JP2008054007A - Condenser microphone and manufacturing method thereof - Google Patents

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Kentaro Yonehara
賢太郎 米原
Takao Imahori
能男 今堀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a condenser microphone which is capable of reducing a thermal influence upon components in a box member during reflow or the like by increasing heat insulation of the box member. <P>SOLUTION: A condenser microphone includes: a condenser portion including a vibration film 30 and a back plate 31 disposed opposed in opposition to each other; a field effect transistor 26 for converting changes in electrostatic capacity of the condenser portion to electric impedances; and a box member 22 wherein the condenser portion and the field effect transistor 26 are stored. The box member 22 comprises a circuit board 23, a box member base frame 24 not only connected to the circuit board 23 but also surrounding the field effect transistor 26, and a top substrate 25 integrally coupled with the box member base frame 24. A through hole 40 being a cavity is formed in a wall of the box member 22, namely, a wall of the box member base frame. <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及びその製造方法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, and a method for manufacturing the same.

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、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構造はとられていない。このため、従来は、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. However, a specific structure for suppressing heat conduction into the condenser microphone is not taken. For this reason, conventionally, there has been a problem 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、筐体の断熱性が高まりリフロー時等の筐体内の部品の熱影響を低減できるコンデンサマイクロホン及びその製造方法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 increase the heat insulation of the casing and reduce the thermal effects of components in the casing during reflow and the like, and a manufacturing method thereof.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、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を収容する筐体とを備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、前記筐体の壁内に空洞を備えた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。請求項1の発明によれば、筐体に空洞が設けられているため、筐体の断熱性が高まり、リフロー時等において、熱が印加された際に、筐体内の部品の熱影響を低減できる効果がある。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a capacitor portion in which a diaphragm and an electrode plate are arranged to face each other, and an impedance conversion for converting a change in capacitance of the capacitor portion into an electrical impedance. A condenser microphone comprising an element and a casing that houses the capacitor section and the impedance conversion element is characterized in that the condenser microphone includes a cavity in the wall of the casing. According to the invention of claim 1, since the casing is provided with a cavity, the heat insulation of the casing is enhanced, and when heat is applied during reflow or the like, the thermal effect of the components in the casing is reduced. There is an effect that can be done.

請求項2の発明、請求項1において、前記空洞には、空気が充填されていることを特徴とする。請求項2の発明によれば、空洞に空気が充填されていることにより、空気層が筐体に形成されるため、筐体の断熱性が高まり、リフロー時の筐体内の部品の熱による悪影響を低減できる効果がある。   In the invention of claim 2 and claim 1, the cavity is filled with air. According to the invention of claim 2, since the air layer is formed in the casing by filling the cavity with air, the heat insulation of the casing is enhanced, and the adverse effect due to the heat of the components in the casing at the time of reflowing Is effective.

請求項3の発明は、請求項1において、前記空洞が真空引きされていることを特徴とする。請求項3の発明によれば、空洞が真空引きされていることにより、空洞に真空層が筐体に形成されるため、空洞が空気層を形成する場合よりもさらに断熱性が高まり、リフロー時の筐体内の部品の熱による悪影響を低減できる効果がある。   The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1, the cavity is evacuated. According to the invention of claim 3, since the vacuum layer is formed in the casing by evacuating the cavity, the heat insulation is further improved than when the cavity forms an air layer, and during reflow This has the effect of reducing the adverse effects caused by the heat of the components in the casing.

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、前記筐体は、前記インピーダンス変換素子が装着された実装基板と、一対の開口部を備え、一方の開口部周縁が前記実装基板に一体に連結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、前記枠体の他方の開口部周縁に一体に連結されたトップカバー基板とからなり、前記空洞は、前記実装基板、枠体、トップカバー基板の少なくとも一つに設けられたことを特徴とする。請求項4の発明によれば、空洞が筐体を形成する実装基板、枠体、及びトップカバー基板の少なくとも一つに設けられることにより、筐体の断熱性が高まり、リフロー時の筐体内の部品の熱による悪影響を低減できる効果がある。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the housing includes a mounting substrate on which the impedance conversion element is mounted and a pair of openings, and one opening. The frame comprises a frame that is integrally connected to the mounting substrate and surrounds the impedance conversion element, and a top cover substrate that is integrally connected to the periphery of the other opening of the frame. It is provided on at least one of the substrate, the frame, and the top cover substrate. According to the invention of claim 4, since the cavity is provided in at least one of the mounting substrate, the frame, and the top cover substrate that form the housing, the heat insulation of the housing is enhanced, and the inside of the housing during reflow is increased. This has the effect of reducing the adverse effects of component heat.

請求項5の発明は、請求項3において、前記筐体は、前記インピーダンス変換素子が装着された実装基板と、一対の開口部を備え、一方の開口部周縁が前記実装基板に一体に連結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、前記枠体の他方の開口部周縁に一体に連結されたトップカバー基板とからなり、前記空洞は、前記枠体に形成されたスルーホールを含み、該スルーホールの一対の開口端が、前記実装基板と前記トップカバー基板によりそれぞれ閉塞されていることを特徴とする。請求項5の発明によれば、スルーホール(空隙)が真空引きされているため、空隙に空気がある場合と異なり、リフローの際の加熱によってスルーホール内のガスの熱膨張が生ずることがなく、枠体と実装基板、及び枠体とトップカバー基板との剥離が生ずる虞がない。又、スルーホールが真空状態となっていることにより、真空と大気圧との圧力差によって前記枠体に接合されている実装基板及びトップカバー基板に吸着力を働かせることができ、組み付け後の実装基板・トップカバー基板の剥離予防ができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect, the housing includes a mounting substrate on which the impedance conversion element is mounted, and a pair of openings, and one opening peripheral edge is integrally connected to the mounting substrate. And the frame surrounding the impedance conversion element, and a top cover substrate integrally connected to the periphery of the other opening of the frame, the cavity includes a through-hole formed in the frame, A pair of open ends of the through holes are respectively closed by the mounting substrate and the top cover substrate. According to the invention of claim 5, since the through hole (air gap) is evacuated, unlike the case where air is present in the air gap, thermal expansion of the gas in the through hole does not occur due to heating during reflow. There is no possibility that peeling between the frame body and the mounting substrate and between the frame body and the top cover substrate will occur. In addition, since the through hole is in a vacuum state, an adsorption force can be applied to the mounting substrate and the top cover substrate that are bonded to the frame body due to the pressure difference between the vacuum and the atmospheric pressure. Prevents peeling of substrate / top cover substrate.

請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のうちいずれか1項において、前記空洞は、2層以上の金属層を有する基板にて構成されていることを特徴とする。請求項6の発明によれば、2層以上の金属層を有する基板にて筐体が構成されることにより、該筐体の強度を上げることができる効果を奏する。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the cavity is formed of a substrate having two or more metal layers. According to the sixth aspect of the present invention, when the casing is constituted by the substrate having two or more metal layers, the strength of the casing can be increased.

請求項7の発明は、請求項4乃至請求項6のいずれか1項において、前記枠体の空洞は、ハニカム構造に形成されていることを特徴とする。請求項7の発明によれば前記空洞がハニカム構造に形成されていることにより、空洞が設けられた部位の構造の強度を上げることができる。   According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the fourth to sixth aspects, the cavity of the frame is formed in a honeycomb structure. According to the seventh aspect of the invention, since the cavity is formed in a honeycomb structure, the strength of the structure of the portion where the cavity is provided can be increased.

請求項8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、前記筐体の壁内に空洞を備えた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。請求項8の発明によれば、筐体に空洞が設けられているため、筐体の断熱性が高まり、リフロー時等において、熱が印加された際に、筐体内の部品の熱影響を低減できる効果がある。   According to an eighth 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 that is bonded to the circuit board and surrounds the die, and is integrated with the frame. The subject matter of the present invention is a condenser microphone provided with a casing that houses the microphone vibrating portion by a connected top cover, wherein the condenser microphone includes a cavity in the wall of the casing. According to the invention of claim 8, since the housing is provided with a cavity, the heat insulation of the housing is enhanced, and when heat is applied during reflow or the like, the thermal effect of the components in the housing is reduced. There is an effect that can be done.

請求項9の発明は、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を収容する筐体とを備え、前記筐体が、前記インピーダンス変換素子が装着される実装基板と、一対の開口部を備え、一方の開口部周縁が前記実装基板に連結されて前記インピーダンス変換素子を囲む枠体と、前記枠体の他方の開口部周縁に連結されるトップカバー基板とからなるコンデンサマイクロホンの製造方法において、前記筐体の組立工程は、真空室内において、壁内にスルーホールを具備する枠体が縦横に配置された枠体集合シートに対して、前記実装基板が縦横に配置された実装基板集合シートと、前記トップカバーが縦横に配置されたトップカバー基板集合シートにより、前記スルーホールを真空引きにした状態となるように閉塞して積層し、その後、前記筐体を個々に分割することを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法を要旨とするものである。請求項9によれば、請求項5のコンデンサマイクロホンを容易に得ることができる。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a capacitor unit in which a diaphragm and an electrode plate are arranged to face each other, an impedance conversion element for converting an impedance of the capacitor unit into an electrical impedance, and the capacitor unit and the impedance conversion element. A housing for housing the housing, the housing having a mounting substrate on which the impedance conversion element is mounted, and a pair of openings, and a peripheral edge of one opening being connected to the mounting substrate. In the method of manufacturing a condenser microphone including a surrounding frame and a top cover substrate connected to the periphery of the other opening of the frame, the assembly process of the casing includes a through hole in the wall in the vacuum chamber. The mounting board assembly sheet in which the mounting boards are arranged vertically and horizontally with respect to the frame assembly sheet in which the frame bodies to be arranged vertically and horizontally, and the top Capacitor microphones characterized in that the through holes are closed and stacked so as to be in a vacuumed state by a top cover substrate assembly sheet in which covers are arranged vertically and horizontally, and then the casing is divided into individual pieces. The manufacturing method is the gist. According to claim 9, the condenser microphone of claim 5 can be obtained easily.

以上のように、この発明によれば、筐体に空洞が設けられているため、筐体の断熱性が高まり、リフロー時等において、熱が印加された際に、筐体内の部品の熱影響を低減できる。   As described above, according to the present invention, since the cavity is provided in the housing, the heat insulation of the housing is enhanced, and when heat is applied during reflow or the like, the thermal effect of the components in the housing is increased. Can be reduced.

以下に、この発明の実施形態を、図1〜図3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、実装基板としての平板状の回路基板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カバー基板としてのトップ基板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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the housing 22 of the condenser microphone 21 of this embodiment includes a flat circuit board 23 as a mounting board, a square frame-like housing base frame 24 as a frame, A top substrate 25 as a flat top cover substrate as a top cover 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は、上下両端に開口部を有し、そ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。筐体基枠24の外側面に設けられた導電パターン24cは、該外側面に設けられた凹部24iに導電ペーストが塗布されることにより形成されている。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。筐体基枠24の下部の開口部周縁は、回路基板23により一体に連結されている。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。   The casing base frame 24 has openings at both upper and lower ends, and 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. The conductive pattern 24c provided on the outer surface of the housing base frame 24 is formed by applying a conductive paste to the recess 24i provided on the outer surface. 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. . The peripheral edge of the opening at the bottom of the housing base frame 24 is integrally connected by the circuit board 23. 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の壁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 wall of 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.

又、筐体基枠24の壁には、前記スルーホール24eとは別に空洞としての断面円形及び断面長円形をなす複数のスルーホール40が、図2に示すように導電パターン24aを介して開口するように所定の間隔をおいて形成されている。各スルーホール40の内周面には前記導電パターン24a,24b、及び金属層24dとそれぞれ連続する導電パターン41が設けられている。スルーホール40内は真空状態とされ、その下部の開口端は回路基板23の導電パターン23cに対して導電性接着剤により接着されて閉塞され、その気密状態が保持されている。真空度合いとしては100Pa以下程度の中真空より高い真空度が望ましい。これにより望ましい断熱効果が得られるものである。   In addition to the through hole 24e, a plurality of through holes 40 having a circular cross section and an oval cross section are formed in the wall of the housing base frame 24 through the conductive pattern 24a as shown in FIG. It is formed with a predetermined interval. Conductive patterns 41 that are continuous with the conductive patterns 24 a and 24 b and the metal layer 24 d are provided on the inner peripheral surface of each through-hole 40. The inside of the through hole 40 is in a vacuum state, and the lower open end is adhered and closed with a conductive adhesive to the conductive pattern 23c of the circuit board 23, and the airtight state is maintained. The degree of vacuum is preferably higher than the medium vacuum of about 100 Pa or less. Thereby, a desirable heat insulation effect is obtained.

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、絶縁性フィルムからなる環状のスペーサ29が挟持固定されている。前記筐体基枠24のスルーホール40の上部の開口端は、スペーサ29に対して導電性接着剤により接着されて閉塞され、その気密状態が保持されている。このようにして、筐体基枠24の上部の開口部周縁はトップ基板25に対してスペーサ29、振動膜30を介して一体に連結されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, an annular spacer 29 made of an insulating film is sandwiched and fixed between the housing base frame 24 and the top substrate 25. The open end of the upper portion of the through hole 40 of the housing base frame 24 is closed and adhered to the spacer 29 with a conductive adhesive, and the airtight state is maintained. In this manner, the opening periphery of the upper portion of the casing base frame 24 is integrally connected to the top substrate 25 via the spacer 29 and the vibration film 30.

スペーサ29の上面にはPPS(ポリフェニレンサルファィド)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。振動膜30及びスペーサ29には図示しないスルーホールが設けられ、導電層30aは、該スルーホールに充填された導電ペースト、及びスペーサ29と筐体基枠24(正確にはスペーサ29と導電パターン24a)間の導電性接着剤を介して導電パターン24aと導通可能にされている。   A vibration film 30 made of an insulating synthetic resin thin film such as a PPS (polyphenylene sulfide) 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. A through hole (not shown) is provided in the vibration film 30 and the spacer 29, and the conductive layer 30a includes the conductive paste filled in the through hole, the spacer 29 and the casing base frame 24 (more precisely, the spacer 29 and the conductive pattern 24a). ) Between the conductive pattern 24a through a conductive adhesive.

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PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)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。   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 PTFE (polytetrafluoroethylene) 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、ステンレス鋼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 stamping and forming a plate material obtained by performing gold plating on both the front and back surfaces of a stainless steel plate. The holding member 33 is substantially square-shaped frame portion 33a and obliquely toward the lower side from the four corners of the frame portion 33a. And four leg portions 33b projecting from each other. 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。この導電部37は前記振動膜30の下面に導電層30aを折り返して電気接続されている。なお、スルーホール36内の導電性接着剤37aは充填されなくても導電パターン25cが形成されていればよく、又、スルーホール36内の導電パターン25cが形成されていない場合は、導電性接着剤37aを充填するのみでもよい。なお、導電パターン25cと導電性接着剤37aとが両方形成されることで導電性やシールド性は向上する。   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. The conductive portion 37 is electrically connected to the lower surface of the vibrating membrane 30 by folding the conductive layer 30a. Note that the conductive pattern 25c may be formed even if the conductive adhesive 37a in the through hole 36 is not filled, and if the conductive pattern 25c in the through hole 36 is not formed, the conductive adhesive 25a may be formed. It is also possible to only fill the agent 37a. In addition, electroconductivity and shielding property improve by forming both the conductive pattern 25c and the electroconductive adhesive agent 37a.

そして、トップ基板25の導電パターン25a,25bは、導電部37、導電層30a,前述した振動膜30に設けられた図示しないスルーホールの導電ペースト、スペーサ29と導電パターン24a間の導電性接着剤、及び筐体基枠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。   The conductive patterns 25a and 25b of the top substrate 25 include a conductive portion 37, a conductive layer 30a, a conductive paste in a through hole (not shown) provided in the vibration film 30, and a conductive adhesive between the spacer 29 and the conductive pattern 24a. In addition, a conductive path to the ground terminal on the circuit board 23 is formed through the conductive patterns 24 a to 24 c on the housing base frame 24.

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.

(製造方法)
次に、上記のように構成されたコンデンサマイクロホン21の製造方法について説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the condenser microphone 21 configured as described above will be described.

コンデンサマイクロホン21は、複数の集合部材を積層等を行って組み付けた後、分割されて形成されるものである。この製造方法においては、図3に示すように、回路基板部材140、筐体基枠形成部材150、振動膜形成部材200、トップカバー形成部材250、バックプレート31及び保持部材33等を用いて複数のコンデンサマイクロホン21を製造する。   The condenser microphone 21 is formed by laminating a plurality of assembly members by stacking or the like and then dividing the assembly. In this manufacturing method, as shown in FIG. 3, a plurality of circuit board members 140, a housing base frame forming member 150, a vibration film forming member 200, a top cover forming member 250, a back plate 31, a holding member 33, and the like are used. The condenser microphone 21 is manufactured.

前記回路基板部材140は、前記回路基板23を複数形成するための集合部材としての絶縁基板であって、上面には導電パターン23a,23cが、下面には、導電パターン23bが縦横に所定ピッチで複数形成されている。回路基板部材140は実装基板集合シートに相当する。   The circuit board member 140 is an insulating substrate as a collective member for forming a plurality of the circuit boards 23. The conductive patterns 23a and 23c are formed on the upper surface, and the conductive patterns 23b are formed on the lower surface in the vertical and horizontal directions at a predetermined pitch. A plurality are formed. The circuit board member 140 corresponds to a mounting board assembly sheet.

前記筐体基枠形成部材150は、前記筐体基枠24を複数形成するための集合部材としての板材であって、筐体基枠24となる部位間はルータ等による孔加工により孔部152が縦横に所定ピッチで複数形成されている。この孔部152には、導電性ペーストが充填、或いは、その孔内の面に塗布されている。この孔部152は、後述するダイシングされた後は、筐体基枠24の凹部24iとなるものであり、孔部152に充填された、又は塗布された導電性ペーストにより導電パターン24cが形成される。筐体基枠形成部材150は、枠体集合シートに相当する。   The casing base frame forming member 150 is a plate member as a collective member for forming a plurality of casing base frames 24. Between the portions to be the casing base frame 24, holes 152 are formed by drilling with a router or the like. Are formed at a predetermined pitch vertically and horizontally. The hole 152 is filled with a conductive paste or applied to a surface in the hole. The hole 152 becomes a recess 24i of the housing base frame 24 after dicing, which will be described later, and a conductive pattern 24c is formed by a conductive paste filled in or applied to the hole 152. The The casing base frame forming member 150 corresponds to a frame aggregate sheet.

前記振動膜形成部材200は、前記振動膜30を複数形成するための島部材202が縦横に配置された集合部材としてのシート材である。又、振動膜形成部材200には、振動膜30となる各島部材202は、連結部204を介して枠部材206及び隣接する島部材202と連結されている。なお、スペーサ29は各島部材202に下面に対して接合されている。   The vibration film forming member 200 is a sheet material as a collective member in which island members 202 for forming a plurality of vibration films 30 are arranged vertically and horizontally. Further, in the vibration film forming member 200, each island member 202 that becomes the vibration film 30 is connected to the frame member 206 and the adjacent island member 202 via the connecting portion 204. The spacer 29 is bonded to the lower surface of each island member 202.

トップカバー形成部材250は、トップ基板25を複数形成するための集合部材としての基板であって、音孔28や導電パターン25a,25bが縦横に所定ピッチで形成されている。トップカバー形成部材250はトップカバー基板集合シートに相当する。   The top cover forming member 250 is a substrate as an assembly member for forming a plurality of top substrates 25, and the sound holes 28 and the conductive patterns 25a and 25b are formed at a predetermined pitch in the vertical and horizontal directions. The top cover forming member 250 corresponds to a top cover substrate aggregate sheet.

コンデンサマイクロホン21を製造するには、予め回路基板部材140に対して電界効果トランジスタ26やキャパシタンス27等を実装した状態で、図示しない真空室内において、該回路基板部材140を筐体基枠形成部材150に対して導電性接着剤により接着して両者を一体化する。次に、この組み立てられたアッシーに対して、保持部材33、バックプレート31を筐体基枠24に相当する部位内に収納する。次に、前記アッシーに対して振動膜形成部材200を導電性接着剤を使用して接着する。このとき、該導電性接着剤により、筐体基枠24に相当する部位の導電パターン24aと島部材202のスペーサ29が接着される。又、このとき、スルーホール40(空隙)は、真空引き状態が保持される。そして、この後、トップカバー形成部材250を導電性接着剤を使用して、振動膜形成部材200が積層されたアッシーに対して接着する。このとき、トップカバー形成部材250の各導電パターン25bと振動膜30とが前記接着剤にて接着される。この後、アッシーを図示しない真空室から出して、ダイヤモンドブレード等を用いてダイシング(切断)し、複数のコンデンサマイクロホン21とする。   In order to manufacture the capacitor microphone 21, the circuit board member 140 is mounted on the circuit board member 140 in a vacuum chamber (not shown) with the field effect transistor 26 and the capacitance 27 mounted in advance. Are bonded to each other by a conductive adhesive to integrate them. Next, the holding member 33 and the back plate 31 are housed in a portion corresponding to the housing base frame 24 with respect to the assembled assembly. Next, the vibration film forming member 200 is bonded to the assembly using a conductive adhesive. At this time, the conductive pattern 24 a corresponding to the housing base frame 24 and the spacer 29 of the island member 202 are bonded by the conductive adhesive. At this time, the through-hole 40 (gap) is kept in a vacuum state. Thereafter, the top cover forming member 250 is bonded to the assembly on which the vibration film forming member 200 is laminated using a conductive adhesive. At this time, each conductive pattern 25b of the top cover forming member 250 and the vibration film 30 are bonded with the adhesive. Thereafter, the assembly is taken out from a vacuum chamber (not shown) and diced (cut) with a diamond blade or the like to form a plurality of condenser microphones 21.

なお、図3では、説明の便宜上、2×2=4個のコンデンサマイクロホン21を形成する状態を示しているが、実際は、一度に数百個のコンデンサマイクロホン21を形成する。   Note that FIG. 3 shows a state in which 2 × 2 = 4 condenser microphones 21 are formed for convenience of explanation, but in practice, several hundred condenser microphones 21 are formed at a time.

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22の壁、すなわち、筐体基枠24の壁内に空洞となるスルーホール40を形成した。この空洞により、筐体22の断熱性が高まるため、リフロー時等の筐体22内の部品の熱影響を低減できる効果がある。従って、例えば、このコンデンサマイクロホン21の外部基板に対する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。
The condenser microphone 21 of this embodiment that operates as described above exhibits the following effects.
(1) In the present embodiment, the through-hole 40 serving as a cavity is formed in the wall of the housing 22, that is, the wall of the housing base frame 24. Since the heat insulation of the housing 22 is enhanced by this cavity, there is an effect that the thermal influence of the components in the housing 22 during reflow can be reduced. Therefore, for example, even when the surface mounting of the condenser microphone 21 on the external substrate is performed by reflow processing, the film 31b of the back plate 31 of the capacitor portion is charged by the heat applied during the reflow processing. It can suppress effectively that a charge lose | disappears or decreases.

(2) 本実施形態では、スルーホール40が真空引きされていることにより、空洞に真空層が筐体22に形成されるため、空洞が空気層を形成する場合よりもさらに断熱性が高まり、リフロー時等の筐体22内の部品の熱による悪影響を低減できる効果がある。   (2) In this embodiment, since the through-hole 40 is evacuated, a vacuum layer is formed in the casing 22 in the cavity, so that the heat insulation is further improved than when the cavity forms an air layer, There is an effect that the adverse effect of the heat of the components in the housing 22 during reflow can be reduced.

(3) 又、本実施形態では、スルーホール40(空洞)は、その開口端が、回路基板23(実装基板)とトップ基板25(トップカバー基板)によりそれぞれ閉塞されている。この結果、スルーホール40(空洞)が真空引きされているため、空洞に空気がある場合と異なり、リフローの際の加熱によってスルーホール40内のガスの熱膨張が生ずることがなく、筐体基枠24と回路基板23、及び筐体基枠24とトップ基板25との剥離が生ずる虞がない。又、スルーホール40が真空状態となっていることにより、真空と大気圧との圧力差によって筐体基枠24に接合されている回路基板23及びトップ基板25に吸着力を働かせることができ、組み付け後の回路基板23及びトップ基板25の剥離予防ができる。   (3) In the present embodiment, the open end of the through hole 40 (cavity) is closed by the circuit board 23 (mounting board) and the top board 25 (top cover board). As a result, since the through-hole 40 (cavity) is evacuated, unlike the case where there is air in the cavity, thermal expansion of the gas in the through-hole 40 does not occur due to heating during reflow, and the housing base There is no possibility that the frame 24 and the circuit board 23, and the casing base frame 24 and the top substrate 25 are peeled off. Further, since the through hole 40 is in a vacuum state, an adsorption force can be exerted on the circuit board 23 and the top board 25 joined to the housing base frame 24 due to a pressure difference between the vacuum and the atmospheric pressure. It is possible to prevent the circuit board 23 and the top board 25 from being detached after assembly.

(4) 又、本実施形態では、真空室内で壁内にスルーホール40を具備する筐体基枠24が縦横に配置された筐体基枠形成部材150に対して回路基板23が縦横に配置された回路基板部材140と、前記トップカバーが縦横に配置されたトップカバー形成部材250により、前記スルーホールを真空引きにした状態となるように閉塞して積層する。そして、その後、組み立てられたアッシーに対して切断することにより、筐体22を個々に分割するようにした。この結果、容易に、上記(3)の効果を有するコンデンサマイクロホンを容易に得ることができる。   (4) In the present embodiment, the circuit board 23 is arranged vertically and horizontally with respect to the case base frame forming member 150 in which the case base frame 24 having the through holes 40 in the wall is arranged vertically and horizontally in the vacuum chamber. The circuit board member 140 and the top cover forming member 250 in which the top cover is arranged vertically and horizontally are closed and laminated so that the through hole is evacuated. And after that, the housing | casing 22 was divided | segmented separately by cut | disconnecting with respect to the assembled assembly. As a result, the condenser microphone having the effect (3) can be easily obtained.

(5) 本実施形態の筐体基枠24は、スルーホール40(空洞)は、金属層として導電パターン24a,24b,及び金属層24dを有する三層の多層基板にて構成されている。この結果、筐体22の強度を上げることができる効果を奏する。   (5) In the housing base frame 24 of the present embodiment, the through hole 40 (cavity) is configured by a three-layer multilayer substrate having conductive patterns 24a and 24b and a metal layer 24d as metal layers. As a result, there is an effect that the strength of the housing 22 can be increased.

(6) 又、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。
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。
(6) In the present embodiment, the casing base frame 24 (frame body) is constituted by a resin multilayer substrate having a metal layer 24d made of three layers of copper foil.
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.

(7) 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、電磁シールドがされ、ノイズを軽減することができる。   (7) In the present embodiment, the housing base frame 24 has conductive patterns 24a and 24b and a metal layer 24d formed on both sides and inside, respectively, and the metal layer 24d arranged inside is grounded. . As a result, an electromagnetic shield is provided by the metal layer 24d disposed inside the housing base frame 24, and noise can be reduced.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態を図4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。そして、スルーホール40は、上部の開口端は導電パターン25bにより閉塞されるとともに下部の開口端は導電パターン23cにより閉塞されて、真空引き状態に保持されている。   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. In the through hole 40, the upper opening end is closed by the conductive pattern 25b and the lower opening end is closed by the conductive pattern 23c, and is kept in a vacuum state.

上記の構成により、第2実施形態においても、筐体基枠24の壁内に真空引きされたスルーホール40が設けられて断熱性が高まり、リフロー時等の筐体22内の部品の熱による悪影響を低減できる効果がある。   With the above configuration, also in the second embodiment, the through-hole 40 that is evacuated is provided in the wall of the housing base frame 24 to increase heat insulation, and due to the heat of components in the housing 22 during reflow or the like. This has the effect of reducing adverse effects.

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。
○ 前記各実施形態では、スルーホール40は真空引き状態としたが、空気を充填したものであってもよい。なお、空気は、大気圧程度がよいが、大気圧よりも若干低くてもよい。この場合においても、筐体22に断熱性が高まるため、リフロー時等において、熱が印加された際に、筐体内の部品の熱影響を低減できる。
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In each of the embodiments described above, the through hole 40 is evacuated, but may be filled with air. In addition, although air is good about atmospheric pressure, it may be a little lower than atmospheric pressure. Even in this case, since the heat insulating property of the housing 22 is enhanced, the heat influence of the components in the housing can be reduced when heat is applied during reflow or the like.

○ 前記実施形態では、筐体基枠24の壁にスルーホール40(空隙)を設けたが、トップ基板25及び回路基板23において、スルーホール40と相対する位置の部位において、凹部を設けて、空隙の体積を増加させてもよい。又、トップ基板25又は回路基板23において、スルーホール40と相対する位置の部位において、凹部を設けて、空隙の体積を増加させてもよい。第1実施形態よりもこの場合は、空隙の体積が増加することになるため、断熱効果をさらに高くすることができる。   In the above embodiment, the through hole 40 (gap) is provided in the wall of the housing base frame 24. However, in the top substrate 25 and the circuit board 23, a concave portion is provided at a position facing the through hole 40. The void volume may be increased. Further, in the top substrate 25 or the circuit substrate 23, a concave portion may be provided at a position facing the through hole 40 to increase the volume of the gap. In this case as compared with the first embodiment, the volume of the gap is increased, so that the heat insulation effect can be further enhanced.

○ 又、空洞は、回路基板23に対して凹部の開口端側を閉塞したり、又はスルーホールを形成して、その両端を閉塞して空隙を形成してもよい。この空隙は、回路基板23にのみ設けても良く、或いは、第1実施形態の構成に加えてもよい。さらに、図1に二点鎖線で示す内部空間43のように回路基板23の内部に空間を設けても良い。又、内部空間43に外部開口部である開口部44を筐体基枠24に相対するように設けて筐体基枠24と同様に真空引きを行い、筐体基枠24との吸着力を高めても良い。この他、開口部44を設けずに、多層基板である回路基板23を形成する際に、同様の方法で真空引きを行い、内部空間43を真空としても良い。又、内部空間43をハニカム構造とすることにより、回路基板23の強度を増加させることも可能である。これらにより、リフロー時における断熱性がさらに高まるものである。なお、回路基板23と同様に、トップ基板25に内部空間を設けても同様の効果が得られるものである。   In addition, the cavity may close the open end side of the recess with respect to the circuit board 23, or may form a through hole and close the both ends to form a void. This air gap may be provided only in the circuit board 23 or may be added to the configuration of the first embodiment. Furthermore, a space may be provided inside the circuit board 23, as in an internal space 43 indicated by a two-dot chain line in FIG. In addition, an opening 44 that is an external opening is provided in the internal space 43 so as to be opposed to the housing base frame 24, and evacuation is performed in the same manner as the housing base frame 24. May be raised. In addition, when forming the circuit board 23 which is a multilayer board without providing the opening 44, the internal space 43 may be evacuated by evacuation by the same method. Further, the strength of the circuit board 23 can be increased by making the internal space 43 into a honeycomb structure. By these, the heat insulation at the time of reflow increases further. Similar to the circuit board 23, the same effect can be obtained by providing the top board 25 with an internal space.

○ 又、空洞は、トップ基板25に対して凹部の開口端側を閉塞したり、又はスルーホールを形成して、その両端を閉塞して空隙を形成してもよい。この空隙は、トップ基板25にのみ設けても良く、或いは、第1実施形態の構成に加えてもよい。又、上述の回路基板23に設けられた構成と組み合わせてもよい。   In addition, the cavity may close the opening end side of the recess with respect to the top substrate 25, or may form a through hole and close the both ends to form a void. This gap may be provided only in the top substrate 25, or may be added to the configuration of the first embodiment. Moreover, you may combine with the structure provided in the above-mentioned circuit board 23. FIG.

○ 前記実施形態では、空洞としてのスルーホール40は、断面円形をなすように形成されているが、スルーホールの形状を断面円形に限定するものではない。例えば、スルーホール40を断面正六角形等の形状にしたりしてもよい。又、スルーホール40を複数配置する場合、断面正六角形をなすようするとともに互いに近接して配置して、ハニカム構造としてもよい。ハニカム構造とすることにより、スルーホール40が設けられた部位の構造の強度を上げることができる。   In the above embodiment, the through hole 40 as a cavity is formed to have a circular cross section, but the shape of the through hole is not limited to a circular cross section. For example, the through hole 40 may have a shape such as a regular hexagonal cross section. Further, when a plurality of through holes 40 are arranged, the honeycomb structure may have a regular hexagonal cross section and be arranged close to each other. By adopting the honeycomb structure, the strength of the structure of the portion where the through hole 40 is provided can be increased.

○ 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。
○ 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。
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.
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.

○ 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。
○ 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。
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.
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。
○ 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。
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.
○ 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. コンデンサマイクロホンの製造に用いる各部材を示す斜視図。The perspective view which shows each member used for manufacture of a condenser microphone. 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。)、40…スルーホール(空洞)。   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), 40. Through hole (cavity).

Claims (9)

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を収容する筐体とを備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、
前記筐体の壁内に空洞を備えたことを特徴とするコンデンサマイクロホン。
A capacitor unit in which the diaphragm and the electrode plate are arranged to face each other, an impedance conversion element that converts the change in capacitance of the capacitor unit into an electrical impedance, and a housing that houses the capacitor unit and the impedance conversion element. In the condenser microphone
A condenser microphone comprising a cavity in the wall of the housing.
前記空洞には、空気が充填されてい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 cavity is filled with air. 前記空洞が真空引きされてい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 cavity is evacuated. 前記筐体は、前記インピーダンス変換素子が装着された実装基板と、一対の開口部を備え、一方の開口部周縁が前記実装基板に一体に連結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、前記枠体の他方の開口部周縁に一体に連結されたトップカバー基板とからなり、
前記空洞は、前記実装基板、枠体、トップカバー基板の少なくとも一つに設けられた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 housing includes a mounting substrate on which the impedance conversion element is mounted, a pair of openings, and a frame that surrounds the impedance conversion element while a peripheral edge of one opening is integrally connected to the mounting substrate, A top cover substrate integrally connected to the periphery of the other opening of the frame,
4. The condenser microphone according to claim 1, wherein the cavity is provided in at least one of the mounting substrate, the frame body, and the top cover substrate. 5.
前記筐体は、前記インピーダンス変換素子が装着された実装基板と、一対の開口部を備え、一方の開口部周縁が前記実装基板に一体に連結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、前記枠体の他方の開口部周縁に一体に連結されたトップカバー基板とからなり、
前記空洞は、前記枠体に形成されたスルーホールを含み、該スルーホールの一対の開口端が、前記実装基板と前記トップカバー基板によりそれぞれ閉塞されていることを特徴とする請求項3に記載のコンデンサマイクロホン。
The housing includes a mounting substrate on which the impedance conversion element is mounted, a pair of openings, and a frame that surrounds the impedance conversion element while a peripheral edge of one opening is integrally connected to the mounting substrate, A top cover substrate integrally connected to the periphery of the other opening of the frame,
The said cavity contains the through-hole formed in the said frame, The pair of opening end of this through-hole is each obstruct | occluded by the said mounting board | substrate and the said top cover board | substrate. Condenser microphone.
前記空洞は、2層以上の金属層を有する基板にて構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5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 5, wherein the cavity is configured by a substrate having two or more metal layers. 前記枠体の空洞は、ハニカム構造に形成されていることを特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか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 4 to 6, wherein the cavity of the frame is formed in a honeycomb structure. 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、
前記筐体の壁内に空洞を備えた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,
A condenser microphone comprising a cavity in the wall of the housing.
振動膜とバックプレート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を収容する筐体とを備え、前記筐体が、前記インピーダンス変換素子が装着される実装基板と、一対の開口部を備え、一方の開口部周縁が前記実装基板に連結されて前記インピーダンス変換素子を囲む枠体と、前記枠体の他方の開口部周縁に連結されるトップカバー基板とからなるコンデンサマイクロホンの製造方法において、 前記筐体の組立工程は、
真空室内において、壁内にスルーホールを具備する枠体が縦横に配置された枠体集合シートに対して、前記実装基板が縦横に配置された実装基板集合シートと、前記トップカバーが縦横に配置されたトップカバー基板集合シートにより、前記スルーホールを真空引きにした状態となるように閉塞して積層し、
その後、前記筐体を個々に分割することを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法。
A capacitor unit in which a diaphragm and a back plate are arranged to face each other, an impedance conversion element that converts the change in capacitance of the capacitor unit into an electrical impedance, and a housing that houses the capacitor unit and the impedance conversion element. The housing includes a mounting substrate on which the impedance conversion element is mounted, a pair of openings, and a peripheral body of one opening connected to the mounting substrate to surround the impedance conversion element; and the frame In the method of manufacturing a condenser microphone comprising a top cover substrate connected to the periphery of the other opening of the body, the assembling step of the housing comprises:
In a vacuum chamber, the mounting substrate assembly sheet in which the mounting substrate is arranged vertically and horizontally and the top cover are arranged in length and breadth with respect to the frame assembly sheet in which the frame body having through holes in the wall is arranged vertically and horizontally. With the top cover substrate assembly sheet, the through holes are closed and laminated so as to be evacuated,
Thereafter, the method of manufacturing a condenser microphone is characterized in that the casings are individually divided.
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