KR20060069382A

KR20060069382A - 콘덴서 마이크로폰을 메인 ｐｃｂ에 실장하는 방법

Info

Publication number: KR20060069382A
Application number: KR1020060040170A
Authority: KR
Inventors: 송청담; 정익주; 김현호
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2006-06-21

Abstract

본 발명은 메인 PCB(예컨대, 휴대폰 PCB)에 콘덴서 마이크로폰을 실장하는 방법을 개시한다. 본 발명의 방법은 전자제품의 케이스에 음향홀이 형성되어 있고, 상기 전자제품의 케이스의 음향홀을 통해 외부 음원으로부터 음향을 입력받기 위한 콘덴서 마이크로폰을 상기 전자제품의 메인 PCB에 실장하는 방법에 있어서, 상기 전자제품의 메인 PCB에 외부 음향을 통과시키기 위한 관통공을 형성하는 단계; 마이크로폰의 PCB에 외부음을 유입하기 위한 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 준비하는 단계; 상기 PCB에 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 관통공이 형성된 메인 PCB에 상기 음공과 상기 관통공이 일치하도록 정렬하는 단계; 및 상기 콘덴서 마이크로폰의 접속단자를 상기 메인 PCB의 랜드에 솔더링하는 단계를 포함하여 외부 음원으로부터의 음향이 상기 전자제품 케이스의 음공과, 상기 전자제품 메인 PCB의 관통공을 거쳐 상기 콘덴서 마이크로폰의 PCB 음공으로 유입되는 것이다.

따라서 본 발명에 따르면 콘덴서 마이크로폰이 실장된 메인 PCB를 필요에 따라 부품면이 안쪽으로 향하도록 전자제품에 실장하더라도 음원으로부터의 음파전달 경로가 짧아 양호한 음질을 유지할 수 있다.

콘덴서 마이크로폰, 실장, 음공, 메인 PCB, SMD, 음파전달

Description

콘덴서 마이크로폰을 메인 ＰＣＢ에 실장하는 방법{ Method of mounting a condenser microphone on main ＰＣＢ }

도 1a는 종래 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰을 도시한 사시도,

도 1b는 종래 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰의 측면도,

도 2a는 본 발명에 따라 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰을 도시한 사시도,

도 2b는 본 발명에 따라 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 실장법을 적용하기에 적합한 콘덴서 마이크로폰의 외관도,

도 4는 본 발명에 적합한 콘덴서 마이크로폰의 예를 도시한 측단면도,

도 5는 본 발명에 적합한 콘덴서 마이크로폰의 다른 예를 도시한 측단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100,300,400,500: 마이크로폰 200: 메인 PCB

202: 통공 110,418,518: PCB

110a,418a,518a: 음공 412,512: 진동막

30: 전자제품 케이스

본 발명은 콘덴서 마이크로폰의 실장방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 콘덴서 마이크로폰을 전자제품의 메인 PCB에 실장하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소비자들은 전자제품의 고기능화와 함께 소형화에 대한 욕구가 강하므로 제조업체에서는 소비자의 욕구를 충족시키기 위하여 제품의 소형화에 심혈을 기울이고 있다. 그리고 제품의 소형화를 위해서는 표면실장기술(SMT:Surface Mount Technology)을 사용해야 하는데, 표면실장기술을 적용하려면 SMD(Surface Mount Device) 리플로우(reflow)시에 부품에 고온이 가해지기 때문에 온도에 약한 부품은 SMD기술을 적용할 수 없다.

또한 SMD기술을 적용한다 하더라도 부품 자체는 어느정도 두께를 갖기 때문에 전자제품에 메인 PCB를 실장할 경우 부품면이 안쪽을 향하도록 실장할 필요가 있다.

그런데 종래의 콘덴서 마이크로폰은 후술하는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 콘덴서 마이크로폰의 케이스에 음공이 형성되어 있기 때문에 음원에 대해 메인 PCB의 부품면을 반대로 하는 실장(즉, 부품면이 안쪽을 향하도록 하는 실장)이 어려운 문제점이 있고, 이와 같이 부품면을 안쪽으로 실장하면 외부 음원으로부터 음파 전달 경로가 멀어져 음질이 떨어지는 문제점이 있다.

도 1a는 종래 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰을 도시한 사시도이고, 도 1b는 종래 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰의 측면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 콘덴서 마이크로폰(10)은 케이스(12)에 음공(12a)이 형성되어 마이크로폰의 PCB(14)를 메인 PCB(20) 위에 올려놓고 솔더링(22)하여 마이크로폰의 접촉단자(14a,14b)를 메인 PCB(20)의 랜드에 부착하였다. 그리고 외부 음원으로부터 음파가 마이크로폰(10)으로 직접 전달되게 하기 위해서 전자제품의 케이스(30)측을 향하도록 콘덴서 마이크로폰(10)을 메인 PCB(20)의 솔더링면(20a)에 실장할 필요가 있고, 이 경우 전자제품의 케이스(30)와 메인 PCB(20) 사이에 적어도 부품의 두께 이상의 실장공간(d1)이 필요하였다. 미설명부호 20b는 메인 PCB의 부품면이고, 30a는 전자제품의 케이스(30)에 형성된 음공이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 음공을 마이크로폰의 케이스가 아닌 마이크로폰의 PCB에 형성하고, 메인 PCB에는 음파전달을 위한 관통공을 형성한 후, 외부 음파가 메인 PCB의 관통공을 거쳐 마이크로폰의 PCB측 음공으로 유입되도록 콘덴서 마이크로폰을 메인 PCB에 실장함으로써 제품의 실장 공간을 컴팩트하게 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 전자제품의 케이스에 음향홀이 형성되어 있고, 상기 전자제품의 케이스의 음향홀을 통해 외부 음원으로부터 음향을 입력받기 위한 콘덴서 마이크로폰을 상기 전자제품의 메인 PCB에 실장하는 방법에 있어서, 상기 전자제품의 메인 PCB에 외부 음향을 통과시키기 위한 관통공을 형성하는 단계; 마이크로폰의 PCB에 외부음을 유입하기 위한 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 준비하는 단계; 상기 PCB에 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 관통공이 형성된 메인 PCB에 상기 음공과 상기 관통공이 일치하도록 정렬하는 단계; 및 상기 콘덴서 마이크로폰의 접속단자를 상기 메인 PCB의 랜드에 솔더링하는 단계를 포함하여 외부 음원으로부터의 음향이 상기 전자제품 케이스의 음공과, 상기 전자제품 메인 PCB의 관통공을 거쳐 상기 콘덴서 마이크로폰의 PCB 음공으로 유입되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

[발명의 개념]

도 2a는 본 발명에 따라 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰을 도시한 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따라 메인 PCB에 실장된 콘덴서 마이크로폰의 측면도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)은 메 인 PCB(200)에 형성된 관통공(202) 부위의 부품실장면(200a)에 통상의 솔더링 방법이나 SMD 리플로우를 통해 부착되어 음원으로부터의 음파가 메인 PCB(200)의 관통공(202)을 거쳐 콘덴서 마이크로폰(100)으로 전달되도록 되어 있다. 이와 같은 본 발명의 실장법에 따르면, 메인 PCB(200)를 부품면(200a)이 안쪽으로 향하도록 실장할 수 있으므로 부품의 두께에 제한됨이 없이 전자제품의 케이스(30)와 메인 PCB(200) 사이에 최소공간의 두께(d2)로 해당 전자제품(예컨대, 휴대폰이나 카셋트 녹음기 등)에 실장될 수 있다.

이를 위해 본 발명의 콘덴서 마이크로폰(100)은 케이스(102)에는 음공이 형성되어 있지 않고, PCB(110)에 음공(110a)이 형성되어 있고, 조립이 완료된 콘덴서 마이크로폰(100)을 메인 PCB(200)의 관통공(202) 근처 부품면(200a)에 위치시켜 접속단자(112,114)를 메인 PCB(200)의 패턴(랜드)과 솔더링(204)하여 실장 완료한다. 그리고 콘덴서 마이크로폰(100)이 실장된 메인 PCB(200)는 전자제품 케이스(30)의 음공(30a)과 메인 PCB(200)의 관통공(202)이 일치하도록 위치시킨 후 메인 PCB(200)의 솔더링면(200b)이 전자제품의 케이스(30)를 향하도록 전자제품에 실장한다.

이와 같이 본 발명에 따라 실장이 완료된 콘덴서 마이크로폰(100)은 외부 음원으로부터 케이스의 음공(30a)을 거쳐 메인 PCB의 관통공(202)으로 음파를 전달받아 마이크로폰의 PCB(110)에 형성된 음공(110a)을 통해 내부 공간(챔버)으로 유입시키고, 이 음압에 의해 진동막이 진동되면서 진동막과 백플레이트 사이의 간격이 변동됨으로써 정전용량이 가변되어 음파를 전기적인 신호로 변환한다. 따라서 본 발명에 따르면 콘덴서 마이크로폰(100)이 실장된 메인 PCB(200)를 필요에 따라 부품면이 안쪽으로 향하도록 전자제품에 실장하더라도 음원으로부터의 음파전달 경로가 짧아 양호한 음질을 유지할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 실장법을 SMD방식에 적용하기에 적합한 콘덴서 마이크로폰의 외관도이다.

본 발명에 따라 케이스가 아닌 PCB에 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰(300)은 SMD방식으로 메인 PCB(200)에 실장하기 적합하도록 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 마이크로폰 PCB의 전기접속 전극(306,308)이 케이스(302)의 커링면에 비해 돌출됨과 아울러 내부의 중심에 음공(304)이 형성되고, 전기접속 전극(306,308)이 내부와 외부의 2개의 도넛 모양의 원판으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 SMD 리플로우 과정에서 생성되는 기체를 배출하기 위하여 외부 원판 전극(306)에는 내측에서 외측으로 기울기를 갖는 3개의 배출홈(310)을 형성하는 것이 바람직하다.

[제1 실시예]

도 4는 본 발명에 적합한 콘덴서 마이크로폰의 예를 도시한 측단면도로서, 본 발명의 콘덴서 마이크로폰(400)은 바닥면이 막히고 일면이 개방된 원통형 케이스(402)에 케이스(402)와 동일한 원통형으로 되어 케이스(402)에 삽입되고 고온에 강한 절연재료로 된 절연링(404)에 의해 내부 소자들이 보호되도록 되어 있는데, 절연링(404) 내측에는 제1 금속링(406)과, 백플레이트(Back plate: 408), 스페이 서(spacer: 410), 진동막(Diaphragm: 412), 폴라링(414), 제2 금속링(416), 부품(IC, MLCC)이 실장되고 음공(418a)이 형성된 PCB(418)가 배설되어 있다.

도 4를 참조하면, 백플레이트(408)는 도체로 된 원통형의 제1 금속링(406)을 통해 케이스(402)의 바닥면에 접촉 지지되고, 진동막(412)은 폴라링(414)과 도체로 된 원통형의 제2 금속링(416)에 의해 PCB(418) 상에 지지되어 있으며, PCB(418)에는 외부 음원으로부터 음파를 유입시키기 위한 음공(418a)이 형성되어 있다.

그리고 본 발명에 따른 백플레이트(408)에 부착되는 일렉트릿(Electret) 재료나 스페이서(410), 진동막(412), 및 절연링(404)은 내열성과 내약품성을 가진 불소수지 계열, 폴리머 계열, 또는 플라스틱 계열의 재료로 제조된다.

한편, PCB(418)의 노출면은 도 3에 도시된 바아 같이, 케이스(402)의 커링면보다 돌출되게 접속단자(420,422)가 형성되어 마이크로폰(400)이 메인 PCB(200: 예컨대, 휴대폰의 PCB)에 SMD방식으로 부착될 수 있도록 되어 있다. 이를 위한 접속단자는 도 3에 도시된 바와 같이, 내측에 Vdd 접속을 위한 원형 단자(422)가 형성되어 있고, 일정 간격을 두고 외측에 원형의 접지단자(420)가 형성되어 있으며, 이 접지단자(420)는 SMD방식에 의한 접착시 발생되는 가스를 배출할 수 있도록 3개의 가스 배출 홈(310)에 의해 3개로 분리되어 있다.

이와 같은 본 발명의 콘덴서 마이크로폰의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 마이크로폰의 접속단자(420,422)가 메인 PCB(200)에 접속되어 Vdd와 GND 전원이 인가되면, 본 발명에 따른 마이크로폰(400)이 동작을 하게 된다. 이때 진동막(412)은 폴라링(414)와 제2 금속링(416)을 통해 PCB(418)에 전기적 으로 연결되고, 백플레이트(408)는 제1 금속링(406)과 케이스(402)를 통해 PCB(418)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 말을 하면, 메인 PCB(200)의 통공(202)을 통해 유입된 음압이 PCB의 음공(418a)을 거쳐 진동막(412)에 가해지면서 진동막(412)이 진동하게 되고, 이에 따라 진동막(412)과 백플레이트(408)와의 간격이 변하게 된다. 그리고 음압에 의해 간격이 변하게 되면, 진동막(412)과 백 플레이트(408)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 앞서의 전기적인 연결선로를 따라 PCB(418)에 실장된 IC로 전달되어 증폭된 후 접속단자(420,422)를 통해 메인 PCB(200)로 전달된다.

[제2 실시예]

도 5는 본 발명에 적합한 콘덴서 마이크로폰의 다른 예를 도시한 측단면도로서 본 발명의 콘덴서 마이크로폰(500)은, 일면이 개구되고 바닥면이 막힌 원통형의 케이스(502)에 케이스(502)와 동일한 원통형이고 고온에 강한 절연재료로 된 절연링(504)이 삽입되어 있고, 이 절연링(504) 안에 금속링(506)과 백플레이트(508), 스페이서(510), 진동막(512), 폴라링(514)이 삽입되어 있고, 이어 통합 베이스링(516)에 의해 절연링(504)과 폴라링(514)이 함께 PCB(518)에 지지되는 구조이다. 이때, 진동막(512)과 폴라링(514)은 일체형으로 형성할 수도 있고, 통합 베이스링(516)의 내주면에는 폴라링(514)을 통해 진동막(512)과 PCB(518) 사이에 전기적인 접속을 제공하기 위한 도전층(516a)이 형성되어 있으며, PCB(518)에는 부품(IC, MLCC)이 실장됨과 아울러 음파를 전달하기 위한 음공(518a)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 마이크로폰의 접속단자(520,522)가 메인 PCB(200)에 접속되어 Vdd와 GND 전원이 인가되면, 본 발명에 따른 마이크로폰(500)이 동작을 하게 된다. 이때 진동막(512)은 폴라링(514)와 통합 베이스의 도전층(516a)을 통해 PCB(518)에 전기적으로 연결되고, 백플레이트(508)는 금속링(506)과 케이스(502)를 통해 PCB(518)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 말을 하면, 메인 PCB(200)의 통공(202)을 통해 유입된 음압이 PCB의 음공(518a)을 거쳐 진동막(512)에 가해지면서 진동막(512)이 진동하게 되고, 이에 따라 진동막(512)과 백플레이트(508)와의 간격이 변하게 된다. 그리고 음압에 의해 간격이 변하게 되면, 진동막(512)과 백 플레이트(508)에 의해 형성된 정전용량이 변화되어 음파에 따른 전기적인 신호(전압)의 변화를 얻을 수 있고, 이 신호가 앞서의 전기적인 연결선로를 따라 PCB(518)에 실장된 IC로 전달되어 증폭된 후 접속단자(520,522)를 통해 메인 PCB(200)로 전달된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 마이크로폰의 케이스가 아닌 PCB에 음공을 형성한 후 메인 PCB에 형성된 관통공을 통해 외부 음원으로부터 유입된 음압에 의해 동작할 수 있도록 함으로써 메인 PCB의 실장 환경을 자유롭게 할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따르면 콘덴서 마이크로폰이 실장된 메인 PCB 를 필요에 따라 부품면이 안쪽으로 향하도록 전자제품에 실장하더라도 외부 음원으로부터의 음파전달 경로가 짧아 양호한 음질을 유지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

전자제품의 케이스에 음향홀이 형성되어 있고, 상기 전자제품의 케이스의 음향홀을 통해 외부 음원으로부터 음향을 입력받기 위한 콘덴서 마이크로폰을 상기 전자제품의 메인 PCB에 실장하는 방법에 있어서,

상기 전자제품의 메인 PCB에 외부 음향을 통과시키기 위한 관통공을 형성하는 단계;

마이크로폰의 PCB에 외부음을 유입하기 위한 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 준비하는 단계;

상기 PCB에 음공이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 관통공이 형성된 메인 PCB에 상기 음공과 상기 관통공이 일치하도록 정렬하는 단계; 및

상기 콘덴서 마이크로폰의 접속단자를 상기 메인 PCB의 랜드에 솔더링하는 단계를 포함하여

외부 음원으로부터의 음향이 상기 전자제품 케이스의 음공과, 상기 전자제품 메인 PCB의 관통공을 거쳐 상기 콘덴서 마이크로폰의 PCB 음공으로 유입되는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰을 메인 PCB에 실장하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서 마이크로폰은,

바닥면이 막히고 타면이 개구된 통형으로 되어 개구면이 커링된 케이스;

상기 케이스에 삽입되어 내부 소자를 외부 열로부터 보호함과 아울러 절연기 능을 제공하기 위한 절연링;

상기 절연링 안에서 상기 케이스의 바닥면에 접촉되는 제1 금속링;

상기 절연링 안에서 상기 제1 금속링에 접촉되는 백플레이트;

상기 절연링 안에서 상기 백플레이트에 접촉되는 스페이서;

상기 절연링 안에 상기 스페이서를 사이에 두고 상기 백플레이트와 대향하도록 삽입된 진동막;

상기 절연링 안에서 상기 진동막을 지지하기 위한 폴라링;

상기 절연링 안에서 상기 폴라링을 지지함과 아울러 진동막에 대한 전기적인 접속통로를 제공하기 위한 제2 금속링; 및

상기 제2 금속링을 통해 상기 진동막과 전기적으로 연결되고, 상기 케이스를 통해 상기 백플레이트와 전기적으로 연결되며, 음공이 형성되어 있고 상기 케이스의 커링면에 비해 돌출된 접속단자를 갖는 PCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰을 메인 PCB에 실장하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 콘덴서 마이크로폰은,

바닥면이 막히고 타면이 개구된 통형으로 되어 개구면이 커링된 케이스;

상기 케이스에 삽입되어 내부 소자를 외부 열로부터 보호함과 아울러 절연기능을 제공하기 위한 절연링;

상기 절연링 안에서 상기 케이스의 바닥면에 접촉되는 금속링;

상기 절연링 안에서 상기 금속링에 접촉되는 백플레이트;

상기 절연링 안에서 상기 백플레이트에 접촉되는 스페이서;

상기 절연링 안에 상기 스페이서를 사이에 두고 상기 백플레이트와 대향하도록 삽입된 진동막;

상기 절연링 안에서 상기 진동막을 지지하기 위한 폴라링;

상기 절연링과 상기 폴라링을 지지하고, 내주면에는 상기 폴라링을 통해 상기 진동막에 전기적인 접속을 제공하기 위한 도전층이 절연체링에 형성된 통합 베이스링;

상기 통합 베이스의 도전층을 통해 상기 진동막과 전기적으로 연결되고, 상기 케이스를 통해 상기 백플레이트와 전기적으로 연결되며, 음공이 형성되어 있고 상기 케이스의 커링면에 비해 돌출된 접속단자를 갖는 PCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰을 메인 PCB에 실장하는 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 접속단자는

내측에 형성된 원판형 제1 단자와, 상기 제1 단자와 일정 간격을 두고 외측에 형성된 원판형의 제2단자로 이루어지고, 상기 제2 단자는 SMD방식에 의한 접착시 발생되는 가스를 배출할 수 있도록 가스 배출 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰을 메인 PCB에 실장하는 방법.