DK147670B - Fremgangsmaade til fremstilling af en elektretmikrofon med en noejagtigt bestemt luftspalte - Google Patents

Description

147670 \

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en elektretmikrofon med en nøjagtigt bestemt luftspalte, indbefattende et første fremgangsmådetrin, ved hvilket en første plastfilm polariseres, og en anden plastfilm metalli-seres, og et andet fremgangsmådetrin, ved hvilket disse plastfilm monteres som bevægelig elektrode på en fast elektrode.

I beskrivelsen til svensk patent nr. 362.571 er der omtalt en elektretmikrofon af den ovenfor angivne art. Mellem dens bevægelige og faste elektrode dannes en luftspalte som følge af mikroskopiske ujævnheder i plastfilmenes og den faste elektrodes overflader. Disse mikroskopiske luftspalter giver elektretmikrofonen en stor kapacitet og dermed en stor følsomhed. En ulempe består imid- 147670 2 lertid i, at variationer af følsomheden kan opstræde, fordi luftspalterne ikke er tilstrækkelig nøjagtigt bestemt. X beskrivelsen til canadisk patent nr. 832.651 er der omtalt en elektret-mikrofon, hvori en som fast elektrode indrettet og med et antal akustiske vinduer forsynet elektretfilm er fremstillet med visse områder med forøget tykkelse, hvilke områder tilsammen danner en gitterstruktur og tjener som afstandsribber mod en membran, der udgør en bevægelig elektrode. Denne elektretmikrofon kan fremstilles med en mere nøjagtigt bestemt luftspalte på bekostning af øgede omkostninger ved fremstillingen af elektretfilmen. Indspændingen af elektretfilmen er imidlertid i dette tilfælde kritisk, hvormed i denne sammenhæng menes, at elektretfilmens (plastfilmens) indspænding får afgørende indvirkning på luftspaltens størrelse, hvilket medfører, at indspændingsvariationer giver anledning til tilsvarende luftspaltevariationer, hvilket er u-ønskeligt. Følgelig er den fra canadisk patentskrift nr.

832.651 kendte membranindspænding kritisk, fordi dersom indspændingskraften varierer, eventuelt som følge af temperaturvaria-tioner, varierer også luftspaltens bredde mellem den bevægelige og faste elektrode. Dette gælder også ved elektretmikrofonen ifølge det ovenfor nævnte svenske patent. Der optræder risiko for, at membranen strækker sig ved temperaturforandringer og ved ældning, så at luftspalten ændres.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af en elektretmikrofon, der kan udformes med en nøjagtigt bestemt luftspalte, uden at membranens indspænding bliver kritisk.

Det angivne formål opnås ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, som er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnede del angivne foranstaltninger.

Ved indspænding af den prægede og polariserede plastfilm og den metalliserede plastfilm oven på en fast elektrode opnås en elektretmikrofon med en membran, der er opdelt i et stort antal individuelt virkende dele, som hver enkelt har en luftspalte, der i hovedsagen er bestemt af prægningsmønstret og i kun i ringe grad af variationer i indspændingen, til forskel fra det, der er tilfældet ved begge de kendte elktretmikrofoner. Indspændingen bliver således ukritisk, hvilket muliggør, at elek-tretmikrofonens fremstillingsomkostninger formindskes og dens ældningsstabilitet forøges.

147670 3

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen beskrives i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en elektretmikrofon, der har en nøjagtigt bestemt luftspalte i overensstemmelse med opfindelsen, set fra siden, fig. 2 et arrangement til fremstilling af en elektret til den i fig. 1 viste elektretmikrofon, set fra siden, fig. 3 og 4 en detalje ved det i fig. 2 viste arrangement, henholdsvis set fra oven og set fra siden, og fig. 5 et alternativt arrangement til fremstilling af elektreten.

Fig. 1 viser, set fra siden, en elektretmikrofon, der indbefatter en fast elektrode i form af en metallisk grundplade 1 og en bevægelig elektrode bestående af en første og en anden membran henholdsvis 2 og 3, som er monteret oven på grundpladen 1. Membranerne 2 og 3 er indrettet til at svinge i kaskade ved påvirkning med akustiske bølger, og de består af henholdsvis en polyesterfilm og en teflonfilm. Polyesterfilmen er forsynet med et metallisk lag 4, og teflonfilmen udgør en elektret, hvori der på kendt måde er oplagret elektriske ladninger. Den sidstnævnte film har desuden en reliefstruktur, som det beskrives nærmere i det følgende. .Polyesterfilmens lave temperaturudvidelseskoefficient, ca. 27xlO-*V°C, gør det muligt at opnå, at elektretmikrofonens følsomhed bliver forholdsvis uafhængig af temperaturen, mens teflonfilmens store specifikke modstand, 2xl016 ohm-meter, sikrer et meget langsomt afladningsforløb for de nævnte ladninger.

Elektretmikrofonen har et isolerende hus 5, der er forsynet med akustiske vinduer 6. Den metalliske grundplade 1 er på kendt måde udformet således, at den har luftkanaler 7. Akustiske bølger, der kommer ind gennem vinduerne 6, påvirker de i kaskade svingende membraner 2 og 3, hvorved der kan aftages en signalspænding mellem en elektrisk tilslutning 8 til den metalliske grundplade 1 og en anden elektrisk tilslutning 9 ti'l det metalliske overfladelag 4 på membranen 2. Tilslutningen 8 er således udformet, at den fjedrer mod grundpladen 1.

Fig. 2 viser, set fra siden, en polarisationsovn til fremstilling af elektreter til den i fig. 1 viste elektretmikrofon. Ved det foreliggende eksempel er fem teflonfilm 10 med målene 70x70x0,012 mm og seks glasvævskiver 11, der beskrives nærmere i 147670 4 det følgende, stablet lodret mellem en nedre og en øvre metalelektrode henholdsvis 12 og 13, som er indrettet til at fødes med en jævnspænding på ca. 10 kV. Den øvre elektrode 13 er omgivet af et isolerende dæksel 14, mod hvilket en skrue 15 i en klembakke 16 ligger, an for at sammenpresse stablen, og den nedre elektrode 12 er indbygget i en fod 17 for klembakken 16. Denne sidstnævnte, der helt igennem består af isolerende materiale, udgør desuden et fast-gøringsorgan for en varmespiral 18, der er indrettet til at fødes med en vekselspænding på 220 V.

Et hus 19 omslutter stablen af teflonfilm 10 og glasvæv-skiver 11 under opvarmning ved hjælp af varmespiralen 18. Noget inden smeltepunktet for teflonfilmene 10 nås, stabiliseres temperaturen ved styring af vekselspændingen til varmespiralen 18 ved hjælp af en ikke vist termostatkobling, hvorpå jævnspændingen føres til elektroderne 12 og 13. Gennem stablen forløber da en strøm, som i løbet af nogle gange 10 minutter synker mod en konstant værdi. Når denne i hovedsagen er nået, afbrydes vekselspændingen til varmespiralen 18 helt, og polarisationsovnen afkøles ved hjælp af trykluft, som passerer gennem en tilgang 20 og en afgang 21.

Til slut udkobles også jævnspændingen til elektroderne 12 og 13, huset 19 løftes, og teflonfilmene 10, der nu udgør færdige elektreter, udtages.

Fig. 3 og 4 viser, henholdsvis set fra oven og set fra siden, glasvævskiverne 11 i fig. 2. Disse indbefatter hver to glasvæv, der har fibre 22 bestående af flere tråde 23, og som ved limning er fastgjort på de respektive sider af en isolerende skive 24, der ved det foreliggende eksempel består af Kapton.

Når stablen af teflonfilm 10 og glasvævskiver 11 i fig, 2 er sammenpresset ved hjælp af klembakken 16 og opvarmet ved hjælp af varmesløjfen 18, varmpræges glasvævenes mønster på begge sider af teflonfilmene 10. Disse får herved en mikroskopisk reliefstruktur og tilvejebringer efter tilskæring og montering i form af membranen 3 i den i fig. 1 viste elektret-mikrofon en nøjagtigt bestemt luftspalte i denne mikrofon, uden at indspændingen af den ene eller den anden af membranerne 2 og 3 bliver kritisk, hverken ved monteringen eller efter ældning.

Fig. 5 viser et alternativt arrangement til fremstilling af elektreter til den i fig. 1 viste elektretmikrofon.

147670 5

En teflonfilm 25, der er opviklet på en rulle 26, er indrettet til at aftrækkes mellem to valser 27 og 28, som er opvarmet til en temperatur noget under teflonfilmen 25's smeltepunkt, og hvis kappeflader har en reliefstruktur, der ved det foreliggende eksempel er afstøbt fra et glasvæv af den i fig. 3 viste art.

Denne reliefstruktur varmpræges på begge sider af teflonfilmen 25, som derefter bringes til at passere et polariseringsorgan 29 og til slut i form af en færdig elektret opvikles på en anden rulle 30. Polariseringsorganet 29 kan simpelt hen udgøres af en metalkam, som er påtrykt en høj elektrisk spænding for at give anledning til en koronaudladning, som indfører ladninger i teflonfilmen 25.