KR20160092728A - 생산성이 개선된 콘덴서 마이크로폰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴서 마이크로폰을 개시한다. 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰은, 하단에 개구부를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 서로 이격되어 배치된 진동막 및 백플레이트; 상기 개구부에 삽입 장착되는 것으로서, 전자부품이 실장되는 실장부와, 상기 실장부의 주변에 형성되며 상기 실장부보다 내측에 위치하는 고정부를 구비하는 기판을 포함하며, 상기 하우징의 하단에는 상기 고정부의 저면을 지지하기 위하여 내측으로 구부러진 벤딩부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 콘덴서 마이크로폰의 기판이 하부로 돌출되어 있기 때문에 도전부재나 도금층을 추가로 장착하거나 형성하지 않고도 콘덴서 마이크로폰을 전자기기의 메인기판에 간편하게 실장할 수 있으며, 이를 통해 추가공정이나 추가 부품으로 인한 생산성 저하와 생산비용 증가를 방지할 수 있다. 또한 하우징의 벤딩부가 기판의 저면을 보다 안정적으로 지지하게 되므로 종래보다 제품불량을 크게 줄일 수 있다. 또한 기판의 중앙부가 아래로 돌출된 형상을 가지므로 기판에 탑재된 전자부품과 백플레이트 간격을 종래와 동일하게 하더라도 콘덴서 마이크로폰의 높이를 종래보다 낮출 수 있고, 이로 인해 종래보다 훨씬 슬림한 전자기기에도 장착할 수 있게 되므로 사용범위를 크게 확대시킬 수 있다.

Description

생산성이 개선된 콘덴서 마이크로폰{Condenser microphone having improved productivity}

본 발명은 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판의 형상을 변경함으로써 안정적인 표면실장이 가능하고 전체 높이도 낮출 수 있으며 생산성도 개선된 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

마이크로폰(또는 마이크)은 음향신호를 전기적 신호로 변환하는 장치로서 재질이나 작동원리에 따라 매우 다양한 종류가 있다. 대체적으로 재질에 따라서는 카본 마이크로폰, 크리스탈 마이크로폰, 마그네틱 마이크로폰 등으로 구분되고, 작동원리에 따라서는 자기장에 의한 유도기전력을 이용하는 다이내믹 마이크로폰과, 진동막이 콘덴서의 전극역할을 하고 진동막의 진동에 따른 전압변화를 이용하는 콘덴서 마이크로폰으로 구분될 수 있다.

이중에서 컴퓨터, 이동통신단말기, MP3녹음기, 카세트 녹음기, 캠코더, 헤드셋, 보청기 등과 같은 휴대용 또는 소형 전자기기에 광범위하게 사용되는 것이 콘덴서 마이크로폰이다. 특히 최근에는 강한 전기장에 의해 반영구적으로 분극된 일렉트릿(electret)층이 형성된 전극을 이용함으로써 DC바이어스전원을 사용하지 않는 ECM(Electret Condenser Microphone)이 많이 사용되고 있다.

ECM(10)은 일반적으로 도 1의 단면도에 나타낸 바와 같이, 일측이 개구되고 타측에 음공(12)이 형성된 금속재질의 케이스(11)의 내부에 진동막유닛(13), 스페이서(14), 절연링(15), 백플레이트(16), 도전링(17)이 순차적으로 삽입되고, 케이스(11)의 개구된 일측에 회로부품이 실장된 기판(18)이 결합된 구조를 가진다.

진동막유닛(13)은 음압에 따라 진동하는 진동막(13a)과 상기 진동막(13b)의 가장자리에 결합되어 조립시에 케이스(11)의 내측에 밀착되는 도전링(13b)으로 이루어진다. 스페이서(14)는 진동막(13a)과 백플레이트(16)를 이격시키기 위해 설치되며 절연물질로 제조된다.

백플레이트(16)는 진동막(13a)과 평행하게 설치되는 금속재질의 플레이트이다. ECM(10)에서는 DC바이어스를 위하여 백플레이트(16) 또는 진동막(13b)에 일렉트릿층이 형성된다.

진동막유닛(13)은 케이스(11)를 통해 기판(18)상의 회로패턴과 전기적으로 연결되고, 백플레이트(16)는 금속재질의 도전링(17)에 의해 지지되면서 기판(18)상의 회로패턴과 전기적으로 연결된다. 백플레이트(16)와 도전링(17)은 그 외주를 둘러싸는 절연링(15)에 의해 케이스(11)와 절연된다.

기판(18)에는 진동막(13a)과 백플레이트(16)의 양단에 걸리는 전압신호를 증폭하는 FET 등의 전자부품(19)이 실장될 수 있다.

한편 기판(18)은 하우징(11)의 개구된 일측에 고정되어야 하며, 이를 위해서는 기판(18)을 하우징(11)의 하단 개구부에 삽입한 상태에서 하우징(11)의 하단부를 내측으로 구부려서 기판(18)의 저면을 지지하도록 해야 한다.

그런데 하우징(11)의 하단을 이렇게 구부리면, 도 1에 나타낸 바와 같이 기판(18)의 저면 가장자리를 따라 하우징(11)이 내측으로 구부러진 벤딩부(11a)가 형성되는데, 이러한 벤딩부(11a)로 인해 다음과 같은 문제가 나타나고 있다.

첫째, 기판(18)의 아래로 벤딩부(11a)가 돌출되면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 휴대폰 등 전자기기의 메인기판(30)과 콘덴서 마이크로폰(10)의 기판(18) 사이에 상당한 간극이 발생하므로 메인기판(30)과 기판(18)의 직접 접촉이 불가능하게 된다.

따라서 전자기기의 메인기판(30)에 콘덴서 마이크로폰(10)을 실장하기 위해서는, 기판(18)의 저면에 형성된 외부접촉단자(도면에는 나타내지 않았음)에, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전기적 연결을 위한 도전부재(20)를 추가로 부착하거나 외부접촉단자의 표면에 간극을 채울 정도의 높이로 도금층을 추가로 형성해야 한다.

벤딩부(11a)가 기판(18)의 하부로 돌출되는 높이가 약 0.15mm 정도이므로 기판(18)의 저면에 이 정도 두께의 자재를 추가로 부착하거나 도금층을 형성하게 되면 상당한 비용이 소요되는 것은 물론이고, 추가 공정으로 인해 생산성이 크게 저하되는 문제가 있다.

둘째, 기판(18)의 아래로 돌출된 벤딩부(11a)로 인해 콘덴서 마이크로폰(10)의 전체 높이가 증가하게 된다. 최근 휴대폰 등 전자기기가 갈수록 슬림화 되는 추세이기 때문에 콘덴서 마이크로폰(10)의 높이가 증가하면 설치 위치를 정하는데 어려움이 있고 경우에 따라서는 설치가 불가능한 경우도 발생할 수 있다.

셋째, 종래의 콘덴서 마이크로폰(10)에는 에폭시 수지를 모재로 하는 통상의 기판(18)이 사용되고 있는데, 이러한 기판(18)은 자체 공차와 변형으로 인해 그 표면이 완전히 평평하지 않기 때문에 기판(18)의 저면 가장자리에 벤딩부(11a)가 균일하게 밀착되지 못하는 현상이 나타난다.

이러한 현상이 나타나면, 기판(18)의 상부에 위치하는 진동막유닛(13), 백플레이트(16) 등이 견고하게 고정되지 않기 때문에 제품불량이 발생하거나 음질이 저하되는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-1066557호(2011.09.15 공고)

본 발명은 이러한 배경에서 안출된 것으로서, 콘덴서 마이크로폰의 기판에 도전부재를 추가로 부착하거나 도금층을 추가로 형성하지 않고 휴대폰 등 전자기기의 메인기판에 간편하게 실장할 수 있는 콘덴서 마이크로폰을 제공하는 데 그 목적이 있다. 또한 이를 통해 생산비용을 절감하고 생산성을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

또한 기판과 하우징의 결합을 보다 견고히 함으로써 제품불량을 방지하는데 그 목적이 있다.

또한 콘덴서 마이크로폰의 전체 높이를 낮추고, 이를 통해 전자기기의 슬림화 추세에 부응할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 하단에 개구부를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 서로 이격되어 배치된 진동막 및 백플레이트; 상기 개구부에 삽입 장착되는 것으로서, 전자부품이 실장되는 실장부와, 상기 실장부의 주변에 형성되며 상기 실장부보다 내측에 위치하는 고정부를 구비하는 기판을 포함하며, 상기 하우징의 하단에는 상기 고정부의 저면을 지지하기 위하여 내측으로 구부러진 벤딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰을 제공한다.

본 발명의 일 양상에 따른 콘덴서 마이크로폰에서, 상기 실장부는 상기 전자부품이 실장되는 내부실장면과 상기 하우징의 바깥쪽에 위치하는 외부실장면을 포함하고, 상기 고정부는 상기 하우징의 내측에 위치하는 내부지지면과 상기 벤딩부가 접촉하는 외부고정면을 포함하며, 상기 내부실장면은 상기 내부지지면에 비해 바깥쪽으로 돌출되고, 상기 외부실장면은 상기 외부고정면에 비해 바깥쪽으로 돌출된 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 상기 벤딩부의 하단과 상기 외부실장면은 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 콘덴서 마이크로폰에서, 상기 기판의 모재는 폴리이미드 수지인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 콘덴서 마이크로폰의 기판이 하부로 돌출되어 있기 때문에 도전부재나 도금층을 추가로 장착하거나 형성하지 않고도 콘덴서 마이크로폰을 전자기기의 메인기판에 간편하게 실장할 수 있으며, 이를 통해 추가공정이나 추가 부품으로 인한 생산성 저하와 생산비용 증가를 방지할 수 있다.

또한 하우징의 벤딩부가 기판의 저면을 보다 안정적으로 지지하게 되므로 종래보다 제품불량을 크게 줄일 수 있다.

또한 기판의 중앙부가 아래로 돌출된 형상을 가지므로 기판에 탑재된 전자부품과 백플레이트 간격을 종래와 동일하게 하더라도 콘덴서 마이크로폰의 높이를 종래보다 낮출 수 있고, 이를 통해 종래보다 훨씬 슬림한 전자기기에도 장착할 수 있게 되므로 사용범위를 크게 확대시킬 수 있다.

도 1은 종래 ECM의 일반적인 구성을 나타낸 단면도
도 2는 종래 ECM을 휴대폰 등 전자기기의 메인기판에 실장한 모습을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ECM 을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판의 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 ECM을 휴대폰 등 전자기기의 메인기판에 실장한 모습을 나타낸 단면도
도 6은 종래의 ECM과 본 발명의 실시예에 따른 ECM의 높이를 대비한 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)은 도 3의 단면도에 나타낸 바와 같이, 일측이 개구되고 타측에 음공(12)이 형성된 금속재질의 케이스(11)의 내부에 진동막유닛(13), 스페이서(14), 절연링(15), 백플레이트(16), 도전링(17) 등이 순차적으로 삽입되며, 이들 부품의 기능은 종래의 콘덴서 마이크로폰(10)과 동일하다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)은 평평하지 않은 독특한 형상의 기판(50)을 사용하는 점에서 종래의 콘덴서 마이크로폰(10)과 차이가 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여 이에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)에 사용하는 기판(50)은 실장부(52)와 실장부(52)의 주변을 따라 배치된 고정부(54)를 포함한다. 실장부(52)와 고정부(54)는 각각 평평한 표면을 가지며, 연결부(56)에 의해 연결된다.

따라서 실장부(52)는 고정부(54)에 대해 하우징(11)의 바깥을 향하는 방향으로 돌출되고, 반대로 고정부(54)는 실장부(52)의 대해 하우징의 안쪽을 향하는 방향으로 돌출되는 형상을 가지게 된다. 연결부(56)는 일정한 각도의 경사면으로 형성될 수도 있고, 곡면으로 형성될 수도 있다.

이러한 형상의 기판(50)은 통상의 에폭시 수지 등으로 제작하는 것도 가능하지만, 그보다는 플렉시블 기판의 소재로 많이 사용되는 폴리이미드 계열의 수지를 성형하여 일체로 제작하는 것이 가장 바람직하다.

폴리이미드 계열의 수지를 사용하면 에폭시 수지를 이용하는 경우보다 우수한 평탄도를 갖는 기판(50)을 제작할 수 있기 때문에 조립공정에서 하우징(11)의 벤딩부(11a)를 기판(50)의 저면에 훨씬 균일하게 밀착시킬 수 있으며, 이를 통해 기판(50) 내부의 부품을 보다 견고하게 지지할 수 있게 되어 제품불량이나 음질저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

한편, 실장부(52)에서 하우징(11)의 내측에 위치하는 면은 내부실장면(52a)이고 외측에 위치하는 면은 외부실장면(52b)이다. 내부실장면(52a)에는 FET 등 전자부품(19)이 실장되며 이를 위한 회로패턴이 형성된다. 외부실장면(52b)은 휴대폰 등 전자기기의 메인기판(30)에 땜납, 솔더페이스트 등으로 결합되는 부분이며, 내부실장면(52a)의 회로패턴이나 전자부품(19)과 전기적으로 연결되는 외부접촉단자(도면에는 나타내지 않았음)를 포함한다.

고정부(54)에서 하우징(11)의 내측에 위치하는 면은 절연링(15)이나 도전링(17)의 하단을 지지하는 내부지지면(54a)이고, 외측에 위치하는 면은 하우징의 벤딩부(11a)에 의해 눌려지는 외부고정면(54b)이다. 고정부(54)에도 회로패턴, 비아홀 등의 전기적 연결수단이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 기판(50)의 실장부(52)가 고정부(54)보다 하우징(11)의 바깥쪽으로 돌출되므로, 실장부(52)의 내부실장면(52a)도 고정부(54)의 내부지지면(54a)에 대해 바깥쪽으로 돌출되고, 외부실장면(52b)도 고정부(54)의 외부고정면(54b)에 비해 바깥쪽으로 돌출된다.

본 발명의 실시예에서 이러한 형상의 기판(50)을 사용하는 것은 콘덴서 마이크로폰(100)을 휴대폰 등 전자기기의 메인기판(30)에 실장할 때 기판(50)의 외부실장면(52b)이 메인기판(30)에 직접 접촉하도록 함으로써 도전부재를 별도로 부착하거나 추가 도금층을 형성할 필요없이 간편하게 콘덴서 마이크로폰(100)을 장착할 수 있도록 하기 위함이다.

따라서 실장부(52)가 고정부(54)에 대해 바깥쪽으로 돌출되는 높이는 기판(50)을 하우징(11)에 장착하였을 때 하우징(11)의 하단에 형성되는 벤딩부(11a)의 높이를 고려하여 결정되어야 한다. 벤딩부(11a)가 실장부(52)의 외부실장면(52b)보다 바깥쪽으로 더 돌출되면 도전부재나 도금층이 추가로 필요하기 때문이다.

콘덴서 마이크로폰(100)을 메인기판(30)에 안정적으로 결합하기 위해서는, 하우징(11)의 하단으로 돌출되는 벤딩부(11a)의 하단과 실장부(52)의 외부실장면(52b)이 동일 평면에 위치하는 것이 바람직하다.

이렇게 하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)을 휴대폰 등 전자기기의 메인기판(30)에 실장할 때 하우징(11)의 벤딩부(11a)와 기판(50)의 외부실장면(52b)이 함께 메인기판(30)의 상면에 접촉하게 된다.

따라서 벤딩부(11a)가 콘덴서 마이크로폰(100)이 흔들리지 않도록 지지력을 발휘하면서, 외부실장면(52b)이 땜납 등으로 메인기판(30)에 고정되므로 콘덴서 마이크로폰(100)이 보다 안정적으로 실장될 수 있게 된다.

다만 벤딩부(11a)의 하단과 실장부(52)의 외부실장면(52b)이 반드시 동일 평면에 위치해야 하는 것은 아니므로 외부실장면(58)이 벤딩부(11a)보다 더 바깥쪽으로 돌출될 수도 있다. 그러나 이 경우 돌출되는 길이만큼 콘덴서 마이크로폰(100)의 높이가 증가하게 되는 단점이 있다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 기판(50)을 사용하면, 하우징(11)의 내부에서 전자부품(19)이 실장되는 면이 종래보다 낮아지게 된다.

다시 말하면, 도 1과 같은 종래 방식의 콘덴서 마이크로폰(10)에서는 전체적으로 평평한 기판(18)의 상면에 전자부품(19)이 실장되므로, 전자부품(19)은 하우징(11)의 벤딩부(11a)보다 상부에 위치하게 된다.

그러나 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)에서는 기판(50)의 중앙에 위치하는 실장부(52)가 벤딩부(11a)의 사이로 돌출되기 때문에 내부실장면 (52a)에 탑재된 전자부품(19)은 종래보다 하우징의 바깥쪽으로 멀어지게 된다.

이것은 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)에서는 전자부품(19)의 상면과 상부의 백플레이트(16) 사이의 거리가 종래보다 더 멀어지는 것을 의미한다.

따라서 도6에 나타낸 바와 같이, 전자부품(19)의 상면과 백플레이트(16) 사이의 거리(d)를 동일하게 한다면, 본 발명의 실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰(100)은 종래에 비해 전체 높이를 t 만큼 낮출 수 있게 된다.

이와 같이 콘덴서 마이크로폰(100)의 높이를 낮추면, 갈수록 슬림화되는 휴대폰 등의 전자기기에 보다 자유롭게 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 하우징(11), 절연링(15), 도전링(17) 등의 높이도 함께 낮출 수 있으므로 제조비용을 크게 절감할 수 있는 효과를 얻을 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

10, 100: 콘덴서 마이크로폰 11: 하우징
11a: 벤딩부 12: 음공
13: 진동막유닛 14: 스페이서
15: 절연링 16: 백플레이트
17: 도전링 19: 전자부품
20: 도전부재 30: 메인기판
50: 기판 52: 실장부
52a: 내부실장면 52b: 외부실장면
54: 고정부 54a: 내부지지면
54b: 외부고정면 56: 연결부

Claims (4)

1. 하단에 개구부를 구비하는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 서로 이격되어 배치된 진동막 및 백플레이트;
   상기 개구부에 삽입 장착되는 것으로서, 전자부품이 실장되는 실장부와, 상기 실장부의 주변에 형성되며 상기 실장부보다 내측에 위치하는 고정부를 구비하는 기판
   을 포함하며, 상기 하우징의 하단에는 상기 고정부의 저면을 지지하기 위하여 내측으로 구부러진 벤딩부가 형성된 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰
2. 제1항에 있어서,
   상기 실장부는 상기 전자부품이 실장되는 내부실장면과 상기 하우징의 바깥쪽에 위치하는 외부실장면을 포함하고,
   상기 고정부는 상기 하우징의 내측에 위치하는 내부지지면과 상기 벤딩부가 접촉하는 외부고정면을 포함하며,
   상기 내부실장면은 상기 내부지지면에 비해 바깥쪽으로 돌출되고, 상기 외부실장면은 상기 외부고정면에 비해 바깥쪽으로 돌출된 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰
3. 제2항에 있어서,
   상기 벤딩부의 하단과 상기 외부실장면은 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판의 모재는 폴리이미드 수지인 것을 특징으로 하는 콘덴서 마이크로폰

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