JP2000500622A - 音響信号生成カードの中に組込まれた音声トランスジューサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリふっ化ビニリデン（PVDF）で作られた音声トランスジューサ及び、これを作製し電話回線上での伝送のために音響信号を生成するように設計されたカードの中にこれを組込むための方法が開示されている。この方法は主として、非常に薄い細長いPVDFテープの全幅にわたりメタライゼーションを受けた両面ストリップを形成する段階（10）、メタライゼーションを受けた各ストリップを単位フィルムの形に切断する段階（11）、カードの裏面に備わった相互接続パターン上の予め定められた点でフィルムの一部分を固定する段階（12）、余剰のフィルムを除去する段階及び電圧が印加された時点で音響信号を伝送することができるように前記フィルム部分に応力を加える段階（13）を含んで成る。この方法は、音響信号を生成するための非常に薄い低コストカードを生産するために特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 音響信号生成カードの中に組込まれた音声トランスジューサの製造方法 本発明は、音声トランスジューサ、より特定的にはその製造方法及び、薄い音 響信号生成カード内へのその組込みの方法に関する。 このようなカードは、例えば１つのサーバーに向かって、電気回線を介して安 全保護された形で極秘情報を転送することを可能にする。 音響信号は、697〜1633Hzの周波数対によるデータコード化の原理に基づいて 生成され、英語のDual Tone Modulation Frequency（DTMF）という呼称でより良 く知られている。電話通信では、これらのDTMF信号は、番号付け、コード伝送な どのために利用される。 今日、約0.8mmといった薄いカードの中に挿入するべく約0.3mmの厚みにわたる セラミクス製の音声トランスジューサを製造することが知られている。しかしな がら、このようなセラミクス製トランスジューサは、非常にコストが高く、カー ドの原価を著しく増大させる。 その結果、低コストで音声トランスジューサを実施するべく、その他の材料が 研究されつつある。特に、ポリふっ化ビニリデン（PVDF）材料を利用することは すでに考えられてきた。PVDFは、実際、廉価でしかもDTMF信号を規定する２つの 周波数の間に存在する振幅差を保つことを可能にするということを理由として、 有利な材料である。 しかしながら、今までのところ、約0.8mmの厚みの従来のフォーマットのカー ドの中に挿入するべく非常に薄いPVDF製トランスジュ ーサを提供することは不可能であることが判明している。実際、現在製造されて いるPVDF製の音声トランスジューサは、各々電気的に接続され応力下に置かれた ２枚のPVDFフィルムを有している。これらのフィルムは、その厚みが0.8〜１mm の間に含まれているフレームの中に収納されている。このように作られた各々の トランスジューサは、導線を用いて再接続を行なうことによりカードの中に固定 しなければならない単体部品を形成する。 その結果カードの中へのこのようなトランスジューサの取付けは、細かくうん ざりする時間のかかる仕事を課すことになる。その上、カードは、1.5〜２mmの 間に含まれていることからチップカードの規格化された厚みを上回る過度に大き な厚みを有する。音声トランスジューサは、それが挿入されるカードのねじれに 起因する応力に耐えることができないことから、脆いものである。 本発明は、PVDF製の音声トランスジューサを製造し、約0.8mmという薄さを伴 う、ISO規格78．16−12に従ったチップカードの従来のフォーマットで作られた カードの中にこのトランスジューサを組込む方法を提案していることから、これ ら全ての欠点を補正することを可能にする。このカードは、電話回線により伝送 可能な音響信号の生成を可能にする。このカードはその後方表面に、相互接続パ ターンを支持している。本発明に従った方法は、特に − 長尺の極めて薄いPVDF製テープの幅全体に分布した電極を構成する両面メタ ライゼーションストリップを作製する段落； − 各々のメタライゼーションストリップ（22）を長尺の単位フィルムの形に切 断する段階； − カードの後方表面の相互接続パターンの予め定められた場所に、フィルムの 一部分を固定する段階；その後 − 電圧が印加された時点で音響信号を放出できるような形で、フ ィルムの一部分に応力を加える段階、 から成ることを特徴とする。 本発明のもう１つの目的は、相互接続パターンを支持する後方表面をもつ、電 話回線により伝送可能な音響信号を生成するカードの中に組込まれた、PVDF製の 音声トランスジューサに関係し、その音声トランスジューサは、 − カードの後方表面により支持された、互いに平行な溝； − カードの相互接続パターンに接続されている、下部及び上部の２つの電極を 支持する、非常に薄いPVDF製フィルム部分、及び − 溝と向かい合って位置づけられかつフィルム部分に押しつけてそれに銃眼形 状を付与することのできる互いに平行な刻み目を有する下部面をもつ応力付加部 品； を含んで成ることを特徴とする。 本発明に従った音声トランスジューサは、DTMF信号を生成するカードの内部に 作られる。その結果、トランスジューサは、もはやカードの中に挿入された単体 部品の形を呈しておらず、カードの一部を成している。このような理由で、例え ばカードのねじれに起因する応力に対するその機械的強度は大幅に改善される。 その上、カードの中へのトランスジューサの組込みは、きわめて単純に接着によ って行なわれる。 本発明のその他の特性及び利点は、添付図面を参考にしながら、制限的意味の ない一例として以下の記述を読むことにより、明らかとなることだろう：なお図 面中、 − 図１は、本発明に従った方法の各段階を例示する流れ図である。 − 図２は、長尺のテープ上のメタライゼーションストリップを示す。 − 図３Ａ〜３Ｅは、本発明に従った音声トランスジューサの組込み中の薄いカ ードの概略図である。 − 図４は、図３Ｄの音声トランスジューサの断面Ａ−Ａの図である。 本発明に従った方法の１実施形態は、図１の流れ図の中に要約されている。こ のような方法は、第１段階10において、非常に薄く長尺のPVDFテープ上の両面メ タライゼーションストリップを作成することから成る。これらのメタライゼーシ ョンストリップは、テープの幅全体にわたり分布しており、その幅は作製すべき トランスジューサの幅に対応している。これらのメタライゼーションが行なわれ る要領については以下で説明する。次の段階11では、各々のメタライゼーション ストリップは切断されて、その下部及び上部の両面で完全にメタライゼーション された長尺の単位フィルムを形成する。かくしてメタライゼーションは、単位フ ィルムの上に上下２つの電極を構成する。段階10及び11と並行して、受動及び能 動電子コンポーネントが１枚のカードのカードの後方表面上に固定され配線され る。次に、段階12において、単位フィルムの一部分がこのカードの後方表面上に 固定され、より精確に言うと、その２つの電極がこの後方表面上に実施された相 互接続パターンに接続される。このフィルム部分の固定については、以下で記述 する。最後に、最終段階13は、電圧が印加された時点で音響信号を廃出できるよ うな形で、このフィルムの部分に応力を加えることから成る。 この方法のこれらの段階は全て、図２〜４を参照することにより、さらに良く 理解できる。 図２は、長尺で非常に薄いテープ20上のメタライゼーションストリップ22の１ 実施形態を例示している。テープ20はポリふっ化ビニリデン（PVDF）製であり、 ロールの形を呈している。有利にも、PV DFの分子双極子は、当業者には周知の方法に従って永久的に予め方向づけされて いる。ロールは、貯蔵チャンバ21の中に定速で漸進的にくり出され駆動される。 このときメタライゼーションストリップ22は、チャンバ21内で、例えば蒸発方 法により、テープの上下面上で作製される。 一定幅の均等なストリップを作製できるようにするため、図２には示されてい ないマスクを蒸発チャンバ21の中に設置する。蒸発チャンバ内に置かれたマスク の幅と同じ幅すなわち約10mmに等しい幅をもつ、メタライゼーションを受けてい ない残りの小さなストリップは、有利にも、切断軸23を構成する。これらの切断 軸23は、各々のメタライゼーションストリップを、９〜12μｍの間に含まれる非 常に薄い長尺の単位フィルムの形に切断する。 その上、メタライゼーションを受けていない切断軸23は、切断中に１本のスト リップのメタライゼーションを受けた２つの面の間の側面方向の短絡形成をこと ごとく避けるのに充分大きい幅をもつものである。 図３Ａ〜３Ｅは、図１の方法に従って作製されたトランスジューサの仕上げ段 階、特にこのようなトランスジューサが薄いカードの中にいかに組込まれるか、 を例示している。かくして、図３Ａは、音響信号を生成するカードの後方表面10 0を表わす。この後方表面100の上部面は相互接続パターンを支持し、このパター ン上には、カードの機能に必要な電子コンポーネント、すなわちマイクロモジュ ール140、音響信号生成回路130、共振器150及びその他の受動コンポーネントが 固定されている。これらの電子コンポーネントは、例えば異方性導電性接着材を 用いて、接着により固定されている。 その上、後方表面100上には、音声トランスジューサの場所に溝 120が設けられている。これらの溝は、例えばカードの幅の方向で互いに平行に 方向づけされ、相互接続パターン110の２つの接触点112，113の間に設けられて いる。これら２つの接触点112，113は、上述のような単位フィルムの一部分の上 下電極の接続のために設けられている。各溝の幅は、好ましくは、27〜35mmの間 に含まれた長さをもつトランスジューサについて２mmと３mmの間に含まれている 。その上、各溝の深さは、約0.2mmの厚みの後方表面について約0.19mmである。 １つの変形実施形態に従うと、溝は同様に、互いに平行にカードの長さの方向に 方向づけされていてよい。この場合、本発明に従った組込まれたトランスジュー サの製造は同一であり、単に上述のものに比べ90度の回転があるだけである。後 方表面100は、好ましくは、例えばエポキシガラスといったような優れた機械的 剛性を呈する材料で作られている。 両面がメタライゼーションを受けたPVDF製の単位フィルム22は、次に、図３Ｂ に表わされているような溝120を被覆するような形で、所定の場所に設置される 。このためには、単位フィルムは予め緊張させられ、次にその場所の第１の端部 で相互接続パターンの第１の接触点112上に接着される。接着は、接触点112にフ ィルム22の下部電極を電気的に接続するべく異方性導電性接着材27を用いて行な われる。一方で、フィルムは、従来のタイプの単なる糊26を用いて、所定の場所 の第２の端部でカードの後方表面100上に接着される。このとき、フィルム22は 、その余剰分を削除しカードの後方表面100上にその両端部で固定されたフィル ム部分25しか保持しないような形で、切断軸24に沿って切断される。 ただし、フィルムを切断する際には、フィルム部分25の上下２つの電極の間に 場合によって形成され得る側面方向の短絡を避けるため、予防措置を講じなけれ ばならない。この予防措置は、特に、フ ィルム部分25を押さえつけることなく、非常に緩慢に切断を行なうことから成る 。 好ましくは、その両面にメタライゼーションがほどこされたフィルム部分25は 、後方表面100上に固定され、かくしてその分子双極子はカードの後方表面100の 長手方向側面に対して平行に方向づけされることになる。 その上、このフィルム部分25の厚みは、有利にも９μｍと12μｍの間に含まれ ていることから、非常に小さい。 図３Ｃに例示されている次の段階においては、単位フィルム部分25と相互接続 パターン110の間で第２の電気結合が実施される。実際、フィルム部分25の上部 電極は、フィルム部分の第２の端部の近くにある相互接続パターン110の第２の 接触点113に統合される。このため、異方性導電性接着材を用いて、フィルム部 分25の上部電極の上及び第２の接触点113の上に、金属薄板28が固定される。 フィルム部分25はカードの後方表面上に固定されていることから、このとき、 電圧が印加された時点で音声信号を展出できるような形でこの部分25に応力を加 えなくてはならない。フィルム部分25の全表面を被覆することのできる矩形の応 力付加部品170がこのとき実現される。 有利なことに、応力付加部品170の下部面上には、刻み目171が設けられている 。これらの刻み目171は互いに平行であり、部品170の幅の方向に方向づけられて いる。かくして、応力付加部品170の設置に際しては、刻み目171は、後方表面10 0の溝120に向かい合って位置づけされることになり、フィルム部分25上に圧力を 加えてこれに銃眼形状を付与する。 PVDFの分子双極子が方向づけされていることから、フィルム部分25の応答は、 この部分に応力が加えられた時点で異方性となる。そ のため、その分子双極子が溝120に対し垂直に方向づけされるようにフィルム部 分25を固定することが重要である。実際、本発明に従って実施された音声トラン スジューサが最もうまく機能するのは、応力がPVDFの分子双極子の向きに対し垂 直に加えられた場合である。このような理由で、溝120がカードの幅の方向に設 けられていることから、フィルム部分25は、その分子双極子がカードの長手方向 側面に対して平行に方向づけされるような形で固定される。従って、前述の変形 実施形態においては、溝がカードの長さ方向に設けられている場合、フィルム部 分25及び応力付加部品170を90°だけ回転させるだけで充分である。 好ましくは、このように実施され図３Ｄに全体が表わされているトランスジュ ーサは、25〜30mmの間の幅と27mm〜35mmの間の長さの矩形形状を呈している。 その上、トランスジューサの作動開始の際には、先行技術から得た理論的教示 によると、３〜６ボルトの電圧が端子に印加される従来のセラミクス製トランス ジューサの応答と類似した応答を得るため本発明に従ったトランスジューサの端 子には約100ボルトの電圧を印加しなければならなかったはずであるため、問題 がもう１つ浮上した。ところが、驚いたことに、それでも、本発明に従って実施 されたトランスジューサの端子に印加された12ボルトの電圧によって、適正な応 答を得ることができるのである。 カードの後方表面100はその後、後方表面上に固定された電子コンポーネント をとり囲むことのできる大きなキャビティ181がその下部面に設けられている図 ３に示されているような前方表面180によって被覆される。その上、図３Ｅ上に は表わされていないが、前方表面180のキャビティ182内に設置されたキーにより 、音響信号の生成回路130の引外しシステムを起動させることができる。実際 このキーは、回路130を引外しすることのできる接触を樹立するような形で、相 互接続パターン110に属する櫛形ラインの形で作られた接触点111を短絡させるこ とを可能にする。 一変成実施形態に従うと、前方表面180の下部面上に直接応力付加部品を実現 することが可能である。かくしてこの部品はカードの前方表面の一部を成す。そ の上、こうしてカードの厚みをさらに削減することが可能となる。 図４は、図３Ｄの音声トランスジューサの断面Ａ−Ａの図を表わしている。後 方表面100は斜線入りで表わされている。溝120は、約0.19mmの深さと２〜３mmの 間に含まれた幅を有する。図４では左側にあたる第１の端部では、PVDF製のフィ ルム部分25の下部電極は、異方性導電性接着材27を用いて相互接続パターンの第 １の接触点112に電気的に接続されている。図４の右側にあたる第２の端部では 、フィルム部分25の下部電極は、単純な糊26を用いて接着により後方表面100上 に固定されており、上部電極は、異方性導電性接着材27を用いて、接着により固 定された金属薄板28を介して、図４には表わされていない相互接続パターンの第 ２の接触点113に電気的に接続されている。 その刻み目171が備わった応力付加部品170は、好ましくは0.3〜0.4mmの間の厚 みを有している。刻み目171は、後方表面100上に設けられた溝120と向かい合っ て置かれ、フィルム部分25に押しつけられてそれに銃眼形状を付与する。その上 、溝120は、有利にも、応力下に置かれたPVDFフィルムの一部分が、電圧の印加 を受けた時点でその中で振動しうるような一種の小さなキャビティを形成する。 一変形実施形態に従うと、さらに、音響信号の展出を容易にするような形で後 方表面100の溝120に沿って規則的に分布した、図４ に表わされていない貫通穴を設けることも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポリふっ化ビニリデン（PVDF）製の音声トランスジューサを製造し、電話 回線を通して伝送可能な音響信号を生成することのできる薄いカードの中にこの トランスジューサを組込む方法において、このカードの後方表面（100）には相 互接続パターン（110）が実施されており、 − 長尺で極めて薄いPVDF製テープ（20）の幅全体に分布した電極を構成する両 面メタライゼーションストリップ（22）を作製する段階； − 各々のメタライゼーションストリップ（22）を長い単位フィルムの形に切断 する段階； − カードの後方表面（100）の相互接続パターン（110）の予め定められた場所 に、フィルムの一部分（25）を固定する段階；その後 − 電圧が印加された時点で音響信号を放出できるような形で、フィルムの一部 分（25）に応力を加える段階、 から成ることを特徴とする方法。 ２．後方表面（100）の相互接続パターン上へのフィルム部分（25）の固定は 、第１段階において、フィルム部分の下部電極を第１の電気結合を実現するよう な形で異方性導電性接着材（27）を用いて相互接続パターン（110）の第１の接 触点（112）上に第１の端部で、又単純な糊（26）を用いて後方表面上に第２の 端部で接着させること；そして次に、第２の段階において、異方性導電性接着材 （27）を用いて金属薄板（28）を固定することにより相互接続パターン（110） の第２の接触点（113）とフィルム部分（25）の上部電極の間で、第２の端部で 第２の電気結合を実現すること、から成ることを特徴とする請求項１に記載の方 法。 ３．さらにカードの後方表面（100）上で、フィルム部分（25）の下部電極と 上部電極の接続のために設けられた２つの接触点（112，113）の間に、溝（120 ）を実現することから成ること、及びこれらの溝（120）は互いに平行に方向づ けされていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。 ４．フィルム部分（25）がカードの後方表面（100）上に固定され、かくして その分子双極子が溝（120）に対し垂直に方向づけされるようになっていること を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 ５．後方表面（100）の溝の向かい合って位置づけされうる互いに平行な刻み 目（171）を下部面に備えた矩形の応力付加部品（170）を実現すること、及び銃 眼形状を付与するようにフィルム部分（25）に押しつけてこの部品を置くことか ら成ること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 ６．応力下に置かれたフィルム部分（25）の端子に対して12ボルトの電圧を印 加し、それが音響信号を展出するようにすることから成ることを特徴とする１〜 ５のいずれか１項に記載の方法。 ７．さらに、後方表面（100）の溝（120）に沿って分布した貫通穴を作製し、 それが音響信号の展出を容易にするようにさせることから成ることを特徴とする 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。 ８．相互接続パターン（110）を支持する後方表面（100）をもつ、電話回線に より伝送可能な音響信号を生成するカードの中に組込まれた、ポリふっ化ビニリ デン（PVDF）製の音声トランスジューサにおいて、 − カードの後方表面（100）により支持された、互いに平行な溝（120）； − カードの相互接続パターン（110）に接続されている、下部及び上部の２つ の電極を支持する、非常に薄いPVDF製フィルム部分（25）、及び − 溝（120）と向かい合って位置づけられかつフィルム部分（25）に押しつけ てそれに銃眼形状を付与することのできる互いに平行な刻み目（171）を有する 下部面をもつ応力付加部品（170）、 を含んで成ることを特徴とする音声トランスジューサ。 ９．フィルム部分（25）の厚みが９μｍと12μｍの間に含まれていることを特 徴とする請求項８に記載のトランスジューサ。 10．幅25〜30mmで長さ27〜35mmの矩形形状をもつことを特徴とする請求項８〜 ９のいずれか１項に記載のトランスジューサ。 11．溝（120）が約0.19mmの深さを呈することを特徴とする請求項８〜10のい ずれか１項に記載のトランスジューサ。 12．その刻み目（171）が備わった応力付加部品の厚みが0.3〜0.4mmの間であ ることを特徴とする請求項８〜11のいずれか１項に記載のトランスジューサ。 13．応力付加部品（170）がカードの前方表面（180）の一部を成していること を特徴とする請求項８〜12のいずれか１項に記載のトランスジューサ。