JP2006140861A

JP2006140861A - エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法

Info

Publication number: JP2006140861A
Application number: JP2004329994A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-11-15
Also published as: JP4729290B2

Abstract

【課題】ユニット組立後にエージングするにしても、加湿エージングを不要とし加熱エージングだけを行うことにより、ユニットに含まれる金属部品に錆を発生させないようにする。
【解決手段】合成樹脂フィルムからなる振動板と、合成樹脂製の絶縁座に支持されている固定極２１とを合成樹脂製のスペーサリングを介して対向的に配置してなり、固定極２１の振動板と対向する面にエレクトレット誘電体膜２３を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、エレクトレット誘電体膜２３に高圧放電手段により直流の高電圧を印加して分極化処理する際に、エレクトレット誘電体膜２３のうちのスペーサリングと接触する部分２３ａを金属製のリングカバー１２０によりマスクして、振動板と対向する有効固定極部分のみを分極化処理し、他の構成部品に不要な電荷を持たせない。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法に関し、さらに詳しく言えば、固定極側にエレクトレット誘電体膜を有するバックエレクトレット方式において、感度に寄与しない無効電荷の処理技術に関するものである。

図２に示すように、コンデンサマイクロホンユニットは、振動板１１を所定の張力をもって支持リング１２に張設してなる振動板サブアセンブリ１０と、固定極２１を合成樹脂製の絶縁座２２に支持してなる固定極サブアセンブリ２０とを、それらの間に電気絶縁性の通常は合成樹脂からなるスペーサリング３０を挟んで組み立てられる。

この場合、固定極２１の振動板１１と対向する面にエレクトレット誘電体膜２３を配置したものがバックエレクトレット方式のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットである（例えば、特許文献１参照）。

なお、この種のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットにおいて、振動板１１には支持リング１２の貼着面側に金属蒸着膜を有するＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの合成樹脂フィルムが用いられ、エレクトレット誘電体膜２３にはＦＥＰ（ＦｌｕｏｒｉｎａｔｅｄＥｔｈｙｌｅｎｅＰｒｏｐｙｌｅｎｅ）などのエレクトレット材が用いられる。エレクトレット材は例えばコロナ放電などにより直流の高電圧が印加されると分極化し、その電圧除去後においても分極化が残存する特性を有する。

振動板サブアセンブリ１０，スペーサリング３０および固定極サブアセンブリ２０は互いに強固に接触した状態で図示しない例えばアルミニウムなどからなるユニットケース内に組み込まれるが、エレクトレット誘電体膜２３以外の電荷、すなわちスペーサリング３０，振動板１１，絶縁座２２に存在する電荷は、熱を受けることにより、それらの各接触面で双極子の移動や漏洩によって変化しやすく、これが雑音発生の原因となる。

また、バックエレクトレット方式の場合、振動板１１の合成樹脂フィルムの双極子がエレクトレット誘電体膜２３のマイナス電荷によって配向されるが、そのプラス電荷が多すぎる状態の場合には静電吸引力が過大となり、振動板１１が固定極２１側に引き寄せられ振動板としての機能が損なわれることがある。

このような問題が生じないようにするため、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットにおいては、組立後にエージングを実施して、エレクトレット誘電体膜２３以外の電荷を積極的に移動，漏洩させて安定化し、マイクロホンユニットの性能を測定してから最終的な組立を行うようにしている。

特開平１１−８８９８９号公報

ところで、エージングは、例えば温度５５℃，相対湿度９５％の条件下で約４時間程度行われるが、湿度を加えることから、固定極２１および固定極２１に接続されている引出電極ロッド２４、それに図示しないユニットケースなどの金属部品に錆が発生し、導通不良，絶縁不良，外観劣化などの問題が発生する。

したがって、本発明の課題は、ユニット組立後にエージングするにしても、加湿エージングを不要として金属部品に錆を発生させないようにしたエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、合成樹脂フィルムからなる振動板と、合成樹脂製の絶縁座に支持されている固定極とを合成樹脂製のスペーサリングを介して対向的に配置してなり、上記固定極の上記振動板と対向する面にエレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、上記エレクトレット誘電体膜に高圧放電手段により直流の高電圧を印加して分極化処理する際に、上記エレクトレット誘電体膜のうちの上記スペーサリングと接触する部分を金属製のリングカバーによりマスクして、上記振動板と対向する有効固定極部分のみを分極化処理することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、当該エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを組み立てるに先立って、上記振動板，上記スペーサリングおよび上記絶縁座の各合成樹脂部品を有機溶剤にて洗浄し乾燥して、あらかじめ上記各合成樹脂部品の電荷を除去することを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、上記請求項２において、上記各合成樹脂部品の乾燥温度は、上記各合成樹脂部品のガラス転移点以上で、部品が熱変形しない温度であることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、固定極上のエレクトレット誘電体膜に高圧放電手段により直流の高電圧を印加して分極化処理する際に、エレクトレット誘電体膜のうちのスペーサリングと接触する部分を金属製のリングカバーによりマスクするようにしたことにより、固定極には振動板と対向する有効固定極部分のみに電荷が付与され、スペーサと接する部分には無効電荷が存在しないため、加湿エージングが不要で加熱エージングのみを行えばよく、したがって固定極やそれに接続されている引出電極ロッド，ユニットケースなどの金属部品に錆が発生することがない。

また、加熱エージングを行うにしても移動，消失する電荷が少ないことから、加熱エージング前後での感度変化が小幅に抑えられ、性能のバラツキの少ないエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを得ることができる。

さらに、加熱エージングは、主としてユニットケース内できつく組み立てられた組立部品間の応力緩和と、エレクトレット誘電体膜と対向する振動板の双極子を配向させることを目的として行われるが、そのエージング条件は例えば７０℃，２時間程度で済むため、エージング処理時間も大幅に短縮することができる。

エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを組み立てるに先立って、振動板，スペーサリングおよび絶縁座の各合成樹脂部品を有機溶剤にて洗浄し乾燥して、あらかじめ上記各合成樹脂部品の電荷を除去するようにした請求項２に記載の発明によれば、部品間接触などにて発生した電荷を組立前に除去することができるため、経時的な性能変化を防止することができる。また、合成樹脂部品の洗浄・乾燥は部品ごとにまとめて行うことができるため、工数が大幅に増加することもない。

各合成樹脂部品の乾燥温度を各合成樹脂部品のガラス転移点以上で、部品が熱変形しない温度とする請求項３に記載の発明によれば、各合成樹脂部品に帯電している電荷をより確実に除去することができる。

次に、図１により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明によりエレクトレット誘電体膜を分極化処理（エレクトレット化処理）する状態を示す模式的な断面図である。なお、本発明において、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの基本的な構成は、先の図２で説明した従来例と同じであってよいため、その各構成要素については図２を参照されたい。

固定極２１のエレクトレット誘電体膜２３の分極化処理は、エレクトレット誘電体膜２３を固定極２１に貼着した状態で行われる。そのため、エレクトレット誘電体膜２３を有する固定極２１は電気絶縁性の支持治具１１０上にセットされ、高圧放電手段（例えば、コロナ放電手段）を備えている図示しない処理層内に入れられる。

上記処理層内でエレクトレット誘電体膜２３に高圧放電手段により直流の高電圧が印加されるのであるが、その際、エレクトレット誘電体膜２３のうちのスペーサリング３０と重なり合う外縁部２３ａが金属製のリングカバー１２０によりマスクされ、エレクトレット誘電体膜２３のうちの振動板１１と対向する有効固定極部分、すなわち上記外縁部２３ａの内側部分のみが分極化処理される。

これにより、エレクトレット誘電体膜２３の上記外縁部２３ａには浮遊的な無効電荷が存在しないため、組立状態においてスペーサリング３０との接触部分で従来生じていた加熱などに起因する双極子の移動，消失がなく、性能の安定したエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを得ることができる。

また、スペーサリング３０との接触部分に電荷が存在しないため、従来行われていた高温，高湿下でのエージングを行う必要がなく、エージングとしては、主としてユニットケース内できつく組み立てられた組立部品間の応力緩和と、エレクトレット誘電体膜２３と対向する振動板１１の双極子を配向させることを目的とした加熱エージングだけを行えばよい。

このように、加湿エージングが不要であることから、エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットに含まれる金属部品に錆が発生することがない。また、上記目的のための加熱エージングは、一例として７０℃，２時間程度行えばよいため、エージング処理時間も大幅に短縮することができる。

他方において、振動板１１，スペーサリング３０および絶縁座２２の各合成樹脂部品については、部品間接触などで電荷が帯電していることがあるため、その電荷を消失させる目的で有機溶媒（好ましくはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ））にて洗浄し、その後、７０℃程度で加熱乾燥する。

なお、有機溶媒で電荷を除去処理したのち、加熱すると残存電荷量によっては外部電界が復帰することがあるため、表面電位を測定して残存電荷が認められる場合には、洗浄，乾燥を複数回実施することが好ましい。また、乾燥温度は合成樹脂部品のガラス転移点以上の温度で部品が熱変形をきたさない温度であることが好ましい。

いずれにしても、振動板１１，スペーサリング３０および絶縁座２２の各合成樹脂部品を洗浄，乾燥することにより、ユニット内に無効電荷が持ち込まれないため、加熱エージング前後での感度変化がより小幅に抑えられ、性能のバラツキの少ないエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを得ることができる。また、合成樹脂部品の洗浄・乾燥は部品ごとにまとめて行うことができるため、工数が大幅に増加することもない。

本発明によりエレクトレット誘電体膜を分極化処理（エレクトレット化処理）する状態を示す模式的な断面図。従来のコンデンサマイクロホンユニットを示す概略的な断面図。

符号の説明

１０振動板サブアセンブリ
１１振動板
１２支持リング
２０固定極サブアセンブリ
２１固定極
２２絶縁座
２３エレクトレット誘電体膜
２４電極引出ロッド
３０スペーサリング
１１０分極化処理用の支持治具
１２０金属製のリングカバー

Claims

合成樹脂フィルムからなる振動板と、合成樹脂製の絶縁座に支持されている固定極とを合成樹脂製のスペーサリングを介して対向的に配置してなり、上記固定極の上記振動板と対向する面にエレクトレット誘電体膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、
上記エレクトレット誘電体膜に高圧放電手段により直流の高電圧を印加して分極化処理する際に、上記エレクトレット誘電体膜のうちの上記スペーサリングと接触する部分を金属製のリングカバーによりマスクして、上記振動板と対向する有効固定極部分のみを分極化処理することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
当該エレクトレットコンデンサマイクロホンユニットを組み立てるに先立って、上記振動板，上記スペーサリングおよび上記絶縁座の各合成樹脂部品を有機溶剤にて洗浄し乾燥して、あらかじめ上記各合成樹脂部品の電荷を除去することを特徴とする請求項１に記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
上記各合成樹脂部品の乾燥温度は、上記各合成樹脂部品のガラス転移点以上で、部品が熱変形しない温度とすることを特徴とする請求項２に記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。