CN107873120A - 压电振动模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压电振动模块，包括：振动板，一端被固定，另一端未被固定，以所述固定的一端为基准而进行垂直方向驱动；第一压电元件，附着于所述振动板的上面或下面，根据施加电源而发生振动力；砝码，形成于所述振动板的上面或另一面的另一端，调节压电振动模块的振动频率，所述第一压电元件与所述振动板一端的固定点间隔已设定的间距，并附着于所述振动板的上面或下面。

Description

压电振动模块
技术领域
本发明涉及一种压电振动模块，包括：振动板，一端被固定，另一端未被固定，以所述固定的一端为基准而以垂直方向驱动；第一压电元件，附着于所述振动板的上面或下面，根据施加电源，产生振动力；砝码，形成于所述振动板的上面或另一面的另一端，调节压电振动模块的振动频率，所述第一压电元件，与所述振动板一端的固定点间隔已设定的间距，并附着于所述振动板的上面或下面。
背景技术
压电元件是指具有在施加外力时，引起电极化，从而产生电位差，而在施加电压时，发生物理变形或产生变形力的性质的元件。该压电元件近来为了运用振动功能，广泛运用于智能终端设备、手机、平板电脑、游戏机等便携电子设备。
尤其，近来使用能够相互转换机械振动能与电能，而转换效率高的材料即压电陶瓷，该压电陶瓷应用于压电致动器及压电扬声器，在快速应答速度、低功率/低电压下进行驱动，因而具有能够广泛使用在可穿戴式设备、手机、各种移动设备等的优点，由此，积极进行利用压电陶瓷的压电元件的研究。
但存在如下缺点，在陶瓷的基本特性上，具有因外力而很容易被破坏的脆性，除了产品掉落而产生的冲击之外，即使由于正常的产品驱动中发生的应力，也容易破损。因此，为了防止压电元件的破损及破坏，产生将在产品的正常运行时发生的应力降到最小化的必要性。
发明的内容
发明要解决的技术问题
本发明是为了解决如上所述现有的压电振动模块具有的问题而研发，其目的为提供一种压电振动模块，对于将压电元件附着于振动板的情况，与固定部件间隔已设定的间距附着，具有防止因发生的应力而造成破损的最合适的位置。
本发明要解决的技术问题并非限制于综上言及的技术问题，并且包括普通技术人员通过下面说明的内容而在显而易见的范围内进行各种的技术问题。
用于解决问题的技术方案
为了解决所述问题，本发明的一实施例的压电振动模块，包括：振动板，一端被固定，另一端未被固定，以所述固定的一端为基准而以垂直方向驱动；第一压电元件，附着于所述振动板的上面或下面，根据施加电源而发生振动力；砝码，形成于所述振动板的上面或另一面的另一端，调节压电振动模块的振动频率，所述第一压电元件与所述振动板一端的固定点间隔已设定的间距，并附着于所述振动板的上面或下面。
并且，本发明的一实施例的压电振动模块还包括：第二压电元件，以所述振动板为基准，而附着于所述第一压电元件的背面，根据施加电源而产生振动力，所述第二压电元件与所述振动板一端的固定点间隔已设定的间距，并附着于所述振动板的一面。
此时，本发明的一实施例的压电振动模块还包括：固定部件，形成于供将外部电源施加至所述压电振动模块的可挠性电路基板或所述振动板的上面或下面的一端，而固定所述一端。
而且，本发明的一实施例的压电振动模块，对于所述第一压电元件或所述第二压电元件与所述固定部件间隔间距，并附着于所述振动板的下面或上面的情况，以间隔与所述压电振动模块长度的3％至6％长度对应的间距并附着。
并且，本发明的一实施例的压电振动模块，所述第一压电元件或所述第二压电元件为0.4mm以下的厚度，为单板形或层叠形。
并且，本发明的一实施例的压电振动模块，所述振动频率为200Hz以下，所述第一压电元件或所述第二压电元件为压电陶瓷元件。
另外，本发明的一实施例的压电振动模块，对于所述第一压电元件或所述第二压电元件附着于所述振动板的情况，压电元件与所述振动板之间的间距为5μm至30μm。
发明的效果
本发明是为了解决所述现有的压电振动模块具有的问题而研发，具有如下效果，对于将压电元件附着于振动板的情况，与固定部件间隔已设定的间距并附着，具有防止因发生的应力而造成破损的最合适的位置。
并且，本发明具有如下效果，对于将包含于压电振动模块的压电元件附着于振动板的情况，通过选定最合适位置，而将振动频率调整为200Hz以下，使得在振动时，感觉轻柔的感触。
而且，本发明在所限定的范围内，利用选定压电元件的最合适的位置，强化振动板的粘着力，提高下落的可靠性，从而，能够得到改善。
另外，本发明通过调整压电元件的位置，有效调节最适合产品的振动频率、振动加速度。
附图说明
图1为显示现有压电振动模块的产生应力的示例图；
图2为显示本发明的一实施例的包括压电振动模块壳体的压电振动模块的压电元件与被固定的一端间隔一定间距，并附着于振动板的下面的状态的构成图；
图3为显示本发明的一实施例的包含压电振动模块壳体的压电振动模块的压电元件与被固定的一端间隔一定间距并附着于振动板的上面及下面的状态的构成图；
图4为显示本发明的一实施例的压电振动模块的压电元件与固定部件间隔一定间距并附着于振动板的下面的状态的构成图；
图5为显示本发明的一实施例的压电振动模块的压电元件与固定部件间隔一定间距并附着于振动板的上面及下面的状态的构成图；
图6为显示本发明的一实施例的对于压电振动模块的压电元件与固定点间隔一定间距并与振动板附着的情况，与距离相应的粘着力与下落可靠性的变化的实验表。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的“压电振动模块”进行具体说明。说明的实施例为使普通技术人员容易理解本发明的技术思想而提供，因而，并非限定本发明。并且，附图中表现的事项为用于容易说明本发明的实施例而图示化的附图，与实际实现的形式不同。
另外，下面表现的各个构成部分仅为实现本发明的例子。因此，在本发明的另一实现例中，在不脱离本发明的思想及范围的范围内，能够使用其他构成部分。
并且，称“包括”某一构成要素的表达，为“开放型”的表达，仅简单表示存在相应的构成要素，不应理解为排出另外的构成要素的情况。
而且，“第一、第二”等表达，仅为用于区分多个结构的用途的表达，并未限定结构之间的顺序或其它特征。
图1为显示现有压电振动模块的产生应力的示例图。
参照图1，现有的压电振动模块100包括：振动板110、压电元件120。此时，压电元件与振动板附着，因而，随着施加外部电源，提供膨胀/收缩、上下/左右运动等各种形式的振动。
并且，现有的压电振动模块广泛适用于智能终端设备、电子设备、移动设备等，在用户掉落终端设备或电子设备时，对压电振动模块也一同产生冲击。而且，在用户的一般使用中，因在驱动中也会发生应力，由此，对结合有压电元件120与振动板110的部分130产生强的应力。
应力是指在对材料施加压缩、拉伸、弯曲、扭曲等外力时，与外力的大小对应，而在材料内产生的抵抗力。该应力随着外力增加而增加，但在达到材料固有的限度时，因无法对抗外力，而材料被破坏。
因此，在压电振动模块产生该冲击或应力，在结合有压电元件120与振动板110的部分产生间距或粘合脱落，由此，成为压电振动模块的振动频率稳定性低下的直接原因。并且，因应力的发生，压电元件120自身也会发生破损或折断的现象。
图2为显示本发明的一实施例的压电振动模块的压电元件与固定部件间隔一定间距，并附着于振动板的下面的状态的构成图。
参照图2，本发明的实施例的压电振动模块200包括：振动板210、第一压电元件220、砝码240、压电振动模块壳体260。
振动板210附着有压电元件，在向所附着的压电元件施加电源而产生振动力时，所述振动板210与压电元件一起以上下方向或左右方向等振动的所有方向驱动。此时，压电元件与振动板之间的附着也能够利用粘合剂，能够使用粘合胶带、黏合剂、粘合贴膜等能够附着的所有材料。并且，优选地，压电元件与振动板之间的粘合厚度形成在5～30um左右。
并且，振动板210的一端被固定211，另一端未被固定。此时，被固定的支点211如图2、3所示，固定于压电振动模块壳体260的一面。
第一压电元件220附着于振动板的下面，随着施加电源，而产生振动力。此时，可挠性电路基板(未图示)未与压电元件连接，将外部电源施加至压电振动模块而在压电元件产生振动力。
图3为显示本发明的另一实施例的压电振动模块的附图。
参照图3，本发明的另一实施例的压电振动模块包括：分别附着于振动板的下面与上面的第一压电元件220与第二压电元件250。
参照图2、图3，本发明的实施例的压电振动模块，构成为在振动板的上面或下面中一面附着压电元件的单压电晶片(unimorph)，在上下面附着所有压电元件的双压电晶片(bimorph)形式。
并且，第一压电元件220或第二压电元件250，优选地，以一个压电体的单板形或层叠多个压电体的层叠形使用，压电元件具有提高频率或振动力的0.4mm以下的厚度。并且，优选地，压电元件使用压电陶瓷元件，但能够使用包含PZT(锆钛酸铅)的压电特征的所有材料。
而且，第一压电元件或第二压电元件，在一端被固定211的振动板上，与振动板的一端的固定点211间隔一定间距并附着于振动板的上面或下面。与固定点的间距和其相应的效果的具体的内容参照图6。
另外，本发明的另一实施例的压电振动模块，如图4及图5显示所示，还包括固定部件230。本发明的压电振动模块在不具备另外的固定部件的情况下，也能够在压电振动模块的壳体的一面具有固定点儿固定一端，但还包括另外的固定部件，而更有效控制振动板的振动。
固定部件230形成于振动板的上面或下面的一端，固定以使振动板的一端不发生晃动。因此，本发明的振动板210因一端被固定而不发生晃动，另一端未被固定，由此，另一端能够以上下/左右等各个方向进行振动。
砝码240形成于振动板的上面或下面的另一端，能够调节振动板的振动频率。此时，优选地，振动频率调节为200Hz以下，增加砝码的大小及重量，而增加振动力。
图6为显示本发明的一实施例的对于压电振动模块的压电元件与固定点或固定部件间隔间距并与振动板附着的情况，与距离相应的粘着力与下落可靠性的变化的实验表。
参照图6，本发明的压电元件(第一压电元件或第二压电元件)与固定部件间隔已设定的间距，并附着于振动板的上面或下面，而振动频率/振动加速度/粘合剂脱落现象/下落可靠性存在不同。
首先，将固定部件211或固定部件230与压电元件之间的间距(D)随着与压电振动模块的长度(L)或振动板的长度(L)比例，而具有0.0％～6.0％间距，并逐渐增加时，在每次增加间距(D)时，逐渐缩减振动频率与振动加速度。例如，对于图2、3的压电振动模块的情况，调节固定点211与压电元件之间的间距(D)与压电振动模块的长度(L)的比例，对于图4、5的压电振动模块的情况，能够调节固定部件230与压电元件之间的间距(D)与振动板的长度(L)的比例。
此时，参照图6，对比间距(％)为0.0％～1.8％以内时，引发压电元件与振动板之间的粘合剂掉落的现象，对比间距(％)超过2.4％时，压电元件与振动板能够稳定附着。
并且，根据对比间距(％)，能够测定下落可靠性。该下落可靠性在1.5m高度、200g重的夹具内，将六面按下落四次，总共下落24次，而进行测定，在下落了24次时，对于产品不存在变化的情况，判断为具有下落可靠性。
参照图6，根据对比间距(％)而测定下落可靠性时，在对比间距超过3.0％时，确认到能够保障下落可靠性。此时，是指满足对于产品不存在变化的情况、下落前后电性特性变化为±20％以内、下落前后机械特性变化为±20％以内、在不存在下落前后产品的结构性的变化的情况或存在一定水平以下的变化的情况中至少任一个的情况。
因此，对于本发明的第一压电元件或第二压电元件，与固定部件间隔间距并与振动板的下面或上面附着的情况，间隔压电振动模块或振动板长度的一定比例程度的长度间距，或分隔预定的长度，并附着的情况，对于粘合剂掉落现象及下落可靠性的方面为最优选的。此时，所述一定比例为D/L的比例对应3％至6％的长度。并且，预先确定的长度基于振动模块的长度或振动板整体的长度而被确定。
上面说明的本发明的实施例以示例的目的而公开，并非由此限定本发明。并且，本发明的技术领域的普通技术人员在本发明的思想及范围内能够进行各种修正及变形，并且，该修正及变形属于本发明的范围内。
附图标记说明
100:现有的压电振动模块
110:现有的振动板
120:现有的压电元件
130:在现有的压电元件发生应力的部位。
200:压电振动模块
210:振动板
211:振动板固定点
220、250:压电元件
230:固定部件
240:砝码
260:压电振动模块壳体
L:压电振动模块的长度
D:固定点与压电元件之间的间距

Claims (10)

1.一种压电振动模块，其特征在于，
包括：
振动板，一端被固定，另一端未被固定，以所述固定的一端为基准而进行垂直方向驱动；
第一压电元件，附着于所述振动板的上面或下面，在被施加电源时发生振动力；
砝码，形成于所述振动板的上面或另一面的另一端，调节压电振动模块的振动频率，
所述第一压电元件与所述振动板一端的固定点间隔已设定的间距，并附着于所述振动板的上面或下面。
2.根据权利要求1所述的压电振动模块，其特征在于，
还包括：
第二压电元件，以所述振动板为基准，而附着于所述第一压电元件的背面，在被施加电源时产生振动力，
所述第二压电元件与所述振动板一端的固定点间隔已设定的间距，并附着于所述振动板的一面。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
还包括：
可挠性电路基板，将外部电源施加至所述压电振动模块。
4.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
所述间距为所述压电振动模块长度的3％至6％范围。
5.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
还包括：
固定部件，形成于所述振动板的上面或下面的一端，而固定所述一端。
6.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
所述第一压电元件或所述第二压电元件为0.4mm以下的厚度。
7.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
所述第一压电元件或所述第二压电元件与所述振动板之间的间距为5μm至30μm。
8.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
所述第一压电元件或所述第二压电元件为单板形或层叠形。
9.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
所述振动频率为200Hz以下。
10.根据权利要求1或2所述的压电振动模块，其特征在于，
所述第一压电元件或所述第二压电元件为压电陶瓷元件。
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