KR20070116340A

KR20070116340A - 고온용 일렉트렛, 그의 제조방법 및 이를 구비하는마이크로폰

Info

Publication number: KR20070116340A
Application number: KR1020060050249A
Authority: KR
Inventors: 송민수; 박경남; 남명우
Original assignee: (주)상아프론테크
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-12-10
Also published as: KR100789129B1

Abstract

본 발명은 고온용 일렉트렛, 그의 제조방법 및 이를 구비하는 마이크로폰에 관한 것으로서, 구체적으로는 고온 전하 특성을 개선하여 고품질의 마이크로폰 제조에 유용한 고온용 일렉트렛, 그의 제조방법 및 이를 구비하는 마이크로폰에 관한 것이다.

상기 일렉트렛은 내열성 불소계 수지를 포함하는 제1층; 및 내열성 불소수지 및 세라믹 유전체 입자를 포함하는 제2층을 구비한다.

본 발명에 따른 고온용 엘렉트렛은 고온 전하 특성이 우수하고, 내환경성이 개선되어 SMD조건에서 사용할 수 있으며, 특히 마이크로폰이나 센서 등에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

고온용 일렉트렛, 그의 제조방법 및 이를 구비하는 마이크로폰 {Electret for high temperature, process for preparing the same, and microphone comprising the electret}

도 1은 본 발명에 따른 마이크로폰의 개략도를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

11: 다이어프램 12: 스페이서

13: 제1 지지체 14: 제2 지지체

15: PCT 기판 16: 전계 효과 트랜지스터

17: 배극판 18: 하우징

19: 폴라링 20: 일렉트렛

21: 음공

일반적으로, 마이크로폰은 기계적인 진동을 전기적인 신호로 변환하는 방식에 따라 탄소입자의 전기적 저항 특성을 이용한 카본형, 로셀염의 압전 효과를 이용하는 결정형, 코일이 장착된 진동판을 자기장 속에 진동시켜 유도전류를 발생시키는 가동 코일형, 자기장 내에 배치된 금속막이 음파를 받아 진동할 때 발생하는 유도전류를 이용하는 속도형, 음파에 의한 막의 진동으로 변하는 정전용량을 이용한 콘덴서형으로 구별할 수 있다.

이와 같은 콘덴서형 마이크로폰은 전압 바이어스 성분(일반적으로는 일렉트렛으로 이루어짐), 음압에 대응하여 변화하는 정전 용량을 형성하는 다이어프램/배극판 쌍, 그리고 출력신호를 버퍼링하기 위한 전계 효과 트랜지스터로 이루어지는 것이 일반적이다. 이 중에서 가장 널리 사용되는 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은 다이어프램이나 배극판 중 어느 하나에 일렉트렛이 형성되어 있는데, 다이어프램에 일렉트렛이 형성된 것을 프론트 일렉트렛이라 하고, 배극판 상에 형성된 것을 백 일렉트렛이라 칭한다. 이와 같은 일렉트렛은 통상적으로 유기 필름에 전하를 강제적으로 주입시켜 형성하게 된다.

상술한 일렉트렛 콘데서 마이크로폰의 동작을 살펴보면, 마이크로폰의 말단에 위치한 음공을 통해 유입된 음압이 다이어프램에 가해지면 다이어프램이 진동하면서 배극판과의 간격이 변하게 된다. 이와 같이 음압에 의해 다이어프램과 배극판 사이의 간격이 변하게 되면, 상기 다이어프램과 배극판 사이에 형성된 정전 용량이 변하게 되므로, 음파에 따른 전기적 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 회로부의 증폭기를 거쳐 외부로 전달된다.

또한 종래의 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은 일렉트렛을 형성한 배극판 등과 같은 구성 성분들의 재질이 고온에 견디는 재질이 아닐 뿐 더러, 고온에 견디는 재질을 사용한다고 하여도 일렉트렛의 전하값이 높은 온도에서 변화되므로, 이로 인해 감도가 저하되어 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰에 표면 실장(SMD; Surface Mount Device)을 적용하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 전자제품의 제조기술이 발전하면서 제품을 소형화하는 추세인데, 이러한 소형제품의 제조를 위해 표면 실장 기술(SMT: Surface Mount Technology)이 널리 사용되고 있다. 그러나 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은 금속판 위에 융착되는 유기 필름에 전자를 강제로 주입하여 형성되므로 습도가 높거나 온도가 올라가면 충전된 전자가 쉽게 이탈되어 일렉트렛의 성능이 열화되는 문제점이 있다.

특히 종래의 제조방법은 유기 필름 형성용 분산액, 예를 들어 플루오로 에틸렌 프로필렌(FEP: FluoroEthylene Propylene), 폴리 테트라플루오로 에틸렌(PEFE; Poly TetraFluoro Ethylene), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET: Poly Ethylene terephthalate) 분산액을 두께 1 내지 50미크론까지 사용하여 금속판 위에 코팅하거나 금속 가열롤과 고무롤의 융착에 의해 연속 라미네이팅하여 타공 후 마이크로폰에 장착되어 일반 납땜용 마이크로폰 엘렉트렛으로 전하 충전 후, 80도씨 내지 110도씨에서 30분 미만으로 에이징 처리 하는 바, 이 경우 전하 손실이 약 15% 전후로 발생하며, 남아 있는 전하를 콘덴서 엘렉트렛으로 사용하여 마이크로폰의 음성 신호를 전기적 신호로 변환시키는데 사용하게 된다. 여기서 엘렉트렛의 전하 충 전 용량은 신호 전달 성능에 영향을 주게 된다. 상기 엘렉트렛에 충전된 전하량은 콘덴서 마이크로폰의 품질에 크게 영향을 미치며, 가급적 전하가 많이 충전되고, 에이징 공정에서 상기 전하량이 감소되지 않아야 우수한 품질의 마이크로폰 제조가 가능해진다. 그런데, 기존에 FEP 혹은 PET와 같은 불소계 수지는 많은 양의 전하를 충전하기 곤란하며, SMD 조건인 고온에서 충전된 전하를 유지할 수 없다는 문제가 있다. 이는 상기 엘렉트렛을 형성하는 재질의 결정화도가 낮거나, 내열성이 낮기 때문이다.

상기한 바와 같은 고온용 엘렉트렛의 융착방법으로는, 예를 들어 먼저 FEP 필름을 금속판에 접착시킨 후, PTFE 필름을 융착시키는 방법이 있으나, FEP 자체의 내열성, 즉 용융점이 낮아 250도씨 SMD 조건에서 충전된 전하를 다량 상실하게 되어 실용성이 저하된다. 또한 PTFE는 비점착 수지로서 용융온도 325도씨 내지 335도씨로서 매우 높고, 용융점도 높기 때문에 이를 단독으로 금속판과 융착시키려면, 핫 프레스(hot press)를 이용하여 가열 가압하여 용융시킨 후, 이 상태에서 가압 냉각을 하여 금속판과 PTFE 필름의 수축을 막으면서 융착 공정을 수행하나, 서냉 공정으로 인해 결정이 크게 형성되므로 전하를 수용할 수 있는 공간이 감소하고, 핫 프레스 융착시 사용되는 보호 필름이 융착된 PTFE 표면을 거칠게 하여 충전된 전하가 고온에서 쉽게 감쇠된다는 문제가 있다.

또한 상기와 같은 공정에서 사용되는 보호 필름은 330 내지 380도씨 온도에서 견뎌야 하므로 폴리이미드 필름이나, 동박 혹은 알루미늄박을 사용하는 바, 상기 폴리이미드 필름은 가격이 높아 그 사용이 제한되어 보다 저렴한 동박이나 알루 미늄박을 사용하게 되는데, 이들은 PTFE 면과 접촉이 되어 이형이 곤란하다는 문제를 갖는다. 따라서 동박이나 알루미늄박을 사용하는 경우에는 금속판 뒷면에 PE 접착제와 같은 보호필름을 붙인 후 에칭하여, 동박이나 알루미늄박을 제거하고, 보호 필름을 제거하게 되는 복잡한 과정을 수행해야 한다.

또한 고온용 엘렉트렛의 재질로는 세라믹 계열의 SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, BaTiO₃ PBZO₃ 등이 개발되었으나, 제조공정이 까다롭고, 가격이 비싸며, 상기 세라믹의 특성상 밀도가 높아 유전체를 일렉트렛으로 충전시키기 어렵고, 충전이 되더라도 표면에서 충전되므로 습도나 다른 이물질이 표면에 접촉될 경우 쉽게 소멸되고, 습도나 주위 환경에 매우 약하다는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고온용으로 적합한 엘렉트렛을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 엘렉트렛을 연속적으로 융착할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 엘렉트렛을 구비한 마이크로폰을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

내열성 불소계 수지를 포함하는 제1층; 및

내열성 불소계 수지 및 세라믹 유전체 입자를 포함하는 제2층을 구비한 일렉트렛을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 내열성 불소계 수지로서는 Polytetrafluoroethylene(PTFE), Perfluoroalkoxy(PFA), Fluorinated ethylenepropylene resin(FEP), Polyvinylidenefluoroide(PVDF) 등이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면 ,상기 내열성 불소수지 용액에는 함침용, 코티용 PTFE, PFA계 분산액 및/또는 저분자량 PTFE 용액 테프론 AF, CYTOP 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 세라믹 유전체 입자로서는 SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, BaTiO₃, PBZO₃, 또는 BN 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 제1층의 두께는 10 내지 50㎛이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 제2층의 두께는 1 내지 40㎛이 바람직하다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

금속판 상에 내열성 불소수지계 필름 및 보호필름을 순차적으로 올려 놓고, 이를 융착시키는 단계;

상기 보호필름을 제거하여 금속판 상에 제1층을 형성하는 단계;

내열성 불소수지계 용액에 세라믹 유전체 물질이 혼합된 혼합용액을 상기 제 1층 상에 도포하는 단계; 및

상기 혼합용액을 소성 및 냉각시켜 제2층을 형성하는 단계;를 포함하는 일렉트렛의 제조방법을 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

내열성 불소수지계 용액에 세라믹 유전체 물질이 혼합된 혼합용액을 금속판 상에 도포하는 단계;

상기 혼합용액을 소성 및 냉각시켜 금속판 상에 제2층을 형성하는 단계;

상기 제2층 상에 내열성 불소수지계 필름 및 보호필름을 올려 놓고 이를 제2층 상에 융착시키는 단계; 및

상기 보호필름을 제거하여 제1층을 형성하는 단계;를 포함하는 일렉트렛의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 융착은 핫 프레스 처리 혹은 더블 벨트 프레스를 이용할 수 있다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

배극판;

상기 배극판 상에 형성된 상기 제1층 및 제2층을 포함한 일렉트렛;

다이어프램; 및

전계 효과 트랜지스터를 구비한 마이크로폰을 제공한다.

이하에서는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 고온에 강한 구조를 가지면서도 고온 전하 특성이 개선되어 SMD가 가능한 엘렉트렛을 제공한다.

본 발명에 따른 엘렉트렛은 용융점이 매우 높은 내열성 불소수지계 물질을 포함하는 제1층과 상기 내열성 불소수지계 물질과 더불어 고온 유전특성을 갖는 세라믹 유전체 물질을 포함하는 제2층을 구비할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 일렉트렛을 형성하는 내열성 불소수지계 물질은 용융점이 높아 SMD 조건인 고온에서 충전된 전하를 유지할 수 있는 물질을 의미하며, 예를 들어 Polytetrafluoroethylene(PTFE), Perfluoroalkoxy(PFA), Fluorinated ethylenepropylene resin(FEP), Polyvinylidenefluoroide(PVDF)등이 바람직하다. 상기 PTFE는 비점착 수지로서 용융온도가 대략 325 내지 335℃로서 매우 높아 본 발명에서 사용하기 적합하며, 이와 같은 PTFE로서는 변성 PTFE 혹은 저분자량 PTFE 등을 사용하는 것도 가능하다.

상기 본 발명에 따른 일렉트렛을 형성하는 세라믹 유전체 물질은 자체 초고온 특성을 가지고 있는 것이 바람직한 바, 예를 들어 SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, BaTiO₃, PBZO₃ , BN 등을 사용할 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이와 같은 세라믹 유전체 물질의 함량은 제2층 전체 함량에 대하여 5중량%이하의 함량으로 포함될 수 있는 바, 5중량%를 초과하는 경우 고온 전하 특성이 감소할 수 있어 바람직하지 않다.

이와 같은 세라믹 유전체 물질은 PTFE의 고온 전하 특성을 향상시킬 뿐만 아니라, 고분자 결정 씨드로서 작용하여 PTFE층에 다량의 결정들을 생성시켜 다량의 전하가 트랩될 수 있는 경계면을 형성하고, 불소용액 코팅, 소성으로 치밀하고 균일하게 표면 상에 도포된 후 빠른 소성 및 냉각에 의해 결정간에 전하를 트랩하는 역할을 수행하게 된다. 이와 같은 세라믹 유전체 물질은 습도나 온도와 같은 주변 환경에 크게 영향을 받지 않으므로 엘렉트렛의 내환경성을 강화시키게 된다.

본 발명에 따른 엘렉트렛은 상기와 같은 PTFE를 포함하는 제1층과, PTFE 이외에 상기 세라믹 유전체 물질을 더 포함하는 제2층을 동시에 구비함으로써, 고온 전하 특성이 개선되며, 내환경성이 개선된 엘렉트렛을 제공하게 된다.

본 발명에 따른 엘렉트렛에서 PTFE를 포함하는 제1층은 10 내지 50㎛의 두께를 갖는 것이 바람직한 바, 상기 제1층의 두께가 10㎛ 미만인 경우 PTFE 원료물질의 입자크기가 지나치게 작아져 전하를 트랩하기 곤란하다는 문제가 있으며, 50㎛을 초과하는 경우 초과하는 두께로 인한 효과가 적어 경제성이 저하된다는 문제가 있다.

본 발명에 따른 엘렉트렛에서 PTFE 및 세라믹 유전체 물질을 포함하는 제2층의 경우는 1 내지 40㎛의 두께를 갖는 것이 바람직한 바, 상기 제2층의 두께가 1 미만인 경우 PTFE 원료물질 혹은 세라믹 유전체 물질의 입자크기가 지나치게 작아져 전하를 트랩하기 곤란하다는 문제가 있으며, 40㎛을 초과하는 경우 초과하는 두께로 인한 효과가 적어 경제성이 저하된다는 문제가 있다.

상기 본 발명에 따른 엘렉트렛에서 편의상 제1층 및 제2층을 명확히 구별하 여 사용하나, 소성 과정 등을 통하여 상기 층들은 서로 융합하여 불연속적인 층을 형성하는 것도 가능하며, 본 발명에서 이들 층간의 계면이 명확하게 구별되어야 하는 것이 아님을 당업자들은 충분히 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 엘렉트렛은 다음과 같이 제조할 수 있다.

우선 금속판 상에 내열성 불소수지계 필름 및 보호필름을 순차적으로 올려 놓고, 이를 융착시킨 후, 상기 보호필름을 제거하여 금속판 상에 엘렉트렛 제1층을 형성할 수 있다. 얻어진 제1층 상에, 내열성 불소수지계 용액에 세라믹 유전체 물질이 혼합된 혼합용액을 도포하고, 상기 혼합용액을 소성 및 냉각시켜 제2층을 형성함으로써 본 발명에 따른 엘렉트렛을 제조하는 것이 가능하다.

상기 제조방법에서 사용되는 내열성 불소수지계 필름은, 용융점이 높은 불소수지계 몰딩용 분말을 사용하여 얻어지는 것으로서, 바람직하게는 PTFE, 변성 PTFE 등을 사용하여 얻어질 수 있다.

예를 들어, 상기 PTFE계 분말의 입자크기는 100㎛ 이하로서 평균입경은 30 내지 50㎛의 분말을 PIPE와 같은 압축성형용 금형에 투입하여, 성형압 100 내지 600kg/cm²으로 성형한 후 350 내지 380℃ 온도에서 소성하는 것이 바람직하다. 상기 소성은 PIPE 성형품의 두께 1cm당 2시간 내외로 유지하는 것이 바람직하다. 소성된 PIPE 소성품은 스카이빙법을 사용하여 두께 10 내지 50㎛ 정도로 깎아 내어 내열성 불소수지계 필름을 제조하게 된다.

상기 내열성 불소수지계 필름이 융착되는 금속판으로서는 해당 기술분야에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 두께 0.1 내지 0.5mm의 황동, 청동, 인청동, 양백, SUS 등을 사용하는 것이 가능하다, 이때 금속판은 부식방지로 니켈 도금도 가능한데 도금두께는 0.5 내지 4㎛으로 한다.

상기 금속판 상에 융착되는 내열성 불소수지계 필름을 보호하기 위하여 보호필름이 사용되는 바, 이는 고온에서 견딜 수 있는 알루미늄박, 동박, 폴리이미드 필름 등을 사용하는 것이 가능하다.

보다 구체적으로, 상기 금속판에 내열성 불소수지계 필름, 예를 들어 PTFE계 필름을 융착하기 위해서는, 우선 금속판에 상기 PTFE계 필름 및 보호필름을 올려 놓고 융착하는 과정을 거치게 되는 바, 이때 사용가능한 융착방법으로서는 핫 프레스 혹은 더블 벨트 프레스를 사용하여 가열 및 가압하여 융착할 수 있다. 예를 들어 핫 프레스의 양 가압판을 이용하여 330 내지 380℃에서 5 내지 100kg/cm²의 압력으로 10 내지 120분간 가압한 후, 냉각시키고 나서, 상기 보호필름을 에칭에 의하여 제거하거나, 단순히 떼어냄으로써 금속판 상에 PTFE계 물질을 포함하는 엘렉트렛 제1층을 형성하게 된다. 이와 같이 형성된 제1층은 10 내지 40㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

다음으로는, 얻어진 상기 제1층 상에 내열성 불소수지계 용액, 예를 들어 고분자량 코팅용 PTFE 용액 및 함침용 분산 용액 또는 저분자량 PTFE 용액 TEFLON AF, CYTOP 용액에 세라믹 유전체 물질이 소정 비율로 혼합된 혼합용액을 도포하고, 상기 혼합용액을 소성 및 냉각시켜 엘렉트렛 제2층을 형성함으로써 본 발명에 따른 엘렉트렛을 제조하는 것이 가능하다.

상기 세라믹 유전체 물질로서는 자체 초고온 특성을 가지고 있는 것이 바람직한 바, 예를 들어 SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, BaTiO₃, PBZO₃, BN 등을 사용할 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이와 같은 세라믹 유전체 물질의 함량은 제2층 전체 함량에 대하여 5중량%미만의 함량으로 포함될 수 있는 바, 5중량%를 초과하는 경우 고온 전하 특성이 감소할 수 있어 바람직하지 않다.

상기 공정에서 혼합용액은 스프레이법이나 그라비아 코팅법 등의 도포법을 사용하여 상기 제1층 상에 형성되는 바, 이때 1 내지 40㎛의 두께로 도포될 수 있다. 상기 도포 두께가 1㎛ 미만이면 목적하는 제2층의 형성이 불충분해질 수 있으며, 40㎛을 초과하는 경우 초과하는 두께로 인한 이익이 거의 없어 경제성이 저하된다는 문제가 있다. 이때 제 2층의 두께는 소성후 두께를 의미한다.

상기 공정에서 혼합 용액을 소성하기 위한 조건으로서는, 컨베이어 연속 소성로와 같은 연속 소성이 가능한 시스템을 사용하여 330 내지 380℃의 온도에서 10 내지 100분간 통과시키면서 소성한 후, 냉각시키게 된다. 이와 같은 연속 공정을 사용함으로써 일괄 공정이 가능해져, 대량 생산 및 일괄 생산이 가능해지게 된다.

상술한 바와 같은 엘렉트렛은 금속판 상에 PTFE계 물질을 포함하는 제1층; 및 PTFE계 물질과 세라믹 유전체 물질을 동시에 함유하는 제2층을 순차적으로 적층하는 것도 가능하나, 이들의 순서를 바꿔 적층하는 것도 가능하다. 즉, 금속판 상 에 PTFE계 물질과 세라믹 유전체 물질을 동시에 함유하는 혼합용액을 먼저 도포하여 소성함으로써 제2층을 형성한 후, 여기에 PTFE계 필름과 보호필름을 올려 놓고 융착시키고 보호필름을 제거하여 제1층을 형성하는 것도 가능하다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 상기 본 발명에 따른 일렉트렛을 구비하는 마이크로폰을 제공하며, 그 개략도를 도 1에 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 마이크로폰은 음향부와 PCB 회로부로 구분되어 하나의 하우징(18) 내에 장착되며, 음향부는 스페이서(12)를 사이에 두고 다이어프램(diaphragm: 11)과 배극판(back plate: 17)이 마주하고 있고, 다이어프램(11)은 폴라링(19)을 통해 음공(21)이 형성된 하우징(18)에 지지되며, 배극판(17)은 절연체인 제1 지지체(13) 및 도체인 제2 지지체(14)에 의해 PCB 기판(15) 상에 지지되어 있다. 그리고 PCB 기판(15) 상에는 전계 효과 트랜지스터(16)가 실장되어 있다. 여기서 상기 배극판(11)에는 본 발명에 따른 상술한 바와 같은 제1층 및 제2층의 구조를 갖는 일렉트렛(20)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 마이크로폰의 구동 메카니즘은, 우선 음공(21)을 통해 유입된 음압이 다이어프램(11)에 가해지면, 다이어프램(11)이 진동하면서 배극판(20)과의 간격이 변하게 된다. 그리고 음압에 의해 간격이 변하게 되면 다이어프램(11)과 배극판(20)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호를 전계 효과 트랜지스터(16)를 통해 증폭시켜 외부로 전달하게 된다.

이하에서는 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

우선 100㎛ 이하의 크기를 가지며, 평균입경이 40미크론인 PTFE 몰딩용 분말(듀퐁사 제조)을 PIPE 압축성형용 금형에 투입하고, 성형압 300kg/cm²으로 성형한 후, 340℃에서 PIPE 성형품 두께 1cm당 2시간의 유지시간으로 소성하였다. 소성된 PIPE 소성품은 스카이빙법을 사용하여 두께 30㎛의 두께로 깎아내어 PTFE 필름을 얻었다.

두께 0.2mm의 황동판 가로150mm, 세로400mm 상에 상기 PTFE 필름을 올려 놓고, 보호필름으로서 알루미늄박 16㎛을 올려 놓은 후, 이를 핫 프레스의 양 가압판을 이용하여 340℃의 온도에서 40kg/cm²의 압력으로 50분간 가압한 후, 냉각시켰다. 이어서 상기 알루미늄박을 나프탈렌계 에칭액으로 제거하여 엘렉트렛 제1층을 40㎛ 두께로 형성하였다.

이어서, 함침용 PTFE 분산 용액(듀폰사 제조)에 SiO₂ 분말 1중량%가 혼합된 혼합용액을 상기 제1층 상에 스프레이법으로 20㎛의 두께로 도포하였다. 이어서 컨베이어 연속 소성로를 사용하여 340℃의 온도에서 50분간 통과시키면서 소성한 후, 냉각시켜 제2층을 형성함으로써 본 발명에 따른 엘렉트렛을 제조하였다.

실시예 2

두께 0.2mm의 황동판 가로150mm, 세로400mm 상에 함침용 PTFE 분산용액(듀폰사 제조)에 SiO₂ 분말 1중량%가 혼합된 혼합용액을 스프레이법으로 20㎛의 두께로 도포하였다. 이어서 컨베이어 연속 소성로를 사용하여 340℃의 온도에서 50분간 통과시키면서 소성한 후, 냉각시켜 엘렉트렛 제2층을 형성하였다.

이와는 별도로, 100㎛ 이하의 크기를 가지며, 평균입경이 40㎛인 PTFE 몰딩용 분말(듀퐁사 제조)을 PIPE 압축성형용 금형에 투입하고, 성형압 300kg/cm²으로 성형한 후, 340℃서 PIPE 성형품 두께 1cm당 2시간의 유지시간으로 소성하였다. 소성된 PIPE 소성품은 스카이빙법을 사용하여 두께 30미크론의 두께로 깎아내어 PTFE 필름을 얻었다.

상기 엘렉트렛 제2층 상에 상기 PTFE 필름을 올려 놓고, 보호필름으로서 알루미늄박 18㎛을 올려 놓은 후, 이를 핫 프레스의 양 가압판을 이용하여 340℃의 온도에서 40kg/cm²의 압력으로 50분간 가압한 후, 냉각시켰다. 이어서 상기 알루미늄박을 나프탈렌계 에칭액으로 제거하여 엘렉트렛 제1층을 40㎛의 두께로 형성하여 본 발명에 따른 엘렉트렛을 제조하였다.

비교예 1

우선 100㎛ 이하의 크기를 가지며, 평균입경이 40㎛인 PTFE 몰딩용 분말(듀 퐁사 제조)을 PIPE 압축성형용 금형에 투입하고, 성형압 300kg/cm²으로 성형한 후, 340℃에서 PIPE 성형품 두께 1cm당 2시간의 유지시간으로 소성하였다. 소성된 PIPE 소성품은 스카이빙법을 사용하여 두께 30㎛의 두께로 깎아내어 PTFE 필름을 얻었다.

두께 0.2mm의 황동판 가로150mm, 세로400mm상에 상기 PTFE 필름을 올려 놓고, 보호필름으로서 알루미늄박 18㎛을 올려 놓은 후, 이를 핫 프레스의 양 가압판을 이용하여 340℃의 온도에서 40kg/cm²의 압력으로 50분간 가압한 후, 냉각시켰다. 이어서 상기 알루미늄박을 나프탈렌계 에칭액으로 제거하여 40㎛의 두께의 엘렉트렛을 제조하였다.

실험예 1: 고온 전하 특성 시험

분류		실시예 1	실시예 2	비교예 1
금속판 (니켈도금)		황동 0.2mm	황동 0.2mm	황동 0.2mm
1차 융착		PTFE 30um	세라믹코팅액 20um	PTFE 50um
2차 융착		세라믹 코팅액 20um	PTFE 30um	-
고온 전하 특성	초기전하충전량 (v)	440	470	400
	260도10분 Ageing후(v)	392	409	308
	전하 잔존율 (%)	89	87	77

전하충전조건 : 상온 , -6kv ,속도 30m/min

Claims

내열성 불소계 수지를 포함하는 제1층; 및

내열성 불소계 수지 및 세라믹 유전체 입자를 포함하는 제2층을 구비한 일렉트렛.
제1항에 있어서, 상기 제 2층의 내열성 불소계 수지가 Polytetrafluoroethylene(PTFE), Perfluoroalkoxy(PFA), Fluorinated ethylenepropylene resin(FEP), 또는 Polyvinylidenefluoroide(PVDF)인 것을 특징으로 하는 일렉트렛.
제1항에 있어서, 상기 세라믹 유전체 입자가 SiO₂, Si₃N₄, TiO₂, BaTiO₃, PBZO₃ , 또는 BN 인 것을 특징으로 하는 일렉트렛.
제1항에 있어서, 상기 제1층의 두께가 10 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 일렉트렛.
제1항에 있어서, 상기 제2층의 두께가 1 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 일렉트렛.
금속판 상에 내열성 불소수지계 필름 및 보호필름을 순차적으로 올려 놓고, 이를 융착시키는 단계;

상기 보호필름을 제거하여 금속판 상에 제1층을 형성하는 단계;

내열성 불소수지계 용액에 세라믹 유전체 물질이 혼합된 혼합용액을 상기 제1층 상에 도포하는 단계; 및

상기 혼합용액을 소성 및 냉각시켜 제2층을 형성하는 단계;를 포함하는 일렉트렛의 제조방법.
내열성 불소수지계 용액에 세라믹 유전체 물질이 혼합된 혼합용액을 금속판 상에 도포하는 단계;

상기 혼합용액을 소성 및 냉각시켜 금속판 상에 제2층을 형성하는 단계;

상기 제2층 상에 내열성 불소수지계 필름 및 보호필름을 올려 놓고 이를 제2층 상에 융착시키는 단계; 및

상기 보호필름을 제거하여 제1층을 형성하는 단계;를 포함하는 일렉트렛의 제조방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 내열성 불소수지계 용액이 Polytetrafluoroethylene(PTFE), Perfluoroalkoxy(PFA), Fluorinated ethylenepropylene resin(FEP), 또는 Polyvinylidenefluoroide(PVDF)계의 함침,코 팅용 분산액 또는 저분자량 PTFE 용액인 것을 특징으로 하는 일렉트렛.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 융착이 핫 프레스 처리 혹은 더블 벨트 프레스 처리인 것을 특징으로 하는 일렉트렛의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 일렉트렛이 구비된 배극판;

다이어프램; 및

전계 효과 트랜지스터를 구비한 마이크로폰.