JP4366342B2 - 実装基板及びそれに載置されるマイクロホン - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホンを実装基板に搭載するに際し、使用する半田量を削減し、マイクロホンの実装基板への直接接触面積を削減した構造を有する実装基板及びマイクロホンに関する。

図７は、特許文献１に示すマイクロホンの一従来例を示す。このマイクロホンは、エレクトレットコンデンサマイクロホンであり、カプセル１内の音孔２側より振動板４が張られた振動板リング３、スペーサ５、背極６、ホルダ７、ゲートリング８、及び電気回路９が内部に搭載された回路基板１０が順に積層され、カプセル１の端部が回路基板１０にかしめられて各内蔵部品がカプセル１内に収納・固定される構造を有する。回路基板１０の外部に形成された導体パターン（図７図示省略）には、出力端子となる半田バンプ電極１１及び接地端子となる半田バンプ電極１２それぞれが設けられる。

一方、図８に示すようにマイクロホンが搭載される実装基板１３には、マイクロホンの半田バンプ電極１１に対応する円形の半田パターン１４、半田バンプ電極１２に対応するリング状の半田パターン１５が被着されている。
実装基板１３にマイクロホンを搭載するに際しては、実装基板１３の半田パターン１４、１５上に半田バンプ電極１１、１２を置き、リフロー槽を通すことにより半田を溶融させて半田パターン１４、１５と半田バンプ電極１１、１２を接続することで、マイクロホンが実装基板１３に搭載され電気的に接続されることになる。

ここで、マイクロホンでの半田バンプ電極１１、１２は、図９に示す手順で形成される。すなわち、マイクロホンの回路基板１０の外部に被着された導体パターン１０ａは、図９（ａ）に示すように出力端子に該当する円形のものと接地端子に該当するリング状のものがあり、この導体パターン１０ａ上に図９（ｂ）に示すように半田バンプ電極１１、１２が形成される部分を除いてレジスト膜１０ｂが被着され、このレジスト膜１０ｂの除去部分に図９（ｃ）に示すように半田バンプ電極１１、１２がかしめ部分よりも突出して盛り上げられ形成される。
特開２００３−１５３３９２

上記従来例の構成においては、実装基板１３上にマイクロホンを搭載するに当たり、リフロー槽による半田接続を行うのであるが、この半田接続に先立ち、マイクロホン側のかしめ部分よりも突出した半田バンプ電極１１、１２の形成、ならびに実装基板１３側の半田パターン１４、１５の形成が必要となる。この場合、これら半田部分を塗布する面積が大きくなり、あるいは半田部分を盛り上げるための量も大きくなり、結果的に半田接続のための使用する半田量が増大していたという問題がある。
また、半田接続に当たって、リフロー槽の通過時は、半田バンプ電極１１、１２及び半田パターン１４、１５の溶融により多くの部分に半田が行き渡り、半田パターン１４、１５の全域が回路基板１０の外部の半田バンプ電極１１、１２やレジスト膜１０ｂと接触する。この場合、回路基板１０の多くの部分が溶融半田と密着することになり、回路基板１０を通じてマイクロホン内部へ熱が伝導する。この場合、マイクロホンに熱によるストレスが生じ例えばエレクトレットの感度低下等が発生するという悪影響が生ずる。

本発明は、上述の問題を解決するために発明されたもので、使用する半田量を削減し、マイクロホン内部への熱による悪影響を軽減するようにした実装基板及びこれに搭載されるマイクロホンの提供を目的とする。

上述の目的を達成する本発明の実装基板は、 カプセル内に配置された回路基板の内部に内蔵部品が収納されて外部に中央端子及びその外周の周囲端子が形成されたマイクロホンを表面実装技術にて実装する実装基板において、マイクロホンの中央端子に対応して形成される中央パターンと、上記マイクロホンの周囲端子に対応し上記中央パターンを取り囲んで複数個形成された外側パターンと、この外側パターンを接続する接続パターンと、上記中央パターン上及び外側パターン上にそれぞれ形成された半田部材と、この半田部材と半田部材の形成されていない部分の一部であるレジスト膜非形成部分を除いて被着されたレジスト膜と、を有することを特徴とする。

また本発明のマイクロホンは、回路基板の外側に形成される中央端子及び周囲端子は、カプセル端部でのかしめ部分よりも突出して形成され、上記周囲端子はリング状に形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、実装基板上に形成された中央パターン上及び外側パターン上からなるレジスト膜非形成部分のみに半田部材が被着されることになるので、従来のように回路基板の多くの部分に行き渡る量の半田を使用することなく、使用する半田量を削減することができる。

ここで、図１乃至図６を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図７と同一部分には同符号を付し、必要がなければその説明を省略する。
〔実施形態〕
図１は、実装基板１３上にマイクロホンを搭載した場合の断面図を示す。この図１において、カプセル１の内部に収納されカプセル１の端部にてかしめられて内蔵部品と共に固定された回路基板１０には、その外部（下部）に一般に出力端子となる中央端子２０（図１図示省略）及び一般に接地端子となる周囲端子２１が形成される。この回路基板１０、中央端子２０、及び周囲端子２１は、図２に示す構造を有し、図１の周囲端子２１及び回路基板１０は、図２（ａ）に示す切断線Ａ−Ａでの断面を示している。図２（ａ）において、回路基板１０の外部(下部)には、円形の出力端子である中央端子２０が形成され、この中央端子２０の周りには接地端子であるリング状の周囲端子２１が形成されている。この中央端子２０及び周囲端子２１は、カプセル１の端部のかしめ部分よりも突出して高くなっており、例えばかしめ部分の高さを０．１ｍｍとした場合、それ以上の高さ例えば０．３ｍｍのように突出して形成される。この中央端子２０及び周囲端子２１は、図２（ｂ）及びこの図２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面を示す図２（ｃ）にも示すように回路基板１０上に形成された導体パターン１０ａ上に重ねて被着形成される。この場合、中央端子２０及び周囲端子２１は、例えば銅箔に酸化防止膜であるニッケルや金を被覆した構造が挙げられ、例えば導体パターン１０ａのメッキ条件を変えることにより導体パターン１０ａと同時に容易に形成することができる。なお、この導体パターン１０ａを形成するに当たり、回路基板１０に被着した銅箔を削ることにより形成する方法もある。

図１にあって、マイクロホンの回路基板１０の外部（下部）に形成された中央端子２０（図１では図示省略）及び周囲端子２１に対応して、マイクロホンが搭載される実装基板１３には半田パターン２２（図１では図示省略）、２３が形成されている。この実装基板１３上の半田パターン２２、２３は、図３〜図５に示す工程により形成される。この図３〜図５（ａ）（ｂ）のうち平面を示す上図のＣ−Ｃ切断面が下図であり、図５（ｂ）に示す図５（ａ）のＣ−Ｃ切断面は図１にも示す。なお、マイクロホンの中央端子２０及び周囲端子２１に対する中央パターン２４や外側パターン２５の形状は、中央端子２０と中央パターン２４を位置決めすることで、マイクロホンを自由に回動して位置決めできマイクロホンの方向性の制約を除くことができる。

図３では、実装基板１３上に導体パターンが被着され、この導体パターンは、マイクロホンの中央端子２０に対応するように形成された引き出しパターン２４ａを備えた中央パターン２４、及びこの中央パターン２４を取り囲むようにマイクロホンの周囲端子２１に対応して形成され接続パターン２５ａにて相互につながる複数個（図では５個）の外側パターン２５である。なおこの場合、接続パターン２５ａや引き出しパターン２４ａは、スルーホールを設けて実装基板１３の内部や裏側にて接続し、実装基板１３の表面に現れないようにすることもできる。例えば、図３にて引き出しパターン２４ａは設けず、中央パターン２４よりスルーホールを設けて実装基板１３の裏面に接続するようにしても良い。この場合、引き出しパターン２４ａに当たる部分は、仮想線にて示すように接続パターン２５ａを設けることができる。因みに、図５（ｃ）は、外側パターン２５についてスルーホールを設けた場合を図示する。

ついで、図４に示すように実装基板１３を覆うようにレジスト膜２６が被着される。この場合、マイクロホンの中央端子２０に対応して形成される中央パターン２４上及びマイクロホンの周囲端子２１に対応して形成される外側パターン２５上は、それぞれレジスト膜２６が被着されない非形成部分２７であり、この部分を囲んでレジスト膜２６が被着されることになる。更に、複数個の外側パターン２５の間にあって接続パターン２５ａを外れた位置には、中央パターン２４を取り囲む外側パターン２５の内側部分からこの外側パターン２５の外側部分にかけてレジスト膜非形成部分２７が形成されている。すなわち、この外側パターン２５の間のレジスト膜非形成部分２７は、導体パターンやレジスト膜が存在しない溝となっている。

この後、図５に示すように中央パターン２４上及び外側パターン２５上のレジスト膜非形成部分２７に半田部材２８を被着して半田パターン２２，２３が形成される。
このようにして図５（ｂ）であるＣ−Ｃ線断面を示す図１のように、実装基板１３にマイクロホンを搭載するに当たり、マイクロホンの回路基板１０から突出する中央端子２０及び周囲端子２１を実装基板１３の中央パターン２４の半田部材２８である半田パターン２２上及び外側パターン２５の半田部材２８である半田パターン２３上にそれぞれ置き、リフロー槽での半田の溶融にて中央端子２０及び周囲端子２１を半田部材２８にて中央パターン２４及び外側パターン２５に接続するものである。

この場合、半田部材２８はレジスト膜２６にて囲まれた中央パターン２４及び外側パターン２５上のみに配置されるため、半田の使用は必要となる電気的接続部分のみに限定される。また、外側パターン２５間のレジスト膜非形成部分２７にて実装基板１３と回路基板１０とが離間することになるので、回路基板１０への熱伝導が軽減される。また、この熱伝導の軽減は、半田部材２８の面積の減少によっても図られる。更に、図５に示す外側パターン２５間のレジスト膜非形成部分２７の形成によりリフロー工程でのガス逃げ溝が形成されることにもなる。

リフロー槽での半田付け時にマイクロホンへの熱伝導を減少させるために外側パターン２５間のレジスト膜非形成部分２７を形成したのであるが、この熱伝導の減少のためには、図６に示すように中央パターン２４の周囲でレジスト膜非形成部分２７の内側をつなぐように更にレジスト膜非形成部分２９を形成してもよく、更には外側パターン２５の外側周囲にレジスト膜非形成部分を設けてもよい。
また、実装基板１３上の導体パターンが形成された部分においてレジスト膜２６を被着させない構造でも回路基板１０の接触が防止できるので、熱伝導の軽減に寄与する。こうしてみると、図５に示す中央パターン２４及び外側パターン２５上の半田部材２８を囲むようにレジスト膜２６を形成する必要があるが、それ以外のマイクロホンの回路基板１０と重なる部分はこれまで説明のレジスト膜非形成部分２７、２９を含めてレジスト膜２６を除去するのが熱伝導軽減のためには好ましい。この場合、導体パターンを露出させないためこの導体パターン部分のみに重なるようにレジスト膜を被着しても良い。したがって、レジスト膜は、半田パターンの半田部材を囲みそれ以外は図４、図５のレジスト膜非形成部分２７を除き覆うように形成する場合、半田パターンの半田部材を囲みそれ以外は接続パターンを含む導体パターンのみを覆うように形成する場合、あるいは半田パターンの半田部材を囲みそれ以外は接続パターンを横断するようなレジスト膜非形成部分を除き覆うように形成する場合等があげられる。

本発明の実施形態を示す断面図である。 マイクロホンの回路基板及びその外側の端子を主に示す図である。 実装基板上の導電パターンを示す図である。 図３の構成にレジスト膜を被着した図である。 図４の構成に半田部材を被着した図である。 実装基板上の導電パターンの他の例を示す平面図である。 従来のマイクロホンの断面図である。 従来の実装基板の平面図である。 中央端子及び周囲端子の形成工程図である。

Claims (3)

1. カプセル内に配置された回路基板の内部に内蔵部品が収納されて外部に中央端子及びその外周の周囲端子が形成されたマイクロホンを表面実装技術にて実装する実装基板において、
   マイクロホンの中央端子に対応して形成される中央パターンと、上記マイクロホンの周囲端子に対応し上記中央パターンを取り囲んで複数個形成された外側パターンと、この外側パターンを接続する接続パターンと、上記中央パターン上及び外側パターン上にそれぞれ形成された半田部材と、この半田部材と半田部材の形成されていない部分の一部であるレジスト膜非形成部分を除いて被着されたレジスト膜と、を有し、
   上記接続パターンは、上記中央パターンを囲むように環状であり、上記外側パターンは、上記接続パターン内縁から上記中央パターンに向かって突出し、
   上記複数配置された外側パターンの間のうちの少なくとも一箇所にレジスト膜非形成部分を設け、上記レジスト膜非形成部分は、上記マイクロホンの周囲端子の内側から周囲端子の外側にかけて形成されることを特徴とする実装基板。
2. 上記中央パターンとこの中央パターンを取り囲む外側パターンとの間に、上記中央パターンを囲むようにレジスト膜非形成部分を設けたことを特徴とする請求項１に記載の実装基板。
3. 上記請求項１または２に記載の実装基板に搭載されるマイクロホンにおいて、
   回路基板の外側に形成される中央端子及び周囲端子は、カプセル端部でのかしめ部分よりも突出して形成され、上記周囲端子はリング状に形成されたことを特徴とするマイクロホン。

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