JP2008294556A - コンデンサマイクロホン - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の回路基板側に音響孔を設けたコンデンサマイクロホンにおいては、複数のスペーサを用いていたため薄型化が困難であった。
【解決手段】 電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板に実装された電子部品を収納するための空隙を有する支持基体と、電極上にエレクトレット層を形成したエレクトレット基板と、振動膜支持枠に振動膜を固着した振動膜ユニットと、一方に底面、他方に開口を有するケースとを備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記ケースの底面側よりエレクトレット基板、振動膜ユニット、支持基体、回路基板の順に積層配置するとともに前記回路基板と支持基体と振動膜ユニットとを貫通した音響孔を設け、該貫通した音響孔は前記振動膜の上面側と外部とを連通させている。
【選択図】 図1
【解決手段】 電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板に実装された電子部品を収納するための空隙を有する支持基体と、電極上にエレクトレット層を形成したエレクトレット基板と、振動膜支持枠に振動膜を固着した振動膜ユニットと、一方に底面、他方に開口を有するケースとを備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記ケースの底面側よりエレクトレット基板、振動膜ユニット、支持基体、回路基板の順に積層配置するとともに前記回路基板と支持基体と振動膜ユニットとを貫通した音響孔を設け、該貫通した音響孔は前記振動膜の上面側と外部とを連通させている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電子部品を実装した回路基板と、電極上にエレクトレット層を形成したエレクトレット基板と、振動膜支持枠に振動膜を固着した振動膜ユニットとを積層したマイクロホンカプセルに蓋体を設けて成るコンデンサマイクロホンに関し、特にメイン回路基板への実装高さを低くできるコンデンサマイクロホンに関する。
近年、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ等に広く用いられる小型で高性能なマイコロホンとして、エレクトレットコンデンサマイクロホン(以後ECMと略記する)が広く用いられており、例えば特許文献1に開示されている。
以下、図8により特許文献1に開示された従来のECMの構成を説明する。図8は従来の完成されたECMの断面図であり、80はECMである。また2は回路基板であり、前記回路基板2は絶縁基板により構成され、上面側に接続電極2a、下面側に出力電極2bが形成されると共に電子部品である集積回路11、電子エレメント12が実装されている。3はエレクトレット基板であり、前記エレクトレット基板3は絶縁基板3aの上面側に電極膜による電極4が形成され、また前記電極4の上面にエレクトレット層5が膜形成されると共に、前記電極4とエレクトレット層5の外側に前記絶縁基板3aを貫通する貫通孔3bが形成されている。
6は振動膜ユニットであり、前記振動膜ユニット6は金属材料または絶縁部材の表面に金属膜を形成した振動膜支持枠6aの下面側に導電性の振動膜7が固着されることにより一体化されている。又85は金属製のシールドケースであり上面側に音響孔85aがもうけられている。さらに8は支持基体,9はスペーサである。
前記ECM80の構成は、前記回路基板2とエレクトレット基板3の間に支持基体8、またエレクトレット基板3と振動膜ユニット6の間にスペーサ9を挟んだ状態で積層した後に、接着材等により固着一体化してECMカプセルを構成し、該ECMカプセルに前記シールドケース85を被覆することによりECM80が完成する。なお前記貫通孔3bは前記エレクトレット基板3における電極4の外側に形成することにより、前記電極4の面積を減少させることなくエレクトレット基板3の上下面の通気を確保して良好な音響効果を得るようになっている。
次に前記ECM80の動作を説明する。
上記構成を有するECM80の動作は、表面に導電膜を有する振動膜7と、表面にエレクトレット層5が形成された電極4とがスペーサ9を挟んでコンデンサを形成する。そして音響孔85aより入力される音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠6aから各接続電極(図示は省略)を介して回路基板2に導かれ、集積回路11で処理された後に回路基板2の下面に設けられた出力電極2bより出力される。そして前記貫通孔3bの存在によって振動膜7の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される。
上記構成を有するECM80の動作は、表面に導電膜を有する振動膜7と、表面にエレクトレット層5が形成された電極4とがスペーサ9を挟んでコンデンサを形成する。そして音響孔85aより入力される音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠6aから各接続電極(図示は省略)を介して回路基板2に導かれ、集積回路11で処理された後に回路基板2の下面に設けられた出力電極2bより出力される。そして前記貫通孔3bの存在によって振動膜7の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される。
図8に示すECM80は音響効果に優れたマイクではあるが、以下の問題点を有する。すなわち、ECM80の音響孔85aがシールドケース85の上面側に設けられているため、ECM80を携帯電話等のメイン回路基板100に実装する場合には、図8に示す如くメイン回路基板100の上面側に出力電極2bを半田付けして取り付けることになる。しかし、この構成では携帯電話等のケースとメイン回路基板100との間隔をECM80の高さより広くする必要があり、携帯電話等の小型、薄型化の妨げとなっていた。
この問題を解決するための提案として、特許文献2に記載されたECMがある。以下図9により特許文献2に開示された第2の従来例であるECMの構成を説明する。なお図9に示すECMの基本的構成は図8に示すECM80と略同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
図9は第2の従来例であるECM90の断面図であり、図8に示すECM80と異なるところは、第1にシールドケース95に音響孔が設けられていないこと、第2に回路基板2の中央に音響孔2cが形成されていること、第3にシールドケース95の内部に積層される各部材の順番が回路基板2、支持基体8、振動膜ユニット6、スペーサ9、エレクトレット基板3、第2スペーサ13の順に積層されていることである。
すなわち、ECM80に対してECM90の最も異なるところは、音響孔2cを上面側のシールドケース95に設けずに下面側の回路基板2に設けたことである。そしてこの結果、音響入力信号Psが回路基板2の方向から入力することに合わせて、エレクトレット基板3と振動膜ユニット6との配置関係を入れ替え、振動膜ユニット6を音響孔2cに近い方に配置している。さらにエレクトレット基板3とシールドケース95の上面との間に空隙を形成するために第2スペーサ13を新たに設けている。
次に前記ECM90を携帯電話等のメイン回路基板100に実装する構成を説明する。
図9に示す如く携帯電話等のメイン回路基板100にも音響孔100aを形成し、ECM90の音響孔2cをこのメイン回路基板100の音響孔100aに位置合わせした状態で、メイン回路基板100の下面側に出力電極2bを半田付けして取り付ける。
図9に示す如く携帯電話等のメイン回路基板100にも音響孔100aを形成し、ECM90の音響孔2cをこのメイン回路基板100の音響孔100aに位置合わせした状態で、メイン回路基板100の下面側に出力電極2bを半田付けして取り付ける。
次に上記構成を有するECM90の動作を説明する。
メイン回路基板100の上面側より、メイン回路基板100の音響孔100aとECM90の音響孔2cを通過して入力された音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠6aから各接続電極(図示は省略)を介して回路基板2に導かれ、集積回路11で処理された後に回路基板2の下面に設けられた出力電極2bより出力される。そして前記エレクトレット基板3に形成された貫通孔3bと、新たに設けられた第2スペーサ13によってエレクトレット基板3とシールドケース95の上面との間に形成された空隙の存在によって振動膜7の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される。
メイン回路基板100の上面側より、メイン回路基板100の音響孔100aとECM90の音響孔2cを通過して入力された音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠6aから各接続電極(図示は省略)を介して回路基板2に導かれ、集積回路11で処理された後に回路基板2の下面に設けられた出力電極2bより出力される。そして前記エレクトレット基板3に形成された貫通孔3bと、新たに設けられた第2スペーサ13によってエレクトレット基板3とシールドケース95の上面との間に形成された空隙の存在によって振動膜7の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される。
上記の如くECM90は携帯電話等のメイン回路基板100の下面側に取り付けているため、携帯電話等のケースとメイン回路基板100との間隔は音響入力信号Psの通過を確保するだけの隙間があれば十分であり、図8に示すECM80に比べて携帯電話等のケースとメイン回路基板100との間隔を著しく狭くすることができるため、携帯電話等の小型、薄型化に有効ではあるが、以下の問題がある。すなわち上記図8や図9に示すECM80及びECM90においては、回路基板2の上面側にエレクトレット基板3と振動膜ユニット6を積層して配置し、これらのエレクトレット基板3と振動膜ユニット6との電極を回路基板2の接続電極2aに接続するための各部品間の立体接続が必要となる。この立体接続はECMを構成する各部品を必要に応じて導電製の金属や、絶縁性の樹脂等を選定して用いているが、これらの部品間を経由して立体接続経路を形成するとともに、部品間ショートを起こさないように基板間接続電極を形成する必要がある。
しかし、前記エレクトレット基板3と振動膜ユニット6との電極形状を比較すると、振動膜ユニット6の電極形状はその外周部分が振動膜支持枠6aに接続された全面電極であるのに対し、エレクトレット基板3の電極形状は電極4の如く絶縁基板3aに形成された部分電極となっている。
しかし、前記エレクトレット基板3と振動膜ユニット6との電極形状を比較すると、振動膜ユニット6の電極形状はその外周部分が振動膜支持枠6aに接続された全面電極であるのに対し、エレクトレット基板3の電極形状は電極4の如く絶縁基板3aに形成された部分電極となっている。
従ってエレクトレット基板3と振動膜ユニット6との電極を回路基板2の接続電極2aに立体接続するための基板間接続電極の形成を考えると、図8に示すECM80の場合には回路基板2に対してエレクトレット基板3、振動膜ユニット6の順に積層配置されているため、中間層のエレクトレット基板3に形成された電極4の電極形状が小さいので、振動膜ユニット6と回路基板2との基板間接続電極はエレクトレット基板3の電極4が形成されていない周囲の部分を経由して容易に立体接続することができる。
しかし図9に示すECM90の場合には、回路基板2に対して振動膜ユニット6、エレクトレット基板3の順に積層配置されているため、回路基板2とエレクトレット基板3との間に全面電極構成の振動膜ユニット6が介在しているため、電極4と回路基板2との基板間接続電極の形成は、間に介在する振動膜ユニット6の全面電極に妨げられて立体接続することが困難となる。
しかし図9に示すECM90の場合には、回路基板2に対して振動膜ユニット6、エレクトレット基板3の順に積層配置されているため、回路基板2とエレクトレット基板3との間に全面電極構成の振動膜ユニット6が介在しているため、電極4と回路基板2との基板間接続電極の形成は、間に介在する振動膜ユニット6の全面電極に妨げられて立体接続することが困難となる。
上記の如く図9に示すECM90は、図8に示すECM80に比べて携帯電話等のケースとメイン回路基板100との間隔を著しく狭くすることができるため、携帯電話等の小型、薄型化に有効ではあるが、構成的には内部接続配線が複雑で立体接続に工数と費用増加が伴うとい問題がある。しかるに上記問題を解決するための提案を本出願人は特許文献3で行なっている。
次に図10により本出願人が特許文献3で提案しているECMの構成を説明する。図10においてECM70の基本的構成は図8のECM80と同じである。すなわち前記ECM70の構成は、構成要素である回路基板2、支持基体8、エレクトレット基板3、振動膜ユニット6、スペーサ9の積層構成はECM80と同じであるが、異なるところは前記各構成要素の大きさがECM80に比べて少し大きく構成されており、その大きくなった部分に貫通した音響孔10aを設け、この貫通した音響孔10aは前記振動膜7の上面側と外部とを連通させている。さらに振動膜7とシールドケース15の上面との間に空隙を形成するために、振動膜支持枠6a上に第2スペーサ13を設け、シールドケース15で被覆することによりECM70が完成する。すなわちECM70は各エレメントの積層構造は従来のECM80と略同じ構成で、回路基板2に音響孔10aを有することとシールドケース15に音響孔が設けられていないことは従来のECM90と同じである。
図11は図10に示すECM70をメイン回路基板100に取り付けた状態を示す断面図であり、図9に示すECM90の実装構造と同様に音響孔100aを有するメイン回路基板100の下面側にECM70をセットし、ECM70の音響孔10aをメイン回路基板100の音響孔100aに位置合わせした状態で、メイン回路基板100の下面側に出力電極2bを半田付けして取り付ける。
次にECM70の動作を説明する。
図9に示すECM90と同様にメイン回路基板100の上面側より、メイン回路基板100の音響孔100aとECM70の貫通した音響孔10aを通過して入力された音響入力信号Psは、第2スペーサ13によって形成された振動膜7とシールドケース15の間の間隙に導かれる。そしてこの音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位する。そして前記エレクトレット基板3に形成された貫通孔3bの存在によって振動膜7の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される
図9に示すECM90と同様にメイン回路基板100の上面側より、メイン回路基板100の音響孔100aとECM70の貫通した音響孔10aを通過して入力された音響入力信号Psは、第2スペーサ13によって形成された振動膜7とシールドケース15の間の間隙に導かれる。そしてこの音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位する。そして前記エレクトレット基板3に形成された貫通孔3bの存在によって振動膜7の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される
上記の如くECM70は、回路基板2に音響孔10aを設けることによって、ECM90と同様に携帯電話等の小型、薄型化を可能にすると共に、各エレメントの配置構成をECM80と同じ様にすることによって、回路基板2に対するエレクトレット基板3や振動膜ユニット6からの基板間接続電極の形成を容易にすることで、製品価格の廉価を同時に達成することができる。
上記提案のECM70は携帯電話等のケースとメイン回路基板100との間隔を著しく狭くすることができるため、携帯電話等の小型、薄型化を可能にすると共に、回路基板に対するエレクトレット基板や振動膜ユニットからの基板間接続電極の形成を容易にすることで、製品価格の廉価を同時に達成するという効果がある。しかし携帯電話等に用いるECMに対しては更なる小型、薄型化の要求が強くなっている。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、上記提案のECM70の更なる薄型化を達成し、携帯電話等の薄型、小型化の要求に十分に答え得ることが可能なECMを提供することを目的としている。
上記課題を解決するための本発明におけるECMの構成は、電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板に実装された電子部品を収納するための空隙を有する支持基体と、電極上にエレクトレット層を形成したエレクトレット基板と、振動膜支持枠に振動膜を固着した振動膜ユニットと、一方に底面、他方に開口を有するケースとを備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記ケースの底面側よりエレクトレット基板、振動膜ユニット、支持基体、回路基板の順に積層配置するとともに前記回路基板と支持基体と振動膜ユニットとを貫通した音響孔を設け、該貫通した音響孔は前記振動膜の上面側と外部とを連通させていることを特徴とする。
上記構成によれば、回路基板に設けた開口からの音響入力信号は支持基体と振動膜ユニットとを貫通した音響孔を経由して振動膜の上面側に連通し、振動膜を振動させて音響検出を行うことができる。そしてECMとしてのエレメントの配置構成はエレクトレット基板をケースの底面側に配置することによって、いっそうの薄型化を可能としている。
前記ケースの底面に電極とエレクトレット層を形成することにより、ケースがエレクトレット基板を兼ねていることを特徴とする。
前記音響孔は振動膜の形成領域の外側に設けられていることを特徴とする。
前記振動膜支持枠が振動膜とエレクトレット基板との間隙を規制するスペーサ機能を兼ね、また前記支持基体が振動膜と回路基板との間隙を規制するスペーサ機能を兼ねることを特徴とする。
上記の如く本発明によれば、回路基板に設けた開口からの音響入力信号は支持基体と振動膜ユニットとを貫通した音響孔を経由して振動膜の上面側に連通し、振動膜を振動させて音響検出を行うことができる。そしてECMとしてのエレメントの配置構成はエレクトレット基板をケースの底面側に配置することによって、いっそうの薄型化を可能としている。
以下図1〜図6により本発明の第1実施形態におけるECMの構成を説明する。図1は完成されたECMの断面図、図2は図1に示すECMを構成する各エレメントの分解斜視図、図3は図1に示すECMをメイン回路基板に取り付けた状態を示す断面図、図4は図1に示すECMの集合基板の斜視図、図5は図4に示す各集合基板を積層一体化した集合ECMの斜視図、図6(a)は集合ECMを分割したECMカプセルの斜視図、図6(b)はECMカプセルにシールドケースを装着した完成ECMの斜視図である。
次に図1、図2により本発明の第1実施形態におけるECMの具体的構成を説明する。
図1及び図2において前記図10及び図11に示す先願のECM70と同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
図1において10はECMであり各エレメントの基本的構成は図10のECM70と同じである。すなわち回路基板2は絶縁基板により構成され、上面側に接続電極2a、下面側に出力電極2bが形成されると共に電子部品である集積回路11、電子エレメント12が実装されている。エレクトレット基板3は絶縁基板3aの上面側に電極膜による電極4が形成され、また前記電極4の上面にエレクトレット層5が膜形成されている。
図1及び図2において前記図10及び図11に示す先願のECM70と同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
図1において10はECMであり各エレメントの基本的構成は図10のECM70と同じである。すなわち回路基板2は絶縁基板により構成され、上面側に接続電極2a、下面側に出力電極2bが形成されると共に電子部品である集積回路11、電子エレメント12が実装されている。エレクトレット基板3は絶縁基板3aの上面側に電極膜による電極4が形成され、また前記電極4の上面にエレクトレット層5が膜形成されている。
前記振動膜ユニット6は金属材料または絶縁部材の表面に金属膜を形成した振動膜支持枠6aの下面側に導電性の振動膜7が固着されることにより一体化されている。さらに金属製のシールドケース15はECM70のシールドケース15と同様に音響孔は設けられていない。なお、振動膜支持枠6aと金属製のシールドケース15との電気的接触を防止するために振動膜支持枠6aの必要部分には絶縁処理を行なう。
前記ECM10の積層構成は、回路基板2の上に支持基体8を介して振動膜ユニット6が積層され、さらに振動膜ユニット6の振動膜支持枠6a上にエレクトレット基板3が逆向きに積層されている。そして回路基板2と支持基体8と振動膜ユニット6の大きくなった部分に貫通した音響孔10aを設け、この貫通した音響孔10aは前記振動膜7の上面側と外部とを連通させている。
すなわちECM10とECM70との構成において異なるところは、回路基板2の上に支持基体8を介して振動膜ユニット6を積層するとともに、エレクトレット基板3を逆向きにして金属製のシールドケース15の底面15aに密着させることにより、振動膜7とエレクトレット基板3のエレクトレット層5を対向させてコンデンサを形成し、この振動膜7とエレクトレット層5の対向した空隙に音響孔10aを連通させたことである。
この構成の違いにより、ECM10はECM70における2個のスペーサ、すなわちスペーサ9、第2スペーサ13を省略することによる薄型化に加えて、エレクトレット基板3をシールドケース15の底面15aに密着させて剛性を持たせることにより絶縁基板3aとして薄い基板を用いることが可能となり、さらに薄型化ができる。また、エレクトレット基板3の電極4と回路基板2との電気的接続もエレクトレット基板3をシールドケース15の底面15aに密着させ、絶縁基板3aに接触用のスルーホールを設ける等の方法により、金属製のシールドケース15を介して容易に行なうことができる。
次に図2によりECM10を構成する各エレメントについて説明する。
図2は図1に示すECM10を構成する各エレメントの分解斜視図であり、回路基板2には集積回路11、電子エレメント12が実装されるとともに円形の音響孔10aが設けられている。支持基体8には前記回路基板2の各電気エレメントを収納するための大きな開口8aと音響孔10aを形成する小さな開口8bが設けられている。振動膜ユニット6は音響孔10aを形成する開口7aを設けた振動膜7に振動膜支持枠6aを固着して構成されている。エレクトレット基板3は絶縁基板3aに電極4とエレクトレット層5が積層形成されているが、エレクトレット層5を下側にして配置されているので、電極4とエレクトレット層5を点線で示している。
図2は図1に示すECM10を構成する各エレメントの分解斜視図であり、回路基板2には集積回路11、電子エレメント12が実装されるとともに円形の音響孔10aが設けられている。支持基体8には前記回路基板2の各電気エレメントを収納するための大きな開口8aと音響孔10aを形成する小さな開口8bが設けられている。振動膜ユニット6は音響孔10aを形成する開口7aを設けた振動膜7に振動膜支持枠6aを固着して構成されている。エレクトレット基板3は絶縁基板3aに電極4とエレクトレット層5が積層形成されているが、エレクトレット層5を下側にして配置されているので、電極4とエレクトレット層5を点線で示している。
すなわち、ECM10の構成エレメントは、回路基板2、支持基体8、振動膜ユニット6、エレクトレット基板3の4エレメントで構成されており、ECM70の6エレメントに対してエレメント数が削減されている。そして各エレメントは図2の順序で積層一体化されており、音響孔10aは回路基板2の音響孔10aから支持基体8の開口8b、振動膜7の開口7aを通過して振動膜7の上面と外気とを連通させている。
図3は図1に示すECM10をメイン回路基板100に取り付けた状態を示す断面図であり、図11に示すECM70の実装構造と同様に音響孔100aを有するメイン回路基板100の下面側にECM10をセットし、ECM10の音響孔10aをメイン回路基板100の音響孔100aに位置合わせした状態で、メイン回路基板100の下面側に出力電極2bを半田付けして取り付ける。
次にECM10の動作を説明する。
メイン回路基板100の上面側より、メイン回路基板100の音響孔100aとECM10の貫通した音響孔10aを通過して入力された音響入力信号Psは、振動膜支持枠6aをスペーサとして形成されている、振動膜7とエレクトレット基板3に形成されたエレクトレット層5との間隙に導かれる。そしてこの音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠6aから各接続電極(図示は省略)を介して回路基板2に導かれ、集積回路11で処理された後に回路基板2の下面側に設けられた出力電極2bより出力される。
メイン回路基板100の上面側より、メイン回路基板100の音響孔100aとECM10の貫通した音響孔10aを通過して入力された音響入力信号Psは、振動膜支持枠6aをスペーサとして形成されている、振動膜7とエレクトレット基板3に形成されたエレクトレット層5との間隙に導かれる。そしてこの音響入力信号Psの空気振動により前記振動膜7が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠6aから各接続電極(図示は省略)を介して回路基板2に導かれ、集積回路11で処理された後に回路基板2の下面側に設けられた出力電極2bより出力される。
上記動作において、振動膜支持枠6aは振動膜7とエレクトレット基板3のエレクトレット層5との間隙を形成するためのスペーサの機能を兼ねており、また、支持基体8が振動膜7と回路基板2との間隙を規制するスペーサ機能を兼ねる。従って従来のスペーサを省略して薄型化を実現できるとともに、振動膜7が支持基体8のスペーサ機能によって設けられた広い空隙(回路基板2に実装された電子部品を収納するのに必要な空隙)に直接面しているため、ECM70のようにエレクトレット基板3に貫通孔3bを設けることなく振動膜7の動作がスムーズに成り音響特性が確保される。
上記の如く本発明のECM10は、回路基板2の側に音響孔10aを設けることによって、ECM70と同様に携帯電話等の小型、薄型化を可能にするとともに、各エレメントの配置構成を改良することにより、ECM単体としてもECM70よりさらに薄型化することができる。さらに部品点数の削減により製品価格の廉価を同時に達成することができる。
次に本発明におけるECM10の集合基板による製造方法を図4〜図6により説明する。図4はECM10の集合基板による製造方法を示す各集合基板の展開斜視図であり、図4において2Lは前記回路基板2の集合基板である集合回路基板、3Lは前記エレクトレット基板3の集合基板である集合エレクトレット基板、6Lは前記振動膜ユニット6の集合基板である集合振動膜ユニット、8Lは支持基体8の集合基板である集合支持基体であり、各集合基板は同サイズの形状を有する。
次に各集合基板の構成を説明する。
すなわち集合回路基板2Lには回路基板2が形成されており、この回路基板2は前記集積回路11や電子エレメント12が実装されると共に、音響孔10aが形成されている。そしてこの回路基板2は図4に示す如く前記集合回路基板2L上に複数個設けられている。また集合エレクトレット基板3Lには複数のエレクトレット基板3が形成されており、各エレクトレット基板3には電極4とエレクトレット層5が設けられている。なお、この集合エレクトレット基板3Lはエレクトレット層5を下に向けた逆向きで積層されるため、電極4とエレクトレット層5を点線でしめしている。
すなわち集合回路基板2Lには回路基板2が形成されており、この回路基板2は前記集積回路11や電子エレメント12が実装されると共に、音響孔10aが形成されている。そしてこの回路基板2は図4に示す如く前記集合回路基板2L上に複数個設けられている。また集合エレクトレット基板3Lには複数のエレクトレット基板3が形成されており、各エレクトレット基板3には電極4とエレクトレット層5が設けられている。なお、この集合エレクトレット基板3Lはエレクトレット層5を下に向けた逆向きで積層されるため、電極4とエレクトレット層5を点線でしめしている。
同様に、前記集合振動膜ユニット6Lには複数の振動膜ユニット6が形成され、振動膜7には音響孔10aを形成する開口7aが設けられている。さらに集合支持基体8Lには複数の支持基体8が形成されており、回路基板2に実装された電気エレメントを収納する大きい開口8aと音響孔10aを形成する開口8bが設けられている。以上が各エレメントを集合基板として形成する工程である。なお各集合基板に点線で示す枠形状は、後述する切断工程にて切断して単個のECMカプセル10bを作成する時の外形を示している。
図4においては、各集合基板に複数個のエレメントが形成されることを示すために、1例として前記集合回路基板2Lには9個の回路基板2を形成した例を示しているが、実際はもっと多くのエレメントを同時形成するものである。
図5は集合ECM10Lの斜視図であり、図4に示す各集合基板を積層一体化した状態を示す。すなわち前記集合回路基板2L、集合支持基体8L、集合振動膜ユニット6L、集合エレクトレット基板3Lの各集合基板を積層して接着することにより、集合ECM10Lを構成する。また各集合基板を積層一体化する時には、各集合基板の音響孔10aを構成する開口の位置が同じになるよう位置合わせされている。
図6(a)は前記集合ECM10Lをダイシング等の切断方法にて分割し、単個のECMカプセル10bを作成した状態を示している。さらに図6(b)は前記ECMカプセル10bを前記シールドケース15に収納することによりECM10が完成した状態を示している。
次に図7により本発明の第2実施形態におけるECMの構成を説明する。図7は完成されたECMの断面図であり、前記図1に示すECM10と同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
図7において20はECMであり、該ECM20と図1に示すECM10との異なるところはエレクトレット基板3の構成である。即ち、ECM20におけるエレクトレット基板は絶縁基板3aを使用せず、シールドケース15の底面15aを基板に兼用しており、シールドケース15の底面15aに直接、電極4とエレクトレット層5を形成している。上記構成によればECM10に比べて絶縁基板3aの厚さ分だけさらに薄型化ができるし、また電極4と回路基板2との電気的接続も直接シールドケース15によって行なうことができるため、スルーホール形成等の余分な工数を必要としないという効果を有する。
上記各実施形態においては主として矩形形状の振動膜の事例について示したが、これに限定されるものではなく、従来の円形形状や楕円形状等の振動膜にも適用可能であることは当然である。また、音響入力信号Psを導入するための空間として、振動膜7とエレクトレット層5との間隙を形成するスペーサ機能を振動膜支持枠6aが兼ねた構成を示したが、これに限定されるものではなく、この間隙を適度に調整する目的で、振動膜支持枠6aの上にスペーサを設けても良いことは当然である。
2 回路基板
3 エレクトレット基板
4 電極
5 エレクトレット層
6 振動膜ユニット
6a 振動膜支持枠
7 振動膜
8 支持基体
10、20,70、80,90 ECM
10a、100a 音響孔
10L 集合ECM
11 集積回路
12 電子エレメント
15、85,95 シールドケース
15a 底面
100 メイン回路基板
3 エレクトレット基板
4 電極
5 エレクトレット層
6 振動膜ユニット
6a 振動膜支持枠
7 振動膜
8 支持基体
10、20,70、80,90 ECM
10a、100a 音響孔
10L 集合ECM
11 集積回路
12 電子エレメント
15、85,95 シールドケース
15a 底面
100 メイン回路基板
Claims (5)
- 電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板に実装された電子部品を収納するための空隙を有する支持基体と、電極上にエレクトレット層を形成したエレクトレット基板と、振動膜支持枠に振動膜を固着した振動膜ユニットと、一方に底面、他方に開口を有するケースとを備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記ケースの底面側よりエレクトレット基板、振動膜ユニット、支持基体、回路基板の順に積層配置するとともに前記回路基板と支持基体と振動膜ユニットとを貫通した音響孔を設け、該貫通した音響孔は前記振動膜の上面側と外部とを連通させていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
- 前記ケースの底面に電極とエレクトレット層を形成することにより、ケースがエレクトレット基板を兼ねている請求項1記載のコンデンサマイクロホン。
- 前記音響孔は振動膜の形成領域の外側に設けられている請求項1または2記載のコンデンサマイクロホン。
- 前記振動膜支持枠が振動膜とエレクトレット基板との間隙を規制するスペーサ機能を兼ねる請求項1乃至3のうちいずれか1項記載のコンデンサマイクロホン。
- 前記支持基体が振動膜と回路基板との間隙を規制するスペーサ機能を兼ねる請求項1乃至4のうちいずれか1項記載のコンデンサマイクロホン。
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