Устройство для изготовления электретов Советский патент 1987 года по МПК H01G7/02 

1 Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройства для изготовления электретов, может быть использовано при изготовлении электретных мембран микрофонов, в особенности микрофонов для малогаба ритных слуховых аппаратов типов за шина и очки. По основному авт, св. № 67/4634. известно устройство для изготовлени электретов, используемых в качестве мембран микрофонов, содержащее заземленную металлическую поворотную кассету с размещенными на ней диэлектрическими пленками. Над кассет расположен узел для нейтрализации д электриков, имеющий коронирующую иглу, соединенную с источником переменного напряжения и заключенную в металлический кожух, нижнее основание которого выполнено в виде метал лической сетки, соединенной с кассетой. Над кассетой размещен электрод для поляризации диэлектриков, выполненный в виде иглы, соединенной с источником постоянного высоког напряжения. Эта, игла заключена в металлический к.ожух, нижнее основание которого выполнено в виде металлической сетки, соединенной с источником стабилизированного напряжения В данном устройстве сначала производится нейтрализация электретируемых диэлектриков для устранения случайных зарядов с их поверхности, а затем поляризация. Однако, электреты, особенно мало,габаритные, изготовленные при помощи указанного устройства, обладают малой величиной поверхностной плотноети зарядов и низкой ее стабильностью что препятствует их использованию в высококачественных микрофонах. Малая величина поверхностной плот ности зарядов связана с их утечкой н заземленную кассету в процессе поляризации, особенно в случае малогабаритных электретов. Кроме того, для устранения возможности загрязнения поверхности готовьк электретов на ра личных стадиях производства микрофонов необходимо поляризацию диэлектрических пленок осуществлять непосредственно в корпусах микрофонов, пр этом в известном устройстве поляризация в корпусах практически невозможна, тем более в случае малогабаритных электретов, так как при попа- 13 2 Дании потока ионов на острые металлические заземленные кромки корпусов возникают искровые пробои на них, и диэлектрическая пленка заряжается, до потенциала, значительно меньшего номинального. Низкая стабильность поверхностной плотности зарядов электретов, получаемых в устройстве по основному изобретению, связана с недостаточной равномерностью распределения поверхностной плотности зарядов, а именно края электретов имеют потенциал меньший, нежели середина его, т.е. существует потенциальный рельеф, вследствие этого возникает поверхностная проводимость, увеличивающаяся в случае малогабаритных электретов, так как с уменьшением габаритов сопротивление поверхности диэлектрика, на котором происходит перепад потенциала, также уменьшается. Этот процесс еще более усиливается при поляризации диэлектрических пленок в корпусах микрофонов из-за утечки зарядов на острые края корпуса, в результате чего снижается потенциал вблизи краев электрета по сравнению с его серединой, что также увеличивает проводимость поверхности электрета и приводит к выравниванию потенциального рельефа и. Следовательно, к заметной релаксации заряда. Целью дополнительного изобретения является повьппение поверхностной плотности зарядов электретов и их стабильности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для изготовления электретов, содержащее поворотную кассе- . ту с размещенными на ней диэлектрическими пленками и расположенным над ней узлом для нейтрализации диэлектриков, выполненным в виде иглы, соединенной с источником переменного напряжения и заключенной в металлический кожух, и электрод для поляризации диэлектриков, вьшолненный в виде иглы, соединенной с источником постоянного напряжения, причем электрод для поляризации снабжен металлическим кожухом с сеткой, расположенной между электродом и поворотной кассетой и соединенной с источником стабилизированного напряжения, а металлический кожух узла нейтрализации снабжен сеткой, расположенной между иглой и поворотной кассетой и сое31

диненной с этой кассетой, снабжено польм гиперболическим усеченным коиусом, закрепленным в отверстии, выполненном в сетке узла поляризации, причем вершина конуса расположена над поворотной кассетой

Такое выполнение позволяет создат между сеткой и электретируемыми диэлектрическими пленками электрическое поле такой конфигурации, что максимальное чисЛо ионов и электронов, создаваемых ионизатором и проходящих через сетку, попадает на диэлектрическую пленку. Кроме того, соответствующий выбор расстояния от усеченной вершины конуса до диэлектрической пленки предотвращает утечку, зарядов на заземленную кассету в процессе поляризации, особенно в случае малогабаритных электретов, а в случае по- ляризации в корпусах еще и предотвращает искровые пробои на кромку корпуса микрофона, что еще более повьщ1ает поверхностную плотность зарядов готовых электретов.

На фиг.1 изображенафункциональная схема устройства для изготовления электретов; на фиг.2 - се-тчатый электрод узла поляризации. Предлагаемое устройство для изготовления электретов состоит из заземленной металлической поворотной кассеты 1 для размещения на ней электретов 2, представлякнцих собой либо микрофонные кольца или рамки с наклеенными на них диэлектрическими пленками, либо корпуса микрофонов с вставленными в них кольцами или рамками.

Над кассетой 1 расположен узел для нейтрализации диэлектриков, имеющий коронирукщую иглу 3, соединенную с источником 4 переменного напряжения и заключенную в металлический кожух 5, нижнее основание которого выполнено в виде металлической сетки 6, соединенной с кассетой 1. Над кассетой также размещен электрод 7 для поляризации диэлектриков, вьтолненньй в виде иглы, соединенной с источником 8 постоянного высокого напряжения. Эта игла заключена в металлический кожух 9, нижнее основание которого выполнено в виде металлической сетки 10 с отверстием в центре ее, в которое вставлен и закреплен польп гиперболический усеченный конус 11, сужающийся в сторону поворотной кассеты 1 с диаметром усеченной вершины

134

примерно на 1-2 мм меньше максимального линейного размера диэлектрической пленки. Расстояние от усеченной вершины корпуса до диэлектрической пленки составляет примерно 1-8 мм. Сетка 10 соединена с источником 12 стабилизированного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении поворотной.кассеты 1 относительно коронирующих электродов и прохождении электретируемых диэлектриков сначала через узел нейтрализации устраняются случайные заряды с их поверхности. При последующем прохождении диэлектриков под электродом 7 для поляризации и металлической сеткой 10 с отверстием, в котором закреплен полый гиперболический усеченный конус 11, на сетку 10 подается напряжение от источника 12 стабилизированного напряжения по знаку, соответствующее напряжению на электроде 7, и поток ионов от последнего направляется отверстием в сетке 10 на поверхность диэлектрической пленки.

Благодаря специальной конфигурации конуса 11, вставленного в отверстие в сетке 10, а также соответствующему выбору диаметра его усеченной вершины и расстоянию от вершины до поверхности диэлектрической пленки значительно увеличивается поток ионов на нее, а при поляризации в корпусах предотвращаются искровые пробои на кромку корпуса микрофона.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что электреты, особенно малогабаритные, изготовленные в предлагаемом устройстве, обладают более высокой поверхностной плотностью зарядов и более равномерным распределением потенциала по поверхности диэлектрика, чем электреты, изготовленные в устройстве, принятом за базовый объект. Улучшенная равномерность .распределения потенциала ведет к повышению стабильности поверхностной плотности зарядов готовых электретов. Так, например, за время испытаний в течение десяти месяцев в нормальных климатических условиях спад заряда Электретных мембран с площадью 300400 мм в среднем на 4-6% меньше, а с площадью 35-45 мм - в среднем на 10-12% меньше.

510

Кроме того, вследствие практически полного устранения утечки заряженных частиц на металлическую кассету, а в случае поляризации в корпусак также и на острые края корпуса микрофона, заданньв потенциал на диэлектрической пленке можно получить при меньшем напряжении на коронирующем электроде для поляризации. Уменьшение напряжения на последнем, в свою очередь, дает возможность уменьшить разброс по величине потенциала у готовых электретов от образца к образцу. Этот разброс во многом определяется влиянием недостаточного поля корокирующего электрода, частично проникающего в пространство сетчатый электрод-электретируемая пленка. Так,

136

разброс по величине начального потенциала от образца к образцу для электретов, полученных в предлагаемом устройстве, в 1,7-3 раза (взависимости от размеров электретов) меньше по сравнению с электретами, изготовленными в устройстве, принятом за базовый объект.

Конструктивное применейие электретов, изготовленных по предлагаемому способу обеспечивает

повьш1ение чувствительности за сче увеличения поверхностной плотности зарядов электретов;

уменьшение разброса чувствительности от образца к образцу за счет повьшгения стабильности поверхностной плотности зарядов готовых электретов

Д.

8

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРЕТОВ по авт.св. № 674634, отличающееся тем, что, с целью повышения поверхностной плотности заряда электретов и стабильности электретов, оно снабжено полым гиперболическим усеченным конусом, закрепленным в отверстии, вьшолненном в сетке узла поляризации, причем вершина конуса расположена над поворотной кассетой.