JP2008061073A - Condenser microphone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は振動板と背電極により形成されたエレクトレットコンデンサを有するコンデンサマイクロホンに関する。 The present invention relates to a condenser microphone having an electret condenser formed by a diaphragm and a back electrode.
本出願人は先の出願(特許文献1)において、中央部に湾曲凹状部を形成した背電極に振動板を対向させてエレクトレットコンデンサを形成したコンデンサマイクロホンの構造を開示した。これによれば、エレクトレットコンデンサを形成する振動板と背電極の間のギャップを成形するためのスペーサが不要になり、その分だけ部品点数を削減することができる。 In the previous application (Patent Document 1), the present applicant has disclosed the structure of a condenser microphone in which an electret condenser is formed by making a diaphragm face a back electrode having a curved concave portion at the center. According to this, a spacer for forming a gap between the diaphragm forming the electret capacitor and the back electrode becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced correspondingly.
しかしながら、その他に、背電極を回路基板の電極パッドに導通させるための接触リング、及び接触リングとケーシングとの間に配置され両者の短絡を抑制するためのチャンバ等の部品もあり、それらについても削減の可能性が残っていた。また、接触リングやチャンバはコンデンサマイクロホンの厚みを増す要因になっていることが明らかになった。 However, there are other parts such as a contact ring for conducting the back electrode to the electrode pad of the circuit board, and a chamber arranged between the contact ring and the casing for suppressing a short circuit between them. The possibility of reduction remained. It was also found that the contact ring and chamber are factors that increase the thickness of the condenser microphone.
本発明の目的は、厚さ寸法と部品点数の削減を実現することができるコンデンサマイクロホンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a condenser microphone capable of realizing a reduction in thickness dimension and the number of parts.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
〔1〕本発明に係るコンデンサマイクロホンは、周縁部が振動板リングの一端面に固定された振動板と、中央部が円錐台形状に突出され周縁部に鍔部を有する背電極とによりエレクトレットコンデンサを形成するものであり、開口を有するケーシングの内端面に前記振動板の周縁部を当接させて振動板リングが挿着され、挿着された前記振動板リングのリング内に前記円錐台形状の突出部分が挿入され、前記振動板リングの他端面に前記鍔部の一面が当接され、前記鍔部の他端面に回路基板が載置され、前記回路基板は前記突出部分裏面の凹陥部に位置して回路素子を有し、前記回路基板がケーシングに固定された、構造を有する。これによれば、背電極の突出量と振動板リングの厚さ寸法との関係によってエレクトレットコンデンサの容量ギャップを決めることができるからギャップ形成だけのために用いるスペーサを必要としない。また、背電極の鍔部を回路基板に直接接触させることができるから、背電極を回路基板に導通させるためだけに用いる接触リングを必要としない。また、振動板の周縁部分は背電極とのギャップが大きくなってコンデンサを形成しなから、電気音響変換に寄与しない浮遊容量が小さくなり、感度の向上に寄与することができる。さらに、スペーサを必要とせず、回路基板上の回路素子は前記突出部分裏面の凹陥部に位置するから、マイクロホンの厚さを小さくすることが容易である。 [1] A condenser microphone according to the present invention is an electret condenser comprising a diaphragm whose peripheral part is fixed to one end face of a diaphragm ring and a back electrode whose central part protrudes in a truncated cone shape and has a flange on the peripheral part. The diaphragm ring is inserted by bringing the peripheral edge of the diaphragm into contact with the inner end surface of the casing having an opening, and the frustoconical shape is inserted into the ring of the inserted diaphragm ring. Is inserted, the other surface of the diaphragm ring is in contact with one surface of the flange, the circuit board is placed on the other surface of the flange, and the circuit board is a recessed portion on the rear surface of the protrusion. And having a circuit element, and the circuit board is fixed to a casing. According to this, since the capacitance gap of the electret capacitor can be determined by the relationship between the protruding amount of the back electrode and the thickness dimension of the diaphragm ring, a spacer used only for gap formation is not required. Moreover, since the collar part of a back electrode can be made to contact a circuit board directly, the contact ring used only for electrically connecting a back electrode to a circuit board is not required. Further, since the gap between the peripheral portion of the diaphragm and the back electrode is increased to form no capacitor, the stray capacitance that does not contribute to electroacoustic conversion is reduced, which can contribute to improvement in sensitivity. Furthermore, since the circuit element on the circuit board is located in the recessed portion on the back surface of the protruding portion without requiring a spacer, it is easy to reduce the thickness of the microphone.
本発明の一つの具体的な形態として、前記円錐台形状の突出部分における裾縁は前記振動板リングの内径角部分で係止され、前記鍔部の外径は振動板リングの外径よりも小さくされる。背電極の位置決めが容易であり、しかも、エレクトレットコンデンサの一極を成す背電極が、エレクトレットコンデンサの他極に導通するケーシングとの短絡を抑制することができる。斯く短絡抑制のためだけにケーシングとの間に配置するチャンバを必要としない。 As one specific form of the present invention, a hem edge of the frustoconical protruding portion is locked by an inner diameter corner portion of the diaphragm ring, and an outer diameter of the flange portion is larger than an outer diameter of the diaphragm ring. It is made smaller. The positioning of the back electrode is easy, and the back electrode that forms one pole of the electret capacitor can suppress a short circuit with the casing that conducts to the other pole of the electret capacitor. Thus, there is no need for a chamber disposed between the casing only for suppressing short circuit.
本発明の更に具体的な形態として、前記背電極には前記振動板との対向面に高分子エレクトレット膜が形成されている。比較的膜厚保の厚い高分子エレクトレット膜を振動板に形成しなくてもよいので、良好な感度を得るのに好適である。 As a more specific form of the present invention, a polymer electret film is formed on the back electrode on the surface facing the diaphragm. Since it is not necessary to form a polymer electret film having a relatively large film thickness on the diaphragm, it is suitable for obtaining good sensitivity.
本発明の更に具体的な形態として、前記振動板は中央部に貫通孔を有し、前記回路基板は外部接続端子として半田バンプ電極を有する。コンデンサマイクロホンを半田リフローによって実装基板に実装するときの熱で振動板が背電極に吸着しようとしても、中央部の貫通孔が吸着を抑制するように作用する。 As a more specific form of the present invention, the diaphragm has a through hole in the center, and the circuit board has a solder bump electrode as an external connection terminal. Even if the diaphragm is about to be attracted to the back electrode by heat when the condenser microphone is mounted on the mounting substrate by solder reflow, the through hole in the central portion acts to suppress the attraction.
〔2〕本発明の別の観点によるコンデンサマイクロホンは、周縁部が振動板リングの一端面に固定された導電性の振動板と、中央部が断面形状台形に突出され周縁部に鍔部を有する背電極とによりエレクトレットコンデンサを形成するものであり、開口を有する導電性のケーシングの内端面に前記振動板の周縁部を当接させて振動板リングが挿着され、挿着された前記振動板リングのリング内に前記断面形状台形の突出部分が挿入され、前記振動板リングの他端面に前記鍔部の一面が当接され、前記鍔部の他端面に回路基板が載置され、前記回路基板は前記突出部分裏面の凹陥部に位置して回路素子を有し、前記回路基板がケーシングに固定された構造を備える。前記背電極は前記振動板との対向面に高分子エレクトレット膜が形成され反対側の面は導電性を有する。前記円錐台形状の突出部分における裾縁は前記振動板リングの内径角部分で係止され、前記鍔部の外径は振動板リングの外径よりも小さくされる。 [2] A condenser microphone according to another aspect of the present invention has a conductive diaphragm whose peripheral portion is fixed to one end face of the diaphragm ring, a central portion protruding into a trapezoidal cross section, and a flange portion at the peripheral portion. An electret capacitor is formed by a back electrode, and a diaphragm ring is inserted by bringing a peripheral edge of the diaphragm into contact with an inner end surface of a conductive casing having an opening, and the diaphragm is inserted A protruding portion having a trapezoidal cross-sectional shape is inserted into the ring of the ring, one surface of the flange portion is brought into contact with the other end surface of the diaphragm ring, a circuit board is placed on the other end surface of the flange portion, and the circuit The substrate has a structure in which a circuit element is located in a recessed portion on the rear surface of the protruding portion, and the circuit substrate is fixed to a casing. The back electrode has a polymer electret film formed on the surface facing the diaphragm, and the opposite surface has conductivity. The hem edge of the frustoconical protruding portion is locked by the inner diameter corner portion of the diaphragm ring, and the outer diameter of the flange portion is made smaller than the outer diameter of the diaphragm ring.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、コンデンサマイクロホンの厚さ寸法と部品点数の削減を実現することができる。 That is, it is possible to reduce the thickness of the condenser microphone and the number of parts.
図1には本発明に係るコンデンサマイクロホンが断面にて示される。同図に示されるコンデンサマイクロホン1は、特に制限されないが、横断面円形のボタン型のマイクロホン用ケーシング2を有し、その筒内には、音波通過開口3に面して振動板4が配置され、振動板4と所定の間隙をもって背電極5が配置され、マイクロホン用の回路基板6が設けられている。コンデンサマイクロホン1のサイズは例えばφ4×1mmである。
FIG. 1 shows a cross section of a condenser microphone according to the present invention. The
振動板4はポリエステルフィルムなどの誘電体フィルムの表裏面に金属膜が蒸着され、2〜4μmの範囲の一定の厚さで円形に形成されている。振動板4の周縁部は導電性の振動板リング7の一端面に接着固定される。
The diaphragm 4 has a metal film deposited on the front and back surfaces of a dielectric film such as a polyester film, and is formed in a circular shape with a constant thickness in the range of 2 to 4 μm. The peripheral edge of the diaphragm 4 is bonded and fixed to one end surface of the
背電極5は、ステンレス板10の一方の面に高分子エレクトレット膜11を設けて形成され、中央部が円錐台形状に突出され円錐台部5Aを成し周縁部に鍔部5Bを有し、高分子エレクトレット膜11が前記振動板4に対向されている。高分子エレクトレット膜11は例えば25μmのテフロン(登録商標)膜によって構成される。背電極5のステンレス面は導電面、背電極5の高分子エレクトレット膜面は絶縁面とされる。背電極5は振動板4との間でエレクトレットコンデンサを形成する。
The
音波通過孔3を有するケーシング2の内端面には前記振動板4の周縁部を当接させて振動板リング7が挿着される。挿着された前記振動板リング7のリング内に前記円錐台部5Aが挿入され、前記振動板リング7の他端面に前記鍔部5Bの絶縁面が当接される。鍔部5Bの導電面には回路基板6が載置され、前記回路基板6は前記円錐台部5Bの裏面側の凹陥部に位置して回路素子12,13を有し、前記回路基板6がケーシング2の端部でかしめ付け固定される。エレクトレットコンデンサの一極を成す背電極5は前記鍔部5Bの導電面を介して回路基板6の一面6Aの配線パターンに導通する。エレクトレットコンデンサの他極を成す振動板4はケーシング2を介して回路基板6の他面6Bの配線パターンに導通する。前記円錐台部5Aにおける裾縁5Cは前記振動板リング7の内径角部分7Aで係止され、前記鍔部5Bの外径は振動板リングの外径よりも小さくされており、背電極の鍔部5Bの外周面はケーシング2の内周面との非接触が保たれている。
A
回路基板6に搭載された回路素子12,13は例えばインピーダンス変換のためのJFETとノイズ除去用のコンデンサである。JFETのゲートは背電極に接続され、ソースがグランド、ドレインが出力端子とされる。コンデンサはソース・ドレイン間に接続される。振動板はグランドに接続される。出力端子から電気音響信号が出力される。
The
上記エレクトレットコンデンサ1によれば、円錐台部5Aの突出量と振動板リング7の厚さ寸法との関係によってエレクトレットコンデンサの容量ギャップを決めることができるから、ギャップ形成だけのために用いるスペーサを必要としない。また、背電極4の鍔部5Bを回路基板6の配線パターンに直接接触させることができるから、背電極5を回路基板6に導通させるためだけに用いる接触リングを必要としない。また、振動板4の周縁部分は背電極5とのギャップが大きくなってコンデンサを形成しなから、電気音響変換に寄与しない浮遊容量が小さくなり、感度の向上に寄与することができる。さらに、前記スペーサを必要とせず、回路基板6上の回路素子12,13は前記円錐台部5Aの凹陥部に位置するから、マイクロホン1の厚さは小さくなる。前記円錐台部5Bにおける裾縁5Cは前記振動板リング7の内径角部分7Aで係止されるから、背電極5の位置決めが容易である、しかも、鍔部5Bの外径は振動板リング7の外径よりも小さいから、エレクトレットコンデンサの一極を成す背電極5が、エレクトレットコンデンサの他極に導通するケーシング2と短絡する事態を抑制することができる。そのような短絡抑制のためだけにケーシングとの間にチャンバを配置することを必要としない。図3には比較例としてスペーサ、接触リング及びチャンバを必要とするコンデンサマイクロホンが例示される。20が振動板、21が振動板リング、22スペーサ、23が背電極、24が接触リング、25がチャンバである。
According to the
図2には本発明に係るコンデンサマイクロホンの別に例が示される。図1とは前記振動板5は中央部に貫通孔5Dを有し、前記回路基板6は外部接続端子として半田バンプ電極6Cを有する点が相違する。コンデンサマイクロホン1を半田リフローによって実装基板に実装するときの熱で振動板4が背電極5に吸着しようとしても、中央部の貫通孔5Dによって吸着が抑制される。その他の構成は図1と同様であるからその詳細な説明は省略する。
FIG. 2 shows another example of the condenser microphone according to the present invention. 1 differs from FIG. 1 in that the
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、コンデンサマイクロホンは円形に限定されず多角形であってもよい。この場合に、背電極は中央部が断面形状台形に突出され周縁部に鍔部を有すればよい。 For example, the condenser microphone is not limited to a circle but may be a polygon. In this case, the back electrode may have a central portion protruding in a trapezoidal cross-sectional shape and a flange portion on the peripheral edge portion.
1 コンデンサマイクロホン
2 ケーシング
3 音波通過開口
4 振動板
5 背電極
5A 円錐台部
5B 鍔部
5C 前記円錐台の裾縁
5D 中央部貫通孔
6 回路基板
7 振動板リング
7A 前記振動板リングの内径角部分
10ステンレス板
11 高分子エレクトレット膜
12,13 回路素子
20 振動板
21 振動板リング
22 スペーサ
25 チャンバ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
開口を有するケーシングの内端面に前記振動板の周縁部を当接させて振動板リングが挿着され、挿着された前記振動板リングのリング内に前記円錐台形状の突出部分が挿入され、前記振動板リングの他端面に前記鍔部の一面が当接され、前記鍔部の他端面に回路基板が載置され、前記回路基板は前記突出部分裏面の凹陥部に位置して回路素子を有し、前記回路基板がケーシングに固定された、コンデンサマイクロホン。 A condenser microphone that forms an electret condenser by a diaphragm having a peripheral portion fixed to one end face of the diaphragm ring and a back electrode having a central portion protruding in a truncated cone shape and having a flange on the peripheral portion,
A diaphragm ring is inserted by bringing the peripheral edge of the diaphragm into contact with an inner end surface of a casing having an opening, and the frustoconical protruding portion is inserted into the ring of the inserted diaphragm ring, One surface of the flange portion is brought into contact with the other end surface of the diaphragm ring, and a circuit board is placed on the other end surface of the flange portion, and the circuit board is located in a recessed portion on the rear surface of the projecting portion to place a circuit element. A condenser microphone having the circuit board fixed to a casing.
開口を有する導電性のケーシングの内端面に前記振動板の周縁部を当接させて振動板リングが挿着され、挿着された前記振動板リングのリング内に前記断面形状台形の突出部分が挿入され、前記振動板リングの他端面に前記鍔部の一面が当接され、前記鍔部の他端面に回路基板が載置され、前記回路基板は前記突出部分裏面の凹陥部に位置して回路素子を有し、前記回路基板がケーシングに固定され、
前記背電極は前記振動板との対向面に高分子エレクトレット膜が形成され反対側の面は導電性を有し、
前記円錐台形状の突出部分における裾縁は前記振動板リングの内径角部分で係止され、前記鍔部の外径は振動板リングの外径よりも小さくされた、コンデンサマイクロホン。 A condenser microphone in which an electret condenser is formed by a conductive diaphragm having a peripheral portion fixed to one end face of a diaphragm ring and a back electrode having a central portion protruding in a trapezoidal cross section and having a flange portion on the peripheral portion. ,
A diaphragm ring is inserted by bringing the peripheral edge of the diaphragm into contact with an inner end surface of a conductive casing having an opening, and the protruding portion of the trapezoidal cross section is inserted in the ring of the inserted diaphragm ring. Inserted, the other surface of the diaphragm ring is brought into contact with one surface of the flange portion, a circuit board is placed on the other surface of the flange portion, and the circuit board is located in a recessed portion on the rear surface of the protruding portion. Having a circuit element, the circuit board is fixed to the casing,
The back electrode has a polymer electret film formed on the surface facing the diaphragm, and the opposite surface has conductivity,
A condenser microphone in which a bottom edge of the frustoconical protruding portion is locked by an inner diameter corner portion of the diaphragm ring, and an outer diameter of the flange portion is made smaller than an outer diameter of the diaphragm ring.
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