JP3389536B2 - エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

Description

【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関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のエレクトレットコンデンサマイク
ロホンの構造を図６に示す。中央部に音孔２２ａを有す
る筒状の金属ケース２２の天面上に面布２１を備え、天
面内側に膜リング２３を介して、表面に蒸着等によって
金属層を形成したエレクトレット材からなる振動膜２４
を備えている。振動膜２４は、ギャップスペーサ２５を
介して、コンデンサギャップ３２を隔てて固定電極２６
と対向配置し、さらに下方にＦＥＴ２８を収納した凹状
の絶縁体２７とプリント基板２９を配置し、上記金属ケ
ース２２のカシメ部２２ｂで固定されている。 【０００３】上記ＦＥＴ２８の入力リード２８ａは固定
電極２６に接続され、出力リード２８ｂは絶縁体７とプ
リント基板２９を貫通し、底面のハンダ付部９ａに接続
している。一方、振動膜２４は膜リング２３によって金
属ケース２２に導通している。 【０００４】いま、音孔２２ａから音声が入力すると振
動膜２４が振動し、これによって振動膜２４と固定電極
２６間の静電容量が変化するため、これを検出すること
によって音声信号を得ることができる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンは、以下
のような問題があった。 【０００６】（１）エレクトレットコンデンサマイクロ
ホンは小型軽量化が求められているが、従来のもので
は、部品点数が多く、またカシメ部２２ｂやハンダ付部
２９ａ等の厚みを小さくすることができず、また絶縁体
２７やプリント基板２９尚の存在のために、全体を小型
軽量薄型化することができなかった。 【０００７】（２）また、上記のように小型化しようと
すると、ケース内の体積が減少し、振動膜２４の振動に
よる反射波が再び振動膜２４に衝突してマイクロホン特
性に悪影響を及ぼすという問題もあった。 【０００８】 【課題を解決する為の手段】そこで本発明は、固定電極
と振動膜とを一定間隔で配置し、両者間の静電容量の変
化によって振動膜に与えられた音声信号を検出するよう
にしたエレクトレットコンデンサマイクロホンにおい
て、絶縁材からなる箱型ケース内に、上記固定電極と振
動膜、半導体素子を収納するとともに、上記凹部の壁面
に背室を形成したことを特徴とする。 【０００９】なお、本発明における背室とは、半導体素
子等を収納した凹部壁面における、他の部分よりも窪ん
だ凹状の部位のことであり、この背室を形成することに
よって、ケース内の体積を増加させるとともに、振動膜
の振動時に空気の逃げ道を作り、反射波による悪影響を
防止するようにした。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
って説明する。 【００１１】図１（ａ）に示すエレクトレットコンデン
サマイクロホンは、セラミックス、ガラス、樹脂あるい
はこれらを複合した絶縁体からなる箱型ケース９の凹部
９ａの内壁に段部９ｂを備え、この凹部９ａ内に各部品
を収納して板状の蓋体２で覆ったものである。 【００１２】蓋体２は中央に音孔２ａを備えた金属板で
あり、その下方に膜リング３を介して、金属層を形成し
たエレクトレット材からなる振動膜４を備え、さらにギ
ャップスペーサ５を介してコンデンサギャップを隔てて
固定電極６を備えている。この固定電極６が段部９ｂ上
に載置され、段部９ｂ上のメタライズ部とハンダ、ロ
ウ、導電性接着剤等で接合されており、さらに下方にＦ
ＥＴやＩＣ等の半導体素子８を収納してあり、この半導
体素子８には増幅回路等が形成されている。 【００１３】また、凹部９ａの半導体素子８収納部の底
面には、凹状の背室１２を形成してある。 【００１４】さらに、ケース９は、導電ペーストを表面
に印刷したり、スルーホールに充填したり、導電ペース
トを備えたグリーンシートを積層することによって、表
面及び／又は内部に導電路を備えている。まず、蓋体２
に接続する導電路７ａは箱型ケース９の外壁を通って底
面の電極取り出し部１０ａに接続している。また固定電
極６を載置した段部９ｂに備えた導電路７ｂは半導体素
子８の入力端子８ａに接続し、さらに出力端子８ｂに接
続した導電路７ｃは箱型ケース９の外部に導出されても
う一方の電極取り出し部１０ｂに接続されている。 【００１５】また、図１（ｂ）に示すように箱型ケース
９の上端面９ｃはメタライズされ、ハンダ、ロウ、導電
性接着剤等で蓋体２と接着されている。そのため、振動
膜４は膜リング３、蓋体２、導電路７ａを通じて電極取
り出し部１０ａに接続している。一方、固定電極６は、
導電路７ｂ、半導体素子８、導電路７ｃを通じてもう一
方の電極取り出し部１０ｂに接続している。 【００１６】なお、上記導電路７ａ，７ｃはスルーホー
ルを介して内部に形成することもできる。また、上記電
極取り出し部１０ａは接地され、他方の電極取り出し部
１０ｂは半導体素子８の電源と、出力端子を兼用してい
る。 【００１７】いま、蓋体２の音孔２ａから音声が入力す
ると振動膜４が振動し、これによって振動膜４と固定電
極６間の静電容量が変化することから、これを検出する
ことによって音声信号を得ることができる。このとき、
凹部９ａの底面に背室１２を備えてあることによって、
上記振動による空気の波が凹部９ａの底面に当たっても
背室１２に空気が逃げることによって、振動膜４に反射
波が戻らず、マイクロホン特性に悪影響を及ぼすことを
防止できる。 【００１８】このような本発明のエレクトレットコンデ
ンサマイクロホンは、絶縁体の箱型ケース９を用いるこ
とによって、図６に示すような従来の構造に比べて、絶
縁体２７やプリント基板２９を無くすことができ、部品
点数を減らして小型化することができる。 【００１９】さらに、本発明のエレクトレットコンデン
サマイクロホンは、箱型ケース９の凹部９ａ内に、底の
方から順番に各部品を収納、固定していき、最後に蓋体
２で覆うだけでよいため、製造工程が簡略化され、量産
を容易に行うことができる。しかも、箱型ケース９の内
側に段部９ｂを備え、この段部９ｂに固定電極６を接合
し、その他の部品もケースに確実に接合してあることに
より、強固に固定する事が可能となる。 【００２０】また、本発明のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンは、図１（ｃ）に示すように箱型ケース９
の底面の両側に電極取り出し部１０ａ，１０ｂを備えて
いるため、表面実装による電極取り出し構造を容易にす
ることができる。 【００２１】さらに、上記箱型ケース９は、平面視した
ときの形状が四角形となった角型である。そのため、同
様に角型をした半導体素子８を収納した場合に無駄がな
いことから、全体をより小型化することができる。しか
も、このマイクロホンを表面実装する際に、角型である
ことにより取り扱いが容易であり、位置決めも簡単であ
る。 【００２２】また、箱型ケース９を成す絶縁体として、
特にアルミナ、ジルコニア、ムライト、炭化珪素、窒化
珪素、窒化アルミニウム等を主成分とするセラミックス
を用いれば、特に振動減衰特性を向上させることができ
る。即ち、これらのセラミックスは、金属材などに比べ
て振動を減衰させる効果が大きいため、特に携帯電話等
の用途に用いる場合でも、外部の振動を内側に伝えにく
くすることができ、マイクロホンの性能を向上させるこ
とができる。 【００２３】さらに、本発明では箱型ケース９を用いた
ため、蓋体２は平板状でよく、加工を容易にすることが
できる。そのため、例えばメッシュ状の音孔２ａを備え
た構造とすることもできる。通常は音孔２ａからの異物
の侵入を防止するために面布（不図示）等で覆う必要が
あるが、このようにメッシュ状の音孔２ａとすることに
よって、面布を省略することができる。 【００２４】また、他の実施形態として、箱型ケース９
に二つの段部９ｂを形成し、それぞれに振動膜４と固定
電極６を載置することもできる。このようにすれば、さ
らに膜リング３やギャップスペーサ５をなくすことがで
きる。 【００２５】さらに、本発明の他の実施形態を説明す
る。 【００２６】図２に示すエレクトレットコンデンサマイ
クロホンは、固定電極６と蓋体２を兼用させた例であ
る。即ち、箱型ケース９の上端面を覆う蓋体２の下方に
ギャップスペーサ５を介して振動膜４を備え、この振動
膜４を段部９ｂに固定する。そして、蓋体２は導電路７
ａを通じて電極取り出し部１０ａに接続し、振動膜４は
導電路７ｂ、半導体素子８、導電路７ｃを通じて電極取
り出し部１０ｂに接続している。また、凹部９ａの底面
には背室１２を備えている。 【００２７】この実施形態では、蓋体２が固定電極６を
兼用しており、蓋体２（固定電極６）と振動膜４間の静
電容量の変化を検出するようになっている。そのため、
図１のものに比べてさらに部品点数を減らして小型化す
ることができる。 【００２８】次に、半導体素子８の取り付け構造につい
て説明する。図１、２の例では半導体素子８の入力リー
ド８ａと出力リード８ｂをそれぞれ導電路７ｂ，７ｃ上
に載置し、ハンダ、ロウ、導電性接着剤等で接合してあ
る。 【００２９】さらに他の実施形態として、図３（ａ）に
箱型ケース９と半導体素子１２のみを示すように、凹部
９ａに２つの段部９ｂ，９ｂ’を形成し、段部９ｂ’に
半導体素子８を載置することもできる。あるいは図３
（ｂ）（ｃ）に示すようにリードのない半導体素子８を
用いてワイヤボンディング１１により接続することもで
きる。 【００３０】次に、上記背室１２の平面形状のさまざま
な例を説明する。図４（ａ）（ｃ）に示すように、背室
１２は凹部９ａの底面に長方形状に形成したり、図４
（ｂ）に示すように、円状に形成することができる。い
ずれの場合も、背室１２が半導体素子８で完全に覆われ
てしまうことなく、凹部９ａと空間的に連続するように
形成する。また、この背室１２は、凹部９ａの壁面のい
ずれかに設ければ良いが、振動膜４と対向する底面に形
成することが好ましい。 【００３１】また、この背室１２を備えることによっ
て、半導体素子８をハンダ、ロウ, 導電性接着剤などで
接合する際に、これらの流れ止めとしても作用すること
ができ、また全体の軽量化にも寄与する。あるいは、上
記背室１２に他の電子部品を搭載することもできる。た
だし、箱型ケース９の強度の点から上記背室１２を形成
した部分の箱型ケース９の肉厚は０．１ｍｍ以上必要で
ある。 【００３２】さらに他の実施形態として、図５に示すよ
うに、箱型ケース９の段部９ｂ’を片側のみに形成する
ことによって、凹部９ａの体積を増加させ、またこの段
部９ｂ’を２分割して形成することによって、２つの段
部９ｂ’間の空間９ｄを背室とすることができる。 【００３３】なお、上記背室１２の形状等は上記実施形
態に限らず、さまざまなものとすることができ、例えば
背室１２から箱型ケース９の外側に連通する貫通孔を備
えることもできる。 【００３４】また、本発明のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンを製造する際に、多数個取りの手法を用い
て、大量生産を行うこともできる。 【００３５】 【発明の効果】本発明によれば、固定電極と振動膜とを
一定間隔で配置し、両者間の静電容量の変化によって振
動膜に与えられた音声信号を検出するようにしたエレク
トレットコンデンサマイクロホンにおいて、絶縁材から
なる箱型ケース内に、上記固定電極と振動膜、半導体素
子を収納し、上記凹部の壁面に背室を備えたことによっ
て、部品点数を減らして小型化することができるととも
に、振動時の反射波による悪影響を防止し、マイクロホ
ン特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンを示しており、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図、
（ｃ）は底面図である。 【図２】本発明の他の実施形態を示す縦断面図である。 【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のエレクトレットコン
デンサマイクロホンの他の実施形態を示す断面図であ
る。 【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明のエレクトレットコン
デンサマイクロホンにおける、背室の形状を示す平面図
である。 【図５】（ａ）は本発明のエレクトレットコンデンサマ
イクロホンの他の実施形態を示す断面図、（ｂ）は
（ａ）のワイヤボンディング部のみを示す斜視図であ
る。 【図６】従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン
を示す縦断面図である。 【符号の説明】 ２：蓋体 ２ａ：音孔 ３：膜リング ４：振動膜 ５：ギャップスペーサ ６：固定電極 ７ａ，７ｂ，７ｃ：導電路 ８：半導体素子 ９：箱型ケース ９ａ：凹部 ９ｂ：段部 ９ｃ：上端面 １０ａ，１０ｂ：電極取り出し部 １２：背室

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】固定電極と振動膜とを一定間隔で配置し、
   両者間の静電容量の変化によって振動膜に与えられた音
   声信号を検出するようにしたエレクトレットコンデンサ
   マイクロホンにおいて、 絶縁材からなる箱型ケースの凹部内に、上記固定電極、
   振動膜、及び増幅回路等を形成した半導体素子を収納す
   るとともに、上記凹部の壁面に背室を備えたことを特徴
   とするエレクトレットコンデンサマイクロホン。