(57)【要約】【課題】変換器モジュール、特に、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）小型シリコンコンデンサマイクロフォンモジュールを提供する。【解決手段】  モジュール（１００、２００、３００、４００、５００、６００、９００）は、装置（１４）に位置するＰＣＢ（１８、９１８）に電気接続することができ、又は装置（１４）のハウジング（１６、９１６）の一部分を形成するように装置（１４）に接合することができる。モジュールは、少なくとも１つの層と、接続面（１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４、９１４）を有する面装着可能音響変換器（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、９１０）のような面装着可能構成要素と、面装着可能音響変換器の表面を装置（１４）の外部に結合する少なくとも１つの音響ポート（１２４、２２４、３２４、４２４、５２４、６２４、９２４）とを有するハウジング（１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２）を含むことができる。モジュール（１００、２００、３００、４００、５００、６００、９００）は、更に、面装着可能音響変換器（１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、９１０）の接続面（１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４、９１４）に電気接続した２次的装着構造体（６５４）を含むことができる。音響ポート（１２４、２２４、３２４、４２４、５２４、６２４、９２４）は、環境障壁（４５０、５５０）の層を含むことができる。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部及び外部を形成するハウジングと、
面装着した音響変換器を前記内部に少なくとも部分的に配置されたプリント基板に電気結合するための第１の表面と前記外部に露出されるようになった第２の表面とを有する、該内部に配置された面装着可能音響変換器と、
前記ハウジング内に形成され、前記第２の表面を前記外部に結合する少なくとも１つの音響通路と、
を含むことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第１の表面及び前記第２の表面は、前記面装着可能音響変換器の共通面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記面装着可能音響変換器は、前記第２の表面とは異なる前記外部に露出されるようになった第３の表面と、前記ハウジングに形成され、該第３の面を該外部に結合する第２の音響通路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記音響通路の一部分を形成する開口が、前記プリント基板に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記開口は、前記プリント基板の第１の表面から該プリント基板の第２の表面まで該プリント基板を通って延び、前記面装着した音響変換器の前記第２の表面は、該プリント基板の該第１の表面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記面装着した音響変換器の前記第１の表面は、前記プリント基板の前記第１の表面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
音響シールが、前記面装着した音響変換器と前記プリント基板の間の前記開口の周りに配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項８】
音響シールが、前記プリント基板と前記ハウジングの間の前記開口の周りに配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項９】
前記音響通路の一部分を形成する開口が、前記ハウジングに形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項１０】
音響シールが、前記プリント基板と前記ハウジングの間の前記開口の周りに配置されていることを特徴とする請求項９に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願への相互参照
本特許は、２００３年２月２８日出願の米国特許仮出願第６０／４５０，５６９号の恩典を主張する２００４年２月２６日出願の米国特許出願出願番号第１０／７８８，１８１号の一部継続出願であり、これらの開示内容は、その全てがあらゆる目的において引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本特許は、通信装置又はオーディオ装置などで用いられる変換器モジュールに関し、具体的には、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）小型シリコンコンデンサマイクロフォンモジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
移動通信技術の進歩は、近年急激に進んでいる。消費者は、セルラー電話、Ｗｅｂ対応セルラー電話、「携帯情報端末（ＰＤＡ）」、可搬式コンピュータ、ラップトップ、タブレット、又は公共又は専用通信ネットワークを通じて通信する機能があるあらゆる他の装置タイプのような移動通信装置を益々使用している。特により多くのセルラーネットワークの配備及び移動通信技術における技術の進歩は、結果としてより多くの消費者による移動通信装置の使用を生み、オーディオ装置の製造工程、電力消費、受信、加工、及び小型化の改善を促進した。移動通信装置のサイズがより小さくなると、利用される小型変換器モジュールの本来の性能の改善に対する要求が益々増大する。
【０００４】
一般的に、セルラー電話、ウェブ対応電話、「携帯情報端末（ＰＤＡ）」、可搬式コンピュータ、ラップトップ、タブレット、又は他のそのような装置のような通信装置に対して、従来のエレクトレットコンデンサマイクロフォン（ＥＣＭ）が用いられている。セルラー電話のようなこれらの通信装置では、コネクタ部材が、エレクトレットコンデンサマイクロフォンを装置ハウジング内に固定されたプリント基板に電気接続する。コネクタは、ＥＣＭと、ハウジングの外側からＥＣＭへの音響経路を設けるための開口又はポートを有して形成された外側ハウジングとの間にガスケットを含むことができる。ハウジング内でのＥＣＭとガスケットを有するコネクタとのＰＣＢ上への最終組立は、手作業か又はオフライン機器を用いて行わねばならず、電気接続不良又は音響接続不良（漏れやすい）のために歩留り損失が生じる。ＥＣＭの半田付けは、これを構成するのに用いられる材料の温度制限の理由から可能ではない。
【０００５】
【特許文献１】米国特許仮出願第６０／４５０，５６９号
【特許文献２】米国特許出願出願番号第１０／７８８，１８１号
【特許文献３】米国特許第５，８７０，４８２号
【特許文献４】米国特許出願出願番号第０９／８８６，７５４号
【特許文献５】国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ０１４８４６２
【特許文献６】米国特許出願出願番号第１０／２３８，２５６号
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、様々な修正及び代替的形態を受け入れる余地があるが、ある一定の実施形態を例示的に図面に示し、これらの実施形態を本明細書で詳細に以下に説明する。しかし、本発明の開示は、説明する特定の形態に本発明を限定するように想定されているのではなく、その反対に、本発明は、特許請求の範囲によって定める本発明の精神及び範囲内に収まる全ての修正、代替物、及び均等物を網羅するように意図することを理解すべきである。
【０００７】
本明細書に説明する本発明の実施形態は、以前の設計に付随する組立及び性能の問題を克服し、通信装置における使用のためのマイクロフォンモジュールのような音響変換器モジュールを製造する簡易で効率的かつ経済的な手法及び方法を提供する。本発明の多くの特徴及び利点は、信頼性が高い電気接続及び信頼性が高い漏れのない音響接続を含む。様々な実施形態では、本発明は、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）装置、例えば、通信装置における使用のための変換器及び／又はシリコンベースのマイクロフォンを用いる。
【０００８】
実施形態の以下の説明から認められるであろうが、音響変換器モジュールは、ハウジング及びハウジング内に配置した面装着音響変換器を含む。面装着音響変換器は、面装着音響変換器をプリント基板に電気結合するための表面を有することができる。この表面は、ハウジングの外部に露出される。音響通路は、面装着音響変換器をハウジングの外面に結合する。
【０００９】
面装着音響変換器は、ハウジング内に形成した空洞内に受け取ることができ、例えば、機械的ファスナ、摩擦、及び相互係合機械的要素によってそこに固定することができる。代替的に、面装着音響変換器は、ハウジング内に接着によって固定されるか又は原位置で成形される。
【００１０】
ハウジングは、第１のハウジング部材及び第２のハウジング部材を含むことができる。第１のハウジング部材は、内側ハウジング層とすることができ、第２のハウジング部材は、外側ハウジング層とすることができる。第１のハウジング層と第２のハウジング層の間に中間層を配置することができる。第１のハウジング層及び第２のハウジング層の各々は、非導電性とすることができ、中間層は、導電層とすることができる。
【００１１】
音響通路内に、障壁を配置することができる。障壁は、ポリマー材料膜又は焼結金属とすることができる。例えば、障壁は、環境障壁及び／又は音響抵抗障壁とすることができる。すなわち、障壁は、平坦なプラスチックシート又はファイル、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜のような音響抵抗材料とすることができる。障壁はまた、焼結金属部材又はスクリーンとすることができる。
【００１２】
ハウジングは、接続面に隣接する保持構造体を含むことができる。保持構造体は、電子装置のプリント基板の延長部分を受け取るような大きさにすることができる。
【００１３】
ハウジングは、装着構造体を含むことができる。装着構造体は、音響変換器モジュールを電子装置に固定するための電子装置上に形成した補完装着構造体に係合するように構成される。面装着音響変換器を電子装置に電気結合するために、２次的装着構造体を設けることもできる。
【００１４】
面装着音響変換器は、小型シリコンコンデンサマイクロフォンとすることができる。
【００１５】
電子装置は、ハウジング及びハウジング内に固定したプリント基板を含むことができる。音響変換器ハウジングも設けられて、音響変換器ハウジング内に面装着音響変換器を配置する。面装着音響変換器は、面装着音響変換器をプリント基板に電気結合するための、音響変換器ハウジングの外部に露出された表面を有することができる。少なくとも１つの音響通路が、面装着音響変換器をハウジングの外面に結合する。音響変換器ハウジングは、ハウジングに固定され、表面は、面装着音響変換器をプリント基板に電気結合するためにプリント基板に接触している。電子装置は、セルラー電話、携帯情報端末、ポケットベル、ラップトップコンピュータ、又は携帯ウェブブラウザとすることができる。音響変換器ハウジングは、ハウジングに接着されるか、機械的に固定されるか、又はその中で原位置に成形することができ、音響変換器ハウジングは、ハウジングの表面の一部分を形成する表面を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜２を参照すると、シリコンコンデンサマイクロフォンモジュールが番号１０で一般的に示されている。モジュール１０は、セルラー電話のような可搬式無線通信装置１４内に位置するプリント基板（ＰＣＢ）１２に電気結合する。当然ながらモジュール１０は、同様に公共及び専用通信ネットワークを通じた通信を可能にすることができるウェブ対応電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）装置、他の種類の携帯電算及び「インターネット」アクセス電気機器及び装置、並びに同様のものを含む事実上あらゆる他の種類の電子装置における使用に適応させることができる。下記により詳細に説明するように、モジュール１０は、装置１４と嵌合させることができる。代替的に、モジュール１０は、装置１４の外側ハウジング１６の一部分を形成するように装置１４に接合することができる。
【００１７】
ここで図３Ａ〜３Ｂを参照すると、説明する本発明の実施形態によるモジュール１００は、図１に例示するセルラー電話１４と類似の装置を含む通信装置内で用いることができる。モジュール１００は、上部ハウジング区分１０４及び底部ハウジング区分１０６を含むハウジング１０２を含むことができる。上部ハウジング区分１０４及び底部ハウジング区分１０６は、例えば、機械的ファスナ、捲縮、溶接、又は接着剤結合によって互いに接合させることができる。ハウジング１０２は、少なくとも１つの層を有するように示しているが、ハウジング１０２は、導電及び／又は非導電材料の交互の層を利用することができ、そのような実施形態をより詳細に論ずることにする。図示の実施形態では、ハウジング１０２は、成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成る。
【００１８】
モジュール１００は、面装着可能構成要素１１０、基板（示していない）、及び受信器１１２を更に含む。面装着可能構成要素（ＳＭＣ）１１０は、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）装置、例えば、米国特許第５，８７０，４８２号、米国特許出願出願番号第０９／８８６，７５４号、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ０１４８４６２、及び／又は米国特許出願出願番号第１０／２３８，２５６号に開示されているシリコンコンデンサマイクロフォンのような変換器又はシリコンベースのマイクロフォンを含むことができ、これらの開示内容は、その全てがあらゆる目的において引用によって本明細書に組み込まれている。図示の実施形態では、ＳＭＣ１１０は、ＭＥＭＳベースの小型シリコンコンデンサマイクロフォンである。ＳＭＣ１１０は、ハウジング１０２内に成形することができ、又はハウジング１０２内に形成した保持体構造体１１２内に嵌合又は成形することができる。
【００１９】
ＳＭＣ１１０は、ＳＭＣ１１０を通信装置内のプリント基板（ＰＣＢ）に電気接続するための、又はそれ以外にＳＭＣ１１０を通信装置に電気結合するための接続面１１４を含む。接続面１１４は、ＳＭＣ１１０の上面１１６、側面１１８、又は底面１２０上に位置することができる。接続面１１４は、半田付け処理を通じてＰＣＢに電気結合することができるが、導電性接着剤、接点、バネ装架接点、及びプラグなどを含む電気接続のあらゆる形態が十分であると考えられることは当業者によって理解されるであろう。モジュール１００は、接続面１１４に電気結合した２次的装着構造体を更に含むことができ、そのような実施形態をより詳細に論ずることにする。図示の実施形態では、装置１４内でＳＭＣ１１０をＰＣＢ１２と電気結合するために、ＳＭＣ１１０の側面１１８上に接続面１１４を設置する。
【００２０】
音響波が進入することを可能にするために、３つのものをポート１２４ａ、１２４ｂ、及び１２４ｃとして例示している少なくとも１つの開口又は音響ポートをハウジング１０２の表面上に導入する。簡略化のために、１つ又はそれよりも多くの音響ポートを参照する時には、１つ又はそれよりも多くのそのようなポートを設けることができるものと理解した上で音響ポート１２４を参照するものとする。複数の音響ポートは、ＳＭＣ１１０において指向性感度性能をもたらす。音響ポート１２４は、ハウジング１０２の上面１２６、側面１２８、又は底面１３０上、又はこれらの表面上の複数の位置で形成することができる。図示の実施形態では、指向性特性、すなわち、ＳＭＣ１１０における全指向性、双指向性、又は単一指向性感度を設けるために、第１の音響ポート１２４ａを上面１２６上に設置し、第２の音響ポート１２４ｂを底面１３０上に設置し、第３の音響ポート１２４ｃを側面１２８上に設置する。
【００２１】
音響ポート１２４は、ＳＭＣ１１０に至る音響通路を形成するために、ハウジング１０２を通る穴を空けること又はハウジング１０２の中に音響ポート１２４を成形することを含むいくつかの方法によって形成することができる。代替的に、ポートは、音響エネルギをＳＭＣ１１０に結合することを可能にするためにハウジング１０２、装置ＰＣＢ、及び外側ハウジングを完通する穴空け等によって形成することができる。
【００２２】
モジュール１００は、様々なプラスチック成形処理に付随するものを含む比較的高い温度に耐える機能がある。従って、モジュール１１０は、装置ハウジング１６を生成するために用いられるプラスチック成形処理中に装置内に装着するか又はそれに嵌合させることができる。そうすることによって装置の全体サイズを低減する利点が得られ、一方で感度、ノイズ、安定性、コンパクト性、強固性、並びに電磁気干渉（ＥＭＩ）及び他の外部及び環境条件（衝撃及び異物を含む）に対する低感受性のような良好な電気音響性能が維持される。
【００２３】
図示のように、モジュール１００は、装置１４内でＰＣＢ１２に半田付けすることなどによって電気接続する。代替的に、モジュール１００は、装置１４のハウジング１６と機械的又は摩擦的に接合することができる。装置１４にハウジング１０２の対応する構造体又は表面に係合することによってモジュール１００を装置１４に固定するために、装置１４の外面又は外側ハウジング１６の一部分として形成してもしなくてもよいファスナ、摩擦コネクタ、スナップ式、及びさね継ぎアセンブリのような代替的な方法を用いることができる。接着と、エポキシ及びテープなどのような類似の接合形態とを用いることができることは、当業者によって更に理解されるであろう。装置１４の外面又は外側ハウジング１６に適合させるために、モジュール１００のハウジング１０２は、色付け及び／又は模様付けすることができ、平滑な研磨面は、面取りを施した縁部又は凹みなどを含む。
【００２４】
ここで図４Ａ〜４Ｂを参照すると、説明する本発明の実施形態によるモジュール２００は、図１に例示する装置１４と類似の装置を含む通信装置内で用いることができる。モジュール２００は、図３Ａ及び３Ｂに例示するモジュール１００と構造及び機能において類似しており、同様の要素は、同様の参照番号を用いて参照し、例えば、１００及び１０２は、それぞれ２００及び２０２に該当する。モジュール２００は、上部ハウジング区分２０４及び底部ハウジング区分２０６を含むハウジング２０２を含むことができる。上部ハウジング区分２０４及び底部ハウジング区分２０６は、例えば、機械ファスナ、捲縮、溶接、又は接着剤結合によって互いに接合することができる。ハウジング２０２は、少なくとも１つの層２０８を有するように示しているが、ハウジング２０２は、交互の導電及び／又は非導電材料の層を利用することができ、そのような実施形態をより詳細に論ずることにする。図示の実施形態では、ハウジング２０２は、成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成る。
【００２５】
モジュール２００は、面装着可能構成要素２１０、基板（示していない）、及び受信器２１２を更に含む。面装着可能構成要素（ＳＭＣ）は、上述の米国特許第５，８７０，４８２号、米国特許出願出願番号第０９／８８６，７５４号、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ０１４８４６２、及び／又は米国特許出願出願番号第１０／２３８，２５６号に開示されているシリコンコンデンサマイクロフォンのような変換器又はシリコンベースのマイクロフォンのような微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）を含むことができる。図示の実施形態では、ＳＭＣ２１０は、ＭＥＭＳベースの小型シリコンコンデンサマイクロフォンである。ＳＭＣ２１０は、ハウジング２０２内で成形することができ、又はハウジング２０２内に形成された保持器構造体２１２内に嵌合又は成形することができる。
【００２６】
ＳＭＣ２１０は、ＳＭＣ２１０を通信装置内のプリント基板（ＰＣＢ）に電気接続するための、又はそれ以外にＳＭＣ２１０を通信装置に電気結合するための接続面２１４を含む。接続面２１４は、ＳＭＣ２１０の上面２１６、側面２１８、又は底面２２０上に設置することができる。接続面２１４は、半田付け処理を通じてＰＣＢに電気結合することができるが、導電性接着剤、接点、バネ装架接点、及びプラグなどを含む電気接続のあらゆる形態が十分であると考えられることは当業者によって理解されるであろう。モジュール２００は、接続面２１４に電気結合された２次的装着構造体を更に含むことができ、そのような実施形態をより詳細に論ずることにする。図示の実施形態では、装置１４内でＳＭＣ２１０をＰＣＢ１２と電気結合するために、ＳＭＣ２１０の底面２２０上に接続面２１４を設置する。
【００２７】
音響波が進入することを可能にするために、２つのものをポート２２４ａ、２２４ｂとして例示している少なくとも１つの開口又は音響ポートをハウジング１０２の表面上に導入する。簡略化のために、１つ又はそれよりも多くの音響ポートを参照する時には、１つ又はそれよりも多くのそのようなポートを設けることができるものと理解した上で音響ポート２２４を参照するものとする。複数の音響ポートは、ＳＭＣ２１０において指向性感度性能をもたらす。音響ポート２２４は、ハウジング２０２の上面２２６、側面２２８、又は底面２３０上、又はこれらの表面上の複数の位置で形成することができる。図示の実施形態では、指向性特性、すなわち、ＳＭＣ２１０における全指向性、双指向性、又は単一指向性感度を設けるために、第１の音響ポート２２４ａを上面２２６上に設置し、第２の音響ポート２２４ｂを底面２３０上に設置する。
【００２８】
音響ポート２２４は、ＳＭＣ２１０に至る音響通路を形成するために、ハウジング２０２を通る穴を空けるか又は成形することを含むいくつかの方法によって形成することができる。代替的に、ポートは、音響エネルギをＳＭＣ２１０に結合することを可能にするために、ハウジング２０２、装置ＰＣＢ、及び外側ハウジングを完通する穴空け等によって形成することができる。
【００２９】
モジュール２００は、様々なプラスチック成形処理に付随するものを含む比較的高い温度に耐える機能がある。従って、モジュール２１０は、装置ハウジング１６を生成するために用いられるプラスチック成形処理中に装置内に装着するか又はそれに嵌合させることができる。そうすることによって装置の全体サイズを低減する利点が得られ、一方で感度、ノイズ、安定性、コンパクト性、強固性、並びに電磁気干渉（ＥＭＩ）及び他の外部及び環境条件（衝撃及び異物を含む）に対する低感受性のような良好な電気音響性能が維持される。
【００３０】
図４Ａに示すように、モジュール２００は、装置１４内でＰＣＢ１２に半田付けすることなどによって電気接続する。代替的に、図４Ｂは、モジュール２００が装置１４のハウジング１６内に形成された保持構造体２１２内で機械的に又は摩擦的に接合することができることを示している。例示する実施形態では、ＰＣＢ１２の延長部分１８は、凹凸構造体２２５の中に延びてその中に係止される。接続面２１４と接触するようにＰＣＢ１２の表面２０を圧迫し、モジュール２００をＰＣＢ１２に結合する。モジュール２００を装置１４に固定するために、装置１４の外面又は外側ハウジング１６の一部分として形成してもしなくてもよいファスナ、摩擦コネクタ、スナップ式、さね継ぎアセンブリのような代替的な方法を用いることができる。接着と、エポキシ及びテープなどのような類似の接合形態とを用いることができることは、当業者によって更に理解されるであろう。装置１４の外面又は外側ハウジング１６に適合させるために、モジュール２００のハウジング２０２は、色付け及び／又は模様付けすることができ、平滑な研磨面は、面取りを施した縁部又は凹みなどを含む。
【００３１】
図４Ａに示すように、ハウジング１０２と、ＰＣＢ１２と、装置１４のハウジング１６との組合せは、第２の音響ポート２２４ｂを作り出し、これらは、ＳＭＣ２１０に音響エネルギを送出するようにＳＭＣ２１０と整列している。第１の音響ポート２２４ａは、ハウジング２０２の上面２１６上に設置し、ＳＭＣ２１０に音響結合される。
【００３２】
装置の全体サイズを低減し、更に、感度、ノイズ、安定性、コンパクト性、強固性、並びに電磁気干渉（ＥＭＩ）及び他の外部及び環境条件（衝撃及び異物を含む）に対する低感受性のような良好な電気音響性能を維持するために、モジュール２００は、装置ハウジング１６を形成するために用いられるプラスチック成形処理中に装置内に装着するか又はそれに嵌合させることができる。
【００３３】
ここで図５Ａ〜５Ｂを参照すると、説明する本発明の実施形態によるモジュール３００は、図１に例示する装置１４に類似する装置を含む通信装置内で用いることができる。モジュール３００は、図３Ａ及び３Ｂに例示するモジュール１００と構造及び機能において類似しており、同様の要素は、同様の参照番号を用いて参照し、例えば、１００及び１０２は、それぞれ３００及び３０２に該当する。
【００３４】
ＳＭＣ３１０は、ＳＭＣ３１０の周囲にＢステージエポキシのようなエポキシ３３２の層を設けてガスケットシールを形成することにより、ハウジング３０２に付着させることができるが、ＳＭＣ３１０を付着させるための他の方法が可能であることは当業者には理解されるであろう。図示の実施形態では、少なくともＳＭＣ３１０をハウジング３０２の外側に結合する音響通路からの音響波の漏れを防止するために、ガスケットが形成される。
【００３５】
音響波が進入することを可能にするために、図５Ａに３つのものをポート３２４ａ、３２４ｂ、及び３２４ｃとして例示しており、図５Ｂに２つの３２４ａ、３２４ｂを例示している少なくとも１つの開口又は音響ポートをハウジング３０２の面上に導入する。簡略化のために、１つ又はそれよりも多くの音響ポートを参照する時には、１つ又はそれよりも多くのそのようなポートを設けることができるものと理解した上で音響ポート３２４を参照するものとする。複数の音響ポートは、ＳＭＣ３１０において指向性感度性能をもたらす。音響ポート３２４は、ハウジング３０２の上面３２６、側面３２８、又は底面３３０上、又はこれらの表面上の複数の位置で形成することができる。図示の実施形態では、指向性特性、すなわち、ＳＭＣ３１０における全指向性、双指向性、又は単一指向性感度を設けるために、第１の音響ポート３２４ａを上面３２６上に設置し、第２の音響ポート３２４ｂを底面３３０上に設置し、第３の音響ポート３２４ｃを側面３２８上に設置する。
【００３６】
音響ポート３２４は、ＳＭＣ３１０に至る音響通路を形成するために、ハウジング３０２を通る穴を空けること又は成形することを含むいくつかの方法によって形成することができる。代替的に、ポートは、音響エネルギをＳＭＣ３１０に結合することを可能にするために、ハウジング３０２、装置ＰＣＢ、及び外側ハウジングを通る穴空け等によって形成することができる。
【００３７】
モジュール３００は、装置１４内でＰＣＢ１２に半田付けすることなどによって電気接続することができる。代替的に、図５Ｂは、モジュール２００は、保持構造体３１２内で機械的に又は摩擦的に接合することができることを示している。モジュール３００を装置１４に固定するために、装置１４の外面又は外側ハウジング１６の一部分として形成してもしなくてもよいファスナ、摩擦コネクタ、スナップ式、さね継ぎアセンブリのような代替的な方法を用いることができる。接触と、エポキシ及びテープなどのような類似の接合形態とを用いることができることは、当業者によって更に理解されるであろう。装置１４の外面又は外側ハウジング１６に適合させるために、モジュール３００のハウジング３０２は、色付け及び／又は模様付けすることができ、平滑な研磨面は、面取りを施した縁部又は凹みなどを含む。
【００３８】
ここで図６Ａ〜６Ｂを参照すると、説明する本発明の実施形態によるモジュール４００は、図１に例示する装置１４と類似の装置を含む通信装置内で用いることができる。モジュール４００は、図３Ａ及び３Ｂに例示するモジュール１００と構造及び機能において類似しており、同様の要素は、同様の参照番号を用いて参照し、例えば、１００及び１０２は、それぞれ４００及び４０２に該当する。
【００３９】
ハウジング４０２は、少なくとも２つの層４３２及び４３４を有するように示しており、層４３２は、内側層であり、層４３４は外側層である。内側層４３２は、例えば、接着剤、圧迫、又は機械的付着を用いた接合によって外側層４３４に付着される。一例では、内側層４３２は、成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成り、外側層４３４は、内側層４３２を形成するために用いたポリマー材料と同じでもよく又はそれと異なってもよい成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成る。
【００４０】
図６Ｃに例示しているように、ハウジング４０２は、第１の層４４０、第２の層４４２、及び第３の層４４４から成る。第１の層４４０は、例えば、接着剤、圧迫、又は機械的付着を用いた接合によって第２の層４４２の面４４６上に付着される。第３の層４４４は、例えば、接着剤、圧迫、又は機械的付着を用いた接合によって第２の層４４２の面４４８上に付着される。一例では、第１及び第３の層４４０及び４４４は、成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成り、第２の層４４２は、銅のような導電材料から成る。第２の層４４２は、電磁気干渉などに対してハウジング４０２内のＳＭＣ４１０を保護するために、第１の層４４０と第３の層４４４の間に形成することができる。
【００４１】
ＳＭＣ４１０は、ＳＭＣ４１０を通信装置内のプリント基板（ＰＣＢ）に電気接続するための、又はそれ以外にＳＭＣ４１０を通信装置に電気結合するための接続面１１４を含む。接続面４１４は、ＳＭＣ４１０の上面４１６、側面４１８、又は底面４２０上に設置することができる。接続面４１４は、半田付け処理を通じてＰＣＢに電気結合することができるが、導電性接着剤、接点、バネ装架接点、及びプラグなどを含む電気接続のあらゆる形態が十分であると考えられることは、当業者によって理解されるであろう。図示の実施形態では、装置内でＳＭＣ４１０をＰＣＢと電気結合するために、ＳＭＣ４１０の側面４１８上に接続面４１４を設置する。
【００４２】
音響波が進入することを可能にするために、３つのものをポート４２４ａ、４２４ｂ、及び４２４ｃとして例示している少なくとも１つの開口又は音響ポートをハウジング４０２の表面上に導入する。簡略化のために、１つ又はそれよりも多くの音響ポートを参照する時には、１つ又はそれよりも多くのそのようなポートを設けることができるものと理解した上で音響ポート４２４を参照するものとする。複数の音響ポートは、ＳＭＣ４１０において指向性感度性能をもたらす。音響ポート４２４は、ハウジング４０２の上面４１６、側面４１８、又は底面４２０上、又はこれらの表面上の複数の位置で形成することができる。図示の実施形態では、指向性特性、すなわち、ＳＭＣ４１０における全指向性、双指向性、又は単一指向性感度を設けるために、第１の音響ポート４２４ａを上面４１６上に設置し、第２の音響ポート４２４ｂを底面４２０上に設置し、第３の音響ポート４２４ｃを側面４１８上に設置する。
【００４３】
音響ポート４２４は、ＳＭＣ４１０に至る音響通路を形成するために、ハウジング４０２を通る穴を空けること又は成形することを含むいくつかの方法によって形成することができる。代替的に、ポートは、音響エネルギをＳＭＣ４１０に結合することを可能にするために、ハウジング４０２、装置ＰＣＢ、及び外側ハウジングを通る穴空け等によって形成することができる。
【００４４】
異物がモジュール４００に進入してＳＭＣ４１０及びハウジング４０２内に配置した受信器４１２を損傷するのを防止するために、平坦なプラスチックシート、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなポリマー材料膜又は焼結金属によって作ることができる環境障壁層４５０を音響ポート４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃを覆うように接着する。周波数応答を改善し、遅延を作り出し、指向性応答をもたらすために、環境障壁層４５０は、更に音響抵抗性のような音響特質を有するように選択することができる。
【００４５】
ここで図７Ａ〜７Ｂを参照すると、説明する本発明の実施形態によるモジュール５００は、図１に例示する装置１４と類似の装置を含む通信装置内で用いることができる。モジュール５００は、図３Ａ及び３Ｂに例示するモジュール１００と構造及び機能において類似しており、同様の要素は、同様の参照番号を用いて参照し、例えば、１００及び１０２は、それぞれ５００及び５０２に該当する。
【００４６】
ハウジング５０２は、内側層５３２及び少なくとも１つの外側層５３４から成る。内側層５３２は、例えば、接着剤、圧迫、又は機械的付着を用いた接合によって外側層５３４に付着される。一例では、内側層５３２は、成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成り、外側層５３４は、内側層５３２と同じでもよく又はそれと異なってもよい成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成る。ここで図７Ｃを参照すると、ハウジング５０２は、第１の層５４０、第２の層５４２、及び第３の層５４４から成る。第１の層５４０は、例えば、接着剤、圧迫、又は機械的付着を用いた接合によって第２の層５４２の面５４６上に付着される。第３の層５４４は、例えば、接着剤、圧迫、又は機械的付着を用いた接合によって第２の層５４２の面５４８上に付着される。第２の層５４２は、第１の層５４０と第３の層５４４の間で原位置成形することができる。一例では、第１及び第３の層５４０及び５４４は、成形プラスチック材料のようなポリマー材料から成り、第２の層５４２は、銅のような導電材料から成る。第２の層５４２は、電磁気干渉などに対してハウジング５０２内のＳＭＣ５１０を保護するために、第１の層５４０と第３の層５４４の間に形成することができる。
【００４７】
ＳＭＣ５１０は、ＳＭＣ５１０を装置１４のプリント基板（ＰＣＢ）１２に電気接続するために接続面５１４を含むことができる。接続面５１４は、ＳＭＣ５１０の上面５１４、側面５１６、又は底面５１８上に設置することができる。接続面５１４は、半田付け処理を通じてＰＣＢに付着することができるが、接点、バネ装架接点、及びプラグなどを含む電気接続のあらゆる形態が十分であると考えられることは、当業者によって理解されるであろう。モジュール５００をＰＣＢ１２に機械的に固定して電気結合するために、モジュール５００は、ＰＣＢ１２の延長部分１８を受け取るようになった凹凸構造体５２５を含むことができる。図示の実施形態では、装置１４のＰＣＢ１２と電気接続するために、ＳＭＣ５１０の底面５１８上に接続面５１４を設置する。
【００４８】
音響波が進入することを可能にするために、２つのものをポート５２４ａ、５２４ｂとして例示している少なくとも１つの開口又は音響ポートをハウジング５０２の面上に導入する。簡略化のために、１つ又はそれよりも多くの音響ポートを参照する時には、１つ又はそれよりも多くのそのようなポートを設けることができるものと理解した上で音響ポート５２４を参照するものとする。複数の音響ポートは、ＳＭＣ５１０において指向性感度性能をもたらす。音響ポート５２４は、ハウジング５０２の上面５２６、側面５２８、又は底面５３０上、又はこれらの表面上の複数の位置で形成することができる。図示の実施形態では、指向性特性、すなわち、ＳＭＣ５１０における全指向性、双指向性、又は単一指向性感度を設けるために、第１の音響ポート５２４ａを上面５２６上に設置し、第２の音響ポート５２４ｂを底面５３０上に設置する。
【００４９】
音響ポート５２４は、ＳＭＣ５１０に至る音響通路（図７Ａ〜７Ｂ）を形成するために、ハウジング５０２を通じて成形を行うための穴空けを含むいくつかの方法によって形成することができる。代替的に、ポートは、音響エネルギをＳＭＣ５１０に結合することを可能にするために、ハウジング５０２、装置ＰＣＢ、及び外側ハウジングを通る穴空け等によって形成することができる。
【００５０】
異物がモジュール５００に進入してＳＭＣ５１０及びハウジング５０２内に配置した受信器５１２を損傷するのを防止するために、平坦なプラスチックシート、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなポリマー材料膜又は焼結金属によって作ることができる環境障壁層５５０を音響ポート５２４ａ及び５２４ｂを覆うように接着する。更に、周波数応答を改善し、遅延を作り出し、指向性応答をもたらすために、環境障壁層５５０は、音響抵抗性のような音響特質を有するように選択することができる。
【００５１】
ここで図８を参照すると、説明する本発明の実施形態によるモジュール６００は、図１に例示する装置１４と類似の装置を含む通信装置において用いることができる。モジュール６００は、図３Ａ及び３Ｂに例示するモジュール１００と構造及び機能において類似しており、同様の要素は、同様の参照番号を用いて参照し、例えば、１００及び１０２は、それぞれ６００及び６０２に該当する。モジュール６００は、接続面６１４に電気接続した２次的装着構造体６５４を更に含むことができる。２次的装着構造体６５４は、例えば、フレックス回路又はリードフレームなどとすることができる。２次的装着構造体６５４は、ハウジング６０２内で成形してもしなくてもよい。この例では、ＳＭＣ６１０を装置１４内に配置されたＰＣＢ１８に対して様々な方向で装着又は成形するために、２次的装着構造体６５４を導入する。
【００５２】
音響波をＳＭＣ６１０に結合するために、１つのものを６２４ａとして例示している少なくとも１つの開口又は１つの音響ポートをハウジング６０２の表面上に導入する。音響ポート６２４ａは、ハウジング６０２の上面６２６、側面６２８、又は底面６３０上、又はハウジング６０２の上面、底面、及び／又は側面上の複数の位置で形成することができる。図示の実施形態では、第１の音響ポート２２４ａをハウジング６０２の側面６２８上に設置する。
【００５３】
装置の全体サイズを低減し、更に、感度、ノイズ、安定性、コンパクト性、強固性、並びに電磁気干渉（ＥＭＩ）及び他の外部及び環境条件（衝撃及び異物を含む）に対する低感受性のような良好な電気音響性能を維持するために、モジュール６００は、ハウジング６０２を形成するために用いられるプラスチック成形処理中に装置内に装着するか又はそこに嵌合させることができる。しかし、電気接続のあらゆる形態が十分であると考えられることは、当業者によって理解されるであろう。
【００５４】
ここで図９を参照すると、モジュール９００は、接続面９１４を有する面装着可能変換器又は構成要素（ＳＭＣ）９１０を含み、ＳＭＣ９１０の表面９１４上に形成した半田パッド９０４によって表面９１４をプリント基板（ＰＣＢ）に電気接続する。ＳＭＣ９１０は、導電性接着剤によってＰＣＢ９１８内に形成した対応する導電性トレースに半田付け又は接合することができる。ＳＭＣ９１０は、音エネルギがＳＭＣ９１０に進入することを可能にし、又はＳＭＣ９１０が発生させた音エネルギがＳＭＣ９１０を出ることを可能にする表面９１４内に形成した開口（示していない）を含む。従って、表面９１４は、モジュール９００を用いる装置の外部に露出されるようになっている。図示のように、開口は、ＰＣＢ９１８内に形成した開口９０２と整列することになる。音響半田又はエポキシシール９０６を開口９０２の周囲に形成することができる。
【００５５】
ＳＭＣ９１０及びＰＣＢ９１８は、図１に例示する装置１４に類似する装置を含む通信装置内に嵌合させることができる。このようにして、ＳＭＣ９１０及びＰＣＢ９１８は、図３Ａ〜３Ｃに例示するモジュール１００と構造及び機能において類似のモジュール９００を形成することができる。それにも関わらず、モジュール９００としてＰＣＢ９１８に装着したＳＭＣ９１０は、独立型構成要素とすることができる。
【００５６】
通信装置は、９１６としてその一部分を示している、開口９２４内に形成したハウジング又はケースを含む。ケース９１６をＰＣＢ９１８に密封するために、エラストマー性音響シールのような音響シール９２６を設けることができる。このようにして、ＳＭＣ９１０から開口９０２を通じてＰＣＢ９１８を通過し、開口９２４を通じてケース９１６の外部に至る音響経路９２０が、通信装置内に形成され、ＳＭＣ９１０を通信装置の外部に結合する。
【００５７】
この点に関して、表面９１４の一部分は、ケース９１６の外部に露出するように適応させることができ、従って、通信装置のハウジング９１６の一部分を形成することができる。ＳＭＣ９１０の内部を保護するために、その中に形成する開口は、環境障壁を含むことができる。環境障壁は、表面９１４に接着されるか又は表面９１４を形成するＳＭＣ９１０の壁の一部として形成された平坦なプラスチックシート、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなポリマー材料膜又は焼結金属とすることができる。
【００５８】
説明した実施形態の１つ又はそれよりも多くに従って構成された装置は、公知の装置よりも多くの利点を享受する。例えば、モジュール１００、２００、３００、４００、５００、６００、又は９００のようなモジュールは、装置のハウジング内に配置したＰＣＢに装着することができ、又は例えばプラグイン型のユニットとすることができる。このモジュールは、事実上あらゆる種類の電子装置、特に、セルラー電話及び携帯情報端末などのような電子通信装置における使用に適応させることができる。
【００５９】
本発明を説明する関連の用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び類似の指示語の使用は（特に、特許請求の範囲の関連において）、本明細書において改めて明示しない限り又は関連によって明らかに否定しない限り、単数及び複数の両方を網羅すると解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書で改めて明示しない限り、この範囲に収まる各個別の値を個々に参照する略記法としての役割を達成することのみを意図しており、各別々の値が本明細書に個々に列挙されるかのように本明細書の中に組み込まれている。本明細書で説明する全ての方法は、本明細書で改めて明示しない限り又は関連によって改めて否定しない限り、あらゆる適切な順番で実施することができる。本明細書で提供するあらゆる全ての例の使用又は例示的言語（例えば、「のような」）は、本発明をより明確にすることのみが想定されているものであり、改めて主張しない限り本発明の範囲に制限を課さない。本明細書内の言語は、いかなる非請求要素も本発明の実施に不可欠であることを示すように解釈されるべきではない。
【００６０】
本発明者が把握する最良のモードを含む本発明の好ましい実施形態を本明細書に説明した。図示の実施形態は、単に例示的であり、本発明の範囲を制限するように取るべきではないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】説明する実施形態によるコンデンサマイクロフォンモジュールを組み込むセルラー電話の斜視図である。
【図２】図１のセルラー電話の部分断面図である。
【図３Ａ】音響変換器モジュールの説明する実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】音響変換器モジュールの説明する実施形態の断面図である。
【図４Ａ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図４Ｂ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図５Ａ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図５Ｂ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図６Ａ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図６Ｂ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図６Ｃ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図７Ａ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図７Ｂ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図８】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の断面図である。
【図９】音響変換器モジュールの別の説明する実施形態の部分断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１６、１０２  ハウジング
１００  モジュール
１１０  面装着可能音響変換器
１１４  接続面
１２４  音響ポート
【図１】
2008539657.tif 000003
【図２】
2008539657.tif 000004
【図３Ａ】
2008539657.tif 000005
【図３Ｂ】
2008539657.tif 000006
【図４Ａ】
2008539657.tif 000007
【図４Ｂ】
2008539657.tif 000008
【図５Ａ】
2008539657.tif 000009
【図５Ｂ】
2008539657.tif 000010
【図６Ａ】
2008539657.tif 000011
【図６Ｂ】
2008539657.tif 000012
【図６Ｃ】
2008539657.tif 000013
【図７Ａ】
2008539657.tif 000014
【図７Ｂ】
2008539657.tif 000015
【図７Ｃ】
2008539657.tif 000016
【図８】
2008539657.tif 000017
【図９】
2008539657.tif 000018
【国際調査報告】
2008539657.tif 000019
2008539657.tif 000020