KR100544278B1

KR100544278B1 - 평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰

Info

Publication number: KR100544278B1
Application number: KR1020040013472A
Authority: KR
Inventors: 송청담
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2006-01-23
Also published as: KR20050087577A

Abstract

본 발명은 평행육면체형으로 되고, 후방음을 위한 음향통로가 형성된 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 마이크로폰은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공과 후방음을 유입하기 위한 음공이 형성된 사각통형의 케이스; 사각통형의 케이스에 삽입될 수 있는 링형의 진동판; 링형의 얇은 스페이서; 상하가 개구된 원통형의 절연링; 음공이 형성된 원판형의 백플레이트; 백플레이트를 회로기판과 전기적으로 접속시키기 위한 환형 도전링; 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자가 형성된 사각판형의 PCB로 구성되어 상기 케이스안에 상기 진동판과 스페이서, 절연링, 백플레이트, 도전링, PCB가 순차적으로 배치된 후 케이스의 끝단을 커링시킨 구조로 조립된 것이다. 따라서, 본 발명의 지향성 마이크로폰은 사각형의 케이스와 원형의 내부소자 사이에 형성된 음향통로를 통해 전방으로부터 후방음을 유입받아 지향성을 갖게 할 수 있다.

콘덴서 마이크로폰, 표면실장(SMD), 부품의 방향, 평행육면체, 사각형

Description

평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰{ A parallelepiped type directional condenser microphone for SMD }

도 1은 종래의 일반적인 지향성 콘덴서 마이크로폰을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰을 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰의 제1 실시예의 분해 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 PCB의 세부 도면,

도 5는 도 3에 도시된 제1 실시예의 조립체 측단면도,

도 6은 본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰의 제2 실시예의 분해 사시도,

도 7은 도 6에 도시된 제2 실시예의 조립체 측단면도,

도 8은 본 발명에 따른 단방향 콘덴서 마이크로폰의 제1 실시예의 분해 사시도,

도 9는 도 8에 도시된 제1 실시예의 조립체 측단면도,

도 10은 본 발명에 따른 단방향 콘덴서 마이크로폰의 제2 실시예의 분해 사 시도,

도 11은 도 10에 도시된 제2 실시예의 조립체 측단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100,200: 지향성 콘덴서 마이크로폰 102: 케이스

102a: 전방 음향홀 102b: 후방 음향홀

104: 진동판 106: 스페이서

108: 절연링 110: 백플레이트

112: 도전링 114: PCB

본 발명은 지향성을 갖는 평행육면체형 마이크로폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향통로가 형성되어 있어 복잡한 기구물 또는 구조물에 의한 주변 환경에서 홀더를 사용하지 않고서도 정특성을 향상시킬 수 있는 평행육면체형 지향성 마이크로폰에 관한 것이다.

일반적으로, 마이크로폰은 지향특성에 따라 무지향성(전방향) 마이크로폰과 지향성 마이크로폰으로 구분되는데, 지향성 마이크로폰은 양방향성(Bi-directional) 마이크로폰, 및 단방향성(Uni-directional) 마이크로폰으로 구분된다. 양방향성 마이크로폰은 전방 및 후방 입사음에 대해 충실히 재생하고 측방각 에서 입사되는 음에 대해서는 감쇄특성을 나타내어 음원에 대한 폴라 패턴(polar pattern)이 8자형으로 나타내며, 근접효과(Near field)특성이 양호하여 잡음이 심한 경기장 아나운서용 등에 널리 사용된다. 단일지향성 마이크로폰은 넓은 전방 입사음에 반응하여 출력값을 유지하며 후방 입사음원은 출력값을 상쇄시켜 전방음원에 대한 S/N비를 개선시킨 마이크로폰으로서, 명료도가 좋아 음성인식용 장비에 널리 사용된다.

도 1은 통상의 지향성 콘덴서 마이크로폰을 도시한 개략도이다.

통상의 지향성 콘덴서 마이크로폰(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 음공이 형성되어 있고 원통형 금속으로 된 케이스내에 폴라링, 다이어프램, 스페이서, 백플레이트, 절연체로 된 링 형태의 제1 베이스, 도체로 된 제2 베이스, 및 외부로부터 음을 유입하기 위한 음공이 형성된 PCB 등이 실장되어 조립체의 외관이 원통형으로 되어 있고, 2개의 접속단자가 PCB에 형성되어 있다.

그런데 표면 실장시에 메인 PCB 단자와 콘덴서 마이크로폰의 접속단자를 정확하게 접속시켜야 하는데, 위와 같은 종래의 원통형 콘덴서 마이크로폰의 접속단자는 표면실장(SMD)에 부적합 구조이고, 단자면이 케이스의 커링면보다 안으로 낮게 형성되어 있어 표면실장시 솔더(solder) 부착 불량이 발생하며, 특히 다수의 접속단자를 구비할 경우 접속단자의 방향을 확인하기 어려워 표면실장 공정에서 접속단자의 극성이 바뀌어 접속되거나 접속단자의 접속면이 서로 틀어져 일부면 밖에 접속이 않되어 접속 불량이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한 지향성 마이크로폰은 통상 케이스와 PCB면에 음공을 형성하여 전방음과 후방음의 위상차를 이용하여 지향성을 갖게 한다. 그런데 지향성 마이크로폰을 핸드폰 등의 메인 PCB에 실장할 경우에는 복잡한 기구적인 형상을 갖는 핸드폰 케이스에 마이크로폰을 위한 공간을 형성하여 마이크로폰을 실장하고, 메인 PCB와는 점퍼선이나 FPC 등으로 연결하였다. 즉, 핸드폰 케이스의 경우 다양한 형상의 부품들을 고밀도로 실장하기 위해 기구적인 형상이 매우 복잡하게 되어 있어 마이크로폰 주위에 형성된 내부공간이 불규칙하게 되어 있다.

따라서 종래에는 지향성 마이크로폰을 휴대폰 등 복잡한 형상의 기구물에 장착할 경우, 휴대폰 케이스(case) 기구물에 실장을 위한 공간을 구성하여야 하고, 나아가 케이스(case) 내부의 복잡한 기구물에 의하여 불규칙한 음장(acoustic field)이 형성되어 정확한 지향 효과를 얻기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 음향통로가 형성되어 복잡한 기구적인 환경에서도 정특성을 향상시킬 수 있고, 평행육면체형으로 되어 표면실장(SMD) 공정에서 부품의 방향을 확인하기 용이한 평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일시예의 마이크로폰은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공과 후방음을 유입하기 위한 음공이 형성된 사각통형의 케이스; 상기 사각통형의 케이스에 삽입될 수 있는 링형의 진동판; 링형의 얇은 스페이서; 상,하가 개구된 원통형의 절연링; 음공이 형성된 원판형의 백플레이트; 상기 백플레이트를 회로기판과 전기적으로 접속시키기 위한 환형 도전링; 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자가 형성된 사각판형의 PCB로 구성되어 상기 케이스안에 상기 진동판과 스페이서, 절연링, 백플레이트, 도전링, PCB가 순차적으로 배치된 후 케이스의 끝단을 커링시킨 구조로 조립된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일시예의 마이크로폰은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공과 후방음을 유입하기 위한 음공이 형성된 사각통형의 케이스; 상기 사각통형의 케이스에 삽입될 수 있는 링형의 진동판; 링형의 얇은 스페이서; 백플레이트를 절연시키기 위한 환형의 실드링; 음공이 형성된 원판형의 백플레이트; 상,하가 개구된 원통형의 절연몸체의 내주면에 백플레이트와 PCB 사이에 전기적인 접속을 제공하기 위한 도전층이 형성된 통합 베이스; 및 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자가 형성된 사각판형의 PCB로 구성되어 상기 케이스안에 상기 진동판과 스페이서, 실드링, 백플레이트, 통합베이스, PCB가 순차적으로 배치된 후 케이스의 끝단을 커링시킨 구조로 조립된 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰을 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 지향성 콘덴서 마이크로폰(100,200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 평행육면체형 케이스 내에 부품들이 삽입되어 PCB면에 형성된 돌출단자를 통해 메인 PCB에 접속되도록 되어 있다. 이와 같은 본 발명의 지향성 콘덴서 마이크로폰(100,200)은 평행육면체형으로 되어 표면실장시 부품의 방향을 용이하게 맞출 수 있으므로 메인 PCB의 접속단자와 콘덴서 마이크로폰의 접속단자의 접속면이 틀어지거나 방향이 바뀌는 문제점을 해결할 수 있다. 또한 본 발명의 지향성 콘덴서 마이크로폰은 PCB면에 별도의 음향홀을 형성하지 않아도 케이스에 형성된 후방 음향홀과 음향통로를 통해 후방음을 유입받아 복잡한 기구적인 환경에서도 양호한 지향성을 갖도록 되어 있다.

[제1 실시예(양방향)]

도 3은 본 발명에 따른 평행육면체형 양방향 콘덴서 마이크로폰의 제1 실시예를 도시한 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 양방향 콘덴서 마이크로폰(100)은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공(102a)과 후방음을 유입하기 위한 음공(102b)이 형성된 사각통형의 케이스(102)와, 사각통형의 케이스(102)에 삽입될 수 있는 링형의 진동판(104), 링형의 얇은 스페이서(spacer:106), 상하가 개구된 원통형의 절연링(108), 음공(110a)이 형성된 원판형의 백플레이트(110), 백플레이 트(110)를 회로기판(PCB: 114)과 전기적으로 접속시키기 위한 환형 도전링(112), 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자(116)가 형성된 사각판형의 PCB(114)로 구성되어 있다. 이때 케이스(102)와 PCB(114)를 제외하고 내부 소자들은 모두 원형(혹은 원통형, 링형)으로 되어 있어 내부 소자를 케이스(102)에 조립완료한 후에 직육면체형의 4 모서리에는 음향통로가 형성되는데, 본 발명에서는 이 음향통로에 대응하는 위치의 케이스(102)에 후방음을 위한 음공(102b)을 추가로 형성하여 후방음을 유입하도록 되어 있다.

그리고 케이스(202)의 바닥면 중앙부위는 표면실장(SMD)을 위해 진공척으로 테이프 & 릴 패키지로부터 픽업하기 위한 흡착 위치이고, 진동판(104)은 케이스(102)와의 전기적인 접속을 위한 폴라링(104a)과 음압에 의해 진동되는 진동막(104b)으로 구성되며, 백플레이트(110)는 금속판에 유기필름이 융착되어 있고 유기필름에 일렉트릿이 형성되어 있다.

도 4a 및 4b는 본 발명에 적용되는 지향성 마이크로폰의 PCB 구조를 도시한 도면이다.

본 발명에 따라 케이스(102)와 내부 소자들 사이에 형성된 음향통로를 타고 온 후방음이 백챔버로 유입되게 하기 위해서는 절연링(108) 및 도전링(112)을 관통하는 음향통로가 필요한데, 본 발명의 실시예에서는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, PCB의 면에 적어도 2개 이상의 돌출패턴(114d)을 형성한 후, 이 돌출패턴(114d)에 의해 절연링(108)와 도전링(112)을 지지하도록 함으로써 돌출패턴(114d)에 의해 형성된 공간으로 후방음이 통과할 수 있도록 되어 있다. 이때, 도전링(112)은 PCB상의 부품(114e)과 백플레이트(110)를 전기적으로 접속할 필요가 있으므로 종래의 링 형상의 도전 패턴 대신에 돌출패턴과 동일한 높이로 돌출된 접속패턴(114b)을 형성할 필요가 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, PCB 기판(114)에 부품(114e)이 실장되어 있고, 절연링(108) 및 도전링(112)을 지지하는 부분에는 3개의 돌출패턴(114d)과 하나의 접속패턴(114b)이 형성되어 케이스(102)와 내부 소자들에 의해 형성된 음향통로를 타고 온 후방음이 백챔버로 유입될 수 있도록 되어 있다. 이때 돌출패턴(114d)은 도전체일 필요가 없으나 접속패턴(114b)은 도전체이어야 한다.

도 5는 도 3에 도시된 제1 실시예의 조립체 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 제1 실시예의 콘덴서 마이크로폰(100)은 사각통 모양의 케이스(102)안에 원형으로 된 진동판(104a,104b)과, 스페이서(106), 절연링(108), 백플레이트(110), 도전링(112), 사각판형의 PCB(114)가 배설되어 케이스(102)의 끝단을 커링시킨 구조로 조립되어 있다.

그리고 PCB(114)의 노출면은 케이스(102)의 커링면보다 돌출되게 돌출단자(116)가 형성되어 마이크로폰(100)이 메인 PCB 예컨대, 휴대폰의 PCB에 SMD방식으로 부착될 수 있도록 되어 있다. 이를 위한 돌출단자(116)는 Vdd 접속을 위한 단자와 접지단자, 및 부가적인 기능에 따라 요구되는 단자들이 될 수 있다.

이와 같은 제1 실시예의 양방향 콘덴서 마이크로폰의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰의 돌출단자(116)는 메인 PCB의 접 속단자에 접속되어 Vdd와 GND 전원이 인가된다. 이에 따라 본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰(100)에서 진동막(104b)은 케이스(102)와 폴라링(104a)을 거쳐 PCB(114)에 전기적으로 연결되고, 백플레이트(110)는 도전링(112)을 통해 PCB(114)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 상태에서 외부 음원으로부터의 전방 음향은 케이스의 전방 음공(102a)을 통해 마이크로폰의 내부로 유입되어 진동막(104b)으로 전달되고, 후방 음향은 케이스의 후방음공(102b)과 음향통로(P1,P2)를 거쳐 백챔버(120)로 유입되고, 백챔버(120)의 음향은 백플레이트(110)의 음공(110a)을 지나 진동막(104b)으로 전달된다.

따라서 진동막(104b)은 전방음과 후방음의 합성 음압에 의해 측면음의 상쇄효과가 발생되어 전방과 후방의 음에 대해서만 반응을 나타내는 양지향성을 갖고 진동하게 되고, 이에 따라 진동막(104b)과 백플레이트(110)와의 간격이 변하게 되며, 그 결과 진동막(104b)과 백 플레이트(110)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 앞서의 전기적인 연결선로를 따라 PCB(114)에 실장된 IC로 전달되어 증폭된 후 돌출단자(116)를 통해 외부 회로로 출력된다.

[제2 실시예(양방향)]

도 6은 본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰의 제2 실시예의 분해 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 양방향 콘덴서 마이크로폰(200)은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공(202a)과 후방음을 위한 음공(202b)이 형성된 사각통형의 케이스(202)와, 사각통형의 케이스(202)에 삽입될 수 있는 링형의 진동판(204), 링형의 얇은 스페이서(spacer:206), 백플레이트(210)를 절연시키기 위한 환형의 실드링(208), 음공(210a)이 형성된 원판형의 백플레이트(210), 상하가 개구된 원통형의 절연몸체(212a)의 내주면에 백플레이트(210)와 PCB(214) 사이에 전기적인 접속을 제공하기 위한 도전층(212b)이 형성된 통합 베이스(212), 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자(216)가 형성된 사각판형의 PCB(214)로 구성되어 있다. 여기서, 진동판(204)은 케이스(202)와의 전기적인 접속을 위한 폴라링(204a)과 음압에 의해 진동되는 진동막(204b)으로 구성되고, 백플레이트(210)는 금속판에 유기필름이 융착되어 있고 유기필름에 일렉트릿이 형성되어 있다. 그리고 통합 베이스(212)는 PCB기술을 이용하여 내부가 빈 원통형의 절연 몸체(212a)를 PCB 기판으로 형성한 후 절연 몸체(212a)의 양면과 내주면에 원주 외경보다 작은 외경을 갖도록 금속 도금층으로 도전층(212b)을 형성한 것이다. 이와 같이 본 발명에 따른 통합 베이스(212)는 종래의 절연기능을 하는 제1 베이스와 도전기능을 하는 제2 베이스가 하나의 통합 베이스로 이루어져 있다. 이때 금속도금층의 외경은 절연 몸체의 외경보다 작게 하여 케이스와 전기적으로 접촉되지 않도록 해야 한다. 여기서, 절연 몸체(212a)는 글래스 에폭시(glass epoxy) 계열, 수지 계열, 혹은 PVC 계열의 절연체 인쇄기판으로 구현하는 것이 바람직하다.

또한 도면에는 자세히 도시하지 않았으나 절연 몸체(212a)가 절연기능을 하 고, 절연 몸체(212a)에서 백플레이트(210)와 접촉되는 일면과 PCB(214)와 접촉되는 타면의 내측에 금속도금층을 형성한 후 상,하의 금속도금층을 쓰루홀(through hole)이나 비아홀(via hole)로 연결하여 양면의 금속도금층이 도통되게 함으로써 도전기능을 제공할 수도 있다.

도 7은 도 6에 도시된 제2 실시예의 조립체 측단면이다.

도 7을 참조하면, 제2 실시예의 양방향 콘덴서 마이크로폰(200)은 사각통 모양의 케이스(202)안에 진동판(204a,204b)과, 스페이서(206), 실드링(208), 백플레이트(210), 통합베이스(212), 및 사각판형의 PCB(214)가 순차적으로 배치된 후 케이스(202)의 끝단을 커링시킨 구조로 조립되어 있다.

그리고 PCB(214)의 노출면은 케이스(202)의 커링면보다 돌출되게 돌출단자(216)가 형성되어 마이크로폰(200)이 메인 PCB 예컨대, 휴대폰의 PCB에 SMD방식으로 부착될 수 있도록 되어 있다. 이를 위한 돌출단자(216)는 Vdd 접속을 위한 단자와 접지단자, 및 부가적인 기능에 따라 요구되는 단자들이 될 수 있다.

또한 제2 실시예에서 사각형 구성품들은 사각형의 각 변이 맞닿는 모서리가 각 부품의 제조 편리성 또는 조립의 편리성에 따라 라운드(round) 형상을 가질 수도 있고, PCB에 실장되는 IC는 전계효과트랜지스터(JFET), 증폭기(Amplifier), 아날로그-디지털(A/D) 변환기 또는 증폭기(Amplifier)와 아날로그-디지털(A/D) 변환기를 커스텀화(ASIC)한 IC로 구성된다.

이와 같은 제2 실시예의 양방향 콘덴서 마이크로폰의 동작을 살펴보면 다음 과 같다.

본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰의 돌출단자(216)는 메인 PCB의 접속단자에 접속되어 Vdd와 GND 전원이 인가된다. 이에 따라 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰(200)에서 진동막(204b)은 케이스(202)와 폴라링(204a)을 거쳐 PCB(214)에 전기적으로 연결되고, 백플레이트(210)는 통합 베이스(212)의 도전층(212b)을 통해 PCB(214)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 상태에서 외부 음원으로부터의 전방음향은 케이스의 전방 음공(202a)을 통해 마이크로폰의 내부로 유입되어 진동막(204b)으로 전달되고, 후방음향은 케이스(202)에 형성된 후방음공(202b)과 음향통로(P1,P2)를 통해 백챔버(120)로 유입되고, 백챔버(120)의 음향은 백플레이트(210)의 음공(210a)을 지나 진동막(204b)으로 전달된다.

따라서 진동막(204b)은 전방음과 후방음의 합성 음압에 의해 측면음의 상쇄효과가 발생되어 전방과 후방의 음에 대해서만 반응을 나타내는 양지향성을 갖고 진동하게 되고, 이에 따라 진동막(204b)과 백플레이트(210)와의 간격이 변하게 되며, 그 결과 진동막(204b)과 백 플레이트(210)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 앞서의 전기적인 연결선로를 따라 PCB(214)에 실장된 IC로 전달되어 증폭된 후 돌출단자(216)를 통해 외부 회로로 출력된다.

[제1 실시예(단방향)]

도 8은 본 발명에 따른 평행육면체형 단방향 콘덴서 마이크로폰의 제1 실시예를 도시한 분해 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 단방향 콘덴서 마이크로폰(100')은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공(102a)과 후방음을 유입하기 위한 음공(102b)이 형성된 사각통형의 케이스(102)와, 사각통형의 케이스(102)에 삽입될 수 있는 링형의 진동판(104), 링형의 얇은 스페이서(spacer:106), 상하가 개구된 원통형의 절연링(108), 음공(110a)이 형성된 원판형의 백플레이트(110), 음향저항체(111), 백플레이트(110)를 회로기판(PCB: 114)과 전기적으로 접속시키기 위한 환형 도전링(112), 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자(116)가 형성된 사각판형의 PCB(114)로 구성되어 있다. 이때 케이스(102)와 PCB(114)를 제외하고 내부 소자들은 모두 원형(혹은 원통형, 링형)으로 되어 있어 내부 소자를 케이스(102)에 조립 완료한 후에 직육면체형의 4 모서리에는 음향통로가 형성되는데, 본 발명에서는 이 음향통로에 대응하는 위치의 케이스(102)에 후방음을 위한 음공(102b)을 추가로 형성하여 후방음을 유입하도록 되어 있다.

그리고 진동판(104)은 케이스(102)와의 전기적인 접속을 위한 폴라링(104a)과 음압에 의해 진동되는 진동막(104b)으로 구성되고, 백플레이트(110)는 금속판에 유기필름이 융착되어 있고 유기필름에 일렉트릿이 형성되어 있다.

도 9는 도 8에 도시된 제1 실시예의 조립체 측단면도이다.

도 9를 참조하면, 제1 실시예의 콘덴서 마이크로폰(100')은 사각통 모양의 케이스(102)안에 원형으로 된 진동판(104a,104b)과, 스페이서(106), 절연링(108), 백플레이트(110), 음향저항체(111), 도전링(112), 사각판형의 PCB(114)가 배설된 후 케이스(102)의 끝단을 커링시킨 구조로 조립되어 있다.

그리고 PCB(114)의 노출면은 케이스(102)의 커링면보다 돌출되게 돌출단자(116)가 형성되어 마이크로폰(100')이 메인 PCB 예컨대, 휴대폰의 PCB에 SMD방식으로 부착될 수 있도록 되어 있다. 이를 위한 돌출단자(116)는 Vdd 접속을 위한 단자와 접지단자, 및 부가적인 기능에 따라 요구되는 단자들이 될 수 있다.

이와 같은 제1 실시예의 단방향 콘덴서 마이크로폰의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 단방향 콘덴서 마이크로폰의 돌출단자(116)는 메인 PCB의 접속단자에 접속되어 Vdd와 GND 전원이 인가된다. 이에 따라 본 발명에 따른 양방향 콘덴서 마이크로폰(100)에서 진동막(104b)은 케이스(102)와 폴라링(104a)을 거쳐 PCB(114)에 전기적으로 연결되고, 백플레이트(110)는 음향저항체(111)와 도전링(112)을 통해 PCB(114)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 상태에서 외부 음원으로부터의 전방음향은 케이스의 전방 음공(102a)을 통해 마이크로폰의 내부로 유입되어 진동막(104b)으로 전달되고, 후방 음향은 케이스의 후방음공(102b)과 음향통로(P1,P2)를 거쳐 백챔버(120)로 유입되고, 백챔버(120)의 음향은 음향저항체(111)에서 감쇄 혹은 위상지연된 후 백플레이트(110)의 음공(110a)을 지나 진동막(104b)으로 전달된다. 이때 후방음은 음향 저항체(111)에 의해 감쇄되어 진동막(104b)은 전방음에 대해서만 반응하게 된다.

따라서 진동막(104b)은 전방음의 음압에 의해 진동하게 되고, 이에 따라 진 동막(104b)과 백플레이트(110)와의 간격이 변하게 되며, 그 결과 진동막(104b)과 백 플레이트(110)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 앞서의 전기적인 연결선로를 따라 PCB(114)에 실장된 IC로 전달되어 증폭된 후 돌출단자(116)를 통해 외부 회로로 출력된다.

[제2 실시예(단방향)]

도 10은 본 발명에 따른 단방향 콘덴서 마이크로폰의 제2 실시예의 분해 사시도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 단방향 콘덴서 마이크로폰(200')은, 일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공(202a)과 후방음을 위한 음공(202b)이 형성된 사각통형의 케이스(202)와, 사각통형의 케이스(202)에 삽입될 수 있는 링형의 진동판(204), 링형의 얇은 스페이서(spacer:206), 백플레이트(210)를 절연시키기 위한 환형의 실드링(208), 음공(210a)이 형성된 원판형의 백플레이트(210), 음향저항체(211), 상하가 개구된 원통형의 절연몸체(212a)의 내주면에 백플레이트(210)와 PCB(214) 사이에 전기적인 접속을 제공하기 위한 도전층(212b)이 형성된 통합 베이스(212), 일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자(216)가 형성된 사각판형의 PCB(214)로 구성되어 있다. 여기서, 진동판(204)은 케이스(202)와의 전기적인 접속을 위한 폴라링(204a)과 음압에 의해 진동되는 진동막(204b)으로 구성되고, 백플레이트(210)는 금속판에 유기필름이 융 착되어 있고 유기필름에 일렉트릿이 형성되어 있다. 그리고 통합 베이스(212)는 PCB기술을 이용하여 내부가 빈 원통형의 절연 몸체(212a)를 PCB 기판으로 형성한 후 절연 몸체(212a)의 양면과 내주면에 원주 외경보다 작은 외경을 갖도록 금속 도금층으로 도전층(212b)을 형성한 것이다. 이와 같이 본 발명에 따른 통합 베이스(212)는 종래의 절연기능을 하는 제1 베이스와 도전기능을 하는 제2 베이스가 하나의 통합 베이스로 이루어져 있다. 이때 금속 도금층의 외경은 절연 몸체의 외경보다 작게 하여 케이스와 전기적으로 접촉되지 않도록 해야 한다.

도 7은 도 6에 도시된 제2 실시예의 조립체 측단면이다.

도 7을 참조하면, 제2 실시예의 단방향 콘덴서 마이크로폰(200')은 사각통 모양의 케이스(202)안에 진동판(204a,204b)과, 스페이서(206), 실드링(208), 백플레이트(210), 음향저항체(211), 통합베이스(212), 및 사각판형의 PCB(214)가 순차적으로 배치된 후 케이스(202)의 끝단을 커링시킨 구조로 조립되어 있다.

그리고 PCB(214)의 노출면은 케이스(202)의 커링면보다 돌출되게 돌출단자(216)가 형성되어 마이크로폰(200')이 메인 PCB 예컨대, 휴대폰의 PCB에 SMD방식으로 부착될 수 있도록 되어 있다. 이를 위한 돌출단자(216)는 Vdd 접속을 위한 단자와 접지단자, 및 부가적인 기능에 따라 요구되는 단자들이 될 수 있다.

이와 같은 제2 실시예의 단방향 콘덴서 마이크로폰의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 단방향 콘덴서 마이크로폰의 돌출단자(216)는 메인 PCB의 접속단자에 접속되어 Vdd와 GND 전원이 인가된다. 이에 따라 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰(200')에서 진동막(204b)은 케이스(202)와 폴라링(204a)을 거쳐 PCB(214)에 전기적으로 연결되고, 백플레이트(210)는 통합 베이스(212)의 도전층(212b)과 음향저항체(211)를 통해 PCB(214)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 상태에서 외부 음원으로부터의 전방음향은 케이스의 전방 음공(202a)을 통해 마이크로폰의 내부로 유입되어 진동막(204b)으로 전달되고, 후방음향은 케이스(202)에 형성된 후방음공(202b)과 음향통로(P1,P2)를 통해 백챔버(120)로 유입되며, 백챔버(120)의 음향은 음향저항체(211)에서 감쇄 혹은 위상지연된 후 백플레이트(210)의 음공(210a)을 지나 진동막(204b)으로 전달된다. 이때 후방음은 음향 저항체(211)에 의해 감쇄되어 진동막(204b)은 전방음에 대해서만 반응하게 된다.

따라서 진동막(204b)은 전방음의 음압에 의해 진동하게 되고, 이에 따라 진동막(204b)과 백플레이트(210)와의 간격이 변하게 되며, 그 결과 진동막(204b)과 백 플레이트(210)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 앞서의 전기적인 연결선로를 따라 PCB(214)에 실장된 IC로 전달되어 증폭된 후 돌출단자(216)를 통해 외부 회로로 출력된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 평행육면체형 콘덴서 마이크로폰은 표면실장(SMD) 공정에서 부품의 방향을 확인하여 접속단자를 용이하게 맞출 수 있으므로 메인 PCB의 접속단자와 콘덴서 마이크로폰의 접속단자의 접속면이 틀어지거나 방향(극성)이 바뀌는 접속불량을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면 사각형의 케이스와 원형의 내부소자 사이에 형성된 음향통로를 통해 전방으로부터 후방음을 유입받아 복잡한 기구적인 환경에서도 양호한 지향성을 갖게 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공(102a)과 후방음을 유입하기 위한 음공(102b)이 형성된 사각통형의 케이스(102);

상기 케이스(102)에 삽입될 수 있는 링형의 진동판(104);

링형의 얇은 스페이서(106);

상,하가 개구된 원통형의 절연링(108);

음공(110a)이 형성된 원판형의 백플레이트(110);

상기 백플레이트(110)를 회로기판(PCB: 114)과 전기적으로 접속시키기 위한 환형 도전링(112); 및

일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자(116)가 형성된 사각판형의 PCB(114)로 구성되어

상기 케이스안에 상기 진동판(104)과 스페이서(106), 절연링(108), 백플레이트(110), 도전링(112), PCB(114)가 배설된 후 케이스의 끝단을 커링시켜 사각형의 케이스와 원형의 내부 소자 사이에 후방음을 위한 음향통로가 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 평행육면체형 지형성 콘덴서 마이크로폰.
일면이 개구되고 바닥면에 전방음을 유입하기 위한 음공(422a)과 후방음을 유입하기 위한 음공(202b)이 형성된 사각통형의 케이스(202);

상기 케이스(202)에 삽입될 수 있는 링형의 진동판(204);

링형의 얇은 스페이서(206);

백플레이트(210)를 절연시키기 위한 환형의 실드링(208);

음공(210a)이 형성된 원판형의 백플레이트(210);

상하가 개구된 원통형의 절연몸체(212a)의 내주면에 백플레이트(210)와 PCB(214) 사이에 전기적인 접속을 제공하기 위한 도전층(212b)이 형성된 통합 베이스(212); 및

일면에 부품(IC, MLCC)이 실장되고 타면에 돌출단자(216)가 형성된 사각판형의 PCB(214)로 구성되어

상기 케이스안에 상기 진동판과 스페이서, 실드링, 백플레이트, 통합베이스, PCB가 순차적으로 배치된 후 케이스의 끝단을 커링시켜 사각형의 케이스와 원형의 내부 소자 사이에 후방음을 위한 음향통로가 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰.
제1항 혹은 제2항에 있어서, 상기 콘덴서 마이크로폰은

상기 백플레이트의 후면에 후방음을 감쇄 혹은 지연시키기 위한 음향저항체를 더 구비한 것을 특징으로 하는 평행육면체형 지향성 콘덴서 마이크로폰.