| 【発明の名称】 |
エレクトレットコンデンサマイクロホン |
| 【発明者】 |
【氏名】筑地 由明
【氏名】米原 賢太郎
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| 【要約】 |
【課題】エレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、リフロー処理の際の熱によって感度低下が生じてしまわないようにする。
【構成】コンデンサ構造部１２を、上面に導電薄膜３２ａが形成された高分子フィルムからなる振動膜３２Ａと、電極板本体３４Ａの上面にエレクトレット層３４Ｂが形成された背面電極板３４とが、振動膜３２Ａを上にして対向配置されてなる構成とする。その際、導電薄膜３２ａは、導電性を有する赤外線反射塗料を高分子フィルムの上面の略全領域に塗布することにより形成する。これにより、リフロー処理の際、カバー基板２２に形成された音孔２２ａを介してコンデンサ構造部１２に到達する赤外線を、赤外線反射塗料が塗布された振動膜３２Ａで反射させて、エレクトレット層３４Ｂが赤外線の熱に曝されてしまわないようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動膜と背面電極板とが上記振動膜を上にして対向配置されてなるコンデンサ構造部と、このコンデンサ構造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回路基板と、これらコンデンサ構造部、インピーダンス変換素子および回路基板を上方側から覆うようにして収容するハウジングと、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、
上記コンデンサ構造部が、上記背面電極板の上面にエレクトレット層が形成されてなるバックエレクトレット型のコンデンサ構造部として構成されており、
上記ハウジングの上面部に、上記コンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成されており、
上記振動膜の表面における上記音孔の真下に位置する領域を含む領域に、赤外線を反射させる赤外線反射塗料が塗布されている、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】
上記赤外線反射塗料の塗布が、上記振動膜の上面に対して行われている、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】
上記赤外線反射塗料として、導電性塗料が用いられている、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。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本願発明は、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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エレクトレットコンデンサマイクロホンは、例えば「特許文献１」に記載されているように、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構造部を有しており、このコンデンサ構造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が回路基板に実装された構成となっている。
【０００３】
その際、この「特許文献１」に記載されたエレクトレットコンデンサマイクロホンのコンデンサ構造部は、振動膜を上にして配置されるとともに背面電極板の上面にエレクトレット層が形成されてなるバックエレクトレット型のコンデンサ構造部として構成されている。そして、このエレクトレットコンデンサマイクロホンは、そのコンデンサ構造部、インピーダンス変換素子および回路基板が、これらを上方側から覆うハウジングに収容されており、このハウジングの上面部には、コンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンデンサマイクロホンとして、上記「特許文献１」に記載されているようなエレクトレットコンデンサマイクロホンを採用することにより、これを安価に製造することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、外部基板への表面実装等のためにエレクトレットコンデンサマイクロホンに対してリフロー処理が行われるような場合には、このリフロー処理の際に加えられる２００℃以上の熱によりエレクトレット層の電荷がある程度抜けてしまうので、コンデンサ構造部の電位差が所期の電位差よりも小さくなってしまい、このためエレクトレットコンデンサマイクロホンに感度低下が生じてしまう、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、リフロー処理の際に加えられる熱によって感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、振動膜の構成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、本願発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホンは、
振動膜と背面電極板とが上記振動膜を上にして対向配置されてなるコンデンサ構造部と、このコンデンサ構造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回路基板と、これらコンデンサ構造部、インピーダンス変換素子および回路基板を上方側から覆うようにして収容するハウジングと、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、
上記コンデンサ構造部が、上記背面電極板の上面にエレクトレット層が形成されてなるバックエレクトレット型のコンデンサ構造部として構成されており、
上記ハウジングの上面部に、上記コンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成されており、
上記振動膜の表面における上記音孔の真下に位置する領域を含む領域に、赤外線を反射させる赤外線反射塗料が塗布されている、ことを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成において「上」や「上方側」等の方向性を示す用語は、エレクトレットコンデンサマイクロホンを構成する各部材相互間の位置関係を明確にするために便宜上用いたものであって、これによりエレクトレットコンデンサマイクロホンを実際に使用する際の方向性が限定されるものではない。
【００１１】
上記「インピーダンス変換素子」の具体的な構成は特に限定されるものではなく、電界効果トランジスタ等の電子部品であってもよいし、ＩＣチップ等における回路の一部として構成されたものであってもよい。
【００１２】
上記「回路基板」は、インピーダンス変換素子のみが実装された構成となっていてもよいし、それ以外の電子部品（例えばコンデンサや抵抗等）も実装された構成となっていてもよい。
【００１３】
上記「ハウジング」の材質、形状、大きさ等の具体的な構成は特に限定されるものではない。
【００１４】
上記「コンデンサ構造部、インピーダンス変換素子および回路基板」のハウジング内における具体的な配置は特に限定されるものではない。
【００１５】
上記「赤外線反射塗料」は、振動膜の表面における音孔の真下に位置する領域を含む領域に塗布されていれば、その具体的な塗布範囲は特に限定されるものではなく、また、振動膜の上面、下面、上下両面のいずれに塗布されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
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、そのコンデンサ構造部が、振動膜を上にして配置されるとともに背面電極板の上面にエレクトレット層が形成されてなるバックエレクトレット型のコンデンサ構造部として構成されており、そのハウジングの上面部には音孔が形成されているが、その際、振動膜の表面における音孔の真下に位置する領域を含む領域には、赤外線を反射させる赤外線反射塗料が塗布されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１７】
すなわち、このエレクトレットコンデンサマイクロホンに対してリフロー処理が行われると、そのコンデンサ構造部はリフロー処理の際に加えられる２００℃以上の熱に曝されることとなるが、このリフロー処理は、一般に、リフロー炉内においてエレクトレットコンデンサマイクロホンに赤外線を照射することによって行われるようになっている。
【００１８】
その際、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のように、そのコンデンサ構造部がバックエレクトレット型のコンデンサ構造部である場合には、背面電極板の上方側に振動膜が配置されているので、背面電極板の上面に形成されたエレクトレット層が、ハウジングの上面部に形成された音孔を介して照射される赤外線の熱に曝されてしまうこととなる。
【００１９】
しかしながら、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においては、振動膜の表面における音孔の真下に位置する領域を含む領域に赤外線反射塗料が塗布されているので、リフロー処理の際に音孔を介してコンデンサ構造部に到達した赤外線は、その振動膜に塗布された赤外線反射塗料により反射することとなる。このため、背面電極板のエレクトレット層が赤外線の熱に曝されてしまわないようにすることができ、これによりエレクトレットコンデンサマイクロホンに感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。
【００２０】
このように本願発明によれば、コンデンサマイクロホンとしてエレクトレットコンデンサマイクロホンを採用した場合においても、リフロー処理の際に加えられる熱によって感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。
【００２１】
上記構成において、赤外線反射塗料の塗布を振動膜の上面に対して行うようにすれば、振動膜自体についても赤外線の熱に曝されないようにすることができる。そしてこれにより、振動膜として比較的耐熱性の低いものを用いることができ、そのコストダウンを図ることができる。
【００２２】
上記構成において、赤外線反射塗料として導電性塗料を用いるようにすれば、この赤外線反射塗料の塗布によりコンデンサ構造部における一方の電極を構成することができる。そしてこれにより、振動膜の表面に金属蒸着膜を形成する必要を無くして、そのコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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１０を上向きに配置した状態で示す側断面図であり、図２は、図１のII方向矢視図である。
【００２５】
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３×４ｍｍ程度の長方形の外形形状を有する小型のマイクロホンであって、コンデンサ構造部１２と、ＩＣチップ１４と、コンタクトスプリング１６と、ベース基板１８と、サイド基板２０と、カバー基板２２とからなっている。そして、このエレクトレットコンデンサマイクロホン１０は、そのベース基板１８の下面において、図示しない外部基板に表面実装されるようになっている。
【００２６】
コンデンサ構造部１２は、振動膜サブアッセンブリ３２と背面電極板３４とからなっている。
【００２７】
振動膜サブアッセンブリ３２は、矩形環状に形成された金属製の支持リング３２Ｂの上面に振動膜３２Ａが張設固定されてなり、その振動膜３２Ａは、上面に導電薄膜３２ａが形成された高分子フィルムで構成されている。この導電薄膜３２ａは、導電性を有する赤外線反射塗料を、高分子フィルムの上面の略全領域に塗布することにより形成されている。その際、この赤外線反射塗料としては、スズを含む化合物（例えば、スズ−インジウム酸化物、あるいは、スズ−アンチモン酸化物、等）を顔料として含む導電性塗料が用いられている。
【００２８】
背面電極板３４は、金属製の電極板本体３４Ａと、この電極板本体３４Ａの上面に熱融着されたエレクトレット層３４Ｂとからなり、そのエレクトレット層３４Ｂには分極処理により所定の表面電位が付与されている。この背面電極板３４の外径は、支持リング３２Ｂの内径よりもやや大きい値に設定されている。
【００２９】
そして、このコンデンサ構造部１２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３４のエレクトレット層３４Ｂとが、振動膜サブアッセンブリ３２の支持リング３２Ｂを介して所定の微小間隔をおいて対向しており、これにより振動膜３２Ａとエレクトレット層３４Ｂとの間に所定の電位差を生じさせるようになっている。
【００３０】
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においては、そのベース基板１８、サイド基板２０およびカバー基板２２が、コンデンサ構造部１２、ＩＣチップ１４およびコンタクトスプリング１６を収容するハウジングを構成している。
【００３１】
ベース基板１８は、絶縁基板１８Ａと、この絶縁基板１８Ａの下面の形成された導電層１８Ｂ１、１８Ｂ２、１８Ｂ３と、これら各導電層１８Ｂ１、１８Ｂ２、１８Ｂ３を四隅に露出させるようにして絶縁基板１８Ａの下面を十字状に覆う絶縁層１８Ｃと、絶縁基板１８Ａの上面に形成された導電層１８Ｄ１、１８Ｄ２および図示しない導電層とからなっている。そして、このベース基板１８に対して、その上面の中央部にＩＣチップ１４が実装されている。
【００３２】
その際、導電層１８Ｂ１は電源端子を構成しており、導電層１８Ｂ２は出力端子を構成しており、導電層１８Ｂ３はアース端子を構成している。そして、導電層１８Ｂ１は、図示しないスルーホールを介して絶縁基板１８Ａの上面に形成された図示しない導電層と導通しており、この導電層においてＩＣチップ１４の電源端子１４ａと導通している。また、導電層１８Ｂ２は、図示しないスルーホールを介して絶縁基板１８Ａの上面に形成された図示しない導電層と導通しており、この導電層においてＩＣチップ１４の出力端子１４ｂと導通している。さらに、導電層１８Ｂ３は、図示しないスルーホールを介して絶縁基板１８Ａの上面に形成された図示しない導電層と導通しており、この導電層においてＩＣチップ１４のアース端子１４ｃと導通している。
【００３３】
サイド基板２０は、ＩＣチップ１４を囲むようにしてベース基板１８に載置固定されている。
【００３４】
このサイド基板２０は、背面電極板３４よりもやや大きい内径を有する矩形環状に形成された絶縁基板２０Ａと、この絶縁基板２０Ａの下面および上面にそれぞれ形成された導電層２０Ｂ、２０Ｃとからなっている。その際、これら導電層２０Ｂ、２０Ｃは、図示しないスルーホールを介して互いに導通している。
【００３５】
カバー基板２２は、平面視においてベース基板１８と同一の外形形状を有する絶縁基板２２Ａと、この絶縁基板２２Ａの下面に矩形環状に形成された導電層２２Ｂと、絶縁基板２２Ａの上面に略全面にわたって形成された導電層２２Ｃとからなり、振動膜サブアッセンブリ３２を介してサイド基板２０に載置固定されている。
【００３６】
その際、このカバー基板２２においては、その導電層２２Ｂ、２２Ｃが、図示しないスルーホールを介して互いに導通しており、これにより振動膜３２Ａの金属蒸着膜をカバー基板２２の上面に位置する導電層２２Ｂと導通させ、この導電層２２Ｂにおいて外部基板のアース端子と導通し得るようになっている。
【００３７】
このカバー基板２２の中心からやや外れた位置には、該カバー基板２２を上下方向に貫通する音孔２２ａが形成されている。
【００３８】
コンタクトスプリング１６は、平面視において口字形に形成されたフレーム部の各コーナ部に、１対ずつ互いに平行に突出する突起片が形成されるとともに、そのフレーム部を２箇所において各対の突起片と共に下方へ折り曲げるように形成してなる金属製の板バネで構成されている。このコンタクトスプリング１６は、そのフレーム部においてＩＣチップ１４を囲むようにして、ある程度撓んだ状態で配置されている。その際、このコンタクトスプリング１６は、そのフレーム部において背面電極板３４の電極板本体３４Ａの下面に当接するとともに、その４箇所の突起片において絶縁基板１８Ａの４箇所の導電層１８Ｄ１に当接している。そして、このコンタクトスプリング１６と導電層１８Ｄ１とを介して、背面電極板３４の電極板本体３４ＡとＩＣチップ１４の入力端子１４ｄとが導通している。
【００３９】
なお、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においては、コンデンサ構造部１２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が、ＩＣチップ１４にインピーダンス変換回路として組み込まれている。
【００４０】
次に、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の作用効果について説明する。
【００４１】
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を外部基板に表面実装する際には、このエレクトレットコンデンサマイクロホン１０に対してリフロー処理が行われるが、このリフロー処理は、リフロー炉内においてエレクトレットコンデンサマイクロホン１０に赤外線を照射することによって行われる。 このとき、コンデンサ構造部１２は赤外線照射により２００℃以上の熱に曝されるが、その振動膜３２Ａは、高分子フィルムの上面の略全領域に導電薄膜３２ａが形成されており、この導電薄膜３２ａは赤外線反射塗料の塗布により形成されているので、リフロー処理の際に音孔２２ａを介してコンデンサ構造部１２に到達した赤外線を、その振動膜３２Ａに塗布された赤外線反射塗料により反射させることができる。そしてこれにより、背面電極板３４のエレクトレット層３４Ｂが赤外線の熱に曝されてしまわないようにして、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０に感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、コンデンサマイクロホンとしてエレクトレットコンデンサマイクロホン１０を採用した場合においても、リフロー処理の際に加えられる熱によって感度低下が生じてしまうのを未然に防止することができる。
【００４３】
しかも本実施形態においては、赤外線反射塗料の塗布が振動膜３２Ａの上面に対して行われているので、振動膜３２Ａ自体についても赤外線の熱に曝されないようにすることができる。そしてこれにより、振動膜３２Ａとして比較的耐熱性の低いものを用いることができ、そのコストダウンを図ることができる。
【００４４】
さらに本実施形態においては、赤外線反射塗料として導電性塗料が用いられているので、この赤外線反射塗料の塗布によりコンデンサ構造部１２における一方の電極を構成することができる。そしてこれにより、振動膜３２Ａの表面に金属蒸着膜を形成する必要を無くして、そのコストダウンを図ることができる。
【００４５】
上記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においては、その振動膜３２Ａが、高分子フィルムの上面の略全領域に、導電性を有する赤外線反射塗料が塗布された構成となっているが、このようにする代わりに、高分子フィルムの上面の略全領域に金属蒸着膜が形成された構成とした上で、導電性を有しない赤外線反射塗料が、高分子フィルムの上面または下面における音孔２２ａの真下に位置する領域を含む領域に塗布された構成とすることも可能である。このようにした場合においても、背面電極板３４のエレクトレット層３４Ｂが赤外線の熱に曝されてしまわないようにすることができる。
【００４６】
なお、上記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において、そのカバー基板２２の表面や導電層２２Ｃの表面にも赤外線反射塗料が塗布された構成とすれば、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０のハウジング内部への熱の進入を効果的に抑制することが可能となる。さらに、上記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に対して、そのカバー基板２２の表面に、音孔２２ａを塞ぐようにしてフィルタ部材が追加配置される場合には、このフィルタ部材に赤外線反射塗料が塗布された構成とすれば、エレクトレットコンデンサマイクロホン１０のハウジング内部への熱の進入を効果的に抑制することが可能となる。
【００４７】
また、上記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においては、ＩＣチップ１４の一部として組み込まれたインピーダンス変換回路によって電気インピーダンス変換が行われるものとして説明したが、このようにする代わりに、電界効果トランジスタ等のような単体のインピーダンス変換素子によって電気インピーダンス変換が行われる構成とすることももちろん可能である。
【００４８】
さらに、上記実施形態においては、ベース基板１８、サイド基板２０およびカバー基板２２により、コンデンサ構造部１２、ＩＣチップ１４およびコンタクトスプリング１６を収容するハウジングが構成されているが、このハウジングを、ベース基板１８とこれに装着された金属ケースとにより構成することも可能である。
【００４９】
なお、上記実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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II方向矢視図
【符号の説明】
【００５１】
１０ エレクトレットコンデンサマイクロホン
１２ コンデンサ構造部
１４ ＩＣチップ
１４ａ 電源端子
１４ｂ 出力端子
１４ｃ アース端子
１４ｄ 入力端子
１６ コンタクトスプリング
１８ ベース基板
１８Ａ、２０Ａ、２２Ａ 絶縁基板
１８Ｂ１、１８Ｂ２、１８Ｂ３、１８Ｄ１、１８Ｄ２、２０Ｂ、２０Ｃ、２２Ｂ、２２Ｃ 導電層
１８Ｃ 絶縁層
２０ サイド基板
２２ カバー基板
２２ａ 音孔
３２ 振動膜サブアッセンブリ
３２Ａ 振動膜
３２ａ導電薄膜
３２Ｂ 支持リング
３４ 背面電極板
３４Ａ 電極板本体
３４Ｂ エレクトレット層
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０７６４２
【氏名又は名称】スター精密株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年７月２８日（２００６．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９９９９
【弁理士】
【氏名又は名称】森山 隆
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| 【公開番号】 |
特開２００８−３５１５９（Ｐ２００８−３５１５９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月１４日（２００８．２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２０５７２０（Ｐ２００６−２０５７２０） |
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