KR101156052B1

KR101156052B1 - 표면실장형 마이크로폰

Info

Publication number: KR101156052B1
Application number: KR1020100101883A
Authority: KR
Inventors: 이상호; 송재경; 장홍규
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-06-20
Also published as: KR20120040452A; CN202172476U; CN102457789A; WO2012053708A1

Abstract

본 발명은, 표면실장형 마이크로폰에 관한 것으로서, 그 하측면에 전기적 접속을 위한 다수의 패드(pad)가 구비된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 결합되어 밀폐된 내부공간을 형성하고, 일측에 외부 음이 유입될 수 있는 음향홀이 형성된 금속재질의 덮개 부재; 및 상기 인쇄회로기판과 상기 덮개 부재를 상호 결합시켜주는 결합수단; 을 포함하며, 상기 덮개 부재에는, 그 하측단부의 적어도 일부가 연장형성되어, 상기 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 실장될 때 그 사용자 제품의 기판에 구비된 결합홈에 삽입되어 결합될 수 있는, 적어도 하나의 다리부가 구비된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 덮개 부재의 하단부에서 연장형성된 다리부를 구비하고 있기 때문에, 결합력 및 충격 등에 대한 내구성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

표면실장형 마이크로폰{surface mounting type microphone}

본 발명은 표면실장형 마이크로폰에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 덮개부재에 다리부를 구비하여, 사용자 제품에 실장되어 사용되는 도중 발생할 수 있는 외부충격에 대한 내구성이 향상된 표면실장형 마이크로폰에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로폰은, 외부의 음성신호를 전기신호로 변환하는 장치로써 주로 핸드폰, 스마트폰, MP3, 전화기 등의 통신기기와 보청기 등의 의료기기 또는 소형화된 다기능 스마트 센서에 내장되어 사용되고 있다.

마이크로폰은, 구체적인 구성의 차이에 따라 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰(electret condenser microphone), 디지털 마이크로폰(digital microphone), 멤스(MEMS) 실리콘 마이크로폰 등 다양한 종류로 나뉜다.

이러한 마이크로폰은, 그 종류에 무관하게, 인쇄회로기판과, 이러한 인쇄회로기판에 결합되어 내부공간을 형성하는 덮개 부재를 포함하여 구성된다. 이러한 내부공간에는 소리를 전기신호로 변환하는데 필요한 전자부품들, 예컨대 콘덴서, 각종 반도체 칩(chip), 멤스다이(MEMS DIE), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 증폭기, 필터 등의 전자부품들이 구비된다. 통상 이러한 전자부품들은 인쇄회로기판에 실장되어 있다.

그리고 마이크로폰의 종류에 무관하게 대부분의 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판의 하측 면에는 사용자 제품과의 전기적 연결을 위한 패드(pad)가 다수 구비되어 있다. 이러한 패드는 단자라고도 불린다. 다수의 패드의 각각은 접지, 전원 입력, 데이터 출력 등을 위한 용도이다.

한편, 이러한 패드들을, 마이크로폰이 사용되는 사용자의 제품, 예컨대 핸드폰, PDA, 스마트폰 등과 같은 제품에 구비된 기판에 납땜, 솔더링 등의 방법으로 접속시키는 것에 의해, 마이크로폰 자체도 그 제품에 실장되도록 구성된다.

즉, 통상의 마이크로폰은, 마이크로폰의 인쇄회로기판의 하측면에 구비된 패드를 사용자 제품의 기판에 솔더링함으로써, 사용자 제품과 전기적인 연결이 이루어지는 것은, 물론 사용자 제품에 고정도 되는 것이다.

하지만, 마이크로폰은, 사용자제품에 고정되기 위한 별도의 구성이 없이, 단지 패드의 결합에 의해서만 사용자 제품에 고정된 것이기 때문에, 사용자 제품에 외부 충격이 가해지는 경우, 패드와 사용자 제품 사이의 전기적 연결이 끊어지거나 불안정해지는 등의 문제점이 발생한다.

도 1 내지 도 3에, 종래의 표면실장형 마이크로폰(100)이 예시되어 있다.

종래의 표면실장형 마이크로폰(100)은 덮개 부재(102)와 인쇄회로기판(104)을 구비하고 있다. 덮개 부재(102)에는 음향홀(103)이 구비되어 있고, 덮개 부재(102)는 인쇄회로기판(104)에 에폭시와 같은 접착제(106)에 의해 결합되어 있다.

인쇄회로기판(104)의 하측면에는 4개의 패드(108)가 구비되어 있다. 각각은 그라운드(접지), 전원입력, 데이터 출력을 위한 것이고, 나머지 하나는 단지 균형적인 결합을 위한 것이다.

도 3을 참조하면, 종래의 표면실장형 마이크로폰(100)은, 인쇄회로기판(104)의 하측면에 구비된 패드들을 휴대폰, 스마트폰, PDA와 같은, 사용자 제품의 기판(120)에 솔더링하는 표면실장기술(SMT)에 의해, 사용자 제품에 결합되어 있다. 인쇄회로기판(104)의 패드(108)들과 사용자 제품의 기판(120)은, 납 등과 같은 결합부재(110, 112)를 통해 상호 결합되어 있다.

이러한 상태로 사용자 제품이 외부 충격이나 계속적인 진동을 받게 되면, 결합부재(110, 112)에도 충격이 전달되어, 패드(108)와 기판(120) 사이의 전기적 접속이 끊기거나 불안정하게 되는 문제가 발생하는 것이다.

이러한 문제점은, 최근 사용자 제품이 점차 소형화됨에 따라, 사용자 제품의의 기판 역시 얇아지고 있는 추세이기 때문에 더욱 심각해지고 있다. 또한, 충격, 진동, 낙하 등과 같은 항목에 대해, 사용자가 요구하는 신뢰도 기준도 점차 높아지고 있기 때문에, 패드의 결합부재에 의해서만 사용자 제품에 결합고정되어 사용되고 있는 종래 표면실장형 마이크로폰이 이러한 높아진 신뢰도 기준을 만족시키기 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하고자 제안된 것으로서, 덮개부재에 다리부를 추가로 구비함으로써, 충격이나 진동 등과 같은 외부 충격에 대한 내구성이 향상된 표면실장형 마이크로폰을 제공하는 데 있다.

본 발명의 표면실장형 마이크로폰은, 그 하측면에 전기적 접속을 위한 다수의 패드(pad)가 구비된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 결합되어 밀폐된 내부공간을 형성하고, 일측에 외부 음이 유입될 수 있는 음향홀이 형성된 금속재질의 덮개 부재; 및 상기 인쇄회로기판과 상기 덮개 부재를 상호 결합시켜주는 결합수단; 을 포함한 표면실장형 마이크로폰으로서, 상기 덮개 부재에는, 그 하측단부의 적어도 일부가 연장형성되어, 상기 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 실장될 때 그 사용자 제품의 기판에 구비된 결합홈에 삽입되어 결합될 수 있는, 적어도 하나의 다리부가 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 덮개 부재는 금속재질이고, 그 하방이 개방된 실질적인 육면체이고, 상기 다리부는, 상기 덮개 부재의 상호 대면하는 한 쌍의 측면에 각각 형성되되, 그 측면 하측단부의 일부가 연장되어 형성된 것이 바람직하다.

그리고 상기 다리부는, 상기 각 측면의 하측단부에 두 개가 상호 이격되어 형성된 것이 바람직하다.

한편, 상기 덮개 부재는 금속재질이고, 그 하방이 개방된 실질적인 육면체이고, 상기 다리부는, 상기 덮개 부재의 각 측면의 하측단부의 일부가 연장되어 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 인쇄회로기판의 하측면에 구비된 다수의 패드는, 외주부를 따라 고리 모양으로 구비된 제1패드와, 상기 제1패드의 안쪽에 제1패드와 이격되어 구비된 제2패드 및 제3패드를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

그리고 상기 다리부가 상기 사용자 제품의 기판에 형성된 결합홈에 결합되는 경우, 상기 덮개 부재 및 다리부는 접지단자 역할을 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결합수단은, 에폭시, 전도성 에폭시, 비전도성 에폭시, 실버 페이스트, 실리콘, 우레탄, 아크릴, 크림 솔더 및 유브이(UV) 경화본드 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 표면실장형 마이크로폰에 의하면, 덮개부재에 다리부를 구비하고 있기 때문에, 표면실장형 마이크로폰을 사용자 제품의 기판에 실장하는 작업이 용이하고, 결합력도 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 덮개부재에 다리부를 구비하고 있기 때문에, 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 실장되는 경우, 낙하, 진동 등과 같은 외부 충격에도 패드의 전기적 결합의 내구성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 덮개부재가 금속재질이기 때문에, 사용자 제품의 기판에 결합되어 접지 단자로 사용되는 경우 접지 면적이 증가되고, 이로 인해 표면실장형 마이크로폰 음향 특성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은, 종래의 표면실장형 마이크로폰의 사시도,
도 2는 도 1의 표면실장형 마이크로폰의 하측면을 보여주는 도면,
도 3은, 도 1의 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 실장된 상태의 개략적 단면도,
도 4는, 본 발명에 따른 일실시예의 표면실장형 마이크로폰의 사시도,
도 5는, 도 4의 표면실장형 마이크로폰을 아래에서 바라본 도면,
도 6은, 도 4의 표면실장형 마이크로폰의 일부분의 단면도,
도 7 내지 도 9는, 도 4의 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 장착되는 모습을 보여주는 도면들.

본 발명에 따른 일 실시예의 표면실장형 마이크로폰(1)을 첨부된 도면의 도 4 내지 도 9를 참조하며 상세히 설명한다.

상기 표면실장형 마이크로폰(1)은 상술한 바와 같이, 핸드폰, 스마트폰, 노트북, MP3, 전화기 등의 통신기기와 같은 정밀기기에 주로 사용되는 소형의 표면실장형 마이크로폰이다. 본 실시예의 경우, 표면실장형 마이크로폰(1)은 그 내부공간에 멤스칩을 포함한 멤스(MEMS) 마이크로폰인 경우로 예를 들었으나, 이외에도 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰(electret condenser microphone), 디지털 마이크로폰(digital microphone)등을 포함하여 다양한 종류의 마이크로폰이 될 수도 있다.

표면실장형 마이크로폰(1)은, 인쇄회로기판(10), 덮개부재(20), 다리부(30) 및 결합수단(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 인쇄회로기판(10)은 통상의 인쇄회로기판으로서, 그 하측면에 사용자 제품과의 전기적 접속을 위한 다수의 패드(12, 14, 16)들이 구비되어 있다. 또한 인쇄회로기판(10)의 상측면에는 전기회로가 인쇄되어 있고 전기부품들이 실장되어 있다. 한편, 패드는 단자라고도 불린다.

본 실시예의 경우, 다수의 패드는 제1패드(12)와, 제2패드(14)와 제3패드(16)로 구비된다. 상기 제1패드(12)는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10)의 외주부를 따라 대략 직사각형을 이루는 고리 모양으로 구비되어 있다. 제1패드(16)는 접지(그라운드) 역할을 하게 되는데, 종래에 비해 상대적으로 넓은 면적으로 되어 있기 때문에, 마이크로폰의 음향 특성이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 제2패드(14)와 제3패드(16)는, 각각 전원공급과 데이터출력의 역할을 한다. 제2,3패드(14, 16)들은, 제1패드(12)의 안쪽 공간에 구비되되 제1패드(12)와 전열되도록 이격되어 구비된다.

상기 덮개 부재(20)는, 인쇄회로기판(10)과 상호 결합되어 그 내부에 밀폐된 내부공간을 형성한다. 내부공간(14)에는 소리를 전기신호롤 변환시켜주는 역할을 하는 전기전자부품이 구비되어 있다. 이러한 전기전자부품들에는 본 실시예의 경우 멤스칩(MEMS Chip)을 포함한 부품으로 구비되지만, 다른 실시예의 경우 다양하게 변형가능하다.

덮개 부재(20)는 금속재질로 되어 있고, 그 일측에는 음성 등의 외부음이 내부공간으로 유입될 수 있도록 음향홀(22)이 형성되어 있다. 덮개 부재(20)는 하측면이 개방된 실질적인 육면체의 형상이다.

상기 다리부(30)는, 표면실장형 마이크로폰(1)이 사용자 제품의 기판에 실장될 때 그 사용자 제품의 기판에 사전 구비된 결합공에 삽입되어 결합될 수 있는 구성이다. 다리부(30)는 덮개 부재(20)와 일체로 형성되어 있으며, 따라서 금속재질로 되어 있다.

본 실시예의 경우, 다리부(30)는, 덮개 부재(20)의 상호 대면하는 두 쌍의 측면들 중에, 긴 편의 측면에 구비되어 있다. 다리부(20)는, 각 측면에 2개씩 형성되어 있다. 그 각 측면의 하측단부의 일부가 연장형성된다.

도 6을 참조하면, 다리부(30)는 덮개 부재(20)의 측면의 일부분이 먼저 수평방향으로 약간 연장된 후, 다시 수직 아래 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 다리부(30)의 아래 방향으로 연장된 길이는, 사용자 제품의 기판에 사전에 형성된 결합홈(204: 도 7 참조)에 충분히 삽입되어 고정될 수 있는 길이로 형성된다.

한편, 본 실시예의 경우, 다리부(30)가 상호 대면하는 한 쌍의 측면에 각각 2개씩 모두 4개가 구비되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 다른 실시예의 경우, 다리부(30)의 구비 개수와 구비 위치는 다양하게 변형가능하다.

예컨대, 도시하지는 않았지만, 다리부는, 4개의 측면에 각각 하나씩 형성될 수도 있고, 또는 인접하는 측면에 각각 하나씩 형성될 수도 있고, 또는 한 쌍의 대면하는 측면의 하단부 전체가 연장되어 형성될 수도 있다.

다리부(30)들은, 다수의 패드(12, 14, 16)들이 사용자 제품의 기판에 전기적으로 결합될 때, 상기 사용자 제품의 기판의 결합홈(204: 도 7 내지 도 9 참조)결합되어 고정된다.

한편, 인쇄회로기판(10)의 하측면에 형성된 패드들은, 통상 표면실장기술(SMT; surface mounting technology)에 의해 이 사용자 제품의 기판에 실장되므로, 다리부(30)들도 패드들을 사용자 제품의 기판에 실장할 때, 함께 기판에 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 다리부(30)들은 제1패드(12)와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 결합수단(40)은, 인쇄회로기판(10)과 덮개 부재(20)를 상호 결합시키는 구성이다. 결합수단(40)은, 액체상태의 에폭시와 같은 접착제를 포함하며, 상호 조립되어 있는 인쇄회로기판(10)과 덮개 부재(20)의 접촉부분에 주입한 후 경화시켜 형성시킬 수 있다.

한편, 결합수단(40)은 에폭시 이외에도, 실버 페이스트, 실리콘, 우레탄, 아크릴, 크림 솔더, 유브이(UV) 경화본드 중 어느 하나일 수 있다.

이하, 상술한 구성을 구비한 표면실장형 마이크로폰(1)의 작용과 효과를 설명한다.

본 실시예의 표면실장형 마이크로폰(1)은 덮개 부재(20)의 하단부의 일부가 연장형성된 다리부(30)들을 구비하고 있기 때문에, 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품이 기판에 실장될 때, 다리부(30)들도 사용자 제품의 기판에 사전 형성된 결합홈에 결합될 수 있다. 따라서, 사용자 제품의 사용 도중 발생할 수 있는 충격에 대한 표면실장형 마이크로폰(1)의 결합 내구성이 현저하게 향상된다는 장점이 있다.

또한, 덮개 부재(20) 및 다리부(30)가 도전성의 금속소재이기 때문에, 표면실장형 마이크로폰의 접지면적이 향상되어 음향적인 특성이 개선된다는 장점이 있다.

또한, 덮개 부재(20)에 다리부(30)를 구비하고 있기 때문에, 표면실장형 마이크로폰(1)과 사용자 제품의 기판(200) 사이의 체결력이 더욱 견고하다는 장점이 있다.

도 7 내지 도 9에는, 본 실시예의 표면실장형 마이크로폰(1)에 구비된 4개의 다리부(30)가, 사용자 제품의 기판(200)에 구비된 체결공(204)에 삽입되어 결합되는 것이 예시되어 있다.

표면실장형 마이크로폰(1)의 인쇄회로기판(11) 하측면에 구비된 패드(12, 14, 16)들은, 사용자 제품의 기판(200)에 구비된 인쇄회로패턴(202, 206, 208)에 표면실장기술을 이용한 솔더링 등의 방법에 의해 각각 결합된다. 이때, 다리부(30)들도 각각 대응하는 체결공(204)에 삽입되어 솔더링 등의 방법에 의해 결합된다.

한편, 본 실시예의 경우, 인쇄회로기판(10)의 하측면에 구비된 패드들(12, 14, 16)이, 인쇄회로기판의 외주부를 따라 구비된 접지용 제1패드(12)와, 이러한 제1패드(12)의 안쪽에 구비된 제2,3패드(14, 16)로 구비되어 있기 때문에, 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 실장될 때, 다리부(30)와 제2,3패드(14, 16) 사이의 합선이 발생할 가능성이 거의 없다는 장점이 있다.

한편, 본 실시예의 경우 표면실장형 마이크로폰(10)은, 다리부(30)를 제외하면, 납작한 육면체의 형상이다. 하지만, 본 발명이 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 즉, 다른 실시예의 경우, 다리부만 측면의 하단부에 형성되어 있기만 하면, 다리부를 제외한 표면실장형 마이크로폰의 형상은, 다양한 형상. 예컨대 원기둥, 타원기둥형, 다각기둥형 등으로 변형가능하다.

1, ... 표면실장형 마이크로폰 10 ... 인쇄회로기판
12, 14, 16 ... 제1, 2, 3 패드 20 ... 덮개 부재
22 ... 음향홀 30 ... 다리부
40 ... 결합수단

Claims

그 하측면에 전기적 접속을 위한 다수의 패드(pad)가 구비된 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판에 결합되어 밀폐된 내부공간을 형성하고, 일측에 외부 음이 유입될 수 있는 음향홀이 형성된 금속재질의 덮개 부재; 및
상기 인쇄회로기판과 상기 덮개 부재를 상호 결합시켜주는 결합수단; 을 포함한 표면실장형 마이크로폰으로서,
상기 덮개 부재에는, 그 하측단부의 일부가 연장형성되어, 상기 표면실장형 마이크로폰이 사용자 제품의 기판에 실장될 때 그 사용자 제품의 기판에 구비된 결합홈에 삽입되어 결합될 수 있는, 적어도 하나의 다리부가 구비된 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.
제1항에 있어서,
상기 덮개 부재는 금속재질이고, 그 하방이 개방된 육면체이고,
상기 다리부는, 상기 덮개 부재의 상호 대면하는 한 쌍의 측면에 각각 형성되되, 그 측면 하측단부의 일부가 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.
제2항에 있어서,
상기 다리부는, 상기 각 측면의 하측단부에 두 개가 상호 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.
제1항에 있어서,
상기 덮개 부재는 금속재질이고, 그 하방이 개방된 육면체이고,
상기 다리부는, 상기 덮개 부재의 각 측면의 하측단부의 일부가 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.
제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판의 하측면에 구비된 다수의 패드는, 외주부를 따라 고리 모양으로 구비된 제1패드와, 상기 제1패드의 안쪽에 제1패드와 이격되어 구비된 제2패드 및 제3패드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.
제5항에 있어서,
상기 다리부가 상기 사용자 제품의 기판에 형성된 결합홈에 결합되는 경우, 상기 덮개 부재 및 다리부는 접지단자 역할을 하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.
제1항에 있어서,
상기 결합수단은, 에폭시, 전도성 에폭시, 비전도성 에폭시, 실버 페이스트, 실리콘, 우레탄, 아크릴, 크림 솔더 및 유브이(UV) 경화본드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면실장형 마이크로폰.