JP2008035310A - Electret condenser microphone - Google Patents

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Norihiro Sawamoto
則弘 澤本
Hiroshi Fujinami
宏 藤浪
Motoaki Ito
元陽 伊藤
Kentaro Yonehara
賢太郎 米原
Takao Imahori
能男 今堀
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Star Micronics Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent sensitivity deterioration due to heat during reflow processing even when a condenser microphone provided with an IC chip is configured as an electret condenser microphone. <P>SOLUTION: The IC chip 14 includes an impedance converting circuit 42 for performing impedance conversion of a change in electrostatic capacitance of a condenser structure part 12, a reference value storage circuit 44 for storing the reference value of a potential difference of the condenser structure part 12 in advance, a potential difference detecting circuit 46 for detecting the potential difference of the condenser structure part 12, and a gain adjusting circuit 48 for adjusting gain of the impedance converting circuit 42 in accordance with a difference between the potential difference detected by the potential difference detecting circuit 46 and the reference value. Even through the potential difference of the condenser structure part 12 drops in accordance with electric charge missing by the heat during the reflow processing, execution of the gain adjustment prevents the sensitivity of the electret condenser microphone 10 from deteriorating. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、ICチップを備えたエレクトレットコンデンサマイクロホンに関するものである。   The present invention relates to an electret condenser microphone provided with an IC chip.

一般に、コンデンサマイクロホンは、例えば「特許文献1」や「特許文献2」に記載されているように、振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ構造部を有しており、このコンデンサ構造部の静電容量の変化をインピーダンス変換素子により電気インピーダンス変換するように構成されている。   In general, a capacitor microphone has a capacitor structure portion in which a vibrating membrane and a back electrode plate are arranged to face each other as described in, for example, “Patent Document 1” and “Patent Document 2”. A change in the capacitance of the structural portion is converted into an electrical impedance by an impedance conversion element.

その際、上記「特許文献1」に記載されたコンデンサマイクロホンは、エレクトレットコンデンサマイクロホンとして構成されており、そのコンデンサ構造部は、背面電極板における振動膜側の表面にエレクトレット層が形成されてなるバックエレクトレット型のコンデンサ構造部として構成されている。   At that time, the condenser microphone described in the above-mentioned “Patent Document 1” is configured as an electret condenser microphone, and the condenser structure portion is a back formed by forming an electret layer on the surface of the back electrode plate on the vibration film side. It is configured as an electret type capacitor structure.

一方、上記「特許文献2」に記載されたコンデンサマイクロホンは、そのインピーダンス変換素子がICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれており、このICチップによってコンデンサ構造部に所定の電位差が印加される構成となっている。   On the other hand, the capacitor microphone described in the above-mentioned “Patent Document 2” has a configuration in which an impedance conversion element is incorporated in an IC chip as an impedance conversion circuit, and a predetermined potential difference is applied to the capacitor structure by the IC chip. It has become.

特開2006−41575号公報JP 2006-41575 A 特開2006−157837号公報JP 2006-157837 A

上記「特許文献1」に記載されているようなエレクトレットコンデンサマイクロホンは、安価に製造可能であるが、外部基板への表面実装等のためにエレクトレットコンデンサマイクロホンに対してリフロー処理が行われるような場合には、このリフロー処理の際に加えられる200℃以上の熱によりエレクトレット層の電荷がある程度抜けてしまうので、コンデンサ構造部の電位差が所期の値よりも小さくなってしまい、このためエレクトレットコンデンサマイクロホンに感度低下が生じてしまう、という問題がある。   The electret condenser microphone as described in the above "Patent Document 1" can be manufactured at low cost, but the reflow process is performed on the electret condenser microphone for surface mounting on an external substrate. In this case, the electret layer charges are removed to some extent due to the heat of 200 ° C. or more applied during the reflow process, so that the potential difference of the capacitor structure becomes smaller than the expected value, and thus the electret condenser microphone There is a problem that the sensitivity is reduced.

一方、上記「特許文献2」に記載されたコンデンサマイクロホンは、エレクトレット層が存在しないので、たとえリフロー処理が行われたとしても、エレクトレット層の電荷抜けによる感度低下が生じてしまうことはないが、このような構成を採用した場合には、コンデンサ構造部に所定の電位差を常に印加しておくことが必要となる。   On the other hand, the condenser microphone described in the above-mentioned “Patent Document 2” does not have an electret layer. Therefore, even if reflow processing is performed, sensitivity reduction due to charge loss of the electret layer does not occur. When such a configuration is adopted, it is necessary to always apply a predetermined potential difference to the capacitor structure.

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ICチップを備えたコンデンサマイクロホンをエレクトレットコンデンサマイクロホンとして構成した場合においても、リフロー処理の際に加えられる熱によって感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができるエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a condenser microphone having an IC chip is configured as an electret condenser microphone, the sensitivity is reduced due to heat applied during the reflow process. An object of the present invention is to provide an electret condenser microphone capable of preventing the occurrence of such a problem.

本願発明は、ICチップの回路構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。   The present invention is intended to achieve the above object by devising the circuit configuration of the IC chip.

すなわち、本願第1の発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、
振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ構造部と、このコンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子と、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
上記インピーダンス変換素子が、ICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれており、
上記ICチップが、上記コンデンサ構造部の電位差の基準値を予め記憶している基準値記憶回路と、上記コンデンサ構造部の電位差を検出する電位差検出回路と、この電位差検出回路により検出された電位差と上記基準値との差に応じて、上記インピーダンス変換回路のゲイン調整を行うゲイン調整回路とを備えている、ことを特徴とするものである。
That is, the electret condenser microphone according to the first invention of the present application is:
In an electret condenser microphone comprising: a capacitor structure portion in which a vibration film and a back electrode plate are arranged to face each other; and an impedance conversion element that converts the capacitance of the capacitor structure portion into an electric impedance.
The impedance conversion element is incorporated in the IC chip as an impedance conversion circuit,
The IC chip stores in advance a reference value storage circuit that stores a reference value of a potential difference of the capacitor structure, a potential difference detection circuit that detects a potential difference of the capacitor structure, and a potential difference detected by the potential difference detection circuit. And a gain adjustment circuit that adjusts the gain of the impedance conversion circuit in accordance with a difference from the reference value.

また、本願第2の発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、
振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ構造部と、このコンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子と、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
上記インピーダンス変換素子が、ICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれており、
上記ICチップが、上記コンデンサ構造部に所定のタイミングで校正用波形信号を入力する校正波形入力回路と、この校正用波形信号が上記コンデンサ構造部に入力されたときに上記インピーダンス変換回路からの出力されるべき目標電圧を予め記憶している目標電圧記憶回路と、上記校正用波形信号の入力により上記インピーダンス変換回路から出力される電圧を検出する出力電圧検出回路と、この出力電圧検出回路により検出された電圧と上記目標電圧との差に応じて、上記インピーダンス変換回路のゲイン調整を行うゲイン調整回路とを備えている、ことを特徴とするものである。
The electret condenser microphone according to the second invention of the present application is
In an electret condenser microphone comprising: a capacitor structure portion in which a vibration film and a back electrode plate are arranged to face each other; and an impedance conversion element that converts the capacitance of the capacitor structure portion into an electric impedance.
The impedance conversion element is incorporated in the IC chip as an impedance conversion circuit,
A calibration waveform input circuit in which the IC chip inputs a calibration waveform signal to the capacitor structure section at a predetermined timing, and an output from the impedance conversion circuit when the calibration waveform signal is input to the capacitor structure section. A target voltage storage circuit that stores a target voltage to be performed in advance; an output voltage detection circuit that detects a voltage output from the impedance conversion circuit by inputting the calibration waveform signal; and a detection by the output voltage detection circuit And a gain adjustment circuit for adjusting the gain of the impedance conversion circuit in accordance with a difference between the measured voltage and the target voltage.

上記「コンデンサ構造部」は、背面電極板における振動膜側の表面にエレクトレット層が形成されてなるバックエレクトレット型のコンデンサ構造部であってもよいし、振動膜にエレクトレット層が形成されてなるホイルエレクトレット型のコンデンサ構造部であってもよい。   The “capacitor structure” may be a back electret type capacitor structure formed by forming an electret layer on the surface of the back electrode plate on the vibration film side, or a foil formed by forming an electret layer on the vibration film. It may be an electret type capacitor structure.

上記「エレクトレットコンデンサマイクロホン」におけるコンデンサ構造部およびICチップ以外の部分の具体的な構成は特に限定されるものではない。   The specific configuration of the “electret condenser microphone” other than the capacitor structure and the IC chip is not particularly limited.

上記構成に示すように、本願第1の発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、そのコンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するためのインピーダンス変換素子が、ICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれた構成となっているが、このICチップは、コンデンサ構造部の電位差の基準値を予め記憶している基準値記憶回路と、コンデンサ構造部の電位差を検出する電位差検出回路と、この電位差検出回路により検出された電位差と上記基準値との差に応じて、インピーダンス変換回路のゲイン調整を行うゲイン調整回路とを備えているので、次のような作用効果を得ることができる。   As shown in the above configuration, in the electret condenser microphone according to the first invention of the present application, the impedance conversion element for converting the capacitance of the capacitor structure portion into electrical impedance is incorporated in the IC chip as an impedance conversion circuit. The IC chip includes a reference value storage circuit that stores a reference value of a potential difference of the capacitor structure portion in advance, a potential difference detection circuit that detects a potential difference of the capacitor structure portion, and the potential difference detection circuit. Since the gain adjustment circuit for adjusting the gain of the impedance conversion circuit according to the difference between the potential difference detected by the above and the reference value is provided, the following operational effects can be obtained.

すなわち、このエレクトレットコンデンサマイクロホンに対してリフロー処理が行われると、このリフロー処理の際に加えられる200℃以上の熱によりエレクトレット層の電荷がある程度抜けてしまい、そのコンデンサ構造部の電位差が所期の値よりも小さくなってしまうが、そのICチップにおいては、電位差検出回路により検出されたコンデンサ構造部の電位差と基準値記憶回路に記憶された基準値との差に応じて、ゲイン調整回路によりインピーダンス変換回路のゲイン調整が行われるので、コンデンサ構造部の静電容量の変化をインピーダンス変換回路において精度良く電気インピーダンス変換することができ、これによりエレクトレットコンデンサマイクロホンに感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。   That is, when the reflow process is performed on the electret condenser microphone, the electric charge of the electret layer is released to some extent due to the heat of 200 ° C. or more applied during the reflow process, and the potential difference of the capacitor structure portion is expected. In the IC chip, the impedance adjustment is performed by the gain adjustment circuit according to the difference between the potential difference of the capacitor structure detected by the potential difference detection circuit and the reference value stored in the reference value storage circuit. Since the gain of the conversion circuit is adjusted, the impedance change of the capacitance of the capacitor structure can be accurately converted in the impedance conversion circuit, which may cause a decrease in sensitivity of the electret condenser microphone. Can be prevented.

また、上記構成に示すように、本願第2の発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、そのコンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するためのインピーダンス変換素子が、ICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれた構成となっているが、このICチップは、コンデンサ構造部に所定のタイミングで校正用波形信号を入力する校正波形入力回路と、この校正用波形信号がコンデンサ構造部に入力されたときにインピーダンス変換回路からの出力されるべき目標電圧を予め記憶している目標電圧記憶回路と、上記校正用波形信号の入力によりインピーダンス変換回路から出力される電圧を検出する出力電圧検出回路と、この出力電圧検出回路により検出された電圧と上記目標電圧との差に応じて、インピーダンス変換回路のゲイン調整を行うゲイン調整回路とを備えているので、次のような作用効果を得ることができる。   In addition, as shown in the above configuration, the electret condenser microphone according to the second invention of the present application has an impedance conversion element for converting the capacitance of the capacitor structure portion into an electrical impedance, and the IC chip as an impedance conversion circuit. Although this IC chip has a built-in configuration, this IC chip has a calibration waveform input circuit that inputs a calibration waveform signal to the capacitor structure portion at a predetermined timing, and when this calibration waveform signal is input to the capacitor structure portion. A target voltage storage circuit that stores in advance a target voltage to be output from the impedance conversion circuit, an output voltage detection circuit that detects a voltage output from the impedance conversion circuit by inputting the calibration waveform signal, and Depending on the difference between the voltage detected by the output voltage detection circuit and the target voltage, Since a gain adjustment circuit for adjusting the gain of the impedance converter, it is possible to obtain the following effects.

すなわち、このエレクトレットコンデンサマイクロホンに対してリフロー処理が行われると、このリフロー処理の際に加えられる200℃以上の熱によりエレクトレット層の電荷がある程度抜けてしまい、そのコンデンサ構造部の電位差が所期の値よりも小さくなってしまうが、そのICチップにおいては、校正波形入力回路からコンデンサ構造部に校正用波形信号が入力されると、この校正用波形信号によりインピーダンス変換回路からの出力される電圧と目標電圧記憶回路に予め記憶されている目標電圧との差に応じて、ゲイン調整回路によりインピーダンス変換回路のゲイン調整が行われるので、コンデンサ構造部の静電容量の変化をインピーダンス変換回路において精度良く電気インピーダンス変換することができ、これによりエレクトレットコンデンサマイクロホンに感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。   That is, when the reflow process is performed on the electret condenser microphone, the electric charge of the electret layer is released to some extent due to the heat of 200 ° C. or more applied during the reflow process, and the potential difference of the capacitor structure portion is expected. In the IC chip, when the calibration waveform signal is input from the calibration waveform input circuit to the capacitor structure portion, the voltage output from the impedance conversion circuit by the calibration waveform signal Since the gain adjustment circuit adjusts the gain of the impedance conversion circuit according to the difference from the target voltage stored in advance in the target voltage storage circuit, the impedance conversion circuit accurately changes the capacitance of the capacitor structure. The electrical impedance can be converted. From desensitization to preparative let condenser microphone occurs can be prevented.

このように本願発明によれば、ICチップを備えたコンデンサマイクロホンをエレクトレットコンデンサマイクロホンとして構成した場合においても、リフロー処理の際に加えられる熱によって感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。そして、このようにエレクトレットコンデンサマイクロホンとして構成することにより、コンデンサ構造部に所定の電位差を常に印加しておく必要をなくすことができる。   Thus, according to the present invention, even when a condenser microphone including an IC chip is configured as an electret condenser microphone, it is possible to prevent a reduction in sensitivity from occurring due to heat applied during the reflow process. it can. By configuring as an electret condenser microphone in this way, it is possible to eliminate the need to always apply a predetermined potential difference to the capacitor structure.

しかも、本願発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、そのICチップにおいてインピーダンス変換回路のゲイン調整が行われるようになっているので、リフロー処理の際に加えられる熱に起因する感度低下だけでなく、製造時における振動膜のスティフネスのバラツキや使用開始後の経時変化等に起因する感度低下についても、その発生を未然に防止することができる。   Moreover, since the electret condenser microphone according to the present invention is designed so that the gain of the impedance conversion circuit is adjusted in the IC chip, not only is the sensitivity lowered due to the heat applied during the reflow process, but also at the time of manufacture. Occurrence of a decrease in sensitivity due to variations in stiffness of the vibration film and changes with time after the start of use can be prevented.

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本願発明の第1実施形態について説明する。   First, a first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10を上向きに配置した状態で示す側断面図であり、図2は、図1のII方向矢視図である。   FIG. 1 is a side sectional view showing the electret condenser microphone 10 according to the present embodiment arranged in an upward direction, and FIG. 2 is a view taken in the direction of the arrow II in FIG.

これらの図に示すように、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10は、平面視において3×4mm程度の長方形の外形形状を有する小型のマイクロホンであって、コンデンサ構造部12と、ICチップ14と、コンタクトスプリング16と、ベース基板18と、サイド基板20と、カバー基板22とからなっている。そして、このエレクトレットコンデンサマイクロホン10は、そのベース基板18の下面において、図示しない外部基板に表面実装されるようになっている。   As shown in these drawings, the electret condenser microphone 10 according to the present embodiment is a small microphone having a rectangular outer shape of about 3 × 4 mm in plan view, and includes a capacitor structure portion 12, an IC chip 14, and the like. , The contact spring 16, the base substrate 18, the side substrate 20, and the cover substrate 22. The electret condenser microphone 10 is surface-mounted on an external substrate (not shown) on the lower surface of the base substrate 18.

コンデンサ構造部12は、振動膜サブアッセンブリ32と背面電極板34とからなっている。   The capacitor structure 12 includes a diaphragm subassembly 32 and a back electrode plate 34.

振動膜サブアッセンブリ32は、矩形環状に形成された金属製の支持リング32Bの上面に振動膜32Aが張設固定されてなり、その振動膜32Aは、上面に金属蒸着膜が形成された高分子フィルムで構成されている。   The vibrating membrane subassembly 32 has a vibrating membrane 32A stretched and fixed on the upper surface of a metal support ring 32B formed in a rectangular ring shape, and the vibrating membrane 32A is a polymer having a metal vapor deposition film formed on the upper surface. Consists of film.

背面電極板34は、金属製の電極板本体34Aと、この電極板本体34Aの上面に熱融着されたエレクトレット層34Bとからなり、そのエレクトレット層34Bには分極処理により所定の表面電位が付与されている。この背面電極板34の外径は、支持リング32Bの内径よりもやや大きい値に設定されている。   The back electrode plate 34 includes a metal electrode plate main body 34A and an electret layer 34B heat-sealed to the upper surface of the electrode plate main body 34A, and the electret layer 34B is given a predetermined surface potential by polarization treatment. Has been. The outer diameter of the back electrode plate 34 is set to a value slightly larger than the inner diameter of the support ring 32B.

そして、このコンデンサ構造部12においては、振動膜サブアッセンブリ32の振動膜32Aと背面電極板34のエレクトレット層34Bとが、振動膜サブアッセンブリ32の支持リング32Bを介して所定の微小間隔をおいて対向しており、これにより振動膜32Aとエレクトレット層34Bとの間に所定の電位差を生じさせるようになっている。   In this capacitor structure portion 12, the diaphragm 32A of the diaphragm subassembly 32 and the electret layer 34B of the back electrode plate 34 are spaced at a predetermined minute distance via the support ring 32B of the diaphragm subassembly 32. Thus, a predetermined potential difference is generated between the vibrating membrane 32A and the electret layer 34B.

ベース基板18は、絶縁基板18Aと、この絶縁基板18Aの下面の形成された導電層18B1、18B2、18B3と、これら各導電層18B1、18B2、18B3を四隅に露出させるようにして絶縁基板18Aの下面を十字状に覆う絶縁層18Cと、絶縁基板18Aの上面に形成された導電層18D1、18D2および図示しない導電層とからなっている。そして、このベース基板18に対して、その上面の中央部にICチップ14が実装されている。   The base substrate 18 includes an insulating substrate 18A, conductive layers 18B1, 18B2, and 18B3 formed on the lower surface of the insulating substrate 18A, and the conductive layers 18B1, 18B2, and 18B3 exposed at the four corners. The insulating layer 18C covers the lower surface in a cross shape, conductive layers 18D1 and 18D2 formed on the upper surface of the insulating substrate 18A, and a conductive layer (not shown). The IC chip 14 is mounted on the base substrate 18 at the center of the upper surface.

その際、導電層18B1は電源端子を構成しており、導電層18B2は出力端子を構成しており、導電層18B3、18B4はアース端子を構成している。そして、導電層18B1は、図示しないスルーホールを介して絶縁基板18Aの上面に形成された図示しない導電層と導通しており、この導電層においてICチップ14の電源端子14aと導通している。また、導電層18B2は、図示しないスルーホールを介して絶縁基板18Aの上面に形成された図示しない導電層と導通しており、この導電層においてICチップ14の出力端子14bと導通している。さらに、導電層18B3は、図示しないスルーホールを介して絶縁基板18Aの上面に形成された図示しない導電層と導通しており、この導電層においてICチップ14のアース端子14cと導通している。   At that time, the conductive layer 18B1 constitutes a power supply terminal, the conductive layer 18B2 constitutes an output terminal, and the conductive layers 18B3 and 18B4 constitute a ground terminal. The conductive layer 18B1 is electrically connected to a conductive layer (not shown) formed on the upper surface of the insulating substrate 18A through a through hole (not shown), and is electrically connected to the power supply terminal 14a of the IC chip 14 in this conductive layer. The conductive layer 18B2 is electrically connected to a conductive layer (not shown) formed on the upper surface of the insulating substrate 18A through a through hole (not shown), and is electrically connected to the output terminal 14b of the IC chip 14 in this conductive layer. Further, the conductive layer 18B3 is electrically connected to a conductive layer (not shown) formed on the upper surface of the insulating substrate 18A through a through hole (not shown), and is electrically connected to the ground terminal 14c of the IC chip 14 in this conductive layer.

サイド基板20は、ICチップ14を囲むようにしてベース基板18に載置固定されている。   The side substrate 20 is placed and fixed on the base substrate 18 so as to surround the IC chip 14.

このサイド基板20は、背面電極板34よりもやや大きい内径を有する矩形環状に形成された絶縁基板20Aと、この絶縁基板20Aの下面および上面にそれぞれ形成された導電層20B、20Cとからなっている。その際、これら導電層20B、20Cは、図示しないスルーホールを介して互いに導通している。   The side substrate 20 includes an insulating substrate 20A formed in a rectangular ring shape having an inner diameter slightly larger than that of the back electrode plate 34, and conductive layers 20B and 20C formed on the lower surface and the upper surface of the insulating substrate 20A, respectively. Yes. At this time, the conductive layers 20B and 20C are electrically connected to each other through a through hole (not shown).

カバー基板22は、平面視においてベース基板18と同一の外形形状を有する絶縁基板22Aと、この絶縁基板22Aの下面に矩形環状に形成された導電層22Bと、絶縁基板22Aの上面に略全面にわたって形成された導電層22Cとからなり、振動膜サブアッセンブリ32を介してサイド基板20に載置固定されている。   The cover substrate 22 has an insulating substrate 22A having the same outer shape as the base substrate 18 in plan view, a conductive layer 22B formed in a rectangular ring shape on the lower surface of the insulating substrate 22A, and a substantially entire surface on the upper surface of the insulating substrate 22A. The conductive layer 22 </ b> C is formed, and is placed and fixed on the side substrate 20 via the vibration film subassembly 32.

その際、このカバー基板22においては、その導電層22B、22Cが、図示しないスルーホールを介して互いに導通しており、これにより振動膜32Aの金属蒸着膜をカバー基板22の上面に位置する導電層22Bと導通させ、この導電層22Bにおいて外部基板のアース端子と導通し得るようになっている。   At this time, in the cover substrate 22, the conductive layers 22 </ b> B and 22 </ b> C are electrically connected to each other through a through hole (not shown), whereby the metal vapor deposition film of the vibration film 32 </ b> A is located on the upper surface of the cover substrate 22. The conductive layer 22B is electrically connected to the ground terminal of the external substrate.

このカバー基板22の中心からやや外れた位置には、該カバー基板22を上下方向に貫通する音孔22aが形成されている。   A sound hole 22 a penetrating the cover substrate 22 in the vertical direction is formed at a position slightly deviated from the center of the cover substrate 22.

コンタクトスプリング16は、平面視において口字形に形成されたフレーム部の各コーナ部に、1対ずつ互いに平行に突出する突起片が形成されるとともに、そのフレーム部を2箇所において各対の突起片と共に下方へ折り曲げるように形成してなる金属製の板バネで構成されている。このコンタクトスプリング16は、そのフレーム部においてICチップ14を囲むようにして、ある程度撓んだ状態で配置されている。その際、このコンタクトスプリング16は、そのフレーム部において背面電極板34の電極板本体34Aの下面に当接するとともに、その4箇所の突起片において絶縁基板18Aの4箇所の導電層18D1に当接している。そして、このコンタクトスプリング16と導電層18D1とを介して、背面電極板34の電極板本体34AとICチップ14の入力端子14dとが導通している。   The contact spring 16 is formed with a pair of projecting pieces projecting in parallel with each other at each corner portion of the frame portion formed in a square shape in plan view, and each pair of projecting pieces at two locations on the frame portion. In addition, it is composed of a metal leaf spring formed so as to be bent downward. The contact spring 16 is disposed in a state where the contact spring 16 is bent to some extent so as to surround the IC chip 14 in the frame portion. At this time, the contact spring 16 contacts the lower surface of the electrode plate body 34A of the back electrode plate 34 at the frame portion, and contacts the four conductive layers 18D1 of the insulating substrate 18A at the four protruding pieces. Yes. The electrode plate body 34A of the back electrode plate 34 and the input terminal 14d of the IC chip 14 are electrically connected via the contact spring 16 and the conductive layer 18D1.

図3は、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10の回路構成を、該エレクトレットコンデンサマイクロホン10が接続される外部回路と共に示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the electret condenser microphone 10 according to the present embodiment, together with an external circuit to which the electret condenser microphone 10 is connected.

同図に示すように、このエレクトレットコンデンサマイクロホン10のICチップ14は、コンデンサ構造部12の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換回路42と、コンデンサ構造部12の電位差の基準値を予め記憶している基準値記憶回路44と、コンデンサ構造部12の電位差を検出する電位差検出回路46と、この電位差検出回路46により検出された電位差と上記基準値との差に応じて、インピーダンス変換回路42のゲイン調整を行うゲイン調整回路48とを備えている。   As shown in the figure, the IC chip 14 of the electret condenser microphone 10 has an impedance conversion circuit 42 for converting the capacitance of the capacitor structure 12 into an electrical impedance, and a reference value for the potential difference of the capacitor structure 12 in advance. The stored reference value storage circuit 44, the potential difference detection circuit 46 for detecting the potential difference of the capacitor structure 12, and the impedance conversion circuit according to the difference between the potential difference detected by the potential difference detection circuit 46 and the reference value And a gain adjustment circuit 48 for performing gain adjustment of 42.

次に、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10の作用効果について説明する。   Next, the effect of the electret condenser microphone 10 according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10を外部基板に表面実装する際には、このエレクトレットコンデンサマイクロホン10に対してリフロー処理が行われるが、このリフロー処理の際に加えられる200℃以上の熱により、背面電極板34のエレクトレット層34Bの電荷がある程度抜けてしまうので、コンデンサ構造部12の電位差は所期の値よりも小さくなってしまう。   When the electret condenser microphone 10 according to the present embodiment is surface-mounted on an external substrate, a reflow process is performed on the electret condenser microphone 10, but due to the heat of 200 ° C. or more applied during the reflow process, Since the electric charge of the electret layer 34B of the back electrode plate 34 is removed to some extent, the potential difference of the capacitor structure 12 becomes smaller than an expected value.

しかしながら、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10のICチップ14においては、電位差検出回路46により検出されたコンデンサ構造部12の電位差と基準値記憶回路44に予め記憶されている基準値との差に応じて、ゲイン調整回路48によりインピーダンス変換回路42のゲイン調整が行われるので、コンデンサ構造部12の静電容量の変化をインピーダンス変換回路42において精度良く電気インピーダンス変換することができ、これによりエレクトレットコンデンサマイクロホン10に感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。   However, in the IC chip 14 of the electret condenser microphone 10 according to the present embodiment, the difference between the potential difference of the capacitor structure 12 detected by the potential difference detection circuit 46 and the reference value stored in advance in the reference value storage circuit 44 is detected. Accordingly, the gain adjustment of the impedance conversion circuit 42 is performed by the gain adjustment circuit 48, so that the change in the capacitance of the capacitor structure portion 12 can be converted into an electrical impedance with high accuracy by the impedance conversion circuit 42. It is possible to prevent the sensitivity of the microphone 10 from being lowered.

しかも、このようにICチップ14においてインピーダンス変換回路42のゲイン調整が行われることにより、リフロー処理の際に加えられる熱に起因する感度低下だけでなく、製造時における振動膜32Aのスティフネスのバラツキや使用開始後の経時変化に起因する感度低下等についても、その発生を未然に防止することができる。   In addition, by adjusting the gain of the impedance conversion circuit 42 in the IC chip 14 as described above, not only the sensitivity is reduced due to heat applied during the reflow process, but also the stiffness variation of the vibration film 32A at the time of manufacture is reduced. Occurrence of a decrease in sensitivity due to a change with time after the start of use can also be prevented.

次に、本願発明の第2実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図4は、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン110を示す、図3と同様の図である。   FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 showing the electret condenser microphone 110 according to the present embodiment.

同図に示すように、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン110は、その基本的な構成は、上記第1実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン10と同様であるが、そのICチップ114の回路構成が上記第1実施形態の場合と異なっている。   As shown in the figure, the electret condenser microphone 110 according to the present embodiment has the same basic configuration as the electret condenser microphone 10 according to the first embodiment, but the circuit configuration of the IC chip 114 is the same. This is different from the case of the first embodiment.

すなわち、本実施形態のICチップ114は、コンデンサ構造部12の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換回路42と、コンデンサ構造部12に所定のタイミングで校正用波形信号を入力する校正波形入力回路52と、この校正用波形信号52がコンデンサ構造部12に入力されたときにインピーダンス変換回路42からの出力されるべき目標電圧を予め記憶している目標電圧記憶回路54と、上記校正用波形信号の入力によりインピーダンス変換回路42から出力される電圧を検出する出力電圧検出回路56と、この出力電圧検出回路56により検出された電圧と上記目標電圧との差に応じて、インピーダンス変換回路42のゲイン調整を行うゲイン調整回路48とを備えている。   That is, the IC chip 114 of this embodiment includes an impedance conversion circuit 42 that converts the capacitance of the capacitor structure 12 into an electrical impedance, and a calibration waveform that inputs a calibration waveform signal to the capacitor structure 12 at a predetermined timing. An input circuit 52, a target voltage storage circuit 54 that stores in advance a target voltage to be output from the impedance conversion circuit 42 when the calibration waveform signal 52 is input to the capacitor structure 12, and the calibration An output voltage detection circuit 56 that detects a voltage output from the impedance conversion circuit 42 in response to the input of the waveform signal, and an impedance conversion circuit 42 according to the difference between the voltage detected by the output voltage detection circuit 56 and the target voltage. And a gain adjustment circuit 48 for performing the gain adjustment.

その際、校正波形入力回路52からコンデンサ構造部12に対して校正用波形信号が入力されるタイミングは、例えばエレクトレットコンデンサマイクロホン10への給電開始直後等のタイミングに設定することが可能である。   At that time, the timing at which the calibration waveform signal is input from the calibration waveform input circuit 52 to the capacitor structure unit 12 can be set to a timing immediately after the start of power supply to the electret condenser microphone 10, for example.

本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン110のICチップ114においては、校正波形入力回路52からコンデンサ構造部12に校正用波形信号が入力されると、この校正用波形信号によりインピーダンス変換回路42からの出力される電圧と目標電圧記憶回路54に記憶された目標電圧との差に応じて、ゲイン調整回路48によりインピーダンス変換回路42のゲイン調整が行われるので、コンデンサ構造部12の静電容量の変化をインピーダンス変換回路42において精度良く電気インピーダンス変換することができ、これによりエレクトレットコンデンサマイクロホン110に感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。   In the IC chip 114 of the electret condenser microphone 110 according to the present embodiment, when a calibration waveform signal is input from the calibration waveform input circuit 52 to the capacitor structure unit 12, an output from the impedance conversion circuit 42 is generated by the calibration waveform signal. The gain adjustment circuit 48 adjusts the gain of the impedance conversion circuit 42 in accordance with the difference between the voltage to be stored and the target voltage stored in the target voltage storage circuit 54. The impedance conversion circuit 42 can perform electrical impedance conversion with high accuracy, thereby preventing a decrease in sensitivity of the electret condenser microphone 110.

しかも、このようにICチップ114においてインピーダンス変換回路42のゲイン調整が行われることにより、リフロー処理の際に加えられる熱に起因する感度低下だけでなく、製造時における振動膜32Aのスティフネスのバラツキや使用開始後の経時変化に起因する感度低下等についても、その発生を未然に防止することができる。   In addition, by adjusting the gain of the impedance conversion circuit 42 in the IC chip 114 as described above, not only the sensitivity is reduced due to heat applied during the reflow process, but also the stiffness variation of the vibration film 32A at the time of manufacture is reduced. Occurrence of a decrease in sensitivity due to a change with time after the start of use can also be prevented.

なお、上記各実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。   In addition, the numerical value shown as a specification in each said embodiment is only an example, and of course, you may set these to a different value suitably.

本願発明の第1実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンを上向きに配置した状態で示す側断面図Sectional side view which shows the state which has arrange | positioned the electret condenser microphone which concerns on 1st Embodiment of this invention upwards 図1のII方向矢視図II direction view of FIG. 上記エレクトレットコンデンサマイクロホンの回路構成を外部回路と共に示すブロック図The block diagram which shows the circuit structure of the said electret condenser microphone with an external circuit 本願発明の第2実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンを示す、図3と同様の図The figure similar to FIG. 3 which shows the electret condenser microphone which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、110 エレクトレットコンデンサマイクロホン
12 コンデンサ構造部
14、114 ICチップ
14a 電源端子
14b 出力端子
14c アース端子
14d 入力端子
16 コンタクトスプリング
18 ベース基板
18A、20A、22A 絶縁基板
18B1、18B2、18B3、18D1、18D2、20B、20C、22B、22C 導電層
18C 絶縁層
20 サイド基板
22 カバー基板
22a 音孔
32 振動膜サブアッセンブリ
32A 振動膜
32B 支持リング
34 背面電極板
34A 電極板本体
34B エレクトレット層
42 インピーダンス変換回路
44 基準値記憶回路
46 電位差検出回路
48 ゲイン調整回路
52 校正波形入力回路
54 目標電圧記憶回路
56 出力電圧検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 110 Electret condenser microphone 12 Capacitor structure part 14, 114 IC chip 14a Power supply terminal 14b Output terminal 14c Ground terminal 14d Input terminal 16 Contact spring 18 Base board 18A, 20A, 22A Insulation board 18B1, 18B2, 18B3, 18D1, 18D2, 20B, 20C, 22B, 22C Conductive layer 18C Insulating layer 20 Side substrate 22 Cover substrate 22a Sound hole 32 Vibration membrane subassembly 32A Vibration membrane 32B Support ring 34 Back electrode plate 34A Electrode plate body 34B Electret layer 42 Impedance conversion circuit 44 Reference value Memory circuit 46 Potential difference detection circuit 48 Gain adjustment circuit 52 Calibration waveform input circuit 54 Target voltage storage circuit 56 Output voltage detection circuit

Claims (2)

振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ構造部と、このコンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子と、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
上記インピーダンス変換素子が、ICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれており、
上記ICチップが、上記コンデンサ構造部の電位差の基準値を予め記憶している基準値記憶回路と、上記コンデンサ構造部の電位差を検出する電位差検出回路と、この電位差検出回路により検出された電位差と上記基準値との差に応じて、上記インピーダンス変換回路のゲイン調整を行うゲイン調整回路とを備えている、ことを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
In an electret condenser microphone comprising: a capacitor structure portion in which a vibration film and a back electrode plate are arranged to face each other; and an impedance conversion element that converts the capacitance of the capacitor structure portion into an electric impedance.
The impedance conversion element is incorporated in the IC chip as an impedance conversion circuit,
The IC chip stores in advance a reference value storage circuit that stores a reference value of a potential difference of the capacitor structure, a potential difference detection circuit that detects a potential difference of the capacitor structure, and a potential difference detected by the potential difference detection circuit. An electret condenser microphone comprising: a gain adjustment circuit that adjusts the gain of the impedance conversion circuit according to a difference from the reference value.
振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ構造部と、このコンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子と、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
上記インピーダンス変換素子が、ICチップにインピーダンス変換回路として組み込まれており、
上記ICチップが、上記コンデンサ構造部に所定のタイミングで校正用波形信号を入力する校正波形入力回路と、この校正用波形信号が上記コンデンサ構造部に入力されたときに上記インピーダンス変換回路からの出力されるべき目標電圧を予め記憶している目標電圧記憶回路と、上記校正用波形信号の入力により上記インピーダンス変換回路から出力される電圧を検出する出力電圧検出回路と、この出力電圧検出回路により検出された電圧と上記目標電圧との差に応じて、上記インピーダンス変換回路のゲイン調整を行うゲイン調整回路とを備えている、ことを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
In an electret condenser microphone comprising: a capacitor structure portion in which a vibration film and a back electrode plate are arranged to face each other; and an impedance conversion element that converts the capacitance of the capacitor structure portion into an electric impedance.
The impedance conversion element is incorporated in the IC chip as an impedance conversion circuit,
A calibration waveform input circuit in which the IC chip inputs a calibration waveform signal to the capacitor structure section at a predetermined timing, and an output from the impedance conversion circuit when the calibration waveform signal is input to the capacitor structure section. A target voltage storage circuit that stores a target voltage to be performed in advance; an output voltage detection circuit that detects a voltage output from the impedance conversion circuit by inputting the calibration waveform signal; and a detection by the output voltage detection circuit An electret condenser microphone comprising: a gain adjustment circuit that adjusts a gain of the impedance conversion circuit according to a difference between the measured voltage and the target voltage.
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