JP2006024974A - Condenser microphone - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、コンデンサマイクロホンに関するものであり、特に、電子チップ設置気室の構造に関するものである。 The present invention relates to a condenser microphone, and more particularly to the structure of an electronic chip installation chamber.
一般に、コンデンサマイクロホンは、振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ部を有しており、この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等の電子チップ部品が、回路基板に実装された構成となっている。 In general, a condenser microphone has a capacitor part in which a vibration film and a back electrode plate are arranged to face each other, and an electronic chip component such as an impedance conversion element that converts an impedance of the capacitor part into an electric impedance is provided. The structure is mounted on a circuit board.
その際「特許文献1」には、コンデンサ部の外周側に電子チップ設置気室が設けられ、そこに電子チップ部品が配置されたコンデンサマイクロホンが記載されている。 In this case, “Patent Document 1” describes a condenser microphone in which an electronic chip installation air chamber is provided on the outer peripheral side of a capacitor portion, and an electronic chip component is arranged there.
携帯電話機等に搭載されるコンデンサマイクロホンにおいては、その薄型化を図ることが強く要請される。この薄型化に伴い、コンデンサ部の背面空間を広く取ることが困難になってきている。背面空間が狭くなると音響負荷が増加し、コンデンサマイクロホンの感度が低下する問題が生じていた。そこで、従来のコンデンサマイクロホンにおいては、上記「特許文献1」にも記載されているように、コンデンサ部の背面空間を広く取るために、電子チップ設置気室を密閉しコンデンサ部の背面気室と連通させて1つの背面空間を形成するように構成していた。 In a condenser microphone mounted on a mobile phone or the like, it is strongly demanded to reduce its thickness. With this reduction in thickness, it has become difficult to make a large space behind the capacitor portion. When the back space is narrowed, the acoustic load increases and the sensitivity of the condenser microphone decreases. Therefore, in the conventional condenser microphone, as described in the above-mentioned “Patent Document 1”, in order to make a large back space of the capacitor portion, the air space where the electronic chip is installed is sealed, It was comprised so that it could connect and form one back space.
しかしながら、従来のコンデンサマイクロホンにおいては、薄型化を強いられる中で、限られたスペースで背面空間を確保するには限界があり、結果として必要な背面空間の確保ができず、音響負荷が増加し、十分な感度を有するコンデンサマイクロホンを実現できないという問題がある。 However, with conventional condenser microphones, there is a limit to securing the back space in a limited space while being forced to reduce the thickness. As a result, the necessary back space cannot be secured and the acoustic load increases. There is a problem that a condenser microphone having sufficient sensitivity cannot be realized.
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、薄型化したコンデンサマイクロホンにおいても高感度な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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly sensitive condenser microphone even in a thin condenser condenser microphone.
本願発明は、電子チップ設置気室の構造に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。 The present invention is intended to achieve the above-mentioned object by devising the structure of the air chamber where the electronic chip is installed.
すなわち、本願発明に係るコンデンサマイクロホンは、振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ部と、少なくとも1つの電子チップ部品と、上記電子チップ部品が上記コンデンサ部の外周側に実装される回路基板と、上記回路基板と上記コンデンサ部との間に設けられた背面気室と、上記電子チップが設置される電子チップ設置気室と、を備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、上記背面気室と上記電子チップ設置気室とは背面気室連通部により連通され、かつ、上記電子チップ設置気室とコンデンサマイクロホン外部とは外部連通部により連通されていることを特徴とするものである。 That is, the capacitor microphone according to the present invention is mounted on the outer peripheral side of the capacitor part, the capacitor part in which the diaphragm and the back electrode plate are arranged to face each other, at least one electronic chip part, and the electronic chip part. In a condenser microphone comprising a circuit board, a back air chamber provided between the circuit board and the capacitor unit, and an electronic chip installation air chamber in which the electronic chip is installed, the back air chamber and The electronic chip installation chamber is communicated by a rear air chamber communication section, and the electronic chip installation chamber and the outside of the condenser microphone are communicated by an external communication section.
上記「少なくとも1つ電子チップ部品」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、インピーダンス変換素子、コンデンサ、抵抗等が採用可能である。 The type of the “at least one electronic chip component” is not particularly limited, and for example, an impedance conversion element, a capacitor, a resistor, or the like can be employed.
また、上記電子チップ設置気室の一端には、上記背面気室連通部が設けられ、上記電子チップ設置気室の他端には、外部連通部が設けられ、上記電子チップ設置気室には、上記電子チップ設置気室の一端と他端とを隔てるように、上記電子チップが設置されていることを特徴とするものである。 Further, the back air chamber communication part is provided at one end of the electronic chip installation air chamber, and the external communication part is provided at the other end of the electronic chip installation air chamber. The electronic chip is installed so as to separate one end and the other end of the electronic chip installation air chamber.
さらに、上記電子チップ部品は、インピーダンス変換素子であることを特徴とするものである。 Furthermore, the electronic chip component is an impedance conversion element.
上記構成に示すように、本願発明に係るコンデンサマイクロホンは、背面気室と電子チップ設置気室とが背面気室連通部により連通され、さらに、電子チップ設置気室とコンデンサマイクロホン外部とが外部連通部により連通されているため、音響抵抗が低減し感度の高いコンデンサマイクロホンを得ることができる。 As shown in the above configuration, in the condenser microphone according to the present invention, the back air chamber and the electronic chip installation air chamber communicate with each other through the back air chamber communication portion, and the electronic chip installation air chamber and the outside of the condenser microphone communicate with each other. Therefore, a condenser microphone with reduced acoustic resistance and high sensitivity can be obtained.
また、上記構成において、電子チップ設置気室の一端に背面気室連通部を設け、他端に外部連通部を設け、さらに、電子チップ設置気室の一端と他端とを隔てるように電子チップが設置されていることにより、コンデンサ部背面を外部空間と連通したことにより、外部空間から外部連通部を通じ進入する音が一旦電子チップ手前の電子チップ設置気室で反射し減衰するため、指向性が出てしまうのを防止できる。 In the above configuration, the electronic chip installation air chamber is provided with a rear air chamber communication portion, the other end is provided with an external communication portion, and the electronic chip installation air chamber is separated from one end and the other end. By connecting the back of the capacitor unit to the external space, the sound that enters from the external space through the external communication unit is reflected and attenuated by the electronic chip installation chamber in front of the electronic chip. Can be prevented.
さらに、上記構成において、電子チップ部品がコンデンサマイクロホン内で一番大きな電子チップであるインピーダンス変換素子であることにより、電子チップ設置気室で大きな壁となり、外部から背面気室へ直接音が進入するのを阻害するため、指向性の発生を防止する効果を高めることができる。 Further, in the above configuration, since the electronic chip component is an impedance conversion element that is the largest electronic chip in the condenser microphone, a large wall is formed in the air chamber where the electronic chip is installed, and sound directly enters the back air chamber from the outside. Therefore, the effect of preventing the occurrence of directivity can be enhanced.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本願発明の一実施形態に係るコンデンサマイクロホン10を示す側断面図であり、図2は、図1のII-II 線断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a
これらの図に示すように、このコンデンサマイクロホン10は、小型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、高さが0.6mm程度で直径が4mm程度の背の低い略円筒形の外形形状を有している。
As shown in these drawings, the
このコンデンサマイクロホン10は、ハウジング12内に、インシュレーティングブッシュ14と、コンデンサ部16と、コンタクトスプリング18と、3つの電子チップ部品20、22、24と、回路基板26とが収容されてなっている。
In the
ハウジング12は、下端部が開放された円筒状の金属製部材であって、上記各部材を上方側から覆うようにした状態で、その周壁の下端部12bを内周側へ折り曲げることにより、回路基板26の周縁部にカシメ固定されている。このハウジング12の上面部には、複数の音孔12aが形成されている。またハウジング12には、後述するインシュレーティングブッシュ14に設けられた連通溝14a1とコンデンサマイクロホン10の外部空間とを連通させるための連通溝12b1が下端部12bに設けられている。
The
インシュレーティングブッシュ14は、合成樹脂製部材であって、ハウジング12の内周面に沿って形成されたリング状の周壁部14aと、この周壁部14aの内周側に該周壁部14aよりも僅かに低い高さで形成された隔壁部14bとからなり、これら周壁部14aと隔壁部14bとにより4つの空間部C1、C2、C3、C4を形成している。
The insulating
空間部C1は、コンデンサ部16を収容する空間であって、比較的大きい円形の空間部として形成されており、空間部C2、C3、C4は、この空間部C1を円弧状に囲むように配置された比較的小さい空間部として形成されている。その際、空間部C3、C4は、隔壁部14bの上面に形成された連通溝14b1を介して空間部C1と連通しており、これによりコンデンサ部16の背圧空間を拡大させるようになっている。また、空間部C2は、隔壁部14bの上面に形成された連通溝14b2を介して空間部C1と連通しており、さらに周壁部14aに設けられた外部連通路14a1を介して外部空間と連通している。
The space portion C1 is a space that accommodates the
コンデンサ部16は、振動膜サブアッセンブリ32と、スペーサ34と、背面電極板36とからなっている。
The
振動膜サブアッセンブリ32は、金属製の支持リング32Bの下面に振動膜32Aが張設固定されてなり、その振動膜32Aは、上面に金属蒸着膜が形成された高分子フィルムで構成されている。スペーサ34は、金属製の薄板リングで構成されている。背面電極板36は、金属製の電極板本体36Aと、この電極板本体36Aの上面に熱融着されたエレクトレット層36Bとからなっている。この背面電極板36は、平面視において略十字形に形成されているが、その外径は支持リング32Bの外径と略同じ値に設定されている。
The
そして、このコンデンサ部16においては、振動膜サブアッセンブリ32の振動膜32Aと背面電極板36のエレクトレット層36Bとが、スペーサ34を介して所定の微小間隔をおいて対向している。
In the
3つの電子チップ部品20、22、24のうち、電子チップ部品20は、接合型の電界効果トランジスタ(以下「FET」という)であって、コンデンサ部16の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するためのインピーダンス変換素子として設けられている。残り2つの電子チップ部品22、24は、静電容量の異なる2種類のコンデンサであって、ノイズ除去のために設けられている。そして、2つのコンデンサ22、24は、いずれも空間部C3に収容された状態で回路基板26に実装されている。
Of the three
FET20は、空間部C2に収容された状態で回路基板26に実装されており、空間部C2の略中央部付近に配置される。また、空間部C2は、FET20が中央部に配置されることにより、内部連通空間部C21と外部連通空間部C22とに分断される。この内部連通空間部C21と外部連通空間部C22とは、FET20の側面の電子チップ側面路20a1や上面の電子チップ上面路20a2等の空間部C2の内壁とFET20の隙間により連通される。また、内部連通空間部C21は、空間部C2の一端部に設けられた、連通溝14b2を介してコンデンサ部16の背面気室C11と連通している。また、外部連通空間部C22は、空間部C2の他端部に設けられた、外部連通路14a1及び外周隙間12c及び外部連通路12b1を介してコンデンサマイクロホン10の外部空間と連通している。また、電子チップ側面路20a1や電子チップ上面路20a2にはさらに、指向性を防止するためのウレタン等による防音材を配置しても良い。
The
外部連通路14a1は、幅80〜120μm、深さ幅40〜60μm程度のV溝であり、インシュレーティングブッシュ14に形成され、空間部C2の一端部に設けられ、外周隙間12cを経て外部連通空間部C22と連通している。なお、この外部連通路14a1を、回路基板26に形成しても構わない。
The external communication path 14a1 is a V-groove having a width of about 80 to 120 μm and a depth of about 40 to 60 μm. The external communication path 14a1 is formed in the insulating
外周隙間12cは、ハウジング12内周面とインシュレーティングブッシュ14の外周面に形成された5〜20μm程度の、ハウジング12とインシュレーティングブッシュ14とのクリアランスによる隙間であり、コンデンサマイクロホン10の周方向全周に渡り形成されている。この外周隙間12cは、基本的に閉塞された空間であり、外部連通路14a1及び外部連通路12b1のみ他の空間と連通している。なお、この外周隙間12cは、無くてもよくその際は、外部連通路12b1を延長して、直接外部連通路14a1と連通させるようにすると良い。
The outer
外部連通路12b1は、外部連通路14a1と同じく、幅80〜120μm、深さ幅40〜60μm程度のV溝であり、ハウジング12の下端部12bの回路基板26と対向する位置に形成されている。なお、この外部連通路12b1を、回路基板26に形成しても構わない。また、外部連通路12b1は、外部空間と外周隙間12cを連通していればよく、外部連通路14a1近傍になくても構わない。
The external communication path 12b1, like the external communication path 14a1, is a V-groove having a width of about 80 to 120 μm and a depth of about 40 to 60 μm, and is formed at a position facing the
回路基板26は、基板本体42と、この基板本体42の上面42aに所定のパターンで形成された導電層44A、44B、44Cと、この基板本体42の下面42bに形成された導電層46A、46Bとからなっている。
The
その際、導電層46Aは、基板本体42の下面42bの中心部に形成されており、導電層46Bは、基板本体42の下面42bの外周縁部に環状に形成されている。そして、導電層46Aは、図示しないスルーホールを介して導電層44Cと導通しており、導電層46Bは、図示しないスルーホールを介して導電層44Bと導通している。
At that time, the
基板本体42は、0.06mm程度の厚さを有しており、各導電層44A、44B、44C、各導電層46A、46Bおよび絶縁層48は、いずれも0.04mm程度の厚さを有している。
The
コンタクトスプリング18は、略環状コーン形に形成された金属製のプレートスプリングであって、その上端部において背面電極板36の電極板本体36Aに当接するとともに、その下端部において回路基板26の導電層44Aに当接している。
The
FET20は、高さが0.3mm程度の直方体形状を有するチップ本体20Aと、このチップ本体20Aから側方へ突出する3つの端子片20G、20S、20Dとからなっている。
The
端子片20Gは、ゲート電極を構成する端子部であって、残り2つの端子片20S、20Dは、ソース電極およびドレイン電極を構成する端子部である。そして、ゲート電極を構成する端子片20Gは、導電層44Aおよびコンタクトスプリング18を介して背面電極板36の電極板本体36Aと導通しており、ソース電極を構成する端子片20Sは、図示しない導電層を経て導電層44B、ハウジング12および支持リング32Bを介して振動膜32Aと導通しており、ドレイン電極を構成する端子片20Dは、図示しない導電層を経て導電層44Cを介して導電層46Aと導通している。
The
以上詳述したように、本実施形態に係るコンデンサマイクロホン10は、空間部C1の背面気室C11と電子チップを設置する気室である空間部C2とが連通溝14b1により連通され、さらに、空間部C2とコンデンサマイクロホン10外部とが外部連通路14a1、外周隙間12c、外部連通路12b1により連通されているため、音響抵抗が低減し感度の高いコンデンサマイクロホン10を得ることができる。
As described above in detail, in the
また、電子チップを設置する気室である空間部C2の一端に連通溝14b1を設け、他端に外部連通路14a1を設け、さらに、空間部C2の一端と他端とを隔てるようにFET(電子チップ部品)20が設置されていることにより、コンデンサ部16背面を外部空間と連通したことで、外部空間から音が進入し指向性が出てしまうのを防止することができる。これは、外部空間から進入した音が、一旦FET20手前の外部連通空間部C22で反射、減衰するため、指向性が出てしまうのを低減できる。さらに外部空間から進入した音は、FET20とインシュレーティングブッシュ14、ハウジング12とにより形成された狭い連通路である電子チップ側面路20a1や電子チップ上面路20a2を通過して内部連通空間部C21に入り、再び狭い連通路である連通溝14b1を通りコンデンサ部16背面の背面気室C11に達するため、さらに到達が遅延しまた減衰したものとなり指向性の発生を低減する効果が高まる。
Further, a communication groove 14b1 is provided at one end of the space C2 that is an air chamber in which the electronic chip is installed, an external communication path 14a1 is provided at the other end, and the FET ( Since the electronic chip component) 20 is installed, it is possible to prevent the sound from entering from the external space and the directivity from being generated by connecting the back surface of the
特に、電子チップ部品がFET20により構成されていることにより、空間部C2で大きな壁となり、指向性の発生を防止する効果を高めることができる。
In particular, since the electronic chip component is composed of the
ところで、上記実施形態に示すような外部連通路14a1及び外部連通路12b1に代えて、図3に示すような外部連通孔42cを用いることも可能である。
図3は、図2の変形例を示す断面図である。なお、図2と同様の構成については説明を省略する。
Incidentally, it is also possible to use an
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of FIG. Note that a description of the same configuration as in FIG. 2 is omitted.
同図に示すコンデンサマイクロホン100は、コンデンサマイクロホン10と同様に、小型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、高さが0.6mm程度で直径が4mm程度の背の低い略円筒形の外形形状を有している。
A
このコンデンサマイクロホン100は、ハウジング120内に、インシュレーティングブッシュ140と、コンデンサ部16と、コンタクトスプリング18と、3つの電子チップ部品20、22、24と、回路基板260とが収容されてなっている。
In the
ハウジング120は、下端部が開放された円筒状の金属製部材であって、上記各部材を上方側から覆うようにした状態で、その周壁の下端部12bを内周側へ折り曲げることにより、回路基板260の周縁部にカシメ固定されている。このハウジング120の上面部には、複数の音孔12aが形成されている。
The
回路基板260は、基板本体420と、この基板本体420の上面42aに所定のパターンで形成された導電層44A、44B、44Cと、この基板本体420の下面42bに形成された導電層46A、46Bとからなっている。
The
インシュレーティングブッシュ140は、合成樹脂製部材であって、ハウジング120の内周面に沿って形成されたリング状の周壁部14aと、この周壁部14aの内周側に該周壁部14aよりも僅かに低い高さで形成された隔壁部14bとからなり、これら周壁部14aと隔壁部14bとにより4つの空間部C1、C2、C3、C4を形成している。
The insulating
空間部C1、C3、C4は、図2に示す実施形態と同様である。空間部C2は、隔壁部14bの上面に形成された連通溝14b2を介して空間部C1と連通しており、さらに回路基板260に設けられた外部連通孔42cを介して外部空間と連通している。
The spaces C1, C3, and C4 are the same as in the embodiment shown in FIG. The space portion C2 communicates with the space portion C1 through a communication groove 14b2 formed on the upper surface of the
外部連通孔42cは、φ30〜50μm程度の貫通孔であり、回路基板260に形成され、空間部C2の一端部に設けられ、外部連通空間部C22と連通している。なお、この外部連通孔42c表面に導電層を形成し、基板本体420の上面42aに形成された導電層44A、44B等と下面42bに形成された導電層46A、46B等を導通する導電路としてのスルーホールを兼用しても良い。
The
上記実施形態においては、本実施形態に係るコンデンサマイクロホン100は、空間部C1の背面気室C11と電子チップを設置する気室である空間部C2とが連通溝14b1により連通され、さらに、空間部C2とコンデンサマイクロホン100外部とが回路基板260に形成した外部連通孔42c介して連通されているため、音響抵抗が低減し感度の高いコンデンサマイクロホン100を得ることができる。
In the above-described embodiment, the
10、100 コンデンサマイクロホン
12、120 ハウジング
12a 音孔
12b 下端縁部
12b1 外部連通路
12c 外周隙間
14、140 インシュレーティングブッシュ
14a 周壁部
14a1 外部連通路
14b 隔壁部
14b1 連通溝
16 コンデンサ部
18 コンタクトスプリング
20 FET(電子チップ部品)
20a1 電子チップ側面路
20a2 電子チップ上面路
20A チップ本体
20D、20G、20S 端子片
22、24 コンデンサ(電子チップ部品)
22a、22b 端子部
26、260 回路基板
32 振動膜サブアッセンブリ
32A 振動膜
32B 支持リング
34 スペーサ
36 背面電極板
36A 電極板本体
36B エレクトレット層
42、420 基板本体
42a 上面
42c 外部連通孔
42b 下面
44A、44B、44C、46A、46B 導電層
48 絶縁層
C1、C2、C3、C4 空間部
C11 背面気室
C21 内部連通空間部
C22 外部連通空間部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Condenser microphone 12,120
20a1 Electronic chip side surface path 20a2 Electronic chip
22a,
Claims (3)
少なくとも1つの電子チップ部品と、
上記電子チップ部品が上記コンデンサ部の外周側に実装される回路基板と、
上記回路基板と上記コンデンサ部との間に設けられた背面気室と、
上記電子チップが設置される電子チップ設置気室と、
を備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、
上記背面気室と上記電子チップ設置気室とは背面気室連通部により連通され、かつ、上記電子チップ設置気室とコンデンサマイクロホン外部とは外部連通部により連通されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。 A capacitor part in which the diaphragm and the back electrode plate are arranged opposite to each other;
At least one electronic chip component;
A circuit board on which the electronic chip component is mounted on the outer peripheral side of the capacitor unit;
A back air chamber provided between the circuit board and the capacitor unit;
An electronic chip installation chamber in which the electronic chip is installed;
In a condenser microphone comprising:
The back air chamber and the electronic chip installation air chamber communicate with each other through a back air chamber communication portion, and the electronic chip installation air chamber and the outside of the condenser microphone communicate with each other through an external communication portion. Microphone.
上記電子チップ設置気室の他端には、外部連通部が設けられ、
上記電子チップ設置気室には、上記電子チップ設置気室の一端と他端とを隔てるように、上記電子チップが設置されていることを特徴とする請求項1記載のコンデンサマイクロホン。 At one end of the electronic chip installation air chamber, the back air chamber communication portion is provided,
The other end of the electronic chip installation air chamber is provided with an external communication portion,
The condenser microphone according to claim 1, wherein the electronic chip is installed in the electronic chip installation chamber so as to separate one end and the other end of the electronic chip installation chamber.
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