DE2257358C3 - Verfahren zur Herstellung eines Elektret-Mikrophons - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines- Elektret-Mikrophons mit einer ortsfesten Elektrode und mit einer bewegbaren Elekrode aus einer Kunststoffolie, bei dem die bewegbare Elektrode in einem ersten Herstellungsschritt einseitig metallisiert und in einem zweiten Herstellungsschritt polarisiert wird, und schließlich mit der ortsfesten Elektrode im Elektret-Mikrophon zusammengesetzt wird.

In der US-Patentschrift 34 36 492 ist ein Elektret-Mikrophon der genannten Art beschrieben, das eine, ortsfeste Elektrode in Form eines feldgesteuerten Halbleiterelementes aufweist, über deren Steuerfläche eine Elektret-Folie angeordnet ist, die als Membran wirkt. Die dem Halbleiterelement abgewandte Seite der Elektret-Folie ist mit einer dUnnen Metallschicht belegt, die die bewegbare Elektrode des Mikrophons bildet. Zwischen der Elektret-Folie und dem Halbleiterelement befindet sich ein mikroskopisch kleiner Spalt, der eine Folge von Unregelmäßigkeiten an den einander zugewandten Seiten der Bauteile ist. Bei dieser Grundausführung des Elektret-Mikrophons besteht eine große Kapazität zwischen der ortsfesten und der bewegbaren Elektrode, so daß dieses Mikrophon den Vorzug einer hohen Empfindlichkeit aufweist.

Zur Herstellung dieses bekannten Mikrophons sind zwei Verfahrensschritte erforderlich, und zwar muß die Elektret-Folie erstens metallisiert und zweitens elektrostatisch polarisiert werden. Die Reihenfolge dieser beiden Fertigungsschritte kann nicht umgekehrt werden, da die Metallisierung die Polarisationsladungen neutralisieren würde. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die aufgetragene Metallschicht zu der großen Gefahr einer Beschädigung des Dielektrikums bei der Polarisation führt.

Ferner ist ein elektrostatischer Wandler bekanntgeworden (DE-AS 1437486), dessen Membran aus verschiedenen Schichten besteht, die eine permanente elektrostatische Ladung erhalten, also polarisiert werden. Die inneren Schichten werden vorher an ihren gegenüberliegenden Oberflächen mit einem leitenden Material überzogen.

Ferner beschreibt die DE-PS 11 90 040 einen elektrostatischen Wandler, der eine Membran besitzt, die aus mehrereri Schichten eines dünuen di-

elektrischen Materials (hier: Polyäthylenterephtalat) besteht, wobei die äußere Schicht auf der einen Seite mit einem dünnen Aluminiumüberzug metallisiert ist. Derartige metallisierte Folien sind seit langem handelsüblich.

Schließlich ist aus der DE-PS 864 696 ein elektrostatisches Mikrophon bekanntgeworden, bei dem auf eine Gegenelektrode aus Metall (hien Aluminiumblech) eine dünne Folie eines festen Dielektrikums (Polyvinylchlorid) lose aufgelegt wird, wobei Gegen-

ao elektrode und Folie nur am Rand miteinander verklebt werden. Auf die Folie wird lose eine zweite schwingungsfähige Elektrode (hier: Aluminiumfolie) gelegt, die nur am Rande festgehalten oder festgeklebt wird. Aufgrund des Aufbaus dieses bekannten Mikrophons muß bei der Herstellung desselben die beschriebene Reihenfolge der Arbeitsschritte eingehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektret-Mikrophons anzugeben, bei dem die Gefahr einer Beschädigung des Dielektrikums bei der Polarisation durch die aufgetragene Metallschicht vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei den genannten beiden Herstellungsschritten an Stelle der einzelnen Kunststoffolie zwei gesonderte Kunststoffolien verwendet werden und daß die eine Kunststoffolie metallisiert wird, während die andere Kunststoffolie polarisiert wird, und dann beide Kunststoffolien vereinigt eingesetzt werd'3.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird für die eine Kunststoffolie ein Material gewählt, das im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die ortsfeste Elektrode aufweist, während die für die andere Kunststoffolie ein Material gewählt wird, das einen hohen elektrischen Widerstandswert aufweist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die metallisierte Kunststoffolie, die der Erfindung gemäß nicht polarisiert wird, eine Polyesterfolie sein kann, deren

so niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient bedingt, daß die Temperaturabhängigkeit der Mikrophonempfindlichkeit reduziert wird.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Mikrophon, das eine ortsfeste Elektrode in Form einer metallischen Basisplatte 1 und eine bewegbare Elektrode aufweist, die aus einer ersten Membran 2 und aus einer zweiten Membran 3 besteht, die von einer zwischen den beiden Elektroden angeordneten Elektret-Folie gebildet wird. Die Membranen 2 und 3 sind so angeordnet, daß sie kaskadenartig bei einer Schwingbewegung der Membran wirken, die von akustischen Wellen verursacht wird, welche beiden Membranen aus einer metallisierten Polyesterfolie bzw. aus einer elektrostatisch polarisierten Teflonfolie bestehen. Wegen des niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Polyesterfolie von ungefähr 27· 10-"/° C ist die flmp-

findüchkeit des Mikrophons von der Temperatur verhältnismäßig unabhängig, während der sehr hohe Widerstandswert des Teflons von 2 ·10>β Ohm/Meter zur Folge hat, daß die Polarisationsladungen mit der Zeit nur sehr langsam schwinden, so daß das Mikrophon eine lange Lebensdauer aufweist.

Das erfindungsgemäße Eiektret-Mikrophon weist die herkömmliche Kapsel 4 mit den Schallöchern S auf. Die ortsfeste Elektret-EIektrode 1 ist in an sich bekannter WeUe mit Luftkanälen 6 versehen. Die Schallwellen dringen durch die öffnungen 5 in das Mikrophon ein und betätigen die kaskadenartig wirkenden gesonderten Membranen 2 und 3, wobei zwischen einem mit der ortsfesten Elektrode 1 verbundenen elektrischen Leiter 7 und einem mit der bewegbaren Elektrode 2 verbundenen elektrischen Leiter 8 eine Signalspannung erzeugt wird. Ein Teil des Leiters 7 ist als Feder ausgestaltet, die an der ortsfesten Elektrode 1 anliegt.

Für die beiden Elektroden 1 und 2 werden vorzugsweise Werkstoffe gewählt, die im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, damit das Mikrophon weitgehend temperaturunempfindlich ist.

Im Rahmen der Erfindung sind bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform natürlich gern wisse Abänderungen möglich. Beispielsweise können zusätzlich zu der Elektret-Folie zwischen der ortsfesten Elektrode 1 und der bewegbaren Elektrode 2 zusätzlich eine oder mehrere Kunststoffolien angeordnet werden, die Membranen des Elektret-Mikrophons bilden und die mechanische Verformung auf einen feststehenden Wert herabsetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Verfahren zur Herstellung eines Elektret-Mikrophons mit einer ortsfesten Elektrode und mit einer bewegbaren Elektrode aus einer Kunststoffolie, bei dem die bewegbare Elektrode in einem ersten Herstellungsschritt einseitig metallisiert und einem zweiten Herstellungsschritt polarisiert wird, und schließlich mit der ortsfesten Elektrode im Elektret-Mikrophon zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei den beiden Herstellungsschritten an Stelle der einzelnen Kunststoffolie zwei gesonderte Kunststoffolien verwendet werden und daß die eine Kunstoffolie metallisiert wird, während die andere Kunststoffolie polarisiert wird, und dann beide Kunststoffolien vereinigt eingesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die eine Kunststoffolie ein Material gewählt wird, das im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die ortsfeste Elektrode aufweist, während für die andere Kunststoffolie ein Material gewählt wird, das einen hohen elektrischen Widerstandswert aufweist.