(57)【要約】  【課題】  薄型化したコンデンサマイクロホンにおいても高感度なコンデンサマイクロホンを提供することを目的とするものである。  【解決手段】このコンデンサマイクロホン１０は、ハウジング１２内に、インシュレーティングブッシュ１４と、コンデンサ部１６と、コンタクトスプリング１８と、３つの電子チップ部品２０、２２、２４と、回路基板２６とが収容されてなっている。ハウジング１２には、インシュレーティングブッシュ１４に設けられた連通溝１４ａ１とコンデンサマイクロホン１０の外部空間とを連通させるための連通溝１２ｂ１が下端部１２ｂに設けられている。  【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ部と、
少なくとも１つの電子チップ部品と、
上記電子チップ部品が上記コンデンサ部の外周側に実装される回路基板と、
上記回路基板と上記コンデンサ部との間に設けられた背面気室と、
上記電子チップが設置される電子チップ設置気室と、
を備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、
上記背面気室と上記電子チップ設置気室とは背面気室連通部により連通され、かつ、上記電子チップ設置気室とコンデンサマイクロホン外部とは外部連通部により連通されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
上記電子チップ設置気室の一端には、上記背面気室連通部が設けられ、
上記電子チップ設置気室の他端には、外部連通部が設けられ、
上記電子チップ設置気室には、上記電子チップ設置気室の一端と他端とを隔てるように、上記電子チップが設置されていることを特徴とする請求項１記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
上記電子チップ部品は、インピーダンス変換素子であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のコンデンサマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、コンデンサマイクロホンに関するものであり、特に、電子チップ設置気室の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンデンサマイクロホンは、振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ部を有しており、このコンデンサ部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子等の電子チップ部品が、回路基板に実装された構成となっている。
【０００３】
その際「特許文献１」には、コンデンサ部の外周側に電子チップ設置気室が設けられ、そこに電子チップ部品が配置されたコンデンサマイクロホンが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５７２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯電話機等に搭載されるコンデンサマイクロホンにおいては、その薄型化を図ることが強く要請される。この薄型化に伴い、コンデンサ部の背面空間を広く取ることが困難になってきている。背面空間が狭くなると音響負荷が増加し、コンデンサマイクロホンの感度が低下する問題が生じていた。そこで、従来のコンデンサマイクロホンにおいては、上記「特許文献１」にも記載されているように、コンデンサ部の背面空間を広く取るために、電子チップ設置気室を密閉しコンデンサ部の背面気室と連通させて１つの背面空間を形成するように構成していた。
【０００６】
しかしながら、従来のコンデンサマイクロホンにおいては、薄型化を強いられる中で、限られたスペースで背面空間を確保するには限界があり、結果として必要な背面空間の確保ができず、音響負荷が増加し、十分な感度を有するコンデンサマイクロホンを実現できないという問題がある。
【０００７】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、薄型化したコンデンサマイクロホンにおいても高感度なコンデンサマイクロホンを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、電子チップ設置気室の構造に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【０００９】
すなわち、本願発明に係るコンデンサマイクロホンは、振動膜と背面電極板とが対向配置されてなるコンデンサ部と、少なくとも１つの電子チップ部品と、上記電子チップ部品が上記コンデンサ部の外周側に実装される回路基板と、上記回路基板と上記コンデンサ部との間に設けられた背面気室と、上記電子チップが設置される電子チップ設置気室と、を備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、上記背面気室と上記電子チップ設置気室とは背面気室連通部により連通され、かつ、上記電子チップ設置気室とコンデンサマイクロホン外部とは外部連通部により連通されていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記「少なくとも１つ電子チップ部品」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、インピーダンス変換素子、コンデンサ、抵抗等が採用可能である。
【００１１】
また、上記電子チップ設置気室の一端には、上記背面気室連通部が設けられ、上記電子チップ設置気室の他端には、外部連通部が設けられ、上記電子チップ設置気室には、上記電子チップ設置気室の一端と他端とを隔てるように、上記電子チップが設置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、上記電子チップ部品は、インピーダンス変換素子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成に示すように、本願発明に係るコンデンサマイクロホンは、背面気室と電子チップ設置気室とが背面気室連通部により連通され、さらに、電子チップ設置気室とコンデンサマイクロホン外部とが外部連通部により連通されているため、音響抵抗が低減し感度の高いコンデンサマイクロホンを得ることができる。
【００１４】
また、上記構成において、電子チップ設置気室の一端に背面気室連通部を設け、他端に外部連通部を設け、さらに、電子チップ設置気室の一端と他端とを隔てるように電子チップが設置されていることにより、コンデンサ部背面を外部空間と連通したことにより、外部空間から外部連通部を通じ進入する音が一旦電子チップ手前の電子チップ設置気室で反射し減衰するため、指向性が出てしまうのを防止できる。
【００１５】
さらに、上記構成において、電子チップ部品がコンデンサマイクロホン内で一番大きな電子チップであるインピーダンス変換素子であることにより、電子チップ設置気室で大きな壁となり、外部から背面気室へ直接音が進入するのを阻害するため、指向性の発生を防止する効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本願発明の一実施形態に係るコンデンサマイクロホン１０を示す側断面図であり、図２は、図１のII-II 線断面図である。
【００１８】
これらの図に示すように、このコンデンサマイクロホン１０は、小型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、高さが０．６ｍｍ程度で直径が４ｍｍ程度の背の低い略円筒形の外形形状を有している。
【００１９】
このコンデンサマイクロホン１０は、ハウジング１２内に、インシュレーティングブッシュ１４と、コンデンサ部１６と、コンタクトスプリング１８と、３つの電子チップ部品２０、２２、２４と、回路基板２６とが収容されてなっている。
【００２０】
ハウジング１２は、下端部が開放された円筒状の金属製部材であって、上記各部材を上方側から覆うようにした状態で、その周壁の下端部１２ｂを内周側へ折り曲げることにより、回路基板２６の周縁部にカシメ固定されている。このハウジング１２の上面部には、複数の音孔１２ａが形成されている。またハウジング１２には、後述するインシュレーティングブッシュ１４に設けられた連通溝１４ａ１とコンデンサマイクロホン１０の外部空間とを連通させるための連通溝１２ｂ１が下端部１２ｂに設けられている。
【００２１】
インシュレーティングブッシュ１４は、合成樹脂製部材であって、ハウジング１２の内周面に沿って形成されたリング状の周壁部１４ａと、この周壁部１４ａの内周側に該周壁部１４ａよりも僅かに低い高さで形成された隔壁部１４ｂとからなり、これら周壁部１４ａと隔壁部１４ｂとにより４つの空間部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を形成している。
【００２２】
空間部Ｃ１は、コンデンサ部１６を収容する空間であって、比較的大きい円形の空間部として形成されており、空間部Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、この空間部Ｃ１を円弧状に囲むように配置された比較的小さい空間部として形成されている。その際、空間部Ｃ３、Ｃ４は、隔壁部１４ｂの上面に形成された連通溝１４ｂ１を介して空間部Ｃ１と連通しており、これによりコンデンサ部１６の背圧空間を拡大させるようになっている。また、空間部Ｃ２は、隔壁部１４ｂの上面に形成された連通溝１４ｂ２を介して空間部Ｃ１と連通しており、さらに周壁部１４ａに設けられた外部連通路１４ａ１を介して外部空間と連通している。
【００２３】
コンデンサ部１６は、振動膜サブアッセンブリ３２と、スペーサ３４と、背面電極板３６とからなっている。
【００２４】
振動膜サブアッセンブリ３２は、金属製の支持リング３２Ｂの下面に振動膜３２Ａが張設固定されてなり、その振動膜３２Ａは、上面に金属蒸着膜が形成された高分子フィルムで構成されている。スペーサ３４は、金属製の薄板リングで構成されている。背面電極板３６は、金属製の電極板本体３６Ａと、この電極板本体３６Ａの上面に熱融着されたエレクトレット層３６Ｂとからなっている。この背面電極板３６は、平面視において略十字形に形成されているが、その外径は支持リング３２Ｂの外径と略同じ値に設定されている。
【００２５】
そして、このコンデンサ部１６においては、振動膜サブアッセンブリ３２の振動膜３２Ａと背面電極板３６のエレクトレット層３６Ｂとが、スペーサ３４を介して所定の微小間隔をおいて対向している。
【００２６】
３つの電子チップ部品２０、２２、２４のうち、電子チップ部品２０は、接合型の電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という）であって、コンデンサ部１６の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するためのインピーダンス変換素子として設けられている。残り２つの電子チップ部品２２、２４は、静電容量の異なる２種類のコンデンサであって、ノイズ除去のために設けられている。そして、２つのコンデンサ２２、２４は、いずれも空間部Ｃ３に収容された状態で回路基板２６に実装されている。
【００２７】
ＦＥＴ２０は、空間部Ｃ２に収容された状態で回路基板２６に実装されており、空間部Ｃ２の略中央部付近に配置される。また、空間部Ｃ２は、ＦＥＴ２０が中央部に配置されることにより、内部連通空間部Ｃ２１と外部連通空間部Ｃ２２とに分断される。この内部連通空間部Ｃ２１と外部連通空間部Ｃ２２とは、ＦＥＴ２０の側面の電子チップ側面路２０ａ１や上面の電子チップ上面路２０ａ２等の空間部Ｃ２の内壁とＦＥＴ２０の隙間により連通される。また、内部連通空間部Ｃ２１は、空間部Ｃ２の一端部に設けられた、連通溝１４ｂ２を介してコンデンサ部１６の背面気室Ｃ１１と連通している。また、外部連通空間部Ｃ２２は、空間部Ｃ２の他端部に設けられた、外部連通路１４ａ１及び外周隙間１２ｃ及び外部連通路１２ｂ１を介してコンデンサマイクロホン１０の外部空間と連通している。また、電子チップ側面路２０ａ１や電子チップ上面路２０ａ２にはさらに、指向性を防止するためのウレタン等による防音材を配置しても良い。
【００２８】
外部連通路１４ａ１は、幅８０〜１２０μｍ、深さ幅４０〜６０μｍ程度のＶ溝であり、インシュレーティングブッシュ１４に形成され、空間部Ｃ２の一端部に設けられ、外周隙間１２ｃを経て外部連通空間部Ｃ２２と連通している。なお、この外部連通路１４ａ１を、回路基板２６に形成しても構わない。
【００２９】
外周隙間１２ｃは、ハウジング１２内周面とインシュレーティングブッシュ１４の外周面に形成された５〜２０μｍ程度の、ハウジング１２とインシュレーティングブッシュ１４とのクリアランスによる隙間であり、コンデンサマイクロホン１０の周方向全周に渡り形成されている。この外周隙間１２ｃは、基本的に閉塞された空間であり、外部連通路１４ａ１及び外部連通路１２ｂ１のみ他の空間と連通している。なお、この外周隙間１２ｃは、無くてもよくその際は、外部連通路１２ｂ１を延長して、直接外部連通路１４ａ１と連通させるようにすると良い。
【００３０】
外部連通路１２ｂ１は、外部連通路１４ａ１と同じく、幅８０〜１２０μｍ、深さ幅４０〜６０μｍ程度のＶ溝であり、ハウジング１２の下端部１２ｂの回路基板２６と対向する位置に形成されている。なお、この外部連通路１２ｂ１を、回路基板２６に形成しても構わない。また、外部連通路１２ｂ１は、外部空間と外周隙間１２ｃを連通していればよく、外部連通路１４ａ１近傍になくても構わない。
【００３１】
回路基板２６は、基板本体４２と、この基板本体４２の上面４２ａに所定のパターンで形成された導電層４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃと、この基板本体４２の下面４２ｂに形成された導電層４６Ａ、４６Ｂとからなっている。
【００３２】
その際、導電層４６Ａは、基板本体４２の下面４２ｂの中心部に形成されており、導電層４６Ｂは、基板本体４２の下面４２ｂの外周縁部に環状に形成されている。そして、導電層４６Ａは、図示しないスルーホールを介して導電層４４Ｃと導通しており、導電層４６Ｂは、図示しないスルーホールを介して導電層４４Ｂと導通している。
【００３３】
基板本体４２は、０．０６ｍｍ程度の厚さを有しており、各導電層４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、各導電層４６Ａ、４６Ｂおよび絶縁層４８は、いずれも０．０４ｍｍ程度の厚さを有している。
【００３４】
コンタクトスプリング１８は、略環状コーン形に形成された金属製のプレートスプリングであって、その上端部において背面電極板３６の電極板本体３６Ａに当接するとともに、その下端部において回路基板２６の導電層４４Ａに当接している。
【００３５】
ＦＥＴ２０は、高さが０．３ｍｍ程度の直方体形状を有するチップ本体２０Ａと、このチップ本体２０Ａから側方へ突出する３つの端子片２０Ｇ、２０Ｓ、２０Ｄとからなっている。
【００３６】
端子片２０Ｇは、ゲート電極を構成する端子部であって、残り２つの端子片２０Ｓ、２０Ｄは、ソース電極およびドレイン電極を構成する端子部である。そして、ゲート電極を構成する端子片２０Ｇは、導電層４４Ａおよびコンタクトスプリング１８を介して背面電極板３６の電極板本体３６Ａと導通しており、ソース電極を構成する端子片２０Ｓは、図示しない導電層を経て導電層４４Ｂ、ハウジング１２および支持リング３２Ｂを介して振動膜３２Ａと導通しており、ドレイン電極を構成する端子片２０Ｄは、図示しない導電層を経て導電層４４Ｃを介して導電層４６Ａと導通している。
【００３７】
以上詳述したように、本実施形態に係るコンデンサマイクロホン１０は、空間部Ｃ１の背面気室Ｃ１１と電子チップを設置する気室である空間部Ｃ２とが連通溝１４ｂ１により連通され、さらに、空間部Ｃ２とコンデンサマイクロホン１０外部とが外部連通路１４ａ１、外周隙間１２ｃ、外部連通路１２ｂ１により連通されているため、音響抵抗が低減し感度の高いコンデンサマイクロホン１０を得ることができる。
【００３８】
また、電子チップを設置する気室である空間部Ｃ２の一端に連通溝１４ｂ１を設け、他端に外部連通路１４ａ１を設け、さらに、空間部Ｃ２の一端と他端とを隔てるようにＦＥＴ（電子チップ部品）２０が設置されていることにより、コンデンサ部１６背面を外部空間と連通したことで、外部空間から音が進入し指向性が出てしまうのを防止することができる。これは、外部空間から進入した音が、一旦ＦＥＴ２０手前の外部連通空間部Ｃ２２で反射、減衰するため、指向性が出てしまうのを低減できる。さらに外部空間から進入した音は、ＦＥＴ２０とインシュレーティングブッシュ１４、ハウジング１２とにより形成された狭い連通路である電子チップ側面路２０ａ１や電子チップ上面路２０ａ２を通過して内部連通空間部Ｃ２１に入り、再び狭い連通路である連通溝１４ｂ１を通りコンデンサ部１６背面の背面気室Ｃ１１に達するため、さらに到達が遅延しまた減衰したものとなり指向性の発生を低減する効果が高まる。
【００３９】
特に、電子チップ部品がＦＥＴ２０により構成されていることにより、空間部Ｃ２で大きな壁となり、指向性の発生を防止する効果を高めることができる。
【００４０】
ところで、上記実施形態に示すような外部連通路１４ａ１及び外部連通路１２ｂ１に代えて、図３に示すような外部連通孔４２ｃを用いることも可能である。
図３は、図２の変形例を示す断面図である。なお、図２と同様の構成については説明を省略する。
【００４１】
同図に示すコンデンサマイクロホン１００は、コンデンサマイクロホン１０と同様に、小型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、高さが０．６ｍｍ程度で直径が４ｍｍ程度の背の低い略円筒形の外形形状を有している。
【００４２】
このコンデンサマイクロホン１００は、ハウジング１２０内に、インシュレーティングブッシュ１４０と、コンデンサ部１６と、コンタクトスプリング１８と、３つの電子チップ部品２０、２２、２４と、回路基板２６０とが収容されてなっている。
【００４３】
ハウジング１２０は、下端部が開放された円筒状の金属製部材であって、上記各部材を上方側から覆うようにした状態で、その周壁の下端部１２ｂを内周側へ折り曲げることにより、回路基板２６０の周縁部にカシメ固定されている。このハウジング１２０の上面部には、複数の音孔１２ａが形成されている。
【００４４】
回路基板２６０は、基板本体４２０と、この基板本体４２０の上面４２ａに所定のパターンで形成された導電層４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃと、この基板本体４２０の下面４２ｂに形成された導電層４６Ａ、４６Ｂとからなっている。
【００４５】
インシュレーティングブッシュ１４０は、合成樹脂製部材であって、ハウジング１２０の内周面に沿って形成されたリング状の周壁部１４ａと、この周壁部１４ａの内周側に該周壁部１４ａよりも僅かに低い高さで形成された隔壁部１４ｂとからなり、これら周壁部１４ａと隔壁部１４ｂとにより４つの空間部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を形成している。
【００４６】
空間部Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４は、図２に示す実施形態と同様である。空間部Ｃ２は、隔壁部１４ｂの上面に形成された連通溝１４ｂ２を介して空間部Ｃ１と連通しており、さらに回路基板２６０に設けられた外部連通孔４２ｃを介して外部空間と連通している。
【００４７】
外部連通孔４２ｃは、φ３０〜５０μｍ程度の貫通孔であり、回路基板２６０に形成され、空間部Ｃ２の一端部に設けられ、外部連通空間部Ｃ２２と連通している。なお、この外部連通孔４２ｃ表面に導電層を形成し、基板本体４２０の上面４２ａに形成された導電層４４Ａ、４４Ｂ等と下面４２ｂに形成された導電層４６Ａ、４６Ｂ等を導通する導電路としてのスルーホールを兼用しても良い。
【００４８】
上記実施形態においては、本実施形態に係るコンデンサマイクロホン１００は、空間部Ｃ１の背面気室Ｃ１１と電子チップを設置する気室である空間部Ｃ２とが連通溝１４ｂ１により連通され、さらに、空間部Ｃ２とコンデンサマイクロホン１００外部とが回路基板２６０に形成した外部連通孔４２ｃ介して連通されているため、音響抵抗が低減し感度の高いコンデンサマイクロホン１００を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本願発明の一実施形態に係るコンデンサマイクロホンを示す側断面図
【図２】図１のII-II 線断面図
【図３】外部連通部の変形例を示す断面図
【符号の説明】
【００５０】
１０、１００  コンデンサマイクロホン
１２、１２０  ハウジング
１２ａ  音孔
１２ｂ  下端縁部
１２ｂ１  外部連通路
１２ｃ  外周隙間
１４、１４０  インシュレーティングブッシュ
１４ａ  周壁部
１４ａ１  外部連通路
１４ｂ  隔壁部
１４ｂ１  連通溝
１６  コンデンサ部
１８  コンタクトスプリング
２０  ＦＥＴ（電子チップ部品）
２０ａ１  電子チップ側面路
２０ａ２  電子チップ上面路
２０Ａ  チップ本体
２０Ｄ、２０Ｇ、２０Ｓ  端子片
２２、２４  コンデンサ（電子チップ部品）
２２ａ、２２ｂ  端子部
２６、２６０  回路基板
３２  振動膜サブアッセンブリ
３２Ａ  振動膜
３２Ｂ  支持リング
３４  スペーサ
３６  背面電極板
３６Ａ  電極板本体
３６Ｂ  エレクトレット層
４２、４２０  基板本体
４２ａ  上面
４２c  外部連通孔
４２ｂ  下面
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４６Ａ、４６Ｂ  導電層
４８  絶縁層
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４  空間部
Ｃ１１  背面気室
Ｃ２１  内部連通空間部
Ｃ２２  外部連通空間部
【図１】
2006024974.tif 000003
【図２】
2006024974.tif 000004
【図３】
2006024974.tif 000005