NL8304301A

NL8304301A - MEMBRANE FOR AN ACOUSTIC CONVERTER, PROCESS FOR MANUFACTURING THEM AND CONVERTER PROVIDING SUCH MEMBRANE.

Info

Publication number: NL8304301A
Application number: NL8304301A
Authority: NL
Original assignee: Lectret Sa
Priority date: 1983-08-19
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1985-03-18
Also published as: DK572483A; DK572483D0; GB2145301A; CH656499A5; GB8333717D0

Description

* ...............,,„i* ............... ,, "i

Membraan voor een acoustische omzetter, werkwijze voor het vervaardigen daarvan en omzetter voorzien van een dergelijk membraan.Membrane for an acoustic converter, method for manufacturing it and converter provided with such a membrane.

De uitvinding heeft betrekking op een membraan voor 5 een acoustische omzetter, zoals bijv. een condensatormicrofoon met een electrisch gepolariseerd diëlectricum, een werkwijze voor het vervaardigen daarvan en een van een dergelijk membraan voorziene omzetter.The invention relates to a membrane for an acoustic converter, such as, for example, a condenser microphone with an electrically polarized dielectric, a method for manufacturing it and a converter provided with such a membrane.

Het is bekend, dat door het verminderen van de gevoe-1Q ligheid van een microfoon voor trillingen hinderlijke ruis, zoals bijv. ruis, veroorzaakt door het wrijven langs kleding, schokken tijdens het lopen en het opvangen van geluid van een zich op korte afstand bevindende geluidsbron kan worden gereduceerd. Het is tevens bekend, dat dergelijke ruisgevoeligheid 15 kan worden verminderd door het verkleinen van de massa van het bewegende membraan. Tot dusverre is het echter niet mogelijk gebleken, een membraan met een dikte van minder dan 6 micron te vervaardigen en wel in hoofdzaak als gevolg van de problemen, die zich daarbij voordoen ten aanzien van het spannen en 20 het ondersteunen van het membraan.It is known that by decreasing the sensitivity of a microphone to vibrations, annoying noise, such as noise caused by rubbing clothes, shocks while walking and receiving noise from a short distance noise source can be reduced. It is also known that such noise sensitivity can be reduced by decreasing the mass of the moving membrane. However, hitherto it has not been possible to manufacture a membrane with a thickness of less than 6 microns mainly because of the problems associated with tensioning and supporting the membrane.

De uitvinding verschaft nu een werkwijze voor het vervaardigen van membranen met een dikte van 1 tot 5 micron en derhalve ook van omzetters, voorzien van dergelijke membranen.The invention now provides a method for manufacturing membranes with a thickness of 1 to 5 microns and therefore also converters, provided with such membranes.

Volgens de uitvinding wordt een vel van het materiaal, 25 waaruit het membraan moet worden vervaardigd over een ondersteuning gespannen en wordt vervolgens een frame daarop bevestigd en tenslotte de spanning van het materiaal opgeheven.According to the invention, a sheet of the material from which the membrane is to be made is stretched over a support and a frame is then attached thereto and finally the tension of the material is released.

Bij een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een vel membraanmateriaal op een opspan-30 inrichting vastgezet door een in een eerste zone daarvan opgewekte onderdruk, waarbij een centraal gedeelte van dit vel door een vlak gedeelte van de opspaninrichting wordt ondersteund, terwijl dit vel vervolgens wordt gespannen door in een het centrale gedeelte daarvan omgevende tweede zone en 35 wordt daarna een groot aantal onderling verbonden frames gelijktijdig op het centrale gedeelte van het vel bevestigd.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a sheet of membrane material is fixed on a clamping device by an underpressure generated in a first zone thereof, a central part of this sheet being supported by a flat part of the clamping device, while this sheet it is then stretched by a second zone surrounding a central portion thereof and then a plurality of interconnected frames are simultaneously attached to the central portion of the sheet.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin is : «8304301 • / - 2 - fig. 1 een dwarsdoorsnede van een zogenaamde electret-condensatormicrofoon volgens de uitvinding.The invention will now be further elucidated with reference to the drawing, in which: Fig. 1 is a cross-section of a so-called electret condenser microphone according to the invention.

fig. 2 een afbeelding in perspectief van de opspan-inrichting en de bijbehorende organen voor het ten uitvoer 5 leggen van de werkwijze volgens de uitvinding.Fig. 2 shows a perspective view of the clamping device and the associated means for implementing the method according to the invention.

fig. 3 een meer gedetailleerde afbeelding van een gedeelte van het samenstel van onderling verbonden frames.FIG. 3 is a more detailed view of a portion of the assembly of interconnected frames.

De in fig. 1 weergegeven omzetter is voorzien van een bovenste huisdeel 10 met een opening 12. Voorts bevat de 10 omzetter een onderste huisdeel 14. Tussen deze beide huisdelen zijn een afstandhouder 16, een membraan 18, een electretlaag 20, een daarop bevestigde metaalplaat 22 en een draagframe 24 met een daaraan bevestigde geïntegreerde schakeling 26 aangebracht. Een op dergelijke wijze uitgevoerde omzetter is op 15 zichzelf bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.331.840.The converter shown in Fig. 1 is provided with an upper housing part 10 with an opening 12. Furthermore, the converter comprises a lower housing part 14. Between these two housing parts are a spacer 16, a membrane 18, an electret layer 20, a metal plate mounted thereon 22 and a support frame 24 with an integrated circuit 26 attached thereto. A converter designed in such a manner is known per se from US patent 4,331,840.

Fig. 2 toont een vacuum-opspaninrichting 30, welke bij het ten uitvoer leggen van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruikt, een groot vel I8a van het materiaal, waaruit het membraan 18 moet worden vervaardigd, een vel 32a 20 met een groot aantal, onderling verbonden steunframes en een gewicht 34. Een afbeelding op vergrote schaal van een gedeelte van het vel 32a is in fig. 3 weergegeven.Fig. 2 shows a vacuum clamping device 30, which is used in the implementation of the method according to the invention, a large sheet 18a of the material from which the membrane 18 is to be manufactured, a sheet 32a 20 with a large number of interconnected support frames and a weight 34. An enlarged view of a portion of the sheet 32a is shown in Figure 3.

De opspaninrichting 30 is voorzien van een zuigbuis 36, welke door middel van aftakkingen 38 met een aantal groe-25 ven 40 in verbinding staat. De opspaninrichting 30 is tevens voorzien van een tweede zuigbuis 42, welke in verbinding staat met een groef 44, welke het centrale steundeel 46 omgeeft.The clamping device 30 is provided with a suction tube 36, which is connected to a number of grooves 40 by means of branches 38. The clamping device 30 is also provided with a second suction tube 42, which communicates with a groove 44, which surrounds the central support part 46.

Het vel 18a bestaat uit polyester met een dikte van 1,5 micron en is voorzien van een bekledingslaag van 12 karaat 30 goud met een dikte van 400 Rngstrom. Het vel 32a bestaat uit een dunne koperfolie met een voldoend grote sterkte om als drager voor de frames te fungeren.The sheet 18a consists of polyester with a thickness of 1.5 microns and is provided with a coating of 12 carat gold with a thickness of 400 Rngstrom. The sheet 32a consists of a thin copper foil of sufficient strength to function as a support for the frames.

In overeenstemming met de werkwijze volgens de uitvinding wordt het vel 18a op de opspaninrichting 30 aangebracht. 35 Daarna wordt door middel van de zuigleiding 36 een onderdruk in de groeven 40 opgewekt, waardoor het vel 18a wordt vastge-houden. Vervolgens wordt op de onderzijde van het vel 32a een kleefstof, zoals epoxyhars aangebracht en wordt dit vel dan ter plaatse van het centrale steungedeelte 46 op het vel 18a 40 aangebracht. Hierna wordt door middel van de zuigleiding 42 8 3 0 4 3 0 1 - 3 - f een onderdruk in de groef 44 opgewekt, waardoor bet centrale gedeelte van het vel 18a over bet centrale steungedeelte 46 zal worden gespannen met een geringe extra spanning van 0,12 van de voorspanning of minder. Vervolgens wordt de opspan-5 inrichting 30 bijv. tot 100°C verhit, teneinde het harden van de kleefstof te versnellen. Gedurende deze periode wordt het vel 32a door het gewicht 34 op het vel 18a gedrukt. Tenslotte worden de afzonderlijke frames 56 met de daarin aange-hrachte gespannen dunne membranen 18 van elkaar gescheiden.In accordance with the method of the invention, the sheet 18a is applied to the fixture 30. Thereafter, a vacuum is generated in the grooves 40 by means of the suction line 36, whereby the sheet 18a is retained. Then, an adhesive such as epoxy resin is applied to the underside of the sheet 32a and this sheet is then applied to the sheet 18a 40 at the location of the central support portion 46. After this, a vacuum is generated in the groove 44 by means of the suction pipe 42 8 3 0 4 3 0 1 - 3 - f, whereby the central part of the sheet 18a will be stretched over the central support part 46 with a small additional tension of 0 , 12 of the preload or less. Then, the fixture 30 is, for example, heated to 100 ° C to accelerate the curing of the adhesive. During this period, the sheet 32a is pressed by the weight 34 onto the sheet 18a. Finally, the individual frames 56 with the tensioned thin membranes 18 fitted therein are separated.

10 Zoals beter is weergegeven in fig. 3 is het vel 32a voorzien van randstroken 50 en 52, tussenstroken, zoals 54 en frames 56, welke door middel van smalle verbindingsstukken 58 met de randstroken en de tussenstroken of alleen met de tussenstroken zijn verbonden.As is better shown in Fig. 3, the sheet 32a is provided with edge strips 50 and 52, intermediate strips, such as 54 and frames 56, which are connected by means of narrow connecting pieces 58 to the edge strips and the intermediate strips or only to the intermediate strips.

15 Naar uit proefnemingen is gebleken bezitten micro foons met op de bovenbeschreven wijze vervaardigde membranen een aanzienlijk gereduceerde gevoeligheid voor trillingen.Experiments have shown that microphones with membranes manufactured in the manner described above have a considerably reduced sensitivity to vibrations.

De membranen 18b kunnen in plaats van uit metaal ook uit een kunststof worden vervaardigd, waarbij de keuze van 20 het materiaal kan worden bepaald door de gewenste relatieve veranderingen van de afmetingen en derhalve de spanning als functie van de temperatuur.The membranes 18b can also be made of a plastic material instead of metal, the choice of material being determined by the desired relative changes of the dimensions and therefore the tension as a function of the temperature.

\ 25 8304301\ 25 8304301

Claims

Acoustic converter, characterized in that the converter is provided with a membrane with a thickness of at most 5 microns.

2. Converter according to claim 1, characterized in that the membrane has a thickness of 1 to 5 microns.

3. Converter according to claim 2, characterized in that the converter is a condenser microphone with an electrically polarized dielectric (electret).

Transducer membrane, characterized in that the membrane consists of a thin central section with a thickness of at most 5 microns and a frame which surrounds and maintains this central section.

5. A method of manufacturing a membrane 15 for an acoustic converter, characterized in that a thin membrane foil is held by means of a negative pressure with its peripheral edge on a clamping member and a central part of the foil is supported therewith, then one of a layer of adhesive provided frame is applied to the central portion of the foil and the foil is stretched by means of a suction force exerted thereon around the central portion and the adhesive is then cured.

6. Method according to claim 5, characterized in that the foil has a thickness of at most 5 microns.

7. Method as claimed in claim 5, characterized in that the frame forms part of an assembly of a large number of interconnected frames. .

8. Method according to claim 7, characterized in that each frame is connected by a connecting piece to a common support part. 8304 301 35 - / -