CN104811881B - 压电扬声器及其形成方法 - Google Patents
压电扬声器及其形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104811881B CN104811881B CN201510213255.0A CN201510213255A CN104811881B CN 104811881 B CN104811881 B CN 104811881B CN 201510213255 A CN201510213255 A CN 201510213255A CN 104811881 B CN104811881 B CN 104811881B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- bulge
- speaker
- piezoelectric actuator
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 89
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 114
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910008599 TiW Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- YSZKOFNTXPLTCU-UHFFFAOYSA-N barium lithium Chemical compound [Li].[Ba] YSZKOFNTXPLTCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical class [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNZFKUWECYSYPS-UHFFFAOYSA-N lead zirconium Chemical class [Zr].[Pb] QNZFKUWECYSYPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
本发明提供给了一种压电扬声器及其形成方法，其中，所述压电扬声器的形成方法包括：提供压电致动器，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层相对两侧的底电极和顶电极；提供扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基底上的凸起结构；在所述凸起结构的顶部形成焊料层；将所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合。本发明压电扬声器的形成方法工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及声电转换领域，尤其涉及一种压电扬声器及其形成方法。
背景技术
扬声器作为可以将电能转化为声能的电声转换器件，在电子产品中得到了广泛使用。扬声器种类繁多，不同种类的扬声器能够通过电磁、静电或者压电效应，使得扬声器的振膜振动，并与周围的空气产生共振从而发出声音。
近年来，压电扬声器得到发展，其通过压电片的逆压电效应实现电声转换。当在压电片的两个电极上施加音频电能时，压电扬声器的振动组件就会产生相应的伸展或者收缩运动，从而推动空气，发出声音。压电扬声器与传统的动圈式扬声器相比具备体积小、电声转换效率高等优点。
但是，传统的压电扬声器大多采用微机电(MEMS)工艺形成，工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种压电扬声器及其形成方法，降低生产成本。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种压电扬声器的形成方法，包括：提供压电致动器，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层相对两侧的底电极和顶电极；提供扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基底上的凸起结构；在所述凸起结构的顶部形成焊料层；将所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合。
可选地，所述提供压电致动器包括：提供压电材料衬底，在所述压电材料衬底上形成顶电极；提供支撑衬底，在所述支撑衬底上形成粘合剂层；翻转所述压电材料衬底，将所述顶电极通过所述粘合剂层与所述支撑衬底结合；减薄所述压电材料衬底形成压电材料层；在所述压电材料层上形成底电极。
可选地，所述方法还包括：在将所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合后，去除所述支撑衬底和所述粘合剂层。
可选地，所述压电材料层为压电陶瓷，厚度为3～50微米。
可选地，所述底电极和所述顶电极的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。
可选地，所述方法还包括：在所述顶电极上形成金属基层，所述金属基层通过所述粘合剂层与所述支撑衬底结合，所述金属基层的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。所述金属基层的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。
可选地，所述扬声器盆架的基底具有贯穿其中的底部通孔，所述凸起结构围绕所述底部通孔。
可选地，所述方法还包括：在所述基底与所述凸起结构相对的表面上设置第一电极，所述第一电极与所述凸起结构电学连接，从而通过所述凸起结构与所述压电致动器的底电极电学连接。
可选地，所述方法还包括：在所述基底与所述凸起结构相对的表面上设置第二电极，并形成包裹所述压电致动器和所述扬声器盆架的外壳，所述第二电极与所述外壳电学连接，从而通过所述外壳与所述压电致动器的顶电极电学连接。
可选地，所述压电致动器覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
可选地，所述压电致动器覆盖部分所述凸起结构围成的区域。
可选地，所述凸起结构围成矩形区域，所述压电致动器的数量为两个，所述两个压电致动器覆盖所述矩形区域的两侧部分，暴露出中间部分。
可选地，所述方法还包括：在所述压电致动器上形成振膜层，所述振膜层和所述压电致动器共同覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
对应地，本发明实施例还提供了一种压电扬声器，包括：压电致动器，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层相对两侧的底电极和顶电极；扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基底上的凸起结构；位于所述凸起结构的顶部的焊料层，其中，所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合。
可选地，所述压电材料层为压电陶瓷，厚度为3～50微米。
可选地，所述底电极和所述顶电极的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。
可选地，所述压电致动器还包括位于所述顶电极上的金属基层，所述金属基层的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。
可选地，所述扬声器盆架的基底具有贯穿其中的底部通孔，所述凸起结构围绕所述底部通孔。
可选地，所述压电扬声器还包括位于所述基底的与所述凸起结构相对的表面上的第一电极，所述第一电极与所述凸起结构电学连接，从而通过所述凸起结构与所述压电致动器的底电极电学连接。
可选地，所述压电扬声器还包括：位于所述基底的与所述凸起结构相对的表面上的第二电极，和包裹所述压电致动器和所述扬声器盆架的外壳，所述第二电极与所述外壳电学连接，从而通过所述外壳与所述压电制动器的顶电极电学连接。
可选地，所述压电致动器覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
可选地，所述压电致动器覆盖部分所述凸起结构围成的区域。
可选地，所述凸起结构围成矩形区域，所述压电致动器的数量为两个，所述两个压电致动器覆盖所述矩形区域的两侧部分，暴露出中间部分。
可选地，还包括位于所述压电致动器上的振膜层，所述振膜层和压电致动器共同覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明实施例的压电扬声器的形成方法中，首先提供压电致动器和扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基体上的凸起结构，在所述凸起结构的顶部形成焊料层，再通过所述焊料层将所述压电致动器和所述扬声器盆架相结合。本发明实施例仅通过半导体制造的后道工艺就可以完成压电致动器和扬声器盆架的结合。进一步地，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层两侧的底电极和顶电极，形成所述压电致动器的工艺也仅包括金属层沉积和研磨等半导体制造的后道工艺。因此，本发明实施例简化了压电扬声器的形成方法，降低了制造成本。
对应地，本发明的压电扬声器也具有上述优点。
附图说明
图1是本发明一实施例的压电扬声器的形成方法的流程示意图；
图2-图9是本发明一实施例的压电扬声器的形成方法中所形成的中间结构的示意图；
图10是本发明一实施例的扬声器盆架的结构示意图；
图11是本发明另一实施例的扬声器盆架的结构示意图；
图12-图15是本发明另一实施例的压电扬声器的形成方法中的中间结构的示意图；
图16是本发明一实施例的压电致动器的工作原理示意图；
图17是本发明另一实施例的压电致动器的工作原理示意图。
具体实施方式
本发明的发明人研究了现有技术中的压电扬声器的形成方法，发现现有压电扬声器的形成过程中，通常采用了MEMS制造工艺，例如，包括了光刻、图形化和刻蚀等工艺，造成了压电扬声器的制造成本高。
基于以上研究，本发明的发明人提出了一种压电扬声器的形成方法，提供压电致动器和扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基体上的凸起结构，在所述凸起结构的顶部形成焊料层，再通过所述焊料层将所述压电致动器和所述扬声器盆架相结合，仅通过半导体制造的后道工艺(BEOL)就可以完成压电致动器和扬声器盆架的结合。此外，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层两侧的底电极和顶电极，形成所述压电致动器工艺也仅包括金属层沉积、研磨或切割等半导体制造的后道工艺。由于本发明的压电扬声器的形成方法不涉及光刻、图形化和刻蚀的高成本工艺，简化了工艺，降低了成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其他改变。
参考图1，图1示出了本发明一实施例的压电扬声器的形成方法的流程示意图，所述方法包括步骤S101～S108。
首先，参考图1和2，执行步骤S101，提供压电材料衬底110，在所述压电材料衬底110上形成顶电极121，在所述顶电极121上形成金属基层130。
所述压电材料衬底110由压电材料构成，当对所述压电材料施加电压时，会在压电材料内部产生机械应力。本发明对所述压电材料的种类不作具体限定，可以根据实际应用环境进行选择。在一些实施例中，所述压电材料可以为压电陶瓷，例如锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN或改性钛酸铅PT等。在其他一些实施例中，所述压电材料还可以为压电晶体。
所述顶电极121为导电材料，例如，所述顶电极121的材料可以为金属。形成所述顶电极121的工艺可以为物理气相沉积、化学气相沉积或者电镀等，厚度根据具体应用环境确定，本发明对此不作限定。在一些实施例中，所述顶电极121的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。
所述金属基层130也可以采用物理气相沉积、化学气相沉积或者电镀工艺来形成。在一些实施例中，所述金属基层130为硬质金属，可以为顶电极121和压电材料提供物理支撑，或者作为振膜。在一些实施例中，所述金属基层130的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。
需要说明的是，在其他一些实施例中，也可以仅在所述压电材料衬底110上形成顶电极121，而无需形成金属基层。
接着，参考图1和图3，执行步骤S102，提供支撑衬底140，在所述支撑衬底140上形成粘合剂层150。
所述支撑衬底140表面平整，用于为后续的工艺提供机械支撑和保护。在一些实施例中，所述支撑衬底140可以为玻璃、陶瓷片或者半导体晶圆等。
所述粘合剂层150的材料为聚合物，可以采用半导体或机械工艺中常见的用于粘合的聚合物，本发明对所述聚合物的种类不作具体限定。在一些实施例中，形成所述粘合剂层150工艺为沉积或者涂覆，厚度为1～20微米。
参考图1和图4，执行步骤S103，翻转所述压电材料衬底110，将所述金属基层130通过所述粘合剂层150与所述支撑衬底140结合。
具体地，将所述金属基层130与所述粘合剂层150结合或层压，再采用紫外光固化构成所述粘合剂层150的聚合物，使得所述压电材料衬底110与所述支撑衬底140通过所述粘合剂层150相结合。
需要说明的是，本发明中，所述金属基层130或所述顶电极121与所述支撑衬底140的结合方式不一定要通过所述粘合剂层150，本领域技术人员能够提出其他的方式进行上述结合。
参考图1和图5，执行步骤S104，减薄所述压电材料衬底110(同时参考图4)形成压电材料层111，在所述压电材料层111上形成底电极122。
具体地，采用研磨工艺对所述压电材料衬底110进行减薄。在研磨工艺后，剩余压电材料衬底110构成压电材料层111。在一些实施例中，所述压电材料层111的厚度为3～50微米，优选地，所述压电材料层111的厚度为5～10微米。采用研磨工艺，可以控制所述压电材料层111的总厚度波动在1微米范围以内。在其他一些实施例中，为了获取更平坦的压电材料层111表面或者精确控制所述压电材料层111的厚度，还可以在研磨减薄后，继续采用抛光工艺对所述压电材料层111进行处理。
由于在对所述压电材料衬底110进行减薄前，已经通过粘合剂层150将所述压电材料衬底110结合到了所述支撑衬底140上，在研磨减薄过程中，所述支撑衬底140可以为压电材料衬底110提供机械支撑和保护，避免破坏所述压电材料衬底110。
在所述压电材料层111上形成底电极122的工艺可以为物理气相沉积、化学气相沉积或者电镀等。所述底电极122为导电材料，所述底电极122和所述顶电极121的材料可以相同或者不同。在一些实施例中，所述底电极122的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。
在一些实施例中，所述底电极122、压电材料层111、顶电极121和金属基层130共同构成压电致动器100。当在所述底电极122和顶电极121上施加音频电压，压电材料层111就可以产生相应的伸展或者收缩，从而推动金属基层130以及空气，发出声音。在其他一些实施例中，所述压电致动器100也可以不包括所述金属基层130。
在具体的制造过程中，可以采用上述形成方法在一个支撑衬底上形成大面积的压电致动器结构，再按照待形成压电扬声器的尺寸要求对所述支撑衬底和压电致动器结构进行切割，形成多个具有较小尺寸的压电致动器，提高了制造效率。
参考图1和图6，执行步骤S105，提供扬声器盆架200，所述扬声器盆架200包括基底210和位于所述基底210上的凸起结构220，在所述凸起结构230的顶部形成焊料层230。
具体地，所述基底210可以为印刷电路板(PCB)，半导体材料或者绝缘材料。所述基底210上具有凸起结构220，所述凸起结构220为导电材料，例如导电金属。所述基底210还具有贯穿其中的底部通孔240，所述凸起结构220围绕所述底部通孔240，例如，所述凸起结构220围绕所述底部通孔240形成矩形环、圆环或者其他形状的封闭环。所述基底210的与所述凸起结构220相对的表面上具有第一电极261和第二电极262，所述第一电极261与所述凸起结构220电学连接。
在一些实施例中，在所述基底210表面还形成有衬垫250，所述凸起结构220形成于所述衬垫250之上，在所述基底210内还形成有互连插塞270，所述第一电极261通过所述互连插塞270和衬垫250与所述凸起结构220电学互连。后续将所述压电致动器100和扬声器盆架200结合后，所述第一电极261通过所述凸起结构220与所述压电致动器100的底电极122电学连接。
在其他一些实施例中，如图10所示，所述扬声器盆架200的基底210上具有侧壁结构280，且围成凹槽，所述焊料层230形成于所述侧壁结构280上，互连插塞270贯穿所述侧壁结构280和所述基底210，连接所述焊料层230与所述第一电极261。
在其他一些实施例中，如图11所示，所述扬声器盆架的基底210上具有侧壁结构280，且围成凹槽，沿所述侧壁结构280的表面和所述基底210的表面形成有互连金属层290，所述焊料层230形成于所述互连金属层290上，互连插塞270贯穿所述基底210，连接所述互连金属层290与所述第一电极261。
需要说明的是，在图10和图11中，第一电极261的数量为两个，且图中未示出后续用于与顶电极连接的第二电极。
参考图1和图7，执行步骤S106，将所述压电致动器100的底电极122通过所述焊料层230与所述扬声器盆架相结合。
具体地，在所述凸起结构230的顶部形成焊料层230后，翻转所述压电致动器，使所述压电致动器100的底电极122与所述焊料层230接触，进行高温回流，与所述扬声器盆架相结合。
在一些实施例中，所述压电致动器100覆盖整个所述凸起结构220围成的区域。如图7所示，所述压电致动器100覆盖了整个所述凸起结构220围成的区域。此时，所述压电致动器100、所述凸起结构220与所述基底210共同围成了压电扬声器的后腔室，在压电材料层111振动过程中，推动后腔室的空气振动，产生声音并从所述基底210上的底部通孔240中辐射出去。
在另外一些实施例中，所述压电致动器覆盖部分所述凸起结构220围成的区域。参考图12和13，图12为图13沿AA1方向的剖视图，为了简单明了起见，图13中对部分器件结构进行了简化，所述压电致动器100仅覆盖了部分所述凸起结构220围成的区域。例如，所述压电致动器100的数量为两个，所述凸起结构220围成矩形区域，所述两个压电致动器100覆盖所述矩形区域的两侧部分，暴露出了中间部分。在其他实施例中，也可以为其他数量的压电致动器覆盖部分所述凸起结构220围成的区域，本发明对此不作限定。
需要说明的是，当所述压电致动器仅覆盖部分所述凸起结构220围成的区域时，如图14所示，还需要在所述压电致动器100上形成振膜层160，所述振膜层160和压电致动器100共同覆盖整个所述凸起结构220围成的区域。此时，所述压电致动器100、所述振膜层160、所述凸起结构220和所述基底210共同围成了压电扬声器的后腔室，在压电材料层111振动过程中，推动振膜层160以及后腔室的空气振动，并将声音从所述基底210上的底部通孔240中辐射出去。
接着，参考图1和图8，执行步骤S107，去除所述支撑衬底140和所述粘合剂层150。
具体地，可以对所述支撑衬底140进行红外激光照射，使得构成所述粘合剂层150的聚合物发生变性，通过机械方式可以将所述支撑衬底140从所述金属基层130上剥离。接着，继续采用剥离的方式去除残留在所述金属基层130上的粘合剂层150，在一些实施例中，还可以采用等离子体灰化的工艺去除残留的粘合剂层150。
接着，参考图1和图9，执行步骤S108，形成包裹所述压电致动器100和所述扬声器盆架200的外壳310，所述外壳310靠近所述压电致动器100的一侧具有顶部通孔311，所述第二电极262通过所述外壳310与所述顶电极121电学连接。
如图9所示，在一些实施例，在形成所述外壳310前，还在所述压电致动器100上形成了支撑结构320。所述支撑结构320支撑所述外壳310，所述顶部通孔311形成于所述外壳310靠近所述压电致动器100的一侧。此时，所述压电致动器100、所述支撑结构320和所述外壳311构成压电扬声器的前腔室，在压电材料层111振动过程中，可以推动前腔室的空气振动，并将声音从所述外壳310上的顶部通孔311中辐射出去。
在一些实施例中，所述外壳310和所述支撑结构320均为导电材料，例如导电金属。所述第二电极262与所述外壳310接触，通过所述外壳310、支撑结构320和金属基层130与所述压电致动器100的顶电极121电学连接。
后续可以将压电扬声器通过所述第一电极261和所述第二电极262安装到电子产品中，从所述第一电极261和所述第二电极262接入音频电学信号，传输至所述压电致动器100的底电极122和顶电极121后，引起压电材料层111的振动，发出声音。
在其他实施例中，参考图15，图15是在图14的基础上形成包裹所述压电致动器100和所述扬声器盆架的外壳310后形成的压电扬声器。所述压电致动器100、所述振膜层160、所述支撑结构320和所述外壳310构成压电扬声器的前腔室，在压电材料111的振动过程中，推动振膜层160以及前腔室的空气振动，并将声音从所述外壳310的顶部通孔311中辐射出去。
参考图16和图17，其分别是图9和图15的压电扬声器中压电致动器100的工作模式。如图16所示，当压电致动器100覆盖整个所述凸起结构220围成的区域时，对压电致动器100施加音频电能，压电致动器100的压电材料层会产生相应的伸展或者收缩，使得压电致动器100从原位置100A向上运动到新的位置100B(当然，所述压电致动器100也可以从原位置100A向下运动，图中未示出)，带动周围空气振动，发出声音。
如图17所示，当所述压电致动器100覆盖部分所述凸起结构220围成的区域时，例如，当采用两个压电致动器100覆盖所述凸起结构220围成的矩形区域的两侧部分，暴露出中间部分时，对所述两个压电致动器100施加音频电能，也可以使得所述两个压电致动器100从原位置100A运动到新的位置100B，带动周围空气振动，发出声音。此外，如图17所示，在所述两个压电致动器100振动过程中，还会带动其上的振膜层160从原位置160A运动到新的位置160B。
对应地，本发明实施例还提供了一种压电扬声器，参考图9，所述压电扬声器包括：压电致动器100，所述压电致动器100包括压电材料层111和位于所述压电材料层111两侧的底电极122和顶电极121；扬声器盆架200，所述扬声器盆架200包括基底210和位于所述基底210上的凸起结构220；和位于所述凸起结构220的顶部的焊料层230，其中，所述压电致动器100的底电极122通过所述焊料层230与所述扬声器盆架相结合。
在一些实施例中，所述压电材料层111为压电陶瓷，厚度为3～50微米；所述底电极122和所述顶电极121的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。在一些实施例中，所述压电致动器100还包括位于所述顶电极121上的金属基层130，所述金属基层130的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。
在一些实施例中，所述扬声器盆架的基底210具有贯穿其中的底部通孔240，所述凸起结构围绕所述底部通孔240；所述基底210的与所述凸起结构220相对的表面上具有第一电极261和第二电极262，所述第一电极261与压电致动器100的底电极122电学连接。在一些实施例中，所述压电扬声器还包括：包裹所述压电致动器100和所述扬声器盆架的外壳310，所述外壳310靠近所述压电致动器100的一侧具有顶部通孔311，所述第二电极262通过所述外壳310与所述顶电极121电学连接。
在一些实施例中，如图9所示，所述压电致动器100覆盖整个所述凸起结构220围成的区域。
在一些实施例中，如图15所示，所述压电致动器100覆盖部分所述凸起结构220围成的区域。例如，所述压电致动器100的数量为两个，所述凸起结构220围成矩形区域，所述两个压电致动器100覆盖所述矩形区域的两侧部分，暴露出中间部分。在一些实施例中，所述压电扬声器还包括位于所述压电致动器100上的振膜层160，所述振膜层160和压电致动器100共同覆盖整个所述凸起结构220围成的区域。
关于所述压电扬声器的具体描述，可以参考上述对压电扬声器的形成方法描述，在此不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (24)
1.一种压电扬声器的形成方法，其特征在于，包括：
提供压电致动器，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层相对两侧的底电极和顶电极；
提供扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基底上的凸起结构；
在所述凸起结构的顶部形成焊料层；以及
将所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合；
其中，所述压电扬声器具有后腔室，所述压电材料层适于推动所述后腔室的空气振动产生声音，所述扬声器盆架的基底具有贯穿其中的底部通孔，所述底部通孔的一端与所述后腔室连通。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供压电致动器包括：
提供压电材料衬底，在所述压电材料衬底上形成顶电极；
提供支撑衬底，在所述支撑衬底上形成粘合剂层；
翻转所述压电材料衬底，将所述顶电极通过所述粘合剂层与所述支撑衬底结合；
减薄所述压电材料衬底形成压电材料层；
在所述压电材料层上形成底电极。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：在将所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合后，去除所述支撑衬底和所述粘合剂层。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压电材料层为压电陶瓷，厚度为3～50微米。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底电极和所述顶电极的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：在所述顶电极上形成金属基层，所述金属基层通过所述粘合剂层与所述支撑衬底结合，所述金属基层的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸起结构围绕所述底部通孔。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：在所述基底与所述凸起结构相对的表面上设置第一电极，所述第一电极与所述凸起结构电学连接，从而通过所述凸起结构与所述压电致动器的底电极电学连接。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：在所述基底与所述凸起结构相对的表面上设置第二电极，并形成包裹所述压电致动器和所述扬声器盆架的外壳，所述第二电极与所述外壳电学连接，从而通过所述外壳与所述压电致动器的顶电极电学连接。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压电致动器覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压电致动器覆盖部分所述凸起结构围成的区域。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述凸起结构围成矩形区域，所述压电致动器的数量为两个，所述两个压电致动器覆盖所述矩形区域的两侧部分，暴露出中间部分。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：在所述压电致动器上形成振膜层，所述振膜层和所述压电致动器共同覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
14.一种压电扬声器，其特征在于，包括：
压电致动器，所述压电致动器包括压电材料层和位于所述压电材料层相对两侧的底电极和顶电极；
扬声器盆架，所述扬声器盆架包括基底和位于所述基底上的凸起结构；
位于所述凸起结构的顶部的焊料层；
其中，所述压电致动器的底电极通过所述焊料层与所述扬声器盆架相结合；所述压电扬声器具有后腔室，所述压电材料层适于推动所述后腔室的空气振动产生声音，所述扬声器盆架的基底具有贯穿其中的底部通孔，所述底部通孔的一端与所述后腔室连通。
15.如权利要求14所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电材料层为压电陶瓷，厚度为3～50微米。
16.如权利要求14所述的压电扬声器，其特征在于，所述底电极和所述顶电极的材料为Ti、Ag、Cr、Pt或者Au，厚度为0.01～0.5微米。
17.如权利要求14所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电致动器还包括位于所述顶电极上的金属基层，所述金属基层的材料为Ni、Cu或者TiW，厚度为1～20微米。
18.如权利要求14所述的压电扬声器，其特征在于，所述凸起结构围绕所述底部通孔。
19.如权利要求18所述的压电扬声器，其特征在于，还包括位于所述基底的与所述凸起结构相对的表面上的第一电极，所述第一电极与所述凸起结构电学连接，从而通过所述凸起结构与所述压电致动器的底电极电学连接。
20.如权利要求18所述的压电扬声器，其特征在于，还包括：位于所述基底的与所述凸起结构相对的表面上的第二电极，和包裹所述压电致动器和所述扬声器盆架的外壳，所述第二电极与所述外壳电学连接，从而通过所述外壳与所述压电制动器的顶电极电学连接。
21.如权利要求18所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电致动器覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
22.如权利要求18所述的压电扬声器，其特征在于，所述压电致动器覆盖部分所述凸起结构围成的区域。
23.如权利要求22所述的压电扬声器，其特征在于，所述凸起结构围成矩形区域，所述压电致动器的数量为两个，所述两个压电致动器覆盖所述矩形区域的两侧部分，暴露出中间部分。
24.如权利要求22所述的压电扬声器，其特征在于，还包括：位于所述压电致动器上的振膜层，所述振膜层和压电致动器共同覆盖整个所述凸起结构围成的区域。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510213255.0A CN104811881B (zh) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | 压电扬声器及其形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510213255.0A CN104811881B (zh) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | 压电扬声器及其形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104811881A CN104811881A (zh) | 2015-07-29 |
| CN104811881B true CN104811881B (zh) | 2019-03-19 |
Family
ID=53696289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510213255.0A Active CN104811881B (zh) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | 压电扬声器及其形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104811881B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016172866A1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-11-03 | Tgoertek Inc. | Piezoelectric speaker and method for forming the same |
| TWI683460B (zh) * | 2018-11-30 | 2020-01-21 | 美律實業股份有限公司 | 揚聲器結構 |
| CN110290449A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-09-27 | 安徽奥飞声学科技有限公司 | 一种音频装置及电子设备 |
| CN110602614B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-05-25 | Oppo广东移动通信有限公司 | 发声装置和电子设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005228765A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 圧電体装置及びその製造方法 |
| CN101902678A (zh) * | 2009-05-29 | 2010-12-01 | 美商通用微机电系统公司 | 硅麦克风封装体 |
| CN103493510A (zh) * | 2011-02-15 | 2014-01-01 | 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司 | 使用微圆顶阵列的压电式换能器 |
| CN103532516A (zh) * | 2013-08-05 | 2014-01-22 | 天津大学 | 体波谐振器及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101562339B1 (ko) * | 2008-09-25 | 2015-10-22 | 삼성전자 주식회사 | 압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법 |
| KR101609270B1 (ko) * | 2009-08-12 | 2016-04-06 | 삼성전자주식회사 | 압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법 |
| KR20120064984A (ko) * | 2010-12-10 | 2012-06-20 | 한국전자통신연구원 | 압전 스피커 |
-
2015
- 2015-04-29 CN CN201510213255.0A patent/CN104811881B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005228765A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 圧電体装置及びその製造方法 |
| CN101902678A (zh) * | 2009-05-29 | 2010-12-01 | 美商通用微机电系统公司 | 硅麦克风封装体 |
| CN103493510A (zh) * | 2011-02-15 | 2014-01-01 | 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司 | 使用微圆顶阵列的压电式换能器 |
| CN103532516A (zh) * | 2013-08-05 | 2014-01-22 | 天津大学 | 体波谐振器及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104811881A (zh) | 2015-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5591632B2 (ja) | 振動膜に取付けられた質量体を有する圧電型マイクロスピーカ | |
| JP5513287B2 (ja) | ピストン・ダイアフラムを有した圧電型マイクロスピーカ及びその製造方法 | |
| JP5478406B2 (ja) | リング状の振動膜を有する圧電型マイクロスピーカ及びその製造方法 | |
| US8237332B2 (en) | Piezoelectric acoustic transducer and method of fabricating the same | |
| US10284986B2 (en) | Piezoelectric speaker and method for forming the same | |
| US20100072860A1 (en) | Piezoelectric microspeaker and method of fabricating the same | |
| CN104811881B (zh) | 压电扬声器及其形成方法 | |
| US8363864B2 (en) | Piezoelectric micro-acoustic transducer and method of fabricating the same | |
| JP4324182B2 (ja) | 薄膜バルク音響共振器および表面音響波共振器が集積された集積フィルタおよびその製造方法 | |
| US10057689B2 (en) | Silicon speaker | |
| CN108432267A (zh) | 扬声器装置和扬声器装置的制造方法 | |
| JP6307171B2 (ja) | Ｍｅｍｓマイクロホン | |
| TWI268115B (en) | The diaphragm chip of a silicon-based microphone and its manufacturing method | |
| US10433088B2 (en) | PCB speaker and method for micromachining speaker diaphragm on PCB substrate | |
| US11805342B2 (en) | Sound producing package structure and manufacturing method thereof | |
| JP2011182298A (ja) | Ｍｅｍｓトランスデューサおよび超音波パラメトリックアレイスピーカー。 | |
| JP5911085B2 (ja) | 振動部材の製造方法 | |
| Lee et al. | High-sensitive MEMS acoustic sensor using PMN-PT single-crystal diaphragm | |
| CN117499848A (zh) | Mems压电扬声器及其制备方法 | |
| TWI279154B (en) | Microphone chip of capacitive micro microphone and its manufacturing method | |
| CN117082415A (zh) | 一种压电式mems扬声器的立体芯片及其制作方法 | |
| KR20050032171A (ko) | 소자간 연결라인으로 사용되는 ｍｅｍｓ구조물 및 그 제조방법 | |
| KR20150040839A (ko) | 압전형 음향 변환기 및 이의 제조방법 | |
| TW201318443A (zh) | 增加背腔空間之微機電麥克風晶片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 261031 Dongfang Road, Weifang high tech Industrial Development Zone, Shandong, China, No. 268 Applicant after: Goertek Inc. Address before: 261031 No. 268 Dongfang Road, Weifang hi tech Industrial Development Zone, Weifang, Shandong, Shandong Applicant before: Goertek Inc. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200608 Address after: 266104 room 103, 396 Songling Road, Laoshan District, Qingdao, Shandong Province Patentee after: Goer Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 261031 Dongfang Road, Weifang high tech Industrial Development Zone, Shandong, China, No. 268 Patentee before: GOERTEK Inc. |