KR20010007704A

KR20010007704A - 콘덴서 마이크로폰의 제조방법

Info

Publication number: KR20010007704A
Application number: KR1020000027512A
Authority: KR
Inventors: 이중국
Original assignee: 이중국; 주식회사 원일커뮤닉스
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2001-02-05
Also published as: KR100331600B1; JP2001333499A; CN1325259A; EP1158833A2; US6323049B1

Abstract

웨이퍼에 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor : FET)를 구성하여 인쇄회로기판에 직접 본딩(Bonding)하여 콘덴서 마이크로폰의 소형화 및 특성을 향상시키는 것에 관한 것으로, 인쇄회로기판, 에프. 이. 티 소자, 사출물, 배극판, 스페이스, 배극판 링, 진동판, 커넥션 링, 케이스를 구비한 콘덴서 마이크로폰 제조방법에 있어서, 웨이퍼에 소정의 크기로 스크라빙하여 상기 웨이퍼에 에프. 이. 티 소자를 형성하고, 상기 인쇄회로기판의 일 측면에 납을 리플로우하는 제 1 단계와, 상기 웨이퍼의 스크라이빙되어 있는 에프. 이. 티 소자를 자른 후, 상기 상기 인쇄회로기판의 다른 일 측면에 붙이는 제 2 단계와, 상기 인쇄회로기판과 상기 에프. 이. 티 소자를 본딩하는 제 3 단계와, 상기 인쇄회로기판에 에폭시 레진으로 코팅한 후, 테스트하는 제 4 단계와, 상기 케이스 내에 배극판 링, 진동판, 커넥션 링, 스페이스 및 배극판 그리고 인쇄회로기판을 순차적으로 결합하는 제 5 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

콘덴서 마이크로폰의 제조방법{method for manufacturing of condenser microphone}

본 발명은 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 특히 웨이퍼에 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor : FET)를 구성하여 인쇄회로기판에 직접 본딩(Bonding)하여 콘덴서 마이크로폰의 소형화 및 특성을 향상시키는데 적당한 콘덴서 마이크로폰의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘덴서 마이크로폰은 도전성을 가진 매우 얇은 막의 진동판과 고정전극을 평행으로 배치하여 콘덴서를 만들고 음의 진동에 의한 용량의 변화로부터 전기적 출력을 얻는 것으로서 마이크나 전화기, 테이프 레코드에 장착하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 콘덴서 마이크로폰에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 분리 사시도 이고, 도 2는 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)(1)과, 정전용량의 변화에 따른 전위(電位)변화를 전기신호로 변환하는 FET(2)와, 베이스의 지지물인 사출물(3)과, 다수개의 관통 홀이 형성된 배극판(4)과, 진공의 크기를 결정하는 스페이스(5)와, 배극판 링(7)과, 유입되는 음파에 의해 진동하는 진동판(6)과, 상기 FET(2)의 게이트와 상기 배극판(4)의 접촉하는 커넥션 링(10)과, 음파 유입구(9)가 천공된 케이스(8)와, 먼지, 습기 및 이물질의 유입 등의 침투를 방지하는 필터(11) 등으로 구성되어 있다.

여기서, 상기와 같이 구성된 콘덴서 마이크로폰의 제조방법은 상기 케이스(9) 내에 배극판 링(7)과 진동판(6), 스페이스(5) 및 배극판(4)을 순차적으로 결합한 후 FET(2)가 결합된 인쇄회로기판(1)에 최종적으로 결합하고 케이스(9)의 일단을 절곡(折曲) 처리하여 하나의 콘덴서 마이크로폰으로 제조한다.

여기서, 상기 FET(2)의 게이트는 배극판(4)에 전기적으로 연결되어야 하고, 상기 FET(2)의 소오스(source)와 드레인(drain)은 각각 상기 인쇄회로기판(1)의 외부로 노출되어야 한다. 이에 따라 상기 인쇄회로기판(1)을 케이스(9)에 결합하기 이전에 상기 FET(2)의 소오스와 드레인을 아래로 향하게 절곡시켜 상기 인쇄회로기판(1)의 관통 홀에 삽입하고 상기 FET(2)가 인쇄회로기판(1)에 일시적으로 고정될 수 있도록 상기 소오스와 드레인을 다시 인쇄회로기판(1)을 감싸도록 절곡한다. 그리고 상기 FET(2)의 게이트를 FET(2)의 윗면으로 절곡시켜 케이스(9) 내에 FET(2)를 결합시 상기 FET(2)의 게이트가 배극판(4)에 접속되도록 한다. 이때, 상기 FET(2)의 소오스와 드레인은 제조공정 후 다시 원상태로 절골해야 한다.

그러나 상기 인쇄회로기판(1)에 FET(2)를 일시적으로 고정하기 위해 FET(2)의 소오스와 드레인을 인쇄회로기판(1)의 관통 홀에 삽입한 후, 다시 절곡해야 하므로 해당 작업을 자동화할 수 없을 뿐만 아니라 소오스와 드레인의 반복적인 절곡으로 인하여 소오스와 드레인이 단선 되는 경우가 종종 발생된다.

또한, 상기 FET(2)의 게이트와 배극판(4)이 점접촉으로 접속되어 있어 접속상태가 불안정할 뿐만 아니라 상기 FET(2)와 배극판(4) 사이에 조그마한 틈이라도 발생되면 이로 인하여 접속불량이 발생되는 문제점이 있다.

그리고 상기 FET(2)는 웨이퍼의 칩을 이용하여 게이트, 드레인, 소오스가 나오도록 프레임(Frame)상에서 본딩(Bonding) 처리한 후, 정해진 규격에 맞도록 금형을 사용 에폭시(epoxy)로 몰딩하여 타발(打拔)되어 완료한다.

상기 FET(2)를 인쇄회로기판(1)상에서 납을 이용하여(또는 SMD) 부착시킨 후 정해진 공법에 의해 콘덴서 마이크로폰을 생산한다.

그러나 상기 FET(2)는 이미 프레임상에서 본딩처리된 후, 프레임의 리드선을 이용하여 인쇄회로기판(1)과 접착시키므로 접촉저항에 의해 노이즈가 발생한다.

여기서, 상기 FET(2)의 크기는 반도체 회사의 제조 공법상의 문제에 의해 크기가 결정되어지며 콘덴서 마이크로폰을 생산하는 업체는 그 제품을 구입하여 생산하므로 상기 FET(2)의 크기 ℓ에 의해 콘덴서 마이크로폰의 크기가 정해진다. 이때, 상기 콘덴서 마이크로폰용 FET를 생산하는 반도체의 크기는 마이크로폰의 높이를 1.5T(mm)까지 밖에 허용되지 못하고 있다.

또한, 반도체 제조회사에 의해 상기 FET의 수량의 제한적 생산에 의해 콘덴서 마이크로폰을 생산하는 업체에서 요구하는 필요 구입 량에는 미치지 못하고 있다.

따라서, 상기와 같은 종래의 콘덴서 마이크로폰은 FET의 리드를 인쇄회로기판상에서 납땜하여 놓았을시 인쇄회로기판 배면에서 배선을 하기 위하여 열을 가하면 FET가 떨어지는 불량이 발생하였다. 그리고 접촉저항으로 인한 노이즈가 발생하였다.

또한, 반도체 제조회사에 의해 FET의 크기가 정해져 생산되므로 콘덴서 마이크로폰을 소형화시킬 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 인쇄회로기판상의 패턴에 FET 소자를 직접 본딩함으로써 노이즈 제거 및 초소형 제품을 생산하는데 적당한 콘덴서 마이크로폰 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 분리 사시도

도 2는 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

31 : 인쇄회로기판 32 : FET 소자

33 : 사출물 34 : 배극판

35 : 스페이스 36 : 진공판

37 : 배극판 링 38 : 케이스

39 : 유입구 40 : 커넥션 링

41 : 필터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘덴서 마이크로폰의 제조방법은 인쇄회로기판, 에프. 이. 티 소자, 사출물, 배극판, 스페이스, 배극판 링, 진동판, 커넥션 링, 케이스를 구비한 콘덴서 마이크로폰 제조방법에 있어서, 상기 웨이퍼에 소정의 크기로 스크라이빙 하여 상기 웨이퍼에 에프. 이. 티 소자를 형성하고, 상기 인쇄회로기판의 일 측면에 납을 리플로우하는 제 1 단계와, 상기 웨이퍼를 스크라이빙 되어 있는 한 구획을 상기 인쇄회로기판의 다른 일 측면에 붙이는 제 2 단계와, 상기 인쇄회로기판과 상기 에프. 이. 티 소자를 본딩하는 제 3 단계와, 상기 인쇄회로기판에 에폭시 레진으로 코팅한 후, 테스트하는 제 4 단계와, 상기 케이스 내에 배극판 링, 진동판, 커넥션 링, 스페이스 및 배극판 그리고 인쇄회로기판를 순차적으로 결합하는 제 5 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 특징의 바람직한 실시예는 상기 웨이퍼를 0.4mm×0.4mm로 스크라이빙 하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징의 바람직한 실시예는 상기 제 2 단계는 에폭시 공정과 애드히시브를 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징의 바람직한 실시예는 상기 제 3 단계의 본딩은 알루미늄 와이어 및 골드 와이어를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징의 바람직한 실시예는 상기 에폭시 레진은 CR-2000, CRH-210을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징의 바람직한 실시예는 상기 코팅은 150℃에서 1.5 시간 건조하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 콘덴서 마이크로폰 제조방법에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이 인쇄회로기판(31)과, 정전용량의 변화에 따른 전위변화를 전기신호로 변환하는 FET 소자(32)와, 베이스의 지지물인 사출물(33)과, 다수개의 관통 홀이 형성된 배극판(34)과, 진공의 크기를 결정하는 스페이스(35)와, 배극판 링(37)과, 유입되는 음파에 의해 진동하는 진동판(36)과, 상기 FET 소자(32)의 게이트와 상기 배극판(34)의 접촉하는 커넥션 링(40)과, 음파 유입구(39)가 천공된 케이스(38)와, 먼지 유입 및 습기 그리고 이물질의 유입을 막는 필터(41) 등으로 구성된다.

여기서, 콘덴서 마이크로폰의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 반도체 집적회로(IC)의 원재료로 사용되는 실리콘의 단 결정으로 된 원판 모양의 웨이퍼(도면에 도시하지 않았음)에 스크라이빙하여 상기 웨이퍼에 FET 소자(32)를 형성하고 상기 인쇄회로기판(31)의 일 측면에 납을 이용하여(solder paste) 리플로우(reflower) 처리한다. 이때, 상기 웨이퍼의 스크라이빙은 0.4mm×0.4mm로 한다.

그리고 상기 인쇄회로기판(31)의 다른 일 측면에 상기 웨이퍼의 스크라이빙 되어 있는 FET 소자(32)를 에폭시(epoxy) 공정을 통해 애드히시브(adhesive)를 사용하여 붙인다(die attach). 이때, 상기 웨이퍼의 스크라이빙 되어 있는 FET 소자(32)는 0.4mm×0.4mm×0.2mm이다.

이어, 상기 인쇄회로기판(31)과 상기 FET 소자(32)를 알루미늄 와이어 및 골드 와이어를 사용하여 본딩 처리한 후, 상기 인쇄회로기판(31)에 에폭시 레진(epoxy resin)으로 코팅한 후, 테스트한다. 이때, 상기 알루미늄 와이어 및 골드 와이어는 30㎛이고, 상기 에폭시 레진은 CR-2000, CRH-210을 사용하고, 150℃에서 1.5시간 건조한다.

이어서, 상기 케이스(38)내에 배극판 링(37)과 진동판(36), 스페이스(35) 및 배극판(34) 그리고 FET 소자(32)가 본딩된 인쇄회로기판(31)을 순차적으로 결합하여 콘덴서 마이크로폰을 완성한다. 여기서, 상기 콘덴서 마이크로폰의 높이는 0.8∼1.0T(mm)이다.

따라서, 상기 인쇄회로기판(31)상의 패턴에 직접 FET 소자(32)를 집적 본딩하므로 노이즈 제거 및 초소형 제품을 생산할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 콘덴서 마이크로폰의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

웨이퍼에 FET 소자를 구성하여 인쇄회로기판상의 패턴에 직접 본딩 처리하므로 종래에 비해 높이를 낮출 수 있다.

따라서, 초소형 제품을 생산할 수 있고, 노이즈를 제거할 수 있다.

또한, 종래 방법에서 배면 납땜시 FET가 떨어지는 불량의 원인을 제거할 수 있다.

Claims

인쇄회로기판, 에프. 이. 티 소자, 사출물, 배극판, 스페이스, 배극판 링, 진동판, 케이스를 구비한 콘덴서 마이크로폰 제조방법에 있어서,

웨이퍼에 소정의 크기로 스크라이빙하여 상기 웨이퍼에 에프. 이. 티 소자를 형성하고, 상기 인쇄회로기판의 일 측면에 납을 리플로우하는 제 1 단계와;

상기 웨이퍼를 스크라이빙되어 있는 한 구획을 상기 상기 인쇄회로기판의 다른 일 측면에 붙이는 제 2 단계와;

상기 인쇄회로기판과 상기 에프. 이. 티 소자를 본딩하는 제 3 단계와;

상기 인쇄회로기판에 에폭시 레진으로 코팅한 후, 테스트하는 제 4 단계와;

상기 케이스 내에 배극판 링, 진동판, 커넥션 링, 스페이스 및 배극판 그리고 인쇄회로기판을 순차적으로 결합하는 제 5 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 웨이퍼를 0.4mm×0.4mm로 스크라이빙 하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 단계는 에폭시 공정과 애드히시브를 이용하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 3 단계의 본딩은 알루미늄 와이어 및 골드 와이어를 사용하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 에폭시 레진은 CR-2000, CRH-210을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코팅은 150℃에서 1.5 시간 건조하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰 제조방법.