DK141150B - Fremgangsmåde til fremstilling af en elektretmikrofon. - Google Patents

Description

(tD FREMLÆE6 ELSESSKRIFT 141150 DANMARK (Bi) int ci.3 h 04 r 19/04 «(21) Ansøgning nr. 6030/72 (22) Indleveret dan 1» d©C. 1972 (23) Ltbedag 1. dec. 1972 (44) Anatgningsn tremleg* og , , fremluggetiMilvlHaloffentliggjortden 21. jan. 19o0

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET OT Priori« beger«f» dan

2. dec. 1971, 15^56/71, SE

(71) TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON, 126 25 Stockholm, SE.

(72) Opfinder: Jan-Olof Hedman, Trollbaeckvaegen 32 E, 135 00 Tyresoe, SE.

t “ / (74) Fukfmaagtig under aegene behandling;

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(B4) Fremgangsmåde til fremstilling af en elefctretmikrofon.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af en elek-tretmikrofon, hvori der indgår en fast elektrode og en bevægelig elektrode, hvor den bevægelige elektrode omfatter en første formstof-film, der er metalliseret, og en anden formstoffllm, der er elektrostatisk polariseret.

I amerikansk patentskrift nr. 1.436.492 beskrives en elektret-mikrofon, der har en fast elektrode i form af et feltstyret halvleder-element, oven på hvis styreoverflade en som membran fungerende elek-tretfilm er anbragt. Elektretfilmens bort fra halvledereleaéntet vendende side er belagt med et tyndt metallag, der udgør mikrofonens be- 141150 2 vægelige elektrode. Mellem elektretfilmen og halvlederelementet er der en mikroskopisk afstand som følge af ujævnheder i deres imod hinanden vendende overflader. Elektretmikrofonen får i denne principielle udformning en høj kapacitans mellem den faste og den bevægelige elektrode, hvorved man opnår fordelen af en høj følsomhed.

Det amerikanske patentskrift nr. 3.118.022 viser en elektretmi-krofon med en membran, der er sammensat af et antal individuelle lag forpolariseret, tyndt, dielektrisk materiale og et antal ledende lag samlet til en sandwichlignende opbygning. Fremgangsmåden til fremstilling af membranen beskrives på følgende måde: membranens forskellige lag gives en permanent elektrostatisk ladning, dvs. de polariseres fortrinsvis forud for deres samling til en samlet membranopbygning, ved at de udsættes for et kraftigt elektrisk felt mellem to elektroder.

Det fremgår således, at samtlige formstoffilm polariseres.

Det er klart for fagmanden, at der ved fremstilling af membranen i de kendte elektretmikrofoner forud for polariseringen af formstof-filmene må være gået et fremstillingstrin, i hvilket formstoffilmene er metalliseret således, at de ledende lag er dannet, eftersom metalliseringsprocessen ved en omvendt rækkefølge af de to processer vil neutralisere de ved polariseringen dannede ladninger.

Det er endvidere klart, at forekomsten af ledende metallag bevirker stor risiko for dielektriske gennemslag, når formstoffilmene polariseres.

Ifølge opfindelsen fjernes denne risiko for dielektriske gennemslag ved, at de to film fremstilles hver for sig, idet kun den anden, ikke metalliserede film polariseres, hvorefter den metalliserede form-stoffilm, den polariserede formstoffilm og den faste elektrode monteres sammen. Herved opnås den fordel, at det bliver muligt at vælge materialet til de to formstoffilm hver for sig på en sådan måde, at den metalliserede film får en lav temperaturudvidelseskoefficient til minimali-sering af mikrofonfølsomhedens temperaturafhængighed, og at den elektrostatisk polariserede film, dvs. elektretfilmen, får en høj specifik modstand til maksimering af mikrofonens levetid. Disse materialeegenskaber, der er vanskelige, for ikke at sige umulige at forene i ét materiale, opfyldes bedst af henholdsvis polyester og teflon.

Endnu en fordel ved at fremstille en elektretmikrofon ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er, at antallet af de af overfladeujævnheder mellem den faste og den bevægelige elektrode dannede, gennemgående mekaniske kontaktpunkter bliver færre, og at afstanden, der fås imellem elektroderne, bliver jævnere fordelt i disses overfladeplan end 141150 3 ved de tidligere kendte elektretmikrofoner, hvorved mikrofonens mekaniske forvrængning nedbringes.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, der viser et snit igennem en elektretmikrofon, fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Den viste elektretmikrofon omfatter en fast elektrode bestående af en metallisk grundplade 1, en bevægelig elektrode, der består af en første membran 2, og en mellem disse to elektroder liggende elek-tretfilm, der fungerer som en anden membran 3. Membranerne 2 og 3 er anbragt således, at de virker i kaskade ved en af akustiske bølger forårsaget svingningsbevægelse af dem, og de består af henholdsvis en metalliseret polyesterfilm og en elektrostatisk polariseret teflonfilm. Polyesterfilmens lave temperaturudvidelseskoefficient, ca. 27 x 106/°C, gør det muligt at opnå, at mikrofonens følspmhed bliver forholdsvis uafhængig af temperaturen, medens teflonfilmens meget høje specifikke modstand, 2 x lO^am, medfører, at dens ved elektrostatisk polarisation bibragte ladninger aftager meget langsomt med tiden, så at mikrofonens levetid bliver lang.

Elektretmikrofonen har et konventionelt hus 4, der er forsynet med akustiske åbninger 5. Den faste elektrode 1 er på kendt måde udformet således, at den har luftkanaler 6. Akustiske bølger kommer ind gennem åbningerne 5 og påvirker de særskilte, i kaskade virkende membraner 2 og 3, hvorved der kan udtages en signalspænding mellem en elektrisk tilslutning 7 til den faste elektrode 1 og en anden elektrisk tilslutning 8 til den bevægelige elektrode 2. Tilslutningen 7 er udformet således, at den fjedrer imod den faste elektrode 1.

Med henblik på mikrofonfølsomhedens temperaturuafhængighed er det særligt hensigtsmæssigt at de respektive materialer til den faste elektrode 1 og den bevægelige elektrode 2 vælges med i hovedsagen lige store temperaturudvidelseskoefficienter.

Visse afvigelser fra den beskrevne og for opfindelsen foretrukne udførelsesform kan forekomme inden for opfindelsens rammer. F.eks. kan der foruden den nævnte elektretfilm indlægges en eller flere yderligere formstoffilm mellem den faste elektrode 1 og den bevægelige elektrode 2 for at danne membranen til elektretmikrofonen og nedbringe dennes mekaniske forvrængning til en fastlagt værdi..