IT201900002481A1 - Metodo di realizzazione di un sensore microfonico piezoelettrico con struttura a pilastri. - Google Patents

Metodo di realizzazione di un sensore microfonico piezoelettrico con struttura a pilastri. Download PDF

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Tiziano Nili
Luca Cattani
Paolo Lugli
Luca Larcher
Yuri Ricci
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Description

DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
“METODO DI REALIZZAZIONE DI UN SENSORE MICROFONICO PIEZOELETTRICO CON STRUTTURA A PILASTRI”.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un metodo di realizzazione di un sensore microfono piezoelettrico con struttura a pilastri.
Fig. 1 illustra un microfono piezoelettrico con struttura a pilastri. Un piattello rigido (4) esposto direttamente ad una pressione acustica (Pa), trasferisce la forza incidente ad una pluralità di pilastri (3) rigidi. I pilastri (3) sono posti a contatto con un film (2) di materiale piezoelettrico (PVDF, AIN, PLLA) e concentrano la forza suddetta su un’area confinata del film (2). Il film (2) genererà, sulla superficie sollecitata, una carica elettrica di polarizzazione Qp proporzionale allo sforzo meccanico applicato, direttamente correlato con la pressione acustica (Pa).
Un primo elettrodo (elettrodo inferiore) (5) e un secondo elettrodo (elettrodo superiore) (6) sono posti sulle superfici del film (2) piezoelettrico. Gli elettrodi (5, 6) sono collegati a rispettivi terminali (50, 60). In condizioni di circuito aperto, il segnale di tensione (V) ai capi dei terminali (50, 60) risulta legato alla carica elettrica di polarizzazione (Qp) e alla capacità elettrica equivalente (C) del sistema costituito dai due elettrodi (5, 6) e dal film (2) interposto, secondo la relazione V = Qp/C.
Il primo elettrodo (5) è una piastra. Il secondo elettrodo (6) è un elettrodo sagomato (patterned) comprendente una pluralità di piazzole conduttive (61) in modo da coprire unicamente l’area di contatto tra pilastri (3) e film (2). Tali piazzole conduttive (61) sono collegate tra loro e al terminale (60), mediante una griglia di piste conduttive (62). La sagomatura del secondo elettrodo (6) ha lo scopo di ridurre la capacità elettrica equivalente (C), rispetto ad una configurazione in cui entrambi gli elettrodi sono costituiti da piastre.
Il gruppo del microfono così ottenuto è disposto su un substrato (7).
Il risultato netto dei due meccanismi (amplificazione dello stress meccanico e riduzione della capacità elettrica) consente di incrementare il segnale di tensione (V) di uscita e, di conseguenza, la sensibilità del microfono a parità di pressione acustica (Pa) applicata. L’incremento di sensibilità è proporzionale al rapporto tra l’area del piattello rigido (4) e la somma delle aeree di sezione dei pilastri (3).
J. Xu, L. M. Headings, and M. J. Dapino, “High Sensitivity Polyvinylidene Fluoride Microphone Based on Area Ratio Amplification and Minimal Capacitance,” (IEEE Sens. J., vol.
15, no. 5, pp. 2839–2847, 2015) descrive un microfono piezoelettrico con struttura a pilastri. Il microfono utilizza, come elemento attivo, un film piezoelettrico commerciale di Polyvinylidene Fluoride (PVDF), con elettrodi uniformi già stampati su entrambe le superfici del film piezoelettrico. Con il termine elemento attivo si intenderà, da qui in avanti, il materiale piezoelettrico responsabile della trasduzione elettromeccanica.
Con riferimento a Fig. 2, la realizzazione del microfono comprende i seguenti passi:
- viene allestito un film piezoelettrico (2) con elettrodo superiore (6) ed elettrodo inferiore (5) stampati sulle due facce del film piezoelettrico;
- un elemento di alluminio (3), sagomato a forma di mirino, viene incollato con adesivo cianoacrilarto (M-bond 200) sull’elettrodo superiore (6), fungendo da pilastro rigido;
- viene utilizzato acetone per rimuovere le parti in eccesso dell’elettrodo superiore (6), realizzando quindi la sagomatura dell’elettrodo superiore;
- un piattello rigido (4) viene incollato sull’elemento di alluminio (3);
- vengono realizzati contatti elettrici con l’elettrodo superiore (6) e l’elettrodo inferiore (5) mediante strisce di rame disposte sul film piezoelettrico (2);
- l’assemblato ottenuto viene incollato su un substrato rigido.
Tale microfono presenta una sensibilità ridotta, principalmente a causa di un basso rapporto tra l’area del piattello rigido (4) e l’area di sezione dell’elemento di alluminio (3) che funge da accentratore di forza. Infatti tale tecnica di fabbricazione presenta un limite dovuto all’incollaggio dell’elemento di alluminio (3) con adesivo cianoacrilato che non consente una sufficiente precisione costruttiva, necessaria per garantire un elevato rapporto d’area e pertanto una buona sensibilità.
J. Xu, D. Gallego-perez, M. J. Dapino and D. Hansford, “Validation and Characterization of an Acoustic Sensor Based on PVDF Micropillars and patterned electrodes” (in Proc. of the ASME 2010 Conf. on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent System, Phyladelphia, Pennsylvania, USA, September 28 - October 1, 2010) descrive un microfono piezoelettrico con struttura a pilastri in materiale piezoelettrico che svolgono quindi la duplice funzione di generazione di segnale e di accentratori di forza.
Con riferimento a Fig. 3, il procedimento di realizzazione del microfono comprende i seguenti passi:
- viene allestito uno stampo (8) (Fig. 3a) in polidimetilsilossano (PDMS) avente una pluralità di fori ciechi (80) per la formazione dei pilastri;
- polivinilidenfluoruro (PVDF) in soluzione liquida (300) (Fig. 3b) viene depositato sullo stampo (8) ottenendo un film piezoelettrico sagomato (301) (Fig. 3c) che comprende un film (2) e i pilastri (3) (le Figg. 4a e 4b illustrano porzioni del film sagomato (301) ingrandite al microscopio SEM);
- un elettrodo superiore sagomato (6) (Fig. 3d) è realizzato su un piattello rigido (4) costituito da un substrato di vetro, con tecnica fotolitografica, formando piazzole (61) e piste di collegamento (62);
- viene effettuato un allineamento ottico per far combaciare i pilastri (3) del film sagomato (301) con le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato (6);
- il film (2) del film sagomato (301) viene fissato sul piattello rigido (4) mediante pressione a caldo;
- un elettrodo inferiore (5) costituito da una piastra di rame (Fig. 3e) viene applicato sui pilastri (3) del film sagomato;
- il PVDF del film sgominato (301) viene polarizzato; - l’assemblato viene incollato su un substrato rigido.
Il processo complessivo risulta complesso e delicato, con alcune fasi particolarmente critiche, come l’allineamento ottico tra il film sagomato (301) e l’elettrodo sagomato (6) e la polarizzazione del materiale piezoelettrico del film sagomato (301). Inoltre, la sensibilità a circuito aperto del microfono risulta insoddisfacente.
Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota fornendo un metodo per la realizzazione di microfono piezoelettrico con struttura a pilastri avente un’elevata sensibilità.
Altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un tale metodo per la realizzazione di microfono che sia economico e di semplice realizzazione.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti 1 e 2.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Il metodo per la realizzazione di un microfono piezoelettrico con struttura a pilastri, secondo l’invenzione è definito nelle rivendicazioni indipendenti 1 e 2.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme di realizzazione puramente esemplificative e quindi non limitative, illustrate nei disegni annessi, in cui:
la Fig. 1 è una vista schematica in prospettiva di un microfono a pilastri secondo la tecnica nota;
la Fig. 2 è una vista schematica in prospettiva illustrate in esploso una seconda forma di realizzazione di un microfono secondo la tecnica nota;
le Figg. 3a, 3b, 3c, 3d e 3e sono viste schematiche di un procedimento per la realizzazione di una terza forma di realizzazione di un microfono secondo la tecnica nota;
le Figg. 4a e 4b sono viste al microscopio SEM del film sagomato di Fig. 3c;
la Fig. 5 è una vista schematica in prospettiva di una prima forma di realizzazione di un microfono a pilastri secondo l’invenzione;
la Fig. 6 è una vista schematica in prospettiva di una seconda forma di realizzazione di un microfono a pilastri secondo l’invenzione;
la Fig. 7 è una vista schematica in sezione del microfono di Fig. 6;
la Fig. 8 è una vista in pianta di una sagoma per la creazione di uno schermo per la deposizione, mediante screenprinting, dell’elettrodo superiore sagomato del microfono di Fig. 7
la Fig. 9 è una vista in pianta di un piattello rigido con elettrodo sagomato e pilastri del microfono di Fig. 7;
la Fig. 10 è un ingrandimento di una porzione di Fig. 9; la Fig. 11 è uno schema a blocchi illustrante un setup di misura per un microfono secondo l’invenzione ed un microfono di riferimento; e
la Fig. 12 è un grafico illustrante la sensibilità in funzione della frequenza misurata nel microfono secondo l’invenzione.
La Fig. 5 illustra un microfono (100) secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione. La Fig. 6 illustra un microfono (200) secondo una seconda forma di realizzazione dell’invenzione.
Entrambe le realizzazioni comprendono una struttura rigida, adibita al trasferimento di una forza (pressione acustica (Pa)) incidente su un piattello rigido (4), su un’area confinata di un film (2) in materiale piezoelettrico. Tale struttura rigida è costituita dal piattello rigido (4) e da una pluralità di pilastri (3). Il piattello rigido (4) e i pilastri (3) hanno una rigidezza sufficiente a garantire un trasferimento efficace della forza ed evitare fenomeni di risonanza non desiderati. Il numero di pilastri (3) è tale da assicurare stabilità alla struttura rigida, mantenendo un elevato rapporto d’area (sensibilità).
In entrambe le forme di realizzazione, il film piezoelettrico (2) produce la medesima quantità di carica elettrica di polarizzazione sulle sue superfici sollecitate, in corrispondenza della base dei pilastri (3).
Nel microfono (100) della prima forma di realizzazione, un elettrodo sagomato (6) è realizzato sulla superficie superiore del film piezoelettrico (2). La sagomatura dell’elettrodo sagomato (6) è costituita da piazzole conduttive (61) tali da coprire unicamente l’area di contatto tra il film (2) e pilastri (3), minimizzando la capacità elettrica equivalente. Piste conduttive (62) di interconnessione tra le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato (6) hanno uno spessore minimo, in modo da ridurre effetti capacitivi parassiti. Nel microfono (100) della prima forma di realizzazione, un segnale di tensione (V) è prelevato ai capi di due terminali (50, 60) collegati ad un elettrodo (5) a forma di piastra disposto sotto il film (2) e all’elettrodo sagomato (6) disposto sopra il film (2).
Il microfono (200) della seconda forma di realizzazione, ha pilastri (3) di materiale elettricamente conduttivo, consentendo la realizzazione di un elettrodo sagomato (6) su una superficie inferiore del piattello rigido (4). La delocalizzazione dell’elettrodo sagomato (6), a parità di sagomatura e trascurando gli effetti parassiti, non comporta una variazione della capacità equivalente; pertanto il segnale di tensione (V) tra i terminali (50, 60) dei due elettrodi (5, 6) sarà uguale a quello ottenuto nel microfono (100) della prima forma di realizzazione.
La caratteristica fondamentale dell’invenzione è la realizzazione dell’elettrodo sagomato (6) e dei pilastri (3) con tecniche di deposizione su substrato, quali screen-printing, dispenser-printing o spray-coating. Tali tecniche consentono una produzione additiva (Additive Manufacturing) dell’elettrodo sagomato (6) e dei pilastri (3), attraverso deposizioni multiple e allineate di materiale metallico in soluzione. Ogni deposizione è seguita da una fase di evaporazione del solvente, ottenendo come risultato un sottile strato metallico, caratterizzato da uno spessore variabile su scala micrometrica o nanometrica. Lo spessore atteso per ogni deposizione dipende dalla tecnica utilizzata e dai parametri di processo. Deposizioni multiple consentono di realizzare pilastri dell’altezza desiderata.
L’utilizzo di materiale metallico in soluzione (ad esempio, pasta d’argento) consente la realizzazione dell’elettrodo sagomato e dei pilastri in una singola sessione di lavoro, evitando costosi sprechi di materiale. Viene inoltre garantita una buona rigidezza meccanica e conducibilità elettrica dei pilastri.
I pilastri vengono costruiti attraverso deposizioni multiple a partire dall’elettrodo sagomato. Le tecniche citate consentono di operare in condizioni di notevole precisione, garantendo un rapporto elevato tra l’area del piattello rigido (4) e l’area di sezione dei pilastri (3) (fattore critico per la sensibilità del microfono). Il processo di costruzione risulta inoltre decisamente semplificato rispetto alla soluzione a film piezoelettrico sagomato della tecnica nota.
Il procedimento per la realizzazione del microfono (100) della prima forma di realizzazione dell’invenzione comprende i seguenti passi:
- l’elettrodo inferiore (5) viene realizzato su una faccia inferiore del film piezoelettrico (2), mediante una tecnica di deposizione o di stampa di un materiale conduttore;
- l’elettrodo superiore sagomato (6) viene realizzato su una faccia superiore del film piezoelettrico (2) mediante una prima deposizione o stampa di materiale conduttore che forma le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato;
- i pilastri (3) vengono realizzati sulle piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, mediante deposizioni o stampe successive, di materiale rigido, allineate con le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato (6).
- il piattello rigido (4) viene vincolato ai pilastri (3) e/o al film piezoelettrico (2), mediante collante conduttivo, in modo da ottenere un assemblato; e
- l’assemblato è incollato su un substrato rigido (7).
Il procedimento per la realizzazione del microfono (200) della seconda forma di realizzazione dell’invenzione comprende i seguenti passi:
- l’elettrodo inferiore (5) viene realizzato su una faccia inferiore del film piezoelettrico (2), mediante una tecnica di deposizione o stampa di un materiale conduttore;
- l’elettrodo superiore sagomato (6) viene realizzato su una faccia inferiore del piattello rigido (4) mediante una prima deposizione o stampa di materiale conduttore che forma le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato;
- i pilastri (3) vengono realizzati sulle piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, mediante deposizioni o stampe successive di materiale conduttore, allineate con le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato (6);
- il film piezoelettrico viene vincolato ai pilastri (3) e/o al piattello rigido (4), mediante collante conduttivo, in modo da ottenere un assemblato; e
- l’assemblato è incollato su un substrato rigido (7).
La costruzione dei pilastri (3) a partire dall’elettrodo sagomato (6) consente di evitare la fase critica di allineamento ottico tra i pilastri e l’elettrodo sagomato.
I principali vantaggi nell’utilizzo della tecnica di screenprinting (od altre tecniche di stampa) rispetto alle tecniche di deposizione convenzionale sono i seguenti:
- immediata scalabilità per la produzione di massa (le macchine da screen-printing commerciali possono facilmente stampare su substrati di dimensioni 500 mm x 500 mm).
- Le tecniche convenzionali di produzione sono sottrattive (i.e., il materiale viene depositato ovunque e poi rimosso), ove la tecnica da noi proposta è di tipo additivo (i.e., il materiale viene solo depositato dove è necessario). Tale approccio permette di ridurre al minimo lo spreco di materiale.
- I microfoni possono essere realizzati a basso costo, con elevato throughput, e con basse barriere all’ingresso (macchinari per serigrafia possono essere acquistati già a poche decine di migliaia di euro e possono essere stampati su larghe aree. L’utilizzo del dispense printing è molto economico e non richiede maschere).
- Il design è facilmente scalabile per l’ottenimento di diversi fattori di forma e dimensioni. In più, l’utilizzo di substrati conformali, permette l’inserimento del microfono in oggetti progettati in precedenza, con estrema flessibilità di design.
Nel seguito viene descritto in dettaglio un processo per la realizzazione del microfono (200) secondo la seconda forma di realizzazione dell’invenzione.
Con riferimento a Fig. 7, come elemento attivo si usa un film piezoelettrico (2) di Polyvinylidene Fluoride (PVDF), con spessore di 39 µm. Il film piezoelettrico (2) è già polarizzato, ma privo di elettrodi. L’utilizzo del PVDF è giustificato dalla sua elevata sensibilità in tensione rispetto a materiali ceramici. Il PVDF è caratterizzato inoltre da un’elevata resistenza a contaminanti e radiazioni ed è privo di metalli pesanti. È possibile tuttavia utilizzare altri materiali con le medesime proprietà piezoelettriche, come Nitruro di Alluminio (AIN) e Acido Polilattico (PLLA).
Il piattello rigido (4) è costituito da una piastra di PET di 100 µm di spessore. Il substrato (7) è realizzato in PMMA.
L’elettrodo inferiore (5) è depositato su una faccia inferiore del film piezoelettrico (2) di PVDF con tecnica screenprinting o dispenser-printing, mediante deposizione di materiale conduttivo (per esempio argento). L’elettrodo inferiore (5) ha una forma a piastra con uno spessore superiore a 5 micrometri.
L’elettrodo superiore sagomato (6) è realizzato sul piattello rigido (4) (per esempio di PET), con tecnica screenprinting o dispenser-printing, mediante una prima deposizione di materiale conduttivo. Nel caso di screen-printing, in fase di progettazione, viene definita una maschera o schermo (screen) in base alla geometria e disposizione degli elementi da stampare. Fig. 8 mostra una sagoma utilizzata per la preparazione dello schermo necessario per la deposizione di argento per ottenere l’elettrodo superiore sagomato (6).
Nel caso di dispenser-printing, non è necessaria alcuna maschera, poiché la stampa degli elementi avviene direttamente da un Gerber file.
Con riferimento alle Figg. 9 e 10, l’elettrodo sagomato (6) è costituito da 96 piazzole (61) di forma circolare di diametro 1 mm (base dei pilastri), spaziate 5 mm nella direzione longitudinale e 10 mm nella direzione trasversale. Le piste (62) di connessione tra le piazzole (61) hanno un’ampiezza di 0.5 mm.
Il piattello rigido (4) (per esempio di PET) ha un’area A = 5 x 5 = 25 cm<2 >esposta al campo acustico. La superficie della sezione di ciascun pilastro è S = 0,5<2 >* pi = 0,785 mm<2>. Il numero elevato di 96 pilastri (3) è necessario per fornire stabilità al piattello rigido (4) di PET. Pertanto la superficie totale della sezione di tutti i pilastri è ST = 75,36 mm<2 >In questo modo si ottiene un rapporto tra superficie del piattello rigido e superficie della sezione di tutti i pilastri pari a R= A/S = 33,17. Tale rapporto (R) è sufficientemente elevato da assicurare un’ottima sensibilità.
Realizzando almeno 90 pilastri di diametro di 1 mm, oppostamente spaziati tra loro di 5 mm in direzione longitudinale e 10 mm in direzione trasversale si riesce ad ottenere un rapporto (R) tra superficie del piattello rigido e superficie della sezione di tutti i pilastri superiore a 30.
L’elettrodo sagomato (6) ha un pad esterno (65) di forma rettangolare, posto al di fuori dell’area attiva, per facilitare l’acquisizione del segnale di tensione. Il pad esterno (65) consente la realizzazione di un contatto saldabile al di fuori dell’area attiva e facilita pertanto una corretta acquisizione del segnale di tensione, senza interferire con la dinamica del sistema.
I pilastri (3) sono realizzati mediante deposizioni successive di un materiale conduttivo (per esempio argento), allineate con le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato. Si effettuano varie deposizioni, ognuna delle quali produce uno strato di 6-7 µm di argento, per un totale di circa 48-56 µm, preferibilmente 55 µm di spessore per pilastro. Tra uno strato depositato ed il successivo è necessario effettuare un processo di annealing termico, per rendere il pilastro solido e conduttivo.
In seguito all’annealing, è necessario rieffettuare un accurato posizionamento della maschera (in caso di screeprinting) o degli ugelli (in caso di dispenser printing). L’allineamento delle deposizioni per ottenere i pilastri viene effettuato tramite fotocamere e micromanipolatori di precisione, con una tolleranza di disallineamento massima del 10% (0.05 mm). Questa caratteristica è fondamentale per l’ottenimento di pilastri con elevato fattore di forma. Verifiche sperimentali hanno confermato che lo spessore di 55 µm del pilastro (3) rappresenta un limite per ottenere pilastri uniformi e di buona qualità.
Viene aggiunta una sottile striscia di rame (66) in prossimità del pad esterno (65) di argento per consentire la realizzazione di una saldatura, necessaria per prelevare il segnale. Il collegamento elettrico tra la striscia di rame (66) e il pad rettangolare (65) è assicurato da pasta d’argento disposta sul pad rettangolare (65) che funge da ponte.
Il film piezoelettrico (2) di PVDF viene incollato sul substrato (7) di PMMA con adesivo cianoacrilato.
Una sottile striscia di rame viene interposta tra il film piezoelettrico (2) di PVDF e il substrato (7) ed è collegata all’elettetrodo inferiore (5). Il collegamento elettrico tra la striscia di rame e l’elettrodo inferiore (5) è assicurato da pasta d’argento disposta sull’elettrodo inferiore che funge da ponte.
Il piattello rigido (4) di PET viene incollato sui due bordi del film piezoelettrico (2) di PVDF con adesivo (9) (Fig. 7) di tipo cianoacrilato. L’incollaggio avviene a debita distanza dall’area attiva. In alternativa, il piattello rigido (4) di PET può essere vincolato direttamente sui pilastri (3), senza un ancoraggio ai bordi con adesivo cianoacrilato.
La sensibilità del microfono (200) è stata misurata in campo libero (free-field) simulato in camera anecoica, attraverso una tecnica di Sweep Sinusoidale Esponenziale (ESS). Viene utilizzato un metodo secondario di caratterizzazione secondo lo standard IEC 61094-8, per confronto con un microfono da laboratorio Bruel & Kjaer tipo 4189 calibrato in free-field. La Fig. 11 illustra un setup di misura per il microfono (200) secondo l’invenzione ed un microfono di riferimento (B). Il microfono (200) secondo l’invenzione e il microfono di riferimento (B) sono posizionati ad una distanza di 1 m per assicurare condizioni di far-field. Entrambi i microfoni sono racchiusi in una gabbia di Faraday (400) per minimizzare i disturbi elettromagnetici. La tensione di uscita del microfono (200) è condizionata da un buffer di tensione, caratterizzato da un’elevata impedenza di ingresso (10 MΩ), in modo da assicurare una frequenza di taglio al di fuori della banda audio.
Un altoparlante dinamico (401) e la gabbia di faraday (400) sono disposti in una camera anecoica (402). L’ altoparlante dinamico (401) genera un segnale di pressione di tipo ESS.
Il microfono di riferimento (B) è utilizzato per la misura dell’effettiva pressione sonora incidente, necessaria per determinare la sensibilità del microfono (200) secondo l’invenzione. La sensibilità misurata è stata normalizzata ad una pressione standard di 94 dB SPL.
La Fig. 12 mostra la sensibilità del microfono (200) secondo l’invenzione, in funzione della frequenza. Come si vede da tale figura, la sensibilità è circa costante attorno a 100 µV/Pa (-80 dB V/Pa). Pertanto il microfono (200) secondo l’invenzione ha valori di sensibilità nettamente migliori rispetto ai valori di sensibilità dei microfoni tradizionali che sono circa (da circa 1 mV/Pa (dinamici) a circa 50 mV/Pa (condensatore)). Alle presenti forme di realizzazione dell'invenzione, possono essere apportate variazioni e modifiche equivalenti, alla portata di un tecnico del ramo, che rientrano comunque entro l'ambito dell'invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di realizzazione di un microfono (100), in cui il microfono (100) comprende: - un film (2) in materiale piezoelettrico, - un elettrodo inferiore (5) disposto su una faccia inferiore del film piezoelettrico (2), - un elettrodo superiore sagomato (patterned) (6) comprendente piazzole (61) disposte su una faccia superiore del film piezoelettrico, - pilastri (pillar) (3) disposti sulle piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, - un piattello rigido (4) disposto su detti pilastri; il metodo comprendente i seguenti passi: - realizzazione dell’elettrodo superiore sagomato (6) mediante una prima deposizione su una faccia superiore del film piezoelettrico (2) di materiale conduttore in modo da formare le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, e - realizzazione dei pilastri (3) mediante deposizioni successive di materiale rigido, allineate sulle piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, in cui detta prima deposizione e dette deposizioni successive sono realizzate mediante screen-printing, dispenserprinting o spray-coating di materiale allo stato liquido o semifluido.
  2. 2. Metodo di realizzazione di un microfono (200), in cui il microfono (200) comprende: - un film (2) in materiale piezoelettrico, - un elettrodo inferiore (5) disposto su una faccia inferiore del film piezoelettrico (2), - un piattello rigido (4), - un elettrodo superiore sagomato (patterned) (6) comprendente piazzole (61) disposte su una faccia inferiore del piattello rigido (4), - pilastri (pillar) (3) disposti sulle piazzole (61) dell’elettrodo sagomato e sul film piezoelettrico (2), il metodo comprendente i seguenti passi: - realizzazione dell’elettrodo superiore sagomato (6) mediante una prima deposizione su una faccia inferiore del piattello rigido (4) di materiale conduttore in modo da formare le piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, e - realizzazione dei pilastri (3) mediante deposizioni successive di materiale conduttore rigido, allineate sulle piazzole (61) dell’elettrodo sagomato, in cui detta prima deposizione e dette deposizioni successive sono realizzate mediante screen-printing, dispenserprinting o spray-coating di materiale allo stato liquido o semifluido.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto elettrodo inferiore (5) è ottenuto mediante deposizione di materiale conduttore sulla faccia inferiore del film piezoelettrico (2), mediante screen-printing, dispenser-printing o spraycoating di materiale allo stato liquido o semifluido.
  4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il materiale rigido dei pilastri (3) è lo stesso materiale conduttore dell’elettrodo superiore sagomato (6).
  5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui il materiale rigido dei pilastri (3) e il materiale conduttore dell’elettrodo superiore sagomato (6) sono pasta di argento.
  6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti pilastri (3) sono realizzati mediante una pluralità di deposizioni successive, intervallate da un processo di annealing termico tra uno strato depositato ed il successivo strato depositato.
  7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui ciascun pilastro ha uno spessore di circa 48-56 µm, ottenuto con 8 deposizioni successive.
  8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono realizzati almeno 90 pilastri di diametro di 1 mm, oppostamente spaziati tra loro in modo da ottenere un rapporto tra superficie del piattello rigido (4) esposta al campo acustico e superficie della sezione di tutti i pilastri (3), superiore a 30.
  9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto film piezoelettrico (2) è i polivinilidenfluoruro (PVDF) o in nitruro di alluminio (AIN) e acido polilattico (PLLA).
  10. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto piattello rigido (4) è in polietilene tereftalato (PET).
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