專利名稱：使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及下述的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)和方法，在該系統(tǒng)和方法中，使用負壓來測量在拉伸處理下的薄膜的張力，并將該張力與基準張力進行比較，以通過比較結(jié)果的反饋來調(diào)節(jié)該負壓。
背景技術(shù)：
在諸如移動電話、電話和數(shù)碼相機的電子裝置中使用的聲音輸入裝置利用諸如PET(聚乙烯對苯二酸酯)膜的薄膜的振動膜將通過聲壓引起的振動轉(zhuǎn)換為電信號。該振動膜的拉伸狀態(tài)應(yīng)該保持張緊，并且聲音輸入裝置的靈敏度特性取決于振動膜的拉伸程度，即張力。為了提高聲音輸入裝置的合格率，必須一致地保持各個產(chǎn)品的靈敏度特性。為此，用于振動膜的薄膜的張力應(yīng)該恒定。因此，在振動膜的制造工藝過程中，當拉伸振動膜時，向薄膜施加精確的張力是很重要的。
根據(jù)振動膜的傳統(tǒng)制造工藝，通常采用根據(jù)預(yù)定的張力通過機械加載來拉伸薄膜的方法。然而，這種方法的缺點在于，由于該預(yù)定的張力和在實際處理之后產(chǎn)生的拉伸薄膜的張力之間的偏差根據(jù)工藝條件和工人的技能而不同，由此降低了最終產(chǎn)品的合格率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)和方法，其中對正在進行拉伸處理的薄膜施加測試聲壓，以通過由該測試聲壓引起的電壓變化來測量張力，并反饋該張力，以控制在薄膜的拉伸處理過程中的負壓，由此對薄膜提供精確的壓力。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供了一種使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其包括薄膜加載單元，用于將薄膜設(shè)置在其上；負壓提供單元，用于對薄膜施加負壓，以拉伸該薄膜；聲壓提供單元，用于對該薄膜施加具有預(yù)定頻率的測試聲壓；張力測量單元，用于通過與該薄膜相對的金屬板的電壓變化來測量薄膜的張力，該電壓變化是由該薄膜的振動而引起的，該薄膜根據(jù)聲壓提供單元施加的測試聲壓進行振動；以及負壓控制單元，用于通過執(zhí)行基準張力與通過該張力測量單元測量的張力之間的比較來控制由負壓提供單元提供的負壓級別。
還提供了一種使用反饋控制拉伸薄膜的方法，包括以下步驟(a)將薄膜設(shè)置在位于金屬板上的下板模(plate mold)上；(b)通過對設(shè)置在該下板模上的薄膜的外緣施加負壓來拉伸該薄膜；(c)對拉伸薄膜的下部施加具有預(yù)定頻率的測試聲壓；(d)通過由薄膜的振動而引起的金屬板的電壓變化來測量薄膜的張力，該薄膜根據(jù)測試聲壓進行振動；(e)執(zhí)行所測量的張力與基準張力之間的比較；以及(f)當比較的結(jié)果在預(yù)定的容許范圍內(nèi)時，接合上板模和下板模，而當比較的結(jié)果超過預(yù)定的容許誤差范圍時，返回到步驟(b)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)的方框圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)的構(gòu)造。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的張力測量單元的構(gòu)造。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用反饋控制拉伸薄膜的方法的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將參照附圖詳細描述本發(fā)明。
圖1和2表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的拉伸薄膜的系統(tǒng)包括薄膜加載單元100、聲壓提供單元200、負壓提供單元300、張力測量單元400以及負壓控制單元500。
薄膜加載單元100執(zhí)行將薄膜160設(shè)置在系統(tǒng)中以拉伸該薄膜的功能?，F(xiàn)將參照圖2詳細描述薄膜加載單元100的實施例。優(yōu)選地，薄膜加載單元100包括主缸110、上板模120、下板模130、外緣夾具140、夾具缸150。通常，將在振動膜的制造中使用的薄膜160粘接在環(huán)狀的極環(huán)(polar ring)上，同時保持其張緊狀態(tài)。將張緊狀態(tài)的薄膜160插入在具有矩形框形狀的上板模120和下板模130之間，以保持其張緊狀態(tài)，以便進行諸如極環(huán)粘結(jié)工藝的獨立工藝。
為了保持薄膜160的張緊狀態(tài)，根據(jù)本發(fā)明，使外緣夾具140下降，以在將薄膜160設(shè)置在矩形框形狀的下板模130上時，圍繞下板模130的外緣夾持薄膜160。然后通過主缸110使上板模120下降，以與下板模130接合，來固定被拉伸的薄膜160。
聲壓提供單元200執(zhí)行向薄膜160施加預(yù)定頻率的聲壓的功能。優(yōu)選地，由聲壓提供單元200提供的測試聲壓的頻率被工人設(shè)定為所需薄膜張力處的諧振頻率。由于該諧振頻率與薄膜160的張力的平方根成正比，所以諧振頻率的設(shè)定可以理解為薄膜160的張力的設(shè)定。
另一方面，聲壓提供單元200優(yōu)選地包括信號生成器(未示出)，用于產(chǎn)生該預(yù)定頻率；放大器220，用于生成聲音信號；揚聲器210，用于產(chǎn)生聲壓；以及基準麥克風(fēng)(未示出)，用于測量測試聲壓。該基準麥克風(fēng)測量由揚聲器210產(chǎn)生地測試聲壓，并執(zhí)行在產(chǎn)生誤差時，通過調(diào)節(jié)放大器220的輸出來補償聲壓誤差的功能。優(yōu)選地，在金屬板410中形成多個聲壓施加孔，以使得從薄膜160下方施加的測試聲壓通過金屬板410傳送到薄膜160。
負壓提供單元300執(zhí)行通過向薄膜160施加負壓來拉伸薄膜160的功能。如圖2所示，負壓提供單元300優(yōu)選地包括真空罐310，用于保持負壓；真空泵320，用于產(chǎn)生負壓；以及釋放閥550，用于釋放負壓。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以通過進一步包括釋放閥550，在拉伸處理完成后，強制降低拉伸薄膜的系統(tǒng)的負壓級別，以進行后續(xù)的處理。
張力測量單元400根據(jù)由聲壓提供單元200提供的測試聲壓引起的薄膜160的振動，通過測量在與薄膜160相對的金屬板410中產(chǎn)生的電壓變化，來測量薄膜160的張力。如圖3所示，該張力測量單元400優(yōu)選地包括電壓提供單元420，用于向金屬板410提供預(yù)定的電壓，例如1V；FET電路單元430，用于將金屬板410中產(chǎn)生的電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化；電壓測量單元(未示出)，用于測量在電壓提供單元420中進行了轉(zhuǎn)換的電壓變化。在其上涂覆有金屬層的薄膜160(其用作聲音輸入裝置的振動膜)與金屬板410(與薄膜160相對，并與其間隔開預(yù)定距離)之間形成電容，由此，由于金屬板410與薄膜160之間的距離根據(jù)薄膜160的振動的變化，而使得從金屬板410輸出的電流發(fā)生變化。然后通過FET電路單元430將該電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，以測量薄膜160的張力。
負壓控制單元150執(zhí)行下述功能通過將預(yù)先輸入的基準張力與所測量的張力進行比較來重現(xiàn)調(diào)節(jié)由負壓提供單元300提供的負壓的負壓級別，以使薄膜160具有該基準張力。如圖2所示，負壓控制單元500包括負壓閥540，用于調(diào)節(jié)負壓級別；負壓傳感器530，用于測量負壓級別；以及DSP板510，用于將通過張力測量單元400測量的測量張力與基準張力進行比較，以根據(jù)比較結(jié)果控制DSP板510。
負壓控制單元500可以使用通過張力測量單元400測量的測量電壓值作為張力值。在這種情況下，張力控制單元500對負壓提供單元300的負壓級別進行控制，以使得在由聲壓提供單元200設(shè)定的頻率處出現(xiàn)最大電壓，由此，薄膜160具有與設(shè)定頻率的諧振頻率相對應(yīng)的張力。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用反饋控制拉伸薄膜的方法的流程圖。參照圖4，在步驟S100中，將薄膜160設(shè)置在位于金屬板410上的下板模130上。具體地，步驟S100可以包括子步驟S100，其中將薄膜160設(shè)置在位于金屬板410上的下板模130上；子步驟S110，其中夾持除了下板模130以外的薄膜160的外緣；以及子步驟S130，其中將上板模120設(shè)置在下板模130上，并且其間插入有薄膜160。
此后，在步驟S120中，通過對薄膜160的外緣施加負壓來拉伸薄膜160。優(yōu)選地，在外緣夾具140下降之后施加負壓，以在薄膜160處于張緊狀態(tài)時使主缸110下降，來接合上板模120和下板模130。
接下來，在步驟S140中，向薄膜160的下部施加預(yù)定頻率的測試聲壓。優(yōu)選地，該測試聲壓具有與處于基準張力下的薄膜160的諧振頻率相對應(yīng)的頻率。
此后，在步驟S150中，根據(jù)該測試聲壓，通過由薄膜160的振動引起的在金屬板410中產(chǎn)生的電壓變化來測量薄膜160的張力。具體地，步驟S150包括下述的子步驟通過FET電路單元將由金屬板410(向其施加了預(yù)定的電壓，例如1V)和薄膜160(與金屬板410相對)的根據(jù)振動的距離變化而引起的電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化；以及通過測量在FET電路430中轉(zhuǎn)換的電壓變化，來測量張力。
接下來，在步驟S160中，DSP板510進行基準張力和測量張力之間的比較。優(yōu)選地，該基準張力與在向金屬板410施加諧振頻率時在金屬板410中產(chǎn)生的電壓值相對應(yīng)，并且所測量的張力與根據(jù)實際向金屬板410施加的測試聲壓而在金屬板410中產(chǎn)生的測量電壓值相對應(yīng)。
此后，在步驟S180中，當比較的結(jié)果超過預(yù)定的容許誤差范圍時，DSP板510通過調(diào)節(jié)負壓閥540來重新設(shè)定負壓，以返回到步驟S120，并且使用經(jīng)調(diào)整的負壓重新拉伸薄膜160。在步驟S170和S190中，當比較的結(jié)果位于預(yù)定的容許誤差范圍內(nèi)時，例如通過螺紋固定方法接合上板模120和下板模130，以完成薄膜拉伸處理。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)和方法，可以通過測量正在進行拉伸處理的薄膜的張力并且將所測量地張力用于負壓級別的反饋控制來精確地保持該張力。
盡管參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種形式和細節(jié)方面的變化。
權(quán)利要求
1.一種使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其包括薄膜加載單元，用于將薄膜設(shè)置在其上；負壓提供單元，用于向所述薄膜施加負壓，以拉伸所述薄膜；聲壓提供單元，用于向所述薄膜施加預(yù)定頻率的測試聲壓；張力測量單元，用于通過與所述薄膜相對的金屬板的電壓變化來測量所述薄膜的張力，該電壓變化是由根據(jù)所述聲壓提供單元施加的測試聲壓的薄膜振動而引起的；以及負壓控制單元，用于通過進行基準張力與由所述張力測量單元測量的張力之間的比較，來控制由所述負壓提供單元提供的負壓的級別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其中所述測試聲壓具有與所述基準張力的諧振頻率相對應(yīng)的頻率，并且所述基準頻率與所述薄膜和所述金屬板之間在所述諧振頻率處產(chǎn)生的最大電壓相對應(yīng)，并且由所述張力測量單元測量的張力與所述薄膜和所述金屬板之間在所述測試聲壓處測量的電壓相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其中所述張力測量單元包括電壓提供單元，用于向所述金屬板提供電壓；FET電路單元，用于將所述金屬板的電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化；以及電壓測量單元，用于測量由所述FET電路單元轉(zhuǎn)換的電壓變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其中所述負壓控制單元包括負壓閥，用于控制負壓的級別；負壓傳感器，用于測量負壓的級別；以及DSP板，用于執(zhí)行由所述張力測量單元測量的張力與所述基準張力之間的比較，以根據(jù)比較的結(jié)果控制所述負壓閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其中所述負壓提供單元包括負壓吸入孔，設(shè)置在所述薄膜的下方，用于提供負壓；負壓罐，用于保持負壓；以及釋放閥，用于強制釋放負壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，其中所述薄膜加載單元包括外緣夾具，用于夾持所述薄膜的外緣；設(shè)置在所述薄膜下面的下板模；設(shè)置在所述薄膜上面的上板模，該上板模與該下板模接合；以及主缸，用于垂直移動所述上板模。
7.一種使用反饋控制拉伸薄膜的方法，包括以下步驟(a)將薄膜設(shè)置在位于金屬板上的下板模上；(b)通過向設(shè)置在所述下板模上的薄膜的外緣施加負壓，來拉伸該薄膜；(c)向所述薄膜的下部施加預(yù)定頻率的測試聲壓；(d)通過由根據(jù)所述測試聲壓的所述薄膜的振動而引起的所述金屬板的電壓變化，來測量所述薄膜的張力；(e)進行所測量的張力與基準張力之間的比較；以及(f)當所述比較的結(jié)果位于預(yù)定的容許誤差范圍內(nèi)時，接合所述上板模和所述下板模，而在所述比較的結(jié)果超過該預(yù)定的容許誤差范圍時，返回到步驟(b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的使用反饋控制拉伸薄膜的方法，其中所述測試聲壓具有與所述基準張力的諧振頻率相對應(yīng)的頻率，并且所述基準張力與所述薄膜和所述金屬板之間在所述諧振頻率處產(chǎn)生的最大電壓相對應(yīng)，并且由所述張力測量單元測量的張力與所述薄膜和所述金屬板之間在所述測試聲壓處測量的電壓相對應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的方法，其中所述步驟(d)包括以下子步驟通過FET電路單元將在施加有預(yù)定電壓的所述金屬板中產(chǎn)生的電流變化轉(zhuǎn)換為電壓變化；以及測量有所述FET電路單元轉(zhuǎn)換的電壓變化，以測量所述張力。
10.根據(jù)權(quán)利要求7和8中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的方法，其中所述步驟(f)包括通過使用DSP板執(zhí)行所測量的張力與所述基準張力之間的比較，以根據(jù)該比較的結(jié)果控制負壓閥，來重現(xiàn)設(shè)定負壓，該負壓閥用于控制負壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求7和8中的一項所述的使用反饋控制拉伸薄膜的方法，其中所述步驟(a)包括以下子步驟將薄膜設(shè)置在位于所述金屬板上的下板模上；夾持除了所述下板模以外的所述薄膜的外緣；以及將所述上板模設(shè)置在所述下板模上，并且其間插入有所述薄膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)，該使用反饋控制拉伸薄膜的系統(tǒng)包括薄膜加載單元，用于將薄膜設(shè)置在其上；負壓提供單元，用于向所述薄膜施加負壓，以拉伸所述薄膜；聲壓提供單元，用于向所述薄膜施加預(yù)定頻率的測試聲壓；張力測量單元，用于通過與所述薄膜相對的金屬板的電壓變化來測量所述薄膜的張力，該電壓變化是由根據(jù)所述聲壓提供單元施加的測試聲壓的薄膜振動而引起的；以及負壓控制單元，用于通過進行基準張力與由所述張力測量單元測量的張力之間的比較，來控制由所述負壓提供單元提供的負壓的級別。
文檔編號B29C73/28GK1735285SQ20051009002
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者張辰宇 申請人:寶星電子株式會社