一種平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，屬于電子揚(yáng)聲器領(lǐng)域。該制備方法包括如下步驟：采用導(dǎo)電油墨，通過印刷方式在振動(dòng)膜基底上印刷制備所需形狀和大小的線圈，然后進(jìn)行處理使導(dǎo)電油墨金屬粒子表面的包覆劑脫附，獲得導(dǎo)電音圈。本發(fā)明的平板揚(yáng)聲器用音圈通過直接在塑料薄膜基底上印刷納米銀導(dǎo)電油墨精細(xì)線條的方法制備得到，該音圈平整，柔韌性好、壽命較長(zhǎng)，并且音圈牢度較好，不易從振動(dòng)膜上脫落，該制備方法避免了銅線繞制方法的復(fù)雜過程及刻蝕鋁箔方法對(duì)環(huán)境造成的污染。
【專利說明】一種平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，具體是平板揚(yáng)聲器所用的音圈制備方法，屬于電子揚(yáng)聲器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)電子產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)耳機(jī)(揚(yáng)聲器)的微型化要求不斷提高，從而對(duì)振動(dòng)膜上音圈的精度提出了要求。目前，平板揚(yáng)聲器的音圈層制備方法主要有銅線繞制或鋁箔刻蝕的方法。微細(xì)銅線繞制的方法制作過程較復(fù)雜，需要在銅線周圍用絕緣膠包覆，并且金屬銅易被氧化而影響音圈的使用壽命，進(jìn)而影響整個(gè)揚(yáng)聲器的正常工作。而鋁箔刻蝕屬于減法加工方法，會(huì)增加生產(chǎn)成本并對(duì)環(huán)境造成污染。因此，有必要開發(fā)一種耐用、低成本的精細(xì)音圈的制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有銅線繞制或鋁箔刻蝕方法制備音圈的不足，提供一種在振動(dòng)膜基底上直接印刷納米銀導(dǎo)電油墨來制備精細(xì)音圈的方法，以滿足移動(dòng)電子產(chǎn)品對(duì)音圈精細(xì)化的要求和綠色環(huán)保的要求，并且音圈牢度較好，不易從振動(dòng)膜基底上脫落。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，包括如下步驟:采用導(dǎo)電油墨，通過印刷方式在振動(dòng)膜基底上印刷制備所需形狀和大小的線圈，然后進(jìn)行處理使導(dǎo)電油墨金屬納米粒子表面的包覆劑脫附，獲得導(dǎo)電音圈。
[0006]該方法通過印刷方式直接在振動(dòng)膜基底上印刷納米銀導(dǎo)電油墨并經(jīng)處理獲得導(dǎo)電線圈圖案。采用銀納米粒子作為油墨的主要組成部分，配制成具有一定粘度、表面張力的高固含量的導(dǎo)電油墨；采用印刷方式在振動(dòng)膜基底上印刷制備納米銀精細(xì)線條，并處理后獲得導(dǎo)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(shù)，它們不會(huì)對(duì)膜基底產(chǎn)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。該方法為加法制備技術(shù)，避免了材料的浪費(fèi)。此外，由于印刷過程中對(duì)基底薄膜的壓力很小甚至沒有，不會(huì)對(duì)基底造成任何的皺曲，因而不會(huì)影響振動(dòng)膜的發(fā)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(dòng)膜基底為涂布有高分子層的聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)薄膜等材質(zhì)。在其上涂布一層聞分子層對(duì)基底進(jìn)行改性，來提聞納米銀導(dǎo)電油墨在I旲基底上的附著力；同時(shí)由于該高分子層具有疏水性能，可降低納米銀導(dǎo)電油墨在其上的鋪展，有利于精細(xì)線條的制備，從而提高印刷線條的精細(xì)程度。
[0010]所述的涂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，涂布高分子層后的接觸角大于60°。
[0011]所述的處理方式為氙燈處理，通過強(qiáng)脈沖光使納米銀粒子表面的包覆劑脫附。所述的氙燈處理時(shí)間為1-5S，膜距離氙燈l_5mm，每個(gè)脈沖輻射能量為0.75-3.5J/cm2，脈沖持續(xù)1.5-6ms，脈沖間隔1-20ms。
[0012]所述的導(dǎo)電油墨為納米銀導(dǎo)電油墨，所述的納米銀導(dǎo)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(yōu)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(dǎo)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]銀納米粒子的制備技術(shù)已經(jīng)成熟，將銀納米粒子分散到一定溶劑中，可配制成合適物化參數(shù)的導(dǎo)電油墨，經(jīng)絲網(wǎng)印刷并處理后可獲得導(dǎo)電圖案，該技術(shù)已被用于RFID標(biāo)簽、透明導(dǎo)電膜等印刷電子領(lǐng)域。但絲網(wǎng)印刷無法實(shí)現(xiàn)線寬100 μ m以下的精度，這限制了該技術(shù)在精細(xì)音圈制備中的應(yīng)用。隨著噴墨技術(shù)的發(fā)展，噴嘴直徑可以達(dá)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(dāng)寬度的線條。而微接觸印刷的精度依賴于光刻母版的精度，目前光刻精度可達(dá)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(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0021]I)本發(fā)明通過印刷的方式獲得附著力好的、精細(xì)導(dǎo)電音圈，并且壽命長(zhǎng)、成本低、綠色環(huán)保。
[0022]2)本發(fā)明方法印刷得到的線圈經(jīng)處理后不易氧化，電導(dǎo)率可達(dá)到6X107S/cm以上，并且依賴于油墨中銀納米粒子的固含量。
[0023]3)本發(fā)明通過直接在振動(dòng)膜基底上印刷納米銀導(dǎo)電油墨精細(xì)線條的方法制備得到柔韌性好、壽命較長(zhǎng)的平板揚(yáng)聲器音圈，并且音圈平整、牢度好。該制備方法避免了銅線繞制方法的復(fù)雜過程及刻蝕鋁箔方法對(duì)環(huán)境造成的污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)的音圈圖案，線寬50 μ m，線間距25 μ m。

【具體實(shí)施方式】
:
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明平板揚(yáng)聲器音圈的制作方法做進(jìn)一步說明，并提供3個(gè)實(shí)施例，但本發(fā)明不限于所提供的實(shí)施例。
[0026]實(shí)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，配制得到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(dǎo)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]將油墨灌入到打印機(jī)墨盒中，用噴嘴直徑為20 μ m的噴頭按設(shè)計(jì)的音圈圖案(如圖1)在聚醚酰亞胺(PEI)基底上進(jìn)行噴墨打印。在聚醚酰亞胺(PEI)基底的表面涂布有高分子層，涂布的高分子層為聚偏氟乙烯，涂布后接觸角105°。
[0029]將打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(dǎo)電音圈。其中脈沖輻射能量為0.75J/cm2，脈沖持續(xù)6ms，間隔20ms ο
[0030]實(shí)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，配制得到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(dǎo)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]將油墨灌入到打印機(jī)墨盒中，用噴嘴直徑為40 μ m的噴頭按設(shè)計(jì)的音圈圖案在經(jīng)疏水涂層處理后的聚醚醚酮(PEEK)基底上進(jìn)行打印，在聚醚醚酮(PEEK)基底的表面有疏水高分子涂層，涂布的高分子層為聚苯乙烯，涂布后接觸角為80°。
[0033]將打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(dǎo)電音圈。其中脈沖輻射能量為2J/cm2，脈沖持續(xù)3ms，間隔 15ms。
[0034]實(shí)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，配制得到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(dǎo)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(zhuǎn)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)基底的表面涂布有高分子層，涂布的高分子層為聚乙烯醇縮丁醛，涂布后接觸角70°。
[0037]將轉(zhuǎn)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(dǎo)電音圈。其中脈沖輻射能量為3.5J/cm2,脈沖持續(xù)1.5ms,間隔1ms。
[0038]實(shí)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，配制得到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(dǎo)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(zhuǎn)移到聚醚酰亞胺(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。在聚醚酰亞胺(PEI)基底的表面涂布有高分子層，涂布的高分子層為聚氨酯，涂布后接觸角76。。
[0041]將轉(zhuǎn)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(dǎo)電音圈。其中脈沖輻射能量為2.5J/cm2,脈沖持續(xù)2ms,間隔1ms0
[0042]本發(fā)明的平板揚(yáng)聲器用音圈通過直接在塑料薄膜基底上印刷納米銀導(dǎo)電油墨精細(xì)線條并經(jīng)光處理制備得到，音圈平整，柔韌性好、壽命較長(zhǎng)，并且音圈牢度較好，該方法相對(duì)于銅線繞制、鋁箔刻蝕技術(shù)具有制備簡(jiǎn)便、無污染、成本低等優(yōu)點(diǎn)。將該音圈置于磁場(chǎng)中并通音頻電流，會(huì)產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)，使音圈沿著軸向振動(dòng)而發(fā)聲，低音豐滿、音質(zhì)柔和。
【權(quán)利要求】
1.一種平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，包括如下步驟:采用導(dǎo)電油墨，通過印刷方式在振動(dòng)膜基底上印刷制備線圈，然后進(jìn)行處理使導(dǎo)電油墨金屬粒子表面的包覆劑脫附，獲得導(dǎo)電音圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求2所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于:所述的振動(dòng)膜基底為涂布有高分子層的聚醚酰亞胺或聚醚醚酮薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于: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，涂布后接觸角大于 60°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于:所述的處理為氙燈處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于:所述的氙燈處理時(shí)間為l_5s，膜與氙燈的距離為l_5mm，每個(gè)脈沖輻射能量為0.75-3.5J/cm2，脈沖持續(xù)1.5_6ms,脈沖間隔 I_20ms。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于:所述的導(dǎo)電油墨為納米銀導(dǎo)電油墨，所述的納米銀導(dǎo)電油墨中納米銀粒子直徑為50-200nm，固含量為50-90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于:所述的納米銀導(dǎo)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(jù)權(quán)利要求9所述的平板揚(yáng)聲器音圈的制備方法，其特征在于: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(hào)】H04R31/00GK104244163SQ201410469428
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】辛智青, 李路海, 李亞玲, 莫黎昕, 方一 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院