JP2006157518A

JP2006157518A - コンデンサマイクロホンの製造方法

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Publication number: JP2006157518A
Application number: JP2004345586A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP4514040B2

Abstract

【課題】ダイヤフラムとダイヤフラム保持体を接着する接着剤の硬化前と硬化後でのダイヤフラムの位置変位をなくすことができ、ダイヤフラムとダイヤフラム保持体相互間の導通不良を防止し、性能のばらつきがなく、性能を高めることができる。
【解決手段】ダイヤフラム１が接着により固着されたダイヤフラム保持体２を有するコンデンサマイクロホンの製造方法。表面に凹凸のあるシート１０に接着剤１２をのばす工程、シート１０の表面をスクイーズしてシート表面の凹部１８に接着剤１２を残し他の接着剤を除去する工程、ダイヤフラム１を接着すべきダイヤフラム保持体２の接着面をシート１０の表面に押し付けてシート表面の凹部１８の接着剤１２をダイヤフラム保持体２の接着面に付着させる工程、ダイヤフラム保持体２の接着面にダイヤフラム１を接着させる工程を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンの製造方法に関するもので、特に、振動板として機能するダイヤフラムとこのダイヤフラムを保持するダイヤフラム保持体との接着方法に関するものである。

コンデンサマイクロホンの主要な構成部分であるマイクロホンユニットは、エレクトレット膜からなり振動板として機能するダイヤフラムと、このダイヤフラムとの間で一種のコンデンサを構成するバックプレートを備えている。上記ダイヤフラムはダイヤフラム保持体に所定の張力をもって貼り付けられ、バックプレートは電気絶縁性の支持体に支持されて、それぞれユニットケースに組み込まれる。ダイヤフラムとバックプレートとの間にはスペーサが介在し、このスペーサによってダイヤフラムとバックプレートとの間に所定幅のギャップが保たれている。

図２、図３は、一般的なコンデンサマイクロホンのユニットの例を示す。図２、図３において、符号１は振動板として機能するダイヤフラムを示している。ダイヤフラム１は、例えば、円形の薄い樹脂フィルムに金などの金属膜が蒸着されることによってエレクトレット膜を構成している。ダイヤフラム１の外周縁部は、ダイヤフラム１に所定の張力を与えた状態で、上記金属膜の蒸着面側がリング状のダイヤフラム保持体２に接着されることによって固着されている。ダイヤフラム１の外周縁部にはまた、上記金属膜の蒸着面とは反対側にリング状のスペーサ４が当接し、スペーサ４には円板状のバックプレート３の外周縁部が当接している。したがって、ダイヤフラム１とバックプレート３との間にスペーサ４が介在し、ダイヤフラム１とバックプレート３との間にスペーサ４の厚さに対応する隙間ｇが形成されている。ダイヤフラム１とバックプレート３によって一種のコンデンサを構成し、ダイヤフラム１が音声を受けて振動すると、振動に応じてダイヤフラム１とバックプレート３との間の静電容量が変化するようになっている。

バックプレート３は電気絶縁性の支持体５によって支持されている。支持体５は扁平な皿状の部材で、開放端側の内周縁部に段部５１が形成されていて、この段部５１にバックプレート３の外周縁部が嵌められることによりバックプレート３が支持されている。バックプレート３と支持体５との間には空間５２が形成されている。これらダイヤフラム１、ダイヤフラム保持体２、バックプレート３、支持体５を含む各部材は図示されないユニットケースに組み込まれ、コンデンサマイクロホンユニットを構成している。

上記のように、ダイヤフラム１は外周縁部が接着によってダイヤフラム保持体２に固着される。この接着に使用される接着剤は、硬化の前後によって収縮による寸法変化が発生しにくいもの、例えば、エポキシ系接着剤、紫外線硬化樹脂からなる接着剤などが用いられる。しかし、硬化による収縮が少ない接着剤とはいっても若干の収縮があり、リング状のダイヤフラム保持体２の内周側にはみ出した接着剤の影響によって有効静電容量のばらつきが発生する。図４、図５はこの静電容量がばらつく原因を示している。図４において、符号６は、ダイヤフラム保持体２の内周側にはみ出してダイヤフラム１に広がった接着剤を示している。接着剤６が硬化する前は、ダイヤフラム１を接着したダイヤフラム保持体２の面とダイヤフラム１の接着面とが同一面上にある。しかし、上記接着剤６が硬化すると、接着剤６の収縮によって、図５に示すように、ダイヤフラム１を前方に引き出し、ダイヤフラム１は、接着剤６の硬化前の位置から寸法ｓだけ前方に移動する。接着剤６の硬化によるダイヤフラム１の変位は、接着剤の層の厚さが厚いほど大きくなる。また、接着剤には「濡れ性」があることから、ダイヤフラム保持体２の内壁面まで接着剤６が上がり、この部分の接着剤の厚みは０．２ｍｍ程度までになることがあり、そのときのダイヤフラム１の変位量は１０μｍにまで達することがある。

このようなダイヤフラム１の変位がマイクロホンの性能に与える影響の大きさは、図２について説明したスペーサ４の厚みによっても変わるが、厚さ５０μｍのスペーサ４を使用したとして、上記接着剤６によるダイヤフラム１の変位が１０μｍあったとすると、接着剤のはみ出しがなかったものあるいははみ出しが僅少であったものと比較すると、約２ｄＢの感度差が発生する。また、ダイヤフラム１の変位によってダイヤフラム１とバックプレート３との隙間ｇが変わってしまうため、高音域の周波数応答や固有雑音のばらつきを発生させることになる。

以上のような理由から、ダイヤフラム１をダイヤフラム保持体２に固着するための接着剤の量は必要にして最小限の量であることが望ましい。そこで従来は、ガラス板などの平坦な面に接着剤を塗布し、これをへらやガラス棒などで板面上に薄くのばし、薄くのばした接着剤層の上にダイヤフラム保持体２の接着面を押し付け、ダイヤフラム保持体２の接着面に接着剤を付着させていた。この接着面にダイヤフラム１を接着させていた。

しかし、ガラスなどの平坦な板上に、へらやガラス棒などで接着剤を薄くのばす工法では、接着剤層の厚さの管理を作業者の勘と経験に依存することになり、接着剤層の厚さが大きくばらついていた。一般に、接着剤の量が少ないと、ダイヤフラム１がダイヤフラム保持体２に接着せず、ダイヤフラム保持体２から剥がれてしまうので、作業者は接着剤の量を多めにして接着剤層を厚めにしがちであり、その結果として、上記のように、接着剤のはみ出しによるダイヤフラム１の変位という問題が生じている。

さらに、接着剤の量が多すぎると、ダイヤフラム１とダイヤフラム保持体２との間の接着層に気泡を含みやすくなり、接着強度の劣化、ダイヤフラム１の位置変動などの問題を生じやすい。上記接着剤の量があまりに多いと、ダイヤフラム１の金属蒸着層とダイヤフラム保持体２とが接着剤によって絶縁されてしまうという問題がある。ダイヤフラム１の金属蒸着層とダイヤフラム保持体２とが絶縁されると、コンデンサを形成することができず、感度の低下、固有雑音の増大などの不具合を生じる。特に、ＰＥＴ，ＰＰＳ，ＰＥＮなどからなるフィルムに金属を蒸着してなる厚さ２μｍ以下の振動板を用いた高性能の一次音圧傾動型マイクロホンユニットでは、上記のような不具合がより顕著になる。

なお、本発明に関連のある先行技術として、固定極（バックプレート）と振動板（ダイヤフラム）を、スペーサを介し所定の間隔をもって対向配置するに当たり、スペーサとしてほぼ同一粒径である複数の絶縁球体を含む電気絶縁性接着剤を用い、この接着剤を振動膜と固定極との間に塗布した後、複数の絶縁球体が振動膜および固定極に対して平行をなす１層状態となるように加圧して接着剤を硬化させることを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開平６−６４２１８号公報

特許文献１記載の発明は、ダイヤフラムとバックプレートとの間に形成される隙間のばらつきを小さくして静電容量を安定化させることができる利点があり、かかる製造方法も課題解決手段として有効である。
本発明は、特許文献１にかかる発明とは別の発想によって前記従来技術の課題を解決するものである。

本発明は、ダイヤフラムとダイヤフラム保持体を接着するに当たり、接着剤の硬化前と硬化後でのダイヤフラムの位置変位をなくし、あるいは位置変動があったとしてもごくわずかとすることができ、接着層に気泡を含みにくくし、ダイヤフラムとダイヤフラム保持体相互間の導通不良を防止し、もって、性能のばらつきがなく、性能を高めることができるコンデンサマイクロホンの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ダイヤフラムが接着により固着されたダイヤフラム保持体と、所定の隙間をおいて上記ダイヤフラムに対向配置されたバックプレートと、を有してなるコンデンサマイクロホンの製造方法であって、表面に凹凸のあるシートに接着剤をのばす工程と、上記シートの表面をスクイーズしてシート表面の凹部に接着剤を残し他の接着剤を除去する工程と、ダイヤフラムを接着すべきダイヤフラム保持体の接着面を上記シートの表面に押し付けてシート表面の凹部の接着剤をダイヤフラム保持体の接着面に付着させる工程と、ダイヤフラム保持体の接着面にダイヤフラムを接着させる工程と、を有することを最も主要な特徴とする。

表面に凹凸のあるシートに接着剤をのばし、シートの表面をスクイーズすることにより、シートには表面の凹部にのみ接着剤が残り、他の接着剤は除去される。このシート表面にダイヤフラム保持体の接着面を押し付けると、シートの表面の凹部に残った接着剤がダイヤフラム保持体の接着面に付着する。このダイヤフラム保持体の接着面に付着する接着剤の量は、上記凹部の密度、凹部の深さなどによって制御することができ、ダイヤフラム保持体の接着面に付着する接着剤の量を、必要にして最小限の量に制御することができる。接着剤が付着したダイヤフラム保持体の接着面をダイヤフラムに押し付けるなどの方法によってダイヤフラム保持体にダイヤフラムを接着する。接着剤の量は、必要にして最小限に制御されているため、接着剤がダイヤフラム保持体の内周面側にはみ出すことを防止することができ、接着剤のはみ出しによる前述のようなさまざまな問題を解消することができる。

以下、本発明にかかるコンデンサマイクロホンの製造方法の実施例について、図１を参照しながら説明する。本発明は、ダイヤフラムが接着により固着されたダイヤフラム保持体と、所定の隙間をおいて上記ダイヤフラムに対向配置されたバックプレートと、を有してなるコンデンサマイクロホンの製造方法であって、特に、ダイヤフラムとダイヤフラム保持体との接着方法に特徴があるので、図１では、ダイヤフラムとダイヤフラム保持体との接着方法の例を示している。

図１において、（ａ）は表面に凹凸のあるシート１０を示している。シート１０は、弾力性のある素材、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムを素材とし、このシート１０の表面に高さ２〜５μｍの凸部１６、換言すれば、深さ２〜５μｍの凹部１８を形成したものである。上記凸部１６または凹部１８は、１ｍｍ平方に２０〜１００個程度の密度で成形されている。

図１（ｂ）に示すように、上記凹凸のあるシート１０の表面に接着剤１２をのばす。接着剤１２の量は、シート１０の上記凹部１８を埋め尽くしかつ凸部１６が十分に隠れる程度とする。接着剤の種類は、前述のような硬化前と硬化後で収縮がなるべく少ないもの、例えば、エポキシ系接着剤、紫外線硬化樹脂からなる接着剤などを用いるとよい。

次に、シート１０上の接着剤１２をスクイージーによりスクイーズして、図１（ｃ）に示すように、シート１０の表面の凹部１８に接着剤１２を残し他の接着剤１２を除去する。上記スクイージーとして、例えば、板を用いることができ、板の縁部をシート１０に押し付けて滑らせることにより、余分な接着剤１２を除去することができる。シート１０の面積ないしは寸法は、ダイヤフラム１の外周を包含できるだけの面積ないしは寸法以上であればよい。

次に、図（ｄ）（ｅ）に示すように、シート１０の上に、リング状のダイヤフラム保持体２の接着面を載せ、さらに、ダイヤフラム保持体２をシート１０に押し付ける。シート１０は弾力性のある素材からなるため、これにダイヤフラム保持体２を押し付けることによりシート１０の凹凸が潰され、シート１０の凹部１８に残っている接着剤１２がダイヤフラム保持体２の接着面に接触する。そこで、図１（ｆ）に示すように、ダイヤフラム保持体２をシート１０から引き離すと、シート１０の凹部１８に残っている接着剤１２がダイヤフラム保持体２の接着面に付着する。

シート１０の凹部に残っている接着剤１２のすべてがダイヤフラム保持体２の接着面に付着するとは限らないが、シート１０の凹凸の高さ又は深さと、単位面積当たりの凹凸の数すなわち凹凸の密度（ないしは単位面積に占める凹部の割合）によって、ダイヤフラム保持体２の接着面に付着する接着剤１２の量が決まる。そこで、必要かつ最低限の量の接着剤１２がダイヤフラム保持体２に付着するように、シート１０の凹凸の高さ又は深さと凹凸の密度を設定する。

上記のようにして接着剤１２が付着したダイヤフラム保持体２の接着面を、図１（ｇ）に示すようにダイヤフラム１の接着すべき面に対向させ、かつ、上記接着面をダイヤフラム１の上記接着すべき面に押し付け、ダイヤフラム保持体２の接着面にダイヤフラム１を接着させる。ダイヤフラム１は前述のように円形の薄い樹脂フィルムに金などの金属膜が蒸着されることによってエレクトレット膜を構成している。ダイヤフラム１の外周縁部の上記金属膜蒸着面がダイヤフラム保持体２との接着面である。上記のようにダイヤフラム１にダイヤフラム保持体２を押し付けた状態で接着剤の硬化に必要な時間をおくことにより、ダイヤフラム１とダイヤフラム保持体２とを接着させることができる。

接着によって一体化されたダイヤフラム１とダイヤフラム保持体２は、図２について説明したように、支持体５、バックプレート３、スペーサ４とともに、図示されないユニットケースに組み込まれてコンデンサマイクロホンユニットが構成される。

以上説明したコンデンサマイクロホンの製造方法の実施例によれば、すでに述べたとおり、シート１０の凹凸の高さ又は深さと、単位面積当たりの凹凸の数すなわち凹凸の密度によって、ダイヤフラム保持体２の接着面に付着させる接着剤１２の量を目論見どおりに制御することができ、従来のように接着剤１２を多く使うことによる前記各種の弊害を防止することができる。また、ダイヤフラム保持体２の接着面に付着させる接着剤１２の量のばらつきを少なくすることもできるため、接着剤１２が少なすぎてダイヤフラム１がダイヤフラム保持体２から剥がれるという弊害も防止することができる。

本発明にかかるコンデンサマイクロホンの製造方法の実施例を模式的に示す工程図である。一般的なコンデンサマイクロホンユニットの例を示す縦断面図である。上記コンデンサマイクロホンユニットのダイヤフラムとダイヤフラム保持体とバックプレートとの関係を示す拡大縦断面図である。上記コンデンサマイクロホンユニットのダイヤフラムとダイヤフラム保持体の接着の様子を示す拡大縦断面図である。上記コンデンサマイクロホンユニットのダイヤフラムとダイヤフラム保持体を接着する接着剤が不具合を起こす様子を示す拡大縦断面図である。

符号の説明

１ダイヤフラム
２ダイヤフラム保持体
１０シート
１２接着剤

Claims

ダイヤフラムが接着により固着されたダイヤフラム保持体と、所定の隙間をおいて上記ダイヤフラムに対向配置されたバックプレートと、を有してなるコンデンサマイクロホンの製造方法であって、
表面に凹凸のあるシートに接着剤をのばす工程と、
上記シートの表面をスクイーズしてシート表面の凹部に接着剤を残し他の接着剤を除去する工程と、
ダイヤフラムを接着すべきダイヤフラム保持体の接着面を上記シートの表面に押し付けてシート表面の凹部の接着剤をダイヤフラム保持体の接着面に付着させる工程と、
ダイヤフラム保持体の接着面にダイヤフラムを接着させる工程と、を有してなるコンデンサマイクロホンの製造方法。
シートとして弾力性のあるシートを用いる請求項１記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
接着面に接着剤が付着したダイヤフラム保持体の上記接着面をダイヤフラムに押し付けることによりダイヤフラムをダイヤフラム保持体に接着する請求項１記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。