(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口を備えたケーシングと、前記ケーシングの一端開口に面して内蔵されたエレクトレットコンデンサと、前記ケーシングの他端開口に面して内蔵されたマイクロホン用回路基板とを有し、
前記マイクロホン用回路基板は、前記エレクトレットコンデンサに臨む一面に回路部品を有し、その裏側の他面に前記回路部品に接続する複数の導電パターンが形成され、
前記複数の導電パターン上には表面実装に用いられる複数の半田バンプ電極を有し、
前記マイクロホン用回路基板の前記他面は前記ケーシングの他端開口の開口面より奥に位置し、
前記複数の半田バンプ電極は前記開口面から突出され、実装基板の配線パターンに載置可能にされる、ことを特徴とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記ケーシングの他端開口部はケーシングの軸心方向に折曲され、折曲部分がマイクロホン用回路基板を押圧して係止する、ことを特徴とする請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記ケーシングは軸断面円形であり、前記複数の半田バンプ電極は、第１極性を有し前記軸断面中心部に位置する第１半田バンプ電極と、第２極性を有する第２半田バンプ電極とであり、前記第２半田バンプ電極は第１半田バンプ電極を中心に放射状又は同心状に複数個配置されることを特徴とする請求項２記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記第１半田バンプ電極は信号電極であり、前記第２半田バンプ電極は回路のグランド電極であることを特徴とする請求項３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記ケーシングは前記第２半田バンプ電極と電気的に導通する金属製であることを特徴とする請求項４記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンに係り、特にその外部接続電極の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等に適用されるエレクトレットコンデンサマイクロホンはボタン型のケーシングにエレクトレットコンデンサとインピーダンス変換素子を実装したマイクロホン用回路基板とを収容して成る。マイクロホン用回路基板には外部接続端子が形成され、この外部接続端子を携帯電話機のアナログフロントエンド部等に接続する。従来の外部接続電極は、単なる導電パターン、導電パターンに立設固定したピン電極、更には、導電パターンに接続する機械的な弾性接触電極などを用いて構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単なる導電パターンの場合にはリード線を用いた半田付けで相手方基板との導通を実現しなければならない。そのような作業を自動化するのは容易ではない。ピン電極の場合には相手方基板に予め形成されているスルーホールへの挿入により導通を実現しなければならない。この場合にも、スルーホールに対してピン電極の向きを正確に揃えなければならず、やはり自動化は容易ではない。弾性接触電極を用いれば接続時における低い位置決め精度で済ますことができるが、外部接続電極の構造が複雑化し、部品点数が増し、コスト低減の要求を満足させることができなくなる。更に、部品点数の増大によってマイクロホンユニットの小型化が阻まれてしまう。
【０００４】
本発明の目的は回路基板への実装状態で薄形化もしくは小型化に好適なエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することにある。
【０００５】
本発明の目的は、電子回路への搭載や回路基板への実装を自動化することが容易なエレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することにある。
【０００６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、両端に開口を備えたケーシングと、前記ケーシングの一端開口部側に内蔵されたエレクトレットコンデンサと、前記ケーシングの他端開口部側に内蔵されたマイクロホン用回路基板とを有する。前記マイクロホン用回路基板は、前記エレクトレットコンデンサに臨む一面に回路部品を有すると共に、他面に複数の外部接続電極を有する。前記他面は前記ケーシングの他端開口部周端縁に対して凹陥する。前記複数の外部接続電極は、半田により形成され、前記ケーシングの他端開口部周端縁より突出する、例えば半田バンプ電極で構成される。
【０００８】
エレクトレットコンデンサマイクロホンを実装すべき電子回路や回路基板には半田ペースト等が印刷されていればよく、この半田ペーストなどの印刷パターンに前記外部接続電極を載置し、リフロー装置などで加熱すれば、半田から成る外部接続電極と半田ペーストが熔融して電気的接続及び機械的固定が達成される。
【０００９】
前記マイクロホン用回路基板はケーシングの他端開口部周端縁に対して凹陥し、そこに突起状の外部接続電極が形成され、当該電極の先端部は前記他端開口部周端縁より先方に突出する。したがって、半田同志の熔融接続に必要な半田量を確保するために外部接続電極が大きくなっても、ケーシングの他端開口部周端縁から外部接続電極が突出する厚さ若しくは高さは小さくて済む。加熱により外部接続電極と半田ペーストが熔融したときケーシングは相手方基板に接するまで近接可能であり、エレクトレットコンデンサマイクロホンの実装高さもしくは実装厚をそのマイクロホンのケーシング厚さ寸法まで小さくすることが可能である。斯様に小さな実装厚を実現できるので、エレクトレットコンデンサマイクロホンを搭載する電子機器の小型化に資することができる。
【００１０】
望ましい形態として、前記ケーシングの他端開口部はケーシングの軸心方向に折曲され、折曲部分がマイクロホン用回路基板を押圧して係止する。要するに、マイクロホン用回路基板はケーシングの他端開口部の終端縁部によってか締め付け固定される。これにより、前記マイクロホン用回路基板を前記ケーシングの他端開口部周端縁に対して凹陥させる構造を容易に得ることができる。
【００１１】
望ましい形態として、ケーシングは軸断面円形であり、前記複数の突起電極は、第１極性を有し前記軸断面中心部に位置する第１外部接続電極と、第２極性を有する第２外部接続電極とであり、前記第２外部接続電極は第１外部接続電極を中心に放射状又は同心状に複数個配置される。エレクトレットコンデンサマイクロホンの機能上、外部接続電極は２極あれば必要十分であり、外部接続電極の上記配置によれば、第１外部接続電極を中心とする回転方向に対しエレクトレットコンデンサマイクロホンの実装時の方向性を無視できるようになる。上記より、回転方向に対する方向性という点で、エレクトレットコンデンサマイクロホンに対する電子回路への搭載や回路基板への実装を自動化することが著しく容易になる。
【００１２】
望ましい形態として、前記第１外部接続電極は信号電極であり、前記第２外部接続電極は回路のグランド電極である。信号電極はケーシングの端縁から陥没した位置でその中心部に位置することになるから、実装基板上におけるその他の配線パターン等にリークする虞を低減することが可能である。
【００１３】
望ましい形態として、前記ケーシングは前記第２外部接続電極と電気的に導通する金属製である。ケーシングを前記第２外部接続電極と導通させればケーシングを高周波に対するシールドとして流用することができる。この場合に、信号電極である第１外部接続電極がケーシングの端縁から最も離隔した円形断面中心部に位置することは、第１外部接続電極がケーシングにリークして誤動作を生ずる虞を防止するのに好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１には本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの一例が部分軸断面にて示される。同図に示されるエレクトレットコンデンサマイクロホン１（単にエレクトレットマイクロホン１とも称する）は、特に制限されないが、横断面円形のボタン型のマイクロホン用ケーシング１１を有し、その筒内には、音波通過開口（一端開口部）１２に面してコンデンサの一極を成す振動板１３と、間隙をもって前記振動板１３の対極（コンデンサの他極）を成す背電極１４と、マイクロホン用回路基板１６とが設けられている。前記振動板１３は、ポリエステルフィルムなどの誘電体膜の一面に金属膜が蒸着され、その金属膜が振動板リング２０に固定され、その誘電体面に絶縁性スペーサ２１が固定されている。前記背電極１４は、絶縁性リング２２の内側段差部分に概略同心状態に嵌合固定される。絶縁性リング２２の内側には導電性接続リング２４が挿入され、導電性接続リング２４はマイクロホン用回路基板１６及び背電極１４に接する。前記ケーシング１１の他端開口部１８は内側に折り曲げられ、折り曲げられた周縁部が前記マイクロホン用回路基板１６を導電性接続リング２４に向けて押圧固定している。要するに、前記マイクロホン用回路基板１６のか締め付けにより導電性接続リングが背電極１４に押圧される。
【００１５】
前記振動板１３と背電極１４はエレクトレットコンデンサを構成して、電気音響変換を行なう。前記マイクロホン用回路基板１６は、そのエレクトレットコンデンサに臨む一面に、出力インピーダンス変換に利用される電界効果トランジスタなどの回路素子２５が搭載される。前記マイクロホン用回路基板１６の他面にはインピーダンス変換された電気音響信号を出力する外部接続電極として複数の半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂが形成されている。
【００１６】
前記背電極１４とマイクロホン用回路基板１６上の所定の導電パターンとの接続は前記導電性接続リング２４を介して行われる。前記振動板１３の金属膜とマイクロホン用回路基板１６上の所定の導電パターンとの接続は前記振動板リング２０からケーシング１１の周面を通ってその周端縁部のか締め付け部分に至る経路で行われる。前記マイクロホン用回路基板１６の表裏面に形成された導電パターンは、前記背電極１４及び振動板１３に前記回路素子２５を接続し、前記回路素子２５を前記半田バンプ電極１７A，１７Ｂに接続する。特に制限されないは、半田バンプ電極１７Ｂは回路のグランド電極（グランド電位端子）とされ、半田バンプ電極１７Ａが電気音響信号用の信号電極（信号出力端子）とされる。
【００１７】
図２にはマイクロホン用回路基板１６における半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂの製造過程が例示される。（Ａ）の如くマイクロホン用回路基板１６の表面に同心で、円形の導電パターン３０Ａ及びリング状導電パターン３０Ｂが形成される。その上に、（Ｂ）で示される如く、絶縁性レジスト３１が塗布され、半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂを形成する位置には絶縁性レジストの剥離部３２が形成される。（Ｃ）の如く、前記剥離部３２に半田ペーストを塗布して、下地導電層３０Ａ，３０Ｂに接続された半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂが形成される。
【００１８】
図２の例では信号出力用のバンプ電極１７Ａはマイクロホン用回路基板１６の中心部に形成される。グランド電位用のバンプ電極１７Ｂは前記バンプ電極１７Ａを中心として放射状に若しくは同心円上に配置される。
【００１９】
前記半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂの高さ寸法は、回路基板１６において半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂが接続されるランドの径（剥離部３２の径）、前記ランドにプリントされる半田の量（直径と厚さ）により決定され、例えばランドの直径０．６ｍｍ、半田ペーストの直径０．６ｍｍ、半田ペーストの厚さ０．２ｍｍとしたとき、バンプの高さは約０．３ｍｍとなった。この高さはケーシングのか締め部の深さ（０．１ｍｍ）よりも充分大きく、相手方実装基板に置いたときに半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂは、相手方の実装基板に印刷された半田ペーストと充分に接触可能である。
【００２０】
図３には前記エレクトレットコンデンサマイクロホン１を電子回路や回路基板（以下単に実装基板とも称する）に実装するときの様子が例示される。相手方の実装基板３の配線パターンには、エレクトレットコンデンサマイクロホン１を実装すべき位置に半田ペースト４Ａ，４Ｂが印刷されている。その半田ペースト４Ａ，４Ｂの印刷パターンに前記半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂを載置する。そして、リフロー装置（図示せず）を通して加熱すれば、半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂと半田ペースト４Ａ，４Ｂが熔融して電気的接続及び機械的固定が達成される。前記マイクロホン用回路基板１６はケーシング１１の他端開口縁よりケーシング１１奥方へ没入されているから、半田同志の熔融接続に必要な半田量を確保するために半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂはある程度大きくなければならなくても、ケーシング端縁から半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂが突出する厚さは小さくて済む。加熱により半田バンプ電極１７Ａ，１７Ｂと半田ペーストが熔融したときケーシング１１は相手方基板に接するまで近接可能であり、エレクトレットコンデンサマイクロホン１の実装高さもしくは実装厚をそのマイクロホン１のケーシング１１の厚さ寸法まで小さくすることが可能である。このように小さな実装厚を実現できるので、エレクトレットコンデンサマイクロホン１を搭載する電子機器の小型化に寄与することができる。
【００２１】
ケーシング１１は軸断面円形であり、信号電極としての半田バンプ電極１７Ａを中心として、その周りにグランド電位電極としての半田バンプ電極１７Ｂを複数個例えば３個配置しているから、半田バンプバンプ電極１７Ａを中心とする回転方向に対しエレクトレットコンデンサマイクロホン１の実装時の方向性を無視できるようになる。これより、回転方向に対する方向性という点で、エレクトレットコンデンサマイクロホン１に対する相手方実装基板３への実装を自動化することが著しく容易になる。
【００２２】
信号電極としての前記半田バンプ電極１７Ａを中心に、その周りに、グランド電位電極としてのバンプ電極１８Ｂを配置するから、信号電極としての半田バンプ電極１７Ａが実装時に相手方の実装基板上で他の配線パターン等にリークする虞を低減することが可能である。前記ケーシング１１は前記半田バンプ電極１７Ｂと電気的に導通する金属製である。ケーシング１１を前記半田バンプ電極１７Ｂと導通させればケーシング１１を高周波に対するシールドとして流用することができる。この場合に、信号電極である半田バンプ電極１７Ａがケーシングの端縁から最も離隔した円形断面中心部に位置するから、実装時に当該バンプ電極１７Ａがケーシングとリークする虞を防止することができる。
【００２３】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００２４】
例えば、電気音響変換部品としてのエレクトレットマイクロホンの構造は図２の構造に限定されず適宜変更可能である。半田バンプ電極は半田ペーストで形成するだけでなく、半田ボールで形成してもよい。半田の高さがケーシングのか締め部の深さよりも大きければ問題ない。エレクトレットマイクロホンにおいて半田バンプ電極はグランド電極と信号電極の２極あればよい。安定性の観点からは、中心部の周りに同心状に配置するバンプ電極の数は３個以上が望ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係るエレクトレットコンデンサマクロホンは外部接続電極を半田バンプ電極等で構成するから、実装すべき相手方の半田ペースト等の印刷パターンに前記外部接続電極を載置し、リフロー装置などで加熱すれば、半田から成る外部接続電極と半田ペーストが熔融して電気的接続及び機械的固定を容易に達成することができる。
【００２６】
前記外部接続電極はケーシングの開口部周端縁から凹陥したマイクロホン用回路基板に突設され、その先端部はケーシングの開口部周端縁より先方に突出するから、半田同志の熔融接続に必要な半田量を確保するために外部接続電極が大きくなっても、ケーシングの他端開口部周端縁から外部接続電極が突出する厚さ若しくは高さは小さくて済む。したがって、加熱により外部接続電極と半田ペーストが熔融したときケーシングは相手方基板に接するまで近接可能であり、エレクトレットコンデンサマイクロホンの実装高さもしくは実装厚をそのマイクロホンのケーシング厚さ寸法まで小さくすることが可能である。このように、小さな実装厚を実現できるので、エレクトレットコンデンサマイクロホンを搭載する電子機器の小型化に寄与することができる。
【００２７】
第１外部接続電極を中心にその周りにを放射状又は同心状に複数個配置することにより、第１外部接続電極を中心とする回転方向に対しエレクトレットコンデンサマイクロホンの実装時の方向性を無視できるようになる。上記より、回転方向に対する方向性という点で、エレクトレットコンデンサマイクロホンに対する電子回路への搭載や回路基板への実装を自動化することが著しく容易になる。
【００２８】
上記より、本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンによれば、回路基板への実装状態で薄形化もしくは小型化に好適であり、相手方電子回路への搭載や回路基板への実装を自動化することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンの一例を示す部分軸断面図である。
【図２】マイクロホン用回路基板における半田バンプ電極の製造過程を例示する説明図である。
【図３】エレクトレットコンデンサマイクロホンを実装基板に実装するときの様子を例示する正面図である。
【符号の説明】
１  エレクトレットコンデンサマイクロホン
３  相手方の実装基板
４Ａ，４Ｂ
１１  ケーシング
１２  音波通過開口（一端開口部）
１３  振動板
１４  背電極
１６  マイクロホン用回路基板
１７Ａ、１７Ｂ  半田バンプ電極
１８  他端開口部
２０  振動板リング
２４  導電性接続リング
２５  回路素子
【図１】
0004127469.tif 000002
【図２】
0004127469.tif 000003
【図３】
0004127469.tif 000004