KR20090102117A - 인쇄회로기판 및 이를 구비한 마이크로폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판 및 이를 구비한 마이크로폰에 관한 것이다. 본 발명의 인쇄회로기판은, 케이스와, 상기 케이스 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호를 변환하는 전기신호발생부를 포함하여 이루어진 마이크로폰에 사용되는 것으로서,상기 인쇄회로기판은, 2개 이상의 개별층이 적층되어 결합된 다수층으로 이루어져 있고, 외부로부터 음향이 유입될 수 있도록 관통된 음공이 형성되어 있으며, 상기 다수층의 사이에 배치되되 적어도 상기 음공의 면적보다는 크도록 형성되어 배치되고, 소리는 통과시키되 이물질은 통과시키지 않는 다수의 관통공을 가진 이물질 유입방지부재를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 인쇄회로기판에 의하면, 음공에 이물질 유입방지부재가 구비되어 있기 때문에, 외부로부터 먼지 등의 이물질이 음공을 통과하지 못한다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 구비한 마이크로폰{Printed circuit board and mircophone having the same}

본 발명은 인쇄회로기판 및 이를 구비한 마이크로폰에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음공을 구비하되, 그 음공을 통해 마이크로폰 내부로 먼지 등의 이물질의 유입이 방지될 수 있는 이물질 유입방지 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 및 이를 구비한 마이크로폰에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 소정의 전자부품을 전기적으로 연결시키거나 또는 기계적으로 고정시켜 주는 역할을 수행하는 것으로서, 페놀 수지 또는 에폭시 수지 등의 절연층과 절연층에 부착되어 소정의 배선패턴이 형성되는 동박층이 적층되어 구성된다.

인쇄회로기판은 직조된 유리섬유에 BT나 FR-4, 또는 다른 수지를 함침시켜 코어(core)를 제조한 후 코어의 양면에 동박을 적층하여 내층 회로를 형성하고, 이후 서브트랙티브(Subtractive) 공정이나 세미 어디티브(Semi-additive) 공정 등을 이용하여 제조된다.

일반적인 방법으로 제조된 인쇄회로기판은 마이크로폰에 장착되어 사용된다. 마이크로폰의 종류는 다양하지만, 현재 모든 마이크로폰은 각종 전기적인 회로소자부품이 실장되는 인쇄회로기판을 구비하고 있다.

한편, 본 명세서에 있어서, 관심의 대상이 되는 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판은, 마이크로폰의 내부로 음향이 유입될 수 있는 음공(sound hole)을 구비하고 있다. 마이크로폰에 따라서는, 인쇄회로기판에 음공이 구비되어 있지 않고 외부 케이스에만 음공을 구비하고 있는 경우도 있으나, 본 발명의 대상은 음공을 구비하고 있는 인쇄회로기판에 한정하기로 한다.

그런데, 음공을 구비하고 있는 인쇄회로기판의 경우, 음공을 통해 각종 소리가 마이크로폰의 내부로 들어오는 것을 물론, 공기 중에 떠다니는 먼지 등과 같은 이물질이 유입된다. 먼지 등의 이물질이 마이크로폰의 내부로 유입되게 되면, 내부에 구비되어 있는 각종 부품들에 쌓이게 되어 마이크로폰의 성능에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있다.

한편, 본 발명의 대상인 인쇄회로기판이 적용되는 마이크로폰은, 외부의 음성신호를 전기신호로 변환하는 장치로써 핸드폰, MP3, 전화기 등의 통신기기와 보청기 등의 의료기기 또는 소형화된 다기능 스마트 센서에 내장되거나 소형 정밀 기기 등에 주로 사용되고 있는 소형의 마이크로폰이다. 그런데 이러한 소형의 마이크로폰은, 그 크기가 작아 확보할 수 있는 그라운드(ground) 면적이 적기 때문에 음향특성 개선이 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하고자, 인쇄회로기판에 형성된 음공에 이물질 유입방지부재를 구비함으로써 그 음공을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 인쇄회로기판은, 케이스와, 상기 케이스 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호를 변환하는 전기신호발생부를 포함하여 이루어진 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판으로서, 상기 인쇄회로기판은, 2개 이상의 개별층이 적층되어 결합된 다수층으로 이루어져 있고, 외부로부터 음향이 유입될 수 있도록 관통된 음공이 형성되어 있으며, 상기 다수층의 사이에 배치되되 적어도 상기 음공의 면적보다는 크도록 형성되어 배치되고, 소리는 통과시키되 이물질은 통과시키지 않는 다수의 관통공을 가진 이물질 유입방지부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 이물질 유입방지 부재는 그물형태를 가지는 메쉬(mesh)부재인 것이 바람직하다.

한편, 상기 이물질 유입방지 부재는, 상기 결합된 다수층의 면적과 동일한 것이 바람직하다.

그리고, 상기 이물질 유입방지 부재는 도전성을 가지는 메탈소재로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판에 의하면, 음공에 이물질 유입방지부재가 구비되어 있기 때문에, 외부로부터 먼지 등의 이물질이 음공을 통과하지 못한다는 효과를 얻을 수 있으며, 또한 이물질 유입방지부재를 금속부재로 구비하는 경우, 상대적으로 넓은 접지면적을 확보하는 것이 가능하여 이를 적용한 마이크로폰의 음향특성이 개선된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 인쇄회로기판의 사시도,

도 2는 도 1의 음공을 가로지르는 면에 따른 개략적 단면도,

도 3은 도 1의 인쇄회로기판이 적용된 마이크로폰의 사시도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 개략적 단면도,

도 5는 도 1의 음공부분을 확대한 평면도,

도 6은 도 1의 이물질 유입방지부재의 다른 실시예의 도시한 음공부분의 확대 평면도.

도 7은, 본 발명에 따른 다른 실시예의 마이크로폰의 개략적 단면도.

본 발명에 따른 일 실시예의 인쇄회로기판을 첨부된 도면을 참조하며 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 일실시예의 인쇄회로기판의 사시도이고, 도 2는 도 1의 음공을 가로지르는 면에 따른 개략적 단면도이다. 도 3, 4는 도 1의 인쇄회로기판이 적용된 마이크로폰의 사시도 및 단면도이다.

상기 인쇄회로기판(1)은, 마이크로폰(100)에 장착된다.

먼저, 도 3과 도 4를 참조하며 본 발명의 일실시예의 인쇄회로기판이 장착된 마이크로폰(100)에 대해 설명한다. 마이크로폰은 핸드폰, MP3, 전화기 등의 통신기기와 보청기 등의 의료기기 또는 소형화된 다기능 스마트 센서에 내장되거나 소형 정밀 기기 등에 주로 사용되고 있는 소형의 마이크로폰이다. 다만, 본 발명의 인쇄회로기판이 소형의 마이크로폰에만 적용되는 것을 아니며, 음공을 구비한 인쇄회로기판을 채용한 마이크로폰이면 모두 적용가능하다.

마이크로폰(100)은, 케이스(102)와 케이스(102) 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호를 변환하는 전기신호발생부(112)를 포함하여 이루어진다.

케이스(102)는 마이크로폰(100)의 외부형태를 이루고 내부부품들을 보호하고 전자파의 영향을 줄이는 역할을 하는 부재이다. 케이스(200)의 내부에는 인쇄회로기판(1)에는 실장된 멤스다이, ASIC, 증폭기, 필터 등의 회로소자로 이루어진 전기신호발생부(112)가 구비되어 있다. 한편 본 실시예의 경우 전기신호발생부(112)는 멤스다이를 포함한다.

케이스(102)에는 외부의 음성신호를 내부의 멤스다이까지 전달하기 위한 케이스음공(104)이 형성되어 있다. 인쇄회로기판(1)에는 음성신호를 전기신호로 변환하기 위한 전기신호발생부(112)로서, 회로소자 즉 다이어프램(Diaphragm)이 형성된 멤스다이, 전기신호를 증폭 및 필터링 하여 외부장치(미도시)로 전송하기 위한 증폭기, 필터, ASIC 등의 회로소자들이 표면실장기술(Surface Mount Technology) 또는 와이어 본딩(wire bonding) 등의 방식을 이용하여 실장되어 있다.

인쇄회로기판(1)에는 내부소자들 간의 신호전달을 위한 도전패턴이 형성된다. 한편 인쇄회로기판(1)에는 케이스음공(104)에 대응하는 위치에 음공(10)이 구비되어 있다.

케이스(102)의 하부에는 하부인쇄회로기판(106)가 구비되어 있다. 하부인쇄회로기판(106)에는 인쇄회로기판(1)의 전기신호발생부(112)로부터 음성신호가 변환된 전기신호를 전달받아 외부장치(미도시)로 인가하기 위해 복수 개의 전극(108)들이 형성되어 있다. 도전부재(110)는 인쇄회로기판(1)에서 생성된 전기신호를 하부인쇄회로기판(106)의 전극에 전달하기 위한 도전경로의 역할을 수행한다.

이러한 마이크포폰(100)에 적용된 인쇄회로기판(1)을, 도 1과 도 2를 참조하며, 본 발명에 따른 일실시예로 보다 상세히 설명하기로 한다.

인쇄회로기판(1)은, 2개 이상의 개별층이 적층되어 결합된 다수층으로 이루어져 있다. 도 2를 참조하면, 인쇄회로기판(1)는 위에서부터 차례로 동박층(30), 후술할 이물질 유입방지부재의 결합을 위한 프리프레그(22), 이물질 유입방지부재(20), 다시 프리프레그(24), 동박층(31), 프리프레그(32) 그리고 가장 아래에 배치된 동박층(33)으로 이루어져 있다.

상기 동박층(30, 31, 33)에는 전기적회로가 형성되어 있다.

그리고, 프리프레그(22, 24, 32)는, 동박층(30, 31, 33)들과 이물질 유입방지부재(20)를 상호 적층하는 매개로 역할을 하는 것이다. 프리프레그는, 수지침투가공제로서, 유리섬유에 레진수지를 탐침시켜 제작된다.

인쇄회로기판(1)은, 반경화 상태의 프리프레그 증을 각각 동박층과 이물질 유입방지부재사이에 배치한 후 상항방향에서 프레스하고 가압하여 각각의 층들이 용융접착되어 제작된다.

상기 인쇄회로기판(1)에는 외부로부터 음향이 유입될 수 있도록 관통된 음공(10)이 형성되어 있다. 음공(10)은 마이크로폰의 종류에 따라, 그리고 유입시키고자 하는 음량을 고려하여 사전에 결정된 소정의 크기를 가지도록 형성된다.

음공(10)은 인쇄회로기판(1)의 상면부터 하면까지 관통되어 있다. 다만, 음공(10)에는 후술할 이물질 유입방지부재(20)가 구비되어 있다. 즉, 이물질 유입방지부재(20)가 배치된 층을 제외한 다른 층들, 즉, 동박층(30, 31, 33)들과, 프리프레그(22, 24, 32) 층들이 완전히 관통되어 있다.

한편, 이물질 유입방지부재(20)는 음공(10)에 해당하는 부분이 완전히 관통된 것이 아니지만, 음향이 유입될 수 있는 다수의 관공공(27)들이 구비되어 있기 때문에, 인쇄회로기판(1)에 음향이 유입될 수 있는 관통된 음공(10)이 구비되어 있다고 표현한 것이다.

상기 이물질 유입방지부재(20)는, 인쇄회로기판(1)을 이루는 상술한 다수의 층의 사이에 배치된다. 이물질 유입방지부재(20)는 음공(10)을 모두 커버할 수 있도록, 적어도 음공(10)의 면적보다는 큰 면적을 가진다. 또한, 이물질 유입방지부재(20)에는 외부로부터 유입되는 음향은 통과시키되 먼지 등과 같은 이물질은 통과시키지 않는 크기의 다수의 관통공(27)을 가지고 있다.

본 실시예에서는, 이물질 유입방지부재(20)는 다른 동박층(30. 31. 33)들과 동일한 폭과 길이를 가지는 동일한 크기이며, 그물형태를 가지는 메쉬(mesh)부재로 되어 있다, 음공(10)부분을 확대한 도 5를 참조하면, 메쉬형태의 이물질 유입방지부재(20)는, 날줄(25)과 씨줄(26)로 짜여진 그물과 같은 형태이다. 또한, 본 실시예의 경우, 이물질 유입방지부재(20)는, 도전성을 가지는 금속의 메탈소재로 되어 있다.

상술한 본 발명에 따른 일실시예의 인쇄회로기판(1)에 의하면, 인쇄회로기판(1)를 관통하도록 형성된 음공(10)에 이물질 유입방지부재(20)가 구비되어 있기 때문에, 외부로부터 원하는 음향만을 음공(10)을 통해 유입되고, 먼지, 공기중의 부유물 등의 이물질은 음공(10)을 통과시키지 않는다는 장점이 있다. 따라서, 이러한 인쇄회로기판(1)를 적용한 마이크로폰의 경우 유입된 먼지로 인해 성능이 저하되는 것을 막을 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 이물질 유입방지부재(20)가 금속으로 되어 있어 있기 때문에 그라운드 접지의 역할도 수행할 수 있게 되어, 소형화로 인해 마이크로폰이 충분한 그라운드 접지 면적을 갖지 못함으로 인해 발생하는 음향 특성을 개선할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 실시예에서 이물질 유입방지부재(20)가 메쉬형태를 가지는 것으로 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 6을 참조하면, 다른 실시예에서는, 이물질 유입방지부재(20a)가 그물형태가 아닌 평평한 판의 형상에 소리를 통과시키는 다수의 관통공(27a)들을 구비한 부재로 변형될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서 이물질 유입방지부재(20)가 금속의 소재로 되어 있는 것으로 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 소리를 통과시키는 다수의 관통공들을 구비한 비금속의 소재로 변형될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서 이물질 유입방지부재(20)가 동박층들과 동일한 크기를 가지는 것으로 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이물질 유입방지부재가 음공(10)을 커버할 수 있는 크기로만 되어 있어도, 이물질의 유입을 방지하는 소정의 목적은 발생할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면으로서, 상술한 인쇄회로기판을 포함하여 구성된 마이크로폰을 개시한다. 본 발명에 다른 일실시예의 마이크로폰(100)은 상술한 바와 같이 도 3과 도 4에 예시되어 있다.

본 실시예의 마이크로폰(100)은, 케이스(102)와 케이스(102) 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호를 변환하는 전기신호발생부(112) 및 상술한 바 있는 인쇄회로기판(1)를 포함하여 구성된다.

본 실시예의 경우, 전기신호발생부(112)는, 멤스다이(MEMS DIE)를 포함하여 되어 있다. 멤스다이는, 음공(10)과 대면되도록 인쇄회로기판(1)에 실장되며 음공(10)을 통해 유입되는 소리에 의한 음압을 전기신호로 변환한다.

이러한 멤스다이는 실리콘 웨이퍼에 반도체 공정, 특히 집적회로 기술을 응용한 마이크로머시닝 기술을 이용하여 마이크로 단위의 초소형전기 기계적 구조체물이 생산가능한 멤스 기술을 적용하여 제작된다. 이렇게 제작된 멤스다이는 통상적으로 진동판이라 일컫는 실리콘 멤브레인 및 반영구적인 전하를 가지는 배극판을 형성한다. 다만 본 발명이 멤스다이 자체의 구성에 대한 것이 아니므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 마이크로폰에 의하면, 음공에 이물질 유입방지부재를 구비하고 있기 때문에 마이크로폰 내부로 이물질의 유입이 방지된다는 장점이 있다.

또한, 이물질 유입방지부재를 금속의 소재로 구비하는 경우, 그라운드 면적의 증가로 음향개선의 효과를 얻을 수 있다. 특히 마이크로폰이 초소형인 경우 더욱 효과적이다.

한편, 도 7에는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 마이크로폰(100a)의 개략적 단면도가 도시되어 있다.

상기 마이크로폰(100a)은, 앞선 실시예와 마찬가지로, 케이스(102a)와 케이스(102a) 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호를 변환하는 전기신호발생부(112a, 114a)를 포함하여 이루어진다.

본 실시예의 경우, 인쇄회로기판(1)은 케이스(102a)의 하부에 하나가 구비되어 있다. 그 인쇄회로기판(1)에는 음공(10)이 형성되어 있고, 그 음공(10)에는 이물질 유입방지부재(20)가 구비되어 있다.

마이크로폰(100a)도, 이물질 유입방지부재(20)를 구비한 인쇄회로기판(1)을 채용함으로 인해, 앞서 설명한 바와 같은 작용과 효과를 가진다.

인쇄회로기판(1)의 상부에 실장된 전기신호발생부 중 112a로 지시되는 부재는 멤스(MEMS)칩이고, 114a로 지시되는 부재는 특수목적형 반도체(ASIC)칩이다. 이들 각 구성은 공지된 것이므로 더 이상의 설명은 생략한다. 108a는 외부로의 전기연결을 위한 전극을 지시한다.

한편, 본 실시예의 마이크로폰의 경우 멤스다이를 구비하는 것으로 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전기신호발생부로서 멤스다이를 포함한 구성이 아닌 이러한 작용을 가지는 종래의 구성을 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 마이크로폰은, 상술한 바와 같은 이물질 유입방지부재를 음공에 구비한 인쇄회로기판이 적용될 수 있는 모든 종류의 마이크로폰으로 변형가능하다.

Claims (6)

1. 케이스와, 상기 케이스 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호로 변환하는 전기신호발생부를 포함하여 이루어진 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판으로서,

   상기 인쇄회로기판은,

   2개 이상의 개별층이 적층되어 결합된 다수층으로 이루어져 있고,

   외부로부터 음향이 유입될 수 있도록 관통된 음공이 형성되어 있으며,

   상기 다수층의 사이에 배치되되 적어도 상기 음공의 면적보다는 크도록 형성되어 배치되고, 소리는 통과시키되 이물질은 통과시키지 않는 다수의 관통공을 가진 이물질 유입방지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이물질 유입방지 부재는 그물형태를 가지는 메쉬(mesh)부재인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이물질 유입방지 부재는, 상기 결합된 다수층의 면적과 동일한 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
4. 제3항에 있어서,

   상기 이물질 유입방지 부재는 도전성을 가지는 메탈소재로 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
5. 케이스;

   상기 케이스 내부에 위치하여 외부로부터 유입된 음향을 전기신호로 변환하는 전기신호발생부; 및

   상기 제1항에 기재된 인쇄회로기판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
6. 제5항에 있어서,

   상기 전기신호발생부는, 멤스다이(MEMS DIE)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로폰.