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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kondensatormikrofons sowie ein Kondensatormikrofon.
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Kondensatormikrofone oder Elektretmikrofone weisen typischerweise ein Mikrofongehäuse mit einer Schalleinlassöffnung, einer Membran und einer dieser Membran zugeordneten, in einem geringen Abstand zu ihr angeordneten Gegenelektrode. Kondensatormikrofone und insbesondere Miniatur-Kondensatormikrofone werden typischerweise unter Verwendung der Stapeltechnologie hergestellt. Hierzu werden die einzelnen Elemente des Kondensatormikrofons (Membran mit aufgeklebter Membran, Abstandsring, Gegenelektrode) aufeinander in ein Mikrofongehäuse gestapelt.
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EP 1 762 117 B1 zeigt ein Kondensatormikrofon mit einem Mikrofongehäuse mit einer Schalleinlassöffnung, einer Membran und einer dieser Membran zugeordneten, im geringen Abstand zu der Membran angeordneten Gegenelektrode. Das Mikrofongehäuse besteht aus zwei Gehäuseteilen, von denen das zweite Gehäuseteil einen größeren Durchmesser aufweist als das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil als Kappe oder Hülse über dem ersten Gehäuseteil angeordnet ist. Hierbei kann ein Rand der Membran über den Rand des ersten Gehäuseteils umgeklappt und an der Außenseite des ersten Gehäuseteils befestigt werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Kondensatormikrofons und ein Kondensatormikrofon vorzusehen, das automatengerecht zusammengebaut werden kann und kostengünstiger hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kondensatormikrofons nach Anspruch 1 und durch ein Kondensatormikrofon nach Anspruch 4 gelöst.
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Somit wird ein Verfahren zum Montieren eines Kondensatormikrofons vorgesehen. Das Kondensatormikrofon weist einen Rahmen und eine Gegenelektrode auf. Die Gegenelektrode wird in dem Rahmen positioniert und gehalten. Klebstoff wird aufgetragen, so dass die Gegenelektrode direkt mit dem Rahmen verklebt ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Auftragen des Klebstoffs in einem Randbereich der Gegenelektrode und/oder unterhalb der Gegenelektrode.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Gegenelektrode an ihrer Unterseite oder in dem Randbereich nur in Kontakt mit dem Klebstoff und ist radial zumindest teilweise von dem Rahmen umgeben.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kondensatormikrofon mit einem Rahmen, einer Gegenelektrode mit einer Elektretschicht auf der Oberseite der Gegenelektrode und Klebstoff an einer Unterseite und/oder in dem Randbereich der Gegenelektrode, so dass die Unterseite der Gegenelektrode nur auf Klebstoff aufliegt oder der Randbereich der Gegenelektrode durch den Klebstoff mit dem Rahmen verbunden ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Gegenelektrode radial von dem Rahmen umgeben, und die Unterseite der Gegenelektrode wird durch Klebstoff gehalten.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Elektretschicht zumindest teilweise über den Randbereich der Gegenelektrode hinaus, so dass die Elektretschicht in ihrem äußeren Rand zwischen dem Gehäuse und der Gegenelektrode vorgesehen bzw. eingeklemmt ist.
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Die Erfindung betrifft den Gedanken, dass eine Gegenelektrode des Kondensatormikrofons in einem nicht elektrisch leitenden Rahmen, z. B. einem Kunststoffrahmen, positioniert und befestigt wird, so dass der Abstand zwischen einer Stirnseite des Rahmens und der Gegenelektrode einen gewünschten Wert aufweist. Dieser Wert muss dem Luftspalt zwischen der angebrachten Membran und der Gegenelektrode entsprechen. Damit kann bereits ein mess- und funktionsfähiger Wandler erhalten werden.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
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5 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
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6 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und
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7 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon weist einen Rahmen 1 und eine Gegenelektrode 2 mit einem Randbereich 2a und einer Elektretschicht 3 auf. Der Rahmen 1 kann als ein Kunststoffrahmen bzw. als eine Kunststoffhülse ausgestaltet sein. Der Rahmen 1 kann nach innen eine erste Stufe 1a und eine zweite Stufe 1b aufweisen. Ferner weist der Rahmen 1 eine Stirnseite A zur Aufnahme einer elektrisch leitend beschichteten Membran auf. Erfindungsgemäß ist die Membran vorzugsweise beidseitig elektrisch leitend beschichtet. Die Gegenelektrode 2 kann mittels eines Klebers oder Klebstoffs 4 an ihrem Umfang auf der zweiten Stufe 1b aufgeklebt werden. Die Oberseite 3 der Gegenelektrode 2 weist eine Elektretoberfläche B auf. Der Abstand zwischen der Stirnseite A und der Elektretoberfläche B weist einen Wert auf, welcher dem Luftspalt zwischen einer an der Stirnseite A angebrachten Membran und der Gegenelektrode entspricht.
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Gemäß der Erfindung wird die Gegenelektrode 2 in ein Ende des Rahmens 1 eingeführt und auf einer Position gehalten, so dass ein Spalt zwischen der Unterseite der Gegenelektrode und der zweiten Stufe 1b vorhanden ist. Ein Kleber oder ein Klebstoff 4 wird in diesen Spalt auf- bzw. eingebracht werden kann. Durch die Positionierung und das Halten der Gegenelektrode 2, bevor der Klebstoff in den Spalt zwischen der Gegenelektrode und der zweiten Stufe 1b ein- bzw. aufgebracht wird, kann der Abstand zwischen der Oberseite der Gegenelektrode mit der Elektretschicht 3 und der Stirnseite A des Rahmens, auf welchem die Membran aufgebracht wird, eingestellt werden. Gemäß der Erfindung wird die Gegenelektrode 2 direkt auf dem Rahmen 1 (hier die zweite Stufe 1b) aufgeklebt. Der Klebstoff kann umlaufend eine geschlossene Kontur entlang dem gesamten Rand der Gegenelektrode 2 bilden oder nur an einzelnen Abschnitten des Randes aufgebracht werden.
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Gemäß der Erfindung ist kein Element (wie beispielsweise ein Abstandsring) vorhanden, der den Abstand zwischen der Gegenelektrode 2 und der Membran des elektroakustischen Wandlers festlegt. Vielmehr wird der Abstand zwischen der Oberseite der Gegenelektrode 2 und der Membran durch die entsprechende Positionierung der Gegenelektrode und anschließende Verklebung der Gegenelektrode direkt an dem Rahmen 1 erreicht. Damit kann der Abstand zwischen der oberen Seite der Gegenelektrode mit der Elektretschicht 3 und der Membran erfindungsgemäß eingestellt werden, ohne dass dafür verschiedene Abstandsringe vorgesehen sein müssen.
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Mit anderen Worten, der Luftspalt zwischen der Membran und der Gegenelektrode wird nicht durch die Ausgestaltung des Kunststoffrahmens und insbesondere der ersten und zweiten Stufe 1a, 1b sowie der Dicke der Gegenelektrode definiert, sondern im Endeffekt nur durch die Klebung festgelegt.
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Im Bereich der Stirnseite A des Rahmens 1 kann die Außenseite jeweils eine abgeschrägte Fläche 1d aufweisen.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Kondensatormikrofons gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon weist einen Kunststoffrahmen 1 mit einer ersten Stufe 1a nach innen und eine Gegenelektrode 2 mit einem Randbereich 2a und einer Elektretschicht 3 auf. Die Gegenelektrode 2 kann mittels Klebstoff 4 an dem Rahmen (insbesondere zwischen der ersten Stufe 1a) befestigt werden. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der zur Befestigung verwendete Klebstoff 4 lediglich im Randbereich 1c des Rahmens 1 unterhalb der Stufe 1a vorgesehen, so dass die Gegenelektrode 2 direkt am Rahmen 1 verklebt wird. Im Bereich der Stirnseite A des Rahmens 1 kann die Außenseite jeweils eine abgeschrägte Fläche 1d aufweisen.
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Gemäß der Erfindung wird die Gegenelektrode 2 in den Rahmen 1 eingeführt und entsprechend positioniert. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Gegenelektrode 2 so positioniert werden, dass die Unterseite der Gegenelektrode 2 mit dem Randbereich 1c des Rahmens 1 abschließt. Anschließend kann ein Klebstoff 4 zur Befestigung vorgesehen werden, wobei der Klebstoff im Randbereich 1c derart vorgesehen wird, dass der Klebstoff 4 in Kontakt ist mit einem äußeren Bereich der Unterseite der Gegenelektrode 2. Wie im ersten Ausführungsbeispiel kann durch eine entsprechende Positionierung der Gegenelektrode in dem Rahmen und anschließende Verklebung der Abstand zwischen der Oberseite der Gegenelektrode 2 und der Membran (bzw. der Stirnseite A des Rahmens) eingestellt werden, ohne dass dazu ein Abstandsring verwendet werden müsste. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Gegenelektrode 2 direkt mit bzw. an dem Rahmen 1 oder einem Abschnitt des Rahmens 1 verklebt.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Kondensatormikrofons gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon weist einen Rahmen 1 mit einer ersten und zweiten Stufe 1a, 1b nach innen und eine Gegenelektrode 2 mit einem Randbereich 2a und einer Elektretschicht 3 auf. Im Bereich der Stirnseite A des Rahmens 1 kann die Außenseite jeweils eine abgeschrägte Fläche 1d aufweisen.
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Die Membran 5 wird auf der Stirnseite A des Rahmens befestigt. Hierbei wird die Membran an ihrer Außenseite im Bereich der abgeschrägten Fläche 1d mittels eines Klebstoffs 6 verklebt. Somit kann eine maximale aktive Membranfläche erreicht werden, da nur derjenige schmale Bereich der Membran nicht schwingt, der mit dem Klebstoff 6 in Verbindung steht.
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Kondensatormikrofons gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon weist einen Rahmen 1 mit einer ersten und zweiten Stufe 1a, 1b und einer Gegenelektrode 2, welche mittels eines Klebstoffes 6 auf der zweiten Stufe befestigt ist, auf. Das Mikrofon weist ferner eine Membran 5 auf, welche auf der Stirnseite A des Rahmens 1 mittels eines Klebstoffes 6 befestigt ist. Auf der Membran 5 kann optional ein Kontaktring 7 vorgesehen sein.
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Das Mikrofon weist ferner ein elektrisch leitendes Kapselgehäuse 8 (mit einer Einsprache 12) auf, welche den Rahmen 1 umgibt. Das Mikrofon weist ferner eine Leiterplatte 11 mit elektronischen Bauelementen 10 und Anschlüssen 13 auf. Die Gegenelektrode 2 ist über ein Verbindungselement 9 mit der Leiterplatte 11 verbunden. Eine Leiterbahn 14 an der unteren Seite der Leiterplatte 11 dient als Massekontakt zu dem Kapselgehäuse 8.
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Das dritte und vierte Ausführungsbeispiel basieren auf dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit gilt das oben Gesagte entsprechend für das dritte und vierte Ausführungsbeispiel.
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Gemäß der Erfindung kann der Kontaktring 7 optional weggelassen werden. Hierbei wird die Membran nicht direkt an der Verklebungsstelle 6 abgeschnitten, sondern mit einem radialen Abstand von ca. der Hälfte der Höhe der Wandlergruppe abgeschnitten. Beim Einführen der Baugruppe in das Gehäuse 8 wird das überschüssige Membranteil an dem Luftspalt zwischen der Wandlerbaugruppe und dem Gehäuse umgelegt. Dabei kontaktiert die äußere Metallisierungsschicht die Membran mit dem Gehäuse. Die Wandlerbaugruppe kann dabei beispielsweise durch Verklebung im Gehäuse befestigt werden.
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Im Bereich der Stirnseite A des Rahmens 1 kann die Außenseite des Rahmens 1 jeweils eine abgeschrägte Fläche 1d aufweisen.
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5 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kann auf einem der vorherigen Ausführungsbeispiele beruhen. In dem fünften Ausführungsbeispiel ist der Rahmen 1 ohne Abstufung (wie in 1 oder 2) vorgesehen. Ferner weist die Elektretschicht 3 einen Randbereich bzw. äußeren Abschnitt 3a auf, welcher sich über den Randbereich 2a der Gegenelektrode 2 hinaus erstreckt und somit zwischen dem Rahmen 1 und dem Randbereich 2a der Gegenelektrode 2 eingeklemmt bzw. vorgesehen ist. Damit ist der Randbereich 3a der Elektretschicht 3 zwischen dem nichtleitenden Rahmen 1 und der Gegenelektrode 2 vorgesehen. Ein Klebstoff 4 ist optional zwischen dem Randbereich 2a der Gegenelektrode 2 und dem Rahmen 1 vorgesehen. Ferner ist der Klebstoff 4 an der Unterseite 2b der Gegenelektrode und insbesondere im Randbereich 2a vorgesehen. Da erfindungsgemäß kein Abstandsring oberhalb der Gegenelektrode 2 vorgesehen werden muss, könnte die Elektretschicht 3 sich im Randbereich der Gegenelektrode von dieser lösen. Durch den umgelegten äußeren Abschnitt 3a der Elektretschicht kann dies wirksam vermieden werden.
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6 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Hierbei kann das Kondensatormikrofon gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel auf einem Kondensatormikrofon gemäß dem ersten, zweiten, dritten, vierten oder fünften Ausführungsbeispiel beruhen. Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird die Gegenelektrode 2 an ihrem Randbereich 2a durch Klebstoff 4 mit dem Rahmen 1 verbunden. Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist somit kein Klebstoff unterhalb der Gegenelektrode 2 vorgesehen.
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7 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Kondensatormikrofons gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel. Das Kondensatormikrofon gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel kann auf einem Kondensatormikrofon gemäß einem der vorherigen Ausführungsbeispiele beruhen. Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel liegt der Randbereich 2a der Gegenelektrode 2 direkt an dem Rahmen 1 an und die Gegenelektrode 2 wird an ihrer unteren Seite und an ihrem Umfang durch Klebstoff 4 in Position gehalten.
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Gemäß der Erfindung wird die Gegenelektrode 2 über Klebstoff 4 an dem Rahmen 1 verklebt bzw. gehalten. Der Klebstoff kann hierbei zwischen der Gegenelektrode 2 und dem Rahmen 1, unterhalb der Gegenelektrode 2 und/oder oberhalb der Gegenelektrode 2 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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