CN106374031A - 压电震动模块 - Google Patents

Abstract

根据本发明的压电震动模块，其为了在从属于压电元件的收缩及/或膨胀变形的反复的压电元件的弯曲现象情况下也能够维持与FPCB的终端的可信赖的结合状态，在压电元件的外部面向叠层方向排列外部电极。压电元件的外部电极将与FPCB的接触点部位位于位移量狭窄的部分。

Description

压电震动模块

技术领域

本发明涉及一种压电震动模块。

背景技术

通常，就移动电话、电子书(E-book)终端机、游戏机、PMP等便携式电子设备而言，震动功能用作各种用途。

尤其，用于产生所述震动的震动产生装置主要搭载在便携式电子设备从而利用为作为无音接收信号的警报功能。

匹配所述便携式电子设备的多功能化，实情是震动产生装置现在不仅要求小型化，而且要求集成化及多样的高性能化。

此外，根据最近想便利使用便携式电子设备的用户的要求，通常选择触摸便携式电子设备从而输入的触屏方式的设备。

现在通用的触觉(haptic)设备除通过触摸来输入的概念外，广泛包括反映界面(interface)用户的直观经验及使对触摸的反馈(feedback)更多样化的概念。

所述触觉设备通常根据压电元件的外部电源的施加来反复膨胀及/或收缩变形从而提供震动，采用压电元件的震动发生器公开在专利文献1。

在专利文献1公开的压电震动装置根据施加电压的极性变化，将中心部位作为震动作用点，从而将两端部向上下方向引起最大位移的同时震动，或者将两端部作为震动作用点，从而将中心部位向上下方向引起最大位移，进而产生震动。

产生所述震动的压电震动装置形成有基板、压电元件层以及电极层，所述压电元件层在所述基板的一面或两面叠层有压电物质，所述电极层用于向所述压电元件层的上面和下面供应电压。如同为相关领域的熟练者广泛周知的一样，如果压电元件层从基板得到施加信号，则通过压电元件层的反复震动运动有时发生从焊接连接在基板端部的压电元件分离的现象。

先行技术文献

专利文献

(专利文献1)美国专利公开第US 2012/0212100号

发明内容

本发明的一个实施例提供一种压电震动模块，所述压电震动模块将压电元件的外部电极和FPCB的接触点部位限定为位移量狭窄的部分，从而使它们间的应力集中最小化，进而不仅防止裂缝(crack)，而且通过其能够使外部电极和FPCB的拉出力提高。

此外，本发明中，在压电元件的外部电极和FPCB的终端之间，不是将导电性粘合剂介入为叠层状态，而是在压电元件和FPCB的终端的交叉的角落部分涂覆粘合剂，从而能够促进厚度的缩小效果。

为了达成所述目的，根据本发明的压电震动模块包括震动板、外壳、质量体以及支架，所述震动板向上下方向平行移动从而引起震动力。

震动板因电源的施加，采用反复的收缩及/或膨胀变形的压电元件，从而能够向震动板的上下方向产生平行移动。

在此，直六面体形状的压电元件通过印刷电路板或者柔性电路板(FPCB)得到外部电源的供给。具体来说，压电元件配置为使得形成于外部面的外部电极和FPCB的终端相互接触，为了在从属于压电元件的收缩及/或膨胀变形的反复的压电元件的弯曲现象下也能够维持与FPCB的终端的可信赖的结合状态，将涂覆(或者设置)在压电元件的外部面的外部电极的排列位置作为特征。

就本发明的第一实施例而言，外部电极配置在压电元件的相面对的一对宽幅侧面端部。也就是说，第一外部电极配置在宽幅侧面的一侧面上的同时，第二外部电极配置在宽幅侧面的另一侧面上。

就本发明的第二实施例而言，外部电极配置在压电元件的一对宽幅侧面中预先选择的一个宽幅侧面的端部。也就是说，第一外部电极邻近地配置在一个宽幅侧面的端部的同时，第二外部电极可在相同的宽幅侧面与第一外部电极间隔地配置。

根据本发明的第三实施例，外部电极配置在压电元件的相面对的一对窄宽度的侧面。也就是说，第一外部电极配置在一个窄宽度的侧面上的同时，第二外部电极可在相同的窄宽度的侧面与第一外部电极间隔地配置。

本发明的特征及优点通过依据附图的如下详细说明可能会更加清楚。

此前，在本说明书及权利要求范围中使用的术语或单词不能解释为通常的、词典的意思，发明人为了以最好的方法说明其自己的发明，立足于能够适当地定义术语的概念的原则，从而必须解释为符合本发明的技术思想的意义和概念。

附图说明

图1是概略示出根据本发明第一实施例的压电元件的立体图。

图2是用图1的A-A线截取的截面图。

图3是概略示出图1所示的压电元件的分解立体图。

图4是概略示出根据本发明第二实施例的压电元件的立体图。

图5是用图4的B-B线截取的截面图。

图6是概略示出图4所示的压电元件的分解立体图。

图7是概略示出根据本发明第三实施例的压电元件的立体图。

图8是用图6的C-C线截取的截面图。

图9是概略示出图7所示的压电元件的分解立体图。

图10是采用压电元件的压电震动模块的立体图。

图11是在图10示出的压电震动模块的分解立体图。

图12是从侧面观察除外壳(cover)之外的压电震动模块的侧面图。

具体实施方式

通过附图与一起后述的实施例使得本发明的优点、特征及实现其的方法更加明确。就在本说明书中在各个图的构成要素附加参照标号而言，在说明书整体上相同的参照标号指称相同或相似的构成要素。此外，在本说明书中针对相关的公知技术的具体说明使得本发明的要旨模糊的情况下将省略其详细的说明。

现在，参照附图对根据本发明的压电震动模块进行详细地说明。

参照图1至图3，对根据本发明第一实施例的压电元件200进行详细说明。

参照图1至图3，能够确认根据本发明第一实施例的压电元件200和柔性电路板300的概略结合状态。

就根据本发明第一实施例的压电元件200而言，通过收缩及/或者膨胀变形的反复能够使压电元件200产生驱动，所述压电元件200随着从印刷电路板，优选地从柔性电路板(FPCB)300供给的电源的施加将电能变换为机械震动。本发明的压电元件200可用作向比如触摸屏面板(touch screen panel)传递震动力的装置，所述震动力通过前述收缩及/或者膨胀变形的反复而产生。

压电震动模块1(参照图11)通过例如导电性粘合剂400等对压电元件200的外部电极221、222和FPCB300的终端进行电连通。

如图所示，压电元件200通过对多个薄的成型薄片(sheet)210进行叠层来形成，将以想要的形态设计的第一内部电极211和第二内部电极212的图案(pattern)交替地印刷于成型薄片210上，将印刷有所述内部电极211、212的各个薄片210叠层为多层型后，对叠层物进行塑性从而以单一塑体的形式进行一体化。压电元件200在其外部面配置外部电极221、222。外部电极221、222以通过固定装置，例如导电性粘合剂400与例如FPCB300的各个终端进行电连接的形式固定。作为参考，FPCB300的一侧端部如前所述邻接地配置于压电元件200，以便能够连接于压电元件200的各个外部电极221、222，FPCB300的另一侧端部向收容有压电元件200的压电震动模块外部引出。

如前所述，叠层为多层型的压电元件200在较低外部电压下也能够确保压电元件的驱动所需的电场。因此，能够产生使得根据本发明的压电震动模块的驱动电压降低的效果。

此外，压电元件200降低压电震动模块的高度的同时需制造成具有规定的厚度的多层型，以便能够符合用户期望的振荡频率。

如图所示，本发明的细长直六面体形状的压电元件200在其内部以不同的高度配置有多个内部电极211、222的同时，在压电元件的外部面形成有外部电极221、222。第一外部电极221与第一内部电极211进行电连接的同时，第二外部电极222与第二内部电极212进行电连接。

尤其，第一外部电极221和第二外部电极222在压电元件200的外部面相互分离地配置，并且通过电极薄膜成型工艺，比如浸渍(dipping)方式、丝绸印花方式或者溅射(sputtering)方式涂覆或者蒸镀银(Ag)材料的导电性胶(paste)来形成。

涂覆在本发明的压电元件200外部面的第一及第二外部电极221、222在通过数百万程度的收缩和膨胀变形的驱动过程中，在预想不到的落下冲击时，或因压电元件200和外部电极221、222的热膨胀率的差，从而有时发生从压电元件200脱落的情况。

如图12所示，压电元件在震动板120的下部面以堆叠(stack)状态附着，从而通过供给的电源的施加引起的收缩及/或者膨胀变形在震动板120的中心部产生力矩(moment)。震动板120以固定在支架(bracket)140的垫片(spacer)141的状态产生力矩，因此震动板120的中心部以拱形(arch)形状向上下方向产生移动。如前所述，压电元件200以拱形形状向上下方向移动，从而越远离压电元件的中心部变形应力量增加。换句话说，压电元件200越邻近上部面或下部面的各个端部，收缩及/或者膨胀的变形程度越大，从而在此部位只能具有应力集中的构造。

FPCB300的终端以固定的形式位于压电元件200的上部面或下部面的情况，压电元件200在作为应力集中部位的上部面或下部面的端部破损，从而只能产生电短路的现象。

于是，根据本发明的压电元件200向压电元件200的外部面中的侧面，换句话说向压电元件的叠层方向设置第一外部电极221和第二外部电极222。外部电极221、222涂覆在朝压电元件的叠层方向形成的侧面上，从而如现有技术一样，即使不在压电元件的上部面(或下部面)上安装FPCB也可，从而也能够提供使得压电震动模块的厚度减少的优点。

具体来说，第一外部电极221涂覆在压电元件200的一个宽幅侧面上，第二外部电极222涂覆在压电元件200的另一宽幅侧面上。第一外部电极221和第二外部电极222配置于沿着压电元件200的长度方向延长的各个宽幅侧面上，称作另一宽幅侧面的术语意味着与一个宽幅侧面相对立地设置的其他宽幅侧面。可选择地，第一外部电极221和第二外部电极222以从压电元件200的一端部间隔一对宽幅侧面之间的距离程度的形式配置，从而提供不能相互连通的构造。优选地，第一外部电极221和第二外部电极222以邻近的形式配置在压电元件200的端部。压电元件200的端部作为向上下方向振幅位移最小的部位，是能够使得与FPCB的短路最小化的位置。

参照图4至图6，概略地示出了根据本发明第二实施例的压电元件200。

根据本发明第二实施例的压电元件200除了图1至图3示出的压电元件200的外部电极配置外，以非常相似的构造构成，因此为了有助于本发明的清楚理解，在此排除对相似或相同的构成部材的说明。

根据本发明第二实施例的压电元件200也如图12所示，将压电元件200和震动板120配置为从支架140间隔规定的间距，并且将震动板120的两端部以固定的形式位于支架140的垫片141。压电元件200通过收缩及/或者膨胀向上下方向产生弯曲变形，如前所述，压电元件200在上部面和下部面的各个端部向压电元件200的长度方向变形应力量增加。

以所述事实为基础，根据本发明第二实施例的压电元件200将外部电极221、222形成于沿着压电元件200的长度方向延长的宽幅侧面中的一个宽幅侧面上。尤其，本发明的第二实施例中，在沿着压电元件的叠层方向形成的同一宽幅侧面上将第一外部电极221和第二外部电极222以相互分离的形式配置。

此外，外部电极221、222邻近地配置在细长的压电元件200的端部。

参照图7至图9，概略地示出根据本发明第三实施例的压电元件200。

根据本发明第三实施例的细长的压电元件200将第一外部电极221和第二外部电极222形成于以与压电元件的长度方向直交的形式延长的窄宽度侧面中的一侧面上，优选地，形成在与FPCB300的终端邻近地配置的窄宽度侧面上。当然，本发明的第三实施例中，在沿着压电元件的叠层方向形成的同一窄宽度侧面上将第一外部电极221和第二外部电极222以相互分离的形式配置。

如图所示，FPCB300的终端与设置有外部电极221、222的压电元件的窄宽度侧面重叠地弯曲，从而能够维持可信赖的接触点状态。

换句话说，根据本发明第三实施例的细长的压电元件200的长度方向将FPCB300的长度方向配置在同一线上，FPCB300的终端使得与压电元件的上部面或下部面的接触机会最小化，从而不仅能够不影响压电元件200的弯曲变形，而且能够保障FPCB和压电元件间的可信赖的结合状态。

根据本发明的压电震动模块1示出在图10至图12，其包括外壳110、震动板120、质量体130以及支架140。作为参考，在图10至图12示出的压电震动模块1采用根据本发明第二实施例的压电元件，但是并不局限于此，并且事先表明也可采用根据第一实施例的压电元件或根据第三实施例的压电元件。

外壳110以开放一侧面的箱子(box)形状构成，并且在其内部空间收容有驱动体，换句话说收容有震动板120，所述震动板120安装有压电元件200。

震动板120与压电元件200一体地利用通过膨胀及收缩变形的反复的弯曲作用，将压电元件200的震动力传递至外部部件，并且形成为平坦的板形状。在震动板120的平坦的一面(具体来说，下部面)安装压电元件200，并且在震动板120的另一面(具体来说，上部面)配置质量体130。并不局限于此，也能够在震动板的下部面配置质量体，并且也能够在震动板的上部面配置压电元件。所述震动板120设置有FPCB300，所述FPCB300施加用于驱动压电元件200的电源。

尤其，震动板120由具有弹性力的金属材质，比如由不锈钢(SUS)构成，以便能够与压电元件200以一体的形式变形，所述压电元件200根据从FPCB300外部电源的施加反复膨胀或收缩变形。此外，震动板120和压电元件200在以粘合(bonding)结合方式相互结合的情况，能够由作为与压电元件的热膨胀系数相似的材质的殷钢(invar)构成，以便事先防止因接合部件的硬化而产生的弯曲(bending)现象。

如前所述，震动板120由具有与压电元件200相似的热膨胀系数的殷钢材质构成，从而压电元件200在高温的外部环境下也因为运转或热冲击时产生的热应力(thermalstress)减少，所以具有防止电特性下降的压电热化现象的效果。

质量体130能够由金属材质制造而成，优选地，在同一体积的情况下由密度相对高的钨(tungsten)材质制造。

如图所示，支架140总体上由细长平坦形状的板构成，并且形成为可关闭外壳110的开放下部面的大小和形状。如前所述，若向压电元件200施加电源，则震动板120的中心部向上下方向引起变形。驱动时，震动板120向上下方向驱动，从而为了防止与外壳110及支架140的接触，需从外壳110和支架140以间隔一定间距的形式隔开。

因此，本发明形成有垫片(spacer)141，所述垫片141向垂直上方凸出于支架140的两端部。两个垫片141支撑震动板120的两端部，从而全面使得震动板120和支架140之间隔开，进而能够提供空间。

此外，垫片141形成有导向槽142，从而提供能够贯通FPCB300的通道。其使得FPCB300与其他构成部件不接触且贯通压电震动模块1一部分，从而能够延长至外部。

外壳110和支架140能够以为相关领域熟练者已广泛知晓的捻缝(caulking)、焊接或者粘合(bonding)等多种方式结合。

以上通过具体的实施例对本发明进行了详细地说明，但是其用于具体地说明本发明，根据本发明的压电震动模块并不局限于此，并且在本发明的技术思想内通过在本领域具有一般知识的人，可对其进行变形或改进是显而易见的。

本发明的简单变形或者变更都属于本发明的领域，从而本发明的具体保护范围通过所附的权利要求范围而明确。

标号说明

1-----压电震动模块

110-----外壳

120-----震动板

130----质量体

140----支架

200、200、200-----压电元件

300-----柔性电路板(FPCB)

Claims (15)

1.一种压电震动模块，其包括压电元件，所述压电元件包括：

一个以上的第一内部电极，其设置于内部；

一个以上的第二内部电极，其与所述第一内部电极以不交叉且相互交替的形式形成；

第一外部电极，其与所述一个以上的第一内部电极进行电连接；以及

第二外部电极，其与所述一个以上的第二内部电极进行电连接，

所述压电元件以使得所述第一外部电极和所述第二外部电极相互分离的形式配置于所述压电元件的外部侧面上。

2.根据权利要求1所述的压电震动模块，

所述压电元件以具有沿着其长度方向延长的宽幅侧面和与其长度方向直交地配置的窄宽度侧面的形式形成为细长的形状。

3.根据权利要求1所述的压电震动模块，

所述第一外部电极和第二外部电极在所述压电元件的外部侧面向叠层方向涂覆。

4.根据权利要求2所述的压电震动模块，

所述第一外部电极形成于所述压电元件的宽幅侧面中的一个宽幅侧面上，所述第二外部电极形成于所述压电元件的宽幅侧面中的另一个宽幅侧面上。

5.根据权利要求1所述压电震动模块，

所述第一外部电极和第二外部电极在所述压电元件的一个宽幅侧面上以相互分离的形式配置。

6.根据权利要求1所述的压电震动模块，

所述第一外部电极和第二外部电极涂覆于所述压电元件的窄宽度侧面上。

7.根据权利要求1所述的压电震动模块，其包括：

所述压电元件，其随着外部电源的施加反复进行膨胀及收缩变形，从而生成震动力；

外壳，其开放一侧面，并且形成内部空间；

支架，其与所述外壳的一侧开放面结合，从而掩蔽所述外壳的内部空间；

震动板，其安装有所述压电元件，并且配置于所述外壳和所述支架的内部，从而向上下方向驱动；以及

柔性电路板，其一侧端部与所述压电元件的外部电极接触，并且另一侧端部向所述压电震动模块的外部引出。

8.根据权利要求7所述的压电震动模块，

所述震动板为了使所述压电元件的震动力增大，额外设置有质量体。

9.根据权利要求7所述的压电震动模块，

所述震动板和支架以间隔规定的间距的形式相隔开。

10.根据权利要求7所述的压电震动模块，

所述柔性电路板设置有终端，从而向所述压电元件的第一及第二外部电极施加电源。

11.根据权利要求10所述的压电震动模块，

所述柔性电路板的终端能够与所述压电元件的叠层方向并排地排列。

12.根据权利要求10所述的压电震动模块，

所述柔性电路板的终端以与设置有所述外部电极的窄宽度重叠的形式弯曲。

13.根据权利要求10所述的压电震动模块，

所述第一外部电极和第二外部电极与所述柔性电路板的各个终端进行电连接。

14.根据权利要求7所述的压电震动模块，

所述支架在其两端部设置有向垂直上方凸出的垫片。

15.根据权利要求13所述的压电震动模块，

所述垫片形成有导向槽。