JP2006238441A

JP2006238441A - コンデンサーマイクロホン及びその製造方法

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Publication number: JP2006238441A
Application number: JP2006043201A
Authority: JP
Inventors: Eek-Joo Chung; 益周鄭; Sungho Park; 成鎬朴; Jun Lim; 俊林
Original assignee: BSE Co Ltd
Current assignee: BSE Co Ltd
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2006-09-07
Also published as: TW200631443A; EP1696698A3; SG125217A1; KR20060094316A; TWI329458B; US20060188112A1; WO2006090957A1; CN1820541A; EP1696698A2

Abstract

【課題】ケースとＰＣＢが溶接された構造のコンデンサーマイクロホン及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明のマイクロホンは、コンデンサーマイクロホンにおいて、一面が開口された筒形状のケース；ケース内に挿入されるダイヤフラム；ケース内に挿入されるスペーサ；ケース内に挿入される固定電極；ケース内に挿入される絶縁性の第１ベース；ケース内に挿入される導電性の第２ベース；及び部品が実装され、外部と接続するための接続端子が形成されており、ケースの末端に溶接されたＰＣＢを含む。ここで、ケースは円筒形や四角筒形であり、ケースの末端は直線形であるか、外側に曲げられた形態であり、ＰＣＢはケースより大きいか同一であり、上記のケースと溶接される部分に導電パターンが形成されたものである。
【選択図】図２

Description

本発明はコンデンサーマイクロホンに関し、さらに詳しくはケースとＰＣＢが溶接により接合される構造のコンデンサーマイクロホン及びその製造方法に関する。

図１は、従来の典型的なコンデンサーマイクロホンを図示した概略図である。典型的なコンデンサーマイクロホン（１０）は図１に図示されたように、前面板に音孔（１１ａ）の形成された円筒形金属からなるケース（１１）と、導体からなるポーラーリング（１２）、振動膜（１３）、スペーサ（１４）、絶縁体からなるリング状の第１ベース（絶縁ベースともいう：１５）、振動膜（１３）とスペーサ（１４）を介して対向する固定電極（１６）、導体からなる第２ベース（導電ベースともいう：１７）、回路部品が実装されていて接続端子の形成されたＰＣＢ（１８）から構成されるが、通常、ケース（１１）内に上記部品を順次的に積層した後、ケース（１１）の末端をカーリング（１１ｂ）して製造される。この時、ポーラーリング（１２）と振動膜（１３）は、互いに接着されて一体形になり得、固定電極（１６）はエレクトレットタイプのマイクロホンの場合、金属板に高分子フィルムが付着されてエレクトレットを形成した構造からなっている。（特許文献１から４参照）

ところが、このようにケース（１１）の一端をＰＣＢ（１８）側に圧力を加えながら巻いて曲げる従来のカーリング（ｃｕｒｌｉｎｇ）方式は、工程進行時の圧力及び部品の公差により、最終製品の形状や音響特性に影響を及ぼすという問題点がある。即ち、カーリング工程で押す力が不足する場合、音圧がケース（ｃａｓｅ）とＰＣＢとの間に漏れ入ることがあり、この場合、音響特性に歪曲現象が生じて不良製品が作られたり、電気的な断線が発生して製品自体が動作しなくなる。また、カーリングの際に押す力が過多の場合は、カーリングされる面が破れたり、内部部品の変形をもたらして音響特性が歪曲されるという問題点がある。
特開平４−２５７２００号公報韓国特許出願公開第１０−２００５−００１３７００号公報韓国実用新案第２０−０３３００８９号公報韓国特許第１０−０４０８８１６号公報

そこで、本発明は上記のような問題点を解決するために提案されたものであって、金属ケースとＰＣＢを接合する工程のカーリング工程を無くし、コンデンサーマイクロホン用の部品が安着されたケースの末端を、ＰＣＢに直接溶接して接合することにより接合強度を向上させることができる、コンデンサーマイクロホン及びその製造方法を提供することに目的がある。

本発明のコンデンサー型マイクロホンにおいて、一面が開口され、底面に音孔が形成された筒形状のケースと；上記ケースと電気的に接続され、上記音孔を通して入力された音圧により振動される振動膜と；上記振動膜にスペーサを介して対向している固定電極と；上記ケース及び上記固定電極の間を絶縁させる第１ベースと；上記第１ベース内に位置し、上記固定電極を電気的に導通させる第２ベースと；及び回路部品が実装され、外部と接続するための接続端子が形成されており、上記ケースの末端に溶接されたＰＣＢとを含むことを特徴とする。

ここで、上記のケースは円筒形や四角筒形であり、上記ケースの末端は直線形であるか、外側に曲げられた形態であり、上記ＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ−ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ：プリント基板）は、上記ケースの開口面よりサイズが大きくて上記ケースの開口面を覆うか、上記ケースの開口面とサイズが同一であり上記ケースの開口面内に位置であり、上記のケースと溶接される部分に導電パターンが形成されたものである。そして、上記の第２ベースは弾性を有するスプリング構造からなるものである。また、上記ケースは、コップ状の形状をしてよく、例えば、上面が開口された開口面で、底面に音孔が備えられてもよい。

本発明の方法は、コンデンサー型マイクロホンの製造方法において、一面が開口された筒形状のケース内に、ダイヤフラム、スペーサ、固定電極、絶縁性の第１ベース、導電性の第２ベースを挿入した後、上記ケースの末端をＰＣＢに溶接することを特徴とする。

上記のケースは円筒形や四角筒形であり、上記ケースの末端は直線形であるか、外側に曲げられた形態であり、上記ＰＣＢは、上記ケースの開口面よりサイズが大きくて上記ケースの開口面を覆うか、上記ケースの開口面とサイズが同一であり上記ケースの開口面内に位置するものであり、上記のケースと溶接される部分に導電パターンが形成されるものである。また、上記の溶接は、レーザー溶接や電気溶接、半田付け、接着剤使用のいずれかであってよい。

以上で説明したように、本発明は金属ケースとＰＣＢを接合する工程のカーリング工程を無くし、コンデンサーマイクロホン用の部品が安着されたケースを、ＰＣＢに直接溶接して接合することにより接合強度を向上させることができ、ケースとＰＣＢ間の電気的な伝導特性を向上させることができると共に、外部から音圧が入られないように密封して、音響特性も向上させることができる。

また、ＰＣＢの形態がケースにより制限されないため、マイクロホンに使用されるＰＣＢのデザインを自由にすることができ、様々な形態の端子形成が可能であり、従来のようにカーリングの際に加えられる物理的な力がなくても作業が可能であるため、さらに薄いＰＣＢの適用が可能であり、このように薄いＰＣＢを使用する場合、製品の高さを低くすることができ、より薄型のマイクロホンも可能である。

本発明は、コンデンサーマイクロホンを組み立てる際に、ケース内に所要部品を積層した後、ケースの末端をカーリングさせてＰＣＢと接合する従来の工程で、カーリングを行うことなくケースとＰＣＢを直接溶接して結合する技術である。このようにケースをＰＣＢに直接接合する方式には多様な方式が可能であるが、本発明の実施例では、末端が一直線の形態で仕上げられたケースを、ケースより広いＰＣＢ上に溶接する第１実施例、末端が外側に曲げられたケースを、ケースより広いＰＣＢ上に溶接する第２実施例、導電ベースにスプリング構造を適用した第３実施例、シリコンタイプのコンデンサーマイクロホンのように、ＰＣＢに一体化されたマイクロホンにおいて、ケースをＰＣＢに溶接する第４実施例、末端が一直線の形態で仕上げられたケースと、ケースに実装されるＰＣＢを溶接する第５実施例に区分して説明する。

図２は、本発明により末端が一直線の形態で仕上げられるケースを、ケースより広いＰＣＢ上に溶接する第１実施例のマイクロホンを図示した側断面図である。

図２を参照すると、本発明に係るコンデンサーマイクロホン（１００）は図２に図示されたように、前面板に音孔（１０１ａ）が形成され、末端が一直線になった金属材質のケース（１０１）に、導体からなるポーラーリング（１０２）と振動膜（１０３）、スペーサ（１０４）、絶縁体からなる第１ベース（１０５）、振動膜（１０３）とスペーサ（１０４）を介して対向する固定電極（１０６）、導体からなる第２ベース（１０７）を順次的に積層した後、ケース（１０１）の末端をＰＣＢ（１１０）に溶接して製造される。この時、ポーラーリング（１０２）と振動膜（１０３）は互いに一体形になり得、固定電極（１０６）はエレクトレットタイプのマイクロホンの場合、金属板に高分子フィルムが付着されてエレクトレットを形成した構造からなっている。そして、ケース（１０１）とＰＣＢ（１１０）の溶接は、レーザー溶接や電気溶接、半田付け、導電性の接着剤による接合などが可能である。

上記ポーラーリング（１０２）は、上記ケース（１０１）の中であって、その底面上、ほぼ円形の底面の周縁に沿って上記ケース（１０１）の側壁近くに配置される。このポーラーリング（１０２）にその周縁を固定された振動膜（１０３）が、底面にほぼ並行となるように配置される。上記ポーラーリング（１０２）とほぼ同じ径のリング状のスペーサ（１０４）及び上記ポーラーリング（１０２）の間に、上記振動膜（１０３）の周縁部を挟む。このスペーサ（１０４）の上に、該スペーサ（１０４）の外周に沿った筒状の第１ベース（１０５）が配置され、該第１ベース（１０５）の円筒形状の内周に接するように、かつ、上記スペーサ（１０４）上に乗るように該スペーサの内周径より大きな径を持つ円盤状の固定電極（１０６）が配置される。この固定電極（１０６）の上であって、上記第１ベース（１０５）の内周に接するように、円筒形の第２ベース（１０７）が配置される。第１ベース（１０５）と第２ベース（１０７）の上端は、オフセットされ、第２ベース（１０７）の上端が第１ベース（１０５）の上端よりやや高くなっている。従って、ＰＣＢ（１１０）は、第１ベース（１０５）の上端に接触しないが、第２ベース（１０７）の上端に接し、ケース（１０１）のＰＣＢ面（１０９）で接合される。

そして、本発明に係るＰＣＢ（１１０）は、ケース（１０１）に内蔵される必要がないためケース（１０１）より広く、ケース（１０１）と接するＰＣＢ面（１０９）に接合が容易であるように導電パターンが形成されている。また、ＰＣＢ（１１０）に実装された部品が第２ベース（１０７）の内側空間上に向けるようにケース（１０１）と結合され、ＰＣＢ（１１０）の露出面にはマイクロホンを使用する製品のメインボードと接合されるための接続パッド或いは接続端子（図示しない）が形成されている。この時、ＰＣＢの大きさは、マイクロホンのケースにより制限を受けないため、メインボードと接続するための接続パッドや接続端子を広いＰＣＢ面の上に自由に配置することができる。例えば、ケース（１０１）より突出したＰＣＢ面に接続端子を形成した場合、ＰＣＢ（１１０）を電気焼きごてなどで直接加熱してメインボード（図示しない）に脱着することも可能である

特に、本発明はカーリング工程が必要ないため、円筒形のケースは勿論のこと、カーリングし難い四角筒構造や他の角ばった構造のケースも、ＰＣＢ面に溶接して多様な形状のマイクロホンを製造することができ、ケースの溶接部位の形状もまた直交形または折られた“Ｌ”字形などへの変形も可能である。そして、ＰＣＢの溶接部位（１０９）は、一般的なＰＣＢの製作工程を通して銅箔を載せた後、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。

このように、ケース（１０１）の末端をＰＣＢ（１１０）と溶接することにより、ケース（１０１）とＰＣＢ（１１０）間の電気的な伝導特性を向上させることができると共に、外部から音圧が入られないように密封して、音響特性も向上させることができる。

図３は、本発明により、末端が外側に曲げられたケースを、ケースより広いＰＣＢ上に溶接する第２実施例のマイクロホンを図示した側断面図である。

図３を参照すると、本発明に係るコンデンサーマイクロホン（２００）は図３に図示されたように、前面板に音孔（２０１ａ）が形成され、末端（２０１ｂ）が外側に曲げられた金属材質のケース（２０１）に、導体からなるポーラーリング（１０２）と振動膜（１０３）、スペーサ（１０４）、絶縁体からなる第１ベース（１０５）、振動膜（１０３）とスペース（１０４）を介して対向する固定電極（１０６）、導体からなる第２ベース（１０７）を順次的に積層した後、ケース（２０１）の末端（２０１ｂ）をＰＣＢ（２１０）に溶接して製造される。この時、ポーラーリング（１０２）と振動膜（１０３）は互いに一体形になり得、固定電極（１０６）はエレクトレットタイプのマイクロホンの場合、金属板に高分子フィルムが付着されてエレクトレットを形成した構造からなっている。そして、ケース（２０１）とＰＣＢ（２１０）の溶接は、レーザー溶接や電気溶接、半田付け、導電性の接着剤による接合などが可能である。

そして、本発明に係るＰＣＢ（２１０）はケース（２０１）内に内蔵される必要がないためケース（２０１）より広く、ケース（２０１）と接するＰＣＢ面（２０９）に接合が容易であるように導電パターンが形成されている。また、ＰＣＢ（２１０）に実装された部品が第２ベース（１０７）の内側空間上に向けるようにケース（１０１）と結合され、ＰＣＢ（２１０）の露出面にはマイクロホンを使用する製品のメインボードと接合されるための接続パッド或いは接続端子（図示しない）が形成されている。この時、ＰＣＢの大きさは、マイクロホンのケースにより制限を受けないため、メインボードと接続するための接続パッドや接続端子を広いＰＣＢ面の上に自由に配置することができる。例えば、ケース（２０１）より突出したＰＣＢ面に接続端子を形成した場合、ＰＣＢ（２１０）を電気焼きごてなどで直接加熱してメインボード（図示しない）に脱着することも可能である。

特に、本発明はカーリング工程が必要ないため、円筒形のケースは勿論のこと、カーリングし難い四角筒構造や他の構造のケースも、ＰＣＢ面に溶接して多様な形状のマイクロホンを製造することができ、ケースの溶接部位の形状が“Ｌ”字形に曲げられ、溶接し易くなっている。そして、ＰＣＢの溶接部位（２０９）は、一般的なＰＣＢの製作工程を通して銅箔を載せた後、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。

図４は、本発明により第１実施例の構造において、導電ベースにスプリング構造を適用した第３実施例のマイクロホンを図示した側断面図である。

図４を参照すると、本発明に係るコンデンサーマイクロホン（３００）は図４に図示されたように、前面板に音孔（１０１ａ）が形成され、末端が外側に曲げられた金属材質のケース（１０１）に、導体からなるポーラーリング（１０２）と振動膜（１０３）、スペーサ（１０４）、絶縁体からなる第１ベース（１０５）、振動膜（１０３）とスペース（１０４）を介して対向する固定電極（１０６）、金属材質のスプリングからなる第２ベース（３０７）を順次的に積層した後、ケース（１０１）の末端をＰＣＢ（１１０）に溶接して製造される。図示はしていないが、スプリング形態の第２ベース（３０７）を使用する形態は、第２実施例の構造にも同様に適用され得る。

このように、ケース（１０１）の末端をＰＣＢ（１１０）と溶接することにより、ケース（１０１）とＰＣＢ（１１０）間の電気的な伝導特性を向上させることができると共に、外部から音圧が入られないように密封して、音響特性も向上させることができる。そして、第３実施例でのように、スプリング形態の第２ベース（３０７）を使用する場合は、第２ベース（３０７）の弾性力により、内部部品がケースの底側に密着されるため、部品をより堅固に支持することができ、電気的な伝導特性も向上させることができる。

このような第３実施例の構造は、第２ベース（３０７）にスプリング構造を使用した以外は第１実施例と同様であるため、繰り返されることを避けるためにこれ以上の説明は省略する。

図５は、本発明によりシリコンタイプのコンデンサーマイクロホンのように、ＰＣＢに一体化されたマイクロホンにおいて、ケースをＰＣＢに溶接する第４実施例のマイクロホンを図示した側断面図である。

図５を参照すると、本発明のマイクロホン（４００）はダイヤフラム、スペーサ、固定電極などがＰＣＢに一体化されたシリコンタイプのマイクロホン（４２０）において、末端が一直線の形態で仕上げられたケース（１０１）を、ケース（１０１）より広いＰＣＢ（４１０）上に溶接して製造される。そして、図示はしていないが、第２実施例でのように、末端が“Ｌ”字形に曲げられたケースに対しても同様に適用され得る。

図６は、本発明により末端が一直線の形態で仕上げられたケースと、このケースに実装されるＰＣＢを溶接する第５実施例のマイクロホンを図示した側断面図である。

図６を参照すると、本発明に係るコンデンサーマイクロホン（５００）は図６に図示されたように、前面板に音孔（５０１ａ）が形成され、末端が一直線になった金属材質のケース（５０１）に、導体からなるポーラーリング（１０２）と振動膜（１０３）、スペーサ（１０４）、絶縁体からなる第１ベース（１０５）、振動膜（１０３）とスペーサ（１０４）を介して対向する固定電極（１０６）、導体からなる第２ベース（１０７）、部品が実装されたＰＣＢ（５１０）を順次的に積層した後、ケース（５０１）の末端をＰＣＢ（５１０）に溶接して製造される。この時、ケース（５０１）と接するＰＣＢ面（５０９）には、接合が容易であるように導電パターンが形成されており、ＰＣＢ（５１０）に実装された部品が第２ベース（１０７）の内側空間上に向けるようにケース（５０１）と結合され、ＰＣＢ（５１０）の露出面にはマイクロホンを使用する製品のメインボードと接合されるための接続パッド或いは接続端子（図示しない）が形成されている。

このような本発明はカーリング工程が必要ないため、円筒形のケースは勿論のこと、カーリングし難い四角筒構造や他の構造のケースも、ＰＣＢ面に溶接して多様な形状のマイクロホンを製造することができ、ケースの溶接部位の形状もまた直交形または折られた“Ｌ”字形などへの変形も可能である。そして、ＰＣＢの溶接部位（５０９）は、一般的なＰＣＢの製作工程を通して銅箔を載せた後、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）メッキすることが好ましい。

このように、ケース（５０１）の末端をＰＣＢ（５１０）と溶接することにより、ケース（５０１）とＰＣＢ（５１０）間の電気的な伝導特性を向上させることができると共に、外部から音圧が入られないように密封して、音響特性も向上させることができる。

以上の実施例では、ケースの底面にダイヤフラムが固定電極より先に位置した構造のみを例と挙げて説明したが、逆に固定電極が先に位置し、ダイヤフラムが後に位置する構造のマイクロホンや指向性マイクロホンなど、他の構造のマイクロホンに対しても同様に適用され得る。

金属ケースとＰＣＢを接合する工程のカーリング工程を無くし、コンデンサーマイクロホン用の部品が安着されたケースの末端を、ＰＣＢに直接溶接して接合することにより接合強度を向上させることができる、コンデンサーマイクロホン及びその製造方法を提供することができる。

従来の典型的なコンデンサーマイクロホンを図示した側断面図である。本発明の第１実施例に係るコンデンサーマイクロホンを図示した側断面図である。本発明の第２実施例に係るコンデンサーマイクロホンを図示した側断面図である。本発明の第３実施例に係るコンデンサーマイクロホンを図示した側断面図である。本発明の第４実施例に係るコンデンサーマイクロホンを図示した側断面図である。本発明の第５実施例に係るコンデンサーマイクロホンを図示した側断面図である。

符号の説明

１０コンデンサーマイクロホン
１１ケース
１１ａ音孔
１１ｂカーリング
１２ポーラーリング
１３振動膜
１４スペーサ
１６固定電極
１００コンデンサーマイクロホン
１０１ケース
１０１ａ音孔
１０２ポーラーリング
１０３振動膜
１０４スペーサ
１０５第１ベース
１０６固定電極
１０７第２ベース
１０９溶接部位
２００コンデンサーマイクロホン
２０１ケース
２０１ａ音孔
２０９溶接部位
３００コンデンサーマイクロホン
３０７第２ベース
４００マイクロホン
４２０シリコンタイプのマイクロホン
５００コンデンサーマイクロホン
５０１ケース
５０１ａ音孔

Claims

コンデンサー型マイクロホンにおいて、
一面が開口され、底面に音孔が形成された筒形状のケースと；
前記ケースと電気的に接続され、前記音孔を通して入力された音圧により振動される振動膜と；
前記振動膜にスペーサを介して対向している固定電極と；
前記ケース及び前記固定電極の間を絶縁させる第１ベースと；
前記第１ベース内に位置し、前記固定電極を電気的に導通させる第２ベースと；及び
回路部品が実装され、外部と接続するための接続端子が形成されており、前記ケースの末端に溶接されたＰＣＢとを含むことを特徴とするコンデンサーマイクロホン。
前記ケースは、円筒形や四角筒形であることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサーマイクロホン。
前記ケースの末端は、直線形であるか、外側に曲げられた形態であることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサーマイクロホン。
前記ＰＣＢは、前記ケースの開口面よりサイズが大きくて前記ケースの開口面を覆うか、前記ケースの開口面とサイズが同一であり前記ケースの開口面内に位置し、前記ケースと溶接される部分に導電パターンが形成されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサーマイクロホン。
前記第２ベースは、弾性を有するスプリング構造からなることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサーマイクロホン。
コンデンサー型マイクロホンの製造方法において、
一面が開口された筒形状のケース内に、ダイヤフラム、スペーサ、固定電極、絶縁性の第１ベース、導電性の第２ベースを挿入した後、
前記ケースの末端をＰＣＢに溶接することを特徴とする、コンデンサーマイクロホンの製造方法。
前記ケースは、円筒形や四角筒形であることを特徴とする、請求項６に記載のコンデンサーマイクロホンの製造方法。
前記ケースの末端は、直線形であるか、外側に曲げられた形態であることを特徴とする、請求項７に記載のコンデンサーマイクロホンの製造方法。
前記ＰＣＢは、前記ケースの開口面よりサイズ大きくて前記ケースの開口面を覆うか、前記ケースの開口面とサイズが同一であり前記ケースの開口面内に位置し、前記ケースと溶接される部分に導電パターンが形成されることを特徴とする請求項６に記載のコンデンサーマイクロホンの製造方法。
前記溶接は、レーザー溶接や電気溶接、半田付け、接着剤使用のいずれかであることを特徴とする、請求項６に記載のコンデンサーマイクロホンの製造方法。