コンデンサマイクロホン
【課題】 従来の３層構成のスペーサブロックを用いて背面電極基板と振動膜のギャップを規制するＥＣＭは、ギャップの精度が悪くて音響特性にバラツキがあるという問題があった。
【解決手段】背面電極を形成した背面電極基板と、対向電極を形成した振動膜とをスペーサ手段を介して積層したコンデンサマイクロホンにおいて、前記スペーサ手段はスペーサシートの両面に接着シートを積層した積層部と、接着シートを除去したスペーサシート部とを有し、前記スペーサシート部が前記背面電極と振動膜との間に介在し、前記積層部が前記背面電極基板と振動膜とに接着されていることを特徴とする。
【解決手段】背面電極を形成した背面電極基板と、対向電極を形成した振動膜とをスペーサ手段を介して積層したコンデンサマイクロホンにおいて、前記スペーサ手段はスペーサシートの両面に接着シートを積層した積層部と、接着シートを除去したスペーサシート部とを有し、前記スペーサシート部が前記背面電極と振動膜との間に介在し、前記積層部が前記背面電極基板と振動膜とに接着されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面電極を形成した背面電極基板と、振動膜を固着した振動膜ユニットと、前記背面電極または振動膜上にエレクトレット層を形成して成るコンデンサマイクロホンに関し、特に背面電極基板上に形成される背面電極またはエレクトレット層と振動膜間のギャップを精度良く形成することができるコンデンサマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ等に広く用いられる小型で高性能なマイコロホンとして、エレクトレットコンデンサマイクロホン（以後ＥＣＭと略記する）が広く用いられており、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
以下、図１６、図１７により特許文献１に開示された従来のＥＣＭの構成を説明する。図１６は従来の完成されたＥＣＭの断面図であり、図１６において、８０はＥＣＭである。また２は回路基板であり、前記回路基板２は絶縁基板により構成され、上面側に接続配線２ａ、下面側に出力電極２ｂが形成されると共に電子部品である集積回路１１が実装されている。３は背面電極基板であり、前記背面電極基板３は絶縁基板３ａの上面側に電極膜による背面電極４が形成され、また前記背面電極４の上面にエレクトレット層５が膜形成されると共に、前記背面電極４とエレクトレット５の外側に前記絶縁基板３ａを貫通する貫通孔３ｂが形成されている。そして前記回路基板２と背面電極基板３との間に基板スペーサ９を設けることにより、前記回路基板２と背面電極基板３との間に空気室１２が形成されている。
【０００４】
６は振動膜ユニットであり、前記振動膜ユニット６は金属材料または絶縁部材の表面に金属膜を形成した振動膜支持枠６ａの下面側に導電性の振動膜７が固着されることにより一体化されている。又１８はスペーサブロックであり、後述する如く背面電極基板３の上面に形成されたエレクトレット層５と振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を精度良く決める機能を有する。
【０００５】
前記ＥＣＭ８０の構成は、前記回路基板２と背面電極基板３の間に基板スペーサ９、また背面電極基板３と振動膜ユニット６の間にスペーサブロック１８を挟んだ状態で積層した後に、接着材等により固着一体化してＥＣＭ８０が完成する。なお前記貫通孔３ｂは前記背面電極基板３における背面電極４の外側に形成することにより、前記背面電極４の面積を減少させることなく背面電極基板３の上面側と空気室１２との通気を確保して良好な音響効果を得るようになっている。
【０００６】
次に前記ＥＣＭ８０の動作を説明する。
上記構成を有するＥＣＭ８０の動作は、表面に導電膜を有する振動膜７と、表面にエレクトレット層５が形成された背面電極４とによりスペーサブロック１８を挟んでコンデンサを形成する。そして振動膜７の上面側より入力される音響入力信号Ｐｓの空気振動により前記振動膜７が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠６ａから各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２の下面に設けられた出力電極２ｂより出力される。そして前記貫通孔３ｂの存在によって振動膜７の振動動作がスムーズに成り、音響特性が確保される。
【０００７】
次に図１７により、従来より一般に使用されているスペーサブロック１８による背面電極基板３の上面に形成された背面電極４及びエレクトレット層５と、振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を決める方法を説明する。図１７は図１６におけるＳＢ部分の拡大断面図であり、スペーサブロック１８の構成を詳しく記載している。すなわちスペーサブロック１８はスペーサシート１８ａの両面に上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃが積層された３層構成となっている。
【０００８】
上記スペーサブロック１８を構成する各要素の１例を示すと、スペーサシート１８ａとしては厚さが７５〜８５μｍのポリイミドのシートを用い、両面に各々厚さが１２．５μｍのアクリル系接着シートよりなる上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃを積層して構成されている。
【０００９】
そして上記構成を有するスペーサブロック１８を、背面電極基板３を構成する絶縁基板３ａと振動膜７の間に介在させた状態で熱プレスを行うと、アクリル系接着シートである上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃが振動膜７と絶縁基板３ａに接着されて一体化される。そしてこの熱プレスによって上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃが収縮するので、熱プレスの押圧力を振動膜７とエレクトレット層５との間に形成されるギャップＧが所定の値（例えば２０〜２５μｍ）になるよう調整する。
【００１０】
すなわちギャップＧの値はＥＣＭとしての容量値を決める重要な値であり、このギャップＧの値を精度良く出すためにスペーサブロック１８を構成する各要素の材質及び厚さを選択し、また熱プレスの条件を選択する必要がある。
【００１１】
また、振動膜７とエレクトレット層５との間に形成されるギャップＧを決めるスペーサとして、スペーサシートと接着シートとの３層構成のスペーサブロックを用いない従来例が特許文献２に開示されている。
すなわち、特許文献２は振動膜と背面電極基板とをスペーサを介して対向配置し、ゲートスプリングによって押圧する構成である。すなわちゲートスプリングの押圧により振動膜とスペーサと背面電極基板とを一体化してギャップを決めている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−３４５０８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２７１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に示す従来のＥＣＭにおける、振動膜と背面電極基板とを接着し、かつ振動膜と背面電極基板との間に形成されるギャップをきめるスペーサブロックの構成は、図１７に示す如くスペーサシート１８ａの両面に同一の厚さを有する上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃを積層して構成したスペーサブロック１８を、振動膜７と背面電極基板３の間に圧着することにより、間接的に振動膜７とエレクトレット層５との間に形成されるギャップＧを決めている。
【００１４】
しかし、このようにスペーサブロック１８の圧縮を見込んで間接的にギャップＧを決める方式では以下の問題がある。まずギャップＧを決めることに関わるエレメントとしてスペーサブロック１８とエレクトレット層５と背面電極４の厚さのデータに従って、ギャップＧが所定の間隔になるスペーサブロック１８の圧縮量を決める。そして実際の製造時には、この圧縮量になるような加圧力を加えてスペーサブロック１８の圧着を行うことで、ギャップＧを形成する。
【００１５】
しかし、上記方式ではギャップＧを決めることに関わるエレメントであるスペーサブロック１８、エレクトレット層５、背面電極４の厚さ等にバラツキがあるため、所定の加圧力を加えてもスペーサブロック１８の寸法や組成のバラツキによって所定の圧縮量が得られなかったり、またスペーサブロック１８の所定の圧縮量が得られたとしても、エレクトレット層５や背面電極４の厚さのバラツキによって、ギャップＧの高さにバラツキが生じる結果となる。
【００１６】
また、特許文献２に示す３つのエレメントをバネによって押圧する方式には以下の問題点がある。すなわち振動膜と背面電極基板とがスペーサを介して位置決めされる構成ではあるが、上記３つのエレメントをバネによって押圧する方式であり、３つのエレメントが固着されていないため、押圧するバネの状態によってギャップが傾いて形成される場合があり、ＥＣＭの容量がバラツク結果となる。また３つのエレメントが固着されていないため、外部衝撃によってギャップが変化するという問題がある。
【００１７】
」
本発明の目的は上記事情に鑑みなされたもので、ＥＣＭのギャップＧを決めるエレメントであるスペーサブロック、エレクトレット層、背面電極の厚さ等にバラツキがあっても、ＥＣＭのギャップＧを正確に管理することを可能とし、コンデンサ特性が安定なＥＣＭを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明におけるＥＣＭの構成は、背面電極を形成した背面電極基板と、対向電極を形成した振動膜とをスペーサ手段を介して積層したコンデンサマイクロホンにおいて、前記スペーサ手段はスペーサシートの両面に接着シートを積層した積層部と、接着シートを除去したスペーサシート部とを有し、前記スペーサシート部が前記背面電極と振動膜との間に介在し、前記積層部が前記背面電極基板と振動膜とに接着されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、スペーサシートの厚みのみによって背面電極と振動膜との間のギャップを決めることができるため、ＥＣＭのギャップＧを正確に管理することを可能で、コンデンサ特性が安定なＥＣＭを量産することができる。
【００２０】
前記背面電極基板の背面電極上にはエレクトレット層が形成され、前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在していることを特徴とする。
【００２１】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、前記エレクトレット層の外周の一部分であることを特徴とする。
【００２２】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、略矩形形状を有するエレクトレット層の４隅の角部であることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、スペーサシート部がエレクトレット層と振動膜との間に介在している領域を少なくすることによって、振動膜の振動する有効面積を大きくすることで検出感度を高めることができ、さらにＥＣＭとしての浮遊容量を減少させることができる。
【００２４】
前記スペーサシートの両面に積層された２枚の接着シートにおいて、前記背面電極基板に接着される下側接着シートの厚みが、前記振動膜に接着される上側接着シートの厚みより大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上記の如く本発明によれば、スペーサシートの厚みのみによって背面電極と振動膜との間のギャップを決めることができるため、ＥＣＭのギャップＧを正確に管理することが可能で、コンデンサ特性が安定なＥＣＭを量産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図１〜図１１により本発明の第１実施形態におけるＥＣＭの構成を説明する。図１は完成されたＥＣＭの断面図、図２は図１に示すＥＣＭの接合部分であるＳＢ部分の拡大断面図、図３は図２に示す接合部分の第１積層構成を示す断面図、図４は図２に示す接合部分の第２積層構成を示す断面図、図５はスペーサブロックを構成する各シートの展開図、図６は図５に示すスペーサブロックの積層状態を示す平面図、図７は図６に示すスペーサブロックのＡ―Ａ断面図、図８はスペーサブロックと背面電極基板の展開図、図９は図８に示すスペーサブロックと背面電極基板の積層状態を示す平面図、図１０は図９のＡ−Ａ断面図、図１１は図１に示すＥＣＭにシールドケースを取り付けた断面図である。
【００２７】
次に図１、図２により本発明の第１実施形態におけるＥＣＭの具体的構成を説明する。図１において１０はＥＣＭであり基本的構成は図１６のＥＣＭ８０と同じである。すなわち前記回路基板２は絶縁基板により構成され、上面側に接続配線２ａ、下面側に出力電極２ｂが形成されると共に電子部品である集積回路１１が実装されている。３は背面電極基板であり、前記背面電極基板３は絶縁基板３ａの上面側に電極膜による背面電極４が形成され、また前記背面電極４の上面にエレクトレット層５が膜形成されると共に、前記背面電極４とエレクトレット５の外側に前記絶縁基板３ａを貫通する貫通孔３ｂが形成されている。そして前記回路基板２と背面電極基板３との間に基板スペーサ９を設けることにより、前記回路基板２と背面電極基板３との間に空気室１２が形成されている。
【００２８】
６は振動膜ユニットであり、前記振動膜ユニット６は金属材料または絶縁部材の表面に金属膜を形成した振動膜支持枠６ａの下面側に導電性の振動膜７が固着されることにより一体化されている。又８はスペーサブロックであり、後述する如く背面電極基板３の上面に形成されたエレクトレット層５と振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を精度良く決める機能を有する。
また、ＥＣＭ１０の動作は図１６で説明したＥＣＭ８０の動作と基本的に同じである。
【００２９】
次に図２により、本発明のスペーサブロック８による背面電極基板３の上面に形成された背面電極４及びエレクトレット層５と、振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を決める方法を説明する。図２は図１におけるＳＢ部分の拡大断面図であり、スペーサブロック８の構成を詳しく記載している。すなわちスペーサブロック８はスペーサシート８ａの両面に上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃが積層された３層構成となっている。
【００３０】
そしてスペーサブロック８はスペーサシート８ａの両面に上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃが積層された３層構成の積層部８ｄと、上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃを除去したスペーサシート部８ｅとを有し、前記スペーサシート部８ｅが前記背面電極４と振動膜７との間に介在し、前記積層部８ｄが前記背面電極基板３と振動膜７とに接着されることにより、背面電極基板３の上面に形成されたエレクトレット層５と振動膜７との間に形成されるギャップＧの間隔をスペーサシート部８ｅの厚みのみによって決めることができるため、ＥＣＭ１０のギャップＧを正確に管理することができる。
【００３１】
次に図３，図４によりスペーサブロック８による積層とギャップＧの形成方法を説明する。図３は第１積層状態を示すもので、スペーサブロック８を構成する３要素の寸法関係は、スペーサシート８ａの長さは上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃより長く、また上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃの長さは本実施形態においては略同じ長さになっている。さらに下側接着シート８ｃの厚さは上側接着シート８ｂの厚さより大きくなっている。
そして第１積層状態においてはスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂが振動膜７に接着され、また下側接着シート８ｃが背面電極基板３に接着されている。
【００３２】
次に図４に示す第２積層状態においては、第１積層状態においてブロック構成された振動膜７側と背面電極基板３側とを積層して加圧することにより、スペーサシート８ａと下側接着シート８ｃが接着されて全体が一体化される。この状態においてスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂ、下側接着シート８ｃとの長さの違いにより、スペーサシート８ａの両面に上側接着シート８ｂ、下側接着シート８ｃを積層した積層部８ｄと、上側接着シート８ｂ、下側接着シート８ｃを除去したスペーサシート部８ｅが形成され、前記スペーサシート部８ｅが前記背面電極４上に設けられたエレクトレット層５と振動膜７との間に介在し、前記積層部８ｄが前記背面電極基板３と振動膜７とに接着されることにより、スペーサシート８ａの厚さのみによってエレクトレット層５と振動膜７との間のギャップＧが精度良く形成される。
【００３３】
次にスペーサブロック８を構成せる各要素の条件と、ギャップＧを形成するための加圧条件の１例を説明する。まず本実施形態におけるスペーサブロック８を構成する各要素としては、スペーサシート８ａとして２０〜２５μｍのポリイミドシート、上側接着シート８ｂとして１２．５μｍのアクリル系接着シート、下側接着シート８ｃとして７５μｍのアクリル系接着シートを用いた。
【００３４】
そして図３に示す第１積層状態の加圧において、上側接着シート８ｂは約１／４程度に圧縮され１２．５μｍから３μｍへと圧縮されるが、この状態ではまだスペーサシート８ａと振動膜７の間にわずかな間隙が空いている。次に図４に示す第２積層状態の加圧において、第１積層状態にてブロック構成された振動膜７側と背面電極基板３側とを積層して加圧することにより、スペーサシート８ａと下側接着シート８ｃが接着されて全体が一体化せれる。この状態において下側接着シート８ｃは約３／５程度に圧縮され７５μｍから６０μｍへと圧縮される。また上側接着シート８ｂもさらに圧縮されてスペーサシート８ａと振動膜７の間にのこった間隙も完全になくなり、スペーサシート８ａのみによって形成されるスペーサシート部８ｅが背面電極４上に設けられたエレクトレット層５と振動膜７との間にギャップＧを形成する。
【００３５】
すなわち上記構成のごとく、スペーサシート８ａの両面に積層された２枚の接着シートの各々の厚さにおいて、背面電極基板３に接着される下側接着シート８ｃの厚みを、振動膜７に接着される上側接着シート８ｂの厚みより大きくすることによって、下側接着シート８ｃが背面電極４とエレクトレット層５との積層厚さを吸収し、また上側接着シート８ｂが完全に圧縮されて、スペーサシート部８ｅが背面電極４上に設けられたエレクトレット層５と振動膜７との間にギャップＧを形成する。このときのギャップＧはスペーサシート部８ｅを構成するスペーサシート８ａの厚さにより２０〜２５μｍに形成される。
【００３６】
次に図５〜図７によりスペーサブロック８の形状について説明する。図５はスペーサブロック８を構成する各要素の平面図であり、外形が長方形で楕円形の窓部８ａｍを有するスペーサシート８ａの上下に、外形が長方形で長方形の窓部８ｂｍを有する上側接着シート８ｂと、外形が長方形で長方形の窓部８ｃｍを有する下側接着シート８ｃにより構成される。なお、本実施形態においてはスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃとの外形形状は同じで、上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃの窓部８ｂｍ、８ｃｍは同じ形状である。
【００３７】
図６は図５に示すスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂと、下側接着シート８ｃとを積層したスペーサブロック８の平面図であり、上側接着シート８ｂの窓部８ｂｍの中にスペーサシート８ａの楕円形の窓部８ａｍが配置されている。ここでは下側接着シート８ｃは下側に隠れて見えていない。図７は図６に示すスペーサブロック８のＡ−Ａ断面図である。
【００３８】
次に図８、図９によりスペーサブロック８と背面電極基板３との積層構成を説明する。図８はスペーサブロック８と背面電極基板３との平面図、図９はスペーサブロック８と背面電極基板３との積層構成を示す平面図である。図８においてスペーサブロック８は上側接着シート８ｂの窓部８ｂｍ（下側接着シート８ｃの窓部８ｃｍも同形状）の中にスペーサシート８ａの楕円形の窓部８ａｍが配置されており、また背面電極基板３に形成されたエレクトレット層５の外形形状は上側接着シート８ｂの窓部８ｂｍの形状と略同形状で、大きさは少し小さい形状となっている。
【００３９】
図９はスペーサブロック８と背面電極基板３との積層構成を示す平面図であり、ハッチングで示すエレクトレット層５の四隅の円弧形状ＳＰがスペーサシート８ａにおけるスペーサシート部８ｅとエレクトレット層５とが積層されている部分である。すなわち本実施形態においては長方形のエレクトレット層５と楕円形状のスペーサシート８ａの窓部８ａｍを組み合わせることによって、スペーサシート部８ｅがエレクトレット層５と振動膜７との間に介在している領域が、略矩形形状（長方形）を有するエレクトレット層５の４隅の角部となっている。
【００４０】
このようにスペーサシート部８ｅがエレクトレット層５と振動膜７との間に介在している領域が、エレクトレット層５の外周の全部ではなく、一部分とすることにより振動膜７の振動可能な有効面積を大きくしてＥＣＭとしての感度向上をはかり、またエレクトレット層５と振動膜７とのスペーサシート８ａを挟んで対向している面積を小さくすることによって、ＥＣＭとしての浮遊容量を少なくする効果も奏する。
【００４１】
図１０は背面電極基板３とスペーサブロック８と振動膜ユニット６を積層した構成を示す断面図であり、図９のＡ−Ａ断面を示す。また図１１は図１に示すＥＣＭ１０にシールドケース１５を取り付けた構成の断面図であり、音響入力信号Ｐｓはシールドケース１５に設けた音響孔１５ａを通して振動膜７に加えられる。すなわちＥＣＭ１０は図１に示す状態で、装置の内部に組み込まれても良いし、また図１１に示すようにシールドケース１５を取り付けて使用しても良い。
【００４２】
図１２は本発明の第２実施形態におけるＥＣＭの断面図であり、図１１に示すＥＣＭ１０と基本的構成が同じなので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
ＥＣＭ２０においてＥＣＭ１０と異なるところは、背面電極基板の構成であり、ＥＣＭ２０においてはＥＣＭ１０における背面電極基板３と基板スペーサ９を１部材にして、コの字形状の背面電極基板２３を使用している。
【００４３】
図１３は本発明の第３実施形態におけるＥＣＭの断面図であり、図１１に示すＥＣＭ１０と基本的構成が同じなので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
ＥＣＭ３０の構成は、回路基板２と背面電極基板３と振動膜ユニット６とスペーサブロック３８、基板スペーサ９の積層構成はＥＣＭ１０と同じであるが、異なるところは前記回路基板２と背面電極基板３と振動膜ユニット６とスペーサブロック３８、基板スペーサ９の大きさがＥＣＭ１０に比べて少し大きく構成されており、その大きくなった部分に貫通した音響孔３０ａを設け、この貫通した音響孔３０ａは前記振動膜７の上面側と外部とを連通させている。さらに振動膜７とシールドケース３５の上面との間に空隙を形成するために、振動膜支持枠６ａ上に空隙スペーサ１３を設け、各エレメントを接着材等により固着一体化してシールドケース３５で被覆することによりＥＣＭ３０が完成する。すなわちＥＣＭ３０の各エレメントの積層構造はＥＣＭ1０と略同じ構成であるが、回路基板２に音響孔3０ａを有することとシールドケース3５に音響孔が設けられていないことがＥＣＭ１０と異なる。
【００４４】
図１４は図１３に示すＥＣＭ３０をメイン回路基板１００に取り付けた状態を示す断面図であり、音響孔１００ａを有するメイン回路基板１００の下面側にＥＣＭ３０をセットし、ＥＣＭ３０の音響孔３０ａをメイン回路基板１００の音響孔１００ａに位置合わせした状態で、メイン回路基板１００の下面側に出力電極２ｂを半田付けして取り付ける。
【００４５】
次にＥＣＭ３０の動作を説明する。
メイン回路基板１００の上面側より、メイン回路基板１００の音響孔１００ａとＥＣＭ３０の貫通した音響孔３０ａを通過して入力された音響入力信号Ｐｓは、空隙スペーサ１３によって形成された振動膜７とシールドケース３５の間の間隙に導かれる。そしてこの音響入力信号Ｐｓの空気振動により前記振動膜７が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠６ａから各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２の下面側に設けられた出力電極２ｂより出力される。そして前記背面電極基板３に形成された貫通孔３ｂの存在によって振動膜７の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される
【００４６】
上記の如くＥＣＭ３０は、回路基板２に音響孔３０ａを設けることによって、メイン回路基板１００側から音響信号を取り込むことが出来るため、携帯電話等の小型、薄型化を可能にすることができる。
【００４７】
図１５は本発明の第４実施形態におけるＥＣＭの断面図であり、図１１に示すＥＣＭ１０と基本的構成が同じなので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
ＥＣＭ４０のＥＣＭ１０と異なるところは、振動膜４７をエレクトレットシートで構成したことである。すなわちエレクトレットシートに電極膜を蒸着して振動膜４７を構成し、背面電極基板３には背面電極４のみを設けている。従ってスペーサブロック４８は背面電極基板３上の背面電極４と振動膜４７の間にギャップＧを形成している。このためにスペーサブロック４８の構成はスペーサブロック８に比べてスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂは同一であるが、下側接着シート８ｃの厚さが背面電極４の上に形成されていたエレクトレット層５の厚さ分だけ薄くなっている。
【００４８】
上記の如く本発明のＥＣＭは従来の3層構成のスペーサブロックを使用しながら、ギャップの管理精度を高めることができるため、コストアップすることなく良好な音響特性を有するＥＣＭを提供することができる。
また上記各実施形態においては、矩形形状の振動膜の事例について示したが、これに限定されるものではなく、従来の円形形状や楕円形状等の振動膜にも適用可能であることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＥＣＭ１０の断面図である。
【図２】図１に示すＥＣＭ１０の接合部分の拡大断面図である。
【図３】図２に示す接合部分の第１積層構成を示す断面図である。
【図４】図２に示す接合部分の第２積層構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるスペーサブロックを構成する各シートの展開図である。
【図６】図５に示すスペーサブロックの積層状態を示す平面図である。
【図７】図６に示すスペーサブロックのＡ―Ａ断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態におけるスペーサブロックと背面電極基板の展開図である。
【図９】図８に示すスペーサブロックと背面電極基板の積層状態を示す平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１に示すＥＣＭ１０にシールドケースを取り付けた断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態におけるＥＣＭの断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態におけるＥＣＭの断面図である。
【図１４】図１３に示すＥＣＭ３０をメイン回路基板１００に取り付けた状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態におけるＥＣＭの断面図である。
【図１６】従来の完成されたＥＣＭの断面図である。
【図１７】図１６に示すＥＣＭ８０の接合部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２ 回路基板
２ａ 接続配線
２ｂ 出力電極
３ 背面電極基板
３ａ 絶縁基板
３ｂ 貫通孔
４ 背面電極
５ エレクトレット層
６ 振動膜ユニット
６ａ 振動膜支持枠
７ 振動膜
８、１８、３８，４８ スペーサブロック
８ａ、１８ａ スペーサシート
８ｂ、１８ｂ 上側接着シート
８ｃ、１８ｃ 下側接着シート
８ｄ 積層部
８ｅ スペーサシート部
９ 基板スペーサ
１０、２０，３０、４０、８０， ＥＣＭ
１１ 集積回路
１２ 空気室
１３ 空隙スペーサ
１５、３５ シールドケース
１５ａ、３０ａ、１００ａ 音響孔
１００ メイン回路基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面電極を形成した背面電極基板と、振動膜を固着した振動膜ユニットと、前記背面電極または振動膜上にエレクトレット層を形成して成るコンデンサマイクロホンに関し、特に背面電極基板上に形成される背面電極またはエレクトレット層と振動膜間のギャップを精度良く形成することができるコンデンサマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ等に広く用いられる小型で高性能なマイコロホンとして、エレクトレットコンデンサマイクロホン（以後ＥＣＭと略記する）が広く用いられており、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
以下、図１６、図１７により特許文献１に開示された従来のＥＣＭの構成を説明する。図１６は従来の完成されたＥＣＭの断面図であり、図１６において、８０はＥＣＭである。また２は回路基板であり、前記回路基板２は絶縁基板により構成され、上面側に接続配線２ａ、下面側に出力電極２ｂが形成されると共に電子部品である集積回路１１が実装されている。３は背面電極基板であり、前記背面電極基板３は絶縁基板３ａの上面側に電極膜による背面電極４が形成され、また前記背面電極４の上面にエレクトレット層５が膜形成されると共に、前記背面電極４とエレクトレット５の外側に前記絶縁基板３ａを貫通する貫通孔３ｂが形成されている。そして前記回路基板２と背面電極基板３との間に基板スペーサ９を設けることにより、前記回路基板２と背面電極基板３との間に空気室１２が形成されている。
【０００４】
６は振動膜ユニットであり、前記振動膜ユニット６は金属材料または絶縁部材の表面に金属膜を形成した振動膜支持枠６ａの下面側に導電性の振動膜７が固着されることにより一体化されている。又１８はスペーサブロックであり、後述する如く背面電極基板３の上面に形成されたエレクトレット層５と振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を精度良く決める機能を有する。
【０００５】
前記ＥＣＭ８０の構成は、前記回路基板２と背面電極基板３の間に基板スペーサ９、また背面電極基板３と振動膜ユニット６の間にスペーサブロック１８を挟んだ状態で積層した後に、接着材等により固着一体化してＥＣＭ８０が完成する。なお前記貫通孔３ｂは前記背面電極基板３における背面電極４の外側に形成することにより、前記背面電極４の面積を減少させることなく背面電極基板３の上面側と空気室１２との通気を確保して良好な音響効果を得るようになっている。
【０００６】
次に前記ＥＣＭ８０の動作を説明する。
上記構成を有するＥＣＭ８０の動作は、表面に導電膜を有する振動膜７と、表面にエレクトレット層５が形成された背面電極４とによりスペーサブロック１８を挟んでコンデンサを形成する。そして振動膜７の上面側より入力される音響入力信号Ｐｓの空気振動により前記振動膜７が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠６ａから各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２の下面に設けられた出力電極２ｂより出力される。そして前記貫通孔３ｂの存在によって振動膜７の振動動作がスムーズに成り、音響特性が確保される。
【０００７】
次に図１７により、従来より一般に使用されているスペーサブロック１８による背面電極基板３の上面に形成された背面電極４及びエレクトレット層５と、振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を決める方法を説明する。図１７は図１６におけるＳＢ部分の拡大断面図であり、スペーサブロック１８の構成を詳しく記載している。すなわちスペーサブロック１８はスペーサシート１８ａの両面に上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃが積層された３層構成となっている。
【０００８】
上記スペーサブロック１８を構成する各要素の１例を示すと、スペーサシート１８ａとしては厚さが７５〜８５μｍのポリイミドのシートを用い、両面に各々厚さが１２．５μｍのアクリル系接着シートよりなる上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃを積層して構成されている。
【０００９】
そして上記構成を有するスペーサブロック１８を、背面電極基板３を構成する絶縁基板３ａと振動膜７の間に介在させた状態で熱プレスを行うと、アクリル系接着シートである上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃが振動膜７と絶縁基板３ａに接着されて一体化される。そしてこの熱プレスによって上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃが収縮するので、熱プレスの押圧力を振動膜７とエレクトレット層５との間に形成されるギャップＧが所定の値（例えば２０〜２５μｍ）になるよう調整する。
【００１０】
すなわちギャップＧの値はＥＣＭとしての容量値を決める重要な値であり、このギャップＧの値を精度良く出すためにスペーサブロック１８を構成する各要素の材質及び厚さを選択し、また熱プレスの条件を選択する必要がある。
【００１１】
また、振動膜７とエレクトレット層５との間に形成されるギャップＧを決めるスペーサとして、スペーサシートと接着シートとの３層構成のスペーサブロックを用いない従来例が特許文献２に開示されている。
すなわち、特許文献２は振動膜と背面電極基板とをスペーサを介して対向配置し、ゲートスプリングによって押圧する構成である。すなわちゲートスプリングの押圧により振動膜とスペーサと背面電極基板とを一体化してギャップを決めている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−３４５０８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２７１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に示す従来のＥＣＭにおける、振動膜と背面電極基板とを接着し、かつ振動膜と背面電極基板との間に形成されるギャップをきめるスペーサブロックの構成は、図１７に示す如くスペーサシート１８ａの両面に同一の厚さを有する上側接着シート１８ｂと下側接着シート１８ｃを積層して構成したスペーサブロック１８を、振動膜７と背面電極基板３の間に圧着することにより、間接的に振動膜７とエレクトレット層５との間に形成されるギャップＧを決めている。
【００１４】
しかし、このようにスペーサブロック１８の圧縮を見込んで間接的にギャップＧを決める方式では以下の問題がある。まずギャップＧを決めることに関わるエレメントとしてスペーサブロック１８とエレクトレット層５と背面電極４の厚さのデータに従って、ギャップＧが所定の間隔になるスペーサブロック１８の圧縮量を決める。そして実際の製造時には、この圧縮量になるような加圧力を加えてスペーサブロック１８の圧着を行うことで、ギャップＧを形成する。
【００１５】
しかし、上記方式ではギャップＧを決めることに関わるエレメントであるスペーサブロック１８、エレクトレット層５、背面電極４の厚さ等にバラツキがあるため、所定の加圧力を加えてもスペーサブロック１８の寸法や組成のバラツキによって所定の圧縮量が得られなかったり、またスペーサブロック１８の所定の圧縮量が得られたとしても、エレクトレット層５や背面電極４の厚さのバラツキによって、ギャップＧの高さにバラツキが生じる結果となる。
【００１６】
また、特許文献２に示す３つのエレメントをバネによって押圧する方式には以下の問題点がある。すなわち振動膜と背面電極基板とがスペーサを介して位置決めされる構成ではあるが、上記３つのエレメントをバネによって押圧する方式であり、３つのエレメントが固着されていないため、押圧するバネの状態によってギャップが傾いて形成される場合があり、ＥＣＭの容量がバラツク結果となる。また３つのエレメントが固着されていないため、外部衝撃によってギャップが変化するという問題がある。
【００１７】
」
本発明の目的は上記事情に鑑みなされたもので、ＥＣＭのギャップＧを決めるエレメントであるスペーサブロック、エレクトレット層、背面電極の厚さ等にバラツキがあっても、ＥＣＭのギャップＧを正確に管理することを可能とし、コンデンサ特性が安定なＥＣＭを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明におけるＥＣＭの構成は、背面電極を形成した背面電極基板と、対向電極を形成した振動膜とをスペーサ手段を介して積層したコンデンサマイクロホンにおいて、前記スペーサ手段はスペーサシートの両面に接着シートを積層した積層部と、接着シートを除去したスペーサシート部とを有し、前記スペーサシート部が前記背面電極と振動膜との間に介在し、前記積層部が前記背面電極基板と振動膜とに接着されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、スペーサシートの厚みのみによって背面電極と振動膜との間のギャップを決めることができるため、ＥＣＭのギャップＧを正確に管理することを可能で、コンデンサ特性が安定なＥＣＭを量産することができる。
【００２０】
前記背面電極基板の背面電極上にはエレクトレット層が形成され、前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在していることを特徴とする。
【００２１】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、前記エレクトレット層の外周の一部分であることを特徴とする。
【００２２】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、略矩形形状を有するエレクトレット層の４隅の角部であることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、スペーサシート部がエレクトレット層と振動膜との間に介在している領域を少なくすることによって、振動膜の振動する有効面積を大きくすることで検出感度を高めることができ、さらにＥＣＭとしての浮遊容量を減少させることができる。
【００２４】
前記スペーサシートの両面に積層された２枚の接着シートにおいて、前記背面電極基板に接着される下側接着シートの厚みが、前記振動膜に接着される上側接着シートの厚みより大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上記の如く本発明によれば、スペーサシートの厚みのみによって背面電極と振動膜との間のギャップを決めることができるため、ＥＣＭのギャップＧを正確に管理することが可能で、コンデンサ特性が安定なＥＣＭを量産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図１〜図１１により本発明の第１実施形態におけるＥＣＭの構成を説明する。図１は完成されたＥＣＭの断面図、図２は図１に示すＥＣＭの接合部分であるＳＢ部分の拡大断面図、図３は図２に示す接合部分の第１積層構成を示す断面図、図４は図２に示す接合部分の第２積層構成を示す断面図、図５はスペーサブロックを構成する各シートの展開図、図６は図５に示すスペーサブロックの積層状態を示す平面図、図７は図６に示すスペーサブロックのＡ―Ａ断面図、図８はスペーサブロックと背面電極基板の展開図、図９は図８に示すスペーサブロックと背面電極基板の積層状態を示す平面図、図１０は図９のＡ−Ａ断面図、図１１は図１に示すＥＣＭにシールドケースを取り付けた断面図である。
【００２７】
次に図１、図２により本発明の第１実施形態におけるＥＣＭの具体的構成を説明する。図１において１０はＥＣＭであり基本的構成は図１６のＥＣＭ８０と同じである。すなわち前記回路基板２は絶縁基板により構成され、上面側に接続配線２ａ、下面側に出力電極２ｂが形成されると共に電子部品である集積回路１１が実装されている。３は背面電極基板であり、前記背面電極基板３は絶縁基板３ａの上面側に電極膜による背面電極４が形成され、また前記背面電極４の上面にエレクトレット層５が膜形成されると共に、前記背面電極４とエレクトレット５の外側に前記絶縁基板３ａを貫通する貫通孔３ｂが形成されている。そして前記回路基板２と背面電極基板３との間に基板スペーサ９を設けることにより、前記回路基板２と背面電極基板３との間に空気室１２が形成されている。
【００２８】
６は振動膜ユニットであり、前記振動膜ユニット６は金属材料または絶縁部材の表面に金属膜を形成した振動膜支持枠６ａの下面側に導電性の振動膜７が固着されることにより一体化されている。又８はスペーサブロックであり、後述する如く背面電極基板３の上面に形成されたエレクトレット層５と振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を精度良く決める機能を有する。
また、ＥＣＭ１０の動作は図１６で説明したＥＣＭ８０の動作と基本的に同じである。
【００２９】
次に図２により、本発明のスペーサブロック８による背面電極基板３の上面に形成された背面電極４及びエレクトレット層５と、振動膜７との間に形成されるギャップの間隔を決める方法を説明する。図２は図１におけるＳＢ部分の拡大断面図であり、スペーサブロック８の構成を詳しく記載している。すなわちスペーサブロック８はスペーサシート８ａの両面に上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃが積層された３層構成となっている。
【００３０】
そしてスペーサブロック８はスペーサシート８ａの両面に上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃが積層された３層構成の積層部８ｄと、上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃを除去したスペーサシート部８ｅとを有し、前記スペーサシート部８ｅが前記背面電極４と振動膜７との間に介在し、前記積層部８ｄが前記背面電極基板３と振動膜７とに接着されることにより、背面電極基板３の上面に形成されたエレクトレット層５と振動膜７との間に形成されるギャップＧの間隔をスペーサシート部８ｅの厚みのみによって決めることができるため、ＥＣＭ１０のギャップＧを正確に管理することができる。
【００３１】
次に図３，図４によりスペーサブロック８による積層とギャップＧの形成方法を説明する。図３は第１積層状態を示すもので、スペーサブロック８を構成する３要素の寸法関係は、スペーサシート８ａの長さは上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃより長く、また上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃの長さは本実施形態においては略同じ長さになっている。さらに下側接着シート８ｃの厚さは上側接着シート８ｂの厚さより大きくなっている。
そして第１積層状態においてはスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂが振動膜７に接着され、また下側接着シート８ｃが背面電極基板３に接着されている。
【００３２】
次に図４に示す第２積層状態においては、第１積層状態においてブロック構成された振動膜７側と背面電極基板３側とを積層して加圧することにより、スペーサシート８ａと下側接着シート８ｃが接着されて全体が一体化される。この状態においてスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂ、下側接着シート８ｃとの長さの違いにより、スペーサシート８ａの両面に上側接着シート８ｂ、下側接着シート８ｃを積層した積層部８ｄと、上側接着シート８ｂ、下側接着シート８ｃを除去したスペーサシート部８ｅが形成され、前記スペーサシート部８ｅが前記背面電極４上に設けられたエレクトレット層５と振動膜７との間に介在し、前記積層部８ｄが前記背面電極基板３と振動膜７とに接着されることにより、スペーサシート８ａの厚さのみによってエレクトレット層５と振動膜７との間のギャップＧが精度良く形成される。
【００３３】
次にスペーサブロック８を構成せる各要素の条件と、ギャップＧを形成するための加圧条件の１例を説明する。まず本実施形態におけるスペーサブロック８を構成する各要素としては、スペーサシート８ａとして２０〜２５μｍのポリイミドシート、上側接着シート８ｂとして１２．５μｍのアクリル系接着シート、下側接着シート８ｃとして７５μｍのアクリル系接着シートを用いた。
【００３４】
そして図３に示す第１積層状態の加圧において、上側接着シート８ｂは約１／４程度に圧縮され１２．５μｍから３μｍへと圧縮されるが、この状態ではまだスペーサシート８ａと振動膜７の間にわずかな間隙が空いている。次に図４に示す第２積層状態の加圧において、第１積層状態にてブロック構成された振動膜７側と背面電極基板３側とを積層して加圧することにより、スペーサシート８ａと下側接着シート８ｃが接着されて全体が一体化せれる。この状態において下側接着シート８ｃは約３／５程度に圧縮され７５μｍから６０μｍへと圧縮される。また上側接着シート８ｂもさらに圧縮されてスペーサシート８ａと振動膜７の間にのこった間隙も完全になくなり、スペーサシート８ａのみによって形成されるスペーサシート部８ｅが背面電極４上に設けられたエレクトレット層５と振動膜７との間にギャップＧを形成する。
【００３５】
すなわち上記構成のごとく、スペーサシート８ａの両面に積層された２枚の接着シートの各々の厚さにおいて、背面電極基板３に接着される下側接着シート８ｃの厚みを、振動膜７に接着される上側接着シート８ｂの厚みより大きくすることによって、下側接着シート８ｃが背面電極４とエレクトレット層５との積層厚さを吸収し、また上側接着シート８ｂが完全に圧縮されて、スペーサシート部８ｅが背面電極４上に設けられたエレクトレット層５と振動膜７との間にギャップＧを形成する。このときのギャップＧはスペーサシート部８ｅを構成するスペーサシート８ａの厚さにより２０〜２５μｍに形成される。
【００３６】
次に図５〜図７によりスペーサブロック８の形状について説明する。図５はスペーサブロック８を構成する各要素の平面図であり、外形が長方形で楕円形の窓部８ａｍを有するスペーサシート８ａの上下に、外形が長方形で長方形の窓部８ｂｍを有する上側接着シート８ｂと、外形が長方形で長方形の窓部８ｃｍを有する下側接着シート８ｃにより構成される。なお、本実施形態においてはスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃとの外形形状は同じで、上側接着シート８ｂと下側接着シート８ｃの窓部８ｂｍ、８ｃｍは同じ形状である。
【００３７】
図６は図５に示すスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂと、下側接着シート８ｃとを積層したスペーサブロック８の平面図であり、上側接着シート８ｂの窓部８ｂｍの中にスペーサシート８ａの楕円形の窓部８ａｍが配置されている。ここでは下側接着シート８ｃは下側に隠れて見えていない。図７は図６に示すスペーサブロック８のＡ−Ａ断面図である。
【００３８】
次に図８、図９によりスペーサブロック８と背面電極基板３との積層構成を説明する。図８はスペーサブロック８と背面電極基板３との平面図、図９はスペーサブロック８と背面電極基板３との積層構成を示す平面図である。図８においてスペーサブロック８は上側接着シート８ｂの窓部８ｂｍ（下側接着シート８ｃの窓部８ｃｍも同形状）の中にスペーサシート８ａの楕円形の窓部８ａｍが配置されており、また背面電極基板３に形成されたエレクトレット層５の外形形状は上側接着シート８ｂの窓部８ｂｍの形状と略同形状で、大きさは少し小さい形状となっている。
【００３９】
図９はスペーサブロック８と背面電極基板３との積層構成を示す平面図であり、ハッチングで示すエレクトレット層５の四隅の円弧形状ＳＰがスペーサシート８ａにおけるスペーサシート部８ｅとエレクトレット層５とが積層されている部分である。すなわち本実施形態においては長方形のエレクトレット層５と楕円形状のスペーサシート８ａの窓部８ａｍを組み合わせることによって、スペーサシート部８ｅがエレクトレット層５と振動膜７との間に介在している領域が、略矩形形状（長方形）を有するエレクトレット層５の４隅の角部となっている。
【００４０】
このようにスペーサシート部８ｅがエレクトレット層５と振動膜７との間に介在している領域が、エレクトレット層５の外周の全部ではなく、一部分とすることにより振動膜７の振動可能な有効面積を大きくしてＥＣＭとしての感度向上をはかり、またエレクトレット層５と振動膜７とのスペーサシート８ａを挟んで対向している面積を小さくすることによって、ＥＣＭとしての浮遊容量を少なくする効果も奏する。
【００４１】
図１０は背面電極基板３とスペーサブロック８と振動膜ユニット６を積層した構成を示す断面図であり、図９のＡ−Ａ断面を示す。また図１１は図１に示すＥＣＭ１０にシールドケース１５を取り付けた構成の断面図であり、音響入力信号Ｐｓはシールドケース１５に設けた音響孔１５ａを通して振動膜７に加えられる。すなわちＥＣＭ１０は図１に示す状態で、装置の内部に組み込まれても良いし、また図１１に示すようにシールドケース１５を取り付けて使用しても良い。
【００４２】
図１２は本発明の第２実施形態におけるＥＣＭの断面図であり、図１１に示すＥＣＭ１０と基本的構成が同じなので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
ＥＣＭ２０においてＥＣＭ１０と異なるところは、背面電極基板の構成であり、ＥＣＭ２０においてはＥＣＭ１０における背面電極基板３と基板スペーサ９を１部材にして、コの字形状の背面電極基板２３を使用している。
【００４３】
図１３は本発明の第３実施形態におけるＥＣＭの断面図であり、図１１に示すＥＣＭ１０と基本的構成が同じなので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
ＥＣＭ３０の構成は、回路基板２と背面電極基板３と振動膜ユニット６とスペーサブロック３８、基板スペーサ９の積層構成はＥＣＭ１０と同じであるが、異なるところは前記回路基板２と背面電極基板３と振動膜ユニット６とスペーサブロック３８、基板スペーサ９の大きさがＥＣＭ１０に比べて少し大きく構成されており、その大きくなった部分に貫通した音響孔３０ａを設け、この貫通した音響孔３０ａは前記振動膜７の上面側と外部とを連通させている。さらに振動膜７とシールドケース３５の上面との間に空隙を形成するために、振動膜支持枠６ａ上に空隙スペーサ１３を設け、各エレメントを接着材等により固着一体化してシールドケース３５で被覆することによりＥＣＭ３０が完成する。すなわちＥＣＭ３０の各エレメントの積層構造はＥＣＭ1０と略同じ構成であるが、回路基板２に音響孔3０ａを有することとシールドケース3５に音響孔が設けられていないことがＥＣＭ１０と異なる。
【００４４】
図１４は図１３に示すＥＣＭ３０をメイン回路基板１００に取り付けた状態を示す断面図であり、音響孔１００ａを有するメイン回路基板１００の下面側にＥＣＭ３０をセットし、ＥＣＭ３０の音響孔３０ａをメイン回路基板１００の音響孔１００ａに位置合わせした状態で、メイン回路基板１００の下面側に出力電極２ｂを半田付けして取り付ける。
【００４５】
次にＥＣＭ３０の動作を説明する。
メイン回路基板１００の上面側より、メイン回路基板１００の音響孔１００ａとＥＣＭ３０の貫通した音響孔３０ａを通過して入力された音響入力信号Ｐｓは、空隙スペーサ１３によって形成された振動膜７とシールドケース３５の間の間隙に導かれる。そしてこの音響入力信号Ｐｓの空気振動により前記振動膜７が変位すると、前記コンデンサがこの変位を電気信号に変換し、この電気信号が導電性の振動膜支持枠６ａから各接続電極（図示は省略）を介して回路基板２に導かれ、集積回路１１で処理された後に回路基板２の下面側に設けられた出力電極２ｂより出力される。そして前記背面電極基板３に形成された貫通孔３ｂの存在によって振動膜７の動作がスムーズに成り、音響特性が確保される
【００４６】
上記の如くＥＣＭ３０は、回路基板２に音響孔３０ａを設けることによって、メイン回路基板１００側から音響信号を取り込むことが出来るため、携帯電話等の小型、薄型化を可能にすることができる。
【００４７】
図１５は本発明の第４実施形態におけるＥＣＭの断面図であり、図１１に示すＥＣＭ１０と基本的構成が同じなので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
ＥＣＭ４０のＥＣＭ１０と異なるところは、振動膜４７をエレクトレットシートで構成したことである。すなわちエレクトレットシートに電極膜を蒸着して振動膜４７を構成し、背面電極基板３には背面電極４のみを設けている。従ってスペーサブロック４８は背面電極基板３上の背面電極４と振動膜４７の間にギャップＧを形成している。このためにスペーサブロック４８の構成はスペーサブロック８に比べてスペーサシート８ａと上側接着シート８ｂは同一であるが、下側接着シート８ｃの厚さが背面電極４の上に形成されていたエレクトレット層５の厚さ分だけ薄くなっている。
【００４８】
上記の如く本発明のＥＣＭは従来の3層構成のスペーサブロックを使用しながら、ギャップの管理精度を高めることができるため、コストアップすることなく良好な音響特性を有するＥＣＭを提供することができる。
また上記各実施形態においては、矩形形状の振動膜の事例について示したが、これに限定されるものではなく、従来の円形形状や楕円形状等の振動膜にも適用可能であることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＥＣＭ１０の断面図である。
【図２】図１に示すＥＣＭ１０の接合部分の拡大断面図である。
【図３】図２に示す接合部分の第１積層構成を示す断面図である。
【図４】図２に示す接合部分の第２積層構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるスペーサブロックを構成する各シートの展開図である。
【図６】図５に示すスペーサブロックの積層状態を示す平面図である。
【図７】図６に示すスペーサブロックのＡ―Ａ断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態におけるスペーサブロックと背面電極基板の展開図である。
【図９】図８に示すスペーサブロックと背面電極基板の積層状態を示す平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１に示すＥＣＭ１０にシールドケースを取り付けた断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態におけるＥＣＭの断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態におけるＥＣＭの断面図である。
【図１４】図１３に示すＥＣＭ３０をメイン回路基板１００に取り付けた状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態におけるＥＣＭの断面図である。
【図１６】従来の完成されたＥＣＭの断面図である。
【図１７】図１６に示すＥＣＭ８０の接合部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２ 回路基板
２ａ 接続配線
２ｂ 出力電極
３ 背面電極基板
３ａ 絶縁基板
３ｂ 貫通孔
４ 背面電極
５ エレクトレット層
６ 振動膜ユニット
６ａ 振動膜支持枠
７ 振動膜
８、１８、３８，４８ スペーサブロック
８ａ、１８ａ スペーサシート
８ｂ、１８ｂ 上側接着シート
８ｃ、１８ｃ 下側接着シート
８ｄ 積層部
８ｅ スペーサシート部
９ 基板スペーサ
１０、２０，３０、４０、８０， ＥＣＭ
１１ 集積回路
１２ 空気室
１３ 空隙スペーサ
１５、３５ シールドケース
１５ａ、３０ａ、１００ａ 音響孔
１００ メイン回路基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面電極を形成した背面電極基板と、対向電極を形成した振動膜とをスペーサ手段を介して積層したコンデンサマイクロホンにおいて、前記スペーサ手段はスペーサシートの両面に接着シートを積層した積層部と、接着シートを除去したスペーサシート部とを有し、前記スペーサシート部が前記背面電極と振動膜との間に介在し、前記積層部が前記背面電極基板と振動膜とに接着されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記背面電極基板の背面電極上にはエレクトレット層が形成され、前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在していることを特徴とする請求項１記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、前記エレクトレット層の外周の一部分である請求項２記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、略矩形形状を有するエレクトレット層の４隅の角部である請求項３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記スペーサシートの両面に積層された２枚の接着シートにおいて、前記背面電極基板に接着される下側接着シートの厚みが、前記振動膜に接着される上側接着シートの厚みより大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項１】
背面電極を形成した背面電極基板と、対向電極を形成した振動膜とをスペーサ手段を介して積層したコンデンサマイクロホンにおいて、前記スペーサ手段はスペーサシートの両面に接着シートを積層した積層部と、接着シートを除去したスペーサシート部とを有し、前記スペーサシート部が前記背面電極と振動膜との間に介在し、前記積層部が前記背面電極基板と振動膜とに接着されていることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記背面電極基板の背面電極上にはエレクトレット層が形成され、前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在していることを特徴とする請求項１記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、前記エレクトレット層の外周の一部分である請求項２記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記スペーサシート部が前記エレクトレット層と振動膜との間に介在している領域が、略矩形形状を有するエレクトレット層の４隅の角部である請求項３記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記スペーサシートの両面に積層された２枚の接着シートにおいて、前記背面電極基板に接着される下側接着シートの厚みが、前記振動膜に接着される上側接着シートの厚みより大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコンデンサマイクロホン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−７４７１６（Ｐ２０１０−７４７１６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４２２８７（Ｐ２００８−２４２２８７）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
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