CN102711026B - 汽车用压电式低能耗宽频警示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用压电式低能耗宽频警示装置，包括上端面开口，下端面设有传声孔的壳体，壳体内部为安装腔，壳体安装腔中固定设置有振动基板，振动基板的上端面设置有复合压电片，下端面设置有振动薄膜，所述振动基板与复合压电片构成振动基源，振动薄膜与振动基板构成传声源，在壳体上端面的开口安装有线路板，在壳体安装腔内设置有柔性线路板，线路板与柔性线路板电连接，柔性线路板与复合压电片电连接；本发明是利用复合压电片作为振动基源，用0.15mm～0.25mm厚弹簧钢材料镂空作为振动基板，将成型的复合压电片贴到振动基板上，再在下面贴一层聚脂振动薄膜作为振动基源，这样谐振频率能够达到800HZ，高频达到20000HZ，提升了产品的性能。

Description

汽车用压电式低能耗宽频警示装置

技术领域

本发明涉及汽车警示装置技术领域，具体涉及一种汽车用压电式低能耗宽频警示装置。

背景技术

目前我国传统的汽车警示装置分为：压电式蜂鸣器、电磁式蜂鸣器、动圈式扬声器三种。随着科技的进步、人们对声音的品质要求越来越高，传统的压电式蜂鸣器、电磁式蜂鸣器由于其频带窄、音质较差等缺点逐渐被动圈式扬声器所替代。但是随着国家对稀土的控制，稀土的成本越来越高，而动圈式扬声器中钕铁硼磁铁是必不可少的部件，随着稀土的成本的增高，钕铁硼磁铁价格也随之水涨船高，动圈式扬声器成本也就顺其自然的越来越高，动圈式扬声器企业及汽车生产厂商因此受到的成本压力非常大。传统的压电式蜂鸣器谐振频率一般2000HZ左右，高频一般最多只能有5000HZ，而且常规的动圈式扬声器谐振频率一般在800HZ左右，高频一般有20000HZ左右。

传统的陶瓷薄膜压电片需要至少1100度高温才能成型，而复合式压电片中含有银，当温度高于950度，银就会蒸发消失，传统的解决方法是在银浆中添加钯浆成份，其比例为：70%银+30%钯，其虽可以达到陶瓷薄膜压电片成型所需要的温度，但是钯的价格要很贵，从而增加了很多生产成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种汽车用压电式低能耗宽频警示装置，其结构简单、制造成本低，减轻了企业及汽车生产厂商的成本压力。

实现本发明的技术方案如下：

汽车用压电式低能耗宽频警示装置,其包括上端面开口，下端面设有传声孔的壳体，壳体内部为安装腔，所述壳体安装腔中固定设置有振动基板，振动基板的上端面设置有复合压电片，下端面设置有振动薄膜，所述振动基板与复合压电片构成振动基源，振动薄膜与振动基板构成传声源，在壳体上端面的开口安装有线路板，在壳体安装腔内设置有柔性线路板，线路板与柔性线路板电连接，柔性线路板与复合压电片电连接；所述复合压电片至少包括第一陶瓷薄膜，叠加在第一陶瓷薄膜上的第二陶瓷薄膜，叠加在第二陶瓷薄膜上的第三陶瓷薄膜；所述第一陶瓷薄膜下方设置有第一银钯电极层,第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜之间设有第二银钯电极层，第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜之间设有第三银钯电极层，第三陶瓷薄膜上方设置有第四银钯电极层；第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜上开设有第一通孔，该第一通孔内设置有第一银钯导电柱，第一银钯导电柱将第一银钯电极层与第三银钯电极层连接，第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜上开设有第二通孔，该第二通孔内设置有第二银钯导电柱，第二银钯导电柱将第二银钯电极层与第四银钯电极层连接。

上述陶瓷薄膜为陶瓷浆料流延成型厚度在15μm～20μm的膜带制作而成，所述振动基板为0.15mm～0.25mm厚的弹簧钢板。

所述壳体内设置有盆架，所述振动基板固定设置在盆架上。盆架起到固定振动基板的作用。

所述壳体内设置有上盖板，上盖板位于复合压电片的上方，上盖板与复合压电片之间留有空间，上盖板的下端面设置有向下的弯折端，上盖板的弯折端固定设置在盆架上。上盖板起到保护复合压电片的作用。

所述振动薄膜为采用耐高温的PEI材料制成的薄膜。

所述第一通孔、第二通孔为0.15mm～0.25mm的通孔。

将第一银钯电极层与第三银钯电极层连接，第二银钯电极层与第四银钯电极层连接，提高了电容量、降低容抗、提高了驱动力。

一种用于压电式警示装置的复合压电片生产方法，其包括以下步骤：

步骤一，将调制好的陶瓷浆料，利用流延设备流延出厚度在15μm～20μm的第一陶瓷薄膜，并在第一陶瓷薄膜上压出一通孔；

步骤二，在上述流延好的第一陶瓷薄膜的下表面涂抹一层胶，再将银占比例为89％～91％，钯占比例为11％～9％的银钯浆料印刷其上形成第一银钯电极层；

步骤三，利用流延设备再流延出厚度在15μm～20μm的第二陶瓷薄膜，并在第二陶瓷薄膜上冲压出两个通孔；

步骤四，在第一陶瓷薄膜上表面、第二陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第二银钯电极层；

步骤五，利用流延设备再流延出厚度在15μm～20μm的第三陶瓷薄膜，并在第三陶瓷薄膜上压出一通孔；

步骤六，在第二陶瓷薄膜上表面、第三陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第三银钯电极层；采用导电柱穿过第一陶瓷薄膜上通孔、第二陶瓷薄膜上通孔，该导电柱将第一银钯电极层、第三银钯电极层连接形成连续电极层；

步骤七，在第三陶瓷薄膜上表面胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第四银钯电极层；采用另一导电柱穿过第二陶瓷薄膜上另一通孔、第三陶瓷薄膜上通孔，导电柱将第二银钯电极层、第四银钯电极层连接形成连续电极层；

步骤八，将上述步骤完成的半成品，采用层压设备进行压制成型；

步骤九，将步骤八中压制成型的半成品采用900℃～950℃温度进行烧结，烧结完成后将其取出，便完成了复合压电片的生产。在烧结过程中不产生开裂、变形、破损和分层等缺陷。

所述银钯浆料中银占比例90％，钯占比例为10％。

所述层压设备为超高压等静压成型设备。

所述陶瓷薄膜的厚度为17μm。

所述第一陶瓷薄膜上的通孔、第二陶瓷薄膜上的两个通孔、第三陶瓷薄膜上通孔为0.15mm～0.25mm的通孔。

采用了上述方案，复合压电片是指用厚度仅为15μm～20μm的陶瓷薄膜三层叠加以及与三层陶瓷薄膜间隔设置的四层银钯电极层，在超高压等静压（150MPa）设备中压制成型，再用高温进行烧制而成，在烧制过程中不产生开裂、变形、破损和分层等缺陷，陶瓷薄膜层与层间加平面电极引出，接成并联，提高压电片的电容量，降低容抗，提高驱动力。本发明采用的陶瓷浆料为低温压电陶瓷浆料，其性能如下：Kp≥60%，εr：2700～3000，Qm：55，Tc：280℃，烧结温度为950℃，然后将银钯浆料的成份比例调整为:90%银+10%钯，该银钯浆料的最高耐温可以达到1050度，完全可以满足低温压电陶瓷浆料的温度要求，从而在烧结中银不会蒸发消失，本发明增加了银的比例，减小了钯的比例，由于银的成本小于钯的成本很多，因而降低了生产成本，同时也保证了压电片的品质；本发明是利用复合压电片作为振动基源，用0.15mm～0.25mm厚弹簧钢材料镂空作为振动基板，将成型的复合压电片贴到振动基板上，再在下面贴一层聚脂振动薄膜作为振动基源，这样谐振频率能够达到800HZ，高频达到20000HZ，提升了产品的性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为复合压电片的结构示意图；

图中，1为传声孔，2为壳体，3为安装腔，4为安装台阶面，5为盆架，6为振动基板，7为复合压电片，8为振动薄膜，9为线路板，10为插针，11为柔性线路板，12为第一陶瓷薄膜，13为第二陶瓷薄膜，14为第三陶瓷薄膜，15为第一银钯电极层，16为第二银钯电极层，17为第三银钯电极层，18为第四银钯电极层，19为第一通孔，20为第一银钯导电柱，21为导线，22为第二通孔，23为第二银钯导电柱，24为上盖板，25为弯折端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1、2，汽车用压电式低能耗宽频警示装置,其包括上端面开口，下端面设有传声孔1的壳体2，壳体内部为安装腔3，壳体安装腔中固定设置有振动基板6，壳体内壁设置有安装台阶面4，盆架5固定设置在安装台阶面4上，振动基板6固定设置在盆架5上，振动基板6的上端面设置有复合压电片7，下端面设置有振动薄膜8，振动基板6与复合压电片7构成振动基源，振动薄膜8与振动基板6构成传声源，在壳体上端面的开口安装有线路板9，该线路板上固定连接有插针10，在壳体安装腔内设置有柔性线路板11，柔性线路板11采用聚酰亚胺薄膜及铜箔为基材制成，线路板9与柔性线路板11通过导线21连接，柔性线路板11与复合压电片7电连接；

其中，复合压电片至少包括第一陶瓷薄膜12，叠加在第一陶瓷薄膜上的第二陶瓷薄膜13，叠加在第二陶瓷薄膜上的第三陶瓷薄膜14；第一陶瓷薄膜下表面设置有第一银钯电极层15,第一陶瓷薄膜12、第二陶瓷薄膜13之间设有第二银钯电极层16，第二陶瓷薄膜13、第三陶瓷薄膜14之间设有第三银钯电极层17，第三陶瓷薄膜14上表面设置有第四银钯电极层18；第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜上开设有第一通孔19，该第一通孔内设置有第一银钯导电柱20，第一银钯导电柱将第一银钯电极层与第三银钯电极层电连接，第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜上开设有第二通孔22，该第二通孔内设置有第二银钯导电柱23，第二银钯导电柱将第二银钯电极层与第四银钯电极层电连接，从而复合压电片提高了电容量、降低容抗、提高了驱动力。第二银钯电极层右端边缘通孔处与第三银钯电极层左端边缘通孔处不涂刷银钯电极层,以防止电极层短路。

上述陶瓷薄膜为陶瓷浆料流延成型厚度在15μm～20μm的膜带制作而成，振动基板6为0.15mm～0.25mm厚的弹簧钢板。其中，第一通孔、第二通孔为0.15mm～0.25mm的通孔。

其中，壳体2内设置有上盖板24，上盖板位于复合压电片的上方，上盖板与复合压电片之间留有空间，上盖板的下端面设置有向下的弯折端25，上盖板的弯折端固定设置在盆架5上。其中，振动薄膜为采用耐高温的PEI材料制成的薄膜。

一种用于压电式警示装置的复合压电片生产方法，其包括以下步骤：

步骤一，将调制好的陶瓷浆料，利用流延设备流延出厚度在15μm～20μm的第一陶瓷薄膜，并在第一陶瓷薄膜上压出一通孔；陶瓷薄膜的厚度公差±0.5μm，经透光检查无气泡、针孔、色差、黄斑等缺陷。

步骤二，在上述流延好的第一陶瓷薄膜的下表面涂抹一层胶，再将银占比例为89％～91％，钯占比例为11％～9％的银钯浆料印刷其上形成第一银钯电极层；

步骤三，利用流延设备再流延出厚度在15μm～20μm的第二陶瓷薄膜，并在第二陶瓷薄膜上冲压出两个通孔；

步骤四，在第一陶瓷薄膜上表面、第二陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第二银钯电极层；

步骤五，利用流延设备再流延出厚度在15μm～20μm的第三陶瓷薄膜，并在第三陶瓷薄膜上压出一通孔；

步骤六，在第二陶瓷薄膜上表面、第三陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第三银钯电极层；采用导电柱穿过第一陶瓷薄膜上通孔、第二陶瓷薄膜上通孔，该导电柱将第一银钯电极层、第三银钯电极层连接形成连续电极层；

步骤七，在第三陶瓷薄膜上表面胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第四银钯电极层；采用另一导电柱穿过第二陶瓷薄膜上另一通孔、第三陶瓷薄膜上通孔，导电柱将第二银钯电极层、第四银钯电极层连接形成连续电极层；

步骤八，将上述步骤完成的半成品，采用层压设备进行压制成型；

步骤九，将步骤八中压制成型的半成品采用900℃～950℃温度进行烧结，烧结完成后将其取出，便完成了复合压电片的生产。在烧结过程中不产生开裂、变形、破损和分层等缺陷。

所述银钯浆料中银占比例90％，钯占比例为10％。

所述层压设备为超高压等静压成型设备。

所述陶瓷薄膜的厚度为17μm。

所述第二陶瓷薄膜上的通孔、第二陶瓷薄膜上的两个通孔、第三陶瓷薄膜上通孔为0.15mm～0.25mm的通孔。

具体实施时，银、钯占银钯浆料的比例可以选用下列数据：一、银钯浆料中银占比例89％，钯占比例为11％；二、银钯浆料中银占比例89.5％，钯占比例为10.5％；三、银钯浆料中银占比例90％，钯占比例为10％；四、银钯浆料中银占比例90.5％，钯占比例为9.5％；五、银钯浆料中银占比例91％，钯占比例为9％；

其中，陶瓷薄膜的厚度可为15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.汽车用压电式低能耗宽频警示装置,其包括上端面开口，下端面设有传声孔的壳体，壳体内部为安装腔，其特征在于：所述壳体安装腔中固定设置有振动基板，振动基板的上端面设置有复合压电片，下端面设置有振动薄膜，所述振动基板与复合压电片构成振动基源，振动薄膜与振动基板构成传声源，在壳体上端面的开口安装有线路板，在壳体安装腔内设置有柔性线路板，线路板与柔性线路板电连接，柔性线路板与复合压电片电连接；所述复合压电片至少包括第一陶瓷薄膜，叠加在第一陶瓷薄膜上的第二陶瓷薄膜，叠加在第二陶瓷薄膜上的第三陶瓷薄膜；所述第一陶瓷薄膜下方设置有第一银钯电极层,第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜之间设有第二银钯电极层，第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜之间设有第三银钯电极层，第三陶瓷薄膜上方设置有第四银钯电极层；第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜上开设有第一通孔，该第一通孔内设置有第一银钯导电柱，第一银钯导电柱将第一银钯电极层与第三银钯电极层连接，第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜上开设有第二通孔，该第二通孔内设置有第二银钯导电柱，第二银钯导电柱将第二银钯电极层与第四银钯电极层连接。

2.根据权利要求1所述的汽车用压电式低能耗宽频警示装置，其特征在于：上述陶瓷薄膜为陶瓷浆料流延成型厚度在15μm～20μm的膜带制作而成，所述振动基板为0.15mm～0.25mm厚的弹簧钢板。

3.根据权利要求1所述的汽车用压电式低能耗宽频警示装置，其特征在于：所述壳体内设置有盆架，所述振动基板固定设置在盆架上。

4.根据权利要求3所述的汽车用压电式低能耗宽频警示装置，其特征在于：所述壳体内设置有上盖板，上盖板位于复合压电片的上方，上盖板与复合压电片之间留有空间，上盖板的下端面设置有向下的弯折端，上盖板的弯折端固定设置在盆架上。

5.根据权利要求1—4中任一项所述的汽车用压电式低能耗宽频警示装置，其特征在于：所述振动薄膜为采用耐高温的PEI材料制成的薄膜。

6.根据权利要求1—4中任一项所述的汽车用压电式低能耗宽频警示装置，其特征在于：所述第一通孔、第二通孔为0.15mm～0.25mm的通孔。

7.一种用于压电式警示装置的复合压电片生产方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，将调制好的陶瓷浆料，利用流延设备流延出厚度在15μm～20μm的第一陶瓷薄膜，并在第一陶瓷薄膜上压出一通孔；

步骤二，在上述流延好的第一陶瓷薄膜的下表面涂抹一层胶，再将银占比例为89％～91％，钯占比例为11％～9％的银钯浆料印刷其上形成第一银钯电极层；

步骤三，利用流延设备再流延出厚度在15μm～20μm的第二陶瓷薄膜，并在第二陶瓷薄膜上冲压出两个通孔；

步骤四，在第一陶瓷薄膜上表面、第二陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第二银钯电极层；

步骤五，利用流延设备再流延出厚度在15μm～20μm的第三陶瓷薄膜，并在第三陶瓷薄膜上压出一通孔；

步骤六，在第二陶瓷薄膜上表面、第三陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第三银钯电极层；采用导电柱穿过第一陶瓷薄膜上通孔、第二陶瓷薄膜上通孔，该导电柱将第一银钯电极层、第三银钯电极层连接形成连续电极层；

步骤七，在第三陶瓷薄膜上表面胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第四银钯电极层；采用另一导电柱穿过第二陶瓷薄膜上另一通孔、第三陶瓷薄膜上通孔，导电柱将第二银钯电极层、第四银钯电极层连接形成连续电极层；

步骤八，将上述步骤完成的半成品，采用层压设备进行压制成型；

步骤九，将步骤八中压制成型的半成品采用900℃～950℃温度进行烧结，烧结完成后将其取出，便完成了复合压电片的生产。

8.根据权利要求7所述的一种用于压电式警示装置的复合压电片生产方法，其特征在于：所述银钯浆料中银占比例90％，钯占比例为10％。

9.根据权利要求7或8所述的一种用于压电式警示装置的复合压电片生产方法，其特征在于：所述层压设备为超高压等静压成型设备。

10.根据权利要求7或8所述的一种用于压电式警示装置的复合压电片生产方法，其特征在于：所述陶瓷薄膜的厚度为17μm。