RU2680670C1 - Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ) и устройство для склейки чувствительного элемента - Google Patents
Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ) и устройство для склейки чувствительного элемента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680670C1 RU2680670C1 RU2018109379A RU2018109379A RU2680670C1 RU 2680670 C1 RU2680670 C1 RU 2680670C1 RU 2018109379 A RU2018109379 A RU 2018109379A RU 2018109379 A RU2018109379 A RU 2018109379A RU 2680670 C1 RU2680670 C1 RU 2680670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- films
- base
- pvdf
- glued
- piezoactive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области изготовления электроакустических преобразователей. Способ изготовления чувствительного элемента на основе пьезоактивной пленки ПВДФ с токопроводящим покрытием включает нанесение на поверхность двух пьезоактивных пленок липкого слоя эпоксидной клеевой композиции, в котором на склеиваемые поверхности пьезоактивных пленок поливинилиденфторида точечно наносят токопроводящий клей, скрепляют свободные от липкого слоя эпоксидной клеевой композиции поверхности склеиваемых пленок с перфорированными поверхностями основания и подвижной плиты специального устройства для склейки ЧЭ ЭАП. С помощью вакуума, создаваемого в основании и подвижной плите, пленки скрепляют с перфорированными поверхностями, после чего сближают основание и подвижную плиту до образования контакта между склеиваемыми пьезоактивными пленками ПВДФ и получают пакет из двух склеенных пьезоактивных пленок ПВДФ, повторяют процедуру склейвания для двух уже склеенных пакетов и далее повторяют эту процедуру для попарно склеиваемых пакетов до получения ЧЭ ЭАП из требуемого количества пьезоактивных пленок ПВДФ, после чего активный элемент ЭАП вакуумируют при одновременном механическом давлении на его поверхность. Технический результат – повышение воспроизводимости объемной чувствительности преобразователя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемая технология относится к области изготовления электроакустических преобразователей (ЭАП), применяемых в гидроакустике, на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ).
Чувствительные элементы на основе пьезокерамических материалов используются при создании гидроакустических антенн с 1940-х годов до настоящего времени благодаря высоким значениям их чувствительности и электрической емкости. Однако, современные тенденции развития гидроакустической аппаратуры требуют увеличения числа приемных элементов апертуры антенных систем, установленных на корпусе кораблей, что приводит к увеличению габаритов и массы гидроакустических антенн и увеличению акустической заметности их носителей. На этом фоне представляется целесообразным создание гидроакустических антенн с использованием электроакустических преобразователей на основе пленок ПВДФ, что помимо улучшения массогабаритных характеристик, позволит уменьшить восприимчивость антенн к гидродинамическим помехам благодаря возможности сплошного заполнения их площади активным материалом. Немаловажным является тот факт, что по своим физико-механическим характеристикам пьезоактивная пленка из ПВДФ обеспечивает лучшее согласование с водной средой по сравнению с пьезокерамическими материалами [Charles Н. Sherman, John L. Butter, «Transducers and arrays for underwater sound» Springer, pp. 183-184, pp. 309-312, 2007].
Предлагаемый способ распространяется на изготовление чувствительных элементов ЭАП, представляющих собой пакет пьезоактивных пленок ПВДФ, соединенных электрически. Количество пленок в пакете определяется исходя из требований к его акустической чувствительности и электрической емкости.
Известен способ изготовления матричных емкостных датчиков давления включающий нанесение на поверхность пленок липкого вязкого клея, их закладку между двумя слоями антиадгезионной бумаги, формирование пакета пленок и его выдержку под давлением 20-30 кгс/см2 в течение 120-160 мин при 150-170°С [Патент 1605725].
К недостаткам известного способа относится необходимость использования антиадгезионной бумаги для защиты нанесенного на поверхность пленок липкого вязкого клея, что делает его нетехнологичным для изготовления пакетов из большого количества пленок, а также их точное расположение при укладке в пакет вследствие невозможности смещения пленок в пакете. Также недостатком известного способа является необходимость обеспечения значительного давления, что требует использования для изготовления пакетов прессов с возможностью нагревания рабочих плит и не может гарантировать отсутствие воздушных включений в клеевых соединениях пакетов пленок большой площади, необходимость длительного нагревания при прессовании пакетов для отверждения клеевых слоев существенно уменьшает продуктивность процесса их изготовления.
Основной задачей предлагаемого изобретения является изготовление чувствительного элемента (ЧЭ) ЭАП в виде пакетов из пьезоактивной пленки ПВДФ с металлическим покрытием с тонкими клеевыми соединениями без воздушных включений, без короблений и складок пленок, при точном расположении пленок в пакете и их электрическом контакте.
Техническим результатом изобретения является обеспечение воспроизводимости объемной чувствительности ЧЭ в виде пакетов из пьезоактивной пленки ПВДФ и ЭАП на их основе.
Для решения поставленной задачи в способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки ПВДФ с токопроводящим покрытием, включающий нанесение на поверхность двух пьезоактивных пленок липкого слоя эпоксидной клеевой композиции, введены новые признаки, а именно: на склеиваемые поверхности пьезоактивных пленок ПВДФ точечно наносят токопроводящий клей, скрепляют свободные от липкого слоя эпоксидной клеевой композиции поверхности склеиваемых пленок с перфорированными поверхностями основания и подвижной плиты устройства для склейки ЧЭ ЭАП, причем основание и подвижная плита выполнены полыми. С помощью вакуума, создаваемого в основании и подвижной плите, сближают основание и подвижную плиту до образования контакта между склеиваемыми пьезоактивными пленками ПВДФ и получают пакет из двух склеенных пьезоактивных пленок ПВДФ, повторяют процедуру склеивания для двух уже склеенных пакетов и далее повторяют эту процедуру для попарно склеиваемых пакетов до получения ЧЭ ЭАП из требуемого количества пьезоактивных пленок ПВДФ, после чего активный элемент ЭАП вакуумируют при одновременном механическом давлении на его поверхность.
Наилучший результат достигается, если для склеивания пьезоактивных пленок ПВДФ с токопроводящим покрытием используют вязкую эпоксидную композицию с растворителем, которую напыляют на поверхность пьезоактивных пленок ПВДФ с образованием на их поверхности липкого слоя после удаления растворителя.
Поставленная задача решается с помощью устройства, реализующего предложенный способ. Устройство содержит основание с направляющими стержнями и подвижную плиту, выполненную с возможностью перемещения по направляющим стержням. В устройстве новым является то, что основание и плита выполнены полыми, снабжены штуцерами для вакуумирования, их рабочие поверхности перфорированы и на рабочую поверхность основания нанесена полимерная накладка, имеющая сквозную перфорацию, совпадающую с перфорацией рабочей поверхности основания, при этом поверхности пьезоактивных пленок ПВДФ свободные от липкого слоя эпоксидной клеевой композиции, соединены с перфорированными поверхностями основания и полимерной накладки подвижной плиты путем создания в основании и в подвижной плите вакуума, при этом на перфорированные поверхности подвижной плиты и полимерной накладки нанесена разметка.
Суть изобретения состоит в том, что разработан новый технологичный способ изготовления ЧЭ ЭАП в виде пакетов из пьезоактивных пленок ПВДФ, а также устройство для их склейки, которые благодаря использования вакуума в совокупности с остальными заявленными признаками позволяют просто и точно соединять в пакет тонкие пьезоактивные пленки ПВДФ с липким слоем и обеспечить электрический контакт пьезоактивных пленок ПВДФ с металлическим покрытием и отсутствие в клеевом слое воздушных включений.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где представлено заявленное устройство, реализующее склейку пьезоактивных пленок ПВДФ.
Устройство для склейки (фиг. 1) включает основание 1, на котором установлены направляющие стержни 2, по которым перемещается подвижная плита 3. Плита и основание представляют собой полые конструкции с перфорированной рабочей поверхностью. Крепление пьезоактивных пленок ПВДФ 6 к перфорированным поверхностям основания 1 и подвижной плиты 3 осуществляется посредством создания в них вакуума. Для подключения к вакуумной линии в основании и подвижной плите предусмотрены штуцеры 4. Для распределения давления при прижатии пьезоактивных пленок ПВДФ 6 к рабочей поверхности основания 1 предусмотрена перфорированная полиуретановая накладка 5. На перфорированные поверхности подвижной плиты 3 и полиуретановой накладки 5 нанесена разметка в виде диагонального креста для точного позиционирования пленок 6 в устройстве. За счет наличия в устройстве направляющих стержней 2, по которым перемещается верхняя плита с закрепленным на ней по разметке пленки 6 и строгому соответствию разметки на основании и подвижной плите достигается точное центрирование пленок в пакете.
Способ изготовления ЧЭ ЭАП в виде пакетов из пьезоактивных пленок ПВДФ реализуется следующим образом.
На одну из поверхностей пьезоактивных пленок ПВДФ наносят слой вязкой эпоксидной клеевой композиции и точки токопроводящего клея для обеспечения последовательного электрического контакта пленок. Места нанесения токопроводящего клея при нанесении эпоксидной композиции защищают металлическими трафаретами.
Для склеивания пленок ПВДФ с токопроводящим покрытием применяется двухкомпонентная клеевая композиция на основе эпоксидно-диановой смолы. Для снижения вязкости композиции в ее составе используется низко-кипящий растворитель. Метод нанесения композиции на поверхность ЧЭ - напыление при низком давлении (2-3 бар).
Пьезоактивные пленки ПВДФ 6 после нанесения эпоксидной клеевой композиции сушат при нормальных условиях до полного удаления низкокипящего растворителя.
Сборку пакета из пленок 6 с нанесенным клеевым слоем производят с помощью устройства представленного на фиг. 1.
Сборка пакета осуществляется в следующем порядке.
Пленку 6 с нанесенным на одну сторону клеевым слоем укладывают на полиуретановую накладку 5 согласно разметке таким образом, чтобы полиуретановой накладки 5 касалась сторона пленки без клеевого слоя, после чего в полости основания 1 с помощью вакуумного насоса (на фиг. 1 не показан), подключенного к штуцеру 4 создают разряжение, способствующее выравниванию пленки и ее надежному креплению на перфорированной поверхности. Аналогичным образом пьезоактивную пленку 6 укладывают и закрепляют на поверхности подвижной плиты 3. Подвижную плиту 3 устанавливают между направляющими стержнями 2 перфорированной поверхностью вниз и опускают на основание. Аналогично операции повторяют для пленок, склеенных попарно, в четыре слоя и т.д. до формирования пакета с необходимым количеством пленок.
Удаление воздуха из клеевых соединений пакета осуществляется до отверждения клеевых соединений при его вакуумировании при механическом давлении на поверхность пакета. Собранный пакет из пьезоактивных пленок ПВДФ укладывают между двух металлических пластин. Для лучшего распределения давления по поверхностям пакета между пакетом и пластинами укладывают прокладки из эластомера. Необходимое при вакуумировании механическое давление на пакет (0,1-0,2 кг/см2) обеспечивается за счет веса верхней металлической пластины. Процесс вакуумирования ведут до остаточного давления 2,5 мБар, после чего вакуум снимают, пакет с металлическими пластинами вынимают из вакуумной камеры, отверждение клеевых соединений пакета проводят при механическом давлении 1-2 кг/см2.
Предлагаемым способом удалось получить пакеты из 16 пьезоактивных пленок ПВДФ без короблений и воздушных включений в клеевых соединениях, при точном взаимном расположении пленок ПВДФ в пакете, а также ЭАП на их основе с воспроизводимой объемной чувствительностью, из чего следует, что заявленный технический результат достигнут.
Claims (3)
1. Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя (ЭАП) на основе пьезоактивной пленки поливинилиденфторида (ПВДФ) с токопроводящим покрытием, включающий нанесение на поверхность двух пьезоактивных пленок липкого слоя эпоксидной клеевой композиции, характеризующийся тем, что на склеиваемые поверхности пьезоактивных пленок ПВДФ точечно наносят токопроводящий клей, скрепляют свободные от липкого слоя эпоксидной клеевой композиции поверхности склеиваемых пленок с перфорированными поверхностями основания и подвижной плиты устройства для склейки чувствительного элемента ЭАП, выполненных полыми; с помощью вакуума, создаваемого в основании и подвижной плите, сближают основание и подвижную плиту до образования контакта между склеиваемыми пьезоактивными пленками ПВДФ и получают пакет из двух склеенных пьезоактивных пленок ПВДФ, повторяют процедуру склеивания для двух уже склеенных пакетов и далее повторяют эту процедуру для попарно склеиваемых пакетов до получения чувствительного элемента ЭАП из требуемого количества пьезоактивных пленок ПВДФ, после чего активный элемент ЭАП вакуумируют при одновременном механическом давлении на его поверхность.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для склеивания пьезоактивных пленок ПВДФ с токопроводящим покрытием используют вязкую эпоксидную композицию с растворителем, которую напыляют на поверхность пьезоактивных пленок ПВДФ с образованием на их поверхности липкого слоя после удаления растворителя.
3. Устройство для склейки чувствительного элемента ЭАП, содержащее основание с направляющимися стержнями и подвижную плиту, выполненную с возможностью перемещения по направляющим стержням, причем в устройстве основание и плита выполнены полыми, снабжены штуцерами для вакуумирования, их рабочие поверхности перфорированы и на рабочую поверхность основания нанесена полимерная накладка, имеющая сквозную перфорацию, совпадающую с перфорацией рабочей поверхности основания, при этом поверхности пьезоактивных пленок ПВДФ, свободные от липкого слоя эпоксидной клеевой композиции, соединены с перфорированными поверхностями основания и полимерной накладки подвижной плиты путем создания в основании и в подвижной плите вакуума, при этом на перфорированные поверхности подвижной плиты и полимерной накладки нанесена разметка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018109379A RU2680670C1 (ru) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ) и устройство для склейки чувствительного элемента |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018109379A RU2680670C1 (ru) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ) и устройство для склейки чувствительного элемента |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680670C1 true RU2680670C1 (ru) | 2019-02-25 |
Family
ID=65479310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018109379A RU2680670C1 (ru) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ) и устройство для склейки чувствительного элемента |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680670C1 (ru) |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3537138A (en) * | 1968-07-02 | 1970-11-03 | Brown Machine Co Of Michigan | Apparatus and method for forming articles in a pair of incrementally advanced thermoplastic webs |
US3539416A (en) * | 1967-03-27 | 1970-11-10 | Polyform Inc | Apparatus for forming a hollow plastic article |
US4636348A (en) * | 1985-02-19 | 1987-01-13 | John Brown Inc. | System for thermoforming articles such as picnic plates in a pair of simultaneously fed, continuous thermoplastic webs which subsequently move into nested relation, and then dually trimming the nested articles from the webs |
US5108529A (en) * | 1989-09-05 | 1992-04-28 | Shuert Lyle H | Method of forming a twin sheet plastic pallet using preforming |
US5427732A (en) * | 1993-12-28 | 1995-06-27 | Shuert; Lyle H. | Method of forming deep draw twin sheet plastic articles |
JPH08323847A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-10 | Ube Ind Ltd | 貼り合わせブロー成形方法 |
JP2000218682A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂中空成形品のブロー成形方法 |
KR100424857B1 (ko) * | 2003-11-04 | 2004-03-27 | 주식회사 동광이앤아이 | 판넬 제조용 진공성형장치 |
JP2006334801A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂製パネルおよびその製造方法 |
US20060284350A1 (en) * | 2004-08-19 | 2006-12-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Thermoforming Process for Producing Class "A" Finish, High Gloss Automotive Exterior Parts |
JP2010174577A (ja) * | 2009-01-31 | 2010-08-12 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂製パネルおよびその製造方法 |
JP2012158075A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂成形体およびその製造方法 |
WO2014020874A1 (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | ミカドテクノス株式会社 | 真空・加圧フィルム貼着装置及び真空・加圧フィルム貼着方法 |
US20170151747A1 (en) * | 2014-06-19 | 2017-06-01 | Kyoraku Co., Ltd. | Resin sandwich panel, and method for manufacturing resin sandwich panel |
-
2018
- 2018-03-16 RU RU2018109379A patent/RU2680670C1/ru active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3539416A (en) * | 1967-03-27 | 1970-11-10 | Polyform Inc | Apparatus for forming a hollow plastic article |
US3537138A (en) * | 1968-07-02 | 1970-11-03 | Brown Machine Co Of Michigan | Apparatus and method for forming articles in a pair of incrementally advanced thermoplastic webs |
US4636348A (en) * | 1985-02-19 | 1987-01-13 | John Brown Inc. | System for thermoforming articles such as picnic plates in a pair of simultaneously fed, continuous thermoplastic webs which subsequently move into nested relation, and then dually trimming the nested articles from the webs |
US5108529A (en) * | 1989-09-05 | 1992-04-28 | Shuert Lyle H | Method of forming a twin sheet plastic pallet using preforming |
US5427732A (en) * | 1993-12-28 | 1995-06-27 | Shuert; Lyle H. | Method of forming deep draw twin sheet plastic articles |
JPH08323847A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-10 | Ube Ind Ltd | 貼り合わせブロー成形方法 |
JP2000218682A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂中空成形品のブロー成形方法 |
KR100424857B1 (ko) * | 2003-11-04 | 2004-03-27 | 주식회사 동광이앤아이 | 판넬 제조용 진공성형장치 |
US20060284350A1 (en) * | 2004-08-19 | 2006-12-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Thermoforming Process for Producing Class "A" Finish, High Gloss Automotive Exterior Parts |
JP2006334801A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂製パネルおよびその製造方法 |
JP2010174577A (ja) * | 2009-01-31 | 2010-08-12 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂製パネルおよびその製造方法 |
JP2012158075A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Kyoraku Co Ltd | 樹脂成形体およびその製造方法 |
WO2014020874A1 (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | ミカドテクノス株式会社 | 真空・加圧フィルム貼着装置及び真空・加圧フィルム貼着方法 |
US20170151747A1 (en) * | 2014-06-19 | 2017-06-01 | Kyoraku Co., Ltd. | Resin sandwich panel, and method for manufacturing resin sandwich panel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6504289B2 (en) | Piezeoelectric transducer having protuberances for transmitting acoustic energy and method of making the same | |
US20160126451A1 (en) | Method of Making Thick Film Transducer Arrays | |
US5330695A (en) | Method of manufacturing diaphrams for dynamic microphones | |
WO2013115270A1 (ja) | 半導体センサー・デバイスおよびその製造方法 | |
JP2013153540A5 (ru) | ||
US9321626B2 (en) | Method of packaging a MEMS transducer device and packaged MEMS transducer device | |
US20070092982A1 (en) | Method of fabricating flexible micro-capacitive ultrasonic transducer by the use of imprinting and transfer printing techniques | |
CN103917304A (zh) | 具有应力层的预塌陷电容式微加工换能器单元 | |
EP2747904A2 (en) | Pre-collapsed capacitive micro-machined transducer cell with plug | |
RU2680670C1 (ru) | Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (ПВДФ) и устройство для склейки чувствительного элемента | |
JP2018101780A5 (ru) | ||
US10097918B2 (en) | Chip arrangement and a method for manufacturing the same | |
KR101988870B1 (ko) | 가요성 판을 사용하여 간극 중합체 평면화를 위한 방법 | |
CN109599483B (zh) | 压电陶瓷装置及其形成方法 | |
US20160167090A1 (en) | Transducer with mesa | |
US10058892B2 (en) | Membrane bonding | |
KR102000689B1 (ko) | 원심 패턴 충진 장치 및 이를 이용한 초음파 압전 센서의 제조 방법, 그리고 이러한 방법으로 제조된 초음파 압전 센서 혹은 초음파 인식 센서 | |
US9358786B2 (en) | Recording head | |
CN114071346B (zh) | 双金属板夹持压电小柱阵列结构敏感元件及其制备工艺 | |
US20130342078A1 (en) | Apparatus and method of making a multi-layered piezoelectric actuator | |
KR102029559B1 (ko) | 초음파 압전 소자, 초음파 압전 소자의 제조방법, 초음파 압전 센서 및 초음파 압전 센서의 제조방법 | |
US7923893B2 (en) | 3-1 mode capacitive membrane ultrasound transducer | |
KR101929306B1 (ko) | 초음파 압전 센서의 제조방법과 이러한 방법으로 제조된 초음파 압전 센서 및 이를 포함하는 초음파 인식 센서 | |
JP6324803B2 (ja) | 感圧センサ及びその製造方法 | |
US20200314544A1 (en) | Substrate material of diaphragm and method for manufacturing same |