[發明專利]熱致發聲裝置的制備方法

有效

• 申請號: 201210471460.3
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103841507B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 魏洋;林曉陽;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H04R31/00
• 分類號: H04R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種熱致發聲裝置的制備方法。

背景技術

發聲裝置一般由信號輸入裝置和發聲元件組成,通過信號輸入裝置輸入信號到該發聲元件，進而發出聲音。熱致發聲裝置為發聲裝置中的一種，其為基于熱聲效應的一種發聲裝置，該熱致發聲裝置通過向一導體中通入交流電來實現發聲。該導體具有較小的熱容（Heat capacity），較薄的厚度，且可將其內部產生的熱量迅速傳導給周圍氣體介質的特點。當交流電通過導體時，隨交流電電流強度的變化，導體迅速升降溫，而和周圍氣體介質迅速發生熱交換，促使周圍氣體介質分子運動，氣體介質密度隨之發生變化，進而發出聲波。

2008年10月29日，范守善等人公開了一種應用熱聲效應的熱致發聲裝置，請參見文獻“Flexible, Stretchable, Transparent Carbon Nanotube Thin Film Loudspeakers”，ShouShan Fan, et al., Nano Letters, Vol.8 (12), 4539-4545 (2008)。該熱致發聲元件采用碳納米管膜作為一熱致發聲元件，由于碳納米管膜具有極大的比表面積及極小的單位面積熱容（小于2×10^-4焦耳每平方厘米開爾文），該熱致發聲元件可發出人耳能夠聽到強度的聲音，且具有較寬的發聲頻率范圍(100Hz~100kHz)。

然而，現有方法制備的所述熱致發聲元件設置在一玻璃的表面，由于受制備工藝的限制，所述玻璃較難加工，因此難以實現小型化，也不利于與其他電子元件的集成。另外，由于所述玻璃導熱性不夠好，因此長時間工作時溫度升高，影響熱致發聲裝置的發聲效果。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種易加工、能夠實現小型化并且散熱性能更好的熱致發聲裝置的制備方法。

一種熱致發聲裝置的制備方法，包括以下步驟：提供一硅基底，該硅基底具有一表面；圖案化處理所述硅基底的該表面，在該表面形成多個相互平行且間隔設置的凹槽，所述凹槽的深度為100微米至200微米；在所述硅基底的該圖案化的表面形成一絕緣層；在所述相鄰凹槽之間的絕緣層表面形成間隔設置的一第一電極及一第二電極；以及在所述絕緣層表面設置一層狀碳納米管結構且與所述第一電極及第二電極電連接，對應凹槽位置處的所述層狀碳納米管結構懸空設置。

一種熱致發聲裝置的制備方法，包括以下步驟：提供一硅基底，該硅基底具有一表面；在所述硅基底的該表面形成多個均勻分布且間隔設置的凹部，所述凹部的深度為100微米至200微米；在所述硅基底的該表面形成一絕緣層；在所述絕緣層表面設置一層狀碳納米管結構，對應凹部位置處的所述層狀碳納米管結構懸空設置；以及形成間隔設置的第一電極與第二電極，并與所述層狀碳納米管結構電連接。

一種熱致發聲裝置的制備方法，其包括以下步驟：(a)提供一基板，所述基板包括一表面，在該基底的表面定義多個單元格子；(b)在所述基板的表面每一單元格子內形成多個平行且間隔設置的凹槽；(c)在所述基板的表面每一單元格子內形成至少一第一電極及至少一第二電極，任意相鄰的第一電極與第二電極之間具有至少一凹槽；(d)在所述基板的表面貼附一熱致發聲元件，并使所述熱致發聲元件覆蓋每一單元格子，且與所述每一單元格子中的第一電極及第二電極電連接，所述熱致發聲元件在每一單元格子中的多個凹槽位置懸空；(e)按照所述多個單元格子分割所述熱致發聲元件，使相鄰單元格子的熱致發聲元件之間電絕緣，形成一熱致發聲裝置陣列；以及(f)按照所述多個單元格子分割所述基板，形成多個熱致發聲裝置。

與現有技術相比較，所述熱致發聲裝置的制備方法中采用硅基底，因此首先所述熱致發聲裝置易加工，因此可制備小尺寸的熱致揚聲器；再次，所述硅基底具有良好的導熱性，因此所述熱致發聲裝置具有良好的散熱性，而無需單獨設置散熱元件；最后，所述硅基底的熱致發聲裝置容易與其他元器件如IC芯片等集成，便于與其他元器件集成。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例提供的熱致發聲裝置的結構示意圖。

圖2是圖1所述的熱致發聲裝置沿II-II方向的剖面圖。

圖3是本發明熱致發聲裝置中碳納米管膜的結構示意圖。

圖4為本發明第一實施例提供的熱致發聲裝置的制備方法流程圖。

圖5為本發明第二實施例提供的熱致發聲裝置的結構示意圖。

圖6是本發明熱致發聲裝置中非扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照片。