KR20230085705A - 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법 - Google Patents

생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230085705A
KR20230085705A KR1020210174136A KR20210174136A KR20230085705A KR 20230085705 A KR20230085705 A KR 20230085705A KR 1020210174136 A KR1020210174136 A KR 1020210174136A KR 20210174136 A KR20210174136 A KR 20210174136A KR 20230085705 A KR20230085705 A KR 20230085705A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
microphone element
gain
microphone
sound
Prior art date
Application number
KR1020210174136A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102659603B1 (ko
Inventor
이흥영
김영태
황인탁
Original Assignee
지엔에스티 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지엔에스티 주식회사 filed Critical 지엔에스티 주식회사
Priority to KR1020210174136A priority Critical patent/KR102659603B1/ko
Publication of KR20230085705A publication Critical patent/KR20230085705A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102659603B1 publication Critical patent/KR102659603B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2807—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements
    • H04R1/2838—Enclosures comprising vibrating or resonating arrangements of the bandpass type
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/04—Microphones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

본 발명은 음유입구가 전면과 후면에 각각 구성되어 전면에서 유입되는 음과 후면으로 유입되는 음의 위상 차이를 통해 후면에서 들어오는 음을 상쇄시켜 음을 집음하는 지향성 마이크로폰소자를 제조방법에 있어서, 상기 마이크로폰소자의 본체 내부에 증폭앰프 IC(AMP IC)를 구성하여 증폭된 신호를 출력하도록 구성하되, 상기 마이크로폰소자 본체 외측으로 GAIN 신호를 제어할 수 있는 게인제어수단을 구성하고, 상기 게인제어수단을 외부 조작을 통해 상기 마이크로폰소자의 출력신호값을 설정할 수 있도록 구성하며, 상기 증폭앰프 IC와 게인제어수단이 일체로 구비된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 설정하기 위해 표준음을 발생시키는 표준스피커가 내부에 마련된 무향박스 내부에 상기 마이크로폰소자를 투입시키고, 상기 게인제어수단을 조작하는 튜닝수단에 의해 게인값을 조정하면서 출력되는 신호값이 임의의 출력값으로 설정되면 상기 게인제어수단의 제어를 종료하도록 측정시스템을 포함하는 세팅수단을 통해 측정하여 마이크로폰소자의 출력 신호값을 제어하도록 구성되고, 상기 출력 신호값은 저역, 중역, 고역대의 범위를 각각 갖는 특정 주파수로 설정하여 출력 신호값을 일률적으로 측정함으로써, 상기 마이크로폰소자의 원하는 출력 주파수 대역의 갖도록 제조된다.

Description

생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법{How to manufacture microphone devices to improve productivity}
본 발명은 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 생산된 마이크로폰 소자의 정밀 증폭 제어를 통해 수율을 크게 향상시킬 수 있는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로폰은, 외부의 음성신호를 전기신호로 변환하는 장치로써 주로 핸드폰, 스마트폰, MP3, 전화기 등의 통신기기와 보청기 등의 의료기기 또는 소형화된 다기능 스마트 센서에 내장되어 사용되고 있다.
마이크로폰은, 구체적인 구성의 차이에 따라 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰(electret condenser microphone), 디지털 마이크로폰(digital microphone), 멤스(MEMS) 실리콘 마이크로폰 등 다양한 종류로 나뉜다.
이러한 마이크로폰은, 그 종류에 무관하게, 인쇄회로기판과 이러한 인쇄회로기판에 결합되어 내부공간을 형성하는 커버를 포함하여 구성된다. 이러한 내부공간에는 소리를 전기신호로 변환하는데 필요한 전자부품들, 예컨대 콘덴서, 각종 반도체 칩(chip), 멤스다이(MEMS DIE), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 증폭기, 필터 등의 전자부품들이 구비된다. 통상 이러한 전자부품들은 인쇄회로기판에 실장되어 있다.
그리고, 마이크로폰의 종류에 무관하게 대부분의 마이크로폰에 사용되는 인쇄회로기판의 하측면에는 외부와의 전기적 연결을 위한 패드(pad)가 다수 구비되어 있다. 이러한 패드는 단자라고도 불린다. 다수의 패드는 접지, 전원 입력단 데이터 출력 등을 위한 용도이다.
즉, 통상의 마이크로폰은, 마이크로폰의 인쇄회로기판의 하측면에 구비된 패드를 사용자 제품의 기판에 솔더링함으로써, 사용자 제품과 전기적인 연결이 이루어지는 것은, 물론 사용자 제품에 고정도 되는 것이다.
한편, 지향성 Microphone은 기본적으로 음유입구를 전면과 후면에 구비되어 있고, 전면에서 유입되는 음과 후면으로 유입되는 음의 위상 차이를 두어 후면에서 들어오는 음을 상쇄시키는 효과를 가지는 Microphone으로써, 잡음이 많은 구역에서 주로 사용한다.
무지향성 Microphone은 음유입구가 전면에만 구비되어 있어 사방에서 들어오는 음을 충실히 집음할 수 있다. 하지만 잡음이 많은 구역에서 비교적 원하는 음질만을 집음하기 어렵다. 특히 차량용 마이크로폰의 경우 대부분 운전자 지향의 단일지향성 MICROPHONE이 탑재된 MICROPHONE MODULE을 장착하여 사용하게 된다.
이때, 지향성 Microphone은 전면과 후면의 위상차로 성능을 구현하기 때문에 상대적으로 일률적인 특성 구현이 어렵다.
도 1은 종래기술에 따른 마이크로폰소자 및 증폭을 위한 모듈로 구성되는 마이크로폰의 구성도, 도 2는 도 1의 종래기술에 따라 구성되는 회로 구성도이다.
종래의 마이크로폰(10)은 커버(11)와 인쇄회로기판(12)을 구비하고 있다. 커버(11)에는 음향홀(13)이 구비되어 있고, 커버(11)는 인쇄회로기판(12)에 에폭시와 같은 접착제에 결합되어 있다.
또한, 종래 마이크로폰을 동작을 위해서는 마이크로폰 소자(10)와 여기서 출력된 신호를 2차적으로 증폭시키기 위한 증폭모듈(20)을 구성하고 있으며, 1차적으로 증폭된 미약한 신호는 2차로 증폭하기 위하여 상기 증폭모듈(20)을 통해 증폭하여 출력 신호가 인터페이스를 통해 전송되는 구조를 갖는데, 이러한 종래 기술의 경우 2차 증폭 모듈을 구현하는 모듈 구성을 통해 부피가 증가한다.
또한, 마이크로폰소자를 구성함에 있어 완제품상태에서 출력 신호값(게인값)을 세팅하기 위하여 2차 증폭소자만 구현되어 왔기 때문에 공간의 제약적 문제뿐만 아니라, 앞서 언급한 바와 같이 지향성 마이크로폰소자의 경우 전면과 후면의 위상차로 성능을 구현하기 때문에 소자 자체에서 일률적인 특성 구현이 어려워 완제품에 대한 수율이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
최근 사용자 제품이 점차 소형화됨에 따라, 내부의 기판 역시 얇아지고 있는 추세이기 때문에 소자의 소형과, 슬림화, 집적화에 대한 개발 실정이 점차 높아지고 있으며, 대량 생산에 따른 수율개선을 위한 마이크로폰 소자 개발이 절실히 필요한 실정이다.
KR 10-1149894호, KR 10-2018-0124421호 KR 10-1605476호, KR 10-1469606호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 일반적인 부품을 가지고 높은 출력 감도 일률성을 제공하는 연산증폭기 기반 증폭조정 시스템을 구현하는 마이크로폰을 제공하고자 한다.
특히, 본 발명은 기존에 증폭회로가 분할 구성된 마이크로폰소자의 1차 증폭과 2차 증폭 구현에 따라 경량화, 슬림화 등의 어려움으로 인한 산업 적용의 어려움을 극복할 수 있도록 소형화가 가능한 마이크로폰소자 제조방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지향성 마이크로폰소자를 제조함에 있어, 완제품상태의 튜닝포인트를 개선하여 생산 수율을 극대화시켜 불용의 최소화시킬 수 있는 마이크로폰소자 제조방법 및 이를 이용한 마이크로폰소자의 자동화 튜닝 장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 디지털 방식의 마이크로폰 소자 세팅을 구현시킴으로써, 마이크로폰 소자 생산라인 구축의 용이성을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지향성 마이크로폰소자를 제조함에 있어, 완제품상태의 튜닝포인트를 개선하여 생산 수율을 극대화시켜 불용의 최소화시킬 수 있는 마이크로폰소자 제조방법 및 이를 이용한 마이크로폰소자의 자동화 튜닝장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음유입구가 전면과 후면에 각각 구성되어 전면에서 유입되는 음과 후면으로 유입되는 음의 위상 차이를 통해 후면에서 들어오는 음을 상쇄시켜 음을 집음하는 지향성 마이크로폰소자를 제조방법에 있어서, 상기 마이크로폰소자의 본체 내부에 증폭앰프 IC(AMP IC)를 구성하여 증폭된 신호를 출력하도록 구성하되, 상기 마이크로폰소자 본체 외측으로 GAIN 신호를 제어할 수 있는 게인제어수단을 구성하고, 상기 게인제어수단을 외부 조작을 통해 상기 마이크로폰소자의 출력신호값을 설정할 수 있도록 구성하며, 상기 증폭앰프 IC와 게인제어수단이 일체로 구비된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 설정하기 위해 표준음을 발생시키는 표준스피커가 내부에 마련된 무향박스 내부에 상기 마이크로폰소자를 투입시키고, 상기 게인제어수단을 조작하는 튜닝수단에 의해 게인값을 조정하면서 출력되는 신호값이 임의의 출력값으로 설정되면 상기 게인제어수단의 제어를 종료하도록 측정시스템을 포함하는 세팅수단을 통해 측정하여 마이크로폰소자의 출력 신호값을 제어하도록 구성되고, 상기 출력 신호값은 저역, 중역, 고역대의 범위를 각각 갖는 특정 주파수로 설정하여 출력 신호값을 일률적으로 측정함으로써, 상기 마이크로폰소자의 원하는 출력 주파수 대역의 갖도록 제조된다.
또한, 상기 세팅수단은, 상기 증폭앰프 IC와 게인제어수단이 일체로 구비된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 설정하기 위해 구비되는 것으로, 소리가 외부로 전달되는 것을 밀폐시키는 무향박스, 상기 무향박스 내부에서 표준음을 발생시키는 표준스피커, 상기 마이크로폰소자에서 출력되는 출력값을 측정하는 측정시스템, 상기 측정시스템의 측정값을 분석하여 상기 게인조절부를 조절하는 세팅부 및 상기 마이크로폰소자를 상기 무향박스 내에서 출력값 세팅을 위하여 무향박스 내에 자동방식으로 투입 및 배출되도록 구동하는 투입배출라인을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 측정시스템은, 상기 마이크로폰소자의 출력 신호값을 저역, 중역, 고역으로 각각 측정하되, 상기 저역, 중역, 고역대 주파수는 각각 200Hz, 1kHz, 4kHz 주파수 대역에서 측정하고, 각각의 주파수 대역에 측정된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 다시 조절하여 세팅하거나 출력값에 따라 선별하는 것을 특징으로 한다.
이때 입력값에 대한 출력값의 결과치는 게인값을 조절하여 결정되는데 200Hz 에서는 ㅁ2dB 이내로 조절되도록 관리하고 1kHz에서는 ±1dB 이내로 조절되도록 관리하며, 4kHz에서는 ±2dB 이내로 조절되도록 관리하여 전체 주파수 영역에서 균일하게 출력값이 조절되도록 관리한다.
또한, 상기 게인제어수단은, 상기 마이크로폰소자의 본체의 후면상에 PCB 기판상에 게인조절부를 집적화하여 외부에서 게인값을 설정할 수 있도록 구성되며, 상기 게인조절부는 물리적 조작력을 가하여 출력 게인값을 제어하며, 상기 게인조절부가 회전각을 이용하여 아날로그 방식의 게인제어수단을 제어하고, 아날로그 방식의 회전각에 대한 저항값을 계산하여 이 저항값에 대한 레벨값을 설정하여 아날로그 방식의 게인제어수단을 제어하며, 상기 세팅수단은, 상기 마이크로폰소자를 무향박스에 투입한 후 스피커를 통해 세팅 음을 발생시켜 얻어지는 출력 신호값을 측정시스템에서 검출한 후 게인값을 설정하여 원하는 출력 신호값을 획득하면 투입배출라인을 통해 배출시키고, 게인값 조정이 필요한 경우 세팅부로 제어신호를 발생시켜 원하는 게인값이 얻어질 때까지 스피커에서 음을 발생시키고 출력 신호값을 측정하는 과정을 반복수행하여 원하는 게인값이 측정되는 세팅된 마이크로폰소자를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측정시스템을 통해 측정된 상기 마이크로폰소자 출력 신호값과설정값이 근접하면 배출라인을 통해 배출시키며, 세팅된 출력값이 변동되지 않도록 기본값으로 OTP EPROM을 진행 후 배출되도록 제어한다.
또한, 상기 마이크로폰소자 세팅을 위해 게인값 조절을 반복 수행시에도 세팅이 안 될 경우 상기 마이크로폰소자를 별도로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 세팅되지 않는 상기 마이크로폰소자는 설정값을 벗어나는 게인값에 따라 랭크별 별도로 배출하되, 저역(200Hz) ±3~3.6dB(20%) A랭크, 저역(200Hz) ±3.6~4.5dB(50%) B랭크, 저역(200Hz) ±4.5이상 (50%↑) C랭크, 중역(1kHz) ±3~3.6dB(20%) D랭크, 중역(1kHz) ±3.6~4.5dB(50%) E랭크, 중역(1kHz) ±4.5이상(50%↑) F랭크, 고역(4kHz) ±3~3.6dB(20%) G랭크, 고역(4kHz) ±3.6~4.5dB(50%) H랭크, 고역(4kHz) ±4.5이상(50%↑) I랭크로 각각 배출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 랭크별 별도로 배출되는 상기 마이크로폰소자는 A, B, C, D랭크의 경우 MIC CORE 변경, E, F, I랭크의 경우 PCB ASS'Y 변경, G, H랭크의 경우 기구물을 변경시켜 설정값을 만족하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저역, 중역, 고역대 주파수는 각각 200Hz, 1kHz, 4kHz 주파수 대역에서 측정하되, 상기 저역, 중역, 고역대는 100Hz ~ 8kHz의 주파수 대역 범위에서 ±3dB를 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 랭크별 배출된 상기 마이크로폰소자에 따라 MIC CORE변경, PCB ASS'Y 변경, 기구물 변경을 완료한 후 다시 상기 마이크로폰소자를 저역, 중역, 고역대 주파수로 측정을 수행한 후 게인값을 제어하여 최종적으로 세팅하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 차량용 마이크로폰 소자에서 전체 증폭값 조절과 함께 고역과 저역대 증폭률을 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 마이크로폰 소자의 출력 감도를 정밀하게 제어할 수 있어 감도 일률성을 만족시킬 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 발명은 2차 측으로 전압신호를 전달할 때 일정한 출력신호를 제공할 수 있기 때문에 차량용 마이크에 적용 시 일정 출력을 만족시켜 제품의 만족도를 높일 수 있으며, 차량용 마이크의 생산 만족도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 저역주파수, 중역주파수, 고역주파수를 설정값에 맞게 조정이 가능하므로, 다양한 시스템에 적용이 가능하다.
또한, 본 발명은 디지털 조정 방식을 채택함에 따라 감도 조정의 일률성을 만족시킬 수 있는 이점이 있다. 이에 따라 본 발명은 디지털 조정 방식을 채택함으로써 마이크로폰 소자 생산라인 구축의 용이성을 제고하는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 마이크로폰소자 및 증폭을 위한 모듈로 구성되는 마이크로폰의 구성도,
도 2는 도 1의 종래기술에 따라 구성되는 회로 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 전후면을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 회로 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 실물도,
도 7은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법에서 적용되는 세팅장치의 구성도,
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법의 저역, 중역, 고역 세팅값 테이블을 도시한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법에서 미세팅 마이크로폰소자의 배출 방법을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법은, 음유입구가 전면과 후면에 각각 구성되어 전면에서 유입되는 음과 후면으로 유입되는 음의 위상 차이를 통해 후면에서 들어오는 음을 상쇄시켜 음을 집음하는 지향성 마이크로폰소자를 제조방법에 있어서, 상기 마이크로폰소자의 본체 내부에 증폭앰프 IC(AMP IC)를 구성하여 증폭된 신호를 출력하도록 구성하되, 상기 마이크로폰소자 본체 외측으로 GAIN 신호를 제어할 수 있는 게인제어수단을 구성하고, 상기 게인제어수단을 외부 조작을 통해 상기 마이크로폰소자의 출력신호값을 설정할 수 있도록 구성하며, 상기 증폭앰프 IC와 게인제어수단이 일체로 구비된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 설정하기 위해 표준음을 발생시키는 표준스피커가 내부에 마련된 무향박스 내부에 상기 마이크로폰소자를 투입시키고, 상기 게인제어수단을 조작하는 튜닝수단에 의해 게인값을 조정하면서 출력되는 신호값이 임의의 출력값으로 설정되면 상기 게인제어수단의 제어를 종료하도록 측정시스템을 포함하는 세팅수단을 통해 측정하여 마이크로폰소자의 출력 신호값을 제어하도록 구성되고, 상기 출력 신호값은 저역, 중역, 고역대의 범위를 각각 갖는 특정 주파수로 설정하여 출력 신호값을 일률적으로 측정함으로써, 상기 마이크로폰소자의 원하는 출력 주파수 대역의 갖도록 제조된다.
본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법은, 제조된 마이크로폰소자의 출력신호값을 설정하기 위하여 게임제어수단을 통해 게인값을 제어하여 일률적으로 출력값을 갖는 마이크로폰소자를 생산하기 위한 것이며, 더 나아가 저역, 중역, 고역대 출력값을 효율적으로 세팅할 수 있도록 특정 주파수 대역에서 저역, 중역, 고역대 마이크로폰소자를 효율적으로 생산할 수 있도록 세팅조건을 갖는 제조방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
우선, 아래에서 본 발명에 따른 마이크로폰소자의 주요 구성을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 전후면을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 마이크로폰소자의 제조방법으로는 하나의 마이크로폰소자(100) 내에 출력 게인값을 제어할 수 있도록 증폭앰프 IC(130)를 소자 본체(110)에 일체로 구성하고, 외부에서 게인값을 조작 가능하도록 게인제어수단(140)을 일체화시켜 사용자의 조작으로 소자의 감도를 조절할 수 있는 구성하게 된다.
본 발명에 따른 마이크로폰소자는 바람직하게 지향성 마이크로폰소자에 해당하는 것으로, 지향성 마이크로폰소자의 경우 음(音)이 유입되는 유입구가 소자 본체(110)의 전면과 후면으로 구비되어 있으며, 전면에서 유입되는 음과 후면으로 유입되는 음의 위상 차이를 두어 후면음향홀(120)에서 들어오는 음을 상쇄시키는 효과를 가지는 마이크로폰으로써 잡음이 많은 구역에서 주로 사용할 수 있는 것이다.
특히, 차량용 마이크로폰의 경우 대부분 운전자 지향의 단일지향성 마이크로폰소자가 탑재된 마이크로폰모듈을 장착하여 사용하게 되는데, 여기서 지향성 마이크로폰소자의 경우 전면과 후면의 위상차로 성능을 구현하기 때문에 상대적으로 일률적인 특성을 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 모듈에서 제어되는 주파수 응답특성을 마이크로폰소자 내에서 제어할 수 있도록 구성하고 이것을 소자 완제품 생산 후 시스템적으로 컨트롤 할 수 있는 제어장치(튜닝장치)를 제공하는데 목적이 있는 것이다.
본 발명에 따른 주요 요지에 해당하는 게인제어수단(140)은 아날로그 방식 또는 디지털 방식으로 구현할 수 있는데, 아날로그 방식의 경우 물리적 조작력(스위치 회전)을 가하여 증폭앰프의 신호값을 조절함으로써 소자의 출력 게인값을 제어하게 되는 것이고, 디지털방식의 게인제어수단의 경우 게인 세팅값을 writing 하여 0점 조정을 하는 것이다. 이때, 상기 게인제어수단을 통해 세팅된 출력값이 변동되지 않도록 상기 마이크로폰소자 내에 구성된 증폭앰프 IC를 OPT(one time programmable) EPROM 방식의 AMP IC로 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 측단면도이다. 도시된 바와 같이 마이크로폰소자를 측면으로 바라볼 때 비교적 작은 소자의 구성에 따라 상기 게인제어수단(140)은 후면음향홀에 방해가 되지 않는 영역에서 PCB에 집적화시켜 구성된다. 또한, PCB 내측으로 증폭앰프 IC(130)를 구성하기 때문에 2차 증폭 모듈을 필요로 하지 않아 소형화, 경량화를 만족시켜 부피를 크게 감소시킬 수 있기 때문에 공간제약에 따르는 산업에 크게 응용할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 회로 구성도이다. 즉, 본 발명은 마이크로폰소자 내에서 증폭과 게인값 튜닝이 가능한 회로로 소자를 구성하기 때문에 2차 증폭 구현 없이 소자 내에서 게인값 튜닝과 증폭을 모두 구현할 수 있어 결과적으로 회로를 단순화시킬 수 있고, 일체형 구조에 따라 부피를 크게 축소시킬 수 있는 이점이 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법으로 제조된 마이크로폰소자의 실물도이다. 도면에 도시된 실물에서와 같이 마이크로폰소자는 본체의 후면상에 PCB 기판상에 게인제어수단(140)을 집적화하여 외부에서 게인값을 설정할 수 있도록 구성함으로써 완제품 생산 후 외부에서 게인값을 제어하여 0점 세팅이 가능하기 때문에 일률적인 게인값 설정이 가능한 이점이 있으며, 불용 제품을 최소화시킬 수 있어 수율을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법에서 적용되는 세팅장치의 구성도이다.
세팅수단(200)은 본 발명에 따라 완성된 마이크로폰소자에서 게인제어수단을 자동 제어하고 이것을 통해 출력 신호값을 세팅할 수 있는 자동화 환경이 구성된 장치로써, 도시된 바와 같이 소정크기의 무향박스(220) 내에 음을 발생시키는 스피커(210)가 마련되고 생산된 마이크로폰소자(100)를 일측에서 투입할 수 있는 투입배출라인(240)이 마련되어 있는데, 바람직하게는 생산 자동화를 위하여 자동화 장치(로봇암, 컨베이어 등)를 통해 자동으로 장입/반입이 구현되는 투입배출라인(240)을 구성할 수 있다.
상기 투입배출라인(240)을 통해 마이크로폰소자가 일정 위치에 투입이 되면, 상기 스피커를 통해 세팅 음원을 발생시켜 소자에서 출력되는 게인값을 측정시스템(250)에서 검출하게 되고 여기서 검출된 검출값에 의해 게인값을 조정하게 되는데, 일측에 마련된 튜닝수단(230)이 소자의 게인제어수단(140)을 조작하여 증폭값을 조절하면서 최종 게인값을 검출하면서 마이크로폰소자의 게인값을 세팅하게 된다.
본 발명에서 언급한 바와 같이 상기 게인제어수단(140)은 아날로그 방식 또는 디지털 방식으로 구현될 수 있는 아날로그 방식의 경우 게인제어수단을 회전각에 의해 회전하면서 조절할 수 있도록 구성할 수 있으며, 디지털 방식의 경우 접점방식으로 조작하여 게인값을 조절하게 된다.
앞서 언급한 과정은 자동화 방식으로 통해 제어할 수 있도록 상기 세팅수단이 마련되어 있으며, 그 과정을 다시 설명하면, 마이크로폰소자가 무향박스(220)내에 투입되면 상기 스피커(210)에서 일정 음을 발생시키고 측정시스템에서 출력값을 검출한 후 게인값 조절이 필요할 경우 튜닝수단(230)을 제어하여 소자의 게인값을 조절할 수 있도록 상기 튜닝수단(230)을 조절함으로써 게인값을 세팅하게 되는 것이다.
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법의 저역, 중역, 고역 세팅값 테이블을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명에서는 마이크로폰소자의 희망하는 출력값을 얻기 위하여 수차례 실험 과정을 거쳐 기준 주파수값을 저역에서는 200Hz, 중역에서는 1kHz, 고역에서는 4kHz 대역에서 각각 측정할 때 원하는 마스킹(±3dB)을 만족할 수 있는 마이크로폰소자의 세팅값을 획득할 수 있었다. 이것은 기준시료 외 #1 ~ #6의 시료를 통해 획득하였으며, 해당 대역의 주파수는 편차가 가장 낮아 마이크로폰소자의 측정을 위한 기준 주파수로써 가장 만족시킬 수 있는 측정 주파수대역을 얻은 것이다.
이와 같은 실험 결과를 통해 저역, 중역, 고역대의 기준 주파수값을 획득하고 이를 통해 마이크로폰소자의 원하고자하는 출력값을 획득하기 위하여 저역에서는 200Hz, 중역에서는 1kHz, 고역에서는 4kHz 대역에서 각각 측정한다.
또한, 위 실험을 통해서 편차 이상의 측정값이 나올 경우에는 해당 마이크포폰소자를 다시 세팅하기 위하여 MIC CORE나 PCB ASS'Y 변경 또는 기구물을 변경하여 원하는 출력값을 획득할 수 있도록 하는데, 이는 실험을 통해 마이크 코어, PCB, 기구물이 해당 편차에 직접적인 영향을 미친 것으로 확인되었기에 편차가 큰 경우 편차 결과에 따라 부품을 변경하여 출력값을 조정한다.
도 9는 본 발명에 따른 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법에서 미세팅 마이크로폰소자의 배출 방법을 도시한 도면이다. 본 발명에서는 자동화된 마이크로폰소자 세팅과 생산을 위하여 앞서 설명한 세팅수단(200)을 통해 설정값으로 게인값을 조절하여 마이크로폰소자의 출력값을 세팅하고, 세팅이 완료되면 배출라인(240)을 통해 각각의 배출부1,2,3(260)로 배출되도록 자동화를 구성한다.
여기서, 본 발명은 상기 마이크로폰소자 세팅을 위해 게인값 조절을 반복 수행시에도 세팅이 안 될 경우 상기 마이크로폰소자를 별도로 배출시키고, 별도의 조정 과정을 통해 희망하는 출력값을 갖도록 재세팅을 수행하게 되는데, 세팅되지 않는 상기 마이크로폰소자는 설정값을 벗어나는 게인값에 따라 랭크별 별도로 배출할 때 다음의 조건별로 배출한다.
저역(200Hz) ±3~3.6dB(20%) A랭크, 저역(200Hz) ±3.6~4.5dB(50%) B랭크, 저역(200Hz) ±4.5이상 (50%↑) C랭크, 중역(1kHz) ±3~3.6dB(20%) D랭크, 중역(1kHz) ±3.6~4.5dB(50%) E랭크, 중역(1kHz) ±4.5이상(50%↑) F랭크, 고역(4kHz) ±3~3.6dB(20%) G랭크, 고역(4kHz) ±3.6~4.5dB(50%) H랭크, 고역(4kHz) ±4.5이상(50%↑) I랭크로 각각 배출시키게 된다. 여기서, %는 SPEC 대비 벗어난 %를 나타내는 것으로써, 측정대상 마이크로폰소자가 해당 측정 대역에서의 만족되는 출력값 보다 벗어난 비율을 나타낸 것이다.
여기서 % 는 SPEC 대비 벗어난 %를 나타내는 것으로 20%라 하면 원하는 SPEC에서 20% 초과함을, 50%라 하면 SPEC에서 20% 초과함을, 50%↑ SPEC에서 50% 이상을 초과함을 나타낸다.
상기 랭크별로 배출된 마이크폰소자는 소자의 물리적 제어를 통해 원하는 세팅값을 얻도록 제어하는데, 실험을 통해 확인한 결과 랭크별 별도로 배출되는 상기 마이크로폰소자는 A, B, C, D랭크의 경우는 MIC CORE(110)가 주도적인 영향을 미침을 확인하였고, 상기 E, F, I랭크의 경우는 PCB ASS'Y(150) 가 주도적인 영향을 미침을 확인하였으며, 상기 G, H랭크의 경우 기구물(100)가 주도적인 영향을 미침을 확인하였다.
이에 따라 원하는 세팅값을 얻기위해 상기 A, B, C, D랭크의 경우 MIC CORE(110) 변경하고, 상기 E, F, I랭크의 경우 PCB ASS'Y(150) 변경, 상기 G, H랭크의 경우 기구물(100)을 변경시켜 설정값을 만족하도록 제어하게 되며, 이를 통해 최종적으로 출력값을 만족시킬 수 있는 마이크로폰소자를 획득할 수 있으며, 이것으로 본 발명은 생산수율을 크게 향상시킬 수 있는 마이크로폰소자를 제조할 수 있는 것이다.
위에 기재된 바와 같이 랭크별 교체 대상이 되는 부품(구성)은 마이크 코어(110), PCB(150), 기구물(100)로써, 이는 원하는 출력값이 게인제어를 통해서도 획득되지 않은 것으로써, 랭크별로 출력 오차를 벗어난 것은 게인제어를 통해 세팅이 불가능하기 때문에 해당 부품을 교체하여 원하는 세팅값을 얻는다. 랭크별 교체 대상은 해당 편차에 따라 세팅 가능한 조건이 위 부품에 의해 만족시킬 수 있기 때문에 오차에 따른 세팅 조건을 설정하여 마이크로폰소자를 다시 세팅할 수 있는 것이다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 마이크로폰소자 110 : 본체
120 : 후면음향홀 130 : 증폭앰프 IC
140 : 게인제어수단 150 : PCB
200 : 세팅수단 210 : 표준스피커
220 : 무향박스 230 : 튜닝수단
240 : 투입배출라인 250 : 측정시스템
260 : 배출부

Claims (7)

  1. 음유입구가 전면과 후면에 각각 구성되어 전면에서 유입되는 음과 후면으로 유입되는 음의 위상 차이를 통해 후면에서 들어오는 음을 상쇄시켜 음을 집음하는 지향성 마이크로폰소자를 제조방법에 있어서,
    상기 마이크로폰소자의 본체 내부에 증폭앰프 IC(AMP IC)를 구성하여 증폭된 신호를 출력하도록 구성하되,
    상기 마이크로폰소자 본체 외측으로 GAIN 신호를 제어할 수 있는 게인제어수단을 구성하고, 상기 게인제어수단을 외부 조작을 통해 상기 마이크로폰소자의 출력신호값을 설정할 수 있도록 구성하며,
    상기 증폭앰프 IC와 게인제어수단이 일체로 구비된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 설정하기 위해 표준음을 발생시키는 표준스피커가 내부에 마련된 무향박스 내부에 상기 마이크로폰소자를 투입시키고, 상기 게인제어수단을 조작하는 튜닝수단에 의해 게인값을 조정하면서 출력되는 신호값이 임의의 출력값으로 설정되면 상기 게인제어수단의 제어를 종료하도록 측정시스템을 포함하는 세팅수단을 통해 측정하여 마이크로폰소자의 출력 신호값을 제어하도록 구성되고,
    상기 출력 신호값은 저역, 중역, 고역대의 범위를 각각 갖는 특정 주파수로 설정하여 출력 신호값을 일률적으로 측정함으로써, 상기 마이크로폰소자의 원하는 출력 주파수 대역의 갖도록 제조되는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 세팅수단은,
    상기 증폭앰프 IC와 게인제어수단이 일체로 구비된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 설정하기 위해 구비되는 것으로,
    소리가 외부로 전달되는 것을 밀폐시키는 무향박스;
    상기 무향박스 내부에서 표준음을 발생시키는 표준스피커;
    상기 마이크로폰소자에서 출력되는 출력값을 측정하는 측정시스템;
    상기 측정시스템의 측정값을 분석하여 상기 게인조절부를 조절하는 세팅부; 및
    또한, 상기 마이크로폰소자를 상기 무향박스 내에서 출력값 세팅을 위하여 무향박스 내에 자동방식으로 투입 및 배출되도록 구동하는 투입배출라인;을 포함하여 구성되는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 측정시스템은,
    상기 마이크로폰소자의 출력 신호값을 저역, 중역, 고역으로 각각 측정하되, 상기 저역, 중역, 고역대 주파수는 각각 200Hz, 1kHz, 4kHz 주파수 대역에서 측정하고, 측정된 상기 마이크로폰소자의 게인값을 다시 조절하여 세팅하거나 출력값에 따라 선별하는 것을 특징으로 하는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 게인제어수단은,
    상기 마이크로폰소자의 본체의 후면상에 PCB 기판상에 게인조절부를 집적화하여 외부에서 게인값을 설정할 수 있도록 구성되며,
    상기 게인조절부는 물리적 조작력을 가하여 출력 게인값을 제어하며, 상기 게인조절부가 회전각을 이용하여 아날로그 방식의 게인제어수단을 제어하고, 아날로그 방식의 회전각에 대한 저항값을 계산하여 이 저항값에 대한 레벨값을 설정하여 아날로그 방식의 게인제어수단을 제어하며, 상기 세팅수단은, 상기 마이크로폰소자를 무향박스에 투입한 후 스피커를 통해 세팅 음을 발생시켜 얻어지는 출력 신호값을 측정시스템에서 검출한 후 게인값을 설정하여 원하는 출력 신호값을 획득하면 투입배출라인을 통해 배출시키고, 게인값 조정이 필요한 경우 세팅부로 제어신호를 발생시켜 원하는 게인값이 얻어질 때까지 스피커에서 음을 발생시키고 출력 신호값을 측정하는 과정을 반복수행하여 원하는 게인값이 측정되는 세팅된 마이크로폰소자를 배출시키는 것을 특징으로 하는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 측정시스템을 통해 측정된 상기 마이크로폰소자 출력 신호값과설정값이 근접하면 배출라인을 통해 배출시키며,
    세팅된 출력값이 변동되지 않도록 기본값으로 OTP EPROM을 진행 후 배출되도록 제어하는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로폰소자 세팅을 위해 게인값 조절을 반복 수행시에도 세팅이 안 될 경우 상기 마이크로폰소자를 별도로 배출시키는 것을 특징으로 하는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    세팅되지 않는 상기 마이크로폰소자는 설정값을 벗어나는 게인값에 따라 랭크별 별도로 배출하되, 저역(200Hz) ±3~3.6dB(20%) A랭크, 저역(200Hz) ±3.6~4.5dB(50%) B랭크, 저역(200Hz) ±4.5이상 (50%↑) C랭크, 중역(1kHz) ±3~3.6dB(20%) D랭크, 중역(1kHz) ±3.6~4.5dB(50%) E랭크, 중역(1kHz) ±4.5이상(50%↑) F랭크, 고역(4kHz) ±3~3.6dB(20%) G랭크, 고역(4kHz) ±3.6~4.5dB(50%) H랭크, 고역(4kHz) ±4.5이상(50%↑) I랭크로 각각 배출시키는 것(여기서 % : SPEC 대비 벗어난 %를 나타냄)을 특징으로 하는 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법.
KR1020210174136A 2021-12-07 2021-12-07 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법 KR102659603B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210174136A KR102659603B1 (ko) 2021-12-07 2021-12-07 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210174136A KR102659603B1 (ko) 2021-12-07 2021-12-07 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230085705A true KR20230085705A (ko) 2023-06-14
KR102659603B1 KR102659603B1 (ko) 2024-04-24

Family

ID=86744765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210174136A KR102659603B1 (ko) 2021-12-07 2021-12-07 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102659603B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101149894B1 (ko) 2010-10-12 2012-05-31 주식회사 비에스이 마이크로폰 장치
KR101605476B1 (ko) 2015-01-08 2016-03-22 한국기술교육대학교 산학협력단 음성 측정용 마이크로폰
KR102087644B1 (ko) * 2018-12-04 2020-04-20 지엔에스티 주식회사 마이크로폰소자 제조방법 및 이를 이용한 마이크로폰소자의 세팅장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101149894B1 (ko) 2010-10-12 2012-05-31 주식회사 비에스이 마이크로폰 장치
KR101605476B1 (ko) 2015-01-08 2016-03-22 한국기술교육대학교 산학협력단 음성 측정용 마이크로폰
KR102087644B1 (ko) * 2018-12-04 2020-04-20 지엔에스티 주식회사 마이크로폰소자 제조방법 및 이를 이용한 마이크로폰소자의 세팅장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102659603B1 (ko) 2024-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1906704B1 (en) A calibrated microelectromechanical microphone
CN107872761B (zh) 用于测量扬声器的声学特征的压力梯度麦克风
EP2182510B2 (en) Active noise control arrangement, active noise control headphone and calibration method
US20080192963A1 (en) Condenser microphone
US20060177083A1 (en) Hearing aid with large diaphragm microphone element including a printed circuit board
AU769781B2 (en) A method and a system for generation of a calibrated sound field
CN111742562B (zh) 具有校正电路系统的方向性微机电系统麦克风
US9212052B2 (en) Packaged microphone with multiple mounting orientations
KR102087644B1 (ko) 마이크로폰소자 제조방법 및 이를 이용한 마이크로폰소자의 세팅장치
JP5872687B2 (ja) アナログデータ処理ユニットを備えるアセンブリ及び当該アセンブリを使用する方法
US7289638B2 (en) Electroacoustic microphone
CN102037739A (zh) 声音输入装置及其制造方法、以及信息处理系统
CN106658303A (zh) 麦克风系统和放大电路
KR20210036846A (ko) 가청 파장 범위 및/또는 초음파 범위의 음파를 생성 및/또는 검출하기 위한 사운드 변환기 유닛
CN115967901A (zh) 用于经由后容积来获得mems传声器性能的设备和方法
KR102117325B1 (ko) 지향성 멤스 마이크로폰 및 이를 포함하는 멤스 마이크로폰 모듈
KR20180068181A (ko) 마이크로폰
US20200319843A1 (en) Reconfigurable microphone assembly
KR20230085705A (ko) 생산성 향상을 위한 마이크로폰소자 제조방법
CN114762361A (zh) 使用扬声器作为传声器之一的双向传声器系统
KR100919939B1 (ko) 초소형 커패시터 마이크로폰
JP2018519772A (ja) マイクロフォン用の電子回路及びそのマイクロフォン
KR102341773B1 (ko) 전체 증폭률과 저역/고역 개별 증폭률 제어가 가능한 차량용 마이크로폰
KR102341770B1 (ko) 신호레벨 조정과 생산성이 우수한 차량용 마이크로폰
CN212628418U (zh) 扬声器检测系统

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right