JP4512466B2

JP4512466B2 - コンデンサマイクロホンユニット

Info

Publication number: JP4512466B2
Application number: JP2004300984A
Authority: JP
Inventors: 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP2006115251A

Description

本発明はコンデンサマイクロホンユニットに関し、さらに詳しく言えば、後部音響端子から振動板の裏面に至る音波導入経路内に設けられる音響抵抗に関するものである。

図４に示すように、コンデンサマイクロホンユニットは、その基本的な構成として、一種の可変コンデンサを形成する振動板１０と固定極２０とを備えている。振動板１０は音源からの音波を受けて振動するように所定の張力をもって支持リング１１に張設され、固定極２０は例えば合成樹脂からなる絶縁座２１に支持され、これらは電気絶縁性のスペーサリング３０を介して対向的に配置される。

単一指向性の場合、図示しない後部音響端子からの音波を振動板１０の裏面（固定極と対向する側の面）に導くため、固定極２０と絶縁座２１とにそれぞれ音連通孔２０ａ，２１ｂが穿設されているとともに、振動板１０を制動し、指向性を付与（支配）する目的で音響抵抗が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

振動板１０を制動する音響抵抗には、振動板１０と固定極２０との間でスペーサリング３０の厚さによって規定される空隙と、固定極２０に穿設されている音連通孔２０ａの孔径および孔数などによって規定される薄空気層による音響抵抗が用いられる。

指向性を付与する音響抵抗には主として次の２つがある。その一つは、図４に示すように、絶縁座２１に対してその音連通孔２１ａを覆うように紙，布もしくはフェルトなどの通気性を有する音響抵抗材４０を配置する方法である。

この場合、音響抵抗材４０の上にプレート４１を配置し、固定極２０に接続されている電極引出ロッド２３の雄ネジにナット４２を螺合し、ナット４２にてプレート４１を押圧して音響抵抗材４０を圧縮率を調整することにより所定の音響抵抗を得る。

もう一つの方法では、図５に示すように、絶縁座２１に対し音連通孔２１ａを覆う大きさのプレート４１をスペーサ４３を介して配置し、プレート４１をナット４２にて締め付けて、絶縁座２１とプレート４１との間にスペーサ４３の厚さ分の薄空気層による音響抵抗を設ける。

実開平５−１１６９６号公報

しかしながら、上記従来例には次のような問題がある。まず、振動板１０に対する制動の微調整は、スペーサリング３０の厚さを変えるか、固定極２０の音連通孔２０ａの孔径や孔数を変えることにより行われるが、スペーサリング３０に用いられる合成樹脂フィルムの厚さゲージは、市販品の場合、例えば１２，１６，２５，３８，５０μｍなどと決められているため、所望とする厚さのものが入手できない場合がある。

そればかりでなく、スペーサリング３０の厚さを変えると、これに伴って振動板１０と固定極２０との間の静電容量が変化することから感度が低下したり、雑音が多く発生するなどの問題が生ずる。また、固定極２０の音連通孔２０ａの孔径や孔数を変える場合には、その都度設計をし直して加工しなければならず、少量生産機種や特注機種への対応が困難である。

次に、指向性を付与する音響抵抗に図４に示す音響抵抗材４０を用いる場合には、温度や湿度によって、その音響抵抗値が変わってしまうことがある。これに対して、図５に示す薄空気層による音響抵抗を用いる場合には、温度や湿度の影響を受けることはないが、絶縁座２１とプレート４１の各対向面を鏡面仕上げする必要があり、また、厚さが厳密に管理されたスペーサ４３を必要とするため、高価なマイクロホンにしか適用できない。

したがって、本発明の課題は、スペーサの厚みによって規定される薄空気層を介して対向的に配置される振動板と固定極とを含むコンデンサマイクロホンユニットにおいて、温度や湿度による影響を受けず、しかも低コストにて容易に作成することができる音響抵抗を得ることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、スペーサの厚みによって規定される薄空気層を介して対向的に配置される振動板と固定極とを含み、後部音響端子から上記薄空気層に至る音波導入経路内に音響抵抗が含まれているコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記音波導入経路内に含まれる透孔を有するとともに、一方の部品実装面側に上記透孔を挟んで一対のハンダパッドが対向的に形成されているプリント基板と、上記部品実装面との間で所定の空隙が生ずるように上記透孔上に配置された状態で上記ハンダパッドにハンダ付けされるチップ部品とを備え、上記音響抵抗が上記プリント基板の部品実装面と上記チップ部品との間の空隙により形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記チップ部品が、ハンダ溶融時にも容易に変形しない所定径の球体を含むクリームハンダのリフローにより上記ハンダパッドにハンダ付けされ、上記球体の径によって上記音響抵抗の空隙厚が支配されることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記音響抵抗の空隙厚が、上記ハンダパッドの厚さによって支配されることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれか１項において、上記チップ部品の上記部品実装面と対向する面が平坦に形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし４のいずれか１項において、上記チップ部品が、当該コンデンサマイクロホンユニットに対して電気的に関与しないダミーチップ部品であることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれか１項において、上記プリント基板が両面基板で、上記振動板と対向する反部品実装面側に上記固定極が銅箔材により形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、プリント基板にチップ部品をハンダ付けすることにより、プリント基板とチップ部品との間に温度や湿度によって特性が変化することのない薄空気層による安定した音響抵抗を容易に形成することができる。

クリームハンダに球体を含ませるようにした請求項２に記載の発明によれば、その球体の径を選択することにより、所望とする空隙厚の音響抵抗を得ることができる。同様にして、請求項３に記載の発明によれば、ハンダパッドの厚さを選択することにより、所望とする空隙厚の音響抵抗を得ることができる。

部品実装面と対向する面が平坦であるチップ部品を用いるようにした請求項４に記載の発明によれば、音響抵抗の抵抗値をほぼ均一に揃えることができる。実装されるチップ部品としてダミーチップ部品を用いるようにした請求項５に記載の発明によれば、チップ部品の選択幅が広げられるため部品管理がしやすくなる。

また、プリント基板を両面基板として、その反部品実装面側に固定極を銅箔材により形成するようにした請求項６に記載の発明によれば、固定極自体を安価に作製できるとともに、振動板と固定極間の薄空気層に直列に接続される振動板制動用の音響抵抗をより簡単に形成することができる。

まず、図１および図２により、本発明の第１実施形態について説明する。この第１実施形態は、コンデンサマイクロホンユニットに指向性を付与する音響抵抗についてのもので、図１はコンデンサマイクロホンユニットの全体的な構成を概略的に示す断面図で、図２（ａ）は図１の底面部分の要部を示す拡大図，図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１に示すように、このコンデンサマイクロホンユニットは、先に説明した従来のコンデンサマイクロホンユニットと同じく、スペーサリング３０を介して対向的に配置される振動板１０と固定極２０とを備えている。振動板１０と固定極２０との間には、スペーサリング３０の厚さによって規定される薄空気層が設けられ、振動板１０はこの薄空気層によって制動される。

固定極２０は絶縁座２１にて支持されているが、この第１実施形態において、絶縁座２１は筒状に形成され、その底部はプリント基板２１０によって塞がれている。プリント基板２１０は両面基板，片面基板のいずれであってもよいが、この例では片面基板で、その部品実装面２１０ａを底面側（反固定極側の面）として絶縁座２１の底部に取り付けられている。

固定極２０とプリント基板２１０の各々には、図示しない後部音響端子から振動板１０裏面側の上記薄空気層に至る音波導入経路内に含まれる音連通孔２０ａ，２１ａが穿設されている。この音連通孔２０ａ，２１ａは例えばドリルなどによって形成される単なる透孔であり、その孔径および孔数は任意に設計されてよい。

図２に示すように、プリント基板２１０の部品実装面２１０ａには、音連通孔２１ａを挟んで一対のハンダパッド２１１が対向的に形成されており、このハンダパッド２１１間に音連通孔２１ａを覆うようにしてチップ部品５０がハンダ付けされる。チップ部品５０は各音連通孔２１ａごとに設けられる。

この第１実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、プリント基板２１０の部品実装面２１０ａとチップ部品５０との間に指向性を付与（支配）する薄空気層からなる音響抵抗ｒ１が設けられ、上記後部音響端子からの音波は、図２（ａ）の実線矢印に示すように、チップ部品５０の脇から入り、音響抵抗ｒ１により所定時間遅延されて音連通孔２１ａを抜けて固定極２０側に至る。

上記音響抵抗ｒ１を形成するため、この例においては、リフローハンダ付け法に用いられるクリームハンダ６０内に、ハンダ接続が可能でハンダ溶融時にも変形しない球体の一つとして例示される樹脂コアハンダボール６１を含ませ、チップ部品５０の電極端子５１をハンダパッド２１１にハンダ付けする際に、その球体の直径分（厳密に言えば、ハンダパッド２１１の厚さを含む）だけチップ部品５０を部品実装面２１０ａから浮かせて、所定の空隙厚を得るようにしている。

これによれば、クリームハンダ６０内に含ませる樹脂コアハンダボール６１の直径を選択することにより、所望とする空隙厚の音響抵抗ｒ１を得ることができる。上記樹脂コアハンダボール６１としては、例えば積水化学工業社製の商品名「ミクロパール（例えば、直径０．２ｍｍ）」があるが、本発明において、そのコア材は金属であってもよく、樹脂コアハンダボール６１と実質的に同一の機能を有するものであれば、いずれも採用されてよい。

上記実施形態では、球体として樹脂コアハンダボール６１を使用しているが、これとは別に、ハンダパッド２１１の厚さによって音響抵抗ｒ１の空隙厚を規定することもできる。いずれにしても、プリント基板２１０にチップ部品５０をハンダ付けするだけで薄空気層よりなる音響抵抗ｒ１を作成することができる。

なお、音響抵抗値の調整は、音連通孔２１ａの数をいくつ設けるかによって行うが、その場合、各音連通孔２１ａの部分での音響抵抗ｒ１の値を均一に揃えるうえで、チップ部品５０の部品実装面２１０ａと対向する面が平坦に形成されていることが好ましい。

また、チップ部品５０としては、実際に音声出力回路に組み込まれる例えば抵抗チップやコンデンサチップなどがあれば、そのチップ部品が使用されるが、音連通孔２１ａの数との関係で足りない場合や、そのような実際に音声出力回路に組み込まれるチップ部品がない場合には、市販されている適当なチップ部品をダミーチップとして用いればよい。

次に、図３により本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、振動板１０を制動する音響抵抗についてのもので、図３はその要部拡大断面図である。

この第２実施形態では、プリント基板２１０に両面基板を用いる。このプリント基板２１０は図１に示す固定極２０の部分に配置され、固定極２０はプリント基板２１０の振動板１０と対向する一方の面に銅箔材２１２のベタパターンとして形成される。

プリント基板２１０には、振動板１０と固定極２０との間に形成される薄空気層に連通する音連通孔２０ａが穿設される。固定極２０と反対側の部品実装面２１０ａには、上記第１実施形態と同じく、音連通孔２０ａを覆うようにしてチップ部品５０がハンダ付けされる。

これにより、部品実装面２１０ａとチップ部品５０との間に、上記薄空気層に直列に接続される音響抵抗ｒ２が形成される。そして、これによれば上記従来例のようにスペーサリング３０の厚さを変えることなく、チップ部品５０が取り付けられる音連通孔２０ａの数を選択することにより、振動板１０を制動する音響抵抗を調整することできる。

なお、同一のコンデンサマイクロホンユニットに、指向性を付与する音響抵抗ｒ１を得る上記第１実施形態と、振動板を制動する音響抵抗ｒ２を得る第２実施形態とを適用する態様も当然に本発明に含まれる。

本発明の第１実施形態に係るコンデンサマイクロホンユニットの全体的な構成を概略的に示す断面図。（ａ）は図１の底面部分の要部を示す拡大図，（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った断面図。本発明の第２実施形態における要部拡大断面図。第１従来例を概略的に示す断面図。第２従来例を概略的に示す断面図。

符号の説明

１０振動板
２０固定極
２０ａ，２１ａ音連通孔
２１絶縁座
２１０プリント基板
２１０ａ部品実装面
２１１ハンダパッド
２１２銅箔材
３０スペーサリング
５０チップ部品
６０クリームハンダ
６１樹脂コアハンダボール
ｒ１，ｒ２音響抵抗

Claims

スペーサの厚みによって規定される薄空気層を介して対向的に配置される振動板と固定極とを含み、後部音響端子から上記薄空気層に至る音波導入経路内に音響抵抗が含まれているコンデンサマイクロホンユニットにおいて、
上記音波導入経路内に含まれる透孔を有するとともに、一方の部品実装面側に上記透孔を挟んで一対のハンダパッドが対向的に形成されているプリント基板と、上記部品実装面との間で所定の空隙が生ずるように上記透孔上に配置された状態で上記ハンダパッドにハンダ付けされるチップ部品とを備え、上記音響抵抗が上記プリント基板の部品実装面と上記チップ部品との間の空隙により形成されていることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
上記チップ部品が、ハンダ溶融時にも容易に変形しない所定径の球体を含むクリームハンダのリフローにより上記ハンダパッドにハンダ付けされ、上記球体の径によって上記音響抵抗の空隙厚が支配されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
上記音響抵抗の空隙厚が、上記ハンダパッドの厚さによって支配されることを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
上記チップ部品の上記部品実装面と対向する面が平坦に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
上記チップ部品が、当該コンデンサマイクロホンユニットに対して電気的に関与しないダミーチップ部品であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
上記プリント基板が両面基板で、上記振動板と対向する反部品実装面側に上記固定極が銅箔材により形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホンユニット。