JP2008035347A - Condenser microphone - Google Patents

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Kentaro Yonehara
賢太郎 米原
Takao Imahori
能男 今堀
Norihiro Sawamoto
則弘 澤本
Motoaki Ito
元陽 伊藤
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Star Micronics Co Ltd
スター精密株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a condenser microphone capable of reducing thermal damage applied to members contained in a housing even when a high temperature at a reflow time is applied to the housing. <P>SOLUTION: A condenser section comprising a diaphragm 30 and a back plate 31 oppositely arranged, a field effect transistor 26 for applying a change in a static capacitance of the condenser section into electric impedance are contained in the housing 22.The housing 22 comprises a circuit board 23,a housing base frame 24 joined with the circuit board 23 and surrounding the field effect transistor 26, and a top board 25 integrally connected to the housing base frame 24. The housing base frame 24 is composed of a resin-made multilayer board formed of a metallic layer 24d consisting of three copper foil layers. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ等の機器に用いられる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 a condenser microphone used in devices such as a mobile phone, a video camera, and a personal computer.
従来、この種のコンデンサマイクロホンとしては、例えば、特許文献1に開示されるような構成のものが提案されている。この従来構成のコンデンサマイクロホンは、電装部品を実装した回路基板、下部側のスペーサ、背面電極を有するバックプレート、上部側のスペーサ、下面に振動膜を張架した振動膜支持枠を下から順に積層固定することによって構成されている。前記特許文献1のコンデンサマイクロホンを含むこの種のコンデンサマイクロホンは、各構成部材を前記のように積層組立された後、リフロー炉に通されて加熱され、その熱により該コンデンサマイクが、機器に取着される基板上にリフロー半田付けされようになっている。
特開2002−345092号公報
Conventionally, as this type of condenser microphone, for example, one having a configuration as disclosed in Patent Document 1 has been proposed. This conventional condenser microphone has a circuit board on which electrical components are mounted, a spacer on the lower side, a back plate with a back electrode, a spacer on the upper side, and a diaphragm support frame with a diaphragm on the bottom. It is configured by fixing. In this type of condenser microphone including the condenser microphone disclosed in Patent Document 1, each component member is laminated and assembled as described above, and then passed through a reflow furnace to be heated. It is intended to be reflow soldered on the substrate to be attached.
JP 2002-345092 A
前述のようにリフロー時にコンデンサマイクロホンは加熱されるため、従来から、前述した特許文献1をはじめとする従来構成のコンデンサマイクロホンにおいては、リフロー時のコンデンサーマイク内部の部品の熱ダメージを軽減させるために耐熱性の高い材料を選定する等の対策をとっている。しかし、従来は、コンデンサマイクロホン内部への熱伝導を抑制するための具体的な対策はとられていないため、リフロー時の熱がコンデンサマイクロホン内部に熱が伝わる問題があった。   Since the condenser microphone is heated at the time of reflow as described above, conventionally, in the conventional condenser microphone including the above-mentioned Patent Document 1, in order to reduce the thermal damage of the components inside the condenser microphone at the time of reflow. Measures such as selecting materials with high heat resistance are taken. Conventionally, however, no specific measures have been taken to suppress heat conduction into the condenser microphone, and there has been a problem in that heat during reflow is transferred to the inside of the condenser microphone.
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、リフロー時等のように高温が筐体に印加されても、筐体内に収納されている部材の熱ダメージを軽減することができるコンデンサマイクロホンを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a condenser microphone that can reduce thermal damage to members housed in a housing even when a high temperature is applied to the housing, such as during reflow.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は筐体内に、振動膜と極板とが対向配置されてなるコンデンサ部と、このコンデンサ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、これらコンデンサ部及びインピーダンス変換素子が収容され、前記筐体が、前記インピーダンス変換素子が装着された回路基板と、前記回路基板に接合されるとともに前記インピーダンス変換素子を囲む枠体と、前記枠体に一体に連結されたトップカバーとからなるコンデンサマイクロホンにおいて、前記枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板により構成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホンを要旨とするものである。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a capacitor portion in which a diaphragm and an electrode plate are opposed to each other in a housing, and an electric impedance conversion of a change in capacitance of the capacitor portion. An impedance conversion element, a capacitor unit and the impedance conversion element are accommodated, and the casing is connected to the circuit board on which the impedance conversion element is mounted, and the frame body is joined to the circuit board and surrounds the impedance conversion element And a top cover integrally connected to the frame, wherein the frame is formed of a resin multilayer substrate having at least three metal layers. It is what.
請求項1の発明によれば、筐体を構成する枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板を使用しているため、筐体の熱容量が増加し、筐体内の温度上昇が軽減される。   According to the invention of claim 1, since the frame constituting the casing uses a resin multilayer substrate having at least three metal layers, the heat capacity of the casing is increased and the temperature inside the casing is increased. It is reduced.
請求項2の発明は、請求項1において、前記金属層は銅箔からなることを特徴とする。請求項2の発明によれば、金属層が銅箔にされている枠体を備える筐体において、請求項1の作用を実現できる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the metal layer is made of a copper foil. According to the invention of claim 2, the operation of claim 1 can be realized in a housing including a frame body in which the metal layer is made of copper foil.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2において、前記樹脂製多層基板は、両面及び内部にそれぞれ金属層を有するとともに該内部に配置された金属層が接地されていることを特徴とする。請求項3の発明によれば、枠体内部に配置された金属層が接地されていることにより、電磁シールドの効果があり、ノイズが軽減される。   The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1 or claim 2, the resin multilayer substrate has metal layers on both sides and inside, respectively, and the metal layers arranged inside are grounded. To do. According to the invention of claim 3, since the metal layer disposed inside the frame is grounded, there is an effect of electromagnetic shielding, and noise is reduced.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項において、前記極板が、前記枠体から離間されていることを特徴とする。請求項4の発明によれば、枠体から極板が離間されていることにより、極板に熱的な影響により電気的特性に悪影響が及ぼすことがない。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the electrode plate is separated from the frame. According to the invention of claim 4, since the electrode plate is separated from the frame body, the electric characteristics are not adversely affected by the thermal effect on the electrode plate.
請求項5の発明は、半導体プロセス技術により製造されたマイクロホン振動部を備えたダイを実装した回路基板と、前記回路基板に接合されるとともに前記ダイを囲む枠体と、前記枠体に一体に連結されたトップカバーとにより、前記マイクロホン振動部を収納した筐体を備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板により構成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホンを要旨とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a circuit board on which a die having a microphone vibration part manufactured by a semiconductor process technology is mounted, a frame body joined to the circuit board and surrounding the die, and integrated with the frame body In a condenser microphone including a housing that houses the microphone vibrating portion by a connected top cover, the frame body is formed of a resin multilayer substrate having at least three metal layers. The subject is a condenser microphone.
請求項5の発明によれば、筐体を構成する枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板を使用しているため、筐体の熱容量が増加し、筐体内の温度上昇が軽減される。   According to the invention of claim 5, since the frame constituting the casing uses a resin multilayer substrate having at least three metal layers, the heat capacity of the casing is increased and the temperature inside the casing is increased. It is reduced.
以上のように、この発明によれば、筐体を構成する枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板を使用しているため、筐体の熱容量が増加し、筐体内の温度上昇が軽減される。この結果、リフロー時等のように、高熱が筐体に印加された場合でも、筐体内に収納されている部材の熱ダメージを軽減することができる。   As described above, according to the present invention, since the frame constituting the casing uses the resin multilayer substrate having at least three metal layers, the heat capacity of the casing is increased and the temperature inside the casing is increased. The rise is reduced. As a result, even when high heat is applied to the housing, such as during reflow, thermal damage to members housed in the housing can be reduced.
(実施形態)
以下に、この発明の実施形態を、図1及び図2を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、この実施形態のコンデンサマイクロホン21の筐体22は、平板状の回路基板23と、枠体としての四角枠状の筐体基枠24と、トップカバーとしての平板状のトップ基板25とを積層して、接着剤により一体に固定した構造となっている。前記回路基板23,筐体基枠24及びトップ基板25はエポキシ樹脂等の樹脂製の電気絶縁体により構成されている。本実施形態では、ガラス布基材エポキシ樹脂にて構成されているが、エポキシ樹脂に限定されるものではない。回路基板23の上面には銅箔よりなる導電パターン23a,23cが形成されている。導電パターン23cは、アース用の導電パターンであって、筐体22の枠形状に相対するように枠状に設けられている。導電パターン23aは、部品接続のための導電パターンであって、電源入力用や値信号取り出し用となっている。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIGS. 1 and 2, the housing 22 of the condenser microphone 21 of this embodiment includes a flat circuit board 23, a square frame-like housing base frame 24 as a frame, and a top cover. A flat top substrate 25 is laminated and fixed integrally with an adhesive. The circuit board 23, the casing base frame 24, and the top board 25 are made of an electrical insulator made of resin such as epoxy resin. In this embodiment, although it is comprised with the glass cloth base material epoxy resin, it is not limited to an epoxy resin. Conductive patterns 23 a and 23 c made of copper foil are formed on the upper surface of the circuit board 23. The conductive pattern 23 c is a grounding conductive pattern, and is provided in a frame shape so as to face the frame shape of the housing 22. The conductive pattern 23a is a conductive pattern for connecting components, and is used for power supply input and value signal extraction.
又、回路基板23の下面には銅箔よりなる複数の導電パターン23b(図1には、1つの導電パターン23bのみ図示されている。)が形成されている。
そして、回路基板23には、図示しない複数のスルーホールが設けられるとともに、該スルーホールに導電パターンが形成されている。そして、該複数のスルーホールのうち、いくつかのスルーホールの導電パターンを介して、前記導電パターン23cは、回路基板23下面のアース端子(図示しない)に接続される導電パターン23bに対して接続される。又、該複数のうち、残りのいくつかのスルーホールの導電パターンを介して、導電パターン23aは回路基板23下面に設けられた信号出力端子(図示しない)や電源入力端子(図示しない)に接続される導電パターン23bに対して接続されている。
A plurality of conductive patterns 23b (only one conductive pattern 23b is shown in FIG. 1) made of copper foil is formed on the lower surface of the circuit board 23.
The circuit board 23 is provided with a plurality of through holes (not shown), and a conductive pattern is formed in the through holes. The conductive pattern 23c is connected to a conductive pattern 23b connected to a ground terminal (not shown) on the lower surface of the circuit board 23 through the conductive patterns of some through holes among the plurality of through holes. Is done. In addition, the conductive pattern 23a is connected to a signal output terminal (not shown) or a power input terminal (not shown) provided on the lower surface of the circuit board 23 through the conductive patterns of the remaining through holes among the plurality. Connected to the conductive pattern 23b.
又、回路基板23上には、筐体22内に設けられたインピーダンス変換回路を構成する電界効果トランジスタ26やキャパシタンス27等の電装部品が実装されている。電界効果トランジスタ26はインピーダンス変換素子に相当する。   On the circuit board 23, electrical components such as a field effect transistor 26 and a capacitance 27 constituting an impedance conversion circuit provided in the housing 22 are mounted. The field effect transistor 26 corresponds to an impedance conversion element.
前記筐体基枠24の上下両面及び外側面には銅箔よりなる連続した金属層としての導電パターン24a,24b,24cが形成されている。下面側の導電パターン24bは図1に示すように回路基板23上の前記導電パターン23cを介して回路基板23下面のアース端子(図示しない)に接続される導電パターン23bに対して接続されている。そして、回路基板23上の前記電界効果トランジスタ26やキャパシタンス27等の電装部品が、この筐体基枠24内に収容配置されている。   Conductive patterns 24a, 24b, and 24c as continuous metal layers made of copper foil are formed on the upper and lower surfaces and the outer surface of the casing base frame 24. The conductive pattern 24b on the lower surface side is connected to the conductive pattern 23b connected to the ground terminal (not shown) on the lower surface of the circuit board 23 through the conductive pattern 23c on the circuit board 23 as shown in FIG. . Electrical components such as the field effect transistor 26 and the capacitance 27 on the circuit board 23 are accommodated in the housing base frame 24.
図1に示すように筐体基枠24の内部には銅箔よりなる金属層24dが埋設されている。すなわち、筐体基枠24は、本実施形態では、三層の金属層を有する樹脂製多層基板にて構成されている。筐体基枠24には複数のスルーホール24eが形成され、それらのスルーホール24eの内周面には前記導電パターン24a,24bとそれぞれ連続する導電パターン24fが設けられている。また、スルーホール24e内には導電材24gがそれぞれ充填され、この導電材24gと前記導電パターン24a,24bとにより導電部が形成されている。   As shown in FIG. 1, a metal layer 24 d made of copper foil is embedded in the housing base frame 24. That is, in this embodiment, the housing base frame 24 is configured by a resin multilayer substrate having three metal layers. A plurality of through holes 24e are formed in the housing base frame 24, and conductive patterns 24f continuous with the conductive patterns 24a and 24b are provided on the inner peripheral surfaces of the through holes 24e. The through hole 24e is filled with a conductive material 24g, and a conductive portion is formed by the conductive material 24g and the conductive patterns 24a and 24b.
そして、金属層24dは、スルーホール24eの導電パターン24fと導電材24gを含む導電部24h、及び導電パターン24bを介して、回路基板23上の導電パターン23cに電気接続されている。   The metal layer 24d is electrically connected to the conductive pattern 23c on the circuit board 23 through the conductive pattern 24f including the conductive pattern 24f of the through hole 24e and the conductive material 24g, and the conductive pattern 24b.
前記トップ基板25の上下両面及び外側面には銅箔等よりなる導電パターン25a,25bが形成されている。トップ基板25には、外部から音を取り込むための音孔28が形成されている。   Conductive patterns 25a and 25b made of copper foil or the like are formed on the upper and lower surfaces and the outer surface of the top substrate 25. The top substrate 25 is formed with a sound hole 28 for taking in sound from the outside.
図1及び図2に示すように、前記筐体基枠24とトップ基板25との間には、金属板からなる環状のスペーサ29が挟持固定されている。本実施形態では、スペーサ29はステンレス鋼板により構成されている。スペーサ29の上面にはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)フィルム等の絶縁性を有する合成樹脂薄膜よりなる振動膜30が接着により張設されており、その振動膜30の下面には金蒸着よりなる導電層30aが形成されている。筐体基枠24内において、振動膜30の下面にはスペーサ29を介在させて極板としてのバックプレート31が対向配置されている。このバックプレート31は、ステンレス鋼板からなるバックプレート本体31aの上面にFEP等のフィルム31bが貼着されて構成されている。そのフィルム31bにはコロナ放電等による分極処理が施されており、この分極処理によりフィルム31bはエレクトレット層を構成している。本実施形態では、前記バックプレート31は背極を構成しており、この実施形態のコンデンサマイクはバックエレクトレットタイプで構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, an annular spacer 29 made of a metal plate is sandwiched and fixed between the housing base frame 24 and the top substrate 25. In the present embodiment, the spacer 29 is made of a stainless steel plate. A vibration film 30 made of an insulating synthetic resin thin film such as a PTFE (polytetrafluoroethylene) film is stretched on the upper surface of the spacer 29 by adhesion, and a conductive film made of gold vapor deposition is formed on the lower surface of the vibration film 30. Layer 30a is formed. In the housing base frame 24, a back plate 31 as an electrode plate is disposed opposite to the lower surface of the vibration film 30 with a spacer 29 interposed therebetween. The back plate 31 is configured by attaching a film 31b such as FEP to the upper surface of a back plate body 31a made of a stainless steel plate. The film 31b is subjected to polarization treatment by corona discharge or the like, and the film 31b constitutes an electret layer by this polarization treatment. In the present embodiment, the back plate 31 constitutes a back electrode, and the condenser microphone of this embodiment is constituted by a back electret type.
さらに、前記バックプレート31は、筐体基枠24の内周形状よりも小さな外周形状となる平面形ほぼ長円状をなすように形成されていて、それらの内外周面間には隙間Pが形成されている。バックプレート31の中央部には前記振動膜30の振動による空気移動を許容するための貫通孔32が形成されている。このバックプレート31は、フィルム31bを貼着したステンレス鋼の板材をフィルム31b側から、すなわち、図2の上方側から下方側へ向かって打ち抜き刃(図示しない)により打ち抜いて形成される。   Further, the back plate 31 is formed so as to have a substantially oval shape in a planar shape having an outer peripheral shape smaller than the inner peripheral shape of the housing base frame 24, and a gap P is formed between the inner and outer peripheral surfaces thereof. Is formed. A through-hole 32 for allowing air movement due to vibration of the vibration film 30 is formed at the center of the back plate 31. The back plate 31 is formed by punching a stainless steel plate with a film 31b attached from the film 31b side, that is, from the upper side to the lower side in FIG. 2 with a punching blade (not shown).
図1〜図3に示すように、前記筐体基枠24内において、バックプレート31と回路基板23との間にはバネ材よりなる保持部材33が圧縮状態で介装され、この保持部材33の弾性力によりバックプレート31が振動膜30の反対側からスペーサ29の下面と当接する方向に加圧されている。これにより、振動膜30とバックプレート31との間に所定の間隔が保持されて、それらの間に所定の容量を確保したコンデンサ部が形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, in the housing base frame 24, a holding member 33 made of a spring material is interposed between the back plate 31 and the circuit board 23 in a compressed state. The back plate 31 is pressed from the opposite side of the vibration film 30 in a direction in contact with the lower surface of the spacer 29 by the elastic force. As a result, a predetermined interval is maintained between the vibration film 30 and the back plate 31, and a capacitor portion that secures a predetermined capacity is formed between them.
前記保持部材33は、リン青銅板の表裏両面に金メッキを施してなる板材を打ち抜き成形することにより形成され、ほぼ四角環状の枠部33aと、その枠部33aの四隅から下部両側方に向かって斜めに突出する4つの脚部33bとを備えている。従って、枠部33aの下方における脚部33b間には空間Sが形成されている。そして、この実施形態においては、図1に示すように、回路基板23上の前記電界効果トランジスタ26が前記空間S内に配置されるとともに、前記キャパシタンス27が各一対の脚部33b間に配置される。前記保持部材33の枠部33aの上面にはバックプレート31の下面に当接する4つの球面状の突部としての接触部34が突出形成されるとともに、各脚部33bの先端下面には回路基板23上の導電パターン23aの一部に接触する4つの球面状の突部としての接触部35が突出形成されている。そして、この保持部材33を介して、前記バックプレート31が回路基板23のインピーダンス変換回路に電気的に接続されている。   The holding member 33 is formed by punching and forming a plate material obtained by performing gold plating on both the front and back surfaces of a phosphor bronze plate, and has a substantially rectangular ring-shaped frame portion 33a and the four corners of the frame portion 33a toward both lower sides. And four leg portions 33b protruding obliquely. Accordingly, a space S is formed between the leg portions 33b below the frame portion 33a. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the field effect transistor 26 on the circuit board 23 is disposed in the space S, and the capacitance 27 is disposed between each pair of legs 33b. The On the upper surface of the frame portion 33a of the holding member 33, contact portions 34 as four spherical protrusions that contact the lower surface of the back plate 31 are formed so as to project, and a circuit board is formed on the lower surface of the tip of each leg portion 33b. Four contact portions 35 as four spherical protrusions that contact a part of the conductive pattern 23 a on the protrusion 23 are formed to protrude. The back plate 31 is electrically connected to the impedance conversion circuit of the circuit board 23 through the holding member 33.
図1に示すように、前記トップ基板25には複数のスルーホール36が形成され、それらのスルーホール36の内周面には前記導電パターン25a,25bと連続する導電パターン25cが設けられている。また、スルーホール36内には導電性接着剤37aが充填され、この導電性接着剤37aと前記導電パターン25cとにより導電部37が形成されている。   As shown in FIG. 1, a plurality of through holes 36 are formed in the top substrate 25, and conductive patterns 25c continuous with the conductive patterns 25a and 25b are provided on the inner peripheral surfaces of the through holes 36. . The through hole 36 is filled with a conductive adhesive 37a, and a conductive portion 37 is formed by the conductive adhesive 37a and the conductive pattern 25c.
さらに、振動膜30の端縁は、前記スペーサ29の外周から上面側(トップ基板25側)に折り返されており、導電層30aがトップ基板25の導電パターン25bに接続されている。このため、トップ基板25の導電パターン25a,25b及び導電部37から振動膜30の導電層30a,筐体基枠24上の導電パターン24a〜24cを介して回路基板23上の前記アース端子に至る導電路が形成されている。   Further, the edge of the vibration film 30 is folded back from the outer periphery of the spacer 29 to the upper surface side (top substrate 25 side), and the conductive layer 30 a is connected to the conductive pattern 25 b of the top substrate 25. Therefore, the conductive patterns 25a and 25b on the top substrate 25 and the conductive portion 37 reach the ground terminal on the circuit board 23 through the conductive layer 30a on the vibration film 30 and the conductive patterns 24a to 24c on the housing base frame 24. A conductive path is formed.
さて、このコンデンサマイクロホン21において、音源からの音波がトップ基板25の音孔28を介して振動膜30に至ると、その振動膜30は音の周波数、振幅及び波形に応じて振動される。そして、振動膜30の振動に伴って、振動膜30とバックプレート31との間隔が設定値から変化し、コンデンサのインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化が、インピーダンス変換回路により電圧信号に変換されて出力される。   In the condenser microphone 21, when the sound wave from the sound source reaches the vibration film 30 through the sound hole 28 of the top substrate 25, the vibration film 30 is vibrated according to the frequency, amplitude, and waveform of the sound. As the vibration film 30 vibrates, the distance between the vibration film 30 and the back plate 31 changes from the set value, and the impedance of the capacitor changes. This change in impedance is converted into a voltage signal by an impedance conversion circuit and output.
以上のように作動するこの実施形態のコンデンサマイクロホン21は、以下の効果を発揮する。
(1) 本実施形態では、筐体基枠24(枠体)が三層の銅箔からなる金属層24dを有する樹脂製多層基板により構成されている。
The condenser microphone 21 of this embodiment that operates as described above exhibits the following effects.
(1) In this embodiment, the housing base frame 24 (frame body) is configured by a resin multilayer substrate having a metal layer 24d made of three layers of copper foil.
従って、コンデンサマイクロホン21の各構成部材を組み立てた後、その組立体をリフロー炉に通して、リフロー半田付けにて図示しない外部基板にこのコンデンサマイクロホン21が実装される際、筐体基枠24(筐体)の熱容量が増加して大きくなっている。このため、筐体22の内部の各部材に伝達されにくくなるようにすることができ、リフロー時の熱が印加されても筐体基枠24内の温度上昇が抑制される。これによりコンデンサ部の温度上昇を抑制することができる。この結果、リフロー時のように、高熱が筐体22内に印加された場合でも、筐体22内に収納されている部材の熱ダメージを軽減することができる。   Therefore, after assembling each component of the condenser microphone 21, the assembly is passed through a reflow furnace, and when the condenser microphone 21 is mounted on an external board (not shown) by reflow soldering, the housing base frame 24 ( The heat capacity of the casing is increasing. For this reason, it can be made difficult to be transmitted to each member inside the housing 22, and even if heat at the time of reflow is applied, a temperature rise in the housing base frame 24 is suppressed. Thereby, the temperature rise of a capacitor | condenser part can be suppressed. As a result, even when high heat is applied to the housing 22 as during reflow, thermal damage to the members housed in the housing 22 can be reduced.
従って、例えば、外部基板への表面実装をリフロー処理により行うように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コンデンサ部のバックプレート31のフィルム31bに着電されていた電荷が消失または減少してしまうことを効果的に抑制できる。   Therefore, for example, even when the surface mounting to the external substrate is performed by the reflow process, the charge that has been applied to the film 31b of the back plate 31 of the capacitor unit due to the heat applied during the reflow process is lost or lost. It is possible to effectively suppress the decrease.
ちなみに、物体の熱容量は、物体の温度を1℃上げるのに要する熱量であり、物体の質量に対してその物体の比熱が乗算されることにより表される。
本実施形態の例では、金属層は銅箔であり、その比熱は0.092cal/g/k、密度は8.96グラム/立方センチメートルである。
Incidentally, the heat capacity of an object is the amount of heat required to raise the temperature of the object by 1 ° C., and is expressed by multiplying the mass of the object by the specific heat of the object.
In the example of this embodiment, the metal layer is a copper foil, the specific heat is 0.092 cal / g / k, and the density is 8.96 grams / cubic centimeter.
一方、一般的なガラス布基材エポキシ樹脂では、比熱が0.19cal/g/k、密度は1.7〜2グラム/立方センチメートルである。
ここで、ガラス布基材エポキシ樹脂の密度を2グラム/立方センチメートルとして、同じ体積を前提として、ガラス布基材エポキシ樹脂と銅箔の密度×比熱の大きさを比較する。すると、銅箔の「密度×比熱」は8.96×0.092=0.82432であり、ガラス布基材エポキシ樹脂の「密度×比熱」は2×0.19=0.38である。従って、ガラス布基材エポキシ樹脂と銅箔の体積が同一の場合は、銅箔の方が熱容量は二倍以上大きくなることが分かる。
On the other hand, a general glass cloth base epoxy resin has a specific heat of 0.19 cal / g / k and a density of 1.7 to 2 grams / cubic centimeter.
Here, assuming that the density of the glass cloth base epoxy resin is 2 g / cubic centimeter and the same volume is assumed, the density of the glass cloth base epoxy resin and the copper foil × the specific heat is compared. Then, “density × specific heat” of the copper foil is 8.96 × 0.092 = 0.82432, and “density × specific heat” of the glass cloth base epoxy resin is 2 × 0.19 = 0.38. Therefore, when the volume of the glass cloth base epoxy resin and the copper foil is the same, it is understood that the heat capacity of the copper foil is twice or more larger.
(2) 本実施形態では、筐体基枠24において、両面及び内部にそれぞれ形成された導電パターン24a,24b,及び金属層24dを有し、内部に配置された金属層24dが接地されている。この結果、筐体基枠24内部に配置された金属層24dにより、電磁シールドの効果があり、ノイズを軽減することができる。   (2) In the present embodiment, the housing base frame 24 has conductive patterns 24a and 24b and a metal layer 24d formed on both surfaces and inside, respectively, and the metal layer 24d disposed inside is grounded. . As a result, the metal layer 24d disposed inside the housing base frame 24 has an electromagnetic shielding effect and can reduce noise.
(3) 本実施形態では、バックプレート31の外周面と筐体基枠24の内周面との間に隙間Pが介在されるように、バックプレート31の外周形状を筐体基枠24の内周形状よりも小さく形成した。   (3) In the present embodiment, the outer peripheral shape of the back plate 31 is the same as that of the housing base frame 24 so that the gap P is interposed between the outer peripheral surface of the back plate 31 and the inner peripheral surface of the housing base frame 24. It was formed smaller than the inner peripheral shape.
このため、バックプレート31は筐体基枠24内における伸縮や移動が許容される。この結果、コンデンサマイクロホン21の各構成部材を組み立てた後、その組立体をリフロー炉に通して加熱し、リフロー半田付けにて図示しない外部基板上にこのコンデンサマイクロホン21を実装する際に、金属製のバックプレート31と合成樹脂製の筐体基枠24とは互いに独立して伸縮される。従って、バックプレート31と振動膜30との間隔が変動したり、バックプレート31が変形したりして、電気的特性が変わることを防止できる。このように、バックプレート31に熱ダメージにより電気的特性が変わってしまうというような悪影響が及ぼすことがない。   For this reason, the back plate 31 is allowed to expand and contract and move within the housing base frame 24. As a result, after assembling the constituent members of the condenser microphone 21, the assembly is heated through a reflow furnace, and when the condenser microphone 21 is mounted on an external board (not shown) by reflow soldering, The back plate 31 and the synthetic resin casing base frame 24 are expanded and contracted independently of each other. Accordingly, it is possible to prevent the electrical characteristics from being changed due to fluctuations in the distance between the back plate 31 and the vibration film 30 or deformation of the back plate 31. In this way, the back plate 31 is not adversely affected by the electrical characteristics being changed due to thermal damage.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図3を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一又は相当する構成については同一符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the structure which is the same as that of 1st Embodiment, or equivalent, attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits description and demonstrates a different structure.
第2実施形態のコンデンサマイクロホン21は、第1実施形態の構成中、電界効果トランジスタ26、キャパシタンス27、スペーサ29、振動膜30、バックプレート31、保持部材33が省略されている。   In the condenser microphone 21 of the second embodiment, the field effect transistor 26, the capacitance 27, the spacer 29, the vibration film 30, the back plate 31, and the holding member 33 are omitted in the configuration of the first embodiment.
そして、その代わりに、回路基板23上に、シリコン基板から半導体プロセス技術により製造されたシリコンマイクロホン素子120が設けられている。
シリコンマイクロホン素子120は、ダイ130上に、振動膜としての振動電極板100と、該振動電極板100に対して間隙を介して対抗配置された固定電極板110とが形成されている。固定電極板110と振動電極板100間には、電気的に絶縁させるための、絶縁膜115が形成されている。振動電極板100には、図示しない接続電極と電気的に接続されており、該接続電極及びワイヤW1を介して、回路基板23上の導電パターン23aに接続されている。又、固定電極板110には、図示しない接続電極と電気的に接続されており、該接続電極及びワイヤW2を介して、回路基板23上の導電パターン23aに接続されている。固定電極板110には、複数の貫通孔111が形成されている。なお、振動電極板100と固定電極板110の詳細な構成は、公知であるため、詳細説明を省略する。
Instead, a silicon microphone element 120 manufactured from a silicon substrate by a semiconductor process technique is provided on the circuit board 23.
In the silicon microphone element 120, a vibrating electrode plate 100 as a vibrating membrane and a fixed electrode plate 110 arranged to face the vibrating electrode plate 100 through a gap are formed on a die 130. An insulating film 115 is formed between the fixed electrode plate 110 and the vibrating electrode plate 100 for electrical insulation. The vibration electrode plate 100 is electrically connected to a connection electrode (not shown), and is connected to the conductive pattern 23a on the circuit board 23 through the connection electrode and the wire W1. Further, the fixed electrode plate 110 is electrically connected to a connection electrode (not shown), and is connected to the conductive pattern 23a on the circuit board 23 through the connection electrode and the wire W2. A plurality of through holes 111 are formed in the fixed electrode plate 110. Note that the detailed configurations of the vibrating electrode plate 100 and the fixed electrode plate 110 are known, and thus detailed description thereof is omitted.
振動電極板100と、固定電極板110とにより、マイクロホン振動部が構成されている。このように構成されたシリコンマイクロホン素子120は、音波に応じて、振動電極板100が振動することにより、固定電極板110と振動電極板100との間の静電容量が変化することにより、回路基板23上の図示しない、インピーダンス変換素子により、静電容量の変化が測定され、音波が電気信号に変換可能である。   The vibrating electrode plate 100 and the fixed electrode plate 110 constitute a microphone vibrating portion. The silicon microphone element 120 configured as described above is configured so that the capacitance between the fixed electrode plate 110 and the vibrating electrode plate 100 changes due to the vibration electrode plate 100 vibrating according to the sound wave. A change in capacitance is measured by an impedance conversion element (not shown) on the substrate 23, and a sound wave can be converted into an electric signal.
又、第2実施形態では、前述のように振動膜30が省略されており、トップ基板25の下面の導電パターン25bは、筐体基枠24の導電パターン24aに対して導電性接着剤により接続されている。   In the second embodiment, the vibration film 30 is omitted as described above, and the conductive pattern 25b on the lower surface of the top substrate 25 is connected to the conductive pattern 24a on the housing base frame 24 by a conductive adhesive. Has been.
上記の構成により、第2実施形態においても、筐体基枠24の壁内に金属層24dを備えて、熱容量を大きくされている。
以上のように構成されたコンデンサマイクロホン21では、第1実施形態の(1)の作用効果を奏する。
With the above configuration, also in the second embodiment, the heat capacity is increased by providing the metal layer 24d in the wall of the casing base frame 24.
The condenser microphone 21 configured as described above has the effect (1) of the first embodiment.
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
○ 前記実施形態では、筐体基枠24を3層の樹脂製多層基板にて構成したが、4層や5層以上であってもよい。この場合でも、熱容量を増加させることができる。
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the above-described embodiment, the housing base frame 24 is configured by a three-layer resin multilayer substrate, but may be four layers or five layers or more. Even in this case, the heat capacity can be increased.
○ 前記実施形態では、金属層を銅箔にて形成したが、他の金属で構成してもよいことは勿論である。
○ 前記実施形態ではバックプレート本体31aをステンレス鋼板から構成したが、真鍮板で構成したり、チタン板等により構成してもよい。
In the above embodiment, the metal layer is formed of copper foil, but it is needless to say that the metal layer may be composed of other metals.
In the above embodiment, the back plate main body 31a is made of a stainless steel plate, but may be made of a brass plate or a titanium plate.
○ スペーサ29を合成樹脂によって構成すること。
○ 前記実施形態はこの発明をバックエレクトレットタイプのコンデンサマイクロホンに具体化したが、筐体22の内側面(例えば、図1において、振動膜30の上方に位置する側面)にエレクトレット層を形成したフロントエレクトレットタイプにおいてこの発明を具体化すること。
○ The spacer 29 is made of synthetic resin.
In the above embodiment, the present invention is embodied in a back electret type condenser microphone. However, a front surface in which an electret layer is formed on the inner side surface of the housing 22 (for example, the side surface located above the vibrating membrane 30 in FIG. 1). To embody this invention in the electret type.
○ 振動膜30をエレクトレット用の高分子フィルムにより構成したホイルエレクトレットタイプのコンデンサマイクロホンにおいてこの発明を具体化すること。このように構成した場合も、前記バックプレート31にエレクトレット層は設けられない。   O To embody the present invention in a foil electret type condenser microphone in which the vibration film 30 is made of a polymer film for electrets. Even in such a configuration, the electret layer is not provided on the back plate 31.
○ 昇圧回路を有するチャージポンプ型のコンデンサマイクにおいてこの発明を具体化すること。このように構成した場合には、エレクトレット層に替えて、振動膜30及びバックプレート31に互いに対向する電極が設けられる。   ○ The present invention is embodied in a charge pump type capacitor microphone having a booster circuit. In the case of such a configuration, electrodes facing each other are provided on the vibration film 30 and the back plate 31 in place of the electret layer.
○ 前記各実施形態の、金属層は、銅以外にアルミ、銀等のように導電性を備えるものであればよい。   The metal layer of each said embodiment should just have electroconductivity like aluminum, silver, etc. besides copper.
第1実施形態のコンデンサマイクロホンを示す断面図。Sectional drawing which shows the condenser microphone of 1st Embodiment. 図1のコンデンサマイクロホンの分解斜視図。The disassembled perspective view of the condenser microphone of FIG. 第2実施形態のコンデンサマイクロホンを示す断面図。Sectional drawing which shows the condenser microphone of 2nd Embodiment.
符号の説明Explanation of symbols
21…コンデンサマイクロホン、22…筐体、23…回路基板、24…筐体基枠(枠体)、25…トップ基板(トップカバー)、26…電界効果トランジスタ(インピーダンス変換素子)、30…振動膜、31…バックプレート(極板:バックプレートと振動膜30とによりコンデンサ部が構成されている。)、31a…バックプレート本体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Condenser microphone, 22 ... Case, 23 ... Circuit board, 24 ... Case base frame (frame body), 25 ... Top substrate (top cover), 26 ... Field effect transistor (impedance conversion element), 30 ... Vibration film 31 ... Back plate (electrode plate: the capacitor part is constituted by the back plate and the vibration film 30), 31a ... Back plate main body.

Claims (5)

  1. 筐体内に、振動膜と極板とが対向配置されてなるコンデンサ部と、このコンデンサ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、これらコンデンサ部及びインピーダンス変換素子が収容され、
    前記筐体が、前記インピーダンス変換素子が装着された回路基板と、前記回路基板に接合されるとともに前記インピーダンス変換素子を囲む枠体と、前記枠体に一体に連結されたトップカバーとからなるコンデンサマイクロホンにおいて、
    前記枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板により構成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
    In the housing, a capacitor part in which the diaphragm and the electrode plate are arranged to face each other, an impedance conversion element for converting the capacitance of the capacitor part into an electrical impedance, and the capacitor part and the impedance conversion element are housed.
    A capacitor including a circuit board on which the impedance conversion element is mounted, a frame that is joined to the circuit board and surrounds the impedance conversion element, and a top cover that is integrally connected to the frame. In the microphone,
    The condenser microphone is characterized in that the frame is constituted by a resin multilayer substrate having at least three metal layers.
  2. 前記金属層は銅箔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マイクロホン。   The condenser microphone according to claim 1, wherein the metal layer is made of copper foil.
  3. 前記樹脂製多層基板は、両面及び内部にそれぞれ金属層を有するとともに該内部に配置された金属層が接地されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコンデンサマイクロホン。   3. The condenser microphone according to claim 1, wherein the resin multilayer substrate has metal layers on both sides and inside, and the metal layers disposed inside are grounded. 4.
  4. 前記極板が、前記枠体から離間されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載のコンデンサマイクロホン。   The condenser microphone according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode plate is separated from the frame.
  5. 半導体プロセス技術により製造されたマイクロホン振動部を備えたダイを実装した回路基板と、前記回路基板に接合されるとともに前記ダイを囲む枠体と、前記枠体に一体に連結されたトップカバーとにより、前記マイクロホン振動部を収納した筐体を備えたコンデンサマイクロホンにおいて、
    前記枠体が少なくとも三層の金属層を有する樹脂製多層基板により構成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
    A circuit board on which a die having a microphone vibration part manufactured by a semiconductor process technology is mounted, a frame that is bonded to the circuit board and surrounds the die, and a top cover that is integrally connected to the frame In the condenser microphone provided with a housing containing the microphone vibration part,
    The condenser microphone is characterized in that the frame is constituted by a resin multilayer substrate having at least three metal layers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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