KR19990014335U

KR19990014335U - Condenser microphone for mobile terminal

Info

Publication number: KR19990014335U
Application number: KR2019980028484U
Authority: KR
Inventors: 오세옥
Original assignee: 오세옥; 주식회사 서강
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 1999-04-26
Also published as: KR200218410Y1

Abstract

본 고안은 개선된 기능의 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 특히 콘덴서 마이크로폰의 사출 성형물인 베이스와 임피던스 변환소자인 FET의 게이트 단자와 배극판을 전기회로적으로 연결시키는 접촉단자를 별도로 마련하여 외부전기잡음, 유도율 극소화, 접촉도, 열화특성, 주파수응답특성이 향상되도록 한 인데, 이를 위하여 본 고안은 음파유입구가 형성된 금속재의 케이스; 상기 케이스로 인해 외부로부터 충분하게 보호될 수 있도록 순차적으로 적층되어 밀봉되는 진동판; 스페이서; 배극판; 상기 배극판의 상단으로 입설되는 원통형상의 베이스; 이 베이스 상단에 위치되어 케이스의 개방된 상단을 통해 단자가 노출되는 PCB기판; 상기 PCB기판에 결합되어 베이스의 내면에 위치되는 임피던스 변환소자인 FET를 포함하며, 상기 케이스의 음파유입구 외면으로는 필터가 구비되는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 FET의 게이트 단자와 베이스 및 배극판을 전기회로적으로 연결시키기 위해 베이스의 일 측에 형성되는 결합요홈부와; 이 결합요홈부에 긴밀하게 끼워져 게이트 단자와 배극판이 상호 접촉되도록“ㄷ”자형의 콘넥터가 구비되어 일체화됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a condenser microphone having an improved function. In particular, an external electrical noise is provided by separately providing a contact terminal for electrically connecting a base of an injection molding of the condenser microphone and a gate terminal of the FET, which is an impedance conversion element, and a bipolar plate. Induction rate minimization, contact, deterioration characteristics, frequency response characteristics are to be improved, for this purpose the present invention is a case of a metal material formed with a sound wave inlet; A diaphragm sequentially stacked and sealed so as to be sufficiently protected from the outside due to the case; Spacers; Bipolar plate; A cylindrical base which is inserted into an upper end of the bipolar plate; A PCB board positioned at the top of the base and exposing terminals through an open top of the case; In the condenser microphone is coupled to the PCB substrate is an impedance conversion element located on the inner surface of the base, and the filter is provided on the outer surface of the sound wave inlet of the case, the gate terminal of the FET and the base and the bipolar plate A coupling recess formed on one side of the base to connect the circuit; It is characterized in that the coupling groove portion is tightly fitted to the "c" shaped connector is integrated so that the gate terminal and the bipolar plate contact each other.

Description

Condenser microphone for mobile terminal

본 고안은 개선된 기능의 콘덴서 마이크로폰(Condenser Microphone)에 관한 것으로, 특히 콘덴서 마이크로폰의 사출 성형물인 베이스와 임피던스 변환소자인 FET의 게이트 단자와 배극판(Polar Plate or Back Plate)을 전기회로적으로 연결시키는 접촉단자를 별도로 마련하여 외부전기잡음, 유도율의 극소화, 접촉도, 열화특성, 주파수응답특성이 향상되는 이동통신 단말기용 콘덴서 마이크로폰을 제공한다.The present invention relates to a condenser microphone having an improved function. In particular, the base of the injection molding of the condenser microphone and the gate terminal of the FET, which is an impedance conversion element, and the polar plate or the back plate are electrically connected. The present invention provides a condenser microphone for a mobile communication terminal, which provides external contact noise, minimization of induction rate, contact, degradation, and frequency response.

일반적으로, 콘덴서 마이크로폰(Condenser Microphone)은 평행판 콘덴서의 정전 용량 변화를 이용한 마이크로폰으로서, 한쪽을 고정전극, 다른 쪽을 도전성의 진동판 전극으로 하고, 이 양 전극간에 수 10MΩ의 전항을 통해서 높은 직류전압을 가하게 되는데, 음압에 의해서 전극 간격이 달라지는 동시에 정전 용량이 변화하여 이 때 생기는 전압이 음성신호로써 꺼내어진다는 것이다.In general, a condenser microphone is a microphone using a change in capacitance of a parallel plate capacitor, with one fixed electrode and the other as a conductive diaphragm electrode. The negative electrode pressure is changed by the negative pressure, the capacitance changes and the voltage generated at this time is taken out as a voice signal.

주파수의 특성은 10,000Hz부근까지 거의 평탄하며, 고충실도의 마이크로폰이지만 출력은 작고, 측정용 및 방송용을 포함하여 최근에는 휴대폰 등의 이동통신 단말기 등에 광범위하게 적용된다.The frequency characteristics are almost flat up to around 10,000Hz, high fidelity microphones, but the output is small, and is widely applied to mobile communication terminals such as mobile phones in recent years, including measurement and broadcasting.

이와 같은 콘덴서 마이크로폰의 동작이론 및 원리를 살펴보면, 이른바 콘덴서 마이크로폰의 내부구성부품은 매우 정밀하고 또 외부의 전기잡음(Electric Noise)에 민감하므로 먼지 및 이물질의 침투와 전기잡음으로부터 충분하게 보호되기 위해 음파유입구가 형성된 금속의 케이스속에 적층 밀봉되어 있다.Looking at the theory and principle of operation of the condenser microphone, the so-called internal components of the condenser microphone are very precise and sensitive to external electric noise, so that sound waves are sufficiently protected from dust and foreign matter penetration and electric noise. The inlet is laminated and sealed in a metal case formed.

음파유입구를 통해 금속진동판(Diaphragm)에 음파가 가해졌을 때 진동판이 진동하면 배극판(Polar Plate or Back Plate)과의 거리변화, 즉 음파에 따른 거리변화가 일어나는데 이러한 물리적 변화현상을 전기적으로 해석하여 정전용량의 변화를 이해할 수 있다.When the diaphragm vibrates when the sound wave is applied to the diaphragm through the sound inlet, the distance change with the polar plate or the back plate occurs, that is, the distance change due to the sound wave. Understand the change in capacitance.

통상, 콘덴서 마이크로폰은 정전용량이 작고 전기적 임피던스가 높아 일반 증폭기(Amplifier)와 직결하여 사용할 수 없음으로 상기 증폭기가 요구하는 입력임피던스와 정합시키기 위하여 임피던스 변환소자인 FET(Field Effect Transistor)와 결합하여 사용된다.In general, a condenser microphone is used in combination with a field effect transistor (FET), which is an impedance conversion element, in order to match the input impedance required by the amplifier because it cannot be used in direct connection with a general amplifier due to its small capacitance and high electrical impedance. do.

FET는 전계효과 트랜지스터로서 소오스, 게이트, 드레인의 3단자로 구성된 능동소자인데, 게이트의 전위가 변화함에 따라 드레인과 소오스간에 흐르는 전류 값이 변화함으로 ECMs의 기본작동회로를 구성하여 음파에 따른 전기적 신호를 얻을 수 있게된다.FET is a field effect transistor consisting of three terminals of source, gate, and drain, and the current flowing between drain and source changes as the potential of the gate changes, forming the basic operation circuit of ECMs. You will get

콘덴서 마이크로폰은 성극전압으로 수백 V의 직류 외부공급 전원이 요구되지만 ECMs는 무극성 콘덴서 마이크로폰의 일종으로 전하축적 특성이 우수한 고분자필름에 금속을 증착하여 진동판으로 사용하거나 고분자필름을 배극판에 접착하여 전하를 축적시킴으로서 외부공급전원을 생략시킨 것이다.Condenser microphones require a voltage of several hundred volts of DC external supply with a positive voltage, but ECMs are nonpolar condenser microphones. By accumulating, the external power supply is omitted.

첨부된 도 1의 (A)(B)는 각각 종래의 일반적인 콘덴서 마이크로폰의 구성을 직접 접촉방식과 링 접촉방식으로 구분하여 도시한 것인데, 상기 직접 접촉방식에 따르면 FET의 게이트단자를 배극판에 직접 접촉시킨 방식으로 회로적 연결부의 최소화로 외부의 전기잡음(고주파, HUM)에 대해 차단효과가 우수한 특성이 있으나, FET의 몸체를 지지한 상태로 접촉력을 유지하는 비탄성접촉으로 접촉부위의 취약성을 내포하고 있는 문제점을 수반하고 있다.1 (A) and (B) of FIG. 1 illustrate a structure of a conventional general condenser microphone divided into a direct contact method and a ring contact method. According to the direct contact method, the gate terminal of the FET is directly connected to the bipolar plate. Minimizes the circuit connection by the contact method, which has the excellent blocking effect against external electric noise (high frequency, HUM), but contains the fragility of the contact area by inelastic contact that maintains the contact force while supporting the body of the FET. It is accompanied by a problem.

또한, 링 접촉방식은 SMD 형의 FET에 대한 게이트와 배극판의 접속방식으로 접촉성이 우수하고 용이한 것이나, 링 접촉시의 단면적 때문에 외부의 전기잡음(고주파, HUM)에 대해 유도율이 높다는 결점을 내포하고 있다.In addition, the ring contact method is a method of connecting the gate and the bipolar plate to the SMD-type FET, which is excellent and easy to contact, but due to the cross-sectional area at the time of the ring contact, the induction rate is high for external electric noise (high frequency, HUM) It has its drawbacks.

따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안의 목적은 사출 성형물인 베이스의 재질과 접촉방식의 개선으로 외부의 전기잡음 유도율의 극소화와, 접촉도, 열화특성 및 주파수응답 특성이 현저히 개선된 콘덴서 마이크로폰을 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention devised to solve the above problems is to minimize the external electric noise induction rate, contact, deterioration characteristics and frequency response characteristics by improving the contact material and the contact method of the base which is an injection molding An improved condenser microphone is provided.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안은 음파유입구가 형성된 금속재의 케이스; 상기 케이스로 인해 외부로부터 충분하게 보호될 수 있도록 순차적으로 적층되어 밀봉되는 진동판; 스페이서; 배극판; 상기 배극판의 상단으로 입설되는 원통형상의 베이스; 이 베이스 상단에 위치되어 케이스의 개방된 상단을 통해 단자가 노출되는 PCB기판; 상기 PCB기판에 결합되어 베이스의 내면에 위치되는 임피던스 변환소자인 FET를 포함하며, 상기 케이스의 음파유입구 외면으로는 필터가 구비되는 콘덴서 마이크로폰에 있어서, 상기 FET의 게이트 단자와 베이스 및 배극판을 전기회로적으로 연결시키기 위해 베이스의 일측에 형성되는 결합요홈부와; 이 결합요홈부에 긴밀하게 끼워져 게이트 단자와 배극판이 상호 접촉되도록“ㄷ”자형의 콘넥터가 구비되어 일체화됨을 특징으로 한다.The present invention to achieve the above object is a case of a metal material formed sound inlet; A diaphragm sequentially stacked and sealed so as to be sufficiently protected from the outside due to the case; Spacers; Bipolar plate; A cylindrical base which is inserted into an upper end of the bipolar plate; A PCB board positioned at the top of the base and exposing terminals through an open top of the case; In the condenser microphone is coupled to the PCB substrate is an impedance conversion element located on the inner surface of the base, and the filter is provided on the outer surface of the sound wave inlet of the case, the gate terminal of the FET and the base and the bipolar plate A coupling recess formed on one side of the base to connect the circuit; It is characterized in that the coupling groove portion is tightly fitted to the "c" shaped connector is integrated so that the gate terminal and the bipolar plate contact each other.

도 1의 (A)(B)는 종래의 일반적인 콘덴서 마이크로폰의 구성을 도시해 보인 단면도1A and 1B are cross-sectional views showing the structure of a conventional general condenser microphone.

도 2는 본 고안의 내부 구성 요소를 순차적으로 도시해 보인 분리 사시도Figure 2 is an exploded perspective view showing the internal components of the present invention in sequence

도 3은 본 고안의 조립 상태를 개략적으로 이해시키기 위한 설명도3 is an explanatory diagram for schematically understanding the assembled state of the present invention

도 4는 본 고안의 조립 상태를 도시해 보인 단면도Figure 4 is a cross-sectional view showing the assembled state of the present invention

도 5는 본 고안에 의한 콘덴서 마이크로폰의 주파수응답특성을 도시한 그래프5 is a graph showing the frequency response characteristics of the condenser microphone according to the present invention

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 케이스 1a : 음파유입구1 case 1a: sound wave inlet

2 : 진동판 3 : 스페이서2: diaphragm 3: spacer

4 : 배극판 5 : 베이스4: bipolar plate 5: base

5a : 결합요홈부 6 : FET5a: joining recess portion 6: FET

7 : PCB기판 8 : 콘넥터7: PCB 8: Connector

9 : 필터 10 : 콘덴서 마이크로폰9: filter 10: condenser microphone

상기와 같은 본 고안은 이하에서 설명되는 바람직한 일실시예를 통해 보다 구체적으로 설명될 수 있을 것이다.The present invention as described above will be described in more detail through a preferred embodiment described below.

첨부된 도 2는 본 고안의 분리 사시도이며, 도 3은 그 조립 상태를 투영기법을 이용하여 사시도상으로 표현한 것이고, 도 4는 본 고안의 조립 상태 단면도이다.2 is an exploded perspective view of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the assembled state using a projection technique, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the assembled state of the present invention.

본 고안의 바람직한 일실시예에 따르면, 콘덴서 마이크로폰(10)은 각각 적층식으로 조립되어 있는 구성요소(부품)를 상호 긴밀하게 밀봉 처리하도록 원통형상의 금속재(특히, 알루미늄재)케이스(1)로 외관이 구성된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the condenser microphone 10 has an appearance of a cylindrical metal material (particularly, aluminum) case 1 so as to seal the components (parts), which are assembled in a stacked manner, closely together. This is made up.

상기 케이스(1)의 저 면으로는 음파유입구(1a)가 형성되어 있고, 상단은 개방된 상태를 유지하고 있는데, 음파유입구(1a)와 밀착되는 케이스(1)의 외저면으로는 필터(9)가 설치되는 것으로, 금속재 케이스(1)는 외부로부터의 이 물질과 전기적 잡음이 내부 각 구성요소에 유입되는 것을 효과적으로 차단하기 위해 제공된다.A sound wave inlet 1a is formed at the bottom of the case 1, and an upper end thereof is maintained in an open state, and a filter 9 is disposed at the bottom of the case 1 in close contact with the sound wave inlet 1a. ) Is provided, the metal case 1 is provided to effectively block the foreign matter and electrical noise from entering the respective internal components.

상기 케이스(1)의 내하단면에는 PET 또는 PPS 필름에 알루미늄 또는 니켈을 증착한 것으로, 적절한 탄성력을 부여한 후 폴라-링(Polar-Ring)에 접착시킨 진동판(Dia-Phragm)(2)이 위치되는데, 이때 접착제로는 에폭시 또는 세멘다인이 적절히 선택될 수 있다.On the inner lower end surface of the case 1, aluminum or nickel is deposited on PET or PPS film, and a diaphragm 2 attached to a polar ring after imparting appropriate elasticity is positioned. In this case, as the adhesive, epoxy or semendyne may be appropriately selected.

이후, 진동판(2)의 상단으로 폴리에스테르 필름을 프레스 금형으로 타발하여 제조한 원형 링 형상의 스페이서(3)를 적층시키는데, 이 스페이서(3)로 인해 진동판(2)과 후술하는 배극판(4)의 사이는 일정간격이 유지되며, 전기절연체의 역할을 수행하게 된다.Subsequently, a circular ring-shaped spacer 3 manufactured by punching a polyester film with a press die is laminated to the upper end of the diaphragm 2, and the diaphragm 2 and the later-described bipolar plate 4 are formed by the spacer 3. The gap is maintained between them and serves as an electrical insulator.

배극판(4)은 니켈 도금된 황동판에 폴리에스테르 필름이 접착된 패널을 프레스 금형으로 타발하여 제조하는데, 수㎸의 고전압으로 대전시켜 배극판으로의 역할을 수행하며, 이때 전하된 배극판(4)은 타물체와의 마찰시에 전하가 누설된다.The cathode plate 4 is manufactured by punching a panel in which a polyester film is adhered to a nickel plated brass plate with a press die, and charging to several high voltages to serve as a cathode plate, wherein the charged plate 4 ) Is leaked during friction with other objects.

이와 같은 구성후에 상기 배극판(4)의 외주연이 끼워진 채 상부로 입설되도록 원통형상의 베이스(5)가 설치되는데, 상기 베이스(5)는 전술한 배극판(4)과 역시 후술되는 PCB기판(7)과의 사이에 조립되어 각 부품의 기구적 지지물 및 챔버로써의 역할을 수행하는 것으로, 아세탈(ACETAL)을 사출 성형하여 제조되는데, 열변형도의 우수성을 위해 NORYL을 대체 적용할 수 있음은 물론이고, 이 경우의 효용성이 더욱 크다.After this configuration, a cylindrical base 5 is installed so as to be inserted into the upper part with the outer periphery of the bipolar plate 4 interposed therebetween, and the base 5 includes the above-described bipolar plate 4 and a PCB substrate which will also be described later ( 7) It is assembled between and serves as a mechanical support and chamber of each part, manufactured by injection molding acetal (ACETAL), it is possible to substitute NORYL for excellence in thermal deformation Of course, the utility in this case is greater.

이때, 상기 베이스(5)의 일 측을 선택하여 결합요홈부(5a)가 일정한 깊이와 폭을 유지한 채 형성되는 것이고, 그 상부로 전술한 PCB기판(7)이 고정되어 케이스(1)의 개방된 상단으로 ＋,－단자를 노출시키게 되는데, 이러한 PCB기판(7)에 결합되어 베이스(5)내에 위치되도록 임피던스 변환소자인 FET(6)가 마련된다.At this time, by selecting one side of the base (5) is the coupling groove (5a) is formed while maintaining a constant depth and width, the above-described PCB substrate 7 is fixed to the upper part of the case (1) The + and-terminals are exposed to the open top, and the FET 6, which is an impedance converting element, is provided to be coupled to the PCB substrate 7 and positioned in the base 5.

상기 PCB기판(7)은 ECMs의 후면덮개 및 출력소자의 역할을 수행하는 것으로 페놀수지형과 에폭시수지형으로 대별되며, FET(6)는 정전용량의 변화를 전기적 임피던스의 변화로 결과시켜 증폭기에 변화된 신호를 전달하는 임피던스 콘버터의 기능을 갖는다.The PCB substrate 7 serves as a back cover of the ECMs and an output element, and is classified into a phenol resin type and an epoxy resin type, and the FET 6 results in a change in capacitance resulting from a change in electrical impedance. It has the function of an impedance converter to deliver the changed signal.

이때, 상기 FET(6)의 게이트 단자(6a)와 베이스(5) 및 배극판(4)을 상호 전기회로적으로 연결시키기 위해 베이스(5)의 일측 결합요홈부(5a)에는 이와 대응하여 긴밀하게 끼워짐으로 게이트 단자(6a)와 배극판(4)이 상호 접촉될 수 있도록“ㄷ”자형의 콘넥터(8)를 구비하여 일체화시키는데,“ㄷ”자형의 콘넥터(8)는 황동의 재질로 표면이 가공 처리된 후 금도금 처리하여 접촉도(또는, 전기 전도도)를 향상시켰으며, 또한 “ㄷ”자형의 최소 유효단면적의 설계로 전기잡음의 유도율을 감소시킴과 아울러 베이스(5)에 일체형의 결합요홈부(5a)를 형성시켜 에어의 소통을 원활하게 함으로 이동통신 단말기에 적합한 주파수응답특성을 갖도록 설계되었다.At this time, in order to connect the gate terminal 6a of the FET 6, the base 5, and the bipolar plate 4 to each other in an electrical circuit, one side of the coupling recess 5a of the base 5 is correspondingly tight. The “c” shaped connector 8 is integrated to allow the gate terminal 6a and the bipolar plate 4 to come into contact with each other. The “c” shaped connector 8 is made of brass. After the surface is processed, gold plating is used to improve the contact (or electrical conductivity), and the design of the minimum effective cross-sectional area of the “c” shape reduces the induction rate of electric noise and is integral with the base (5). It is designed to have a frequency response characteristics suitable for the mobile communication terminal by forming a coupling groove (5a) of the air to facilitate communication.

첨부된 도 5는 본 고안에 의한 콘덴서 마이크로폰의 주파수응답특성을 도시한 그래프인바, 종래의 콘덴서 마이크로폰을 이용한 휴대폰에서는 통화시 중간주파수대역의 상승으로 에코현상이 유발됨에 비하여, 본 고안에서는 도시된 바와 같이 중간주파수대역 이후를 감쇄시켜주어 에코현상을 방지함으로 통화에 필요한 주파수 대역만을 일정한 값으로 응답함으로 통화음질이 개선된다는 것이고, 잡음 유도율(dB)역시 -38대를 유지하는 등 현저히 개선된 효용성을 구현한다.5 is a graph showing the frequency response characteristics of the condenser microphone according to the present invention, in the mobile phone using the conventional condenser microphone, an echo phenomenon is caused by an increase in the intermediate frequency band during a call, as shown in the present invention. As a result, the sound quality is improved by answering only the frequency band required for the call by attenuating the middle frequency band and preventing echo, and maintaining the noise induction ratio (dB) at -38. Implement

한편, 본 고안은 그에 관한 최선의 실시예를 예거하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구 범위에 국한되어 본 고안의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 지금까지 설명된 실시예의 변경을 고려해 볼 수도 있음은 물론이다.On the other hand, the present invention is not limited thereto, but the present invention is not limited thereto, and may be considered without departing from the scope of the present invention if limited to the appended claims may be considered a change of the embodiments described so far. Of course.

Claims

A metal case formed with a sound wave inlet; A diaphragm sequentially stacked and sealed so as to be sufficiently protected from the outside due to the case; Spacers; Bipolar plate; A cylindrical base which is inserted into an upper end of the bipolar plate; A PCB board positioned at the top of the base and exposing terminals through an open top of the case; In the condenser microphone is coupled to the PCB substrate is an impedance conversion element located on the inner surface of the base, and the filter is provided on the outer surface of the sound wave inlet of the case, the gate terminal of the FET and the base and the bipolar plate A coupling recess formed on one side of the base to connect the circuit; A condenser microphone for a mobile communication terminal, which is tightly fitted into the coupling recess part and is provided with a "c" shaped connector so that the gate terminal and the bipolar plate are in contact with each other.