JP2006166340A - 振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動膜と、該振動膜の周縁に形成された振動枠とからなる振動板の製造方法において、音響特性に優れた高品質な振動板を得る。
【解決手段】本発明に係る振動板の製造方法は、振動膜２となる電着金属１５を電鋳により形成する工程と、前記電着金属１５の周縁部と一体化するように振動枠３となる電着金属２０を電鋳により形成する工程とを具備する。隣り合って形成される振動板１・１どうしを繋ぐ連結部５を設けることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動膜と、該振動膜の周縁に形成された振動枠とからなる振動板の製造方法に関する。

この種の振動板の公知例に特許文献１がある。そこでは、振動膜の周縁部に接着剤により振動枠を貼り付けて、振動板を製造している。

特開昭５９−７９７００号公報 特開平１０−１２６９７３号公報

しかし、上記特許文献のように、振動膜と振動枠とを接着剤で貼り付けてなる振動板は、音響特性が悪い。また、振動膜と振動枠とを別部品として作製したうえで、これらを接着剤で貼り合わせていたため、生産性良く振動板を製造できない点でも不利がある。加えて、振動膜に対する振動枠の取り付け位置を厳密に規定することが困難で、位置精度良く両者を貼り合わせることができず、振動板の品質精度が悪化しやすい点でも不利がある。

本発明の目的は、振動膜と、該振動膜の周縁に形成された振動枠とからなる振動板の製造方法において、生産性を確保しながら、品質精度良く振動板を製造できるようにすることにある。

本発明は、振動膜２となる電着金属１５を電鋳により形成する工程（図４（ａ））と、前記電着金属１５の周縁部と一体化するように振動枠３となる電着金属２０を電鋳により形成する工程（図５（ｂ））とを具備することを特徴とする振動板の製造方法である。

前記製造方法には、振動板１・１どうしを繋ぐ連結部５を設ける工程（図４（ａ））を含ませることができる。ここで言う「振動板１・１どうしを繋ぐ連結部５」とは、図１に示すような形態のほか、図７に示すごとく、連結部５を各振動板１の形成領域を仕切る枠体４の部分から延出させるようにして、かかる連結部５で以て、隣り合って形成される振動板１・１どうしが繋がれる形態をも含む概念である。

図４（ａ）に示すごとく、振動膜２となる電着金属１５を電鋳する工程において、連結部５を形成することが好ましい。

振動膜２となる電着金属１５をニッケル、振動枠３となる電着金属２０をニッケル−コバルトとすることが好ましい。

図４（ａ）に示すごとく、振動膜２となる電着金属１５を電鋳する工程を、ステンレス製の母型６上に形成された下地層９上で実施することが好ましい。なお、下地層９は、図示例のごとく、接合層７を介して母型６上に形成されたものであってもよい。

下地層９は、銅層とすることが好ましい。

図３（ａ）に示すごとく、ステンレス製の母型６上に接合層７、次いで該接合層７上に下地層９を形成する工程を含み、図４（ａ）に示すごとく、該下地層９上で振動膜２となる電着金属１５の電鋳を行うようにすることができる。この場合には、接合層７を、下地層９の形成素材と母型６の形成素材であるステンレスとを密着性良く接合できる素材で形成し、下地層９を、溶解除去できる素材で形成することが望まれる。具体的には、接合層７の形成素材をニッケル、下地層９の形成素材を銅とすることができる。

本発明に係る振動板１の製造方法おいては、振動膜２となる電着金属１５を電鋳により形成する工程（図４（ａ））と、前記電着金属１５の周縁部と一体化するように振動枠３となる電着金属２０を電鋳により形成する工程（図５（ｂ））とを具備するものとしたので、接着剤により両者２・３を接合するものと比べて、位置ズレなく振動枠３を振動膜２上の所定位置に一体的に電鋳形成することが可能となり、したがって、品質精度に優れた振動板１が得られる。また、接着剤により両者２・３を接合するものと比べて、両者２・３を不利一体的に接合できるので、音響特性の向上に優れた振動板１が得られる。振動膜２だけでなく振動枠３を電鋳形成するから、両者２・３を別体で成形したのち、接着剤で接合する製造形態に比べて、生産性良く振動板１を製造できる利点もある。

隣接する振動板１・１どうしを繋ぐ連結部５を設けるようにしてあると、母型６等から振動板１・１を分離した際に、各振動板１・１がバラバラになることがなく、連結部５によって連結された形態とすることができ、したがって、最後に連結部５と振動板１・１との境界を切断して、各振動板１・１を単一部品化する製造形態を採ることができる（図１参照）。これによれば、母型６等の分離時に、各振動板１・１がバラバラに形態に比べて、以後の振動板１の取り扱いが容易となるため、生産効率の向上に貢献できる。

振動膜２となる電着金属１５を電鋳する工程において、連結部５を形成するようにしてあると、該連結部５を別工程で作製する場合に比べて、生産効率良く振動板１を作製できる。また、連結部５はニッケルで形成することが好ましい。これはニッケルがニッケル−コバルトに比べて軟らかく、したがって連結部５をニッケル製とするほうが容易に切断できることに拠る。

この種の振動板１においては、振動膜２に良好な柔軟性を与えることが、音響特性の向上を図るうえで不可欠な要素である。また、該振動膜２を保形・保持する振動枠３には、高い剛性を備える素材を採用することが、音響特性の向上を図るうえで有利である。本発明のように、振動膜２の電鋳素材として硬度の小さなニッケル、振動枠３の電鋳素材として該ニッケルよりも硬度の大きなニッケル−コバルトを採用すると、上述のような振動膜２の柔軟性と振動枠３の剛性という相反する特性を同時に満足することが可能となり、これにて、音響特性に優れた振動板１を得ることができる。

図４（ａ）に示すごとく、振動膜２となる電着金属１５を電鋳する工程を、ステンレス製の母型６上に形成された下地層９上で行うようにしてあると、電鋳後に該下地層９を溶解除去することで、下地層９を強制剥離する形態に比べて、薄肉化された振動膜２をうねり無く高精度に作製できる。このことは振動板１の高品質化に資する。振動膜２にうねりが生じることを抑えることができるため、不良品の発生を抑えて、振動板１の歩留まりの向上を図ることもできる。この場合において、下地層９を銅層としてあると、該下地層９をプラスチック製とする場合に比べて、電鋳法によって成長性良く振動膜２となる電着金属１５を形成することができるとともに、比較的簡単に溶解除去することができて最適である。

図３（ａ）に示すごとく、ステンレス製の母型６上に接合層７、次いで該接合層７上に下地層９を形成する工程を含み、図４（ａ）に示すごとく、該下地層９上で振動膜２となる電着金属１５の電鋳を行うようにするとともに、接合層７を下地層９の形成素材と母型６の形成素材であるステンレスとを密着性良く接合できる素材で形成し、下地層９を溶解除去できる素材で形成してあると、三者６・７・９を一体不可分化して、分離のおそれなく製造作業を進めることができる。換言すれば、ステンレス製の母型６上に直接的に、該ステンレスとの密着性が不良な形成素材からなる下地層９を形成する形態では不可避となる、両者６・９の密着性が不良であることに起因して、製造工程時に両者６・９が分離したり、下地層９がずれ動いたりするおそれが一切生じない点で優れている。具体的には、接合層７の形成素材をニッケル、下地層９の形成素材を銅としてあると、ニッケルはステンレス、および銅との密着性が良好であるため、先の接合層７の形成素材として好適である。先に述べたように、銅は簡単に溶解除去することができるため、薄肉化された振動膜２をうねり無く高精度に作製できる。

図１ないし図６に、本発明に係る振動板、およびその製造方法の実施形態を示す。図１および図２において振動板１は、円形の金属箔である振動膜２と、該振動膜２の周縁部に立設状に形成されたリング状の振動枠３とからなる有底円筒状を呈しており、これら振動膜２と振動枠３とを電鋳法により一体的に形成してなる。本実施形態では、振動膜２を厚み寸法が2.５μｍのニッケル電鋳品とし、振動枠３を高さ寸法が１４０μｍのニッケル−コバルト電鋳品とした。

図１において符号５は、隣り合う振動板１・１どうしを繋ぐことを目的として、振動板１の製造作業時に形成される連結部を示している。この連結部５は、横長の本体部５ａと、該本体部５ａの両端に連続して設けられて、該振動板１に近づくに従って、漸次幅狭となるテーパー状の易切断部５ｂとからなり、該テーパーの先端で点接合状に振動板１の下端を保持している。図示例では、一部の連結部５は、振動板１とともに電鋳形成される枠４と振動板１との間を連結している。

この形態によれば、連結部５と振動板１との接合部分に対して切断刃を押圧するなどすれば、簡単容易に易切断部５ｂを切断して、各振動板１を単一部品化することができる。さらに詳しく言うと、後述のごとく、易切断部５ｂは振動膜２と一体的に形成されるものであって、極めて薄いもの（本実施形態では、厚み寸法2.５μｍ）であるから、切断作業を進めることが極めて容易であり、これにて、図１に示すように、連結部５によって一体的に連結された形態から各振動板１を簡単容易に切り離して、分離することができる。

図３ないし図６に、本実施形態に係る振動板１の製造方法を示す。なおここでは、図１に示すごとく、二つの振動板１を同時的に作製する場合について説明する。まず、図３（ａ）に示すごとく、導電性を有する導電性を有するステンレス製の母型６の表面に、ニッケルを電着して、ニッケル零次電着層７（接合層）を電鋳形成したうえで、該ニッケル零次電着層７上に銅を電着して、銅層９（下地層）を電鋳形成した。ここでは、ニッケル零次電着層７の厚み寸法は１０μｍとし、銅層９の厚み寸法は１０μｍとした。なお、ニッケル−ステンレス、ニッケル−銅とは、密着性が良好である。

次に、図３（ｂ）に示すごとく、銅層９の表面にフォトレジスト層１０を形成した。このフォトレジスト層１０は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。次いで、このフォトレジスト層１０の上に、振動膜２および、連結部５に対応する透光孔１１ａ（を有するパターンフィルム１１（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外光ランプ１２で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図３（ｃ）に示すごとく、振動膜２および連結部５に対応するレジスト体１３ａを有する一次パターンレジスト１３を銅層９上に形成した。なお、ここでのレジスト体１３ａの厚み寸法は、１０μｍとした。

図４（ａ）に示すごとく、レジスト体１３ａの無い銅層９上に、ニッケルを電着させることにより、振動膜２および連結部５となる一次電着層１５（電着金属）を電鋳形成した。一次電着層１５の厚み寸法は、2.５μｍとした。

次に、図４（ｂ）に示すごとく、一次電着層１５およびレジスト体１３ａを覆うように、フォトレジスト層１６を形成したうえで、このフォトレジスト層１６の上に、振動枠３に対応する透光孔１７ａを有するパターンフィルム１７を密着し、紫外光ランプ１２で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図４（ｃ）に示すごとく、振動枠３に対応するレジスト体１９ａを有する二次パターンレジスト１９を一次電着層１５上に形成した。レジスト体１９ａの厚み寸法は、１５０μｍとした。

次に、図５（ａ）に示すように、レジスト体１９ａの無い一次電着層１５上に、ニッケル−コバルトを電鋳して、振動枠３および枠４となる二次電着層２０（電着金属）を形成した。二次電着層２０の厚み寸法は、レジスト体１９ａの上端面を超えるまでとした。これにて、ニッケル製の一次電着層１５と、ニッケル−コバルト製の二次電着層２０とを一体的に電鋳形成してなる電着金属体を得た。

図５（ｂ）に示すごとく、レジスト体１９ａの上面および二次電着層２０の上面に対して研磨処理を施した。これにて、レジスト体１９ａと二次電着層２０の上面を、段差の無い面一状とすることができた。研磨後の二次電着層２０の厚み寸法は、１４０μｍであった。

図５（ｃ）に示すごとく、レジスト体１３ａ・１９ａを溶解除去した。さらに、図６（ａ）に示すごとく、母型６とニッケル零次電着層７を剥離除去した。次に、図６（ｂ）に示すごとく、銅層９を溶解除去した。これにて、隣り合う振動板１・１どうしが、連結部５によって接合された電鋳成形物を得た。

最後に、図１に示すごとく、連結部５の易切断部５ｂを切断して、各振動板１・１を単一部品化した。これにて、図２に示すごとく、ニッケル製の振動膜２と、ニッケル−コバルト製の振動枠３とが不離一体的に電鋳形成された、有底筒状の振動板１を得ることができた。

以上のように、本実施形態では、振動膜２を硬度の小さなニッケル電鋳品、振動枠３を該ニッケルよりも硬度の大きなニッケル−コバルト電鋳品としたので、振動膜２の柔軟性と振動枠３の剛性という相反する特性を同時に満たすことができ、これにて音響特性に優れた高品質な振動板１を得ることができる。上記素材を採用することで、両者２・３の密着強度を良好に確保して、分離するおそれの無い、高品質な電鋳成形品としての振動板１を得ることができる点でも優れている。

銅層９上で、振動膜２となる一次電着層１５を電鋳形成したうえで、最終的に該銅層９を溶解除去するようにしたので、薄肉化された振動膜２をうねり無く高精度に作製することが可能となり、したがって、高品質な振動板１を得ることができる。加えて、母型６を何度も使い回しすることができるため、母型６自身を溶解除去する形態に比べて、低コストに高品質な振動板１を提供できる点でも優れている。ステンレス製の母型６と銅層９との間にニッケル零次電着層７を介在させたので、三者６・７・９を一体不可分化して、分離のおそれなく製造作業を進めることができる点でも優れている。

一次電着層１５の電鋳形成する工程においては、隣接する振動膜２・２どうしを繋ぐ連結部５が形成されるようにしてあり、銅層９の溶解除去後に易切断部５ｂを破断することで、各振動板１・１を単一部品化できるようにしたので、銅層９の溶解除去後の振動板１の取り扱いが格段に容易になる。これにて、振動板１の生産性の向上を図ることができ、以て振動板１の製造コストの低減化、生産性の向上に貢献できる。

レジスト体１３ａを除去した後にレジスト体１９ａの形成作業を進める方法もあるが、上述のように、レジスト体１３ａの除去作業を行うことなく、レジスト体１９ａの形成作業を進めるようにしてあると、レジスト体１３ａを除去した後にレジスト体１９ａの形成作業を行う場合に比べて、フォトレジスト層１６の使用量を少なくすることができる。また、レジスト体１９ａの位置精度を良好に確保して、高精度に振動枠３の電鋳作業を進めることができる点でも優れている。加えて、レジスト体１３ａを除去すると、該レジスト体１３ａを除去するための除去剤が一次電着層１５上に被膜されて、二次電着層２０が剥がれるおそれがある。フォトレジスト層１６を形成する時に密着する面積が少なくなるために、フォトレジスト層１６が取れるおそれもある。これに対して、上述のようにレジスト体１３ａを除去することなくレジスト体１９ａの形成作業を行うようにしていると、二次電着層２０やフォトレジスト層１６が剥がれるおそれが一切無く、その点でも優れている。

上記実施形態においては、一つの母型６上に二つの振動板１を作製していたが、母型６上で作製できる振動板１の数は、これに限られず一つ又は三以上とすることができることは言うまでもない。また、三以上の振動板１を母型６上で作製する際には、図示例のように、振動板１を直線的に並べる形態に限られず、振動板１が母型６上にマトリクス状に並ぶように作製することができる。その場合には、連結部５は直線状でなく十字状とすることができる。易切断部５ｂの形状は、図示例のような先窄まりの三角形状に限られない。

図７に示すごとく、枠体４は各振動板１を囲むように形成することができる。この場合において、一部の連結部５は、隣り合う振動板１の形成領域を仕切る枠体４と、振動板１とを連結するものとなる。連結部５は一次電鋳、二次電鋳、一次および二次電鋳で形成して良いが、一次電鋳の時に形成すると薄くて切断しやすい連結部となるので好ましい。連結部５の数は、１つの振動板１に対して何個で繋いでも良い。枠体４は図示例のような形状に限られない。

振動枠３は、一部に縦方向の切り込みを有するものであってもよい。下地層９の形成素材としては、銅のほかに、アルミ、導電性プラスチックなどを挙げることができる。

本発明に係る振動板と、振動板どうしを繋ぐ連結部を示す斜視図 一部を破断して示す、本発明に係る振動板の全体斜視図 本発明に係る振動板の製造方法の工程説明図 本発明に係る振動板の製造方法の工程説明図 本発明に係る振動板の製造方法の工程説明図 本発明に係る振動板の製造方法の工程説明図 本発明に係る振動板の製造方法の別実施形態示す斜視図

符号の説明

１ 振動板
２ 振動膜
３ 振動枠
５ 連結部
５ｂ 易切断部
６ 母型
７ 接合層（ニッケル零次電着層）
９ 下地層（銅層）
１３ 一次パターンレジスト
１３ａ レジスト体
１５ 一次電着層
１９ 二次パターンレジスト
１９ａ レジスト体
２０ 二次電着層

Claims (8)

1. 振動膜（２）となる電着金属（１５）を電鋳により形成する工程と、前記電着金属（１５）の周縁部と一体化するように振動枠（３）となる電着金属（２０）を電鋳により形成する工程とを具備することを特徴とする振動板の製造方法。
2. 振動板（１・１）どうしを繋ぐ連結部（５）を設ける工程を含む請求項１記載の振動板の製造方法。
3. 振動膜（２）となる電着金属（１５）を電鋳する工程において、連結部（５）を形成するようにしてある請求項２記載の振動板の製造方法。
4. 振動膜（２）となる電着金属（１５）をニッケル、振動枠（３）となる電着金属（２０）をニッケル−コバルトとする請求項１ないし３のいずれかに記載の振動板の製造方法。
5. 振動膜（２）となる電着金属（１５）を電鋳する工程を、ステンレス製の母型（６）上に形成された下地層（９）上で行う請求項１ないし４のいずれかに記載の振動板の製造方法。
6. 下地層（９）を銅層とする請求項５記載の振動板の製造方法。
7. ステンレス製の母型（６）上に接合層（７）、次いで該接合層（７）上に下地層（９）を形成する工程を含み、該下地層（９）上で、振動膜（２）となる電着金属（１５）の電鋳を行うようにしてあり、
   接合層（７）を、下地層（９）の形成素材と母型（６）の形成素材であるステンレスとを密着性良く接合できる素材で形成してあり、
   下地層（９）を、溶解除去できる素材で形成してある請求項１ないし６のいずれかに記載の振動板の製造方法。
8. 接合層（７）の形成素材をニッケル、下地層（９）の形成素材を銅とする請求項７記載の振動板の製造方法。

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