CN117939364A - 一种扬声器组件及其制备方法、扬声器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种扬声器组件及其制备方法、扬声器，扬声器组件包括第一支撑板、第二支撑板与薄膜传感单元，第一支撑板与第二支撑板分别设置在薄膜传感单元的两侧，薄膜传感单元设有阵列式分布的凸起单元，第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，第一通孔、第二通孔与凸起单元之间一一对应；薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，第一电极层与第二电极层分别设置在薄膜层的两侧表面，并与凸起单元位置对应，第一电极层与第二电极层用于连接音频功放电路。本申请中，薄膜传感单元采用具有压电功能的薄膜层，并设有阵列式分布的凸起单元，可以有效提高扬声性能，且结构简单。

Description

一种扬声器组件及其制备方法、扬声器

技术领域

本申请涉及扬声器技术领域，具体涉及一种扬声器组件及其制备方法、扬声器。

背景技术

扬声器是一种将音频电信号转换为声信号的换能器，亦即将声音电信号转换为机械振动的设备，传统的扬声器有电动式(即动圈式)、电磁式(即舌簧式)等，传统的扬声器产品结构庞大，重量重，且不易薄化，故当传统的扬声器应用在微型及薄型化的行动电子或者穿戴电子装置上，会造成电子装置的体积及厚度增加的情形。近年来，随着柔性电子技术的蓬勃发展，基于柔性薄膜材料的音频传感器件也得到了广泛的研究，然而，由于采用薄膜的扬声器驱动较为困难，现有的研究结果仍存在扬声性能较差、结构复杂的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种扬声器组件及其制备方法、扬声器，可以有效提高扬声性能，且结构简单。

为解决上述技术问题，本申请提供一种扬声器组件，包括第一支撑板、第二支撑板与薄膜传感单元，所述第一支撑板与所述第二支撑板分别设置在所述薄膜传感单元的两侧，所述薄膜传感单元设有阵列式分布的凸起单元，所述凸起单元由所述薄膜传感单元的对应区域向一侧凸出形成，所述第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，所述第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔与所述凸起单元之间一一对应；所述薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，所述第一电极层与所述第二电极层分别设置在所述薄膜层的两侧表面，并与所述凸起单元位置对应，所述第一电极层与所述第二电极层用于连接音频功放电路。

可选地，所述薄膜层为高压极化处理的本征偶极电荷有机聚合物薄膜。

可选地，所述凸起单元的形状包括半球形、锥形、方体形、柱形中的至少一种。

可选地，所述第一电极层与所述第二电极层均为整面结构；或者，所述第一电极层与所述第二电极层均包括分别与不同区域的凸起单元一一对应的多个部分。

可选地，所述凸起单元之间在阵列排布方向上的距离为1mm～3mm，所述凸起单元的凸起高度为20μm～1mm。

可选地，所述薄膜层的厚度为5μm～80μm，所述第一电极层和所述第二电极层各自的厚度为50nm～100nm，所述第一支撑板与所述第二支撑板各自的厚度为50μm～2mm。

本申请还提供一种扬声器，包括音频功放电路与如上所述的扬声器组件，所述音频功放电路的输出端与所述扬声器组件中的第一电极层、第二电极层电连接。

本申请还提供一种扬声器组件的制备方法，包括以下步骤：

S1.提供模具，所述模具包括用于放置待成型的薄膜传感单元的基板，所述基板具有阵列式分布的通孔，所述待成型的薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，所述第一电极层与所述第二电极层分别设置在所述薄膜层的两侧表面，所述第一电极层与所述第二电极层用于连接音频功放电路；

S2.将所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板上，使所述第一电极层与所述第二电极层的位置与所述阵列式分布的通孔位置对应，并将所述基板加热至预设温度；

S3.向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力，以对所述待成型的薄膜传感单元进行热塑性成形，形成与所述阵列式分布的通孔对应的阵列式分布的凸起单元；

S4.在形成所述凸起单元的薄膜传感单元的两侧分别设置第一支撑板与第二支撑板，所述第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，所述第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔与所述凸起单元之间一一对应；

S5.得到所述扬声器组件。

可选地，所述S1步骤，包括：

制作具有所述阵列式分布的通孔的基板，以及制作一座体，所述座体设有空腔，所述空腔的开口尺寸与所述基板匹配，所述座体的侧壁设有连通所述空腔与外部的通孔；

将所述基板密封固定在所述座体的所述空腔的开口处，得到所述模具；

所述S2步骤，包括：

所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板的背向所述座体的一侧上；

所述S3步骤，包括：

采用对所述空腔进行抽真空的方式向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

可选地，所述S1步骤，包括：

制作模具的基板，所述基板具有所述阵列式分布的通孔；

所述S2步骤，包括：

将所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板的上表面；

在所述基板上设置盖体，所述盖体设有空腔，所述空腔的开口与所述基板密封连接，所述盖体的侧壁设有连通所述空腔与外部的通孔；

所述S3步骤中，采用对所述空腔进行气体加压的方式向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

可选地，所述S1步骤，包括：

制作模具的基板，所述基板具有所述阵列式分布的通孔；以及制作所述模具的压板，所述压板具有与所述阵列式分布的通孔一一对应的凸起；

所述S2步骤，包括：

将所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板的朝向所述压板的一侧上；

所述S3步骤，包括：

通过将所述压板与所述基板对齐并对所述基板进行挤压的方式，向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

本申请的扬声器组件包括：第一支撑板、第二支撑板与薄膜传感单元，第一支撑板与第二支撑板分别设置在薄膜传感单元的两侧，薄膜传感单元设有阵列式分布的凸起单元，第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，第一通孔、第二通孔与凸起单元之间一一对应；薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，第一电极层与第二电极层分别设置在薄膜层的两侧表面，并与凸起单元位置对应，第一电极层与第二电极层用于连接音频功放电路。本申请中，薄膜传感单元采用具有压电功能的薄膜层，并设有阵列式分布的凸起单元，可以有效提高扬声性能，且结构简单。

本申请的扬声器组件的制备方法，包括：提供模具，模具包括用于放置待成型的薄膜传感单元的基板，基板具有阵列式分布的通孔，待成型的薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，第一电极层与第二电极层分别设置在薄膜层的两侧表面，第一电极层与第二电极层用于连接音频功放电路；将待成型的薄膜传感单元放置在基板上，使第一电极层与第二电极层的位置与阵列式分布的通孔位置对应，并将基板加热至预设温度；向待成型的薄膜传感单元的表面施加压力，以对待成型的薄膜传感单元进行热塑性成形，形成与阵列式分布的通孔对应的阵列式分布的凸起单元；在形成凸起单元的薄膜传感单元的两侧分别设置第一支撑板与第二支撑板，第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，第一通孔、第二通孔与凸起单元之间一一对应；得到扬声器组件。本申请采用热塑成型的方式对薄膜传感单元进行加工，形成凸起单元，可以有效提高扬声性能，制作过程简单。

附图说明

图1是根据第一实施例示出的扬声器组件的整体结构示意图；

图2是根据第一实施例示出的扬声器组件的结构拆分示意图；

图3是根据第一实施例示出的薄膜传感单元的结构示意图；

图4是根据第一实施例示出的薄膜传感单元的受力分析示意图；

图5是根据第二实施例示出的扬声器的整体结构示意图；

图6是根据第二实施例示出的扬声器的结构拆分示意图；

图7是根据第二实施例示出的电路板的安装示意图；

图8是根据第二实施例示出的音频功放电路与扬声器组件的连接示意图；

图9是根据第三实施例示出的扬声器组件的制备方法的流程示意图；

图10是根据第三实施例示出的一种模具的使用示意图；

图11是根据第三实施例示出的另一种模具的使用示意图；

图12是根据第三实施例示出的又一种模具的使用示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

第一实施例

图1是根据第一实施例示出的扬声器组件的整体结构示意图。图2是根据第一实施例示出的扬声器组件的结构拆分示意图。图3是根据第一实施例示出的薄膜传感单元的结构示意图。如图1至图3所示，本申请的扬声器组件10，包括第一支撑板11、第二支撑板12与薄膜传感单元13，第一支撑板11与第二支撑板12分别设置在薄膜传感单元13的两侧，薄膜传感单元13设有阵列式分布的凸起单元133，凸起单元133由薄膜传感单元13的对应区域向一侧凸出形成，第一支撑板11设有阵列式分布的第一通孔111，第二支撑板12设有阵列式分布的第二通孔121，第一通孔111、第二通孔121与凸起单元133之间一一对应。薄膜传感单元13包括第一电极层132、第二电极层(图中未示出)与具有压电功能的薄膜层131，第一电极层132与第二电极层分别设置在薄膜层131的两侧表面，并与凸起单元133位置对应，第一电极层132与第二电极层用于连接音频功放电路。

通过在薄膜传感单元13中采用具有压电功能的薄膜层131，并设置阵列式分布的凸起单元133，当音频电信号输送到第一电极层132与第二电极层时，在音频电信号交流电压的驱动下，通过薄膜层131的逆压电效应与电场感应应变，将导致凸起单元133周期性地膨胀和收缩而产生高频机械振动，从而置换凸起单元133周围的空气以产生声音，获得扬声效果。在此基础上，基于阵列式分布的凸起单元133，扬声效果可以大大增强，并且在平面状态下同样可产生理想的扬声效果。此外，扬声器组件10结构简单，突破了传统扬声器体积大、重量重的缺陷，有利于器件的轻量化、小型化及智能化。

第一支撑板11、第二支撑板12可以选用PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)制作的薄板，将薄膜传感单元13与第一支撑板11、第二支撑板12位置对应地层压在一起，起到对薄膜传感单元13进行支撑、定位的作用。第一支撑板11上的第一通孔111、第二支撑板12上的第二通孔121可通过激光打孔的方法进行制作。可选地，第一支撑板11与第二支撑板12各自的厚度为50μm～2mm，长宽尺寸与薄膜传感单元13相同，从而整体具备柔性，使扬声器组件10可贴附于多种形状的物体表面。在扬声器组件10弯曲时，由于薄膜传感单元13上的凸起单元133与第一支撑板11上的第一通孔111、第二支撑板12上的第二通孔121位置对应，并且第一支撑板11和第二支撑板12固定住凸起单元133的周围区域，可以保证弯曲时，凸起单元133仍具有较好的机械振动性能，扬声效果稳定。

薄膜层131为高压极化处理的本征偶极电荷有机聚合物薄膜，经过高压极化功能化处理，改变了聚合物薄膜材料本征分子链取向排列，使得薄膜具有高度取向的β晶型且分子链取向规整排列，因此具有较高的极性和良好的压电特性及逆压电特性。薄膜层131包括但不限于半晶态聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)、共聚物偏氟-三氟乙烯共聚物(P(VDF/TrFE))、单体共聚物偏氟-四氟乙烯共聚物(P(VDF/TFE))、单体共聚物偏氟-三氟氯乙烯共聚物(P(VDF/CTFE))等具有取向偶极电荷的极性聚合物薄膜材料。薄膜层131的厚度和尺寸是扬声器输出响应性能的重要影响因素之一，可优选薄膜层131的厚度为5μm～80μm，优选薄膜层131的长宽比为3:2，长度可设置为5cm～50cm，在其中一个实施例中，优选薄膜层131的长度为15cm，宽度为10cm，厚度为12μm。

第一电极层132和第二电极层分别为复合在薄膜层131上表面和下表面的金属电极层。第一电极层132和第二电极层可通过磁控溅射、离子束蒸发或丝网印刷的方式形成在薄膜层131的上表面和下表面，以用于接收从音频功放电路输出的音频电信号并输入到薄膜层131表面，以此来驱动薄膜层131进行振动发声。第一电极层132和第二电极层还包括延伸出凸起单元133所在区域的电极接口，电极接口可以通过POP(Package on Package，叠层封装工艺)与外部的音频功放电路的输出端口连接。可选地，第一电极层132和第二电极层可以是金、银、铜、铝、镍等导电金属或其复合金属材料，也可以是氧化铟锡(ITO)等半导体氧化物金属材料。第一电极层132和第二电极层的种类和厚度是影响扬声器输出响应性能的重要因素之一，可选地，第一电极层132和第二电极层各自的厚度为50nm～100nm。第一电极层132和第二电极层的面积设置为四周比薄膜层131缩进5mm～10mm，并位于薄膜层131的中间位置，第一电极层132与第二电极层可均为整面结构，从而扬声器组件10可以整体发声，或者，第一电极层132与第二电极层均包括分别与不同区域的凸起单元133一一对应的多个部分，从而，通过第一电极层132与第二电极层的不同区域驱动对应位置的凸起单元133，可以实现扬声器组件10的分区域发声，实现更丰富的扬声效果。

薄膜传感单元13的凸起单元133的形状包括半球形、锥形、方体形、柱形中的至少一种。可选地，凸起单元133之间在阵列排布方向上的距离为1mm～3mm，凸起单元133的凸起高度为20μm～1mm。凸起单元133的尺寸设计可通过理论仿真及模拟实验得出，理论仿真及模拟实验以凸起单元133的受力分析为理论依据。请参考图4，第一支撑板11、薄膜传感单元13、第二支撑板12依次层叠设置，以薄膜传感单元13中的凸起单元133的形状为半球形为例，凸起单元133的受力分析过程如下。

为了简化分析模型，假设薄膜层131的极性和面内压电特性是各向同性的，不受薄膜上沉积的薄金属电极的影响，凸起单元133处的薄膜厚度均匀，可以使用简化的模型来描述这种压电微结构受力。应变与应力的关系由简化的压电本构方程描述如式(1)：

其中：E_Y是聚合物薄膜的杨氏模量，为2.3～2.6Gpa；ν是聚合物薄膜的泊松比，一般取0.38；E是薄膜厚度方向的静电场；d为薄膜压电系数，对于双轴向拉伸聚合物压电材料，d＝d₃₁＝d₃₂；ε＝ε₁＝ε₂为面内应变；σ＝σ₁＝σ₂为根据各向同性假设的面内应力；

在凸起单元的结构模型中，应力σ可进一步描述为半球形张力η和薄膜厚度t的关系式，如式(2)所示：

在该结构模型中，凸起单元受到圆孔边界约束，半球形张力η与基于边界约束力平衡的半球形的表面静压力P相关，其关系式如式(3)所示：

其中，R为凸起单元开口的圆孔直径，ρ为凸起单元的半球形曲率半径。

综合式(1)、式(2)、式(3)，可推导得到半球形结构应变的关系式如式(4)所示：

在上述分析中，从形变角度分析，假设半球形结构受力激发之后高度由h变为H，则应变关系式同样可表达为如式(5)所示：

凸起单元受到周期性音频电信号交变电压的激励，因此，在周期性电压(假设输入电压幅度为Vm)下，薄膜上距离中心距离x(0≤x≤R)处，沿径向的形变可表达为式(6)所示：

根据能量法与薄板变形理论，假设薄膜最大变形为H，半球形的中心变形(即高度H)与球形表面静压P之间的近似关系可表达为如式(7)所示：

其中：D为聚合物薄膜的弯曲刚度。

当半球形结构未受到激励时，为稳态，此时H＝h；薄膜受到周期交变电压激励时，其压电响应可以通过半球形结构表面等效均匀载荷来描述，如式(8)所示：

进一步的，薄膜在交变电压V下的应变可以理解为通过这种增量静压Pv对半球形结构的激励形变。因此，在半球形中心处(x＝0，H＝h)线性化，化简得到半球形结构中心处的形变为式(9)：

结合式(6)、式(9)，最终得到距离中心距离x处的形变为：

由此分析可认为：凸起单元133的形变与输入电压Pv、圆孔半径R正相关，与薄膜层131的厚度t、凸起单元133的凸起高度h呈负相关，从而，可以以此为理论依据进行仿真设计，确定凸起单元133的尺寸。

本申请的扬声器组件包括：第一支撑板与第二支撑板分别设置在薄膜传感单元的两侧，薄膜传感单元设有阵列式分布的凸起单元，第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，第一通孔、第二通孔与凸起单元之间一一对应；薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，第一电极层与第二电极层分别设置在薄膜层的两侧表面，并与凸起单元位置对应，第一电极层与第二电极层用于连接音频功放电路。本申请中，薄膜传感单元采用具有压电功能的薄膜层，并设有阵列式分布的凸起单元，可以有效提高扬声性能，且结构简单。

第二实施例

如图5至图7所示，本申请的扬声器，包括音频功放电路20与扬声器组件10，音频功放电路20的输出端与扬声器组件10中的第一电极层、第二电极层电连接，扬声器组件10的结构如第一实施例所述，在此不再赘述。

音频功放电路20中的元器件以一定的顺序位置排列设置在电路板21上，制成柔性FPC电路板。电路板21可胶粘安装在第二支撑板12的一侧，或者，电路板21由第二支撑板12向一侧延伸形成。

请一并参考图8，音频功放电路20包括超薄锂电池以及集成在电路板21上的电源管理电路、滤波电路、功放电路、音频辅助电路、升压变压电路、无线通讯电路、通讯辅助电路等模块，其中，通讯辅助电路用于为无线通讯电路中的通讯芯片模块服务，包括给通讯芯片供电等，音频辅助电路用于为功放电路中的功放芯片进行供电，包括电阻、电容等元器件，以供功放芯片运行。智能终端上的音频电信号通过无线传输输送到音频功放电路20中的无线通讯电路，再经过滤波、放大及升压变压处理，将该音频电信号输送到扬声器组件10上，以驱动扬声器组件10中的薄膜传感单元进行振动发声。实际实现时，无线通讯电路中的通讯芯片可采用蓝牙通讯芯片。

由于采用无线通讯，本申请的扬声器可以灵活设置在所需物体的表面，更好满足器件轻量化、小型化及智能化的发展需求。

第三实施例

图9是根据第三实施例示出的扬声器组件的制备方法的流程示意图。如图9所示，本申请的扬声器组件的制备方法，包括以下步骤：

S1.提供模具，模具包括用于放置待成型的薄膜传感单元的基板，基板具有阵列式分布的通孔，待成型的薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，第一电极层与第二电极层分别设置在薄膜层的两侧表面，第一电极层与第二电极层用于连接音频功放电路；

S2.将待成型的薄膜传感单元放置在基板上，使第一电极层与第二电极层的位置与阵列式分布的通孔位置对应，并将基板加热至预设温度；

S3.向待成型的薄膜传感单元的表面施加压力，以对待成型的薄膜传感单元进行热塑性成形，形成与阵列式分布的通孔对应的阵列式分布的凸起单元；

S4.在形成凸起单元的薄膜传感单元的两侧分别设置第一支撑板与第二支撑板，第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，第一通孔、第二通孔与凸起单元之间一一对应；

S5.得到扬声器组件。

通过上述方式，本申请采用热塑成型的方式对薄膜传感单元进行加工，形成凸起单元，可以有效提高扬声性能，且制作过程简单。

在一种实施方式中，S1步骤，包括：

制作具有阵列式分布的通孔的基板，以及制作一座体，座体设有空腔，空腔的开口尺寸与基板匹配，座体的侧壁设有连通空腔与外部的通孔；

将基板密封固定在座体的空腔的开口处，得到模具；

S2步骤，包括：

待成型的薄膜传感单元放置在基板的背向座体的一侧上；

S3步骤，包括：

采用对空腔进行抽真空的方式向待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

如图10所示，为一种用于对薄膜传感单元进行加工的模具。首先，制作具有阵列式分布的通孔的基板31：(1)选择500μm厚度左右的6寸或8寸硅片，化学湿法标准清洗；(2)设计并制作第一掩膜版，所述第一掩模版图形尺寸与薄膜传感单元13上待形成的阵列式分布的凸起单元的设计尺寸对应；(3)旋涂光刻胶AZ5214E，使用第一掩模版，进行光刻胶进行光刻；(4)以光刻胶为掩膜，对硅片进行干法深硅刻蚀，制作得到阵列式分布的通孔311。接着，制作一座体32：(1)选择1mm～2mm厚度的6寸或8寸硅片，化学湿法标准清洗；(2)设计并制作第二掩模版，对所述硅片进行深硅刻蚀，形成空腔，空腔的开口尺寸与基板31匹配；(3)设计并制作第三掩模版，空腔背面中心位置刻蚀连通空腔与外部的通孔，作为抽真空口321。最后，将基板31密封固定在座体32的空腔的开口处，形成除基板31上的通孔与座体32背面的抽真空口321之外的封闭腔体，得到模具。

对薄膜传感单元13进行加工时，将待成型的薄膜传感单元13放置在基板31的背向座体32的一侧上，使其覆盖基板31上的阵列式分布的通孔311，并且第一电极层与第二电极层的位置与阵列式分布的通孔311位置对应，然后，将基板31加热至预设温度，例如60℃，此时待成型的薄膜传感单元13软化。接着，采用对模具的空腔进行抽真空的方式向待成型的薄膜传感单元13的表面施加压力，进行热塑性成形，以使薄膜传感单元13形成与阵列式分布的通孔对应的阵列式分布的凸起单元。具体地，抽真空口321处连接抽真空设备，进行抽真空，通过调节真空度的大小来控制凸起单元凸起的高度，保持真空度，冷却至室温，完成薄膜传感单元13的加工。

在另一种实施方式中，S1步骤，包括：

制作模具的基板，基板具有阵列式分布的通孔；

S2步骤，包括：

将待成型的薄膜传感单元放置在基板的上表面；

在基板上设置盖体，盖体设有空腔，空腔的开口与基板密封连接，盖体的侧壁设有连通空腔与外部的通孔；

S3步骤中，采用对空腔进行气体加压的方式向待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

如图11所示，为另一种用于对薄膜传感单元进行加工的模具。首先，制作具有阵列式分布的通孔的基板41：(1)选择500um～1mm的氧化铝陶瓷基板；(2)通过激光切割在陶瓷基板上制备阵列式分布的通孔411，该阵列式分布的通孔411与薄膜传感单元13上待形成的阵列式分布的凸起单元的设计尺寸对应。接着，将待成型的薄膜传感单元13放置在基板41的上表面，使其覆盖基板41上的阵列式分布的通孔411，并且第一电极层与第二电极层的位置与阵列式分布的通孔411位置对应。然后，使用亚克力板或者3D打印树脂结构制备盖体42，盖体42设有空腔，空腔的开口与基板41密封连接，盖体42的侧壁设有连通空腔与外部的通孔作为加压口421，该模具除加压口421之外，均为密闭腔体。之后，开始对薄膜传感单元13进行加工，将基板41加热至预设温度，例如60℃，此时待成型的薄膜传感单元13软化，再采用对空腔进行气体加压的方式向待成型的薄膜传感单元13的表面施加压力，进行热塑性成形，以使薄膜传感单元13形成与阵列式分布的通孔411对应的阵列式分布的凸起单元。具体地，在该模具的加压口421处连接氮气气瓶，通过阀门调节该模具腔体中的气压大小，来控制凸起单元凸起的高度。最后，冷却至室温，完成薄膜传感单元13的加工。

在又一种实施方式中，S1步骤，包括：

制作模具的基板，基板具有阵列式分布的通孔；以及制作模具的压板，压板具有与阵列式分布的通孔一一对应的凸起；

S2步骤，包括：

将待成型的薄膜传感单元放置在基板的朝向压板的一侧上；

S3步骤，包括：

通过将压板与基板对齐并对基板进行挤压的方式，向待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

如图12所示，为又一种用于对薄膜传感单元进行加工的模具。首先，制作模具的基板51，基板51具有阵列式分布的通孔511：(1)选择500μm厚度左右的6寸或8寸硅片，化学湿法标准清洗；(2)设计并制作第一掩膜版，所述第一掩模版图形尺寸与薄膜传感单元13上待形成的阵列式分布的凸起单元的设计尺寸对应；(3)旋涂光刻胶AZ5214E，使用第一掩模版，进行光刻胶进行光刻；(4)以光刻胶为掩膜，对硅片进行干法深硅刻蚀，制作得到阵列式分布的通孔511；以及，制作模具的压板52：(1)选择1mm～2mm厚度的6寸或8寸硅片，化学湿法标准清洗；(2)设计并制作第四掩膜版，所述第四掩模版图形尺寸与薄膜传感单元13上待形成的阵列式分布的凸起单元的设计尺寸对应；(3)旋涂光刻胶，使用第四掩模板，对光刻胶进行光刻；(4)通过干法刻蚀与湿法腐蚀结合制备与阵列式分布的通孔511一一对应的凸起521，凸起521呈阵列结构分布，完成压板52的制作。

对薄膜传感单元13进行加工时，将待成型的薄膜传感单元13放置在基板51的朝向压板52的一侧上，使其覆盖基板51上的阵列式分布的通孔511，并且第一电极层与第二电极层的位置与阵列式分布的通孔511位置对应，然后，将基板51加热至预设温度，例如60℃，此时待成型的薄膜传感单元13软化。接着，通过将压板52与基板51对齐并对基板51进行挤压的方式，向待成型的薄膜传感单元13的表面施加压力，进行热塑性成形，以使薄膜传感单元13形成与阵列式分布的通孔511对应的阵列式分布的凸起单元，压板52上的凸起521的高度决定了薄膜传感单元13上凸起单元凸起的高度。最后，冷却至室温，完成薄膜传感单元13的加工。

在制备得到扬声器组件后，可以进一步设置音频功放电路，得到扬声器。其中音频功放电路的输出端与扬声器组件中的第一电极层、第二电极层电连接。

本申请的扬声器组件的制备方法，包括：提供模具，模具包括用于放置待成型的薄膜传感单元的基板，基板具有阵列式分布的通孔，待成型的薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，第一电极层与第二电极层分别设置在薄膜层的两侧表面，第一电极层与第二电极层用于连接音频功放电路；将待成型的薄膜传感单元放置在基板上，使第一电极层与第二电极层的位置与阵列式分布的通孔位置对应，并将基板加热至预设温度；向待成型的薄膜传感单元的表面施加压力，以对待成型的薄膜传感单元进行热塑性成形，形成与阵列式分布的通孔对应的阵列式分布的凸起单元；在形成凸起单元的薄膜传感单元的两侧分别设置第一支撑板与第二支撑板，第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，第一通孔、第二通孔与凸起单元之间一一对应；得到扬声器组件。本申请采用热塑成型的方式对薄膜传感单元进行加工，形成凸起单元，可以有效提高扬声性能，制作过程简单。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种扬声器组件，其特征在于，包括第一支撑板、第二支撑板与薄膜传感单元，所述第一支撑板与所述第二支撑板分别设置在所述薄膜传感单元的两侧，所述薄膜传感单元设有阵列式分布的凸起单元，所述凸起单元由所述薄膜传感单元的对应区域向一侧凸出形成，所述第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，所述第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔与所述凸起单元之间一一对应；所述薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，所述第一电极层与所述第二电极层分别设置在所述薄膜层的两侧表面，并与所述凸起单元位置对应，所述第一电极层与所述第二电极层用于连接音频功放电路。

2.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，所述薄膜层为高压极化处理的本征偶极电荷有机聚合物薄膜。

3.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，所述凸起单元的形状包括半球形、锥形、方体形、柱形中的至少一种；所述凸起单元之间在阵列排布方向上的距离为1mm～3mm，所述凸起单元的凸起高度为20μm～1mm。

4.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，所述第一电极层与所述第二电极层均为整面结构；或者，所述第一电极层与所述第二电极层均包括分别与不同区域的凸起单元一一对应的多个部分。

5.根据权利要求1所述的扬声器组件，其特征在于，所述薄膜层的厚度为5μm～80μm，所述第一电极层和所述第二电极层各自的厚度为50nm～100nm，所述第一支撑板与所述第二支撑板各自的厚度为50μm～2mm。

6.一种扬声器，其特征在于，包括音频功放电路与如权利要求1-5中任一项所述的扬声器组件，所述音频功放电路的输出端与所述扬声器组件中的第一电极层、第二电极层电连接。

7.一种扬声器组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.提供模具，所述模具包括用于放置待成型的薄膜传感单元的基板，所述基板具有阵列式分布的通孔，所述待成型的薄膜传感单元包括第一电极层、第二电极层与具有压电功能的薄膜层，所述第一电极层与所述第二电极层分别设置在所述薄膜层的两侧表面，所述第一电极层与所述第二电极层用于连接音频功放电路；

S2.将所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板上，使所述第一电极层与所述第二电极层的位置与所述阵列式分布的通孔位置对应，并将所述基板加热至预设温度；

S3.向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力，以对所述待成型的薄膜传感单元进行热塑性成形，形成与所述阵列式分布的通孔对应的阵列式分布的凸起单元；

S4.在形成所述凸起单元的薄膜传感单元的两侧分别设置第一支撑板与第二支撑板，所述第一支撑板设有阵列式分布的第一通孔，所述第二支撑板设有阵列式分布的第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔与所述凸起单元之间一一对应；

S5.得到所述扬声器组件。

8.根据权利要求7所述的扬声器组件的制备方法，其特征在于，所述S1步骤，包括：

制作具有所述阵列式分布的通孔的基板，以及制作一座体，所述座体设有空腔，所述空腔的开口尺寸与所述基板匹配，所述座体的侧壁设有连通所述空腔与外部的通孔；

将所述基板密封固定在所述座体的所述空腔的开口处，得到所述模具；

所述S2步骤，包括：

所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板的背向所述座体的一侧上；

所述S3步骤，包括：

采用对所述空腔进行抽真空的方式向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

9.根据权利要求7所述的扬声器组件的制备方法，其特征在于，所述S1步骤，包括：

制作模具的基板，所述基板具有所述阵列式分布的通孔；

所述S2步骤，包括：

将所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板的上表面；

在所述基板上设置盖体，所述盖体设有空腔，所述空腔的开口与所述基板密封连接，所述盖体的侧壁设有连通所述空腔与外部的通孔；

所述S3步骤中，采用对所述空腔进行气体加压的方式向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。

10.根据权利要求7所述的扬声器组件的制备方法，其特征在于，所述S1步骤，包括：

制作模具的基板，所述基板具有所述阵列式分布的通孔；以及制作所述模具的压板，所述压板具有与所述阵列式分布的通孔一一对应的凸起；

所述S2步骤，包括：

将所述待成型的薄膜传感单元放置在所述基板的朝向所述压板的一侧上；

所述S3步骤，包括：

通过将所述压板与所述基板对齐并对所述基板进行挤压的方式，向所述待成型的薄膜传感单元的表面施加压力。