DD145665C2

DD145665C2 - Aufbringungs- und formungsverfahren von elektretfolien auf wandlerelektroden

Info

Publication number: DD145665C2
Application number: DD21515379A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Dr Dipl-Phys Stark; Rudi Dr Dipl-Phys Danz; Wolfgang Dipl-Ing Brey; Gert Dr Sc Techn Dip Kaszynski; Bruno Machucki; Edelgard Ruhsland; Udo Dr Dipl-Ing Seifert; Wolfgang Dipl-Phys Kuenstler; Christian Prof Dr Dipl Ruscher
Original assignee: Akademie Der Wissenschaften Der Ddr; Stark Wolfgang Dr Dipl Phys; Danz Rudi Dr Dipl Phys; Brey Wolfgang Dipl Ing; Gert Dr Sc Techn Dip Kaszynski; Bruno Machucki; Edelgard Ruhsland; Seifert Udo Dr Dipl Ing; Kuenstler Wolfgang Dipl Phys; Christian Prof Dr Dipl Ruscher
Priority date: 1979-08-23
Filing date: 1979-08-23
Publication date: 1981-08-05
Also published as: DD145665A1

Description

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Dr-. Wolfgang Stark Teltow, den 23.07.1979

Dr. Rudi Danζ

Y/olfgang Brey

Dr. se. techn. Gert Kaszynski

Bruno Macbucki

Edelgard Ruhsland

Dr. Шо Seifert

Wolfgang Künstler

Prof. Dr. Christian Ruscher

Titel der Erfindung

Aufbringungs- und Pormungsverfahren von Elektretfolien auf Wandterelektroden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufsiegeln, Lochen und Beschneiden von Polymerfolien (Elektretfolie) auf Gegenelektroden, die vorzugsweise für den Aufbau von elektroakustischen Wandlern auf Elektretbasis verwendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Elektretmikrofonen wird meist die Membran aus Elektretfolie (vorzugsweise aus einem Copolymer aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, genannt Teflon PEP) hergestellt, wie z.B. in der Patentschrift US 3 944 756 beschrieben ist. Da die Teflon FEP-Folie gegenüber anderen Polien wie z.B. Polyethylenterephthalat oder Polycarbonat ungünstige mechanische Eigenschaften aufweist, wie z.B. - geringe Zugfestigkeit, - niedrige Streckgrenze, - große Dichte, - großer

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Wärmeausdehnungskoeffizient, wird die Elektretfolie in jüngster Zeit auch auf der Gegenelektrode angeordnet. Da die Gegenelektroden bei Kondensatormikrofonen üblicherweise mit Bohrungen versehen sind, müssen diese Bohrungen auch auf die Elektretfolie übertragen werden·

Weiterhin ist es notwendig, die Elektretfolie der Außenkontur der Gegenelektrode anzupassen (beschneiden)· Es ist eine Lösung-zum Aufbringen der Elektretfolie auf die Gegenelektrode bekannt (DE - AS 2 254 692, H 04 r /19/00), bei der ein Film aus dielektrischem Material mittels Überdruck auf eine Seite der unbeschichteten Gegenelektrode gedrückt und erhitzt wird· Anschließend wird mit weiter erhöhtem Überdruck der Film an den Bohrungen aufgerissen, wobei dieser in und hinter den Bohrungen festsiegelt.

Diese Lösung weist verschiedene Nachteile auf:

- Es werden zwei verschiedene Größen von Überdruck verwendet, zwischen denen umgeschaltet werden muß.

- Das Erwärmen von Luft unter hohem Druck auf Temperaturen, bei denen Elektretfolie ausreichend erweicht (bei Teflon PEP um 300 ⁰C), ist technisch sehr aufwendig und mit geringem energetischem Wirkungsgrad behaftet.

- Durch den scharfen Luftstrahl können Staubpartikel und andere Verunreinigungen in die erweichte Elektretfolie gelangen, wodurch die Elektretstabilität verloren geht.

- Die Anordnung von Luftdüsen zum Anblasen bebindert das Auflegen der Elektretfolie auf die Gegenelektrode.

- Die Randzone der Elektretfolie ist nach dem Aufsiegeln unregelmäßig geformt und muß in einem extra Arbeitsgang beschnitten werden.

- Der zylinderförmige Rand der Gegenelektrode ist nicht mit Elektretfolie beschichtet, was zu einer verminderten Feuchtetabilitat des Mikrofons führen kann.

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Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Aufbringen, Lochen und Beschneiden von Elektretfolie auf Gegenelektroden zu entwickeln, das die Qualität der Verbindung zwischen Elektretfolie und Gegenelektrode verbessert, die Elektretstabilität erhöht, die Fertigungstechnologie vereinfacht und die Ausschußquote verringert.

Darlegung; des Wesens der Erfindung

- Aufgabenstellung

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen, Lochen und Beschneiden von Elektretfolie auf beliebig geformte, gelochte Gegenelkjitroden in einem Arbeitsgang zu entwickeln, bei dem die Technologie vereinfacht, die Haftfestigkeit der aufgesiegelten Elektretfolie sowie die Elektretstabilität erhöht und demzufolge die Qualität der Elektret-Gegenelektroden verbessert, sowie eine größere Peuchtstabilität des Mikrofons erreicht werden.

- Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem die Elektretfolie mittels einer Relativbewegung der 1 bis 30 K oberhalb des Schmelzpunktes der Elektretfolie erwärmten Gegenelektrode, zugeführt und unter Einwirkung eines Unterdruckes an die Gegenelektrode glatt angesaugt und durch die Wärmeeinwirkung aufgesiegelt wird.

Ebenso kann auch die Elektretfolie erst an die noch nicht über die Schmelztemperatur erwärmte Gegenelektrode glatt angesaugt und diese dann sehr schnell auf Temperaturen über der Schmelztemperatur der Folie gebracht werden. Durch die Anwendung von Unterdruck etwa im Bereich von 133 Pa bis 40 к Pa wird Staubaufwirbelung vermieden, sperrige und aufwendige Montagevorrichtungen oberhalb der Gegenelektrode entfallen, so daß eine einfache Zuführung der Elektretfolie ermöglicht wird.

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Durch das Ansaugen paßt sich die Elektretfolie sehr gut jeder beliebig geformten, gelochten Gegenelektrode an, ohne dabei beschädigt zu v/erden.. Durch den Unterdruck wird die Elektretfolie in die Löcher hineingesaugt, reißt auf und wird am Lochrand ebenfalls aufgesiegelt. Infolge WeiterfUhrung der Relativbewegung der Elektretfolie wird diese an scharfkantigen Rändern der Gegenelektrode bündig abgeschmolzen. Um eine vollständige Beschichtung der Zylinderfläche der Gegenelektrode zu erreichen, wird der Übergang zwischen Oberfläche und Zylinderwand mit einem Radius versehen (abgerundet), Dadurch wird die Feuchtstabilität der Elektret-Gegen'elektroden wesentlich verbessert. Die Formierung der Elektretfolie erfolgt glinstigerweise nach dem Aufsiegeln auf die Gegenelektrode nach einem der herkömmlichen Elektret-Formierungsverfahren.

Ausführun^sbeispiel

Anhand von Fig. 1 wird das Verfahren an einem Aueführungsbeispiel beschrieben.

Die Gegenelektrode 2 wird auf eine Haltevorrichtung 5 gelegt, deren Durchmesser kleiner als der der Gegenelektrode 2 ist. In die Stirnfläche der Haltevorrichtung 5 sind Luftkanäle 4 so eingearbeitet, daß alle Löcher 3 der Gegenelektrode 2 auf einem solchen Luftkanal liegen. Durch den Ansaugstutzen 7 wird im Innern der Haltevorrichtung 5, z.B. mit einer Wasяerstrahlpumpe, ein Unterdruck erzeugt* Diesel* fixiert zusätzlich leicht die Gegenelektrode 2 auf der Haltevorrichtung 5· Mit der Heizung 6 wird die Haltevorrichtung 5 auf einer Temperatur gehalten, die 10 K über der Schmelztemperatur der Elektretfolie liegt. Die Elektretfolie 1 wird ^etzt an die Gegenelektrode 2 heran*· geführt. Durch den Unterdruck legt sie sich faltenfrei an einer beliebig geformten Oberfläche der Gegenelektrode 2 an. Infolge des Unterdrucks verbleibt keine Luft zwischen Elektretfolie und Gagenelektrode. Staub und andere Ver-

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unreinigungen werden wegen der eingeschränkten Luftströmung beim Aufsiegeln nicht auf die Elektretfolie gebracht. Da sie auf Schmelztemperatur erwärmt wird, wird die Elektretfolie 1 in die Löcher 3 der Gegenelektrode 2 hineingezogen, reißt auf und wird durch den Luftstrom an den Rand der Löcher 3 gedrückt, wo sie, genau wie auf der glatten Stirnfläche der Gegenelektrode 2, aufsiegelt. Wird die Elektretfolie 1 weiter in Richtung Haltevorrichtung 5 geführt, so legt sie sich über den oberen Radius der Gegenelektrode 2 an deren Zylinderfläche an. Da die Elektretfolie 1 außerhalb der Gegenelektrodenoberläcbe nicht erwärmt ist und an der unteren scharfen Kante der Gegenelektrode 2 eine zusätzliche Kerbwirkung auftritt, wird die Elektretfolie 1 am unteren Rand der Gegenelektrode 2 sauber getrennt.

Die aufgesiegelte Elektretfolie haftet so gut an der Gegenelektrode, daß die Scherfestigkeit in der Grenzschicht der Gegenelektrode größer ist als die Zugfestigkeit der Elektretfolie, d.h. die Elektretfolie reißt eher, als daß sie ßicb wieder abziehen läßt.

In die auf der Gegenelektrode aufgebrachte Elektretfolie werden anschließend in einem PormierungBverfahren Ladungsträger, jstabil eingespeichert. Dabei können die gebräuchlichen PormierungBverfahren wie Elektronenstrahlverfahren, Koronaentladung, Townsendentladung oder Flüssigkontaktverfahren angewandt werden.

Claims

3iirf indungsanspruch

1. Aufbringungs- und Formungsverfahren von Elektretfolie auf beliebig geformte, gelochte Gegenelektroden und Erwärmen der Elektretfolie, gekennzeichnet dadurch, daß die blektretfolie mittels einer Relativbewegung der auf 1 bis 30 K über dem Schmelzpunkt der Elektretfolie erwärmten Gegenelektrode zugeführt, durch einen an den durchgehenden öffnungen der Gegenelektrode anliegenden Unterdruck von 133 Pa bis 40 к Pa angesaugt, auf die Ober- bzw. Mantelflächen der Gegenelektrode und in deren Öffnungen aufgesiegelt wird und nachfolgend durch Weiterführung der Relativbewegung an scharfkantigen Rändern der Gegenelektrode abgetrennt wird.

2« Aufbringungs- lind Formungsverfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, deß bei Gegenelektroden mit abgerundetem Übergang zwischen Oberfläche und Zylinderwand die gesamte Oberfläche der Elektrode, einsonlicßlich Zylinderwand mit Blektretfolie gesiegelt wird.

Hierzu t Seife Zeichnungen