发明内容
针对上述技术问题,本实用新型提供一种汽车用压电式低能耗宽频警示装置,其结构简单、制造成本低,减轻了企业及汽车生产厂商的成本压力。
实现本实用新型的技术方案如下:
汽车用压电式低能耗宽频警示装置,其包括上端面开口,下端面设有传声孔的壳体,壳体内部为安装腔,所述壳体安装腔中固定设置有振动基板,振动基板的上端面设置有复合压电片,下端面设置有振动薄膜,所述振动基板与复合压电片构成振动基源,振动薄膜与振动基板构成传声源,在壳体上端面的开口安装有线路板,在壳体安装腔内设置有柔性线路板,线路板与柔性线路板电连接,柔性线路板与复合压电片电连接。
所述复合压电片至少包括第一陶瓷薄膜,叠加在第一陶瓷薄膜上的第二陶瓷薄膜,叠加在第二陶瓷薄膜上的第三陶瓷薄膜;所述第一陶瓷薄膜下方设置有第一银钯电极层,第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜之间设有第二银钯电极层,第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜之间设有第三银钯电极层,第三陶瓷薄膜上方设置有第四银钯电极层;第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜上开设有第一通孔,该第一通孔内设置有第一银钯导电柱,第一银钯导电柱将第一银钯电极层与第三银钯电极层连接,第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜上开设有第二通孔,该第二通孔内设置有第二银钯导电柱,第二银钯导电柱将第二银钯电极层与第四银钯电极层连接。
上述陶瓷薄膜为陶瓷浆料流延成型厚度在15μm~20μm的膜带制作而成,所述振动基板为0.15mm~0.25mm厚的弹簧钢板。
所述壳体内设置有盆架,所述振动基板固定设置在盆架上。盆架起到固定振动基板的作用。
所述壳体内设置有上盖板,上盖板位于复合压电片的上方,上盖板与复合压电片之间留有空间,上盖板的下端面设置有向下的弯折端,上盖板的弯折端固定设置在盆架上。上盖板起到保护复合压电片的作用。
所述振动薄膜为采用耐高温的PEI材料制成的薄膜。
所述第一通孔、第二通孔为0.15mm~0.25mm的通孔。
将第一银钯电极层与第三银钯电极层连接,第二银钯电极层与第四银钯电极层连接,提高了电容量、降低容抗、提高了驱动力。
采用了上述方案,复合压电片是指用厚度仅为15μm~20μm的陶瓷薄膜三层叠加以及与三层陶瓷薄膜间隔设置的四层银钯电极层,在超高压等静压(150MPa)设备中压制成型,再用高温进行烧制而成,在烧制过程中不产生开裂、变形、破损和分层等缺陷,陶瓷薄膜层与层间加平面电极引出,接成并联,提高压电片的电容量,降低容抗,提高驱动力。本实用新型是利用复合压电片作为振动基源,用0.15mm~0.25mm厚弹簧钢材料镂空作为振动基板,将成型的复合压电片贴到振动基板上,再在下面贴一层聚脂振动薄膜作为振动基源,这样谐振频率能够达到800HZ,高频达到20000HZ,提升了产品的性能。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
参见图1、2,汽车用压电式低能耗宽频警示装置,其包括上端面开口,下端 面设有传声孔1的壳体2,壳体内部为安装腔3,壳体安装腔中固定设置有振动基板6,壳体内壁设置有安装台阶面4,盆架5固定设置在安装台阶面4上,振动基板6固定设置在盆架5上,振动基板6的上端面设置有复合压电片7,下端面设置有振动薄膜8,振动基板6与复合压电片7构成振动基源,振动薄膜8与振动基板6构成传声源,在壳体上端面的开口安装有线路板9,该线路板上固定连接有插针10,在壳体安装腔内设置有柔性线路板11,柔性线路板11采用聚酰亚胺薄膜及铜箔为基材制成,线路板9与柔性线路板11通过导线21连接,柔性线路板11与复合压电片7电连接;
其中,复合压电片至少包括第一陶瓷薄膜12,叠加在第一陶瓷薄膜上的第二陶瓷薄膜13,叠加在第二陶瓷薄膜上的第三陶瓷薄膜14;第一陶瓷薄膜下表面设置有第一银钯电极层15,第一陶瓷薄膜12、第二陶瓷薄膜13之间设有第二银钯电极层16,第二陶瓷薄膜13、第三陶瓷薄膜14之间设有第三银钯电极层17,第三陶瓷薄膜14上表面设置有第四银钯电极层18;第一陶瓷薄膜、第二陶瓷薄膜上开设有第一通孔19,该第一通孔内设置有第一银钯导电柱20,第一银钯导电柱将第一银钯电极层与第三银钯电极层电连接,第二陶瓷薄膜、第三陶瓷薄膜上开设有第二通孔22,该第二通孔内设置有第二银钯导电柱23,第二银钯导电柱将第二银钯电极层与第四银钯电极层电连接,从而复合压电片提高了电容量、降低容抗、提高了驱动力。第二银钯电极层右端边缘通孔处与第三银钯电极层左端边缘通孔处不涂刷银钯电极层,以防止电极层短路。
上述陶瓷薄膜为陶瓷浆料流延成型厚度在15μm~20μm的膜带制作而成,振动基板6为0.15mm~0.25mm厚的弹簧钢板。其中,第一通孔、第二通孔为0.15mm~0.25mm的通孔。
其中,壳体2内设置有上盖板24,上盖板位于复合压电片的上方,上盖板 与复合压电片之间留有空间,上盖板的下端面设置有向下的弯折端25,上盖板的弯折端固定设置在盆架5上。其中,振动薄膜为采用耐高温的PEI材料制成的薄膜。
上述复合压电片的生产方法,其包括以下步骤:
步骤一,将调制好的陶瓷浆料,利用流延设备流延出厚度在15μm~20μm的第一陶瓷薄膜,并在第一陶瓷薄膜上压出一通孔;陶瓷薄膜的厚度公差±0.5μm,经透光检查无气泡、针孔、色差、黄斑等缺陷。
步骤二,在上述流延好的第一陶瓷薄膜的下表面涂抹一层胶,再将银占比例为89%~91%,钯占比例为11%~9%的银钯浆料印刷其上形成第一银钯电极层;
步骤三,利用流延设备再流延出厚度在15μm~20μm的第二陶瓷薄膜,并在第二陶瓷薄膜上冲压出两个通孔;
步骤四,在第一陶瓷薄膜上表面、第二陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第二银钯电极层;
步骤五,利用流延设备再流延出厚度在15μm~20μm的第三陶瓷薄膜,并在第三陶瓷薄膜上压出一通孔;
步骤六,在第二陶瓷薄膜上表面、第三陶瓷薄膜下表面之间通过胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第三银钯电极层;采用导电柱穿过第一陶瓷薄膜上通孔、第二陶瓷薄膜上通孔,该导电柱将第一银钯电极层、第三银钯电极层连接形成连续电极层;
步骤七,在第三陶瓷薄膜上表面胶粘合上述步骤二中同样银、钯比例的第四银钯电极层;采用另一导电柱穿过第二陶瓷薄膜上另一通孔、第三陶瓷薄膜上通孔,导电柱将第二银钯电极层、第四银钯电极层连接形成连续电极层;
步骤八,将上述步骤完成的半成品,采用层压设备进行压制成型;
步骤九,将步骤八中压制成型的半成品采用900℃~950℃温度进行烧结,烧结完成后将其取出,便完成了复合压电片的生产。在烧结过程中不产生开裂、变形、破损和分层等缺陷。
银钯浆料中银占比例90%,钯占比例为10%。层压设备为超高压等静压成型设备。陶瓷薄膜的厚度为17μm。第二陶瓷薄膜上的通孔、第二陶瓷薄膜上的两个通孔、第三陶瓷薄膜上通孔为0.15mm~0.25mm的通孔。
具体实施时,银、钯占银钯浆料的比例可以选用下列数据:一、银钯浆料中银占比例89%,钯占比例为11%;二、银钯浆料中银占比例89.5%,钯占比例为10.5%;三、银钯浆料中银占比例90%,钯占比例为10%;四、银钯浆料中银占比例90.5%,钯占比例为9.5%;五、银钯浆料中银占比例91%,钯占比例为9%;
其中,陶瓷薄膜的厚度可为15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm。
上述采用的陶瓷浆料为低温压电陶瓷浆料,其性能如下:Kp≥60%,εr:2700~3000,Qm:55,Tc:280℃,烧结温度为950℃,然后将银钯浆料的成份比例调整为:90%银+10%钯,该银钯浆料的最高耐温可以达到1050度,完全可以满足低温压电陶瓷浆料的温度要求,从而在烧结中银不会蒸发消失,增加了银的比例,减小了钯的比例,由于银的成本小于钯的成本很多,因而降低了生产成本,同时也保证了压电片的品质。
以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本实用新型的保护范围。