搅拌均匀；而后加入无水三氯化铝搅拌15-20分钟。将上述得到的混合物倒入塑环模具凹槽中，并添加纳米二氧化硅、聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维后搅拌均匀后抽真空去除气泡；所述纳米二氧化硅在添加至混合物前，先使用钛酸酯改性，钛酸酯用量为纳米二氧化硅质量的20%-25%，改性时间1小时。所述聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维在添加至混合物前，先使用0.8mol/L的钠-奈处理液改性。将模具以三段固化加热温度固化，分别为160℃固化加热20分钟，250℃固化加热30分钟，350℃固化加热20分钟。将制得的塑环放入贴片传声器中在260℃下高温回流焊5次后测试贴片传声器的灵敏度变化，变化值测试结果见表1。实施例3按照如下重量百分比称取原料：聚四氟乙烯纤维：17%；玻璃纤维：7.5%；二氧化硅：3.5%；无水三氯化铝：7%；固化剂：10%；所述固化剂为甲基纳迪克酸酐；3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯：45%；余量为双邻苯二甲腈树脂。将3,4-环氧环环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双邻苯二甲腈树脂以及甲基纳迪克酸酐置于烧杯中，恒温65℃搅拌均匀；而后加入无水三氯化铝搅拌15-20分钟。将上述得到的混合物倒入塑环模具凹槽中，并添加纳米二氧化硅、聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维后搅拌均匀后抽真空去除气泡；所述纳米二氧化硅在添加至混合物前，先使用钛酸酯改性，钛酸酯用量为纳米二氧化硅质量的20%-25%，改性时间1小时。所述聚四氟乙烯纤维和玻璃纤维在添加至混合物前，先使用0.8mol/L的钠-奈处理液改性。将模具以三段固化加热温度固化，分别为160℃固化加热20分钟，250℃固化加热30分钟，350℃固化加热20分钟。另外，传统的外壳采用铝、铜或者铝合金、铜合金等材料制成，虽然传统的外壳已经具备一定的耐高温性能，然而由于贴片传声器尺寸小、厚度薄，一般来讲，贴片传声器外径尺寸仅为4毫米，高度仅为1毫米，此时若采用传统金属材料制成外壳，其一方面耐热性能由于厚度的原因降低，另一方面也使得热量大量被传递至塑环内部。本发明中通过特殊合金制备外壳，加强其耐热性能和隔热性能。本发明的外壳采用如下重量百分比的材料制成：Cr:23%、Mn:0.52%、Cu:2%、Ti：1.8%、S：0.05%、Se：3%、Co:0.1%,余量为Ni。本发明的外壳材料中，不含导热性能较好的铝、铁等材料，同时其他材料隔热效果、拉伸强度等均较好，比较适合于制备外壳。上述外壳通过如下方式制备：S1：按配方称取各元素的纯金属，加热融化成合金液；S2：将熔融的合金液通过氩气吹向表面线速度达到150-200m/s的铁制冷却盘使得合金液以125-135℃/S的速度冷却至合金粉末；S3：将合金粉末压制、烧结成型。本发明的外壳采用快速冷却方法制备合金，加强了其机械性能。将制得的外壳和塑环放入贴片传声器中在260℃下高温回流焊5次后测试贴片传声器的灵敏度变化，变化值测试结果见表1。表1实施例灵敏度变化值（dB）实施例1正1.2实施例2负0.7实施例3正0.5由上表可知，采用本发明的塑环后，贴片式传声器的耐高温性能明显提高，高温回流焊时，灵敏度变化值在正负1.5dB之类。优选地，为了减小耐高温贴片传声器本身的失真，将声孔的数量设为4个，且其中三个声孔的圆心的连线构成等边三角形，另一个声孔的圆心位于该等边三角形中心。更优选地，为了达到更好的实用效果，还在声孔上覆盖有防水防尘网。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。