JP2006033536A - Electret capacitor microphone - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a low-cost high-performance electret capacitor microphone having an air-vent for communicating an internal space of the microphone with outside in a structure having a less number of components and less influences of the component variations, etc. on the acoustic characteristics. <P>SOLUTION: The microphone has a vibration film 4 vibrating by air vibration, a vibration film support frame 3 with the vibration film fixed thereto, a back board 5 having an electret layer 7 formed on the back electrode, and a circuit board 9 mounting an electronic element 10 housed in an internal space 14 formed by forming a recess 5b in the back board 5. A groove 3b is formed in the vibration film support frame 3 and an air vent 3c is provided at the top end of the groove 3b. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はエレクトレットコンデンサマイクロホンの構造に関し、特にエレクトレットコンデンサマイクロホンの内部空間と外部を連通させる通気孔の改良により、低価格で優れた性能を実現するエレクトレットコンデンサマイクロホンに関する。   The present invention relates to a structure of an electret condenser microphone, and more particularly, to an electret condenser microphone that realizes excellent performance at a low price by improving a vent hole that communicates the internal space of the electret condenser microphone with the outside.

従来、エレクトレット誘電体膜を用いたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、構造が簡単で小型化し易く、且つ、低価格であることから多くのマイクロホン分野で活用されている。また、近年、急速に需要が伸びている携帯機器用のマイクロホンとして、更なる小型化、高性能化、低価格化の要求が高まっている。これらの要求に応えて、マイクロホン部と、このマイクロホン部を収納するケース部とを備え、該ケース部はセラミックスシートからなるベース部と、このベース部に積層して取り付けられる複数のセラミックスシートからなる枠体部を有し、製造工程の簡略化や性能向上を目指したエレクトレットコンデンサマイクロホンの提案がなされている(例えば特許文献1参照)。以下、図4に基づいて従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンを説明する。   Conventionally, an electret condenser microphone using an electret dielectric film has been used in many microphone fields because of its simple structure, easy miniaturization, and low cost. In recent years, there has been an increasing demand for further miniaturization, higher performance, and lower price as a microphone for portable devices, for which demand is rapidly increasing. In response to these requirements, a microphone unit and a case unit for housing the microphone unit are provided, and the case unit includes a base unit made of a ceramic sheet and a plurality of ceramic sheets attached to the base unit. There has been proposed an electret condenser microphone that has a frame portion and aims to simplify the manufacturing process and improve performance (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, a conventional electret condenser microphone will be described with reference to FIG.

図4(a)は特許文献1の従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンの断面図である。図4(a)に於いて、エレクトレットコンデンサマイクロホンは音響変換を行うマイクロホン部100と、このマイクロホン部100を収納するケース部200とを備えている。マイクロホン部100は背面電極110と、この背面電極110の表面に形成されたエレクトレット層120と、前記背面電極110とエレクトレット層120とを貫通して形成された音響孔111と、振動膜140と、該振動膜140と前記背面電極110との間に介在される下側スペーサ150と、前記振動膜140と後述する蓋体260との間に介在される上側スペーサ160とによって構成される。   FIG. 4A is a cross-sectional view of a conventional electret condenser microphone disclosed in Patent Document 1. FIG. 4A, the electret condenser microphone includes a microphone unit 100 that performs acoustic conversion, and a case unit 200 that houses the microphone unit 100. The microphone unit 100 includes a back electrode 110, an electret layer 120 formed on the surface of the back electrode 110, an acoustic hole 111 formed through the back electrode 110 and the electret layer 120, a vibrating membrane 140, The lower spacer 150 is interposed between the vibrating membrane 140 and the back electrode 110, and the upper spacer 160 is interposed between the vibrating membrane 140 and a lid 260 described later.

ケース部200は絶縁性部材から成る回路基板210と、この回路基板210の縁部に積層して取り付けられた4つの枠体、即ち第1の枠体220、第2の枠体230、第3の枠体240、第4の枠体250と、上面側を覆う蓋体260によって構成される。また、回路基板210は半導体素子等によって成る電子エレメント170を実装している。ここで、ケース部200を構成する上記各部材、すなわち、回路基板210、第1の枠体220、第2の枠体230、第3の枠体240は、いずれもセラミックスによって成り、図示しないが各枠体220〜240は導電膜による接続電極が形成されており、これらの接続電極によって相互間の電気的接続が行われる。また、第4の枠体250は後述するごとく、振動膜との接続のために金属材により構成されている。   The case portion 200 includes a circuit board 210 made of an insulating member, and four frames attached to the edge of the circuit board 210, that is, a first frame body 220, a second frame body 230, and a third frame body. Frame body 240, fourth frame body 250, and lid body 260 covering the upper surface side. The circuit board 210 is mounted with an electronic element 170 made of a semiconductor element or the like. Here, each of the members constituting the case portion 200, that is, the circuit board 210, the first frame body 220, the second frame body 230, and the third frame body 240 are all made of ceramics, although not shown. Each of the frames 220 to 240 is formed with connection electrodes made of conductive films, and these connection electrodes make electrical connection to each other. The fourth frame 250 is made of a metal material for connection with the vibration film, as will be described later.

次に同じく図4(a)により従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンの組み立て手順を説明する。まず電子エレメント170を実装した回路基板210の縁部に前記第1の枠体220、第2の枠体230、第3の枠体240、第4の枠体250を積層して取り付ける。次に前記第2の枠体230の上部に形成された第1段部230aに背面電極110をエレクトレット層120が上方を向くように搭載する。さらに第3の枠体240の上部に形成された第2段部240aに前記振動膜140を下側スペーサ150と上側スペーサ160とを介在させて搭載する。さらに上方より前記蓋体260を嵌め込むことにより、前記振動膜140と背面電極110とがケース部200に位置決め固定されてエレクトレットコンデンサマイクロホンが完成する。   Next, a procedure for assembling a conventional electret condenser microphone will be described with reference to FIG. First, the first frame body 220, the second frame body 230, the third frame body 240, and the fourth frame body 250 are stacked and attached to the edge of the circuit board 210 on which the electronic element 170 is mounted. Next, the back electrode 110 is mounted on the first step portion 230a formed on the upper portion of the second frame 230 so that the electret layer 120 faces upward. Further, the vibration film 140 is mounted on the second step portion 240a formed on the upper portion of the third frame 240 with the lower spacer 150 and the upper spacer 160 interposed therebetween. Further, by fitting the lid 260 from above, the vibrating membrane 140 and the back electrode 110 are positioned and fixed to the case part 200 to complete the electret condenser microphone.

上記構成を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンの動作は、表面に導電膜を有する振動膜140と、表面にエレクトレット層120が形成される背面電極110とが下側スペーサ150を挟んでコンデンサを形成する。そして前記蓋体260の開口260aより加えられる空気の振動により振動膜140が変位すると、前記コンデンサがこの変位により静電容量が変化する。ここで該コンデンサの一方の電極である振動膜140は、金属材によって成る枠体250を介して回路基板210に接続され、他方の電極である背面電極110は、枠体230の接続電極(図示せず)を介して回路基板210に接続される。   In the operation of the electret condenser microphone having the above-described configuration, the vibrating film 140 having a conductive film on the surface and the back electrode 110 on which the electret layer 120 is formed form a capacitor with the lower spacer 150 interposed therebetween. When the vibrating membrane 140 is displaced by the vibration of air applied from the opening 260a of the lid 260, the capacitance of the capacitor changes due to the displacement. Here, the vibrating membrane 140, which is one electrode of the capacitor, is connected to the circuit board 210 via a frame body 250 made of a metal material, and the back electrode 110, which is the other electrode, is connected to the connection electrode (see FIG. (Not shown) to the circuit board 210.

この結果、回路基板210に実装されている電子エレメント170にコンデンサの静電容量の変化が伝達され、電子エレメント170で電気信号に変換されて回路基板210の裏面に設けられた出力電極(図示せず)より出力される。また前記第1の枠体220に設けられた通気孔220aにより、エレクトレットコンデンサマイクロホンの内部空間と外部とが連通されて内部空間の気圧調整が行われる。   As a result, the change in the capacitance of the capacitor is transmitted to the electronic element 170 mounted on the circuit board 210, converted into an electric signal by the electronic element 170, and output electrodes (not shown) provided on the back surface of the circuit board 210. Output). The internal space of the electret condenser microphone communicates with the outside through the vent hole 220a provided in the first frame body 220, and the atmospheric pressure in the internal space is adjusted.

このエレクトレットコンデンサマイクロホンでは、ケース部200にセラミックスを使用しているので高温に対して耐久性がありリフロー半田による実装が可能である。また、ケース部200をセラミックスで構成すると、背室の気圧を調整するための通気孔220aを形成する際の寸法や製造工程の管理が簡略化されるので、製造上からも有利である。また、前記通気孔220aによって、音響特性が改善される。   Since this electret condenser microphone uses ceramics for the case part 200, it is durable against high temperatures and can be mounted by reflow soldering. Further, if the case portion 200 is made of ceramics, it is advantageous from the viewpoint of manufacturing because the dimensions and manufacturing process management when forming the vent hole 220a for adjusting the pressure in the back chamber are simplified. In addition, the acoustic characteristics are improved by the vent hole 220a.

次に、図4(b)に基づいて第2の従来例のエレクトレットコンデンサマイクロホンを説明する。図4(b)は第2の従来例のエレクトレットコンデンサマイクロホンの断面図であり、図4(a)の従来例と同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。図4(b)に於いて、140aは振動膜140の中心付近に開けられた通気孔であり、該通気孔140aにより、エレクトレットコンデンサマイクロホンの内部空間と外部とが連通されて内部空間の気圧調整が行われる。尚、図4(a)の従来例に於ける枠体220に設けた通気孔220aは存在しない。この第2の従来例のエレクトレットコンデンサマイクロホンでは、振動膜140に通気孔140aを設けているので通気孔の加工が簡単であり、且つ、枠体220の通気孔が不要であるので製造工数を削減できコストダウンが可能である。   Next, a second conventional electret condenser microphone will be described with reference to FIG. FIG. 4B is a sectional view of the electret condenser microphone of the second conventional example. The same elements as those in the conventional example of FIG. In FIG. 4B, reference numeral 140a denotes a vent hole that is opened near the center of the vibrating membrane 140. The vent hole 140a allows the internal space of the electret condenser microphone to communicate with the outside to adjust the atmospheric pressure of the internal space. Is done. Incidentally, the vent hole 220a provided in the frame body 220 in the conventional example of FIG. In the electret condenser microphone of the second conventional example, since the ventilation hole 140a is provided in the vibration membrane 140, the processing of the ventilation hole is simple, and the ventilation hole of the frame body 220 is unnecessary, so that the number of manufacturing steps is reduced. And cost reduction is possible.

特開2000−50393号公報(特許請求の範囲、図1)JP 2000-50393 (Claims, FIG. 1)

しかしながら、第1の従来例のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、枠体の一部に通気孔を設けるために部品点数が増え、枠体の製造工数やケース部の組立工数が増加するという問題がある。また、部品点数が多いために、各部品の形状ばらつきで通気孔の形状が微妙に変化し、マイクロホンとしての音響特性にばらつきが生じる問題がある。更には、通気孔がエレクトレットコンデンサマイクロホンの側面にあるので、携帯機器等にエレクトレットコンデンサマイクロホンを取り付ける場合、側面を塞がないように取付部等を工夫する必要があり、機器への取り付けに自由度が乏しいという問題も有している。   However, the electret condenser microphone of the first conventional example has a problem that the number of parts increases because a vent hole is provided in a part of the frame, and the number of manufacturing steps of the frame and the number of assembly steps of the case portion increase. In addition, since the number of parts is large, there is a problem that the shape of the vent hole slightly changes due to the variation in the shape of each part, and the acoustic characteristics as a microphone vary. Furthermore, since the vent hole is on the side of the electret condenser microphone, when attaching the electret condenser microphone to a portable device, etc., it is necessary to devise the mounting part etc. so as not to block the side, and the degree of freedom for attachment to the device There is also a problem of lack.

また、図4(b)で示した第2の従来例のエレクトレットコンデンサマイクロホンに於いては、振動膜に通気孔を開けるために、振動膜の振動モードが微妙に変化し、マイクロホンとしての周波数特性に影響を与え、最適な音響特性を得ることが困難である。   Further, in the electret condenser microphone of the second conventional example shown in FIG. 4B, the vibration mode of the vibrating membrane slightly changes in order to open a vent hole in the vibrating membrane, and the frequency characteristics as a microphone. It is difficult to obtain optimal acoustic characteristics.

本発明の目的は、上記課題を解決して、通気孔の加工をひとつの部品に集約し、コストダウンや優れた音響性能を実現できる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である。   An object of the present invention is to provide an electret condenser microphone that solves the above-described problems, consolidates the processing of the air holes into one component, and realizes cost reduction and excellent acoustic performance.

上記課題を解決するために、本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、下記記載の構成を採用する。   In order to solve the above problems, the electret condenser microphone of the present invention employs the following configuration.

本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、空気の振動によって振動する振動膜と、該振動膜を固着する振動膜支持枠と、背面電極上にエレクトレット層が形成された背面基板と、電子エレメントが実装された回路基板とを有し、前記背面基板又は回路基板に凹部を設け形成した内部空間に前記電子エレメントを収容し、前記振動膜支持枠には溝が形成され、該溝の先端部に前記振動膜支持枠を貫通する通気孔が設けられていることを特徴とする。   The electret condenser microphone of the present invention is mounted with a vibration film that vibrates by vibration of air, a vibration film support frame that fixes the vibration film, a back substrate having an electret layer formed on a back electrode, and an electronic element. The electronic element is housed in an inner space formed with a recess formed in the back substrate or the circuit substrate, a groove is formed in the vibration film support frame, and the vibration film is formed at a tip portion of the groove. A vent hole penetrating the support frame is provided.

本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンにより、振動膜支持枠に溝を形成し、該溝の先端に通気孔を設けるので、通気孔の加工を一つの部品に集約でき、コストダウンや音響特性の安定化を実現することが出来る。   With the electret condenser microphone of the present invention, a groove is formed in the diaphragm support frame, and a vent is provided at the tip of the groove, so that the processing of the vent can be consolidated into one part, reducing costs and stabilizing acoustic characteristics. Can be realized.

また、前記振動膜支持枠の溝は、該振動膜支持枠の略中心部に形成される略円形の振動膜孔の側面壁の一部から前記通気孔まで形成され、該振動膜支持枠の溝によって、マイクロホンの前記内部空間と外部とを連通させることを特徴とする。   The groove of the diaphragm support frame is formed from a part of a side wall of a substantially circular diaphragm hole formed at a substantially central portion of the diaphragm support frame to the vent hole, and the groove of the diaphragm support frame is formed. The interior space of the microphone is communicated with the outside by a groove.

これにより、振動膜孔の側面壁から通気孔までが溝によって繋がるので、エレクトレットコンデンサマイクロホンの内部空間と外部が連通され、音響特性を改善することが出来る。   Thereby, since the groove is connected from the side wall to the vent hole of the diaphragm hole, the internal space of the electret condenser microphone is communicated with the outside, and the acoustic characteristics can be improved.

また、前記振動膜支持枠はガラスエポキシ、BTレジン等の基板材であることを特徴とする   The diaphragm support frame is a substrate material such as glass epoxy or BT resin.

これにより、振動膜支持枠はガラスエポキシ、BTレジン等の基板材であるので、従来例のセラミックに比較して溝加工、回路形成、積層の加工等が容易であり、コストが安く品質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出来る。   As a result, since the diaphragm support frame is a substrate material such as glass epoxy or BT resin, groove processing, circuit formation, lamination processing, etc. are easier than conventional ceramics, and the cost is low and the quality is excellent. Electret condenser microphone can be provided.

また更にケース体を有し、前記振動膜と前記振動膜支持枠は一体化されて振動膜ユニットを形成し、該振動膜ユニットはスペーサを介して前記背面基板と積層され、該背面基板の下部には前記回路基板が積層されて一体化され、前記ケース体に組み込まれることを特徴とする。   The diaphragm and the diaphragm support frame are integrated to form a diaphragm unit, and the diaphragm unit is stacked on the back substrate via a spacer, and the bottom of the back substrate. The circuit board is laminated and integrated, and is incorporated in the case body.

これにより、各部品は積層されて一体化しケース体に組み込まれるので、組立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出来る。   Thereby, since each component is laminated | stacked and integrated and integrated in a case body, the electret condenser microphone excellent in assemblability can be provided.

また更に、前記ケース体は上面部に前記振動膜に空気の振動を伝える音孔を有し、前記背面基板は該背面基板を貫通する音響孔を有し、前記マイクロホンの内部空間と外部は、前記ケース体の音孔、前記振動膜支持枠の溝、前記振動膜支持枠の通気孔、前記背面基板の音響孔のルートで連通されることを特徴とする。   Furthermore, the case body has a sound hole for transmitting air vibration to the vibration film on the upper surface portion, the back substrate has an acoustic hole penetrating the back substrate, and the internal space and the outside of the microphone are The sound holes of the case body, the grooves of the diaphragm support frame, the vent holes of the diaphragm support frame, and the acoustic holes of the back substrate are communicated with each other.

これにより、ケース体の上面部に配置される音孔から、前記振動膜支持枠の溝、前記振動膜支持枠の通気孔、前記背面基板の音響孔のルートでマイクロホンの内部空間と外部が連通されるので、音響特性が改善され、コストが安く品質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出来る。   As a result, the internal space of the microphone communicates with the outside through the sound holes arranged on the upper surface of the case body through the grooves of the diaphragm support frame, the vent holes of the diaphragm support frame, and the acoustic holes of the back substrate. Therefore, it is possible to provide an electret condenser microphone with improved acoustic characteristics, low cost and excellent quality.

以上のように本発明によれば、ひとつの部品である振動膜支持枠によってエレクトレットコンデンサマイクロホンの内部空間と外部を連通するための溝と通気孔を形成できるので、部品点数の削減と組立工程の簡素化を可能とし、また、音響特性の改善と安定化にも役立つ。   As described above, according to the present invention, a groove and a vent hole for communicating the inside space of the electret condenser microphone with the outside can be formed by the diaphragm supporting frame which is one part, so that the number of parts can be reduced and the assembly process can be reduced. Simplification is possible, and it also helps to improve and stabilize acoustic characteristics.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施形態であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの断面図である。図2(a)は本発明の実施形態である振動膜ユニットの上面図である。図2(b)は本発明の実施形態である振動膜ユニットの他の形態を示す上面図である。図3は本発明の実施形態であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの組立工程を示す分解斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an electret condenser microphone according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a top view of the diaphragm unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a top view showing another form of the diaphragm unit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view showing an assembly process of the electret condenser microphone according to the embodiment of the present invention.

図1に於いて、1は本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホンである。2は振動膜ユニットであり、該振動膜ユニット2はガラスエポキシ、BTレジン等の基板材によって成る振動膜支持枠3と、該振動膜支持枠3の中心部に設けられた円形の振動膜孔3aに膜形成された導電性の振動膜4によって構成され、該振動膜支持枠3が振動膜4を固着し支持することによって一体化されている。尚、詳細は後述するが、3bは振動膜支持枠3に形成される溝であり、3cは通気孔である。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electret condenser microphone of the present invention. Reference numeral 2 denotes a diaphragm unit. The diaphragm unit 2 includes a diaphragm support frame 3 made of a substrate material such as glass epoxy and BT resin, and a circular diaphragm hole provided in the center of the diaphragm support frame 3. 3a is formed by a conductive vibration film 4 formed as a film, and the vibration film support frame 3 is integrated by fixing and supporting the vibration film 4. In addition, although mentioned later for details, 3b is a groove | channel formed in the diaphragm support frame 3, 3c is a ventilation hole.

5は背面基板であり、該背面基板5の背面基板上面部5aに導電膜による背面電極6が形成され、該記背面電極6の上面にエレクトレット誘電体膜によって成るエレクトレット層7が膜形成される。また、背面基板5の下部には凹部5bが設けられており、該凹部5bによって空気層である内部空間14が形成される。8は背面基板5に設けられた複数の音響孔であり、前記背面電極6とエレクトレット層7の外側に一つ以上配置されて背面基板5を貫通し、該背面基板5の上面部の空気層と背面基板5の下面部の空気層である前記内部空間14とを連通させる。9は絶縁材によって成る回路基板であり、該回路基板9の上面一部に接続電極9a、9bが膜形成される。10は半導体素子等によって構成される電子エレメントであり、該電子エレメント10は前記背面基板5の凹部5bによって形成される内部空間14に収容され、半田11によって前記回路基板9の接続電極9a、9bに実装される。   Reference numeral 5 denotes a back substrate, and a back electrode 6 made of a conductive film is formed on the back substrate upper surface portion 5a of the back substrate 5, and an electret layer 7 made of an electret dielectric film is formed on the top surface of the back electrode 6. . In addition, a recess 5b is provided in the lower part of the back substrate 5, and an inner space 14 that is an air layer is formed by the recess 5b. Reference numeral 8 denotes a plurality of acoustic holes provided in the back substrate 5. One or more acoustic holes are arranged outside the back electrode 6 and the electret layer 7, penetrate the back substrate 5, and air layers on the top surface of the back substrate 5. And the internal space 14 which is an air layer on the lower surface portion of the back substrate 5 are communicated with each other. Reference numeral 9 denotes a circuit board made of an insulating material, and connection electrodes 9 a and 9 b are formed on a part of the upper surface of the circuit board 9. Reference numeral 10 denotes an electronic element constituted by a semiconductor element or the like. The electronic element 10 is accommodated in an internal space 14 formed by the concave portion 5 b of the back substrate 5, and the connection electrodes 9 a and 9 b of the circuit substrate 9 are formed by solder 11. To be implemented.

12はスペーサであり、振動膜ユニット2と背面基板5の間に配置され、振動膜4とエレクトレット層7を形成された背面電極6とが対向してコンデンサを形成する。尚、該スペーサ12は、図示しないが振動膜4と接する面に電極が膜形成され、背面基板5を介して回路基板9の接続電極9aに電気的に接続される。また同様に、図示しないが背面電極6の一部も背面基板5を介して回路基板9の接続電極9bに電気的に接続される。   A spacer 12 is disposed between the diaphragm unit 2 and the back substrate 5, and the diaphragm 4 and the back electrode 6 on which the electret layer 7 is formed face each other to form a capacitor. Although not shown, the spacer 12 has an electrode formed on the surface in contact with the vibration film 4 and is electrically connected to the connection electrode 9 a of the circuit board 9 through the back substrate 5. Similarly, although not shown, a part of the back electrode 6 is also electrically connected to the connection electrode 9 b of the circuit board 9 through the back substrate 5.

13は略立方体形状のケース体であり、振動膜ユニット2、スペーサ12、背面基板5、回路基板9を覆いケーシングする。13aはケース体13の上面部に開けられた音孔であり、該音孔13aによって振動膜4は、外部の空気の振動を拾うことが出来る。尚、前記内部空間14はケース体13の音孔13a、振動膜支持枠3の溝3b、振動膜支持枠3の通気孔3c、背面基板5の音響孔8のルートでエレクトレットコンデンサマイクロホン1の外部と連通される。また、本実施例に於いて、内部空間14は背面基板5に設けられた凹部5bによって形成されるが、この構造に限定されるものではなく、例えば、背面基板5は平坦な板状であり回路基板9の上部に凹部を設けて内部空間14を形成しても良い。または、背面基板5の下部と回路基板9の上部にそれぞれ凹部を設けて内部空間14を形成しても良い。   Reference numeral 13 denotes a substantially cubic case body that covers the casing and covers the diaphragm unit 2, the spacer 12, the back substrate 5, and the circuit substrate 9. Reference numeral 13a denotes a sound hole opened in the upper surface portion of the case body 13, and the vibration film 4 can pick up vibrations of external air through the sound hole 13a. The internal space 14 is routed from the sound hole 13a of the case body 13, the groove 3b of the diaphragm support frame 3, the vent hole 3c of the diaphragm support frame 3, and the acoustic hole 8 of the back substrate 5 to the outside of the electret condenser microphone 1. Communicated with. In this embodiment, the internal space 14 is formed by the recess 5b provided in the back substrate 5. However, the present invention is not limited to this structure. For example, the back substrate 5 has a flat plate shape. The internal space 14 may be formed by providing a concave portion on the circuit board 9. Alternatively, the internal space 14 may be formed by providing recesses in the lower part of the back substrate 5 and the upper part of the circuit board 9.

次に図2に基づいて、振動膜支持枠3に形成される溝と通気孔の構造について説明する。図2(a)は振動膜ユニット2の上面図であり、図2(a)に於いて、振動膜支持枠3は前述した如く振動膜孔3aを有し、振動膜4は振動膜孔3a全体に膜形成されている。溝3bは振動膜孔3aの側面壁の一部から振動膜孔3aの外周に沿って円弧状に形成され、更に、該溝3bの先端部分には振動膜支持枠3を貫通する通気孔3cが形成される。この結果、溝3bによって振動膜孔3aの側面壁と通気孔3cが繋がり、エレクトレットコンデンサマイクロホン1の内部空間14と外部とが連通される。尚、図2(a)の矢印Aで示す中心線に沿って前述の図1は断面されている。   Next, the structure of the grooves and vent holes formed in the diaphragm supporting frame 3 will be described with reference to FIG. 2A is a top view of the vibrating membrane unit 2. In FIG. 2A, the vibrating membrane support frame 3 has the vibrating membrane hole 3a as described above, and the vibrating membrane 4 has the vibrating membrane hole 3a. A film is formed entirely. The groove 3b is formed in an arc shape from a part of the side wall of the diaphragm hole 3a along the outer periphery of the diaphragm hole 3a, and further, a vent hole 3c penetrating the diaphragm support frame 3 at the tip of the groove 3b. Is formed. As a result, the side wall of the vibrating membrane hole 3a and the vent hole 3c are connected by the groove 3b, and the internal space 14 of the electret condenser microphone 1 is communicated with the outside. Note that FIG. 1 described above is sectioned along the center line indicated by the arrow A in FIG.

次に図2(b)は振動膜ユニット2の他の形態を示しており、すなわち、振動膜孔3aの側面壁と通気孔3cを連通させる溝3bが円弧状ではなく、略直角に曲がった形状で形成される。このように、振動膜支持枠3に形成される溝3bの形態は限定されず、任意の形状で良く、また、溝3bの幅や長さを調整することによって、マイクロホンとしての音響特性を修正し、改善することが出来る。   Next, FIG. 2 (b) shows another form of the diaphragm unit 2, that is, the groove 3b that communicates the side wall of the diaphragm hole 3a and the vent hole 3c is not arcuate but bent substantially at a right angle. Formed in shape. As described above, the shape of the groove 3b formed in the diaphragm support frame 3 is not limited and may be any shape, and the acoustic characteristics as a microphone are corrected by adjusting the width and length of the groove 3b. Can be improved.

次に図3に基づいて、エレクトレットコンデンサマイクロホン1の概略組立工程を説明する。図3は組立工程を説明する本発明の実施形態であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。まず工程(a)に於いて、ケース体13の上面部に音孔13aが前工程として加工される。   Next, a schematic assembly process of the electret condenser microphone 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the electret condenser microphone according to the embodiment of the present invention, illustrating the assembly process. First, in step (a), a sound hole 13a is processed in the upper surface of the case body 13 as a previous step.

次に工程(b)に於いて、振動膜4と振動膜支持枠3を一体化した振動膜ユニット2がケース体13に組み込まれる。このとき、振動膜支持枠3には、前述した如く溝3bと通気孔3cが加工され形成されている。   Next, in step (b), the diaphragm unit 2 in which the diaphragm 4 and the diaphragm support frame 3 are integrated is assembled into the case body 13. At this time, the vibration film support frame 3 is formed with the grooves 3b and the vent holes 3c as described above.

次に工程(c)に於いて、背面基板5の上面にスペーサ12が固着され、既にケース体13に組み込まれている振動膜ユニット2の下面側に積層される形でケース体13に組み込まれる。尚、背面基板5には、背面電極6とエレクトレット層7が膜形成されており、また、一つ以上の音響孔8が前加工によって形成されている。   Next, in step (c), the spacer 12 is fixed to the upper surface of the back substrate 5 and is assembled into the case body 13 in a form of being laminated on the lower surface side of the vibration membrane unit 2 that has already been incorporated into the case body 13. . The back substrate 5 is formed with a back electrode 6 and an electret layer 7, and one or more acoustic holes 8 are formed by pre-processing.

次に工程(d)に於いて、電子エレメント10を実装した回路基板9が、既にケース体13に組み込まれている背面基板5の下面側に積層される形でケース体13に組み込まれる。この結果、ケース体13には、振動膜ユニット2、背面基板5、回路基板9の順序で積層されて組み込まれ、図1で示したエレクトレットコンデンサマイクロホン1が完成する。尚、回路基板9は前述した接続電極9a、9bの他に、一対の出力電極9c、9dを有し、該出力電極9c、9dは電子エレメント10と半田(図示せず)によって接続され、更に出力電極9c、9dは、図示しないが回路基板9の裏面にまで形成されて外部への出力端子となる。   Next, in the step (d), the circuit board 9 on which the electronic element 10 is mounted is incorporated into the case body 13 in a form of being laminated on the lower surface side of the back substrate 5 already incorporated into the case body 13. As a result, the vibrating membrane unit 2, the back substrate 5, and the circuit board 9 are stacked and incorporated in the case body 13 in this order, and the electret condenser microphone 1 shown in FIG. 1 is completed. The circuit board 9 has a pair of output electrodes 9c and 9d in addition to the connection electrodes 9a and 9b described above, and the output electrodes 9c and 9d are connected to the electronic element 10 by solder (not shown). Although not shown, the output electrodes 9c and 9d are formed up to the back surface of the circuit board 9 and serve as output terminals to the outside.

次にエレクトレットコンデンサマイクロホン1の動作を図1と図2(a)に基づいて説明する。まず、前記ケース体13の音孔13aより加えられる空気の振動により振動膜4が振動して変位すると、該振動膜4と背面電極6とによって形成されるコンデンサは、この変位により静電容量が変化する。該コンデンサの一方の電極である振動膜4は、前述した如く回路基板9の接続電極9aに接続され、また、他方の電極である背面電極6は接続電極9bに接続されているので、コンデンサの静電容量の変化は電子エレメント10に入力される。   Next, the operation of the electret condenser microphone 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIG. First, when the vibration film 4 is vibrated and displaced by the vibration of air applied from the sound hole 13a of the case body 13, the capacitor formed by the vibration film 4 and the back electrode 6 has a capacitance due to this displacement. Change. As described above, the vibrating membrane 4 which is one electrode of the capacitor is connected to the connection electrode 9a of the circuit board 9, and the back electrode 6 which is the other electrode is connected to the connection electrode 9b. The change in capacitance is input to the electronic element 10.

電子エレメント10は、静電容量の変化を内部で電気信号に変換し、出力電極9c、9dによって回路基板9の裏面より外部に出力する。尚、振動膜支持枠3に形成された溝3bと通気孔3cとにより、前述した如く、エレクトレットコンデンサマイクロホン1の内部空間14と外部とが連通されるので、内部空間14の気圧調整が行われ、マイクロホンとしての音響特性を改善することが出来る。   The electronic element 10 converts the change in capacitance into an electric signal inside and outputs it to the outside from the back surface of the circuit board 9 by the output electrodes 9c and 9d. As described above, the internal space 14 of the electret condenser microphone 1 and the outside are communicated with each other by the groove 3b and the air vent 3c formed in the diaphragm support frame 3, so that the atmospheric pressure of the internal space 14 is adjusted. The acoustic characteristics as a microphone can be improved.

尚、本発明の実施形態のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、ケース体の外形を略立方体としたがこれに限定されず、円柱形やその他任意の形状であっても良い。また、図3で示した組立工程は、ケース体13に順次各エレメントを組み込みながら組み立てたが、この工程順に限定されるものではなく、例えば、各エレメントを積層して一体化した後に、ケース体13に組み込んでも良い。   In the electret condenser microphone according to the embodiment of the present invention, the outer shape of the case body is substantially a cube. However, the shape is not limited to this, and may be a cylindrical shape or any other shape. The assembly process shown in FIG. 3 is assembled while sequentially incorporating the elements into the case body 13, but is not limited to the order of the processes. For example, after the elements are stacked and integrated, the case body 13 may be incorporated.

以上のように本発明の実施形態によれば、振動板支持枠3に溝3bと通気孔3cを加工し形成できるので、通気孔を設けるために部品点数を増やす必要が無く、部品点数の削減と組立工程の簡素化を実現でき、コストダウンが可能である。また、ひとつの部品である振動膜支持枠3のみによって通気孔を形成できるので、複数の部品によって通気孔を形成する場合と比較して通気孔の形状ばらつきが小さく、この結果、マイクロホンとしての音響特性が安定し、信頼性の高いエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供出来る。   As described above, according to the embodiment of the present invention, since the groove 3b and the vent hole 3c can be processed and formed in the diaphragm support frame 3, there is no need to increase the number of parts in order to provide the vent hole, and the number of parts can be reduced. In addition, the assembly process can be simplified and the cost can be reduced. Further, since the vent hole can be formed only by the diaphragm support frame 3 which is one part, the shape variation of the vent hole is small compared with the case where the vent hole is formed by a plurality of parts. An electret condenser microphone with stable characteristics and high reliability can be provided.

また、振動膜支持枠3に形成される溝の幅や長さを調整することによって、マイクロホンとしての音響特性をある程度任意に修正し改善できるので、用途に応じた音響特性を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンが提供出来る。また、振動膜支持枠3はガラスエポキシ、BTレジン等の基板材であるので、従来例のセラミックに比較して溝加工等が容易であり、コストが安く品質に優れたエレクトレットコンデンサマイクロホンが提供出来る。   In addition, by adjusting the width and length of the groove formed in the diaphragm support frame 3, the acoustic characteristics of the microphone can be arbitrarily modified and improved to some extent, so an electret condenser microphone having acoustic characteristics according to the application can be obtained. Can be provided. In addition, since the diaphragm support frame 3 is a substrate material such as glass epoxy or BT resin, it is easier to process grooves and the like, and it is possible to provide an electret condenser microphone that is low in cost and excellent in quality as compared with conventional ceramics. .

本発明の実施形態であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの断面図である。It is sectional drawing of the electret condenser microphone which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である振動膜ユニットの上面図である。It is a top view of the diaphragm unit which is an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態である振動膜ユニットの他の形態を示す上面図である。It is a top view which shows the other form of the diaphragm unit which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの組立工程を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the assembly process of the electret condenser microphone which is embodiment of this invention. 第1の従来例であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの断面図である。It is sectional drawing of the electret condenser microphone which is a 1st prior art example. 第2の従来例であるエレクトレットコンデンサマイクロホンの断面図である。It is sectional drawing of the electret condenser microphone which is a 2nd prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 エレクトレットコンデンサマイクロホン
2 振動膜ユニット
3 振動膜支持枠
3a 振動膜孔
3b 溝
3c、140a、220a 通気孔
4、140 振動膜
5 背面基板
5a 背面基板上面部
5b 凹部
6、110 背面電極
7、120 エレクトレット層
8、111 音響孔
9、210 回路基板
9a、9b 接続電極
9c、9d 出力電極
10、170 電子エレメント
11 半田
12 スペーサ
13 ケース体
13a、260a 音孔
14 内部空間
100 マイクロホン部
150 下面スペーサ
160 上面スペーサ
200 ケース部
220 第1の枠体
230 第2の枠体
230a 第1段部
240 第3の枠体
240a 第2段部
250 第4の枠体
260 蓋体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electret condenser microphone 2 Vibrating membrane unit 3 Vibrating membrane support frame 3a Vibrating membrane hole 3b Groove 3c, 140a, 220a Vent hole 4, 140 Vibrating membrane 5 Back substrate 5a Rear substrate upper surface portion 5b Recessed portion 6, 110 Back electrode 7, 120 Electret Layer 8, 111 Acoustic hole 9, 210 Circuit board 9a, 9b Connection electrode 9c, 9d Output electrode 10, 170 Electronic element 11 Solder 12 Spacer 13 Case body 13a, 260a Sound hole 14 Internal space 100 Microphone part 150 Lower surface spacer 160 Upper surface spacer 200 Case part 220 First frame body 230 Second frame body 230a First step part 240 Third frame body 240a Second step part 250 Fourth frame body 260 Lid

Claims (5)

空気の振動によって振動する振動膜と、該振動膜を固着する振動膜支持枠と、背面電極上にエレクトレット層が形成された背面基板と、電子エレメントが実装された回路基板とを有し、前記背面基板又は回路基板に凹部を設け形成した内部空間に前記電子エレメントを収容し、前記振動膜支持枠には溝が形成され、該溝の先端部に前記振動膜支持枠を貫通する通気孔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。 A vibration film that vibrates by vibration of air, a vibration film support frame that fixes the vibration film, a back substrate having an electret layer formed on a back electrode, and a circuit board on which an electronic element is mounted, The electronic element is accommodated in an internal space formed by providing a recess in the back substrate or the circuit board, a groove is formed in the diaphragm supporting frame, and a vent hole penetrating the diaphragm supporting frame is formed at a tip of the groove. An electret condenser microphone is provided. 前記振動膜支持枠の溝は、該振動膜支持枠の略中心部に形成される略円形の振動膜孔の側面壁の一部から前記通気孔まで形成され、該振動膜支持枠の溝によって、マイクロホンの前記内部空間と外部とを連通させ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。 The groove of the diaphragm support frame is formed from a part of a side wall of a substantially circular diaphragm hole formed at a substantially central portion of the diaphragm support frame to the vent hole, and the groove of the diaphragm support frame is formed by the groove of the diaphragm support frame. The electret condenser microphone according to claim 1, wherein the internal space of the microphone communicates with the outside. 前記振動膜支持枠はガラスエポキシ、BTレジン等の基板材であることを特徴とする請求項1又は2記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。 3. The electret condenser microphone according to claim 1, wherein the vibration film support frame is a substrate material such as glass epoxy or BT resin. 更にケース体を有し、前記振動膜と前記振動膜支持枠は一体化されて振動膜ユニットを形成し、該振動膜ユニットはスペーサを介して前記背面基板と積層され、該背面基板の下部には前記回路基板が積層されて一体化され、前記ケース体に組み込まれることを特徴とする請求項1乃至3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。 The diaphragm and the diaphragm support frame are integrated to form a diaphragm unit, and the diaphragm unit is stacked with the back substrate via a spacer, and is disposed below the back substrate. 4. The electret condenser microphone according to claim 1, wherein the circuit boards are laminated and integrated, and are incorporated in the case body. 5. 更に、前記ケース体は上面部に前記振動膜に空気の振動を伝える音孔を有し、前記背面基板は該背面基板を貫通する音響孔を有し、前記マイクロホンの内部空間と外部は、前記ケース体の音孔、前記振動膜支持枠の溝、前記振動膜支持枠の通気孔、前記背面基板の音響孔のルートで連通されることを特徴とする請求項1乃至4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。
Furthermore, the case body has a sound hole for transmitting air vibration to the vibration film on the upper surface portion, the back substrate has an acoustic hole penetrating the back substrate, and the internal space and the outside of the microphone are 5. The sound hole of the case body, the groove of the diaphragm supporting frame, the vent hole of the diaphragm supporting frame, and the route of the acoustic hole of the back substrate are communicated with each other. Electret condenser microphone.
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