CN108141676A - 压电发声部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可靠性高的压电发声部件。具备：振动板，具有金属板和形成在金属板上的压电体，通过对压电体施加电压，从而进行弯曲振动；壳体，具有底壁及从该底壁的周缘向厚度方向延伸的侧壁、以及在侧壁的内周部对振动板进行支承的支承部；端子，形成在侧壁，并与振动板电连接；至少两个弹性粘接剂，在端子与振动板之间使侧壁和振动板连接；导电性粘接剂，在至少两个弹性粘接剂上从振动板起跨越至端子而形成；以及框状的密封部，对振动板的外周与侧壁的内周部的间隙进行密封，支承部具有至少一部分被弹性粘接剂覆盖的凹部。
Description
技术领域
本发明涉及压电发声部件。
背景技术
以往，在便携式电话机、家电产品等电子设备中，广泛使用发出警报音、动作音的压电扬声器、压电音响器等压电发声部件。
例如，在专利文献1中，对这样的压电发声部件进行了公开。专利文献1记载的压电发声部件成为由陶瓷等压电元件和金属板构成的压电发声体(振动板)被容纳于壳体内的构造。收容在壳体内的振动板通过弹性粘接剂固定于壳体。进而，与压电元件电连接的导电性粘接剂形成在振动板中的相互对置的边所形成的弹性粘接剂上。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-9286号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的压电发声部件中，弹性粘接剂涂敷到形成在壳体的、对振动板进行支承的支承部，但有时支承部与振动板之间的气泡会被弹性粘接剂禁锢。在该情况下，被禁锢在弹性粘接剂的气泡通过加热工序等进行膨胀，从而移动到弹性粘接剂的表面，使弹性粘接剂的形状变形。因此，在下一个工序中在弹性粘接剂上涂敷了导电性粘接剂时，会使导电性粘接剂的形状为不稳定的形状。由此，导电性粘接剂的断线的风险提高。
本发明是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于，提供一种可靠性高的压电发声部件。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个侧面涉及的压电发声部件具备：振动板，具有金属板和形成在金属板上的压电体，通过对压电体施加电压，从而进行弯曲振动；壳体，具有底壁及从该底壁的周缘向厚度方向延伸的侧壁、以及在侧壁的内周部对振动板进行支承的支承部；端子，形成在侧壁，并与振动板电连接；至少两个弹性粘接剂，在端子与振动板之间使侧壁和振动板连接；导电性粘接剂，在至少两个弹性粘接剂上从振动板起跨越至端子而形成；以及框状的密封部，对振动板的外周与侧壁的内周部的间隙进行密封，支承部具有至少一部分被弹性粘接剂覆盖的凹部。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可靠性高的压电发声部件。
附图说明
图1是概略性地示出一个实施方式涉及的压电发声部件的构造的立体图。
图2是概略性地示出一个实施方式涉及的压电发声部件的构造的俯视图。
图3是概略性地示出一个实施方式涉及的压电发声部件的构造的分解立体图。
图4是放大了图3的区域A的图。
图5是图4的BB′剖视图。
图6是示出一个实施方式涉及的压电发声部件的效果的照片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是概略性地示出本发明的一个实施方式涉及的压电发声部件1的构造的立体图。此外，图2是压电发声部件1中的安装面侧的俯视图，图3是概略性地示出使压电发声部件1的安装面为上表面的构造的分解立体图。另外，在图1至图3中，虽然提取对压电发声部件1的构造中的特征的至少一部分进行说明所需的结构而进行了记载，但是并不妨碍压电发声部件1具备未图示的结构。
(1.结构)
如图1至3所示，压电发声部件1具备端子10、壳体20、以及振动板30。此外，压电发声部件1作为粘接材料而具备弹性绝缘粘接剂41和导电性粘接剂42A、42B(以下，也统称为“导电性粘接剂42”。)，并具备涂敷部50。具备这些结构的压电发声部件1通过从端子10施加电压，从而振动板30进行弯曲振动并发声。
(1-1.振动板)
振动板30具有矩形平板状的金属板31和形成在该金属板31上的平板状的压电体33。
金属板31包含具有良导电性和弹簧弹性(例如，弹性模量为1GPa以上)的材质，具体地，优选包含42合金、SUS(不锈钢)、黄铜、磷青铜等。金属板31例如是一边为14.6mm且厚度为0.08mm程度的正方形的平板。另外，关于金属板31，只要弹性模量为1GPa以上，则也可以是玻璃环氧基板等树脂类材料。此外，金属板31不限于矩形，也可以是圆形、多边形的形状。
压电体33是包含PZT等压电陶瓷的、半径为13.6mm程度、且厚度(Z轴方向)为0.055mm程度的圆板。另外，压电体33不限于圆形，也可以是椭圆形、多边形等形状。压电体33的厚度能够根据所希望的特性从20μm以上且几百μm以下程度进行设定。
在压电体33的表面和背面形成有直径比压电体33的直径小的电极32。对于电极32，可使用厚度为1μm程度的Ag烧附电极、厚度为零点几μm程度的NiCu(镍-铜合金)、Ag(银)溅射电极。
关于振动板30，其周缘部载置于后述的支承部26而容纳在壳体20之中，使得金属板31与后述的壳体20的底壁21对置。另外，在本实施方式中，振动板30是压电体33形成在金属板31的一部分的结构，但是不限定于此。例如，振动板30也可以是压电体33形成在金属板31的全部的结构。此外，振动板30也可以是容纳于壳体20以使得压电体33与壳体20的底壁21对置的结构。进而，振动板30也可以是在其两面形成压电体33的结构。
(1-2.壳体)
壳体20形成为包含陶瓷或树脂等绝缘性材料的、具有底壁21和4个侧壁22A至22D(以下，也统称为“侧壁22”。)的大致正方形的箱型。在由树脂形成壳体20的情况下，优选使用LCP(液晶聚合物)、SPS(间同立构聚苯乙烯)、PPS(聚苯硫醚)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等。另外，壳体20不限定于大致正方形的箱型，也可以是圆筒的形状、多棱柱的形状。
底壁21是沿着XY平面设置的平板。在底壁21形成有放声孔24。放声孔24是用于将通过后述的振动板30振动而发出的声音传送到壳体20的外侧的孔。另外，在本实施方式中，在放声孔24的周围形成有厚度为1mm程度的凹陷。
侧壁22从底壁21的周缘部向Z轴方向(即，从底壁21朝向振动板30的方向)延伸，使得包围底壁21的上方的空间。壳体20在与振动板30对置的面，通过底壁21的表面和侧壁22的内表面形成了凹部(空间)。
侧壁22在其开口部具有框23。框23与侧壁22的外侧的面连续地形成，形成在比侧壁22的其他区域更靠外侧。即，侧壁22的内侧的面(内周部)具有如下的构造，即，通过形成框23，从而在开口部近旁的区域中沿着ZY平面相对于壳体20向外侧弯曲之后，再次沿着Z轴方向延伸。由此，侧壁22在其内周部中的向外侧弯曲的区域具有在其全周对振动板30进行支承的支承部26(图3)。其结果，壳体20能够在比该开口面更靠底壁21侧对振动板30进行支承，因此在振动板30与安装基板之间形成空间。此外，在支承部26形成有凹部29A。另外，关于凹部29A的细节将后述。
在框23的至少一边以上的边形成有狭缝状的孔27(图3)。通过在框23形成狭缝状的孔27，从而可降低振动板30与安装基板之间的空间中的空气阻力。
壳体20具备上述的放声孔24和狭缝状的孔27，进而在振动板30与安装基板之间形成了给定的空间，由此压电发声部件1能够作为使特定的频率的声压提高的亥姆霍兹共鸣器而发挥功能。另外，通过调整给定的空间的体积、及狭缝状的孔以及放声孔24的尺寸和孔的数量，从而能够进行频率的调整。
在本实施方式中，关于壳体20的外形，沿着X轴方向的长度为18mm程度，沿着Y轴方向的长度为18mm程度，沿着Z轴方向的厚度为8mm程度。此外，放声孔24沿着X轴方向的长度为5mm程度，沿着Y轴方向的长度为3.5mm程度，沿着Z轴方向的厚度为3mm程度。
(1-3.端子)
端子10设在框23中的相邻的两个边。具体地，端子10形成在侧壁22B具有的框23的大致中央附近和侧壁22A具有的框23中的与侧壁22B相反侧(侧壁22D侧)的端部近旁。端子10从框23的上表面起跨越至内壁(支承部26)而形成，使壳体内部和外部导通连接。端子通过Ni(镍)、Cu(铜)、或Au(金)对铁、黄铜等实施了镀覆等。在本实施方式中，端子10在黄铜(S2680-1/2H)上包含1μm的Ni(镍)基底、0.02μm以上且0.1μm以下程度的Au(金)镀层。另外，端子10不限定于形成在框23中的相邻的两个边的结构，也可以是仅形成在一个边的结构。
(2.粘接构造以及方法)
被支承部26支承的振动板30在至少两处通过弹性绝缘粘接剂41进行粘接固定。弹性绝缘粘接剂41在端子10与振动板30之间使侧壁22和振动板30连接。在本实施方式中，弹性绝缘粘接剂41在振动板30中的与端子10对置的区域(即，与侧壁22A、22B对置的区域)、以及4个角部从振动板30跨越至壳体20而形成。即，至少一个弹性绝缘粘接剂41形成在支承部26的凹部29A上。弹性绝缘粘接剂41优选与后述的导电性粘接剂42相比为低弹性，其材质例如是弹性模量为3.7MPa程度的聚氨酯类粘接剂等。
进而，通过从振动板30起跨越至壳体20形成两个导电性粘接剂42A、42B，使得横跨弹性绝缘粘接剂41，从而对振动板30和端子10进行电连接。
导电性粘接剂42A从振动板30中的与侧壁22B对置的区域的大致中央附近起跨越至侧壁22B的大致中央附近而形成。细节将后述，但导电性粘接剂42A形成为横跨支承部26中的凹部29A上形成的弹性绝缘粘接剂41。在本实施方式中，压电体33为圆板形状，形成在金属板31的中央附近。因而，振动板30中的与侧壁22B对置的边在其中央附近最接近压电体33。因此，通过将导电性粘接剂42形成在振动板30的中央附近，从而能够通过短尺寸的导电性粘接剂42使端子10和压电体33连接。
导电性粘接剂42B从振动板30中的与侧壁22C对置的区域的侧壁22A侧的端部近处跨越至侧壁22C中的侧壁22A侧的端部近处而形成。
两个导电性粘接剂42优选分别形成在弹性绝缘粘接剂41的中央附近，使得不会附着在周边。导电性粘接剂42的材质例如是弹性模量为0.3Gpa程度的聚氨酯类导电性粘接剂等。
此外，壳体20的内周与振动板30的外周的间隙被形成为框状(例如，环状)的涂敷部50所密封。进而，涂敷部50还形成在振动板30的表面，使得具有与涂敷为框状的部分内接的部分。即，涂敷部50包含：密封部，对壳体20的内周和振动板30的外周进行密封；和保护部，具有与该密封部分内接的部分，并对振动板30进行保护。由于振动板30被涂敷部50覆盖，因此即使压电发声部件1是在安装基板侧不具备盖的结构，也能够对压电体33进行保护。由此，能够减少构成压电发声部件1的构件。另外，涂敷部50优选覆盖振动板30的整个面，但是只要是至少覆盖压电体33的结构即可。在该情况下，涂敷部50的保护部优选为与压电体33相似的形状。例如，在图3的例子中，保护部为圆板形状，在直径的延长线上与密封部内接。进而，保护部也可以是其周缘部的全部与密封部内接的结构。
涂敷部50优选为500μm以下的厚度。由此，能够降低阻碍振动板30的振动的情况。此外，涂敷部50例如是硅酮、低弹性的环氧、氟树脂等。另外，在对涂敷部50使用硅酮的情况下，优选低分子硅氧烷的含有率为100ppm以下。由此，能够抑制由于硅氧烷从硅酮脱离而造成的周围的电子部件的绝缘不良。
(3.凹部)
接着，对凹部29A的结构进行详细说明。
如上所述，在侧壁22B具有的支承部26形成有凹部29A。凹部29A是为了在弹性绝缘粘接剂41从振动板30起跨越至壳体20进行涂敷时使禁锢在支承部26与振动板30之间的空气逃逸而形成在支承部26的槽。凹部29A至少在涂敷两个导电性粘接剂42A、42B中的与压电体33连接的导电性粘接剂42A的位置，形成在支承部26。即，凹部29A形成为至少其一部分被涂敷导电性粘接剂42A的弹性绝缘粘接剂41所覆盖。换言之，在凹部29A的至少一部分依次层叠有弹性绝缘粘接剂41、导电性粘接剂42A、涂敷部50(密封部)。另外，凹部29A也可以是还形成在涂敷与金属板31连接的导电性粘接剂42B的位置(即，侧壁22A的支承部26)的结构。
使用图4以及图5对凹部29A的结构进行说明。图4是放大了图3的区域A的图。此外，图5是图4的BB′剖视图。另外，在图5中，为了进行说明，还图示了振动板30。
如图4以及图5所示，在本实施方式中，凹部29A是其底面设置在高度比对振动板30进行支承的面下降了一段的位置的槽。此外，凹部29A在支承部26中的与端子10对置的区域沿着侧壁22B的内周形成。另外，凹部29A不限定于槽，例如可以是形成在支承部26的孔。此外，凹部29A也可以是形成在支承部26的支承面的凹凸。
进而，支承部26在凹部29A的两端具有在与侧壁22B垂直的方向(Y轴方向)上延伸的侧槽29B。在未形成涂敷部50的状态下，凹部29A通过侧槽29B而与壳体20的内部的空间连接。另外，支承部26也可以是不具有侧槽29B的结构。在该情况下，凹部29A可以是即使在未形成涂敷部50的状态下也被弹性绝缘粘接剂41密闭的结构。
凹部29A的体积优选相对于涂敷在导电性粘接剂42A下的弹性绝缘粘接剂41的体积而为例如1％以上且10％以下，在本实施方式中，例如为5％程度。
此外，在支承部26与端子10之间，沿着侧壁22B形成有凸部28。
通过支承部26具有凹部29A，从而在弹性绝缘粘接剂41从振动板30起跨越至壳体20进行涂敷时，能够使禁锢在支承部26与振动板30之间的空气逃逸。即，在弹性绝缘粘接剂41上涂敷了导电性粘接剂42A时，能够防止气泡被禁锢在弹性绝缘粘接剂41的内部。其结果，能够防止由于被禁锢在弹性绝缘粘接剂41的内部的气泡膨胀等而上浮到弹性绝缘粘接剂41的表面，使得与导电性粘接剂42A的接触面变得不稳定。由此，能够防止由于与压电体33连接的导电性粘接剂42A断线而导电性粘接剂42A与金属板31接触等，从而压电发声部件1短路。
(4.效果)
使用图6对本实施方式涉及的压电发声部件1的效果进行说明。图6是分别对比较例的压电发声部件(图6(A))和本实施方式涉及的压电发声部件1(图6(B))示出在涂敷了弹性绝缘粘接剂41以及导电性粘接剂42的状态下与图5对应的剖面的照片。
如图6(A)所示，在比较例的压电发声部件中，在支承部未形成凹部。因此，在从振动板30起跨越至支承部26而形成的弹性绝缘粘接剂41的内部会禁锢有空气的气泡9。在加热工序等中，被禁锢的气泡9膨胀而上浮到弹性绝缘粘接剂41的表面，由此与导电性粘接剂42的接触面变得不稳定。其结果，导电性粘接剂42变得容易断线。
另一方面，如图6(B)所示，在本实施方式涉及的压电发声部件1中，在支承部26形成有凹部29A。因此，气泡9能够逃逸到凹部29A，不会禁锢在弹性绝缘粘接剂41的内部。其结果，能够防止与导电性粘接剂42的接触面变得不稳定。
像这样，在本实施方式涉及的压电发声部件1中，通过支承部26具有凹部29A，从而能够抑制导电性粘接剂42的断线，能够使可靠性提高。
以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。
本发明的一个实施方式涉及的压电发声部件1具备：振动板30，具有金属板31和粘接在金属板31上的压电体33，通过对压电体33施加电压，从而进行弯曲振动；壳体20，具有底壁21及从该底壁21的周缘向厚度方向延伸的侧壁22、以及在侧壁22的内周部对振动板30进行支承的支承部26；端子10，形成在侧壁22，并与振动板30电连接；至少两个弹性绝缘粘接剂41，在端子10与振动板30之间，使侧壁22和振动板30连接；导电性粘接剂42，在至少两个弹性绝缘粘接剂41上，从振动板30起跨越至端子10而形成；以及框状的密封部50，对振动板30的外周与侧壁22的内周部的间隙进行密封，支承部26具有至少一部分被弹性绝缘粘接剂41覆盖的凹部29A。本实施方式涉及的压电发声部件1，通过支承部26具有凹部29A，从而能够抑制导电性粘接剂42的断线，能够使可靠性提高。
此外，凹部29A优选为在支承部26中的与端子10对置的区域沿着侧壁22的内周形成的槽。此外，优选在凹部29A依次形成有弹性绝缘粘接剂41、导电性粘接剂42、以及密封部50。
另外，以上说明过的各实施方式用于使本发明容易理解，并不用于对本发明进行限定解释。本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更/改良，并且本发明还包括其等价物。即，只要具备本发明的特征，本领域技术人员对各实施方式适当施加了设计变更的实施方式也包含于本发明的范围。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非限定于例示的内容，能够适当地进行变更。此外，各实施方式是例示，能够实现在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合，这是不言而喻的，它们只要包含本发明的特征，也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1：压电发声部件；
10：端子；
20：壳体；
30：振动板；
41：弹性绝缘粘接剂；
42：导电性粘接剂；
50：涂敷部。
Claims (3)
1.一种压电发声部件，具备：
振动板，具有金属板和形成在所述金属板上的压电体，通过对所述压电体施加电压，从而进行弯曲振动；
壳体，具有底壁及从该底壁的周缘向厚度方向延伸的侧壁、以及在所述侧壁的内周部对所述振动板进行支承的支承部；
端子，形成在所述侧壁，并与所述振动板电连接；
至少两个弹性粘接剂，在所述端子与所述振动板之间使所述侧壁和所述振动板连接；
导电性粘接剂，在所述至少两个弹性粘接剂上从所述振动板起跨越至所述端子而形成；以及
框状的密封部，对所述振动板的外周与所述侧壁的内周部的间隙进行密封，
所述支承部具有至少一部分被所述弹性粘接剂覆盖的凹部。
2.根据权利要求1所述的压电发声部件，其中，
所述凹部是在所述支承部中的与所述端子对置的区域沿着所述侧壁的内周而形成的槽。
3.根据权利要求1或2所述的压电发声部件，其中，
在所述凹部依次形成有所述弹性粘接剂、所述导电性粘接剂以及所述密封部。
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