KR100765339B1 - 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰 - Google Patents
고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 금속재질의 원통형 케이스의 내면에 하나의 극판을 이루는 고분자 필름이 부착되고, 고분자 필름의 외곽에는 절연재질에 의해 성형된 링 형상의 스페이서가 안착되며, 스페이서에는 밑면에 진동판 링이 부착되고 고분자 필름에 대응하는 또 하나의 극판을 이루는 진동판이 적층되며, 진동판 링에는 진동판 링의 PCB 상의 회로에 연결시켜 주는 연결 링과 함께 FET를 포함하는 각종 부품들이 실장되어 있는 PCB가 내장된 후 안쪽으로 절곡되는 케이스의 단부에 의해 고정되어 이루어진다.
따라서 본 발명은 SMD 리플로우 방식으로 콘덴서 마이크로폰을 PCB 등에 장착하는 과정에서 콘덴서 마이크로폰에 고온이 가해져도 콘덴서 마이크로폰을 구성하는 진동판의 변형으로 인해 진동판의 특성이 열화되지 않을뿐더러 배극판이 없어지면서 콘덴서 마이크로폰의 두께가 줄어든다.
콘덴서 마이크로폰, 진동판, 고분자 필름, 코로나 처리.
Description
도1은 종래 콘덴서 마이크로폰의 단면도이다.
도2는 본 발명에 의한 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 절개 사시도이다.
도3은 본 발명에 의한 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 분해 사시도이다.
도4는 본 발명에 의한 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 케이스 12 : 통공
13 : 고분자 필름 14 : 스페이서
15 : 진동판 16 : 진동판 링
17 : 연결 링 18 : PCB
본 발명은 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이 다. 특히, 본 발명은 PCB 등에 콘덴서 마이크로폰 등을 SMD(Surface Mount Device) 리플로우 방식으로 조립하는 과정에서 콘덴서 마이크로폰에 고열이 가해지더라도 진동판이 변형되지 않도록 하여 콘덴서 마이크로폰의 출력특성에 영향을 주지 않도록 하는 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 배극판을 없애 콘덴서 마이크로폰의 두께를 최소한으로 줄일 수 있도록 하는 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.
일반적인 콘덴서 마이크로폰(condenser microphone)은 전압 바이어스(voltage bias)와 음압에 대응되게 서로 다른 정전용량을 형성하는 진동판(diaphragm)과 배극판(back plate) 그리고 출력신호를 버퍼링하기 위한 FET(Field Effect Transistor) 등으로 구성되어 있다.
여기서, 콘덴서 마이크로폰은 진동판이나 배극판 중 어느 하나에 전하가 충진되어 있는데, 진동판에 전하가 충전된 것은 프론트 전하라 하고, 배극판상에 전하가 충진되어 있는 것은 배극판 전하라고 한다. 통상적으로, 전하는 유기필름에 강제적으로 주입되어 충전된다.
도1은 종래 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도로서, 종래의 콘덴서 마이크로폰은 원통형 금속으로 된 케이스(101)(case)와 도체로 된 진동판 링(102), 진동판(103), 스페이서(104)(spacer), 배극판(105), 절연체로 된 링 형태의 베이스(106)(base), 도체로 된 연결 링(107), 회로부품이 실장되어 있고 접속단자가 형성된 PCB(108) 등으로 구성되어 있다.
상기한 바와 같은 구조를 가지는 종래의 콘덴서 마이크로폰은 전하가 충전된 배극판이나 진동판 등의 재질이 고온에서 변형되는 재질이 대부분이다. 설령, 고온에도 변형되지 않는 재질이라 하더라도 전하 충전값이 높은 온도에서 변화되어 감도가 저하되므로 콘덴서 마이크로폰에 SMD 방식을 적용하기 어렵다. 즉, 전자제품의 제조기술이 발전하면서 제품을 소형화하는 추세인데, 이러한 소형 제품의 제조를 위해 표면실장기술(SMT : Surface Mount Technology)이 널리 이용되고 있다. 이 표면실장기술을 적용하려면 SMD 리플로우(reflow) 시에 부품에 고온이 가해지기 때문에 고온에 약한 부품은 표면실장기술을 적용할 수 없다.
그런데, 위에서도 언급한 바와 같은 종래의 콘덴서 마이크로폰은 금속판 위에 융착되는 유기필름에 전자를 강제로 주입하는 방식을 채택하고 있으므로 급격한 습도변화가 일어나거나 이와 함께 심한 온도변화가 일어나면 전하의 손실은 물론이고 유기필름의 형태가 변형되어 진동판의 성능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 SMD 리플로우 방식으로 콘덴서 마이크로폰을 PCB 등에 장착하는 과정에서 콘덴서 마이크로폰에 고온이 가해져도 콘덴서 마이크로폰을 구성하는 진동판의 변형으로 인해 진동판의 특성이 열화되지 않도록 하는 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 케이스 내에서 배극판을 없앰으로써 콘덴서 마이크로폰의 두께를 줄일 수 있도록 하는 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰은, 금속재질의 원통형 케이스의 내면에 하나의 극판을 이루는 고분자 필름이 부착되고, 상기 고분자 필름의 외곽에는 절연재질에 의해 성형된 링 형상의 스페이서가 안착되며, 상기 스페이서에는 밑면에 진동판 링이 부착되고 상기 고분자 필름에 대응하는 또 하나의 극판을 이루며 1KV~100KV의 고압에 의한 코로나 처리에 의해 표면 장력강화를 위한 요철이 형성된 진동판이 적층되며, 상기 진동판 링에는 진동판 링의 PCB 상의 회로에 연결시켜 주는 연결 링과 함께 FET를 포함하는 각종 부품들이 실장되어 있는 PCB가 내장된 후 안쪽으로 절곡되는 케이스의 단부에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 고분자 필름은 고분자 필름의 양면을 1KV~100KV의 고압으로 코로나 처리하여 고분자 필름의 표면 장력강화를 위한 요철을 형성한 후 이에 금속 막을 증착하여 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 고분자 필름 또는 진동판에는 전하가 강제로 주입되어 충진되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 진동판과 진동판 링 및 연결 링이 상기 케이스와 전기적으로 분리되게 배치되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 의한 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 절개 사시도이고, 도3은 본 발명에 의한 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 분해 사시도이며, 도4는 본 발명에 의한 고온에도 특성 이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.
본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰은 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이, 내면에 고분자 필름(13)이 부착된 원통형 케이스(11) 내에는 스페이서(14)와 진동판 링(16)에 부착된 진동판(15), 연결 링(17) 그리고 FET를 포함하는 각종 부품들이 실장되어 있는 PCB(18)이 장착되고, 이는 안쪽으로 절곡되는 케이스(11)의 단부에 의해 고정되어 있다.
물론, PCB(18)의 밑면에는 도면에는 도시하지 않았으나, SMD 리플루우 방식으로 콘덴서 마이크로폰을 각종 PCB 등에 실장할 때 전기적인 접속을 위한 접속단자와 접지단자 등이 형성되어 있는데, 이는 PCB(18) 상의 FET 등과 같은 부품들로 이루어진 회로와 전기적으로 접속되어 있다.
상기 케이스(11)는 내부에 구성된 각종 부속품들을 보호하기 위한 것으로서 금속재질에 의해 원통형으로 성형되고 내면에 부착된 고분자 필름(13)을 PCB(18) 상의 회로에 전기적으로 접속시켜 준다. 이 케이스(11)는 하부가 개방되고 상부에는 다수개의 통공(12)이 형성되어 있는데, 이 통공(12)은 공기 흐름에 의해 음압이 진동판(15)에 가해질 수 있도록 하는 구멍이다.
상기 케이스(11)의 내면, 즉 상면과 측면 상단에 부착된 고분자 필름(13)은 아래에서 구체적으로 설명된 진동판(15)과 같은 과정을 거쳐 제조된 것이나 기존의 진동판 제조방법에 의해 제조된 것으로서 진동판(15)과 일정간격을 두고 배치되어 음압에 의해 변화하는 정전변화를 검출하기 위한 하나의 극판 역할을 한다. 물론, 공기 흐름을 위해 케이스(11)의 통공(12)과 같은 위치에 통공이 형성되어 있다.
상기 고분자 필름(13)의 외곽에는 링 형상의 스페이서(14)가 내재되어 있는데, 이 스페이서(14)는 진동판(15)과 고분자 필름(13) 사이에 일정간격의 이격거리가 형성될 수 있도록 하는 한편 고분자 필름(13)과 진동판(15)을 전기적으로 분리시켜 준다.
상기 스페이서(14)에는 밑면에 진동판 링(16)이 부착된 진동판(15)이 적층되는데, 이 진동판(15)과 진동판 링(16) 그리고 연결 링(17)은 고분자 필름(13)이나 케이스(11)와 전기적으로 분리되어야 한다.
여기서, 진동판 링(16)에 부착된 진동판(15)은 콘덴서 마이크로폰을 SMD 리플로우 방식으로 각종 PCB 등에 실장할 때 진동판(15)에 가해지는 고온에도 불구하고 변형되지 않도록 아래와 같은 방식으로 제조된다.
먼저, PET 또는 PPS 등과 같은 고분자 필름의 양면을 1KV~100KV의 고압으로 코로나 처리하여 고분자 필름의 표면 장력강화를 위한 요철을 형성하게 된다.
이렇게 1KV~100KV의 고압에 의한 코로나 처리에 의해 요철이 형성된 고분자 필름에 니켈이나 금, 알루미늄 또는 텅스텐 등과 같은 금속 막을 증착하게 된다.
그리고 나서, 고분자필름, 즉 진동판(15)을 스트레칭하여 그의 일면에 인청동이나 SUS 등으로 성형된 진동판 링(16)을 부착하게 된다
이때 고분자 필름은 에폭시수지 등과 같은 접착제를 이용하여 진동판 링(16)에 부착한 후 자외선에 의해 건조하는 것이 바람직하다.
여기서, 음압에 의한 두 개의 극판, 즉 고분자 필름(13)과 진동판(15) 사이의 간극 변화를 정전용량의 변화로 검출하기 위해 고분자 필름(13)이나 진동판(15) 에 전하가 주입되어 충전되어 있어야 함은 물론이다.
상기 진동판(15)과 일체형으로 결합된 진동판 링(16)에는 진동판(15), 즉 진동판 링(16)을 PCB(18) 상의 회로에 전기적으로 접속시켜 주는 금속재질로 이루어진 연결 링(17)이 적층된 후 케이스(15)의 단부가 안쪽을 절곡되면서 이에 의해 고정되게 된다.
따라서 본 발명은 고분자 필름의 양면을 고압으로 코로나 처리한 후 이에 금속 막을 증착함으로써 SMD 리플로우 방식으로 콘덴서 마이크로폰을 PCB 등에 장착하는 과정에서 콘덴서 마이크로폰에 고온이 가해져도 콘덴서 마이크로폰을 구성하는 진동판의 변형으로 인해 진동판의 특성이 열화되지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 콘덴서 마이크로폰의 케이스 내에서 배극판을 없앰으로써 콘덴서 마이크로폰의 두께가 줄어드는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (4)
- 금속재질의 원통형 케이스의 내면에 하나의 극판을 이루는 고분자 필름이 부착되고, 상기 고분자 필름의 외곽에는 절연재질에 의해 성형된 링 형상의 스페이서가 안착되며, 상기 스페이서에는 밑면에 진동판 링이 부착되고 상기 고분자 필름에 대응하는 또 하나의 극판을 이루며 1KV~100KV의 고압에 의한 코로나 처리에 의해 표면 장력강화를 위한 요철이 형성된 진동판이 적층되며, 상기 진동판 링에는 진동판 링의 PCB 상의 회로에 연결시켜 주는 연결 링과 함께 FET를 포함하는 각종 부품들이 실장되어 있는 PCB가 내장된 후 안쪽으로 절곡되는 케이스의 단부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰.
- 제1항에 있어서,상기 고분자 필름은, 고분자 필름의 양면을 1KV~100KV의 고압으로 코로나 처리하여 고분자 필름의 표면 장력강화를 위한 요철을 형성한 후 이에 금속 막을 증착하여 제조하는 것을 특징으로 하는 고온에도 특성이 열화되지 않는 콘덴서 마이크로폰.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20100930 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |