專利名稱：駐極體電容式傳聲器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種駐極體電容式傳聲器及其制造方法。
如同在該專利公報中所述，通常將由諸如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)之類的熱塑性樹脂制成的膜片作為駐極體電容式傳聲器中的膜片。以預(yù)定的張力拉伸熱塑性樹脂薄膜，然后將其粘合于膜片支承環(huán)。
然而，在相關(guān)技術(shù)的駐極體電容式傳聲器及其制造方法中存在以下問題。
當膜片固定于膜片支承環(huán)時，如果將過大的張力施加在熱塑性樹脂薄膜上，則膜片的剛度將變得過高，以致不能充分增加傳聲器的靈敏度。特別是由于膜片的尺寸過小，致使膜片的剛度變得非常高，因此即使在施加的張力沒有變化的情況下，也很難在小尺寸的駐極體電容式傳聲器中增加傳聲器的靈敏度。
另一方面，如果將拉伸和固定膜片時的張力設(shè)定為較小值，則可減少膜片的剛度。然而，如果張力變得過小，則膜片易于起皺。出于該原因，傳聲器的聲學特性變得不穩(wěn)定。特別是由于熱塑性樹脂薄膜通常是由從薄膜卷筒卷出薄膜來提供的，因此，即使在張力略微減少的情況下膜片也易于起皺。
本發(fā)明通過在膜片組件的階段中應(yīng)用一預(yù)定加熱過程來達到以上目的。
本發(fā)明提供了一種制造駐極體電容式傳聲器的方法，其中，駐極體電容式傳聲器包括一膜片組件，該膜片組件具有一固定于一膜片支承構(gòu)件的膜片；以及一殼體，該殼體用于包裝膜片組件。該方法包括
將以預(yù)定張力拉伸的一熱塑性樹脂薄膜固定在膜片支承構(gòu)件上，以制造膜片組件；以比構(gòu)成膜片的熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度加熱膜片組件；以及將膜片組件包裝在殼體中。
本發(fā)明還提供了一種駐極體電容式傳聲器，它包括一膜片組件，該膜片組件包括一膜片和一膜片支承構(gòu)件，由熱塑性樹脂制成的膜片被拉伸和固定于膜片支承構(gòu)件；以及一殼體，該殼體包裝膜片組件；其中，以比熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度熱處理膜片組件，然后將其包裝在殼體中。
并不特別限定在結(jié)構(gòu)中要采用用來“將以預(yù)定張力拉伸的一熱塑性樹脂薄膜固定在膜片支承構(gòu)件上”的特定固定方法。例如，也可以使用膠粘劑粘合、焊接或接觸粘合。
關(guān)于“膜片支承構(gòu)件”，如果其成形可使膜片被拉伸和固定的話，則并不特別限定其特定形狀等。
關(guān)于“預(yù)定溫度”，如果其比構(gòu)成膜片的熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的話，則并不特別限定為其特定值。然而，最好將膜片組件加熱到略為接近熱塑性樹脂的熔化點附近的溫度。
關(guān)于“構(gòu)成膜片的熱塑性樹脂”，并不特別限定其種類。例如，可以使用PET、PPS(聚苯硫醚)和PEI(聚醚酰亞胺)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將以預(yù)定張力拉伸的一熱塑性樹脂薄膜固定于一薄膜支承構(gòu)件。因而，進行膜片的拉伸和固定。從發(fā)明人的試驗結(jié)果中顯而易見的是，通過拉伸和固定膜片制成的膜片組件在比構(gòu)成膜片的熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度下加熱時，膜片組件膜片的剛度降低。
因此，在膜片組件被包裝在一殼體中之前，當膜片組件在預(yù)定溫度下加熱時，可以降低膜片的剛度，藉此使傳聲器的靈敏度升高。此外，由于可通過拉伸和固定之后的加熱處理來使膜片的剛度降低，因此可將拉伸和固定時的張力選擇成采用一較大值，以防止膜片起皺。
如果在完成駐極體電容式傳聲器裝配之后進行加熱處理，則當加熱時間延長一定程度時，駐極體中積聚的電荷將會消失或減少。然而，在本發(fā)明中，是在膜片組件被包裝在殼體中之前進行加熱處理的。因而，即使是在加熱時間被設(shè)為較長的情況下，也不必擔憂會對駐極體電容式傳聲器的其它組成部件產(chǎn)生不良影響。
因而，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得靈敏度高、聲學特性穩(wěn)定的駐極體電容式傳聲器。
在該結(jié)構(gòu)中，并不特別限定加熱膜片組件所需的時間。例如，在進行時間周期不短于1小時的加熱處理時，可以充分降低膜片的剛度。同樣，最好出于充分降低膜片剛度的觀點，將用于加熱膜片組件的溫度設(shè)定為略為接近熱塑性樹脂的熔化點的溫度。
在該結(jié)構(gòu)中，在膜片組件被包裝在殼體中之后，當膜片組件和殼體在低于預(yù)定溫度的溫度下加熱時，可以去除駐極體電容式傳聲器的組成部件的內(nèi)部變形，藉此使聲學特性大為穩(wěn)定。如果該情況中的用于加熱的溫度低于預(yù)定溫度，則并不特別限制用于加熱的溫度，但可根據(jù)加熱時間適當?shù)剡M行設(shè)定。例如，當加熱處理在約60℃至約80℃的溫度下進行約一小時時，可以在不對組成部件的功能產(chǎn)生任何影響的情況下去除內(nèi)部變形。
從發(fā)明人的試驗結(jié)果中顯而易見的是，當PPS被用作膜片的材料時，即使在以預(yù)定溫度進行加熱處理之后以預(yù)定溫度再次進行加熱處理的情況下，也可以保持膜片的剛度與通過第一次加熱處理降低的數(shù)值基本相等。因此，當PPS薄膜被用作“熱塑性樹脂薄膜”時，即使在將駐極體電容式傳聲器投入回流爐或類似裝置并在將來受到高溫、短時間的加熱處理的情況下，也可防止傳聲器的靈敏度變化。
此外，本發(fā)明的駐極體電容式傳聲器設(shè)有一膜片組件，該膜片組件具有一拉伸并固定于一膜片支承構(gòu)件的熱塑性樹脂的膜片。由于是在以比構(gòu)成膜片的熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度加熱膜片組件之后再將該膜片組件包裝在殼體中的，因此可以降低膜片的剛度，藉此使傳聲器的靈敏度升高。
在該場合下，當PPS被用作構(gòu)成“膜片”的熱塑性樹脂時，即使在將駐極體電容式傳聲器投入回流爐或類似裝置并在將來受到高溫、短時間的加熱處理的情況下，也可防止傳聲器的靈敏度變化。
圖2A是表示在制造方法中將膜片拉伸和固定于膜片支承環(huán)的狀態(tài)的立體圖。
圖2B是表示將通過拉伸和固定所制成的、作為一單個部件的膜片組件的立體圖。
圖3是表示用于檢驗加熱膜片組件所需的時間與膜片(由PET制成)的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
圖4是表示用于檢驗加熱膜片組件所用的溫度與膜片(由PET制成)的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
圖5是表示用于檢驗拉伸和固定時使用的夾具重量與膜片(由PET制成)的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
圖6是表示用于檢驗加熱膜片組件所用的溫度與膜片(由PPS制成)的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
圖7是表示用于檢驗加熱膜片組件所需的時間與膜片(由PPS制成)的共振頻率之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。


圖1是表示作為本發(fā)明一實施例的制造方法的應(yīng)用課題的、面朝上的駐極體電容式傳聲器的側(cè)剖視圖。
如圖1所示，該實施例的駐極體電容式傳聲器10是一小尺寸的傳聲器，該傳聲器的外徑約為3毫米，并且具有一圓筒形殼體12。將一膜片組件14、一隔片16、一后板18、一螺旋彈簧20、一電氣絕緣襯套22和一FET板24包裝在殼體12中。
殼體12具有一形成在其上端壁中的音孔12a和一嵌塞和固定于FET板24的敞開的下端部12b。
圖2B表示作為一單個部件的膜片組件14。如圖2B所示，膜片組件14具有一拉伸并固定于膜片支承環(huán)28(膜片支承構(gòu)件)的膜片26。膜片26具有一約1.5微米厚的圓形PET薄膜和一形成在圓形PET薄膜的上表面上的諸如鎳之類的金屬的蒸汽沉積薄膜。將膜片26的外徑設(shè)為基本與殼體12的內(nèi)徑相等。另一方面，膜片支承環(huán)28由金屬制成，并且具有一基本與膜片26的外徑相等的外徑。
如圖2A所示，將膜片26拉伸并固定于膜片支承環(huán)28。也就是說，在通過夾具(圖中未示出)的重力以預(yù)定張力拉伸具有形成在其下表面上的金屬蒸汽沉積膜的PET薄膜2(熱塑性樹脂薄膜)的條件下，將PET薄膜2壓在其上表面上涂有粘合劑的膜片支承環(huán)28上。由此，PET薄膜2通過粘合劑30粘合于膜片支承環(huán)28。然后，去除PET薄膜2的不必要部分。以該種方式，完成膜片26的拉伸和固定。
隔片16由不銹鋼的薄板環(huán)構(gòu)成，它具有基本與殼體12的內(nèi)徑相等的外徑。
后板18具有一后板體18A和一熱熔粘合(層疊)在后板體18A的上表面上的駐極體18B。
后板體18A由厚約0.15毫米的不銹鋼板制成。駐極體18B由厚約25微米的FEP薄膜制成。將一極化處理施加于駐極體18B，以便獲得預(yù)定的表面電勢(例如約-260V)。
在殼體12中，駐極體18B和膜片26彼此相對，而且通過隔片16隔開一預(yù)定的較小距離，藉此形成一電容器部分。
電氣絕緣襯套22是一圓筒形構(gòu)件，它具有一基本與殼體12的內(nèi)徑相等的外徑。后板18和螺旋彈簧20設(shè)置在電氣絕緣襯套22的內(nèi)周向側(cè)。在該場合下，后板18被螺旋彈簧20彈性加壓，以將其推向隔片16。
FET板24具有一圓形板體32、一FET芯片34和一電容器芯片36。導(dǎo)電圖案32a和32b形成在圓形板體32的上、下表面上。FET芯片34和電容器芯片36安裝在圓形板體32的上表面上。板體32具有一基本與殼體12的內(nèi)徑相等的外徑。板體32在其外周邊部分鄰接電氣絕緣襯套22。
下面將敘述該實施例的操作和效果。
裝配該實施例的駐極體電容式傳聲器10將如下所述。將膜片組件14、隔片16、電氣絕緣襯套22、后板18、螺旋彈簧20和FET板24以該順序結(jié)合在尚未嵌塞和固定的殼體12中(在圖1中由雙點劃線表示)。然后，將殼體12的敞開下端部12b嵌塞和固定于FET板24。以該種方式，完成駐極體電容式傳聲器10的裝配。
在該實施例中，在將膜片組件14和其它部件結(jié)合在殼體12中之前的階段中，以比構(gòu)成膜片26的PET的第二級躍遷點(69℃)高的預(yù)定溫度(例如200℃，略為接近PET的熔化點(265℃))加熱膜片組件14一段預(yù)定時間(例如1小時)，藉此降低膜片26的剛度。
這是基于從發(fā)明人的一系列試驗結(jié)果顯而易見的事實得出的，即當以比構(gòu)成膜片26的PET的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度加熱膜片組件14時，膜片26的剛度降低。
圖3是表示用于檢驗加熱膜片組件14所需的時間與膜片26的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
制備該試驗中使用的每個膜片組件14的樣品將如下所述。通過夾具的重力將以2kgf的張力拉伸的一PET薄膜2(一1.5微米厚的PET薄膜與形成在PET薄膜上的一鎳蒸汽沉積膜的結(jié)合)粘合于φ3毫米的膜片支承環(huán)28，藉此進行膜片26的拉伸和固定。用于加熱膜片組件14的溫度為200℃。以將每個樣品投入爐子并放置在爐子中的方式進行加熱處理。順便說一句，當剛性本體的剛度被看作參照值1(V)時，以圖3的圖線中的縱軸表示的剛度(V)是個相對值。
如圖3所示，顯然，在加熱膜片組件14時膜片26的剛度迅速降低，并且在1小時或更長時間之后剛度大大降低(5％或更多)的狀態(tài)下才得以穩(wěn)定。
圖4是表示用于檢驗加熱膜片組件14所用的溫度與膜片26的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
制備該試驗中使用的每個膜片組件14的樣品將如下所述。將以相同的張力拉伸的一PET薄膜2(一1.5微米厚的PET薄膜與形成在PET薄膜上的一鎳蒸汽沉積膜的結(jié)合)粘合于φ9毫米的膜片支承環(huán)28，藉此進行膜片26的拉伸和固定。用于加熱膜片組件14所需的時間為1小時。
如圖4所示，顯然，當膜片組件14在高于100℃的溫度下加熱時，膜片26的剛度隨著施加于加熱膜片組件14的溫度的增加而逐漸降低，并且當溫度到達200℃時，剛度將顯著降低。順便說一句，由于圖4中使用的膜片26的樣品直徑較大，因此圖4所示的圖線中的剛度值與圖3所示的圖線中的剛度值相比相對較小。
圖5是表示用于檢驗拉伸和固定時使用的夾具的重力與通過拉伸和固定制成的膜片組件14中的膜片26的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
制備該試驗中使用的每個膜片組件14的樣品將如下所述。將一PET薄膜2(一1.5微米厚的PET薄膜與形成在PET薄膜上的一鎳蒸汽沉積膜的結(jié)合)粘合于φ3毫米的膜片支承環(huán)28，藉此進行膜片26的拉伸和固定。
如圖5所示，顯然，當夾具的重力增加到250gf或更大時(即在給予相對較高的張力時)，膜片26的剛度穩(wěn)定在相對較大的數(shù)值中，并且當夾具的重力減少到250gf或更小時，膜片26的剛度迅速降低。
根據(jù)該試驗的結(jié)果，還可設(shè)想當夾具的重力被選擇成采用一略微偏小的數(shù)值時，可以降低膜片26的剛度。然而，在該情況下，拉伸和固定時的張力將變小。出于該原因，膜片26易于起皺，因而傳聲器的聲學特性變得不穩(wěn)定。
通過對比，在該實施例中，由于是在膜片組件14被包裝在殼體12中之前將膜片組件14在預(yù)定溫度下加熱，因此可以降低膜片26的剛度，藉此使傳聲器的靈敏度升高。此外，由于可通過拉伸和固定之后的加熱處理以使膜片26的剛度降低，因此可將拉伸和固定時的張力選擇成采用一較大值。由此，可以防止膜片26起皺。
如果在完成駐極體電容式傳聲器10的裝配之后進行加熱處理，則當加熱處理所用的時間變得略微偏長時(具體地說，例如在200℃之下經(jīng)過30分鐘或更長時間)，駐極體18b中積聚的電荷將會消失或減少。在該實施例中，由于加熱處理在膜片組件14被包裝在殼體12中之前進行，因此即使是在選擇較長的加熱時間的情況下，也不必擔憂會對駐極體電容式傳聲器10的其它組成部件產(chǎn)生不良影響。
因此，根據(jù)該實施例就可獲得靈敏度高、聲學特性穩(wěn)定的駐極體電容式傳聲器。
如同從圖4所示的試驗結(jié)果中所見的那樣，當用于加熱膜片組件14的溫度被選擇成高于100℃時，可以降低膜片26的剛度。當膜片組件14在略為接近PET的熔化點(265℃)的約200℃的溫度下加熱時，確實可降低膜片26的剛度。
在該實施例的制造方法中，在完成駐極體電容式傳聲器10的裝配之后將駐極體電容式傳聲器10在低于預(yù)定溫度的溫度下加熱時，可以去除駐極體電容式傳聲器10的組成部件的內(nèi)部變形，藉此使聲學特性大為穩(wěn)定。具體地說，例如，當駐極體電容式傳聲器10在約60℃至約80℃的溫度下加熱一小時時，可以在不對組成部件的功能產(chǎn)生不良影響的情況下去除駐極體電容式傳聲器10的組成部件的內(nèi)部變形。
盡管已經(jīng)敘述的本實施例在制造膜片組件14時為采用PET薄膜作為膜片26進行拉伸和固定的情況，但本發(fā)明也可應(yīng)用于使用除PET薄膜以外的任何其它熱塑性樹脂薄膜(例如一PPS薄膜)的情況。
圖6是表示用于檢驗加熱膜片組件14所用的溫度與使用一PPS(聚苯硫醚)進行膜片26的拉伸和固定的情況下的膜片26的剛度之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
制備該試驗中使用的每個膜片組件14的樣品將如下所述。將以相同的張力拉伸的一PPS薄膜(一1.5微米厚的PPS薄膜與形成在PPS薄膜上的一鎳蒸汽沉積膜的結(jié)合)粘合于φ9毫米的膜片支承環(huán)28，藉此進行膜片26的拉伸和固定。用于加熱膜片組件14所需的時間為1小時。
如圖6所示，顯然，當膜片組件14在高于125℃的溫度下加熱時，膜片26的剛度隨著加熱溫度的升高而逐漸降低。
使用PPS薄膜的情況中的剛度在200℃時的減少數(shù)量與使用PET薄膜的情況相比相對較小。然而，在使用PPS薄膜的情況中，相信即使在200℃下再加熱膜片組件14，在200℃的第一次加熱處理之后剛度也不會發(fā)生多大變化。也就是說，如同圖4和6所示的圖線中由“再加熱”線所示的那樣，當膜片組件14曾在200℃下加熱之后，在將膜片組件14投入爐子并在200℃下再加熱一小時時，使用PET薄膜的情況中的膜片26的剛度略微降低，而使用PPS薄膜的情況中的膜片26的剛度即使在相同條件下也不會發(fā)生變化。
圖7是表示用于檢驗加熱膜片組件14所需時間與膜片26的共振頻率之間的關(guān)系的試驗結(jié)果圖。
制備該試驗中使用的每個膜片組件14的樣品將如下所述。通過夾具的重力將以2kgf的張力拉伸的一PPS薄膜(一2微米厚的PPS薄膜與形成在PPS薄膜上的一鎳蒸汽沉積膜的結(jié)合)粘合于φ9毫米的膜片支承環(huán)28，藉此進行膜片26的拉伸和固定。用于加熱膜片組件14的溫度為200℃。
如圖7所示，在加熱膜片組件14時，膜片26的共振頻率迅速移動到低頻帶側(cè)，同時膜片26的剛度降低，但在15分鐘或更長時間之后就變得相當穩(wěn)定。同樣明顯的是，樣品(n＝20)的共振頻率的變化在經(jīng)過2小時的時間點與加熱處理開始時的時間點相比降低到大約一半。
以該種方式，同樣在使用PPS薄膜的情況中，在膜片組件14被包裝在殼體12中之前，將膜片組件14在比構(gòu)成膜片26的PPS的第二級躍遷點(92℃)高的預(yù)定溫度(例如200℃)下加熱時，可以降低膜片26的剛度，藉此使傳聲器的靈敏度升高。此外，由于可通過拉伸和固定之后的加熱處理來使膜片26的剛度降低，因此可將拉伸和固定時的張力選擇成采用一較大值。由此，可以防止膜片26起皺。
此外，當膜片組件14曾在采用PPS薄膜的情況中的預(yù)定溫度下加熱時，即使膜片組件14在相同溫度下再加熱，也可以保持膜片26的剛度與通過第一次加熱處理降低的數(shù)值基本相等。因而，在完成駐極體電容式傳聲器10的裝配之后，即使將駐極體電容式傳聲器10投入回流爐或類似裝置，并且在高溫下加熱較短的時間(例如，在200℃下加熱5分鐘)，也可以防止傳聲器的靈敏度發(fā)生變化。
如同從圖6所示的試驗結(jié)果中所見的那樣，當用于加熱膜片組件14的溫度被選擇成高于125℃時，就可降低膜片26的剛度。順便說一句，當膜片組件14在略為接近PPS的熔化點(285℃)的約200℃的溫度下加熱時，就可降低膜片26的剛度。
權(quán)利要求
1.一種制造駐極體電容式傳聲器的方法，其中，所述駐極體電容式傳聲器包括一膜片組件，所述膜片組件具有一固定于一膜片支承構(gòu)件的膜片；以及一殼體，所述殼體用于包裝所述膜片組件，該方法包括將以預(yù)定張力拉伸的一熱塑性樹脂薄膜固定在所述膜片支承構(gòu)件上，以制造所述膜片組件；以比構(gòu)成所述膜片的熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度加熱所述膜片組件；以及將所述膜片組件包裝在所述殼體中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加熱步驟持續(xù)的時間周期不短于1小時。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括以比預(yù)定溫度低的溫度加熱所述殼體和包裝于其中的所述膜片組件。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，它還包括以比預(yù)定溫度低的溫度加熱所述殼體和包裝于其中的所述膜片組件。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將一聚苯硫醚薄膜用作熱塑性樹脂薄膜。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將一聚苯硫醚薄膜用作熱塑性樹脂薄膜。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將一聚苯硫醚薄膜用作熱塑性樹脂薄膜。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將一聚苯硫醚薄膜用作熱塑性樹脂薄膜。
9.一種駐極體電容式傳聲器，它包括一膜片組件，所述膜片組件包括一膜片和一膜片支承構(gòu)件，由熱塑性樹脂制成的所述膜片被拉伸和固定于所述膜片支承構(gòu)件；以及一殼體，所述殼體包裝所述膜片組件；其中，以比熱塑性樹脂的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度熱處理所述膜片組件，然后將其包裝在所述殼體中。
10.如權(quán)利要求9所述的駐極體電容式傳聲器，其特征在于，熱塑性樹脂是聚苯硫醚。
全文摘要
一種用于制造靈敏度高、聲學特性穩(wěn)定的駐極體電容式傳聲器的方法。將以預(yù)定張力拉伸的一PET薄膜粘合于膜片支承環(huán)來進行膜片的拉伸和固定，以制造一膜片組件。以比PET的第二級躍遷點高的預(yù)定溫度(例如200℃)加熱膜片組件。然后，將膜片組件包裝在一殼體中。由于在膜片組件被包裝在殼體中之前，以預(yù)定溫度加熱該膜片組件，因此可以降低膜片的剛度。由于以該種方式降低了膜片(26)的剛度，因此可將膜片的拉伸和固定時的張力設(shè)定為一較大值，以防止膜片起皺。
文檔編號H04R19/00GK1429049SQ0215898
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者伊藤元陽, 米原賢太郎 申請人:星精密株式會社