耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法及びエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
【課題】リフロー実装等の高温に対応可能な耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法と、その耐熱性帯電フッ素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の製造方法の提供。
【解決手段】接着剤を塗布したフッ素含有樹脂体を、酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱処理を行なった後に、フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂体を構成し、該耐熱性フッ素樹脂体に着電処理を行なうことにより耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する。着電処理は、好ましくは、大気温での着電とその後の２６０℃〜３３０℃での加熱とを複数回繰り返すことにより、耐熱性帯電フッ素樹脂体の電荷保持量を増大する。
【解決手段】接着剤を塗布したフッ素含有樹脂体を、酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱処理を行なった後に、フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂体を構成し、該耐熱性フッ素樹脂体に着電処理を行なうことにより耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する。着電処理は、好ましくは、大気温での着電とその後の２６０℃〜３３０℃での加熱とを複数回繰り返すことにより、耐熱性帯電フッ素樹脂体の電荷保持量を増大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐熱性に優れた耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法及びその耐熱性帯電フッ素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の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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面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や、樹脂製またはセラミック製の背面基板上に背面電極を膜形成し、この背面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、前記背面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。
【０００４】
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。
【０００５】
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９０〜１２０秒行い、その後２３０℃〜２６０℃の高温で１００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。
【０００６】
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。
【０００７】
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、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面基板を、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。
【０００８】
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）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（以下ＦＥＰと略記する）、テトラフルオロエチレンと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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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等の高温に対応可能な耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法と、その耐熱性帯電フッ素樹脂体を用いたＥＣＭの製造方法を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明は、
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の一側面に接着剤の層を形成して接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程と、
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体に、該フッ素含有樹脂体の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して架橋して耐熱性フッ素樹脂体とする工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電処理を行う工程と
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとした耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を提供する。
【００１６】
後述する実施例の説明において述べるように、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用する接着剤によって、耐熱性フッ素樹脂に対する着電が安定状態で行われることが分かった。すなわち、本発明における接着剤とは、エレクレット形成のために行われる、例えば、フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱処理においても、それ自体が実質的に収縮することがなく、フッ素含有樹脂の形状を維持するよう作用するものであればよい。具体的には、アクリル系、シリコーン系の粘着剤、エポキシ系、シリコーン系の接着剤、熱硬化タイプや紫外線硬化タイプの接着剤などがあるが、以下で説明する本発明の実施例ではアクリル系粘着剤を使用している。
【００１７】
該耐熱性フッ素樹脂体とする工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有するようにすることができる。具体的には、この熱処理によって、接着剤が収縮することなく固化することにより、フッ素含有樹脂体の形状を維持するようにすることができる。
【００１８】
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程においては、基板上に、該フッ素含有樹脂体を該接着剤により接着して該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とすることが好ましい。
【００１９】
該基板は、金属、樹脂、セラミックから選んだ１つから形成することができる。
【００２０】
該加熱して該接着剤を処理させる工程は、大気中で温度２６０℃〜３３０℃で行うようにすることができる。
【００２１】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程においては、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線を該フッ素含有樹脂体に照射するようにすることができる。
【００２２】
該接着剤は、アクリル系又はシリコーン系粘着剤、若しくはエポキシ系又はシリコーン系接着剤とすることができる。
【００２３】
該フッ素含有樹脂材は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロ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うちのいずれか１つとすることができる。
【００２４】
該着電を行う工程に次いで、さらに該耐熱フッ素樹脂体に加熱を行うようにし、この着電を行う工程及び加熱を行う工程を２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成するようにすることができる。以下の実施例の説明で述べるとおり、この着電と加熱とを２回以上繰り返すことにより、耐熱性フッ素樹脂への帯電量を大幅に増やすことができることが分かった。
【００２５】
該フッ素を含有する樹脂体は、シート状とすることができる。
【００２６】
前記耐熱性帯電フッ素樹脂体は、着電処理によって負の電荷を保持するようにすることができる。
【００２７】
更に、本発明は、
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を提供する。
【００２８】
更に、この方法では、
該着電を行う工程を、常温、大気中において−５００Ｖ±２００Ｖのコロナ放電によって行い、
該加熱を行う工程を、温度２６０℃〜３３０℃で行うようにすることができる。
【００２９】
また、該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程においては、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線で照射するようにすることができる。
【００３０】
本発明では、更に、この製造方法によって製造された耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層として備えたエレクトレットコンデンサを提供する。
【００３１】
更に、本発明は
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂層を接着する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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で照射することより架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとすることができる。
【００３２】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有するようにすることができる。
【００３３】
また、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂体の樹脂層を接着する工程と、
該樹脂層が接着された背極基板を、フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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スペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と、
を有し、該接着剤が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとする。
【００３４】
この場合、
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を更に有するようにすることができる。
【００３５】
更にまた、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
接着剤を塗布したフッ素含有樹脂体の樹脂シートを、該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂シートを形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂シートを型抜きして該集合背極基板の各背極基板に対応する耐熱性フッ素樹脂体を形成し、該耐熱性フッ素樹脂体を各背極基板上に積層固定する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電してエレクトレット層とする工程と、
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用意する工程と、
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用意する工程と、
これら集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と、
を有し、該接着剤が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとしたエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法を提供する。
【００３６】
該製造方法は、更に、
該電離性放射線を照射して該耐熱性フッ素樹脂シートを形成する前に、該フッ素含有樹脂の樹脂シートを、酸素存在下において該樹脂シートの結晶融点以上の温度で加熱する工程と、
該着電を行う工程に続いて加熱を行う工程と、
を有し
該着電を行なう工程とこれに続く加熱を行なう工程とを２回以上繰り返すし、該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層とするようにすることができる。
【００３７】
また、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、背面電極上にフッ素含有樹脂層を接合する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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より架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層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を提供する。
【００３８】
更に、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上にフッ素含有樹脂体の樹脂層を形成する工程と、
該フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で酸素不存在下において、該樹脂層に電離性放射線を照射することによって架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電をし、続いて加熱を行うことを少なくとも２回以上繰り返し、該耐熱性フッ素樹脂層をエレクトレット層とする工程と、
多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状のスペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を接合して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホン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を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００４０】
図1は本発明の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を示す工程図である。
【００４１】
図示のように、この製造方法は、工程Ｊ１〜Ｊ３からなる。
【００４２】
工程Ｊ１では、図２及び図３に示すように、シート状とされたＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素含有樹脂体材料２を用意し、その一側面に粘着層３を形成し、基板４に貼り付けられる。具体的には、フッ素含有樹脂体２は、例えば１２．５μ又は２５μｍの厚さとされ、その表面にコロナ処理を行なって表面を活性化した後、例えば厚さ３μｍ程度の粘着剤層３を形成し、該粘着剤層を基板４の上面に１５０℃前後の温度で熱圧着する。基板は、金属、樹脂、セラミック等から作られたものとされる。
【００４３】
工程Ｊ２では、フッ素含有樹脂体に対して加熱処理と電離性放射線照射処理を行なうことによって架橋した耐熱性フッ素樹脂体に変化させる。具体的には、酸素存在下、すなわち空気中で、フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度の２６０℃〜３３０℃で５分程度の前加熱処理を行なう。この前加熱処理において、基板４に接着されたフッ素含有樹脂体２は、その粘着剤層３が固化する。この前加熱処理に引き続き結晶融点以上の温度、酸素濃度５０ｐｐｍ以下の雰囲気中で加速電圧５００ｋｅＶ〜８００ｋｅＶで電子線量が１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙとなるように電子線照射を行なう（上記のような条件の下で行なう電離性放射線照射処理を、本明細書では、「ＥＢ処理」とする）。この加熱ＥＢ処理により溶融したフッ素含有樹脂体に架橋反応が起こり耐熱性フッ素樹脂体に変化する。
【００４４】
工程Ｊ３では、雰囲気温度を室温にもどし、工程Ｊ２で耐熱性としたフッ素樹脂体に大気中にてコロナ放電による着電処理を行なって耐熱性帯電フッ素樹脂体が完成する。
【００４５】
下記の表１は、フッ素含有樹脂体をＦＥＰとして、図３に示す如くアクリル系粘着剤にて基板に接着し、図３に示す如き基板付きＦＥＰを作り、これに加熱ＥＢ処理の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。
【００４６】
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、上述のように２６０℃〜３３０℃の範囲内とすることが可能であるが、製品としてのエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造という点から考慮した場合、ＦＥＰの高温による軟化変形を避けるために、３００℃以下が適当であると考えられる。また資料Ｄは比較のために示したＥＢ処理をしないフッ素含有樹脂体である。
【００４７】
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載せ、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分を考慮して、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。
【００４８】
【表１】
図４は、表１の結果を示すものである。 表１及び図４から分かるように、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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１０〜５０ｋＧｙが特に適していることがわかる。ただし、例えば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２６０℃〜３３０℃で、照射線量１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙにて行なうことが可能である。
【００５１】
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。
【００５２】
このような結果の原因としては次のようなことが考えられる。
【００５３】
工程Ｊ２において前加熱処理を行なうと粘着剤が固化し、また、前加熱処理に続いて加熱ＥＢ処理が行なわれるによりフッ素含有樹脂体としてのＦＥＰは架橋される。この粘着剤の固化とフッ素含有樹脂体の架橋により、当該フッ素含有樹脂体は、その後、加熱されても、該フッ素含有樹脂体内での分子運動は起こり難くなり、このため電荷の散逸が少なく電化保持性能が向上する。
【００５４】
以上の耐熱性試験は、フッ素含有樹脂体としてＦＥＰについて示したが、ＰＴＦＥ及びＰＦＡに付いても同様の結果がえられた。
【００５５】
図５は図３に示すように粘着剤により基板に接着したシート状のＦＥＰと、基板に接着しないＦＥＰ単体とに対して、工程Ｊ２の処理を行い、次いで工程Ｊ３において帯電処理を行ったものを２００℃のホットプレートに載せ、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分を考慮して、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。
【００５６】
図５に示す資料Ｎ１は図３のように基板に接着したＦＥＰ、資料Ｎ２は基板に接着しなかったＦＥＰ単体のデータを示すものである。資料Ｎ２の電荷残存率が１分後に８０％、２分後に７０％、５分後に４５％、１０分後には２０％まで低下しているのに対し、本願発明の資料Ｎ１はアクリル系の粘着剤を使用したものであるが、５分後で８０％、１０分経過後でも６５％の電荷残存率を有しており、基盤接着による電荷残存効果は明らかである。但し、資料Ｎ２は、図４に示した資料Ｄ、すなわち、工程Ｊ２の処理を受けていないものに比べれば、高い電荷残存率を示していることが分かる。
【００５７】
図６は、図３に示すと同様に、シート状ＦＥＰ２をアクリル系粘着剤３により基板４に接着し、Ｊ２工程を行なった場合の前後の状態を示し、図７は、シート状ＦＥＰ２をゴム系粘着剤により基板に接着し、Ｊ２工程を行なった場合の前後の状態を示す。
【００５８】
図6に示すアクリル系粘着剤を使用したものでは、工程Ｊ２の処理前後の状態にほとんど形状の変化が無く、ＦＥＰ２の円形が保たれているのに対し、図７に示す粘着剤３としてゴム系粘着剤を使用したものでは、工程Ｊ２の処理後の状態では粘着剤３が極端に収縮していまい、この結果、ＦＥＰ２の円形が楕円形に変形している。
【００５９】
従って、図６に示す粘着剤３としてアクリル系を使用したものでは、前述の粘着剤３固化の効果、及び、ＦＥＰの架橋の効果に基づき、該ＦＥＰがその後に帯電処理された後に加熱されても、帯電された電子は安定して保持され、高い電荷残存率を示したのに対し、図７に示す粘着剤３としてゴム系粘着剤を使用したものでは、工程Ｊ２の処理によるＦＥＰの分子運動を抑制する効果が少なく、工程Ｊ２処理後に帯電処理されたものを加熱したものの電荷残存率は低くなることが分かった。従って、ゴム系粘着剤を使用する場合には、工程Ｊ２の処理時に、このようなＦＥＰの収縮を防止するための工夫が必要である。換言すれば、接着剤は、工程Ｊ２の処理が行われるときに、フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものであればよく、アクリル系の粘着剤のほか、シリコーン系の粘着剤、熱硬化タイプ、紫外線効果タイプの接着剤などが考えられる。なお、粘着剤３としてシリコーン系粘着剤を使用した場合にもアクリル系粘着剤を使用した場合と同様な形状維持効果が得られることがわかった。
【００６０】
以上で説明したところでは、図１に示す工程Ｊ３での着電処理は、常温、大気中において一回のみ行なうことを前提としていたが、この着電工程の後に加熱処理を行う工程を繰り返しを行うことにより、電化保持量を増大することができることが分かった。
【００６１】
表２は、工程Ｊ２において温度３００℃、ＥＢ照射の線量条件は１０〜５０ｋＧｙの加熱ＥＢ処理条件（図３に示す資料記号Ｃの条件）にて耐熱性フッ素樹脂体に改質されたＦＥＰのサンプル１０個（資料記号、Ｓ１〜Ｓ１０）に対し、着電工程と加熱処理との繰り返しを１５回行なった結果である。
【００６２】
すなわち、常温、大気中において−５００Ｖのコロナ放電により着電処理を行い、この着電処理されたサンプルを２８５℃±２５℃の高温状態で約１０秒間加熱処理を行う工程を１回から１５回行なった時の表面電荷の測定値である。なお、加熱処理の温度条件としては完成したＥＣＭがリフロー実装される時の温度条件である２６０℃より高い温度条件が必要であるが、あまり高温にするとフッ素樹脂体２が熱劣化をおこすので、その温度条件としては下限がリフロー温度である２６０℃より高く、上限が熱劣化を起こさない３３０℃以下が適切である。また表２の表面電荷の測定値は−Ｖではあるが表の作成上、−を省略して数値のみを示した。
【００６３】
【表２】
表２において、１回目の繰り返し処理における１０個のサンプルの電荷保持量の平均値は−６７．６Ｖと低く、この値は繰り返し処理を行なわない場合の電荷保持量と略同じであり、ほとんど効果が無いことがわかる。
【００６４】
また、２回目の繰り返し処理における電荷保持量の平均値は−８３．８Ｖ、３回目が−８５．７Ｖ、４回目が−１００．５Ｖ、５回目が−１２４．３Ｖと増加し、６回目で−１３５．８Ｖと最高値を記録した後７回目が−１３５．１Ｖ、８回目が−１２９．６Ｖ、９回目が１２５．５Ｖ、１０回目が−１１６．７Ｖ、１５回目が−１１０．７Ｖと僅かづつ減少しているが−１００Ｖ以上の電荷保持量を維持している。
【００６５】
この結果より、繰り返し処理は４回以上行なうことでかなりの効果が得られることが分かる。この繰り返しの効果はサンプルとなる耐熱性フッ素樹脂体の大きさや形状によって影響を受けるものと思われるが、効果を得る為には少なくとも４回以上の繰り返し処理を行なうことが望ましい。
【００６６】
また、表２に見られるように資料記号Ｓ３、Ｓ６のように電荷保持量の多いサンプルや資料記号Ｓ２，Ｓ１０のように電荷保持量の少ないサンプルがあるが、これはサンプルとなるＦＥＰの形状や厚さのバラツキ及び前記電極基板４への接着状態のバラツキによって生じるものであるが、繰り返し処理に対する電荷保持量変化の傾向はすべてのサンプルにおいて共通している。
【００６７】
上記着電及び加熱の繰り返し処理と電荷保持量の増加との関係を説明する。
【００６８】
耐熱性フッ素樹脂体に対する電荷の帯電は所定の温度下で自由な分子運動の起こり難い個所で行なわれる。この分子運動の起こり難い個所は架橋ポイントや微結晶ポイント等の分子が配向した個所であり、すなわち分子間相互作用が強い個所である。
【００６９】
また、分子運動の起こり難い個所とはイメージ的には一種の深い量子井戸のようなものであり、その量子井戸に相当する個所が生成されて、その量子井戸に電荷が落ち込んで安定状態を形成することで帯電が行なわれると考えられる。
【００７０】
そして、着電処理によって負の電荷を保持した状態で加熱処理を行なうと、微結晶ポイント等の配向成分が増加し、この着電及び加熱の繰り返し処理を行なうことで分子運動の起こり難い個所が増加して帯電性能が向上していくものと考えられる。
【００７１】
これを量子井戸の状態でみると、量子井戸に電荷が帯電している状態で加熱処理を行なうと単なる加熱処理に比べて量子井戸の深さが増したり、量子井戸の数を増加させて容量を大きくする効果があり、この容量が大きくなった量子井戸に注入された電荷は総じて安定性を増すことで帯電性能が向上していくものと考えられる。
【００７２】
また、表２の６回目以降のデータに見られるように、着電及び加熱の繰り返し処理によって極大値に達した後、さらに着電及び加熱の繰り返し処理を行なうと電荷保持量が僅かに減少していくが、この理由としては量子井戸の深さ並びに数量が何等かの原因により、浅くなったり少なくなったりするものと考えられる。すなわち量子井戸に存在するマイナスの電荷によりＦＥＰフィルムの架橋ポイント或いは微結晶ポイントが分解していくので電荷保持性能が減少して行くことが考えられる。
【００７３】
しかし、この減少量は僅かであるため、着電及び加熱の繰り返し処理回数を極大値付近の回数とすることで、容易に電荷保持量増加の効果を得ることが可能である。
【００７４】
次に本発明に係るＥＣＭについて記載する。図８は本発明の耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層とするＥＣＭの断面図、図９は図８に示すＥＣＭを構成する各エレメントの分解斜視図である。
【００７５】
図８において２０は回路基板であり、該回路基板２０は絶縁基板２０ａにより構成され、接続や出力のための電極２０ｂ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。３０は絶縁材よりなる背面基板であり、その上面側に背面電極４０が形成され、該背面電極４０の上面にエレクトレット層５が膜形成されるとともに背面基板３０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は絶縁材よりなる振動膜支持枠８の下面側に張設された振動膜取り付け電極９に導電性の振動膜１０を設けることにより形成されている。
【００７６】
具体的には、フッ素含有樹脂体である１２.５μｍもしくは２５μｍ厚さのＦＥＰのシート材を粘着剤を介して１５０℃前後の温度で背面電極４０の上面に熱圧着し、この状態で
酸素存在下、すなわち空気中で、ＦＥＰの結晶融点以上の温度である２６０℃〜３３０℃で５分程度の前加熱処理を行なう。この処理により粘着剤３が固化する。
【００７７】
これを更に、電離性放射線照射装置内に投入する。電離性放射線照射装置内において、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５０ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、５００〜８００ＫeＶの電子線強度で１０〜１００ｋＧｙ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（図１の工程Ｊ２）ＦＥＰを架橋した耐熱性フッ素樹脂に変化させる。
【００７８】
さらに、前記背面基板３０を着電装置に投入することにより、耐熱性フッ素樹脂に着電処理を行って（図１の工程Ｊ３）耐熱性帯電フッ素樹脂体を完成させる。この耐熱性帯電フッ素樹脂体が耐熱性に優れたエレクトレット層５となる。
【００７９】
上記各エレメントは図９に示す如く、前記回路基板２０、背面基板３０、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、ＥＣＭ１００が完成する。
【００８０】
そして、この完成されたＥＣＭ１００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、ＥＣＭ１００の出力電極２０ｂ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９０〜１２０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、前記耐熱性帯電フッ素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。
【００８１】
上記構成を有するＥＣＭ１００においては、表面に導電膜を有する振動膜９と、表面にエレクトレット層５が形成された背面電極４０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振動膜９が変位すると、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１２から各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２０に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２０の裏面に設けられた出力電極２０ｂより出力される。貫通孔１５の存在によって振動膜９の動作がスムーズになり、音響特性が確保される。
【００８２】
次に、図１０〜図１２によりＥＣＭ１００の最も生産性の良い、集合体方式の製造方法を説明する。
【００８３】
図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は製造工程で用いる各集合部品の斜視図である。図１０（Ａ）の集合振動膜ユニット７Ｌは、図９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９を接合してある。同様に図１０（Ｂ）の集合スペーサ６Ｌは、図９のスペーサ６の領域を格子状に多数含む集合体である。
【００８４】
図１０（Ｃ）の集合背面基板３０Ｌは、図９の背面基板３０の領域を格子状に多数含む大型の基板であり、多数の背面電極４０とエレクトレット層５を配置してある。なお、エレクトレット層５の製造は集合背面基板３０Ｌの状態において、図１の工程Ｊ１〜Ｊ３で行うものである。図１０（Ｄ）の集合回路基板２０Ｌは、図９の回路基板２０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１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）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。
【００８５】
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２０Ｌ、集合背面基板３０Ｌ、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１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）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１０（Ｂ）の集合スペーサ６Ｌに似た形状のものを用いればよい。
【００８６】
前記の工程によって、図１１に示すように各集合体を積層したものである集合ＥＣＭ１００Ｌが得られ、これは多数のＥＣＭ１００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ＥＣＭ１００Ｌ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１２に示すＥＣＭ１００として完成する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）、図１１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。
【００８７】
次に図１３により本発明におけるＥＣＭ１００の、集合体方式の製造方法の工程を説明する。
【００８８】
図１３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。
【００８９】
工程Ｅ３は集合背面基板３０Ｌの製造工程であり、集合絶縁基板に複数の背面電極と前記シート材のＦＥＰにアクリル系粘着剤を接着した粘着剤付きＦＥＰを積層して集合背面基板３０Ｌを形成する。加熱処理後、ＥＢ処理を経た後、この集合背面基板３０Ｌを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３００℃の雰囲気で、かつ酸素濃度５０ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、１０〜１００ｋＧｙ程度の電離性放射線を照射する過熱ＥＢ処理を行なうことによって前記粘着剤付きＦＥＰ層を架橋した耐熱性フッ素樹脂に変化させる。
【００９０】
さらに、この加熱ＥＢ処理を行なった集合背面基板３０Ｌを着電装置に投入することにより、加熱ＥＢ処理によって耐熱性フッ素樹脂に変化した粘着剤付きＦＥＰ層に着電を施してエレクトレット層５を構成することで耐熱性の集合背面基板３０Ｌを完成させる。
【００９１】
工程Ｅ４は集合回路基板２０Ｌ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２０Ｌ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１１に示す集合ＥＣＭ１００Ｌを構成する。工程Ｅ６は完成ＥＣＭ製造工程であり、工程Ｅ５で製造された集合ＥＣＭ１００Ｌを切断・分離して図１２に示すＥＣＭ１００を完成させる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
上記のごとく、工程Ｊ１においてフッ素含有樹脂体を基板に接着し、これに工程Ｊ２の処理をして形成した耐熱性帯電フッ素樹脂体は、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ものではあるが、図５で示した資料Ｎ２からも分かるようにフッ素含有樹脂体を基板に接着しないで工程Ｊ２の処理をして形成したものも、図４において資料Ｄとして示した工程Ｊ２の処理を施さないものに比べて、優れた電荷保持力を有するものであり、特に、表２に示したように工程Ｊ３において着電工程と加熱処理との繰り返し行うことにより電荷保持量を大幅に増加することが可能であるので、そのようにして作った耐熱性帯電フッ素樹脂は、エレクトレット以外の耐熱帯電性を必要とされる種々の材料として使用することができる。例えば、フッ素含有樹脂体を不織布もしくは繊維状として、工程Ｊ２及び工程Ｊ３の処理をして、それにより形成された耐熱性帯電フッ素樹脂により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を形成することも可能である。不織布とした耐熱性帯電フッ素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。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態である耐熱性帯電フッ素樹脂体を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である耐熱性帯電フッ素樹脂体を示す断面図である。
【図４】本発明の粘着剤付きＦＥＰの耐熱特性を示す特性図である。
【図５】本願発明の粘着剤付きＦＥＰと粘着剤を接着していないＦＥＰ単体との耐熱特性を示す特性図である。
【図６】アクリル系粘着剤を用いた耐熱性帯電フッ素樹脂体１０の平面と断面を示すもので、（ａ）は粘着剤付きＦＥＰの状態、（ｂ）は加熱ＥＢ処理を行なった後の状態を示す。
【図７】ゴム系粘着剤を用いた耐熱性帯電フッ素樹脂体１０の平面と断面を示すもので、（ａ）は粘着剤付きＦＥＰの状態、（ｂ）は加熱ＥＢ処理を行なった後の状態を示す。
【図８】本発明の第３の実施の形態である耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層とするＥＣＭの断面図である。
【図９】図８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１０】本発明の第４の実施の形態である集合ＥＣＭ１００Ｌの製造工程で用いる各集合部品の斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態である集合ＥＣＭ１００Ｌの完成体斜視図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態である単体ＥＣＭ１００の完成体斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態である集合ＥＣＭ１００Ｌの製造工程図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐熱性に優れた耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法及びその耐熱性帯電フッ素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の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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面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や、樹脂製またはセラミック製の背面基板上に背面電極を膜形成し、この背面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、前記背面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。
【０００４】
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。
【０００５】
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９０〜１２０秒行い、その後２３０℃〜２６０℃の高温で１００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。
【０００６】
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。
【０００７】
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、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面基板を、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。
【０００８】
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）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（以下ＦＥＰと略記する）、テトラフルオロエチレンと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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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等の高温に対応可能な耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法と、その耐熱性帯電フッ素樹脂体を用いたＥＣＭの製造方法を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明は、
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の一側面に接着剤の層を形成して接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程と、
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体に、該フッ素含有樹脂体の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して架橋して耐熱性フッ素樹脂体とする工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電処理を行う工程と
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとした耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を提供する。
【００１６】
後述する実施例の説明において述べるように、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用する接着剤によって、耐熱性フッ素樹脂に対する着電が安定状態で行われることが分かった。すなわち、本発明における接着剤とは、エレクレット形成のために行われる、例えば、フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱処理においても、それ自体が実質的に収縮することがなく、フッ素含有樹脂の形状を維持するよう作用するものであればよい。具体的には、アクリル系、シリコーン系の粘着剤、エポキシ系、シリコーン系の接着剤、熱硬化タイプや紫外線硬化タイプの接着剤などがあるが、以下で説明する本発明の実施例ではアクリル系粘着剤を使用している。
【００１７】
該耐熱性フッ素樹脂体とする工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有するようにすることができる。具体的には、この熱処理によって、接着剤が収縮することなく固化することにより、フッ素含有樹脂体の形状を維持するようにすることができる。
【００１８】
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程においては、基板上に、該フッ素含有樹脂体を該接着剤により接着して該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とすることが好ましい。
【００１９】
該基板は、金属、樹脂、セラミックから選んだ１つから形成することができる。
【００２０】
該加熱して該接着剤を処理させる工程は、大気中で温度２６０℃〜３３０℃で行うようにすることができる。
【００２１】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程においては、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線を該フッ素含有樹脂体に照射するようにすることができる。
【００２２】
該接着剤は、アクリル系又はシリコーン系粘着剤、若しくはエポキシ系又はシリコーン系接着剤とすることができる。
【００２３】
該フッ素含有樹脂材は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロ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うちのいずれか１つとすることができる。
【００２４】
該着電を行う工程に次いで、さらに該耐熱フッ素樹脂体に加熱を行うようにし、この着電を行う工程及び加熱を行う工程を２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成するようにすることができる。以下の実施例の説明で述べるとおり、この着電と加熱とを２回以上繰り返すことにより、耐熱性フッ素樹脂への帯電量を大幅に増やすことができることが分かった。
【００２５】
該フッ素を含有する樹脂体は、シート状とすることができる。
【００２６】
前記耐熱性帯電フッ素樹脂体は、着電処理によって負の電荷を保持するようにすることができる。
【００２７】
更に、本発明は、
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を提供する。
【００２８】
更に、この方法では、
該着電を行う工程を、常温、大気中において−５００Ｖ±２００Ｖのコロナ放電によって行い、
該加熱を行う工程を、温度２６０℃〜３３０℃で行うようにすることができる。
【００２９】
また、該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程においては、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線で照射するようにすることができる。
【００３０】
本発明では、更に、この製造方法によって製造された耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層として備えたエレクトレットコンデンサを提供する。
【００３１】
更に、本発明は
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂層を接着する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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で照射することより架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとすることができる。
【００３２】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有するようにすることができる。
【００３３】
また、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂体の樹脂層を接着する工程と、
該樹脂層が接着された背極基板を、フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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スペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と、
を有し、該接着剤が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとする。
【００３４】
この場合、
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を更に有するようにすることができる。
【００３５】
更にまた、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
接着剤を塗布したフッ素含有樹脂体の樹脂シートを、該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂シートを形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂シートを型抜きして該集合背極基板の各背極基板に対応する耐熱性フッ素樹脂体を形成し、該耐熱性フッ素樹脂体を各背極基板上に積層固定する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電してエレクトレット層とする工程と、
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用意する工程と、
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用意する工程と、
これら集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と、
を有し、該接着剤が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとしたエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法を提供する。
【００３６】
該製造方法は、更に、
該電離性放射線を照射して該耐熱性フッ素樹脂シートを形成する前に、該フッ素含有樹脂の樹脂シートを、酸素存在下において該樹脂シートの結晶融点以上の温度で加熱する工程と、
該着電を行う工程に続いて加熱を行う工程と、
を有し
該着電を行なう工程とこれに続く加熱を行なう工程とを２回以上繰り返すし、該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層とするようにすることができる。
【００３７】
また、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、背面電極上にフッ素含有樹脂層を接合する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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より架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層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を提供する。
【００３８】
更に、本発明は、
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上にフッ素含有樹脂体の樹脂層を形成する工程と、
該フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で酸素不存在下において、該樹脂層に電離性放射線を照射することによって架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電をし、続いて加熱を行うことを少なくとも２回以上繰り返し、該耐熱性フッ素樹脂層をエレクトレット層とする工程と、
多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状のスペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を接合して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホン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を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００４０】
図1は本発明の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を示す工程図である。
【００４１】
図示のように、この製造方法は、工程Ｊ１〜Ｊ３からなる。
【００４２】
工程Ｊ１では、図２及び図３に示すように、シート状とされたＦＥＰ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素含有樹脂体材料２を用意し、その一側面に粘着層３を形成し、基板４に貼り付けられる。具体的には、フッ素含有樹脂体２は、例えば１２．５μ又は２５μｍの厚さとされ、その表面にコロナ処理を行なって表面を活性化した後、例えば厚さ３μｍ程度の粘着剤層３を形成し、該粘着剤層を基板４の上面に１５０℃前後の温度で熱圧着する。基板は、金属、樹脂、セラミック等から作られたものとされる。
【００４３】
工程Ｊ２では、フッ素含有樹脂体に対して加熱処理と電離性放射線照射処理を行なうことによって架橋した耐熱性フッ素樹脂体に変化させる。具体的には、酸素存在下、すなわち空気中で、フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度の２６０℃〜３３０℃で５分程度の前加熱処理を行なう。この前加熱処理において、基板４に接着されたフッ素含有樹脂体２は、その粘着剤層３が固化する。この前加熱処理に引き続き結晶融点以上の温度、酸素濃度５０ｐｐｍ以下の雰囲気中で加速電圧５００ｋｅＶ〜８００ｋｅＶで電子線量が１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙとなるように電子線照射を行なう（上記のような条件の下で行なう電離性放射線照射処理を、本明細書では、「ＥＢ処理」とする）。この加熱ＥＢ処理により溶融したフッ素含有樹脂体に架橋反応が起こり耐熱性フッ素樹脂体に変化する。
【００４４】
工程Ｊ３では、雰囲気温度を室温にもどし、工程Ｊ２で耐熱性としたフッ素樹脂体に大気中にてコロナ放電による着電処理を行なって耐熱性帯電フッ素樹脂体が完成する。
【００４５】
下記の表１は、フッ素含有樹脂体をＦＥＰとして、図３に示す如くアクリル系粘着剤にて基板に接着し、図３に示す如き基板付きＦＥＰを作り、これに加熱ＥＢ処理の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。
【００４６】
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、上述のように２６０℃〜３３０℃の範囲内とすることが可能であるが、製品としてのエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造という点から考慮した場合、ＦＥＰの高温による軟化変形を避けるために、３００℃以下が適当であると考えられる。また資料Ｄは比較のために示したＥＢ処理をしないフッ素含有樹脂体である。
【００４７】
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載せ、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分を考慮して、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。
【００４８】
【表１】
図４は、表１の結果を示すものである。 表１及び図４から分かるように、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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１０〜５０ｋＧｙが特に適していることがわかる。ただし、例えば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２６０℃〜３３０℃で、照射線量１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙにて行なうことが可能である。
【００５１】
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。
【００５２】
このような結果の原因としては次のようなことが考えられる。
【００５３】
工程Ｊ２において前加熱処理を行なうと粘着剤が固化し、また、前加熱処理に続いて加熱ＥＢ処理が行なわれるによりフッ素含有樹脂体としてのＦＥＰは架橋される。この粘着剤の固化とフッ素含有樹脂体の架橋により、当該フッ素含有樹脂体は、その後、加熱されても、該フッ素含有樹脂体内での分子運動は起こり難くなり、このため電荷の散逸が少なく電化保持性能が向上する。
【００５４】
以上の耐熱性試験は、フッ素含有樹脂体としてＦＥＰについて示したが、ＰＴＦＥ及びＰＦＡに付いても同様の結果がえられた。
【００５５】
図５は図３に示すように粘着剤により基板に接着したシート状のＦＥＰと、基板に接着しないＦＥＰ単体とに対して、工程Ｊ２の処理を行い、次いで工程Ｊ３において帯電処理を行ったものを２００℃のホットプレートに載せ、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分を考慮して、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。
【００５６】
図５に示す資料Ｎ１は図３のように基板に接着したＦＥＰ、資料Ｎ２は基板に接着しなかったＦＥＰ単体のデータを示すものである。資料Ｎ２の電荷残存率が１分後に８０％、２分後に７０％、５分後に４５％、１０分後には２０％まで低下しているのに対し、本願発明の資料Ｎ１はアクリル系の粘着剤を使用したものであるが、５分後で８０％、１０分経過後でも６５％の電荷残存率を有しており、基盤接着による電荷残存効果は明らかである。但し、資料Ｎ２は、図４に示した資料Ｄ、すなわち、工程Ｊ２の処理を受けていないものに比べれば、高い電荷残存率を示していることが分かる。
【００５７】
図６は、図３に示すと同様に、シート状ＦＥＰ２をアクリル系粘着剤３により基板４に接着し、Ｊ２工程を行なった場合の前後の状態を示し、図７は、シート状ＦＥＰ２をゴム系粘着剤により基板に接着し、Ｊ２工程を行なった場合の前後の状態を示す。
【００５８】
図6に示すアクリル系粘着剤を使用したものでは、工程Ｊ２の処理前後の状態にほとんど形状の変化が無く、ＦＥＰ２の円形が保たれているのに対し、図７に示す粘着剤３としてゴム系粘着剤を使用したものでは、工程Ｊ２の処理後の状態では粘着剤３が極端に収縮していまい、この結果、ＦＥＰ２の円形が楕円形に変形している。
【００５９】
従って、図６に示す粘着剤３としてアクリル系を使用したものでは、前述の粘着剤３固化の効果、及び、ＦＥＰの架橋の効果に基づき、該ＦＥＰがその後に帯電処理された後に加熱されても、帯電された電子は安定して保持され、高い電荷残存率を示したのに対し、図７に示す粘着剤３としてゴム系粘着剤を使用したものでは、工程Ｊ２の処理によるＦＥＰの分子運動を抑制する効果が少なく、工程Ｊ２処理後に帯電処理されたものを加熱したものの電荷残存率は低くなることが分かった。従って、ゴム系粘着剤を使用する場合には、工程Ｊ２の処理時に、このようなＦＥＰの収縮を防止するための工夫が必要である。換言すれば、接着剤は、工程Ｊ２の処理が行われるときに、フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものであればよく、アクリル系の粘着剤のほか、シリコーン系の粘着剤、熱硬化タイプ、紫外線効果タイプの接着剤などが考えられる。なお、粘着剤３としてシリコーン系粘着剤を使用した場合にもアクリル系粘着剤を使用した場合と同様な形状維持効果が得られることがわかった。
【００６０】
以上で説明したところでは、図１に示す工程Ｊ３での着電処理は、常温、大気中において一回のみ行なうことを前提としていたが、この着電工程の後に加熱処理を行う工程を繰り返しを行うことにより、電化保持量を増大することができることが分かった。
【００６１】
表２は、工程Ｊ２において温度３００℃、ＥＢ照射の線量条件は１０〜５０ｋＧｙの加熱ＥＢ処理条件（図３に示す資料記号Ｃの条件）にて耐熱性フッ素樹脂体に改質されたＦＥＰのサンプル１０個（資料記号、Ｓ１〜Ｓ１０）に対し、着電工程と加熱処理との繰り返しを１５回行なった結果である。
【００６２】
すなわち、常温、大気中において−５００Ｖのコロナ放電により着電処理を行い、この着電処理されたサンプルを２８５℃±２５℃の高温状態で約１０秒間加熱処理を行う工程を１回から１５回行なった時の表面電荷の測定値である。なお、加熱処理の温度条件としては完成したＥＣＭがリフロー実装される時の温度条件である２６０℃より高い温度条件が必要であるが、あまり高温にするとフッ素樹脂体２が熱劣化をおこすので、その温度条件としては下限がリフロー温度である２６０℃より高く、上限が熱劣化を起こさない３３０℃以下が適切である。また表２の表面電荷の測定値は−Ｖではあるが表の作成上、−を省略して数値のみを示した。
【００６３】
【表２】
表２において、１回目の繰り返し処理における１０個のサンプルの電荷保持量の平均値は−６７．６Ｖと低く、この値は繰り返し処理を行なわない場合の電荷保持量と略同じであり、ほとんど効果が無いことがわかる。
【００６４】
また、２回目の繰り返し処理における電荷保持量の平均値は−８３．８Ｖ、３回目が−８５．７Ｖ、４回目が−１００．５Ｖ、５回目が−１２４．３Ｖと増加し、６回目で−１３５．８Ｖと最高値を記録した後７回目が−１３５．１Ｖ、８回目が−１２９．６Ｖ、９回目が１２５．５Ｖ、１０回目が−１１６．７Ｖ、１５回目が−１１０．７Ｖと僅かづつ減少しているが−１００Ｖ以上の電荷保持量を維持している。
【００６５】
この結果より、繰り返し処理は４回以上行なうことでかなりの効果が得られることが分かる。この繰り返しの効果はサンプルとなる耐熱性フッ素樹脂体の大きさや形状によって影響を受けるものと思われるが、効果を得る為には少なくとも４回以上の繰り返し処理を行なうことが望ましい。
【００６６】
また、表２に見られるように資料記号Ｓ３、Ｓ６のように電荷保持量の多いサンプルや資料記号Ｓ２，Ｓ１０のように電荷保持量の少ないサンプルがあるが、これはサンプルとなるＦＥＰの形状や厚さのバラツキ及び前記電極基板４への接着状態のバラツキによって生じるものであるが、繰り返し処理に対する電荷保持量変化の傾向はすべてのサンプルにおいて共通している。
【００６７】
上記着電及び加熱の繰り返し処理と電荷保持量の増加との関係を説明する。
【００６８】
耐熱性フッ素樹脂体に対する電荷の帯電は所定の温度下で自由な分子運動の起こり難い個所で行なわれる。この分子運動の起こり難い個所は架橋ポイントや微結晶ポイント等の分子が配向した個所であり、すなわち分子間相互作用が強い個所である。
【００６９】
また、分子運動の起こり難い個所とはイメージ的には一種の深い量子井戸のようなものであり、その量子井戸に相当する個所が生成されて、その量子井戸に電荷が落ち込んで安定状態を形成することで帯電が行なわれると考えられる。
【００７０】
そして、着電処理によって負の電荷を保持した状態で加熱処理を行なうと、微結晶ポイント等の配向成分が増加し、この着電及び加熱の繰り返し処理を行なうことで分子運動の起こり難い個所が増加して帯電性能が向上していくものと考えられる。
【００７１】
これを量子井戸の状態でみると、量子井戸に電荷が帯電している状態で加熱処理を行なうと単なる加熱処理に比べて量子井戸の深さが増したり、量子井戸の数を増加させて容量を大きくする効果があり、この容量が大きくなった量子井戸に注入された電荷は総じて安定性を増すことで帯電性能が向上していくものと考えられる。
【００７２】
また、表２の６回目以降のデータに見られるように、着電及び加熱の繰り返し処理によって極大値に達した後、さらに着電及び加熱の繰り返し処理を行なうと電荷保持量が僅かに減少していくが、この理由としては量子井戸の深さ並びに数量が何等かの原因により、浅くなったり少なくなったりするものと考えられる。すなわち量子井戸に存在するマイナスの電荷によりＦＥＰフィルムの架橋ポイント或いは微結晶ポイントが分解していくので電荷保持性能が減少して行くことが考えられる。
【００７３】
しかし、この減少量は僅かであるため、着電及び加熱の繰り返し処理回数を極大値付近の回数とすることで、容易に電荷保持量増加の効果を得ることが可能である。
【００７４】
次に本発明に係るＥＣＭについて記載する。図８は本発明の耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層とするＥＣＭの断面図、図９は図８に示すＥＣＭを構成する各エレメントの分解斜視図である。
【００７５】
図８において２０は回路基板であり、該回路基板２０は絶縁基板２０ａにより構成され、接続や出力のための電極２０ｂ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。３０は絶縁材よりなる背面基板であり、その上面側に背面電極４０が形成され、該背面電極４０の上面にエレクトレット層５が膜形成されるとともに背面基板３０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は絶縁材よりなる振動膜支持枠８の下面側に張設された振動膜取り付け電極９に導電性の振動膜１０を設けることにより形成されている。
【００７６】
具体的には、フッ素含有樹脂体である１２.５μｍもしくは２５μｍ厚さのＦＥＰのシート材を粘着剤を介して１５０℃前後の温度で背面電極４０の上面に熱圧着し、この状態で
酸素存在下、すなわち空気中で、ＦＥＰの結晶融点以上の温度である２６０℃〜３３０℃で５分程度の前加熱処理を行なう。この処理により粘着剤３が固化する。
【００７７】
これを更に、電離性放射線照射装置内に投入する。電離性放射線照射装置内において、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５０ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、５００〜８００ＫeＶの電子線強度で１０〜１００ｋＧｙ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（図１の工程Ｊ２）ＦＥＰを架橋した耐熱性フッ素樹脂に変化させる。
【００７８】
さらに、前記背面基板３０を着電装置に投入することにより、耐熱性フッ素樹脂に着電処理を行って（図１の工程Ｊ３）耐熱性帯電フッ素樹脂体を完成させる。この耐熱性帯電フッ素樹脂体が耐熱性に優れたエレクトレット層５となる。
【００７９】
上記各エレメントは図９に示す如く、前記回路基板２０、背面基板３０、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、ＥＣＭ１００が完成する。
【００８０】
そして、この完成されたＥＣＭ１００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、ＥＣＭ１００の出力電極２０ｂ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９０〜１２０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、前記耐熱性帯電フッ素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。
【００８１】
上記構成を有するＥＣＭ１００においては、表面に導電膜を有する振動膜９と、表面にエレクトレット層５が形成された背面電極４０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振動膜９が変位すると、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１２から各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２０に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２０の裏面に設けられた出力電極２０ｂより出力される。貫通孔１５の存在によって振動膜９の動作がスムーズになり、音響特性が確保される。
【００８２】
次に、図１０〜図１２によりＥＣＭ１００の最も生産性の良い、集合体方式の製造方法を説明する。
【００８３】
図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は製造工程で用いる各集合部品の斜視図である。図１０（Ａ）の集合振動膜ユニット７Ｌは、図９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９を接合してある。同様に図１０（Ｂ）の集合スペーサ６Ｌは、図９のスペーサ６の領域を格子状に多数含む集合体である。
【００８４】
図１０（Ｃ）の集合背面基板３０Ｌは、図９の背面基板３０の領域を格子状に多数含む大型の基板であり、多数の背面電極４０とエレクトレット層５を配置してある。なお、エレクトレット層５の製造は集合背面基板３０Ｌの状態において、図１の工程Ｊ１〜Ｊ３で行うものである。図１０（Ｄ）の集合回路基板２０Ｌは、図９の回路基板２０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１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）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。
【００８５】
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２０Ｌ、集合背面基板３０Ｌ、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１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）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１０（Ｂ）の集合スペーサ６Ｌに似た形状のものを用いればよい。
【００８６】
前記の工程によって、図１１に示すように各集合体を積層したものである集合ＥＣＭ１００Ｌが得られ、これは多数のＥＣＭ１００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ＥＣＭ１００Ｌ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１２に示すＥＣＭ１００として完成する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）、図１１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。
【００８７】
次に図１３により本発明におけるＥＣＭ１００の、集合体方式の製造方法の工程を説明する。
【００８８】
図１３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。
【００８９】
工程Ｅ３は集合背面基板３０Ｌの製造工程であり、集合絶縁基板に複数の背面電極と前記シート材のＦＥＰにアクリル系粘着剤を接着した粘着剤付きＦＥＰを積層して集合背面基板３０Ｌを形成する。加熱処理後、ＥＢ処理を経た後、この集合背面基板３０Ｌを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３００℃の雰囲気で、かつ酸素濃度５０ｐｐｍ以下の酸素不存在下において、１０〜１００ｋＧｙ程度の電離性放射線を照射する過熱ＥＢ処理を行なうことによって前記粘着剤付きＦＥＰ層を架橋した耐熱性フッ素樹脂に変化させる。
【００９０】
さらに、この加熱ＥＢ処理を行なった集合背面基板３０Ｌを着電装置に投入することにより、加熱ＥＢ処理によって耐熱性フッ素樹脂に変化した粘着剤付きＦＥＰ層に着電を施してエレクトレット層５を構成することで耐熱性の集合背面基板３０Ｌを完成させる。
【００９１】
工程Ｅ４は集合回路基板２０Ｌ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２０Ｌ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１１に示す集合ＥＣＭ１００Ｌを構成する。工程Ｅ６は完成ＥＣＭ製造工程であり、工程Ｅ５で製造された集合ＥＣＭ１００Ｌを切断・分離して図１２に示すＥＣＭ１００を完成させる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
上記のごとく、工程Ｊ１においてフッ素含有樹脂体を基板に接着し、これに工程Ｊ２の処理をして形成した耐熱性帯電フッ素樹脂体は、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ものではあるが、図５で示した資料Ｎ２からも分かるようにフッ素含有樹脂体を基板に接着しないで工程Ｊ２の処理をして形成したものも、図４において資料Ｄとして示した工程Ｊ２の処理を施さないものに比べて、優れた電荷保持力を有するものであり、特に、表２に示したように工程Ｊ３において着電工程と加熱処理との繰り返し行うことにより電荷保持量を大幅に増加することが可能であるので、そのようにして作った耐熱性帯電フッ素樹脂は、エレクトレット以外の耐熱帯電性を必要とされる種々の材料として使用することができる。例えば、フッ素含有樹脂体を不織布もしくは繊維状として、工程Ｊ２及び工程Ｊ３の処理をして、それにより形成された耐熱性帯電フッ素樹脂により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を形成することも可能である。不織布とした耐熱性帯電フッ素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。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態である耐熱性帯電フッ素樹脂体を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である耐熱性帯電フッ素樹脂体を示す断面図である。
【図４】本発明の粘着剤付きＦＥＰの耐熱特性を示す特性図である。
【図５】本願発明の粘着剤付きＦＥＰと粘着剤を接着していないＦＥＰ単体との耐熱特性を示す特性図である。
【図６】アクリル系粘着剤を用いた耐熱性帯電フッ素樹脂体１０の平面と断面を示すもので、（ａ）は粘着剤付きＦＥＰの状態、（ｂ）は加熱ＥＢ処理を行なった後の状態を示す。
【図７】ゴム系粘着剤を用いた耐熱性帯電フッ素樹脂体１０の平面と断面を示すもので、（ａ）は粘着剤付きＦＥＰの状態、（ｂ）は加熱ＥＢ処理を行なった後の状態を示す。
【図８】本発明の第３の実施の形態である耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層とするＥＣＭの断面図である。
【図９】図８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１０】本発明の第４の実施の形態である集合ＥＣＭ１００Ｌの製造工程で用いる各集合部品の斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態である集合ＥＣＭ１００Ｌの完成体斜視図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態である単体ＥＣＭ１００の完成体斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態である集合ＥＣＭ１００Ｌの製造工程図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の一面に接着剤の層を形成して接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程と、
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体に、該フッ素含有樹脂体の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して架橋して耐熱性フッ素樹脂体とする工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電処理を行う工程と
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとした耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項２】
該耐熱性フッ素樹脂体とする工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有する請求項１に記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項３】
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程において、基板上に、該フッ素含有樹脂体を該接着剤により接着して該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする請求項２記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項４】
該基板が、金属、樹脂、セラミックから選んだ１つから形成されている請求項３記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項５】
該加熱して該接着剤を熱処理する工程を、大気中で温度２６０℃〜３３０℃で行う請求項２乃至４のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項６】
該耐熱性フッ素樹脂体とする工程において、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線を該フッ素含有樹脂体に照射する請求項５記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項７】
該接着剤がアクリル系又はシリコーン系粘着剤、もしくはエポキシ系又はシリコーン系の接着剤である請求項１乃至６のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項８】
該フッ素含有樹脂材がポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロ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うちのいずれか１つである請求項１乃至７のいずれかに記載の耐熱性帯電樹脂材の製造方法。
【請求項９】
該着電処理を行う工程に次いで、さらに該耐熱フッ素樹脂体に加熱を行う工程を有し、該着電処理を行う工程及び該加熱を行う工程を２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する請求項１乃至８のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１０】
該フッ素を含有する樹脂体がシート状である請求項１乃至９のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１１】
該耐熱性帯電フッ素樹脂体は着電処理によって負の電荷を保持する請求項１乃至１０のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１２】
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１３】
該フッ素を含有する樹脂体がシート状である請求項１２記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１４】
該耐熱性帯電フッ素樹脂体は着電処理によって負の電荷を保持する請求項１３記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１５】
該着電を行う工程を、常温、大気中において−５００Ｖ±２００Ｖのコロナ放電によって行い、
該加熱を行う工程を、温度２６０℃〜３３０℃で行う請求項１２乃至１４のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１６】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程において、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線で照射する請求項１２乃至１５のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１３又は１４記載の製造方法によって製造された耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層として備えたエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項１８】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂層を接着する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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で照射することより架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとした耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１９】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有する請求項１８に記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項２０】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂体の樹脂層を接着する工程と、
該樹脂層が接着された背極基板を、フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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スペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と
を有し、該接着剤層が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとされているエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
【請求項２１】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該集合背極基板の各背面電極上に形成された樹脂層に、酸素存在下において該樹脂層の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を更に有する請求項２０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。
【請求項２２】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
接着剤を塗布したフッ素含有樹脂体の樹脂シートを、該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂シートを形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂シートを型抜きして該集合背極基板の各背極基板に対応する耐熱性フッ素樹脂体を形成し、該耐熱性フッ素樹脂体を各背極基板上に積層固定する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電してエレクトレット層とする工程と、
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用意する工程と、
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用意する工程と、
これら集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と、
を有し、該接着剤が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとされているエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
【請求項２３】
更に、該電離性放射線を照射して該耐熱性フッ素樹脂シートを形成する前に、該フッ素含有樹脂の樹脂シートを、酸素存在下において該樹脂シートの結晶融点以上の温度で加熱する工程と、
該着電を行う工程に続いて加熱を行う工程と、
を有し
該着電を行なう工程とこれに続く加熱を行なう工程とを２回以上繰り返すし、該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層とする請求項２２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。
【請求項２４】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、背面電極上にフッ素含有樹脂層を接合する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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より架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層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。
【請求項２５】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上にフッ素含有樹脂体の樹脂層を形成する工程と、
該フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で酸素不存在下において、該樹脂層に電離性放射線を照射することによって架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電をし、続いて加熱を行うことを少なくとも２回以上繰り返し、該耐熱性フッ素樹脂層をエレクトレット層とする工程と、
多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状のスペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を接合して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホン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。
【請求項１】
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の一面に接着剤の層を形成して接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程と、
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体に、該フッ素含有樹脂体の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して架橋して耐熱性フッ素樹脂体とする工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電処理を行う工程と
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとした耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項２】
該耐熱性フッ素樹脂体とする工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有する請求項１に記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項３】
該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする工程において、基板上に、該フッ素含有樹脂体を該接着剤により接着して該接着剤塗布フッ素含有樹脂体とする請求項２記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項４】
該基板が、金属、樹脂、セラミックから選んだ１つから形成されている請求項３記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項５】
該加熱して該接着剤を熱処理する工程を、大気中で温度２６０℃〜３３０℃で行う請求項２乃至４のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項６】
該耐熱性フッ素樹脂体とする工程において、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線を該フッ素含有樹脂体に照射する請求項５記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項７】
該接着剤がアクリル系又はシリコーン系粘着剤、もしくはエポキシ系又はシリコーン系の接着剤である請求項１乃至６のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項８】
該フッ素含有樹脂材がポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロ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うちのいずれか１つである請求項１乃至７のいずれかに記載の耐熱性帯電樹脂材の製造方法。
【請求項９】
該着電処理を行う工程に次いで、さらに該耐熱フッ素樹脂体に加熱を行う工程を有し、該着電処理を行う工程及び該加熱を行う工程を２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する請求項１乃至８のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１０】
該フッ素を含有する樹脂体がシート状である請求項１乃至９のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１１】
該耐熱性帯電フッ素樹脂体は着電処理によって負の電荷を保持する請求項１乃至１０のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１２】
フッ素含有樹脂体を用意する工程と、
該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して耐熱性帯電フッ素樹脂体を形成する耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１３】
該フッ素を含有する樹脂体がシート状である請求項１２記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１４】
該耐熱性帯電フッ素樹脂体は着電処理によって負の電荷を保持する請求項１３記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１５】
該着電を行う工程を、常温、大気中において−５００Ｖ±２００Ｖのコロナ放電によって行い、
該加熱を行う工程を、温度２６０℃〜３３０℃で行う請求項１２乃至１４のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１６】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程において、該フッ素含有樹脂体を温度２６０℃〜３３０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ以下において１０ｋＧｙ〜１００ｋＧｙの電離性放射線で照射する請求項１２乃至１５のいずれかに記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１３又は１４記載の製造方法によって製造された耐熱性帯電フッ素樹脂体をエレクトレット層として備えたエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項１８】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂層を接着する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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で照射することより架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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
を有し、
該接着剤層が、耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとした耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項１９】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該接着剤塗布フッ素含有樹脂体を酸素存在下においてフッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を有する請求項１８に記載の耐熱性帯電フッ素樹脂体の製造方法。
【請求項２０】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上に接着剤によりフッ素含有樹脂体の樹脂層を接着する工程と、
該樹脂層が接着された背極基板を、フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性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スペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と
を有し、該接着剤層が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとされているエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
【請求項２１】
該耐熱性フッ素樹脂体を形成する工程の前に、該集合背極基板の各背面電極上に形成された樹脂層に、酸素存在下において該樹脂層の結晶融点以上の温度で加熱して該接着剤を熱処理する工程を更に有する請求項２０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。
【請求項２２】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
接着剤を塗布したフッ素含有樹脂体の樹脂シートを、該フッ素含有樹脂体の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耐熱性フッ素樹脂シートを形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂シートを型抜きして該集合背極基板の各背極基板に対応する耐熱性フッ素樹脂体を形成し、該耐熱性フッ素樹脂体を各背極基板上に積層固定する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂体に着電してエレクトレット層とする工程と、
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用意する工程と、
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用意する工程と、
これら集合体を積層固定して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホンとする工程と、
を有し、該接着剤が、該耐熱性フッ素樹脂体とする工程と該着電処理を行う工程において、該フッ素含有樹脂体の形状を維持するように作用するものとされているエレクトレットコンデンサマイクロホンの製造方法。
【請求項２３】
更に、該電離性放射線を照射して該耐熱性フッ素樹脂シートを形成する前に、該フッ素含有樹脂の樹脂シートを、酸素存在下において該樹脂シートの結晶融点以上の温度で加熱する工程と、
該着電を行う工程に続いて加熱を行う工程と、
を有し
該着電を行なう工程とこれに続く加熱を行なう工程とを２回以上繰り返すし、該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層とする請求項２２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。
【請求項２４】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、背面電極上にフッ素含有樹脂層を接合する工程と、
該フッ素含有樹脂層を、該フッ素含有樹脂体の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より架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電を行う工程と、
該着電を行う工程に次いで、該耐熱性フッ素樹脂体に加熱を行う工程と、
を有し、
該着電を行う工程及び該加熱を行う工程を少なくとも２回以上繰り返して該耐熱性フッ素樹脂体をエレクトレット層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。
【請求項２５】
背面電極上にエレクトレット層を形成して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において、
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電気回路基板集合体を用意する工程と、
該背面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背極基板集合体を用意する工程と、
該背極基板集合体の各背面電極上にフッ素含有樹脂体の樹脂層を形成する工程と、
該フッ素含有樹脂体の結晶融点以上の温度で酸素不存在下において、該樹脂層に電離性放射線を照射することによって架橋した耐熱性フッ素樹脂層を形成する工程と、
該耐熱性フッ素樹脂層に着電をし、続いて加熱を行うことを少なくとも２回以上繰り返し、該耐熱性フッ素樹脂層をエレクトレット層とする工程と、
多数のスペーサが縦横に並んで一体化している形状のスペーサ集合体を用意する工程と、
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振動膜ユニット集合体を用意する工程と、
これら各集合体を接合して積層集合体とする工程と、
該積層集合体を切断することにより、個々のエレクトレットコンデンサマイクロホン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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３９６７２（Ｐ２００７−３９６７２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８３７８２（Ｐ２００６−１８３７８２）
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
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