JP4125664B2 - コンデンサマイクロホンユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はコンデンサマイクロホンユニットおよびその製造方法に関し、さらに詳しく言えば、一対の固定極の間に振動板を配置したプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットおよびその製造方法に関するものである。

特許文献１にも記載されているように、プッシュプル型のコンデンサマイクロホンは固定極がひとつであるシングル型のコンデンサマイクロホンに比べて入力歪みなどが少なく特性的にはかなり優れているが、組立および調整が困難であり、かつ、高価であることが難点とされている。

プッシュプル型コンデンサマイクロホンにも特許文献１に記載のものを含めて種々の構造のものが存在するが、ここでは従来例として特異な固定極（周辺に電気絶縁体を介して環状の電極引出リングが嵌着された固定極）を備えているマイクロホンユニットについて説明する。

図８はその完成体を示す断面図で、このマイクロホンユニット１０は第１および第２の２つの固定極２０ａ，２０ｂと、それらの間に一対の導電性スペーサ３０，３０を介して挟持される１枚の振動板（ダイヤフラム）４０とを備えている。図９（ａ）に第１固定極２０ａの平面図，同図（ｂ）にその断面図を示し、図１０（ａ）に第２固定極２０ｂの平面図，同図（ｂ）にその断面図を示す。また、図１１（ａ）に導電性スペーサ３０の平面図，同図（ｂ）にその断面図を示す。

第１固定極２０ａと第２固定極２０ｂはともに例えば真鍮製の円盤体からなり、この円盤体には振動板４０に対して音波を伝える複数の音孔２０ｈが形成されている。第１固定極２０ａと第２固定極２０ｂの周りには、例えばポリカーボネイトからなる電気絶縁体２１を介して例えば真鍮製の電極引出リング２２がそれぞれ嵌着されている。

この場合、第１固定極２０ａ側の電極引出リング２２には雌ネジ孔２２ａが形成されているのに対して、第２固定極２０ｂ側の電極引出リング２２にはネジ挿通孔２２ｂが穿設されている。導電性スペーサ３０は電極引出リング２２と同径に形成された例えばステンレス材のリング体からなり、複数のネジ挿通孔３０ａを備えている。

雌ネジ孔２２ａ，ネジ挿通孔２２ｂおよびネジ挿通孔３０ａは同一ピッチで配置されている。なお、振動板４０には例えばポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などをベースフィルムとし、その両面に金属膜（例えば金）を蒸着した薄膜が用いられる。

組立は次のようにして行われる。図１２に示すように、振動板４０を固定極２０ａ，２０ｂよりも大径の支持リング４１に貼り付け、その両面側に導電性スペーサ３０，３０を介して第１固定極２０ａと第２固定極２０ｂとを配置する。

そして、支持リング４１に荷重をかけて振動板４０の張力を調整したのち、第１固定極２０ａと第２固定極２０ｂとの間に振動板４０を挟み込み、第２固定極２０ｂ側のネジ挿通孔２２ｂより雄ネジ５０を挿通して第１固定極２０ａ側の雌ネジ孔２２ａに強固に締め付ける。最後に、振動板４０のはみ出している余剰部分を切断する。

これにより、図８において振動板１０の上面側の金属膜は上側の導電性スペーサ３０および第２固定極２０ｂ側の電極引出リング２２から引き出され、図示しないインピーダンス変換器などに接続される。また、下面側の金属膜は下側の導電性スペーサ３０および第１固定極２０ａ側の電極引出リング２２から引き出され、図示しない別のインピーダンス変換器などに接続される。

実願昭６１−５６６１２号（実開昭６２−１６９５９９号）のマイクロフィルム

しかしながら、上記従来例によると、まず組立が困難であるという問題点がある。すなわち、ネジを多用しているため組立に時間がかかる。そればかりでなく、振動板４０に雄ネジ５０を通す孔を開けるときに張力が変化してしまう。また、振動板４０に孔を開ける必要があるため６μｍ以上の膜厚が必要であり、薄い振動板を用いることができない。

次に、別の問題点として高価な部品が必要とされる。これに該当する部品とは導電性スペーサ３０である。導電性スペーサ３０には、上記したように例えばステンレス製のリング体が用いられるが、これにはきわめて高い平坦度が求められるため、エッジングなどの方法で作成する必要があり、これがコストアップの要因となっている。

したがって、本発明の課題は、プッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、ネジおよび導電性スペーサを不要として、部品コストが安価でしかも作業性よく組み立てることができるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、周辺に電気絶縁体を介して電極引出リングが嵌着された同一径の第１および第２固定極と、両面に金属膜を有する１枚の振動板と、上記振動板の両面の各周縁部に上記電極引出リングと対向的に配置される導電性スペーサとを含み、上記導電性スペーサを介して上記振動板の両面側に上記第１固定極と上記第２固定極とを同軸的に対向配置してなるプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、上記導電性スペーサとして、熱硬化性合成樹脂内に導電性粒子を含有させた導電性接着材を用いることを特徴としている。

本発明において、上記導電性接着材は、液状の塗布型もしくはフィルム状のいずれであってもよい。上記導電性接着材に含まれる導電性粒子は、金属球もしくは合成樹脂製の球体を核としてその表面に金属皮膜を形成した球体のいずれであってもよい。

また、本願の第２発明は、上記プッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、上記第１固定極の電極引出リングの片面に熱硬化性合成樹脂内に導電性粒子を含有させた導電性接着材を配置する第１工程と、上記振動板を上記固定極よりも大径の支持リングに貼り付け、上記支持リングよりも小径でかつ上記固定極よりも大径であって表面が平坦な基台上に載置して上記振動板にかける張力を調整した状態で、上記振動板の一方の面上に上記第１固定極を載置し加圧して上記導電性接着材により上記振動板と上記第１固定極とを電気的，機械的に接続する第２工程と、上記第２固定極の電極引出リングの片面に上記導電性接着材を配置し、上記基台から取り外した上記振動板の他方の面に対して加圧して上記導電性接着材により上記振動板と上記第２固定極とを電気的，機械的に接続する第３工程とを含むことを特徴としている。

上記第２発明において、上記第２工程後もしくは上記第３工程後に上記固定極からはみ出している上記振動板の余剰部分が切断される。

本発明によれば、ネジ止め作業が一切不要であるため組立作業性を大幅に改善することができる。また、振動板と固定極との間隔は、導電性接着材に含まれている導電性粒子によって確保されるため、平坦度の高い金属板からなる導電性スペーサが不要で、その分コストダウンを図ることができる。

また、振動板にネジを通すための孔開け加工が不要となるため、より薄い振動板を用いることができ、その結果として低域限界が低くなり性能を向上させることができる。径方向の寸法ではネジ挿通孔が不要であるため、同一口径のユニットを対比した場合、相対的に有効振動板面積を大きく設計することができるため、感度およびＳ／Ｎ比の改善が図れることになる。

次に、図１ないし図７を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施形態の説明において、先に説明した従来例と実質的に同一であってよい構成要素にはそれと同じ参照符号を用いている。

図１に本発明によるプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニット１０Ａの完成体の断面を示すが、その各構成要素を組立手順の一例にしたがって説明する。まず、図２（（ａ）は平面図，（ｂ）はその断面図）に示す構成の固定極を２つ用意する。その一方を第１固定極２０ａ，他方を第２固定極２０ｂとすると、本発明において第１，第２固定極２０ａ，２０ｂは同一構成であってよい。

すなわち、第１，第２固定極２０ａ，２０ｂはともに例えば真鍮製の円盤体からなり、この円盤体には振動板４０に対して音波を伝える複数の音孔２０ｈが形成されている。第１固定極２０ａと第２固定極２０ｂの周りには、例えばポリカーボネイトからなる電気絶縁体２１を介して例えば真鍮製の電極引出リング２２がそれぞれ嵌着されているが、本発明においては、いずれの電極引出リング２２にも雌ネジ孔やネジ挿通孔を設ける必要はない。

次に、図３に示すように、第１固定極２０ａ側の電極引出リング２２の片面に導電性接着材３００を塗布する。図７（ａ）の拡大図に電極引出リング２２の片面に導電性接着材３００を塗布した状態を示す。

導電性接着材３００は、例えばエポキシ系などの熱硬化性樹脂３１０内に多数の導電性粒子３２０を混合した接着材（異方性導電接着材）で、この例では液状の塗布型を用いているが、フィルム状とした導電性接着フィルムも使用できる。

導電性粒子３２０は、金属球，合成樹脂製の球体を核としてその表面に金属皮膜（例えば金めっき）を形成した導電性樹脂ボールのいずれであってもよい。導電性樹脂ボールとしては積水化学工業社製の導電性微粒子「ミクロパールＡＵ（商品名）」などがある。本発明において、導電性粒子３２０の粒径は０．１ｍｍ程度であることが好ましい。

次に、図４に示すように、振動板４０を支持リング４１に貼り付けて表面が平坦な基台１００上に載置する。振動板４０は、先に説明した従来例と同じく、例えばポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などをベースフィルムとし、その両面に金属膜（例えば金）を蒸着した薄膜（一例としてＰＥＴの場合４μｍ，ＰＰＳの場合２μｍ）であってよいが、本発明においては振動板４０にネジ挿通孔を設ける必要はない。

そして、支持リング４１に所定の荷重をかけて振動板４０の張力を調整した状態で、第１固定極２０ａの導電性接着材３００が塗布された面を振動板４０と対向させて好ましくは加熱下において圧着する。

これにより、図７（ｂ）の拡大図に示すように、熱硬化性樹脂３１０内において導電性粒子３２０がほぼ平面的に並べられ、振動板４０と第１固定極２０ａとの間隔が導電性粒子３２０の粒子径である例えば０．１ｍｍに規定されるとともに、導電性粒子３２０を介して振動板４０の一方の面側の金属膜と第１固定極２０ａ側の電極引出リング２２とが電気的に接続される。

なお、支持リング４１を介して振動板４０の張力を調整し、また、振動板４０上に第１固定極２０ａを載置する関係上、支持リング４１，基台１００および第１固定極２０ａの大きさは、第１固定極２０ａ＜基台１００＜支持リング４１の順となる。

熱硬化性樹脂３１０の硬化をまって、一体化された振動板４０と第１固定極２０ａとを基台１００から取り出して、図５に示すように、振動板４０の第１固定極２０ａからはみ出している余剰部分を切断する。

次に、図６に示すように、第２固定極２０ｂの電極引出リング２２の片面に導電性接着材３００を塗布し、第１固定極２０ａを支持台として第２固定極２０ｂを振動板４０の他方の面に圧着する。

この圧着により、上記と同じく振動板４０と第２固定極２０ｂとの間隔が導電性粒子３２０の粒子径である例えば０．１ｍｍに規定されるとともに、導電性粒子３２０を介して振動板４０の他方の面側の金属膜と第２固定極２０ｂ側の電極引出リング２２とが電気的に接続され、図１に示すプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニット１０Ａの完成体が得られる。

以上、本発明の構成を組立手順の一例とともに説明したが、例えば振動板４０の余剰部分の切断については図６の工程後に行ってもよいし、場合によっては図４での圧着工程後に行うこともできる。また、本発明においては、電極引出リング２２にネジ挿通孔や雌ネジ孔を積極的に設ける必要はないが、本発明は電極引出リング２２にネジ挿通孔や雌ネジ孔が設けられている場合にも適用可能である。

本発明によるプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットの実施形態を説明するための断面図。 上記コンデンサマイクロホンユニットが備える固定極を示す（ａ）平面図，（ｂ）断面図。 上記コンデンサマイクロホンユニットの組立手順を示す説明図。 上記コンデンサマイクロホンユニットの組立手順を示す説明図。 上記コンデンサマイクロホンユニットの組立手順を示す説明図。 上記コンデンサマイクロホンユニットの組立手順を示す説明図。 本発明において、上記固定極の電極引出リングに塗布された導電性接着材の（ａ）圧着前の状態を示す拡大断面図，（ｂ）圧着後の状態を示す拡大断面図。 従来例として挙げたプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットを示す断面図。 上記従来例が備えている第１固定極を示す（ａ）平面図，（ｂ）断面図。 上記従来例が備えている第２固定極を示す（ａ）平面図，（ｂ）断面図。 上記従来例が備えている導電性スペーサを示す（ａ）平面図，（ｂ）断面図。 上記従来例の組立手順を説明する分解断面図。

符号の説明

１０Ａ プッシュプル型コンデンサマイクロホンユニット
２０ａ，２０ｂ 固定極
２０ｈ 音孔
２１ 電気絶縁体
２２ 電極引出リング
４０ 振動板
４１ 支持リング
１００ 基台
３００ 導電性接着材
３１０ 熱硬化性樹脂
３２０ 導電性粒子

Claims (5)

1. 周辺に電気絶縁体を介して電極引出リングが嵌着された同一径の第１および第２固定極と、両面に金属膜を有する１枚の振動板と、上記振動板の両面の各周縁部に上記電極引出リングと対向的に配置される導電性スペーサとを含み、上記導電性スペーサを介して上記振動板の両面側に上記第１固定極と上記第２固定極とを同軸的に対向配置してなるプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットにおいて、
   上記導電性スペーサとして、熱硬化性合成樹脂内に導電性粒子を含有させた導電性接着材を用いることを特徴とするコンデンサマイクロホンユニット。
2. 上記導電性接着材が液状の塗布型である請求項１に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
3. 上記導電性接着材がフィルム状である請求項１に記載のコンデンサマイクロホンユニット。
4. 周辺に電気絶縁体を介して電極引出リングが嵌着された同一径の第１および第２固定極と、両面に金属膜を有する１枚の振動板と、上記振動板の両面の各周縁部に上記電極引出リングと対向的に配置される導電性スペーサとを含み、上記導電性スペーサを介して上記振動板の両面側に上記第１固定極と上記第２固定極とを同軸的に対向配置してなるプッシュプル型のコンデンサマイクロホンユニットの製造方法において、
   上記第１固定極の電極引出リングの片面に熱硬化性合成樹脂内に導電性粒子を含有させた導電性接着材を配置する第１工程と、
   上記振動板を上記固定極よりも大径の支持リングに貼り付け、上記支持リングよりも小径でかつ上記固定極よりも大径であって表面が平坦な基台上に載置して上記振動板にかける張力を調整した状態で、上記振動板の一方の面上に上記第１固定極を載置し加圧して上記導電性接着材により上記振動板と上記第１固定極とを電気的，機械的に接続する第２工程と、
   上記第２固定極の電極引出リングの片面に上記導電性接着材を配置し、上記基台から取り外した上記振動板の他方の面に対して加圧して上記導電性接着材により上記振動板と上記第２固定極とを電気的，機械的に接続する第３工程と、
   を含むことを特徴とするコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。
5. 上記第２工程後もしくは上記第３工程後に上記固定極からはみ出している上記振動板の余剰部分を切断する請求項４に記載のコンデンサマイクロホンユニットの製造方法。

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