電容式傳聲器的製作方法
2023-10-17 23:25:34 2
專利名稱：電容式傳聲器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於行動電話、攝像機、個人計算機等中的電容式傳聲器。
背景技術：
當前，作為這種傳聲器，有容易小型化的例如在專利文獻1中記載的電容式傳聲器。該電容式傳聲器通過按順序層疊電路基板、背面電極基板、墊片、振動膜、振動膜支撐框而形成。此外，雖然在專利文獻1中未圖示，但在電容式傳聲器上，用蓋體覆蓋整個傳聲器。此外，通過使該蓋體為金屬製成，來保持電磁屏蔽性。
此外，近年來，也提出了利用MEMS(Micro Electro MechanicalSystem；微機電系統)技術製造的矽傳聲器。矽傳聲器是利用MEMS技術，由設置在晶片(wafer)部上的駐極體層、和與該駐極體層相對形成的振動膜構成傳聲器部。此外，在現有的矽傳聲器中，也通過用金屬制蓋體覆蓋、或在成為框體的基板的產品內部形成通孔，在該通孔中填充導電性材料等，來保持電磁屏蔽性。
專利文獻1特開2002-345092號公報發明內容但是，在用金屬制蓋體保持電磁屏蔽性的電容式傳聲器中，由於需要該金屬蓋體，因而存在部件數量增加的問題。
此外，在成為框體的基板的產品內部形成通孔的傳聲器中，由於在該產品內部形成GND電路，因而必須使設置在晶片部上的場效應電晶體的柵極電路部和所述通孔電氣分離。因此，在這種矽傳聲器中，為了保持電磁屏蔽性，必須在柵極電路部和GND電路之間插入絕緣材料，存在部件數量增加的問題。
本發明的目的在於提供一種電容式傳聲器，其可以得到電磁屏蔽性，同時可以減少用於保持電磁屏蔽性的部件數量，其結果，可以實現成本的降低。
為了實現上述的目的，技術方案1所述的發明的電容式傳聲器，具有電容部，其由振動膜和背面電極板相對配置而成；阻抗轉換元件，其對所述電容部的靜電容量的變化進行電氣阻抗轉換；將所述電容部和所述阻抗轉換元件電氣連接的電路；以及殼體，其收容所述電容部、阻抗轉換元件以及所述電路，同時由電氣絕緣體構成，其特徵在於，在所述殼體的外周設置導電部而使其具有電磁屏蔽性。
技術方案2的發明的電容式傳聲器，具有型板，其利用半導體工藝技術製造，具有由振動膜和固定電極板相對配置而成的傳聲器振動部；電路基板，其安裝所述型板；以及殼體，其收容所述型板、以及與所述傳聲器振動部電氣連接的電路，同時由電氣絕緣體構成，其特徵在於，在所述殼體的外周設置導電部而使其具有電磁屏蔽性。
技術方案3的發明的特徵在於，在技術方案1或技術方案2中，所述殼體由環氧樹脂、液晶聚合物樹脂、陶瓷中的至少任一個組成。
技術方案4的發明的特徵在於，在技術方案1至技術方案3中的任一項中，所述導電部由導電性粘接劑或導電性糊劑以膜狀形成。
技術方案5的發明的特徵在於，在技術方案1至技術方案3中的任一項中，所述導電部由電鍍層形成。
發明的效果根據技術方案1的發明，可以得到電磁屏蔽性，同時可以減少用於保持電磁屏蔽性的部件數量，其結果，可以實現成本的降低。
技術方案2的發明，起到與技術方案1相同的效果。
技術方案3的發明是在技術方案1或技術方案2中，所述殼體由環氧樹脂、液晶聚合物樹脂、陶瓷中的至少任一個構成，由此，可以容易地實現技術方案1或技術方案2的效果。
技術方案4的發明，通過在殼體上由導電性粘接劑或導電性糊劑以膜狀形成，可以簡單地得到導電部，從而可以容易地得到電磁屏蔽性。
技術方案5的發明，通過在殼體上利用電鍍形成電鍍層，可以簡單地得到導電部，從而可以容易地得到電磁屏蔽性。
圖1是第1實施方式的電容式傳聲器的立體圖。
圖2是第1實施方式的電容式傳聲器的縱剖視圖。
圖3是第1實施方式的電容式傳聲器的分解立體圖。
圖4是表示用於電容式傳聲器的製造的各個部件的立體圖。
圖5是電容式傳聲器的主要部分的剖視圖。
圖6是墊片形成部件的主要部分說明圖。
圖7是層疊體的立體圖。
圖8是切割層疊體時的立體圖。
圖9是其他實施方式的電容式傳聲器的橫剖視圖。
圖10是其他實施方式的電容式傳聲器的縱剖視圖。
具體實施例方式
下面，根據圖1～圖8，對將本發明具體化為背板駐極體型的電容式傳聲器的第1實施方式進行說明。
如圖1～3所示，電容式傳聲器10具有框狀的框體12、電路基板13、接觸彈簧14、背板15、墊片16、隔膜17、隔膜板18以及蓋體19。
所述框體12形成電容式傳聲器10的骨架，同時具有用於形成氣室23的大致圓柱狀的孔部22。框體12由環氧樹脂、液晶聚合物、以及陶瓷等電氣絕緣體構成。在利用環氧樹脂構成框體12的情況下，優選玻璃環氧樹脂。在所述電路基板13上構成由場效應電晶體20、電容21等構成的阻抗轉換電路。場效應電晶體20或電容21相當於阻抗轉換元件。此外，在電路基板13上設置電極圖案等電氣結構。此外，電路基板13通過導電性粘接劑粘接固定在大致框體狀的所述框體12的圖2中的下表面上，所述阻抗轉換電路配置在所述孔部22內。在圖5中，導電層12c是利用該導電性粘接劑，形成於電路基板13和框體12之間的層。
此外，如圖2所示，在孔部22內的電路基板13上配置所述接觸彈簧14。接觸彈簧14由不鏽鋼板一體形成，並由大致圓環板狀的支撐部14a以及從該支撐部14a向下方延伸的3個腳部14b構成。各個腳部14b抵接在電路基板13上的未圖示的焊盤上，通過該焊盤與所述阻抗轉換電路電氣連接。所述背板15被支撐在支撐部14a的上表面上。背板15相當於背面電極板。
所述背板15形成外徑比框體12的孔部22的內徑略小的圓板狀，以上下可移動的方式保持在該孔部22內。背板15具有由不鏽鋼板構成的板主體15a，在該板主體15a的上表面，設置由FEP(FluorinatedEthylene Propylene；聚全氟乙丙烯)等薄膜構成的駐極體層15b。利用電暈放電等對駐極體層15b實施極化處理。此外，背板15具有多個通孔15c。此外，背板15的板主體15a通過接觸彈簧14與阻抗轉換電路電氣連接。
在框體12的上表面，利用導電性粘接劑粘接固定所述墊片16。在圖5中，導電層12d是通過該導電性粘接劑形成在墊片16和框體12之間的層。墊片16具有內徑比框體12的孔部22的內徑小的孔16a，孔16a的邊緣部下表面，抵接背板15的外周緣部的上表面。此外，接觸彈簧14分別以彈性變形狀態夾持在電路基板13和背板15之間。另一方面，背板15利用接觸彈簧14的彈性預緊力，壓接在墊片16的內周緣部的下表面上。此外，在接近墊片16的側緣的位置上，形成通孔16b。此外，墊片16由PET(PolyEthylene Terephthalate；聚對苯二甲酸乙酯)等樹脂薄膜或金屬板構成。
在墊片16的上表面，粘接固定所述隔膜17。隔膜17例如由PPS(聚苯硫醚)薄膜等構成。在隔膜17的下表面形成電極膜(未圖示)。所述隔膜17相當于振動膜。此外，在隔膜17中，在對應於通孔16b的位置上，形成與通孔16b相同直徑的通孔17a。此外，利用框體12、電路基板13、墊片16以及隔膜17，形成與外部分隔的所述氣室23(參照圖2)。
此外，在隔膜17的上表面，粘接固定所述隔膜板18。隔膜板18具有內徑與墊片16的孔16a大致相同的孔18a。隔膜17，除了孔16a、18a的部分，由墊片16和隔膜板18夾持，同時利用墊片16，將框體12和隔膜17之間的間隔設定為規定值(即，相當於墊片16的厚度)。這樣，利用背板15和隔膜17，構成具有規定的阻抗的電容部。此外，隔膜17的在隔膜板18的各個孔18a內的部分分別可以振動。此外，隔膜17的電極膜(未圖示)通過設置在墊片16上的電極膜(未圖示)、設置在框體12的孔部22中的電極膜，與阻抗轉換電路電氣連接。並且，由於該隔膜17的電極膜(未圖示)和阻抗轉換電路之間的連接不是本發明的主要部分，因而省略詳細的說明。在隔膜板18上，在對應於通孔17a的位置上，形成與通孔17a相同直徑的通孔18b。
在隔膜板18的上表面，粘接固定所述蓋體19。蓋體19由金屬板構成，具有導電性。蓋體19從外部覆蓋隔膜板18的孔18a內的隔膜17，同時具有使外部和隔膜17的之間連通的音孔19a。在本實施方式中，設置一個音孔19a，但也可以設置多個。此外，在蓋體19上，在對應於通孔18b的位置上，形成與通孔18b相同直徑的通孔19b。
如圖5所示，在蓋體19、隔膜板18、隔膜17、墊片16的各個通孔19b、18b、17a、16b內，填充導電性粘接劑或導電性糊劑等導電性材料44，利用該導電性材料44，導電層12d與蓋體19電氣連接。
此外，在形成於框體12的外側面的凹面12a上，以膜狀形成作為導電部的導電層12b。所述導電層12b通過塗敷導電性粘接劑或導電性糊劑等導電性塗敷材料而形成。導電層12c、12d之間通過該導電層12b電氣連接。其結果，蓋體19通過導電層12d、12b、12c與電路基板13上的成為接地側的電極圖案31b電氣連接(參照圖5)。此外，通過覆蓋框體12側面大部分的導電層12b和覆蓋框體12上方的蓋體19，框體12內的電路被電磁屏蔽。在本實施方式中，利用框體12、電路基板13構成殼體。
在以上述方式構成的電容式傳聲器10中，利用來自音源的聲波，通過蓋體19的音孔19a，隔膜17進行振動。此時，由於伴隨隔膜17的振動，背板15的上側和下側之間的空氣通過通孔15c自由地移動，因而允許隔膜17振動。於是，隔膜17和背板15之間的間隔從設定值發生改變，電容的阻抗隨著聲音的頻率、振幅以及波形發生改變。該阻抗的改變通過阻抗轉換電路轉換為電壓信號而輸出。
對所述電容式傳聲器10的製造簡單地進行說明。
電容式傳聲器10是對多個集合部件進行層疊等組裝後，進行分割而形成的。
在該製造方法中，如圖4所示，用框體形成部件30、電路基板部件31、墊片形成部件32、隔膜薄片33、隔膜板形成部件34、蓋體形成部件35、背板15以及接觸彈簧14等，製造多個電容式傳聲器10。
所述框體形成部件30是作為用於形成多個所述框體12的集合部件的板材，在縱橫方向上以規定的間距形成多個所述孔部22。此外，在框體形成部件30上，以位於各個孔部22的周圍的方式，在縱橫方向上以規定的間距形成多個孔30a、長孔30b以及長孔30c。並且，長孔30b和長孔30c是通過刳刨(router)加工切削而成的。此外，長孔30b和長孔30c也可以通過進行多次鑽孔而加工形成。在該長孔30b和長孔30c中，填充或在其孔內表面塗敷導電性粘接劑或導電性糊劑。該長孔30b和長孔30c的一部分在後述的切割後，成為框體12的凹部12a，利用在長孔30b和長孔30c內填充或塗敷的導電性粘接劑或導電性糊劑，形成導電層12b。所述電路基板部件31是作為用於形成多個所述電路基板13的集合部件的絕緣基板，在縱橫方向上以規定的間距形成多個所述阻抗轉換電路。此外，在電路基板部件31上，在每個對應於所述框體形成部件30的孔30a的位置上，設置相同直徑的孔31a。
所述墊片形成部件32是作為用於形成多個所述墊片16的集合部件的片材，在縱橫方向上以規定的間距形成多個所述孔16a以及通孔16b。此外，在墊片形成部件32上，以包圍各個孔16a的4方的方式，以規定的間距形成多個孔32a和長孔32b。此外，在由孔32a和長孔32b圍住的部分上，形成島部件32c(切割後，成為墊片16)(參照圖6)。相鄰的島部件32c之間，利用劃分相鄰的孔32a和長孔32b的連接部32d連接。
所述隔膜薄片33是作為用於形成多個所述隔膜17的集合部件的片材。此外，在隔膜薄片33上，在每個對應於所述墊片形成部件32的各個孔32a的位置上設置孔33a。此外，在隔膜薄片33上，在對應於所述墊片形成部件32的各個通孔16b的位置上形成通孔17a。
所述隔膜板形成部件34是用於形成多個所述隔膜板18的片材，在縱橫方向上以規定的間距形成多個所述孔18a。此外，在隔膜板形成部件34上，在每個對應於所述隔膜薄片33的各個孔33a的位置上，設置相同直徑的孔34a。蓋體形成部件35是作為用於形成多個蓋體19的集合部件的金屬板，在縱橫方向上以規定的間距形成音孔19a。此外，在蓋體形成部件35上，在每個對應於隔膜板形成部件34的各個孔34a的位置上，設置相同直徑的孔35a。此外，在蓋體形成部件35上，在每個對應於隔膜板形成部件34的各個通孔18b的位置上，形成通孔19b。
為了製造電容式傳聲器10，首先要夾著隔膜薄片33，層疊墊片形成部件32和隔膜板形成部件34，同時通過粘接使層疊的3個部件成為一個整體，將其作為隔膜組件。
另一方面，在框體形成部件30上，利用導電性粘接劑粘接電路基板形成部件31，使兩者成為一個整體，將其作為框體組件。這時，如圖5所示，在電路基板部件31的之後被分割成為電路基板13的部分上，框體形成部件30中的之後被分割成為框體12的部分的側壁下表面，利用導電性粘接劑，粘接在該電路基板13的電路中成為接地側的電極圖案31b上。在圖5中，導電層40a是由該導電性粘接劑在電路基板部件31和框體形成部件30之間形成的層。此外，在框體組件上，在長孔30b、30c內的內周面塗敷導電性粘接劑或導電性糊劑。通過該塗敷，在長孔30b、30c內的內周面(之後，在分割時成為凹部12a的表面)上，形成由導電性粘接劑或導電性糊劑構成的導電層12b。
然後，在該框體組件的框體形成部件30的各個孔部22內，按順序組裝接觸彈簧14和背板15。然後，在該框體組件的上表面，利用導電性粘接劑粘接所述隔膜組件，使兩者成為一個整體，將其作為傳聲器組件。這時，如圖5所示，在墊片形成部件32的之後被分割而成為墊片16的部分中，其四方周緣的下表面，利用所述導電性粘接劑粘接在框體形成部件30中之後被分割成為框體12的部分的側壁上表面。在圖5中，導電層40b是利用該導電性粘接劑，在墊片形成部件32和框體形成部件30之間形成的層。在圖7中示出了以這種方式形成的層疊體40。
此外，在形成層疊體40之後，如圖5所示，在通孔19b、18b、17a、16b內，填充導電性粘接劑或導電性糊劑等導電性材料44。然後，如圖8所示，使用金剛石刀對層疊體40進行切割(切斷)，製造多個電容式傳聲器10。
此時，由於在由環氧樹脂、液晶聚合物或陶瓷等構成，同時最厚的框體形成部件30中，在孔部22的周圍並排設置的孔30a、長孔30b、30c被分割，因而切割中的切削阻力下降。此外，在圖4、圖7、8中，為了便於說明，示出了形成3×4＝12個電容式傳聲器10的狀態，但實際上，一次形成幾百個電容式傳聲器10。
下面，說明以上述的方式構成的電容式傳聲器10的特徵。
(1)在本實施方式中，由框體12和電路基板13構成殼體，在框體12的外周設置導電層12b而使其具有電磁屏蔽性。其結果，電容式傳聲器10可以得到電磁屏蔽性。並且，由於不需要將金屬制的部件配置在框體12的外周，因而可以減少部件數量，以可以實現成本的降低。
(2)在本實施方式中，由環氧樹脂、液晶聚合物樹脂、陶瓷等構成框體12。其結果，可以容易地實現上述(1)的效果。並且，通過由環氧樹脂、液晶聚合物樹脂、陶瓷等構成框體12，可以得到與回流釺焊對應的良好的耐熱性。
(3)在本實施方式中，利用導電性粘接劑或導電性糊劑以膜狀形成導電層12b。這樣，因為在使用導電性粘接劑或導電性糊劑的情況下，僅通過在要實施的對象的表面塗敷導電性粘接劑或導電性糊劑，就可以形成導電層12b，因而可以用簡便的操作形成導電層12b。其結果，可以在框體12的周面上容易地得到電磁屏蔽性。特別是，通過由導電性粘接材料或導電性糊劑這種樹脂制的導電物形成導電層12b，還可以得到耐熱性。
(第2實施方式)下面，參照圖10對第2實施方式進行說明。並且，對於與第1實施方式相同或相當的結構，標註相同的標號而省略說明，對不同的結構進行說明。
第2實施方式的電容式傳聲器10，省略了第1實施方式的結構中的接觸彈簧14、背板15、墊片16、隔膜17、隔膜板18以及蓋體19。並且，取而代之，在電路基板13上設置由矽基板通過半導體工藝技術製造出的矽傳聲器元件120。
矽傳聲器元件在型板130上，形成作為振動膜的振動電極板100、以及與該振動電極板100隔著間隙而相對配置的固定電極板110。在固定電極板110和振動電極板100之間，形成用於電氣絕緣的絕緣膜115。振動電極板100與未圖示的連接電極電氣連接，通過該連接電極和電線W1，與電路基板13上的電路C連接。此外，固定電極板110與未圖示的連接電極電氣連接，通過該連接電極和電線W2，與電路基板13上的電路C連接。在固定電極板110上，形成多個通孔111。此外，由于振動電極板100和固定電極板110的詳細結構是公知技術，因而省略詳細的說明。由振動電極板100和固定電極板110構成傳聲器振動部。以這種方式構成的矽傳聲器元件120，振動電極板100隨著聲波產生振動，由此固定電極板110和振動電極板100之間的靜電容量改變，從而通過電路基板13上的未圖示的阻抗轉換元件測定靜電容量的變化，而可以將聲波轉換為電信號。
此外，在第2實施方式中，如上所述，省略了隔膜17、隔膜板18以及蓋體19，取而代之，在框體12的上表面，通過導電性粘接劑粘接蓋體基板200。該蓋體基板200具有作為絕緣層的玻璃環氧樹脂層201、以及在整個玻璃環氧樹脂層201上形成的作為導體層的金屬層202。此外，在玻璃環氧樹脂層201的下表面，對應於框體12的部分上，具有以規定圖案形成的作為電極圖案層的金屬層203(參照圖10)。金屬層202、203例如可以由銅層或鋁層形成。此外，在蓋體基板200上，在中央部貫穿形成音孔230，在對應於框體12的一部分上形成通孔210。在通孔210中填充導電性粘接劑或導電性糊劑等導電性材料220。此外，利用與第1實施方式相同的結構，蓋體基板200通過形成在框體12的規定表面上的導電層12d、12b、12c(參照第1實施方式的圖5)，與電路基板13的電極圖案31b電氣連接。利用這種結構，在第2實施方式中，也通過覆蓋框體12的外周面的大部分的導電層12b以及覆蓋框體12的上方的蓋體基板200，框體12內的電路C被電磁屏蔽。在第2實施方式中，也由電路基板13和框體12構成殼體。
在以上述方式構成的電容式傳聲器10中，起到第1實施方式的(1)的作用效果，同時具有如下的特徵。
(1)在第2實施方式中，由於通過設置蓋體基板200，可以將金屬層202作為電磁屏蔽的部件使用，因而沒有必要為了電磁屏蔽而準備特殊的部件。
此外，上述實施方式也能夠以下述的方式變更而具體化。
·在第1實施方式中，由導電性粘接劑或導電性糊劑形成導電層12b，但也可以利用金屬電鍍而將導電層12b作為電鍍層。作為構成電鍍層的金屬，可以是銅、鋁、銀等具有導電性的金屬。
·取代第1實施方式的結構中的背板15，具體化為使隔膜17具有駐極體功能的薄膜式駐極體型的駐極體型電容式傳聲器。
·使第1實施方式的結構中的背板15和隔膜17都不具有駐極體的功能，而具體化為通過電荷泵電路向背板15和隔膜17施加電壓的電荷泵型電容式傳聲器。
·在第1實施方式中，在框體12的凹部12a塗敷導電層12b，但如圖4所示，也可以在框體形成部件30的長孔30b、30c中填充導電性粘接劑或導電性糊劑。在該情況下，在之後分割層疊體40的情況下，如圖9所示，導電層12b可以成為比第1實施方式的導電層12b厚的導電層12b。與第1實施方式相比，可以提高電磁屏蔽性。
權利要求
1.一種電容式傳聲器，其具有電容部，其由振動膜和背面電極板相對配置而成；阻抗轉換元件，其對所述電容部的靜電容量的變化進行電氣阻抗轉換；將所述電容部和所述阻抗轉換元件電氣連接的電路；以及殼體，其收容所述電容部、阻抗轉換元件以及所述電路，同時由電氣絕緣體構成，其特徵在於，在所述殼體的外周設置導電部而使其具有電磁屏蔽性。
2.一種電容式傳聲器，其具有型板，其利用半導體工藝技術製造，具有由振動膜和固定電極板相對配置而成的傳聲器振動部；電路基板，其安裝所述型板；以及殼體，其收容所述型板、以及與所述傳聲器振動部電氣連接的電路，同時由電氣絕緣體構成，其特徵在於，在所述殼體的外周設置導電部而使其具有電磁屏蔽性。
3.根據權利要求1所述的電容式傳聲器，其特徵在於，所述殼體由環氧樹脂、液晶聚合物樹脂、陶瓷中的至少任一個組成。
4.根據權利要求2所述的電容式傳聲器，其特徵在於，所述殼體由環氧樹脂、液晶聚合物樹脂、陶瓷中的至少任一個組成。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的電容式傳聲器，其特徵在於，所述導電部由導電性粘接劑或導電性糊劑以膜狀形成。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的電容式傳聲器，其特徵在於，所述導電部由電鍍層形成。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種電容式傳聲器，其可以得到電磁屏蔽性，同時可以減少用於保持電磁屏蔽性的部件數量，其結果，可以實現成本的降低。電容式傳聲器(10)具有電容部，其為振動膜(17)和背面電極板(15)相對配置而成；阻抗轉換元件，其對該電容部的靜電容量的變化進行電氣阻抗轉換；以及將電容部和阻抗轉換元件電氣連接的電路。此外，電容式傳聲器(10)還具有框體(12)，其收容電容部、阻抗轉換元件以及所述電路，同時由電氣絕緣體構成。在框體(12)的外周設置導電層(12b)而使其具有電磁屏蔽性。
文檔編號H04R19/04GK1909746SQ200610099179
公開日2007年2月7日 申請日期2006年7月31日 優先權日2005年8月1日
發明者米原賢太郎, 今堀能男, 藤浪宏, 佃保德, 伊藤元陽 申請人:星精密株式會社