NO136387B

NO136387B -

Info

Publication number: NO136387B
Application number: NO752839A
Authority: NO
Inventors: N A M Andersson; R B G Joensson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1974-08-15
Filing date: 1975-08-14
Publication date: 1977-05-16
Also published as: DE2532980B2; DK147670B; ES440246A1; FR2282195B1; NO136387C; DK368875A; CH589994A5; SE382297B; FI752120A7; DK147670C; NL7509703A; FI57680B; NO752839L; GB1510833A; DE2532980C3; FR2282195A1; FI57680C; SE7410408L; DE2532980A1; IT1042081B

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for fremstilling av en elektretmikrofon med et noyaktig bestemt luftgap, innbefattende et forste fremgangsmåtetrinn i hvilket en forste plastfilm polariseres og en andre plastfilm metalliseres og et andre fremgangsmåtetrinn i hvilket disse plastfilmer monteres som bevegelig elektrode oppå en fast elektrode. The present invention relates to a method for manufacturing an electret microphone with a precisely determined air gap, including a first method step in which a first plastic film is polarized and a second plastic film is metallized and a second method step in which these plastic films are mounted as a movable electrode on top of a fixed electrode.

I svensk patentskrift 362 571 beskrives en elektretmikrofon In Swedish patent document 362 571 an electret microphone is described

av den ovenfor angitte type. Mellom dens bevegelige og faste elektrode dannes luftgap som folge av mikroskopiske ujevn- of the type specified above. Between its movable and fixed electrode, air gaps are formed as a result of microscopic unevenness

heter i plastfilmenes og den faste elektrodens overflater. named in the surfaces of the plastic films and the fixed electrode.

Disse mikroskopiske luftgap gir elektretmikrofonen en hoy ka-pasitans og derved en hoy folsomhet. En ulempe er dog at va-riasjoner i folsomheten kan forekomme på grunn av at luftgapene ikke er tilstrekkelig noyaktig bestemt. Kanadisk patent nr. These microscopic air gaps give the electret microphone a high capacitance and thereby a high sensitivity. A disadvantage, however, is that variations in sensitivity can occur due to the air gaps not being determined precisely enough. Canadian Patent No.

832 651 beskriver en elektretmikrofon i hvilken en elektret- 832 651 describes an electret microphone in which an electret

film som er anordnet som fast elektrode og som er forsynt med et antall akustiske vinduer, er fremstilt med visse områder med okt tykkelse, hvilke områder sammen danner en gitterstruk-tur og tjenestegjbr som distanseribber mot en membran som utgjor bevegelig elektrode. Denne elektretmikrofon kan gis et mer noyaktig bestemt luftgap, men man får da okte kostnader for fremstilling av elektretfilm. Innspenningen av membranen er imidlertid her som ved elektretmikrofonen ifolge det oven-nevnte svenske patent kritisk. Det foreligger risiko for at membranen tbyes ved temperaturforandringer og etter lang tid slik at luftgapet forandres. film which is arranged as a fixed electrode and which is provided with a number of acoustic windows, is produced with certain areas of oct thickness, which areas together form a lattice structure and serve as spacers against a membrane which forms a movable electrode. This electret microphone can be given a more precisely determined air gap, but the costs for the production of electret film are then increased. However, the clamping of the diaphragm is critical here, as with the electret microphone, according to the above-mentioned Swedish patent. There is a risk that the membrane will bend due to temperature changes and after a long time so that the air gap changes.

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for fremstilling av en elektretmikrofon som kan gis et noyaktig bestemt luftgap uten at innspenningen av membranen blir kritisk. Fremgangsmåten The invention relates to a method for producing an electret microphone which can be given a precisely defined air gap without the tension of the membrane becoming critical. The procedure

kjennetegnes ifolge de etterfolgende patentkrav. characterized according to the following patent claims.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til vedlagte tegning, hvor The invention will now be described in more detail with reference to the attached drawing, where

fig. 1 viser et seksjonsriss av en elektretmikrofon som har et noyaktig bestemt luftgap ifolge oppfinnelsen, fig. 1 shows a sectional view of an electret microphone which has a precisely determined air gap according to the invention,

fig. 2 viser et seksjonsriss av en anordning for fremstilling av en elektret til elektretmikrofonen i fig. 1, fig. 2 shows a sectional view of a device for producing an electret for the electret microphone in fig. 1,

fig. 3 og 4 viser et riss ovenfra respektive et seksjonsriss av en detalj i anordningen i fig. 2, og fig. 3 and 4 show a view from above and a sectional view respectively of a detail of the device in fig. 2, and

fig. 5 viser en alternativ anordning for fremstilling av elek-treten. fig. 5 shows an alternative device for producing the electret.

Fig. 1 viser et seksjonsriss av en elektretmikrofon som innbefatter én fast elektrode i form av en metallisk basisplate 1 Fig. 1 shows a sectional view of an electret microphone which includes one fixed electrode in the form of a metallic base plate 1

og en bevegelig elektrode bestående av en forste og en andre membran 2 respektive 3 montert oppå basisplaten 1. Membranene 2 og 3 er anordnet til å svinge i kaskade ved påvirkning av akustiske bolger og består av en polyesterfilm respektive en film av "Teflon". Ordet "Teflon" er et registrert varemerke. Poly-esterf ilmen er forsynt med et metallisk sjikt 4, og "Teflon"filmen utgjor en elektret i hvilken elektriske ladninger er lagret på kjent måte. Sistnevnte er dessuten gitt en relieffstruktur slik det vil bli beskrevet nærmere nedenfor. Polyesterfilmens lave temperaturutvidelseskoeffisient, ca. 27 x 10~^/°C, gjor det mulig å oppnå at elektretmikrofonens folsomhet blir forholdsvis uav-hengig av temperaturen, mens "Teflon"filmens hoye resistivitet, 2 x 10"<*>"^ ohm-meter, sikrer et meget langsomt utladningsforlop for nevnte ladninger. and a movable electrode consisting of a first and a second membrane 2 and 3 respectively mounted on top of the base plate 1. The membranes 2 and 3 are arranged to oscillate in cascade under the influence of acoustic waves and consist of a polyester film and a film of "Teflon". The word "Teflon" is a registered trademark. The polyester film is provided with a metallic layer 4, and the "Teflon" film constitutes an electret in which electrical charges are stored in a known manner. The latter is also given a relief structure as will be described in more detail below. The polyester film's low temperature expansion coefficient, approx. 27 x 10~^/°C, makes it possible to achieve that the sensitivity of the electret microphone becomes relatively independent of the temperature, while the "Teflon" film's high resistivity, 2 x 10"<*>"^ ohm-meter, ensures a very slow discharge course for said charges.

Elektretmikrofonen har et isolerende hylster 5 som er forsynt med akustiske vinduer 6. Den metalliske basisplaten 1 er på kjent måte utformet slik at den har luftekanaler 7. Akustiske bolger er beregnet på å komme inn gjennom vinduene 6 og påvirke de i kaskade svingende mémbranene 2 og 3, hvorved en, signal-spenning kan uttas mellom en elektrisk forbindelse 8 med den The electret microphone has an insulating casing 5 which is provided with acoustic windows 6. The metallic base plate 1 is designed in a known manner so that it has ventilation channels 7. Acoustic waves are intended to enter through the windows 6 and affect the cascaded oscillating membranes 2 and 3, whereby a signal voltage can be extracted between an electrical connection 8 with it

metalliske basisplaten 1 og en annen elektrisk forbindelse 9 the metallic base plate 1 and another electrical connection 9

med det metalliske overflatesjiktet 4 hos membranen 2. For-bindelsen 8 er utformet slik at den fjærer mot basisplaten 1. with the metallic surface layer 4 of the membrane 2. The connection 8 is designed so that it springs against the base plate 1.

Fig. 2 viser et snitt av en polarisasjonsovn for fremstilling av elektreter til elektretmikrofonen i fig. 1. Ifolge eksempelet er fem "Teflon"filmer 10 mednélene 70 x 70 x 0,012 mm og seks glassvevskiver 11, som vil bli beskrevet nærmere siden, stablet vertikalt mellom en nedre og en ovre metallelektrode 12 respektive 13 anordnet til å mates med en likespenning på Fig. 2 shows a section of a polarization furnace for producing electrets for the electret microphone in fig. 1. According to the example, five "Teflon" films 10 with the needles 70 x 70 x 0.012 mm and six glass woven discs 11, which will be described later, are stacked vertically between a lower and an upper metal electrode 12 and 13, respectively, arranged to be fed with a direct voltage of

ca. 10 kV. Den ovre elektroden 13 er omgitt av et isolerende hylster 14 mot hvilket en skrue 15 i en klemmebakke 16 ligger an for å sammenpresse stabelen, og den nedre elektroden 12 er innbakt i en fot 17 hos klemmebakken 16. Den sistnevnte, som helt og holdent består av isolerende materiale, utgjor videre festeorgan for en varmesloyfe 18 anordnet til å mates med en vekselspenning på 220 V. about. 10 kV. The upper electrode 13 is surrounded by an insulating sleeve 14 against which a screw 15 in a clamping tray 16 rests in order to compress the stack, and the lower electrode 12 is baked into a foot 17 of the clamping tray 16. The latter, which consists entirely of of insulating material, further form a fastening device for a heating coil 18 arranged to be fed with an alternating voltage of 220 V.

En topp 19 innelukker stabelen av "Tef lon"f ilmer 10 og glassvevskiver 11 under oppvarming ved hjelp av varmesloyfen 18. En stund for smeltepunktet f or "Tef lon" filmene 10 nås, stabiliseres temperaturen ved styring av vekselspenningen til varmesloyfen 18 ved hjelp av en ikke vist termostatkobling, hvorpå likespenningen tilfores elektrodene 12 og 13. Gjennom stabelen flyter det da en strom som i lopet av noen titalls minutter synker mot en konstant verdi. Når dette er hovedsakelig oppnådd, bry-tes vekselspenningen til varmesloyfen 18 helt, og polariserings-ovnen kjoles ved hjelp av trykkluft gjennom inn- og utlop 20 respektive 21. Endelig frakobles også likespenningen til elektrodene 12 og 13, toppen 19 loftes opp og "Teflon"filmene 10, A top 19 encloses the stack of "Teflon" films 10 and glass woven discs 11 under heating by means of the heating coil 18. Once the melting point of the "Teflon" films 10 is reached, the temperature is stabilized by controlling the alternating voltage of the heating coil 18 using a thermostat coupling, not shown, after which the direct voltage is supplied to the electrodes 12 and 13. A current then flows through the stack which, over the course of a few tens of minutes, decreases towards a constant value. When this has mainly been achieved, the alternating voltage to the heating loop 18 is completely cut off, and the polarization oven is cooled with compressed air through inlet and outlet 20 and 21 respectively. Finally, the direct voltage to the electrodes 12 and 13 is also disconnected, the top 19 is raised and "the movies 10,

som nå utgjor ferdige elektreter, tas ut. which now constitute finished electrets, are taken out.

Fig. 3 og 4 viser et snitt ovenfra respektive et seksjonssnitt av glassvevskivene 11 i fig. 2. Disse innbefatter hver to glassvever som har fibrer 22 bestående av flere tråder 23 og er festet ved hjelp av liming til respektive sider av en iso-latorskive 24 som ifolge eksempelet består avpolyimid. Når stabelen av "Tef lon "f ilmer 10 og glassvevskiver 11 i fig. 2 er sammenpresset ved hjelp av klemmebakken 16 og oppvarmet ved hjelp av varmesloyfen 18, varmepreges glassvevenes monster på begge sider av "Teflon"filmene 10. Disse oppnår herved en mikroskopisk relieffstruktur og gir, etter tilskjæring og montering som membranen 3 i elektretmikrofonen i fig. 1, denne et noyaktig bestemt luftgap uten at innspenningen av noen av membranene 2 eller 3 blir kritisk, hverken når det gjelder ved monteringen eller med hensyn på aldringseffekter. Fig. 3 and 4 show a section from above and a sectional section respectively of the glass fabric discs 11 in fig. 2. These each include two glass weaves which have fibers 22 consisting of several threads 23 and are attached by means of gluing to respective sides of an insulator disc 24 which, according to the example, consists of polyimide. When the stack of "Teflon" films 10 and fiberglass discs 11 in fig. 2 is compressed with the help of the clamping tray 16 and heated with the help of the heating coil 18. 1, this a precisely determined air gap without the tensioning of any of the membranes 2 or 3 becoming critical, neither when it comes to assembly nor with regard to aging effects.

Fig. 5 viser en alternativ anordning for fremstilling av elektreter til elektretmikrofonen i fig. 1. En "Teflon"film 25 opp-viklet på en rulle 26 er anordnet til å trekkes mellom to val-ser 27 og 28 som er oppvarmet til en temperatur noe under "Teflon"filmens 25 smeltepunkt, og hvis manteloverflater er gitt en relieffstruktur som ifolge eksempelet er avstopt fra en glassvev av det slag som er vist i fig. 3. Denne relieffstruktur varmepreges på begge sider av "Teflon"filmen 25, som deretter er anordnet til å passere et polariseringsorgan 29, Fig. 5 shows an alternative device for producing electrets for the electret microphone in fig. 1. A "Teflon" film 25 wound up on a roll 26 is arranged to be pulled between two rollers 27 and 28 which are heated to a temperature somewhat below the melting point of the "Teflon" film 25, and whose mantle surfaces are given a relief structure which, according to the example, is plugged from a glass fabric of the kind shown in fig. 3. This relief structure is heat embossed on both sides of the "Teflon" film 25, which is then arranged to pass a polarizer 29,

og endelig som ferdig elektret oppvikles på en andre rulle 30. Polariseringsorganet 29 kan ganske enkelt utgjores av en me-tallkam som er pålagt et hoyt elektrisk potensial for å gi opp-hav til en korona som injiserer ladninger i "Teflon"filmen 25. and finally as finished electret is wound on a second roll 30. The polarizer 29 can simply be made of a metal comb which is applied to a high electric potential to give rise to a corona which injects charges into the "Teflon" film 25.

Claims

1. Method for producing an electret microphone with a precisely determined air gap, including a first method step in which a first plastic film is polarized and a second plastic film is metallized and a second method step in which these plastic films are mounted as a movable electrode on top of a fixed electrode, characterized in that said The first plastic film for complete polarization is heat-stamped by two glass weaves which lie against each side of it.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that said glass fabric is attached to insulating discs.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that said insulator discs are made of polyimide.