KR100543784B1

KR100543784B1 - 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰, 이를 위한 배극판 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100543784B1
Application number: KR1020030046965A
Authority: KR
Inventors: 이상호
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2006-01-23
Also published as: KR20050006969A

Abstract

본 발명은 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰의 부품을 통합하여 부품수를 줄이고 제조 공정을 단축시킴으로써 제조원가를 절감할 수 있는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰, 이를 위한 배극판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이중에서 본 발명의 배극판은 금속박판으로 된 배극판(24b)과 배극판(24b)의 외측에 고분자 필름이 열 접착되어 형성된 배극면(24a)으로 되어 있고, 바닥면의 대향면이 개구된 통형으로서, 개구측의 끝부분에 PCB를 접촉 및 지지하기 위한 플랜지(24e)가 형성되어 있고, 바닥면의 둘레 부분이 굴곡(Embossing)되어 스페이서 기능을 하는 돌출부(24d)가 형성되어 바닥면과 진동막(22b) 사이에 간격(24h1)이 형성되게 하고, 배극판을 통해 PCB(25)와 직접 접촉할 수 있고 커링 공정에 의한 외력에 따른 PCB 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다.

마이크로폰, 백플레이트, 플랜지, 일렉트릿, 공기통로, 스페이서

Description

일렉트릿 콘덴서 마이크로폰, 이를 위한 배극판 및 그 제조방법 { Backplate for electret condenser microphone, method of making the same and the microphone using the same }

도 1은 종래의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 의한 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도,

도 3은 도 2의 통합 배극판의 단면도 및 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰의 공기 흐름도,

도 5는 도 2의 통합 배극판의 제조공정을 설명하기 위한 공정 순서도,

도 6은 본 발명과 종래기술에 따른 마이크로폰의 조립 공정을 대비한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 종래의 일렉트릿형 마이크로폰 11: 케이스(Case)

11a: 음공(Sound hole) 12: 진동판

12a: 폴라링(Polar ring) 12b: 진동막(Diaphragm)

13: 스페이서(Spacer) 14a: 배극면

14b: 배극판 15: 절연링(Base 1)

16: 도전링(Base 2) 17: 피시비(PCB)

200: 본 발명에 의한 마이크로폰 21: 케이스(Case)

21a: 음공(Sound hole) 22: 진동판

22a: 폴라링(Polar ring) 22b: 진동막(Diaphragm)

23: 절연링(Base 1) 24: 통합 배극판

24a: 배극면 24b: 배극판

24c: 도전링부 24d: 스페이서부

24e: 플랜지(flange) 24f: 공기통로

24i: 통공 25: 피씨비(PCB)

본 발명은 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰의 부품을 통합하여 부품수를 줄이고 제조 공정을 단축시킴으로써 제조원가를 절감할 수 있는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰, 이를 위한 배극판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 개략도이다.

종래의 일렉트릿 마이크로폰(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 금속으로 된 케이스(11)와, 도체로 된 폴라링(12a), 진동막(12b), 스페이서(13), 백플레이트(14), 절연체로 된 링형의 제1 베이스(절연링이라고도 함: 15), 도체로 된 제2 베이스(도전링이라 함: 16), 회로부품이 실장되어 있고 접속 단자가 형성된 PCB(17)로 구성되어 있다. 여기서, 폴라링(12a)에 진동막(12b)이 접착된 일체형으로 진동판(12)을 구성할 수도 있고, 백플레이트(14)는 금속도체의 배극판(14b)에 고분자 필름의 배극면(14a)이 부착되어 배극면(14a)에 일렉트릿이 형성된 구조로 되어 있다.

그런데 이러한 종래의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰은 그 부품수가 많아 조립공정이 복잡하고, 따라서 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에 적용되는 배극판, 스페이서, 도전링 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 통합 배극판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 제작함에 있어서 기존의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에 적용되는 배극판, 스페이서, 도전링 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 통합 배극판과 케이스, 진동판, 절연링, 피씨비(PCB)의 조합으로 제작함으로써 부품수를 줄일 수 있고 제조 공정을 단축시켜 제조원가를 절감할 수 있는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 통합 배극판은 금속박판으로 된 배극판과 상기 배극판의 외측에 고분자 필름이 열 접착되어 형성된 배극면으로 되어 있고, 바닥면의 대향면이 개구된 통형으로서, 상기 바닥면의 둘레 부분이 굴곡(Embossing)되어 스페이서 기능을 하는 돌출부가 형성되어 바닥면과 진동막 사이에 간격이 형성되게 하고, 상기 배극판을 통해 PCB와 직접 접촉할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배극판 제조방법은 배극판의 재료가 되는 고분자 필름과 금속박판을 열접착하여 원판을 형성하는 과정; 상기 형성된 원판을 프레스 가공하여 일면이 개구된 통형의 배극판 형상을 만드는 프레스 가공과정; 및 상기 통형의 배극판을 세척한 후 상기 바닥면의 고분자 필름에 전하를 주입하여 일렉트릿을 형성하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 프레스 가공과정은 상기 원판을 디프드로잉하여 통을 만드는 디프 드로잉단계와, 상기 통의 바닥면에 통공을 형성하는 피어싱 단계와, 상기 바닥면에 스페이서 기능을 하는 돌출부를 형성하는 엠보싱 단계와, 상기 통의 끝단을 외부로 굴곡하여 플랜지를 형성하는 단계와, 상기 플랜지에 동기통로를 형성하는 단계를 포함한다.

또한 상기와 같은 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 마이크로폰은, 바닥면에 음공이 형성된 케이스; 상기 케이스와 전기적으로 접속되며 상기 음공을 통해 입력된 음압에 따라 진동되는 진동판; 금속판으로 된 배극판과 상기 배극판의 외측에 고분자 필름이 열 접착되어 형성된 배극면으로 되어 있고, 바닥면의 대향면이 개구된 통형으로서 개구측의 끝부분에 플랜지가 형성되어 있으며, 상기 바닥면 의 둘레 부분이 굴곡되어 상기 진동판과의 사이에서 스페이서 기능을 하는 돌출부가 형성된 통합 배극판; 및 상기 플랜지에 의해 지지되며 상기 통합 배극판과 사이에 공간을 형성하는 PCB를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 마이크로폰의 단면도로서, 본 발명의 마이크로폰 조립체(200)는 케이스(21)와 진동판(22), 절연링(23), 통합 배극판(24), PCB(25)로 구성된다.

도 2를 참조하면, 마이크로폰(200)은 일면(이를 바닥면이라 한다)이 막히고 타면이 개구된 케이스(21)의 바닥면에 폴라링(22a)과 진동막(22b)이 놓여 있고, 통합 배극판(24)을 지지함과 아울러 케이스(21)와 절연시키기 위한 절연링(23)의 내측에 통합 배극판(24)이 위치하여 통합 배극판(24)의 돌출부(24d)에 의해 배극면(24a)과 금(Au) 스퍼터링된 진동막(22b)이 일정 간격(도3의 24h1)을 가지고 대향해서 배치되어 있다. 이때 케이스(21)의 바닥면에는 다수의 음공(21a)이 형성되어 있고, 진동막(22b)은 도전성 유지체인 폴라링(22a)을 통해 케이스(21)와 전기적으로 접속되는데, 진동막(22b)과 폴라링(22a)은 일체형으로 되어 하나의 진동판(22)을 형성할 수도 있다.

그리고 통합 배극판의 플랜지(24e) 위에는 회로부품이 실장된 PCB(25)가 놓여 있어 PCB(25)와 통합 배극판(24)에 의해 내부 공간이 형성되어 있으며, 조립과 정에서 케이스(21)에 모든 부품들이 삽입된 후 커링 공정에서 마이크로폰 내부의 음이 외부로 유출되지 않게 하기 위하여 케이스(21)의 상단부위를 절곡한 후에 피씨비(25)면과 접촉시킨다. 이때 커링공정에서 기구물(미도시)을 통하여 절곡된 케이스(21)의 끝단을 수직 방향으로 누르게 되는데, 기구물(미도시)을 통한 외력이 피씨비(25)에 전달되어 PCB(25)가 변형될 수 있다. 그런데 본 발명의 통합 배극판(24)은 플랜지(24e)를 형성하여 피씨비(25)을 지지함으로써 커링 공정에서 발생되는 외력에 의한 피씨비(25)의 휨 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 마이크로폰 내부의 음이 외부로 유출되는 현상으로 인해서 발생되는 주파수 특성 불량을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 통합 배극판(24)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 금속판으로 된 배극판(24b)과 배극판(24b)의 외측에 고분자 필름이 열 접착되어 형성된 배극면(24a)으로 되어 있는데, 그 구조는 일면(이 부분을 바닥면이라 한다)이 막히고 타면이 개구된 원통형(사각통 등 다른 통형도 가능하다)으로서 개구측의 끝부분에 플랜지(24e)가 형성되어 있고, 그 바닥면의 둘레 부분을 굴곡(Embossing)하여 돌출되게 함으로써 바닥면과 진동막(22b) 사이에 간격(24h1)이 형성되게 하여 돌출부(24d)가 스페이서 기능을 하도록 되어 있으며, 플랜지(24e)의 중앙 양측으로 공기를 소통시키기 위한 공기통로(24f)가 형성되어 있다. 여기서, 원통의 원주부분(24c)은 종래의 도전링과 같이 배극판(24)을 PCB(25)와 전기적으로 접속시키는 기능을 하므로 도전링부라 하고, 돌출부(24d)는 스페이서부라고도 한다.

도 3에서 (A)는 본 발명의 통합 배극판(24)의 평면도이고, (B)는 그 단면도 이다. 도 3에서 24w는 플랜지(24e)에 형성된 공기통로(24f)의 폭을 나타내고, 24h1은 바닥면 돌출부(24d)의 높이로서 배극판 바닥면과 진동막(22b)과의 간격이며, 24h2는 플랜지(24e)에 형성된 공기통로(24f)의 깊이를 나타낸다. 그리고 통합 배극판(24)의 바닥면에도 공기를 소통시키기 위한 통공(24i)이 3개 형성되어 있다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 통합 배극판(24)은 원통 형상으로 되어 도전성을 갖는 금속판으로 된 배극판(24b)을 통해 피씨비(25) 기판의 회로와 직접적으로 접속함으로써 임피던스 IC소자의 입력단자와 전기적으로 접속되어 종래의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰(도1의 100)에 적용되던 도전링(도1의 16)과 배극판(도1의 14)의 기능을 통합적으로 수행하고, 바닥면의 돌출부(24d)가 진동막(22b)과 바닥면이 일정간격을 유지하도록 함으로써 종래의 스페이서(도1의 13) 기능까지 포함하여 복합기능을 수행할 수 있게 일체화된 것이다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통합 배극판(24)이 적용된 마이크로폰(200)은 진동막(22b)은 폴라링(22a)과 케이스(21)를 통해 PCB(25)회로와 전기적으로 연결되고, 통합 배극판(24)은 PCB(25)회로와 전기적으로 직접 연결되며, 통합 배극판(24)의 배극면(24a)에는 일렉트릿이 형성되어 있다.

이와 같은 본 발명의 마이크로폰(200)에서 공기의 흐름을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 외부의 공기가 케이스의 음공(21a)을 통해 진동막(22b)을 진동시킴과 아울러 통합 배극판(24)에 형성된 통공(24i)을 통해 PCB(25)와 통합 배극판(24) 사이의 내부 공간으로 유입되며, 통합 배극판의 플랜지(24e)에 형성된 공기통로(24f)를 통해 바깥쪽과 통하게 된다. 즉, 음공(21a)을 통하여 유입된 공 기는 진동판(22)에 접착된 진동막(22b)을 떨게 하고, 이로 인하여 떨린 공기는 배극판의 통공(Hole: 24i)을 통하여 내부 공간으로 유입된다. 내부 공간으로 유입된 공기가 외부로 흐르지 못하게 되면 다시 반사되어 진동막(22b)에 전달됨으로써 진동막(22b)의 떨림을 저해하게 되고, 진동막(22b)의 떨림이 원활하지 못하면 감도 특성을 저해할 수 있다. 따라서 본 발명의 통합 배극판의 플랜지(24e)에는 공기흐름을 원활히 하여 반사되는 공기로 인한 진동막 떨림의 악영향을 최소화하기 위한 공기통로(24f)가 형성되어 있다.

이때, 음공(21a)을 통해 유입된 음압에 의해 진동막(22b)이 진동하게 되면, 진동막(22b)과 통합 배극판(24)과의 간격이 변하게 된다. 그리고 음압에 의해 간격이 변하게 되면, 진동막(22b)과 통합 배극판(24)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 PCB(25)에 실장된 JFET로 전달되어 증폭된 후 접속단자(미도시)를 통해 외부로 전송된다.

도 5는 본 발명에 따른 통합 배극판(24)의 제작 공정을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 통합 배극판(24)의 제조 공정은 배극판의 소재가 되는 고분자 필름(402)과 금속박판(404)을 열접착하여 원판을 형성하는 과정(S1)과, 형성된 원판을 프레스 가공하여 일면이 개구된 원통형의 배극판 형상을 만드는 프레스 가공과정(S9), 통형상의 배극판을 세척한 후 바닥면의 고분자 필름에 전하를 주입하여 일렉트릿을 형성하는 과정(S7,S8)으로 이루어진다. 그리고 배극판 형상을 만드는 프레스 가공과정(S9)은 원판을 디프 드로잉(deep drawing)하여 원통을 만드는 디프 드로잉단계(S2)와, 원통의 바닥면에 통공을 형성하는 피어싱 단계(S3), 바 닥면에 스페이서 기능을 하는 돌출부(24d)를 형성하는 엠보싱 단계(S4), 원통의 끝단을 외부로 굴곡하여 외향 플랜지(24e)를 형성하는 단계(S5), 외향 플랜지(24e)에 공기통로(24f)를 형성하는 단계(S6)로 이루어진다. 여기서, 디프 드로잉은 평판에서 이음매가 없는 밑이 달린 용기를 성형하는 방법으로서, 일매의 원판을 구멍이 뚫린 다이스 위에 올려서 원통상의 펀치를 압착하여 원통을 만들 수 있다. 피어싱은 구멍 뚫기 천공 프레스 금형에 의해서 소재(박판)에 목적하는 형상의 구멍을 내는 작업이고, 엠보싱은 스탬핑(stamping)의 일종으로서 요철이 서로 반대로 되어 있는 상,하 한 쌍의 다이로 얇은 판금에 여러 가지 모양의 형상을 찍어내는 가공법이다.

따라서 종래의 배극판(도1의 14)은 금속판에 고분자 필름을 열 접착한 후에 프레스 가공에 의해서 타발하고, 피씨비 기판의 임피던스 IC 소자의 입력단자와 전기적으로 접속하기 위하여 별도의 도전링(16)이 필요하였으며, 진동막과 배극의 일정간격 유지를 위하여 스페이서(13)가 필요하였으나 본 발명의 통합 배극판(24)에는 이러한 모든 기능이 일체로 구현되어 있다.

한편, 본 발명에 적용된 통합 배극판(24)은 배극판(24b)의 바닥면 변형에 따른 특성 불안정 요소를 보완하기 위하여 고 경도의 재질로 대체 적용함으로써 신뢰성을 향상시키고, 고 경도의 재질을 드로잉함으로써 발생되는 바닥면 평탄도 불안정 요소를 바닥면 중심을 진동막(22b) 반대 방향으로 엠보싱함으로써 바닥면의 구조를 보강하고, 외력에 의한 배극판(24b)의 변형을 최소화한다. 즉, 일정 두께의 금속판(24b)의 한쪽면에 배극용 고분자 필름(24a)을 균일하게 열 접착한다. 이때 금속판(24b)으로서는 연신율이 높고 디프드로잉이 가능하여야 하며, 경도가 비교적 강하면서 고분자 필름(24a)과의 열 접착이 용이하여야 한다. 배극용 고분자 필름(24a)이 열 접착된 금속판(24b)을 드로잉 금형에 의해서 프레스 가공해서 배극용 고분자 필름(24a)을 외측으로 해서 통합 배극판(24)을 성형하는 동시에, 바닥면을 진동막(22b) 반대방향으로 진동판(22)의 내경보다 크게 엠보싱함으로써 배극과 도전성 진동막이 일정 간격(24h1)을 유지하고, 단을 통하여 바닥면의 구조변형을 방지하여 외력에 의한 통합 배극판(24)의 변형으로 발생되는 신뢰성 저하를 방지한다.

도 6은 본 발명과 종래기술에 따른 마이크로폰의 조립 공정을 대비한 도면이다.

도 6을 참조하면, 종래의 마이크로폰 조립 공정은 케이스(11)에 진동판(12)과 스페이서(13), 절연링(15), 배극면이 형성된 배극판(14), 도전링(16), PCB(17)를 삽입하는 적어도 7개 부품 조립과정(601~607)이 요구된다.

이에 반해 본 발명의 마이크로폰 조립 공정은 케이스(21)에 진동판(22)과 절연링(23), 통합 배극판(24), PCB(25)를 삽입하는 5개 부품 조립과정(701~705)으로 충분하다.

따라서 본 발명의 일렉트릿 마이크로폰(200)은 종래의 일렉트릿 마이크로폰(100)과 비교해서 부품수가 감소하여 제조원가를 절감할 수 있고, 조립공정을 단축함에 따라 공정불량을 감소시킴으로써 수율을 안정화시킬 수 있으며, 자동조립이 보다 용이하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래의 일렉트릿 마이크로폰과 비교해서 부품수가 감소하여 제조원가를 감소시킬 수 있고, 조립공정의 단축에 따른 공정불량 감소시킴으로써 수율을 안정화시킬 수 있으며, 자동조립이 보다 용이한 효과가 있다. 또한 본 발명의 통합 배극판은 구조 보강을 통하여 배극면의 변형요소를 감소시킴으로써 특성 불안정 요소를 제거하여 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 통합 배극판에 플랜지(Flange)를 형성하여 커링 공정에 의해서 변형될 수 있는 피씨비(PCB)를 금속으로 지지하여 피씨비(PCB)의 휨을 방지함으로써 마이크로폰 내부의 음이 외부로 유출되는 현상으로 인해서 발생되는 주파수 특성 불량을 방지할 수 있다.

Claims

삭제
금속박판으로 된 배극판과 상기 배극판의 외측에 고분자 필름이 열 접착되어 형성된 배극면으로 되어 있고, 바닥면의 대향면이 개구된 통형으로서, 상기 바닥면의 둘레 부분이 굴곡(Embossing)되어 스페이서 기능을 하는 돌출부가 형성되어 상기 바닥면과 진동막 사이에 간격이 형성되게 하고, 상기 배극판을 통해 PCB와 직접 접촉할 수 있도록 된 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판에 있어서,

상기 통합 배극판의 개구측의 끝부분에 상기 PCB를 접촉 및 지지하기 위한 플랜지가 형성되어

커링 공정에 의한 외력에 따른 상기 PCB기판의 휨 현상을 방지할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판.
제2항에 있어서, 상기 플랜지에 공기를 소통시키기 위한 공기통로가 형성되어

마이크로폰 내부의 공기를 외부로 원활히 흐르게 할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판.
제2항에 있어서, 상기 금속박판은

디프 드로잉을 통한 통 형상으로 제작하기 위하여 연신율이 높은 재질을 사용하고, 배극판의 바닥면 변형을 최소화하기 위하여 비교적 고 경도의 재질을 적용하며, 제품의 높이를 감소시키기 위하여 얇은 두께의 소재를 적용하되, 별도의 코팅을 하지 않아도 전기 전도성과 내식성이 우수하고 전하 보존용 고분자 필름의 열접착이 용이한 강종으로 제작된 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판.
제2항에 있어서, 상기 바닥면의 고분자 필름에 일렉트릿이 형성되어 있고, 상기 바닥면에 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판.
삭제
배극판의 재료가 되는 고분자 필름과 금속박판을 열접착하여 원판을 형성하는 과정;

상기 형성된 원판을 프레스 가공하여 일면이 개구된 통형의 배극판 형상을 만드는 프레스 가공과정; 및

상기 통형의 배극판을 세척한 후 상기 바닥면의 고분자 필름에 전하를 주입하여 일렉트릿을 형성하는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 프레스 가공과정은

상기 원판을 디프드로잉하여 통을 만드는 디프 드로잉단계와, 상기 통의 바닥면에 통공을 형성하는 피어싱 단계와, 상기 바닥면에 스페이서 기능을 하는 돌출부를 형성하는 엠보싱 단계와, 상기 통의 끝단을 외부로 굴곡하여 플랜지를 형성하는 단계와, 상기 플랜지에 공기통로를 형성하는 단계를 포함하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 배극판 제조방법.