(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢ（７）の頂部または、底部のいずれかに設置され、複数の結合ピン（６）を備えたＭＥＭＳマイクロフォンであって、織布保護スクリーン（４）がそこに配置される開口部（３）を有するマイクロフォン本体（２）を備えており、
前記織布保護スクリーン（４）は、半田付け温度に対して耐熱性を有し、前記織布保護スクリーン（４）の一部が前記マイクロフォン本体（２）の一部と一体化されて、前記マイクロフォン本体（２）に内蔵されることを特徴とする、ＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項２】
前記織布保護スクリーン（４）が、前記ＰＣＢ（７）に面した位置で前記マイクロフォン本体（２）に直接取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項３】
前記織布保護スクリーン（４）が、１本の織物の糸または単繊維のメッシュパターンの織布構造を有することを特徴とする、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項４】
前記織布保護スクリーン（４）が、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＰＳから選択されるポリマー材料で構成されることを特徴とする、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項５】
前記織布保護スクリーン（４）が、メッシュサイズが２５ミクロンであり、メッシュの間隔が１ｃｍ当たり１４０メッシュであるメッシュを有し、融解温度が３４３℃であり、直径が４０ミクロンのＰＥＥＫ糸または織り糸から構成されることを特徴とする、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項６】
前記織布保護スクリーン（４）が、単一層または多層構造のいずれかにおいて、密度が１ｃｍ当たり１００本以上であり、直径が６０ミクロンまでの糸から構成されることを特徴とする、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳマイクロフォンが、前記開口部（３）を前記ＰＣＢ（７）の表面から離すようにして前記ＰＣＢ（７）の頂部に設置され、あるいは前記開口部（３）を前記ＰＣＢ（７）に向けて前記ＰＣＢ（７）の底部に設置されることを特徴とする、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【請求項８】
前記ＭＥＭＳマイクロフォンが、前記ＰＣＢ（７）の頂部に設置され、前記織布保護スクリーン（４）が、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＰから選択されるポリマー材料で作製されることを特徴とする、請求項７に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵式の織布材料の保護スクリーンを備えたＭＥＭＳマイクロフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
知られているように、音響装置用のマイクロフォンの最も一般的なタイプは、いわゆる「ＥＣＭ（ エレクトレットコンデンサーマイクロホン ）と「ＭＥＭＳ」（微小電気機械システム）マイクロフォンである。
【０００３】
この２番目のマイクロフォンのタイプは、携帯電話や他の手持ち式の音響装置に設置することを目的とした小型の装置であり、典型的にはそのサイズはちょうど７ｘ４ｘ３ｍｍである。
【０００４】
ＭＥＭＳマイクロフォンは、いわゆる「パッケージング」と呼ばれる組み立て工程によって作製されるマイクロフォン金属本体を備えており、この金属本体では、金属層も含めた種々の材料の層が完全に自動的に互いの上に重ねられる。
【０００５】
マイクロフォンの内部の電気回路要素をはんだ付けした後、このようにして作製されたマイクロフォンは、その外周部を切り開くことによって使い捨てのマイクロフォンプレートから分離される。
【０００６】
一回の切断作業によって、複数のマイクロフォンが切り離される。
【０００７】
切断する前に全てのマイクロフォンは電気的にテストされ、はねられた物は、高品質のものから自動的に選別される。
【０００８】
このようにして作製されたマイクロフォンは、基本的な特徴を有しており、最も重要な特徴は、そのサイズが極めて小さいことである。
【０００９】
マイクロフォン金属本体は優れた熱導体である。
【００１０】
上記の工程は、マイクロフォンの内部がはんだ付けされる際に大きな熱量を生成する。したがって製造ラインの出口において作製されたマイクロフォンの全てを量的かつ質的に管理することが必要である。
【００１１】
これもまた知られているように、上記のマイクロフォンは、最終的な音響装置が組み立てられる際に、ＰＣＢ（すなわちプリント回路基板またはいわゆるマザーボード）にはんだ付けされる複数の、典型的には６本の金属製のピンを備える。
【００１２】
ＭＥＭＳマイクロフォンをＰＣＢに設置する典型的な方法を以下に開示する。
【００１３】
ＭＥＭＳマイクロフォンは、ＰＣＢ（その内面または外面のいずれか）に対するマイクロフォンの設置位置に関連して、頂部または底部のいずれかに設置されるタイプのＭＥＭＳパターンを有することができる。
【００１４】
そのどちらの設置パターンも音響装置を大量生産するのに使用することができ、目的とする最終的な音響装置の機構によって選択される。
【００１５】
マイクロフォンの開口部は、マイクロフォンが十分に作動するように音波を受信するために、音源の方に向けて配置する必要がある。
【００１６】
ＰＣＢまたはマザーボードに対するマイクロフォンの位置によって、マイクロフォンの開口部を変えることができる。
【００１７】
実際には頂部に設置されるＭＥＭＳの場合、開口部は、ＰＣＢにはんだ付けされる結合ピンと反対側でＰＣＢの面上に保持される。
【００１８】
これに対して底部面に設置されるＭＥＭＳマイクロフォンの場合、ＰＣＢがドリルで穿孔され、結合ピンは全てその穴の周りに配置された端子にはんだ付けされる。
【００１９】
よってＭＥＭＳの開口部を、結合ピンと同じ面に、すなわち外部の音源に向けて配置しなければならない。
【００２０】
したがって上記の様々な位置は、ピンのはんだ付け作業において開口部に流れる熱量に影響を与える、より具体的には底部に設置されるＭＥＭＳの場合、その開口部は、接続ピンの最も近くに配置され、熱流量が最大になることは明らかである。
【００２１】
これは、以下で明らかになるように、保護スクリーンが開口部の位置に直接適用される際にある問題を提示する。
【００２２】
マイクロフォンの保護に関して、基本的に必要なのは、微粒子や水滴がマイクロフォンに進入することにより、故障が生じたり音響応答の遅れが生じるのを阻止することである。
【００２３】
このような保護は、ＭＥＭＳ開口部の近くに保護スクリーンを配置することによって実現することができる。
【００２４】
粒子の侵入に対する保護バリアとして、織物材料および多孔質媒体のスクリーンが一般に使用される。
【００２５】
音響分野では、目の粗いメッシュの織物材料（ネット）が使用されることが多い。
【００２６】
主に使用される材料は、２０から１００ミクロンの開きのネットのメッシュを有する
合成の１本糸の織り糸を有する織物で構成される。
【００２７】
ポリエステルポリマー（ＰＥＴ）が従来より使用されている。
【００２８】
このような織物材料の一例は、よく知られた「Ａｃｏｕｓｔｅｘ  Ｂ１６０」織物であり、これは１ｃｍ当たり１９０本の糸の密度の２１ミクロンの開きのメッシュパターンを有し、これは、３１ミクロンの１本糸のＰＥＴ織り糸から紡がれており、１６０ＭＫＳレイリーの音響インピーダンスを有しており、例えばＳａａｔｉ ＳｐＡ社によって作製される。
【００２９】
保護スクリーンが適用される際の典型的な解決法は、ダイカットされた独立した部分を使用することであり、この独立した部分は、発泡接着材料を有する織物ネットで作製され、音響装置の外側の面を貫通する開口部付近に接続される。
【００３０】
このように別個の要素を設けることで、スクリーンが準備段階のはんだ付け作業による熱に曝されるのを避ける。
【００３１】
頂部に設置されるＭＥＭＳの場合、従来の解決法は、ダイカット部分を装置の外側本体の内側の面に適用することである。
【００３２】
このような要素は、両面接着リング要素、および任意選択でハンガー層として作用する薄い発泡層を装着することにより布材料の保護スクリーンで構成される。
【００３３】
ダイカット部分は、携帯電話の外側の本体、または他の音響装置に装着されたままであるため、該ダイカット部分は最適な保護を実現する。
【００３４】
しかしながらこのような手法は、独立した要素を増設し、装置を最終的に組み立てる際にこの要素を必然的に取り付けなければならないため、装置を作製する時間が長くなりコストが上がるという重大な欠点に影響される。
【００３５】
さらにＭＥＭＳマイクロフォンは、プリント基板はんだ付け段階から、プラスチック材料の本体を閉じる段階までの中間の組み立て段階において保護されないまま放置される。  
【００３６】
従来のＭＥＭＳ作製方法にかなりの数の不良品があることを考えると、言及した組み立て段階においてこのような保護がないことは、かなり危険である。 
【００３７】
底部に設置されるＭＥＭＳは、開口部はあまり露出しないが、微粒子の侵入に対して保護する必要がある。
【００３８】
今のところ、プリント回路基板の反対側の面に、合成の保護スクリーンと接着剤から成るダイカット部分が適用され、このダイカット部分によってＭＥＭＳの開口部を極めて小さい微粒子の侵入から効果的に保護している。
【００３９】
このような解決法は、水平方向の開口スペースが残されているため、たとえ完璧ではないとしても十分満足のいくものではあるが、それには頂部に設置されるＭＥＭＳシステムと同様の欠点があり、つまり追加のダイカット部分を組み立てる段階があり、装置の組み立て作業においてマイクロフォンの中間の保護がないことである。
【００４０】
上記に加えて、いわゆる「パッケージング」および組み立て段階において、ＭＥＭＳマイクロフォンは、少なくとも２回加熱される。
【００４１】
ＭＥＭＳは他の作製方法によって作製することもでき、一部の作製方法では、「リフロー」工程を利用しマイクロフォン本体内に大量の熱を生成するため、マイクロフォン本体が臨界温度に到達する場合もある。
【００４２】
さらに温度データは、ＭＥＭＳ作製方法によって変わることがあるが、これは主に該ＭＥＭＳが、最終的な装置の組み立て作業段階において、上向きあるいは下向きに向けられた接続用のはんだ付け地点においてＰＣＢにはんだ付けされるためである。
【００４３】
これに関連して、ＭＥＭＳが極めて小さいサイズであり、主に金属材料でできていることをなおさら指摘すべきであり、これは、温度の観点から重要な条件である。
【００４４】
ＭＥＭＳを作製する際に生成される温度は恐らく３００℃の値であり、この値は、保護用のスクリーン材料にとって危険なものである。
【００４５】
今のところ上記の保護スクリーン、すなわちバリアは通常ポリエステル（ＰＥＴ、ポリエチレンテレフタレート）でできており、それは２４０から２６０℃の融解温度のポリマーであるため、高温に直接曝されると合成メッシュスクリーンを損傷させたり破壊する恐れがある。
【００４６】
したがって上記の理由により、上記で言及したダイカット部分はＭＥＭＳの近くに適用されるが、その中には適用されない。
【００４７】
スクリーンの適用はそれ自体が、第２作業段階において全ての加熱工程の終わりに行なわれるが、それは、 ＭＥＭＳを作製し、それをはんだ付けした後である。
【００４８】
これは従来のＭＥＭＳ作製方法の主な限界であり、この作製方法は、極めて複雑な組み立て作業であり、中間の処理段階において保護するものがなく、使用中も十分とは言えない不完全な保護しかできない。
【００４９】
上記に開示したように、従来の手法は、頂部に設置されたＭＥＭＳと底部に設置されたＭＥＭＳの両方にとって理想的とは言えない。それは追加の要素を組み立てる必要があるため製造コストを大幅に上げるためである。
【００５０】
さらに論理計算上の特性もまた低下するが、これは言及される追加の要素の設置が加わり、別個に扱われるためである。
【００５１】
さらに保護スクリーンは、最終的な音響装置が完全に組み立てられたとき初めて、あるいは少なくともマイクロフォンをＰＣＢにはんだ付けした後に、通常は別の顧客の異なる作製場所において適用されることをさらに指摘すべきである。
【００５２】
したがって作製、保管、輸送（あるとすれば) および最終的なＰＣＢ回路のはんだ付けにおいて、ＭＥＭＳは保護されない状態で放置される。
【００５３】
理論上理想とする解決法は、ＭＥＭＳ自体を保護することである。
【００５４】
換言すると、保護スクリーンをＭＥＭＳを含む１つの本体として作製すべきであり、これにより以下の組立体段階において、スクリーンの存在を「忘れる」ことが可能になる。
【００５５】
実際に実施するには、温度の制限があるため、このような案には実現性がない。
【００５６】
マイクロフォンをその目的とする位置にはんだ付けする前に、保護スクリーンを完全に取り付けることが極めて有利である。
【００５７】
これは合成スクリーンが、少なくともはんだ付け作業において生成される熱に耐えなければならないことを意味しており、主に底部に設置されるＭＥＭＳの場合これはかなり重大なことである。
【００５８】
実際には底部に設置されるＭＥＭＳでは、マイクロフォンの開口部は、ＰＣＢに面しており、ＰＣＢにはんだ付けされる結合端子に近い。
【００５９】
したがってこのような金属部分の最小限の距離と高い伝導性を考えると、残念ながらスクリーンの融解温度は、はんだ付け作業において達成されてしまう。
【００６０】
換言すると底部に設置されるパターンは、マイクロフォン開口部領域において最も熱を感知しやすい。
【００６１】
開口部付近に保護スクリーンを設置するのが望ましいとすると、スクリーンははんだ付けの熱に耐える必要がある。   
【００６２】
頂部に設置されるＭＥＭＳの場合、結合ピンと開口部の距離がわずかに大きくなり、それに応じてはんだ付け作業の熱ストレスも底部に設置されるＭＥＭＳと比べて小さくなる。
【００６３】
いくつかの好ましい状況では、温度の観点から従来のポリエステル製のスクリーンでも十分である。
【００６４】
しかしながら目的とする用途の全てにおいて適切な保護バリアを保証するには、許容できる温度閾値がより高い材料を有することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００６５】
したがって本発明の趣旨は、上記に開示した従来技術の欠点を克服するように適合されたＭＥＭＳを保護するための内蔵式の織布材料のスクリーンを提供することである。
【００６６】
上記に言及した趣旨の範囲内で、本発明の主たる目的は、ＭＥＭＳ作製工程においてマイクロフォンに直接適用され、微粒子および水の侵入からＭＥＭＳを保護するように適合される一方で、ＭＥＭＳ装置の音響効果を高める織布材料のスクリーンを提供することである。
【００６７】
別の目的は、専用の作製システムを設計する、いわゆる専用の「パッケージング」を設計することによって、ＭＥＭＳ作製工程の開始と同時に、ＭＥＭＳ装置に内蔵される部分として構築することができる織布材料のスクリーンを提供することである。
【００６８】
本発明の別の目的は、極めて順応性のあるやり方で、かつ外側に要素を加える必要なしにＭＥＭＳをユーザの装置に内蔵することを可能にすることである。
【００６９】
本発明の別の目的は、熱に対して満足のいく十分な耐性を有するスクリーン材料で構成された織布スクリーンを提供することにより、ＭＥＭＳがはんだ付け作業中に損傷しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００７０】
本発明の一態様によると、上記に言及した趣旨および目的ならびに別の目的は、以下からより明らかになり、内蔵式の織布材料の保護スクリーンを備えたＭＥＭＳによって達成されるが、該ＭＥＭＳは、織布材料の保護スクリーンが配置される開口部を有するマイクロフォン本体を備えており、この保護スクリーンは、このようなＭＥＭＳのパッケージングにおいてマイクロフォン本体に内蔵されることを特徴とする。
【００７１】
本発明の別の特徴および利点は、以下の本発明の排他的ではなく、好ましい一実施形態の詳細な開示からより明らかになると思われ、この実施形態は、限定ではなく、指し示すための例として示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】ＰＣＢの頂部に設置されたＭＥＭＳの概略立面図である。
【図２】ＰＣＢの底部に設置されたＭＥＭＳの別の概略立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
上記に言及した図面の数字が表すものに関して、本発明により、ＭＥＭＳを保護するために内蔵式の織布材料のスクリーンを備えたＭＥＭＳマイクロフォンは、参照番号１によって全体が示されており、織布スクリーン４がそこに配置される開口部３を有するマイクロフォン本体２を備えており、このスクリーンは、ＭＥＭＳ装置の「パッケージング」段階においてマイクロフォン本体２に組み込まれる。
【００７４】
図１は、頂部位置におけるＭＥＭＳの１つの適用例を示している。
【００７５】
より具体的には、図１は、参照番号５によって表される点線によって、独立したダイカット部分として適用される従来の保護スクリーンの位置を示している。
【００７６】
それに対して本発明による保護スクリーン４は、ＭＥＭＳ本体２に結合され、それと一体化した部分を構成している。
【００７７】
したがってマイクロフォンおよび関連するスクリーンは、独立した要素として処理することができる。
【００７８】
開口部３は、音響装置の準備段階としての保管、はんだ付けおよび組み立て段階のいずれにおいても外部の粒子から完全に保護されている。
【００７９】
頂部に設置される構成の場合、開口部３は、ＰＣＢ７に対する結合ピン６から離間されており、保護スクリーン４は、従来のＰＥＴ材料、またはＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥなどの高温に耐える改良ポリマーのいずれかで構成される。
【００８０】
装置の外殻は、例えば携帯電話の外殻は全体が参照番号８で表されている。
【００８１】
図２は、底部位置におけるＭＥＭＳ１の１つの適用例を示している。
【００８２】
点線５は、従来のスクリーンの位置を示しており、このスクリーンは、ＰＣＢ７の外側の面にクランプ留めされた、あるいは貼り付けられたダイカット接着部分で構成されている。
【００８３】
これに対して本発明によると、スクリーン４は、ＰＣＢ７に近い特定の位置でマイクロフォン本体２に直接適用されている。
【００８４】
このような位置にすることによって、はんだ付けから音響装置の組み立てが終わるまでの全ての作製に関する作業段階において、外部の微粒子や水滴から完全に保護することができる。
【００８５】
上記の構成において、開口部３は、はんだ付けされる結合端子６の極めて近くに配置されるため、極めて高い熱ストレスが生成される。
【００８６】
このことは、本発明によって、高温に対して耐性のあるポリマーを利用して保護スクリーンを作製することにより実現可能になる。
【００８７】
保護スクリーン４をＭＥＭＳの外側または内側の面に直接適用するには、ＭＥＭＳ作製工程において、すなわちその「パッケージング」の間に作業する必要がある。
【００８８】
たとえこのような工程が、いずれかの作業段階において熱を生成したとしても、スクリーン４は、この熱に耐えると思われる。
【００８９】
この目的のために、構造上の材料としてＰＥＥＫなどのポリマーが使用され、これは融解温度が十分に高いことにより、作製方法において実際に到達する最大温度によって材料が損傷するのを防ぐ。
【００９０】
はんだ付け作業の後の熱に耐えるために、織布スクリーンは、ＰＥＥＫ、ＰＰＳおよびＰＴＦＥなどの融解温度が高いポリマー材料で作製される。
【００９１】
融解温度がＰＥＴよりも高いポリマーならいずれも、このような用途に適している。
【００９２】
好ましい織布構造は、１本の織物の糸のメッシュパターンである。
【００９３】
一例として、好適な織物ネットは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材料でできており、これは３４３℃の融解温度を有することでＭＥＭＳの作製作業およびはんだ付け作業に耐える。
【００９４】
好ましくはこのような今までにない新しい材料は、２５ミクロンのメッシュサイズで、１ｃｍ当たり１４０メッシュの間隔であり、ＰＥＥＫ糸または織り糸は４０ミクロンの直径である。
【００９５】
織布スクリーンの構造は、変えることができる。
【００９６】
上記に言及したポリマーを、密度が１ｃｍ当たり１００本以上の糸であり、糸の直径が６０ミクロンまでの１本または複数の糸の織り糸を有する、異なる布の織り方の単一層または多層構造のいずれかで利用することが可能である。
【００９７】
本発明は、意図される趣旨と目的を完璧に達成することが分かる。    
【００９８】
実際には、内蔵式の織布スクリーンは、ＭＥＭＳ作製工程においてマイクロフォン本体に直接適用され、微粒子や水滴の侵入から保護するように適合される一方で、ＭＥＭＳの音響効果を高めるように作製されている。
【００９９】
本発明によるスクリーンは、固有に設計された作製方法、すなわちいわゆる「パッケージング」によってＭＥＭＳ装置の作製を開始すると同時に、ＭＥＭＳ装置の一体化した部分を構成するようになる。
【０１００】
本発明によって、外部の要素を増設せずに、極めて順応性のあるやり方でＭＥＭＳ装置を一体化することが可能になる。
【０１０１】
本発明を実践する際、使用される材料ならびに条件とするサイズおよび形状はいずれも、要件に左右される場合がある。
【符号の説明】
【０１０２】
１  ＭＥＭＳマイクロフォン装置
２  マイクロフォン本体
３  開口部
４  スクリーン
５  従来の保護スクリーンの位置
６  結合ピン
７  ＰＣＢ
８  装置の外装
【図１】
0006008175.tif 000002
【図２】
0006008175.tif 000003