JP2006319391A - コンデンサーマイクロホンおよびコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロホンユニットから延びたリード線を半田付けするに当たり、フラックスが半田付けランドの範囲内に規制されるようにして電流の漏れを防止し、雑音の発生を抑制することができるコンデンサーマイクロホンおよびそのリード線の接続方法を得る。
【解決手段】 コンデンサーマイクロホンユニットから延びたリード線と、回路基板１０に実装され上記マイクロホンユニットの出力をインピーダンス変換するインピーダンス変換部１２と、上記マイクロホンユニットの出力信号をインピーダンス変換部１２に入力するために上記リード線を半田付けする半田付けランド１６と、を有し、リード線の半田付けによって広がるフラックスが半田付けランド１６付近に規制されている。半田付けランド１６の周囲を囲み半田付けランド１６を露出させて回路基板１０にマスキング部材２０を貼り付ける。マスキング部材２０はフッ素樹脂からなるシールにするとよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンデンサーマイクロホンおよびコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法に関するもので、特に、コンデンサーマイクロホンユニットから音声信号を出力するために延びたリード線の半田付けランドへの半田付けによる接続部の構造および接続方法に関する。

コンデンサーマイクロホンは、マイクロホンユニットのインピーダンスが高いことから、電界効果型トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）を主体とするインピーダンス変換器が用いられている。インピーダンス変換器の主体をなすＦＥＴは、他の回路部品とともに回路基板上に表面実装で取り付けられる。ＦＥＴその他の回路部品はクリーム半田を使用してリフロー工程に付されて同時に半田付けされる。クリーム半田にはフラックスが含まれており、リフローで半田付けされる際にフラックスが基板上に広がる。回路基板が湿度の高い環境におかれると、上記フラックスが周囲の水分を吸湿して表面抵抗が低下し、他の回路との間で漏洩電流が発生し、漏洩電流によって雑音が発生する。特に、インピーダンスの高い上記ＦＥＴのゲート部などにフラックスが残り、フラックスが吸湿することによって回路の表面抵抗が低下すると、漏洩電流による影響が大きく、雑音を発生しやすくなる。

そこで、コンデンサーマイクロホンに内蔵される回路基板は、回路部品をリフローにより半田付けした後、イソプロピルアルコール（以下「ＩＰＡ」という）などで洗浄してフラックスを除去している。
しかしながら、上記の洗浄工程を経た後、コンデンサーマイクロホンユニットから引き出された音声信号出力のためのリード線を、回路基板上に形成された所定の半田付けランドに半田付けして配線する必要がある。この半田付け工程では、半田ごてを使用して所定の半田付けランドに半田付けされる。その際に、半田に含まれるフラックスが基板上に広がり、このフラックスが上記のような不具合を起こす原因となっている。

図２は、従来のコンデンサーマイクロホンに使用されている回路基板の例を示す。図２において、回路基板１０はコンデンサーマイクロホン内、例えばグリップを兼ねたマイクロホンケース内に配置される。回路基板１０はコンデンサーマイクロホンユニットに近い方の端部にインピーダンス変換器の主体をなすＦＥＴ１２がその他の回路部品１４とともにリフロー工程に付されて同時に半田付けされ表面実装されている。また、リフロー工程の後にＩＰＡによる洗浄工程に付されている。回路基板１０には、ＦＥＴ１２よりもさらにマイクロホンユニット寄りの位置に、ＦＥＴ１２のベースにつながる半田付けランド１６が形成されている。この半田付けランド１６にコンデンサーマイクロホンユニットから引き出されたリード線が半田付けされる。その際に、上記のように、半田に含まれるフラックスが基板１０上に広がる。図２において符号１８は、基板１０上において、半田付けランド１６の周辺に広がったフラックスを示している。

上記フラックス１８は空気中の水分を吸収して表面抵抗が低下し、周辺の回路との間で電流が漏れ、雑音を発生する原因となる。特に、半田付けランド１６はインピーダンスの高いＦＥＴ１２のベースに接続されているため、半田付けランド１６の周辺のフラックス１８から電流が漏れることによる影響が大きく、大きな雑音の原因となる。

以上のような不具合を防ぐためには、フラックス１８が広がっても、フラックス１８が他の回路に接しない程度に大きなスペースを確保すればよい。しかし、通常のマイクロホンは小型に設計されるため、半田付けランド相互の間隔も狭く設計され、フラックス１８が他の回路に接しない程度に大きなスペースを確保することは困難である。上記フラックス１８を除去するために、再度洗浄工程に付することも考えられるが、マイクロホンユニットが接続された状態でＩＰＡによる洗浄工程に付することはできない。また、エレクトレットコンデンサーマイクロホンの場合、ＩＰＡを使用するとその蒸気でエレクトレットの表面電圧が減衰してしまうという問題がある。バイアス電圧を必要とするコンデンサーマイクロホンユニットでも、マイクロホンユニットの内部にＩＰＡが流れ込むと、マイクロホンユニットが破損するという問題がある。

本発明は、以上説明したようなコンデンサーマイクロホンに特有の問題点に鑑みて、これを解消することを目的としている。かかる目的の先行技術は見つけることができなかった。本願発明に比較的近いと思われる先行技術として、下地電極上に、フラックスおよび半田よりも融点の高い金属粉末からなる半田付け用フラックスを印刷するステップと、半田付け用フラックスが印刷された下地電極上に半田ボールを搭載するステップと、熱処理によって半田ボールを溶融させるステップを備え、上記印刷ステップが、スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷法により行われる半田バンプの形成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

別の先行技術として、電極上に半田粒子を配置し、先端に凹部が形成された接合ツールにより、このツールに超音波振動を付与しつつ半田粒子を電極に向かって加圧し、これによって半田粒子を押しつぶし、電極と半田粒子との接触面積を広げるとともに、電極表面と半田粒子表面の酸化膜を破壊し、電極と半田粒子の新生面を接触させて接合させ、その後リフローにより半球状のバンプを形成するようにし、上記電極上に半田粒子を配置するに際して所定のマスクを被せることにより、半田粒子を位置精度よく配置する半導体装置製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１および特許文献２記載の発明は、いずれも回路部品を実装する前に、回路基板に半田バンプを形成する技術に関するもので、本願発明のように、コンデンサーマイクロホン特有の問題に着目してそれを解決することを目的とするものではない。

特開２００２−２２４８８４号公報 特開平１１−１２１４９５号公報

本発明は、コンデンサーマイクロホンユニットの出力をインピーダンス変換部に入力するために、コンデンサーマイクロホンユニットから延びたリード線を所定の半田付けランドに半田付けするに当たり、フラックスが半田付けランドの範囲内に規制されるようにすること、それによって電流の漏れを防止し、電流の漏れによる雑音の発生を抑制することができるコンデンサーマイクロホンおよびコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法を提供することを目的とする。

本発明は、コンデンサーマイクロホンユニットから延びたリード線と、回路基板に実装されコンデンサーマイクロホンユニットの出力をインピーダンス変換するインピーダンス変換部と、コンデンサーマイクロホンユニットの出力信号をインピーダンス変換部に入力するために上記リード線を半田付けする半田付けランドと、を有し、上記リード線の半田付けによって広がるフラックスが上記半田付けランド付近に規制されていることを最も主要な特徴とする。
リード線の半田付けによって広がるフラックスを上記半田付けランド付近に規制するために、半田付けランドの周囲を囲み半田付けランドを露出させて上記回路基板にマスキング部材を貼り付けるとよい。上記マスキング部材はフッ素樹脂からなるシールにするとよい。

本発明のコンデンサーマイクロホンによれば、コンデンサーマイクロホンユニットのリード線を半田付けランドに半田付けするに際して広がるフラックスが半田付けランド付近に制限され、フラックスが吸湿したとしても、コンデンサーマイクロホンユニットの出力信号が他の回路に漏れることがなく、漏れ電流を原因とする雑音の発生を防止できるという利点がある。
半田付けランドの周囲を囲み半田付けランドを露出させて回路基板にフッ素樹脂からなるマスキング部材を貼り付けると、このフッ素樹脂からなるマスキング部材はあえて除去する必要がなく、製造工程を簡略化できる。

以下、本発明にかかるコンデンサーマイクロホンおよびコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法の実施例について図１を参照しながら説明する。なお、図２に示す従来例の構成と同じ構成部分には同じ符号を付してある。

図１において、回路基板１０はコンデンサーマイクロホン内に、例えばグリップを兼ねたマイクロホンケース内に配置される。図１において上側がマイクロホンケースの後端側すなわちマイクロホンケーブルを接続するためのコネクタが配置される側、下側がマイクロホンケースの前端側すなわちマイクロホンユニット配置側である。回路基板１０はコンデンサーマイクロホンユニットに近い方の端部すなわち図１において下端部に、インピーダンス変換器の主体をなすＦＥＴ１２が表面実装されている。ＦＥＴ１２はその他の各種回路部品１４とともにリフロー工程に付されて同時に半田付けされ表面実装されている。また、リフロー工程の後にＩＰＡによる洗浄工程に付され、リフロー半田付けにより表面に広がったフラックスが除去されている。回路基板１０には、ＦＥＴ１２よりもさらにマイクロホンユニット寄りの位置に、ＦＥＴ１２のベースにつながる半田付けランド１６が形成されている。この半田付けランド１６にコンデンサーマイクロホンユニットから引き出されたリード線（図示されず）が半田付けされる。その際に、前述のように、半田に含まれるフラックスが基板１０上に広がろうとするので、この実施例ではフラックスの広がりが半田付けランド１６付近に規制されている。

フラックスの広がりを半田付けランド１６付近に規制するために、図１に示す実施例では、半田付けランド１６の周囲を囲むマスキング部材２０を上記回路基板１０に貼り付けている。マスキング部材２０は中心に円形の孔を有する環状のシールからなる。また、マスキング部材２０は外形も円形で、全体としてドーナツ形をしている。このマスキング部材２０が回路基板２０に貼り付けられることによって円形の半田付けランド１６が露出している。マスキング部材２０は環状の粘着シールからなり、この粘着シールはフッ素樹脂からなるシールの裏面に粘着材が塗布されることによって構成され、粘着面が回路基板１０に貼り付けられている。

上記のように、マスキング部材２０が貼り付けられ、マスキング部材２０の中心孔から露出している半田付けランド１６に、コンデンサーマイクロホンユニットから引き出されているリード線を半田付けする。半田付けによって、半田に含まれるフラックスが基板１０上に広がろうとする。しかし、マスキング部材２０がフッ素樹脂のシールからなる場合、フラックスがフッ素樹脂ではじかれ、フラックスの広がりが半田付けランド１６内にあるいは半田付けランド１６付近に規制される。そのため、フラックスが空気中の水分を吸収し吸湿状態になったとしても、絶縁抵抗が低下する範囲が半田付けランド１６付近に制限され、マイクロホンユニットの出力信号が他の回路に漏れることもなく、漏れ電流による雑音の発生を防止することができる。

マスキング部材２０は必ずしもフッ素樹脂である必要はない。マスキング部材２０がフラックスをはじく性質を持っていない場合、露出している半田付けランド１６に、コンデンサーマイクロホンユニットから引き出されているリード線を半田付けする際に、上記マスキング部材２０にフラックスが広がる。そこで、上記リード線を半田付けしたあと、マスキング部材２０を除去する工程を設ける。こうすることによって、半田付けランド１６の周囲にフラックスの広がりが遮断された領域すなわちフラックスが存在しない領域が形成されることになり、マイクロホンユニットの出力信号が他の回路に漏れることがなく、漏れ電流による雑音の発生を防止することができる。

以上説明した実施例によれば、半田付け後に洗浄工程に付することができない場合であっても、半田付けによるフラックスの広がりを半田付けランド周辺に規制することができるため、フラックスの広がりによる表面抵抗の低下を回避することができ、表面抵抗の低下に基づく信号の漏れを原因とする雑音の発生を防止することができる。特に、コンデンサーマイクロホンユニットの出力信号はインピーダンスが高く、信号の漏れによって雑音を発生しやすいという特性があるが、本発明にかかる構造または方法を適用することにより、表面抵抗の低下を効果的に回避することができ、雑音の発生防止効果を高めることができる。また、半田付け後に洗浄工程をおくことができない場合に本発明にかかる構造または方法を適用することによって、表面抵抗の低下を効果的に回避し、雑音の発生防止効果を高めることができる。マスキング部材をフッ素樹脂からなるシールで構成すれば、半田付けランドへの半田付け後、マスキング部材を除去する工程を省略することができるため、コンデンサーマイクロホンの製造工程ないしはリード線の接続工程が簡単になる利点がある。

本発明にかかるコンデンサーマイクロホンおよびコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法の実施例を示した平面図である。 従来のコンデンサーマイクロホンおよびコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法の例を示した平面図である。

符号の説明

１０ 回路基板
１２ ＦＥＴ
１４ 回路素子
１６ 半田付けランド
２０ マスキング部材

Claims (8)

1. コンデンサーマイクロホンユニットから延びたリード線と、
   回路基板に実装されコンデンサーマイクロホンユニットの出力をインピーダンス変換するインピーダンス変換部と、
   コンデンサーマイクロホンユニットの出力信号をインピーダンス変換部に入力するために上記リード線を半田付けする半田付けランドと、を有し、
   上記リード線の半田付けによって広がるフラックスが上記半田付けランド付近に規制されていることを特徴とするコンデンサーマイクロホン。
2. コンデンサーマイクロホンユニットから延びたリード線と、
   回路基板に実装されコンデンサーマイクロホンユニットの出力をインピーダンス変換するインピーダンス変換部と、
   コンデンサーマイクロホンユニットの出力信号をインピーダンス変換部に入力するために上記リード線を半田付けする半田付けランドと、
   上記半田付けランドの周囲を囲み半田付けランドを露出させて上記回路基板に貼り付けられたマスキング部材と、を有し、
   上記リード線の半田付けによって広がるフラックスが上記マスキング部材によって上記半田付けランド付近に規制されていることを特徴とするコンデンサーマイクロホン。
3. マスキング部材は、環状の粘着シールである請求項２記載のコンデンサーマイクロホン。
4. 粘着シールは、フッ素樹脂からなるシールの裏面に粘着材が塗布されたものである請求項３記載のコンデンサーマイクロホン。
5. コンデンサーマイクロホンユニットから延びたリード線と、回路基板に実装されコンデンサーマイクロホンユニットの出力をインピーダンス変換するインピーダンス変換部と、コンデンサーマイクロホンユニットの出力信号をインピーダンス変換部に入力するために上記リード線を半田付けする半田付けランドと、を有するコンデンサーマイクロホンにおける上記半田付けランドへの上記リード線の接続方法であって、
   上記半田付けランドの周囲を囲み半田付けランドを露出させて上記回路基板にマスキング部材を貼り付ける工程と、
   上記半田付けランドに上記リード線を半田付けする工程と、を有することを特徴とするコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法。
6. マスキング部材は、環状の粘着シールである請求項５記載のコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法。
7. 粘着シールは、フッ素樹脂からなるシールの裏面に粘着材が塗布されたものである請求項６記載のコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法。
8. 半田付けランドに上記リード線を半田付けする工程の後に、マスキング部材を除去する工程をさらに有する請求項５記載のコンデンサーマイクロホンにおけるリード線の接続方法。
   

Images