KR20030010042A - 초박형 단일 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰 구조 및생산공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정 방향으로 입사되는 음만을 큰 출력으로 재생시키며 일정 방향 이외의 음은 감쇠 출력시키는 단일 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰 ( Uni-Directional Condenser Microphone )을 초박형으로 구현 제조 할 수 있는 제품 구조 및 부품 재질 ,공정 개선 에 관한 것이다.

Description

초박형 단일 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰 구조 및 생산 공정 { Structure of ultra slim Uni-directional Electret Condenser microphone and Production Process }

본 발명은 일정 방향으로 입사되는 음만을 충실히 재생하고 이 방향 이외의 입사음은 위상차를 이용하여 감쇠 시키는 단일 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 마이크로폰 구조와 부품의 재질 그리고 생산공정의 단순화 에 대한 것이다.

종래의 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰은 첨부도면 1 에서와 같이 위상 지연 특성을 이끌어 내기 위하여 수지성분 으로 제작된 위상 지연 필터 (PDE)를 사용하였다. 수지 위상 지연 필터을 이용하여 case 홀로 입사하는 음과 마이크로폰의 PCB 홀로 입사하는 음이 일정 위상차를 가지고 합하거나 나누어 져서 후방 180˚PCB면)에서 들어오는 입사음의 감도를 상쇄시켜 주는 것으로 이러한 수지 필터를 적용하여 지향특성을 이끌어 내기 위해서는 후면에서 입사하는 음이 수지를 통해서만 들어 갈수 있도록 일정 형태의 구조물을 이용하여 수지를 고정 하여야 한다. 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 180˚후방에서 들어오는 음을 상쇄시키기 위하여서는 음의 위상 지연 비율을 위상지연 수지 필터로 조정하여 주어야 하는데 이러한 수지 필터의 조율은 수지 필터 제작에 사용되는 분말 입자의 조절이나 압축정도 에 따라 달라지게 된다. 그러나 수지필터의 특성상 두께가 낮은 부품은 압축 소결의 방법으로 특성을 조율하기가 어렵기 때문에 대량 양산을 위하여서는 일정 두께 이상을 유지 하여야 한다. 이러한 문제점으로 인하여 지향성 일렛트릿 마이크로폰은 일정 두께의 수지 와 이를 고정 시킬 수 있는 구조물의 크기 만큼의 공간이 필요하게 된다. 따라서 기존의 지향성 일렛트릿 마이크로폰은 박형화가 불가능하게 된다.

종래의 위상 지연 수지 필터 적용 제품의 또다른 문제점으로는 음성 품질 신뢰성이 있다. 수지 분말의 경우 고온에서 장시간 사용하게 되면 수지분말의 변형으로 인하여 전체적인 지향 특성 및 주파수 특성의 변화로 음성 품질 저하의 가능성이 높다.

또한 수지 필터의 경우 전기 전도성이 없는 부도체이기 때문에 마이크로폰에서 발생되는 전기 신호를 전달하기 위해서는 전기 신호 전달 매체가 따로 구성 되어야 한다. 도면 2에서 보는 바와 같이 위상 지연 필터를 고정 시키는 구조물을 통하여 전기 신호 전달을 위한 선이 연결되어 있던가 아니면 전기 전달 매체 안에 고정 장착하여야 한다. 따라서 위상 지연 필터를 고정 구조물에 삽입하는 공정이 필요하게 되며 이러한 삽입공정은 생산 라인에서의 연속적인 공정이 불가능하게 되는 원인이 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 지향성 마이크로폰 에 적용되는 필터의 재질과 마이크로폰의 구조 변경을 통하여 초박형 지향성 마이크로폰을 만들어 내며 전기 전도성이 높은 동분말 재질의 필터를 사용하여 기존의 고온에서의 신뢰성 문제를 해결함과 동시에 필터의 고정 작업을 제거 함으로서 연속적인 공정이 가능하도록 공정 개선을 이루는 것에 목적을 두고 있다.

본 발명의 목적인 초박형, 고신뢰성 의 지향성 마이크로폰을 만들어 내기 위하여, 수지 필터의 문제점으로 나타났던 양산시의 두께 문제 와 전기 전도성 문제를 해결할수 있는 동소결 위상 지연 필터를 만들었다. 동소결 필터를 적용하게 됨에 따라 수지 필터에서 문제로 나타났던 필터 두께를 현저하게 낮추어 양산을 할 수 있게 되었으며 동의 온도 특성을 이용하여 기존의 수지 변화 온도에서도 안정되게 동작할 수 있는 품질 신뢰성을 이끌어 내었다. 또한 동소결분말의 전기 전도 특성을 이용하여 마이크로폰 전기 신호를 바로 연결할 수 있는 매체로 사용함으로서 지향성 마이크로폰의 박형화를 이루어 내었다.

또한 공정상에서도 위상 지연 필터의 고정 작업을 위한 삽입 공정을 바로 부품에 적층하는 공정으로 변환시킴으로서 연속적인 공정 진행이 가능하도록 하였다.

도 1은 종래 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 구조를 도시한 단면도.

도 2는 종래 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 위상지연 필터 및 초박형 구현의 문제점 모식도

도 3은 종래의 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 제작공정의 문제점.

도 4은 본 발명에 따른 초박형 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 구조도.

도 5는 종래 제작 공정과 본 발명에 따른 제작 공정의 비교

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 마이크로폰의 음성신호를 전기신호로 변환하기 위하여 기본적으로 진동막과 electret의 음향 소자와 마이크로폰의 지향특성을 이끌어 내기 위하여 필요한 동소결 위상지연 필터를 electret 뒷단에 포함하고 있으며 동소결 위상 지연필터 뒷단에는 이 소자들을 통하여 만들어진 전기 신호를 외부회로에 전달할수 있도록 impedance matching을 시켜주는 FET와 외부 단자와의 연결을 위한 PCB로 이루어져 있다..

이 때의 PCB ( 인쇄회로기판 ) 는 FET를 실장하고 있으며 출력단 으로부터 들어오는 고주파 간섭을 차단하기 위해서, capacitor, 저항, 다이오드로 구성된 고주파 차단 filter 부품을 실장 할 수 있다.

이 때의 PCB (인쇄회로기판 ) 는 외부의 강력한 정전기에 대한 보호로 ESD ( Electro Static Discharge ) 보호 회로를 실장 할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰의 크기를 소형화 시킬 수 있으며 또한 기존의 수지 필터의 고온 고습환경 하에서 발생되던 수지 변형에 의한 제품 신뢰도 문제를 현저히 개선시킬 수 있게 된다. 또한 기존 생산 공정 하에서 적용되던 수지 위상 지연 필터의 구조물 삽입 공정을 동분말 위상지연 필터의 적층 삽입 공정으로 변경함으로서 연속 공정의 진행이 가능하게 됨에 따라 제품 생산성의 극대화를 이룰 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 높이 2.7㎜ 이하의 동분말 위상 지연 필터를 적용한 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰
2. 동분말 위상 지연 필터를 적용하여 부품 적층 형식으로 구성된 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰
3. 동분말 위상지연 소자를 사용하여 고온, 고습 등의 신뢰성을 향상 시키는 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰
4. 동분말의 압축 소결을 통한 두께 0,4㎜ 이하의 위상 지연 필터를 사용하는 지향성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰
5. 출력단 으로부터 들어오는 고주파 간섭을 차단하기 위해서, capacitor, 저항, 다이오드로 구성된 고주파 차단 filter 부품 및 정전기에 대한 보호로 ESD 보호 회로를 PCB 에 실장할 수 있는 지향 성 일렛트릿 콘덴서 마이크로폰