JPH0434873B2 - - Google Patents

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JPH0434873B2
JPH0434873B2 JP58035387A JP3538783A JPH0434873B2 JP H0434873 B2 JPH0434873 B2 JP H0434873B2 JP 58035387 A JP58035387 A JP 58035387A JP 3538783 A JP3538783 A JP 3538783A JP H0434873 B2 JPH0434873 B2 JP H0434873B2
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JP
Japan
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diamond
carbon film
acoustic
thin film
diaphragm
Prior art date
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JP58035387A
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JPS59161200A (ja
Inventor
Tadao Tokushima
Hiromitsu Toda
Yoshifumi Suzuki
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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Publication of JPS59161200A publication Critical patent/JPS59161200A/ja
Publication of JPH0434873B2 publication Critical patent/JPH0434873B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04Plane diaphragms
    • H04R7/06Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers
    • H04R7/10Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers comprising superposed layers in contact

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスピーカ等に使用される音響振動板
に関し、特にベリリウム(以下Beという)から
なる音響振動板基体上にケイ素(以下Siという)
の薄膜とダイヤモンドライクカーボン膜とをその
順に形成した3層構造とすることによつて、音響
特性を従来よりも格段に向上させた音響振動板を
提供するものである。
Beは、軽量で剛性が大きく、比ヤング(ヤン
グ率/密度)が極めて高いため、スピーカ等の音
響振動板に最適であることが知られている。この
ようなBeは塩素イオンを含む雰囲気には比較的
弱いため、表面を半導体ICの表面保護に使用さ
れるSiOやSiO2でコーテイングして音響振動板に
用いるのが通常であるが、SiOやSiO2はBeと比
較して音響特性が著しく劣り、例えばBeの音速
(音の伝播速度)が12000m/秒程度以上であるの
に対しSiOの音速は6000m/秒以下と著しく低
い。そのためSiOやSiO2の保護膜を形成したBe
振動板は、Be単独の場合と比べて音響特性が劣
り、Be本来の優れた特性が充分に生かされてい
ないのが実情である。
そこで最近ではBeよりも音響特性が優れたダ
イヤモンドライクカーボン膜の薄膜をBeの上に
形成することが考えられている。ダイヤモンドラ
イクカーボン膜は、擬似ダイヤモンドとも称せら
れるダイヤモンド型炭素成形物であつて、ダイヤ
モンドに近い結晶構造を有するか、あるいは物理
的物質(特にヤング率、密度、そのほか誘電率、
屈折率、比抵抗率等)がダイヤモンドに近い性質
を有する炭素成形物を意味するが、このようなダ
イヤモンドライクカーボン膜は音速が18300m/
秒に達し、Beよりも優れた音響特性を有するか
ら、Beからなる音響振動板基体の上にダイヤモ
ンドライクカーボン膜を形成した音響振動板は極
めて良好な音響特性を示すものと予想されてい
る。しかしながら実際にはBeからなる振動板基
体上にイオン蒸着等によりダイヤモンドライクカ
ーボン膜を生成させることは相当に困難であつて
生産性が極めて低い問題があり、また生成された
ダイヤモンドライクカーボン膜の基体に対する付
着力が低く、そのため音響振動板としての動作時
における過大な入力や衝撃に対して充分に耐える
ことができず、ダイヤモンドライクカーボン膜が
剥離してしまう問題が生じ、また上述のようにダ
イヤモンドライクカーボン膜と振動板基体との付
着力が弱く、両者間が充分に密着されないことが
多いため、音響特性も実際には意図したほど優れ
たものとならないことが判明した。またBeから
なる振動板基体上にSiO2もしくはSiOの薄膜を形
成し、その薄膜上にダイヤモンドライクカーボン
膜を形成することも考えられるが、この場合も前
記同様にダイヤモンドライクカーボン膜の生成が
実際には相当に困難であつてしかも生成されたダ
イヤモンドライクカーボン膜のSiOもしくはSiO2
薄膜に対する付着力が弱い問題があることが判明
した。
上述のようにBeからなる振動板基体上、ある
いはその上のSiOもしくはSiO2薄膜上にダイヤモ
ンドライクカーボン膜を生成することが実際には
相当に困難であつてしかもその付着力が弱い原因
は次のように考えられる。すなわち、一般にこの
種のダイヤモンドライクカーボン膜はイオン蒸着
等の手法によつて形成するのが通常であり、この
イオン蒸着においては基板をスパツタリング装置
のターゲツトの部分に配置してこれに負の電圧を
印加するとともにカーボン源としてのメタンガス
をスパツタリング装置内に供給し、正イオンを加
速して基板に付着させるのであるが、この正イオ
ンの加速エネルギーによつて基板の膜面でスパツ
タリングも生じることが明白であ。この際のエネ
ルギーに着目すれば、カーボン源としてのメタン
のC−Hの結合エネルギーは80.9kcal/molであ
り、一方のメタンのC−C結合エネルギーは
144kcal/molであるから、統計的に見てHが先
にスパツタされ、残りのCが膜のCとC−C結合
を作り、ダイヤモンドライクカーボン膜が成長し
ていくものと考えられる。しかるにBeは極めて
酸化し易いから、Beからなる基板はその表面に
酸化物が存在することが多く、一方SiOやSiO2
膜はそれ自体が酸化物となつている。このように
表面に酸化物等の形で酸素が存在する基板に対し
てイオン蒸着を行なつた場合、C−Oの結合エネ
ルギーが120kcal/molとC−Cの結合エネルギ
ーよりも低いため、メタンが分解したCはCOと
なつて排気されてしまい、カーボン膜の成長が円
滑に行なわれず、また生成されたカーボン膜もそ
の付着力が弱いものとなると考えられる。
なおBeからなる基体上にダイヤモンドライク
カーボン膜を形成した積層構造とせず、ダイヤモ
ンドライクカーボン膜のみの単層で振動板を構成
することも考えられるが、この場合はダイヤモン
ドライクカーボン膜それ自体で振動板に必要な強
度等を担わなければならないため、その厚みを数
十μm以上と厚くしなければならず、そのためそ
の膜の形成のために著しい長時間を要し、生産性
が著しく悪化する問題があるほか、ダイヤモンド
ライクカーボン膜の単層構造の振動板では高音域
における振動の抑制が効かず、耳ざわりな音とな
りがちであるという問題がある。
この発明は以上の事情を背景としてなされたも
ので、生産性を阻害することなく表面に強い付着
力でダイヤモンドライクカーボン膜が形成された
音響特性の極めて優れた音響振動板を実際的に提
供することを目的とするものである。
すなわちこの発明の音響振動板は、Beからな
る音響振動板基体上にSiからなる厚さ500Å〜
10000Åの薄膜を形成し、さらにそのSi薄膜上に
ダイヤモンドライクカーボン膜を厚さ5000Å〜
50000Åで形成したことを特徴とするものである。
以下、この発明の音響振動板についてさらに詳
細に説明する。
この発明の音響振動板は、例えば第1図、第2
図に示すように、Beからなる音響振動板基体1
の表面にSiからなる薄膜2をアンダーコート膜と
して形成し、さらにそのSi薄膜2上にダイヤモン
ドライクカーボン膜3を形成したものである。
このダイヤモンドライクカーボン膜3は従来技
術と同様にイオン蒸着によつて形成するのが通常
であるが、従来技術とは異なり、ダイヤモンドラ
イクカーボン膜3はSi薄膜2上にイオン蒸着する
ことによつて形成される。Siは音響振動板基体の
代表的なものであるBeと比較すれば格段に酸素
との親和力が小さく、したがつてイオン蒸着時に
そのSi薄膜表面に酸化物が存在することは少ない
から、ダイヤモンドライクカーボン膜を円滑に成
長させ、高い付着力で所望厚さのダイヤモンドラ
イクカーボン膜を形成することができる。一方Si
薄膜2自体は蒸着、スパツタリング、CVD法等
により音響振動板気体上に高い付着力で形成する
ことができる。したがつて中間層としてSi薄膜を
介在させることによつて、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜の密着性を充分に確和することができ
る。またSiはその融点が比較的低く、蒸着等にお
ける生産性が良好であるから、Si薄膜形成による
生産性の低下は少ない。そしてまたSiは純度の高
い状態のものを容易に入手することができるか
ら、中間層のSi薄膜の無酸素性を向上でき、した
がつてこのことも表面のダイヤモンドライクカー
ボン膜の均一かつ円滑な生成に寄与する。
以上のようにこの発明ではアンダーコート膜と
してSi薄膜を形成しておき、その上にダイヤモン
ドライクカーボン膜を形成することによつて、生
産性を阻害したりコスト増大を招いたりすること
なく、高い付着力(密着性)でダイヤモンドライ
クカーボン膜を形成することが工業的に可能とな
つたのである。なおSiはその音速が約7000m/秒
であつて、SiOやSiO2の場合に比べて高く、した
がつてSi薄膜2の介在により音響特性を損なうお
それも少ない。
前記音響振動板基体1としては、Beが用いら
れるが、Beは既に述べたように軽量で剛性が大
きく、比ヤング率が極めて高いため、音響特性が
優れており、したがつてこの発明では基体1とし
てBeを用いることによつてこの発明の効果が最
も有効に発揮される。なおこの発明において音響
振動板基体1として用いられるBeとは、純Beの
ほか、C,O等の不可避的不純物を含んだものを
指称する。
Siからなる薄膜2の厚さは、500〜10000Åの範
囲内とする。500Å未満では充分な付着力を有し
たダイヤモンドライクカーボン膜が形成できず、
一方10000Åを越える厚さとなれば、音響特性が
相対的に劣るSi薄膜が音響振動板全厚みに占める
割合が大きくなつて音響特性が低下するおそれが
ある。
一方ダイヤモンドライクカーボン膜3の厚さは
5000〜50000Åの範囲内の厚みとする。5000Å未
満ではダイヤモンドライクカーボン膜の形成によ
る音響特性向上の効果が充分に得られず、一方
50000Åを越えて厚くしてもそれ以上効果が増大
しないばかりか、イオン蒸着に長時間を要するよ
うになつてコスト上昇を招く。
第3図には、この発明の音響振動板と従来の音
響振動板の周波数特性を比較して示す。ここでこ
の発明の音響振動板としては、25μmの厚さのBe
製振動板基体上に1000Åの厚さのSi薄膜を形成
し、さらにその上にダイヤモンドライクカーボン
膜を9000Åの厚さで形成したものを用い、また従
来の音響振動板としては同じく25μmの厚さのBe
製振動板基体上にSiO膜を10000Åの厚さで形成
したものを用いた。第3図から明らかなように、
この発明の音響振動板は従来のSiOコーテイング
Be振動板と比較して、高音域限界が伸長され、
しかも音圧レベルが向上して変換効率が改善され
たことが認められる。
以下にこの発明の実施例を示す。
実施例 Be製の振動板基体上にSiを5000Åの厚みで蒸
着し、さらにその上にイオン蒸着によつて2μmの
厚さのダイヤモンドライクカーボン膜を形成して
スピーカ用振動板とした。この振動板の音響特性
を調べたところ、極めて優れていることが確認さ
れ、またダイヤモンドライクカーボン膜の付着力
も充分にあることが確認された。
以上の説明でも明らかなように、この発明の音
響振動板はBからなる振動板基体上にSiからなる
薄膜をアンダーコートし、その上にダイヤモンド
ライクカーボン膜を形成したものであつて、振動
板基体に対するアンダーコートのSi薄膜自体は振
動板基体に対して充分に高い密着力で形成でき、
しかも表面のダイヤモンドライクカーボン膜はSi
薄膜に対して高い密着力で形成することができ、
結局表面のダイヤモンドライクカーボン膜の総合
的な付着力が高く、したがつて使用時における過
大な入力や衝撃に対して充分に耐えることができ
る。特にこの発明では中間層としてSi薄膜を用い
ており、このSiはそれ自体酸素に対する親和力が
小さいばかりでなく、Si薄膜生成時に高純度のも
のを容易に入手してSi薄膜の無酸素性を充分に確
保できるため、Si薄膜上にダイヤモンドライクカ
ーボン膜を円滑かつ均一に生成させて高い付着力
でダイヤモンドライクカーボン膜を形成すること
ができるのである。またこの発明の音響振動板の
製造にあたつては、中間層薄膜のSiはその融点が
比較的低いため蒸着の生産性が良好であつてかつ
そのSi薄膜上へのダイヤモンドライクカーボン膜
の生成も能率良く円滑に行なうことができるた
め、全体として高い生産性を確保することができ
る。さらにこの発明の音響振動板は、もともと音
響特性の良好なBeを基体として用いており、し
かも中間層として形成したSi薄膜が従来表面コー
テイングに用いているSiOやSiO2と比較して音速
が高くかつ表面のダイヤモンドライクカーボン膜
はそれ以上に音速が著しく高く、したがつて従来
のSiOやSiO2を基体上にコーテイングした振動板
と比較して高音の伸びが良好であり、しかも音圧
レベルが高く、変換効率が優れる等、音響特性も
極めて優れたものである。さらにこの発明の音響
振動板では、強度はBeからなる基体で担つてい
るため、表面のダイヤモンドライクカーボン膜は
音響特性の向上に必要なだけの5000Å〜50000Å
と極めて薄い厚さの膜で足り、したがつてダイヤ
モンドライクカーボン膜の生成にはさほどの長時
間は要しないから、生産性も阻害されることがな
く、生産性と音響特性との両者を同時に満足する
ことができる。そしてまたこの発明の音響振動板
は積層構造であるため、適度な内部損失を生じ、
したがつてダイヤモンドライクカーボン膜のみの
単層構造の場合のように高音域での振動の抑制が
効かずに高音域で耳ざわりな音となることがな
く、逆に高音域で聞き易い音を与えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の音響振動板の一例を示す縦
断面図、第2図は第1図のA部の拡大図、第3図
はこの発明の音響振動板と従来の音響振動板の周
波数−高音レベル特性を比較して示す線図であ
る。 1…音響振動板、2…Siの薄膜、3…ダイヤモン
ドライクカーボン膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ベリリウムからなる音響振動板基体の上に、
    ケイ素からなる薄膜が500Å〜10000Åの範囲内の
    厚みで形成され、さらにその薄膜上にダイヤモン
    ドライクカーボン膜が5000Å〜50000Åの範囲内
    の厚みで形成されていることを特徴とする音響振
    動板。
JP3538783A 1983-03-04 1983-03-04 音響振動板 Granted JPS59161200A (ja)

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JP3538783A JPS59161200A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 音響振動板

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JP3538783A JPS59161200A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 音響振動板

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JPS59161200A JPS59161200A (ja) 1984-09-11
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JP3538783A Granted JPS59161200A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 音響振動板

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JPS59161200A (ja) 1984-09-11

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