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平面压电振动模块

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


平面压电振动模块

技术领域

本发明涉及一种振动模块,尤其涉及一种平面压电振动模块。

背景技术

随着电子产品轻薄化发展趋势,喇叭也逐渐走向薄型化,平面喇叭的需求随着电子产品市场而快速增加。而如何确保声音的音质,又能兼具足够薄度及品质以利内建到电子产品中,遂成为新喇叭产品的技术发展重点,又除了平面喇叭的薄型化以及内部元件不易分离的诉求外,宽频化也是后续压电喇叭技术发展的重要课题,其中在宽频化需求条件下,喇叭的音频响应有较宽的范围,各频率的音压也须维持在足够相近的状态,以避免高低音起伏过大。因此提供具有宽音域频宽的压电平面喇叭(即压电振动模块),实为目前业者所极力追求的。

发明内容

本发明提供了一种平面压电振动模块,可成型为薄型模块化元件,且具有实现高频、宽频地发送声波的优点。

本发明所提供的平面压电振动模块包括绝缘底层、第一导电层、第一压电元件及绝缘填充层。第一导电层设置于绝缘底层上,第一导电层包含第一导电图案、第二导电图案以及绝缘槽,绝缘槽开设于第一导电图案及第二导电图案之间。第一压电元件设置于第一导电层上,第一压电元件包含第一压电材料层、第一电极、第二电极及第一封装材,其中,第一压电材料层包含相对的第一表面及第二表面,以及相对的第一侧壁及第二侧壁,第一侧壁及第二侧壁连接第一表面及第二表面,其中第一侧壁以第一方向朝向第二侧壁,第二侧壁以第二方向朝向第一侧壁;第一电极包含第一侧部、第一外指叉部及第一内指叉部,第一外指叉部及第一内指叉部连接第一侧部,第一侧部设置于第一侧壁,且第一外指叉部覆盖部分的第一表面,第一内指叉部沿第一方向穿设于第一压电材料层,其中,第一外指叉部电性连接第一导电图案;第二电极电性连接第二导电图案,第二电极包含第二侧部、第二外指叉部及第二内指叉部,第二外指叉部及第二内指叉部连接第二侧部,第二侧部设置于第二侧壁,且第二外指叉部覆盖部分的第二表面,第二内指叉部沿第二方向穿设于第一压电材料层,其中,第一外指叉部、第二内指叉部、第一内指叉部及第二外指叉部相互叉指排列;第一封装材包覆第一压电材料层、部分第一电极及部分第二电极,且至少显露第一外指叉部及第二外指叉部。绝缘填充层设置于第一导电层上,且至少环绕于至少一第一压电元件的周边。

在本发明的一实施例中,上述的第一内指叉部在第一方向的延伸长度与第二外指叉部在第二方向的延伸长度相等,第二内指叉部在第二方向的延伸长度与第一外指叉部在第一方向的延伸长度相等。

在本发明的一实施例中,上述的绝缘填充层更填充于绝缘槽,又平面压电振动模块更包含导电结构,穿设于绝缘填充层,且经由导电结构电性连接第二电极的第二外指叉部及第二导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含保护层,设置于绝缘填充层上,且覆盖第一压电元件及导电结构。

在本发明的一实施例中,上述的第一电极更包含第一延伸指叉部,连接第一侧部,且第一内指叉部介于第一外指叉部及第一延伸指叉部之间,其中,第一电极的第一外指叉部覆盖部分第一表面,第一延伸指叉部及第二电极的第二外指叉部共同覆盖第二表面,且第一延伸指叉部及第二外指叉部之间具有第二间距。

在本发明的一实施例中,上述的第二外指叉部在第二表面的覆盖面积大于第一延伸指叉部在第二表面的覆盖面积,且第二外指叉部在第二方向的延伸长度小于第二内指叉部在第二方向的延伸长度。

在本发明的一实施例中,上述的第一延伸指叉部在第二表面的覆盖面积大于第二外指叉部在第二表面的覆盖面积,且第一延伸指叉部在第一方向的延伸长度小于第一内指叉部在第一方向的延伸长度。

在本发明的一实施例中,上述的绝缘填充层更填充于绝缘槽,又平面压电振动模块更包含导电结构,穿设于绝缘填充层,且经由导电结构电性连接第二电极的第二外指叉部及第二导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的导电结构更电性连接第一电极的第一延伸指叉部及第一导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含保护层,设置于绝缘填充层上,保护层覆盖第一压电元件及导电结构,且填充第二间距。

在本发明的一实施例中,上述的第一电极更包含第一延伸指叉部,连接第一侧部,且第一内指叉部介于第一外指叉部及第一延伸指叉部之间,第二电极更包含第二延伸指叉部,连接第二侧部,且第二内指叉部介于第二外指叉部及第二延伸指叉部之间,其中,第一电极的第一外指叉部及第二电极的第二延伸指叉部共同覆盖第一表面,且第一外指叉部及第二延伸指叉部之间具有第一间距,第一电极的第一延伸指叉部及第二电极的第二外指叉部共同覆盖第二表面,且第一延伸指叉部及第二外指叉部之间具有第二间距。

在本发明的一实施例中,上述的第二外指叉部在第二表面的覆盖面积大于第一延伸指叉部在第二表面的覆盖面积,第一外指叉部在第一表面的覆盖面积大于第二延伸指叉部在第一表面的覆盖面积。

在本发明的一实施例中,上述的第二电极的第二延伸指叉部电性连接第二导电图案,又第一封装材更填充于一部分绝缘槽及第一间距。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含保护层,设置于绝缘填充层上,保护层覆盖第一压电元件且填充第二间距。

在本发明的一实施例中,上述的第一压电元件的个数为多个,平面压电振动模块更包含导电结构,导电结构包含导电柱及第二导电层,第二导电层电性连接第一压电元件的第二外指叉部,导电柱穿设于绝缘填充层且电性连接第二导电层及第二导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的第一压电元件的个数为多个,平面压电振动模块更包含多个导电结构,穿设于绝缘填充层,每一导电结构电性连接每一第一压电元件的第二外指叉部至第二导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含第二压电元件,第二压电元件包含第二压电材料层、第一平面电极、第二平面电极及第二封装材,第一平面电极及第二平面电极分别设置于第二压电材料层的相对两侧,第二封装材包覆部分第二压电料层,且至少显露第一平面电极及第二平面电极,其中,第一平面电极性连接第一导电图案,平面压电振动模块更包含导电结构,导电结构包含导电柱及第二导电层,第二导电层电性连接第二平面电极及第二外指叉部,导电柱穿设于绝缘填充层且电性连接第二导电层及第二导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含第二压电元件,第二压电元件包含第二压电材料层、第一弯折电极、第二弯折电极及第二封装材。第二压电材料层包含相对的第三表面及第四表面,以及相对的第三侧壁及第四侧壁,第三侧壁及第四侧壁连接第三表面及第四表面;第一弯折电极设置于部分第三表面及第三侧壁;第二弯折电极设置于部分第四表面及第四侧壁;第二封装材包覆第二压电材料层、部分第一弯折电极及部分第二弯折电极;其中,位在第三表面的部分第一弯折电极电性连接第一导电图案,平面压电振动模块更包含多个导电结构,穿设于绝缘填充层,导电结构分别将第一压电元件的第二外指叉部以及部分第二弯折电极电性连接至第二导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的导电结构更分别将第一压电元件的第一延伸指叉部以及部分第一弯折电极电性连接至第一导电图案。

在本发明的一实施例中,上述的第二弯折电极更覆盖部分第三表面,且与位在第三表面上的第一弯折电极之间具有第三间距。

在本发明的一实施例中,上述的第一弯折电极更覆盖部分第四表面,且与位在第四表面上的第二弯折电极之间具有一第四间距。

在本发明的一实施例中,上述的第一外指叉部经由接着层设置于第一导电图案上。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含第三导电层,设置于绝缘底层的远离第一导电层的另一相对侧。

在本发明的一实施例中,上述的平面压电振动模块更包含辅助层,设置于第三导电层的远离绝缘底层的另一相对侧。

本发明借由内指叉部的设计,平面压电元件可具有多层的子压电体,由于各子压电体可具有不同的厚度,各层子压电体的谐振频率不同,使得平面压电元件存在多种谐振频率。借由谐振频率相互靠近并耦合,在较宽的频率范围内同时工作,可以使其组合频率响应不产生间断和过深的波谷,在这一频带内将形成复合多模振动,即能有效地拓展压电振动模块的工作频宽,实现高频、宽频地发送声波。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一第一实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

图2是本发明一第二实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

图3是本发明一第三实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

图4是本发明一第四实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

图5A及图5B所示是本发明第五实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

图6A及图6B所示是本发明第六实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

图7A及图7B所示是本发明第七实施例平面压电振动模块的剖面示意图。

具体实施方式

图1是本发明一第一实施例平面压电振动模块的剖面示意图,如图1所示,平面压电振动模块10包含绝缘底层12、第一导电层14、第一压电元件16及绝缘填充层18。绝缘底层12的材料例如为玻璃纤维环氧层压板(FR4)、玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚酰亚胺(PI)等材料或其组合,绝缘底层12的厚度例如为介于10至100微米之间。第一导电层14设置于绝缘底层12上,第一导电层14包含第一导电图案141、第二导电图案142以及绝缘槽143,绝缘槽143开设于第一导电图案141及第二导电图142案之间,于一实施例中,绝缘槽143贯穿第一导电层14,使第一导电图案141及第二导电图案142分隔,其中第一导电层14的厚度例如介于10至50微米之间。第一压电元件16设置于第一导电层14上,第一压电元件16的个数可为一个或多个,第一压电元件16具有不同的实施态样(如后所述),可依据需求将不同实施态样或相同实施态样的多个第一压电元件16设置于第一导电层14上,抑或第一压电元件16可搭配后续所述的不同实施态样的第二压电元件等设置于第一导电层14上。绝缘填充层18设置于第一导电层14上,且环绕于第一压电元件16的周边,于一实施例中,如图1所示,绝缘填充层18填充于多个第一压电元件16(及/或后述的第二压电元件)之间。

接续上述说明,第一压电元件16包含第一压电材料层20、第一电极22、第二电极24及第一封装材26。第一压电材料层20包含相对的第一表面201及第二表面202,以及相对的第一侧壁203及第二侧壁204,第一侧壁203及第二侧壁204连接第一表面201及第二表面202,其中,第一侧壁203例如以第一方向D1朝向第二侧壁204,第二侧壁204例如以第二方向D2朝向第一侧壁203,亦即第一方向D1及第二方向D2为平行且相反的方向。于一实施例中,第一压电材料层20例如为压电陶瓷材料,且其第一表面201及第二表面202之间的厚度例如为介于5至300微米之间。

第一电极22包含第一侧部221、第一外指叉部222及第一内指叉部223,第一外指叉部222及第一内指叉部223连接第一侧部221。于一实施例中,第一内指叉部223的个数可为一个或多个(图1所示的个数为两个),第一内指叉部223与第一外指叉部222平行且间隔排列,其中,第一外指叉部222为设置于第一侧部221的一端,而多个第一内指叉部223为例如间隔的连接第一侧部221。如图1所示,第一侧部221设置于第一压电材料层20的第一侧壁203,其中第一外指叉部222覆盖部分的第一表面201,而第一内指叉部223沿第一方向D1穿设于第一压电材料层20。于一实施例中,第一侧部221及第一内指叉部223的厚度例如为介于1至10微米之间,而第一外指叉部222的厚度例如为介于5至20微米之间。

第二电极24包含第二侧部241、第二外指叉部242及第二内指叉部243,第二外指叉部242及第二内指叉部243连接第二侧部241。于一实施例中,第二内指叉部243的个数可为一个或多个(图1所示的个数为两个),较佳者,第二内指叉部243的个数相等于第一内指叉部223的个数,或者第二内指叉部243的个数与第一内指叉部223的个数相差一个,于一实施例中,多个第二内指叉部243例如为间隔的连接第二侧部241。第二外指叉部242设置于第二侧部241的一端,且与第二内指叉部243平行且间隔排列。如图1所示,第二侧部241设置于第一压电材料层20的第二侧壁204,其中第二外指叉部242覆盖部分的第二表面202,而第二内指叉部243沿第二方向D2穿设于第一压电材料层20,其中,第一外指叉部222、第二内指叉部243、第一内指叉部223及第二外指叉部242彼此相互叉指排列。于一实施例中,第二侧部241及第二内指叉部243的厚度例如为介于1至10微米之间,而第二外指叉部242的厚度例如为介于5至20微米之间。

第一封装材26包覆第一压电材料层20、部分第一电极22及部份第二电极24,且显露第一外指叉部222及第二外指叉部242。于一实施例中,第一封装材26例如为绝缘黏合胶材料。请续参图1所示,第一电极22电性连接第一导电图案141,其中第一电极22的第一外指叉部222例如以极薄的接着层28直接黏着于第一导电图案141上;第二电极24电性连接第二导电图案142,其中第二电极24的第二外指叉部242例如以一穿设于绝缘填充层18的导电结构30连接至第二导电图案142。

于一实施例中,第一内指叉部223在第一方向D1的延伸长度与第二外指叉部242在第二方向D2的延伸长度相等,第二内指叉部243在第二方向D2的延伸长度与第一外指叉部222在第一方向D1的延伸长度相等。可以理解地,第一内指叉部223及第二内指叉部243的相互叉指排列可将第一压电材料层20分隔为多个子压电体205,图1所示的第一压电元件16以包含5层子压电体205(标示于位于左侧的第一压电元件16)为例,每层子压电体205的相对两侧分别设置有电性连接至第一导电图案141的第一内指叉部223(或第一外指叉部222)、及电性连接至第二导电图案142的第二内指叉部243(或第二外指叉部242)。

接续上述说明,如图1所示,绝缘填充层18的厚度例如介于10至200微米之间,其中绝缘填充层18更填充于绝缘槽143,以加强第一导电图案141及二导电图案142的绝缘。又上述的导电结构30例如包含导电柱301及第二导电层302,第二导电层302电性连接多个第一压电元件16的第二外指叉部242,导电柱301穿设于绝缘填充层18且电性连接第二导电层302及第二导电图案142,其中,第二导电层302的厚度例如介于10至50微米之间。

请续参图1所示,于一实施例中,平面压电振动模块10更包含保护层32,设置于绝缘填充层18上,且覆盖第一压电元件16及导电结构30;又保护层32的厚度例如介于2微米至500微米之间。于一实施例中,平面压电振动模块10更包含第三导电层34及辅助层36,第三导电层34设置于绝缘底层12的远离第一导电层14的另一相对侧,辅助层36设置于第三导电层34的远离绝缘底层12的另一相对侧。其中,第三导电层34的厚度例如介于10微米至50微米之间,辅助层36的厚度例如介于10微米至200微米之间,且辅助层36例如为一绝缘层,借由辅助层36的选择与堆叠,而可减少平面压电振动模块10因变形导致的分层或是弯曲问题。

图2是本发明一第二实施例平面压电振动模块的剖面示意图,如图2所示,第二实施例平面压电振动模块10A与第一实施例平面压电振动模块10的差异在于第二实施例平面压电振动模块10A更包含第二压电元件40,可以理解地,第二压电元件40可取代第一实施例平面压电振动模块10的其中一组或多组第一压电元件16,图2中仅以一组第一压电元件16及一组第二压电元件40作为示例,惟不限于此。如图2所示,第二压电元件40包含第二压电材料层42、第一平面电极44、第二平面电极46及第二封装材48,第一平面电极44及第二平面电极46分别设置于第二压电材料层42的相对两侧,第二封装材48包覆部分第二压电材料层42,且显露第一平面电极44及第二平面电极46。

接续上述说明,对应于第一压电元件16的第一外指叉部222,第二压电元件40的第一平面电极44电性连接第一导电图案141,其中,第一平面电极44例如也以极薄的接着层28直接黏着于第一导电图案141上。又,第二压电元件40的第二平面电极46与第一压电元件16的第二外指叉部242共同以第二导电层302电性连接,以便经由第二导电层302及导电柱301将第二平面电极46及第二外指叉部242电性连接至第二导电图案142。

亦即,在第二实施例平面压电振动模块10A中,可以选择地设置有第一压电元件16及第二压电元件40,其中,第二压电元件40为包含单一层的压电体(即第二压电材料层42本身),第一压电元件16为包含有多层(例如5层)的子压电体205,又第一压电元件16及第二压电元件40的个数并不限为各一个,可依据需求,设置二至多个第一压电元件16或二至多个第二压电元件40。其中,第一外指叉部222(或第一平面电极44)以及第二外指叉部242(或第二平面电极46)为在第一压电材料层20(或第二压电材料层42)的相对侧,惟不限于此。

图3是本发明一第三实施例平面压电振动模块的剖面示意图,第三实施例平面压电振动模块10B与第一实施例平面压电振动模块10的差异在于第三实施例平面压电振动模块10B具有不同结构的第一压电元件16A,而第一压电元件16A及第一压电元件16的差异在于第一电极22A,如图3所示,第一电极22A除了包含第一侧部221、第一外指叉部222及第一内指叉部223之外,更包含第一延伸指叉部224。第一延伸指叉部224、第一内指叉部223及第一外指叉部222连接第一侧部221,且第一内指叉部223介于第一外指叉部222及第一延伸指叉部224之间。于一实施例中,第一延伸指叉部224在第一方向D1的延伸长度小于第一内指叉部223在第一方向D1的延伸长度,且第一延伸指叉部224及第二电极24的第二外指叉部242共同覆盖第二表面202,其中第一延伸指叉部224及第二外指叉部242之间具有第二间距s2。

接续上述说明,平面压电振动模块10B包含有导电结构30A,导电结构30A包含多个导电柱301及多个第二导电子层303,多个第二导电子层303各自连接每一第一压电元件16A的第二外指叉部242,如图3所示,多个导电柱301分别穿设于第一压电元件16A附近的绝缘填充层18,导电柱301的一端与第二导电子层303连接,另一端则连接于第二导电图案142,借由导电结构30A将第二外指叉部242电性连接至第二导电图案142。可以理解的,在第三实施例平面压电振动模块10B中,经由绝缘槽142的分布,第一导电图案141及第二导电图案142呈交错图案,其中,第一压电元件16A的第一外指叉部222直接电性连接于第一导电图案141,而第二外指叉部242经由导电结构30A电性连接至第二导电图案142。又,于一实施例中,平面压电振动模块10B更包含保护层32,设置于绝缘填充层18上,覆盖第一压电元件16A及多个第二导电子层303,且填充第二间距s2。

其中,如图3所示,第一压电元件16A以包含5层子压电体205为例,于一实施例中,第二外指叉部242在第二表面202的覆盖面积大于第一延伸指叉部224在第二表面202的覆盖面积,其中,最远离绝缘底层12的子压电层205的一侧覆盖大面积的第二外指叉部242,另一侧覆盖第一内指叉部223,因此,此最远离绝缘底层12的子压电层205虽覆盖有第一延伸指叉部224,但仍是由与第二导电图案142电性连接的第二外指叉部242及与第一导电图案141电性连接的第一内指叉部223提供电气信号。又,第二外指叉部242在第二方向D2的延伸长度小于第二内指叉部243在第二方向D2的延伸长度。

图4是本发明一第四实施例平面压电振动模块的剖面示意图,第四实施例平面压电振动模块10C与第三实施例平面压电振动模块10B的差异在于第四实施例平面压电振动模块10C具有不同结构的第一压电元件16B,其中第一压电元件16B具有不同结构的第一电极22B及第二电极24A,如图4所示,第一压电元件16B以包含6层子压电体205(标示于位于左侧的第一压电元件16B)为例,第一电极22B的第一延伸指叉部224及第二电极24A的第二外指叉部242共同覆盖第二表面202,其中,第一延伸指叉部224在第二表面202的覆盖面积大于第二外指叉部242在第二表面202的覆盖面积。其中,最远离绝缘底层12的子压电层205的一侧覆盖大面积的第一延伸指叉部224,另一侧覆盖第二电极24A的第二内指叉部243,因此,此最远离绝缘底层12的子压电层205虽覆盖有第二外指叉部242,但仍是由与第二导电图案142电性连接的第二内指叉部243及与第一导电图案141电性连接的第一延伸指叉部224提供电气信号。又,第一延伸指叉部224在第一方向D1的延伸长度小于第一内指叉部223在第一方向D1的延伸长度。

图5A及图5B所示是本发明第五实施例平面压电振动模块的剖面示意图,如图5A所示,第五实施例平面压电振动模块10D与第三实施例平面压电振动模块10B的差异在于第五实施例平面压电振动模块10D更包含第二压电元件40A,可以理解地,第二压电元件40A可取代第三/第四实施例平面压电振动模块10B/10C的其中一组或多组第一压电元件16A/16B,图5A中仅以一组第一压电元件16A及一组第二压电元件40A作为示例,惟不限于此。第二压电元件40A包含第二压电材料层42、第一弯折电极50、第二弯折电极52及第三封装材48。第二压电材料层42包含相对的第三表面421及第四表面422,以及相对的第三侧壁423及第四侧壁424,第三侧壁423及第四侧壁424连接第三表面421及第四表面422;第一弯折电极50设置于部分第三表面421及第三侧壁423;第二弯折电极52设置于部分第四表面422及第四侧壁424;第二封装材48包覆第二压电材料层42、部分第一弯折电极50及部分第二弯折电极52。于一实施例中,如图5A所示,第一弯折电极50更覆盖部分第四表面422,且与位在第四表面422上的第二弯折电极52之间具有第四间距s4。

接续上述说明,对应于第一压电元件16A的第一外指叉部222,第二压电元件40A的位在第三表面421的部分第一弯折电极50电性连接第一导电图案141,且例如亦以极薄的接着层28直接黏着于第一导电图案141上。与第三实施例平面压电振动模块10B对应地,平面压电振动模块10D包含有导电结构30A,导电结构30A包含多个导电柱301及多个第二导电子层303。多个第二导电子层303各自连接第一压电元件16A的第二外指叉部242以及第二压电元件40A的部分第二弯折电极52;多个导电柱301分别穿设于第一压电元件16A及第二压电元件40A附近的绝缘填充层18,导电柱301的一端与第二导电子层303连接,另一端则连接于第二导电图案142。经由第一压电元件16A附近的对应导电柱301及所连接的第二导电子层303将第二外指叉部242电性连接至第二导电图案142,经由第二压电元件40A附近的对应导电柱301及所连接的第二导电子层242将第二弯折电极52电性连接至第二导电图案142。

亦即,在第五实施例平面压电振动模块10D中,可以选择地设置有第一压电元件16A及第二压电元件40A,其中,第二压电元件40A为包含单一层的压电体(即第二压电材料层42本身),第一压电元件则16A可选择地包含有例如5层的子压电体205,或者第一压电元件则16A可以以上述包含有例如6层的子压电体205的第一压电元件16B(如图4所示)取代。又第一压电元件16A(或16B)及第二压电元件40A的个数并不限为各一个,可依据需求,设置二至多个第一压电元件16A(及/或16B)或二至多个第二压电元件40A。

进一步地,如图5B所示,在平面压电振动模块10D’中,更包含有导电结构30A’,导电结构30A’包含多个导电柱301’及多个第二导电子层303’,多个导电柱301’分别穿设于第一压电元件16A及第二压电元件40A附近的绝缘填充层18,导电柱301’的一端与第二导电子层303’连接,另一端则连接于第一导电图案141。经由第一压电元件16A附近的对应导电柱301’及所连接的第二导电子层303’将第一延伸指叉部224电性连接至第一导电图案141,经由第二压电元件40A附近的对应导电柱301’及所连接的第二导电子层303’将第一弯折电极50电性连接至第一导电图案141。借由导电结构30A’的设置,可避免因接着层28过厚,使得第一外指叉部222或者第一弯折电极50无法与第一导电图案141形成电场感应,所导致的第一压电元件16A及第二压电元件40A无法运作的情形。

图6A及图6B所示是本发明第六实施例平面压电振动模块的剖面示意图,如图6A所示,第六实施例平面压电振动模块10E与第三实施例平面压电振动模块10B的差异在于第六实施例平面压电振动模块10E具有不同结构的第一压电元件16C,其中第一压电元件16C相较于第一压电元件16A,具有不同结构的第二电极24B、并因应此第二电极24B的设计而省略了上述导电结构30A(标示于图3)的设置。如图6A所示,第一电极22A包含第一侧部221、第一外指叉部222、第一内指叉部223及第一延伸指叉部224,而第二电极24B除了包含第二侧部241、第二外指叉部242及第二内指叉部243之外,更包含第二延伸指叉部244。第二延伸指叉部244、第二内指叉部243及第二外指叉部242连接第二侧部241,且第二内指叉部243介于第二外指叉部242及第二延伸指叉部244之间。于一实施例中,第一延伸指叉部224在第一方向D1的延伸长度小于第一内指叉部223在第一方向D1的延伸长度,第二延伸指叉部244在第二方向D2的延伸长度小于第二内指叉部243在第二方向D2的延伸长度。其中,第一电极22A的第一外指叉部222及第二电极24B的第二延伸指叉部244共同覆盖第一表面201,且第一外指叉部222及第二延伸指叉部244之间具有第一间距s1;第一电极22A的第一延伸指叉部224及第二电极24B的第二外指叉部242共同覆盖第二表面202,且第一延伸指叉部224及第二外指叉部242之间具有第二间距s2。

接续上述说明,经由绝缘槽142的分布,第一导电图案141及第二导电图案142呈交错图案,其中第一间距s1例如对应部分的绝缘槽143a,第一压电元件16C的第一外指叉部222以例如极薄的接着层28直接黏着于位于绝缘槽143a一侧的第一导电图案141,而与第一外指叉部222设置在同一第一表面201的第二延伸指叉部244也以例如极薄的接着层28直接黏着于位于绝缘槽143a另一侧的第二导电图案142上。又第一压电元件16C的第一封装材26包覆第一压电材料层20、部分第一电极22A及部份第二电极24B,且更填充于绝缘槽143a及第一间距s1,用以绝缘设置在同一第一表面201的第一外指叉部222及第二延伸指叉部244。又,位于两第一压电元件16C之间的一部分的绝缘槽143是由绝缘填充层18所填设,借以绝缘第一导电图案141及第二导电图案142。

于一实施例中,如图6A所示,第二外指叉部242在第二表面202的覆盖面积大于第一延伸指叉部224在第二表面202的覆盖面积,第一外指叉部222在第一表面201的覆盖面积大于第二延伸指叉部244在第一表面201的覆盖面积。惟不限于此,于未绘示的实施例中,第一延伸指叉部224在第二表面202的覆盖面积大于第二外指叉部242在第二表面202的覆盖面积,第二延伸指叉部244在第一表面201的覆盖面积大于第一外指叉部222在第一表面201的覆盖面积。于一实施例中,如图6A所示,平面压电振动模块10E更包含保护层32,设置于绝缘填充层18上,且覆盖多个第一压电元件16C。

于一实施例中,如图6A所示,当第二延伸指叉部244在第一表面201的覆盖面积过小时,为避免第二延伸指叉部244无法有效与第二导电图案142形成电场感应,也可选择地进一步设置导电结构30A,用以电性连接第二电极24B的第二外指叉部242至第二导电图案142。导电结构30A的结构已揭示于上述实施例中,于此不再赘述。

进一步地,如图6B所示,在平面压电振动模块10E’中,除了可包含有导电结构30A用以电性连接第二电极24B的第二外指叉部242至第二导电图案142之外,更包含有导电结构30A’,经由导电结构30A’电性连接第一电极22A的第一延伸指叉部224至第一导电图案141。导电结构30A’的结构已揭示于上述实施例中,于此不再赘述。

图7A及图7B所示是本发明第七实施例平面压电振动模块的剖面示意图,如图7A所示,第七实施例平面压电振动模块10F与第六实施例平面压电振动模块10E的差异在于第七实施例平面压电振动模块10F更包含第二压电元件40B,第二压电元件40B包含第二压电材料层42、第一弯折电极50A、第二弯折电极52A及第二封装材48。第二压电材料层42包含相对的第三表面421及第四表面422,以及相对的第三侧壁423及第四侧壁424,第三侧壁423及第四侧壁424连接第三表面421及第四表面422;第一弯折电极50A设置于部分第三表面421、第三侧壁423及部分第四表面422;第二弯折电极52A设置于另一部分第四表面422、第四侧壁424及另一部分第三表面421;第二封装材48包覆第二压电材料层42、部分第一弯折电极50A及部分第二弯折电极52A。于一实施例中,共同位于第三表面421的部分第一弯折电极50A及部分第二弯折电极52A之间具有第三间距s3,共同位于第四表面422的部分第一弯折电极50A及部分第二弯折电极52A之间具有第四间距s4。

接续上述说明,对应于第一压电元件16C的第一外指叉部222及第二延伸指叉部244分别以例如极薄的接着层28直接黏着于第一导电图案141及第二导电图案142上,第二压电元件40B的位于同平面(第三表面421)的部分第一弯折电极50A及部分第二弯折电极52A亦分别以例如极薄的接着层28直接黏着于第一导电图案141及第二导电图案142。

于一实施例中,如图7A所示,可选择地进一步设置导电结构30A,经由导电结构30A将第一压电元件16C的第二外指叉部242电性连接至第二导电图案142,也经由导电结构30A将第二压电元件40B的第二弯折电极52A电性连接至第二导电图案142。导电结构30A的结构已揭示于上述实施例中,于此不再赘述。

进一步地,如图7B所示,在平面压电振动模块10F’中,除了可包含有导电结构30A之外,更包含有导电结构30A’,经由导电结构30A’将第一压电元件16C的第一电极22A的第一延伸指叉部224电性连接至第一导电图案141,也经由导电结构30A’将第二压电元件40B的第一弯折电极50A电性连接至第一导电图案141。导电结构30A’的结构已揭示于上述实施例中,于此不再赘述。

根据上述,本发明实施例平面压电振动模块借由内指叉部的设计,平面压电元件可具有多层的子压电体,由于各子压电体可具有不同的厚度,各层子压电体的谐振频率不同,使得平面压电元件存在多种模态,即存在多个谐振频率。本发明压电振动模块可通过合理设计各子压电体的厚度,使平面压电元件中各子压电体的谐振频率相互靠近并耦合与提高声压,在较宽的频率范围内同时工作,可以使其组合频率响应不产生间断和过深的波谷,在这一频带内将形成复合多模振动,即能有效地拓展压电振动模块的工作频宽,实现高频、宽频地发送声波。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

相关技术
  • 压电振动模块与平面压电元件
  • 平面压电振动模块
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06120116479861