一种压电陶瓷组件和一种电子设备的制作方法

本实用新型涉及电子设备领域，具体涉及一种压电陶瓷组件和一种电子设备。

背景技术：

基于手机全面屏和手机屏幕无孔化的需求，传统的在手机上开孔的发声技术已经不能满足手机全面屏以及屏幕无孔化的需求。因此，屏幕发声技术应运而生。其原理是通过一个激励器，驱动与激励器固定连接的屏幕及结构，以屏幕作为振动体产生声波传送到人耳。

激励器分为压电陶瓷单元激励器和微振动单元激励器。微振动激励器是通过磁铁与线圈的电磁感应原理将电能转化为机械能，并带动屏幕震动发声，其组装难度大，工艺复杂；压电陶瓷激励器具有结构简单、厚度薄和体积小等优点，但传统的压电激励器中陶瓷片结构过于简单，可靠性风险大。

技术实现要素：

有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种压电陶瓷组件和一种电子设备，用于解决传统的压电陶瓷片可靠性风险大的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种压电陶瓷组件，包括

第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片；以及

中间层基板，设置在所述第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间，用于增强所述压电陶瓷组件的强度。

优选地，还包括

柔性电路板，所述柔性电路板包括第一柔性部和第二柔性部，所述第一柔性部与所述第一压电陶瓷片固定连接，所述第二柔性部与所述第二压电陶瓷片固定连接；

第一粘合层；以及

钢板，通过第一粘合层与第二柔性部固定连接。

优选地，所述中间层基板包括：

承载部，与所述第一压电陶瓷片以及所述第二压电陶瓷片贴合；以及

延长部，从所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片之间伸出，在所述柔性电路板的下方延伸，用于支撑所述柔性电路板。

优选地，所述延长部和所述柔性电路板之间设置有硅胶。

优选地，所述中间层基板的轮廓与所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片的轮廓相同。

优选地，所述中间层基板的轮廓大于所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片的轮廓。

优选地，所述中间层基板具有超出所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片边缘的封胶区域，所述封胶区域填充有封胶结构。

优选地，在所述中间层基板上设置有槽，所述槽中设置有柔性配重部；所述柔性配重部为柔性质量块或硅胶。

优选地，所述柔性质量块为金属粉末和胶水的混合物。

优选地，所述压电陶瓷组件还包括薄膜吸塑封装。

第二方面，本实用新型实施例提供一种电子设备，包括：

如上所述的压电陶瓷组件；

第二粘合层；以及

屏幕；

其中，所述压电陶瓷组件通过第二粘合层与所述屏幕固定连接。

本实用新型实施例的压电陶瓷组件包括第一压电陶瓷片、第二压电陶瓷片以及中间层基板。中间层基板设置在第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间，通过中间层基板将第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片固定连接，使得本实用新型的压电陶瓷组件在弯曲振动时，能够承受较大的应力，从而提高了压电陶瓷组件的耐冲击力，使得压电陶瓷组件的可靠性得以提升。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本实用新型第一实施例的压电陶瓷组件的示意图；

图2是本实用新型第一实施例压电陶瓷组件的爆炸图；

图3是本实用新型第一实施例压电陶瓷组件的切面图；

图4是采用本实用新型第一实施例的压电陶瓷组件的电子设备的结构示意图；

图5是本实用新型第二实施例的压电陶瓷组件的结构示意图；

图6是本实用新型第二实施例的压电陶瓷组件的切面图；

图7是采用本实用新型第二实施例的压电陶瓷组件的电子设备的结构示意图；

图8是本实用新型第三实施例的压电陶瓷组件的爆炸图；

图9是本实用新型第三实施例的中间层基板的俯视图；

图10是本实用新型第三实施例的压电陶瓷组件的切面图；

图11是本实用新型第三实施例薄膜吸塑封装的切面图；

图12是本实用新型第三实施例薄膜吸塑封装的俯视图；

图13是采用本实用新型第三实施例的压电陶瓷组件的电子设备的示意图；

图14是本实用新型第四实施例的压电陶瓷组件的示意图；

图15是本实用新型第四实施例的中间层基板的示意图；

图16是本实用新型第四实施例的压电陶瓷组件的切面图；

图17是本实用新型第四实施例薄膜吸塑封装的切面图；

图18是本实用新型第四实施例薄膜吸塑封装的俯视图；

图19是采用本实用新型第四实施例的压电陶瓷组件的电子设备的爆炸图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下对本实用新型第一实施例进行描述。

图1是本实用新型第一实施例的压电陶瓷组件的示意图。图2是本实用新型第一实施例压电陶瓷组件的爆炸图。

如图1和图2所示，本实施例的压电陶瓷组件包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30和钢板40。

传统的压电陶瓷片仅仅是多层陶瓷片，陶瓷片容易破碎，可靠性风险大。

本实施例的压电陶瓷组件在第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12之间增加了中间层基板13。第一压电陶瓷片11与中间层基板13通过胶合的方式连接；第二压电陶瓷片12与中间层基板13通过胶合的方式连接。由此，在第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12受力弯曲时，中间层基板13能够承受较大的应力，从而提高了压电陶瓷组件的耐冲击性，使得压电陶瓷组件的可靠性得到提升。

中间层基板13的外形尺寸(也即中间层基板13的轮廓)可以和第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的轮廓相同；也可以大于第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的轮廓。可选地，本实施例的中间层基板13的外形尺寸(也即中间层基板13的轮廓)和第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的外形尺寸相同。

中间层基板13是水平方向有一定硬度的板材。优选地，本实施例中间层基板采用完整的玻璃纤维板、碳纤维板或钢板等。

具体地，柔性电路板20包括两部分，分别是第一柔性部21和第二柔性部22，第二柔性部22与第一柔性部21相连接，第二柔性部22以弯折的形式与第一柔性部21形成一个空间a。第一压电陶瓷片11、中间层基板13和第二压电陶瓷片12形成的陶瓷片组合a1设置在柔性电路板20的空间a里。其中，第一压电陶瓷片11上设置电极110，第一柔性部21通过第一压电陶瓷片11的电极110为第一压电陶瓷片11馈电；第二压电陶瓷片12上设置电极120，第二柔性部22通过第二压电陶瓷片12的电极120为第二压电陶瓷片12馈电。通过电极110和电极120使得柔性电路板20能够为陶瓷片组合a1馈电，由此，压电陶瓷组合a1根据馈电信号的激励能够收缩。

图中b1和b2用于示意柔性电路板20的两种不同状态，b1是第二柔性部22以弯折的形式与第一柔性部21形成一个空间a的状态(空间a用于容纳第一压电陶瓷片11、中间层基板13和第二压电陶瓷片12形成的陶瓷片组合a1)；b2是柔性电路板20的展开状态。优选地，为减少压电陶瓷组件的总体尺寸，本实施例的工作状态为b1。

图3是本实用新型第一实施例压电陶瓷组件的切面图。

如图3所示，本实用新型实施例的压电陶瓷组件的切面图从上至下依次为：第一柔性部21、第一压电陶瓷片11、中间层基板13、第二压电陶瓷片12、第二柔性部22、第一粘合层30和钢板40。上述元件依次固定连接。其中，钢板40通过第一粘合层30贴合到第二柔性部22。第一粘合层30可以为双面胶或胶水等具有贴合或胶合作用的粘性物质。本实施例中，当第一压电陶瓷片11、中间层基板13和第二压电陶瓷片12形成的陶瓷片组合通过电极获取到柔性电路板20的激励信号后，第一压电陶瓷片11、中间层基板13和第二压电陶瓷片12形成的陶瓷片组合受到激励信号而收缩。由于第一压电陶瓷片11、中间层基板13和第二压电陶瓷片12形成的陶瓷片组合在柔性电路板20的空间里，而柔性电路板20通过第一粘合层与钢板固定连接，陶瓷片组合的收缩运动会带动钢板上下弯折运动，从而使得压电陶瓷组件整体表现出上下弯折运动(也即振动)。

应理解，在本实施例中，也可以采用其它的方式对第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12进行馈电。所述柔性电路板20可以被替换为电线或其它类型的馈电结构。

图4是采用本实用新型第一实施例的压电陶瓷组件的电子设备的结构示意图。

如图4所示，本实用新型实施例提供的电子设备包括压电陶瓷组件1、第二粘合层2和屏幕3。其中，第二粘合层2可以为双面胶，屏幕3可以为手机、平板电脑等的屏幕。

压电陶瓷组件1通过第二粘合层2贴合到屏幕3上。压电陶瓷组件1可以受柔性电路板20的电信号驱动而上下弯折运动也即振动，通过第二粘合层贴合到屏幕3后，压电陶瓷组件1能够带动屏幕3的整体或局部振动，从而实现屏幕发声。本实用新型实施例提供的压电陶瓷组件1包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、和中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30和钢板40。

本实用新型实施的电子设备通过压电陶瓷组件经第二粘合层与屏幕固定连接，从而将压电陶瓷组件受驱动产生的振动传导至屏幕，压电陶瓷组件带动屏幕振动产生声波，当声波到达使用者耳部时，使用者可以听到屏幕发出的声音。

本实施例通过在第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间设置中间层基板，提高了压电陶瓷组件的耐冲击性，使得压电陶瓷组件的可靠性得到提升，从而，改变了传统陶瓷片可靠性低的特性。通过柔性电路板为第一压电陶瓷、第二压电陶瓷和中间层基板馈电，从而为第一压电陶瓷、第二压电陶瓷和中间层基板提供激励信号，以驱动第一压电陶瓷、第二压电陶瓷和中间层基板收缩。通过设置钢板，并通过第一粘合层将钢板贴合到柔性电路板、第一压电陶瓷、第二压电陶瓷和中间层基板的组合上，从而将第一压电陶瓷、第二压电陶瓷和中间层基板的收缩运动转换为钢板的上下弯折运动，从而使得整个压电陶瓷组件表现出弯折运动也即振动。通过第二粘合层，将压电陶瓷组件贴合到屏幕上，从而压电陶瓷组件的振动时能够带动屏幕振动，进而产生声波，由此实现屏幕发声。

以下对本实用新型第二实施例进行描述。

图5是本实用新型第二实施例的压电陶瓷组件的结构示意图。图6是本实用新型第二实施例的压电陶瓷组件的切面图。

如图5和图6所示，本实施例的压电陶瓷组件包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30和钢板40。其中，柔性电路板20包括第一柔性部21和第二柔性部22。

本实施例的中间层基板13与第一实施例不同，其余元件(第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、柔性电路板20、第一粘合层30和钢板40)与第一实施例均相同，不再重复介绍。

为了增加压电陶瓷组件的可靠性，本实用新型第二实施例在第一实施例的基础上对中间层基板13做出改进，在中间层基板13上增加槽130和柔性配重部(图中未示出)。柔性配重部为柔性质量块或硅胶。

在一种可选的实现方式中，柔性配重部采用柔性质量块。本实施例的柔性质量块包括刚度隔离体、配重块和粘着体，例如，柔性配重部可以为金属粉末和胶水的混合物。刚度隔离体可以采用的材料包括泡棉、硅胶、k胶、阻尼胶或环氧树脂胶。配重块可以采用的材料包括金属或无机非金属。配重块采用的状态可以为粉末状。配重块的金属材料可以为铁或铜。配重块的无机非金属材料可以采用玻璃或硅。配重块与刚度隔离体通过粘着体形成层状粘结或均匀混合粘结。同时，柔性配重部的粘着体还可以将中间层基板与第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片粘结在一起。

在另一种可选的实现方式中，柔性配重部采用硅胶。

通过在中间层基板设置槽，本实用新型第二实施例能够改善压电陶瓷组件受激励后的声学性能；通过在槽中设置柔性配重部，本实用新型第二实施例的中间层基板能够调整压电陶瓷组件的产品模态(也即，振动状态)，从而优化声学曲线，进而大大改善压电陶瓷组件的听感，并降低压电陶瓷组件受驱动振动后所产生的声波失真。

图7是本实用新型采用第二实施例的压电陶瓷组件的电子设备的结构示意图。

如图7所示，本实施例提供的电子设备包括压电陶瓷组件1、第二粘合层2和屏幕3。其中，第二粘合层2可以为双面胶，屏幕3可以为手机、平板电脑等的屏幕。

压电陶瓷组件1通过第二粘合层2将压电陶瓷组件1贴合到屏幕3上。压电陶瓷组件1可以受电信号驱动振动，带动屏幕整体或局部振动，从而实现屏幕发声。本实用新型实施例提供的压电陶瓷组件1包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30和钢板40。其中，柔性电路板20包括第一柔性部21和第二柔性部22。中间层基板13包括槽130和柔性配重部(图中未示出)。

本实用新型实施的电子设备通过压电陶瓷组件经第二粘合层与屏幕固定连接，从而将压电陶瓷组件受驱动产生的振动信号传导至屏幕。当压电陶瓷组件受力振动时，压电陶瓷组件带动屏幕振动，并产生声波，当声波到达使用者耳部时，使用者可以听到屏幕发出的声音。通过在中间层基板上设置槽，在槽内填充柔性配重部，能够改善压电陶瓷组件的振动状态。压电陶瓷组件受驱动产生的振动信号传导至屏幕后，屏幕振动发出的声音不容易失真。

以下对本实用新型的第三实施例进行描述。

图8是本实用新型第三实施例的压电陶瓷组件的爆炸图。图9是本实用新型第三实施例的中间层基板的俯视图。图10是本实用新型第三实施例的压电陶瓷组件的切面图。

如图8-图10所示，本实施例的压电陶瓷组件包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40和封胶区域50。其中，柔性电路板20包括第一柔性部21和第二柔性部22。中间层基板13包括承载部13a和延长部13b。

其中，第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、第一柔性部21、第二柔性部22、第一粘合层30和钢板40与第一实施例的元件均相同，不再重复介绍。

本实施例与第一实施例的不同之处在于，中间层基板13的轮廓大于第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的轮廓，并在中间层基板13上设置承载部13a和延长部13b，在延长部13b设置封胶区域50，通过封胶区域50包裹第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的边缘。

具体地，本实施例的中间层基板13包括承载部13a和延长部13b。其中，承载部13a位于第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12之间。延长部13b是中间层基板13伸出第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片的部分。承载部13a通过胶合的方式与第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12贴合。延长部13b上设置封胶区域50，封胶区域50包裹第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12的边缘。

在一种可选的实现方式中，延长部13b是在承载部13a的轮廓上外延0.05到2mm(毫米)。优选地，延长部13b是在承载部13a的轮廓上外延0.1mm。具体地，在延长部13b上设置封胶区域50，封胶区域50可以防止第一压电陶瓷片11和第二压电陶瓷片12受震荡导致的缺边、也可以防止湿气进入。

本实施例通过在中间层基板上设置延长部，并在延长部上设置封胶区域，通过封胶区域包裹第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，能够防止压电陶瓷组件受振荡而导致的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片边缘破裂，还能够防止湿气进入第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间。由此，本实施例的压电陶瓷组件整体可靠性得以提升。

在一种可选的实现方式中，为了增强本实施例压电陶瓷组件整体的可靠性，本实施例的压电陶瓷组件还包括薄膜吸塑封装。

图11是本实用新型第三实施例薄膜吸塑封装的切面图。图12是本实用新型第三实施例薄膜吸塑封装的俯视图。

如图11和图12所示，本实施例设置薄膜吸塑封装区域60对第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20(包括第一柔性部21和第二柔性部22，其中第一柔性部21一部分在封胶区域内，一部分在封胶区域外)、第一粘合层30、钢板40和封胶区域50进行封装。

优选地，薄膜吸塑封装区域60的薄膜厚度为10um。

本实施例通过对压电陶瓷组件中的第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40和封胶区域50设置薄膜吸塑封装区域60，从而提高了压电陶瓷组件整体的可靠性。

图13是采用本实用新型第三实施例的压电陶瓷组件的电子设备的示意图。

如图13所示，本实施例提供的电子设备包括压电陶瓷组件1、第二粘合层2和屏幕3。其中，第二粘合层2可以为双面胶，屏幕3可以为手机、平板电脑等的屏幕。

压电陶瓷组件1通过第二粘合层2将压电陶瓷组件1贴合到屏幕3上。压电陶瓷组件1可以受电信号驱动振动，带动屏幕整体或局部振动，从而实现屏幕发声。本实用新型实施例提供的压电陶瓷组件1包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40和封胶区域50(参照图10)。其中，柔性电路板20包括第一柔性部21和第二柔性部22。中间层基板13包括承载部和延长部。

本实用新型实施的电子设备通过压电陶瓷组件经第二粘合层与屏幕固定连接，从而将压电陶瓷组件受驱动产生的振动信号传到至屏幕。当压电陶瓷组件受力振动时，压电陶瓷组件带动屏幕振动，并产生声波，当声波到达使用者耳部时，使用者可以传动到人耳听到屏幕发出的声音。通过在中间层基板上设置延长部，并在延长部上设置封胶区域包裹第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，能够防止压电陶瓷组件受振荡而导致的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片边缘破裂，还能够防止湿气进入第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片之间。由此，本实施例的电子设备在受到振荡时，电子设备的可靠性得以提升。

以下对本实用新型的第四实施例进行描述。

图14是本实用新型第四实施例的压电陶瓷组件的示意图。图15是本实用新型第四实施例的中间层基板的示意图。图16是本实用新型第四实施例的压电陶瓷组件的切面图。

参见图14-图16，本实施例在第三实施上做出的改进，本实施例的压电陶瓷组件包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40、封胶区域50(参照图10)和硅胶70。其中，柔性电路板20包括第一柔性部21和第二柔性部22。中间层基板13包括承载部13a(参见图15)和延长部13b(参见图15)，其中，延长部13b包括至少一个凸起13c(参加图15)。

其中，第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、第一柔性部21、第二柔性部22、第一粘合层30和钢板40与第三实施例的元件均相同，不再重复介绍。

不同之处在于，本实施的延长部13b还包括至少一个凸起13c，本实施例的凸起13c通过硅胶70支撑第一柔性部21。本实施例的凸起13c通过硅胶70与第一柔性部21固定连接，使得延长部13b对柔性电路板20起到更好的支撑的作用。

本实用新型第四实施例通过改进了中间层基板的轮廓，在延长部上增加凸起，并通过硅胶将凸起与第一柔性部固定连接，从而能够增强第一柔性部的可靠性。由此，压电陶瓷组件整体的可靠性得以提升。

在一种可选的实现方式中，为了增强本实施例压电陶瓷组件整体的可靠性，本实施例的压电陶瓷组件还包括薄膜吸塑封装区域。

图17是本实用新型第四实施例薄膜吸塑封装的切面图。图18是本实用新型第四实施例薄膜吸塑封装的俯视图。

如图17和图18所示，本实施例通过设置薄膜吸塑封装区域60对第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40、封胶区域50和硅胶70进行封装。

优选地，薄膜吸塑封装区域60的薄膜厚度为10um。

本实施例通过对压电陶瓷组件中的第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40、封胶区域50和硅胶70设置薄膜吸塑封装区域60，提高了压电陶瓷组件整体的可靠性。

图19是采用本实用新型第四实施例的压电陶瓷组合的电子设备的爆炸图。

如图19所示，本实施例提供的电子设备包括压电陶瓷组件1、第二粘合层2和屏幕3。其中，第二粘合层2可以为双面胶，屏幕3可以为手机、平板电脑等的屏幕。

压电陶瓷组件1通过第二粘合层2将压电陶瓷组件1贴合到屏幕3上。压电陶瓷组件1可以受电信号驱动振动，带动屏幕整体或局部振动，从而实现屏幕发声。本实用新型实施例提供的压电陶瓷组件1包括第一压电陶瓷片11、第二压电陶瓷片12、中间层基板13、柔性电路板20、第一粘合层30、钢板40、封胶区域50(参加图17)和硅胶70。其中，柔性电路板20包括第一柔性部21和第二柔性部22。

本实用新型实施的电子设备通过压电陶瓷组件经第二粘合层与屏幕固定连接，从而将压电陶瓷组件受驱动产生的振动信号传到至屏幕。当压电陶瓷组件受力振动时，压电陶瓷组件带动屏幕振动，并产生声波，当声波到达使用者耳部时，使用者可以传动到人耳听到屏幕发出的声音。通过在中间层基板上设置延长部，并在延长部上设置凸起，凸起通过硅胶与第一柔性部固定连接，从而增加了第一柔性部的可靠性。由此，本实施例的电子设备在受到振荡时，电子设备的整体可靠性得以提升。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。