DE2532980B2 - Verfahren zur herstellung eines elektretmikrophons mit genau bestimmtem luftspalt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Elektretmikrophons mit genau bestimmtem Luftspalt, bei welchem in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Kunststoffilm polarisiert und ein zweiter Kunststofrilm metallisiert wird und in einem zweiten Verfahrensschritt diese Kunststoffilme als bewegliche Elektrode auf einer festen Elektrode angebracht werden.

In der SW-PS 3 62 571 ist ein Elektretmikrophon der oben definierten Art beschrieben. Zwischen den Kunststoffilmen und der festen Elektrode sind infolge mikroskopischer Unregelmäßigkeiten in deren Oberflächen Luftspalte ausgebildet. Diese mikroskopischen Luftspalte geben dem Elektretmikrophon eine hohe Kapazität und daher eine hohe Empfindlichkeit. Ein Nachteil besteht jedoch darin, daß Änderungen in der Empfindlichkeit infolge der Tatsache auftreten können, daß die Luftspalte nicht genügend bestimmt sind.

Die CA-PS 8 32 651 beschreibt ein Elektretmikrophon, bei welchem ein Elektretfilm, welcher als feste Elektrode angeordnet und mit einer Anzahl akustischer öffnungen versehen ist, mit bestimmten Bereichen vergrößerter Dicke hergestellt wird, wobei die Bereiche zusammen einen Gitteraufbau bilden und als Abstandsrippen gegen eine eine bewegliche Elektrode darstellende Membran dienen. Dieses Elektretmikrophon kann einen genau bestimmten Luftspalt auf Kosten größeren finanziellen Aufwands zum Herstellen des Elektretfilms erhalten. Die Spannung in der Membran ist jedoch kritisch, wie dies auch bei dem Elektretmikrophon entsprechend der erwähnten SW-PS 3 62 571 der Fall ist. Es besteht die Gefahr, daß die Membran als Folge von Temperaturänderungen und infolge Alterns ausgedehnt wird, so daß sich der Luftspalt ändert.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Elektretmikrophons, welches einen genau bestimmten Luftspalt erhalten kann, ohne daß die Spannung der Membran kritisch ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit den in den Ansprüchen angegebenen Merkmalen erreicht.

Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Elektretmikrophon mit genau bestimmtem Luftspalt gemäß der Erfindung, .

Fig.2 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Elektrets für das Elektretmikrophon in

Fig. 1.

Fig.3 und 4 eine Draufsicht und eine Schnittansicht einer Einzelheit der Vorrichtung in F i g. 2, und

F i g. 5 eine alternative Vorrichtung zur Herstellung des Elektrets.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Elektretmikrophon, welches aus einer festen Elektrode in Form einer metallischen Grundplatte 1 und aus einer beweglichen Elektrode bestehend aus einer ersten Membrane 2 und einer zweiten Membrane 3, welche auf der Grundplatte 1 angebracht sind, besteht. Die Membranen 2 und 3 sind so angeordnet, daß sie bei einer durch Schallwellen hervorgerufenen Schwingbewegung in Kaskade arbeiten, und sie bestehen aus einem Polyesterfilm und einem Teflonfilm.

Der Polyesterfilm ist mit einer Metallschicht 4 versehen und der Teflonfilm stellt ein Elektret dar, in welchem die elektrischen Ladungen in bekannter Weise gespeichert werden. Der Teflonfilm erhält zusätzlich eine Reliefstruktur, wie es im folgenden näher beschrieben ist. Der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient des Polyesterfilms, etwa 27 · 10 ^b/ C, ermöglicht es zu erreichen, daß die Empfindlichkeit des Elektretmikrophons relativ unabhängig von der Temperatur wird, während der hohe spezifische Widerstand des Teflonfilms 2 ■ 10^lb Ohm-Meter dazu führt, daß die Ladung mit der Zeit nur sehr langsam abgeleitet wird.

Das Elekiretmikrophon hat eine isolierende Kappe 5, welche mit akustischen Öffnungen 6 versehen ist. Die metallische Grundplatte 1 ist in bekannter Weise mit Luftkanälen 7 ausgebildet. Damit wird beabsichtigt, daß die Schallwellen durch die öffnungen 6 eintreten und die in Kaskade arbeitenden Membranen 2 und 3 betätigen, worauf eine Signalspannung zwischen einer mit der metallischen Grundplatte 1 verbundenen elektrischen Leitung 8 und einer weiteren, mit der Metallschicht 4 der Membrane 2 verbundenen elektrischen Leitung 9 erzeugt wird. Die elektrische Leitung 8 weist einen Teil auf, welcher als gegen die Grundplatte 1 anliegende Feder ausgebildet ist.

F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht eines Polarisationsofens zum Herstellen von Elektreten für das Elektretmikrophon in Fi g. 1.

Entsprechend dem Beispiel werden fünf Teflonfilme 10 der Größe 70 χ 70 χ 0,012 mm und sechs Glasgewebeplatten 11, welche im folgenden näher beschrieben sind, vertikal zwischen einer unteren Metallelektrode 12 und einer oberen Metallelektrode 13 aufgeschichtet. Den Metallelektroden 12 und 13 wird eine Gleichspannung mit etwa 10 kV zugeführt. Die obere Metallelektrode 13 ist von einer isolierenden Abdeckung 14 umgeben, gegen welche eine Schraube 15 in einem Klemmbacken 16 anliegt, um den Stapel zusammenzupressen, und die untere Metallelektrode 12 befindet sich in einem Fuß 17 des Klemmbackens 16. Der Klemmbacken 16, welcher vollständig aus isolierendem Material besteht, stellt auch eine Befestigungseinrichtung für eine Heizwicklung 18 dar, welche mit einer Wechselspannung von 220 V gespeist wird.

Ein Gehäuse 19 umschließt den Stapel aus Teflonfilmen 10 und Glasgewebeplatten U, während dieser mit Hilfe der Heizwicklung 18 erwärmt wird. Kurz ehe der Schmelzpunkt der Teflonfilme 10 erreicht ist, wird die Temperatur durch Regeln der der Heizwicklung 18

zugeführten Wechselspannung mit Hilfe eines nicht gezeigten Temperaturreglers stabilisiert, worauf die Gleichspannung an die Metallelektroden 12 und 13 angelegt wird. Ein Strom fließt dann durch den Stapei und nimmt nach etwa 20 bis 30 Minuten auf einen konstanten Wert ab. Wenn dies praktisch erreicht ist, wird die der Heizwicklung 18 zugeführte Wechselspannung vollständig abgeschaltet und der Polarisationsofen wird mit Hilfe von durch einen Einlaß 20 und einen Auslaß 21 strömender Druckluft gekühlt. Schließlich wird auch die Gleichspannung an den Metallelektroden 12 und 13 abgeschaltet. Hierauf wird das Gehäuse 19 angehoben, und die Teflonfilme 10, welche jetzt die fertigen Elektrele darstellen, werden herausgenommen.

Die Fig.3 und 4 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht der Giasgewebeplauen 11 in F i g. 2. Jede dieser Glasgewebeplatten 11 besteht aus zwei Glasgeweben, welche Fasern 22 bestehend aus mehreren Fäden 23 haben und auf die beiden Seiten einer Isolierplatte 24 geklebt sind, welche ihrerseits gemäß dem Beispiel aus Kapton besteht. Wenn der Stapel aus Teflonfilmen 10 und Glasgewebeplatten 11 in F i g. 2 mit Hilfe des Klemmbackens 16 zusammengepreßt und mit Hilfe der Heizwicklung 18 erwärmt wird, werden die Webemuster der Glasgewebe heiß auf beiden Seiten des Teflonfilms 10 eingeprägt. Die Teflonfilme erhalten damit eine mikroskopische Reliefstruktur und ergeben nach dem Schneiden und Befestigen als Membran 3 in dem Elektretmikrophon in Fig. 1 so einen genau bestimmten Luftspalt, ohne daß die Spannung der einen oder anderen Membran 2 oder 3 während des Zusammenstellen oder beim Altern kritisch ist.

F i g. 5 zeigt eine alternative Vorrichtung zum Herstellen eines Elektrets für das Elektretmikrophon in F i g. 1. Ein auf einer Rolle 25 aufgewickelter Teflonfilm 25 wird zwischen zwei Zylindern 27 und 28 durchgezogen, welche auf eine Temperatur etwas unterhalb des Schmelzpunkts des Teflonfilmes 25 erwärmt werden und deren Oberfläche eine Reliefstruktur erhalten, die entsprechend dem Beispiel von einem Glasgewebe der in F i g. 3 gezeigten Art gegossen ist. Diese Reliefstruktur wird auf beiden Seiten des Teflonfilms 25 heiß eingeprägt, worauf der Teflonfilm durch eine Polarisationseinrichtung 29 geführt wird und schließlich als fertiggestelltes Elektret auf einer zweiten Rolle 30 aufgewickelt wird. Die Polarisationseinrichtung 29 kann einfach aus einem Metallkamm bestehen, dem ein hohes elektrisches Potential zugeführt wird, um eine Korona zu erzeugen, welche Ladungen in den Teflonfilm 25 injiziert.

Kurz umrissen umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Elektretmikrophons mit einem genau bestimmten Luftspalt. Das Verfahren enthält einen ersten Verfahrensschritt, bei welchem ein erster Kunsistoffilm polarisiert und ein zweiter Kunststoffilm metallisiert wird, und einen zweiten Verfahrensschriti, bei welchem diese Kunststoffilme als bewegliche Elektrode auf einer festen Elektrode angebracht werden. Vor Beendigung des Polarisationsvorgangs wird der erste Kunststoffilm auf beiden Seiten mit einem Webemuster von einem Glasgewebe heiß hohlgeprägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Elektretmikrophons mit genau bestimmten Luftspalt, bei welchem in einem ersten Verfahrensschritt ein erster Kunststoffilm polarisiert und ein zweiter Kunststoffilm metallisiert wird und in einem zweiten Verfahrensschritt diese Kunststoffilme als bewegliche Elektrode auf einer festen Elektrode angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Beendigung des Polarisationsvorgangs dem ersten Kunststoffilm auf beiden Seiten ein Webemuster von einem Glasgewebe heiß eingeprägt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasgewebe auf zwei Isclierplatten angebracht ist, welche den beiden Seiten des ersten Kunststoffilms gegenüberliegen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatten aus Kapton bestehen.