一種平板揚聲器音圈的製備方法
2023-06-10 21:46:06
一種平板揚聲器音圈的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種平板揚聲器音圈的製備方法，屬於電子揚聲器領域。該製備方法包括如下步驟：採用導電油墨，通過印刷方式在振動膜基底上印刷製備所需形狀和大小的線圈，然後進行處理使導電油墨金屬粒子表面的包覆劑脫附，獲得導電音圈。本發明的平板揚聲器用音圈通過直接在塑料薄膜基底上印刷納米銀導電油墨精細線條的方法製備得到，該音圈平整，柔韌性好、壽命較長，並且音圈牢度較好，不易從振動膜上脫落，該製備方法避免了銅線繞制方法的複雜過程及刻蝕鋁箔方法對環境造成的汙染。
【專利說明】一種平板揚聲器音圈的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平板揚聲器音圈的製備方法，具體是平板揚聲器所用的音圈製備方法，屬於電子揚聲器領域。
【背景技術】
[0002]隨著移動電子產品的發展，對耳機(揚聲器)的微型化要求不斷提高，從而對振動膜上音圈的精度提出了要求。目前，平板揚聲器的音圈層製備方法主要有銅線繞制或鋁箔刻蝕的方法。微細銅線繞制的方法製作過程較複雜，需要在銅線周圍用絕緣膠包覆，並且金屬銅易被氧化而影響音圈的使用壽命，進而影響整個揚聲器的正常工作。而鋁箔刻蝕屬於減法加工方法，會增加生產成本並對環境造成汙染。因此，有必要開發一種耐用、低成本的精細音圈的製備方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有銅線繞制或鋁箔刻蝕方法製備音圈的不足，提供一種在振動膜基底上直接印刷納米銀導電油墨來製備精細音圈的方法，以滿足移動電子產品對音圈精細化的要求和綠色環保的要求，並且音圈牢度較好，不易從振動膜基底上脫落。
[0004]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案來實現:
[0005]一種平板揚聲器音圈的製備方法，包括如下步驟:採用導電油墨，通過印刷方式在振動膜基底上印刷製備所需形狀和大小的線圈，然後進行處理使導電油墨金屬納米粒子表面的包覆劑脫附，獲得導電音圈。
[0006]該方法通過印刷方式直接在振動膜基底上印刷納米銀導電油墨並經處理獲得導電線圈圖案。採用銀納米粒子作為油墨的主要組成部分，配製成具有一定粘度、表面張力的高固含量的導電油墨；採用印刷方式在振動膜基底上印刷製備納米銀精細線條，並處理後獲得導電音圈。
[0007]所述的印刷方式包括噴墨印刷方式和微接觸印刷方式等技術，它們不會對膜基底產生變形，通過印刷方式可獲得最小線寬為50 μ m、最小線間距為25 μ m的線圈。該方法為加法製備技術，避免了材料的浪費。此外，由於印刷過程中對基底薄膜的壓力很小甚至沒有，不會對基底造成任何的皺曲，因而不會影響振動膜的發聲效果。
[0008]所述的噴墨印刷所用的噴嘴直徑為20-40μπι ;微接觸印刷所施加的壓力為10-30Ν，微接觸印刷印章的線條寬度為40-45 μ m，線間距為15-20 μ m。
[0009]所述的振動膜基底為塗布有高分子層的聚醚醯亞胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)薄膜等材質。在其上塗布一層聞分子層對基底進行改性，來提聞納米銀導電油墨在I旲基底上的附著力；同時由於該高分子層具有疏水性能，可降低納米銀導電油墨在其上的鋪展，有利於精細線條的製備，從而提高印刷線條的精細程度。
[0010]所述的塗布的高分子層包括聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯等，塗布高分子層後的接觸角大於60°。
[0011]所述的處理方式為氙燈處理，通過強脈衝光使納米銀粒子表面的包覆劑脫附。所述的氙燈處理時間為1-5S，膜距離氙燈l_5mm，每個脈衝輻射能量為0.75-3.5J/cm2，脈衝持續1.5-6ms，脈衝間隔1-20ms。
[0012]所述的導電油墨為納米銀導電油墨，所述的納米銀導電油墨中納米銀粒子直徑在50-200nm之間，固含量(重量)為50-90 %，優選固含量在70-90 %之間，粘度為10_50cp，表面張力為30-50mN/m。
[0013]所述的納米銀導電油墨中溶劑的體積組成包括:
[0014]水:25-40%
[0015]乙二醇:55-70%
[0016]表面活性劑:2_5%。
[0017]所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑，聚氧乙烯聚氧丙烯型、多元醇型等，如聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚乙二醇等。
[0018]所述的納米銀粒子表面的包覆劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸等。
[0019]銀納米粒子的製備技術已經成熟，將銀納米粒子分散到一定溶劑中，可配製成合適物化參數的導電油墨，經絲網印刷並處理後可獲得導電圖案，該技術已被用於RFID標籤、透明導電膜等印刷電子領域。但絲網印刷無法實現線寬100 μ m以下的精度，這限制了該技術在精細音圈製備中的應用。隨著噴墨技術的發展，噴嘴直徑可以達到20 μ m甚至更小，利用疏水基底減輕墨滴在基底上的鋪展可獲得與噴嘴直徑相當寬度的線條。而微接觸印刷的精度依賴於光刻母版的精度，目前光刻精度可達到I μ m，因此微接觸印刷可印刷線寬100 μ m以下的線條圖案。
[0020]本發明的優點:
[0021]I)本發明通過印刷的方式獲得附著力好的、精細導電音圈，並且壽命長、成本低、綠色環保。
[0022]2)本發明方法印刷得到的線圈經處理後不易氧化，電導率可達到6X107S/cm以上，並且依賴於油墨中銀納米粒子的固含量。
[0023]3)本發明通過直接在振動膜基底上印刷納米銀導電油墨精細線條的方法製備得到柔韌性好、壽命較長的平板揚聲器音圈，並且音圈平整、牢度好。該製備方法避免了銅線繞制方法的複雜過程及刻蝕鋁箔方法對環境造成的汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明設計的音圈圖案，線寬50 μ m，線間距25 μ m。
【具體實施方式】
:
[0025]下面結合具體實施例對本發明平板揚聲器音圈的製作方法做進一步說明，並提供3個實施例，但本發明不限於所提供的實施例。
[0026]實施例1:
[0027]將直徑50nm的銀納米粒子分散到含有乙二醇、水、表面活性劑的混合液中，配製得到50%銀含量(重量)的銀納米粒子油墨，粘度為10cp，表面張力為30mN/m。納米銀導電油墨中溶劑的體積組成為:水:40%、乙二醇:58%、表面活性劑聚氧乙烯聚氧丙烯醚:2%，納米銀粒子表面的包覆劑為聚乙烯吡咯烷酮。
[0028]將油墨灌入到印表機墨盒中，用噴嘴直徑為20 μ m的噴頭按設計的音圈圖案(如圖1)在聚醚醯亞胺(PEI)基底上進行噴墨列印。在聚醚醯亞胺(PEI)基底的表面塗布有高分子層，塗布的高分子層為聚偏氟乙烯，塗布後接觸角105°。
[0029]將列印的圖案用氙燈處理5s，膜距離氙燈5mm，使納米銀粒子表面的包覆劑脫附，獲得線寬50 μ m、間距25 μ m的導電音圈。其中脈衝輻射能量為0.75J/cm2，脈衝持續6ms，間隔20ms ο
[0030]實施例2:
[0031]將直徑SOnm的銀納米粒子分散到含有乙二醇、水、表面活性劑的混合液中，配製得到70%銀含量(重量)的銀納米粒子油墨，粘度為18cp，表面張力為35mN/m。納米銀導電油墨中溶劑的體積組成為:水:36%，乙二醇:62%，表面活性劑聚乙二醇:2%。納米銀粒子表面的包覆劑為聚丙烯酸。
[0032]將油墨灌入到印表機墨盒中，用噴嘴直徑為40 μ m的噴頭按設計的音圈圖案在經疏水塗層處理後的聚醚醚酮(PEEK)基底上進行列印，在聚醚醚酮(PEEK)基底的表面有疏水高分子塗層，塗布的高分子層為聚苯乙烯，塗布後接觸角為80°。
[0033]將列印的圖案用氙燈處理3s，膜距離氙燈3mm，使納米銀粒子表面的包覆劑脫附，獲得線寬50 μ m、線間距25 μ m的導電音圈。其中脈衝輻射能量為2J/cm2，脈衝持續3ms，間隔 15ms。
[0034]實施例3:
[0035]將直徑200nm的銀納米粒子分散到含有乙二醇、水、表面活性劑的混合液中，配製得到90%銀含量(重量)的銀納米粒子油墨，粘度為50cp，表面張力為50mN/m。納米銀導電油墨中溶劑的體積組成為:水:25%、乙二醇:70%、表面活性劑聚乙二醇:5%，納米銀粒子表面的包覆劑為聚乙烯吡咯烷酮。
[0036]通過微接觸印刷使銀納米粒子油墨從PDMS印章上轉移到聚醚醚酮(PEEK)基底上，微接觸印刷所施加的壓力為30N，PDMS印章(微接觸印刷版)的圖案線寬為40 μ m,間距為15μπι。在聚醚醚酮(PEEK)基底的表面塗布有高分子層，塗布的高分子層為聚乙烯醇縮丁醛，塗布後接觸角70°。
[0037]將轉移到基底上的銀圖案用氙燈處理ls，膜距離氙燈1mm，使納米銀粒子表面的包覆劑脫附，獲得線寬50 μ m、間距25 μ m的導電音圈。其中脈衝輻射能量為3.5J/cm2,脈衝持續1.5ms,間隔1ms。
[0038]實施例4:
[0039]將直徑130nm的銀納米粒子分散到含有乙二醇、水、表面活性劑的混合液中，配製得到60%銀含量(重量)的銀納米粒子油墨，粘度為32cp，表面張力為45mN/m。納米銀導電油墨中溶劑的體積組成為:水:30%，乙二醇:66%，表面活性劑聚氧乙烯聚氧丙烯醚:4%。納米銀粒子表面的包覆劑為聚丙烯酸。
[0040]通過微接觸印刷使銀納米粒子油墨從PDMS印章上轉移到聚醚醯亞胺(PEI)基底上，微接觸印刷所施加的壓力為10N，PDMS印章(微接觸印刷版)的圖案線寬為45 μ m，間距為20μπι。在聚醚醯亞胺(PEI)基底的表面塗布有高分子層，塗布的高分子層為聚氨酯，塗布後接觸角76。。
[0041]將轉移到基底上的銀圖案用氙燈處理2s，膜距離氙燈4mm，使納米銀粒子表面的包覆劑脫附，獲得線寬50 μ m、間距25 μ m的導電音圈。其中脈衝輻射能量為2.5J/cm2,脈衝持續2ms,間隔1ms0
[0042]本發明的平板揚聲器用音圈通過直接在塑料薄膜基底上印刷納米銀導電油墨精細線條並經光處理製備得到，音圈平整，柔韌性好、壽命較長，並且音圈牢度較好，該方法相對於銅線繞制、鋁箔刻蝕技術具有製備簡便、無汙染、成本低等優點。將該音圈置於磁場中並通音頻電流，會產生隨音頻電流變化的磁場，使音圈沿著軸向振動而發聲，低音豐滿、音質柔和。
【權利要求】
1.一種平板揚聲器音圈的製備方法，包括如下步驟:採用導電油墨，通過印刷方式在振動膜基底上印刷製備線圈，然後進行處理使導電油墨金屬粒子表面的包覆劑脫附，獲得導電音圈。
2.根據權利要求1所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的印刷方式包括噴墨印刷方式和微接觸印刷方式。
3.根據權利要求2所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的噴墨印刷用的噴嘴直徑為20-40 μ m ;微接觸印刷所施加的壓力為10-30N，微接觸印刷印章的線條寬度為40-45 μ m,線間距為15-20 μ m。
4.根據權利要求1所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的振動膜基底為塗布有高分子層的聚醚醯亞胺或聚醚醚酮薄膜。
5.根據權利要求4所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的高分子層為聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、聚碳酸酯或聚偏氟乙烯，塗布後接觸角大於 60°。
6.根據權利要求1所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的處理為氙燈處理。
7.根據權利要求6所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的氙燈處理時間為l_5s，膜與氙燈的距離為l_5mm，每個脈衝輻射能量為0.75-3.5J/cm2，脈衝持續1.5_6ms,脈衝間隔 I_20ms。
8.根據權利要求1所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的導電油墨為納米銀導電油墨，所述的納米銀導電油墨中納米銀粒子直徑為50-200nm，固含量為50-90%。
9.根據權利要求8所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的納米銀導電油墨中溶劑的體積百分比組成為:水25-40%，乙二醇55-70%，表面活性劑2_5%。
10.根據權利要求9所述的平板揚聲器音圈的製備方法，其特徵在於:所述的表面活性劑為聚氧乙烯聚氧丙烯型或多元醇型非離子型表面活性劑；納米銀粒子表面的包覆劑為聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸。
【文檔編號】H04R31/00GK104244163SQ201410469428
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】辛智青, 李路海, 李亞玲, 莫黎昕, 方一 申請人:北京印刷學院