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借助ARCHCELL®设计出非常小的扬声器

• REINCHEM
• 2022-01-10

智能手机、移动设备、显示器或笔记本电脑中的音频音质优化是扬声器厂家关住的一个重点。要理解的一个关键概念是这些产品中有一个音频再现系统。音响系统的功能是清晰、可理解的语音交流和悦耳的音乐。虽然这些目标可能看起来不大，但还有另外5个相互矛盾的要求导致很少有移动音频产品能够真正成功地满足这些目标。
   
具体来说：
1. 成本
2. 扬声器的音量
3. 良好的扬声器灵敏度，低电池消耗
4. 扬声器前面和听众之间的“视线”
5. 足够的放大器功率，低功耗和低热量
 
减少占地面积和深度的努力仍在继续，但微型扬声器的深度（Z轴）已从智能手机的3毫米下降到2.5毫米——这是由于3.5毫米耳机插孔的蒸发，而这一直是瓶颈。要求提高效率、功率处理、更清晰的声音以及扩展低音和高端响应的相同产品开发团队也要求尽可能低的价格。
 
在微型扬声器的组成单元中，振膜是影响音质最重要的部件之一，同时从研究振膜的诸多因素对音质的影响来看，膜片影响扬声器单元特性大致可分为２大因素：一是形状因素，其中包括口径、振膜的深浅、加强筋、母线形状、中孔直径、材料厚度等；二是材料因素，其中包括材料的特性、加工处理技术、加工工艺、制造方法、添加剂等各种参数。以上２大因素影响着扬声器的谐振频率、承受功率、频率响应的宽窄及频响曲线趋势和平滑度。
 
目前手机等扬声器采用的结构形式是膜片结合球顶的结构设计，球顶需要具备很好的比刚度和阻尼特性。目前球顶最优化的结构和材料体系是金属面层结合PMI泡沫芯材的超薄复合材料夹层结构。
 
 
复合材料是具有两相或两相以上结构的材料，各相材料基本上保持原有的物理和化学性能。
 
夹层结构一般是由上面板、上面板与芯材的粘结层、芯材、下面板与芯材的粘结层以及下面板所构成，这五个要素组成了一个整体的夹层结构。夹层结构传递荷载的方式类似于工字梁，上下面板（翼板）主要承受由弯矩引起的面内拉压应力和面内剪应力，而芯材（腹板）主要承受由横向力产生的剪应力。
 
为了使夹层结构的各要素能协同承载，面板与芯材之间的粘接层必须能传递荷载，这样至少应具备和芯材一样的强度。选择正确的胶粘剂对夹层结构的强度也有非常重要的意义，通常在选择胶粘剂的时候除了强度以外，还需要考虑使用温度、烟雾条件及其与芯材的面板材料的兼容性。如果选择与面板材料共固化，则胶粘剂或胶膜的固化条件需要与面板的共固化条件相一致。
 
在相同密度的条件下，PMI是强度和刚度最高的泡沫材料。其高温下耐蠕变性能使得该泡沫能够适用高温固化的树脂和预浸料。PMI泡沫经适当的高温处理以后，能满足190^oC的固化工艺对泡沫尺寸稳定性的要求，适用与环氧或BMI树脂共固化的夹层结构构件中，例如航天航空结构、医疗床板等。PMI泡沫是采用固体发泡工艺制作，其为孔隙基本一致、均匀的99%以上闭孔率的刚性泡沫。目前市场上规格型号完善的有上海蓝茵的ARCHCELL^®。
 
ARCHCELL^®是上海蓝茵化工公司的PMI泡沫的商标。 ARCHCELL^®主要分为两大类，一类是结构性泡沫，按照热变形温度区分；还有一类是功能性泡沫，目前主要有透波、吸波、阻燃和抗冲击四种。
 
目前适用于微型扬声器的球顶材料的PMI泡沫有，HT细孔、UT细孔，IR型号和WP型号，分别具有不同的耐温性能，不同的断裂延伸率和空隙大小，适合不同的客户加工工艺和胶水体系。
 
借助自己的超薄碳纤维预浸料和创新工艺，已经研发出了下一代的超薄碳纤维PMI泡沫夹层结构3D异形球顶。