JP4264452B2 - メインｐｃｂへの実装に適したコンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンに関し、より詳しくは、メインＰＣＢへの実装に適したコンデンサマイクロホンに関する。

一般に、消費者は電子製品に対して高機能化とともに小型化を求めるので、製造業者は消費者のニーズを満足させるために、製品の小型化に心血を注いでいる。そして、製品の小型化のためには、表面実装技術（ＳＭＴ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いる必要があるが、表面実装技術を適用すると、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）の際に、部品に高温の熱が与えられるため、温度に弱い部品にはＳＭＤ技術が適用できない。

なお、ＳＭＤ技術を適用するとしても、部品自体は所定の厚さを有するため、電子製品にメインＰＣＢを実装する場合、部品面を内側に向けて実装する必要がある。

しかしながら、従来のコンデンサマイクロホンは、後述の図１および図２に図示されたように、コンデンサマイクロホンのケースに音孔が形成されているため、音源に対してメインＰＣＢの部品面を反対にする実装（すなわち、部品面を内側に向けるようにする実装）が困難であるという問題点があり、このように部品面を内側に向けて実装すると、音源から音波伝達経路が遠くなり、音質が低下する問題点がある。

図１は、従来のメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンを図示した斜視図であって、図２は、従来メインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンの側面図である。

図１および図２に図示されたように、従来のコンデンサマイクロホン１０は、ケース１２に音孔１２ａが形成されて、マイクロホンのＰＣＢ１４をメインＰＣＢ２０の上に設置し、はんだ２２によりはんだ付けすることにより、マイクロホンの接触端子１４ａ，１４ｂをメインＰＣＢ２０のランドに付着した。したがって、音源から音波がマイクロホン１０に直接伝達されるためには、メインＰＣＢの部品面２０ａを音源に向けて、メインＰＣＢ２０を実装する必要があった。この場合、少なくとも部品の厚さｄ１分の空間が必要であった。参照番号２０ｂは、メインＰＣＢにおいて、部品面の反対面を示す。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために、音孔を、マイクロホンのケースでなく、マイクロホンのＰＣＢに形成してからメインＰＣＢに実装し、メインＰＣＢには音波伝達のための通孔を形成することにより、メインＰＣＢの実装を自由にすることが可能な、メインＰＣＢへの実装に適したコンデンサマイクロホンを提供することにその目的がある。

前記のような目的を達成するために、本発明は、一方の面が開放され、他方の面が閉塞された円筒形ケースと、前記ケースに挿入され、電気的な接続のための第１金属リングと、音孔が形成され、前記第１金属リングを介して前記ケースと電気的に接続される円板形のバックプレートと、リング形のスペーサと、上下が開放され、電気的な絶縁機能と機械的な支持機能を提供する円筒形の絶縁リングと、前記絶縁リング内に挿入され、前記スペーサを介して前記バックプレートと対向する振動板と、前記振動板に電気的に接続されるとともに、前記振動版を機械的に支持する第２金属リングと、部品が実装され、メインＰＣＢに形成された通孔に対応する位置に音孔が形成されており、前記第２金属リングおよび前記ケースを介して前記振動板と前記バックプレートに電気的に接続され、前記メインＰＣＢへの接続のための接続端子を有するＰＣＢと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、マイクロホンのケースでなく、ＰＣＢに音孔を形成してから、メインＰＣＢに形成された通孔を通して流入された音圧により動作できるようにすることで、メインＰＣＢの実装環境を自由にすることができる効果がある。すなわち、本発明によれば、コンデンサマイクロホンが実装されたメインＰＣＢを、必要によって部品面を内側に向けて電子製品に実装しても、音源からの音波伝達経路が短いので、良好な音質を維持することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

図３は、本発明によってメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンの斜視図であって、図４は、本発明によってメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンの側面図である。

図３および図４を参照すると、本発明によるコンデンサマイクロホン１００は、メインＰＣＢ２００に形成された通孔２０２部位の部品実装面２００ａに、通常のはんだ付けやＳＭＤリフローによって付着され、音源からの音波がメインＰＣＢ２００の通孔２０２を通して、コンデンサマイクロホン１００に伝達されるようになっている。このような本発明のコンデンサマイクロホンによると、メインＰＣＢ２００の部品面２００ａを内側に向けて実装することができるので、部品の厚さに関わらず最小空間の厚さｄ２で、該当電子製品（例えば、携帯電話やラジオカセットなど）に実装できる。

このために、本発明のコンデンサマイクロホン１００は、ケース１０２には音孔が形成されず、ＰＣＢ１１０に音孔１１０ａが形成されており、組立が完了したコンデンサマイクロホン１００を、メインＰＣＢ２００の通孔２０２部位の部品面２００ａに位置させて、接続端子１１２、１１４をメインＰＣＢ２００のパターン（ランド）とはんだ２０４によりはんだ付けして実装を完了する。

このように、本発明によってメインＰＣＢ２００の実装を完了したコンデンサマイクロホン１００は、音源からメインＰＣＢ２００の通孔２０２を通して音波を伝達され、マイクロホンのＰＣＢ１１０に形成された音孔１１０ａを通して内部空間（チャンバ）に流入させ、この音圧により振動板が振動して、振動板とバックプレート間の間隔が変化することにより、静電容量が変化して、音波を電気的な信号に変換する。よって、本発明によるコンデンサマイクロホン１００が実装されたメインＰＣＢ２００を、必要によって部品面を内側に向けて電子製品に実装しても、音源からの音波伝達経路が短いので、良好な音質を維持することができる。

図５は、本発明によるコンデンサマイクロホンの外観図である。

本発明によって、ケースでなくＰＣＢに音孔が形成されたコンデンサマイクロホン３００は、ＳＭＤ方式によるメインＰＣＢ２００への実装に適するように、図５に図示されたように、マイクロホンＰＣＢの電気接続電極３０６、３０８がケース３０２のカーリング面より突出するとともに、内部の中心に音孔３０４が形成され、電気接続電極３０６、３０８が内部と外部の二つのドーナツ形状の円板からなることが好ましい。この際、ＳＭＤリフロー過程で生成されるガスを排出するために、外部円板電極３０６内には、内側から外側に傾斜を有する三つの排出溝３１０を形成することが好ましい。

（第１の実施形態）
図６は、本発明によるコンデンサマイクロホンの第１の実施形態を図示した側断面図であって、図７は、本発明によるコンデンサマイクロホンの第１の実施形態を図示した分解斜視図である。

図６および図７を参照すると、本発明のコンデンサマイクロホン４００は、一方の面（本実施形態では上面）が開放され、他方の面（本実施形態では底面）が閉塞された円筒形ケース４０２と、ケース４０２に挿入されて、バックプレート４０８を電気的に導通（接続）させるための第１金属リング４０６と、音孔４０８ａが形成された円板形のバックプレート４０８と、薄いリング形のスペーサ４１０と、上下が開放され、電気的な絶縁機能と機械的な支持機能を提供する円筒形の絶縁リング４１４、絶縁リング４１４内に挿入され、スペーサ４１０を介してバックプレート４０８と対向する振動板４１２と、振動板４１２をＰＣＢ４１８と電気的に導通（接続）させるとともに、機械的に支持する第２金属リング４１６、部品（ＩＣ、ＭＬＣＣ）が実装されており、音孔４１８ａが形成されたＰＣＢ４１８とで構成され、ケース４０２の内部に、第１金属リング４０６と、バックプレート４０８、スペーサ４１０、絶縁リング４１４、振動板４１２、第２金属リング４１６、ＰＣＢ４１８が順次積層されてから、ケースの端部が曲げられて（ｃｕｒｌｅｄ）、一つの組立体を形成している。

ここで、振動板４１２は、ＰＣＢ４１８との電気的な接続のためのポーラーリング４１２ａと、音圧により振動する振動板４１２ｂとで構成され、バックプレート４０８は、金属板にエレクトレットが形成された有機フィルムが融着されて構成される。

なお、ＰＣＢの露出面は、ケース４０２の曲面（ｃｕｒｌｅｄ ｓｉｄｅ）より突出するように接続端子４２０、４２２が形成され、マイクロホン４００がメインＰＣＢ２００（例えば、携帯電話のＰＣＢ）にＳＭＤ方式で付着できるようになっている。このため、接続端子は、図５に図示されたのと同一の構造で、内側にＶｄｄ接続のための円形端子４２２が形成されており、所定の間隔を置いて離隔して外側に円形の接地端子４２０が形成されている。

以下、このような本発明のコンデンサマイクロホンの動作を説明する。

本発明によるマイクロホンの接続端子４２０、４２２がメインＰＣＢに接続され、ＶｄｄとＧＮＤ電源が印加されると、振動板４１２ｂは、ポーラーリング４１２ａと第２金属リング４１６を介して、ＰＣＢ４１８に電気的に連結され、バックプレート４０８は、第１金属リング４０６とケース４０２を介して、ＰＣＢ４１８と電気的に連結される。

このような状態で使用者が話せば、メインＰＣＢ２００の通孔２０２を通して流入された音圧が、ＰＣＢの音孔４１８ａを通して振動板４１２ｂに与えられて、振動板４１２ｂが振動し、これによって振動板４１２ｂとバックプレート４０８との間隔が変わる。そして、音圧により間隔が変わると、振動板４１２ｂとバックプレート４０８により形成された静電容量が変化して、音波による電気的な信号（電圧）の変化を得ることができ、この信号が前記の電気的な連結線路に沿って、ＰＣＢ４１８に実装されたＩＣに伝達されて増幅されてから、接続端子４２０、４２２を介してメインＰＣＢ２００に伝達される。

（第２の実施形態）
図８は、本発明によるコンデンサマイクロホンの第２の実施形態を図示した側断面図であって、図９は、本発明によるコンデンサマイクロホンの第２の実施形態を図示した分解斜視図である。

図８および図９を参照すると、本発明のコンデンサマイクロホン５００は、一方の面（本実施形態では上面）が開放され、他方の面（本実施形態では底面）が閉塞された円筒形ケース５０２と、ケース５０２に挿入され、バックプレート５０８を電気的に導通させるための第１金属リング５０６と、音孔５０８ａが形成された円板形のバックプレート５０８と、薄いリング形のスペーサ５１０と、通空のために両端部に凹凸模様（ｕｎｅｖｅｎ ｐｏｒｔｉｏｎ）５１４ａ、５１４ｂが形成されており、上下が開放され、電気的な絶縁機能と機械的な支持機能を提供する円筒形の絶縁リング５１４と、絶縁リング５１４内に挿入され、スペーサ５１０を介してバックプレート５０８と対向する振動板５１２と、振動板５１２をＰＣＢ５１８と電気的に導通（接続）させるとともに機械的に支持する第２金属リング５１６と、部品（ＩＣ、ＭＬＣＣ）が実装されており、音孔５１８ａが形成されたＰＣＢ５１８とで構成され、ケース５０２の内部に、第１金属リング５０６と、バックプレート５０８、スペーサ５１０、絶縁リング５１４、振動板５１２、第２金属リング５１６、ＰＣＢ５１８が順次に積層されてから、ケースの端部が曲げられて（ｃｕｒｌｅｄ）、一つの組立体を形成している。

ここで、振動板５１２は、ＰＣＢ５１８との電気的接続のためのポーラーリング５１２ａと、音圧により振動される振動板５１２ｂとで構成され、バックプレート５０８は、金属板にエレクトレットが形成され有機フィルムが融着されて構成される。

なお、ＰＣＢ５１８の露出面は、ケース５０２の曲面（ｃｕｒｌｅｄ ｓｉｄｅ）より突出するように接続端子５２０、５２２が形成され、マイクロホン５００がメインＰＣＢ２００（例えば、携帯電話のＰＣＢ）にＳＭＤ方式で付着できるようになっている。これために、接続端子は、内側にＶｄｄ接続のための円形端子５２２が形成されており、所定間隔を置いて離隔して外側に円形の接地端子５２０が形成されている。

このような本発明によるコンデンサマイクロホンの第２の実施形態の動作は第１の実施形態の動作と同一なので、これ以上の説明は省略する。

以上、好適な実施例を参照して本発明を説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から外れない範囲内で、本発明を多様に修正および変更できることが明白なはずである。

従来のメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンを図示した斜視図である。 従来のメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンの側面図である。 本発明によってメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンの斜視図である。 本発明によってメインＰＣＢに実装されたコンデンサマイクロホンの側面図である。 本発明によるコンデンサマイクロホンの外観図である。 本発明によるコンデンサマイクロホンの第１の実施形態を図示した側断面図である。 本発明によるコンデンサマイクロホンの第１の実施形態を図示した分解斜視図である。 本発明によるコンデンサマイクロホンの第２の実施形態を図示した側断面図である。 本発明によるコンデンサマイクロホンの第２の実施形態を図示した分解斜視図である。

符号の説明

４００ コンデンサマイクロホン
４０２ ケース
４０６ 第１金属リング
４０８ バックプレート
４０８ａ 音孔
４１０ スペーサ
４１２ 振動板
４１２ａ ポーラーリング
４１２ｂ 振動板
４１４ 絶縁リング
４１６ 第２金属リング
４１８ ＰＣＢ
４１８ａ 音孔
４２０、４２２ 接続端子

Claims (3)

1. 一方の面が開放され、他方の面が閉塞された円筒形ケースと；
   前記ケースに挿入され、電気的な接続のための第１金属リングと；
   音孔が形成され、前記第１金属リングを介して前記ケースと電気的に接続される円板形のバックプレートと；
   リング形のスペーサと；
   上下が開放され、電気的な絶縁機能と機械的な支持機能を提供する円筒形の絶縁リングと；
   前記絶縁リング内に挿入され、前記スペーサを介して前記バックプレートと対向する振動板と；
   前記振動板に電気的に接続されるとともに、前記振動板を機械的に支持する第２金属リングと；
   部品が実装され、メインＰＣＢに形成された通孔に対応する位置に音孔が形成されており、前記第２金属リングおよび前記ケースを介して前記振動板と前記バックプレートに電気的に接続され、前記メインＰＣＢへの接続のための接続端子を有するＰＣＢと；
   を含むことを特徴とする、メインＰＣＢへの実装に適したコンデンサマイクロホン。
2. 前記接続端子は、
   内側に形成された円板形の第１端子と；
   前記第１端子と離隔して外側に形成された円板形の第２端子と；
   を含み、
   前記第２端子は、ＳＭＤ方式による接着時に発生するガスを排出できるように、ガス排出溝が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のメインＰＣＢへの実装に適したコンデンサマイクロホン。
3. 前記絶縁リングは、前記メインＰＣＢ又は前記スペーサと前記絶縁リングとの間の通空のために、少なくとも円筒の一端に、凹凸模様が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のメインＰＣＢへの実装に適したコンデンサマイクロホン。

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