JP2006166230A

JP2006166230A - マイクロホン

Info

Publication number: JP2006166230A
Application number: JP2004356846A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ido; 俊朗井土; Kazuo Ono; 和夫小野; Kensuke Nakanishi; 賢介中西; Hiroaki Onishi; 弘晃大西
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: JP4344311B2

Abstract

【課題】半田バンプの抜け落ちや不連続の発生を防止する。
【解決手段】基板６７の搭載面６７ａ側でモジュール６８の電極と電気的に接続され、実装面６７ｂ側にかしめ部６１１の厚さと同等あるいはそれ以上の厚さを有して突出する釘状のピン１や金属チップ２を備えた。釘状のピン１や金属チップ２は、リフロー槽の加熱温度に対し形状変形を生じない耐熱性を有する。円筒カプセル６１の開口端にかしめられた基板６７の実装面６７ｂ側より突出する釘状のピン１や金属チップ２を実装基板上に半田付けにて固定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造にあたってリフロー槽での半田付け処理を伴うマイクロホンに関する。

この従来技術では、エレクトレットコンデンサマイクロホン（以下ＥＣＭと称する）を例にとって述べる。図８は、ＥＣＭの従来の断面構成例を示し、特許文献１に記載されている構成と略同一の構成を示したものである。図８においては、円筒状のカプセル６１内にＥＣＭが内蔵される構成となっている。このＥＣＭとしては、カプセル６１の前部に位置する音波通過開口部６１０から、かしめ部６１１が形成される後部にわたって振動板６２、振動板リング６３、背極６４、リング状絶縁スペーサ６５、導電性筒状体６６、および回路基板６７が、順に組み込まれている。カプセル６１の開口部に位置する振動板６２は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳともいう）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であり、この金属膜の周縁には振動板リング６３が固定されている。振動板リング６３の厚さを隔てて振動板６２の後方に配置された背極６４は、リング状絶縁スペーサ６５にて支持され、背極６４と回路基板６７との間に導電性筒状体６６が介在されてこれらが電気的に接続されている。回路基板６７には、その上面（前面）にＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などの素子モジュール６８が搭載され、その底面（後面）に外部接続信号電極である半田バンプ電極６９が底面より突出するように形成されている。
特開２００３−１５３３９２号公報

上述のＥＣＭにおいては、カプセル６１内に図８に示す振動板６２から回路基板６７までを組み込んで、カプセル６１の端部（開口端）によって回路基板６７の底部にてかしめ、このかしめ部６１１にて全体を一体として組み立てるものである。このようなＥＣＭの組立体は、実装面側の半田バンプ電極６９を相手方の実装基板（図８図示省略）に取り付けるに当たってリフロー槽による半田の加熱・溶融を行うことになるが、図８に示すように回路基板６７の底面に半田バンプ電極６９が突出する状態にあっても回路基板６７の底面でカプセル６１の端部にかしめ部６１１が存在する状態にあっては、このかしめ部６１１の板厚によってリフロー槽での半田の加熱・溶融において半田溶融熱により回路基板６７と実装基板との間の半田の抜け落ちあるいは半田の不連続により出力の確保が困難になるという問題が生じている。

図９は、リフロー処理により半田バンプ電極６９の半田が抜け落ちた典型的な例を示したもので、かしめ部６１１自体を接地端子として実装基板７０上のパターン７１にクリーム半田７２にて半田付けした場合、外部接続信号電極の半田バンプが溶融して抜けた状態を示しており、回路基板６７の導体パターン６７ｄと実装基板７０のパターン７１とが離れ出力の確保ができない。
本発明は、上述の問題に鑑み発明されたもので、リフロー処理に伴う半田の抜け落ちや半田の不連続を防止するようにしたマイクロホンの提供を目的とする。

上述の目的を達成するため本発明は、円筒カプセル内に備えた振動板の振動を電気信号として入力しインピーダンス変換する素子モジュールを基板に搭載し、この円筒カプセルの開口端で上記基板を上記素子モジュールの搭載面と反対の実装面にてかしめたマイクロホンにおいて、上記基板の搭載面側で上記素子モジュールの電極と電気的に接続され、実装面側に上記かしめ部の厚さと同等あるいはそれ以上の厚さを有して突出する導電性端子部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、基板の実装面側に導電性端子部を備えてかしめ部の板厚以上の板厚を確保するようにしたことにより、半田バンプの抜け落ちや不連続の発生を防止することができた。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
〔第1実施形態〕
図１は、本実施形態に係るマイクロホンを示す断面図である。この図１は、従来技術説明の図８に対応する本実施形態を示す。図１においては、円筒状のカプセル６１内にＥＣＭが内蔵される構成となっている。このＥＣＭとしては、カプセル６１の前部に位置する音波通過開口部６１０から、かしめ部６１１が形成される後部にわたって振動板６２、振動板リング６３、背極６４、リング状絶縁スペーサ６５、導電性筒状体６６、および回路基板６７が、順に組み込まれている。カプセル６１の開口部に位置する振動板６２は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳともいう）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であり、この金属膜の周縁には振動板リング６３が固定されている。振動板リング６３の厚さを隔てて振動板６２の後方に配置された背極６４は、リング状絶縁スペーサ６５にて支持され、背極６４と回路基板６７との間に導電性筒状体６６が介在されてこれらが電気的に接続されている。回路基板６７には、その上面（搭載面）６７ａにインピーダンス変換を行なうＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などの素子モジュール６８が搭載され、その下面（実装面）６７ｂに外部接続信号電極である釘状のピン１が底面より突出するように形成されている。

ここで、回路基板６７への釘状のピン１の取り付け状態を図3、図４にて説明する。図３は、回路基板６７に貫通された孔６７ｃに対して釘状のピン１を圧入する様子を示している。ここでは、回路基板６７の中央に出力信号用の外部接続信号電極を備える構造を例示する。図３において、釘状のピン１は、回路基板６７の孔６７ｃに実装面６７ｂ側から圧入される。この場合、釘状のピン１は、真鍮やステンレスにニッケルメッキを施し、更に酸化防止のために金メッキを施したピンであり、導電性とリフロー槽での例えば２６０℃もの加熱に対しても変形することのないような耐熱性とを有するものである。圧入に当たっては、工具によりピン１の軸が孔６７ｃ内に押圧されてはめ込まれ、この圧入によって抜けに強い実装強度が大きなピン１を備えることができる。また、リフロー槽での高温に対してもピン１が外れないように圧入される。

図４（ａ）は、回路基板６７に釘状のピン１が圧入された状態を示す。ここで、ピン１の頭部の厚さは、図４（ｂ）に示すようにカプセル６１の後部が内側に折り曲げられたかしめ部６１１の厚さと同等の厚さあるいはそれ以上の厚さを有する。図４（ｂ）では、ピン１の頭部の厚さとかしめ部６１１の厚さとは略同じ厚さとなっている。従って、釘状のピン１を例えば金型にて作る場合には、カプセル６１の折り曲げに際してかしめ部６１１の厚さのばらつきあるいは導体パターン６７ｄの有無を考慮して、釘状のピン１の頭部の厚さをかしめ部６１１の厚さと同等以上となるように決定する必要がある。また、図２に示すようにかしめ部６１１と外部接続信号電極である釘状のピン１との双方をクリーム半田にて直接実装基板７０の導体パターン７１に半田付けするときには、釘状のピン１の頭部の厚さをかしめ部６１１の厚さと同じにすることにより、極めて確実で安定した半田付けが可能である。
〔第２実施形態〕
図５、図６は、本発明の第２実施形態を示すものである。この図５、図６において、第１実施形態と同一部分は同符号を付し、その説明を省略する。図５においては、回路基板６７の中央のスルーホール６７ｓに対応して金属チップ２を接着する様子を示している。この金属チップ２は、例えば銅箔や真鍮あるいはステンレスにニッケルメッキと金メッキを施したものが挙げられる。そして、この金属チップ２も図６（ａ）のように接着された状態で第１実施形態と同様導電性と耐熱性を有する。また、この金属チップ２の厚さは、かしめ部６１１の厚さと同等の厚さあるいはそれ以上の厚さを有する。図６（ｂ）では、図４（ｂ）と同様金属チップ２の頭部の厚さとかしめ部６１１の厚さとは略同じ厚さとなっている。

図６のように回路基板６７に金属チップ２が接着された状態では、金属チップ２は、回路基板６７に導電性接着剤３にてスルーホール６７ｓを覆うように接続され、半田の隅肉４によって補強あるいは導電性の確保がされる。なお、金属チップ２が回路基板６７に非導電性接着剤５にて接着されている場合には、この隅肉４の導電性が必要不可欠となる。また、非導電性接着剤５による接着では、図６（ｃ）のように隅肉４から導体パターン６７ｄにて引き回し、スルーホール６７ｓに接続するようにしても良い。
図１〜図６までは、出力である外部接続信号電極一つを対象にして釘状のピン１や金属チップ２の説明をしてきたのであるが、回路基板６７の実装面側から出る電極は出力端子のみならず、接地端子あるいはマイクロホンによってはバイアス端子等が必要になり、それぞれの端子にて釘状のピン１や金属チップ２の端子が備えられる。図７は、マイクロホンにあって回路基板６７の中央に出力端子を備え、両側（平面から見れば同じ円周上）に接地端子である釘状のピン１を備えた構成を示している。また、このような同じ円周上のピン配置は、実装基板７０に対して中心ピンさえ決まれば実装基板７０上の円周の導体パターン７１にピンが接続することになり、回路基板６７実装に対して方向性を考慮しなくて良い。

こうして、回路基板６７の実装面６７ａ側に釘状のピン１や金属チップ２を備えたことにより、かしめ部６１１と同等あるいはそれ以上の高さにて実装基板６７に対する半田付け代を確実に確保することができる。
なお、この発明はカプセルの開口端にかしめ部を有する種々のマイクロホンの表面実装技術として適応することができる。

本発明の第１実施形態のマイクロホンの断面図である。釘状のピンの頭部厚さにかかる説明図である。回路基板への釘状のピンの取り付け状態図である。釘状のピンの取り付け状態図である。第２実施形態の回路基板への金属チップの取り付け状態図である。金属チップの取り付け状態図である。接地端子を含むマイクロホンの断面図である。従来のマイクロホンの一例の断面図である。従来の半田抜け落ち状態の説明図である。

Claims

円筒カプセル内に備えた振動板の振動を電気信号として入力しインピーダンス変換する素子モジュールを基板に搭載し、この円筒カプセルの開口端で上記基板を上記素子モジュールの搭載面と反対の実装面にてかしめたマイクロホンにおいて、
上記基板の搭載面側で上記素子モジュールの電極と電気的に接続され、実装面側に上記かしめ部の厚さと同等あるいはそれ以上の厚さを有して突出する導電性端子部を備えたことを特徴とするマイクロホン。
導電性端子部は、リフロー槽の加熱温度に対し形状変形を生じない耐熱性を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
導電性端子部は、金属チップあるいは基板本体を貫通する釘状のピンのいずれかであることを特徴とする請求項1または２に記載のマイクロホン。
円筒カプセルの開口端にかしめられた基板の実装面側より突出する導電性端子部を実装基板上に半田付けにて固定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロホン。