JP2011015006A - マイクロホン装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高度の寸法精度を必要とすることなく、確実に音漏れを遮断し、信頼性の高いマイクロホン装置を提供する。
【解決手段】このマイクロホン装置は、筐体１と、前記筐体１の音孔Ｈを囲むように形成された起立部２と、前記音孔に、その集音部が対向するように配置される音響トランスデューサを含むマイクロホンユニット４と、前記マイクロホンユニット４の側周を覆うと共に前記起立部２との間に弾性的に装着される本体部３ａと、前記起立部２の端面から、前記マイクロホンユニット４の端面に伸びるように周縁部を覆う鍔部３ｂとを具備した弾性ホルダ３とを具備し、前記起立部２は前記マイクロホンユニット４の高さよりも高いことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロホン装置およびその製造方法に係り、特に携帯端末などの筐体へのマイクロホンの取り付け構造に関するものである。

コンデンサマイクロホンは、携帯端末などのマイクロホンとして役割を果たしており、携帯端末の高機能化、微細化に伴い、近年殊に、高機能化、小型化への要求が高まってきている。

エレクトレットコンデサマイクロホン（ＥＣＭ）としては、マイクロホンユニットと、そのマイクロホンユニットを収納するホルダと、マイクロホンユニットの外部接続端子として機能する一対のばねと、で構成されるものがある。マイクロホンユニットは音響トランスデューサを具備し、例えば、背の低い円筒状形状を有し、その底面または上面に、外部接続用の電極パターンが形成されている。また、上記一対のばねは、このマイクロホンユニットの一対の電極パターンの各々に一端が当接し、他端が携帯電話機等の音声処理用アナログフロントエンド等に電気的に接続される。

マイクロホンユニットは、音響信号に従って変化するコンデンサの静電容量の変化を、電気信号に変換して出力する、いわゆる電気音響変換機能をもつ。

従来、この種のマイクロホン装置としては、ゴム製のホルダによってマイクロホンユニットを保持する構造が採用されている。このマイクロホン装置は、弾性材料からなる通常のゴムホルダにコイルばねを挿入後、マイクロホンユニットを挿入し、マイクロホンユニットを、ゴムホルダにて包み込むようにして固定した構造を有する。

すなわち、マイクロホンユニットを収容するホルダには、マイクロホンユニットの収容を容易にするための柔軟性と、外部接続端子として機能するばねをしっかりと保持することができる硬質性という、相反する性質が要求される。
そこで本出願人は、外部接続端子として機能するばねの一端が当接した状態にて、前記マイクロホンユニットおよび前記ばねを保持可能に形成された第１のホルダと、この第１のホルダおよび前記マイクロホンユニットを、包み込むようにして保持する、前記第１のホルダよりも軟質の材料からなる第２のホルダとを有する構造を提案している（特許文献１）。

特開２００６−１６６０６５号公報

従来、種々のマイクロホン装置が提案されているが、マイクロホンの高感度化が進むにつれて音漏れの問題が深刻となっている。図５に模式図を示すように、筐体１に起立部２を形成し、この起立部２に弾性ホルダ３を介してコンデンサマイクロホン（マイクロホンユニット）４を装着し、プリント配線基板５で押えるという実装構造においても音源から発せられた音が、音孔経由でマイクロホンに到達する経路Ａだけでなく、経路Ｂに示すように、筐体１の背面側に回り込み、マイクロホンの背面からマイクロホンに到達する場合がある。この場合、音の干渉や、位相差によるエコーの発生を免れ得ず、品質のよい集音ができないという問題があった。

そこで、図６に示すように、プリント配線基板５で弾性ホルダ３を押し付け、弾性ホルダ３と、前面の筐体１間の領域Ｒｆでシーリングするという方法も提案されているが、この場合はマイクロホンユニット４に負荷がかかり、マイクロホンユニット４の破壊、特性変化を引き起こすという問題があった。
また、弾性ホルダ３の側周面と筐体１に形成した筒状の起立部２との間（領域Ｒｓ）でシーリングしようとすると、弾性ホルダと起立部との嵌合を強くする必要があり、高度の寸法精度を必要とするだけでなく、組み込み時に弾性ホルダ３が抜けたりするという問題もあった。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、構成が簡単で、高度の寸法精度を必要とすることなく、確実に音漏れを遮断し、信頼性の高いマイクロホン装置を提供することを目的とする。

本発明のマイクロホン装置は、筐体と、前記筐体の音孔を囲むように形成された起立部と、前記音孔に、その集音部が対向するように配置される音響トランスデューサと、前記音響トランスデューサの側周を覆うと共に前記起立部との間に弾性的に装着される本体部と、前記起立部の端面から、前記音響トランスデューサの端面に伸びるように周縁部を覆う鍔部とを具備した弾性ホルダとを具備し、前記起立部は前記音響トランスデューサの高さよりも高いことを特徴とする。
この構成によれば、音響トランスデューサ(を含むマイクロホンユニット)の背面側に弾性ホルダを介して装着されるプリント配線基板によって、弾性ホルダを介して起立部の後端面を押圧することで実装されるが、このとき、起立部の後端面と弾性ホルダの鍔部との間で、音のシーリング（封止）を行なうことができるため、起立部が、鍔部に密着すればよいだけである。このように、起立部の前記筐体表面からの高さが前記音響トランスデューサの高さよりも高くなるように形成されていることで、音響トランスデューサは起立部よりも高さが低いため、音響トランスデューサに負荷がかかることはなく、また、弾性ホルダの側周面と起立部との間の領域Ｒｓでのシーリングを必要としないため、弾性ホルダと起立部との勘合を強くする必要がなく、そのため、弾性ホルダが脱落したりするおそれもない。

また本発明は、上記マイクロホン装置において、前記弾性ホルダは、ドーナッツ状の円盤部と、前記円盤部の中間部から起立せしめられ、前記音響トランスデューサの側面を含む周縁部を断面コの字状に覆うコの字状筒状部とを具備したものを含む。
この構成によれば、音響トランスデューサの側面を断面コの字状に覆うコの字状筒状部を具備しているため、音響トランスデューサを確実に弾性的に保持することができる。

また本発明は、上記マイクロホン装置において、前記音響トランスデューサは、コンデンサマイクロホン装置であるものを含む。

また本発明は、上記マイクロホン装置において、前記コンデンサマイクロホン装置はＭＥＭＳマイクロホンであるものを含む。
この構成によれば、小型薄型化が可能である。

また本発明のマイクロホン装置の製造方法は、筐体に、装着すべき音響トランスデューサの周縁を覆いかつ前記音響トランスデューサの高さよりも高い起立部を配設する工程と、前記起立部に、前記音響トランスデューサの側周を覆う本体部と、前記音響トランスデューサの前記起立部の端面から、前記音響トランスデューサの端面に伸びるように周縁部を覆う鍔部とを具備した弾性ホルダを、介在させ、前記音響トランスデューサを前記筐体に押し付けるとともに、背面を配線基板で押圧し、固定する工程とを含む。
この構成によれば、音響トランスデューサの背面側に弾性ホルダを介して装着されるプリント配線基板によって、弾性ホルダを介して起立部の後端面を押圧することで、起立部の後端面と弾性ホルダの鍔部との間で、音のシーリングを行なうことができる。また、音響トランスデューサは起立部よりも高さが低いため、音響トランスデューサに負荷がかかることはなく、また、弾性ホルダの側周面と起立部との間の領域Ｒｓでのシーリングを必要としないため、弾性ホルダと起立部との勘合を強くする必要がなく、そのため弾性ホルダが脱落したりするおそれもない。

以上説明してきたように、本発明によれば、起立部の後端面と弾性ホルダの鍔部との間で、音のシーリング（封止）を行なうことができ、起立部が、鍔部に密着すればよいだけである。このため、寸法精度は余り気にすることなく形成することができる上、音響トランスデューサは起立部よりも高さが低いため、音響トランスデューサに負荷がかかることはなく、また、弾性ホルダの側周面と起立部との間の領域Ｒｓでのシーリングを必要としないため、弾性ホルダと起立部との勘合を強くする必要がなく、そのため弾性ホルダが脱落したりするおそれもない。

本発明の実施の形態１におけるマイクロホン装置の断面図 本発明の実施の形態１におけるマイクロホン装置の斜視図 本発明の実施の形態１におけるマイクロホン装置の弾性ホルダの斜視図 本発明の実施の形態２におけるマイクロホン装置の断面図 従来のコンデンサマイクロホンの断面図 従来例のコンデンサマイクロホンの断面図

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のコンデンサマイクロホンの概略断面図、図２は斜視図（筐体１は一部のみ示す）、図３は弾性ホルダの斜視図である。
本発明の実施の形態１のコンデンサマイクロホンは、筐体１と、前記筐体１の所定の領域に設けられた音孔Ｈを囲むように形成された筒状の起立部２と、前記音孔Ｈに、その集音部が対向するように配置される音響トランスデューサを含むマイクロホンユニット４と、前記マイクロホンユニット４の側周を覆うと共に前記起立部２との間に弾性的に装着される本体部３ａと、前記起立部２の端面から、前記マイクロホンユニット４の端面に伸びるようにマイクロホンユニット４の周縁部を覆う鍔部３ｂを具備した弾性ホルダ３とを具備し、この起立部２が前記マイクロホンユニット４の高さよりも高いことを特徴とする。この弾性ホルダ３は、図３に示すように、ドーナッツ状の円盤からなる鍔部３ｂと、この鍔部３ｂの中間部から起立せしめられ、マイクロホンユニット４の側面を含む周縁部を断面コの字状に覆うコの字状筒状部からなる本体部３ａとで構成される。この本体部３ａは端部で内側に曲げられ、筐体１の面に当接する前面部３ｆを具備しているため、より確実にマイクロホンユニットを把持することができる。そしてこの弾性ホルダ３の背面からプリント配線基板５で押圧し、固定される。

装着に際しては、筐体１に、装着すべきマイクロホンユニットの周縁を覆いかつ前記マイクロホンユニット４の高さよりも高い起立部２を配設しておき、この起立部２に、マイクロホンユニット４に係合させた弾性ホルダ３を挿入し、この弾性ホルダの鍔部３ｂが、前記起立部の端面から、前記マイクロホンユニットの端面に伸びるように周縁部を覆い、プリント配線基板５を用いて、マイクロホンユニットを前記筐体に押し付け固定する。ここでプリント配線基板５は図示しないリードで電気的接続を行なうと共に、図示しない、ビスなどを用いて固定される。
なおマイクロホンユニット４自体については通例の物を用いるためここでは詳述しないが、通例の音響トランスデューサを用いたマイクロホンユニットを用いてもよいし、ＭＥＭＳ素子を用いてもよい。

上記構成によれば、起立部の後端面と弾性ホルダの鍔部との間すなわち図１にＲａで示す領域で、音のシーリング（封止）を行なうことができるため、起立部が、鍔部に密着すればよいだけで、確実なシーリングを実現することができる。また、マイクロホンユニット４の背面側に弾性ホルダ３を介してプリント配線基板５を装着することによって、起立部２の後端面を弾性ホルダ３を介して押圧することで実装することができる。マイクロホンユニットは筐体表面からの高さが、起立部の高さよりも低いため、押圧されるのは、起立部２であって、マイクロホンユニット４には負荷がかからない。また、弾性ホルダ３の側周面と起立部２との間の領域Ｒｓでのシーリングを必要としないため、弾性ホルダと起立部との勘合を強くする必要がなく、そのため弾性ホルダが脱落したりするおそれもない。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２のコンデンサマイクロホンの概略断面図である。
前記実施の形態１では、弾性ホルダ３の、本体部３ａを、端部で内側に曲げられ、筐体１の面に当接する前面部３ｆを具備したコの字状筒状部で構成し、マイクロホンユニット４の側面を含む周縁部を断面コの字状に覆うようにしたが、必ずしもこの前面部３ｆは必須ではなく、省略してもよい。本実施の形態では、この前面部３ｆを省略した構造について説明する。

この弾性ホルダは、本体部３ａを、筒状体で構成し、鍔部３ｂとで構成し、筐体１の面に端面が当接するようにし、マイクロホンユニット４の側面を含む周縁部と端面とを断面Ｔ字状に覆うようにしたものである。

この構成によっても、起立部の後端面と弾性ホルダの鍔部との間すなわち図４にＲａで示す領域で、音のシーリング（封止）を行なうことができるため、起立部が、鍔部に密着すればよいだけで、確実なシーリングを実現することができる。また、マイクロホンユニット４の背面側に弾性ホルダ３を介してプリント配線基板５を装着することによって、起立部２の後端面を弾性ホルダ３を介して押圧することで実装することができる。マイクロホンユニットは起立部よりも高さが低いため、押圧されるのは、起立部２であって、マイクロホンユニット４には負荷がかからない。また弾性ホルダが脱落したりするおそれもなくより確実にマイクロホンユニットを把持することができる。

なお、前記実施の形態１、２では、機械加工によって形成した音響トランスデューサを用いたが、音響トランスデューサとインピーダンス変換素子は、両者ともに半導体プロセスにより作成されてもよく、また、同一のウェハ上に形成してもよい。その際、ウェハ上にAl配線等の配線パターンを形成すれば、音響トランスデューサとインピーダンス変換素子との電気的接合を達成することができ、コンデンサマイクロホンの小型化が可能となる。また、このことにより、音響トランスデューサとインピーダンス変換素子を、ワイヤーボンディング等の電気接合をする工程が不要となり、工数が削減できることから、安価にマイクロホンを作成することが可能となる。また、取り付け端子およびケース取り付け端子は金属片に限定されることなく導電性材料であればよい。

また、前記起立部は筐体と一体的に形成してもよいし、別途形成してもよい。また材質についても樹脂材料でもよいし、金属でもよい。また、マイクロホンユニットの側周全体を覆うような筒状体を用いることが望ましいが、網目状体、あるいは、複数のピンをマイクロホンユニットの周りに筒状に配列した構造など、プリント配線基板を押圧する力に耐えうる程度の剛性を有する構造体であればよい。

本発明は、装着が容易でかつ音漏れが少なく、信頼性の高いマイクロホンを提供することができることから、携帯電話などの携帯体端末に適用可能である。

１ 筐体
２ 起立部
３ 弾性ホルダ
４ マイクロホンユニット
５ プリント配線基板
Ｈ 音孔

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体の音孔を囲むように形成された筒状の起立部と、
   前記音孔に、その集音部が対向するように配置される音響トランスデューサと、
   前記音響トランスデューサの側周を覆うと共に前記起立部との間に弾性的に装着される本体部と、前記起立部の端面から、前記音響トランスデューサの端面に伸びるように周縁部を覆う鍔部とを具備した弾性ホルダとを具備し、
   前記起立部は前記音響トランスデューサの高さよりも高くなるように形成された、
   マイクロホン装置。
2. 請求項１に記載のマイクロホン装置であって、
   前記弾性ホルダは、ドーナッツ状の円盤部と、前記円盤部の中間部から起立せしめられ、前記音響トランスデューサの側面を含む周縁部を断面コの字状に覆うコの字状筒状部とを具備したマイクロホン装置。
3. 請求項１または２に記載のマイクロホン装置であって、
   前記音響トランスデューサは、コンデンサマイクロホン装置であるマイクロホン装置。
4. 請求項３に記載のマイクロホン装置であって、
   前記コンデンサマイクロホン装置はＭＥＭＳマイクロホンであるマイクロホン装置。
5. 筐体に、装着すべき音響トランスデューサの周縁を覆いかつ前記音響トランスデューサの高さよりも高い起立部を配設する工程と、
   前記起立部に、前記音響トランスデューサの側周を覆う本体部と、前記起立部の端面から、前記音響トランスデューサの端面に伸びるように周縁部を覆う鍔部とを具備した弾性ホルダを、介在させ、
   前記音響トランスデューサを前記筐体に押し付けるとともに、
   背面を配線基板で押圧し、固定する工程とを含むマイクロホン装置の製造方法。

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