JP2008054007A - Condenser microphone and manufacturing method thereof - Google Patents
Condenser microphone and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008054007A JP2008054007A JP2006227611A JP2006227611A JP2008054007A JP 2008054007 A JP2008054007 A JP 2008054007A JP 2006227611 A JP2006227611 A JP 2006227611A JP 2006227611 A JP2006227611 A JP 2006227611A JP 2008054007 A JP2008054007 A JP 2008054007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- condenser microphone
- frame
- substrate
- housing
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
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。
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
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
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
The
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
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
(1) In the present embodiment, the through-
(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-
(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-
(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
(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
(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
Therefore, after assembling each component of the
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
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
(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
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
In the
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
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
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-
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
○ 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
○ 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
○ 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
○ 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
○ 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
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
○ 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
○ 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
○ 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.
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
Claims (9)
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.
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.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006227611A JP2008054007A (en) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Condenser microphone and manufacturing method thereof |
KR1020070079044A KR20080014622A (en) | 2006-08-10 | 2007-08-07 | Casing of microphone and microphone |
US11/836,901 US20080037815A1 (en) | 2006-08-10 | 2007-08-10 | Condenser microphone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006227611A JP2008054007A (en) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Condenser microphone and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008054007A true JP2008054007A (en) | 2008-03-06 |
Family
ID=39237618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006227611A Pending JP2008054007A (en) | 2006-08-10 | 2006-08-24 | Condenser microphone and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008054007A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9278854B2 (en) | 2012-02-24 | 2016-03-08 | Epcos Ag | Method for producing a sensor |
-
2006
- 2006-08-24 JP JP2006227611A patent/JP2008054007A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9278854B2 (en) | 2012-02-24 | 2016-03-08 | Epcos Ag | Method for producing a sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4751057B2 (en) | Condenser microphone and manufacturing method thereof | |
JP4150407B2 (en) | Electroacoustic transducer | |
JP5054703B2 (en) | MEMS microphone, method for manufacturing MEMS microphone, and method for incorporating MEMS microphone | |
JP2007043327A (en) | Condenser microphone | |
US8818010B2 (en) | Microphone unit | |
JP4850086B2 (en) | MEMS microphone device | |
US20080219482A1 (en) | Condenser microphone | |
US20080037815A1 (en) | Condenser microphone | |
JP4655017B2 (en) | Acoustic sensor | |
WO2010090070A1 (en) | Microphone unit | |
JP2004015768A (en) | Piezoelectric electroacoustic transducer | |
JP2008141409A (en) | Condenser microphone and manufacturing method therefor | |
KR101411666B1 (en) | Silicon microphone package and Fabricating method thereof | |
JP2007174635A (en) | Manufacturing method of microphone package and microphone package | |
JP2011114506A (en) | Microphone unit | |
JP2008047953A (en) | Case of microphone, and microphone | |
US20080025532A1 (en) | Microphone case and condenser microphone | |
JP5097603B2 (en) | Microphone unit | |
KR20080017257A (en) | Condenser microphone | |
JP4740059B2 (en) | Microphone housing and condenser microphone | |
US20080267439A1 (en) | Condenser microphone | |
JP2011015107A (en) | Microphone unit | |
JP2006311106A (en) | Acoustic sensor | |
JP2007071821A (en) | Semiconductor device | |
JP2013090142A (en) | Electret capacitor microphone |