JP2003259493A - エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

エレクトレットコンデンサマイクロホン

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JP2003259493A
JP2003259493A JP2002051067A JP2002051067A JP2003259493A JP 2003259493 A JP2003259493 A JP 2003259493A JP 2002051067 A JP2002051067 A JP 2002051067A JP 2002051067 A JP2002051067 A JP 2002051067A JP 2003259493 A JP2003259493 A JP 2003259493A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない部品点数でかつ薄型化を図った上で外
部基板に表面実装可能な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】 エレクトレットコンデンサマイクロホン
10は、エレクトレットコンデンサ部CとFET16お
よびコンデンサ18、20とを収容するケース12の一
部が、合成樹脂製のベース部材52として構成されてお
り、さらにベース部材52の外面に金属製のシールドプ
レート60が実装されている構成により、シールドプレ
ート60により表面実装の際のリフロー処理による輻射
熱を反射し、さらに合成樹脂製のベース部材52によ
り、エレクトレットコンデンサマイクロホン10内部へ
の熱伝導が低下するため、耐熱性が向上する。また、金
属製のシールドプレート60を合成樹脂製のベース部材
52に設けることにより、エレクトレットコンデンサマ
イクロホン10の剛性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、エレクトレット
コンデンサマイクロホンに関するものであり、特に、そ
の表面実装を可能とし、さらに電磁ノイズに対し安定し
た特性のマイクを供給するための構成に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、エレクトレットコンデンサマイ
クロホンは、振動膜と背極板とが対向配置されてなるエ
レクトレットコンデンサ部と、このエレクトレットコン
デンサ部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換す
るインピーダンス変換素子と、このインピーダンス変換
素子を実装する基板とが、マイクロホン外部より基板背
面が見える状態で、筒状の金属ケース内に収容された構
成となっている。
【0003】このエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンにおいては、インピーダンス変換素子と導通する複数
の端子部材が、基板からピン状に突出するようにして設
けられているので、エレクトレットコンデンサマイクロ
ホンを外部基板(例えば携帯電話機のプリント基板等)
に表面実装することは構造上困難である。
【0004】このため、エレクトレットコンデンサマイ
クロホンを外部基板に表面実装する際には、例えば特開
平8−237797号公報に記載されているように、エ
レクトレットコンデンサマイクロホンを表面実装用の接
触片を有するホルダに装着し、このホルダを介して外部
基板への表面実装を行う工夫がなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて
は、これを外部基板に表面実装する際にホルダを介在さ
せる必要があるので、余分な部品が必要となってしま
い、しかも表面実装したときの全体の厚さがかなり大き
なものとなってしまう上、電磁ノイズ的にも不安定にな
ってしまうという問題がある。
【0006】本願発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、少ない部品点数でかつ薄型化を図っ
た上で外部基板に表面実装することができ、さらに電磁
ノイズ特性に優れた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を目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明は、従来の基板
および端子部材を新たな構成とすることにより、上記目
的達成を図るようにしたものである。
【0008】すなわち、本願発明に係るエレクトレット
コンデンサマイクロホンは、振動膜と背極板とが対向配
置されてなるエレクトレットコンデンサ部と、このエレ
クトレットコンデンサ部の静電容量の変化を電気インピ
ーダンス変換するインピーダンス変換素子と、これらエ
レクトレットコンデンサ部およびインピーダンス変換素
子を収容するケースと、を備えてなるエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンにおいて、上記ケースの一部が合
成樹脂製のベース部材として構成されており、上記ベー
ス部材の外面に導電性を有するシールド部材が設けられ
ている、ことを特徴とするものである。
【0009】また、上記シールド部材は、金属製のシー
ルド板により構成されていることを特徴とするものであ
る。
【0010】また、上記エレクトレットコンデンサ部
が、筒状の金属カバーで覆われている、ことを特徴とす
るものである。
【0011】また、上記ベース部は、上記ケースの一部
がインサート成形により複数の端子部材と一体的に形成
された合成樹脂製のベース部材として構成されており、
上記シールド板は、特定の上記端子部材と導通してい
る、ことを特徴とするものである。
【0012】上記「エレクトレットコンデンサマイクロ
ホン」は、振動膜にエレクトレットの機能が付与された
ホイルエレクトレット型のエレクトレットコンデンサマ
イクロホンであってもよいし、背極板にエレクトレット
の機能が付与されたバックエレクトレット型のエレクト
レットコンデンサマイクロホンであってもよい。また、
この「エレクトレットコンデンサマイクロホン」は、電
子部品としてインピーダンス変換素子のみがケース内に
収容された構成であってもよいし、インピーダンス変換
素子以外にも例えばコンデンサ等の他の電子部品が収容
された構成であってもよい。上記「インピーダンス変換
素子」は、コンデンサ部の静電容量の変化を電気インピ
ーダンス変換することが可能なものであれば、特定の素
子に限定されるものではなく、例えばFET等が採用可
能である。上記「ケース」における上記「ベース部材」
以外の部分については、その材質、形状等の具体的構成
は特に限定されるものではない。
【0013】
【発明の作用効果】上記構成に示すように、本願発明に
係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、エレク
トレットコンデンサ部とインピーダンス変換素子とを収
容するケースの一部が、合成樹脂製のベース部材として
構成されており、さらにベース部材の外面に導電性のシ
ールド部材が設けられている構成により、エレクトレッ
トコンデンサ部を電磁的にシールドすることが可能とな
り、対ノイズ性の優れたマイクロホンを実現できる。
【0014】さらに、エレクトレットコンデンサ部とイ
ンピーダンス変換素子とを収容するケースの一部が、合
成樹脂製のベース部材として構成されたベース部材の外
面に、金属製のシールド板が実装されている構成によ
り、シールド板により輻射熱を反射し、さらに合成樹脂
製のベース部材により、エレクトレットコンデンサマイ
クロホン内部への熱伝導が低下するため、耐熱性が向上
する。これにより、従来のようにホルダを介在させるこ
となく直接エレクトレットコンデンサマイクロホンを外
部基板に表面実装することが可能となる。したがって本
願発明によれば、エレクトレットコンデンサマイクロホ
ンを少ない部品点数でかつ薄型化を図った上で外部基板
に表面実装することができる。
【0015】さらに、内部のエレクトレットコンデンサ
部が、筒状の金属カバーで覆われているため、金属製の
シールド板との組合せにより、エレクトレットコンデン
サ部を電磁的にシールドすることが可能となり、さらに
対ノイズ性の優れたマイクロホンを実現できる。
【0016】さらに、シールド板が、インサート成形に
より複数の端子部材と一体的に形成された合成樹脂製の
ベース部材の特定の端子部材(特にグランド端子)と導通
しているため、ノイズを外部に逃がすことができよりシ
ールド性の向上が図れる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本願発明の
実施の形態について説明する。
【0018】図1は、本願発明の一実施形態に係るエレ
クトレットコンデンサマイクロホンを上向きに配置した
状態で示す側断面図である。また、図2は、(a)が図
1のIIa 方向矢視図であり、(b)が図1のIIb 方向矢
視図である。さらに、図3は、上記エレクトレットコン
デンサマイクロホンを分解して示す側断面図である。
【0019】これらの図に示すように、本実施形態に係
るエレクトレットコンデンサマイクロホン10は、平面
視において一辺4.5mm程度の略正方形の外形形状を
有する高さ1.8mm程度の小型マイクロホンであっ
て、ケース12内に、エレクトレットコンデンサユニッ
ト14と、FET16(インピーダンス変換素子)と、
2つのコンデンサ18、20と、コイルバネ22と、コ
ンタクトフレーム24とが収容されてなっている。
【0020】エレクトレットコンデンサユニット14
は、上下方向に延びる背の低い円筒状の金属カバー32
内に、振動膜サブアッセンブリ34、絶縁性リング3
6、スペーサ38、背極板40および絶縁性ブッシュ4
2が収容されてなっている。
【0021】金属カバー32は、その上端壁に音孔32
aが形成されており、その開放下端部32bが絶縁性ブ
ッシュ42にカシメ固定されている。振動膜サブアッセ
ンブリ34は、振動膜34Aが振動膜支持リング34B
の下面に張設固定されてなっている。振動膜34Aは、
円形の合成樹脂製(例えばPPS製)フィルムの上面に
ニッケル等の金属蒸着膜が形成されてなり、その中央部
にはベントホール34aが形成されている。振動膜支持
リング34Bは、金属カバー32の内径と略同じ外径を
有する金属製のリング部材で構成されている。
【0022】絶縁性リング36は、金属カバー32の内
径と略同じ外径を有するリング部材であって、アルミニ
ウムの表面に絶縁処理(アルマイト被覆加工)が施され
てなっている。
【0023】スペーサ38は、絶縁性リング36の内径
と略同じ外径を有する合成樹脂製(例えばPPS製)の
薄板リングで構成されている。背極板40は、ステンレ
ス鋼製の背極板本体40Aと、この背極板本体40Aの
上面に熱融着(ラミネート)された合成樹脂製(例えば
FEP製)のエレクトレット40Bとからなり、複数の
貫通孔40aが形成されている。エレクトレット40B
には、所定の表面電位(例えば−125V程度)が得ら
れるよう分極処理が施されている。
【0024】金属カバー32内においては、振動膜34
Aとエレクトレット40Bとがスペーサ38を介して所
定の微小間隔をおいて対向しており、これによりコンデ
ンサ部Cを構成するようになっている。
【0025】絶縁性ブッシュ42は、合成樹脂成形品
(例えばLCP成形品)であって、絶縁性リング36の
内径と略同じ外径を有するリング部材で構成されてい
る。ケース12は、上向きに開放された合成樹脂製(例
えばLCP製)のベース部材52と、下向きに開放され
た合成樹脂製(例えばLCP製)のハウジング部材54
とが、超音波溶着により固定されてなっている。
【0026】図4は、ベース部材52を詳細に示す、図
3のIV-IV 線断面図である。また、図5は、製造段階で
のベース部材52の外面(下面)を詳細に示す断面図で
ある。
【0027】これらの図にも示すように、ベース部材5
2は、略正方形の底壁部52Aと、この底壁部52Aの
外周縁部から上方へ延びる周壁部52Bとからなり、イ
ンサート成形により4つの端子部材56A、56B、5
6C、56Dと一体的に形成されている。これら4つの
端子部材56A、56B、56C、56Dは、帯板状の
導電性部材に打抜き加工および曲げ加工を施すことによ
りインサートとして形成されている。
【0028】これら各端子部材56A、56B、56
C、56Dの一端部は、底壁部52Aの内面(上面)に
導電パターンPの一部を構成する4つのランド部56A
a、56Ba、56Ca、56Daとして露出してい
る。一方、各端子部材56A、56B、56C、56D
の他端部は、底壁部52Aの外面に4つの外部接続端子
部56Ab、56Bb、56Cb、56Dbとして露出
している。これら各外部接続端子部56Ab、56B
b、56Cb、56Dbは、底壁部52Aの各コーナ部
近傍において底壁部52Aの下面から周壁部52Bの外
側面へ回り込むようにしてL字形に形成されている。そ
の際、各外部接続端子部56Ab、56Bb、56C
b、56Dbは、底壁部52Aに対してはインサート成
形により該底壁部52Aの下面と面一で形成されてお
り、周壁部52Bに対してはインサート成形後の切断お
よび曲げ加工により該周壁部52Bの外側面から板厚分
だけ突出するようにして形成されている。
【0029】4つの端子部材56A、56B、56C、
56Dのうち、端子部材56Aは、外部基板に実装され
たとき負荷抵抗を介して電源に接続される出力端子であ
り、端子部材56Bはアース端子であり、残り2つの端
子部材56C、56Dはダミー端子である。
【0030】ベース部材52の底壁部52Aには、イン
サート成形の際のインサート支持ピンにより複数の空洞
部52aが形成される。そして、インサート成形後に、
この空洞部52aに対して、上方から導電パターンPを
突き破るようにしてピンを挿入させることにより(ある
いはレーザ光照射等により)、導電パターンPを分断し
て貫通孔52bを形成するようになっている。そしてこ
れにより、ベース部材52の底壁部52Aの内面に、ラ
ンド部56Aaから電気的に分離した新たなランド部5
8を形成するようになっている。
【0031】FET16および各コンデンサ18、20
は、導電パターンPの所定部位においてベース部材52
に実装されている。FET16は、エレクトレットコン
デンサ部Cの静電容量の変化を電気インピーダンス変換
する素子であって、そのドレーン電極Dが端子部材56
Aのランド部56Aaと導通し、ソース電極Sが端子部
材56Bのランド部56Baと導通し、ゲート電極Gが
ランド部58と導通するようにして実装されている。ま
た、コンデンサ18、20は、ノイズ除去のために設け
られる静電容量の異なる2種類のコンデンサであって、
端子部材56Aのランド部56Aaと端子部材56Bの
ランド部56Baとに跨るようにして並列で実装されて
いる。
【0032】ベース部材52の底壁部52Aの内面に
は、ランド部58の形成部位において上方へ突出するバ
ネ装着用ボス52cが形成されている。このバネ装着用
ボス52cにはコイルバネ22が装着されている。この
コイルバネ22は、金属製であって、エレクトレットコ
ンデンサマイクロホン10の組付けが行われたとき、そ
の両端部がランド部58と背極板本体40Aとに当接し
た状態で圧縮弾性変形するようになっている。そしてこ
れにより、FET16のゲート電極Gを、ランド部58
およびコイルバネ22を介して背極板本体40Aと導通
させるようになっている。
【0033】コンタクトフレーム24は、ステンレス鋼
板を略L字形に打抜き加工するとともにその一部に曲げ
加工を施すことにより形成されてなり、3箇所に斜め下
方へ突出する3つの端子接触片24a、24b、24c
が形成されている。このコンタクトフレーム24は、ベ
ース部材52の周壁部52Bの内面形状と略同じ大きさ
の外形形状を有しており、ベース部材52内に装着され
ることにより、その各端子接触片24a、24b、24
cが、各端子部材56B、56C、56Dのランド部5
6Ba、56Ca、56Daと当接するようになってい
る。
【0034】そして、このコンタクトフレーム24は、
エレクトレットコンデンサマイクロホン10の組付けが
行われたとき、エレクトレットコンデンサユニット14
の金属カバー32との当接により各端子接触片24a、
24b、24cが多少撓み変形するようになっている。
そしてこれにより、FET16のソース電極Sを、端子
部材56Bのランド部56Ba、コンタクトフレーム2
4、金属カバー32および振動膜支持リング34Bを介
して振動膜34Aと導通させるとともに、端子部材56
C、56Dのランド部56Ca、56Daとも導通さ
せ、これら端子部材56C、56Dをもアース端子とし
て使用可能とするようになっている。
【0035】ベース部材52の底壁部52Aの外面(下
面)には、エレクトレットコンデンサユニット14の外
径と略同じ内径を有する浅い円形凹部52dが形成され
ており、この円形凹部52dには、該円形凹部52dの
深さよりも薄い、シールド部材である金属製のシールド
プレート60が接着固定されている。
【0036】シールドプレート60は、厚さ約80μm
のステンレス製の円盤状のシールド板である。このシー
ルドプレート60は、電波シールド性の高い金属(例え
ば、ステンレス、銅、アルミ等)を適応することが望ま
しい。また、輻射熱を反射する上で熱伝導率の低い金属
(例えば、ステンレス、チタン等)を使用することも望ま
しい。
【0037】また、シールドプレート60は、GND端
子Eと導電性接着剤により導通接着されている。これに
よりシールド性をより高めている。この、シールドプレ
ート60とGND端子Eの接着は、ベース部材52の底
壁部52Aの外面(下面)に形成された、四角形や三角
形の角形ゲート孔61に導電性接着剤を流し込むことに
より接着を行っている。この他、丸形ゲート孔62も存
在し、こちらは導通には使用しない。この時、丸形ゲー
ト孔62には、エレクトレットコンデンサマイクロホン
10内部の気密性を高めるために、絶縁性の接着剤等で
封止しても良い。このようにゲート孔を形でわけ、作業
性の向上も図っている。またゲート孔の形状の違いによ
り画像認識が可能となり自動化も可能である。
【0038】ベース部材52は、単品状態では、その周
壁部52Bの上端面が略円錐面状に形成されており、こ
れによりハウジング部材54との超音波溶着を容易に行
い得るようになっている。
【0039】ハウジング部材54は、ベース部材52の
底壁部52Aと同一形状の天壁部54Aと、この天壁部
54Aの外周縁部から下方へ延びる周壁部54Bと、エ
レクトレットコンデンサユニット14を囲むようにして
上壁部54Aから下方へ延びる環状壁部54Cとからな
っている。このハウジング部材54の天壁部54Aには
複数の放音孔54aが形成されている。また、このハウ
ジング部材54の各コーナ部には、周壁部54Bと環状
壁部54Cとにより、ベース部材52の内部空間と連通
する凹状空間54bが形成されている。
【0040】なお、本実施形態において導電性のシール
ド部材として、シールドプレート60を用いたが、これ
に限定されるものではなく、例えば、円形凹部52dに
導電性接着剤や導電性樹脂等を流し込みシールド部材と
したり、2色成型によりシールドプレート60の位置に
導電性樹脂等によりシールド部材を形成しても良い。ま
た、金属箔をラミネートした樹脂フィルム等をシールド
プレート60の代わりにしてもよく、導電性の物質であ
れば電磁波によるノイズに対しての効果を得ることが可
能である。
【0041】以上詳述したように、本実施形態に係るエ
レクトレットコンデンサマイクロホン10は、エレクト
レットコンデンサ部CとFET16およびコンデンサ1
8、20とを収容するケース12の一部が、合成樹脂製
のベース部材52として構成されており、さらにベース
部材52の外面に金属製のシールドプレート60が実装
されている構成により、電磁波によるノイズが低減でき
る上、シールドプレート60により表面実装の際のリフ
ロー処理による輻射熱を反射し、さらに合成樹脂製のベ
ース部材52により、エレクトレットコンデンサマイク
ロホン10内部への熱伝導が低下するため、耐熱性が向
上する。また、金属製のシールドプレート60を合成樹
脂製のベース部材52に設けることにより、エレクトレ
ットコンデンサマイクロホン10の剛性も向上する。
【0042】したがって本実施形態によれば、エレクト
レットコンデンサマイクロホン10を少ない部品点数で
かつ薄型化を図った上で外部基板への表面実装に適した
ものとすることができ(具体的には、例えば外部基板に
対する表面実装を安定的に行うことができ)、これによ
り従来のようにホルダを介在させることなく直接エレク
トレットコンデンサマイクロホン10を外部基板に表面
実装することができる。
【0043】特に本実施形態においては、内部のエレク
トレットコンデンサユニット14が、筒状の金属カバー
32で覆われているため、金属製のシールドプレート6
0との組合せにより、エレクトレットコンデンサユニッ
ト14を電磁的にシールドすることが可能となり、対ノ
イズ性の優れたエレクトレットコンデンサマイクロホン
10を実現することができる。
【0044】さらに本実施形態においては、シールドプ
レート60が、インサート成形により複数の端子部材5
6A、56B、56C、56Dと一体的に形成された合
成樹脂製のベース部材52のGND端子Eと導通してい
るため、ノイズを外部に逃がすことができ、ノイズに対
するシールド性が向上する。また、シールドプレート6
0を介して外部接続端子部56Ab、56Cb、56D
bがGND端子Eとなっているため、エレクトレットコ
ンデンサマイクロホン10を携帯電話等に取り付ける際
に、取り付け側の設計自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施形態に係るエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンを上向きに配置した状態で示す側
断面図
【図2】図1のIIa 方向矢視図(a)およびIIb 方向矢
視図(b)
【図3】上記エレクトレットコンデンサマイクロホンを
分解して示す側断面図
【図4】上記エレクトレットコンデンサマイクロホンの
ベース部材を詳細に示す、図3のIV-IV 線断面図
【図5】上記エレクトレットコンデンサマイクロホンの
製造段階でのベース部材の外面(下面)を詳細に示す断
面図
【符号の説明】
10 エレクトレットコンデンサマイクロホン 12 ケース 14 エレクトレットコンデンサユニット 16 FET(インピーダンス変換素子) 18、20 コンデンサ 22 コイルバネ 24 コンタクトフレーム 24a、24b、24c 端子接触片 32 金属カバー 32a 音孔 32b 開放下端部 34 振動膜サブアッセンブリ 34A 振動膜 34B 振動膜支持リング 34a ベントホール 36 絶縁性リング 38 スペーサ 40 背極板 40A 背極板本体 40B エレクトレット 42 絶縁性ブッシュ 52 ベース部材 52A 底壁部 52B 周壁部 52a 空洞部 52b 貫通孔 52c バネ装着用ボス 52d 円形凹部 54 ハウジング部材 54A 天壁部 54B 周壁部 54C 環状壁部 54a 放音孔 54b 凹状空間 56A、56B、56C、56D 端子部材 56Aa、56Ba、56Ca、56Da ランド部 56Ab、56Bb、56Cb、56Db 外部接続端
子部 58 ランド部 60 シールドプレート 61 角形ゲート孔 62 丸形ゲート孔 C エレクトレットコンデンサ部 D ドレーン電極 G ゲート電極 P 導電パターン S ソース電極 E GND端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動膜と背極板とが対向配置されてなる
    エレクトレットコンデンサ部と、このエレクトレットコ
    ンデンサ部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換
    するインピーダンス変換素子と、これらエレクトレット
    コンデンサ部およびインピーダンス変換素子を収容する
    ケースと、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイ
    クロホンにおいて、 上記ケースの一部が合成樹脂製のベース部材として構成
    されており、上記ベース部材の外面に導電性を有するシ
    ールド部材が設けられている、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】上記シールド部材は、金属製のシールド板
    により構成されてい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。
  3. 【請求項3】 上記エレクトレットコンデンサ部が、筒
    状の金属カバーで覆われている、ことを特徴とする請求
    項1または2記載のエレクトレットコンデンサマイクロ
    ホン。
  4. 【請求項4】 上記ベース部は、上記ケースの一部がイ
    ンサート成形により複数の端子部材と一体的に形成され
    た合成樹脂製のベース部材として構成されており、上記
    シールド板は、特定の上記端子部材と導通している、こ
    とを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の
    エレクトレットコンデンサマイクロホン。
JP2002051067A 2002-02-27 2002-02-27 エレクトレットコンデンサマイクロホン Expired - Fee Related JP4040328B2 (ja)

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