压电振动模组、屏幕发声组件及电子设备的制作方法

本技术涉及发声设备领域，具体而言，涉及压电振动模组、屏幕发声组件及电子设备。

背景技术：

1、屏幕发声技术，是通过振动件带动屏幕振动发声的技术。

2、已知技术中，用于屏幕发声的振动件多采用压电片，并主要利用压电片的d31振动模态(即横向振动模态)来推动屏幕发声。然而，该振动模式振动发声响度低，振动时易引发屏幕应力不均匀等问题。

技术实现思路

1、本技术提供压电振动模组、屏幕发声组件及电子设备，以解决已知技术的屏幕发声采用的横向振动模态振动响度低、振动时易引发屏幕应力不均匀的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种压电振动模组，包括压电组件，压电组件用于连接一电子设备的屏幕，以带动屏幕振动发声。压电组件包括压电片和振动传导件。压电片用于发生沿压电片的厚度方向的振动；振动传导件具有第一端面和第二端面，第一端面和第二端面沿压电片的振动方向相背；第一端面连接压电片，第二端面用于连接至屏幕，以将压电片的振动传递至屏幕，使屏幕振动发声；第二端面的面积小于第一端面的面积。

3、本技术实施例中，通过设置沿厚度方向振动的压电片，结合连接于压电片的上述振动传导件，使得来自压电片的振动能量能够随着振动传导件的传播而逐渐聚焦，达到振幅放大的作用，有效解决压电片纵向振动振幅小、发声响度小的问题；并且，因采用沿厚度方向振动的纵振模式，能有效降低振动时屏幕应力不均匀程度。

4、在一种可能的实施方式中，压电振动模组还包括支架组件；压电片连接于支架组件，并通过支架组件连接至屏幕。

5、该实施方式中，通过设置支架组件，能够方便地支撑压电片，同时，支架组件还作为压电片振动传动的结构。

6、在一种可能的实施方式中，支架组件包括底板和悬支结构，底板具有相对的第一表面和第二表面，悬支结构一侧连接于底板的第一表面，另一侧向远离第一表面的方向伸出并悬空地支撑连接压电片，使压电片和底板间隔相对。振动传导件的第二端面(直接或间接)抵顶底板的第一表面，底板的第二表面用于连接至屏幕。

7、该实施方式中，支架组件中的底板和悬支结构相互连接在一起，并通过底板连接至屏幕，一方面能够确保支架组件及其上的压电组件与屏幕之间的相对位置，确保压电组件振动的产生和向屏幕传导。并且，通过悬支结构悬空支撑压电片，利于压电片的振动。

8、在一种可能的实施方式中，压电振动模组还包括声学衬垫，声学衬垫贴合于底板的第一表面；振动传导件的第二端面连接于声学衬垫。

9、该实施方式中，通过设置适当的声学衬垫，能够实现声阻抗匹配或过渡，使声能的透过率和灵敏度大幅度提高，在减小失真的同时可以展宽压电片振动频带的带宽。

10、在一种可能的实施方式中，声学衬垫的厚度为压电片运行于主振动频率带时对应波长的1/4，且声学衬垫的声阻抗为压电片的声阻抗与屏幕的声阻抗的几何平均值。

11、该实施方式中，该声学衬垫能够实现声阻抗匹配或过渡，使声能的透过率和灵敏度大幅度提高，在减小失真的同时可以展宽压电片振动频带的带宽。

12、在一种可能的实施方式中，底板的第二表面贴合有第一衬垫，第一衬垫用于连接于底板和屏幕之间。

13、该实施方式中，设置第一衬垫能够为底板和屏幕之间的配合提供缓冲保护。

14、在一种可能的实施方式中，第一衬垫为泡棉层，泡棉层的两侧分别胶粘于底板和屏幕。

15、该实施方式中，泡棉层的第一衬垫能够提供较可靠的粘合及缓冲保护功能。

16、在一种可能的实施方式中，悬支结构包括两个间隔设置的立板和连接于两个立板的横向连接部。立板一端连接于底板、另一端向远离底板的方向伸出，横向连接部连接于两个立板远离底板的一端。压电片连接于横向连接部朝向底板一侧的表面。

17、该实施方式中，压电组件的压电片和振动传导件夹设在支架组件的底板和横向连接部之间，并通过底板向屏幕传递振动，该截面变小的振动传导件除了具备聚能和放大压电片末端的振幅和振速的效果外，还具备阻抗匹配的效果，起调节压电片和振动负载(主要为屏幕和支架组件的底板)之间机械阻抗功能。

18、在一种可能的实施方式中，压电片的长向两端和两个立板分别间隔形成第一间隙。

19、该实施方式中，通过设置第一间隙，能够避免压电片的长度方向两端抵顶立板，降低了接触应力，且尽可能地降低了立板对压电片振动的阻碍，确保发声质量。

20、在一种可能的实施方式中，底板的第一表面具有中间区域和两个分别位于中间区域两端的端部区域，两个立板分别通过两个第二衬垫对应连接于两个端部区域。压电振动模组还包括声学衬垫，声学衬垫贴合于中间区域，并位于两个立板之间；振动传导件的第二端面抵顶声学衬垫。声学衬垫和立板之间相互间隔形成第二间隙。

21、该实施方式中，该结构形式下，立板和声学衬垫分别连接在底板的不同区域，声学衬垫不会影响立板与底板的连接，且由于第二间隙的设置，压电组件通过声学衬垫向底板传递振动的过程受立板的约束较小，降低振动/声波传递的失真。

22、在一种可能的实施方式中，横向连接部和压电片之间垫设有第三衬垫。

23、该实施方式中，第三衬垫可以采用柔性材料(例如泡棉)制成，以提供横向连接部和压电片之间的缓冲保护。第三衬垫的两侧表面可以通过粘胶的形式和横向连接部或压电片连接。

24、在一种可能的实施方式中，第三衬垫覆盖压电片远离底板一侧表面，并连接于压电片和横向连接部之间，或者，

25、第三衬垫包括两个子垫片，两个子垫片间隔地设于压电片的长度方向的两端处，并分别连接于横向连接部和压电片之间。

26、该实施方式中，第三衬垫采用满铺压电片的形式时，压电片和横向连接部的连接更牢固可靠。压电片的振动也将带动横向连接部同步振动，此时可以通过横向连接部的适当设置来调节压电片的振动。

27、第三衬垫采用两个间隔的子垫片时，压电片的振动受横向连接部的约束较小，能够得到更高的振动效率。

28、在一种可能的实施方式中，横向连接部包括横板，横板连接于两个立板之间，压电片连接于横板朝向底板的表面。

29、该实施方式中，横板连接于两个立板之间，使得悬支结构呈一体结构，结构稳定性高，能够更稳定地支撑连接压电片，确保压电片的振动稳定性。

30、在一种可能的实施方式中，横板为矩形板状结构，压电片为矩形板状结构，振动传导件连接于压电片的长度方向的中间位置。

31、该实施方式中，振动传导件设在压电片的长度方向的中间位置，结合压电片在悬支结构的长向两端支撑形式，使得振动传导件能够传导压电片振幅最大处的振动，利于最终确保最终输出的振动的振幅足够大。

32、在一种可能的实施方式中，横向连接部包括分别从两个立板远离底板一端相向延伸形成的横延段，两个横延段沿压电片的长度方向彼此间隔。压电片的长度方向两端分别连接于两个横延段朝向底板的表面。

33、该实施方式中，横向连接部的两横延段之间断开，节省了物料和空间，更适于结构安装空间很小的电子设备，如手机。同时，横向连接部的断开设置，使得压电片在其厚度方向远离振动传导件一侧的表面至少部分未被横向连接部阻挡，如此，横向连接部对压电片沿厚度方向的振动的阻碍更小，压电片可以实现更大的振动幅度而不被横向连接部，并且获得高的振动效率。

34、在一种可能的实施方式中，横向连接部包括横板，横板连接于两个立板之间，压电组件有多个，多个压电组件呈矩形、圆形或环形阵列分布。

35、该实施方式中，该压电振动模组通过阵列设置的多个压电组件来驱动屏幕振动发声，使得在需要得到特定的发声品质或效果时，除了通过对压电片、振动传导件的参数进行设计外，还可以通过多个压电组件的分布形式设置来实现，一定程度降低了对压电片或振动传导件的设计要求。同时，横向连接板采用横板形式，能够方便地悬支连接多个压电组件。

36、在一种可能的实施方式中，横板为矩形板状结构，压电片为圆形、振动传导件的截面为与压电片适配的圆形，多个压电组件在横板上的投影位于横板的外轮廓之内。

37、该实施方式中，矩形的横板和圆形的压电组件结构加工简单，且方便设计。

38、在一种可能的实施方式中，横板朝向底板一侧表面贴设有第三衬垫，各个压电组件的压电片分别固定连接于第三衬垫。

39、该实施方式中，第三衬垫可以缓冲横板和压电片之间配合。第三衬垫可以采用泡棉等柔性材料。第三衬垫和横板/压电片之间可以采用涂胶或背胶形式连接。

40、在一种可能的实施方式中，多个压电组件呈沿横板的宽度方向并列的两列式分布，两列压电组件能够产生频率彼此不同的两个超声波信号，且两个超声波信号的差频信号为可听声波信号。

41、该实施方式中，使两列压电组件的压电振动产生两列不同频率的超声信号到声学衬垫中，会得到频率为两列超声波频率差的声波，适当设置频率，可使该差频声波信号为可听声。并且，由于超声信号具有较强的指向性，所以在所产生的超声信号的方向之外的其他方向不会产生出可听声信号，从而使得该可听声信号具有指向性。同时，由于超声信号频率高，所以在传播过程中很快就衰减，只剩下可听声信号继续沿传播方向传播。

42、在一种可能的实施方式中，振动传导件呈从第一端面到第二端面截面面积逐渐减小的形状。

43、该实施方式中，振动传导件设置为截面面积逐渐减小的形状，可减小振动传导件的振动传播损耗。该处所说的截面面积逐渐减小，指压电传导件从第一端面到第二端面的方向上，不存在截面面积增大的部分。

44、在一种可能的实施方式中，振动传导件的横截面为圆形、矩形或椭圆形。

45、该实施方式中，振动传导件的横截面可以根据需要设置为圆形、矩形或椭圆形。

46、在一种可能的实施方式中，振动传导件为圆锥形、阶梯形、指数型或双曲函数型的旋转体，或者，振动传导件为由圆锥形、阶梯形、指数型、双曲函数型的旋转体的多个沿厚度方向组合形成的旋转体。

47、该实施方式中，振动传导件为旋转体，能够确保振动传导件周向均匀，利于确保声传导的品质。

48、在一种可能的实施方式中，压电片为单晶压电陶瓷或双晶压电陶瓷，振动传导件由铝或钛合金制成。

49、该实施方式中，振动传导件由铝或钛合金制成，声阻抗较小，利于确保振动能的顺利传播，降低声传播损耗。

50、在一种可能的实施方式中，压电片和振动传导件之间通过背胶层粘合连接，背胶层的形状与压电片适配。

51、该实施方式中，压电片和振动传导件通过背胶层粘合，利于提高压电组件的整体性。

52、在一种可能的实施方式中，振动传导件的固有频率等于压电振动模组整体的固有频率。

53、该实施方式中，振动传导件处于共振条件，可使得振动传导件的输出端(第二端面)具有较大的振幅。

54、在一种可能的实施方式中，振动传导件为圆锥形的旋转体，旋转体的厚度l＝0.3mm，旋转体的底面直径r1和顶面直径r2之比为2.105。

55、该实施方式中，振动传导件厚度较小，利于安装空间受限的场合，通过限定底面直径r1和顶面直径r2之比为2.105，试验表明能够获得符合需求的声传导性能，得到较大的振幅放大作用。

56、在一种可能的实施方式中，压电组件有多个，多个压电组件分别连接于支架组件和屏幕之间。

57、该实施方式中，该压电振动模组通过设置的多个压电组件来驱动屏幕振动发声，使得在需要得到特定的发声品质或效果时，除了通过对压电片、振动传导件的参数进行设计外，还可以通过多个压电组件的分布形式设置来实现，一定程度降低了对压电片或振动传导件的设计要求。

58、第二方面，本技术实施例还提供一种屏幕发声组件，包括屏幕和前述的压电振动模组，振动传导件的第二端面连接屏幕，以将压电片的振动传递至屏幕，使屏幕振动发声。

59、本技术实施例的屏幕发声组件采用前述的压电振动模组，能够实现较大响度的屏幕发声，且振动时屏幕应力分布较均匀。

60、第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括壳件、屏幕和前述的压电振动模组。屏幕连接于壳件。压电振动模组设于壳件和屏幕之间；振动传导件的第二端面连接屏幕，以将压电片的振动传递至屏幕，使屏幕振动发声。

61、本技术实施例的电子设备采用前述的压电振动模组来带动屏幕振动发生，能够实现较大响度的屏幕发声，且振动时屏幕应力分布较均匀。