JP2006109264A - Electret condenser microphone - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はエレクトレットコンデンサマイクロホンに関し、特に相手方実装基板等への実装において、リフロー半田付けを良好に行うことができ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 an electret condenser microphone, and more particularly to an electret condenser microphone that can be favorably subjected to reflow soldering when mounted on a counterpart mounting board or the like.
図2はエレクトレットコンデンサマイクロホンの従来構成例として、特許文献1に記載されている構成を示したものであり、円筒状のカプセル11内にエレクトレットコンデンサが内蔵され、カプセル11の開口部に回路基板12が収容されて開口部が回路基板12によって蓋されたものとなっている。
エレクトレットコンデンサはこの例では振動膜13と背極14と背極14の振動膜13と対向する面に配設されたエレクトレット15とによって構成されており、振動膜13がカプセル11の前面板11aと対向するように配置されている。振動膜13は例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルムの一面に導電層としてNi,Alなどの金属膜が形成されたものとされ、その金属膜の周縁が振動膜リング16に固定され、この振動膜リング16が前面板11a側とされてカプセル11に収容されている。
FIG. 2 shows a configuration described in Patent Document 1 as an example of a conventional configuration of an electret condenser microphone. An electret condenser is built in a
In this example, the electret capacitor is composed of the
振動膜13と背極14との間にはリング状絶縁スペーサ17が介在されて所定の間隔が形成されており、背極14は回路基板12上に搭載された導電性筒状体18によって保持されている。なお、背極14と導電性筒状体18の外周面には絶縁リング19が嵌合され、背極14及び導電性筒状体18がカプセル11と接触しないようにされている。
回路基板12の固定はカプセル11の開口端をかしめて内側に折り曲げることによって行われ、その折り曲げられたかしめ部11bによって回路基板12は導電性筒状体18に向かって押圧固定されている。回路基板12の内面にはインピーダンス変換用のIC素子21が搭載され、外面には外部接続用の端子電極パターン22,23が形成されている。端子電極パターン22は出力端子とされ、端子電極パターン23はアース端子とされる。
A ring-
The circuit board 12 is fixed by caulking the open end of the
背極14と回路基板12上の電極パターン24との接続は導電性筒状体18を介して行われ、一方、振動膜13の金属膜は振動膜リング16、カプセル11及びそのかしめ部11bを介して端子電極パターン23に接続されている。カプセル11のかしめ部11bは端子電極パターン23に圧接されている。なお、図2中、25はカプセル11の前面板11aに形成された音孔を示し、26はその前面板11aに張り付けられたクロスを示す。
上記のような構造において、カプセル11はアルミニウム製とされており、またエレクトレット15にはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)が用いられている。
In the above structure, the
ところで、このようなエレクトレットコンデンサマイクロホンの相手方実装基板等への半田付け実装においては、自動化を容易に図ることができる簡易な実装方法として、リフロー装置(リフロー槽)を用いた半田付けを適用できることが望ましい。
しかしながら、上述した従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンではエレクトレット15にFEPを使用しており、FEPはリフロー半田付けの際の例えば260℃といった高温によりエレクトレット電位が著しく低下してしまい、また融点が270℃と高くないため、リフロー半田付けには不向きなものとなっていた。
By the way, in soldering and mounting such an electret condenser microphone to a counterpart mounting board or the like, soldering using a reflow device (reflow tank) can be applied as a simple mounting method that can be easily automated. desirable.
However, in the conventional electret condenser microphone described above, FEP is used for the
また、カプセル11はアルミニウム製のため、耐熱性や機械的強度の点で優れているとは言えず、かしめ等の影響によって熱変形が発生し、それによりエレクトレットコンデンサマイクロホン内に歪が生じて著しい感度変化(感度低下)をきたす虞れがあった。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、性能を損うことなく、良好にリフロー半田付けを行うことが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にある。
Further, since the
In view of such a situation, an object of the present invention is to provide an electret condenser microphone capable of performing reflow soldering satisfactorily without impairing performance.
請求項1の発明によれば、筒状カプセル内にエレクトレットコンデンサが内蔵され、そのカプセルの開口部が回路基板によって蓋され、回路基板は外面に端子電極パターンを有し、カプセルの開口端をかしめて内側に曲げることにより、そのかしめ部によって固定されているエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、エレクトレットコンデンサに用いられているエレクトレットがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)よりなり、カプセルが洋白によって形成されているものとされる。
請求項2の発明では請求項1の発明において、エレクトレットコンデンサを構成する振動膜がニッケル薄膜よりなるものとされる。
According to the first aspect of the present invention, the electret capacitor is built in the cylindrical capsule, the opening of the capsule is covered with the circuit board, the circuit board has the terminal electrode pattern on the outer surface, and the opening end of the capsule is covered. In the electret condenser microphone fixed by the caulking part by crimping inside, the electret used for the electret condenser is made of polytetrafluoroethylene (PTFE), and the capsule is formed of white and white. Is done.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the vibration film constituting the electret capacitor is made of a nickel thin film.
請求項3の発明では請求項1の発明において、エレクトレットコンデンサを構成する振動膜がポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルムの一面に金属膜が形成されたものであって、リフロー半田付け温度に相当する温度でアニール処理が施されたものとされる。
請求項4の発明では請求項1の発明において、エレクトレットコンデンサの振動膜と背極との間に介在されるリング状絶縁スペーサ及び背極を保持するホルダが共にポリイミドもしくはポリフタルアミド(PPA)よりなるものとされる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the vibrating membrane constituting the electret capacitor is a polyphenylene sulfide (PPS) film having a metal film formed on one surface, and at a temperature corresponding to the reflow soldering temperature. It is assumed that annealing treatment has been performed.
In the invention of claim 4, in the invention of claim 1, the ring-shaped insulating spacer interposed between the diaphragm and back electrode of the electret capacitor and the holder for holding the back electrode are both made of polyimide or polyphthalamide (PPA). It is supposed to be.
請求項5の発明では請求項1の発明において、端子電極パターンは上記外面に対して上記かしめ部と同等以上の高さとされた突出面を備え、その突出面がリフロー半田付け面とされる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the terminal electrode pattern includes a protruding surface having a height equal to or higher than the caulking portion with respect to the outer surface, and the protruding surface is a reflow soldering surface.
この発明によれば、融点が非常に高く、かつ高温下での電位保持率に優れたPTFEをエレクトレットに使用し、また耐熱性に優れた洋白をカプセルの構成材に使用するものとなっており、よって従来のFEPをエレクトレットに使用し、カプセルがアルミニウム製とされたエレクトレットコンデンサマイクロホンに比べて耐熱性が大幅に向上し、性能を損うことなく、良好にリフロー半田付けができるものとなっており、その点で生産性の向上を図ることができる。 According to this invention, PTFE having a very high melting point and excellent potential holding ratio at high temperature is used for electrets, and white having excellent heat resistance is used for the constituent material of the capsule. Therefore, heat resistance is greatly improved compared to electret condenser microphones that use conventional FEP for electrets and the capsules are made of aluminum, and reflow soldering can be performed well without losing performance. In this respect, productivity can be improved.
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1は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の一実施例を示したものであり、この例ではエレクトレットコンデンサマイクロホンは図2に示した従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンと同様、バックエレクトレットタイプとなっている。なお、図2と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この例ではカプセル11は洋白製とされ、エレクトレット15にはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が用いられる。また、振動膜13はニッケル薄膜よりなるものとされ、厚さは1μm以下とされている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of an electret condenser microphone according to the present invention. In this example, the electret condenser microphone is of a back electret type, similar to the conventional electret condenser microphone shown in FIG. 2 corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In this example, the
カプセル11の開口部に収容されて開口部を蓋する回路基板31と背極14との間にはこの例では金属製のリング32が介在されて所要の空間が形成され、このリング32の外周側にリング状のホルダ33が配置されている。背極14はその外周の角部がホルダ33の内周に設けられた段部33aに位置決めされて保持されている。
回路基板31の内面には図1Aでは図示を省略しているが、所要の電極パターンが形成されており、回路基板31上の電極パターンと背極14とはリング32を介して電気的に接続されている。
In this example, a metal ring 32 is interposed between the circuit board 31 accommodated in the opening of the
Although not shown in FIG. 1A on the inner surface of the circuit board 31, a required electrode pattern is formed, and the electrode pattern on the circuit board 31 and the
一方、回路基板31の外面には出力端子をなす円形の端子電極パターン34と、アース端子をなす環状の端子電極パターン35とが図1Bに示したように形成されており、これら端子電極パターン34,35はこの例では回路基板31の外面に対するカプセル11のかしめ部11bの高さ(突出高さ)と同等以上の高さとされた突出面34a及び35aを有するものとされる。端子電極パターン34はその全面が突出面34aとされ、端子電極パターン35はかしめ部11bと離間した内周側に環状をなす突出面35aを備えるものとされる。
On the other hand, a circular terminal electrode pattern 34 forming an output terminal and an annular
突出面35aにはスリット36が径方向に形成されており、このスリット36によって内周側と外周側とが連通されている。また、突出面35a上には半田バンプ37が120°間隔で3個形成されており、突出面34a上にはその中心に半田バンプ37が1個形成されている。
カプセル11のかしめ部11bは端子電極パターン35の高さの低い、つまり厚さの薄い外周側のかしめ面35bに位置して端子電極パターン35と圧接されており、振動膜13は振動膜リング16、カプセル11及びそのかしめ部11bを介して端子電極パターン35に電気的に接続されている。なお、端子電極パターン34,35はそれぞれスルーホール(図示せず)を介して内面側の対応する電極パターンと導通されている。
A slit 36 is formed in the projecting
The
上記のような構造を有する端子電極パターン34,35は例えば銅めっきによって形成され、そのめっき厚を大とすることにより突出面34a,35aが形成される。また、この例では絶縁スペーサ17及びホルダ33の構成材料には共にポリイミドもしくはポリフタルアミド(PPA)が使用され、背極14、振動膜リング16及びリング32は全て黄銅製とされている。
上述したエレクトレットコンデンサマイクロホンによれば、エレクトレット15には融点が327℃とFEPに比べて非常に高く、かつ高温下での電位保持率が高く、リフロー半田付け温度(260℃程度)でも電位が大きく低下しないPTFEを採用しており、さらにカプセル11は耐熱性に優れ、機械的強度の点でも優れた洋白製とされているため、性能を損うことなく、良好にリフロー半田付けを行うことができるものとなる。
The
According to the electret condenser microphone described above, the
また、絶縁スペーサ17及びホルダ33は共に耐熱性に優れたポリイミドもしくはPPAよりなり、さらに振動膜13は加熱によって共振周波数が変化しないニッケル薄膜よりなるため、これらの点でも性能を損うことなく、良好にリフロー半田付けを行えるものとなっている。
加えて、この例では回路基板31の端子電極パターン34,35にそれぞれ形成された突出面34a,35aがリフロー半田付け面とされており、よってカプセル11のかしめ部11bが圧接している端子電極パターン35のかしめ面35bとリフロー半田付け面(突出面35a)との間には段差35cが存在し、この鉛直方向の段差35cの存在及び段差35cによるリフロー半田付け部からかしめ部11bまでの沿面距離の増大によって、かしめ部11bからのリフロー半田のカプセル11内への流入を防止することができ、さらにリフロー熱の伝播を抑制することができるものとなっている。
Further, both the
In addition, in this example, the
なお、端子電極パターン35の環状突出面35aにはスリット36が設けられているため、リフロー時に端子電極パターン34と35との間の空間が密閉されることはなく、よって空気の熱膨張による半田付け不良や回路基板31の変形等は発生しないものとなっている。
上述した例では振動膜13にはニッケル薄膜を採用しているが、例えば従来と同様、PPSフィルムの一面に金属膜を形成したものを使用してもよい。この場合、PPSフィルムを使用した振動膜13はリフロー熱によって共振周波数に変化が生じ、かつその変化はエレクトレットコンデンサマイクロホン個々の組立精度や部品精度等の要因によって一様ではなく、つまりリフロー熱の伝播具合の差によって一様ではなく、安定した性能が得られない原因となるため、予めリフロー半田付け温度に相当する温度(260℃)でアニール処理を施したものを使用する。このようにすることで、リフロー装置に通しても共振周波数がほとんど変化せず、よって感度変化が少なく、安定した性能を有するエレクトレットコンデンサマイクロホンを実現できる。
Since the annular projecting
In the above-described example, a nickel thin film is used for the
以上、バックエレクトレットタイプを例に説明したが、この発明はバックエレクトレットタイプに限るものではなく、フロントエレクトレットタイプやホイルエレクトレットタイプのエレクトレットコンデンサマイクロホンにも適用することができる。 The back electret type has been described above as an example, but the present invention is not limited to the back electret type, and can also be applied to a front electret type or a foil electret type electret condenser microphone.
Claims (5)
上記エレクトレットコンデンサに用いられているエレクトレットがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)よりなり、
上記カプセルが洋白によって形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。 An electret capacitor is built in the cylindrical capsule, the opening of the capsule is covered with a circuit board, the circuit board has a terminal electrode pattern on the outer surface, and the opening end of the capsule is crimped and bent inward, In the electret condenser microphone fixed by the caulking part,
The electret used in the electret condenser is made of polytetrafluoroethylene (PTFE),
An electret condenser microphone, wherein the capsule is made of white and white.
上記エレクトレットコンデンサを構成する振動膜がニッケル薄膜よりな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。 The electret condenser microphone according to claim 1,
An electret condenser microphone, wherein the vibration film constituting the electret condenser is made of a nickel thin film.
上記エレクトレットコンデンサを構成する振動膜がポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルムの一面に金属膜が形成されたものであって、リフロー半田付け温度に相当する温度でアニール処理が施されたものと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。 The electret condenser microphone according to claim 1,
The vibration film that constitutes the electret capacitor is one in which a metal film is formed on one surface of a polyphenylene sulfide (PPS) film and annealed at a temperature corresponding to the reflow soldering temperature. An electret condenser microphone characterized by
上記エレクトレットコンデンサの振動膜と背極との間に介在されるリング状絶縁スペーサ及び上記背極を保持するホルダが共にポリイミドもしくはポリフタルアミド(PPA)よりな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。 The electret condenser microphone according to claim 1,
An electret condenser microphone, characterized in that a ring-shaped insulating spacer interposed between a diaphragm and a back pole of the electret condenser and a holder for holding the back pole are both made of polyimide or polyphthalamide (PPA).
上記端子電極パターンは上記外面に対して上記かしめ部と同等以上の高さとされた突出面を備え、その突出面がリフロー半田付け面と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。 The electret condenser microphone according to claim 1,
The electret condenser microphone according to claim 1, wherein the terminal electrode pattern includes a protruding surface having a height equal to or higher than the caulking portion with respect to the outer surface, and the protruding surface is a reflow soldering surface.
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---|---|---|---|---|
JP2008154098A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Audio Technica Corp | Constituting member for electret condenser microphone unit, and manufacturing method thereof |
WO2014204746A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Knowles Electronics, Llc | Varistor in base for mems microphones |
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2004
- 2004-10-07 JP JP2004295190A patent/JP2006109264A/en active Pending
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WO2014204746A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Knowles Electronics, Llc | Varistor in base for mems microphones |
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