专利名称：电容式话筒及其基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及电容式话筒及该电容式话筒使用的基板的制造方法，特别是例如涉及驻极体电容式话筒。
背景技术：
作为驻极体电容式话筒(以下称为ECM)的相关技术，例举图1所示结构的装置。图1所示的ECM是日本公开特许公报2003-153392号中记载的示出剖面结构的装置。在图1中，ECM外轮廓由圆筒状的盒61形成。在该盒61的前面板61a上形成声波通过开口部610。在盒61内从前面板61a的内面侧向盒61的后方(背面侧)，依次装入振动板62、绝缘衬垫63、背极(背極)64、绝缘材料构成的环状背极支架65、导电性筒状体66以及电路基板67。在此，振动板62，例如在由聚苯硫醚(又称PPS)构成的电介质薄膜的背极侧的一面上，作为导电层形成Ni、Al等金属膜。在振动板62的前面侧周边固定振动板环62a，该振动板环62a与前面板61a连接。间隔绝缘衬垫63的厚度而在振动板62的后方配置有背极64，该背极64用绝缘材料构成的环状背极支架65支承。在背极64与电路基板67之间介装导电性筒状体66，把背极64与形成于电路基板67上面(前面)的配线进行电连接。另外，在背极64的前面、即背极64与振动板62的相对面上，形成FEP(氟化乙烯丙烯)等电介质层被驻极体化了的驻极体层64a。在电路基板67的上面搭载FET(场效应晶体管)等电路元件68，在其底面(背面)突出形成作为外部连接电极的焊盘电极69a、69b。在电路基板67上例如形成图2所示的电路。在图2中，FET的栅极通过图1的导电性筒状体66与背极64连接，FET的源极通过图1的盒61与振动板62连接。在作为阻抗变换部的FET的源极和漏极之间并列连接有两个电容器C。FET的漏极通过形成于电路基板67上的通孔(图示省略)，与输出端子72(图1中的焊盘电极69b)连接，与直流阻止电容器Cp连通。FET的源极通过形成于电路基板67上的通孔(图示省略)与连接端子71(图1中焊盘电极69a)连接。另外，FET的漏极通过电阻元件R与基准电源连接。在图1中，盒61的后方(背面侧)端部作为铆接部611铆接在电路基板67的背面，通过该铆接而将收纳于盒61内的各元件零件相互固定。当声波通过声波通过开口部610而进入盒61内时，在该声波作用下振动板62发生振动，振动板62与背极64间的静电容量发生变化，由此，声波转变成电信号，输送至输出端子72(图1中的焊盘电极69b)。
把上述ECM搭载在安装基板上(图示省略)是通过把焊盘电极69a、69b焊接在安装基板的对应电极上来进行的。即，在将ECM载置于安装基板上的状态下，使整体经过回流槽进行加热。通过该加热使焊盘电极69a、69b熔融，进行焊锡连接。这里，特别是如图1所示，焊盘电极69a、69b在电路基板67的底面突出隆起并且在电路基板67的底面且在盒61的端部存在铆接部611的状态下，存在下列问题。即，在用回流槽进行焊锡的加热·熔融时，在焊锡熔融热作用下铆接部611产生变形，铆接发生松动或熔融的焊锡及焊剂进入铆接部611与电路基板67之间的现象发生。这将引起中间介有导电性筒状体66的背极64与电路基板67的配线的电连接不稳定，使背极64的驻极体层64a恶化，使振动板62及背极64间的施加电压下降，进而导致ECM的灵敏度降低。
另外，为了防止焊锡进入上述铆接部611与电路基板67之间，通过回流槽进行焊锡连接的回流型ECM，在安装基板上直接进行焊接时，也有在铆接部611与安装基板之间隆起焊锡膏，把铆接部611与电路基板之间分离而进行焊接的对策，但是，其在可靠性方面差。
另外，也有在电路基板67底面进一步粘贴另外的基板，形成比铆接部611厚度更突出的台阶，从该另外的基板使焊盘电极突出，由回流槽使焊锡与安装基板连接的对策。这无非是在电路基板67上粘贴另外的基板并设置台阶，但关于在该电路基板67上安装另外的基板，必须以规定的位置精度进行位置对齐，形成用于电配线的通孔而进行安装作业。然而，当调查一下这些作业时，结果是得不到廉价的基板。另外，即使用除根机(rooter)进行切削加工而制得形成有台阶的电路基板，也存在不能得到同样廉价的基板的问题。即，具有台阶的结构是高价的结构。
另外，当观察一般的现有电路基板本身时，可以采用普通的图案配线基板，但在制作该图案配线基板时，因采用多种印刷工序制作导体电极、玻璃、多层配线、通孔等多种的材料，故制作工序复杂而昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种尽可能减少回流槽的加热影响，防止铆接部的松动，使焊锡及焊剂不进入铆接部，消除电气不稳定化并防止ECM的灵敏度降低的电容式话筒及其基板的制造方法。本发明的另一目的是提供一种在铆接部上不使焊锡膏隆起而得到与安装基板间的间隔，而通过台阶来隔开间隔，由此得到可靠性的电容式话筒及其基板的制造方法。本发明的又一目的是提供一种不贴合基板设置台阶，或不把基板用除根机进行切削加工而设置台阶，而得到廉价基板的电容式话筒及其基板的制造方法。另外，本发明其他目的是提供一种不使用多种材料不由多种印刷工序制作基板，即不经过复杂而高价的制作工序而制得基板的电容式话筒及其基板的制造方法。
为实现上述目的，本发明的电容式话筒，在将金属制盒的开放端部铆接于平板状周边部上，并且在金属制盒内收容设备器件的基板中，包括基板主体，其由树脂材料构成，并具有平板状的中央突出部和相对该中央突出部与安装面侧相反一侧上隔有台阶连结的平板部；环状金属体，其位于夹在中央突出部的周边部和平板部之间的位置，一部分锷状地在安装面侧露出；多个外部端子，设于中央突出部的安装面；金属覆膜，其与环状金属体连接并且与外部端子至少一个连接，沿中央突出部的外面形成；多个内部端子，其设置在与基板主体的安装面侧相反的内面上；接地用通孔，其形成在平板状周边部的环状金属体的夹持位置上，将一部分的内部端子和环状金属体连接；信号用通孔，其形成于基板主体上，将其他的内部端子和外部端子连接。
因此，例如仅通过使用由引线框架用金属板构成环状金属体作为平板状周边部和中央突出部的由树脂材料构成的基板，故与采用以往的图案配线基板的情况不同，其制作工序简单而廉价。另外，该基板仅由金属和树脂构成，故是考虑到了环境的基板。
另外，通过形成在中央突出部突出的台阶部分，在铆接部位于环状金属体时，铆接部可通过台阶而从安装面浮起，不进行以往的可靠性差的焊锡膏隆起或重合基板或者除根机加工等高价的台阶加工，能够减轻回流槽引起的对铆接部的加热的影响，防止焊锡的流入，可以得到灵敏度变化少的电容式话筒。
图1是举例表示ECM的相关技术剖面图；图2是ECM电路图；图3A是本发明第一实施例的分解立体图；图3B是本发明第一实施例的剖面图；图4是表示基板上的导体图案的立体图；图5A是本发明第二实施例的分解立体图；图5B是本发明第二实施例的剖面图；图6是基板底面的缝隙的说明图；图7是ECM的一例的分解结构图；图8是元件和连接端子的连接状态图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的电容式话筒的实施例。在这里，以背驻极体(back eletret)形式的驻极体电容式话筒(ECM)为例进行说明，对所谓前驻极体(front eletret)的ECM也可适用。
(第一实施例)图3是本实施例的回流槽对应的耐热基板的分解立体图和基板安装时的剖面图。在图3A、图3B的基板的例子中，在成为图中上侧的零件搭载侧具有输入、接地、输出各内部端子，在作为图中底侧(下侧)的安装面侧具有输出和接地的各外部端子，作为整体由上下两个部分构成。作为下部分的下部模制体1是金属板的圈状板(环状金属板)11锷状地配置的树脂材料成形部10，作为上部分的上部板体2例如是将由端子21(21I、21E、21S)露出的抗蚀剂膜22覆盖的导体图案23覆着在上部平坦面上的结构的树脂板20。
更详细地说，在下部模制体1的树脂材料成形部10的安装面侧具有中央突出部13，该中央突出部13具有由台阶12而突出的平坦部14，圈状板11的一部分从该中央突出部13的外周锷状地突出，该锷状的部分在安装面侧露出。下部模制体1与安装面侧的相反面成为平坦面15，其由圈状板11的上面和树脂材料成形部10填充在圈状板11的内侧的部分的上面构成。另外，圈状板11从其周围上面露出的外周面和底面以及树脂材料成形部10的中央突出部13的外侧面、台阶12及平坦面14的周边部被例如由镀金构成的金属覆膜16覆盖。该金属覆膜16兼具导电性和防止氧化的作用，因此镀金是理想的，另外，覆盖用于防止氧化的可能被氧化的部分。在中央突出部13的平坦面14中，该金属覆膜16的内周边端部作为外部端子28即接地端子28E使用。另外，在该平坦面14上设有与贯通树脂材料成形部10的中央的通孔17相连的外部端子28即信号端子28S。信号端子28S由与金属覆膜16形成相同的材料同时形成，这些接地端子28E和信号端子28S的安装面侧利用焊锡18固定在安装基板60上。这里，形成树脂材料成形部10的树脂可承受回流槽的加热，具有耐热性，例如由PA6T(聚酰胺6T)、PPS(聚苯硫醚)、LCP(液晶聚合物等)材质构成。
另一方面，上部板体2是直径与圈状板11的外形大致一致的例如由玻璃环氧基板构成的圆盘状的树脂板20，在该树脂板20上如图4所示形成导体图案23。在图4中，对由一面形成有铜箔等金属箔的树脂图案薄膜构成的树脂板20，通过例如光刻法去除金属箔而形成输入导体图案23I、接地导体图案23E、信号输出导体图案23S。将这些导体图案23I、23E、23S统称为导体图案23。这些导体图案23是将阻抗变换等电路连接的图案，在这些导体图案23上涂敷电绝缘材料抗蚀剂膜22，在抗蚀剂膜22上形成有至少使每个导体图案23的一部分露出的窗。各导体图案23的露出部分成为输入端子21I、接地端子21E、信号输出端子21S。在树脂板20上，在信号输出导体图案23S的正下方形成与其连接的通孔24，在接地端子图案23E的正下方形成与其连接的多个通孔25。通孔24与树脂材料成形部10的通孔17平面状的位置一致，在本例中，都形成于中心位置。与接地导体图案23E相连的通孔25与圈状板11在平面状的位置对应设置。
并且，树脂板20的平坦底面和树脂成形部10的上部的平坦面15通过半固化浸渍体(prepreg)连接。另外，作为该树脂板20的材料可以使用陶瓷，即，树脂板20只要是绝缘基板即可。
接下来对该图3所示的基板叙述其制造方法。形成下部模制体1时，首先，在圈状板11上通过树脂材料的插入模制，在填充圈状板11的内部并且在安装面侧形成具有台阶12的平板状的中央突出部13。形成树脂材料成形部10并且在该树脂材料成形部10的中央(轴心)形成通孔17。然后，圈状板11由其上面露出的外周面、外周面与中央突出部13之间的部分、中央突出部13的外周面以及下部的平坦面14的周边部被例如由镀金构成的金属覆膜16覆盖。
另一方面，在形成上部板体2时，在以表背两侧为平坦面的树脂板20上形成接地导体图案用通孔25，同时形成信号输出导体图案用通孔24。然后，在树脂板20的上部的平坦面上进行导体图案23的形成，进而经由掩模对抗蚀剂膜22进行涂层，使接地端子21E、输出端子21S及输入端子21I露出。之后，将上部板体1的平坦底面与下部模制体1的上部的平坦面15中心对齐并且例如由层压材料接合于其上。此时，使通孔24与17一致，使通孔25与圈状板11一致。这样能够制作基板。
在图3B中也图示了将图3A所示的基板整体作为ECM的基板，将盒57的开放端部作为铆接部58而铆接在圈状板11的锷部分上的结构，并且，也图示了由回流槽将该ECM的基板焊接在按照基板60上的状态。在此，台阶12具有与盒57的铆接部58的厚度相同或比其厚的尺寸。焊锡18的厚度例如为100μm。如图3B所示，由于焊锡18从台阶12突出而覆盖，故台阶12的厚度只要与铆接部58的厚度相同或比其厚即可。另外，在台阶12的厚度过大时，在安装基板60上安装有ECM时的高度增大。由于为了小型化而希望台阶12的厚度越小越好，故将铆接部58的厚度设为0.15mm，则台阶12为0.15mm～0.2mm左右，即，从铆接部58到台阶12的接地端子28E和信号端子28S的基板厚度方向的间隔为0mm～0.05mm左右为好。
(第2实施例)图5表示本发明的第2实施例。该第2实施例不像第1实施例那样形成上部板体2，而是在图3A的下部模制体1(本实施例的图5中单单是模制体3)内埋入圈状板11，代替图3A的上部板体2而形成模制体上部17，将该模制体上部17和底部的中央突出部13形成为一体。在模制体上部17的平坦的上面、即模制体3的上部的平坦面19上，覆盖导体图案薄膜31(31I、31E、31S)和抗蚀剂薄膜32。在图5中，与图3相同的部分标注相同符号。
图5中，模制体3夹着金属板的圈状板(环状金属板)11例如通过嵌入成型而形成。此时，如将圈状板11的安装面侧形成锷那样，中央突出部13的直径比圈状板11的外径小，通过与圈状板11的安装面相反一侧的模制体上部17，将与圈状板11的安装面相反一侧的面整体覆盖。在模制体上部17上，在与第1实施例的通孔25对应的位置上形成有通孔28。与第1实施例的接地导体图案23E、输入导体图案23I以及信号输出导体图案23S相同大小形状的例如由铜箔构成的接地导体图案薄膜31E、输入导体图案薄膜31I以及信号输出导体图案薄膜31S(将其统称为导体图案薄膜31)以与第1实施例相同的位置关系覆盖在模制体上部17的平坦的上面19上。进而，在该覆盖的导体图案薄膜31上以与第1实施例相同的位置关系覆盖与第1实施例的抗蚀剂膜22相同形状的由电绝缘材料构成的抗蚀剂薄膜32。因此，通过形成于抗蚀剂薄膜32上的窗33，各导体图案薄膜31E、31I、31S的一部分作为接地端子、输入端子、信号输出端子而露出。也可以代替使用抗蚀剂薄膜32而与第1实施例同样覆盖抗蚀剂膜22。在圈状板11的露出面、中央突出部13的安装侧面的周边部等上与第1实施例同样地形成金属覆膜16。在该中央突出部13的安装侧面的中心部上，与通孔27连接的信号端子28S的形成与金属覆膜16的形成同时进行。
安装面侧的接地端子28E和信号端子28S由焊锡18固定在安装基板60上。在此，形成模制体3的树脂是可承受回流槽的加热的物质，具有耐热性，例如由PA6T(聚酰胺6T)、PPS(聚苯硫醚)、LCP(液晶聚合物)等材质构成。
说明图5所示的基板的制造方法。
在形成模制体3时，首先，从上下夹着圈状板11而由嵌入成型实施树脂模制，同时，在安装面侧形成具有台阶12的平板面状的中央突出部13。此时，在树脂模制时形成信号用的通孔27和接地用的通孔28。然后，从圈状板11露出的侧部外侧到嵌入成型部10的台阶12和平坦面14覆盖例如由镀金构成的金属覆膜16。
在模制体3的上端平坦面上覆盖导体图案薄膜31E、31I、31S。该代替图案31E、31I、31S是例如由铜箔图案构成的电路图案，在该图案31E、31I、31S上覆盖具有窗33的抗蚀剂薄膜32或涂敷抗蚀剂22而在希望的位置开设窗33。并且，在抗蚀剂薄膜33或抗蚀剂膜22的一部分上形成的该窗33作为端子露出。在此，与作为该窗33的端子对应的模制体3内的通孔27与信号端子28S对应设置，通孔28与同接地端子28E相连的圈状板11对应设置。
在上述第1及第2实施例中，在图3B、图5B中，由回流槽向安装基板60进行焊锡安装，但此时信号输出端子28S的融化了的焊锡18与接地端子28E的融化了的焊锡之间密闭，其之间的空气会由于热而膨胀，使得焊锡安装的品质恶化。因此，如图6所示的将盒的端部铆接在基板上的状态的底面那样，在接地端子28E上设置缝隙30来抽出膨胀空气。
由第1实施例和第2实施例可以得出，在本发明中主要为如下的结构。即，具有夹着环状金属板(圈状板)11，并连接底部的中央突出部13和上部的平板部(20、17)的由绝缘材料构成的基板主体，环状金属板11的一面外周部相对中央突出部13锷状地突出，平板部(20、17)覆盖环状金属板11的上面整个面，在中央突出部13的平坦的底面的周边部形成与环状金属板11连接的接地端子28E，在底面的中央部形成信号输出端子28S，在平板部(20、17)与环状金属板11相反一侧的平坦的上面19上形成输入端子21I、接地端子21E、信号输出端子21S，接地端子21E通过形成于平板部上的通孔25、28与环状金属板11连接，信号输出端子21S经由通过平板部和中央突出部形成的通孔24和17、27与外部的信号输出端子28S连接。
图7是在图3～图5中形成的基板上形成电路基板，使用该电路基板形成有ECM时的分解立体图。在该分解立体图中，在电路基板51和背极53之间存在有盘簧52，封装时利用弹簧力确保接触。此时，盘簧52、背极53位于支架54内。在背极53上经由衬垫55配置振动板56。并且，从电路基板51到振动板56的组装体装入到盒57内并且将盒57的端部铆接在电路基板51的环状金属体(图7中省略图示)上而一体化。即，图7未作图示，但电路基板51的底面具有如上说明的台阶12，并且使环状金属体的安装面侧露出。因此，在回流槽的电路基板51的底面溶融焊锡时，通过形成从铆接部58突出的台阶12来减轻铆接部58的热的影响，使焊锡及焊剂不流入铆接部58和电路基板51底面之间。另外，在图7中，在基板上搭载有FET和两个电容器C，具有图2所示的与FET并列的电容器C构成的电路结构，声波转换成与其对应的电信号。另外，该FET、电容器C如图8所示配置于作为内部端子的输出端子21S和接地端子21E之间的端子间，FET的栅极配置在输入端子21I上。
此前的说明是以ECM为前提的说明，若从可自由设定台阶部分的高度考虑，也适用于前驻极体的ECM及其他各种电容式话筒。另外，本发明的基板不仅适用于话筒的基板，还可适用各种基板。
另外，若从简单得到廉价基板的观点考虑，通过仅将引线框架用的金属板形成环状，仅用金属与树脂材料就可以简单得到，可以得到与此前的图案配线基板完全不同的基板。
权利要求
1.一种电容式话筒，在一端具有收音孔的金属制的筒状盒内放置搭载了振动板、背极、支架以及阻抗变换电路的基板，上述筒状盒的另一端部作铆接部而铆接在上述基板的外面，内部的零件被固定，其特征在于，上述基板包括环状金属板；基板主体，其由绝缘材料构成，具有将上述环状金属板的安装侧相反一侧的整个面覆盖的平板部、通过上述环状金属板的内部而与上述平板部连接并且使上述环状金属板的安装侧的面外周面锷状地突出的中央突出部；外部用接地端子及外部用信号输出端子，上述外部用接地端子形成于上述中央突出部的安装侧的平坦面外周部，通过外面或通孔与上述环状金属板连接，上述外部用信号输出端子与上述的外部用接地端子分离而形成在中央部；内部用接地端子、内部用信号输出端子以及输入端子，上述内部用接地端子形成于上述平板部的安装侧相反的平坦面上，通过通孔与上述环状金属板连接，上述内部用信号输出端子在中央部与其他的端子分离并通过通孔与上述外部用信号输出端子连接，上述输入端子与上述各内部用端子分离形成并与上述电路的输入侧连接。
2.如权利要求1所述的电容式话筒，其特征在于，上述基板主体中，上述平板部和含有上述中央突出部的其他的部分作为分体的结构构成，并且相互连接。
3.如权利要求1所述的电容式话筒，其特征在于，上述基板主体中，平板部和上述中央突出部通过上述环状金属体的内部作为树脂材料的模制体而一体形成。
4.如权利要求1所述的电容式话筒，其特征在于，遍及上述环状金属板的外周面、上述环状金属板的上述锷状突出面、上述中央突出部的外周面以及上述中央突出部的上述平坦面的外周部形成金属覆膜，上述外周部的金属覆膜成为上述外部用接地端子，上述铆接部按压固定在上述锷状突出面的上述金属覆膜上。
5.如权利要求1所述的电容式话筒，其特征在于，上述中央突出部的厚度与上述铆接部的厚度相同或比其厚。
6.一种电容式话筒的基板的制造方法，该电容式话筒将金属制筒状盒的开口端部铆接在基板的外面，将内部的零件固定，基板的制造方法的特征在于，在环状金属体的安装面侧实施具有台阶的树脂模制而形成平板状的中央突出部，然后沿着从上述环状金属体到上述中央突出部所具备的端子的外侧覆盖金属覆膜，形成下部模制体，另一方面，在表背两侧形成平坦面的树脂板上形成导体图案，通过以使端子露出的方式由抗蚀剂膜覆盖在该导体图案上而形成上部模制体，在上述下部模制体上对准并接合上述上部模制体。
7.一种电容式话筒的基板的制造方法，该电容式话筒将金属制筒状盒的开口端部铆接在基板的外面，将内部的零件固定，基板的制造方法的特征在于，安装面侧的一部分上下夹着露出外部的环状金属体并且在安装面侧具有台阶而形成直径小于该环状金属体的平板状的中央突出部，实施树脂模制，以将与上述安装面侧相反的面形成为平坦面，沿着从上述环状金属体到上述中央突出部所具备的端子的外侧覆盖金属覆膜，在上述平坦面上形成导体图案，在该导体图案上的一部分上使端子露出而由绝缘材料覆盖。
全文摘要
一种电容式话筒，在将金属制盒的开放端部铆接于平板状周边部上，并且在金属制盒内收容设备器件的基板中，包括基板主体，其由树脂材料构成，在底部具有中央突出部并且相对于该中央突出部在与安装面侧相反一侧上具有台阶；环状金属体，其位于夹在中央突出部的周边部和平板部之间的位置，一部分锷状地在安装面侧露出；多个外部端子，设置在中央突出部的安装面侧；金属覆膜，其与环状金属体连接并且与外部端子的至少一个连接，沿中央突出部的外面形成；多个内部端子，其设置在与基板主体的安装面侧相反的内面上；接地用通孔，其形成在平板状周边部的环状金属体的夹持位置上，将一部分的内部端子和环状金属体连接；信号用通孔，其形成于基板主体上，将其他的内部端子和外部端子连接。
文档编号H04R31/00GK1784083SQ20051012473
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者山本明, 杉森康雄 申请人:星电株式会社