KR20220005034A - 변환 소자 부재와 이것을 구비하는 변환 소자 모듈 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 개시의 변환 소자 부재는, 통기구 및/또는 통음구로서 기능할 수 있는 개구를 갖는 변환 소자와, 방수막을 구비하고, 변환 소자는, 상기 개구가 형성된 외표면을 갖고, 방수막은, 소자의 외표면에 대하여 상기 개구를 막도록, 또한 외표면에 수직인 방향에서 보아 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 접합부에서 접합되고, 상기 방향에서 보아 접합부에 둘러싸인 부분으로서 정해지는 막의 비접합부는, 상기 방향에서 보아 상기 외표면과 중복되는 영역을 갖고, 해당 영역에 있어서의 막과 상기 외표면의 이격 거리 D1은 0.01 내지 X㎜이다. X는, JIS Z1707의 관통 강도 시험의 규정에 준거한 방수막에 대한 압입 시험에 있어서 막의 반발력이 최대가 되는 측정자의 압입량이다. 본 개시는, 전자 기기의 방수성을 높이고, 수압이 가해진 경우에도 전자 기기의 특성의 저하를 억제할 수 있는 기술을 제공한다.

Description

변환 소자 부재와 이것을 구비하는 변환 소자 모듈 및 전자 기기

본 발명은 통기구 및/또는 통음구로서 기능할 수 있는 개구를 갖는 변환 소자와, 물의 침입을 방지하는 방수막을 구비하는 변환 소자 부재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 변환 소자 부재를 구비하는 변환 소자 모듈 및 전자 기기에 관한 것이다.

전자 기기의 하우징에는, 소리나 기체가 통과할 수 있는 개구인 외부 유통구가 마련되는 경우가 있다. 예를 들어, 스마트 워치를 비롯한 웨어러블 디바이스, 스마트폰, 휴대 전화 및 카메라 등의 전자 기기는 음성 기능을 구비하고 있고, 그 하우징에는, 소리의 통과할 수 있는 외부 유통구가 마련되어 있다. 또한, 당해 전자 기기는, 마이크로폰 및 스피커 등의 음향 변환 소자를 구비한 음성 변환부를 하우징의 내부에 구비한다. 음향 변환 소자는, 전기 신호와 소리를 변환하는 소자이며, 통음구로서 기능하는 개구를 그 외표면에 갖고 있다. 음성 변환부는, 음성 변환부와 외부 사이의 외부 유통구를 통한 소리의 전달이 가능하게 되도록 하우징 내에 수용되어 있다. 또한, 압력 센서 등의 기체 센서를 구비하는 전자 기기는, 기체가 통과할 수 있는 외부 유통구가 마련된 하우징을 구비하고 있고, 당해 전자 기기는, 기체의 특성과 전기 신호를 변환하는 특성 변환 소자를 구비한 특성 변환부를 하우징의 내부에 구비한다. 상기 특성 변환 소자는, 통기구로서 기능하는 개구를 그 외표면에 갖고 있다. 특성 변환부는, 특성 변환부와 외부 사이의 외부 유통구를 통한 기체의 유통이 가능하게 되도록 하우징 내에 수용되어 있다. 한편으로, 전자 회로를 일반적으로 갖는 음성 변환부나 특성 변환부에 대한 물의 침입은 방지해야만 한다. 이 때문에, 종래, 물의 침입을 방지하는 방수막이, 외부 유통구를 막도록 하우징에 설치되어 있다.

특허문헌 1에는, 방수막으로서의 사용이 가능한 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, 「PTFE」라고 기재함) 다공질막이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평10-165787호 공보

전자 기기에 요구되는 방수성에 관한 것으로, 종래, 기기를 용이하게 집어 들 수 있는 얕은 수중으로의 예기치 못한 낙하 등에 대응하는 일시적인 방수성으로 충분했지만, 현재는, 예를 들어, 깊이 몇 m의 수중에서 일정 시간 또는 반복해서 전자 기기가 사용된 후에도 음성 기능을 비롯한 기기의 기능을 통상대로의 특성으로 사용 가능하게 한다고 하는, 높은 레벨의 방수성이 요구되는 경우도 많다. 또한, 음성 기능을 구비하는 전자 기기에 있어서는, 방수성뿐만 아니라, 통음 특성의 확보가 중요하다. 그러나, 방수막에 관한 것으로, 방수성과 통음성은 트레이드오프의 관계에 있고, 통음성을 유지한 채로 방수막의 방수성을 향상시키는 것은 용 이하지 않다. 특허문헌 1에서는, 이들의 점에 대해서 고려되어 있지 않다.

본 발명은 전자 기기의 방수성을 높이고, 수압이 가해진 경우에도 전자 기기의 성능 저하를 억제할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은,

통기구 및/또는 통음구로서 기능할 수 있는 개구를 갖는 변환 소자와, 방수막을 구비하고,

상기 변환 소자는, 상기 개구가 형성된 외표면을 갖고,

상기 방수막은, 상기 변환 소자의 상기 외표면에 대하여, 상기 개구를 막도록, 또한 상기 외표면에 수직인 방향에서 보아 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 접합부에서 접합되어 있고,

상기 외표면에 수직인 방향에서 보았을 때에 상기 접합부에 의해 둘러싸인 부분으로서 정해지는, 상기 방수막의 비접합부는, 당해 방향에서 보아, 상기 외표면과 중복되는 영역을 갖고,

상기 영역에 있어서의 상기 방수막과 상기 외표면 사이의 이격 거리 D1이, 0.01㎜ 이상 X㎜ 이하인 변환 소자 부재를

제공한다.

단, X는, 일본 공업 규격 (JIS)Z1707:1997에 정해진 관통 강도 시험의 규정에 준거하여 상기 방수막에 대한 측정자의 압입 시험을 실시했을 때, 상기 측정자의 압입에 의해 상기 방수막에 발생하는 반발력이 최대가 되는 상기 측정자의 압입량이다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은,

상기 본 발명의 변환 소자 부재와,

상기 변환 소자 부재가 실장된 회로 기판을 구비하는 변환 소자 모듈을

제공한다.

또한 다른 측면에 있어서, 본 발명은,

기체 및/또는 소리가 통과할 수 있는 외부 유통구가 마련된 하우징과,

상기 하우징에 수용된 상기 본 발명의 변환 소자 부재를 구비하고,

상기 변환 소자 부재는, 상기 하우징의 외부로부터 상기 개구로의 상기 외부 유통구를 통한 물의 침입이 상기 방수막에 의해 방해되도록, 상기 하우징 내에 수용되어 있는 전자 기기

를 제공한다.

본 발명에 따르면, 전자 기기의 방수성을 높일 수 있음과 함께, 수압이 가해진 경우에도 전자 기기의 성능 저하를 억제할 수 있다.

도 1a는, 본 발명의 변환 소자 부재의 일례를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 1b는, 도 1a에 나타내는 변환 소자 부재의 단면 B-B를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 압입 시험에 의해 평가 가능한, 방수막에 대한 측정자의 압입량과, 측정자의 압입에 의해 방수막에 발생하는 반발력의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3a는, 본 발명의 변환 소자 부재의 일례에 있어서의 변환 소자의 개구와 방수막의 근방을 도시하는 단면도이다.
도 3b는, 본 발명의 변환 소자 부재의 일례에 있어서의 변환 소자의 개구와 방수막의 근방을 도시하는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 변환 소자 부재를 구비할 수 있는 미소 기계 시스템(이하, 「MEMS」라고 기재함) 마이크로폰의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 변환 소자 부재를 구비할 수 있는 MEMS 마이크로폰의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6a는, 본 발명의 변환 소자 부재를 전자 기기의 하우징에 수용한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6b는, 본 발명의 변환 소자 부재를 전자 기기의 하우징에 수용한 상태의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 종래의 기술적 사상에 기초하여 변환 소자 및 방수막을 전자 기기의 하우징에 수용한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 변환 소자 부재의 일례에 있어서의 변환 소자의 개구와 방수막의 근방을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 변환 소자 부재의 일례에 있어서의 변환 소자의 개구와 방수막의 근방을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 10a는, 본 발명의 변환 소자 모듈의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10b는, 본 발명의 변환 소자 모듈의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 본 발명의 전자 기기의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 12는, 실시예에 있어서 실시한, 방수막에 대한 압입 시험을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은, 실시예에 있어서 실시한, 변환 소자 부재에 대한 통음 특성의 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지는 않는다.

[변환 소자 부재]

본 발명의 변환 소자 부재의 일례를 도 1a 및 도 1b에 도시한다. 도 1b에는, 도 1a에 도시하는 단면 B-B가 도시되어 있다. 도 1a에는, 변환 소자(2)에 있어서의 방수막(3)의 배치면의 측에서 본 변환 소자 부재(1)가 도시되어 있다.

변환 소자 부재(1)는 변환 소자(2)와 방수막(3)을 구비한다. 도 1a 및 도 1b의 변환 소자 부재(1)가 구비하는 변환 소자(2)는 소리와 전기 신호를 변환하는 음향 변환 소자(음향 트랜스듀서)의 1종인 MEMS 마이크로폰(2A)이다. MEMS 마이크로폰(2A)은 소리가 통과할 수 있는 개구(통음구)(22)를 갖는 기판(21)을 구비하고 있다. 기판(21)에 있어서의 개구(22)가 형성된 표면은, 방수막(3)이 배치되어 있지 않은 상태에서 외부로 노출되어 있다. 바꿔 말하면, 변환 소자(2)는 개구(22)가 형성된 외표면(23)을 갖고 있다. 본 명세서에 있어서, 변환 소자(2)의 외표면(23)이란, 방수막(3)이 배치되어 있지 않은 상태에서 외부로 노출되어 있는 표면을 의미한다. 방수막(3)은 변환 소자(2)의 외표면(23)에 대하여 개구(22)를 막도록, 보다 구체적으로는, 외표면(23)에 있어서의 개구(22)를 막도록 접합되어 있다. 또한, 방수막(3)은 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 개구(22)를 둘러싸는 형상을 갖는 당해 막(3)의 접합부(41)에 의해, 외표면(23)에 접합되어 있다. 변환 소자 부재(1)에서는, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때에 접합부(41)에 둘러싸인 부분으로서 정해지는, 방수막(3)에 있어서의 비접합부(31)는 당해 수직인 방향에서 보아, 외표면(23)과 중복되는 영역(32)을 갖고 있다. 바꿔 말하면, 방수막(3)에 있어서의 비접합부(31)의 일부는, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때, 개구(22)와 접합부(41) 사이에 위치하고 있다. 또한, 영역(32)에 있어서의 방수막(3)과 외표면(23)의 이격 거리 D1은, 0.01㎜ 이상 X㎜ 이하이다. 단, X는, JIS Z1707:1997에 정해진 관통 강도 시험의 규정에 준거하여 방수막(3)에 대한 측정자의 압입 시험을 실시했을 때, 측정자의 압입에 의해 방수막(3)에 발생하는 반발력이 최대가 되는 당해 방수막(3)에 대한 측정자의 압입량이다. X는, 탄성 변형의 범위 내에서 방수막(3)이 변형 가능한 최대 변형량에 상당한다.

변환 소자 부재(1)의 방수막(3)에 대하여 변환 소자(2)의 방향으로 수압이 가해지면, 방수막(3)은 비접합부(31)에 있어서 개구(22)의 방향으로 변형된다. 그러나, 변환 소자 부재(1)에서는, 영역(32)에 있어서의 방수막(3)과 외표면(23)의 이격 거리 D1의 상한이 X㎜ 이하로 제한되어 있다. 따라서, 방수막(3)에 가해지는 수압이 큰 경우, 혹은 방수막(3)에 대하여 계속적으로 수압이 가해지는 경우에 있어서도, 변형된 방수막(3)이 외표면(23)과 접촉함으로써, 방수막(3)의 변형이 소성 변형에 이르지 않고 탄성 변형의 범위 내에 제한된다. 변환 소자(2)가 음향 변환 소자인 경우, 방수막(3)에는 소리의 투과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 것이 요구된다. 또한, 이 경우, 방수막(3)에 있어서의 소리가 주로 투과하는 부분은 비접합부(31)이다. 방수막(3)의 비접합부(31)가 수압으로부터의 개방 후도 외표면(23)에 접촉하고 있으면, 방수막(3)의 통음성이 저하됨으로써 변환 소자 부재(1)의 통음 특성이 저하된다. 또한, 수압으로부터의 개방 후도 방수막(3)에 남는 변형(영구 변형)은 방수막(3)의 통음성을 저하시키고, 이에 의해 변환 소자 부재(1)의 통음 특성이 저하된다. 변환 소자 부재(1)에서는, 수압에 의한 방수막(3)의 변형이 탄성 변형의 범위 내에 제한됨으로써, 방수막(3)에 있어서의 영구 변형의 정도를 완화할 수 있고, 또한, 수압의 인가에 의해 방수막(3)의 비접합부(31)가 외표면(23)에 접촉한 경우에 있어서도, 수압으로부터의 개방 후에 당해 접촉이 이어지는 것을 방지할 수 있다.

JIS Z1707:1997에는 식품 포장용 플라스틱 필름에 대한 관통 강도 시험이 규정되어 있고, 당해 규정에 준거하면, 평가 대상인 방수막(3)에 대하여 그 한쪽의 표면으로부터 막대 형상의 바늘(측정자)을 일정 속도로 압입하였을 때에 방수막에 발생하는 반발력과, 방수막(3)에 대한 측정자의 압입량을 평가하는 압입 시험을 실시 가능하다. 상기 압입 시험에서는, 측정자의 압입에 따라서 방수막(3)이 변형되지만, 측정자의 압입량이 작고, 방수막(3)의 변형이 탄성 변형의 범위 내에 그치는 단계에서는, 방수막(3)에 발생하는 반발력은 압입량의 증가에 수반하여 증가한다. 그리고, 측정자의 압입량이 더욱 증가하고, 방수막(3)의 변형이 소성 변형에 이르면, 방수막(3)에 발생하는 반발력은 저하된다(도 2 참조. 도 2에는, 방수막(3)에 대한 측정자의 압입량과, 측정자의 압입에 의해 방수막(3)에 발생하는 반발력의 관계의 일례가 나타내어져 있음). 이 때문에, 상기 반발력이 최대가 되는 측정자의 압입량 X가, 방수막(3)이 탄성 변형의 범위 내에서 변형 가능한 최대 변형량에 상당하게 된다. 단, 사용하는 측정자는, 방수막(3)에 압입하는 한쪽의 단부가 반경 0.35㎜의 반구상인 직경 0.8㎜의 원주상으로 한다. 또한, 방수막(3)에 대한 측정자의 압입 속도는 10㎜/분으로 하고, 평가는 25±5℃의 분위기에서 실시한다. 또한, 방수막(3)에 대한 관통 강도를 구하는 것이 아니므로, 상기 압입 시험에 있어서 방수막(3)을 관통할 때까지 측정자를 계속해서 압입할 필요는 없고, 상기 반발력이 최대가 되는 측정자의 압입량 X가 구해진 단계에 있어서 측정자의 압입을 정지해도 된다. 또한, 상기 압입 시험에 있어서 관통 강도의 값 자체는 평가 대상이 아니기 때문에, 반드시 5개 이상의 시험편에 대하여 시험을 실시할 필요는 없으며, 예를 들어 1개의 시험편에 대하여 시험을 실시함으로써 압입량 X를 구해도 된다. 물론, 복수의 시험편에 대하여 시험을 실시하고, 각 시험편에 대해서 얻어진 상기 반발력이 최대가 되는 압입량의 평균값을 압입량 X로 하는 것도 가능하다.

또한, 변환 소자 부재(1)에서는 이격 거리 D1의 하한이 0.01㎜ 이상으로 정해져 있고, 이에 의해, 수압이 가해져 있지 않은 상태에 있는 방수막(3)의 비접합부(31)의 진동이 외표면(23)과의 접촉에 의해 방해되는 것을 방지할 수 있다. 비접합부(31)의 진동이 방해되는 것의 방지는, 변환 소자 부재(1)로서의 양호한 통음 특성에 기여한다.

근년, 스마트 워치 등의 웨어러블 디바이스에 대표되도록, 음성 기능을 구비하는 전자 기기의 소형화가 진행되고 있고, 전자 기기의 소형화에 대응하기 위해서는, 방수막의 소면적화가 부득이하게 된다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 방수막(3)에 있어서의 소리가 주로 투과하는 부분인 비접합부(통음부)(31)의 면적을 축소시킨 경우에, 변환 소자(2)의 개구(22)와 방수막(3) 사이의 거리가 작을수록, 당해 면적의 축소에 의한 변환 소자 부재(1)의 통음 특성의 저하가 억제되어, 양호한 통음 특성을 확보할 수 있다. 이 관점에서는, 이격 거리 D1은 2㎜ 이하이어도 되고, 1.5㎜ 이하, 1㎜ 이하, 1㎜ 미만, 나아가 0.9㎜ 이하이어도 된다. 또한, 이격 거리 D1은, 상기 X㎜ 및 2㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하이어도 되고, 상기 X㎜ 및 1.5㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하, 상기 X㎜ 및 1㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하, 나아가 상기 X㎜ 및 0.9㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하이어도 된다. 또한, 이격 거리 D1은, 특성의 저하를 보다 확실하게 억제하기 위해, 압입량 X의 0.9배 이하, 0.8배 이하, 0.7배 이하, 나아가 0.6배 이하이어도 된다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서 방수막(3)의 형상은, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아 원이다. 단, 방수막(3)의 형상은, 변환 소자(2)의 개구(22)를 막는 것이 가능하고, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 개구(22)를 둘러싸는 형상을 갖는 접합부(41)에 의해 외표면(23)에 접합 가능하며, 또한 비접합부(31)가 상기 방향에서 보아 외표면(23)과 중복되는 영역(32)을 가질 수 있는 한, 이 예에 한정되지는 않는다. 방수막(3)의 형상은, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 원(대략 원을 포함함), 타원(대략 타원을 포함함), 직사각형 및 정사각형을 포함하는 다각형, 그리고 부정형이어도 된다. 다각형의 각은 둥글게 되어 있어도 된다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서 방수막(3)의 접합부(41)의 형상은, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 당해 막(3)의 주연부에 대응하는 형상이며, 보다 구체적으로는, 링 형상이다. 단, 접합부(41)의 형상은, 개구(22)를 막도록 방수막(3)을 외표면(23)에 접합 가능함과 함께, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 개구(22)를 둘러싸는 형상인 한, 이 예에 한정되지는 않는다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서 방수막(3)은, 점착부(4)에 의해 외표면(23)에 접합되어 있다. 점착부(4)는, 통상 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아 접합부(41)와 동일한 형상을 갖는다. 점착부(4)는, 예를 들어, 점착제 및/또는 접착제에 의해 구성되는 점착층이어도 되고, 양면 점착 테이프이어도 된다. 점착부(4)가 양면 접착 테이프인 경우, 방수막(3)을 보다 확실하게 외표면(23)에 접합할 수 있어, 변환 소자 부재(1)의 방수성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 외표면(23)에 대한 방수막(3)의 접합 방법은 상기 예에 한정되지는 않고, 방수막(3)은, 예를 들어, 열 용착, 초음파 용착 등의 용착을 이용하여 외표면(23)에 접합되어 있어도 된다.

점착부(4)를 구성할 수 있는 양면 점착 테이프에는, 공지의 양면 점착 테이프를 사용할 수 있다. 양면 점착 테이프의 기재는, 예를 들어, 수지의 필름, 부직포 또는 폼이다. 기재에 사용할 수 있는 수지는 한정되지는 않고, 예를 들어, 폴리에스테르(PET 등), 폴리올레핀(폴리에틸렌 등), 폴리이미드이다. 양면 점착 테이프의 점착제층에는, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등의 각종 점착제를 사용할 수 있다. 방수막(3) 및/또는 외표면(23)에 대한 접합력을 향상시킬 수 있기 때문에, 아크릴계 점착제를 점착제층에 사용하는 것이 바람직하다. 양면 점착 테이프는, 열 접착 테이프이어도 된다. 양면 점착 테이프는, 기재를 갖지 않는 무기재의 양면 점착 테이프이어도 된다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서 방수막(3)은 점착부(4)를 개재시켜 외표면(23)에 접합되어 있다. 이 경우, 점착부(4)의 두께에 의해 이격 거리 D1을 제어할 수 있다. 또한, 점착부(4)가 양면 접착 테이프인 경우, 이격 거리 D1의 보다 확실한 제어가 가능하게 된다. 단, 이격 거리 D1을 제어하는 방법은 이 예에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 스페이서(42)를 개재시켜 방수막(3)이 외표면(23)에 접합되어 있어도 된다. 이 경우, 스페이서(42)의 두께에 의해 이격 거리 D1을 제어할 수 있다. 스페이서(42)는 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 접합부(41)와 동일한 형상을 갖고 있어도 된다. 외표면(23)과 스페이서(42)의 접합 및 스페이서(42)와 방수막(3)의 접합에는, 점착부(4) 또는 용착 등을 이용할 수 있다. 도 3a에 도시하는 예에서는, 스페이서(42)와 외표면(23)이 점착부(4)를 개재시켜 접합되어 있다. 또한, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 외표면(23)으로부터 돌출된 볼록부(43)를 갖는 기판(21)으로 하고, 당해 볼록부(43)에 있어서 방수막(3)이 외표면(23)에 접합되어 있어도 된다. 이 경우, 볼록부(43)의 높이에 의해 이격 거리 D1을 제어할 수 있다. 볼록부(43)는 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 접합부(41)와 동일한 형상을 갖고 있어도 된다. 볼록부(43)와 방수막(3)의 접합에는, 점착부(4) 또는 용착 등을 이용할 수 있다. 또한, 상술한 각 방법을 임의로 조합해도 된다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서 영역(32)의 형상은, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아, 접합부(41)와 개구(22)에 의해 둘러싸인 형상이며, 보다 구체적으로는, 접합부(41)와 개구(22) 사이의 간극 형상인 링 형상이다. 단, 영역(32)의 형상은, 이 예에 한정되지는 않는다. 또한, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때의 영역(32)에 있어서의 접합부(41)와 개구(22) 사이의 거리 D2는, 이격 거리 D1에 비해 크다. 거리 D2는, 이격 거리 D1의 1.2배 이상, 1.4배 이상, 1.5배 이상, 1.7배 이상, 1.9배 이상, 나아가 2배 이상이어도 된다. 또한, 거리 D2는, 예를 들어 0.5㎜ 이상이며, 1.0㎜ 이상, 1.5㎜ 이상, 2.0㎜ 이상, 2.5㎜ 이상, 나아가 3.0㎜ 이상이어도 된다. 이들의 경우, 수압에 의해 변형된 방수막(3)에 대한 상기 변형의 제한이 보다 확실하게 된다. 또한, 거리 D2는, 개구(22)의 중심으로부터 외표면(23)에 평행하게 연장되는 가상의 직선을 당해 중심을 축에 외표면(23)을 따라서 회전시켰을 때, 당해 가상의 직선에 있어서의 영역(32)을 통과하는 부분의 평균 길이(외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때의 평균 길이)로서 정할 수 있다. 또한, 평균 길이는, 당해 가상의 직선에 있어서의 영역(32)을 통과하는 부분의 최대 길이 및 최소 길이의 합계의 1/2로 정할 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에서는, 링 형상인 영역(32)의 외경과 내경의 차의 1/2를 거리 D2로 할 수 있다. 또한, 상기 최소 길이가, 이격 거리 D1의 1.2배 이상, 1.4배 이상, 1.5배 이상, 1.7배 이상, 1.9배 이상, 나아가 2배 이상이어도 된다. 또한, 상기 최소 길이가, 0.5㎜ 이상, 1.0㎜ 이상, 1.5㎜ 이상, 2.0㎜ 이상, 2.5㎜ 이상, 나아가 3.0㎜ 이상이어도 된다.

외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때에 접합부(41)에 의해 둘러싸인 부분으로서 정해지는 방수막(3)의 비접합부(31)의 면적은, 예를 들어 19.6㎟ 이하이고, 12.6㎟ 이하, 7.1㎟ 이하, 4.9㎟ 이하, 3.1㎟ 이하, 나아가 1.8㎟ 이하이어도 된다. 또한, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 비접합부(31)의 형상이 원인 경우, 상기 면적은, 원의 직경이 5㎜, 4㎜, 3㎜, 2.5㎜, 2㎜ 및 1.5㎜인 비접합부(31)의 면적에 각각 대응한다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서, 방수막(3)의 비접합부(31)에 있어서의 외표면(23)을 포함하는 평면과의 사이의 최대 거리는 이격 거리 D1과 같다. 이 양태는, 예를 들어 볼록부 및/또는 오목부 등을 마련하는 가공을 행하고 있지 않은 평판상의 방수막(3)을 이완 등의 변형을 부여하는 일 없이 외표면(23)에 접합함으로써 달성할 수 있다. 단, 방수막(3)의 비접합부(31)에 있어서의 외표면(23)을 포함하는 평면과의 사이의 최대 거리는 이격 거리 D1과 같지 않아도 된다. 당해 최대 거리는, 이격 거리 D1과는 독립적으로, 예를 들어 2㎜ 이하이어도 되고, 1.5㎜ 이하, 1㎜ 이하, 1㎜ 미만, 나아가 0.9㎜ 이하이어도 된다. 또한, 당해 최대 거리는, 이격 거리 D1과는 독립적으로, 상기 X㎜ 및 2㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하이어도 되고, 상기 X㎜ 및 1.5㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하, 상기 X㎜ 및 1㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하, 나아가 상기 X㎜ 및 0.9㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하이어도 된다.

방수막(3)은 소리의 투과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 막이다. 공지된 각종 방수막을 방수막(3)에 사용할 수 있다. 방수막(3)은 발유 처리 또는 발액 처리되어 있어도 된다.

방수막(3)은, 예를 들어, 폴리에스테르(PET 등), 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리이미드, PTFE, 폴리우레탄, 실리콘 등의 수지에 의해 구성된다. 단, 방수막(3)을 구성하는 수지는, 상기 예에 한정되지는 않는다. 방수막(3)의 재료로서는, PTFE가 적합하다. PTFE에 의해 구성되는 막(PTFE막)은 질량과 강도의 밸런스가 양호하다. 방수막(3)으로부터는, 엘라스토머막이 제외될 수 있다. 방수막(3)이 엘라스토머막인 경우에는, 80 초과의 고무 경도(상한은, 예를 들어 100)를 갖는 고무상 탄성막이어도 된다. 본 명세서에 있어서, 고무 경도는, JIS K6253:2006에 정해진, 타입 A 듀로미터에 의해 평가되는 경도를 의미한다.

방수막(3)은 다공질막이어도 된다. PTFE막은, PTFE 입자를 포함하는 페이스트 압출물 또는 캐스트막을 연신해서 형성한 다공질막(PTFE 다공질막)이어도 된다. PTFE막은 소성되어 있어도 된다.

변환 소자 부재(1)를 설치한 전자 기기가 보다 높은 수압에 노출되는 것이 상정되는 경우, 방수막(3)은 바람직하게는 미다공막 또는 무공막이다. 미다공막 및 무공막은, 높은 내수압을 가질 수 있음과 함께, 수압에 의한 변형의 정도가 작다. 미다공막은, PTFE에 의해 구성되는 PTFE 미다공막이어도 된다. 무공막은, PTFE에 의해 구성되는 PTFE 무공막이어도 된다.

본 명세서에 있어서 미다공막은, 두께 방향의 통기도가, 일본 공업 규격(이하, 「JIS」라고 기재함) L1096:2010에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준거하여 구한 공기 투과도(걸리 통기도)에 의해 나타내어, 10초/100mL 이상 1만초/100mL 이하의 막을 의미한다. 미다공막에 있어서의 걸리 통기도의 하한은 20초/100mL 이상이어도 되고, 30초/100mL 이상, 40초/100mL 이상, 50초/100mL 이상, 나아가 70초/100mL 이상이어도 된다. 미다공막에 있어서의 걸리 통기도의 상한은, 5000초/100mL 이하, 1000초/100mL 이하, 나아가 300초/100mL 이하이어도 된다. 본 명세서에 있어서 무공막은, 두께 방향의 통기도가, 상기 걸리 통기도에 의해 나타내어 1만초/100mL를 초과하는 막을 의미한다. 다공질막의 두께 방향의 통기도는, 통상 상기 걸리 통기도에 의해 나타내어, 10초/100mL 미만이다.

또한, 방수막(3)의 사이즈가, 걸리형법에 있어서의 시험편의 사이즈(약 50㎜×50㎜)에 충족하지 않는 경우에도, 측정 지그의 사용에 의해, 걸리 통기도의 평가가 가능하다. 측정 지그의 일례는, 관통 구멍(직경 1㎜ 또는 2㎜의 원형의 단면을 가짐)이 중앙에 마련된, 두께 2㎜ 및 직경 47㎜의 폴리카르보네이트제 원판이다. 이 측정 지그를 사용한 걸리 통기도의 측정은, 이하와 같이 실시할 수 있다.

측정 지그의 관통 구멍의 개구를 덮도록, 측정 지그의 한쪽의 면에 평가 대상인 방수막을 고정한다. 고정은, 걸리 통기도의 측정 중, 개구 및 평가 대상인 방수막의 유효 시험부(고정한 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보아 개구와 중복되는 부분)만을 공기가 통과하고, 또한 방수막의 유효 시험부에 있어서의 공기의 통과를 고정 부분이 저해되지 않도록 행한다. 방수막의 고정에는, 개구의 형상과 일치한 형상을 갖는 통기구가 중심부에 펀칭된 양면 점착 테이프를 이용할 수 있다. 양면 점착 테이프는, 통기구의 둘레와 개구의 둘레가 일치하도록 측정 지그와 방수막 사이에 배치하면 된다. 다음에, 방수막을 고정한 측정 지그를, 방수막의 고정면이 측정 시의 공기류의 하류측이 되도록 걸리형 통기성 시험기에 세트하여, 100mL의 공기가 방수막을 통과하는 시간 t1을 측정한다. 다음에, 측정한 시간 t1을, JIS L1096:2010의 통기성 측정 B법(걸리형법)에 정해진 유효 시험 면적 642[㎟]당의 값 t에, 식 t={(t1)×(방수막의 유효 시험부의 면적[㎟])/642[㎟]}에 의해 환산하고, 얻어진 환산값 t를, 방수막의 걸리 통기도로 할 수 있다. 상기 원판을 측정 지그로서 사용하는 경우, 방수막의 유효 시험부의 면적은 관통 구멍의 단면 면적이다. 또한, 상기 시험편의 사이즈를 충족하는 방수막에 대하여 측정 지그를 사용하지 않고 측정한 걸리 통기도와, 당해 방수막을 세편화한 후, 측정 지그를 사용하여 측정한 걸리 통기도가 잘 일치하는, 즉, 측정 지그의 사용이 걸리 통기도의 측정값에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것이 확인되어 있다.

수중에서의 전자 기기의 사용 또는 장착 등에 의해 하우징의 온도가 저하되었을 때, 하우징의 내부에 결로가 발생하는 경우가 있다. 결로의 발생은, 하우징의 내부에 체류하는 수증기의 양을 저감시킴으로써 방지할 수 있다. 방수막(3)이 무공막, 예를 들어 PTFE 무공막인 경우, 방수막(3)을 통한 하우징의 내부로의 수증기의 침입이 저지된다. 이 때문에, 방수막(3)으로서 무공막을 선택함으로써, 하우징의 내부에 체류하는 수증기의 양을 저감할 수 있어, 하우징의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다.

한편, 방수막(3)을 통한 하우징의 내부로의 수증기의 침입이 없어도, 하우징의 내부에 있어서의 수증기의 체류를 피할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리카르보네이트(PC) 등의 흡습성을 갖는 수지에 의해 하우징이 구성되는 경우이다. 흡습성을 갖는 수지에 의해 구성된 하우징에서는, 하우징 자신이 흡수한 외부의 수증기가, 하우징 내의 열원으로부터의 열에 의해 하우징의 내부에 방출되고, 그대로 체류하는 경향이 있다. 이 경우, 하우징의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지하기 위해서는, 하우징의 내부에 체류한 수증기를 외부로 방출 가능한 방수막(3)을 선택하는 것이 바람직하다. 선택 가능한 방수막(3)의 일례는, 미다공막, 예를 들어 PTFE 미다공막이다. 방수막(3)이 미다공막이면, 높은 방수성이 달성되면서도, 체류한 수증기를 방수막(3)의 적당한 통기성에 의해 외부로 배출하는 것이 가능하게 되어, 하우징의 내부에 있어서의 결로의 발생을 방지할 수 있다.

PTFE 미다공막인 방수막(3)의 평균 구멍 직경은, 예를 들어, 0.01 내지 1㎛이다. PTFE 미다공막인 방수막(3)의 기공률은, 예를 들어, 5 내지 50%이다. PTFE막의 평균 구멍 직경은, ASTM(미국 시험 재료 협회) F316-86에 준거하여 측정할 수 있다. PTFE막의 기공률은, 당해 막의 질량, 두께, 면적(주면의 면적) 및 진밀도를 하기의 식에 대입해서 산출할 수 있다. 또한, PTFE의 진밀도는 2.18g/㎤이다.

기공률(%)={1-(질량[g]/(두께[㎝]×면적[㎠]×진밀도[2.18g/㎤]))}×100

방수막(3)의 두께는, 예를 들어 1 내지 50㎛이며, 3 내지 30㎛, 나아가 5 내지 20㎛이어도 된다. 두께가 이들의 범위에 있는 경우, 방수막(3)의 방수성 및 통음 특성 등의 특성을 밸런스 좋게 향상시킬 수 있다.

방수막(3)의 면 밀도는, 예를 들어 1 내지 30g/㎡이며, 1 내지 25g/㎡이어도 된다. 면 밀도는, 방수막(3)의 질량을 면적(주면의 면적)으로 나눠서 산출할 수 있다.

방수막(3)의 방수성은, 내수압(한계 내수압)에 의해 평가할 수 있다. 방수막(3)의 내수압은, 예를 들어 15㎪ 이상이다. 다공질막인 방수막(3)의 내수압은, 30㎪ 이상, 40㎪ 이상, 50㎪ 이상, 나아가 100㎪ 이상이어도 된다. 다공질막인 방수막(3)의 내수압의 상한은, 예를 들어 300㎪ 이하이다. 미다공막인 방수막(3)의 내수압은, 100㎪ 이상, 200㎪ 이상, 300㎪ 이상, 나아가 400㎪ 이상이어도 된다. 미다공막인 방수막(3)의 내수압의 상한은, 예를 들어 2500㎪ 이하이다. 무공막인 방수막(3)의 내수압은, 400㎪ 이상, 700㎪ 이상, 1100㎪ 이상, 나아가 1500㎪ 이상이어도 된다. 무공막인 방수막(3)의 내수압의 상한은 한정되지는 않고, 예를 들어 2500㎪ 이하이다. 방수막(3)의 내수압은, 측정 지그를 사용하고, JIS L1092:2009의 내수도 시험 A법(저수압법) 또는 B법(고수압법)에 준거하여, 이하와 같이 측정할 수 있다.

측정 지그의 일례는, 직경 1㎜의 관통 구멍(원형의 단면을 가짐)이 중앙에 마련된, 직경 47㎜의 금속제 또는 수지제의 원판이다. 금속은, 예를 들어 스테인리스이다. 수지는, 예를 들어 폴리카르보네이트이다. 이 원판은, 내수압을 측정할 때에 가해지는 수압에 의해 변형되지 않는 두께를 갖는다. 이 측정 지그를 사용한 내수압의 측정은, 이하와 같이 실시할 수 있다.

측정 지그의 관통 구멍의 개구를 덮도록, 측정 지그의 한쪽의 면에 평가 대상인 방수막을 고정한다. 고정은, 내수압의 측정 중, 막의 고정 부분으로부터 물이 새지 않도록 행한다. 방수막의 고정에는, 개구의 형상과 일치한 형상을 갖는 통수구가 중심부에 펀칭된 양면 점착 테이프를 이용할 수 있다. 양면 점착 테이프는, 통수구의 둘레와 개구의 둘레가 일치하도록 측정 지그와 방수막 사이에 배치하면 된다. 다음에, 방수막을 고정한 측정 지그를, 방수막의 고정면과는 반대측의 면이 측정 시의 수압 인가면이 되도록 시험 장치에 세트하여, JIS L1092:2009의 내수도 시험 A법(저수압법) 또는 B법(고수압법)에 따라서 내수압을 측정한다. 단, 내수압은, 방수막의 막면의 1군데로부터 물이 나왔을 때의 수압에 기초하여 측정한다. 측정한 내수압을, 방수막의 내수압으로 할 수 있다. 시험 장치에는, JIS L1092:2009에 예시되어 있는 내수도 시험 장치와 마찬가지의 구성을 가짐과 함께, 상기 측정 지그를 세트 가능한 시험편 설치 구조를 갖는 장치를 사용할 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서, 방수막(3)은 단층의 막이다. 방수막(3)은 2 이상의 막의 적층체이어도 된다. 방수막(3)은 2 이상의 PTFE막의 적층체이어도 된다.

방수막(3)은 착색된 막이어도 된다. 방수막(3)은, 예를 들어, 회색 또는 흑색으로 착색되어 있어도 된다. 회색 또는 흑색의 방수막(3)은, 예를 들어, 막을 구성하는 재료에 회색 또는 흑색의 착색제를 혼합하여 형성할 수 있다. 흑색의 착색제는, 예를 들어 카본 블랙이다. 또한, JIS Z8721:1993에 정해진 「무채색의 명도 NV」에 의해 나타내어 1 내지 4의 범위에 있는 색을 「흑색」으로, 5 내지 8의 범위에 있는 색을 「회색」으로, 각각 정할 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서, 변환 소자 부재(1)가 구비하는 변환 소자(2)는 음향 변환 소자이며, 보다 구체적으로는, 마이크로폰이다. 단, 변환 소자 부재(1)가 구비할 수 있는 음향 변환 소자는, 마이크로폰에 한정되지는 않는다. 당해 음향 변환 소자는 스피커이어도 된다. 단, 본 발명자들의 검토에 의하면, 당해 음향 변환 소자가 마이크로폰인 경우에, 스피커인 경우에 비해, 방수막(3)의 영구 변형에 의한 통음 특성의 저하 및 방수막(3)의 비접합부(31)의 면적을 축소시켰을 때의 통음 특성의 저하가 현저하다. 따라서, 당해 음향 변환 소자가, 마이크로폰인 경우에, 본 발명에 의한 효과는 특히 유리해진다. 또한, 음향 변환 소자가 마이크로폰 및 스피커의 양쪽 기능을 갖는 소자인 경우, 당해 소자는 마이크로폰이라고 한다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예의 음향 변환 소자는 MEMS이다. 단, 음향 변환 소자는 이 예에 한정되지는 않고, 일렉트릿 콘덴서 마이크로폰(ECM) 등, MEMS 이외의 각종 소자이어도 된다.

MEMS 마이크로폰(2A)의 일례를 도 4에 도시한다. 도 4의 MEMS 마이크로폰(2A)은 기판(21)과, 기판(21)의 한쪽의 면에 있어서의 주연부에 접합된 캡(24)을 구비한다. 기판(21)은, 예를 들어, 실리콘(Si) 또는 화합물 반도체 등으로 구성되는 반도체 기판이다. 캡(24)은, 예를 들어, 금속, 수지, 또는 이들 복합 재료로 구성된다. 기판(21)의 외표면에는 통음구인 개구(22)가 형성되어 있다. 기판(21)과 캡(24) 사이의 공간(26)에 있어서의 개구(22)의 근방에는, 개구(22)를 통해 전달된 소리를 기계적인 진동으로 변환하는 다이어프램(25)이 배치되어 있다. 다이어프램(25)은, 예를 들어 수지로 구성된다. 다이어프램(25)은 기판(21)의 상기 한쪽의 면으로부터 공간(26)을 향하여 연장되는 한 쌍의 지주(29A, 29B)에 의해 지지되어 있다. 지주(29A, 29B)의 내부에는, 다이어프램(25)의 기계적인 진동을 전기 신호로 변환하는 반도체 회로가 형성되어 있다. 소리의 전달에 의해 다이어프램(25)에 발생한 기계적인 진동은, 지주(29A, 29B)에 전달되어 전기 신호로 변환되고, 변환된 전기 신호는 커넥터(27A), 프리앰프(28), 관통 전극(27B) 및 단자(27C)를 포함하는 전기적인 경로를 거쳐서, MEMS 마이크로폰(2A)의 외부에 출력된다.

도 4에 도시하는 MEMS 마이크로폰(2A)은 개구(22)와 단자(27C)가 당해 소자가 동일한 면(도 4의 예에 있어서는, 기판(21)의 외표면(23))에 형성된, 소위 「하음공형」이라고 칭해지는 소자이다. MEMS 마이크로폰(2A)은 개구(22)와 단자(27C)가 당해 소자의 한쪽의 면과, 당해 면과는 반대측의 다른 쪽의 면의 각각에 배치된, 소위 「상음공형」이라고 칭해지는 소자이어도 된다. 상음공형인 MEMS 마이크로폰(2B)의 일례를 도 5에 도시한다. 도 5의 MEMS 마이크로폰(2B)은 개구(22)가 기판(21)이 아니라, 캡(24)에 형성되어 있는 것 이외는, 도 4의 MEMS 마이크로폰(2A)과 동일한 구성을 갖는다. 도 5의 MEMS 마이크로폰(2B)에서는, 캡(24)의 외부로의 노출면이 상술한 외표면(23)이다.

MEMS 마이크로폰(2A, 2B)은 반도체 가공 기술, 박막 형성 기술 등에 의해 구성되는 공지의 MEMS 기술에 의해 형성할 수 있다.

변환 소자 부재(1)를 구비할 수 있는 음향 변환 소자의 구성은, 상기 예에 한정되지는 않는다. 음향 변환 소자는, 개구(22)가 형성된 외표면(23)을 갖는 한, 임의의 구성을 가질 수 있다. 또한, 음향 변환 소자에는, 공지의 소자를 사용 가능하다.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 예에 있어서, 외표면(23)에 수직인 방향에서 본 개구(22)의 개구 형상은 원이다. 단, 개구(22)의 개구 형상은 이 예에 한정되지는 않고, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아, 원(대략 원을 포함함), 타원(대략 타원을 포함함), 정사각형 및 직사각형을 포함하는 다각형, 그리고 부정형이어도 된다.

외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때의 개구(22)의 면적은, 예를 들어 12.6㎟ 이하이고, 7.1㎟ 이하, 4.9㎟ 이하, 3.1㎟ 이하, 나아가 1.8㎟ 이하이어도 된다. 또한, 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 개구(22)의 형상이 원인 경우, 상기 면적은, 원의 직경이 4㎜, 3㎜, 2.5㎜, 2㎜ 및 1.5㎜인 개구(22)의 면적에 각각 대응한다. 개구(22)의 면적이 작은 경우, 예를 들어, 수압에 의해 방수막(3)이 개구(22)에 압입되는 정도가 억제되기 때문에, 본 발명의 효과가 보다 확실하게 된다.

외표면(23)에 수직인 방향에서 보았을 때의 개구(22)의 면적은, 방수막(3)의 비접합부(31)의 면적에 비해, 통상, 작다.

변환 소자(2)로서 음향 변환 소자를 구비하는 변환 소자 부재(1)는 양호한 통음 특성을 가질 수 있다. 변환 소자 부재(1)에 있어서, 주파수 1㎑의 소리에 대한 방수막(3)에 의한 삽입 손실(이하, 「방수막(3)에 의한 삽입 손실」을, 단순히 「삽입 손실」이라고 기재함)은, 예를 들어 4.0㏈ 이하이고, 3.0㏈ 이하, 2.5㏈ 이하, 2.0㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1.0㏈ 이하이어도 된다. 또한, 주파수 10㎑의 소리에 대한 삽입 손실은, 예를 들어 4.0㏈ 이하이고, 3.0㏈ 이하, 2.5㏈ 이하, 2.0㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1.0㏈ 이하이어도 된다. 이때 방수막(3)은 전형적으로는, 다공질막이다. 삽입 손실은, 변환 소자 부재(1)가 구비하는 음향 변환 소자를 평가용의 마이크로폰 또는 스피커로서 사용하여 평가할 수 있다.

변환 소자(2)로서 음향 변환 소자를 구비하는 변환 소자 부재(1)는 수압이 가해진 후에도 양호한 통음 특성을 가질 수 있다. 변환 소자 부재(1)에 있어서, 수압 60㎪ 또는 80㎪ 및 수압 인가 시간 20분의 수압 유지 시험 후에 있어서의 주파수 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실은, 예를 들어 4.0㏈ 이하이고, 3.0㏈ 이하, 2.5㏈ 이하, 2.0㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1.0㏈ 이하이어도 된다. 또한, 수압 60㎪ 또는 80㎪ 및 수압 인가 시간 20분의 수압 유지 시험 후에 있어서의 주파수 10㎑의 소리에 대한 삽입 손실은, 예를 들어 4.0㏈ 이하이고, 3.0㏈ 이하, 2.5㏈ 이하, 2.0㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1.0㏈ 이하이어도 된다. 이때 방수막(3)은 전형적으로는, 다공질막이다.

수압 유지 시험은, 일정한 수압을 일정한 시간(수압 인가 시간)에 걸쳐서 변환 소자 부재(1)에 가하는 시험이다. 수압 유지 시험은, 방수막(3)의 내수압을 측정하기 위한 상기 측정 지그 및 내수도 시험 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 단독의 방수막(3) 대신에 평가 대상인 변환 소자 부재(1)를 고정한 측정 지그를, 변환 소자 부재(1)를 고정한 면과는 반대측의 면이 수압 인가면이 되도록 시험 장치에 세트하여, 일정한 수압을 일정한 시간에 걸쳐서 변환 소자 부재(1)에 가하면 된다. 단, 측정 지그의 관통 구멍의 단면 형상 및 면적은, 변환 소자 부재(1)의 외표면(23)에 수직인 방향에서 본 방수막(3)의 비접합부(31)의 형상 및 면적과 동일하게 한다. 또한, 측정 지그에 대한 변환 소자 부재(1)의 고정은, 방수막(3)의 비접합부(31)가 측정 지그의 관통 구멍에 노출되도록, 또한 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 측정 지그의 관통 구멍의 전체와 비접합부(31)의 전체가 중복되도록 실시한다. 시험 시의 수압은, 방수막(3)의 측으로부터 변환 소자 부재(1)에 가해진다.

변환 소자(2)로서 음향 변환 소자를 구비하는 변환 소자 부재(1)에 대해서, 수압에 기인하는 통음 특성의 저하의 정도는, 수압 유지 시험의 전후에 있어서의 삽입 손실로부터 구한 통음 특성 저하도(삽입 손실 변화량)에 의해 평가할 수 있다. 삽입 손실 변화량은, 수압 유지 시험 후의 삽입 손실(예를 들어, 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실) L2로부터 수압 유지 시험 전의 삽입 손실(예를 들어, 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실) L1을 뺀 값 L2-L1에 대응한다.

수압 유지 시험(수압 60㎪ 또는 80㎪, 수압 인가 시간 20분)의 전후에 있어서의 삽입 손실의 변화량(1㎑에서의 삽입 손실에 기초하여 산출)은, 예를 들어 2.0㏈ 이하이고, 1.5㏈ 이하, 1.3㏈ 이하, 1.2㏈ 이하, 1.1㏈ 이하, 나아가 1.0㏈ 이하이어도 된다. 또한, 수압 유지 시험(수압 60㎪ 또는 80㎪, 수압 인가 시간 20분)의 전후에 있어서의 삽입 손실의 변화량(10㎑에서의 삽입 손실에 기초하여 산출)은, 예를 들어 5.0㏈ 이하이고, 4.5㏈ 이하, 4.0㏈ 이하, 3.5㏈ 이하, 3.0㏈ 이하, 2.5㏈ 이하, 2.0㏈ 이하, 1.5㏈ 이하, 나아가 1.0㏈ 이하이어도 된다.

변환 소자(2)로서 음향 변환 소자를 구비하는 변환 소자 부재(1)는, 방수막(3)의 비접합부(31)의 면적을 축소시켰을 때에도 양호한 통음 특성을 가질 수 있다. 또한, 삽입 손실은, 통상, 비접합부(31)의 면적이 작을수록 증대한다. 변환 소자 부재(1)는 방수막(3)의 비접합부(31)의 면적이 19.6㎟, 12.6㎟, 7.1㎟, 4.9㎟, 3.1㎟, 또는 1.8㎟일 때, 상술한 범위에 있는 삽입 손실 및/또는 삽입 손실 변화량을 나타낼 수 있다. 또한, 방수막(3)의 비접합부(31)의 면적이 19.6㎟ 이상, 12.6㎟ 이상, 7.1㎟ 이상, 4.9㎟ 이상, 3.1㎟ 이상, 또는 1.8㎟ 이상인 변환 소자 부재(1)는 상술한 범위에 있는 삽입 손실 및/또는 삽입 손실 변화량을 나타낼 수 있다.

변환 소자 부재(1)의 내수압은, 변환 소자 부재(1)로서의 내수압을 높이는 구성을 변환 소자 부재(1)가 갖지 않는 경우, 통상 방수막(3)의 내수압과 동일하다. 또한, 변환 소자 부재(1)의 내수압은, 방수막(3)의 내수압을 측정하는 상술의 방법에 따라서 측정할 수 있다. 단, 단독의 방수막(3) 대신에 평가 대상인 변환 소자 부재(1)를 고정한 측정 지그를, 변환 소자 부재(1)의 고정면과는 반대측의 면이 수압 인가면이 되도록 시험 장치에 세트한다. 또한, 측정 지그에 대한 변환 소자 부재(1)의 고정은, 방수막(3)의 비접합부(31)가 측정 지그의 관통 구멍에 노출되도록 실시한다. 측정 시의 수압은, 방수막(3)의 측으로부터 변환 소자 부재(1)에 가해진다.

변환 소자 부재(1)는, 예를 들어, 전기 신호와 소리의 변환을 행하는 음성 변환부가 수용되고, 음성 변환부와 외부 사이에서 소리를 전달하는 외부 유통구가 마련된 하우징을 구비하는 전자 기기의 하우징에 수용해서 사용할 수 있다. 당해 전자 기기의 하우징에 대한 변환 소자 부재(1)의 수용 상태의 일례를 도 6a 및 도 6b에 도시한다. 도 6a 및 도 6b에 도시하는 예에 있어서 변환 소자 부재(1)는, 변환 소자 부재(1)의 개구(22) 및 하우징(53)의 외부 유통구(54)를 통해 하우징(53)의 외부와 변환 소자(2) 사이에서 소리의 전달이 가능하게 되도록, 또한 하우징(53)의 외부로부터 개구(22)로의 외부 유통구를 통한 물의 침입이 방수막(3)에 의해 방해되도록, 하우징(53)의 내부에 수용되어 있다. 보다 구체적으로는, 변환 소자 부재(1)는 이하에 나타낸 바와 같이 하우징(53)의 내부에 수용되어 있다.

변환 소자 부재(1)는 회로 기판(51)에 고정되어 있다. 회로 기판(51)에는 통음구인 유통구(52)가 마련되어 있고, 점착부(4) 및 방수막(3)이 유통구(52)의 내부에 삽입된 상태에서, 변환 소자 부재(1)는 회로 기판(51)에 고정되어 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시하는 예에서는, 회로 기판(51)에 고정된 상태에서, 개구(22), 방수막(3) 및 회로 기판(51)의 유통구(52)를 통한 소리의 전달이 가능하다. 또한, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 예에서는, 회로 기판(51)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 개구(22) 및 외부 유통구(54)의 형상 및 면적이 동일함과 함께, 개구(22)와 외부 유통구(54)는 중복되어 있다. 개구(22)의 전체와 외부 유통구(54)의 전체가 중복되어 있어도 된다. 회로 기판(51)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 유통구(52)의 면적은 개구(22) 및 외부 유통구(54)의 면적에 비해 크고, 개구(22) 및 외부 유통구(54)와 유통구(52)는 중복되어 있다. 또한, 방수막(3)에 있어서의 변환 소자(2)측과는 반대측의 면에는, 시일(5)이 마련되어 있다. 시일(5)에 의해, 회로 기판(51)과 하우징(53) 사이의 간극으로부터 물 등의 이물이 하우징(53)의 내부에 침입하는 것이 방지된다. 시일(5)은 하우징(53)의 내면에 접하고 있다. 도 6a에 도시하는 예에서는, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 시일(5)은 방수막(3)의 주연부의 형상을 갖고 있다. 또한, 당해 예에서는, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 시일(5)의 형상 및 면적은 접합부(41) 및 점착부(4)와 동일하다. 한편, 도 6b에 도시하는 예에서는, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 시일(5)은 외부 유통구(54)를 둘러싸는 형상을 갖고 있으며, 시일(5)의 내주는 외부 유통구(54)의 둘레와 일치하고 있다. 또한, 당해 예에서는, 방수막(3)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 시일(5)의 면적은 접합부(41) 및 점착부(4)에 비해 크다. 회로 기판(51)에 있어서의 변환 소자 부재(1)의 고정면에는 변환 소자 부재(1)의 단자(27C)와 전기적으로 접속 가능한 단자가 마련되어 있고, 회로 기판(51)에 고정된 상태에 있어서, 변환 소자 부재(1)와 회로 기판(51) 사이에서 양쪽의 단자를 통한 전기 신호의 교환이 가능하다. 회로 기판(51)의 구성은, 변환 소자 부재(1) 사이에서 전기 신호의 교환이 가능한 한, 한정되지는 않는다. 또한, 회로 기판(51)에 대한 변환 소자 부재(1)의 고정(실장)의 방법은, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 방법에 한정되지는 않는다.

변환 소자 부재(1)가 실장된 회로 기판(51)은, 개구(22), 유통구(52) 및 외부 유통구(54)를 통해 변환 소자 부재(1)와 하우징(53)의 외부 사이에서 소리의 전달이 가능하게 되도록, 또한 하우징(53)의 외부로부터 개구(22)에 대한 외부 유통구(54)를 통한 물의 침입이 방수막(3)에 의해 방해되도록, 하우징(53)의 내부에 수용되어 있다.

방수막의 방수성은, 비접합부의 면적이 작을수록, 그 확보가 용이해진다. 이 때문에, 종래는, 통상 도 7에 도시하는 형태가 취해져 있었다. 도 7에 도시하는 형태에서는, 점착부(104)의 형상이, 방수막(103)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 개구(22)를 둘러싸는 형상을 갖고 있으며, 점착부(104)의 내주는 개구(22)의 형상과 일치하고 있다. 또한, 시일(105)의 형상이, 회로 기판(51)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 외부 유통구(54)를 둘러싸는 형상을 갖고 있으며, 시일(105)의 내주는 외부 유통구(54)의 둘레와 일치하고 있다. 도 7에 도시하는 상태에서는, 상기 영역(32)에 상당하는 영역이 방수막(103)에 존재하지 않는다. 도 7에 도시하는 상태에서는, 방수막(103)의 비접합부의 형상을 개구(22) 및 외부 유통구(54)의 형상과 일치시킴으로써, 당해 부분의 면적 축소에 의한 방수막(103) 단체로서의 방수성의 향상이 도모되어 있다. 또한, 도 7에 도시하는 형태에서는, 점착부(104) 및 시일(105)과의 적층체로서 방수막(103)을 취급함과 함께, 당해 적층체로서 기판(21)과 하우징(53) 사이에 방수막(103)을 배치하는 것이 통상이다. 이때, 개구(22) 및 외부 유통구(54)를 덮는 것이 가능한 범위에서 방수막(103)의 면적을 가능한 한 작게 하여, 취급 시에 있어서의 적층체의 강성을 높이고, 이에 의해, 배치 시에 있어서의 방수막(103)의 의도하지 않는 왜곡이나 변형을 억제하여, 방수막(3) 단체로서의 방수성 및 특성의 향상이 도모되어 있다. 또한, 회로 기판(51)의 개구(52)에 대해서도, 방수성의 관점에서, 상기 적층체를 수용할 수 있는 최소한의 면적으로 되어 있다.

시일(5)은 점착부(4)의 설명에 있어서 상술한 구성을 가질 수 있다. 단, 시일(5)은 점착성을 갖고 있어도, 갖고 있지 않아도 된다. 시일(5)은, 예를 들어, 폼 등의 수지 탄성체에 의해 구성되어 있어도 되고, 이 경우, 예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 예에 있어서 점착부(4), 방수막(3) 및 시일(5)의 합계의 두께를 회로 기판(51)의 두께(유통구(52)의 깊이)에 비해 크게 설정함으로써, 두께 방향으로 시일(5)이 압축된 상태에서 변환 소자 부재(1)를 회로 기판(51)에 고정하는 것이 가능하게 되고, 시일(5)의 시일 특성을 높일 수 있다. 또한, 두께 방향으로 시일(5)이 압축된 상태에서의 회로 기판(51)에 대한 변환 소자 부재(1)의 고정은, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 예 이외에 있어서도 실현 가능하다.

전자 기기의 하우징(53)에 대한 음향 변환 소자를 구비하는 변환 소자 부재(1)의 수용 상태는, 개구(22) 및 외부 유통구(54)를 통해 하우징(53)의 외부와 변환 소자(2) 사이에서 소리의 전달이 가능함과 함께, 방수막(3)에 의해 하우징(53) 및 변환 소자(2)의 내부로의 물의 침입이 방지되는 한, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 예에 한정되지는 않는다. 또한, 변환 소자 부재(1)는 상기 소리의 전달 및 물의 침입 방지가 가능한 한, 임의의 부재를 사용하여 하우징(53)의 내부에 수용할 수 있다.

본 발명의 변환 소자 부재는, 방수막(3)에 있어서의 변환 소자(2)측과는 반대측의 면에 시일(5)이 배치된 상태이어도 되고, 당해 상태에서 유통시킬 수도 있다. 시일(5)이 배치된 변환 소자 부재(1)의 일례를 도 8에 도시한다. 도 8에는, 당해 예에 있어서의 방수막(3) 및 개구(22)의 근방이 도시되어 있다. 또한, 시일(5) 및 방수막(3)의 비접합부(31)를 보호하기 위한 세퍼레이터(6)가 또한 배치되어 있어도 되고, 이 상태에서 당해 변환 소자 부재(1)를 유통시킬 수도 있다. 시일(5) 및 세퍼레이터(6)가 배치된 변환 소자 부재(1)의 일례를 도 9에 도시한다. 도 9에는, 당해 예에 있어서의 방수막(3) 및 개구(22)의 근방이 도시되어 있다. 세퍼레이터(6)에는, 종이, 수지, 금속 또는 이들 복합 재료로 구성되는 공지의 세퍼레이터, 예를 들어 점착 테이프에 사용되는 세퍼레이터를 사용할 수 있다. 세퍼레이터(6)는 시일(5)과 접하는 면에 점착성을 갖고 있어도 된다. 변환 소자 부재(1)의 사용 시에는, 세퍼레이터(6)는 박리된다.

변환 소자 부재(1)는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 상술한 이외의 임의인 부재를 구비할 수 있다.

변환 소자 부재(1)는, 변환 소자(2)에 있어서의 개구(22)가 형성된 외표면(23)에 대하여 개구(22)를 막도록, 또한 외표면(23)에 수직인 방향에서 보아 개구(22)를 둘러싸는 형상을 갖는 접합부(41)에 의해, 방수막(3)을 배치 및 접합하여 형성할 수 있다. 단, 방수막(3)의 비접합부(31)가 상기 방향에서 보아 외표면(23)과 중복되는 영역(32)을 갖도록 방수막(3)을 배치 및 접합한다.

[변환 소자 모듈]

변환 소자 부재(1)는, 회로 기판(51)에 실장한 상태에서 회로 기판(51)과 함께, 바꿔 말하면, 변환 소자 부재(1)와, 변환 소자 부재(1)가 실장된 회로 기판(51)을 구비하는 변환 소자 모듈(7)로서, 유통시키는 것 또한 사용하는 것이 가능하다.

변환 소자 모듈(7)이 구비하는 변환 소자 부재(1)는, 본 발명의 변환 소자 부재이며, 예를 들어, 상기 설명한 각 예에 나타내는 변환 소자 부재(1)이다. 단, 변환 소자 모듈(7)이 구비하는 변환 소자 부재(1)는, 본 발명의 변환 소자 부재인 한, 상기 설명한 각 예에 나타내는 것에 한정되지는 않는다.

변환 소자 모듈(7)이 구비하는 회로 기판(51)은 회로 기판(51) 상에 실장된 변환 소자 부재(1) 사이에서 전기 신호의 교환이 가능한 한, 한정되지는 않는다. 회로 기판(51)은, 변환 소자 부재(1)로부터의 및/또는 변환 소자 부재(1)에 대한 전기 신호, 전형적으로는, 변환 소자 부재(1)가 구비하는 변환 소자(2)로부터 출력되는 전기 신호 및/또는 변환 소자(2)에 입력되는 전기 신호를 교환하는 최저한의 전자 회로가 형성된 회로 기판이어도 되고, 당해 전기 신호에 대한 각종 처리를 실행 가능한 각종 전자 회로 및/또는 소자 등을 더 구비하는 회로 기판이어도 된다. 변환 소자 모듈(7)의 일례를 도 10a 및 도 10b에 도시한다. 도 10b는, 도 10a에 도시하는 변환 소자 모듈(7)을 회로 기판(51)에 있어서의 변환 소자 부재(1)가 실장된 면과는 반대측의 면에서 본 평면도이다. 도 10b에 도시하는 바와 같이, 회로 기판(51)에 있어서의 당해 반대측의 면에는, 유통구(52)를 확인할 수 있다. 도 10a의 부호 57은 단자, 부호 58은 저항 소자, 다이오드 소자 등의 소자이다.

회로 기판(51)에 대한 변환 소자 부재(1)의 실장예는, 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 회로 기판(51)은 변환 소자(2)의 개구(22)와의 사이에서 소리를 전달 가능한 유통구(52)를 갖고, 변환 소자 부재(1)는 방수막(3)이 유통구(52)의 내부에 삽입된 상태에서 회로 기판(51)에 고정되어 있어도 된다. 단, 회로 기판(51)에 대한 변환 소자 부재(1)의 실장 양태는, 상기 예에 한정되지는 않는다.

[전자 기기]

도 11에, 변환 소자 부재(1)가 사용된 전자 기기의 일례를 나타낸다. 도 11에 도시하는 전자 기기는, 스마트폰(60)이다. 스마트폰(60)의 하우징(53)의 내부에는, 전기 신호와 소리의 변환을 행하는 음성 변환부가 배치되어 있다. 음성 변환부는, 스피커 및/또는 마이크로폰의 기능을 갖는 음향 변환 소자인 변환 소자(2)를 구비하고 있다. 변환 소자(2)는 마이크로폰이어도 된다. 하우징(53)에는, 외부 유통구인 개구(54A) 및 개구(54B)가 마련되어 있다.

스마트폰(60)에 있어서의 음성 변환부는, 변환 소자(2)를 변환 소자 부재(1) 및/또는 변환 소자 모듈(7)로서 구비하고 있다. 스마트폰(60)에 있어서 변환 소자 부재(1) 및/또는 변환 소자 모듈(7)은 변환 소자(2)의 개구(22)와 하우징(53)의 외부 사이에서 하우징(53)의 외부 유통구(54)를 통한 소리의 전달이 가능하게 되도록, 또한 당해 외부로부터 개구(22)로의 외부 유통구(54)를 통한 물의 침입이 방수막(3)에 의해 방해되도록, 하우징(53)의 내부에 수용되어 있다. 또한, 변환 소자 부재(1) 또는 변환 소자 모듈(7)이 하우징(53)의 내부에 수용된 상태의 예는, 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다.

방수막(3)이 두께 방향으로 통기성을 갖는 경우, 변환 소자(2)는, 예를 들어, 기체의 특성과 전기 신호를 변환하는 특성 변환 소자이어도 된다. 특성 변환 소자는, 기체를 전달(유통)하는 통기구로서 기능할 수 있는 개구(22)를 갖는다. 기체의 특성은, 예를 들어, 압력, 유량, 특정한 기체종(O₂ 등)의 농도이다. 단, 기체의 특성은 상기 예에 한정되지는 않는다. 특성 변환 소자를 변환 소자(2)로서 구비하는 변환 소자 부재(1)는, 예를 들어, 압력 센서, 유량 센서, O₂ 농도 센서 등과 같은 센서 기기인 전자 기기에 대한 사용이 가능하다. 단, 당해 변환 소자 부재(1)의 용도는 상기 예에 한정되지는 않는다.

변환 소자(2)가 특성 변환 소자인 경우, 방수막(3)에는, 기체의 투과를 허용하면서 물의 침입을 방지하는 것이 요구된다. 이 경우, 방수막(3)은 다공질막이어도 된다. 또한, 이 경우, 방수막(3)에 있어서의 기체가 주로 투과하는 부분은 비접합부(31)이다.

특성 변환 소자를 변환 소자(2)로서 구비하는 변환 소자 부재(1)의 방수막(3)에 대하여 소자의 방향으로 수압이 가해지는 경우에 있어서, 방수막(3)에 가해지는 수압이 클 때, 혹은 방수막(3)에 대하여 계속적으로 수압이 가해질 때에 있어서도, 방수막(3)의 변형이 소성 변형에 이르지 않고 탄성 변형의 범위에 제한된다. 또한, 수압으로부터의 개방 후도 방수막(3)에 남는 영구 변형은, 변환 소자 부재(1)의 통기 특성을 저하시키고, 예를 들어, 통기의 변동이 발생하거나, 변환 소자 부재(1)로서 설계된 통기 특성으로부터의 어긋남이 발생하거나 한다. 통기의 변동 및 설계된 통기 특성으로부터의 어긋남은, 예를 들어, 전자 기기가 압력 센서 등의 센서 기기인 경우에, 당해 기기의 성능에 악영향을 미칠 우려가 있다. 당해 변환 소자 부재(1)에서는, 수압에 의한 방수막(3)의 변형이 탄성 변형의 범위 내에 제한됨으로써, 상기 수압의 인가에 기인하는 통기의 변동이나 설계된 통기 특성으로부터의 어긋남 등을 억제할 수 있다.

특성 변환 소자를 변환 소자(2)로서 구비하는 변환 소자 부재(1)는, 예를 들어, 전자 기기의 하우징(53)과 변환 소자(2)의 개구(통기구)(22) 사이에서 하우징(53)의 외부 유통구(54)를 통한 기체의 전달(유통)이 가능하게 되도록, 또한 당해 외부로부터 개구(22)로의 외부 유통구(54)를 통한 물의 침입이 방수막(3)에 의해 방해되도록, 하우징(53) 내에 수용할 수 있다. 또한, 당해 변환 소자 부재(1)를 수용한 전자 기기는, 음성 변환부를 갖고 있지 않아도 된다. 또한, 당해 변환 소자 부재(1)를 수용한 전자 기기는, 음성 변환부를 갖는 스마트폰 등의 전자 기기이어도 되고, 이 경우, 당해 변환 소자 부재(1)는 음성 변환부에 대응하지 않는 외부 유통구(54)를 통한 물의 침입을 방지하도록 하우징(53)의 내부에 수용할 수 있다. 음성 변환부에 대응하지 않는 외부 유통구(54)는, 예를 들어, 전자 기기의 설계상, 소리의 통과를 의도하지 않는 통기구(물리적으로 소리가 통과 가능하더라도 상관없음)이며, 보다 구체적인 예는, 압력 측정구, 유량 측정구, 농도 측정구이다.

본 발명의 변환 소자 부재(1)가 구비할 수 있는 변환 소자(2)는 통기구 및/또는 통음구로서 기능할 수 있는 개구를 갖는 한, 상기 설명한 음향 변환 소자 및 특성 변환 소자에 한정되지는 않는다.

변환 소자 부재(1) 및/또는 변환 소자 모듈(7)을 구비하는 전자 기기는, 예를 들어, 스마트 워치 및 손목 밴드 등의 웨어러블 디바이스; 액션 카메라 및 방범 카메라를 포함하는 각종 카메라; 휴대 전화 및 스마트폰 등의 통신 기기; 가상 현실(VR) 기기; 확장 현실(AR) 기기; 센서 기기 등이다. 단, 전자 기기는 상기 예에 한정되지는 않는다.

실시예

이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지는 않는다.

(방수막의 준비)

방수막으로서, 이하의 5종류의 방수막 A ~ E를 준비하였다.

[방수막 A]

PTFE 미분말(다이킨 고교 가부시키가이샤 제조, 폴리프론 F-104) 100중량부에 대하여 액상 윤활제(n-도데칸, 가부시키가이샤 재팬 에너지제) 20중량부를 균일하게 혼합하고, 실린더에 압축한 후에 램 압출기로 압출하고, 길이 방향으로 연장되는 시트 형상 성형체를 얻었다. 이 시트 형상 성형체를, 액상 윤활제가 포함된 상태에서 금속제 압연롤 사이에 통과시키고, 두께 0.2㎜가 되도록 압연하였다. 그 후, 시트 형상 성형체를 150℃로 가열함으로써 액상 윤활제를 제거하고, 시트 형상 성형체를 건조시켰다. 그 후, 시트 형상 성형체를, 300℃에서 길이 방향으로 2.5배의 배율로 연신하고, 200℃에서 폭 방향으로 20배의 배율로 연신한 후, PTFE의 융점 이상의 온도인 400℃에서 소성하여, 막 두께 15㎛, 평균 구멍 직경 0.32㎛의 PTFE 다공질막인 방수막 A를 얻었다.

[방수막 B]

방수막 A의 제작 시와 마찬가지로 얻은 두께 0.2㎜의 시트 형상 성형체(액상 윤활제의 제거 전)를 25℃에서 폭 방향으로 4.5배의 배율로 신장시켰다. 다음에, 신장 후의 시트 형상 성형체를 150℃로 가열함으로써 액상 윤활제를 제거하고, 건조시켰다. 그 후, 시트 형상 성형체를, 300℃에서 길이 방향으로 2.0배의 배율로 연신하고, 100℃에서 폭 방향으로 20배의 배율로 연신한 후, PTFE의 융점 이상의 온도인 400℃에서 소성하여, 막 두께 6㎛, 평균 구멍 직경 0.48㎛의 PTFE 다공질막인 방수막 B를 얻었다.

[방수막 C]

액상 윤활제를 제거한 시트 형상 성형체에 대한 길이 방향의 연신 온도를 380℃, 연신 배율을 4.5배로 하고, 폭 방향의 연신 온도를 330℃, 연신 배율을 10배로 함과 함께, 폭 방향으로 연신한 후의 소성을 실시하지 않은 것 이외는 방수막 A와 마찬가지로 하여, 막 두께 25㎛, 평균 구멍 직경 0.88㎛의 PTFE 다공질막인 방수막 C를 얻었다.

[방수막 D]

방수막 D로서 실리콘 고무 시트(두께 40㎛, 경도 65, 무공막, 흑색)를 준비하였다.

[방수막 E]

방수막 E로서 폴리우레탄 시트(두께 10㎛, 경도 95, 무공막, 백색)를 준비하였다.

(방수막 A ~ E의 특성 평가)

상기 제작한 방수막 A ~ E에 대해서, 이하의 특성을 평가하였다.

[두께 방향의 통기성(걸리 통기도)]

방수막의 두께 방향의 통기성은, JIS L1096:2010에 정해진 통기성 측정 B법(걸리형법)에 준거한 상술한 방법에 의해, 공기 투과도(걸리 통기도)로서 평가하였다. 평가의 결과, 방수막 A, 방수막 B 및 방수막 C의 걸리 통기도는, 각각 1.0초/100mL, 2.0초/100mL 및 0.2초/100mL이었다. 방수막 D 및 방수막 E의 걸리 통기도는, 1만초/100mL 초과이었다.

[압입 시험에 의한 압입량 X의 평가]

방수막의 압입량 X는, 상술한 압입 시험의 실시에 의해 평가하였다. 보다 구체적으로는, 이하와 같이 하여 압입량 X를 평가했다(도 12 참조). 최초에, 압입 시험의 시험기로서, 막 형상의 시험편 표면에 대하여 일정한 속도로 측정자를 압입하는 것이 가능한 정밀 만능 시험기(시마즈 세이사쿠쇼제, AG-5kNXPlus HS)를 준비하였다. 다음에, 평가 대상의 방수막을 직경 5.8㎜의 원형으로 잘라내어 시험편(81)을 얻었다. 다음에, 시험편(81)의 한쪽의 주면에 대하여 양면 점착 테이프(82)(외경 5.8㎜ 및 내경 2.0㎜의 링 형상, 두께 200㎛, 닛토덴코제 No.57120B)를 접합함과 함께, 시험편(81)의 다른 쪽의 주면에 대하여 양면 점착 테이프(83)(외경 5.8㎜ 및 내경 2.0㎜의 링 형상, 두께 30㎛, 닛토덴코제 No.5603) 및 PET 시트(84)(외경 5.8㎜ 및 내경 2.0㎜의 링 형상, 두께 0.1㎜, 도레이제 루미러)를 이 순서대로 접합하여 적층체(85)를 얻었다. 양면 점착 테이프(82), 양면 점착 테이프(83) 및 PET 시트(84)는 각 부재의 외주가 서로 일치하도록, 또한 각 부재의 외주와 시험편(81)의 둘레가 일치하도록, 양면 점착 테이프(82, 83)의 점착제층을 개재시켜 접합하였다. 다음에, 표면에 수직으로 연장되는 직경 2.0㎜의 관통 구멍이 마련된 폴리카르보네이트판(86)의 당해 표면에 대하여, 양면 점착 테이프(82)의 점착제층을 개재시켜 적층체(85)를 적치하고, 고정하였다. 적층체(85)의 고정은, 시험편(81)의 주면에 수직인 방향에서 보아, 양면 점착 테이프(82)의 내주와 폴리카르보네이트판(86)의 관통 구멍의 둘레가 일치하도록 실시하였다. 다음에, 폴리카르보네이트판(86) 및 적층체(85)를 폴리카르보네이트판(86)을 하방으로서 시험기에 고정하고, 시험편(81)에 대하여 일정한 속도로 바늘(측정자)(87)을 상방으로부터 압입하는 압입 시험을 실시하였다. 폴리카르보네이트판(86) 및 적층체(85)의 시험기에 대한 고정은, 압입 시험에 있어서, 시험편(81)에 대한 양면 점착 테이프(83) 및 PET 시트(84)의 관통 구멍을 통과시킨 연직 하방으로의 바늘(87)의 압입이 가능하게 되도록 실시하였다. 바늘(87)에는, 시험편(81)에 압입하는 한쪽의 단부가 반경 0.35㎜의 반구상인 원주상(직경 0.8㎜)의 것을 사용하고, 시험편(81)에 대한 바늘(87)의 압입 속도는 10㎜/분으로 하였다. 또한, 평가는, 온도 25±5℃ 및 상대 습도 60±10%의 분위기에서 실시하는 동시에, 하나의 방수막에 대해서 다른 장소로부터 잘라낸 5개의 시험편(81)에 대하여 각각 압입 시험을 실시하고, 각 시험편에 대해서 얻어진, 측정자의 압입에 의해 시험편에 발생하는 반발력이 최대가 되는 압입량의 평균값을 압입량 X로 하였다. 또한, 평가 대상인 각 방수막에 있어서의 상기 반발력의 최댓값을, 상기 5개의 시험편에 대해서 얻어진 값의 평균값으로서 얻었다. 평가 결과를, 이하의 표 1에 나타낸다.

(변환 소자 부재로서의 특성 평가)

[이격 거리 D1과 통음 특성(삽입 손실)의 관계]

상기 제작한 방수막 A, B, D, E와, 별도 준비한 MEMS 마이크로폰(Knowles제, SPU0410LR5H)을 사용하여, 이격 거리 D1과 통음 특성(삽입 손실)의 관계를 평가하였다. 구체적인 평가 방법은, 다음과 같다.

최초에, 방수막을 직경 5.8㎜의 원형으로 잘라냈다. 다음에, 잘라낸 방수막의 한쪽의 주면에 대하여 양면 점착 테이프 A(외경 5.8㎜ 및 내경 2.0㎜의 링 형상, 두께 200㎛, 닛토덴코제 No.57120B)를 접합함과 함께, 다른 쪽의 주면에 대하여 양면 점착 테이프 B(외경 5.8㎜ 및 내경 2.0㎜의 링 형상, 두께 30㎛, 닛토덴코제 No.5603) 및 PET 시트(외경 5.8㎜ 및 내경 2.0㎜의 링 형상, 두께 0.1㎜, 도레이제 루미러)의 적층품을 복수조 접합하여, 평가용의 샘플을 얻었다. 양면 점착 테이프 A, 양면 점착 테이프 B 및 PET 시트의 접합은, 각 부재의 외주가 서로 일치하도록, 또한 각 부재의 외주와 방수막의 둘레가 일치하도록, 양면 점착 테이프 A, B의 점착제층을 개재시켜 실시하였다. 또한, 적층품의 접합은, 양면 점착 테이프 B와 방수막이 접하도록 실시하였다. PET 시트 및 양면 점착 테이프 B의 적층품은, 점착부(4) 및 이격 거리 D1을 조정하는 스페이서(42)로서 사용하였다. 3조의 적층품을 사용한 경우, MEMS 마이크로폰과 조합했을 때의 이격 거리 D1은 0.4㎜가 되고, 즉, 이격 거리 D1은 방수막 A, B의 압입량 X 이하가 된다. 8조의 적층품을 사용한 경우, MEMS 마이크로폰과 조합했을 때의 이격 거리 D1은 1.0㎜가 되고, 즉, 이격 거리 D1은 방수막 A, B의 압입량 X를 초과한다. 따라서, 상기 샘플에 의하면, MEMS 마이크로폰과 조합했을 때에 0.4㎜의 이격 거리 D1을 갖는 실시예 1, 2 및 1.0㎜의 이격 거리 D1을 갖는 비교예 1, 2를 준비할 수 있다. 필요에 따라서 PET 시트의 두께를 바꾸면서, 마찬가지로, 실시예 3, 4 및 비교예 3, 4를 준비하였다. 이하의 표 2에, 각 실시예 및 비교예에 있어서의 방수막, 압입량 X 및 이격 거리 D1의 조합을 나타낸다.

다음에, 삽입 손실의 평가에 사용하는 평가 지그(93)를 준비했다(도 13 참조). 평가 지그(93)는 상면에 통음구(직경 2㎜의 원형)(97)가 마련된 수지제의 박스이다. 평가 지그(93) 내에는, 충전재(94)와 스피커(스타 정밀제, SCG-16A)(95)가 수용되어 있다. 스피커(95)는 충전재(94)에 의해 둘러싸인 상태에 있다. 단, 충전재(94)에는, 그 상면으로부터 스피커(95)에 이르는 직경 2㎜의 원주상의 통음로(96)가 마련되어 있고, 스피커(95)로부터 출력된 소리는, 통음로(96) 및 통음구(97)를 통해 평가 지그(93)의 외부에 출력 가능하게 되어 있다. 충전재(94)는 발포 수지로 구성되어 있고, 스피커(95)로부터 출력된 소리가 통음로(96) 및 통음구(97) 이외의 부분으로부터 평가 지그(93)의 외부에 전달하는 것을 방지하는 것을 목적으로서 평가 지그(93)에 수용되어 있다. 다음에, 준비한 평가 지그(93)의 상면에, 직경 2㎜의 원형의 관통 구멍(98)이 중앙에 형성된 폴리카르보네이트제의 스페이서(92)를 고정하였다. 스페이서(92)의 고정은, 스페이서(92)의 표면에 수직인 방향에서 보아 통음구(97)의 중심과 관통 구멍(98)의 중심이 일치하도록 실시하였다. 또한, 스페이서(92)의 고정에는 접착제를 사용하였다.

다음에, 상기 제작한 각 샘플(91)을 양면 점착 테이프 A에 있어서의 방수막과 접합하고 있지 않은 점착제층을 개재시켜, 스페이서(92)에 접합하였다. 스페이서(92)에 대한 샘플(91)의 접합은, 관통 구멍(98)을 변환 소자 부재(91)를 덮는 동시에, 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보았을 때에 관통 구멍(98)의 중심과 방수막의 중심이 일치하도록 실시하였다. 다음에, 샘플(91) 상에 MEMS 마이크로폰(99)을 적치하고, 또한 MEMS 마이크로폰(99) 상에 질량 340g의 추(100)를 적치하였다. 추(100)는 샘플(91)과 MEMS 마이크로폰(99)을 밀착시킴으로써, 양자가 접합된 변환 소자 부재로서의 통음 특성과 동등한 통음 특성을 평가 가능하게 하기 위해 사용하였다. 또한, 샘플(91)과 MEMS 마이크로폰(99)을 접합하지 않고 통음 특성을 평가 가능하게 함으로써, 평가 시에 있어서의 MEMS 마이크로폰(99)의 반복 이용이 가능하게 되었다. MEMS 마이크로폰(99)의 적치는, MEMS 마이크로폰(99)에 있어서의 통음구가 형성된 외표면과 샘플(91)의 PET 시트가 접하도록, 또한 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보았을 때, 방수막의 중심과 당해 통음구의 중심이 일치하도록 실시하였다. 준비한 MEMS 마이크로폰(99)은 하음공형이며, 통음구의 형상은, 상기 외표면에 수직인 방향에서 보아, 직경 1.0㎜의 원이었다. 또한, MEMS 마이크로폰(99)에 있어서의 통음구가 형성된 외표면은, 통음구를 중심으로 하여 적어도 약 7㎜ 사방의 영역에 걸쳐서 평탄하였다. MEMS 마이크로폰(99)을 적치한 상태에서, 상기 외표면에 수직인 방향에서 보아 당해 외표면과 중복되는 링 형상의 영역(외경 2.0㎜ 및 내경 1.0㎜)이 방수막의 비접합부에 형성되어 있었다. 또한, 스피커(95)에 있어서의 소리의 출력면과, MEMS 마이크로폰(99)의 통음구의 거리는, 약 21㎜이었다.

다음에, MEMS 마이크로폰(99)과 스피커(95)를 음향 평가 장치(B&K제, Multi-analyzer System 3560-B-030)에 접속하였다. 다음에, 평가 방식으로서 SSR(Solid State Response) 모드(시험 신호 20㎐ 내지 20㎑, sweep up)를 선택하여, 통음막과 MEMS 마이크로폰의 상기 조합에 대한, 통음막에 의한 삽입 손실의 평가를 실행하였다. 삽입 손실은, 음향 평가 장치로부터 스피커(95)에 입력된 시험 신호와, MEMS 마이크로폰(99)으로 수신된 신호로부터 자동적으로 구할 수 있다. 또한, 삽입 손실을 평가하는 데 있어서, 샘플(91)로부터 방수막을 제거한 경우의 삽입 손실의 값(블랭크값)을 미리 구해 두었다. 상기 조합의 삽입 손실은, 방수막을 구비하는 경우의 측정값으로부터 당해 블랭크값을 뺀 값에 상당한다. 삽입 손실이 작을수록, 통음 특성이 우수하다고 판단할 수 있다.

평가 결과를 이하의 표 3에 나타낸다. 또한, 표 3에 있어서의 「-」는 미측정을 의미한다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 이격 거리 D1이 작을수록 주파수 1㎑의 소리에 대한 삽입 손실의 값이 낮고, 즉, 통음 특성은 양호하였다. 또한, 삽입 손실이 마이너스의 값을 취하는 것은, 전형적으로는 당해 주파수의 소리에 대하여 방수막이 공명함으로써, 스피커 유닛으로부터 발생되는 평가용의 원음에 비해 당해 주파수에 있어서의 음압이 상승한 것을 의미한다. 이 때문에, 이격 거리 D1과 통음 특성의 관계를 평가하는 데 있어서, 삽입 손실이 마이너스의 값을 취한 경우에는, 그 값에 의하지 않고, 「이 이격 거리 D1에 있어서 통음 특성은 양호했다」라고 판단할 수 있다.

[수압 유지 시험의 전후에 있어서의 통음 특성(삽입 손실)의 변화]

다음에, 제작한 각 샘플(91)에 대하여 수압 유지 시험을 실시한 후, MEMS 마이크로폰과의 조합에 있어서의 수압 유지 시험 후의 삽입 손실을, 「이격 거리 D1과 통음 특성(삽입 손실)의 관계」의 설명에 있어서 상술한 방법에 의해 평가하였다. 수압 유지 시험은, 다음과 같이 실시하였다.

수압 유지 시험 전의 통음 특성을 평가한 후, 스페이서(92)와 함께 샘플(91)을 평가 지그(93)로부터 떼어내었다. 다음에, 샘플(91)에 있어서의 스페이서(92)측과는 반대측의 면에, MEMS 마이크로폰(99)의 통음구를 모방한 원형의 관통 구멍(직경 1.0㎜)을 중앙에 갖는 폴리카르보네이트제의 지지판을 배치하고, 스페이서(92) 및 지지판의 외주를 복수의 클립으로 균등하게 끼움으로써, 샘플(91)을 사이에 둔 상태에서 양자를 고정하였다. 지지판은, 방수막의 주면에 수직인 방향에서 보아, 방수막의 중심과 지지판의 관통 구멍의 중심이 일치하도록 배치하였다. 다음에, 스페이서(92), 샘플(91) 및 지지판의 적층체를 상술한 내수도 시험 장치에 세트하여, 일정한 수압을 일정한 시간에 걸쳐서 방수막에 가하는 수압 유지 시험을 실시하였다. 수압은, 스페이서(92)의 측으로부터 인가하였다. 방수막 A에 대하여 인가하는 수압은 60㎪, 수압 인가 시간은 20분으로 하였다. 방수막 B, D, E에 대하여 인가하는 수압은 80㎪, 수압 인가 시간은 20분으로 하였다.

평가 결과를, 수압 유지 시험 후의 삽입 손실 L2로부터 수압 유지 시험 전의 삽입 손실 L1을 뺀 값인 통음 특성 저하도(삽입 손실 변화량)와 함께, 이하의 표 4에 나타낸다. 또한, 표 4에 있어서의 「-」는 미측정을 나타낸다.

표 4에 나타낸 바와 같이, 이격 거리 D1이 방수막의 압입량 X를 초과하는 비교예에 비해, 이격 거리 D1이 방수막의 압입량 X 이하인 실시예에서는, 수압 유지 시험의 전후에 있어서의 통음 특성 저하도가 크게 개선되고, 수압 유지 시험에 의해 삽입 손실이 증대되는 정도가 억제되었다. 또한, 삽입 손실이 증대되는 정도의 억제는, 주파수 10㎑의 고음역의 소리에 대하여 특히 현저하였다. 또한, 비교예 3의 삽입 손실 변화량은 실시예 3에 비해 작지만, 수압 유지 시험 전 단계에 있어서, 비교예 3은, 이미 매우 큰 삽입 손실을 갖는 상태에 있었다(특히 주파수 10㎑).

본 발명의 기술은, 스마트 워치 등의 웨어러블 디바이스; 각종 카메라; 휴대 전화 및 스마트폰 등의 통신 기기; 및 센서 기기 등의, 여러가지의 전자 기기에 적용할 수 있다.

Claims (16)

1. 통기구 및/또는 통음구로서 기능할 수 있는 개구를 갖는 변환 소자와, 방수막을 구비하고,
   상기 변환 소자는, 상기 개구가 형성된 외표면을 갖고,
   상기 방수막은, 상기 변환 소자의 상기 외표면에 대하여, 상기 개구를 막도록, 또한 상기 외표면에 수직인 방향에서 보아 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 접합부에서 접합되어 있고,
   상기 외표면에 수직인 방향에서 보았을 때에 상기 접합부에 의해 둘러싸인 부분으로서 정해지는, 상기 방수막의 비접합부는, 당해 방향에서 보아, 상기 외표면과 중복되는 영역을 갖고,
   상기 영역에 있어서의 상기 방수막과 상기 외표면 사이의 이격 거리 D1이, 0.01㎜ 이상 X㎜ 이하인 변환 소자 부재.
   단, X는, JIS Z1707:1997에 정해진 관통 강도 시험의 규정에 준거하여 상기 방수막에 대한 측정자의 압입 시험을 실시했을 때, 상기 측정자의 압입에 의해 상기 방수막에 발생하는 반발력이 최대가 되는 상기 측정자의 압입량이다.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이격 거리 D1이, 상기 X㎜ 및 2㎜에서 선택되는 어느 작은 쪽의 값 이하인 변환 소자 부재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이격 거리 D1이, 상기 X㎜의 0.6배 이하인 변환 소자 부재.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외표면에 수직인 방향에서 보았을 때의 상기 영역에 있어서의 상기 접합부와 상기 개구 사이의 거리 D2가, 상기 이격 거리 D1에 비교해서 큰 변환 소자 부재.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외표면에 수직인 방향에서 보았을 때의 상기 영역에 있어서의 상기 접합부와 상기 개구 사이의 거리 D2가, 0.5㎜ 이상인 변환 소자 부재.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외표면에 수직인 방향에서 보았을 때의 상기 변환 소자의 상기 개구의 면적이 1.8㎟ 이하인 변환 소자 부재.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방수막이, 폴리테트라플루오로에틸렌막을 포함하는 변환 소자 부재.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 변환 소자가, 미소 전기 기계 시스템(MEMS)인 변환 소자 부재.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 변환 소자가, 음향 변환 소자인 변환 소자 부재.
10. 제9항에 있어서,
    수압 60㎪ 또는 80㎪ 및 수압 인가 시간 20분의 수압 유지 시험 후에 있어서의, 주파수 1㎑의 소리에 대한 상기 방수막에 의한 삽입 손실이 3.0㏈ 이하인 변환 소자 부재.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    수압 60㎪ 또는 80㎪ 및 수압 인가 시간 20분의 수압 유지 시험 후에 있어서의, 주파수 10㎑의 소리에 대한 상기 방수막에 의한 삽입 손실이 3.0㏈ 이하인 변환 소자 부재.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    수압 60㎪ 또는 80㎪ 및 수압 인가 시간 20분의 수압 유지 시험의 전후에 있어서의, 주파수 1㎑의 소리에 대한 상기 방수막에 의한 삽입 손실의 변화량이 2.0㏈ 이하인 변환 소자 부재.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 변환 소자 부재와,
    상기 변환 소자 부재가 실장된 회로 기판을 구비하는 변환 소자 모듈.
14. 제11항에 있어서,
    상기 회로 기판은, 상기 변환 소자의 상기 개구와의 사이에서 소리 및/또는 기체를 전달 가능한 유통구를 갖고,
    상기 변환 소자 부재는, 상기 방수막이 상기 유통구의 내부에 삽입된 상태에서 상기 회로 기판에 고정되어 있는, 변환 소자 모듈.
15. 기체 및/또는 소리가 통과할 수 있는 외부 유통구가 마련된 하우징과,
    상기 하우징에 수용된, 제1항 내지 제12항 중 어느 하나에 기재된 변환 소자 부재를 구비하고,
    상기 변환 소자 부재는, 상기 하우징의 외부로부터 상기 개구로의 상기 외부 유통구를 통한 물의 침입이 상기 방수막에 의해 방해되도록, 상기 하우징 내에 수용되어 있는 전자 기기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 전자 기기는, 전기 신호와 소리를 변환하는 음성 변환부를 구비하고,
    상기 음성 변환부는, 음향 변환 소자를 상기 변환 소자로서 구비하는 상기 변환 소자 부재를 구비하고,
    상기 변환 소자 부재는, 상기 외부와 상기 개구 사이의 상기 외부 유통구를 통한 소리의 전달이 가능하게 되도록 상기 하우징 내에 수용되어 있는 전자 기기.
    

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