CN106454659A - 一种发声装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发声装置及其制造方法，包括衬底以及通过沉积的方式形成在衬底上的振膜，还包括连接在振膜上的线圈，所述线圈与振膜通过沉积、刻蚀或者磁控溅射的方式结合在一起，所述线圈由其中部至外侧呈螺旋状；还包括与线圈对应设置的第一磁体组件；所述第一磁体组件被配置为线圈提供方向与振膜垂直的安培力。本发明的发声装置，当线圈通入交变的电流信号时，第一磁体组件发出的磁力线穿过线圈，从而使得线圈受到相应的安倍力作用，并驱动振膜进行振动，以实现振膜的发声。本发明发声装置，突破了传统线圈、磁铁的安装结构，使其体积更小，而且可以采用MEMS工艺进行制造。
Description
技术领域
本发明涉及换能器领域，更准确地说，本发明涉及一种发声装置；本发明还涉及一种发声装置的制造方法。
背景技术
发声装置是电子设备中的重要声学部件，作为一种把电信号转变为声信号的换能器件，其已经普遍应用在手机、笔记本电脑等电子产品上。现有的扬声器模组，包括外壳，以及设置在外壳内的振动系统、磁路系统，其中振动系统包括振膜以及设置在振膜上用于驱动振膜发声的音圈，磁路系统包括磁铁、华司等。线圈的一端连接在振膜上，另一端伸入至磁路系统的磁间隙内。
这种发声装置的结构较为复杂，使得发声装置的体积较大，而且多为人工流水线组装，自动化程度不高，远远不能满足现代化的发展需求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种发声装置的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种发声装置，包括衬底以及通过沉积的方式形成在衬底上的振膜，还包括连接在振膜上的线圈，所述线圈与振膜通过沉积、刻蚀或者磁控溅射的方式结合在一起，所述线圈由其中部至外侧呈螺旋状；还包括与线圈正对设置的第一磁体组件；所述第一磁体组件被配置为线圈提供方向与振膜垂直的安培力。
可选地，所述线圈整体呈扁平状，或者所述线圈在振膜的厚度方向上延伸。
可选地，所述线圈设置有一个，所述线圈分布在振膜的中部区域。
可选地，所述线圈设置有多个，该多个线圈平行分布在振膜的厚度方向上。
可选地，还包括沉积在振膜上的两个导线部，所述两个导线部分别与线圈的两端连接在一起。
可选地，还包括基板以及与基板构成封装结构的壳体，所述衬底位于封装结构内并安装在基板上，所述第一磁体组件安装在基板上与线圈对应的位置上；在所述壳体上设置有音孔。
可选地，在所述壳体上与基板正对的位置还设置有与线圈配合在一起的第二磁体组件；所述第二磁体组件被配置为线圈提供方向与振膜垂直的安培力，且第二磁体组件提供的安培力的方向与第一磁体组件提供的安培力方向一致。
可选地，所述基板为电路板。
根据本发明的另一方面，还提供了一种发声装置的制造方法，包括以下步骤：
a)在衬底层上沉积绝缘层，在绝缘层的上方沉积金属层，对该金属层进行刻蚀形成线圈，所述线圈由其中部至外侧呈螺旋状；
b)在绝缘层、线圈的上方沉积振膜层，对该振膜层进行刻蚀形成振膜，并将线圈的两端露出；
c)在振膜的上方沉积导电层，对该导电层进行刻蚀形成连接线圈两端的导线部；
d)对衬底层、绝缘层进行刻蚀，形成具有容腔的衬底，并将振膜释放出来；
e)将衬底连接在安装有第一磁体组件的基板上，所述第一磁体组件与振膜上的线圈对应配合在一起。
可选地，所述步骤a)中，在绝缘层的上方通过磁控溅射的方式形成线圈。
本发明的发声装置，当线圈通入交变的电流信号时，第一磁体组件发出的磁力线穿过线圈，从而使得线圈受到相应的安倍力作用，并驱动振膜进行振动，以实现振膜的发声。本发明发声装置，突破了传统线圈、磁铁的安装结构，使其体积更小，而且可以采用MEMS工艺进行制造。
本发明的发明人发现，在现有技术中，发声装置的结构较为复杂，其体积较大，而且多为人工流水线组装，自动化程度不高，远远不能满足现代化的发展需求。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明发声装置的结构示意图。
图2是图1中线圈的结构示意图。
图3是本发明发声装置另一个实施结构的示意图。
图4至图6是本发明发声装置的制造工艺流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参考图1，本发明提供了一种发声装置，其包括衬底2、振膜4、线圈5、第一磁体组件9等。本发明的衬底2可以采用硅衬底，这种硅衬底的材料属于本领域技术人员的公知常识。在衬底2的中部形成有中空的容腔，所述振膜4的两端搭载在衬底2上，使得振膜4的中部区域可以悬置在衬底2容腔的上方。
本发明的振膜4通过沉积、刻蚀的方式形成在衬底2上，例如可在衬底2上沉积振膜层，之后通过刻蚀的方式形成振膜4的图案。为了保证衬底2与振膜4之间的绝缘性，在所述衬底2与振膜4之间接触的区域设置有绝缘部3，该绝缘部3可以采用氧化硅等本领域技术人员所熟知的绝缘材料。同时应当注意的是，所述绝缘部3可以应用在发声装置中其它需要绝缘的器件之间，在此不再具体说明。
本发明的发声装置，还包括设置在振膜4上的线圈5，所述线圈5与振膜4通过沉积、刻蚀或者磁控溅射的方式结合在一起。例如在制作的时候，可以首先沉积金属层，对该金属层进行刻蚀从而形成线圈5的图案，之后将振膜4沉积线圈5上，从而使线圈5和振膜4结合在一起。也可以是将金属层沉积在振膜4上，对该金属层刻蚀从而形成线圈5的图案。这种沉积、刻蚀的工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此对其不再具体说明。本发明的线圈5还可以通过磁控溅射的方式形成在振膜4上，这种磁控溅射的工艺也属于本领域技术人员的公知常识。
本发明的线圈5由其中部至外侧呈螺旋状，参考图2。线圈5的数量可以设置有一个，该线圈5分布在振膜4的中部位置，也就是说，线圈5的中心与振膜4的中心对应。采用这样的设置方式，使得线圈5可以均匀分布在振膜4上，以为振膜4提供均匀的驱动力。
在本发明一个具体的实施方式中，所述线圈5可以呈扁平状，其整体位于同一水平面内，该线圈5可以设置在振膜4的上端面，也可以设置在振膜4的下端面，也可以设置在振膜4的内部。在本发明另一个具体的实施方式中，所述线圈5在振膜4的厚度方向上延伸，例如所述线圈5的中心位置位于振膜4的下端，线圈5的外侧部分延伸至振膜4的上端位置，使得线圈5不但在振膜4的水平方向内延伸，还在振膜4的垂直方向内延伸。
本发明的线圈5也可以设置有多个，该多个线圈5可以平行分布在振膜4的厚度方向上，例如其中一个线圈5设置在振膜4的下端部分，另一个线圈5平行设置在振膜4的上端部分。
为了给线圈5通入交流信号，本发明的发声装置还包括沉积在振膜4上的两个导线部6，所述两个导线部6分别与线圈5的两端连接在一起。参考图2，所述线圈5的一端50位于线圈5的中部区域，线圈5的另一端51位于其最外侧。通过两个导线部6可以实现线圈5两端的引出，从而可以通过该导线部6为线圈5通入交流电信号。
本发明的导线部6通过沉积、刻蚀的方式形成在振膜4上，例如可在振膜4上沉积一层导电层，对该导电层进行刻蚀，从而形成所述导线部6；当然，为了使导线部6能与线圈5连接在一起，会在振膜5上预先进行刻蚀，以将线圈5的端头露出，这种刻蚀工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
本发明的发声装置，还包括线圈5对应设置的第一磁体组件9，该第一磁体组件9例如可以是磁铁或者本领域技术人员所熟知的其它磁体结构。在发明一个具体的实施方式中，还包括基板1，该基板1可以优选采用电路板。衬底2安装在基板1的上端，使得基板1封闭住衬底2的容腔。第一磁体组件9设置在基板1上与线圈5对应的位置上，例如设置在线圈5的正下方。
所述第一磁体组件9被配置：为线圈5提供方向与振膜4垂直的安培力。当线圈5通入交变的电流信号时，第一磁体组件9发出的磁力线穿过线圈5，从而使线圈5受到垂直于振膜4方向的安倍力，驱动振膜5上下振动，以实现振膜的发声。本发明的这种发声装置，突破了传统线圈、磁铁的安装结构，使其体积更小，而且可以采用MEMS工艺进行制造。
本发明的第一磁体组件9可以采用一块磁体，也可以采用矩阵排列的多个磁体，这属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
本发明的发声装置，还可以包括设置在基板1上的壳体7，所述壳体7固定在基板1上后，形成了封装结构。衬底2、振膜4等结构均设置在封装结构的内部。在所述壳体7上还设置有音孔8，以便振膜4发出的声音可以流出。其中，可在基板1上与振膜4对应的位置上设置泄压孔11，通过该泄压孔11可以均衡发声装置后声腔中的气压，以提高振膜4的振动效果。
在本发明一个优选的实施方式中，在所述壳体7上与基板1正对的位置还设置有与线圈5配合在一起的第二磁体组件10，参考图3。该第二磁体组件10的结构可以与第一磁体组件9的结构一致。所述第二磁体组件10被配置：为线圈5提供方向与振膜4垂直的安培力，且第二磁体组件10提供的安培力的方向与第一磁体组件9提供的安培力方向一致，例如线圈5在第一磁体组件9、第二磁体组件10的作用下均受到垂直向上的安培力，或同时受到垂直向下的安培力。也就是说，使线圈5同时受到第一磁体组件9、第二磁体组件10的作用，从而可以提供更大的安培力，提高了振膜4的振动幅度。
本发明还提供了一种发声装置的制造方法，包括以下步骤：
a)在衬底层2a上沉积绝缘层3a，参考图4；衬底层2a可以采用硅衬底，绝缘层3a可以采用本领域技术人员所熟知的二氧化硅等材料；之后在绝缘层3a的上方沉积金属层，对该金属层进行刻蚀以形成线圈5的图案。线圈5的图案由内至外成类似“蚊香”的螺旋状；对于本领域的技术人员而言，线圈5的圈数、形状(圆形、矩形等)以及间隙可以根据实际需要进行选择；
b)在绝缘层3a、线圈5的上方沉积振膜层4a，参考图5；该振膜层4a覆盖在绝缘层3a的上方，并与位于绝缘层3a上方的线圈5结合在一起；之后对该振膜层4a进行刻蚀，从而形成振膜4的图案；此时，为了实现线圈5的电连接，将线圈5两个端头位置的振膜层4a刻蚀掉，以将线圈5的两个端头露出；
c)在振膜4的上方沉积导电层，该导电层可以采用与线圈5相同的材料，所述导电层覆盖在振膜4的上方，并与线圈5的端头连接在一起，之后对该导电层进行刻蚀，从而形成导线部6，参考图6；
d)对衬底层2a、绝缘层3a进行刻蚀，以形成具有中空容腔的衬底2、绝缘部3，振膜4的中部区域悬置在衬底2的容腔上方，从而将振膜4释放出来；
e)将衬底2连接在安装有第一磁体组件9的基板1上，所述第一磁体组件9与振膜4上的线圈5配合在一起；第一磁体组件9可预先贴装在基板1上，将衬底2与基板1连接在一起后，使得第一磁体组件9可以与线圈5对应起来，例如正对设置，使得第一磁体组件9可为线圈5提供驱动振膜4运动的安培力。
优选的是，所述步骤a)中，在绝缘层3a的上方通过磁控溅射的方式形成线圈5，这种磁控溅射的工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种发声装置，其特征在于：包括衬底(2)以及通过沉积的方式形成在衬底(2)上的振膜(4)，还包括连接在振膜(4)上的线圈(5)，所述线圈(5)与振膜(4)通过沉积、刻蚀或者磁控溅射的方式结合在一起，所述线圈(5)由其中部至外侧呈螺旋状；还包括与线圈(5)正对设置的第一磁体组件(9)；所述第一磁体组件(9)被配置为线圈(5)提供方向与振膜(4)垂直的安培力。
2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：所述线圈(5)整体呈扁平状，或者所述线圈(5)在振膜(4)的厚度方向上延伸。
3.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：所述线圈(5)设置有一个，所述线圈(5)分布在振膜(4)的中部区域。
4.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：所述线圈(5)设置有多个，该多个线圈(5)平行分布在振膜(4)的厚度方向上。
5.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：还包括沉积在振膜(4)上的两个导线部(6)，所述两个导线部(6)分别与线圈(5)的两端连接在一起。
6.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于：还包括基板(1)以及与基板(1)构成封装结构的壳体(7)，所述衬底(2)位于封装结构内并安装在基板(1)上，所述第一磁体组件(9)安装在基板(1)上与线圈(5)对应的位置上；在所述壳体(7)上设置有音孔(8)。
7.根据权利要求6所述的发声装置，其特征在于：在所述壳体(7)上与基板(1)正对的位置还设置有与线圈(5)配合在一起的第二磁体组件(10)；所述第二磁体组件(9)被配置为线圈(5)提供方向与振膜(4)垂直的安培力，且第二磁体组件(10)提供的安培力的方向与第一磁体组件(9)提供的安培力方向一致。
8.根据权利要求7所述的发声装置，其特征在于：所述基板(1)为电路板。
9.一种发声装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)在衬底层(2a)上沉积绝缘层(3a)，在绝缘层(3a)的上方沉积金属层，对该金属层进行刻蚀形成线圈(5)，所述线圈(5)由其中部至外侧呈螺旋状；
b)在绝缘层(3a)、线圈(5)的上方沉积振膜层(4a)，对该振膜层(4a)进行刻蚀形成振膜(4)，并将线圈(5)的两端露出；
c)在振膜(4)的上方沉积导电层，对该导电层进行刻蚀形成连接线圈(5)两端的导线部(6)；
d)对衬底层(2a)、绝缘层(3a)进行刻蚀，形成具有容腔的衬底(2)，并将振膜(4)释放出来；
e)将衬底(2)连接在安装有第一磁体组件(9)的基板(1)上，所述第一磁体组件(9)与振膜(4)上的线圈(5)对应配合在一起。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述步骤a)中，在绝缘层(3a)的上方通过磁控溅射的方式形成线圈(5)。
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