KR100549188B1

KR100549188B1 - 통합 베이스 및 이를 이용한 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰

Info

Publication number: KR100549188B1
Application number: KR1020030056471A
Authority: KR
Inventors: 송청담
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2006-02-10
Also published as: KR20050013903A

Abstract

본 발명은 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에서 구조를 변경하여 배극판의 크기를 증가시키고 백 챔버의 공간을 확대시켜 성능이 향상된 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰 및 그 베이스에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 마이크로폰은, 바닥면에 음공이 형성된 케이스; 케이스와 전기적으로 접속되며 음공을 통해 입력된 음압에 따라 진동되는 진동판; 진동판과 스페이서를 사이에 두고 대향하고 있고, 금속판의 외측에 고분자 필름이 접착되어 일렛트릿이 형성된 배극판; 배극판을 케이스와 절연시키기 위한 배극판 절연링; 내부가 빈 원주형의 절연체로 된 몸체의 양면에 원주 외경 보다 작은 외경을 갖도록 금속도금층이 형성되어 있고, 금속도금층이 도전수단에 의해 도통되도록 구성되어 배극판을 지지함과 아울러 배극판을 PCB에 실장된 IC의 신호입력 접속단자와 전기적으로 도통시키는 통합 베이스; 및 통합 베이스에 지지되어 배극판과 함께 내부에 백 챔버를 형성하며, 회로부품이 실장된 PCB를 포함하여 백 챔버의 체적을 크게 할 수 있어 감도 및 주파수 응답특성을 대폭 개선시킬 수 있으며, 공정을 간소화시켜 공정비용을 절감할 수 있다. 또한 배극판의 면적을 넓혀 일렉트릿(electret)의 세기를 증가시킬 수 있다.

마이크로폰, 백 챔버, 통합 베이스, 금속도금층, 쓰루홀

Description

통합 베이스 및 이를 이용한 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰{Integrated base and electret condenser microphone using the same}

도 1은 종래의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따라 개선된 제1 실시예의 주요 부품 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 조립 단면도,

도 5는 본 발명에 따라 개선된 제2 실시예의 주요 부품 확대도,

도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 조립 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200: 개선된 마이크로폰 210: 케이스(Case)

212: 음공(Sound hole) 220: 폴라링(Polar ring)

230: 진동막(Diaphragm) 240: 스페이서

250: 배극판 절연링 260: 배극판

270: 통합 베이스 272: 기판

274: 도전면 276: 쓰루홀

278: 도전패턴 280: PCB

본 발명은 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에서 구조를 변경하여 배극판의 크기를 증가시키고 백 챔버의 공간을 확대시켜 성능이 향상된 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰 및 그 베이스에 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), 배극판(14), 절연체로 된 링형의 제1 베이스(15), 도체로 된 제2 베이스(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, 배극판(14)은 금속도체판(14b)에 고분자 필름(14a)이 부착되어 고분자 필름(14a)에 일렉트릿이 형성된 구조로 되어 있다.

그런데 이러한 종래의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰은 지지력을 위해 상대적으로 두꺼운 제1 베이스(15)에 의해 배극판(14)을 케이스(11)와 절연시키게 되어 배극판(14)의 크기가 제한되고, 제1 베이스(15) 내측에 다시 제2 베이스(16)를 삽입하므로 백 챔버 공간이 좁아져 성능 향상이 어려운 문제점이 있다. 즉, 절연 베이스 링(15)에 금속 베이스 링(16)을 끼워 사용하는 종래의 구조는 2중의 링을 사용하는 관계로 링의 내경이 축소되어 백 챔버(back chamber)의 공간이 좁음과 동시에, 경우에 따라서는 배극판(14)이 절연 베이스 링(15) 안으로 끼워져 조립되어야 함에 따라 배극판(14)의 면적이 좁아지고, 이에 따라 대향하는 진동막(12b)의 면적도 작아져, 감도 및 주파수 응답 특성 등 음향학적 특성에 불리한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에서 절연기능을 하는 제1 베이스와 도전기능을 하는 제2 베이스를 통합하여 백 챔버 공간을 확대할 수 있는 통합 베이스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 통합 베이스를 사용함과 아울러 배극판의 절연을 위해 별도의 절연링을 사용함으로써 배극판의 크기를 키워 성능을 개선한 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 통합 베이스는, 내부가 빈 원주형의 절연체로 된 몸체의 양면에 원주 외경 보다 작은 외경을 갖도록 금속도금 층이 형성되어 있고, 상기 금속도금층이 상기 몸체 내주면의 전부 혹은 일부에 형성된 도전패턴 또는 몸체 내부에 형성된 쓰루홀이나 비아홀에 의해 도통되도록 구성되어 종래 마이크로폰에서 절연기능을 갖는 제1 베이스와 도전기능을 갖는 제2 베이스가 하나의 베이스로 통합된 것을 특징으로 한다.

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; 상기 진동판과 스페이서를 사이에 두고 대향하고 있고, 금속판의 외측에 고분자 필름이 접착되어 일렛트릿이 형성된 배극판; 상기 배극판을 상기 케이스와 절연시키기 위한 배극판 절연링; 내부가 빈 원주형의 절연체로 된 몸체의 양면에 원주 외경 보다 작은 외경을 갖도록 금속도금층이 형성되어 있고, 상기 금속도금층이 도전수단에 의해 도통되도록 구성되어 상기 배극판을 지지함과 아울러 상기 배극판을 PCB에 실장된 IC의 신호입력 접속단자와 전기적으로 도통시키는 통합 베이스; 및 상기 통합 베이스에 지지되어 배극판과 함께 내부에 백 챔버를 형성하며, 회로부품이 실장된 PCB를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배극판 절연링은, 상기 배극판 절연링의 내경이 상기 통합 베이스의 내경보다 커 상기 배극판의 외경을 상기 통합 베이스의 내경보다 크게 할 수 있고, 상기 통합 베이스의 몸체는 글래스 에폭시(glass epoxy) 계열, 수지 계열, 혹은 PVC 계열의 절연체 인쇄기판으로 되어 있으며, 상기 도전수단은 상기 몸체 내주면의 전부 혹은 일부에 형성된 도전패턴 또는 몸체 내부에 형성된 쓰루홀이나 비아홀인 것을 특징으로 한다.

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

본 발명에 따른 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰의 통합 베이스는 PCB기술을 이용하여 내부가 빈 원주형의 절연 몸체를 PCB 기판으로 형성한 후 기판의 양면 내측에 원주 외경보다 작은 외경을 갖도록 금속 도금층을 형성하고 양 금속 도금층을 도통시킨 것이다. 이때 양 금속도금층을 도통시키는 방법에 따라 제1 실시예와 제2 실시예로 구분하여 설명하는데, 제1 실시예는 원주 내면에 금속도금패턴을 형성하여 양 금속도금층을 연결하는 것이고, 제2 실시예는 PCB기판 몸체의 내부에 쓰루홀이나 비아홀을 형성하여 양 금속도금층을 연결한 것이다.

제 1 실시예

도 2는 본 발명에 따라 개선된 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰의 주요 부품 확대도이다.

본 발명에 따라 개선된 마이크로폰용 부품은 도 2에 도시된 바와 같이, 배극판(260)을 케이스(도3의 210)와 절연시키기 위한 별도의 배극판 절연링(250)이 있고, 종래의 절연기능을 하는 제1 베이스와 도전기능을 하는 제2 베이스가 하나의 통합 베이스(270)로 이루어져 있다.

본 발명의 통합 베이스(270)는 몰드 성형이 아닌 PCB 제조 기술에 의해 제조되며, 내부가 빈 원주형의 절연 몸체(272)의 상,하면에 금속도금(plating)을 하여 금속도금층(274)을 형성하고, 원주형 절연 몸체(272)의 내주면에 도전패턴(278)을 형성하여 상,하면의 금속도금층(274)이 전기적으로 도통되게 하여 절연 Base 링과 금속 Base 링을 일체화한 것이다. 즉, 절연 몸체(272)가 절연기능을 하고, 절연 몸체(272)에서 배극판(260)과 접촉되는 일면과 PCB(도3의 280)와 접촉되는 타면의 내측에 금속도금층(274)을 형성한 후 이 금속도금층(274)을 도전패턴(278)으로 연결하여 양면의 금속도금층(274)이 도통되게 함으로써 도전기능을 제공한다. 이때 금속도금층(274)의 외경은 절연 몸체(272)의 외경보다 작게 하여 케이스(210)와 전기적으로 접촉되지 않도록 해야 한다. 여기서, 절연 몸체(272)는 글래스 에폭시(glass epoxy) 계열, 수지 계열, 혹은 PVC 계열의 절연체 인쇄기판으로 구현하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 마이크로폰은 통합 베이스의 내경이 종래에 비해 커짐으로 인하여 백 챔버(back chamber)의 체적을 크게 할 수 있어 감도 및 주파수 응답특성을 대폭 개선시킬 수 있다.

그리고 본 발명의 마이크로폰은 일렉트릿이 형성된 배극판(260)에만 별도의 절연링(250)을 사용하여 배극판(260)을 통합 베이스(270)와 독립시킴으로써 배극판(260)의 면적을 넓혀 일렉트릿(electret)의 세기를 증가시킴과 동시에 대향하는 진동판(230)의 면적도 향상시켜 성능을 개선하도록 되어 있다. 즉, 종래에는 상대적으로 두꺼운 제1 베이스에 의해 배극판을 끼워 넣어 절연시켰으나 본 발명에서는 통합 베이스의 두께보다 얇은 별도의 절연링(250)으로 배극판(260)을 절연시킴으로써 배극판의 크기를 키워 일렉트릿의 세기를 증가시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 조립 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로폰(200)은 일면이 개구된 원통형의 케이스(210)에 폴라링(220), 진동막(230), 스페이서(240), 배극판 절연링(250), 배극판(260), 통합 베이스(270), PCB(280)가 순차적으로 삽입된 후 케이스(210)의 끝부분을 커링시켜 조립을 완료한다.

본 발명에 따라 조립 완료된 마이크로폰(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일면(이를 바닥면이라 한다)이 막히고 타면이 개구된 케이스(210)의 바닥면에 폴라링(220)과 진동막(230)이 놓여 있고, 스페이서(240)를 사이에 두고 진동막(230)과 배극판(260)이 대향되어 있다. 이때 케이스(210)의 바닥면에는 다수의 음공(202)이 형성되어 있고, 진동막(230)은 도전성 유지체인 폴라링(220)을 통해 케이스(210)와 전기적으로 접속되는데, 진동막(230)과 폴라링(220)은 일체형으로 형성할 수도 있다.

또한 배극판(260)은 금속판에 유기필름(고분자필름)이 접착되어 구성되고, 유기필름(고분자필름)에는 일렉트릿이 형성되어 있으며, 통합 베이스(270)가 아닌 별도의 배극판 절연링(250)에 의해 케이스(210)와 절연되어 있다. 이때 배극판 절연링(250)의 내경이 통합 베이스(270)의 내경보다 크므로 배극판(260)의 외경을 통합 베이스(270)의 내경보다 크게 할 수 있다.

그리고 배극판(260)은 통합 베이스(270)에 의해 지지됨과 아울러 통합 배극판(270)의 양면 내측에 형성된 금속도금층(274)과 도전패턴(278)에 의해 PCB 기판(280)에 전기적으로 접속된다. PCB기판(280)에는 JFET 등과 같은 회로부품(282)이 실장되어 있고, 케이스(210)의 끝단이 커링되어 PCB(280)를 내측으로 압착하고 있다. 또한 배극판(260)과 통합 베이스(270) 및 PCB(280)에 의해 형성된 내부 공간을 백 챔버(204)라 하는데, 본 발명에 따른 마이크로폰의 백 챔버(204)는 종래의 제2 베이스가 없으므로 종래 마이크로폰의 백 챔버에 비해 체적이 커진 것을 알 수 있다.

이러한 본 발명의 마이크로폰(200)은 진동막(230)은 폴라링(220)과 케이스(210)를 통해 PCB(280)회로와 전기적으로 연결되고, 배극판(260)은 통합 베이스(270)의 금속도금층(274)과 도전패턴(278)을 통해 PCB(280)회로와 전기적으로 연결되어 전기적인 회로를 구성하고 있다.

한편, 이와 같은 본 발명의 마이크로폰(200)은 외부의 음파에 의해 공기가 케이스(210)의 음공(202)을 통해 마이크로폰 내부로 입력되면, 이 음압에 의해 진동막(230)이 진동됨과 아울러 배극판(260)에 형성된 통공(260a)을 통해 PCB(280)와 배극판(260) 사이에 형성된 백 챔버(204)로 유입된다. 이때, 음공(202)을 통해 유입된 음압에 의해 진동막(230)이 진동하게 되면, 진동막(230)과 배극판(260)과의 간격이 변하게 된다. 그리고 음압에 의해 간격이 변하게 되면, 진동막(230)과 배극판(260)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 PCB(280)에 실장된 JFET등의 IC로 전달되어 증폭된 후 접속단자(미도시)를 통해 외부로 전송된다.

제 2 실시예

도 5는 본 발명에 따라 개선된 제2 실시예의 주요 부품 확대도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰을 도시한 조립 단면도이다.

본 발명에 따른 제2 실시예의 주요 부품은 도 5에 도시된 바와 같이, 배극판(260)을 케이스(210)와 절연시키기 위한 별도의 배극판 절연링(250)이 있고, 종래의 절연기능을 하는 제1 베이스와 도전기능을 하는 제2 베이스가 하나의 통합 베이스(270)로 이루어져 있다.

본 발명의 통합 베이스(270)는 몰드 성형이 아닌 PCB 제조 기술에 의해 제조되며, 내부가 빈 원주형의 절연 몸체(272)의 상,하면에 금속도금(plating)을 하여 금속도금층(274)을 형성하고, 원주형 절연 몸체(272)의 내부에 쓰루홀(276)을 형성하여 상,하면의 금속도금층(274)이 전기적으로 도통되게 하여 절연 Base 링과 금속 Base 링을 일체화한 것이다. 즉, 절연 몸체(272)가 절연기능을 하고, 절연 몸체(272)에서 배극판(260)과 접촉되는 일면과 PCB(280)와 접촉되는 타면의 내측에 금속도금층(274)을 형성한 후 이 금속도금층(274)을 쓰루홀(through hole)(276)이나 비아홀(via hole)로 연결하여 양면의 금속도금층(274)이 도통되게 함으로써 도전기능을 제공한다. 이때 금속도금층(274)의 외경은 절연 몸체(272)의 외경보다 작게 하여 케이스(210)와 전기적으로 접촉되지 않도록 해야 한다. 여기서, 절연 몸체(272)는 글래스 에폭시(glass epoxy) 계열, 수지 계열, 혹은 PVC 계열의 절연체 인쇄기판으로 구현하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 제2 실시예의 마이크로폰은 통합 베이스의 내경이 종래에 비해 커짐으로 인하여 백 챔버(back chamber)의 체적을 크게 할 수 있어 감도 및 주파수 응답특성을 대폭 개선시킬 수 있다.

본 발명에 따라 조립 완료된 제2 실시예의 마이크로폰(200)은 도 6에 도시된 바와 같이, 일면이 막히고 타면이 개구된 케이스(210)의 바닥면에 폴라링(220)과 진동막(230)이 놓여 있고, 스페이서(240)를 사이에 두고 진동막(230)과 배극판(260)이 대향되어 있다. 이때 케이스(210)의 바닥면에는 다수의 음공(202)이 형성되어 있고, 진동막(230)은 도전성 유지체인 폴라링(220)을 통해 케이스(210)와 전기적으로 접속되는데, 진동막(230)과 폴라링(220)은 일체형으로 형성할 수도 있다.

이러한 제2 실시예의 구성은 앞서 설명한 바와 같이 통합 베이스(270)의 양 금속도금층(274)을 쓰루홀이나 비아홀(276)을 이용하여 도전시킨다는 점을 제외하고는 제1 실시예의 구성과 동일하므로 반복을 피하기 위해 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로폰은 종래의 절연기능을 하는 제1 베이스와 도전기능을 하는 제2 베이스가 하나의 통합 베이스로 이루어져 통합 베이스의 내경이 종래에 비해 커짐으로 인하여 백 챔버(back chamber)의 체적을 크게 할 수 있어 감도 및 주파수 응답특성을 대폭 개선시킬 수 있으며, 이중 베이스 링을 사용하는 것에 비하여 공정을 간소화시켜 공정비용을 절감할 수 있 다.

또한 본 발명은 일렉트릿이 형성된 배극판에만 별도의 절연링을 사용하여 배극판을 통합 베이스와 독립시킴으로써 배극판의 면적을 넓혀 일렉트릿(electret)의 세기를 증가시킴과 동시에 대향하는 진동판의 면적도 향상시켜 성능을 개선할 수 있다.

Claims

일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에 있어서,

내부가 빈 원주형의 절연체로 된 몸체의 양면에 원주 외경보다 작은 외경을 갖도록 금속도금층이 형성되어 있고, 상기 금속도금층이 원주내면에 도금하여 형성된 도전패턴 또는 쓰루홀이나 비아홀에 의해 도통되도록 구성되어

종래 마이크로폰에서 절연기능을 갖는 제1 베이스와 도전기능을 갖는 제2 베이스가 하나의 베이스로 통합된 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 베이스.
제1항에 있어서, 상기 절연체는

글래스 에폭시(glass epoxy) 계열, 수지 계열, 혹은 PVC 계열의 절연체 인쇄기판으로 된 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰용 통합 베이스.
일렉트릿 콘덴서 마이크로폰에 있어서,

바닥면에 음공이 형성된 케이스;

상기 케이스와 전기적으로 접속되며 상기 음공을 통해 입력된 음압에 따라 진동되는 진동판;

상기 진동판과 스페이서를 사이에 두고 대향하고 있고, 금속판의 외측에 고분자 필름이 접착되어 일렛트릿이 형성된 배극판;

상기 배극판을 상기 케이스와 절연시키기 위한 배극판 절연링;

내부가 빈 원주형의 절연체로 된 몸체의 양면에 원주 외경보다 작은 외경을 갖도록 금속도금층이 형성되어 있고, 상기 금속도금층이 도전수단에 의해 서로 도통되도록 구성되며, 상기 배극판을 지지함과 아울러 상기 배극판을 PCB에 실장된 IC의 신호입력 접속단자와 전기적으로 도통시키는 통합 베이스; 및

상기 통합 베이스에 지지되어 상기 배극판과 함께 내부에 백 챔버를 형성하며, 회로부품이 실장된 PCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰.
제3항에 있어서, 상기 배극판 절연링은,

상기 배극판 절연링의 내경이 상기 통합 베이스의 내경보다 커 상기 배극판의 외경을 상기 통합 베이스의 내경보다 크게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰.
제3항에 있어서, 상기 도전수단은, 상기 몸체 내주면에 도금 형성된 도전패턴 또는 몸체 내부에 형성된 쓰루홀이나 비아홀인 것을 특징으로 하는 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰.