專(zhuān)利名稱(chēng)：揚(yáng)聲器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揚(yáng)聲器(speakers)的制造方法，且特別是涉及一種可用以整合 連續(xù)式巻帶工藝的揚(yáng)聲器的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)是人類(lèi)最直接的兩種感官反應(yīng)，因此長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家們極力的 發(fā)展各種可再生視覺(jué)與聽(tīng)覺(jué)相關(guān)系統(tǒng)。目前包括揚(yáng)聲器的再生方式，其主要仍是由動(dòng)圈式 揚(yáng)聲器來(lái)主宰整個(gè)市場(chǎng)。但是隨著近幾年來(lái)人們對(duì)于感官品質(zhì)的日益要求，以及3C產(chǎn)品 (Computer,Communication,ConsumerElectronics)追求短小、輕薄的前提下，——禾中省電、輕
薄、可依人體工學(xué)需求設(shè)計(jì)的揚(yáng)聲器，不管是搭配大尺寸的平面揚(yáng)聲器，還是小到隨身聽(tīng)的 耳機(jī)，立體聲的手機(jī)，在可以預(yù)見(jiàn)的明天，此方面的技術(shù)將有大量的需要與應(yīng)用的發(fā)展。 目前電聲揚(yáng)聲器分類(lèi)主要分為直接、間接輻射型，而驅(qū)動(dòng)方式大概分為動(dòng)圈式、壓 電式及靜電式揚(yáng)聲器。動(dòng)圈式揚(yáng)聲器目前使用最廣，技術(shù)成熟，不過(guò)由于其先天架構(gòu)的缺 點(diǎn)，并無(wú)法將體積扁平化，使得面對(duì)3C產(chǎn)品越來(lái)越小及家庭劇院扁平化的趨勢(shì)，將不符需 求。 壓電式揚(yáng)聲器利用電壓材料的壓電效應(yīng)，當(dāng)附加電場(chǎng)于壓電材料所造成材料變形 的特性，用來(lái)推動(dòng)震動(dòng)膜發(fā)聲，此揚(yáng)聲器雖然結(jié)構(gòu)扁平微小化，但于聲音品質(zhì)上有所限制。
靜電式揚(yáng)聲器目前的市場(chǎng)主要為頂級(jí)(Hi-End)的耳機(jī)和喇叭，傳統(tǒng)靜電式揚(yáng)聲 器的作用原理是將兩片開(kāi)孔的固定電極板挾持導(dǎo)電振膜形成一種電容器，通過(guò)供給振膜直 流偏壓以及給予兩個(gè)固定電極音頻的交流電壓，利用正負(fù)電場(chǎng)所發(fā)生的靜電力，帶動(dòng)導(dǎo)電 振膜振動(dòng)并將聲音輻射出去。但傳統(tǒng)靜電式揚(yáng)聲器的偏壓需達(dá)數(shù)百-上千伏特，需要外接 高單價(jià)及龐大體積的擴(kuò)大機(jī)，因此無(wú)法普及。目前揚(yáng)聲器制作，其設(shè)計(jì)方式仍采用單一單體的設(shè)計(jì)生產(chǎn)方式，如美國(guó)第 3， 894， 199號(hào)專(zhuān)利內(nèi)容。 關(guān)于靜電式揚(yáng)聲器，如美國(guó)第3， 894， 199號(hào)專(zhuān)利，主要是披露一種電聲轉(zhuǎn)換器 (Electroacoustic Transducer)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括置于兩側(cè)的固定電極(Fixed Electrodes)結(jié)構(gòu)110與120。此固定電極結(jié)構(gòu)110與120具有多個(gè)孔洞可散布所產(chǎn)生的 聲音。而振膜(Vibrating Film) 130則配置在固定電極結(jié)構(gòu)110與120之間。而固定結(jié)構(gòu) 140則為絕緣材料所構(gòu)成，并用以固定所述的固定電極結(jié)構(gòu)110U20以及振膜130。固定電 極結(jié)構(gòu)110與120分別經(jīng)由變壓器150連接到交流電壓源160。當(dāng)交流信號(hào)傳送到固定電 極結(jié)構(gòu)110與120時(shí)，電位將會(huì)交替地改變而使振膜130受到兩側(cè)電位的差異產(chǎn)生震動(dòng)，由 此產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的聲音。然而，上述配置的方式需增強(qiáng)聲壓輸出，因此需格外的功率元件配合驅(qū) 動(dòng)，如此一來(lái)，不但裝置體積龐大，且使用元件較多，成本亦較高。另外，由于固定結(jié)構(gòu)140 必須固定所述的固定電極結(jié)構(gòu)110U20以及振膜130，因此，這樣的電聲轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá) 到可撓曲的特性。 另外，傳統(tǒng)的技術(shù)在量產(chǎn)上需以逐一完成個(gè)別單體，且揚(yáng)聲器基本都有固定大小或外型的限制，因此無(wú)法有效大量制造與降低成本，并且在外觀(guān)上無(wú)法達(dá)到軟、薄、低驅(qū)動(dòng) 電壓及可撓曲等特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器的制造方法。在此方法中，提供電極、振膜與基底。在
振膜之上形成導(dǎo)電層。而在電極與振膜其中之一之上形成多個(gè)第一支撐體(Su卯orting
members)。在基底與振膜其中之一之上形成多個(gè)第二支撐體。組合所述電極、振膜以及基
底，以便在電極與振膜之間提供第一音室，且在振膜與基底之間提供第二音室。 本發(fā)明提供另一種揚(yáng)聲器的制造方法。在此方法中，形成導(dǎo)電層于振膜上，在電極
與所述振膜其中之一之上形成多個(gè)第一支撐體。在基底與所述振膜其中之一之上形成多個(gè)
第二支撐體。組合上述電極、振膜以及基底，以便在電極與振膜之間提供第一音室，且在所
述振膜與基底之間提供第二音室。而上述方法是以巻軸式材料(Roll-based Materials)
的形式提供電極、振膜以及基底。因此，在振膜之上形成導(dǎo)電層、形成多個(gè)第一支撐體、形成
多個(gè)第二支撐體、以及組合電極、振膜以及基底的步驟當(dāng)中至少一個(gè)步驟能以連續(xù)式巻帶
工藝(Roll-based processing)來(lái)進(jìn)行。


在此加上附圖以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且予以并入本發(fā)明而構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)
的一部分。附圖繪示本發(fā)明的實(shí)施例且連同其說(shuō)明用以解釋本發(fā)明的原理。
圖1是已知的一種電聲換能器的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種揚(yáng)聲器的截面圖。 圖3是依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種可撓曲的揚(yáng)聲器的巻帶式工藝的形成具有支 撐體的金屬電極的步驟的示意圖。 圖4A是依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種巻帶式工藝的形成具有固定框架的駐極體振 膜的步驟的示意圖。 圖4B是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種巻帶式工藝的形成具有固定框架的駐極 體振膜的步驟的示意圖。 圖5是依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種巻帶式工藝的形成具有固定框架的音室的步 驟的示意圖。 圖6是依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種揚(yáng)聲器的巻帶式工藝的示意圖。 圖7是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種揚(yáng)聲器的巻帶式工藝的示意圖。 圖8是依照本發(fā)明的實(shí)施例的一種形成駐極體振膜的步驟所使用的鐵電處理裝
置的示意圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明 110、120:電極 130、210、402、820 :振膜 150 :變壓器 160 :電源 200 :揚(yáng)聲器
212 :駐極體層212a:駐極體層的上表面212b :駐極體層的下表面214:金屬薄膜電極216 :絕緣層220 :電極層230 :框架支撐體240 :較高腔室支撐體242 :較高腔室250 :薄膜260、502 :基底270 :音室支撐體272 :音室結(jié)構(gòu)302 :金屬電極304 :支撐體310 :可執(zhí)行沖壓、切割或蝕刻的裝置320、410 :滾軸404 :超薄金屬層406 :框架基底408 :框架結(jié)構(gòu)409 :長(zhǎng)方形網(wǎng)格420、800 :具尖端放電的設(shè)備504 :較低腔室支撐體810 :探針
具體實(shí)施例方式
可撓曲或可攜式電子裝置通常具有軟、薄或可撓曲的特性，并且其各種應(yīng)用具有 低驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明的實(shí)施例中，可采用部分或完整的連續(xù)式巻帶工藝來(lái)制造揚(yáng)聲器，其 中包括制造具有可撓曲特性的揚(yáng)聲器。對(duì)于具有駐極體(electret)振膜的可撓曲揚(yáng)聲 器而言，可使用以巻軸方式供應(yīng)材料的巻帶式工藝。在某些情況下，可以搭配沖壓成型 (stamping)、壓鑄(die casting)、及/或壓鑄接合(bonding)等方法可使制造過(guò)程的成本 有效地控制。 依照所披露的實(shí)施例，所提出的方法在制造具有大振膜面積、不規(guī)則形狀或其他 的可客制化特性的揚(yáng)聲器方面可提供具有彈性的設(shè)計(jì)。 揚(yáng)聲器裝置的例子將連同以下所述的實(shí)施例予以說(shuō)明。揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)的變化的額外 說(shuō)明可參閱由本申請(qǐng)人所提出且分別名為"SPEAKER DEVICES"(國(guó)內(nèi)申請(qǐng)日2008年8月 20日，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200810211084.8)的共同專(zhuān)利申請(qǐng)案。本申請(qǐng)人特此并入這申請(qǐng)案的完 整披露內(nèi)容(包含權(quán)利要求)作為參照。 在某些實(shí)施例中，揚(yáng)聲器裝置可包括基底、位于基底上方的振動(dòng)膜片或振膜、位于振膜上方的電極、多個(gè)第一支撐體以及多個(gè)第二支撐體。尤其，第一腔室(Chamber)被包圍 在電極與振膜之間，而第二腔室則被包圍在振膜與基底之間，第一腔室比第二腔室高，即第 一腔室為較高腔室而第二腔室為較低腔室。在較高腔室的空間中提供第一支撐體，而在較 低腔室的空間中提供第二支撐體，這些可以稱(chēng)為音室(Sound-chamber)。
在某些實(shí)施例中，支撐體可具有不同的配置圖案或高度，這些可依照不同的應(yīng)用 或規(guī)格而變化。可將音室結(jié)構(gòu)放置在對(duì)應(yīng)于揚(yáng)聲器的傳聲孔(Soniferous hole)區(qū)域?qū)γ?的空間，也就是較高的腔室，并且第一支撐體的位置與第二支撐體的位置可以是對(duì)稱(chēng)的。音 室支撐體(Sound-chamberSu卯orting Members)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及布置可改善揚(yáng)聲器的頻率響 應(yīng)。在各種實(shí)施例中，根據(jù)各種設(shè)計(jì)需求或考量，第一支撐體的數(shù)目可大于、等于或小于第 二支撐體的數(shù)目。 在部分實(shí)施例中，平面靜電揚(yáng)聲器的音室結(jié)構(gòu)可經(jīng)由整合現(xiàn)有制造平面靜電揚(yáng)聲 器的工藝予以制造，因此適合大量生產(chǎn)。 當(dāng)振膜受到外部電壓激勵(lì)時(shí)，平面靜電揚(yáng)聲器可根據(jù)振膜的表面依照振膜材料的 電荷特性與靜電力而變形的原理操作。振膜的變形驅(qū)動(dòng)圍繞振膜的空氣以致產(chǎn)生聲音。根 據(jù)靜電力公式及能量定律可導(dǎo)出或估計(jì)施加在振膜上的力。舉例來(lái)說(shuō)，此力可以是整個(gè)揚(yáng) 聲器的電容乘以?xún)?nèi)部的電場(chǎng)及輸入電壓。 一般而言，施加在振膜上的力越大，聲音輸出變得 越大。 靜電揚(yáng)聲器可設(shè)計(jì)成輕、薄及/或可撓曲。在某些實(shí)施例中，具有輕、薄及/或可 撓曲的特征的音室結(jié)構(gòu)可放置在位于揚(yáng)聲器的傳聲孔區(qū)域?qū)γ娴目臻g。音室結(jié)構(gòu)可包括 位于基底之上的多個(gè)適當(dāng)?shù)囊羰抑误w，這些音室支撐體可以是第二支撐體。音室支撐體 與支撐體可分別予以制造或形成于基底或振膜電極之上。支撐體可使用或不使用粘著劑 (Adhesives)，而放置在音室電極或振膜電極之上。而這些音室支撐體也可以事先制造完 成，并接著放置在振膜電極與基底之間。音室支撐體的布局(Layout)可依照一項(xiàng)或多項(xiàng)設(shè) 計(jì)考量而變化，例如振膜的靜電效應(yīng)、其頻率響應(yīng)等等。 音室支撐體的布置設(shè)計(jì)可根據(jù)平面靜電揚(yáng)聲器之中支撐體的放置方式而改變。另 一方面，可根據(jù)音頻特性以不同的圖案或高度來(lái)設(shè)計(jì)位于音室支撐體對(duì)面的平面靜電揚(yáng) 聲器空間內(nèi)的支撐體，這些支撐體可以是第一支撐體。在實(shí)施例中，音室可包含能增強(qiáng)音 場(chǎng)(sound field)的遠(yuǎn)場(chǎng)效應(yīng)(far_fieldeffect)及/或全向效應(yīng)(omni_directivity effect)的吸音材料。 在實(shí)施例中，平面靜電揚(yáng)聲器的音室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可包括音室空間內(nèi)的音室支撐體。 可根據(jù)例如聽(tīng)覺(jué)的頻率需要、頻率響應(yīng)或其他的聽(tīng)覺(jué)或結(jié)構(gòu)的因素的設(shè)計(jì)考量來(lái)調(diào)整或最 佳化音室支撐體的設(shè)計(jì)。上述設(shè)計(jì)變化至少可包括支撐體的放置方式及高度的變化。舉 例來(lái)說(shuō)，音室支撐體可具有點(diǎn)狀、網(wǎng)狀、十字形、任何其他的形狀、或兩種或更多種形狀的組 合。在不同的設(shè)計(jì)考量下公式化設(shè)計(jì)也可包括根據(jù)聽(tīng)覺(jué)的頻率需要、頻率響應(yīng)或其他的聽(tīng) 覺(jué)或結(jié)構(gòu)的考量來(lái)調(diào)整任兩個(gè)相鄰的音室支撐體之間的距離。 利用轉(zhuǎn)印(Transfer Printing)、轉(zhuǎn)貼(Transfer Adhesion)或例如噴印 (InkjetPrinting)或網(wǎng)版印刷(Screen Printing)的直接印刷(Direct Printing)在 基底之上以便制造音室支撐體。在另一實(shí)施例之中，可通過(guò)直接粘著(DirectAdhesion) 來(lái)制造支撐體。舉例來(lái)說(shuō)，可事先制造支撐體，接著將事先制造的支撐體放置于具有孔洞的金屬電極與振膜之間。利用直接粘著或不直接粘著至下面的振膜或電極可將支撐體放 置于振膜或具有孔洞的金屬電極之上。在其他的實(shí)施例中，可利用蝕刻(Etching)、光刻 (Photolithography)及/或粘著劑配料(Adhesive-dispensing)技術(shù)來(lái)制造支撐體。
在某些實(shí)施例中，揚(yáng)聲器單元可包括單一金屬電極及具有電荷的單一振膜。利用 具有駐極體的可撓曲的振膜，能以連續(xù)的或部分連續(xù)的巻帶式工藝來(lái)制造揚(yáng)聲器單元。相 反地，已知的工藝可能需要特定的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)流程，這對(duì)于大量生產(chǎn)的相同設(shè)計(jì)而言將產(chǎn) 生特定的、個(gè)別的揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)。大量生產(chǎn)的制造方法通常根據(jù)相同的設(shè)計(jì)分別來(lái)形成揚(yáng)聲 器振膜與揚(yáng)聲器，這在工藝期間可能難以修改。舉例來(lái)說(shuō)，可利用沖壓、壓鑄以及粘著工藝 來(lái)進(jìn)行符合所披露的實(shí)施例的巻帶式工藝以形成揚(yáng)聲器的初級(jí)產(chǎn)品(亦即振膜)。振膜能 以大面積方式形成，例如形成巻振膜。所提出的工藝可明顯地降低揚(yáng)聲器的制造成本。尤 其，巻軸狀的初級(jí)產(chǎn)品在獲得或制造各種設(shè)計(jì)上可提供可撓曲的特性，特別是可能需要大 面積、不規(guī)則形狀或客制化形狀的設(shè)計(jì)或具有許多變化的設(shè)計(jì)。 參照?qǐng)D2，對(duì)于位在任兩個(gè)相鄰的支撐體之間的振膜210，揚(yáng)聲器200可具有幾個(gè) 工作區(qū)。振膜210的兩邊能以相同方式定義或以不同方式定義其工作區(qū)。所繪示的音室結(jié) 構(gòu)可具有兩個(gè)腔室空間，以便產(chǎn)生揚(yáng)聲器的共鳴音場(chǎng)或效應(yīng)，其中一個(gè)位于振膜210的上 方且一個(gè)位于其下方。揚(yáng)聲器200可具有多個(gè)支撐體，這些支撐體可設(shè)計(jì)成具有特定的形 狀且放置在較高及較低腔室空間之內(nèi)。在實(shí)施例中，圖2的較高腔室空間可以是傳聲孔區(qū) 域，并且在傳聲孔區(qū)域?qū)γ娴膱D2的較低腔室空間可以是音室結(jié)構(gòu)272。位于基底260與振 膜210之間的較低腔室的空間可經(jīng)由位于任兩個(gè)相鄰的音室支撐體之間的多個(gè)振膜工作 區(qū)來(lái)產(chǎn)生揚(yáng)聲器200的共鳴音場(chǎng)。 揚(yáng)聲器單元200可包括振膜210、具有多個(gè)具有孔洞的電極層220、框架或框架支 撐體(Frame Supporting Member) 230以及位于電極層220與振膜210之間的多個(gè)較高腔室 支撐體(Upper-chamber Supporting Members) 240。在位于電極層220對(duì)面的振膜210 — 側(cè)，具有可被基底260及位于振膜210與基底260之間的多個(gè)音室(或較低腔室)支撐體 270包圍或部分包圍的音室結(jié)構(gòu)272。振膜210可包括駐極體層212及金屬薄膜電極214。 在某些實(shí)施例中，駐極體層212的上表面212a可電耦合框架支撐體230及支撐體240，并且 駐極體層212的下表面212b可電耦合上述金屬薄膜電極214。絕緣層216可夾在駐極體層 212與電極214之間。 具有孔洞的電極層220可由金屬所構(gòu)成。在實(shí)施例中，電極層220亦可由例如紙 或極薄、不導(dǎo)電的材料的具有彈力的材料所構(gòu)成，例如紙或一種極薄(Extremely-thin)不 導(dǎo)電的材料上，鍍上一層金屬薄膜在上述紙或不導(dǎo)電的材料上。 當(dāng)電極層220由鍍上一層金屬薄膜層的不導(dǎo)電的材料層所構(gòu)成時(shí)，此不導(dǎo)電的 材料可以是塑料、橡膠、紙、不導(dǎo)電的布(棉纖維或聚合物纖維)或其他的不導(dǎo)電的材料； 并且此金屬薄膜可以是鋁、金、銀、銅、鎳(Ni)/金(Au)雙金屬、氧化銦錫(Indium Thin oxide， IT0)、氧化銦鋅(Indium zinc oxide， IZ0)、大分子導(dǎo)電材料聚二氧乙烯噻吩 (polyethylenedioxythiophene， PED0T)等等；合金；或者所列示的材料或其等效材料的任 何組合。當(dāng)電極層220使用導(dǎo)電的材料時(shí)，此導(dǎo)電的材料可以是金屬(鐵、銅、鋁或其合金)、 導(dǎo)電的布(金屬纖維、氧化物金屬纖維、碳纖維或石墨纖維)等等，或者這些材料或其他材 料的任何組合。
駐極體層212可以是介電質(zhì)材料，此材料可予以處理或充電而保留靜電荷達(dá)一 段時(shí)間或一個(gè)延伸的時(shí)間區(qū)間，并且在充電之后于此材料內(nèi)具有駐電效應(yīng)或靜效應(yīng)。因 此，駐極體層212也被稱(chēng)為駐極體振膜層。駐極體層212可具有一層或多層介電質(zhì)層。介 電質(zhì)材料的例子包括聚全氟乙丙烯(fluorinated hylen印ropylene， FEP)、聚四氟乙烯 (polytetrafluoethylene， PTFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)、氟聚 合物材料或其他的適當(dāng)材料。上述介電質(zhì)材料可包括具有微米等級(jí)或納米等級(jí)直徑的孔 洞。因?yàn)轳v極體層212可保留靜電荷達(dá)延伸時(shí)間區(qū)間之久，并且可在接受充電處理之后具 有壓電特性，所以在振膜內(nèi)的孔洞可增進(jìn)傳輸且增強(qiáng)此材料的壓電特性。在實(shí)施例中，在電 暈充電(corona charging)之后可產(chǎn)生雙極性電荷(dipolarcharges)且保留于介電質(zhì)材 料內(nèi)以產(chǎn)生駐電效應(yīng)或靜電效應(yīng)。 為了提供振膜210的良好張力及/或振動(dòng)效應(yīng)，金屬薄膜電極214可以是很薄的 金屬薄膜電極。舉例來(lái)說(shuō)，其厚度可以在0. 2微米與0. 8微米之間或0. 2微米與0. 4微米 之間。在某些實(shí)施例中可以是大約0.3微米。所繪示的尺度范圍通常視為〃 超薄〃 。
舉具有負(fù)電荷的駐極體層212為例，當(dāng)供應(yīng)輸入音頻信號(hào)給具有孔洞的電極層 220及金屬薄膜電極214時(shí)，輸入信號(hào)的正電壓可對(duì)駐極體振膜的負(fù)電荷產(chǎn)生吸引力，并且 輸入信號(hào)的負(fù)電壓可對(duì)此單元的正電荷產(chǎn)生排斥力，因而使振膜210以一個(gè)方向移動(dòng)。
相對(duì)地，當(dāng)輸入音源信號(hào)的電壓相位改變時(shí)，正電壓可對(duì)駐極體振膜的負(fù)電荷產(chǎn) 生吸引力，并且負(fù)電壓可對(duì)此單元的正電荷產(chǎn)生排斥力，因而使振膜210以上述方向的反 方向移動(dòng)。駐極體振膜可重復(fù)地來(lái)回移動(dòng)且振動(dòng)壓縮周?chē)諝?，以?jīng)由不同的方向的不同 的力的互動(dòng)來(lái)產(chǎn)生聲音。 在實(shí)施例中，薄膜250可覆蓋揚(yáng)聲器單元200的一邊或兩邊。薄膜250可以是透 氣但防水的，例如由包含膨體聚四氟乙烯(expandedpolytetrafluoroethylene， ePTFE)等
等的GORE-TEX⑧薄膜所構(gòu)成。GORE-TEX⑧或類(lèi)似的材料能預(yù)防水及氧的效應(yīng)，因而
避免駐極體層212漏失其電荷及降低其駐電效應(yīng)。 振膜210的多個(gè)工作區(qū)可形成于任兩個(gè)相鄰的支撐體240之間以及上述電極層 220與振膜210之間。較高腔室242的這些工作區(qū)可用以產(chǎn)生揚(yáng)聲器200的共鳴音場(chǎng)。振 膜210的多個(gè)工作區(qū)可形成于任兩個(gè)相鄰的音室支撐體270之間以及基底260與振膜210 之間。較低腔室272的這些工作區(qū)也可用以產(chǎn)生揚(yáng)聲器200的共鳴音場(chǎng)?？烧{(diào)整支撐體 240及音室支撐體270兩者的室中位置、高度以及形狀作為揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)的一部分。此外，音 室支撐體270的數(shù)目可大于、等于或小于支撐體240的數(shù)目，并且可直接制造支撐體240或 音室支撐體270于電極層220或基底260之上或其上方。 音室結(jié)構(gòu)接近振膜210的金屬薄膜電極214的表面，并且可通過(guò)考量揚(yáng)聲器的音 頻特性或其他的聽(tīng)覺(jué)或結(jié)構(gòu)的因素予以設(shè)計(jì)。音室可包括吸音材料；并且支撐體或音室支 撐體可設(shè)計(jì)成各種形狀。框架支撐體230所形成的室空間可在框架支撐體230之中具有音 孔274，以便釋放所產(chǎn)生的聲音的壓力，并且在某些例子中產(chǎn)生較好的音場(chǎng)效應(yīng)。
參照上述圖2，揚(yáng)聲器200可包括具有駐極體材料的振膜210、具孔洞的電極層 220、框架230、支撐體240及270。尤其，振膜210可包括駐極體層212、金屬薄膜電極214 以及絕緣層216。 具有駐極體振膜的揚(yáng)聲器裝置可利用部分或完全巻繞式制造方法來(lái)制造。例如，通過(guò)進(jìn)行例如沖壓、壓鑄及/或接合的工藝能以巻軸方式而非以個(gè)別單元方式形成揚(yáng)聲 器。在某些實(shí)施例中，上述工藝可明顯地降低制造成本。并且，以巻軸方式制造的揚(yáng)聲器或 揚(yáng)聲器材料可提供獲得各種設(shè)計(jì)的彈性，例如具有大面積、不規(guī)則形狀或客制化尺寸等等 的揚(yáng)聲器。 連續(xù)式巻帶工藝(Roll-based processing)的例子將參考圖3至圖5予以說(shuō)明。 上述工藝分別繪示于圖3、圖4以及圖5，并且可根據(jù)設(shè)計(jì)或制造考量分別選擇其變化或組 合來(lái)制造揚(yáng)聲器或揚(yáng)聲器的元件。 參照?qǐng)D3，所繪示的工藝可用以在金屬電極之上形成具有支撐體240的金屬電極 或電極層220。金屬電極220可由金屬材料或鍍金屬薄膜的可撓曲的材料所構(gòu)成。上述可 撓曲的材料可以是紙或超薄的不導(dǎo)電材料。形成具有支撐體的金屬電極的工藝可通過(guò)三個(gè) 工藝予以達(dá)成，其中包括形成有多個(gè)具有孔洞的金屬電極、形成支撐體以及組合具有支撐 體的金屬電極。 如上所述，支撐體位于駐極體振膜210與金屬電極220之間。在實(shí)施例中，可利 用粘著劑或其他的粘著方法將支撐體粘著至金屬電極220的表面，或者利用粘著劑或其 他的粘著方法予以粘著至振膜210的表面，或者僅予以放置在金屬電極220與振膜210之 間。舉例來(lái)說(shuō)，支撐體可黏合至金屬電極基底的表面。支撐體具有各種形狀，例如三棱柱 (Triangular Prism)、圓柱形、六角形或長(zhǎng)方形。如上所述，可根據(jù)一種或多種設(shè)計(jì)或制造 考量來(lái)改變支撐體的放置或布置、高度、形狀以及其他的特征。 參照?qǐng)D3，通過(guò)多個(gè)滾軸(rollers) 320或其他的材料進(jìn)料機(jī)械裝置可向前驅(qū)動(dòng)或 進(jìn)料金屬電極基底。通過(guò)可執(zhí)行沖壓、切割(切割器或激光切割)或蝕刻等等的裝置310 能夠在金屬電極基底之中形成孔洞，以便形成具有孔洞的電極302。于第二步驟，可形成具 有不同的形狀的多個(gè)支撐體(如圖中支撐體304所示)，例如顆粒狀、正方形或六角形支撐 體結(jié)構(gòu)都可應(yīng)用于此設(shè)計(jì)。舉例來(lái)說(shuō)，可利用相同的系統(tǒng)或通過(guò)另一個(gè)機(jī)械來(lái)形成支撐。
于第三步驟，可將支撐體黏合或黏附至具有孔洞的金屬電極302。在另一實(shí)施例 中，若不需要將支撐體粘著至金屬電極302，可省略黏合步驟。因此，可制造大量的具有支撐 體的金屬電極。舉所繪示的例子為例，所制造的金屬電極302可具有形成于或粘著至金屬 電極302的支撐體240。 圖4A繪示制造具有固定的框架的振膜的實(shí)施例。滾軸410或材料進(jìn)料機(jī)械裝置 可用以向前驅(qū)動(dòng)或進(jìn)料巻材料。上述工藝可包括形成具有超薄的導(dǎo)電金屬層的振膜層、利 用框架基底形成有圖案的支撐層、對(duì)振膜層進(jìn)行鐵電或處理工藝以形成駐極體振膜層以及 切割駐極體振膜層以提供個(gè)別的揚(yáng)聲器的振膜。 在實(shí)施例中，可在振膜或振膜材料基底402之上形成超薄的金屬層404，例如通過(guò) 濺鍍(Sputtering)、電鍍(Plating)或涂布(Coating)電極層。在實(shí)施例中，可選擇、設(shè)計(jì) 或伸張振膜層的巻軸式材料以獲得適合的張力讓有圖案的支撐層與振膜層有優(yōu)選的組合。 可在振膜層之上形成能設(shè)計(jì)或選擇適當(dāng)張力的框架基底406，以便提供圖中408所指示的 框架結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，框架結(jié)構(gòu)408具有由支撐層或構(gòu)件409所形成的多個(gè)長(zhǎng)方形網(wǎng)格 (Grids)。在這幾層當(dāng)中，框架結(jié)構(gòu)408(包括振膜402及超薄金屬層404)內(nèi)的振膜層可具 有適當(dāng)?shù)膹埩?zhǔn)位或表面張力，而此特性可幫助避免使某層脫落的巻曲問(wèn)題。支撐體不限 于所繪示的長(zhǎng)方形，并且可具有上述的各種形狀或排列。
此外，可對(duì)振膜402進(jìn)行處理以提供電荷。舉例來(lái)說(shuō)，具有尖端放電的設(shè)備420可 用以進(jìn)行鐵電工藝(Ferroelectric process)或處理，例如電暈放電。在例子中，利用排列 成陣列的探針(probes)，設(shè)備420從其尖端放電可執(zhí)行放電程序。在實(shí)施例中，控制例如溫 度、濕度以及放電準(zhǔn)位的處理?xiàng)l件可用以調(diào)整或改善充電效應(yīng)。雖然上述處理繪示為在組 合框架基底406與振膜402之后立即進(jìn)行，但是它在工藝期間可較早或較晚發(fā)生。所繪示 的工藝完成揚(yáng)聲器的振膜的形成。 圖4B繪示另一個(gè)結(jié)合具有框架結(jié)構(gòu)的振膜結(jié)構(gòu)的工藝。參照?qǐng)D4B，滾軸410或其 他的材料進(jìn)料機(jī)械裝置可用以向前驅(qū)動(dòng)或進(jìn)料巻材料。上述工藝可包括組合有圖案的支撐 層(位于框架基底之上)與振膜層、在包含有圖案的支撐層的振膜層之上形成金屬層、在振 膜層之上執(zhí)行鐵電工藝以形成駐極體振膜、以及切割駐極體振膜以形成個(gè)別的揚(yáng)聲器的振膜。 類(lèi)似于上述工藝，可考量或調(diào)整不同層的材料的張力或抗張強(qiáng)度以避免可能的巻 曲問(wèn)題，此問(wèn)題可導(dǎo)致一層或多層分離或脫落。支撐體不限于所繪示的長(zhǎng)方形，并且可具有 上述的各種形狀或排列。 可在包含有圖案的支撐層的振膜層402之上形成超薄金屬層404，例如通過(guò)在下
層之上濺鍍、電鍍或涂布電極層?？稍谡衲そY(jié)構(gòu)之上進(jìn)行鐵電處理或工藝。 圖5繪示一種通過(guò)組合基底與支撐體來(lái)形成音室的工藝。參照?qǐng)D5，在基底502之
上形成支撐體504，這類(lèi)似于上述的在具有孔洞的電極之上形成支撐體。支撐體504的數(shù)目
可大于、等于或小于在電極上所形成的支撐體的數(shù)目。在例子中，位于基底502之上的支撐
體504的排列、放置或布置可根據(jù)上述的駐極體振膜的靜電效應(yīng)、可撓曲的揚(yáng)聲器的音頻
響應(yīng)及/或其他的設(shè)計(jì)考量。 在完成(1)包括振膜及電極的單元A與(2)包括基底及較低腔室支撐體 (Lower-chamber Supporting Members)的單元B之后，可利用連續(xù)式巻帶工藝或其他的工 藝一起組裝這兩個(gè)單元。在前例中，能以巻軸的方式形成揚(yáng)聲器單元，這些巻軸可接著予以 切割而形成各種應(yīng)用。換言之，能以不同的形狀及尺寸來(lái)形成揚(yáng)聲器。當(dāng)切割個(gè)別的揚(yáng)聲 器時(shí)，位于揚(yáng)聲器邊緣的支撐體可因此變成耦合基底、振膜以及電極之外框架。另一方面， 可增添其他的外框架。 在某些實(shí)施例中，揚(yáng)聲器單元可由可撓曲的、透明的或可撓曲且可穿透的材料所 構(gòu)成。這可提供更多的設(shè)計(jì)彈性或多樣性。如上所述，下室支撐體504的數(shù)目可等于、小于 或大于上室支撐體240的數(shù)目，如圖3所示。可在金屬電極或振膜之上形成下室支撐體。同 樣地，可在基底或振膜之上形成下室支撐體504，因此可修改此工藝。 因此，符合本發(fā)明的實(shí)施例是有關(guān)于一種形成揚(yáng)聲器方法，并且主要是有關(guān)于一 種可用以形成可撓曲的揚(yáng)聲器的巻帶式工藝。能以納米等級(jí)或微米等級(jí)的細(xì)孔來(lái)制造振 膜。位于振膜之上的電極與電極層可分別受到輸入信號(hào)的不同的電壓影響。根據(jù)庫(kù)倫定律 (Coulomb' s law)，振膜可同時(shí)受到靜電吸引力與靜電排斥力影響。靜電力與聲音信號(hào)電 壓乘偏壓的乘積成正比，并且與具有孔洞的電極板與駐極體壓電振膜之間的距離成反比。 因此，若振膜在相同距離的條件下提供高鐵電性，則交流電(AC)輸入信號(hào)能以較低的電壓 提供所需的靜電力。舉例來(lái)說(shuō)，具有納米等級(jí)或微米等級(jí)的孔洞的振膜可提供數(shù)百至數(shù)千 伏特的電壓偏壓所導(dǎo)致的鐵電大小。根據(jù)上述計(jì)算，輸入信號(hào)可具有低至數(shù)十伏特的電壓。在某些應(yīng)用上較低的輸入電壓可改善可撓曲的揚(yáng)聲器的實(shí)用性。 若整合圖3、圖4A以及圖5所示的步驟，如圖6所示，則獲得一種可包括分別應(yīng)用 到巻金屬電極、巻振膜以及巻基底的不同的工藝(D、工藝(II)以及工藝(III)的制造方 法，這些工藝分別繪示于圖3、圖4A以及圖5。在工藝(I)及工藝(III)中，可通過(guò)許多不同 的方法在金屬電極或基底之上形成支撐體，這些方法包括轉(zhuǎn)寫(xiě)或轉(zhuǎn)寫(xiě)印刷、印刷技術(shù)(例 如網(wǎng)版印刷、噴墨印刷等等)、直接黏著或安裝、光致抗蝕劑成長(zhǎng)(photoresist growing) 或光刻、配料、沖壓、巻繞以及蝕刻?？衫霉に?II)組合工藝(I)的電極的支撐體或工藝 (III)的支撐體，其方式為接合，例如在振膜、電極的支撐體及/或基底上的聲音支撐體之 上涂布粘著劑且予以組合在一起。 在另一實(shí)施例中，若整合圖3、圖4B以及圖5所示的步驟，如圖7所示，則獲得一 種可包括分別應(yīng)用到巻金屬電極、巻振膜以及巻基底的不同的工藝(D、工藝(II)以及工 藝(III)的制造方法，這些工藝分別繪示于圖3、圖4B以及圖5。同樣地，例如轉(zhuǎn)寫(xiě)或轉(zhuǎn)寫(xiě) 印刷(例如網(wǎng)版印刷、噴墨印刷)、直接黏著、光致抗蝕劑成長(zhǎng)或光光刻、配料、沖壓、巻繞以 及蝕刻的技術(shù)可用以組合支撐體與下表面?？衫媒雍系姆绞浇M合工藝(D、工藝(II)以 及工藝(III)的材料，此方式可包括在振膜、電極的支撐體及/或基底之上涂布粘著劑且予 以組合在一起。 揚(yáng)聲器的制造方法可包括完全巻帶式工藝或部分巻帶式工藝。經(jīng)由所繪示的工藝 可形成具有多層結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器。圖8繪示一種可應(yīng)用于形成振膜的鐵電裝置。參照?qǐng)D8，通 過(guò)排列成陣列的探針810，可利用如圖8所示的能在其尖端放電的設(shè)備800在振膜820之上 進(jìn)行鐵電工藝。此工藝可提供均勻的鐵電效應(yīng)，因而改善經(jīng)由此工藝所產(chǎn)生的駐極體振膜 的品質(zhì)及/或均勻度。 雖然本發(fā)明已以實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的 保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種揚(yáng)聲器的制造方法，包括提供電極；提供振膜；在所述振膜之上形成導(dǎo)電層；在所述電極與所述振膜其中之一之上形成多個(gè)第一支撐體；提供基底；在所述基底與所述振膜其中之一之上形成多個(gè)第二支撐體；以及組合所述電極、所述振膜以及所述基底，以便在所述電極與所述振膜之間提供第一音室，且在所述振膜與所述基底之間提供第二音室。
2. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中以巻軸式材料的形式提供所述電極、 所述振膜以及所述基底當(dāng)中至少一個(gè)。
3. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括切割所組合的所述電極、所述振膜 以及所述基底以形成至少一個(gè)揚(yáng)聲器。
4. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括在所述振膜之上形成有圖案的支撐層。
5. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括處理所述振膜以形成駐極體振膜。
6. 如權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中處理所述振膜的步驟包括在所述振膜 之上進(jìn)行鐵電工藝。
7. 如權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中處理所述振膜的步驟包括以包含濕度 及溫度條件當(dāng)中至少一項(xiàng)的受控制的外部條件在所述振膜之上進(jìn)行鐵電工藝。
8. 如權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中處理所述振膜的步驟包括通過(guò)在排列 成陣列的多個(gè)探針的尖端放電而在所述振膜之上進(jìn)行鐵電工藝。
9. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括形成耦合所述基底、所述振膜以及 所述電極的框架以提供至少一個(gè)具有堆疊結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器。
10. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括移除所述電極的一部分以便在所 述電極之中提供多個(gè)孔洞。
11. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述第一支撐體位于所述第一音室 之中，并且所述第二支撐體位于所述第二音室之中。
12. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述電極是由金屬薄膜與鍍金屬薄 膜的可撓曲的材料當(dāng)中至少一種材料所構(gòu)成的。
13. 如權(quán)利要求12所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述可撓曲的材料包括紙或超薄的 不導(dǎo)電材料當(dāng)中至少一種材料。
14. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述第一支撐體與所述第二支撐體 當(dāng)中至少一個(gè)是以圓形、長(zhǎng)方形、三角形以及六角形當(dāng)中至少一種形狀來(lái)形成。
15. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述振膜之上形成所述導(dǎo)電層的 步驟包括在所述振膜之上以濺鍍、電鍍以及涂布當(dāng)中至少一種方式處理所述導(dǎo)電層。
16. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述電極與所述振膜其中之一之 上形成所述多個(gè)第一支撐體的步驟包括形成所述多個(gè)第一支撐體；以及將所述多個(gè)第一支撐體放置于所述電極與所述振膜其中之一之上。
17. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述基底與所述振膜其中之一之 上形成所述多個(gè)第二支撐體的步驟包括形成所述多個(gè)第二支撐體；以及將所述多個(gè)第二支撐體放置于所述基底與所述振膜其中之一之上。
18. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括在所述基底與所述振膜其中之一 之上且與所述電極與所述振膜其中之一之上至少一部分的所述第一支撐體的位置相對(duì)應(yīng) 的位置，形成至少一部分的所述第二支撐體。
19. 如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括至少根據(jù)當(dāng)作駐極體振膜的所述 振膜的靜電特性與要制造的揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)當(dāng)中至少一項(xiàng)來(lái)提供排列所述第一支撐體 與所述第二支撐體當(dāng)中至少一個(gè)的圖案。
20. —種揚(yáng)聲器的制造方法，包括 提供電極；提供振膜；在所述振膜之上形成導(dǎo)電層；在所述電極與所述振膜其中之一之上形成多個(gè)第一支撐體； 提供基底；在所述基底與所述振膜其中之一之上形成多個(gè)第二支撐體；以及組合所述電極、所述振膜以及所述基底，以便在所述電極與所述振膜之間提供第一音 室，且在所述振膜與所述基底之間提供第二音室，其中以巻軸式材料的形式提供所述電極、所述振膜以及所述基底當(dāng)中至少一個(gè)，并且 在所述振膜之上形成所述導(dǎo)電層的步驟；在所述電極與所述振膜其中之一之上形成所述多 個(gè)第一支撐體的步驟；在所述基底與所述振膜其中之一之上形成所述多個(gè)第二支撐體的步 驟；以及組合所述電極、所述振膜以及所述基底的步驟當(dāng)中至少一個(gè)步驟包括連續(xù)式巻帶 工藝。
21. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括切割所述電極、所述振膜以及所 述基底的三層結(jié)構(gòu)以形成至少一個(gè)揚(yáng)聲器。
22. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括在所述振膜之上形成有圖案的支 撐層。
23. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括處理所述振膜以形成駐極體振膜。
24. 如權(quán)利要求23所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中處理所述振膜的步驟包括在所述振 膜之上進(jìn)行鐵電工藝。
25. 如權(quán)利要求23所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中處理所述振膜的步驟包括以包含濕 度及溫度條件當(dāng)中至少一項(xiàng)的受控制的外部條件在所述振膜之上進(jìn)行鐵電工藝。
26. 如權(quán)利要求23所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中處理所述振膜的步驟包括通過(guò)在排 列成陣列的多個(gè)探針的尖端放電而在所述振膜之上進(jìn)行鐵電工藝。
27. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括形成耦合所述基底、所述振膜以 及所述電極的框架以提供至少一個(gè)具有堆疊結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器。
28. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，還包括移除所述電極的一部分以便在所 述電極之中提供多個(gè)孔洞。
29. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述第一支撐體位于所述第一音室 之中，并且所述第二支撐體位于所述第二音室之中。
30. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述電極是由金屬薄膜或鍍金屬薄 膜的可撓曲的材料當(dāng)中至少一種材料所構(gòu)成的。
31. 如權(quán)利要求30所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述可撓曲的材料包括紙與超薄的 不導(dǎo)電材料當(dāng)中至少一種材料。
32. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中所述第一支撐體與所述第二支撐體 當(dāng)中至少一個(gè)是以圓形、長(zhǎng)方形、三角形以及六角形當(dāng)中至少一種形狀來(lái)形成。
33. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述振膜之上形成所述導(dǎo)電層的 步驟包括在所述振膜之上以濺鍍、電鍍以及涂布當(dāng)中至少一種方式處理所述導(dǎo)電層。
34. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述電極與所述振膜其中之一之 上形成所述多個(gè)第一支撐體的步驟包括形成所述多個(gè)第一支撐體；以及將所述多個(gè)第一支撐體放置于所述電極與所述振膜其中之一之上。
35. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述基底與所述振膜其中之一之 上形成所述多個(gè)第二支撐體的步驟包括形成所述多個(gè)第二支撐體；以及將所述多個(gè)第二支撐體放置于所述基底與所述振膜其中之一之上。
36. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中在所述基底與所述振膜其中之一之 上且與所述電極與所述振膜其中之一之上至少一部分的所述第一支撐體的位置相對(duì)應(yīng)的 位置，形成至少一部分的所述第二支撐體。
37. 如權(quán)利要求20所述的揚(yáng)聲器的制造方法，其中至少根據(jù)當(dāng)作駐極體振膜的所述振 膜的靜電特性與要制造的揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)當(dāng)中至少一項(xiàng)來(lái)提供排列所述第一支撐體與 所述第二支撐體當(dāng)中至少一個(gè)的圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種揚(yáng)聲器的制造方法。此方法可部分或完全以連續(xù)式卷帶工藝(Roll-based processing)來(lái)進(jìn)行。上述方法包括提供電極與振膜。在所述振膜之上形成導(dǎo)電層。在電極與振膜其中之一之上形成多個(gè)第一支撐體。提供基底，并在所述基底與振膜其中之一之上形成多個(gè)第二支撐體。組合所述電極、振膜以及基底，以便在電極與振膜之間提供第一腔室，且在振膜與基底之間提供第二腔室。
文檔編號(hào)H04R31/00GK101729972SQ200910141110
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者劉昌和, 陳明道 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院