JP2001095097A - エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて薄い形状のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンを提供する。 【解決手段】 導電性のカプセル１１の内部にエレクト
レット層６と、このエレクトレット層と対向して振動膜
２とが配置され、この振動膜に発生する電気信号をＦＥ
Ｔから成る能動素子７によってインピーダンス変換して
取り出す構造のエレクトレットコンデンサマイクロホン
において、能動素子を支持するプリント配線基板を能動
素子を支持する第１プリント配線基板８Ａと、この第１
プリント配線基板より外周形状が大きく、更に能動素子
を貫通させる透孔１５Ａを具備する第２プリント配線基
板８Ｂとを積層合体し、第１プリント配線基板の外周に
突出した第２プリント配線基板の周縁にカプセルの開口
端部を加締付け、第１プリント配線基板をカプセルの外
側に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば携帯電話器
あるいはビデオカメラ等に搭載されて利用されるエレク
トレットコンデンサマイクロホンに関し、特に薄形化を
目的とした発明である。

【０００２】

【従来の技術】エレクトレットコンデンサマイクロホン
は大別してバックエレクトレット型とフロントエレクト
レット型とがある。図１０はバックエレクトレット型の
コンデンサマイクロホンの構造を示す。図中１は例えば
布等で構成される前面クロス、２は振動膜、３はこの振
動膜２を支持する振動膜リング、４は振動膜２と対向し
てコンデンサを形成する背極（固定電極）、５は振動膜
２と背極４との間に介挿されて振動膜２と背極４との間
に間隙を形成するスペーサ、６は背極４に蒸着等によっ
て被着され、厚み方向に帯電されたエレクトレット層、
７は背極４に発生する電気信号をインピーダンス変換し
て取り出す例えばＦＥＴ等によって構成される能動素
子、８はこの能動素子７を支持するプリント配線基板、
９はプリント配線基板８と背極４との間の間隙を維持す
る背極ホルダ、１０は能動素子７の入力端子を背極４に
電気的に接続する接続端子、１１は振動膜リング３と、
スペーサ５と、背極４と、背極ホルダ９と、プリント配
線基板８とを積層した状態で加締めて内部に収納するた
めのカプセルを示す。

【０００３】カプセル１１は導電性の金属板で構成さ
れ、一端側が閉塞板１１Ａとされた筒状体によって構成
される。閉塞板１１Ａには音孔１２が形成され、この音
孔１２を通じて外部から音が導入されて振動膜２を振動
させる。図１１はフロントエレクトレット型のコンデン
サマイクロホンの構造を示す。図１０と対応する部分に
は同一符号を付して示す。フロントエレクトレット型の
特徴とする構造はカプセル１１の前面側、つまり閉塞板
１１Ａの内面にエレクトレット層６を蒸着した構造にあ
る。

【０００４】このエレクトレット層６と対向してスペー
サ５を介して振動膜２をエレクトレット層６から僅かな
間隙を維持して配置することにより、振動膜２とプリン
ト配線基板８との間の間隙は能動素子７の高さＨに僅か
な余裕を持たせれば済むため全体の厚みを図１０に示し
たバックエレクトレット型のコンデンサマイクロホンと
比較して薄くすることができる利点が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示したように
フロントエレクトレット型コンデンサマイクロホンはそ
の構造上薄形化できる利点が得られる。しかしながら、
実用上は搭載される機器の小形化が進められているた
め、更なる小形化、特に薄形化が求められている。この
発明の目的は図１１に示した従来のフロントエレクトレ
ット型コンデンサマイクロホンにおいて、プリント配線
基板８の板厚が全体の厚みに占める率が高いことと、プ
リント配線基板８の露出面にカプセル１１の加締付け片
１１Ｂの厚みに相当するデットスペースＤＳが存在する
点に着目し、このデットスペースＤＳを有効に利用する
ことによって薄形化を達することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１で
は、振動膜を支持する振動膜リングと、振動膜に発生す
る電気信号をインピーダンス変換して取り出す能動素子
と、この能動素子を支持するプリント配線基板と、導電
板によって形成され、一端が閉塞面とされた筒状体によ
って構成され、この筒状体の閉塞面に音孔が形成され、
閉塞面の内面とわずかな間隙を保持して振動膜を支持し
た振動膜リングが配置され、筒状体の開口面側にプリン
ト配線基板が配置されて開口面側の端部がプリント配線
基板の板面に加締付けられて、振動膜リングとプリント
配線基板とを積層して格納するカプセルと、によって構
成されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおい
て、プリント配線基板は能動素子を電気的に接続し支持
するプリント配線導体が形成された第１プリント配線基
板と、この第１プリント配線基板に積層され、能動素子
を貫通させる透孔が形成された第２プリント配線基板と
によって構成したエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンを提案する。

【０００７】この発明の請求項２では、請求項１に記載
のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、第
２プリント配線基板は第１プリント配線基板の周縁形状
より小さい周縁形状を有し、カプセルの加締付け片は第
１プリント配線基板の周縁に加締付ける構造としたエレ
クトレットコンデンサマイクロホンを提案する。この発
明の請求項３では、請求項１または２に記載のエレクト
レットコンデンサマイクロホンの何れかにおいて、カプ
セルの閉塞面の内面にエレクトレット層が被着形成さ
れ、このエレクトレット層と振動膜とが対向してコンデ
ンサを形成した構造のエレクトレットコンデンサマイク
ロホンを提案する。

【０００８】

【作 用】この発明の請求項１によれば、第１プリント
配線基板と第２プリント配線基板の各厚みを図１０及び
図１１に示したプリント配線基板８の厚みの約１／２に
選定し、積層合体して同じ厚みを得るものとした場合、
能動素子は第２プリント配線基板に形成した透孔を通じ
て第１プリント配線基板に形成したプリント配線に実装
されるため、カプセル内における能動素子の高さＨを第
２プリント配線基板の厚み分だけ低くすることができ
る。この結果、全体の厚みも図１１に示した従来のフロ
ントエレクトレット型のコンデンサマイクロホンの厚み
より薄くすることができる利点が得られる。

【０００９】この発明の請求項２で提案するエレクトレ
ットコンデンサマイクロホンの構造によれば、第２プリ
ント配線基板の外周形状を第１プリント配線基板の外周
形状より小さくし、これにより第２プリント配線基板の
周縁の板面をカプセルの開口端部に露出させ、この露出
した第２プリント配線基板の板面にカプセルの開口端部
を折り曲げて加締付ける構造としたから、請求項１で提
案したエレクトレットコンデンサマイクロホンの厚みよ
り更に薄くすることができる。

【００１０】つまり、この発明の請求項２で提案するエ
レクトレットコンデンサマイクロホンによれば、図１１
に示した従来のフロントエレクトレットコンデンサマイ
クロホンに存在したデッドスペースＤＳを第１プリント
配線基板の格納場所に利用することによって、図１１に
示したフロントエレクトレットコンデンサマイクロホン
の厚みより、プリント配線基板８の厚み相当分だけ薄く
することができる利点が得られる。

【００１１】この発明の請求項３で提案するエレクトレ
ットコンデンサマイクロホンの構造によれば、エレクト
レット層をカプセルの閉塞板の内側面に被着し、このエ
レクトレット層と対向して振動膜を配置して振動膜とエ
レクトレット層によってコンデンサを構成する、いわゆ
るフロントエレクトレットコンデンサマイクロホンにこ
の発明を適用したから、従来のフロントエレクトレット
型コンデンサマイクロホンの厚みより更に薄いエレクト
レットコンデンサマイクロホンを提供することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の請求項１で提案
したエレクトレットコンデンサマイクロホンの実施例を
示す 図１０と図１１とに対応する部分には同一符号を付して
示す。この発明で提案するエレクトレットコンデンサマ
イクロホンの特徴とする構造は能動素子７を支持するプ
リント配線基板８をプリント配線基板８Ａと８Ｂの二層
構造とし、能動素子７等の部品を一方のプリント配線基
板８Ａ（以下第１プリント配線基板と称す）に実装し、
他方のプリント配線基板８Ｂ（以下第２プリント配線基
板と称す）には能動素子７等の部品を貫通させる透孔を
形成すると共に、その周縁を第１プリント配線基板の外
周より突出させ、この突出部分にカプセルの開口端部を
加締付ける。この構造により第２プリント配線基板８Ｂ
は第１プリント配線基板８Ａをカプセル１１に固定する
ための部材として作用する。

【００１３】つまり、第１プリント配線基板８Ａの一方
の面に図２に示すように、プリント配線導体１４Ａ，１
４Ｂ，１４Ｃを形成し、このプリント配線導体１４Ａ，
１４Ｂ，１４Ｃの形成面に第２プリント配線基板８Ｂを
積層する。これら第１プリント配線基板８Ａと第２プリ
ント配線基板８Ｂは接着剤によって合体する。図２と図
３に第１プリント配線基板８Ａの表と裏の構造を示す。
図２はプリント配線導体１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを形成
した表側の面（接合面）の構造、図３は背面側の構造を
示す。背面側には周縁に第１コモン電極１７が被着形成
され、中央にスルーホールＳＨ２を取り囲んで信号電極
１８が形成される。スルーホールＳＨ２は、この第１プ
リント配線基板８Ａの絶縁板を貫通して図２に示したプ
リント配線導体１４Ｂに接続される。

【００１４】第１コモン電極１７の領域内にはスルーホ
ールＳＨ１が形成される。このスルーホールＳＨ１は第
１プリント配線基板８Ａの絶縁板を貫通して図２に示し
たプリント配線導体１４Ｃに接続される。図４は図３に
示した第１プリント配線基板８Ａの表面側（図２に示す
面）に、図５に示す第２プリント配線基板８Ｂを接合し
た状態を示す。

【００１５】図５と図６に第２プリント配線基板８Ｂの
表側と裏側の面の構造を示す。図５は裏側（背面側）の
構造、図６は表側（振動膜２と対向する側）の構造を示
す。第２プリント配線基板８Ｂの背面側には、この例で
はスルーホールＳＨ３の部分を避けてリング状に第２コ
モン電極１９を形成した場合を示す。この第２コモン電
極１９は突起部１９Ａが図２と図３に示したスルーホー
ルＳＨ１に電気的に接触し、第１コモン電極１７及びプ
リント配線導体１４Ｃと電気的に一体に持続される。

【００１６】スルーホールＳＨ３は図２に示したプリン
ト配線導体１４Ａに接触し、第２プリント配線基板８Ｂ
の絶縁基板を貫通して図６に示す表側に形成したゲート
リング２１に電気的に接続される。ゲートリング２１は
カプセル１１内で導電ワッシャ１３（図１参照）に接触
し、導電ワッシャ１３と振動膜リング３を通じて振動膜
３に電気的に接続される。

【００１７】なお、カプセル１１の閉塞板１１Ａの内側
面にはエレクトレット層６が被着形成され、このエレク
トレット層６と振動膜２がスペーサ５（図１参照）の厚
みによって所定の間隔で対向して保持される。従って、
振動膜２とカプセル１１の閉塞板１１Ａとの間にコンデ
ンサが形成される。つまり、閉塞板１１Ａは固定電極の
役目を果たす。カプセル１１は開口端側で第２プリント
配線基板８Ｂの周縁にリング状に形成した第２コモン電
極１９に加締付けによって電気的に接続される。

【００１８】図７は図２に示した第１プリント配線基板
８Ａの面に、図６に示した第２プリント配線基板８Ｂを
乗せて積層合体した状態を示す。第１プリント配線基板
８Ａと第２プリント配線基板８Ｂを積層合体した状態で
背面側から見ると、図４に示すように第１プリント配線
基板８Ａの周縁に第２プリント配線基板８Ｂの周縁が突
出して見え、その突出部分には第２コモン電極１９が露
出して配置される。

【００１９】従って、カプセル１１の開口端部を折り曲
げて第２コモン電極１９の露出面に加締付けることによ
り、カプセル１１を通じてエレクトレット層６がコモン
電位に接続され、図８に示す電気回路が構成される。こ
の電気回路から明らかなように、振動膜２が音によって
振動することにより、振動膜２にエレクトレット層６に
帯電した静電気によって電気信号が発生し、この電気信
号が能動素子７でインピーダンス変換されてスルーホー
ルＳＨ１とＳＨ２を通じて外部に出力される。

【００２０】以上の説明から明らかなように、図１に示
した実施構造によればカプセル内部において、第２プリ
ント配線基板８Ｂの板面と振動膜との間の間隙Ｇ（図１
参照）を能動素子７の高さＨより小さくすることができ
るため、カプセル１１の全体の厚みＴ１を従来のフロン
トエレクトレットコンデンサマイクロホンの厚みより小
さくできる利点が得られる。

【００２１】換言すれば、電気部品を支持する第１プリ
ント配線基板８Ａを従来はデットスペースＤＳ（図１１
参照）であった場所に収納し、第２プリント配線基板８
Ｂは単に第１プリント配線基板８Ａを支持する部材とし
て作用する。この結果、第２プリント配線基板８Ｂはカ
プセル内で厚みに関与しない部材として見ることができ
る。

【００２２】従って、図１に示したこの発明によるエレ
クトレットコンデンサマイクロホンはカプセル１１の内
部ではプリント配線基板８の厚みはゼロと見ることがで
き、図１１に示した従来のフロントエレクトレット型コ
ンデンサマイクロホンと比較してプリント配線基板８の
厚み相当分だけ薄くできる効果が得られる。

【００２３】

【変形実施例】図１乃至図７に示した実施例は請求項
１，２，３を加味した最も望ましい実施例を説明した
が、図９にこの発明の請求項１に対応した実施例を示
す。この実施例では第１プリント配線基板８Ａと第２プ
リント配線基板８Ｂの外周形状を同一形状とし、第１プ
リント配線基板８Ａにカプセル１１の開口端部を加締付
けた場合を示す。

【００２４】この構造とした場合でも、第２プリント配
線基板８Ｂは能動素子７等の部品を貫通させる透孔１５
Ａと１５Ｂを有し、部品は実質的に第１プリント配線基
板８Ａに実装しているから、カプセル１１では第１プリ
ント配線基板８Ａの厚みが付加されるだけで、第２プリ
ント配線基板８Ｂの板面と振動膜２までの間の間隔Ｇは
部品の中で最も高いこの例では能動素子７の高さＨより
小さくなる。

【００２５】従って、この実施例の構造とした場合で
も、図１１に示した従来のフロントエレクトレット型コ
ンデンサマイクロホンの厚みより、プリント配線基板８
の厚みの約１／２相当分だけ薄くできる利点が得られ
る。しかも、プリント配線基板８の厚みが実質的に従来
の１／２の厚みであるにも係わらず、第１プリント配線
基板８Ａに第２プリント配線基板８Ｂを積層合体してい
ることにより、第１プリント配線基板８Ａは補強され、
従来の構造のプリント配線基板８と同等の強度を有す
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
カプセル１１内においてプリント配線基板８の厚みを全
く含まないか、または従来のプリント配線基板８の厚み
の１／２の厚みにすることができるため、カプセル１１
の厚みＴ１を従来より薄くすることができる。因みにカ
プセル１１の外径が６mmφ，厚みが１mmのコンデンサマ
イクロホンを製造できることになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の最も望ましい実施例を説明するため
の拡大断面図。

【図２】図１に示した実施例に用いた第１プリント配線
基板の表側の構造を説明するための平面図。

【図３】図２の裏面側の構造を説明するための背面図。

【図４】図１に示した実施例に用いた第１プリント配線
基板と第２プリント配線基板を積層した状態の背面図。

【図５】図１に示した実施例に用いた第２プリント配線
基板の裏面側の構造を説明するための背面図。

【図６】図５の表側の面の構造を説明するための平面
図。

【図７】図１に示した実施例に用いた第１プリント配線
基板と第２プリント配線基板を積層合体して表側から見
た平面図。

【図８】図１に示した実施例の電気回路構造を説明する
ための接続図。

【図９】この発明の変形実施例を説明するための拡大断
面図。

【図１０】従来のバックエレクトレット型コンデンサマ
イクロホンの構造を説明するための拡大断面図。

【図１１】従来のフロントエレクトレット型コンデンサ
マイクロホンの構造を説明するための拡大断面図。

【符号の説明】

２ 振動膜 ３ 振動膜リング ５ スペーサ ６ エレクトレット層 ７ 能動素子 ８ プリント配線基板 ８Ａ 第１プリント配線基板 ８Ｂ 第２プリント配線基板 １１ カプセル １１Ａ 閉塞板 １１Ｂ 加締付け片 １２ 音孔 １３ 導電ワッシャ １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ プリント配線導体 ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３ スルーホール １５Ａ，１５Ｂ 透孔 １６ コンデンサ １７ 第１コモン電極 １８ 信号電極 １９ 第２コモン電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 賢介 福岡県鞍手郡鞍手町大字中山3024の38 ホ シデン九州株式会社内 (72)発明者 深田 直輔 福岡県鞍手郡鞍手町大字中山3024の38 ホ シデン九州株式会社内 Ｆターム(参考） 5D021 CC08 CC11 CC15 CC16 CC19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動膜を支持する振動膜リングと、 上記振動膜に発生する電気信号をインピーダンス変換し
   て取り出す能動素子と、 この能動素子を支持するプリント配線基板と、 導電板によって形成され、一端が閉塞面とされた筒状体
   によって構成され、この筒状体の閉塞面に音孔が形成さ
   れ、上記閉塞面の内面とわずかな間隙を保持して上記振
   動膜リングが配置され、上記筒状体の開口面側に上記プ
   リント配線基板が配置されて開口面側の端部が上記プリ
   ント配線基板の板面に加締付けられて、上記振動膜リン
   グと上記プリント配線基板とを積層して格納するカプセ
   ルと、によって構成されるエレクトレットコンデンサマ
   イクロホンにおいて、 上記プリント配線基板は上記能動素子を電気的に接続す
   るプリント配線導体が形成された第１プリント配線基板
   と、この第１プリント配線基板に積層され、上記能動素
   子を貫通させる透孔が形成された第２プリント配線基板
   とによって構成されていることを特徴とするエレクトレ
   ットコンデンサマイクロホン。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエレクトレットコンデ
   ンサマイクロホンにおいて、上記第１プリント配線基板
   は上記第２プリント配線基板の周縁形状より小さい周縁
   形状を有し、上記カプセルの加締付け片は上記第２プリ
   ント配線基板の周縁に加締付ける構造としたことを特徴
   とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のエレクトレッ
   トコンデンサマイクロホンの何れかにおいて、上記カプ
   セルの閉塞面の内面にエレクトレット層が被着形成さ
   れ、このエレクトレット層と上記振動膜とが対向してコ
   ンデンサを形成した構造を特徴とするエレクトレットコ
   ンデンサマイクロホン。