JP4627676B2

JP4627676B2 - 耐熱性帯電樹脂体を用いたエレクトレットコンデンサマイクロホン及びその製造方法。

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Publication number: JP4627676B2
Application number: JP2005100358A
Authority: JP
Inventors: 恵堀内; 裕紀土屋; 啓二渡辺
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Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-02-09
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Description

本発明は耐熱性帯電樹脂体を用いた民生用マイクとして、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ＰＣ等に広く用いられるエレクトレットコンデンサマイクロホン及びその製造方法に関する。

従来より帯電樹脂体を利用した電気製品としては例えばエレクトレットコンデンサマイクロホンが知られている。
従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン（以下ＥＣＭと略記する）は、例えば特開２００２−３４５０８７号公報に開示されている如く、帯電樹脂体であるエレクトレット層の形成には金属製の背極基板上に樹脂層を形成し、この樹脂層に帯電処理を行なうことによりエレクトレット層を形成する方式（図３参照）や、樹脂製またはセラミック製の背極基板上に背極電極を膜形成し（図８参照）、この背極電極上に前記エレクトレット層を形成する方式が行われている。そして、前記背極基板を振動膜ユニット、スペーサ、外部接続電極を有する回路基板等と積層して一体化することによりＥＣＭを完成させている。

そして、上記構成を有するＥＣＭは、前記民生用機器等に実装される場合、他の電気エレメントが実装されている回路基板に半田付け等の手段によって組みつけられる事になるが、従来のＥＣＭはエレクトレット層を構成する帯電樹脂体の耐熱性が良くないため、リフロー装置による実装が出来ないという欠点がある。
すなわち、市場ニーズとしては実装コストの面からリフロー装置による半田実装が求められているが、このリフロー装置による半田実装は１５０℃〜２００℃程度のプリヒートを９０秒〜１２０秒行い、その後２３０℃〜２６０℃の高温で１０秒間程度リフローされるため、この高温条件によって前記ＥＣＭのエレクトレット層に着電されている電荷が減衰することで、マイクロホンとしての性能が維持できなくなるという問題がある。

上記帯電樹脂体の欠点である耐熱性の問題を解決する方式として従来よりいくつかの提案が成されている。例えば特表２００１−５１８２４６号公報に開示されているＥＣＭは着電手段として耐熱性に問題のある有機質の帯電樹脂体に代えて無機質のシリコンを用いた半導体マイクロホンを構成している。しかしこの半導体マイクロホンは耐熱性の問題が無くリフロー装置による実装を可能としているが、反面コストアップになるという問題がある。

また、特開２０００−３２５９６号公報には従来の有機質の帯電樹脂体を改良して、リフロー装置による半田実装を可能としたＥＣＭが開示されている。すなわち特開２０００−３２５９６号公報には、エレクトレット層を構成するための樹脂体を金属板に融着した背極基板を、着電前に約２００℃で１〜６時間程度の高温アニールを施し、その後着電して耐熱性の高いＥＣＭを構成するものである。

また、ＥＣＭとは直接関係はないが、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと略記する）、フッ化エチレンプロピレン共重合体（以下ＦＥＰと略記する）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下ＰＦＡと略記する）等のフッ素を含有する樹脂体に、ある温度条件下で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射して架橋させることにより、放射線環境下での耐熱性と機械特性を向上させた改質フッ素樹脂が開示されている。
すなわち、特許第３３１７４５２号公報にはＰＴＦＥ等のフッ素を含有する樹脂体をその結晶融点以上の温度で、かつ酸素不存在下において所定量の電離性放射線を照射して架橋させた改質フッ素樹脂が開示されており、さらに特開平１１−４９８６７号公報にはＦＥＰに結晶融点付近の温度で、かつ酸素不存在下において所定量の電離性放射線を照射して架橋させた改質フッ素樹脂が開示されている。

上記改質フッ素樹脂の技術は、耐熱性と耐薬品に優れた特性を有し、産業用や民生用として広く利用されているフッ素樹脂が、その欠点としては放射線に対する崩壊型分子構造を有するため、原子力施設等の放射線環境下での使用ができないことを改善するために行われたものであり、電離性放射線の照射条件を適正化して架橋を行わせる事によって放射線環境下での耐熱性や機械特性を飛躍的に向上させたものである。

特開２００２−３４５０８７号公報特表２００１−５１８２４６号公報特開２０００−３２５９６号公報特許第３３１７４５２号公報特開平１１−４９８６７号公報

前記エレクトレット層として帯電樹脂体を用いて、市場ニーズであるリフロー実装が可能なＥＣＭ等の開発を目的として前記背景技術を検討した結果、前記特開２０００−３２５９６号公報に開示されている技術は基本的に樹脂に対するアニーリング技術であるため、高温下に長時間放置する必要があり、製造時間が長くなる欠点に加えて、時間管理や温度管理の変化にともなう製品の安定性にも問題がある。

そこで、本出願人は特許第３３１７４５２号公報や特開平１１−４９８６７号公報に開示された電離性放射線を照射して架橋させた改質フッ素樹脂に着目した。
すなわち、架橋させた改質フッ素樹脂が放射線環境下等の悪い環境でも高い耐熱特性を示すということは、前記改質フッ素樹脂を帯電させた帯電樹脂体をエレクトレット層として用いることにより、リフロー条件下での電荷減衰の防止に効果があるものと想定した。

本発明の目的は、上記電離性放射線の照射技術を応用して、従来困難とされていたリフロー実装の高温に対応可能な耐熱性帯電樹脂体の製造方法と、その耐熱性帯電樹脂体を用いたＥＣＭを提供する事である。

半導体等の電気エレメント、背極電極、エレクトレット層、スペーサ、振動膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、前記エレクトレット層がフッ素を含有する樹脂体に、結晶融点以上の温度で酸素不存在下において電離性放射線を照射することによって架橋した改質フッ素樹脂に着電処理を行なった耐熱性帯電樹脂体であるエレクトレットコンデンサマイクロホン。

前記フッ素を含有する樹脂体がＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡのいずれか１つであるエレクトレットコンデンサマイクロホン。

半導体等の電気エレメント、背極電極、エレクトレット層、スペーサ、振動膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法において、前記背極電極上にフッ素を含有する樹脂体の樹脂層を形成する工程と、前記背極電極上の樹脂層に該樹脂層の結晶融点以上の温度で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射することにより架橋した改質フッ素樹脂層を形成する工程と、前記改質フッ素樹脂層に着電してエレクトレット層を形成する工程とを有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。

半導体等の電気エレメントを実装した多数の電気回路基板が縦横に並んで一体化している形状の集合電気回路基板を作成する工程と、前記背極電極を有する多数の背極基板が縦横に並んで一体化している形状の集合背極基板を作成する工程と、前記集合背極基板の各背極電極上にフッ素を含有する樹脂体の樹脂層を形成する工程と、前記集合背極基板の各背極電極上に形成された樹脂層に、該樹脂層の結晶融点以上の温度で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射することにより架橋した改質フッ素樹脂層を形成する工程と、前記改質フッ素樹脂層に着電してエレクトレット層を形成する工程と、多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状の集合スペーサを作成する工程と、多数の振動膜支持枠が縦横に並んで一体化している形状で、片面に振動膜素材を張った集合振動膜ユニットを作成する工程と、それぞれ製作したこれら各集合体を接合して積層集合体とし、該積層集合体を切断することにより、分割された各小片がエレクトレットコンデンサマイクロホンとなるエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。

半導体等の電気エレメントを実装した多数の電気回路基板が縦横に並んで一体化している形状の集合電気回路基板を作成する工程と、前記背極電極を有する多数の背極基板が縦横に並んで一体化している形状の集合背極基板を作成する工程と、フッ素を含有する樹脂体の樹脂シートを、該樹脂シートの結晶融点以上の温度で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射することにより架橋した改質フッ素樹脂シートを形成する工程と、前記改質フッ素樹脂シートを型抜きしてエレクトレット層を形成する工程と、前記エレクトレット層を前記集合背極基板の各背極電極上に積層一体化する工程と、前記改質フッ素樹脂よりなるエレクトレット層に着電処理を行なう工程と、多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状の集合スペーサを作成する工程と、多数の振動膜支持枠が縦横に並んで一体化している形状で、片面に振動膜素材を張った集合振動膜ユニットを作成する工程と、それぞれ製作したこれら各集合体を接合して積層集合体とし、該積層集合体を切断することにより、分割された各小片がエレクトレットコンデンサマイクロホンとなるエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。

前記フッ素を含有する樹脂体がＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡのいずれか１つであるエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。

前記改質フッ素樹脂の処理条件が温度２８０℃〜３３０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線を照射するエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。

すなわち本発明によれば、高温処理に耐える耐熱性帯電樹脂体を提供できるため、例えば有機質のエレクトレット材を用いて市場ニーズであるリフロー実装が可能なＥＣＭを実現することが出来る。また従来の製造工程に電離性放射線照射工程を追加するだけでよいため、従来の製造工程を殆んど変更することなく生産性に優れた製造が可能となる効果を有する。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の第１の実施の形態である耐熱性帯電樹脂体の製造方法を示す工程図である。図１において工程Ｊ１はフッ素含有樹脂体の製造工程であり、樹脂体材料としてはＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、またその形状としてはシート状や繊維を不織布に編んだもの、さらに金属や樹脂等の基板上に前記シート状の樹脂体を被着して後述する背極基板を作成する。

工程Ｊ２は改質フッ素樹脂の製造工程であり、前記工程Ｊ１のフッ素含有樹脂体に電離性放射線照射処理（以後ＥＢ照射処理と略記）を行なうことによって架橋した改質フッ素樹脂に変化させるものであるが、本実施の形態において後述するごとく良好な結果が得られた処理条件を示す。
さらに工程Ｊ３は耐熱性帯電樹脂体の製造工程であり、前記工程Ｊ２の改質フッ素樹脂に着電処理を行なって耐熱性帯電樹脂体が完成する。

次に本発明の第２の実施形態として、前記耐熱性帯電樹脂体を使用する主たる製品であるＥＣＭについて記載する。図２は本発明の耐熱性帯電樹脂体をエレクトレット層とするＥＣＭの断面図、図３は図２に示すＥＣＭを構成する各エレメントの分解斜視図である。

図３において２は回路基板であり、該回路基板２は絶縁基板２ａにより構成され、接続や出力のための電極２ｂが膜形成されるとともに電子部品である集積回路１１が実装されている。３は背極基板であり、該背極基板３は絶縁基板３ａの上面側に電極膜による背極電極４が形成され、該背極電極４の上面にエレクトレット層５が膜形成されるとともに前記絶縁基板３ａを貫通する貫通孔１５が設けられている。６はスペーサであり開孔６ａを有する。７は振動膜ユニットであり、該振動膜ユニット７は絶縁基板よりなる振動膜支持枠８の下面側に膜形成された振動膜取り付け電極９に導電性の振動膜１０が固着されることにより一体化されている。

前記背極基板３は前記絶縁基板３ａの上面側に背極電極４を形成し、その背極電極４の上面にフッ素を含有する樹脂体であるＦＥＰの１２．５μｍもしくは２５μｍ厚さのシート材を１５０℃前後の温度で熱圧着して膜形成し、この状態で電離性放射線照射装置内に投入する。

前記電離性放射線照射装置内において、前記背極基板３には前記ＦＥＰの結晶融点以上の温度である３００℃前後の雰囲気で、かつ酸素濃度１００ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、１００ｋeＶ〜６００ｋeＶの電子線強度で１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙ程度の放射線量で電離性放射線を照射することによって前記ＦＥＰを架橋した改質フッ素樹脂に変化させる。
さらに、前記背極基板３を着電装置に投入することにより、改質フッ素樹脂に着電処理を行って耐熱性帯電樹脂体を完成させる。この耐熱性帯電樹脂体がエレクトレット層５となって耐熱性に優れた背極基板３を完成させる。

上記各エレメントは図２に示す如く、前記回路基板２、背極基板３、スペーサ６、振動膜ユニット７を、各々接着材を介して積層することにより、ＥＣＭ１が完成する。
そして、この完成されたＥＣＭ１は携帯電話等の装置に実装されることになるが、前記装置内のマザーボードに形成された配線電極に対して、前記ＥＣＭ１の出力電極２ｂを半田接続する場合、リフロー装置による１５０℃〜２００℃程度のプリヒートを９０秒〜１２０秒行い、その後１０秒間程度の２３０℃以上の高温処理を行っても、後述する如く前記耐熱性帯電樹脂体であるエレクトレット層５の着電状態の劣化が小さく問題とはならない。

上記構成を有するＥＣＭ１の動作は、表面に導電膜を有する振動膜１０と、表面にエレクトレット層５が形成された背極電極４とがスペーサ６を挟んでコンデンサを形成する。そして空気の振動により前記振動膜１０が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が振動膜取り付け電極９から各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２の裏面に設けられた出力電極２ｂより出力される。そして前記貫通孔１５の存在によって振動膜１０の動作がスムーズになり、音響特性が確保される。

次に、本発明の第３の実施の形態として、図４〜図６により前記ＥＣＭ１の最も生産性の良い、集合体方式の製造方法を説明する。
図４（Ａ）〜（Ｄ）は製造工程で用いる各集合部品の斜視図である。図（Ａ）の集合振動膜ユニット７Ｌは、図３の振動膜ユニット７に相当する領域を格子状に多数含む大型の集合体で、下面に振動膜１０を接合してある。同様に図（Ｂ）の集合スペーサ６Ｌは、図３のスペーサ６の領域を格子状に多数含む集合体である。

図（Ｃ）の集合背極基板３Ｌは、図３の背極基板３の領域を格子状に多数含む大型の基板であり、多数の背極電極４とエレクトレット層５を配置してある。図（Ｄ）の集合回路基板２Ｌは、図３の回路基板２の領域を格子状に多数含む大型の基板で、集積回路１１を多数搭載したものである。なお、図４は概略図であるから描いてないが、各部品の集合体には電極パターンや、部品間の導通のためのスルーホールや放音用の貫通孔等が設けてある。

ＥＣＭの製造に当たっては、このような部品の集合体、すなわち集合回路基板２Ｌ、集合背極基板３Ｌ、集合スペーサ６Ｌそして集合振動膜ユニット７Ｌをそれぞれ製作して準備する。そしてこれらを図４の順序に重ねて接合する。接合は各集合体の表面に接着剤を塗布して行ってもよいし、あるいは接着剤をシート状にしたものを層間に配置して重ね、加熱して接合することもできる。接着剤シートは図示を省くが、図４（Ｂ）の集合スペーサ６Ｌに似た形状のものを用いればよい。

前記の工程によって、図５に示すように各集合体を積層したものである集合ＥＣＭ１Ｌが得られ、これは多数のＥＣＭ１が縦横につながって一体化しているものである。この集合ＥＣＭ１Ｌを粘着シートに貼って、各ＥＣＭ領域間の境界線に沿ってカッターでダイシングすれば、分割された各片がそれぞれ図６に示すＥＣＭ１として完成する。

図４、図５は説明のための模式図であるから、部品の素材である各集合体上には３行４列の１２個の製品領域しか描いてないが、実際には１枚の集合体に数百個の製品領域を配置して量産することができる。

次に図８により本発明におけるＥＣＭ１の、集合体方式の製造方法の工程を説明する。
図８において工程Ｅ１は集合振動膜ユニット７Ｌの製造工程であり、絶縁材料の集合振動膜支持枠に導電性の振動膜を接着して一体化する。工程Ｅ２は集合スペーサ６Ｌの製造工程であり、スペーサ素材に複数の開孔を形成する。

工程Ｅ３は集合背極基板３Ｌの製造工程であり、集合絶縁基板に複数の背極電極と前記シート材のＦＥＰより成るエレクトレット層を積層して集合背極基板３Ｌを形成する。この集合背極基板３Ｌを電離性放射線照射装置内において、前記エレクトレット層を構成するＦＥＰの結晶融点以上の温度である３００℃の雰囲気で、かつ酸素濃度１００ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙ程度の電離性放射線を照射するＥＢ照射処理を行なうことによって前記エレクトレット層を架橋した改質フッ素樹脂に変化させる。
さらに、このＥＢ照射処理を行なった集合背極基板３Ｌを着電装置に投入することにより、ＥＢ照射処理によって改質フッ素樹脂に変化したエレクトレット層に着電を施して耐熱性の集合背極基板３Ｌを完成させる。

工程Ｅ４は集合回路基板２Ｌの製造工程であり、配線や接続電極等を有する集合配線基板に集積回路等の電気エレメントを実装して前記集合回路基板２Ｌを構成する。工程５は集合ＥＣＭ製造工程であり、前記工程Ｅ１〜Ｅ４で製造された各集合エレメントを積層し、接着剤により接合一体化して図５に示す集合ＥＣＭ１Ｌを構成する。工程６は完成ＥＣＭ製造工程であり、工程５で製造された集合ＥＣＭ１Ｌを切断・分離して図６に示すＥＣＭ１を完成させる。

次に前記背極基板３及び集合背極基板３Ｌに形成されたＦＥＰに対するＥＢ照射処理の条件と、その効果について説明する。表１は本発明に用いるエレクトレット材であるＦＥＰにＥＢ処理条件を異ならせて作成したサンプルを、実装時に行なわれるリフロー温度を考慮した耐熱試験を行った結果である。
表１のＥＢ処理条件に示す如く、温度を２６０℃，２８０℃，３００℃の３温度とし、各温度に対してＥＢ照射の線量を１０ｋＧｙ、５０ｋＧｙ、１００ｋＧｙの３レベルで照射し、資料記号に示すＡ１〜Ｃ３の９種類のサンプルを作成した。尚前記の温度条件は３００℃以上の高温にするとＦＥＰが軟化して変形が大きくなり、製造上の不都合が生ずるので３００℃迄とした。また資料番号Ｄは比較のために示した未処理の現状品である。

表１に示す電荷残存率（％）は、前記各サンプルを２００℃のホットプレートに乗せ、経過時間毎に表面電位を測定し、その電位の減少値から電荷残存率を算出したものであり、この電荷残存率によってＥＢ照射の効果を判定したものである。尚経過時間としてはリフロー時に高温にさらされる２〜３分を顧慮して、１〜５分までは１分間隔とし、さらに厳しい条件として１０分経過時の電荷残存率を測定した。

図７はＦＥＰの耐熱特性を示す特性図であり、表１の結果を示すものである。図７に示す如く資料記号Ｄに示す未処理現状品の電荷残存率が１分後に４分の１、２分後に１０分の１、３分後に零になるのに対し、ＥＢ処理を行なった資料記号Ａ，Ｂ，Ｃは何れも１０分経過後でも電荷残存率を有しており、ＥＢ処理による電荷残存効果は明らかである。
さらに、ＥＢ処理条件毎の効果を比較してみると、温度条件に付いては資料記号Ｃの３００℃が１番良く、資料記号Ｂの２８０℃が２番目で、資料記号Ａの２６０℃が３番目であることがわかる。さらにＥＢ照射の線量条件としては、資料記号Ｂは少し異なる結果となっているが、資料記号Ａ，Ｃについては１０ｋＧｙが１番良く、５０ｋＧｙが２番目ではあるがかなり良く、１００ｋＧｙは３番目でやや劣っていることがわかる。

上記各サンプルの中からリフロー温度を考慮した判定を行なうと、リフロー時に高温にさらされる２〜３分を経過した条件下で電荷残存率が８０％以上であるサンプルは資料記号Ｃ１，Ｃ２であり、それに準ずるのが資料記号Ｃ３，Ｂ３であるが、資料記号Ｂ３が傾向的に若干異常値であることを考慮すると、ＥＢ処理条件としては、温度条件は３００℃、ＥＢ照射の線量条件は１０ｋＧｙ〜５０ｋＧｙが特に適していることがわかる。ただし、ＥＣＭに期待される性能やエレクトレット層の変形許容度を考慮すると前記エレクトレット層に対する電離性放射線の照射を、温度２８０℃〜３３０℃で、照射線量１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙにて行なうことが可能である。
また各サンプルについては、６０℃、湿度９５％の環境下での耐湿試験を行なったが、いずれのサンプルについても、６０時間放置後の残存率は９５％〜９７％、さらに３００時間放置後での残存率は９３％〜９５％であり、まったく問題は無かった。
また本実施形態においては、フッ素含有樹脂体としてＦＥＰに付いて示したが、ＰＴＦＥ及びＰＦＡに付いても同様の結果がえられた。

第９図は本発明の第３の実施の形態を示すもので、ＥＣＭ集合体方式の製造方法を示す工程図である。
図９において工程Ｅ１の集合振動膜ユニット７Ｌの製造工程、工程Ｅ２の集合スペーサ６Ｌの製造工程、工程Ｅ４の集合回路基板２Ｌの製造工程、工程５の集合ＥＣＭ製造工程、工程６の完成ＥＣＭ製造工程はいずれも図８と同じ工程であり、工程Ｅ３の集合背極基板３Ｌの製造工程のみが図８と異なるものである。すなわち第３の実施の形態における集合背極基板３Ｌの製造工程は、前記ＥＢ照射処理時の高温によるエレクトレット層の変形を考慮したものである。

図９における工程Ｅ３の集合背極基板３Ｌの製造工程では、集合絶縁基板に複数の背極電極のみを形成しておく。そしてエレクトレット材であるシート状のＦＥＰをロール状態のまま電離性放射線照射装置内において、前記ＦＥＰの結晶融点以上の温度である２８０℃〜３３０℃の雰囲気で、かつ酸素濃度１００ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙ程度の電離性放射線を照射するＥＢ照射処理を行なうことによって前記シート状のＦＥＰを架橋した改質フッ素樹脂に変化させる。この時にシート状のＦＥＰはＥＢ照射処理時の高温によって軟化し少し変形するので、形状が安定するまで冷却期間をとる。

次に形状が安定したシート状のＦＥＰを型抜きして個々のエレクトレット層を作成する。次にこの個々のエレクトレット層を前記集合絶縁基板に形成した複数の背極電極に積層する。さらに、この集合背極基板３Ｌを着電装置に投入することにより、改質フッ素樹脂に変化したエレクトレット層に着電を施して耐熱性の集合背極基板３Ｌを完成させる。
尚、このエレクトレット材に予めＥＢ照射処理を行なう方式の場合は、ＥＢ照射処理時の熱変形があっても冷却後に型抜きを行なってエレクトレット層の形状を整えることが出来るため、ＥＢ照射処理時の温度条件を３００℃〜３３０℃と少し高くすることが可能となる。

上記のごとく本発明の耐熱性帯電樹脂体は、高温条件下において電荷の減少が少ないため、リフロー等の高温実装が行なわれるＥＣＭのエレクトレット層に適することは勿論、これ以外にも繊維状の耐熱性帯電樹脂体を織って不織布とし、高温条件化で使用されるエアコンや空調用のフイルターとして使用可能である。されに不織布に織った耐熱性帯電樹脂体は表面積が大きく成るため、空気中や排気ガス中の微粒子の吸着力が強くなり、防塵マスクや花粉症用のマスク等にも使用可能である。

また、本発明の実施の形態であるＥＣＭの製造方法について２種類の製造工程を示したが、それぞれにメリットを有するものであり、図８に示す集合背極基板を完成させた状態でＥＢ照射処を行なう方式では、前記電離性放射線照射装置の規模は、前記集合背極基板が収納できるサイズでよいため、小型設備で行なうことが出来るというメリットがあり、また図９に示すシート状のエレクトレット材をＥＢ照射処理した後、エレクトレット層を型抜きする方式では、ロール状のＦＥＰシート材を収納できるような大型な電離性放射線照射装置を必要とするが、高速加工が可能で量産化に適しており、さらにＥＢ照射処理時の温度を高くする事が出来るというメリットを有するものである。

本発明の第１の実施の形態における耐熱性帯電樹脂体の製造方法を示す工程図である。本発明のＥＣＭの断面図である。図２に示すＥＣＭの分解斜視図である。本発明のＥＣＭ製造方法の説明図で、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ製造工程で用いる部品の集合体の斜視図である。図４に続く本発明のＥＣＭ製造方法の説明図で、各集合体を積層した積層集合体の斜視図である。図５の積層集合体を切断して製品化したＥＣＭの斜視図である。エレクトレット層であるＦＥＰの耐熱特性を示す特性図である。本発明の第２の実施の形態におけるＥＣＭの製造方法を示す工程図である。本発明の第３の実施の形態におけるＥＣＭの製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１エレクトレットコンデンサマイクロフホン（ＥＣＭ）
２回路基板
３背極基板
４背極電極
５エレクトレット層
６スペーサ
７振動膜ユニット
８振動膜支持枠
２Ｌ集合回路基板
３Ｌ集合背極基板
６Ｌ集合スペーサ
７Ｌ集合振動膜ユニット

Claims

半導体等の電気エレメント、背極電極、エレクトレット層、スペーサ、振動膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、前記エレクトレット層がフッ素を含有する樹脂体に、結晶融点以上の温度で酸素不存在下において電離性放射線を照射することによって架橋した改質フッ素樹脂に着電処理を行なった耐熱性帯電樹脂体であるエレクトレットコンデンサマイクロホン。
前記フッ素を含有する樹脂体がポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のいずれか１つである請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
半導体等の電気エレメント、背極電極、エレクトレット層、スペーサ、振動膜を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法において、前記背極電極上にフッ素を含有する樹脂体の樹脂層を形成する工程と、前記背極電極上の樹脂層に該樹脂層の結晶融点付近の温度で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射することにより架橋した改質フッ素樹脂層を形成する工程と、前記改質フッ素樹脂層に着電してエレクトレット層を形成する工程とを有することを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
半導体等の電気エレメントを実装した多数の電気回路基板が縦横に並んで一体化している形状の集合電気回路基板を作成する工程と、前記背極電極を有する多数の背極基板が縦横に並んで一体化している形状の集合背極基板を作成する工程と、前記集合背極基板の各背極電極上にフッ素を含有する樹脂体の樹脂層を形成する工程と、前記集合背極基板の各背極電極上に形成された樹脂層に、該樹脂層の結晶融点付近の温度で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射することにより架橋した改質フッ素樹脂層を形成する工程と、前記改質フッ素樹脂層に着電してエレクトレット層を形成する工程と、多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状の集合スペーサを作成する工程と、多数の振動膜支持枠が縦横に並んで一体化している形状で、片面に振動膜素材を張った集合振動膜ユニットを作成する工程と、それぞれ製作したこれら各集合体を接合して積層集合体とし、該積層集合体を切断することにより、分割された各小片がエレクトレットコンデンサマイクロホンとなる請求項３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
半導体等の電気エレメントを実装した多数の電気回路基板が縦横に並んで一体化している形状の集合電気回路基板を作成する工程と、前記背極電極を有する多数の背極基板が縦横に並んで一体化している形状の集合背極基板を作成する工程と、フッ素を含有する樹脂体の樹脂シートを、該樹脂シートの結晶融点付近の温度で、かつ酸素不存在下において電離性放射線を照射することにより架橋した改質フッ素樹脂シートを形成する工程と、前記改質フッ素樹脂シートを型抜きしてエレクトレット層を形成する工程と、前記エレクトレット層を前記集合背極基板の各背極電極上に積層一体化する工程と、前記改質フッ素樹脂よりなるエレクトレット層に着電処理を行なう工程と、多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状の集合スペーサを作成する工程と、多数の振動膜支持枠が縦横に並んで一体化している形状で、片面に振動膜素材を張った集合振動膜ユニットを作成する工程と、それぞれ製作したこれら各集合体を接合して積層集合体とし、該積層集合体を切断することにより、分割された各小片がエレクトレットコンデンサマイクロホンとなる請求項３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
前記フッ素を含有する樹脂体がポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のいずれか１つである請求項３乃至５のいずれか１項記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
前記改質フッ素樹脂の処理条件が温度２８０℃〜３３０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線を照射する請求項３乃至６のいずれか１項記載のエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。