TWI754998B - 聲學塊材的製作方法及聲學裝置 - Google Patents
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Abstract
一種聲學塊材的製作方法，包含：將多個沸石粉末與水混合形成混合液；將混合液製成冰塊；提供真空環境，使冰塊發生氣相昇華；以化學氣相沉積的方式通入聚對二甲苯於冰塊中，形成具多孔結構的聲學塊材，聲學塊材能夠有效的降低共振頻率。本發明還提出一種具有聲學塊材的聲學裝置，具有相同的功效。
Description
一種聲學塊材的製作方法，尤指一種製作出具多孔結構的聲學塊材，其可應用於聲學領域。
隨著生活水準的提升，人們對揚聲器的品質越來越講究，如外觀上的視覺效果及聲音音質的表現等等。對於移動式的電子裝置而言，其揚聲器的尺寸較小，在對於低頻的表現有其極限。
傳統有以沸石粉末填充於聲學裝置的腔體中，以改善揚聲器在低頻的表現。然而，所用的沸石粉末含有鋁元素，會使得沸石粉末的微通道被鋁堵住，而不利於空氣進入因此降低聲學效果。
因此，如何改善此問題為本領域相關人士極為重要的議題。
有鑑於此，本發明提出一實施例之聲學塊材的製作方法，包含：將多個沸石粉末與水混合形成混合液；將混合液製成冰塊；提供真空環境，使冰塊發生氣相昇華；以化學氣相沉積的方式通入聚對二甲苯於該真空環境中，以形成具多孔結構的聲學塊材。
如上所述的聲學塊材的製作方法，在一實施例中，沸石粉末的粒徑在0.1-5um。
如上所述的聲學塊材的製作方法，在一實施例中，還包含於混合液中加入結構強化劑。
如上所述的聲學塊材的製作方法，在一實施例中，於混合液中，沸石粉末的重量濃度為1％-40％。
如上所述的聲學塊材的製作方法，在一實施例中，沸石粉末不包含鋁元素。
如上所述的聲學塊材的製作方法，在一實施例中，還包含於在混合液中，添加彈性材料。
本發明還提出一種聲學裝置，包含腔體及揚聲器。腔體內部填充有如上所述的聲學塊材。揚聲器設置於腔體內。
如上所述的聲學裝置，在一實施例中，還包含網層，設置於腔體內，位於揚聲器與聲學塊材之間。
如上所述的聲學裝置，在一實施例中，各網孔的孔徑大於25um。
經由本發明至少一實施例的聲學塊材的製作方法，製作成本低，且亦調控聲學塊材的形狀。所製作出的聲學塊材具有多孔結構，有利於空氣流通、聲音傳導，將聲學塊材應用於聲學裝置，具有良好的聲學表現外，還能夠有效的降低共振頻率。此外，本發明還提出一實施例之聲學裝置，因其具有上述的聲學塊材，透過聲學塊材的結構可延緩氣體流動速度，等效放大腔體，降低共振頻，在低頻達到有較好的聲學效果。
請參閱圖1，為本發明之聲學塊材的製作方法一實施例之步驟流程示意圖。步驟包含：S1：將多個沸石粉末與水混合形成混合液，使沸石粉末均勻分散於混合液中。S2：將混合液製成冰塊，透過冰塊的成形，可以調控所製出聲學塊材的形狀，設置於聲學裝置內，如此可節省成形的成本。S3：提供一真空環境，使冰塊發生氣相昇華。S4：同時以化學氣相沉積（CVD）的方式通入聚對二甲苯(parylene)於真空環境中，使聚對二甲苯取代水及/或冰珠，而形成具多孔結構的聲學塊材。
請參閱圖2A至圖2D。為本發明聲學塊材之一實施例於電子顯微鏡的影像圖。圖2A為放大180倍的影像，圖2B為放大250倍的影像，圖2C為放大500倍的影像，圖2D為放大5000倍的影像。
請參閱圖3A至3B圖。為圖2A所示實施例之聲學塊材的內部於電子顯微鏡的影像圖。圖3A為放大500倍的影像，圖3B為放大5000倍的影像。
由圖2A至圖3B可知，聲學塊材具有多個孔洞結構，該等孔洞有利於空氣的流通。在一些實施例中，沸石粉末的粒徑在0.1-5um。優選的，沸石粉末的粒徑為2um，其係將聲學塊材設定於直徑為15mm，高為2mm的腔體內，具有可降低100Hz共振頻的效果。
請再參閱圖1，在此實施例中，聲學塊材的製作方法還包含步驟S11：於混合液中加入結構強化劑。結構強化劑為一種黏著劑，加入結構強化劑的目在於將製程中沸石粉末的顆粒黏接，更有助於形成具多孔結構的聲學塊材。在一些實施例中，所使用的結構強化劑為纖維素奈米纖維（Cellulose Nanofiber，CNF）。在另一些實施例中，所使用的結構強化劑為羧甲基纖維素（Carboxymethyl Cellulose，CMC）。然而本發明並不限定此些實施例。
在一些實施例中，混合液中沸石粉末的重量濃度為1％-40％。在前述重量濃度範圍中，沸石粉末的重量濃度越高，所製成的聲學塊材使用於聲學裝置的降低共振頻效果越好。不同沸石粉末的重量濃度所製成的聲學塊材的顆粒（如圖2A至圖3B所示）尺寸不同。對於降低共振頻效果而言，大的顆粒較小的顆粒佳，且具大顆粒的聲學塊材的製造成本也較低。
此外，沸石粉末具有含鋁元素及不含鋁元素之分，在一實施例中，含鋁元素的沸石粉末可為例如MFI型ZSM-5沸石粉末，不含鋁元素的沸石粉末可為MFI型Silicalite-1沸石粉末。在一實施例中，在沸石粉末的重量濃度相同的情況下，使用不含鋁元素的沸石粉末所製成聲學塊材，其降低共振頻效果會優於使用含鋁元素的沸石粉末所製成聲學塊材。原因在於沸石粉末中的矽為正四價，鋁為正三價，所以沸石粉末中有含鋁離子會需要其他正離子平衡，而這些正離子所佔的位置會阻礙沸石粉末中的微孔通道，使空氣流動受阻，因此影響聲學效果。
請再參閱圖1，如上所述的聲學塊材的製作方法，在一實施例中，還包含步驟S12：於在混合液中，添加彈性材料。添加彈性材料的目的，在於提升聲學塊材整體的強度，使其在應用於聲學裝置上不易碎裂。
請參閱圖4，為本發明之聲學裝置1一實施例之示意圖。聲學裝置1包含腔體11及揚聲器12。腔體11內部填充有具多孔結構的聲學塊材14。揚聲器12設置於腔體11內。
此外，在此實施例中，聲學裝置1還包含網層13，網層13設置於腔體11內，位於揚聲器12與聲學塊材14之間。網層13可保護聲學塊材14。在一些實施例中，所設置的網層13的網孔的孔徑大於25um。
經由本發明至少一實施例的聲學塊材的製作方法，製作成本低且容易調控聲學塊材的形狀，以符合適用的裝置（腔體）。聲學塊材具有多孔結構，有利於空氣流通，應用於聲學裝置，具有良好的聲學表現外，還能夠有效的降低共振頻率，解決先前技術所遭遇的問題。本發明還提出一實施例之聲學裝置，其具有所述的聲學塊材，藉由聲學塊材的多孔結構，慢延氣體的流動，等效放大腔體，降低共振頻率，因此，聲學裝置在低頻下有更好的聲學表現。
1:聲學裝置
11:腔體
12:揚聲器
13:網層
14:聲學塊材
S1:將多個沸石粉末與水混合形成混合液。
S11:於混合液中加入結構強化劑。
S12:混合液中添加彈性材料。
S2:將混合液製成冰塊。
S3:提供真空環境，使冰塊發生氣相昇華。
S4:以化學氣相沉積的方式，通入聚對二甲苯於真空環境中。
[圖1]係本發明之聲學塊材的製作方法一實施例之步驟流程示意圖。
[圖2A-圖2D]係本發明聲學塊材之一實施例於電子顯微鏡不同倍率下的影像圖。
[圖3A-圖3B] 係圖2A所示實施例之聲學塊材的內部於電子顯微鏡不同倍率下的影像圖。
[圖4]係本發明之聲學裝置一實施例之示意圖。
S1~S4:步驟
Claims (8)
- 一種聲學塊材的製作方法，包含：將多個沸石粉末與水混合形成一混合液；將該混合液製成一冰塊；提供一真空環境，使該冰塊發生氣相昇華；以及以化學氣相沉積的方式通入聚對二甲苯於該真空環境中，以形成一具多孔結構的聲學塊材；其中，該沸石粉末的粒徑在0.1-5um。
- 如請求項1所述的聲學塊材的製作方法，還包含於該混合液中加入一結構強化劑。
- 如請求項1所述的聲學塊材的製作方法，其中於該混合液中，該等沸石粉末的重量濃度為1%-40%。
- 如請求項1所述的聲學塊材的製作方法，其中該等沸石粉末不包含鋁元素。
- 如請求項1至4任一項所述的聲學塊材的製作方法，還包含於在該混合液中，添加一彈性材料。
- 一種聲學裝置，包含：一腔體，內部填充有如請求項1至5任一項所述的聲學塊材；及一揚聲器，設置於該腔體內。
- 如請求項6所述的聲學裝置，還包含一網層，設置於該腔體內，位於該揚聲器與該聲學塊材之間。
- 如請求項7所述的聲學裝置，其中該網層的各網孔的孔徑大於25um。
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| TW202042566A (zh) | 2020-11-16 |
| CN111918200A (zh) | 2020-11-10 |
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