本發(fā)明涉及,特別是涉及一種類鉆碳振動膜的制作方法及一種揚聲器。
背景技術:
類鉆碳(diamondlikecarbon,簡稱dlc)技術發(fā)展于1970年代初期,本質(zhì)是一種含氫的非晶質(zhì)碳膜,由于具有和天然鉆石相近的性質(zhì),如高硬度、耐腐蝕性佳、表面平滑、摩擦系數(shù)小、抗磨耗性佳、生物相容性佳等,因此被用于喇叭振動膜上以延伸高頻。但是,由于其分子結(jié)構(gòu)中含有被扭曲的sp3鍵,具有較高的內(nèi)應力,附著性往往不佳,容易產(chǎn)生破裂、剝落等問題。
現(xiàn)有的類鉆碳膜制作方法多采用電漿輔助化學氣相沉積(plasmaenhancedchemicalvapordeposition,pecvd)和物理氣相沉積(physicalvapordeposition,pvd),傳統(tǒng)的電漿輔助化學氣相沉積需在高溫、真空條件下進行,傳統(tǒng)的物理氣相沉積需在真空條件下進行,制程步驟和裝置均復雜,且熱應力殘留導致類鉆碳膜附著力差,往往還需要另外設置中介層或添加其它元素進行類鉆碳膜的沉積,才能解決附著力差的問題,增加了制程步驟,且附著力也很難保證。
技術實現(xiàn)要素:
基于此,有必要提供一種能夠提高類鉆碳膜附著力及制程步驟簡單的類鉆碳振動膜制作方法。
本發(fā)明提供一種類鉆碳振動膜的制作方法,包括步驟:
將一基材放置于空氣中,所述基材為高分子材料;
類鉆碳復合膜沉積的步驟包括:在低于90℃的溫度條件下,從大氣壓電漿化學氣相沉積裝置的一端通入含碳氣體,并提供10千伏以下且5千伏以上的電壓解離所述含碳氣體,從所述大氣壓電漿化學氣相沉積裝置的另一端通入主氣體,解離后的所述含碳氣體被所述主氣體帶出所述大氣壓電漿化學氣相沉積裝置并沉積在所述基材的表面形成類鉆碳復合膜;
類鉆碳振動膜成型的步驟包括:從所述類鉆碳復合膜中裁切所需直徑的類鉆碳振動膜,并通過壓制工藝形成所需形狀的類鉆碳振動膜;或通過壓制工藝在類鉆碳復合膜上壓制形成所需形狀和直徑的類鉆碳振動膜,并裁切所述類鉆碳振動膜。
在其中一個實施例中,所述類鉆碳復合膜沉積的步驟之前還包括,將大氣壓電漿化學氣相沉積裝置的噴嘴與所述基材之間保持1至3厘米距離。
在其中一個實施例中,所述主氣體為干潔大氣、氮氣和氧氣中的一種。
在其中一個實施例中,所述類鉆碳膜的厚度為20納米至100納米之間。
在其中一個實施例中,所述基材的厚度為9微米至50微米之間。
本發(fā)明的類鉆碳振動膜的制作方法,相比于傳統(tǒng)的電漿輔助化學氣相沉積和物理氣相沉積的制作方法,只需在大氣壓環(huán)境、低溫環(huán)境下就可實現(xiàn)類鉆碳膜的沉積,無需設置真空腔體和真空裝置,簡化了制程。并且在低溫環(huán)境下,能夠避免高溫導致的穿膜或熱變形引起的膜皺掉,形成的類鉆碳振動膜更為平坦。
本發(fā)明還提供一種揚聲器,包括:磁系統(tǒng)、音圈和前述所述的類鉆碳振動膜,所述音圈一端與所述類鉆碳振動膜連接,所述音圈另一端插入所述磁系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場內(nèi)。
本發(fā)明的揚聲器,由于具有的類鉆碳振動膜由前述方法制得,相比于傳統(tǒng)的電漿輔助化學氣相沉積和物理氣相沉積的制作方法,只需在大氣壓環(huán)境、低溫環(huán)境下就可實現(xiàn)類鉆碳膜的沉積,無需設置真空腔體和真空裝置,簡化了制程。并且在低溫環(huán)境下,能夠避免高溫導致的穿膜或熱變形引起的膜皺掉,制成的類鉆碳振動膜更為平坦。具有該類鉆碳振動膜的揚聲器高頻性能表現(xiàn)較優(yōu)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一的流程圖一;
圖2為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一的流程圖二;
圖3為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一的所使用的裝置示意圖;
圖4為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一一實施方式的類鉆碳振動膜的頻響曲線圖;
圖5為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一一實施方式的類鉆碳振動膜的失真曲線圖;
圖6為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一再一實施方式的類鉆碳振動膜的頻響曲線圖;
圖7為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一再一實施方式的類鉆碳振動膜的失真曲線圖;
圖8為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一第三實施方式的普通振動膜與類鉆碳振動膜的頻響曲線圖;
圖9為本發(fā)明類鉆碳振動膜的制作方法的實施例一第三實施方式的普通振動膜與類鉆碳振動膜的失真曲線圖。
具體實施方式
為了便于理解本發(fā)明,下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn),并不限于本文所描述的實施方式。相反地,提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。
需要說明的是,當元件被稱為“固定于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實施方式。
請參閱圖1和圖3所示,本發(fā)明提供一種類鉆碳振動膜的制作方法,包括步驟:
將一基材1放置于空氣中,所述基材為高分子材料,優(yōu)選的,所述基材為聚醚酰亞胺(pei)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚醚醚酮(peek)、聚苯硫醚(pps)、聚氨基甲酸酯(pu)中的任意一種高分子材料制成的薄膜。本實施例中進一步的,在大氣壓環(huán)境中設置一工作平臺2,將基材放置在工作平臺2上;為了確保制作過程中基材固定不動,可通過夾具將基材1夾緊在工作平臺2上,或通過真空吸附裝置將基材1吸附固定在工作平臺2上。
類鉆碳復合膜沉積的步驟包括:在低于90℃的溫度條件下,從大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3的一端通入含碳氣體,并提供10千伏以下且5千伏以上的電壓解離含碳氣體,從大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3的另一端通入主氣體,解離后的含碳氣體被主氣體將帶出大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3并沉積在基材1的表面形成類鉆碳復合膜;優(yōu)選的,含碳氣體和主氣體同時分別從大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3的一端和另一端通入,在其它實施例中,含碳氣體和主氣體先后通入大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3。本實施例中,含碳氣體通過10千伏以下且5千伏以上的電壓解離后每單位體積內(nèi)的帶電粒子數(shù)在1011~1013之間。由于整個制作方法在低于90℃的溫度條件下進行,基材1不會有熱應力殘留,形成的類鉆碳復合膜非常光滑平坦。
本實施例中,將含碳氣體通入大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3中解離成電漿態(tài),將解離后電漿態(tài)的含碳氣體通過主氣體的氣流帶出裝置3并沉積在基材表面上;具體的,含碳氣體解離成的電漿態(tài)的碳離子被主氣體的氣流帶出并在基材表面上進行分子重新排列而形成類鉆碳膜。優(yōu)選的,主氣體的氣流流速控制在標準狀態(tài)下(即1個大氣壓,25攝氏度)30~40l/min范圍內(nèi),以更好地將解離后電漿態(tài)的所述含碳氣體帶出并沉積在所述基材的表面上,提高沉積效率。
類鉆碳振動膜成型的步驟包括:從所述類鉆碳復合膜中裁切所需直徑的類鉆碳振動膜,并通過壓制工藝形成所需形狀的類鉆碳振動膜,具體的,在批量生產(chǎn)中,從整片類鉆碳復合膜同時裁切多個類鉆碳振動膜,裁切完后壓制成所需形狀的類鉆碳振動膜,例如:曲面膜;或通過壓制工藝在類鉆碳復合膜上壓制形成所需形狀和直徑的類鉆碳振動膜,并裁切所述類鉆碳振動膜,具體的,在批量生產(chǎn)中,從整片類鉆碳復合膜同時壓制形成多個所需形狀和直徑的類鉆碳振動膜,壓制完后裁切。
本實施例中,如圖2和圖3所示,類鉆碳復合膜沉積步驟之前還包括,將大氣壓電漿化學氣相沉積裝置的噴嘴33與基材1之間保持1至3厘米距離,具體的,大氣壓電漿化學氣相沉積的裝置的噴嘴33的出口332與基材1之間保持1至3厘米距離;保持的距離根據(jù)裝置的掃描移動速度和提供的電壓而定,優(yōu)選的,當掃描移動速度200mm/s、提供電壓6.5千伏時,保持在1.5厘米距離。
本實施例中,如圖3所示,大氣壓電漿化學氣相沉積裝置3包括:解離裝置31、控制器、噴嘴33、主氣體供氣系統(tǒng)35、含碳氣體供氣系統(tǒng)34以及排氣系統(tǒng)。
解離裝置31包括交流電源314、殼體311和設于殼體311內(nèi)的電極,電極包括設于殼體311內(nèi)的中心電極312以及設于殼體311上的第一電極313,交流電源314與中心電極連接,優(yōu)選的,所述第一電極313設于殼體311的內(nèi)壁上并接地。主氣體供氣系統(tǒng)35將主氣體從噴嘴的入口331通入,并通過中心電極312和第一電極313之間形成的高壓電場以螺旋方式往噴嘴33方向流動。
含碳氣體供氣系統(tǒng)34將含碳氣體從靠近噴嘴33的的側(cè)面通入,含碳氣體的出口處周邊形成電漿產(chǎn)生區(qū),部分含碳氣體在中心電極312和第一電極313之間產(chǎn)生的高壓電場形成的電漿產(chǎn)生區(qū)中發(fā)生解離。
控制器控制交流電源314提供10千伏以下且5千伏以上的電壓給中心電極,以產(chǎn)生解離含碳氣體所需的能量,并以此控制解離的穩(wěn)定性。
排氣系統(tǒng)回收主氣體、含碳氣體和解離后的所述含碳氣體。
本實施例中,所述主氣體為干潔大氣、氮氣和氧氣中的一種或是三者的任意混合,所述含碳氣體為烷烴氣體、烯烴氣體或炔烴氣體。
本實施例中,所述類鉆碳膜的厚度為20納米至100納米之間。若低于20納米,則形成的類鉆碳振動膜不能起到提高高頻性能的效果;若高于100納米,則類鉆碳膜容易干化成粉末狀,同樣不能起到提高高頻性能的效果。
具體的,在大氣壓電漿化學氣相沉積裝置的噴嘴與所述基材之間的距離保持固定的情況下,類鉆碳膜的厚度由電漿態(tài)的碳離子的密度和沉積停留時間決定。相同的電漿態(tài)碳離子密度下,如果停留時間過長,會造成局部膜太厚,反之,會造成局部太薄。
具體實施方式一
提供6.5千伏的電壓,大氣壓電漿化學氣相沉積的裝置的噴嘴33的出口332與基材1之間保持1.5厘米距離,能將95%以上的含碳氣體解離,電漿態(tài)碳離子的密度達到約1012,掃描移動速度200mm/s,掃描一個來回,形成的類鉆碳膜厚度20納米,掃描兩個來回,形成的類鉆碳膜厚度40納米,掃描三個來回,形成的類鉆碳膜厚度60納米。
具體實施方式二
提供5千伏的電壓,大氣壓電漿化學氣相沉積的裝置的噴嘴33的出口332與基材1之間保持1.5厘米距離,能將約90%以上的含碳氣體解離,電漿態(tài)碳離子的密度達到約1011,掃描移動速度150mm/s,掃描一個來回,形成的類鉆碳膜厚度20納米,掃描兩個來回,形成的類鉆碳膜厚度40納米,掃描三個來回,形成的類鉆碳膜厚度60納米。
具體實施方式三
提供10千伏的電壓,大氣壓電漿化學氣相沉積的裝置的噴嘴33的出口332與基材1之間保持1.5厘米距離,能將約99%的含碳氣體解離,電漿態(tài)碳離子的密度達到約1013,掃描移動速度250mm/s,掃描一個來回,形成的類鉆碳膜厚度20納米,掃描兩個來回,形成的類鉆碳膜厚度40納米,掃描三個來回,形成的類鉆碳膜厚度60納米。
本實施例中,所述基材1的厚度為9微米至50微米之間。若低于9微米,則基材容易在鍍膜過程中被擊穿;若高于50微米,則不適合當膜片使用。
以下提供所需類鉆碳膜的厚度與所需基材1厚度的關系以及高頻性能如下表:
如圖4和圖5所示,當類鉆碳膜厚度為20納米、基材厚度為9微米時,高頻延伸到40khz,且失真小。
如圖6和圖7所示,當類鉆碳膜厚度為20納米、基材厚度為12微米時,高頻延伸到40khz,且失真小。
如圖8所示,當類鉆碳膜厚度為60納米、基材厚度為50微米時,類鉆碳振動膜在高頻延伸較普通振動膜好,低中高頻響的整體平衡也較好。如圖9所示,普通振動膜在3~4khz間有嚴重失真,會影響音質(zhì)表現(xiàn),類鉆碳振動膜在全頻域的失真表現(xiàn)優(yōu)異,有助于音質(zhì)表現(xiàn)。
本發(fā)明的類鉆碳振動膜的制作方法,相比于傳統(tǒng)的電漿輔助化學氣相沉積和物理氣相沉積的制作方法,只需在大氣壓環(huán)境、低溫環(huán)境下就可實現(xiàn)類鉆碳膜的沉積,無需設置真空腔體和真空裝置,簡化了制程。并且在低溫環(huán)境下,能夠避免高溫導致的穿膜或熱變形引起的膜皺掉,形成的類鉆碳振動膜更為平坦。
本發(fā)明提供一種揚聲器,包括:磁系統(tǒng)、音圈和前述所述的類鉆碳振動膜,所述音圈一端與所述類鉆碳振動膜連接,所述音圈另一端插入所述磁系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場內(nèi)。
本發(fā)明的揚聲器,由于具有的類鉆碳振動膜由前述方法制得,相比于傳統(tǒng)的電漿輔助化學氣相沉積和物理氣相沉積的制作方法,只需在大氣壓環(huán)境、低溫環(huán)境下就可實現(xiàn)類鉆碳膜的沉積,無需設置真空腔體和真空裝置,簡化了制程。并且在低溫環(huán)境下,能夠避免高溫導致的穿膜或熱變形引起的膜皺掉,制成的類鉆碳振動膜更為平坦。具有該類鉆碳振動膜的揚聲器高頻性能表現(xiàn)較優(yōu)。
以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術特征的組合不存在矛盾,都應當認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。