JP2007150647A - 小型マイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の小型マイクロホンは、実装基板に対する取り付け方向として音響孔１６が前記実装基板面に対して直交方向への配置に限定されていた。
【解決手段】 音響信号を電気信号に変換する変換手段を備えた枠体と、該枠体の下面側に装着された回路基板と、前記枠体の上面側に装着された音響孔を有する金属製のシールドケースとよりなるマイクロホンにおいて、前記マイクロホンは外部の実装基板に電気信号を出力する一対の外部接続端子を備え、一方の外部接続端子は前記回路基板に設けられ、他方の外部接続端子は前記シールドケースに設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は小型マイクロホンに係り、特に実装基板に対する取り付け方向に自由度を持たせた端子構造に関する。

従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン等の小型マイクロホンは特開２００３−１５３３９２号（特許文献１）に開示されており、以下その基本的構成及び動作を図８により説明する。
図８は従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン（以下ＥＣＭと略記する）の断面図である。

図８において、１００はＥＣＭ、２は回路基板であり、該回路基板２は絶縁基板により構成され、エレメントを実装する為の電極２ｅと外部接続電極２ｆ、２ｇが膜形成され、該外部接続電極２ｆ，２ｇには半田バンプ１２が設けられている。３は背面基板であり、絶縁基板３ａの上面側に背面電極４が形成され、該背面電極４の上面にエレクトレット層５が膜形成されるとともに、前記背面電極４とエレクトレット層５の外側に前記絶縁基板３ａを貫通する貫通孔１５が形成されている。

７は振動膜ユニットであり、該振動膜ユニット７は絶縁基板より成る振動膜支持枠８の下面側に振動膜９が固着されることにより一体化されている。
６はスペーサであり、前記背面基板３と振動膜ユニット７との間隙を決めている。１０は金属製のシールドケースであり、上面の中央部に音響信号を取り込むための音響孔１６を有する。

次に図８によりＥＣＭ１００の構成を説明する。前記電極２ｅに集積回路１１等のエレメントを実装した回路基板２に、背面基板３、スペーサ６、振動膜ユニット７を積層し、接着材等により固着一体化した後、シールドケース１０でケーシングされている。

上記構成を有するＥＣＭ１００の動作は、表面に導電膜を有する振動膜９と、表面にエレクトレット層５が形成された背面電極４とがスペーサ６を挟んでコンデンサを形成する。そして前記シールドケース１０に設けられた音響孔１６から取り入れられた音響信号により前記振動膜９が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２の裏面に設けられた外部接続端子である外部接続電極２ｆ、２ｇより出力される。そして前記貫通孔１５の存在によって振動膜９の動作がスムーズに成り、音響特性が確保されるとともに、前記シールドケース１０によって外部からのノイズを除去することにより、マイクロホンとしてのＳＮ比（ノイズと音響信号との比）を維持することが出来る。

上記ＥＣＭ１００を外部の実装基板（図示を省略）に実装する場合は、前記実装基板に設けられた回路電極上に前記半田バンプ１２を溶融させて実装することで行なわれていた。しかしこのＥＣＭ１００の外部接続電極２ｆ、２ｇの構成では、ＥＣＭ１００の取り付け方向として音響孔１６が前記実装基板面に対して直交方向への配置に限定されていた。
しかし、このＥＣＭ１００の取り付けに関しては、音響信号の発生源が前記実装基板面に対して直交方向又は平行方向に存在する場合があり、その取り付け方向として前記実装基板面に対して直交方向及び平行方向の両方向に対応できることが必要となる。

上記取り付け方向に自由度を持たせた構成として、本発明のマイクロホンとは異なるが同じ音響機器である小型発音体が特許第２８６２８０２号（特許文献２）に開示されている。
すなわち、上記小型発音体の構成は発音体のハウジングを樹脂等の絶縁体により多面体をなす形状に構成し、前記ハウジングの多面体をなす各面に外部接続端子を設けることによって、放音孔の向に自由度を持たせた取り付けを可能としている。

特開２００３−１５３３９２号公報（図１、図２） 特許第２８６２８０２号公報（図１、図６）

しかしながら、上記特許文献２に開示された外部接続端子の構成は、ハウジング全体を樹脂等の絶縁体により構成する必要があり、また前記ハウジングの多面体をなす各面に外部接続端子を設ける必要がある。
上記構成の場合、外部接続端子の形成は金属板の貼り付け、導体層のメッキ、導体層の印刷等によって行なわれるが、これらの工程はコストがかかり小型発音体のコストアップを招く結果となる。
また、ハウジング全体を樹脂等の絶縁体により構成することは、ノイズ問題が存在しない発音体の場合には可能だが、本発明のような外部ノイズが問題となるマイクロホンの場合にはハウジングを金属製のシールドケースでシールドする必要があるため採用出来ないという問題がある。

本発明の目的は、前記の問題点を解決しようとするものであり、前記実装基板面に対して直交方向及び平行方向の両方向に取り付けが可能な小型マイクロホンを、最小限のコストアップにより提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の構成は音響信号を電気信号に変換する変換手段を備えた枠体と、該枠体の下面側に装着された回路基板と、前記枠体の上面側に装着された音響孔を有する金属製のシールドケースとよりなるマイクロホンにおいて、前記マイクロホンは外部の実装基板に電気信号を出力する一対の外部接続端子を備え、一方の外部接続端子は前記回路基板に設けられ、他方の外部接続端子は前記シールドケースに設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、小型マイクロホンとして必須の構成要素であるシールドケースを外部接続用端子の１つとして利用する事により、部品点数を増やすことなく実装基板面に対して直交方向及び平行方向の両方向に取り付けが可能となる。

前記シールドケースに設けられている外部接続端子は、前記シールドケースの一部に形成された半田メッキ端子であることが好ましい。

上記構成によれば、シールドケースの一部に半田メッキ処理を行なうだけで、外部接続端子を形成する事が出来るため、従来の小型マイクロホンに比べてほとんどコストアップすることなく改良する事が出来る。

前記シールドケースに設けられている外部接続端子は、前記シールドケースの一部に形成され、前記実装基板に設けられた装着穴に挿入可能な突起端子であることが好ましい。

上記構成によれば、シールドケースの一部に立ち曲げ部を設けるだけで、外部接続端子を形成する事が出来るため、従来の小型マイクロホンに比べてほとんどコストアップなしで改良する事が出来るとともに、実装基板への取り付けを強固に行なうことが出来る。

前記一対の外部接続端子によって実装基板に取り付けられたマイクロホンは、前記音響孔が実装基板面に対して平行に取り付けられることが出来る。

以上のように本発明の小型マイクロホンは必須の構成要素であるシールドケースを外部接続用端子の１つとして利用する事により、部品点数を増やすことなく実装基板面に対して直交方向及び平行方向の両方向に取り付けが可能となる。

以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図４により説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における小型マイクロホンであるＥＣＭの外観斜視図、図２は回路基板の電極を示す底面図、図３、図４は実装基板への取り付け状態を示す側面図である
なお本発明のＥＣＭの基本的な構成は、図８で説明した従来のＥＣＭ１００と同じであり、ＥＣＭ１００と同一部材には同一番号を付し説明を省略する。

図１において１はＥＣＭ、２は回路基板、３は背面基板、１０はシールドケースであり、該シールドケース１０の上面中央には音響穴１６が設けられ、またシールドケース１０のＡ面とＡ面に接する音響孔のない各々の面とに連続した外部接続端子１０ａが設けられている。この外部接続端子１０ａは金属製のシールドケース１０の一部に半田メッキによって形成されている。
前記回路基板の底面側には図２に示すごとく２個の外部接続端子として、音響信号によって得られた電気信号を外部に伝えるための外部接続電極２ａが底面の１辺の中央部に設けられており、この外部接続電極２ａを取り囲むように接地用の外部接続電極２ｂが略全面に設けられている。この底面の略全面を覆う接地用の外部接続電極２ｂはＥＣＭ１の底面側のシールドを兼ねている。

また、回路基板２の側面から背面基板３の側面に渡って設けられた接続電極２ｃは、回路基板２に設けられた接地用の外部接続電極２ｂとシールドケース１０とを電気的に接続しており、外部接続電極２ｂと外部接続端子１０ａとを共通の接地用の外部接続端子としている。

次に図３、図４により本発明のＥＣＭ１を外部の実装基板２０に実装する構成を説明する。
図３はＥＣＭ１をその音響孔１６が実装基板２０の実装面に対して平行方向（横向き）、すなわち矢印Ｘの向きに実装した構成を示しており、図１に示すＥＣＭ１のＡ面を実装基板２０の実装面に当接させた状態にて、実装基板２０の回路電極２０ａとＥＣＭ１の回路基板２に設けられた外部接続電極２ａとを半田１２によって接続し、同様に実装基板２０の回路電極２０ｂとＥＣＭ１のシールドケース１０に設けられた外部接続電極１０ａとを半田１２によって接続することにより実装する。

図４はＥＣＭ１をその音響孔１６が実装基板２０の実装面に対して垂直方向（縦向き）、すなわち矢印Ｙの向きに実装した構成を示しており、ＥＣＭ１の回路基板２の底面を実装基板２０の実装面に当接させた状態にて、実装基板２０の回路電極２０ａとＥＣＭ１の回路基板２に設けられた外部接続電極２ａとを半田１２によって接続し、同様に実装基板２０の回路電極２０ｂとＥＣＭ１の回路基板２に設けられた外部接続電極２ｂとを半田１２によって接続することにより実装する。

上記実装構成の如く、検出すべき音源が実装基板２０の平行方向に存在する場合には、ＥＣＭ１を図３のごとく実装すれば良く、また検出すべき音源が実装基板２０の垂直方向に存在する場合には、ＥＣＭ１を図４のごとく実装すれば良い。

次に図５、図６により本発明の第２の実施形態におけるＥＣＭの構成を説明する。
図５は本発明の第２の実施形態におけるＥＣＭ３０の外観斜視図であり、図１のＥＣＭ１と基本的な構成は同じである。ＥＣＭ３０においてＥＣＭ１と異なるところは前記シールドケース１０に設けられる外部接続端子の構造が、半田メッキによって形成された外部接続端子１０ａではなく、シールドケース１０の一部を切り欠いて突起させた突起形状の外部接続端子１０ｂ
である。

図６は前記ＥＣＭ３０をその音響孔１６が実装基板２０の実装面に対して平行方向（横向き）、すなわち矢印Ｘの向きに実装した構成を示しており、図５に示すＥＣＭ３０のＢ面を実装基板２０の実装面に当接させた状態にて、実装基板２０における回路電極２０ｂの部分に設けられた装着穴２０ｃに突起形状の外部接続端子１０ｂを挿入し、この外部接続端子１０ｂと実装基板２０の回路電極２０ｂとを半田１２によって接続し、同様にＥＣＭ３０の回路基板２に設けられた外部接続電極２ａと実装基板２０の回路電極２０ａとを半田１２によって接続することにより実装する。

また、ＥＣＭ３０を音響孔１６が実装基板２０の実装面に対して垂直方向（縦向き）に実装したい場合には、前記図４に示すＥＣＭ１の構成と同様にＥＣＭ３０の回路基板２の底面を実装基板２０の実装面に当接させた状態にて、実装基板２０の回路電極２０ａとＥＣＭ３０の回路基板２に設けられた外部接続電極２ａとを半田１２によって接続し、同様に実装基板２０の回路電極２０ｂとＥＣＭ３０の回路基板２に設けられた外部接続電極２ｂとを半田１２によって接続することにより実装することが出来る。

次に図７により本発明の第３の実施形態におけるＥＣＭの構成を説明する。
図７は本発明の第３の実施形態におけるＥＣＭ４０の外観斜視図であり、図１のＥＣＭ１と基本的な構成は同じである。ＥＣＭ４０においてＥＣＭ１と異なるところは前記シールドケース１０に設けられる外部接続端子が、ＥＣＭ１における１０ａに加えて前記ＥＣＭ３０と同様なシールドケース１０の一部を切り欠いて突起させた突起形状の外部接続端子１０ｂが設けられていることである。
上記ＥＣＭ４０の構成によれば、ＥＣＭ４０を実装基板２０に取り付ける場合、２つの外部接続端子１０ａ、１０ｂを前記実装基板２０の回路電極２０ｂに半田つけすることにより、固定強度を増加させ、実装の信頼性を高めることが出来る。

上記のごとく、本発明の小型マイクロホンは従来より設けられていたシールドケースに簡単な構成で外部接続端子を形成するだけで、小型マイクロホンに望まれていた、縦方向と横方向の両方向への実装対応が可能となる。
また、ＥＣＭ３０、ＥＣＭ４０の如く前記シールドケース１０に設けられる外部接続端子の構造を突起端子とし、前記実装基板２０に設けた装着穴２０ｃに挿入して実装した場合には実装基板２０への取り付け強度が増すことで信頼性を高めることが可能となる。

本発明の第１の実施形態におけるＥＣＭの外観斜視図である。 図１に示すＥＣＭにおける回路基板の電極を示す底面図である。 図１に示すＥＣＭの実装基板への取り付け状態を示す側面図である。 図１に示すＥＣＭの実装基板への取り付け状態を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態におけるＥＣＭの外観斜視図である。 図５に示すＥＣＭの実装基板への取り付け状態を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態におけるＥＣＭの外観斜視図である。 従来のＥＣＭの断面図である。

符号の説明

１、３０、４０、１００ エレクトレットコンデンサマイクロホン（ＥＣＭ）
２ 回路基板
２ａ，２ｂ，２ｆ，２ｇ 外部接続電極
３ 背面基板
５ エレクトレット層
７ 振動膜ユニット
１０ シールドケース
１０ａ，１０ｂ 外部接続端子
１６ 音響孔
２０ 実装基板
２０ａ，２０ｂ 回路電極
２０ｃ 装着穴

Claims (5)

1. 音響信号を電気信号に変換する変換手段を備えた枠体と、該枠体の下面側に装着された回路基板と、前記枠体の上面側に装着された音響孔を有する金属製のシールドケースとよりなるマイクロホンにおいて、前記マイクロホンは外部の実装基板に電気信号を出力する一対の外部接続端子を備え、一方の外部接続端子は前記回路基板に設けられ、他方の外部接続端子は前記シールドケースに設けられていることを特徴とする小型マイクロホン。
2. 前記シールドケースに設けられている外部接続端子は、前記シールドケースの一部に形成された半田メッキ端子である請求項１記載の小型マイクロホン。
3. 前記シールドケースに設けられている外部接続端子は、前記シールドケースの一部に形成され、前記実装基板に設けられた装着穴に挿入可能な突起端子である請求項１記載の小型マイクロホン。
4. 前記一対の外部接続端子によって実装基板に取り付けられたマイクロホンは、前記音響孔が実装基板面に対して平行に取り付けられる請求項１〜３項の何れか１項に記載の小型マイクロホン。
5. 前記マイクロホンはエレクトレットコンデンサマイクロホンである請求項１〜４項の何れか１項に記載の小型マイクロホン。
   
   

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