技术领域
[0001] 本
发明涉及压电元件领域，特别涉及一种多层压电扬声器振子的制造方法和多层压电扬声器振子。
背景技术
[0002] 多层压电扬声器主要用于消费
电子产业领域如手机、
数码相机、数码摄像机、MP3、MP4、可携式影音产品及手持电子
游戏机等。与传统的动圈式扬声器相比，其具有小型化、高效率、节能性、无
电磁干扰性等方面的优势；在当今器件小型化的趋势下，具有极其广阔的前景与未来。
[0003] 多层压电扬声器其中的关键元件是多层压电扬声器振子，
现有技术中具有上述特性和功能的多层压电扬声器振子通常采用“多层共烧”的方式来实现：将压
电介质材料和导电材料(主要是
银、钯
电极)等各种材料以叠层的形式交叠并一次性烧成。因为共烧的
温度较低，通常是960～1000℃。为实现压电介质材料和内电极共烧，在材料中加入一些降低电性能的降温剂，牺牲了产品的电性能。多层陶瓷在
烧结的过程中，因每层膜片收缩率不一致，易造成分层、开裂等各种微观
缺陷。这种方式制备的元件在持续工作的过程中，因受到振动的影响，易发生疲劳，导致失效，影响产品寿命。
发明内容
[0004] 为了使多层压电扬声器振子具有好的可靠性和高产品性能，本发明提供了一种多层压电扬声器振子的制造方法和多层压电扬声器振子。所述技术方案如下：
[0005] 一方面，提供了一种多层压电扬声器振子的制造方法，所述方法包括：
[0006] 步骤1：将压电陶瓷粉体进行湿法
研磨，在所述研磨后的压电陶瓷粉体中加入
粘合剂后采用流延成型工艺制得流延坯片，采用叠片烧结工艺对所述流延坯片进行加工制得单个陶瓷片；
[0007] 步骤2：采用附渗电极的方式，在所述单片陶瓷片的双面制备电极，得到单个压电片，循环步骤1-步骤2制得N个压电片，其中所述N为大于3的奇数；
[0008] 步骤3：采用胶粘工艺，将所述N个所述压电片按外部电极连接的方法逐层粘接得到N层压电片，将所述N层压电片加热
固化后形成一体化，对所述一体化后的N层压电片进行极化；
[0009] 其中将所述N个压电片按外部电极连接的方法逐层粘接得到N层压电片，包括：将第1层压电片的上面电极与所述N层压电片中偶数压电片的下面电极和所述N层压电片中奇数压电片的上面电极通过外侧的导电带连接，所述第1层压电片的下面电极与所述N个压电片的偶数压电片的上面电极和所述第一层压电片下面的压电片的奇数压电片的下面电极通过外侧的导电带连接，其中所述第1层压电片和所述第N层压电片的外侧面分别作为两个
引出电极；
[0010] 步骤4：将所述极化后的N层压电片和金属片粘接，制得N层压电扬声器振子。
[0011] 所述电极材料的
介电常数为700～7000。
[0012] 所述流延坯片的厚度为10～200微米。
[0013] 所述单个陶瓷片的烧制温度为1000～1350℃。
[0014] 所述附渗电极的方式为丝印工艺或溅射工艺。
[0015] 所述丝印工艺中所用的电极材料为银或银和钯的
合金材料，其中所述钯的重量比在所述合金材料中为0～30％，所述丝印工艺的烧银温度为500～850℃。
[0016] 所述溅射工艺中所用的电极材料为导电金属或所述导电金属的合金材料，所述溅射工艺中溅射电极后
热处理的温度为25～600℃。
[0017] 另一方面，提供了一种利用上述方法制造的多层压电扬声器振子，包括：N层压电片，其中所述N为大于3的奇数，所述N层压电片中的第1层压电片的上面电极与所述N层压电片中偶数压电片的下面电极和所述N层压电片中奇数压电片的上面电极通过外侧的导电带连接，所述第1层压电片的下面电极与所述N个压电片的偶数压电片的上面电极和所述第一层压电片下面的压电片的奇数压电片的下面电极通过外侧的导电带连接，其中所述第1层压电片和所述第N层压电片的外侧面分别作为两个引出电极，所述N层压电片和金属片粘接。
[0018] 所述电极材料的介电常数为700～7000。
[0019] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[0020] 1、在配方设计时，不加入牺牲产品电性能的降温剂，在中高温的条件下烧结下，产品内部无微观缺陷；
[0021] 2、采用胶粘工艺，将多个压电片逐层粘接；
[0022] 3、本发明的陶瓷致
密度高、陶瓷与电极附渗强度高、压电片与压电片胶粘强度大、多层压电片与金属片胶粘强度大，因此，本发明的多层压电扬声器振子，不但声压高、音质好、灵敏度高，并且产品的可靠性得到了保证。
附图说明
[0023] 图1是本发明提供的多层压电扬声器振子的制造方法
流程图；
[0024] 图2是本发明提供的多层压电扬声器振子的陶瓷片电极图案和附渗电极的压电片图和叠层示意图；
[0025] 图3是本发明提供的多层压电陶瓷扬声器的
频率特性图。
具体实施方式
[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步描述。
[0028] 参见图1，本实施例中提供了一种多层压电扬声器振子的制造方法，在单片陶瓷片双面上丝印或溅射内部电极，采用胶粘工艺，将多个压电片逐层粘接。加热固化制备多层压电陶瓷，然后整体极化和粘贴金属基片，制成多层压电扬声器振子。具体包括以下步骤：
[0029] 101：将压电陶瓷粉体进行湿法研磨，在所述研磨后的压电陶瓷粉体中加入粘合剂后采用流延成型工艺制得流延坯片，采用叠片烧结工艺对所述流延坯片进行加工制得单个陶瓷片。
[0030] 本实施例中，优选地，流延膜片厚度为10～200微米，如，11微米、15微米、40微米、50微米或55微米等，在得到流延膜片后按所规定的尺寸进行冲片，为提高产量，可采用叠烧的工艺，在1000～1350℃下烧成陶瓷片，如1100℃、1200℃、1250℃或1300℃等，保温时间0.5～2.5小时，如0.6小时、1小时、1.2小时、1.5小时等，烧后剥开即为单片的陶瓷片。
[0031] 102：采用附渗电极的方式，在所述单片陶瓷片的双面制备电极，得到单个压电片。
[0032] 可选地本实施例中，所述附渗电极的方式为丝印工艺或溅射工艺。本实施例中，从步骤101中制得的陶瓷片中任意选取二片作为顶层和底层，顶层和底层的内侧单面上(如图2a的电极1)丝印或溅射电极得到附渗电极1的压电片(如图2a中所示)，顶层和底层的外侧单面上(如图2a的电极3)丝印或溅射电极得到附渗电极3的压电片(如图2a中所示)，在所述
中间层陶瓷片的双面上(如图2a的电极2)得到附渗电极2的压电片(如图2a中所示)，同样丝印或溅射电极，从而在所述单片陶瓷片的双面制备电极，得到单个压电片。
[0033] 可选地本实施例中，所述丝印工艺中所用的电极材料为银或银和钯的合金材料，其中所述钯的重量比在所述合金材料中为0～30％，如2％、5％、10％、18％、20％、25％或28％等，所述丝印工艺的烧银温度为500～850℃，如510℃、520℃、550℃、600℃、620℃、
700℃或800℃等。
[0034] 可选地本实施例中，所述溅射工艺中所用的电极材料为导电金属或所述导电金属的合金材料，所述溅射工艺中溅射电极后热处理的温度为25～600℃，如30℃、40℃、45℃、60℃、300℃、400℃、460℃、480℃或550℃等。
[0035] 本实施例中，优选地本实施例中，所述电极材料的介电常数为700～7000，如710、750、780、800、900、1000、2000、2500、5000、5300或6400等。
[0036] 本实施例中，重复步骤101-102得到N个压电片，N为大于3的奇数，优选地，N为3～9之间的奇数，对此本实施例不做具体限定。
[0037] 103：采用胶粘工艺，将N个压电片按外部电极连接的方法逐层粘接得到N层压电片，将N层压电片加热固化后形成一体化，对所述一体化后的N层压电片进行极化。
[0038] 本实施例中，将N个所述压电片按外部电极连接的方法逐层粘接得到所述N层压电片，包括：将第1层压电片的上面电极与N层压电片中偶数压电片的下面电极和所述N层压电片中奇数压电片的上面电极通过外侧的导电带连接，所述第1层压电片的下面电极与所述N个压电片的偶数压电片的上面电极和所述第一层压电片下面的压电片的奇数压电片的下面电极通过外侧的导电带连接，其中所述第1层压电片和所述第N层压电片的外侧面分别作为两个引出电极。
[0039] 本实施例中，参见图2b，假设N为5，则将5个所述压电片按外部电极连接的方法逐层粘接的方法为：第1层的上面电极(顶层外侧面)与第2层的下面电极通过外侧的导电带连接，再和第3层的上面电极相连，和第4层的下面电极相连，和第5层上面的电极相连；第1层的下面电极与第2层的上面电极通过外侧的导电带连接，和第3层的下面电极相连接，和第4层的上面电极相连接，和第5层下面的电极相连。第5层的下面作为底层的外侧面。在五层压电片中，第一、三、五层电极通过外部电极相连，第二、四层电极通过外部电极相连。第1层上面电极(顶层外侧面)作为电极的一个引出端，第五层下面电极(底层外侧面)作为电极的另一个引出端。
[0040] 104：将极化后的N层压电片和金属片粘接，制得N层压电扬声器振子。
[0041] 本实施例中，得到多层压电片后，可以将多层压电片的上下两面均与金属片粘结，也可以任选一面有金属片粘结，得到多层压电扬声器振子对此本实施例不做具体限定。
[0042] 本实施例的有益效果包括：
[0043] 1、在配方设计时，不加入牺牲产品电性能的降温剂，在中高温的条件下烧结下，产品内部无微观缺陷；
[0044] 4、采用胶粘工艺，将多个压电片逐层粘接；
[0045] 本发明的陶瓷致密度高、陶瓷与电极附渗强度高、压电片与压电片胶粘强度大、多层压电片与金属片胶粘强度大，因此，本发明的多层压电扬声器振子，不但声压高、音质好、灵敏度高，并且产品的可靠性得到了保证。
[0046] 实施例2
[0047] 本实施例中提供了一种利用实施例1中的方法制造的多层压电扬声器振子，包括：N层压电片，其中所述N为大于3的奇数，所述N层压电片中的第1层压电片的上面电极与所述N层压电片中偶数压电片的下面电极和所述N层压电片中奇数压电片的上面电极通过外侧的导电带连接，所述第1层压电片的下面电极与所述N个压电片的偶数压电片的上面电极和所述第一层压电片下面的压电片的奇数压电片的下面电极通过外侧的导电带连接，其中所述第1层压电片和所述第N层压电片的外侧面分别作为两个引出电极，所述N层压电片和金属片粘接。
[0048] 优选地，本实施例中，电极材料的介电常数为700～7000。
[0049] 本实施例中，为了使本领域的技术人员更加明确的了解本实施例中提供的多层压电扬声器振子的特性，现举例如下：
[0050] 本实施例中，采用实施例1中的方法制造了一种多层压电扬声器振子，其中多层压电扬声器振子结构为长方体，多层压电扬声器的尺寸为：23×27×0.8mm，叠层压电片的规格为18×18×0.02mm，叠层数量为3层。
[0051] 本实施例中，采用PZT系软性压电陶瓷配方作为多层压电扬声器振子的材料，材料性能参数：径向机电耦合系数Kp≥0.68，介电常数＝2300，介电损耗tgδ≤2.5％。
[0052] 本发明提供的多层压电扬声器振子的性能得到了较大提高，电性能优良且一致性和可靠性高。图3为本实施例中提供的PS23×27型多层压电陶瓷扬声器振子的声压的频率特性图，横坐标为频率，纵坐标为声压，声压测量条件为：向多层压电陶瓷扬声器振子输入正弦交流
信号的有效
电压值5.0rms的
正弦波，在距离100mm的地点测定。
[0053] 本实施例的有益效果包括：
[0054] 1、在配方设计时，不加入牺牲产品电性能的降温剂，在中高温的条件下烧结下，产品内部无微观缺陷；
[0055] 5、采用胶粘工艺，将多个压电片逐层粘接；
[0056] 本发明的陶瓷致密度高、陶瓷与电极附渗强度高、压电片与压电片胶粘强度大、多层压电片与金属片胶粘强度大，因此，本发明的多层压电扬声器振子，不但声压高、音质好、灵敏度高，并且产品的可靠性得到了保证。
[0057] 以上所述仅为本发明的较佳实施案例，并不用以限制本发明，如相类似的其它多层压电陶瓷产品等，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
