JP4779023B2

JP4779023B2 - Ｓｍｄ用マイクロホンの実装方法及びこれに適合するホルダー

Info

Publication number: JP4779023B2
Application number: JP2008544267A
Authority: JP
Inventors: チャンウォンキム; サンホリ
Original assignee: ビーエスイーカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2026-12-29
Also published as: JP2009518939A; US20090274334A1; EP2022290A1; EP2022290B1; WO2007136163A1; CN101395955A; EP2022290A4; KR100758839B1

Description

本発明は、コンデンサマイクロホンを携帯電話などのような電子製品のマザーボードに実装する技術に関し、さらに詳しくは、ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンを電子製品のマザーボードにＳＭＤ方式で実装する方法及びこれに適合するマイクロホンホルダーに関する。

一般的に、携帯電話などに使用されるエレクトレットコンデンサマイクロホンは、電圧バイアス要素（一般的に、エレクトレットからなる）と、音圧（ｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅ）に対応して変化するキャパシター（Ｃ）を形成するダイアフラム/バックプレート対と、出力信号をバッファリングするための電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）とからなる。このようなコンデンサマイクロホンは、音響特徴を向上させ、コンデンサマイクロホンを保護するためにマイクロホンホルダーと共に使用される。

図１は、従来のコンデンサマイクロホンを製品のマザーボードに実装する手順を示すフローチャートである。一般的に、コンデンサマイクロホンを生産する音響専門企業でマイクロホンホルダーにコンデンサマイクロホンを挿入して納品した後、ソルダリングして製品のマザーボードに実装する。図１を参照すると、音響専門企業ではコンデンサマイクロホンとマイクロホンホルダーを準備した後、結合して携帯電話の製造会社に納品した。これによって、携帯電話の製造会社では、ホルダーと結合されたマイクロホンを携帯電話のメインＰＣＢにソルダリングにより付着する（Ｓ１０１〜Ｓ１０５）。

一方、電子製品の製造技術が発展することによって、製品が次第に小型化されてきている。このような小型製品の製造のために表面実装技術（ＳＭＴ：ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が広く使用されている。特に、携帯電話、ＰＤＡなどのような小型電子製品の場合、ＳＭＤ方式の部品実装技術の適用が必須となっている。これによって、携帯電話などに使用される大体の部品は、ＳＭＤ技術を適用できるように高耐熱性ＳＭＤ用部品に開発され使用されている。

ところが、マイクロホンに使用されるホルダーは、高耐熱性に劣ることからＳＭＤのリフロー過程を経ることができないので、従来は、図２に示すような手順に従ってマザーボードに実装していた。

図２を参照すると、コンデンサマイクロホンを生産する音響専門企業では、ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンとマイクロホンホルダーを各々準備した後、分離した状態で携帯電話の製造会社に納品する。携帯電話の製造会社では、マザーボードにＳＭＤ用マイクロホンを先ず設置した後、ＳＭＤリフロー過程を経てＳＭＤマイクロホンを実装する。次に、マイクロホンにホルダーを結合した後、携帯電話カバーを組み立てる（Ｓ２０１〜Ｓ２０４）。このとき、マイクロホンカプセルをピックアップするためにピックアップ用キャップを使用したり、あるいは、ホルダーを携帯電話カバーに先ず装着した後、マイクロホンと組み立てることもある。

ところが、マイクロホンホルダーとマイクロホンを分離して納品する場合、電子製品を生産する会社の立場からは、ＳＭＤ用マイクロホンをＳＭＤ方式でマザーボードに実装した後、マイクロホンホルダーを被せるので、時間と工数が増加して製造原価が上昇する問題点がある。特に、音響特性は、マイクロホンとホルダーの結合状態によって変化し得る。従って、従来の方式で工程を行うと、電子製品を生産する会社で非専門家によってマイクロホンとホルダーが結合されるので、音響特性が不完全になる場合が時々発生した。

本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ＳＭＤリフロー過程でも耐えることができるホルダーを利用して、マイクロホンとホルダーが結合された状態でマザーボードに実装できるようにするＳＭＤ用マイクロホンの実装方法及びこれに適合するＳＭＤ用マイクロホンホルダーを提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明によるマイクロホンホルダーは、リフロー温度で耐えられる高耐熱性の材質からなり、内側にＳＭＤ用マイクロホンを実装するための空間が形成されたキャップボディと、リフロー温度で耐えられる高耐熱性の材質からなり、前記キャップボディと一体にリンク型に形成されたフランジと、を含み、内部にマイクロホンが実装されるようになっている
。

前記キャップボディは、上側面の中央に形成され、外部音響を流入する中央ホールと、マイクロホンの実装の時、真空ツールを容易に利用するよう、前記中央ホールの周りに平面で形成されるツール接触面と、前記真空ツールを利用する時、マイクロホンのサウンドホールとの直接的な面摩擦を避けるために、上側内面の円周面に、前記中央ホールを中心に半径方向に形成される緩衝突起と、を含む。

前記のような目的を達成するための本発明の方法は、ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンを準備するステップと、ＳＭＤ用マイクロホンホルダーを準備するステップと、前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーを結合するステップと、前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンとＳＭＤ用マイクロホンホルダーが結合された状態で電子製品のマザーボードに設置するステップと、前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーが結合された状態で前記マザーボードをリフローするステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーは、ＳＭＤリフロー過程でマイクロホンの音響ホールを通してフラックスや異物がマイクロホン内部に流れ込むことを防止して、マイクロホンの音響特性の劣化を防止することができる。

また、携帯電話の製造会社ではＳＭＤ用コンデンサマイクロホンとマイクロホンホルダーを結合する必要がないので、従来に比べて工程と製造時間が短縮され、製造原価を節減することができる。さらに、本発明によると、マイクロホンとホルダーの結合をマイクロホンの製造企業で実施できるので、結合過程における音響特性の劣化を防止することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。

図３は、本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの上側からの斜視図であり、図４は、本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの下側からの斜視図である。

図３及び図４に示すように、本発明によるＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００は、円筒型のマイクロホンを垂直方向に覆うように、内側に円筒型のマイクロホンを実装するための空間１３０が形成されたキャップボディ１１０と、キャップボディ１１０と一体にリング型に形成されたフランジ１２０とからなっている。キャップボディ１１０の外側面１１４は、傾いた円形かさ形象になっており、上側面の中央には、外部音響を流入するための中央ホール１１１が形成されている。また、中央ホール１１１の周りには、傾斜面を有して上側に突出したホール周縁部１１２が形成されている。ホール周縁部１１２の外側には、マイクロホン実装の時、真空ツールを容易に利用するための平面構造のツール接触面１１３が形成されている。そして、真空ツールを利用する時マイクのサウンドホールと直接的な面摩擦を避けるように、キャップボディ１１０の上側内面の円周面には、中央ホール１１１を中心に半径方向に所定間隔で突出した三つの緩衝突起１１５が形成されており、前記三つの緩衝突起１１５によって、マイクロホンの上面とキャップボディ１１０との間に形成された緩衝空間１１６が三つに分割されている。

また、図５に示すように、フランジ１２０の内径ｒ１とキャップボディ１１０の
内径ｒ１は同一で、マイクロホン２００を収容するための空間１３０を形成している。フランジ１２０の外径ｒ２は、キャップボディ１１０の外径ｒ３より小さいので、キャップボディ１１０との接触が断絶された構造となっている。そして、フランジ１２０の内径ｒ１は、実装するマイクロホン２００の外径ｒ４より略０.１φ程度小さく形成されて、実装の後、マイクロホン２００が抜けることを防止できるようになっている。ここで、フランジ１２０のエッジには、マイクロホン２００の初期実装を容易にするために傾斜面１２０ａが形成され得る。従って、本発明によるホルダー１００にマイクロホン２００を実装した場合には、図５に示すように、傾斜面１２０ａによってマイクロホン２００の実装は容易であり、且つホルダー１００の内径ｒ１がマイクロホン２００の外径ｒ４より小さくて、マイクロホン２００が抜け難いようになっている。

このような本発明のマイクロホンホルダー１００には、図６に示すように、中央ホール１１１が形成されており、中央ホール１１１を中心にホール周縁部１１２とツール接触面１１３が形成されている。図７に示すように、正面や側面から見る場合には、キャップボディ１１０の外側面１１４がフランジ１２０より突出しており、キャップボディ１１０の上部に傾斜面を有する小さいホール周縁部１１２が形成されている。また、本発明のマイクロホンホルダー１００を底面から見る場合は、図８に示すように、中央に中央ホール１１１が形成されており、中央ホール１１１を中心に半径方向に三つの緩衝突起１１５が円周面を分割している。

そして、本発明のマイクロホンホルダー１００には、ソフトでありながらリフロー過程を耐えることができる高耐熱性の材質を使用することが好ましい。例えば、ソフトな高耐熱性の材料には、高耐熱性シリコーンや高耐熱性ゴム、高耐熱性プラスチックなどを使用できる。

図９は、本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーとマイクロホンの組み立て前の分解斜視図であり、図１０は、本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーとマイクロホンの組み立て後の斜視図であり、図１１は、本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーとマイクロホンの組み立て後の切開斜視図である。

図９を参照すると、音響ホール２０２ａが形成されたケース２０２と、マザーボード３００（図１３参照）との接触端子２０４ａを有するＰＣＢ２０４とを含むマイクロホン２００の上に、外部の埃が流入することを防止するための不織布２１０を載置し、本発明によるホルダー１００を被せてマイクロホン２００と一体に結合する。これによって、図１０に示すように、本発明のホルダー１００とマイクロホン２００とが結合された状態で、真空ツール（図示せず）によってホルダー１００のツール接触面１１３が吸着されて製造ラインのマザーボード上に実装され、リフロー過程で溶接が行われる。

この時、本発明によるマイクロホンホルダー１００は、図１１に示すように、ＳＭＤ用マイクロホン２００の音響ホール２０２ａとＳＭＤ用ホルダー１００の中央ホール１１１とが一直線上に存在しないようになっていて、真空ツールによる吸着の時、マイクロホン２００の振動板などが損傷されることを防止できる。

図１２は、本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンとＳＭＤ用マイクロホンホルダーの実装手順を示すフローチャートであり、図１３は、本発明の実施の形態によるマザーボードに実装されたＳＭＤ用マイクロホンの切開斜視図である。

本発明によって、ＳＭＤ用マイクロホン２００を携帯電話などのような電子製品のマザーボード３００に実装する手順は、図１２に示すように、ＳＭＤ用コンデンサマイクロホン２００を準備するステップＳ１と、ＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００を準備するステップＳ２と、前記ＳＭＤ用マイクロホン２００と前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００を結合するステップＳ３と、前記ＳＭＤ用マイクロホン２００と前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００が結合された状態で電子製品のマザーボード３００に整列するステップＳ４と、前記ＳＭＤ用マイクロホン２００と前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００が結合された状態で前記マザーボード３００をリフローするステップＳ５とから構成される。

図１２を参照すると、マイクロホン２００を生産する企業では、ＳＭＤ用コンデンサマイクロホン２００とＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００を準備した後、結合して携帯電話の製造会社に納品する。これによって、携帯電話の製造会社では、ホルダー１００と結合されたマイクロホン２００を携帯電話のメインＰＣＢ３００に設置した後、ＳＭＤリフロー過程を行う（Ｓ１〜Ｓ５）。従って、携帯電話の製造会社では、ＳＭＤ用コンデンサマイクロホン２００とマイクロホンホルダー１００を結合する必要がないので、従来に比べて工程と製造時間が短縮され製造原価を節減することができる。さらに、本発明によると、マイクロホン２００とホルダー１００の結合を、前より専門的なマイクロホンの製造企業で専門家の監督下で精密に実施できるので、結合過程で音響特性が悪くなることを防止できる。

図３乃至図８を参照して上述したように、本発明の実装方法に適合するＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００は、リフロー温度でも耐えられる高耐熱性の材質で形成され、マイクロホン２００を実装するための空間１３０が形成されたキャップボディ１１０とフランジ１２０からなっている。

また、本発明の実装方法によってマザーボード３００に実装されたマイクロホン２００は、図１２に示すように、マザーボード３００上にＳＭＤ方式で接合され、ＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００によって保護されると共に、ＳＭＤ用マイクロホンホルダー１００上の携帯電話カバー３１０によって支持される構造で携帯電話に実装される。

以上、本発明の実施の形態では、円筒型のマイクロホンを容易に実装するよう円筒型ホルダーを例に挙げて説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるのではなく、四角筒型などのような他の形象のマイクロホンを実装する場合にも同一に適用することができる。

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。

従来のマイクロホンの実装手順を示すフローチャートである。従来のＳＭＤ用マイクロホンの実装手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの上側からの斜視図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの下側からの斜視図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの側断面図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの平面図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの正面図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーの底面図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーとマイクロホンの組み立て前の分解斜視図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーとマイクロホンの組み立て後の斜視図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンホルダーとマイクロホンの組み立て後の切開斜視図である。本発明の実施の形態によるＳＭＤ用マイクロホンとホルダーの実装手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態によるマザーボードに実装されたＳＭＤ用マイクロホンの切開斜視図である。

符号の説明

１００ホルダー
１１０キャップボディ
１１１中央ホール
１１２ホール周縁部
１１３ツール接触面
１１４外側面
１１５緩衝突起
１２０フランジ
１３０マイクロホン実装空間
２００マイクロホン
２０２ケース
２０２ａ音響ホール
２０４ＰＣＢ
２０４ａ接触端子
３００メインＰＣＢ
３１０携帯電話カバー

Claims

リフロー温度で耐えられる高耐熱性の材質を有する、内側にＳＭＤ用マイクロホンを実装するための空間が形成されたキャップボディと、
リフロー温度で耐えられる高耐熱性の材質を有する、前記キャップボディと一体にリンク型に形成されたフランジと、を含み、
前記キャップボディは、
上側面の中央に形成され、外部音響を流入する中央ホールと、
マイクロホンの実装の時、真空ツールを容易に利用するよう、前記中央ホールの周りに平面で形成されるツール接触面と、
前記真空ツールを利用する場合、マイクロホンのサウンドホールとの直接的な面摩擦を避けるために、上側内面の円周面に、前記中央ホールを中心に半径方向に形成される緩衝突起と、を含み、
内部にマイクロホンが実装されるようになっているＳＭＤ用マイクロホンホルダー。
前記キャップボディの外側面は傾いた円形かさ形象になっており、前記中央ホールの周りには、傾斜面を有し上側に突出したホール周縁部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のＳＭＤ用マイクロホンホルダー。
前記フランジの内径は、実装するマイクロホンの外径より略所定φ以上小さく形成されて、実装の後、前記マイクロホンが抜けることを防止することを特徴とする請求項１に記載のＳＭＤ用マイクロホンホルダー。
前記高耐熱性の材質は、ソフトな高耐熱性シリコーン、高耐熱性ゴム及び高耐熱性プラスチックのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載のＳＭＤ用マイクロホンホルダー。
ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンを準備するステップと、
上記請求項１〜４のいずれか一つに記載のＳＭＤ用マイクロホンホルダーを準備するステップと、
前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーを結合するステップと、
前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーを結合して、前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーを電子製品のマザーボードに設置するステップと、
前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーが前記ＳＭＤ用コンデンサマイクロホンと前記ＳＭＤ用マイクロホンホルダーに設置された状態で前記マザーボードをリフローするステップと、を含むことを特徴とするＳＭＤ用マイクロホンの実装方法。