JP2000197192A

JP2000197192A - エレクトレットコンデンサマイクロホン

Info

Publication number: JP2000197192A
Application number: JP10371675A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Une; 宏志畝
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-14
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP3377957B2

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数が少なく小型のエレクトレットコンデ
ンサマイクロホンを得る。【解決手段】固定電極６と振動膜４とを一定間隔で配置
し、両者間の静電容量の変化によって振動膜４に与えら
れた音声信号を検出するようにしたエレクトレットコン
デンサマイクロホンにおいて、絶縁材からなる箱型ケー
ス９内に、上記固定電極６と振動膜４、半導体素子８を
収納してて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエレクトレットコンデンサマイク
ロホンの構造を図６に示す。中央部に音孔２２ａを有す
る筒状の金属ケース２２の天面上に面布２１を備え、天
面内側に膜リング２３を介して、表面に蒸着等によって
金属層を形成したエレクトレット材からなる振動膜２４
を備えている。振動膜２４は、ギャップスペーサ２５を
介して、コンデンサギャップ３２を隔てて固定電極２６
と対向配置し、さらに下方にＦＥＴ２８を収納した凹状
の絶縁体２７とプリント基板２９を配置し、上記金属ケ
ース２２のカシメ部２２ｂで固定されている。

【０００３】上記ＦＥＴ２８の入力リード２８ａは固定
電極２６に接続され、出力リード２８ｂは絶縁体７とプ
リント基板２９を貫通し、底面のハンダ付部９ａに接続
している。一方、振動膜２４は膜リング２３によって金
属ケース２２に導通している。

【０００４】いま、音孔２２ａから音声が入力すると振
動膜２４が振動し、これによって振動膜２４と固定電極
２６間の静電容量が変化するため、これを検出すること
によって音声信号を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、以下
のような問題があった。

【０００６】（１）エレクトレットコンデンサマイクロ
ホンは小型軽量化が求められているが、従来のもので
は、部品点数が多く、またカシメ部２２ｂやハンダ付部
２９ａ等の厚みを小さくすることができず、また絶縁体
２７やプリント基板２９尚の存在のために、全体を小型
軽量化することができなかった。

【０００７】（２）従来のエレクトレットコンデンサマ
イクロホンは、固定電極２６からプリント基板２９まで
をアンプブロックとして組み立てておき、上下を逆にし
た金属ケース２２内に各部品を置いて、最後にかしめる
ため、量産が困難であり、生産性が低かった。

【０００８】（３）金属ケース２２のカシメで固定する
ため、各部品の固定が確実ではなく、故障発生、歩留り
低下の原因となっていた。

【０００９】（４）表面実装する場合、端子の取り出し
部であるハンダ付部２９ａが中央にあるため、実装が困
難であり、ショートの恐れが大きかった。

【００１０】（５）各部品を小型化した場合、最も小型
化の制約を受ける部品はＦＥＴ２８又はＩＣであり、こ
れらは角形状をしている。ところが従来の金属ケース２
２は円筒状であるため、角形状のＦＥＴ２８を収納する
と無駄が大きかった。しかも、金属ケース２２が円筒状
体であるため、実装時等の取り扱いが困難で、位置決め
が難しく、さらには音孔２２ａを複雑形状にしようとし
ても加工が困難であった。

【００１１】（６）金属ケース２２は周囲の振動を伝え
やすく、振動膜２４に悪影響を及ぼし、特性低下の原因
となっていた。

【００１２】（７）プリント基板２９を貫通して出力リ
ード２８ｂを備えているため、この部分の気密を保持す
るためにハンダ付部２９ｂが必要であった。

【００１３】

【課題を解決する為の手段】そこで本発明は、固定電極
と振動膜とを一定間隔で配置し、両者間の静電容量の変
化によって振動膜に与えられた音声信号を検出するよう
にしたエレクトレットコンデンサマイクロホンにおい
て、絶縁材からなる箱型ケース内に、上記固定電極と振
動膜、駆動用半導体素子を収納して構成したことを特徴
とする。

【００１４】即ち、箱型ケース内に各部品を収納するこ
とによって、従来例のような絶縁体やプリント基板を省
略して部品点数を減らすことができる。しかも、箱型ケ
ースに各部品を載置し蓋体で覆うだけで良いため、量産
が容易であり、各部品を強固に固定することができる。

【００１５】また本発明は、上記箱型ケースの壁面及び
／又は内部に導電路を備え、底面に電極取り出し部を備
えたことによって、簡単な構造で底面の両側に電極取り
出し部を備えることができ、表面実装を容易に行えるよ
うにした。

【００１６】さらに本発明は、上記箱型ケースの内壁に
段部を備え、該段部に振動膜又は固定電極を載置したこ
とによって、部品点数を減らすとともに、各部品を強固
に固定できるようにした。

【００１７】また本発明は、上記箱型ケースを角型とす
ることによって、収納するＦＥＴやＩＣの形状と一致さ
せるとともに、取り扱いや位置決めを容易にできるよう
にした。

【００１８】さらに本発明は、上記固定電極を箱型ケー
スを覆う蓋体と兼用させることによって、さらに部品点
数を少なくした。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
って説明する。

【００２０】図１（ａ）に示すエレクトレットコンデン
サマイクロホンは、セラミックス、ガラス、樹脂あるい
はこれらを複合した絶縁体からなる箱型ケース９の凹部
９ａの内壁に段部９ｂを備え、この凹部９ａ内に各部品
を収納して板状の蓋体２で覆ったものである。

【００２１】蓋体２は中央に音孔２ａを備えた金属板で
あり、その下方に膜リング３を介して、金属層を形成し
たエレクトレット材からなる振動膜４を備え、さらにギ
ャップスペーサ５を介してコンデンサギャップを隔てて
固定電極６を備えている。この固定電極６が段部９ｂ上
に載置され、段部９ｂ上のメタライズ部とハンダ、ロ
ウ、導電性接着剤等で接合されており、さらに下方にＦ
ＥＴやＩＣ等の半導体素子８を収納してあり、この半導
体素子８には増幅回路等が形成されている。

【００２２】また、箱型ケース９は、導電ペーストを表
面に印刷したり、スルーホールに充填したり、導電ペー
ストを備えたグリーンシートを積層することによって、
表面及び／又は内部に導電路を備えている。まず、蓋体
２に接続する導電路７ａは箱型ケース９の外壁を通って
底面の電極取り出し部１０ａに接続している。また固定
電極６を載置した段部９ｂに備えた導電路７ｂは半導体
素子８の入力端子８ａに接続し、さらに出力端子８ｂに
接続した導電路７ｃは箱型ケース９の外部に導出されて
もう一方の電極取り出し部１０ｂに接続されている。

【００２３】また、図１（ｂ）に示すように箱型ケース
９の上端面９ｃはメタライズされ、ハンダ、ロウ、導電
性接着剤等で蓋体２と接着されている。そのため、振動
膜４は膜リング３、蓋体２、導電路７ａを通じて電極取
り出し部１０ａに接続している。一方、固定電極６は、
導電路７ｂ、半導体素子８、導電路７ｃを通じてもう一
方の電極取り出し部１０ｂに接続している。

【００２４】なお、上記導電路７ａ，７ｃはスルーホー
ルを介して内部に形成することもできる。また、上記電
極取り出し部１０ａは接地され、他方の電極取り出し部
１０ｂは半導体素子８の電源と、出力端子を兼用してい
る。

【００２５】いま、蓋体２の音孔２ａから音声が入力す
ると振動膜４が振動し、これによって振動膜４と固定電
極６間の静電容量が変化することから、これを検出する
ことによって音声信号を得ることができる。

【００２６】このような本発明のエレクトレットコンデ
ンサマイクロホンは、絶縁体の箱型ケース９を用いるこ
とによって、図６に示すような従来の構造に比べて、絶
縁体２７やプリント基板２９を無くすことができ、部品
点数を減らして小型化することができる。

【００２７】さらに、本発明のエレクトレットコンデン
サマイクロホンは、箱型ケース９の凹部９ａ内に、底の
方から順番に各部品を収納、固定していき、最後に蓋体
２で覆うだけでよいため、製造工程が簡略化され、量産
を容易に行うことができる。しかも、箱型ケース９の内
側に段部９ｂを備え、この段部９ｂに固定電極６を接合
し、その他の部品もケースに確実に接合してあることに
より、強固に固定する事が可能となる。

【００２８】また、本発明のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンは、図１（ｃ）に示すように箱型ケース９
の底面の両側に電極取り出し部１０ａ，１０ｂを備えて
いるため、表面実装による電極取り出し構造を容易にす
ることができる。

【００２９】さらに、上記箱型ケース９は、平面視した
ときの形状が四角形となった角型である。そのため、同
様に角型をした半導体素子８を収納した場合に無駄がな
いことから、全体をより小型化することができる。しか
も、このマイクロホンを表面実装する際に、角型である
ことにより取り扱いが容易であり、位置決めも簡単であ
る。

【００３０】また、箱型ケース９を成す絶縁体として、
特にアルミナ、ジルコニア、ムライト、炭化珪素、窒化
珪素、窒化アルミニウム等を主成分とするセラミックス
を用いれば、特に振動減衰特性を向上させることができ
る。即ち、これらのセラミックスは、金属材などに比べ
て振動を減衰させる効果が大きいため、特に携帯電話等
の用途に用いる場合でも、外部の振動を内側に伝えにく
くすることができ、マイクロホンの性能を向上させるこ
とができる。

【００３１】さらに、本発明では箱型ケース９を用いた
ため、蓋体２は平板状でよく、加工を容易にすることが
できる。そのため、例えば図１（ｄ）に示すようにメッ
シュ状の音孔２ａを備えた構造とすることもできる。通
常は音孔２ａからの異物の侵入を防止するために面布
（不図示）等で覆う必要ががあるが、このようにメッシ
ュ状の音孔２ａとすることによって、面布を省略するこ
とができる。

【００３２】また、他の実施形態として、図１（ｅ）に
示すように、箱型ケース９に二つの段部９ｂを形成し、
それぞれに振動膜４と固定電極６を載置することもでき
る。このようにすれば、さらに膜リング３やギャップス
ペーサ５をなくすことができる。

【００３３】さらに、本発明の他の実施形態を説明す
る。

【００３４】図２に示すエレクトレットコンデンサマイ
クロホンは、固定電極６と蓋体２を兼用させた例であ
る。即ち、箱型ケース９の上端面を覆う蓋体２の下方に
ギャップスペーサ５を介して振動膜４を備え、この振動
膜４を段部９ｂに固定する。そして、蓋体２は導電路７
ａを通じて電極取り出し部１０ａに接続し、振動膜４は
導電路７ｂ、半導体素子８、導電路７ｃを通じて電極取
り出し部１０ｂに接続している。

【００３５】この実施形態では、蓋体２が固定電極６を
兼用しており、蓋体２（固定電極６）と振動膜４間の静
電容量の変化を検出するようになっている。そのため、
図１のものに比べてさらに部品点数を減らして小型化す
ることができる。

【００３６】次に、半導体素子８の取り付け構造につい
て説明する。図１、２の例では半導体素子８の入力リー
ド８ａと出力リード８ｂをそれぞれ導電路７ｂ，７ｃ上
に載置し、ハンダ、ロウ、導電性接着剤等で接合してあ
る。

【００３７】この他の実施形態として、図３（ａ）に示
すように、箱形ケース９の内側に二つの段部９ａ，９
ａ’を備えておいて、この段部９ａ’に半導体素子８の
入力リード８ａ、出力リード８ｂを載置し、導電路と接
合することもできる。あるいは、図３（ｂ）（ｃ）に示
すように、リードのない半導体素子８をもちいてワイヤ
ボンディング１１により導電路と接続することもでき
る。

【００３８】さらに、本発明では絶縁体の箱型ケース９
を用いていいることから、他の電子部品を搭載すること
も容易にできる。例えば、図４（ａ）に示すように半導
体素子８の下方に段部を形成し、この中に他の電子部品
１２を備えたり、あるいは刃子方ケース９の底面側に凹
部を形成してこの中に他の電子部品１２を備えることも
できる。

【００３９】また、本発明のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンを製造する際に、多数個取りの手法を用い
て、大量生産を行うことができる。例えば、図５に示す
ように、セラミックスやガラス等の絶縁体からなる基板
１３上に、多数の凹部９ａを形成したものを作製してお
き、分割線１４に沿って分割することによって各箱型ケ
ース９を得ることができる。あるいは、分割前に各凹部
９ａに各部品を収納してエレクトレットコンデンサマイ
クロホンを作製した後で分割線１４に沿って分割するこ
ともできる。

【００４０】上記分割線１４に沿った分割は、予め基板
１３上に形成した分割溝によって切断したり、あるいは
ダイヤモンドカッタやレーザ光線等を用いて切断する。
このような方法を用いれば、大量のエレクトレットコン
デンサマイクロホンを一括生産することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、固定電極と振動膜とを
一定間隔で配置し、両者間の静電容量の変化によって振
動膜に与えられた音声信号を検出するようにしたエレク
トレットコンデンサマイクロホンにおいて、絶縁材から
なる箱型ケース内に、上記固定電極と振動膜、駆動用半
導体素子を収納して構成したことによって、部品点数を
減らして小型化することができるとともに、量産が容易
であり、各部品を強固に固定することができる。

【００４２】また、上記箱型ケースの壁面及び／又は内
部に導電路を備え、底面に電極取り出し部を備えたこと
によって、簡単な構造で底面の両側に電極取り出し部を
備えることができ、表面実装を容易に行うことができ
る。

【００４３】さらに、上記箱型ケースを角型とすること
によって、収納する半導体素子の形状と一致させるとと
もに、取り扱いや位置決めを容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンを示しており、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図、
（ｃ）は底面図、（ｄ）は蓋体の他の実施形態を示す斜
視図、（ｅ）は他の実施形態を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のエレクトレットコン
デンサマイクロホンにおける、半導体素子の取り付け構
造を示す断面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は本発明のエレクトレットコンデ
ンサマイクロホンにおける、他の電子部品を搭載した例
を示す断面図である。

【図５】本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンを多数個取りの手法で製造する方法を説明するための
図である。

【図６】従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２：蓋体２ａ：音孔３：膜リング４：振動膜５：ギャップスペーサ６：固定電極７ａ，７ｂ，７ｃ：導電路８：半導体素子９：箱型ケース９ａ：凹部９ｂ：段部９ｃ：上端面１０ａ，１０ｂ：電極取り出し部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定電極と振動膜とを一定間隔で配置し、
両者間の静電容量の変化によって振動膜に与えられた音
声信号を検出するようにしたエレクトレットコンデンサ
マイクロホンにおいて、絶縁材からなる箱型ケース内に、上記固定電極、振動
膜、半導体素子を収納してなるエレクトレットコンデン
サマイクロホン。
【請求項２】上記箱型ケースの壁面及び／又は内部に導
電路を備え、底面に電極取り出し部を備えたことを特徴
とする請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイク
ロホン。
【請求項３】上記箱型ケースの内壁に段部を備え、該段
部に振動膜又は固定電極を載置したことを特徴とする請
求項１乃至２記載のエレクトレットコンデンサマイクロ
ホン。
【請求項４】上記箱型ケースが角型であることを特徴と
する請求項１乃至３記載のエレクトレットコンデンサマ
イクロホン。
【請求項５】上記固定電極が箱型ケースを覆う蓋体を兼
用することを特徴とする請求項１記載のエレクトレット
コンデンサマイクロホン。