FI57680C

FI57680C - FREQUENCY REQUIREMENT FOR ELECTRIC MICROPHONE WITH ETC GRAPHIC BUTTON

Info

Publication number: FI57680C
Application number: FI752120A
Authority: FI
Inventors: Nils Aoke Martin Andersson; Rolf Bertil Goeran Joensson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1974-08-15
Filing date: 1975-07-24
Publication date: 1980-09-10
Also published as: FR2282195A1; GB1510833A; DE2532980A1; DK147670C; DK147670B; NO136387B; FI752120A; ES440246A1; FR2282195B1; SE382297B; NO136387C; SE7410408L; CH589994A5; NO752839L; NL7509703A; DK368875A; DE2532980B2; IT1042081B; FI57680B; DE2532980C3

Description

R3STI Γβΐ .... KUULUTUSJULKAISU rn /ολR3STI Γβΐ .... KUULUTUSJULKAISU rn / ολ

m <11>UTLÄGGNINOSSKI»IFT b'0°Um <11> OUTLINE NINOSKI »IFT b'0 ° U

Patent mecluelat ^ ^ (51) Kv.lk?-/lnc.Cl.3 H 04 B 31/00 SUOMI —FINLAND (21) Pw*nttll«k*mu« — P*tuntai»efcnln| 752120 (22) HaktmUpUvi — Ai»eicnln|adif 24 . 07.75 (23) AlkuplWt—GiltlghMadai 24.07.75 (41) Tullut julklMkal — Bllvlt ofTmtllf 16.02 76Patent mecluelat ^^ (51) Kv.lk?-/lnc.Cl.3 H 04 B 31/00 SUOMI — FINLAND (21) Pw * nttll «k * mu« - P * tuntai »efcnln | 752120 (22) HaktmUpUvi - Ai »eicnln | adif 24. 07.75 (23) AlkuplWt — GiltlghMadai 24.07.75 (41) Tullut julklMkal - Bllvlt ofTmtllf 16.02 76

NtaMtH. r*U«terih*IIItu»NtaMtH. r * U «* terih IIItu»

Patent- och regieterstyrelsen ' 7 amMcm uthgd och utUkrtftan public·»* 30.05.80 (32)(33)(31) Pyydetty utuolkuu*—Bejtrd priorltet 15.08.74The Patent and Registration Board '7 amMcm expense and the issue public · »* 30.05.80 (32) (33) (31) Pyydetty utuolkuu * - Improved priority 15.08.74

Ruotsi-Sverige(SE) 74ΐθ4θ8-4 (71) 0/Y L M Ericsson A/B, 02420 Jorvas, Suomi-Finland(FI) (72) Nils Alee Martin Andersson, Nynäshamn, Rolf Bertil Göran Jönsson,Ruotsi Sweden (SE) 74ΐθ4θ8-4 (71) 0 / Y L M Ericsson A / B, 02420 Jorvas, Suomi-Finland (FI) (72) Nils Alee Martin Andersson, Nynäshamn, Rolf Bertil Göran Jönsson,

Tyresö, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Oy Kolster Ab (54) Förfarande för framställning av en elektret-mikrofon med ett noggrant bestämt luftgap - Menetelmä elektreetti-mikrofonin valmistamiseksi, jossa on tarkoin määrätty ilmaväliTyresö, Ruotsi-Sweden (SE) (74) Oy Kolster Ab (54) Procedure for producing an electret microphone with a carefully determined air gap - Menetelmä elektreetti microphone valmistamisexi, jossa on tarkoin määrätty ilmaväli

Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av en elektret-mikrofon med ett noggrant bestämt luftgap, innefattande ett första förfaran-desteg i vilket en första plastfilm polariseras och en andra plastfilm metallia eras och ett andra förfarandesteg i vilket dessa plastfilmer monteras som rörlig elektrod ovanpÄ en fast elektrod.The invention relates to a method for producing an electret microphone with a precisely determined air gap, comprising a first process step in which a first plastic film is polarized and a second plastic film metallized, and a second process step in which these plastic films are mounted as a moving electrode on top of a fixed electrode. electrode.

I den svenska patentskriften 362 572 beskrives en elektretmikrofon av ovan definierade typ. Mellan dees rörliga och fasta elekttod bildas luftgap tili följd av mikroekopiska ojämnheter i plastfilmernas och den faeta elektrodens ytor. Dessa mikroekopiska luftgap ger elektretmikrofonen en hög kapacitans och därigenom en hög känslighet. En nackdel är dock att variatio-ner i känsligheten kan förekomma p& grund av att luftgapen ej är tillräckligt noggrant bestämda. Det kanadensiska patentet 852 651 beskriver en elektret-mikrofon i vilken en som fast elektrod anordnad och med ett antal akustiska föneter försedd elektretfilm är fsamställd med vissa omräden av utökad tjock-lek vilka omräden tillsammans bildar en gallerstruktur och tjänsgör som ^ 57680 distansribbor mot ett membran som utgör rörlig elektrod. Denna elektretmikrofon kan ges ett mera noggrant bestämt luftgap till priset av en ökad kostnad för framställning av elektretfilmen. Inspänningen av membranet är dock här liksoin vid elektretmikrofonen enligt ovannämnda svenska patent kritisk. Risk föreligger att membranet töjs vid temperaturförändringar och efter lang tid sä att luftgapet ändras.Swedish patent specification 362 572 describes an electret microphone of the type defined above. Between these movable and fixed electrodes, air gaps are formed as a result of microcopic irregularities in the surfaces of the plastic films and the fatty electrode. These microcopic air gaps give the electret microphone a high capacitance and thereby a high sensitivity. One disadvantage, however, is that variations in sensitivity can occur due to the fact that the air gaps are not sufficiently precisely determined. Canadian Pat. which constitute a moving electrode. This electret microphone can be given a more precisely determined air gap at the cost of an increased cost of producing the electret film. However, the tension of the diaphragm is here also similar to the electret microphone according to the above mentioned Swedish patent. There is a risk that the diaphragm will stretch when temperature changes and after a long time, the air gap will change.

Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av en elektretmikrofon som kan ges ett noggrant bestämt luftgap utan att inspänningen av membranet blir ! kritisk. Förfarandet kännetecknas enligt efterföljande patentkrav.The invention relates to a method for producing an electret microphone which can be given a precisely determined air gap without the clamping of the membrane being! critical. The process is characterized according to the following claims.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas under hänvisning tili bifogad ritning där fig. 1 visar en sektionsvy av en elektretmikrofon som har ett noggrant bestämt luftgap enligt uppfinningen, fig. 2 visar en sektionsvy av en anordning för framställning av en elektret tili elektretmikrofonen i fig. 1, fig. 3 och k visar en ovanvy respektive sektionsvy av en detalj i anordningen i fig. 2, och fig. 5 visar en alternativ anordning för framställning av elektreten.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a sectional view of an electret microphone having a precisely determined air gap according to the invention, Fig. 2 shows a sectional view of a device for producing an electret to the electret microphone in Fig. 1. Figs. 3 and k show a top and sectional view, respectively, of a detail of the device of Fig. 2, and Fig. 5 shows an alternative device for producing the electret.

Fig. 1 visar en sektionsvy av en elektretmikrofon som innefattar en fast elektrod i form av en metallisk basplatta 1 och en rörlig elektrod bestäende av ett första och ett andra membran 2 respektive 3 monterade ovanpä basplattan 1. Membranen 2 och 3 är anordnade att svänga i kaskad vid päverkan av akustiska v&gor och bestär av en polyesterfilm respektive en film av "Teflon’' (registererat varumärke). Polyesterfilmen är försedd med ett metalliskt skikt U och teflonfilmen utgör en elektret i vilken elektriska laddningar är lagrade pä känt sätt. Den senare är dessutom given en reliefstruktur säsom det närmare beskrives nedan.Fig. 1 shows a sectional view of an electret microphone comprising a solid electrode in the form of a metallic base plate 1 and a movable electrode consisting of a first and a second membrane 2 and 3 respectively mounted on the base plate 1. The membranes 2 and 3 are arranged to pivot in The polyester film is provided with a metallic layer U and the teflon film constitutes an electret in which electrical charges are stored in a known manner, the latter being cascaded on the impact of acoustic walls and consisting of a polyester film and a "Teflon" film (registered trademark). in addition, given a relief structure as described in more detail below.

Polyesterfilmens läga temperaturutvidgningskoefficient, ca. 27 x 10 ^/°C gör det möjligt att uppnä att elektretmikrofones känslighet blir förhällandevis oberoende av temperaturen medan teflonfilmens höga resistivitet, 2 x 101^ ohm-meter, säker-ställer ett mycket längsamt urladdningsförlopp för nämnda laddningar.The low temperature expansion coefficient of the polyester film, approx. 27 x 10 6 / ° C allows the sensitivity of the electret microphone to be relatively independent of temperature, while the high resistivity of the Teflon film, 2 x 10 10 ohm meters, ensures a very slow discharge process for said charges.

Elektretmikrofonen har ett isolerande hölje 5 som är försett med akustiska fönster 6. Den metalliska basplattan 1 är pä känt sätt utformad sä att den har luftkanaler 7. Akustiska vägor avses inkomma genom fönstren 6 och päverka de i kaskad svängande membranen 2 och 3» varvid en signalspänning kan uttagas mellan en elektrisk anslutning 8 tili den metalliska basplattan 1 och en annan elektrisk anslutning 9 tili det metalliska ytskiktet k hos membranet 2. Anslutningen 8 är utformad sä att den fjädrar mot basplattan 1.The electret microphone has an insulating casing 5 provided with acoustic windows 6. The metallic base plate 1 is designed in known manner to have air ducts 7. Acoustic walls are intended to enter through the windows 6 and impact the cascading membranes 2 and 3, whereby a signal voltage may be drawn between an electrical connection 8 to the metallic base plate 1 and another electrical connection 9 to the metallic surface layer k of the membrane 2. The connection 8 is designed to spring against the base plate 1.

Fig. 2. visar en sektionsvy av en polarisationsugn för framställning av elektreter tili elektretmikrofonen i fig. 1. Enligt exemplet är fem teflonfilmer 10 med mätten 70 x 70 x 0,012 mm och sex glasvävskivor 11, vilka senare kommer att beskrivas närmare, staplade vertikalt mellan en undre och en övre metallelektrod 3 57680 12 respektive 13 anordnade att mätäs med en likspänning av cirka 10 kV.Fig. 2 shows a sectional view of a polarization furnace for producing electrons to the electret microphone of Fig. 1. According to the example, five teflon films 10 measuring 70 x 70 x 0.012 mm and six glass weaving discs 11, which will be described in more detail, are stacked vertically between a lower and an upper metal electrode are arranged to be measured with a direct voltage of about 10 kV, respectively.

Den övre elektroden 13 ar omgiven av ett isolerande hölje 1U mot vilket en skruv 15 i en klämback 16 anligger för att sammanpressa stapeln, och den undre elektroden 12 är inbakad i en fot 17 hos klämbacken 16. Den senare, vilken alltigenom bestir av isolerande material, utgör vidare fästorgan för en värmeslinga 18 anordnad att mätäs med en växelspänning av 220 V.The upper electrode 13 is surrounded by an insulating housing 1U against which a screw 15 in a clamping jaw 16 abuts to compress the stack, and the lower electrode 12 is embedded in a foot 17 of the clamping jaw 16. The latter, which thus consists of insulating material , further comprises fasteners for a heating coil 18 arranged to be measured with an alternating voltage of 220 V.

En huv 19 innesluter stapeln av teflonfilmer 10 och glasvävskivor 11 under uppvärmning medelst värmeslingan 18. Nigot innan smältpunkten för teflonfilmerna 10 nas, stabiliseras temperaturen gencim styrning av växelspänningen till värmesligan 18 medelst en icke visad termostatkoppiing varpa likspänningen tillföres elektroderna 12 och 13. Genom stapeln flyter da en ström som under loppet av nigra tiotal minuter sjunker mot ett konstant värde. När detta är i huvudsak uppnitt brytes växelspänningen till värmeslingan 18 helt och polariseringsugnen kyles medelst tryckluft genom in- och utlopp 20 respektive 21. Slutligen frinkopplas ocksi likspänningen till elektroderna 12 och 13, huven 19 upplyftes och teflonfilmerna 10 som nu utgör färdiga elektreter uttages.A hood 19 encloses the stack of Teflon films 10 and glass fabric sheets 11 during heating by the heating coil 18. Just before the melting point of the Teflon films 10 is reached, the temperature is stabilized by controlling the alternating voltage to the heating strip 18 by means of a thermostatic coupling not shown, and the DC voltage is applied. then a current that drops to a constant value over the course of a few tens of minutes. When this is essentially sectional, the alternating voltage of the heating coil 18 is completely broken and the polarization furnace is cooled by compressed air through inlets and outlets 20 and 21. Finally, the DC voltage is also disconnected to the electrodes 12 and 13, the hood 19 is raised and the teflon films 10 which now constitute finished electrons are removed.

Fig. 3 och k visar en ovanvy respektive sektionsvy av glasvävskivorna 11 i fig. 2. Dessa innefattar vardera tvi glasvävar som har fibrer· 22 bestiende av flera tradar 23 och är fästa medelst limning pi respektive sidor av en isolatorskiva 2k som har tillfredsställande resistivitet och formstyrhet och, som enligt exemplet bestir av "Kapton". Kär stapeln av teflonfilmer 10 och glasvävskivor 11 i fig. 2 är sammanpressad medelst klämbacken 16 och uppvärmd medelst värmeslingan 18 varmpräglas glasvävarnas monster pi ömse sidor av teflonfilmerna 10. Dessa erhaller härigenom en mikroskopisk reliefstruktur och ger efter tillskärning och montering som membranet 3 i elektretmikrofonen i fig. 1 denna ett noggrant bestämt luftgap utan att inspänningen av nagotdera membranet 2 eller 3 blir kritisk vare sig vid monteringen eller med avseende pi ildringseffekter.Figures 3 and k show a top and sectional view, respectively, of the glass weave sheets 11 of Figure 2. These each comprise two glass fabrics having fibers · 22 consisting of several threads 23 and fixed by gluing on respective sides of an insulating sheet 2k having satisfactory resistivity and shape control and, which according to the example consists of "Kapton". If the stack of Teflon films 10 and glass weave sheets 11 in Fig. 2 is compressed by the clamping jaw 16 and heated by the heat coil 18, the glass weave samples are hot-stamped on both sides of the Teflon films 10. These thereby obtain a microscopic relief structure and after cutting and mounting in the membrane 3 the membrane 3 Fig. 1 shows a carefully determined air gap without the tensioning of the membrane 2 or 3 becoming critical either during mounting or with respect to fire effects.

Fig. 5 visar en alternativ anordning för framställning av elektreter till elektretmikrofonen i fig. 1. En teflonfilm 25 upplindad pa en rulle 26 är anordnad att dragas mellan tvi valsar 27 och 28 vilka är uppvärmda till en temperatur nigot under teflonfilmens 25 smältpunkt och vilkas mantelytor är givna en reliefstruktur som enligt exemplet är avgjuten frin en glasväv av det slag som visas i fig. 3.Fig. 5 shows an alternative device for producing electret to the electret microphone in Fig. 1. A Teflon film 25 wound on a roll 26 is arranged to be drawn between two rollers 27 and 28 which are heated to a temperature below the melting point of Teflon film 25 and whose mantle surfaces. are given a relief structure molded from the example of a glass fabric of the kind shown in Fig. 3.

Denna reliefstruktur varmpräglas pi ömse sidor av teflonfilmen 25 som därefter är anordnad att passera ett polariseringsorgan 29 och slutligen som färdigt elektret upplingas pa en andra rulle 30. Polariseringsorganet 29 kan utgöras helt enkelt av en metallkam som är pilagd en hog elektrisk potential för att ge upphov till en korona som injicerar laddningar i teflonfilmen 25·This relief structure is hot embossed on both sides of the Teflon film 25 which is then arranged to pass a polarizing means 29 and finally as the finished electrics are wound on a second roll 30. The polarizing means 29 may simply be a metal comb which is piled with a high electrical potential to give rise to to a corona injecting charges in the teflon film 25 ·