KR20080005778U - 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일종의 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰에 관한 것이다. 본 고안의 회로기판에는 한 곳에 중첩되어 있는 제1회로기판, 제2회로기판, 상기 제1회로기판과 제2회로기판을 분리하는 간격 층을 포함하며, 상기 제1회로기판에는 제1사운드 홀이 형성되어 있고 상기 제1사운드 홀 상단의 제1회로기판 표면에는 MEMS 음향 칩이 설치되어 있으며, 상기 제2회로기판에는 상기 제1사운드 홀과 서로 엇갈려 있으면서 겹쳐져 있지 않은 제2사운드 홀이 형성되어 있으며, 상기 간격층에는 상기 제1사운드 홀 및 제2사운드 홀을 연결하는 중공부(hollow)가 설정되어 있다. 상기와 같이 우회 사운드트랙을 설정함으로써 실리콘 마이크로 폰 을 전자제품 회로기판에 용접할 때 발생되는 납땜 슬래그 등 이물질이 상기 가늘고 긴 사운드트랙을 쉽게 통과하지 못하게 만들며, 또 MEMS 음향 칩 위에 전달되지 못하게 하므로 용접불량이 발생하는 것을 방지하며, 용접완료 후의 사용과정에서 상기 가늘고 긴 사운드 트랙은 마찬가지로 먼지 방지 기능을 발휘할 수 있다.

실리콘 마이크로 폰, 사운드 트랙, 제1사운드 홀, 제2사운드 홀, 중공부

Description

먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰{Silicon microphone having dust prevention sound hole}

본 고안은 일종의 실리콘 마이크로 폰에 관한 것으로, 특히 먼지 방지 효과를 쉽게 이룰 수 있는 일종의 실리콘 콘덴서 마이크로 폰 구조에 관한 것이다.

최근 핸드폰, 노트북 등 전자 제품들의 체적이 점점 작아지고 성능 요구가 점점 높아짐에 따라 그에 따른 부대 부품의 체적도 점점 작아지고 성능 및 일치성도 향상될 것을 요구하고 있다. 이런 배경하에서 중요 부품 중 하나인 마이크로 폰 제품분야에서도 많은 신형 제품을 출시하였는 데 반도체 제조 가공 기술을 이용하여 대량 생산하는 실리콘 마이크로 폰이 그중의 대표적 제품으로 되고 있다. 전자제품의 설치 요구에 따라 실리콘 마이크로 폰 중 일부 제품은 회로 기판에 사운드 홀을 형성함으로써 전자제품 회로기판에 설치시의 "제로 고도"(실리콘 마이크로 폰 의 주요 부분은 전자제품 회로기판 하단에 설치하고 전자제품 회로기판 상단의 높이를 추가하지 않음) 요구에 도달하거나 지향성 등 음향 성능을 만족시켜야 한다.

최근 실리콘 마이크로 폰 회로기판에 사운드 홀을 형성하는 기술관련 특허가 많이 나와 있는데 예를 들면 중국 특허 CN200610153865에서 일종의 "콘덴서 마이크로 폰 및 그 봉입방법"이라는 제목으로 실리콘 마이크로 폰 봉입 방법이 공개되어 있으며, 그 중에서 도 10은 회로기판에 사운드 홀을 형성한 일종의 실리콘 콘덴서 마이크로 폰의 봉입구조를 나타낸 단면도이다.

상기 선 특허를 도 10에서 표시한 바에 따르면, 실리콘 콘덴서 마이크로 폰 에는 하나의 커버(110), 하나의 회로기판(120)이 포함되고, 커버와 회로기판은 결합되어 하나의 캐비티(Cavity)를 형성하며, 회로기판에는 MEMS(마이크로 전자 기계 시스템)음향 칩과 집적회로를 설치하고, MEMS 칩과 집적 회로는 공동으로 음성 신호를 증폭된 후의 전기 신호로 변화시킬 수 있으며, 전기 신호는 회로기판 외측의 접합 패드를 통해 전달되고, 회로기판에서 MEMS칩과 대응되는 위치에 하나의 사운드 홀(120a)이 있으며, 실리콘 마이크로 폰 회로기판의 접합 패드와, 전자제품 회로기판의 접합 패드는 한 곳에 접합되어 있다. 이러한 설계의 장점은 전자제품의 회로기판 위측의 공간을 필요로 하지 않기에 "제로 고도" 설치를 할 수 있는 것이다.

그러나 이런 실리콘 마이크로 폰을 전자제품의 회로기판에 용접할 때 발생 되는 납땜 슬래그, 증기 등이 매우 쉽게 실리콘 마이크로 폰의 사운드 홀에 유입되어 사운드 홀을 막고 MEMS 음향 칩을 파괴하는 등의 문제까지 일으킬 수 있으며, 실리콘 마이크로 폰을 전자제품에 용접 완료 후의 사용과정에서 외부 수증기와 먼지가 매우 쉽게 사운드 홀을 통해 실리콘 마이크로 폰에 유입되어 불량을 일으킨 다. 그러므로 반드시 사운드 홀 부위에 기타 먼지 방지 부품을 추가해야 하는 데 이로 인해 제품 원가가 증가 되고 제품 치수가 커지며 음향 효과에도 일정한 영향을 미치는 현상이 일어나고 있는바, 이는 우리가 바라지 않는 일이다.

본 고안에서 이루고자 하는 기술적 과제는 기타 먼지 방지 부품을 추가하지 않고도 먼지 방지 효과를 쉽게 이룰 수 있고, 제품 치수와 제조 원가를 증가시키지 않는 일종의 특수한 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안의 기술방안은 다음과 같다. 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰에는 마이크로 폰 케이스와 회로기판, 상기 회로기판에 설정된 외부 접속 접합 패드가 포함되고, 상기 회로기판에는 한 곳에 중첩되어 있는 제1회로기판, 제2회로기판, 상기 제1회로기판과 제2회로기판을 분리하는 간격층을 포함하며, 상기 제1회로기판과 상기 케이스는 한 곳에 결합 되어 하나의 밀폐된 캐비티를 형성하고, 상기 제1회로기판에는 제1사운드 홀이 형성되어 있고 상기 제1사운드 홀 상단의 제1회로기판 표면에는 MEMS 음향 칩이 설치되어 있으며, 상기 제2회로기판에는 상기 제1사운드 홀과 서로 엇갈려 있으면서 겹쳐 져 있지 않는 제2사운드 홀이 형성되어 있으며, 상기 간격층에는 상기 제1사운드 홀 및 제2사운드 홀을 연결하는 중공부(hollow)가 설정되어 있다.

최적의 기술 방안에 있어서, 상기 제1회로기판, 제2회로기판 및 간격층 사이에는 삼자간 전기 전도 연결을 유지하게 하는 소정의 금속화 통공이 설정되어 있으며, 상기 외부 접속 접합 패드는 상기 제2회로기판의 외표면에 위치해 있다.

최적의 기술 방안에 있어서, 상기 회로기판의 치수는 상기 케이스의 평면 치수보다 크며, 상기 접합 패드는 상기 제1회로기판에 설정되어 상기 케이스외부의 상단표면에 위치한다.

최적의 기술 방안에 있어서, 상기 제1회로기판과 제2회로기판 사이의 간격층은 금속 재료 또는 전기전도성 고무재료로 된 전기 전도층이며, 상기 전도 전도층에는 제1회로기판과 제2회로기판을 전기적으로 연결하는 소정의 전기 전도점이 있으며, 상기 전기 전도점은 상기 전기 전도층의 기타 부분과 절연된다.

상기 기술 방안을 한층 더 개선함에 있어서, 상기 케이스는 원주형 또는 입방형이며, 상기 회로기판은 상기 케이스에 대응되는 원형 또는 사각형이다.

상기 기술 방안을 한층 더 개선함에 있어서, 상기 간격층의 중공부는 가늘고 긴 형상 또는 원형 또는 사각형이다.

상기 기술 방안을 한층 더 개선함에 있어서, 상기 케이스 위에는 실리콘 마이크로 폰으로 하여금 지향성 기능에 도달하게 하는 사운드 홀이 형성되어 있다.

상기 기술 방안을 한층 더 개선함에 있어서, 상기 회로기판은 수지 재료를 기본재료로 하여 우선 선택한다.

최적의 기술 방안에 있어서, 상기 제1 사운드 홀은 하나의 사운드 홀일 수도 있고 복수개의 사운드 홀일 수도 있다.

최적의 기술 방안에 있어서, 상기 제2사운드 홀은 하나의 사운드 홀일 수도 있고 복수개의 사운드 홀일 수도 있다.

상기 기술 방안에 따른 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰에는 마이크로 폰 케이스와 회로기판, 상기 회로기판에 설정된 외부 접속 접합 패드가 포함되고, 상기 회로기판에는 한 곳에 중첩되어 있는 제1회로기판, 제2회로기판, 상기 제1회로기판과 제2회로기판을 분리하는 간격층을 포함하며, 상기 제1회로기판과 상기 케이스는 한 곳에 결합되어 하나의 밀폐된 캐비티를 형성하고, 상기 제1회로기판에는 제1사운드 홀이 형성되어 있고 상기 제1사운드 홀 상단의 제1회로기판 표면에는 MEMS 음향 칩이 설치되어 있으며, 상기 제2회로기판에는 상기 제1사운드 홀과 서로 엇갈려 있으면서 겹쳐져 있지 않는 제2사운드 홀이 형성되어 있으며, 상기 간격층에는 상기 제1사운드 홀 및 제2사운드 홀을 연결하는 중공부(hollow)가 설정되어 있다.

이렇게 우회 사운드트랙을 설정함으로써 실리콘 마이크로 폰을 전자제품 회로기판에 용접할 때 발생되는 납땜 슬래그 등 이물질이 상기 가늘고 긴 사운드트랙을 쉽게 통과하지 못하고 MEMS 음향 칩 위에 전달되지 못하게 하므로 용접불량이 발생하는 것을 방지하며, 용접완료 후의 사용과정에서 상기 가늘고 긴 사운드트랙 은 마찬가지로 먼지 방지 기능을 발휘할 수 있다.

실시예1:

도 1에 도시한 바와 같이, 실리콘 마이크로 폰(100)에는 하나의 사각형 금속케이스(101), 치수가 금속 케이스 평면 치수와 일치한 하나의 사각형 회로기판(103)을 포함하고, 사각형 금속 케이스와 회로기판은 한 곳에 접착되어 하나의 사각형 캐비티를 형성하며 실리콘 마이크로 폰에 대한 환경 보호 장치로 된다. 회로기판(103)은 3개층으로 구성되는 데 각기 제1회로기판(103a), 제2회로기판(103b) 및 간격층(103c)이며, 간격층은 제1회로기판과 제2회로기판 사이에 배치하고 서로 다른 소리 효과 및 먼지 방지 효과에 근거하여 간격층 두께를 보통 몇 미크로 미터에서 수백 미크로 미터 사이로 설정한다. 제1회로기판에는 하나의 사운드 홀 (102a)(도 2 참조)이 있고, 제2회로기판에는 하나의 사운드 홀(102b)(도 3참조)이 있으며, 간격층에는 하나의 가늘고 긴 캐비티 또는 원형 캐비티(102c)(도 4 또는 도 5 참조)가 있고, 캐비티(102c)는 사운드 홀(102a)과 사운드 홀(102b)을 연결시켜 하나의 가늘고 긴 연결 사운드트랙(102)을 형성하며, 따라서 회로기판(103)은 가늘고 긴 사운드트랙(102)에 의해 관통된다. 제1회로기판(103a)의 사운드 홀 (102a)상단에는 MEMS 음향 칩(104)이 설치되어 있고, 제1회로기판(103a)에는 시뮬레이션 신호를 증폭하는 집적회로(105)도 설치되어 있다. 제2회로기판 외측에는 실리콘 마이크로 폰 전기 신호를 출력하고 실리콘 마이크로 폰을 전자제품에 설치하 는 복수개의 접합패드(106)가 설치되어 있으며, 제1회로기판, 제2회로기판 및 간격층에는 모두 복수개의 금속화 통공(107)이 설정되어 있어 제1회로기판과 간격층 사이, 제2회로기판과 간격층 사이의 전기 전도 연결을 보증해준다. 다층 회로기판 사이의 전기 연결 기술 및 기계 압입 기술이 선행기술로서 잘 알려져 있고 본 고안 설계 취지와 관계가 없다는 점을 감안하여 여기에서 더 자세히 서술하지 않기로 한다.

본 고안에서 실리콘 마이크로 폰을 전자제품 회로기판에 용접시 접합 패드(106)와 전자제품 접합 패드에서 발생한 납땜 슬래그 등 이물질은 가늘고 긴 사운드 트랙(102)을 거쳐야만 MEMS 음향 칩(104) 위에 작용할 수 있고, 마찬가지로 실리콘 마이크로 폰 용접 완료 후의 전자제품 사용 과정에서 먼지, 수증기 등 실리콘 마이크로 폰 성능에 영향을 미칠 수 있는 물질도 가늘고 긴 사운드 트랙(102)을 거쳐야만 MEMS 음향 칩(104) 위에 작용할 수 있으며, 따라서 이러한 불량발생 가능성을 대폭 감소시킨다.

실시예 2:

도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1과 구별되는 점은 본 실시예의 실리콘 마이크로 폰 회로기판(103)의 치수가 케이스(101)의 평면 치수보다 약간 크며, 케이스를 회로기판의 중간 부위에 설치하고, 접합 패드(106)를 제1회로기판(103a)에 설치하며, 실리콘 마이크로 폰을 전자제품에 설치시, 전자제품의 메인 회로기판에 케이스(101)를 수용할 수 있는 하나의 공간을 설정한 다음, 접합 패드(106)를 통해 실리콘 마이크로 폰을 전자제품에 용접하는 것이다. 이러한 구조의 장점은 실리콘 마이크로 폰에서 사용하는 3층 회로기판 중 제1회로기판(103a)이 양면 전기연결성 회로기판이면 되며, 제2회로기판과 간격층은 모두 전기 연결 작용을 구비할 필요가 없고 비전도성 회로기판 기본 재료를 사용하여 가늘고 긴 사운드 트랙(102)을 협조하여 형성하기만 하면 된다.

도 7은 본 실시예에 따라 실리콘 마이크로 폰을 전자제품 회로기판에 설치하는 방식을 표시한다. 실시예1의 "제로 고도" 설치방식에 비해 본 실시예에서는 실리콘 마이크로 폰 설치 후 전자제품 회로기판 상단의 높이가 일정하게 증가 된다.

실시예 3:

실시예 1과 구별되는 점은 본 실시예에서 실리콘 마이크로 폰 회로기판(103)의 구성이 다른 것인데 도 8과 같이, 제1회로기판(103a)과 제2회로기판(103b)사이에 한 개의 층의 금속 전기 전도층 또는 전기전도성 고무(103c)를 채택하여 연결, 분리하며, 도 9와 같이, 103c는 두 부분을 포함하는데 그중 한부분 (103c1)은 제1회로기판(103a)과 제2회로기판(103b)사이의 가장 자리 위치에 환상으로 분포되고, 다른 한부분(103c2)은 제1회로판(103a)과 제2회로기판(103b)사이의 환상부분(103c1)과 접촉하지 않는 위치에 간헐적으로 분포된다. (103c1)과 (103c2)는 제1회로기판 또는 제2회로기판에 사전에 설정할 수 있고, 103c1과 제1회로기판, 제2회로기판은 가늘고 긴 사운드 트랙(102)을 형성하며 전기 전도 작용을 일으킨다. 103c2는 전기 전도 작용을 일으킬 수 있고, 실리콘 마이크로 폰의 제1회로기판과 제2회로기판 사이에 있는 복수개의 신호 통로로 하여금 신호를 접합 패드(106)에 전달하게 한다. 실시예1과 대비하면 본 실시예의 실리콘 마이크로 폰 회로기판은 제작이 더욱 용이하고 두께도 더 얇다.

상기 3개 실시예 중, 모두 사각형 케이스 및 회로기판을 사용하였는 데 케이스는 일체로 된 그루브형 금속 케이스이며, 회로기판은 2층 또는 3층 회로기판으로 구성되고 제1사운드 홀과 제2사운드 홀은 모두 1개이다. 사실상 케이스와 회로기판은 기타 형상일 수도 있는데 케이스는 회로기판 재료, 플라스틱 재료 등으로 제작할 수도 있고 하나의 틀 몸체와 하나의 커버를 조합하여 제작할 수도 있다. 회로기판도 더욱 많은 층수로 구성할 수도 있으며, 케이스에 사운드 홀을 형성하여 지향성 등의 기능을 이룰 수도 있다. 본 고안 중 각 연결부위는 수요에 따라 납땜, 전기전도성 고무 등의 재료를 사용할 수도 있으며, 또한 본 고안중 회로기판은 수지 재료를 기본 재료로 우선 선택할 수 있다. 제1사운드 홀 또는/및 제2사운드 홀은 복수개의 작은 홀일 수도 있고 하나의 사운드 홀과 구별되는 음향 성능 및 먼지 방지 효과를 이룰 수 있다. 결론적으로, 본 고안에 따른 실리콘 마이크로 폰에서 다층 회로기판을 통해 가늘고 긴 사운드 트랙을 설정하는 설계 취지를 위반하지 않는 전제하에서의 각종 기술 선택방식은 모두 본 고안의 보호 범위 내에 속한다. MEMS 음향 칩에 대한 적당한 조정은 본 고안의 취지에 영향을 미치지 않는다는 점을 감안하여 도면 중 MEMS 음향 칩은 간단한 도면으로만 표시하였다.

도 1은 본 고안 실시예 1의 구조 원리도.

도 2는 본 고안 실시예 1의 제1회로기판 평면도.

도 3은 본 고안 실시예 1의 제2회로기판 평면도.

도 4는 본 고안 실시예 1의 간격층 평면도.

도 5는 본 고안 실시예 1의 다른 한 종류의 간격층 평면도.

도 6은 본 고안 실시예 2의 구조 원리도.

도 7은 본 고안 실시예 2의 실리콘 마이크로 폰 설치 설명도.

도 8은 본 고안 실시예 3의 구조 원리도.

도 9는 본 고안 실시예 3에서 제1회로기판과 제2회로기판 사이의 분리 전기전도 재료 분포 설명도.

도 10은 본 고안 배경 기술 설명도.

Claims (10)

1. 마이크로 폰 케이스 및 회로기판, 회로기판에 설정된 외부 접속 접합 패드를 포함하며,

   상기 회로기판에는 한 곳에 중첩되어 있는 제1회로기판, 제2회로기판, 상기 제1회로기판과 제2회로기판을 분리하는 간격층을 포함하고 있으며, 상기 제1회로기판과 상기 케이스는 한 곳에 결합 되어 하나의 밀폐된 캐비티를 형성하며, 상기 제1회로기판에는 제1사운드 홀이 형성되어 있고 상기 제1사운드 홀 상단의 제1회로기판 표면에는 MEMS 음향 칩이 설치되어 있으며, 상기 제2회로기판에는 상기 제1사운드 홀과 서로 엇갈려 있으면서 겹쳐져 있지 않는 제2사운드 홀이 형성되어 있으며, 상기 간격층에는 상기 제1사운드 홀 및 제2사운드 홀을 연결하는 중공부(hollow)가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 실리콘 마이크로 폰 .
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1회로기판, 제2회로기판 및 간격층 사이에는 삼자간 전기 전도 연결을 유지하게 하는 소정의 금속화 통공이 설정되어 있으며, 상기 외부접속 접합패드는 상기 제2회로기판의 외표면에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회로기판의 치수는 상기 케이스의 평면 치수보다 크며, 상기 접합 패드는 상기 제1회로기판에 설정되어 상기 케이스 외부의 상단 표면에 위치하는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1회로기판과 제2회로기판 사이의 간격층은 금속 재료 또는 전기 전도성 고무 재료로 된 전기 전도층이며, 상기 전기 전도층에는 제1회로기판과 제2회로기판을 전기적으로 연결하는 소정의 전기 전도점이 있으며, 상기 전기 전도점은 상기 전기 전도층의 나머지 부분과 절연되는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
5. 제 1, 2, 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 케이스는 원주형 또는 입방형이며, 상기 회로기판은 케이스에 대응되는 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
6. 제 1, 2, 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 간격층의 중공부는 가늘고 긴 형상 또는 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
7. 제 1, 2, 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 케이스 위에는 실리콘 마이크로 폰으로 하여금 지향성 기능에 도달하게 하는 사운드 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 회로기판은 수지 재료로 된 회로기판인 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 사운드 홀은 하나의 사운드 홀일 수도 있고 복수개의 사운드 홀일 수도 있는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2사운드 홀은 하나의 사운드 홀일 수도 있고 복수개의 사운드 홀일 수도 있는 것을 특징으로 하는 먼지 방지 사운드 홀을 갖는 특징으로 하는 실리콘 마이크로 폰 .

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