Film polymère thermoformé

à 10 cm

Figure 3.18 – Niveau acoustique mesuré à une distance de 10 cm pour le micro-HP silicium avec joint en latex et placé sur une cavité de 100 cm3 pour une puissance électrique injectée de 500 mW [45].

3.3.1.2 Film polymère thermoformé

Si la solution du film de latex permet de supprimer les courts-circuits acoustiques et d’atténuer l’effet des modes des bras de suspension, elle possède l’inconvénient d’ap-porter de la raideur au système. Elle est également difficile à mettre en place à cause de la tension qui peut être mise sur le film lors de l’application sur la surface du micro-HP. Pour pallier ce problème de répétabilité, nous avons choisi de réaliser une solution contre les courts-circuits acoustiques à base d’un film polymère thermoformé. Le poly-mère choisi est le polyéthylène de 100 µm d’épaisseur connu pour être thermoformable. L’avantage de former le film est de réduire les contraintes de traction résiduelles et donc de réduire la raideur induite sur la suspension du micro-HP. Cette absence de

Chapitre 3 3.3. Optimisation acoustique du micro-HP silicium

mobile. Une forme d’arc de cercle a donc été choisie afin de réduire l’ajout de rai-deur du joint, car cette forme limite les efforts en traction exercés sur le film lors des déplacements de la partie mobile.

Une fois le film formé, il doit être transféré et collé sur la surface du micro-HP. Les étapes de thermoformage et de collage du film thermoformé sur le micro-HP sont décrites figure 3.19.

1 4

2 5

3

Chauffage pour thermoformage

Aspiration

6

Figure 3.19 – Récapitulatif des solutions de suppression du court-circuit acoustique. La fabrication du film thermoformé consiste à réchauffer le film en polyéthylène lorsqu’il est soumis à la déformation souhaitée afin qu’il conserve cette déformation. Pour réaliser cette déformation du film, un moule en téflonr composé de micro-trous (fig. 3.20a) a été usiné. Le téflonra été choisi car le polymère adhère peu à la surface de ce matériau, même lorsque le polyéthylène est réchauffé. Les micro-trous de diamètre 500 µm permettent une aspiration du film à l’intérieur du moule grâce à un support mis sous vide par une pompe afin générer la dépression sous le film. Une fois le film aspiré et formé dans le moule, il est chauffé pour qu’il conserve la forme du moule. La dernière étape est le transfert du film polymère sur la surface du micro-HP. Pour ce faire, nous ajoutons de la colle seulement sur les parties en contact avec le silicium. Contrairement au film en latex l’application de la colle est facilité car la surface d’adhésion du film est délimitée par la forme bombée au niveau des bras de suspension en silicium. Afin d’aligner le film et le micro-HP, la forme du micro-HP a été usinée dans le moule. Une fois le scellement du film sur le micro-HP terminé, nous retirons l’ensemble film + micro-HP du moule. Il suffit ensuite de découper le surplus de film autour du micro-HP afin d’obtenir le résultat présenté figure 3.20b.

Ce film avec la forme bombée à la particularité de pouvoir être placé soit sur la face côté bobine ou soit sur la face côté raidisseurs. Pour simplifier l’assemblage des micro-HP dans le montage de paroi acoustique absorbante et pour optimiser le champ magnétique au niveau de la bobine grâce à la solution présentée dans la partie 3.3.2,

3.3. Optimisation acoustique du micro-HP silicium _{Chapitre 3}

(a)

28 mm 23 mm

(b)

Figure 3.20 – (a) Support pour maintenir le vide et moule en téflon^rmicro-perforé ; (b) micro-Haut-Parleur muni d’un joint en polymère côté bobine.

nous avons choisi une intégration de la solution sur la face côté raidisseur.

Les caractéristiques de raideur statiques obtenues avec le joint polymère sont pré-sentées sur la figure 3.21. On s’aperçoit que le comportement semble linéaire sur une large gamme de déplacement allant de −300 µm à 300 µm.

Déplacement (µm)

Force

(mN)

Kms= 200 N/m

Figure 3.21 – Caractéristiques statiques force-déplacement mesurés sur des transduc-teurs équipés du joint en polymère.

La figure 3.22 présente le niveau acoustique obtenu pour le micro-HP assemblé avec un joint polymère, une cavité arrière de 21 cm3 et une puissance électrique injectée de 500 mW. On peut voir sur la courbe (fig. 3.22) la suppression ou la réduction de l’effet des modes de structure sur le niveau acoustique produit, qui était observable sur la

Chapitre 3 3.3. Optimisation acoustique du micro-HP silicium

cavité rayonnée vers l’avant sont fortement atténués. On observe également que le pic de résonance est lissé et que le niveau acoustique semble moins accidenté sur la gamme de fréquences mesurées par rapport à la solution avec le film en latex. Les mesures de performances acoustiques ne peuvent être comparées pour les configurations avec film latex ou avec joint en polymère thermoformé, car les conditions de mesure du niveau de pression ne sont pas les mêmes dans les deux cas, la cavité et la configuration d’aimant sont différentes. L’effet des deux solutions contre les courts-circuits acoustiques sont caractérisés dans la partie 3.4.1 de ce chapitre.

Fréquence (Hz) Niv eau acoustique (dB SPL ) à 10 cm

Figure 3.22 – Niveau acoustique, mesuré à une distance de 10 cm, produit par le micro-HP E placé sur une cavité arrière de 21 cm3 pour une puissance électrique injectée de 500 mW.

3.3.1.3 Comparaison

Les deux solutions proposées dans cette partie possèdent chacune des avantages et des inconvénients qui sont listés dans le tableau 3.4.

Des essais avec un polymère plus souple que le polyéthylène ont été entrepris mais n’ont pas conduit à une intégration facile de la solution sur la surface du micro-HP. Les problèmes rencontrés étaient principalement dûs aux faibles épaisseurs visées et à la fragilité du film lors du transfert. Ces essais et la méthode de fabrication sont présentés en annexe I.

3.3. Optimisation acoustique du micro-HP silicium _{Chapitre 3}

Tableau 3.4 – Comparaison des deux solutions contre les courts-circuits acoustiques.

Solutions Film latex Joint polymère

Avantages Souple

Intégration possible sur les deux faces Collage facilité Modification de la forme Inconvénients Répétabilité de fabrication Assez rigide Vieillissement Répartition de la colle Vieillissement

3.3.2 Amélioration du rendement du moteur électrodynamique