JP2006222641A - 防塵板内蔵マイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】防塵作業を組み立て工程の一環として自動化を図り、耐熱性を有し製造上ごみや異物を出さないようにした。
【解決手段】金属製のカプセル１１に形成された音孔部１９に沿ってカプセル１１の内側にこの音孔部１９を覆う防塵板１を備え、この防塵板１はその周縁部２に密閉領域を備えると共に、少なくとも音孔部１９に対応する部分に音孔部１９の音透過機能を損なわずかつカプセル１１の内部に対して必要な防塵機能を有する多数の細孔３を備える。このカプセル１１はエレクトレットコンデンサマイクロホンあるいはバイアス型コンデンサマイクロホンに適用して好適である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、開口部を有する収納容器にあって防塵板を供えた電子装置に係る防塵板内蔵装置に関し、特に自動組み立てが容易な小型の防塵板内蔵マイクロホンに関する。

一般に、マイクロホンに着目した場合、特許文献１に例示されるように、マイクロホンの音孔から異物やごみの侵入を防止するために例えば不織布からなるクロスを音孔に被せることが一般的に行われている。
特開２００４−３２８２３１号公報

しかしながら、上述の防塵対策は、マイクロホン自体の製造後クロスを両面テープや接着剤を用いて貼ることにより行われ、したがってマイクロホンの組立作業の後クロス貼付作業が存在する。このクロス貼付作業は、自動化がしにくく、このため、マイクロホンを防塵構造まで含めた製造工程の自動化ができていない。また、防塵対策はクロス等を用いて行っており、この場合クロスは、マイクロホンのリフロー槽による半田付け時の加熱に耐えることができない。すなわち、クロス等は耐熱性に乏しいという点からもクロス貼付を含む製造工程の自動化ができないでいた。

他の防塵対策としてステンレスのメッシュ材を音孔に被せる防塵対策もある。この場合もメッシュ材を被せる作業がマイクロホンの組立作業の外必要であり、ここでも自動化に問題がある。また、メッシュ材の加工上メッシュの切れ端が生じ、切れ端が異物やごみとなってしまう恐れもある。
本発明は、上述の問題に鑑み発明されたもので、防塵作業を組み立て工程の一環として自動化を図り、耐熱性を有し製造上ごみや異物を出さないようにした防塵板内蔵マイクロホンの提供を目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、金属製のカプセルに形成された音孔部に沿って上記カプセルの内側にこの音孔部を覆う防塵板を備え、この防塵板はその周縁部に密閉領域を備えると共に、少なくとも上記音孔部に対応する部分に上記音孔部の音透過機能を損なわずかつ上記カプセルの内部に対して必要な防塵機能を有する多数の細孔を備えることを特徴とする。

本発明によれば、自動的に製造した耐熱性のある防塵板をカプセル内に落とし込むことができ、この結果カプセル内への防塵板の自動組み込みが可能となり、製造の自動化に寄与する。また、従来のメッシュ構造のようなごみや異物の発生もない。

ここで、図を参照して本発明の実施形態を述べる。なお、図１、図６〜図８において、同一符号は同一部品を示し、特に説明の必要なければ説明は省略する。
〔実施形態〕
図１は、実施形態としてエレクトレットコンデンサマイクロホンの一例の断面を示したものである。この図１では、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、このエレクトレットコンデンサ等の内蔵部品を収容するようにカプセル１１の前面
板１１ａと対向する側の開口部は、回路基板２０によって塞がれた構造となっている。

内蔵部品としては、前面板１１ａ側より、防塵板１、エレクトレットコンデンサを構成する振動膜リング１２に張られた振動膜１３とリング状スペーサ１４と背極１５の前面板１１ａ側に被着された一般に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）よりなるエレクトレット１６、背極１５、回路基板２０上に搭載された導電性筒状体１７、背極１５と導電性筒状体１７の外周面に嵌合された絶縁リング１８、を有する。回路基板２０の前面板１１ａ側（搭載面）にはＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などのインピーダンス変換用のＩＣ素子２１が電極パターン２２に接続されて搭載され、外面側（実装面）には外部接続用の端子電極パターン２３、２４が形成されている。

内蔵部品を固定する回路基板２０の固定はカプセル１１の開口部端１１ｂ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２０は前面板１１ａ側に押圧固定される。
背極１５と回路基板２０上の電極パターン２２との接続は導電性筒状体１７を介して行われ、一方、振動膜１３は振動膜リング１２、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２４に接続され接地されている。なお、図中、１９は音孔を示す。
かかる構造にあって、カプセル１１の前面板１１ａに形成された音孔１９は、図２に例示する平面構造を有する。すなわち、マイクロホン外部からの音圧が振動膜１３を十分震わせるように、図２（ａ）に示すような音圧が透過するに十分な大きさの複数の音孔１９が形成され、あるいは図２（ｂ）に示すような一つの大きな音孔１９が形成される。

カプセル１１の前面板１１ａ内側に配置された防塵板１は、図３に例示するような平面構成を有する。図３において、カプセルの円筒と同様の平面円形を有する防塵板１は、その周縁部２に平面板構造の密閉領域を有し、周縁部２に囲まれて少なくともカプセル１１の前面板１１ａに形成された音孔１９に対応する箇所には複数（多数）に細孔３が形成されている。この細孔３は、図３では略円形形状となるように多数開けられている。
かかる構造の防塵板１で密閉領域の周縁部２は、この図３の例では前面板１１ａと振動膜リング１２とに挟まれて前面板１１ａに押し付けられて隙間なく密閉する領域であり、防塵板１周辺からカプセル１１の内部へのごみや異物の侵入を防止する機能を有する。また、この周縁部２は、後述するようにマイクロホンの自動組み立てのためにも有用であり、周縁部２を吸引機（図示省略）にて吸引すれば薄く小径な防塵板１でも持ち運ぶことができる。

一方、細孔３は、振動膜１３を音圧に応じて振動させるために前面板１１ａの音孔１９からの音圧を透過する機能を有すると共に、音孔１９を通ったごみや異物がカプセル１１内部へ侵入しないような防塵機能を有する。ごみや異物を防ぐためには、細孔３の径はなるべく小さいほうが好ましいが、一方あまりに小径の場合には防塵板が音圧に対して抵抗となって音圧が透過しにくい。従って、かかる相反する機能を双方とも満たすためには、マイクロホンの使用環境に応じて防塵機能に支障がないように細孔の孔径を大きくするとか、あるいは小径の細孔数を多数開孔する、等の調整が必要である。マイクロホンの一般的使用を勘案すれば防塵機能を有する微細な直径の例として０．１ｍｍ程度の直径の細孔３を多数開孔する構成が例として挙げられる。この場合、細孔３は、いわゆるエッチングによって容易に形成することができる。

また、防塵板１は、マイクロホンの製造工程中回路基板２０と外部基板（図示省略）との間でリフロー槽による半田付け工程がある場合は特に耐熱性を必要とする。すなわち、半田を溶融して接着するための熱処理に耐え得る耐熱性が必要であり、酸化防止のために例えばニッケルめっきを施した銅箔とかステンレス薄板等の金属薄板が例示される。さらに、金属薄板は、導電性を有することが好ましく、カプセルの前面板１１ａとともに外部
からの誘導ノイズの侵入を防止するシールドの役目を有する。また、防塵板１の厚さとしては、例えば５０μｍ〜７５μｍ程度の厚さに形成することができ、この厚さによってマイクロホンの嵩は大きくならず、大きくなっても極めてわずかである。

図３の例では、細孔３は円形孔を例示したのであるが、図４の例では、矩形の開孔を有する場合を例示する。この場合、防塵板１の材質や厚さ、開孔の大きさや数等に関しては、上述の図３に示す円形細孔の場合と同様である。細孔３の形状は、上述の細孔機能を満たすものであれば、種々の形状のものが存在し得る。
図５は、防塵板３を形成するに当たりその製造時の金属薄板４を例示するものである。この図５において、一つの円形が１枚の防塵板１を示す。図５において、矩形の銅箔とかステンレス薄板等の金属薄板４にエッチング等により多数の細孔３が形成された状態において、この細孔３と細孔３の周りの周縁部２とを残してトリミングにより金属薄板４を取り除く。この場合、複数の防塵板１が複数列を成して連なるように金属薄板４には枠部分４ａとこの枠部分４ａから防塵板１が連なるような接続部分４ｂとを残しておく。従って、この状態では、複数の防塵板１は列を成して１枚の金属薄板４内に多数存在することになる。そして、この図５に示す金属薄板４を、例えば打ち抜きによって各防塵板１を切り離す。この後、円形に切り離された各防塵板１を並べその周縁部２を吸引機にて吸引することによって防塵板１を一つずつ持ち運ぶことができる。こうして、予め円筒形に形成されたカプセル１１をその開口部を上にして並べ、吸引機にて吸引された防塵板１をカプセル１１に落とし込むことにより、カプセル１１内への防塵板１の組み込みを自動化することができる。

また、マイクロホンはその使用態様から口元にて使用されることも多いため、防塵板１の周縁部２を除く箇所、すなわち細孔３が形成された部分より詳しくは少なくとも音孔１９に対応する部分の前面板側（外面側）もしくは外面と内面の両面に例えばテフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）コーティング皮膜を形成して撥水性を備えることもできる。この場合、皮膜は例えばメッキ法により形成する。細孔３の直径を前述のように例えば０．１ｍｍ以下とすれば、微細孔のため水滴（多くは唾液）の表面張力によりマイクロホン内部への水滴の浸入は防止できると考えられるが、撥水処理を行うことにより水滴の浸入は確実に防止することができ、その信頼性は増大する。

更に、防塵板１の周縁部２を除く箇所、すなわち細孔３が形成された部分より詳しくは少なくとも音孔１９に対応する部分を例えば黒色に着色することにより、マイクロホンの音孔１９を目立たないように目隠しとし、あるいはマイクロホンを実装するセット筺体の色に合わせて着色することで目立つセット筺体の色に対して音孔１９を目立たないように目隠しとすることもできる。また、セット筺体の色に対して目立つ色を着色すれば逆に音孔１９を目立たせることもできる。着色方法としては、メッキ、印刷、塗料の塗布、アルマイト処理等の方法が挙げられる。

図１は、カプセル１１の前面板１１ａの内側にこれまで説明の防塵板１を配置し次いで振動膜１３、そして背極１５を順に配置した構造を有するものである。これに対し図６は、前面板１１ａの内側に防塵板１を配置し次いで背極１５、そして振動膜１３を順に配置し、更には振動膜リング１２、及びゲートリング２５を配置したものである。図６では、エレクトレットは図示省略してあるが、背極１５の振動膜１３側に配置される。このゲートリング２５の電極パターン（図示省略）に電気的に接続され得る回路基板２０には、その前面板側にＦＥＴ素子２１ａ及びコンデンサ２１ｂが搭載され、外面側に段差を有する端子用基板２０ａが突出する構造である。なお、この端子用基板２０ａは、リフロー槽による半田２６の溶融によるかしめ部１１ｂへの悪影響を防止するため段差を設けるようにしたものである。また、図６では前面板１１ａの音孔１９が図２（ｂ）のように大きいので、防塵板１によるシールド機能は増大する。この図６の例についても防塵板１の形状等
は、図３〜図５において説明したものと同様である。

図７は、マイクロホンの更に別の例であり、カプセル１１の前面板１１ａを背極と兼ね、この前面板１１ａの内側に防塵板１を配置し、この防塵板１の内側にエレクトレット１６を配置し、そして順に振動膜１３、ゲートリング２５を配置したものである。この例では、背極と前面板１１ａとが一体化し防塵板１にエレクトレット１６を配置することによって、高さ方向に極めて嵩の小さなマイクロホンを得ることができる。なお、図７にて２７は、カプセル１１を絶縁する絶縁膜である。
更に、図１、図６、図７は、エレクトレットコンデンサマイクロホンにつき説明したが、図８はエレクトレットを用いることなく、いわゆるバイアス型のコンデンサマイクロホンを示したものである。このバイアス型のものは、回路基板２０よりバイアス電位を得るものであり、この図８の例では振動膜１３に電位を掛けるようにしたものである。すなわち、カプセル１１の内面を絶縁膜２７で覆い、この絶縁膜２７の内側にカプセル１１に対し絶縁されたバイアスリング２８を備え、このバイアスリング２８と前面板１１ａ側の絶縁膜２７との間に防塵膜１を配置したものである。また、バイアスリング２８の内側には、振動膜１３および背極１５が順に配置されている。図８中２８は、背極ホルダである。

これまでの説明においては、マイクロホンを対象にして説明してきたのであるが、他の精密電子部品例えばスピーカ、ブザ―等音孔あるいは開孔を有する部品について防塵板を適用することもできる。
また、きわめて小型のマイクロホンを得る場合には、従来のクロスの厚さ（例えば０．１ｍｍとか０．２ｍｍ）も問題となったのであるが、本発明では薄い防塵板を用いるのでマイクロホンの厚さについては問題とならない。

本発明の一実施形態を示すマイクロホンの一例の断面図である。 前面板の音孔形状例を示す平面図である。 防塵板の一例の平面図である。 防塵板の他の例を示す平面図である。 防塵板の製造工程での打ち抜き状態前の金属薄板平面図である。 マイクロホンの他の例の断面図である。 背極と前面板を兼用したマイクロホンの断面図である。 バイアスタイプのマイクロホンの断面図である。

Claims (8)

1. 金属製のカプセルに形成された音孔部に沿って上記カプセルの内側にこの音孔部を覆う防塵板を備え、この防塵板はその周縁部に密閉領域を備えると共に、少なくとも上記音孔部に対応する部分に上記音孔部の音透過機能を損なわずかつ上記カプセルの内部に対して必要な防塵機能を有する多数の細孔を備えることを特徴とする防塵板内蔵マイクロホン。
2. 上記防塵板は、導電性を有しかつリフロー槽にて回路基板と外部とを半田付けする熱処理に耐え得る耐熱性を有する金属からなることを特徴とする請求項１に記載の防塵板内蔵マイクロホン。
3. 音孔部の細孔は、防塵機能を有する微細な直径を有することを特徴とする請求項１に記載の防塵板内蔵マイクロホン。
4. 上記防塵板の周縁部を除く箇所に撥水処理が施されたことを特徴とする請求項１に記載の防塵板内蔵マイクロホン。
5. 上記防塵板の周縁部を除く箇所に着色処理が施されたことを特徴とする請求項１に記載の防塵板内蔵マイクロホン。
6. 金属製カプセルの内側に防塵板を備え、この防塵板の内側に背極および振動膜を備えたエレクトレットコンデンサを備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の防塵板内蔵マイクロホン。
7. 背極を兼ねた金属製カプセルの内側に防塵板を備え、この防塵板の内側にエレクトレットを備え、このエレクトレットの内側に振動膜を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の防塵板内蔵マイクロホン。
8. 金属製カプセルの内側に絶縁膜を備え、この絶縁膜の内側に防塵板を備え、この防塵板の内側にバイアスリングを備え、このバイアスリングの内側に振動膜および背極を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の防塵板内蔵マイクロホン。
   

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