(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動膜と背極板とが対向配置されてなるエレクトレットコンデンサ部と、このエレクトレット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と、これらエレクトレットコンデンサ部およびインピーダンス変換素子を収容するケースと、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
上記ケースの一部が合成樹脂製のベース部材として構成されており、
上記ベース部材は上向きに開放され、少なくともエレクトレットコンデンサ部及びインピーダンス変換素子を前記ベース部材内に装着し、
上記ベース部材の外面に導電性を有するシールド部材が設けられている、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】
上記シールド部材は、金属製のシールド板により構成されてい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】
上記エレクトレットコンデンサ部が、筒状の金属カバーで覆われている、ことを特徴とする請求項１または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】
上記ベース部は、上記ケースの一部がインサート成形により複数の端子部材と一体的に形成された合成樹脂製のベース部材として構成されており、上記シールド板は、特定の上記端子部材と導通している、ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに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】
本願発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンに関するものであり、特に、その表面実装を可能とし、さらに電磁ノイズに対し安定した特性のマイクを供給するための構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動膜と背極板とが対向配置されてなるエレクトレットコンデンサ部と、このエレクトレット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と、このインピーダンス変換素子を実装する基板とが、マイクロホン外部より基板背面が見える状態で、筒状の金属ケース内に収容された構成となっている。
【０００３】
このエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいては、インピーダンス変換素子と導通する複数の端子部材が、基板からピン状に突出するようにして設けられているので、エレクトレットコンデンサマイクロホンを外部基板（例えば携帯電話機のプリント基板等）に表面実装することは構造上困難である。
【０００４】
このため、エレクトレットコンデンサマイクロホンを外部基板に表面実装する際には、例えば特開平８−２３７７９７号公報に記載されているように、エレクトレットコンデンサマイクロホンを表面実装用の接触片を有するホルダに装着し、このホルダを介して外部基板への表面実装を行う工夫がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいては、これを外部基板に表面実装する際にホルダを介在させる必要があるので、余分な部品が必要となってしまい、しかも表面実装したときの全体の厚さがかなり大きなものとなってしまう上、電磁ノイズ的にも不安定になってしまうという問題がある。
【０００６】
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、少ない部品点数でかつ薄型化を図った上で外部基板に表面実装することができ、さらに電磁ノイズ特性に優れた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を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、従来の基板および端子部材を新たな構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【０００８】
すなわち、本願発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、
振動膜と背極板とが対向配置されてなるエレクトレットコンデンサ部と、このエレクトレット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と、これらエレクトレットコンデンサ部およびインピーダンス変換素子を収容するケースと、を備えてなるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、
上記ケースの一部が合成樹脂製のベース部材として構成されており、
上記ベース部材は上向きに開放され、少なくともエレクトレットコンデンサ部及びインピーダンス変換素子を前記ベース部材内に装着し、
上記ベース部材の外面に導電性を有するシールド部材が設けられている、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記シールド部材は、金属製のシールド板により構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記エレクトレットコンデンサ部が、筒状の金属カバーで覆われている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記ベース部は、上記ケースの一部がインサート成形により複数の端子部材と一体的に形成された合成樹脂製のベース部材として構成されており、上記シールド板は、特定の上記端子部材と導通している、ことを特徴とするものである。
【００１２】
上記「エレクトレットコンデンサマイクロホン」は、振動膜にエレクトレットの機能が付与されたホイルエレクトレット型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであってもよいし、背極板にエレクトレットの機能が付与されたバックエレクトレット型のエレクトレットコンデンサマイクロホンであってもよい。
また、この「エレクトレットコンデンサマイクロホン」は、電子部品としてインピーダンス変換素子のみがケース内に収容された構成であってもよいし、インピーダンス変換素子以外にも例えばコンデンサ等の他の電子部品が収容された構成であってもよい。
上記「インピーダンス変換素子」は、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ことが可能なものであれば、特定の素子に限定されるものではなく、例えばＦＥＴ等が採用可能である。
上記「ケース」における上記「ベース部材」以外の部分については、その材質、形状等の具体的構成は特に限定されるものではない。
【００１３】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、エレクトレットコンデンサ部とインピーダンス変換素子とを収容するケースの一部が、合成樹脂製のベース部材として構成されており、さらにベース部材の外面に導電性のシールド部材が設けられている構成により、エレクトレットコンデンサ部を電磁的にシールドすることが可能となり、対ノイズ性の優れたマイクロホンを実現できる。
【００１４】
さらに、エレクトレットコンデンサ部とインピーダンス変換素子とを収容するケースの一部が、合成樹脂製のベース部材として構成されたベース部材の外面に、金属製のシールド板が実装されている構成により、シールド板により輻射熱を反射し、さらに合成樹脂製のベース部材により、エレクトレットコンデンサマイクロホン内部への熱伝導が低下するため、耐熱性が向上する。これにより、従来のようにホルダを介在させることなく直接エレクトレットコンデンサマイクロホンを外部基板に表面実装することが可能となる。
したがって本願発明によれば、エレクトレットコンデンサマイクロホンを少ない部品点数でかつ薄型化を図った上で外部基板に表面実装することができる。
【００１５】
さらに、内部のエレクトレットコンデンサ部が、筒状の金属カバーで覆われているため、金属製のシールド板との組合せにより、エレクトレットコンデンサ部を電磁的にシールドすることが可能となり、さらに対ノイズ性の優れたマイクロホンを実現できる。
【００１６】
さらに、シールド板が、インサート成形により複数の端子部材と一体的に形成された合成樹脂製のベース部材の特定の端子部材(特にグランド端子)と導通しているため、ノイズを外部に逃がすことができよりシールド性の向上が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
図１は、本願発明の一実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンを上向きに配置した状態で示す側断面図である。また、図２は、（ａ）が図１のIIa 方向矢視図であり、（ｂ）が図１のIIb 方向矢視図である。さらに、図３は、上記エレクトレットコンデンサマイクロホンを分解して示す側断面図である。
【００１９】
これらの図に示すように、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン１０は、平面視において一辺４．５ｍｍ程度の略正方形の外形形状を有する高さ１．８ｍｍ程度の小型マイクロホンであって、ケース１２内に、エレクトレットコンデンサユニット１４と、ＦＥＴ１６（インピーダンス変換素子）と、２つのコンデンサ１８、２０と、コイルバネ２２と、コンタクトフレーム２４とが収容されてなっている。
【００２０】
エレクトレットコンデンサユニット１４は、上下方向に延びる背の低い円筒状の金属カバー３２内に、振動膜サブアッセンブリ３４、絶縁性リング３６、スペーサ３８、背極板４０および絶縁性ブッシュ４２が収容されてなっている。
【００２１】
金属カバー３２は、その上端壁に音孔３２ａが形成されており、その開放下端部３２ｂが絶縁性ブッシュ４２にカシメ固定されている。
振動膜サブアッセンブリ３４は、振動膜３４Ａが振動膜支持リング３４Ｂの下面に張設固定されてなっている。振動膜３４Ａは、円形の合成樹脂製（例えばＰＰＳ製）フィルムの上面にニッケル等の金属蒸着膜が形成されてなり、その中央部にはベントホール３４ａが形成されている。振動膜支持リング３４Ｂは、金属カバー３２の内径と略同じ外径を有する金属製のリング部材で構成されている。
【００２２】
絶縁性リング３６は、金属カバー３２の内径と略同じ外径を有するリング部材であって、アルミニウムの表面に絶縁処理（アルマイト被覆加工）が施されてなっている。
【００２３】
スペーサ３８は、絶縁性リング３６の内径と略同じ外径を有する合成樹脂製（例えばＰＰＳ製）の薄板リングで構成されている。
背極板４０は、ステンレス鋼製の背極板本体４０Ａと、この背極板本体４０Ａの上面に熱融着（ラミネート）された合成樹脂製（例えばＦＥＰ製）のエレクトレット４０Ｂとからなり、複数の貫通孔４０ａが形成されている。エレクトレット４０Ｂには、所定の表面電位（例えば−１２５Ｖ程度）が得られるよう分極処理が施されている。
【００２４】
金属カバー３２内においては、振動膜３４Ａとエレクトレット４０Ｂとがスペーサ３８を介して所定の微小間隔をおいて対向しており、これによりコンデンサ部Ｃを構成するようになっている。
【００２５】
絶縁性ブッシュ４２は、合成樹脂成形品（例えばＬＣＰ成形品）であって、絶縁性リング３６の内径と略同じ外径を有するリング部材で構成されている。
ケース１２は、上向きに開放された合成樹脂製（例えばＬＣＰ製）のベース部材５２と、下向きに開放された合成樹脂製（例えばＬＣＰ製）のハウジング部材５４とが、超音波溶着により固定されてなっている。
【００２６】
図４は、ベース部材５２を詳細に示す、図３のIV-IV 線断面図である。また、
図５は、製造段階でのベース部材５２の外面（下面）を詳細に示す断面図である。
【００２７】
これらの図にも示すように、ベース部材５２は、略正方形の底壁部５２Ａと、この底壁部５２Ａの外周縁部から上方へ延びる周壁部５２Ｂとからなり、インサート成形により４つの端子部材５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄと一体的に形成されている。これら４つの端子部材５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄは、帯板状の導電性部材に打抜き加工および曲げ加工を施すことによりインサートとして形成されている。
【００２８】
これら各端子部材５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄの一端部は、底壁部５２Ａの内面（上面）に導電パターンＰの一部を構成する４つのランド部５６Ａａ、５６Ｂａ、５６Ｃａ、５６Ｄａとして露出している。一方、各端子部材５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄの他端部は、底壁部５２Ａの外面に４つの外部接続端子部５６Ａｂ、５６Ｂｂ、５６Ｃｂ、５６Ｄｂとして露出している。これら各外部接続端子部５６Ａｂ、５６Ｂｂ、５６Ｃｂ、５６Ｄｂは、底壁部５２Ａの各コーナ部近傍において底壁部５２Ａの下面から周壁部５２Ｂの外側面へ回り込むようにしてＬ字形に形成されている。その際、各外部接続端子部５６Ａｂ、５６Ｂｂ、５６Ｃｂ、５６Ｄｂは、底壁部５２Ａに対してはインサート成形により該底壁部５２Ａの下面と面一で形成されており、周壁部５２Ｂに対してはインサート成形後の切断および曲げ加工により該周壁部５２Ｂの外側面から板厚分だけ突出するようにして形成されている。
【００２９】
４つの端子部材５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄのうち、端子部材５６Ａは、外部基板に実装されたとき負荷抵抗を介して電源に接続される出力端子であり、端子部材５６Ｂはアース端子であり、残り２つの端子部材５６Ｃ、５６Ｄはダミー端子である。
【００３０】
ベース部材５２の底壁部５２Ａには、インサート成形の際のインサート支持ピンにより複数の空洞部５２ａが形成される。
そして、インサート成形後に、この空洞部５２ａに対して、上方から導電パターンＰを突き破るようにしてピンを挿入させることにより（あるいはレーザ光照射等により）、導電パターンＰを分断して貫通孔５２ｂを形成するようになっている。そしてこれにより、ベース部材５２の底壁部５２Ａの内面に、ランド部５６Ａａから電気的に分離した新たなランド部５８を形成するようになっている。
【００３１】
ＦＥＴ１６および各コンデンサ１８、２０は、導電パターンＰの所定部位においてベース部材５２に実装されている。
ＦＥＴ１６は、エレクトレットコンデンサ部Ｃの静電容量の変化を電気インピーダンス変換する素子であって、そのドレーン電極Ｄが端子部材５６Ａのランド部５６Ａａと導通し、ソース電極Ｓが端子部材５６Ｂのランド部５６Ｂａと導通し、ゲート電極Ｇがランド部５８と導通するようにして実装されている。また、コンデンサ１８、２０は、ノイズ除去のために設けられる静電容量の異なる２種類のコンデンサであって、端子部材５６Ａのランド部５６Ａａと端子部材５６Ｂのランド部５６Ｂａとに跨るようにして並列で実装されている。
【００３２】
ベース部材５２の底壁部５２Ａの内面には、ランド部５８の形成部位において上方へ突出するバネ装着用ボス５２ｃが形成されている。このバネ装着用ボス５２ｃにはコイルバネ２２が装着されている。このコイルバネ２２は、金属製であって、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０の組付けが行われたとき、その両端部がランド部５８と背極板本体４０Ａとに当接した状態で圧縮弾性変形するようになっている。そしてこれにより、ＦＥＴ１６のゲート電極Ｇを、ランド部５８およびコイルバネ２２を介して背極板本体４０Ａと導通させるようになっている。
【００３３】
コンタクトフレーム２４は、ステンレス鋼板を略Ｌ字形に打抜き加工するとともにその一部に曲げ加工を施すことにより形成されてなり、３箇所に斜め下方へ突出する３つの端子接触片２４ａ、２４ｂ、２４ｃが形成されている。このコンタクトフレーム２４は、ベース部材５２の周壁部５２Ｂの内面形状と略同じ大きさの外形形状を有しており、ベース部材５２内に装着されることにより、その各端子接触片２４ａ、２４ｂ、２４ｃが、各端子部材５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄのランド部５６Ｂａ、５６Ｃａ、５６Ｄａと当接するようになっている。
【００３４】
そして、このコンタクトフレーム２４は、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０の組付けが行われたとき、エレクトレットコンデンサユニット１４の金属カバー３２との当接により各端子接触片２４ａ、２４ｂ、２４ｃが多少撓み変形するようになっている。そしてこれにより、ＦＥＴ１６のソース電極Ｓを、端子部材５６Ｂのランド部５６Ｂａ、コンタクトフレーム２４、金属カバー３２および振動膜支持リング３４Ｂを介して振動膜３４Ａと導通させるとともに、端子部材５６Ｃ、５６Ｄのランド部５６Ｃａ、５６Ｄａとも導通させ、これら端子部材５６Ｃ、５６Ｄをもアース端子として使用可能とするようになっている。
【００３５】
ベース部材５２の底壁部５２Ａの外面（下面）には、エレクトレットコンデンサユニット１４の外径と略同じ内径を有する浅い円形凹部５２ｄが形成されており、この円形凹部５２ｄには、該円形凹部５２ｄの深さよりも薄い、シールド部材である金属製のシールドプレート６０が接着固定されている。
【００３６】
シールドプレート６０は、厚さ約８０μｍのステンレス製の円盤状のシールド板である。このシールドプレート６０は、電波シールド性の高い金属(例えば、ステンレス、銅、アルミ等)を適応することが望ましい。また、輻射熱を反射する上で熱伝導率の低い金属(例えば、ステンレス、チタン等)を使用することも望ましい。
【００３７】
また、シールドプレート６０は、ＧＮＤ端子Ｅと導電性接着剤により導通接着されている。これによりシールド性をより高めている。
この、シールドプレート６０とＧＮＤ端子Ｅの接着は、ベース部材５２の底壁部５２Ａの外面（下面）に形成された、四角形や三角形の角形ゲート孔６１に導電性接着剤を流し込むことにより接着を行っている。この他、丸形ゲート孔６２も存在し、こちらは導通には使用しない。この時、丸形ゲート孔６２には、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０内部の気密性を高めるために、絶縁性の接着剤等で封止しても良い。このようにゲート孔を形でわけ、作業性の向上も図っている。またゲート孔の形状の違いにより画像認識が可能となり自動化も可能である。
【００３８】
ベース部材５２は、単品状態では、その周壁部５２Ｂの上端面が略円錐面状に形成されており、これによりハウジング部材５４との超音波溶着を容易に行い得るようになっている。
【００３９】
ハウジング部材５４は、ベース部材５２の底壁部５２Ａと同一形状の天壁部５４Ａと、この天壁部５４Ａの外周縁部から下方へ延びる周壁部５４Ｂと、エレクトレットコンデンサユニット１４を囲むようにして上壁部５４Ａから下方へ延びる環状壁部５４Ｃとからなっている。このハウジング部材５４の天壁部５４Ａには複数の放音孔５４ａが形成されている。また、このハウジング部材５４の各コーナ部には、周壁部５４Ｂと環状壁部５４Ｃとにより、ベース部材５２の内部空間と連通する凹状空間５４ｂが形成されている。
【００４０】
なお、本実施形態において導電性のシールド部材として、シールドプレート６０を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、円形凹部５２ｄに導電性接着剤や導電性樹脂等を流し込みシールド部材としたり、２色成型によりシールドプレート６０の位置に導電性樹脂等によりシールド部材を形成しても良い。また、金属箔をラミネートした樹脂フィルム等をシールドプレート６０の代わりにしてもよく、導電性の物質であれば電磁波によるノイズに対しての効果を得ることが可能である。
【００４１】
以上詳述したように、本実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン１０は、エレクトレットコンデンサ部ＣとＦＥＴ１６およびコンデンサ１８、２０とを収容するケース１２の一部が、合成樹脂製のベース部材５２として構成されており、さらにベース部材５２の外面に金属製のシールドプレート６０が実装されている構成により、電磁波によるノイズが低減できる上、シールドプレート６０により表面実装の際のリフロー処理による輻射熱を反射し、さらに合成樹脂製のベース部材５２により、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０内部への熱伝導が低下するため、耐熱性が向上する。また、金属製のシールドプレート６０を合成樹脂製のベース部材５２に設けることにより、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０の剛性も向上する。
【００４２】
したがって本実施形態によれば、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０を少ない部品点数でかつ薄型化を図った上で外部基板への表面実装に適したものとすることができ（具体的には、例えば外部基板に対する表面実装を安定的に行うことができ）、これにより従来のようにホルダを介在させることなく直接エレクトレットコンデンサマイクロホン１０を外部基板に表面実装することができる。
【００４３】
特に本実施形態においては、内部のエレクトレットコンデンサユニット１４が、筒状の金属カバー３２で覆われているため、金属製のシールドプレート６０との組合せにより、エレクトレットコンデンサユニット１４を電磁的にシールドすることが可能となり、対ノイズ性の優れたエレクトレットコンデンサマイクロホン１０を実現することができる。
【００４４】
さらに本実施形態においては、シールドプレート６０が、インサート成形により複数の端子部材５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄと一体的に形成された合成樹脂製のベース部材５２のＧＮＤ端子Ｅと導通しているため、ノイズを外部に逃がすことができ、ノイズに対するシールド性が向上する。また、シールドプレート６０を介して外部接続端子部５６Ａｂ、５６Ｃｂ、５６ＤｂがＧＮＤ端子Ｅとなっているため、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０を携帯電話等に取り付ける際に、取り付け側の設計自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンを上向きに配置した状態で示す側断面図
【図２】図１のIIa 方向矢視図（ａ）およびIIb 方向矢視図（ｂ）
【図３】上記エレクトレットコンデンサマイクロホンを分解して示す側断面図
【図４】上記エレクトレットコンデンサマイクロホンのベース部材を詳細に示す、図３のIV-IV 線断面図
【図５】上記エレクトレットコンデンサマイクロホンの製造段階でのベース部材の外面（下面）を詳細に示す断面図
【符号の説明】
１０  エレクトレットコンデンサマイクロホン
１２  ケース
１４  エレクトレットコンデンサユニット
１６  ＦＥＴ（インピーダンス変換素子）
１８、２０  コンデンサ
２２  コイルバネ
２４  コンタクトフレーム
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  端子接触片
３２  金属カバー
３２ａ  音孔
３２ｂ  開放下端部
３４  振動膜サブアッセンブリ
３４Ａ  振動膜
３４Ｂ  振動膜支持リング
３４ａ  ベントホール
３６  絶縁性リング
３８  スペーサ
４０  背極板
４０Ａ  背極板本体
４０Ｂ  エレクトレット
４２  絶縁性ブッシュ
５２  ベース部材
５２Ａ  底壁部
５２Ｂ  周壁部
５２ａ  空洞部
５２ｂ  貫通孔
５２ｃ  バネ装着用ボス
５２ｄ  円形凹部
５４  ハウジング部材
５４Ａ  天壁部
５４Ｂ  周壁部
５４Ｃ  環状壁部
５４ａ  放音孔
５４ｂ  凹状空間
５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ  端子部材
５６Ａａ、５６Ｂａ、５６Ｃａ、５６Ｄａ  ランド部
５６Ａｂ、５６Ｂｂ、５６Ｃｂ、５６Ｄｂ  外部接続端子部
５８  ランド部
６０  シールドプレート
６１  角形ゲート孔
６２  丸形ゲート孔
Ｃ  エレクトレットコンデンサ部
Ｄ  ドレーン電極
Ｇ  ゲート電極
Ｐ  導電パターン
Ｓ  ソース電極
Ｅ  ＧＮＤ端子
【図１】
0004040328.tif 000002
【図２】
0004040328.tif 000003
【図３】
0004040328.tif 000004
【図４】
0004040328.tif 000005
【図５】
0004040328.tif 000006