專利名稱：具有超高充電穩(wěn)定性的多層駐極體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電容器擴音器的駐極體及其制造方法，更具體地，涉及一種多層駐極體及其制造方法，該多層駐極體能抵御高溫，從而能用表面安裝技術(shù)(SMT)加工，并且具有超高充電穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
通常，擴音器基于將機械振動轉(zhuǎn)變成電信號的方法分成利用碳晶粒的電阻特性的碳擴音器、利用四水合酒石酸鉀鈉的壓電效應(yīng)的晶體擴音器、在磁場中振動具有線圈的振動膜以產(chǎn)生感應(yīng)電流的動圈式擴音器、利用設(shè)置在磁場中的金屬片接收到聲波而振動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象的速率擴音器(velocity microphone)、以及利用聲波振動薄膜而產(chǎn)生的電容變化的電容式擴音器。
電容器類型被廣泛用作小尺寸擴音器。然而，這需要DC電源(電池)以向電容器加載電壓。為了解決此問題，利用具有準(zhǔn)永久電荷的駐極體的駐極體電容器擴音器近年來得以采用。因為駐極體擴音器不需要偏置電壓，所以其前置放大器被簡化，且其性能可以通過低成本提高。
同時，隨著電子產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展，所有產(chǎn)品都變得越來越小。為了制造這種小尺寸產(chǎn)品，表面安裝技術(shù)(surface mount technology(SMT))得以廣泛應(yīng)用。SMT是一種工藝或方法，它將元件放置在印刷電路板(PCB)上。表面安裝元件具有非常小的引線，以連接(焊接)到PCB上提供的焊接區(qū)上，或者它不具有引線。雖然產(chǎn)品的價格和性能在SMT被用來制造產(chǎn)品時能得以改善，但是SMT不能用于易受高溫損壞的元件，因為高溫在回流工藝中被施加到該元件上。
用于電容器擴音器的傳統(tǒng)駐極體由氟化乙丙烯(F1uoro-Ethylene-Propylene(FEP))制造，如圖1所示。然而，F(xiàn)EP易受高溫損壞，使得SMT不能用于制造該駐極體。因此，不能降低使用擴音器的各種產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，例如蜂窩電話終端。具體地，傳統(tǒng)駐極體16由疊放在金屬片11上的FEP膜12制成，且背側(cè)駐極體結(jié)構(gòu)通過用振動膜17形成一空間而構(gòu)造，該振動膜按金屬15被涂覆在PET14和隔離襯13上的方式構(gòu)造。FEP膜12通過熔融擠出形成，從而在增加其結(jié)晶度方面有限制。另外，在FEP膜材料的物理特性中，熔融點大約是260℃。這意味著，它在低溫下變成了液體。因此，難以制造通過利用FEP膜的SMT加工的駐極體。
為了解決上述問題，作為不斷研究和開發(fā)的結(jié)果，SiO2、Si3N4等已經(jīng)被開發(fā)來作為能抵御高溫的駐極體的材料。然而，使用這些材料的駐極體的制造工藝是復(fù)雜的，且制造成本高，因為它們是陶瓷材料。此外，因為陶瓷材料的高密度，作為將介電體轉(zhuǎn)化為駐極體的工藝的充電工藝難以進行。即使駐極體充了電，僅其表面充電，從而當(dāng)濕氣或其它雜質(zhì)接觸駐極體表面時，電荷量極易減少。所以，上述材料具有問題，即雖然它們能抵御熱，但易受濕氣或周圍環(huán)境的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有超高充電穩(wěn)定性的能抵御高溫和濕氣的聚合物駐極體。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造用于SMT的上述駐極體的方法。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種多層駐極體，它以這樣一種方式構(gòu)造，12.5μm～25μm厚的FEP膜熔融粘接在金屬片表面，且30μm～100μm厚的PTFE膜熔融粘接在FEP膜的表面。
本發(fā)明還提供一種制造具有超高充電穩(wěn)定性的多層駐極體的方法，包括第一步，將FEP膜疊置在金屬片上；第二步，在高溫下加熱其上疊置有FEP膜的金屬片并在其上施加高壓，由此FEP膜和金屬片彼此熔融粘接；第三步，在粘接到金屬片上的FEP膜上疊置PTFE膜；第四步，加熱該疊層結(jié)構(gòu)并對其施加高壓，由此PTFE膜熔融粘接到FEP膜上；第五步，冷卻合成結(jié)構(gòu)，以完成駐極體；以及第六步，用電荷充電冷卻的駐極體。


通過結(jié)合附圖的以下詳細描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以更充分地得以理解，其中圖1示出用于傳統(tǒng)擴音器的背部駐極體的結(jié)構(gòu)；圖2說明根據(jù)本發(fā)明的多層駐極體的制造原理；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的背部駐極體的結(jié)構(gòu)；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的多層駐極體的制造工藝的流程圖；以及圖5說明根據(jù)本發(fā)明的多層駐極體的制造原理。
具體實施例方式
現(xiàn)在，本發(fā)明將對參照附圖的優(yōu)選實施例進行說明。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的具有超高充電穩(wěn)定性的聚合物駐極體以這樣一種方式制造，即12.5μm～25μm厚的FEP膜12粘接在金屬片11上，且具有高結(jié)晶度的30μm～100μm厚的聚四氟乙烯(以下稱為PTFE)膜20疊置在FEP膜12上。從而，多層駐極體得以構(gòu)造。
由FEP膜和PTFE膜制造的駐極體可以通過SMT加工，因為其具有高結(jié)晶度。PTFE膜通過總體上不同于FEP膜的制造方法的工藝形成。
FEP膜難以形成具有高的結(jié)晶度，因為它通過熔融擠出形成。即使它具有高的結(jié)晶度，其一個晶粒變大，使得不能在整個膜上形成細晶粒。因此，對提高FEP膜的充電穩(wěn)定性有限制。然而，PTFE膜以如下方式形成，即PTFE樹脂成形，且成形體被切割薄，使得大量的細晶?？梢栽谡麄€膜上形成，導(dǎo)致結(jié)晶度和充電穩(wěn)定性的提高。PTFE樹脂是大量的細微晶粒，每個晶粒具有10～20μm的尺寸。于是，通過在成形過程中施加高壓力和熱，晶粒變得更細微。
參照圖3，使用如上所述形成的駐極體制造的用于擴音器的背部駐極體由駐極體22、振動膜17和隔離襯13構(gòu)成，該駐極體以FEP膜12和PTFE膜20疊置在金屬片11上的方式構(gòu)造，該振動膜以金屬膜15疊置在聚對苯二甲酸乙二酯膜14上的方式形成，隔離襯用于在振動膜17和駐極體22之間形成間隔。在擴音器中，如上構(gòu)造的背部駐極體將聲壓轉(zhuǎn)變成電信號。
圖4是用于示出根據(jù)本發(fā)明的多層駐極體的制造工藝的流程圖，圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的多層駐極體的制造原理。
通常，金屬片和薄膜的熔融粘接通過疊層工藝進行。PTFE膜未很好地粘接到金屬片上，因為其熔點約為327℃，此溫度較高。另外，即使PTFE膜粘接到了金屬片上，因為在疊層操作中對PTFE膜施加了高的壓力和熱，所以駐極體的充電穩(wěn)定性明顯降低。于是，本發(fā)明提前將FEP膜粘接到金屬片上，然后將PTFE膜粘接到FEP膜上，從而構(gòu)造多層駐極體。當(dāng)施加以熱和壓力時，為同一氟族的FEP和PTFE具有強粘接性。PTFE膜粘接到FEP膜上的多層聚合物駐極體具有超高充電穩(wěn)定性。PTFE膜具有超高充電穩(wěn)定性，因為其結(jié)晶度高，如上所述。高結(jié)晶度意味著在薄膜材料內(nèi)大量晶粒邊界的存在。這些晶粒邊界成為充電過程中電子可以在容積內(nèi)通過其而移動的通道，或成為電子被穩(wěn)定俘獲的俘獲位。于是，電子穩(wěn)定地留存在材料內(nèi)，從而駐極體的充電穩(wěn)定性能增加。
參照圖4和5，根據(jù)本發(fā)明的多層駐極體的制造工藝包括用于將FEP膜疊置在金屬片上的第一疊層步驟S1和S2、在FET膜上疊置PTFE膜的第二疊層步驟S3和S4、冷卻步驟S5、以及充電步驟S6。
在第一疊層步驟中，如圖5所示，F(xiàn)EP膜12疊置在金屬片11上并在經(jīng)過引導(dǎo)加熱輥52和加壓輥54之間的同時熔融粘接到金屬片上。FEP膜的厚度優(yōu)選地是12.5～25μm。
具體地，在卷繞起來的FEP膜12在步驟S1中展開并疊置在金屬片11上后，使疊層結(jié)構(gòu)在輥之間經(jīng)過，同時通過設(shè)置在金屬片11下方的引導(dǎo)加熱輥52加熱，并同時由加壓輥54施壓，由此FEP膜12在步驟S2中熔融粘接到金屬片11上。優(yōu)選的是，加壓輥54施加的壓力約為10Kgf～100Kgf，且根據(jù)引導(dǎo)加熱輥52的加熱溫度為330℃～400℃。當(dāng)高溫加熱工序和加壓工序如上同時進行時，F(xiàn)EP膜和金屬片彼此接觸的所有部分熔融，另一方面FEP膜內(nèi)的局部熔融。
如圖5所示，第二疊層步驟以這樣一種方式進行，即卷繞起來的PTFE膜20疊置在已在第一疊層步驟中粘接到金屬片11上的FEP膜12上，且PTFE膜在經(jīng)過引導(dǎo)加熱輥52和加壓輥54之間的同時熔融粘接到FEP膜12上。PTFE膜的厚度優(yōu)選地是30μm～100μm。
具體地，在卷繞起來的PTFE膜20在步驟S3中展開并疊置在粘接到金屬片11上的FEP膜12上后，合成結(jié)構(gòu)在輥之間經(jīng)過，同時通過設(shè)置在金屬片11下方的引導(dǎo)加熱輥52加熱，并同時由加壓輥54施壓，由此PTFE膜20在步驟S4中熔融粘接到粘接在金屬片11上的FEP膜12上。優(yōu)選的是，加壓輥54施加的壓力約為30Kgf～150Kgf，且根據(jù)引導(dǎo)加熱輥52的加熱溫度為400℃～500℃。
金屬片和薄膜的接觸表面或兩層薄膜的接觸表面在上述疊層步驟中整個或局部熔融。聚合物的非晶性和晶格彼此不一致的界面由局部熔融形成。此界面俘獲電子，使得駐極體的充電穩(wěn)定性可以通過控制該界面的位置和尺寸提高。
在熔融粘接之后的冷卻材料的步驟S5中，控制冷卻速率以調(diào)節(jié)上述界面的位置和尺寸。然后，在充電步驟S6中，疊置的薄膜用電荷充電。在駐極體通過連續(xù)工藝制造的情形下，優(yōu)選的是，直線傳輸速度(運行速度)為0.3m/min～0.7m/min。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由FEP膜和PTFE膜制造的多層聚合物駐極體使用聚合物制造，使得可以獲得優(yōu)秀的可加工性，且制造成本因非常簡單的制造工藝而可以減小。此外，因為PTFE膜因其高結(jié)晶度而在其內(nèi)具有大量晶粒邊界，所以駐極體的充電穩(wěn)定性被提高。這使得可以通過SMT加工的擴音器的制造成為可能。此外，駐極體電容器擴音器(ECM)的可靠性顯著提高。
此外，因為多層聚合物駐極體的形狀與用于傳統(tǒng)駐極體電容器擴音器的背部駐極體的相似，所以所有傳統(tǒng)駐極體電容器擴音器均可用SMT工藝制造。
雖然已經(jīng)說明和描述了包括優(yōu)選實施例的具體實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，明顯的是，在不背離本發(fā)明的、僅由所附權(quán)利要求限定的精髓和范圍的情況下，可以作各種更改。
權(quán)利要求
1.一種多層駐極體，其由如下方式構(gòu)造，即12.5μm～25μm厚的FEP膜熔融粘接在金屬片表面，且30μm～100μm厚的PTFE膜熔融粘接在FEP膜的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的多層駐極體，其特征在于，PTFE膜在PTFE樹脂被成形后通過切割而形成為薄膜。
3.一種制造具有超高充電穩(wěn)定性的多層駐極體的方法，包括第一步，將FEP膜疊置在金屬片上；第二步，在高溫下加熱其上疊置有FEP膜的金屬片并在其上施加高壓，由此FEP膜和金屬片彼此熔融粘接；第三步，在粘接到金屬片上的FEP膜上疊置PTFE膜；第四步，加熱該疊層結(jié)構(gòu)并對其施加高壓，由此PTFE膜熔融粘接到FEP膜上；第五步，冷卻合成結(jié)構(gòu)，以完成駐極體；以及第六步，用電荷對冷卻的駐極體充電。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在第四步驟中，加壓通過加壓輥在約30Kgf～150Kgf的壓力下進行，加熱通過引導(dǎo)加熱輥在400℃～500℃的加熱溫度下進行。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該制造方法以0.3m/min～0.7m/min的運行速度進行。
全文摘要
一種具有超高充電穩(wěn)定性的多層駐極體及其制造方法，該駐極體能抵御高溫以通過表面安裝技術(shù)加工。該多層駐極體構(gòu)造成12.5～25μm厚的FEP膜熔融粘接在金屬片表面且30～100μm厚的PTFE膜熔融粘接在FEP膜表面。制造具有超高充電穩(wěn)定性的多層駐極體的方法包括一、將FEP膜疊置在金屬片上；二、在高溫下加熱其上疊置有FEP膜的金屬片并在其上施加高壓，由此FEP膜和金屬片彼此熔融粘接；三、在粘接到金屬片上的FEP膜上疊置PTFE膜；四、加熱該疊層結(jié)構(gòu)并對其施加高壓，由此PTFE膜熔融粘接到FEP膜上；五、冷卻合成結(jié)構(gòu)以完成駐極體；六、用電荷充電冷卻的駐極體。
文檔編號H04R31/00GK1427430SQ0211806
公開日2003年7月2日 申請日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者趙琴行, 李源澤 申請人:Bse株式會社