KR101074732B1

KR101074732B1 - 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰 구조 및 그 실장방법

Info

Publication number: KR101074732B1
Application number: KR1020100127777A
Authority: KR
Inventors: 이상호; 심용현
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2011-10-18
Also published as: CN102572665A; CN202172491U; WO2012081772A1

Abstract

본 발명은 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰 구조 및 그 실장방법에 관한 것이다. 본 발명의 콘덴서 마이크로폰 구조는 음향홀이 형성된 케이스와 PCB 기판이 결합되어 내부공간에 부품실장을 위한 수용공간을 형성하되, 상기 PCB 기판에 공기소통홀이 형성되어 상기 케이스가 진공흡착에 의해 흡인될 때 상기 공기소통홀을 통해 외부 공기가 흡인되어 상기 수용공간에 실장된 부품을 보호할 수 있도록 된 것이다. 상기 공기소통홀은 상기 PCB 기판의 노출면에 형성된 접속단자 중 어느 하나에 형성될 수 있고, 상기 콘덴서 마이크로폰이 전자제품의 메인기판에 실장된 경우 자동으로 폐쇄되어야 한다. 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰은 PCB 기판에 공기소통홀이 형성되어 칩 마운터의 픽업모들에 의해 흡착될 때 흡인력에 의해 콘덴서 마이크로폰의 내부부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 PCB 기판의 접속단자면에 공기소통홀을 형성할 경우에는 콘덴서 마이크로폰을 휴대폰 등의 메인기판에 진공 흡착 실장한 후 리플로우 과정에서 접속단자가 메인기판과 솔더링되면서 공기소통홀도 자동으로 폐쇄되어 별도의 공기소통홀 폐쇄공정 없이 간단하게 구현할 수 있다.

Description

진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰 구조 및 그 실장방법{CONDENSER MICROPHONE STRUCTURE FOR VACUUM SUCTION MOUNT AND METHOD OF MOUNTING THE MICROPHONE}

본 발명은 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공 흡착 실장에 적합한 콘덴서 마이크로폰 구조 및 그 실장방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표면실장부품(SMD: Surface Mount Device)을 휴대폰과 같은 전자제품의 메인 기판에 실장할 경우에는 전자부품 실장용 캐리어 테이프(TAB:Tape Automated Bonding)에 부착된 SMD 부품을 부품공급 릴로부터 공급받아 칩 마운터의 픽업노즐로 진공흡착하여 메인 기판의 해당 위치에 실장한다. 통상 칩 마운터는 전자부품을 인쇄회로기판의 실장 위치로 흡착하여 이송하는 픽업노즐을 갖는 헤드 어셈블리와, 흡착되어 이송되는 전자부품의 흡착상태 즉, 흡착자세를 인식하는 인식모듈과, 다양한 전자부품들을 안정적으로 헤드 어셈블리로 공급하기 위한 전자 부품공급 장치 등으로 구성된다.

도 1은 릴에 감긴 TAB 테이프(10)에 실장된 콘덴서 마이크로폰(20)을 진공흡착기(칩마운터; 30)의 픽업노즐(31)로 흡인하여 전자제품의 메인기판에 실장하는 개념을 도시한 개략도이다. 도 1을 참조하면, 콘덴서 마이크로폰(20)은 테이프의 홈(10a)에 일정간격으로 삽입되어 있고, 픽업노즐(31)이 흡착하게 되면 콘덴서 마이크로폰(20)이 테이프의 홈(10a)으로부터 분리되어 픽업노즐(31)과 함께 이송되어 메인기판의 실장 위치로 장착된다. 이때 픽업노즐(31)은 내경이 서로 다른 다양한 사이즈가 구비되어 흡착할 부품의 사이즈와 형상에 따라 적당한 픽업노즐이 사용되는데, 케이스(21)에 음향홀(21a)이 형성된 콘덴서 마이크로폰(20)의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 픽업노즐(31)이 콘덴서 마이크로폰(20)의 음향홀(21a)에 걸쳐 흡착하기도 한다.

그런데 이와 같이 노즐의 내경에 음향홀이 포함될 경우에는 진공 흡인력에 의해 콘덴서 마이크로폰의 내부가 진공상태가 되어 부품이 손상되는 경우가 발생되는 문제점이 있다. 즉, 칩 마운터의 진공 흡인력에 의해 콘덴서 마이크로폰의 다이어프램이 찢어지거나 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 진공 흡착 실장에 적합한 콘덴서 마이크로폰 구조 및 그 실장방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음향홀이 형성된 케이스와 PCB 기판이 결합되어 내부공간에 부품실장을 위한 수용공간을 형성하되, 상기 PCB 기판에 공기소통홀이 형성되어 상기 케이스가 진공흡착에 의해 흡인될 때 상기 공기소통홀을 통해 외부 공기가 흡인되어 상기 수용공간에 실장된 부품을 보호할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 공기소통홀은 상기 PCB 기판의 노출면에 형성된 접속단자 중 어느 하나에 형성될 수 있고, 상기 콘덴서 마이크로폰이 전자제품의 메인기판에 실장된 경우 폐쇄되는 것이다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시에 따른 멤스 콘덴서 마이크로폰은, 공기소통홀이 형성된 PCB 기판; 상기 PCB 기판의 일면에 실장되는 멤스 트랜스듀서; 상기 멤스 트랜스듀서와 인접하게 상기 PCB 기판에 실장되어 상기 멤스 트랜스듀서를 구동시키고, 변환된 신호를 입력받아 노출면의 접속단자로 출력하는 ASIC; 및 음향홀이 형성되어 있고 상기 PCB 기판과 결합되어 부품 수용공간을 형성하는 케이스로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, PCB 기판에 공기소통홀이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 공정에 투입하는 단계; 상기 콘덴서 마이크로폰의 음향홀이 형성된 케이스를 진공 흡착하는 단계; 상기 진공 흡착된 콘덴서 마이크로폰을 메인 기판에 실장하는 단계; 및 상기 공기소통홀을 폐쇄하는 단계를 포함하여 상기 콘덴서 마이크로폰이 진공흡착될 때 상기 공기소통홀을 통해 외부 공기가 흡인되어 수용공간에 실장된 부품을 보호하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기소통홀은 상기 PCB 기판의 접속단자에 형성하고, 상기 공기소통홀을 폐쇄하는 단계는 상기 접속단자의 리플로우(솔더링)시에 자동으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰은 PCB 기판에 공기소통홀이 형성되어 칩 마운터의 픽업모들에 의해 흡착될 때 흡인력에 의해 콘덴서 마이크로폰의 내부 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 PCB 기판의 접속단자면에 공기소통홀을 형성할 경우에는 콘덴서 마이크로폰을 휴대폰 등의 메인기판에 진공 흡착 실장한 후 리플로우 과정에서 접속단자가 메인기판과 솔더링되면서 공기소통홀도 자동으로 폐쇄되어 별도의 공기소통홀 폐쇄공정 없이 간단하게 구현할 수 있다.

도 1은 일반적인 콘덴서 마이크로폰의 진공흡착 실장개념을 도시한 개략도,
도 2는 진공흡착시 픽업노즐과 콘덴서 마이크로폰의 접촉면을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰의 일부 절개 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 PCB 기판의 노출면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰을 휴대폰에 실장하는 전체 절차를 도시한 순서도,
도 7은 일반적인 멤스 콘덴서 마이크로폰의 회로도이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰의 일부 절개 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 PCB 기판의 노출면을 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘덴서 마이크로폰의 단면도이다. 본 발명의 일실시예에서는 MEMS 콘덴서 마이크로폰을 예로 들어 설명한다.

본 발명에 따른 MEMS 콘덴서 마이크로폰(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 공기소통홀(28)이 형성된 PCB 기판(26)과, PCB 기판(26)의 일면에 실장되는 멤스(MEMS) 트랜스듀서(22)와, 멤스 트랜스듀서(22)와 인접하게 PCB 기판(26)에 실장되어 멤스 트랜스듀서(22)를 구동시키고 변환된 신호를 입력받아 이면의 접속단자로 출력하는 ASIC(23)과, 음향홀(21a)이 형성되어 있고 PCB 기판(26)과 결합되어 부품 수용공간을 형성하는 케이스(21)로 구성된다. 바람직하게 멤스 트랜스듀서(22)와 ASIC(23)은 골드 와이어(24)로 연결되고, ASIC(23)은 몰딩(25)되어 있으며, 케이스(21)와 PCB 기판(26)은 실링재(27)로 접착되어 있다.

PCB 기판(26)의 노출면에는 도 4에 도시된 바와 같이 휴대폰 등의 메인 기판과 접속하기 위한 접속단자들이 형성되어 있으며, 본 발명의 실시예에서와 같이 MEMS 콘덴서 마이크로폰의 경우 접속단자는 출력단자(29-1)와, 접지단자(29-2,29-3), Vdd 전원단자(29-4)로 이루어진다. 그리고 본 발명에 따라 진공흡착시 다이어프램의 손상을 방지하기 위한 공기소통홀(28)은 실장 후에 폐쇄될 필요가 있으므로 작업공정을 줄이기 위해 접속단자 중 어느 하나 이상에 형성되는 것이 바람직하며, PCB 기판(26)의 다른 곳이나 케이스(21)에 공기소통홀을 형성한 경우에는 실장 후 공기소통홀(28)을 밀폐시키는 작업이 필요하다.

그리고 이와 같이 PCB 기판(26)에 공기소통홀(28)이 형성된 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 픽업노즐(31)에 의한 진공흡착시에 음향홀(21a)이 픽업노즐의 경계면에 걸치더라도 음향홀을 통해 공기가 유입됨(경로 ①)과 아울러 공기소통홀(28)을 통해서도 공기가 유입되어(경로 ②) 멤스 트랜스듀서(22)의 내부에서 노즐측으로 빨려가는 공기의 흡인력이 완화(콘덴서 마이크로폰의 내부 진공상태가 완화)되어 멤스 트랜스듀서 내부의 다이어프램이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰을 휴대폰에 실장하는 전체 절차를 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 콘덴서 마이크로폰(20)은 콘덴서 마이크로폰 제조회사에서 PCB기판(26)에 공기소통홀(28)이 형성되어 있고, 이 PCB 기판을 이용하여 멤스 마이크로폰(20)으로 조립된 후 TAB 패키징되어 휴대폰 제조회사로 납품된다(S1~S3).

휴대폰 제조회사는 납품받은 콘덴서 마이크로폰(20)을 공정에 투입한 후 칩 마운터 등으로 진공흡착하여 휴대폰 제품의 메인기판에 실장한 후 공기소통홀을 폐쇄한다(S4~S6). 이때 공기소통홀(28)이 접속단자 중 어느 하나에 형성된 경우에는 별도의 공기소통홀 폐쇄 공정없이 리풀로우 과정에서 접속단자가 솔더링되면서 공기소통홀도 함께 폐쇄된다. 이외에도 공기소통홀(28)은 실링재나 실리콘, 폴리머, 수지, 테이프 등 다른 소재를 이용하여 막을 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 휴대폰의 메인기판에 실장된 멤스(MEMS) 콘덴서 마이크로폰(20)은 도 7에 도시된 바와 같이 접속단자(29-4)를 통해 Vdd 전원이 인가되면 ASIC의 전압펌프(Voltage Pump)가 멤스 트랜스듀서(22)를 구동하기 위한 구동전압으로 승압시켜 멤스 트랜스듀서(22)의 백플레이트와 다이어프램 사이에 구동전압을 인가한다. 그리고 케이스(21)의 음향홀을 통해 멤스 트랜스듀서(22)로 유입된 음압은 멤스 트랜스듀서(22)의 다이어프램을 진동시켜 백플레이트와 다이어프램 사이의 간격을 변화시키며, 이에 따라 정전용량이 변화되어 증폭기(AMP)에서 전기적인 신호로 증폭된 후 출력단자(29-1)를 통해 휴대폰의 메인기판으로 출력된다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 PCB에 공기소통홀이 형성된 것을 예로들어 설명되었으나 케이스에도 형성될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

10: TAB 캐리어 테이프 20: 콘덴서 마이크로폰
21: 케이스 21a: 음향홀
22: 멤스 트랜스듀서 23: ASIC
24: 골드 와이어 26: PCB
27: 실링재 28: 공기소통홀
30: 칩마운터 31: 픽업노즐

Claims

삭제
음향홀이 형성된 케이스와 PCB 기판이 결합되어 내부공간에 부품실장을 위한 수용공간을 형성하되, PCB 기판에 공기소통홀이 상기 PCB 기판의 노출면에 형성된 접속단자 중 어느 하나에 형성되어 상기 케이스가 진공흡착에 의해 흡인될 때 상기 공기소통홀을 통해 외부 공기가 흡입되어 상기 수용공간에 실장된 부품을 보호할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰 구조.
제2항에 있어서, 상기 공기소통홀은
상기 콘덴서 마이크로폰이 전자제품의 메인기판에 실장된 후 솔더링이나 실링재, 실리콘, 수지, 폴리머, 테이프 중 어느 하나로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰 구조.
기판의 노출면에 형성된 접속단자 중 하나에 공기소통홀이 형성된 PCB 기판;
상기 PCB 기판의 일면에 실장되는 멤스 트랜스듀서;
상기 멤스 트랜스듀서와 인접하게 상기 PCB 기판에 실장되어 상기 멤스 트랜스듀서를 구동시키고, 변환된 신호를 입력받아 접속단자로 출력하는 ASIC; 및
음향홀이 형성되어 있고 상기 PCB 기판과 결합되어 부품 수용공간을 형성하는 케이스로 구성되어
상기 케이스가 진공흡착에 의해 흡인될 때 상기 공기소통홀을 통해 외부 공기가 흡입되어 상기 수용공간에 실장된 부품을 보호할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 진공흡착 실장형 멤스 콘덴서 마이크로폰.
PCB 기판이나 케이스에 공기소통홀이 형성된 콘덴서 마이크로폰을 공정에 투입하는 단계;
상기 콘덴서 마이크로폰의 음향홀이 형성된 케이스를 진공 흡착하는 단계;
상기 진공 흡착된 콘덴서 마이크로폰을 메인 기판에 실장하는 단계; 및
상기 공기소통홀을 폐쇄하는 단계를 포함하여
상기 콘덴서 마이크로폰이 진공흡착될 때 상기 공기소통홀을 통해 외부 공기가 흡입되어 수용공간에 실장된 부품을 보호하는 것을 특징으로 하는 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰의 실장방법.
제5항에 있어서, 상기 공기소통홀은
상기 PCB 기판의 접속단자에 형성하는 것을 특징으로 하는 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰의 실장방법.
제6항에 있어서, 상기 공기소통홀을 폐쇄하는 단계는
상기 접속단자의 솔더링시에 자동으로 이루어지거나 실링재, 실리콘, 수지, 폴리머, 테이프 중 어느 하나로 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 진공흡착 실장형 콘덴서 마이크로폰의 실장방법.