KR200216291Y1 - 콘덴서 마이크로폰 - Google Patents

Abstract

본 고안은 콘덴서 마이크로폰(Condenser microphone)에 관한 것으로서, 특히 PCB를 양면 PCB로 구비하고, 상기 양면 PCB의 상층 동박면에 특수 코팅 처리한 배극판을 증착함으로써, 내부의 부품을 간소화하는 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

종래의 콘덴서 마이크로폰은 조립해야 할 부품의 수가 너무 많아 다수의 생산라인을 필요로 했으며, 부품의 수가 많음에 따라 제품의 불량율 상승과 함께 고가의 생산 비용이 문제가 되었다.

이에 본 고안에서는 PCB를 양면 PCB로 구비하고, 상기 양면 PCB의 상측 동박면에 특수 코팅처리한 배극판을 증착함으로써, 종래의 배극판, 터미널, 인슐레이터, PCB를 하나의 부품으로 단일화하여 부품의 감소와 더불어 전체적인 제품의 소형화를 이루며, 작업공정의 축소와 그에 따른 생산원가 절감의 장점이 있게 한다.

Description

콘덴서 마이크로폰{Condenser microphone}

본 고안은 콘덴서 마이크로폰(Condenser microphone)에 관한 것으로, 특히 콘덴서 마이크로폰의 배극판, 인슐레이터, 터미널, PCB를 하나의 부품으로 단일화한 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

일반적으로, 콘덴서 마이크로폰은 평행판 콘덴서의 정전용량 변화를 이용한 마이크로폰으로써, 한쪽을 고정전극, 다른 한쪽을 도전성의 진동판 전극으로 하고, 이 양전극간에 수 10MΩ의 저항을 통해서 높은 직류전압을 가하게 되는데, 음압에 의해서 전극간격이 달라지는 동시에 정전용량이 변화하여 이때 생기는 전압이 음성신호로써 도출된다는 것이다.

콘덴서 마이크로폰의 주파수 특성은 10,000Hz 부근까지 거의 평탄하며, 고충실도의 마이크로폰이지만 출력은 작고, 측정용 및 방송용을 포함하여 최근에는 휴대폰등의 이동통신 단말기 등에 광범위하게 적용된다.

이와 같은 콘덴서 마이크로폰의 동작이론 및 원리를 살펴보면, 이른바 콘덴서 마이크로폰의 내부 구성부품은 매우 정밀하고 또 외부의 전기잡음(Electric Noise)에 민감하므로 먼지 및 이물질의 침투와 전기 잡음으로부터 충분하게 보호되기 위해 음파 유입구가 형성된 금속의 케이스 속에 적층 밀봉되어 있다.

음파 유입구를 통해 금속진동판에 음파가 가해졌을 때 진동판이 진동하면 배극판과의 거리변화, 즉 음파에 따른 거리변화가 일어나는데 이러한 물리적 변화현상을 전기적으로 해석하여 정전용량의 변화를 이해할 수 있다.

통상, 콘덴서 마이크로폰은 정전용량이 작고 전기적 임피던스가 높아 일반 증폭기와 직결하여 사용할 수 없음으로 상기 증폭기가 요구하는 입력 임피던스와 정합시키기 위하여 임피던스 변환 소자인 FET와 결합하여 사용한다.

FET는 전계효과 트랜지스터로서 소오스, 게이트, 드레인의 3단자로 구성된 능동소자인데, 게이트의 전위가 변화함에 따라 드레인과 소오스간에 흐르는 전류값이 변화함으로 음파에 따른 전기적 신호를 얻을 수 있게 된다.

콘덴서 마이크로폰은 성극전압으로 수백 V의 직류 외부공급 전원이 요구되지만, 전하축적 특성이 우수한 고분자 필름에 금속을 증착하여 진동판으로 사용하거나 고분자 필름을 배극판에 접착하여 전하를 축적시킴으로서 외부공급전원을 생략시킨 것이다.

종래의 콘덴서 마이크로폰의 구성 및 동작설명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도이고, 도 2는 종래의 콘덴서 마이크로폰의 측 단면도이다.

외부의 물리적인 충격과 미세한 분진등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스(1)와,

외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판(2)과,

상기 진동판(2)의 하부에 구비되어 진동판(2)과 배극판(4)과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서(3)와,

상기 진동판(2)에서 감지한 음파신호의 진동변화량을 전기적 신호로 변환하여 주는 배극판(4)과,

케이스(1)의 각 부품을 기구적으로 지지하며 케이스(1)내 전류 및 전하가 외부로의 출입을 차단하는 절연물의 역할을 담당하는 인슐레이터(insulator)(5)와,

상기 배극판(4)과 FET(7)의 게이트단과의 전기적 연결수단인 터미널(6)과,

상기 배극판(4)을 통해 게이트단으로 입력되는 전류에 의해 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류가 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호변화량을 발생하는 FET(7)와,

FET(7) 및 각종 소자가 실장되어 회로적으로 연결되는 PCB(8)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 콘덴서 마이크로폰의 동작을 설명하면 다음과 같다.

외부로부터의 음파신호가 케이스(1)의 음파유입구를 통해서 입력되면 진동판(2)은 상기 음파의 고저에 따른 진동변화량을 감지하여 배극판(4)에 전달한다.

배극판(4)은 상기 진동변화량을 전기신호로 변환하여 터미널(6)을 통해 FET(7)의 게이트단에 입력하고, 상기 게이트단에 입력되는 전기신호에 의해 드레인과 소오스 사이에 흐르는 전류의 양이 변화함으로써, 음의 높낮이를 전기적 신호로 표현가능해 진다.

그러나 상기 종래의 콘덴서 마이크로폰는 조립해야할 부품의 수가 너무 많아 다수의 생산라인을 필요로 했으며, 부품의 수가 많음에 따라 제품의 불량율 상승과 함께 고가의 생산 비용이 문제가 되었다.

이에 본 고안에서는 콘덴서 마이크로폰의 배극판, 인슐레이터, 터미널, PCB를 하나의 부품으로 단일화하여 부품의 수를 줄임과 동시에 제품의 부피를 적게 함을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도.

도 2는 종래의 콘덴서 마이크로폰의 단면도.

도 3은 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도.

도 4는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 단면도.

도 5는 본 고안의 다른 실시예를 보인 콘덴서 마이크로폰의 단면도.

상기와 같은 목적을 갖는 본 고안의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 분해 사시도이고, 도 4는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 단면도이다.

외부의 물리적인 충격과 미세한 분진등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스(1)와,

외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판(2)과,

상기 진동판(2)의 하부에 구비되어 진동판(2)과 양면 PCB(5)과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서(3)와,

양면 PCB(5)의 상측 동박면(5-1)에 특수코팅 처리되어 증착된, 상기 진동판(2)에서 전달하는 진동변화량을 전기 신호로 변환하는 배극판(4)과,

내부에 구비된 스루홀(5-a)을 통해 하측 동박면(5-2)으로 상기 전기 신호를 전달하고, FET(7) 및 각종 소자가 실장되어 회로적으로 연결되는 PCB(5)와,

상기 양면 PCB(5)의 하측 동박면(5-2)에서 게이트단으로 입력되는 전류에 의해 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류가 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호변화량을 발생하는 FET(6)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 콘덴서 마이크로폰의 배극판, 인슐레이터, 터미널, PCB를 하나의 부품으로 단일화함에 그 특징이 있는바,

외부로부터의 음파신호가 케이스(1)의 음파유입구를 통해서 입력되면 진동판(2)은 상기 음파의 고저에 따른 진동변화량을 감지하여 출력한다.

양면 PCB(5)의 상측동박면(5-1)의 특수 코팅처리 되어 증착된 배극판(4)에서 상기 진동변화량을 전달받아 전기신호로 변환한다.

상기 전기 신호는 양면 PCB(5)의 스루홀(5-a)을 통해 하측 동박면(5-2)에 구비되어 있는 FET(6)의 게이트단으로 입력되고, 상기 게이트단으로 입력되는 전기 신호에 따라 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류의 양이 변화함으로써, 음의 높낮이를 전기적 신호로 표현 가능해 진다.

도 5는 본 고안의 또 다른 실시예를 보인 도면으로서,

외부의 물리적인 충격과 미세한 분진등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스(1)와,

외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판(2)과,

상기 진동판(2)의 하부에 구비되어 진동판(2)과 양면 PCB(5)과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서(3)와,

상측 동박면(5-1)에 특수코팅 처리되어 증착된, 상기 진동판(2)에서 전달하는 진동변화량을 전기 신호로 변환하는 배극판(4)과,

내부에 상기 배극판(4)의 전기 신호를 게이트단으로 입력받아 드레인단과 소오스단 사이에 흐르는 전류를 변화하는 FET(6)를 구비하기 위한 홈이 구성되어 있는 양면 PCB(5)로 구성된다.

미 설명부호 5-a는 양면 PCB(5)의 상측 동박면과 하측 동박면을 연결하기 위한 스루홀이고, 5-2는 양면 PCB(5)의 하측 동박면이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 콘덴서 마이크로폰의 동작을 설명하면 다음과 같다.

외부로부터의 음파신호가 케이스(1)의 음파유입구를 통해서 입력되면 진동판(2)은 상기 음파의 고저에 따른 진동변화량을 감지하여 배극판(4)에 전달한다.

상기 양면 PCB(5)의 상측동박면(5-1)에는 특수 코팅처리 되어 증착된 배극판(4)이 구비되어, 상기 진동변화량을 배극판(4)은 전달받아 전기신호로 변환한다.

상기 전기신호는 PCB(5)의 홈에 구비되어 있는 FET(6)의 게이트단에 전달한다.

상기 FET(6)는 게이트단에 입력되는 전기 신호에 따라 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류의 양을 조절하여 상기 양면 PCB(5)의 하측 동박면(5-2)에 스루홀(5-a)을 통하여 외부의 기타 다른 소자에 전달한다.

즉, 양면 PCB(5)의 상측 동박면(5-1)에 특수 코팅 처리한 배극판(4)을 증착하고, 또한 양면 PCB(5)의 내부에 FET(6)를 내장함으로써, 불필요한 공간을 줄여 전체적인 제품의 크기를 축소하고, 부품의 수를 줄여 작업공정의 축소와 함께 제조 원가의 절감 효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에서는 양면 PCB의 상측면을 특수 코팅처리하여 배극판으로 사용함으로써, 부품의 감소와 함께 전체적인 제품의 소형화가 가능하며, 작업공정의 축소가 이루어져 그에 따른 제조 원가 절감의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 외부의 물리적인 충격과 미세한 분진등으로부터 내부의 부품을 보호하는 케이스와, 외부에서 입력되는 음파신호의 진동을 감지하는 진동판과, 상기 진동판과 배극판과의 일정거리를 유지케하여 절연물의 역할을 하는 스페이서와, 상기 진동판에서 감지한 음파신호의 진동변화량을 전달받아 상기 진동변화량을 전기 신호로 변환하여 주는 배극판과, 각 부품을 기구적으로 지지하며 케이스내 전류 및 전하가 외부로의 출입을 차단하는 절연물의 역할을 담당하는 인슐레이터와, 상기 배극판을 통해 게이트단으로 입력되는 전류에 의해 드레인단과 소오스단에 흐르는 전류가 변화함으로써, 음파에 따른 전기적 신호변화량을 발생하는 FET와, 각각의 부품들을 전기적으로 연결가능하게 하는 PCB로 구성되는 콘덴서 마이크로폰에 있어서,

   상기 배극판은 양면 PCB의 상측 동박면에 특수코팅 처리되어 증착되어, 상기 진동판에서 전달하는 진동변화량을 전기 신호로 변환하고,

   상기 PCB는 내부에 구비된 스루홀을 통해 하측 동박면으로 상기 전기 신호를 전달하고, FET 및 각종 소자가 실장되어 회로적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰.
2. 제 1항에 있어서, 상기 양면 PCB내에 FET가 구비되도록 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰.