传声器的框体及电容式传声器的制作方法

专利名称：传声器的框体及电容式传声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动电话、摄像机、个人计算机等各种设备中使用 的传声器的框体以及电容式传声器。
背景技术：
当前，例如专利文献1中公开了电容式传声器的一个例子。即， 该现有结构的电容式传声器，自下而上依次层叠固定安装了电装部件 的电路基板、下部侧的衬垫、具有背面电极的背面电极基板、上部侧 的衬垫、以及张设了振动膜的振动膜支撑架，构成单元，将该单元收 容到金属壳体内。专利文献1:特开2002-345092号公报 发明内容在这种电容式传声器中，在前述电路基板及背面电极基板等的 层叠固定时，使粘接剂介于这些部件的结合面之间。在此情况下，在 各部件的结合面之间，例如为了确保接地连接，必须使设置在各部件 上的导电图案间电气连接。因此，为了不妨碍导电而使导电图案间的 粘接剂层极薄地形成，或使用包括导电胶在内的导电性粘接剂。然而，如果将粘接剂层设定得极薄，则无法确保很好的粘接强 度，存在传声器的强度下降的问题。此外，在使用包含导电胶的导电 性粘接剂的情况下，由于不仅该粘接剂价格昂贵而使生产成本上升， 而且由于回流焊接时的热量，会从粘结剂产生气体，该气体会成为使 背面电极基板等的驻极体层电荷泄漏、电容式传声器的性能显著下降 的重要原因。此外，在主要由三层基板(电路基板、框体基板、上部基板) 构成的层叠构造的电容式传声器中，在将电路基板和上部基板分别粘 接到框体基板的上下两面上时，粘接剂相对于前述金属层的粘接性远 不如相对于基板的芯材(例如玻璃环氧树脂板)的粘接性。这是因为， 由于金属层表面的平滑度比基板芯材好，因而粘接剂的粘接强度下 降。
此外，在将该电容式传声器安装到基板上时进行回流焊接时这 样，向电容式传声器加热的情况下，由于框体基板的芯材(例如玻璃 环氧树脂板)的热膨胀率与金属层(例如铜箔)的热膨胀率相比，框 体基板的芯材的大，因而前述芯材会将金属层推起。在此情况下，在 加热时，与通孔(通道孔)相连的框体基板正反面的金属层会因芯材 的膨胀内压而向脱落方向施加力。因此，在通孔强度不足的情况下， 正反面的金属上有可能出现裂纹，使导通中断。
本发明正是着眼于上述现有技术中存在的问题而提出来的。其 目的在于，作为电容式传声器的框体，能够获得高强度，同时可以低 成本制造，并且作为电容式传声器实现高性能。
本发明的另一目的在于，提供一种电容式传声器的制造方法以 及电容式传声器，其在用粘接剂将电路基板和上部基板分别粘接到框 体基板的正反面上时，可以提高框体基板的芯材与电路基板、以及框 体基板的芯材与上部基板间的粘接性。
为了实现上述目的，传声器的框体的技术方案1的发明，具有 合成树脂制的基架，该基架中穿透设置用于收容电声变换单元的空 间，为了闭塞该空间的开口，将合成树脂制的基板与前述基架接合， 在基架及基板的接合面上分别设置导电层，使两个导电层电气连接， 其特征在于，在前述基架以及基板的接合面上设置使各自的表面露出 的露出部，在该露出部上粘接固定基架和基板。
因此，基架和基板在没有导电图案的露出部上彼此粘接固定， 同时通过导电图案间的接合电气连结。所以，可以以确保相互间的导 电的状态下牢固地粘接而层叠固定构成框体的多个基板。此外，由于 不必使用添加了导电胶的导电性粘接剂，而是可以用普通的粘接剂进 行粘接，因而可以降低制造成本。此外，由于不必使用导电性粘接剂， 因此可以事先防止由导电性粘结剂产生的气体，避免由气体引起的电
荷泄漏，以可以实现高性能的传声器。技术方案2的发明是根据技术方案1所述的发明，其特征在于， 由同类材料构成基架及基板，同时利用与它们同类的粘接部件粘接该 基架和基板。因此，由于可以牢固地粘接固定基架和基板，同时防止膨胀率 出现差异，因而可以避免粘接脱落等。技术方案3的发明是根据技术方案2所述的发明，其特征在于， 作为粘接部件，使用耐热粘接薄膜。由于这种耐热粘接薄膜不仅便于处理，有利于制造工序的高效 化，而且即使在回流焊接时受热，气体发生量也很少，因而可以有效 防止电荷泄漏。技术方案4的发明是根据技术方案2所述的发明，其特征在于，作为粘接部件，使用硬化收縮性粘接部件。因此，利用粘接剂的硬化收縮，基架和基板被彼此拉近，可以 提高粘接强度，同时可以获得导电图案间的良好的电气导通。技术方案5的发明是根据技术方案3所述的发明，其特征在于， 利用安装了电装部件的基板闭塞基架的一个开口，同时利用形成音孔 的基板闭塞另一个开口。因此，可以适用于内部安装了电容部的电容式传声器。技术方案6的发明是根据技术方案5所述的发明，其特征在于， 利用无焊剂固定法将前述电装部件固定到前述基板上。因此，可以实现防止由焊剂产生的气体，防止驻极体层的电荷 泄漏，实现高性能传声器。技术方案7的发明以电容式传声器为主旨，在具有金属层的框 体基板的正反面设置粘接区域，利用粘接剂分别将上部基板、安装电 装部件的电路基板粘接在该粘接区域上，利用粘接剂将上部基板和安 装电装部件的电路基板分别粘接固定到前述框体基板正反面的全部 粘接区域上，而不经过前述金属层。根据技术方案7的发明，在利用粘接剂将电路基板和上部基板 分别粘接到框体基板的正反面上时，粘接区域内没有金属层。因此， 可以提高框体基板的芯材与电路基板、以及框体基板的芯材与上部基 板间的粘接性。因此，可以获得具有前述效果的电容式传声器。发明的效果如上所述，根据本发明，可以在确保相互间导电的状态下，牢 固地粘接而固定多块基板，同时还可以避免电荷泄漏，实现高性能的 传声器。


图1是表示第1实施方式的电容式传声器的剖面图。图2是图1的电容式传声器的分解斜视图。 图3是将图1的一部分放大显示的局部剖面图。 图4是表示框体基架相对于电路基板的粘接构造的平面图。 图5是表示框体基架相对于上部基板的粘接构造的底面图。 图6是表示振动膜及衬垫相对于上部基板的粘接构造的底面图。 图7是表示电容式传声器的制造工序的局部平面图。 图8是表示图7之后的制造工序的局部平面图。 图9是表示图8之后的制造工序的局部平面图。 图IO是表示图9之后的制造工序的局部平面图。 图11是表示图IO之后的制造工序的局部平面图。 图12是表示图11之后的制造工序的局部平面图。 图13是表示第2实施方式的电容式传声器的剖面图。 图14是图13的电容式传声器的分解斜视图。 图15是表示第3实施方式的电容式传声器的剖面图。 图16是图15的电容式传声器的分解斜视图。 图17是表示电路基板123表面上的导电图案和保护层的位置关 系的说明图。图18 (a)是电路基板123表面上的导电图案的平面图，(b) 是导电图案的平面图，(c)是电路基板123背面上的导电图案的平 面图。图19是框体基架124的平面图。
具体实施方式
(实施方式)下面根据图1至图3说明本发明的实施方式。如图1及图2所示，本实施方式的电容式传声器21的框体22 的构造为，将平板状的电路基板23、内部被挖空而整体形成四方框 状的框体基架24、以及平板状的上部基板25层叠后，利用粘接剂固 定。前述电路基板23、框体基架24以及上部基板25由环氧树脂、 液晶聚合物、陶瓷等电气绝缘体构成。在本实施方式中，电路基板 23、框体基架24以及上部基板25由环氧树脂中混入了玻璃纤维的玻 璃环氧树脂构成。在电路基板23的上下两面上印刷由铜构成的作为导电层的导电 图案23b、 23c。并且，在电路基板23上安装了电装部件，包括设置 在框体22内的构成阻抗变换电路的场效应晶体管26及电容27等。 在前述框体基架24的上下两面以及外侧面上印刷由铜构成的互相连 续的作为导电层的导电图案24b、 24c。并且，将电路基板23上的前 述场效应晶体管26及电容27等电装部件收容配置在该框体基架24 的内部空间内。在电路基板23的上下两面的所需位置上印刷绝缘膜 23e。在前述上部基板25的上下两面以及外侧面上印刷由铜箔等构成 的作为导电层的导电图案25b、 25c。在上部基板25上形成用于从外 部拾取声音的音孔28。并且，在电路基板23以及上部基板25的内 部埋设了由铜箔构成的导电层23d、 25d。该导电层23d、 25d是将导 电层23d、 25d层压到构成电路基板23以及上部基板25的一对树脂 薄片间而形成的。如图1至图3以及图6所示，在前述框体基架24内，在上部基 板25的下侧导电图案25c的下表面，以张架状态粘接由PPS (聚亚 苯基硫醚)的薄膜片材构成的振动膜29，在该振动膜29的上表面利 用金蒸镀形成未图示的导电层。在振动膜29的下表面周侧的4个部 位，粘接固定由与振动膜29的材料同类的PPS等合成树脂构成的小片状的衬垫30。在框体基架24内，在振动膜29的下表面，隔着衬 垫30相对配置背板31。该背板31通过在由不锈钢板构成的基板31a 的上表面粘贴PTFE (聚四氟乙烯)等薄膜31b而构成。该薄膜31b 通过电晕放电等实施了极化处理，通过该极化处理，薄膜31b构成驻 极体层。因此，由于前述背板31构成背极，因而本实施方式的电容 式传声器是后驻极体型。此外，由于前述背板31形成为外周形状比 框体基架24的内周形状小的大致椭圆状的平面形状，因而在它们内 外周面之间形成间隙。在背板31的中央部形成贯通孔32，其用于允 许因前述振动膜29的振引起的空气移动。如图1至图3所示，在前述框体基架24内，在背板31和电路 基板23之间以压縮状态夹装由板弹簧材料构成的保持部件33，利用 该保持部件33的弹力，背板31被从振动膜29的相反侧向与衬垫30 的下表面抵接的方向加压。这样，通过在振动膜29和背板31之间保 持相当于衬垫30厚度的规定间隔，在它们之间形成确保规定容量的 电容部。前述保持部件33通过在不锈钢板的正反两面实施镀金而形 成，经由该保持部件33，前述背板31与电路基板23上的阻抗变换 电路的端子44电气连接。如图1所示，在前述电路基板23以及上部基板25上分别形成 多个通孔34、 35，在这些通孔34、 35的内周面设有与前述导电图案 23b、 23c以及25b、 25c分别连接的导电图案34a、 35a。此外，在通 孔34、 35内分别填充导电材料36、 37，利用该导电材料36、 37和 前述导电图案34a、 35a形成导电部57、 58。并且，形成从上部基板 25的包括导电图案25b、 25c以及通孔35在内的导电部58，经由框 体基架24上的导电图案24b 24d，经由电路基板23上的包括导电图 案23b、 23c以及通孔34在内的导电部57，到达未图示的接地端子 的导电路径。下面详细说明构成前述框体22的电路基板23、框体基架24及 上部基板25，以及它们的层叠固定构造。如图l至图5所示，在框体基架24的下表面以及上表面的内周
缘上，以整体呈环状的方式形成不存在导电图案24C、 24b的基架主体24a的露出部38、 39。与框体基架24的下侧露出部38对应，在 电路基板23的上表面，以沿环状区域排列多个的方式形成不存在导 电图案23b的基板主体23a的露出部40。与框体基架24的上侧露出 部39对应，在上部基板25的下表面，以沿环状区域排列多个的方式 形成不存在导电图案25c的基板主体25a的露出部41。在前述电路基板23的各露出部40和框体基架24的下侧露出部 38之间，隔着作为粘接部件的由环氧树脂构成的粘接剂42，利用该 粘接剂42，电路基板23和框体基架24在由电气绝缘体构成的基板 主体23a、基架主体24a的露出部40、 38上互相粘接固定。此外， 在除了该露出部40、 38以外的部分上，电路基板23上表面的导电图 案23b和框体基架24下表面的导电图案24c直接接合，以使电路基 板23和框体基架24电气连接。同样地，在前述上部基板25的各露出部41和框体基架24的上 侧露出部39之间，隔着作为粘接部件的由环氧树脂构成的粘接剂43， 利用该粘接剂43，上部基板25和框体基架24在由电气绝缘体构成 的基板主体25a、基架主体24a的露出部41、 39上互相粘接固定。 此外，在除了该露出部41、 39以外的部分上，上部基板25下表面的 导电图案25c和框体基架24上表面的导电图案24b直接接合，以使 上部基板25和框体基架24电气连接。作为前述粘接部件即粘接剂，采用例如以环氧和热塑性树脂为 主体的粘接薄膜、由耐高温性丙烯类粘接剂构成的薄膜、由聚烯烃类 树脂构成的粘接薄膜等耐热粘接薄膜。在上述构成的本实施方式的电容式传声器21中，如果来自声源 的声波经由上部基板25的音孔28到达振动膜29，则该振动膜29对 应于声音的频率、振幅以及波形进行振动。并且，随着振动膜29的 振动，振动膜29和背板31间的间隔从设定值发生变化，电容的阻抗 变化。该阻抗的变化利用阻抗变换电路变换为电压信号后输出。下面说明具有前述结构的电容式传声器21的制造方法。在制造该电容式传声器21时，首先如图7所示，利用粘接剂粘
接固定用于分离形成多个振动膜29的振动膜形成薄膜46、和用于分离形成4个1组的多组衬垫30的衬垫形成薄膜47，制作出振动膜组 装体48。在前述衬垫形成薄膜47上排列形成多个透孔47a，在该透 孔47a的内周设置用于分离形成各4个的衬垫30的凸部47b。并且， 在两层薄膜46、 47的粘接状态下，在衬垫形成薄膜47的各透孔47a 内，以适度的张力程度张设振动膜形成薄膜46。然后，如图8所示，在用于分离形成多个上部基板25的上部基 板形成部件49的下表面侧，利用粘接剂粘接固定前述振动膜组装体 48。在此情况下，在上部基板形成部件49上隔着规定间隔形成用于 多个上部基板25的导电图案25b、 25c以及音孔28。在图8中仅示 出下表面侧的导电图案25c。此外，以与各导电图案25c的四角对应， 在上部基板形成部件49上形成用于确定各上部基板25的四角的圆形 的贯通孔49a。并且，如图8下部侧的双点划线所示，仅在上部基板 形成部件49的各导电图案25c上的露出部41的内侧的、该导电图案 25c上的规定粘接区域50内涂敷粘接剂，仅在这些粘接区域50内粘 接振动膜形成薄膜46和导电图案25c。然后，如图8上部侧的双点划线所示，沿设定在衬垫形成薄膜 47的各透孔47a内，同时与前述粘接区域50 —致的假想切割线51， 利用激光冲裁而切割振动膜组装体48，形成其大小可以收容在框体 基架24内的多个振动膜29、以及粘贴在这些振动膜29上的各4个 小片状的衬垫30。在此情况下，由于设定为使假想切割线51位于上 部基板形成材料49上的与由金属材料构成的各导电图案25c对应的 位置上，因而即使使用激光冲裁切割振动膜组装体48，也不会担心 损伤上部基板形成部件49。然后，如图9所示，将已粘接了前述振动膜29的上部基板形成 部件49，层叠到用于分离形成多个框基架24的框体基架形成部件52 上，如后所述利用粘接剂粘接固定。在此情况下，在框体基架形成部 件52上，隔着规定间隔形成成为框体基架24的内侧面的多个透孔 52a。此外，在框体基架形成部件52上，形成用于确定各框体基架 24的四个角的圆形的通孔52b，并且与前述贯通孔52b仅隔很小距离 而形成用于确定各框体基架24的外侧面的长孔状的贯通槽52c、52d。 此外，在框体形成部件52的正反两面，在各贯通孔52b的内周面以 及各贯通槽52c、 52d的内周面上，形成框体基架24的导电图案 24b 24d。并且，在上部基板形成部件49上的各导电图案25c内的露出部 41、以及框体基架形成部件52上的各透孔52a的上部周缘的露出部 39的至少一个上，涂敷与上部基板形成部件49以及与基架形成部件 52同类的环氧类粘接剂，由此使上部基板形成部件49和框体基架形 成部件52在基板主体25a、基架主体24a的露出部41、 39上一体化， 牢固地粘接固定。在此情况下，由于在上部基板形成部件49和框体 基架形成部件52的导电图案25c、 24b之间不隔着粘接剂，因而这些 导电图案25c、 24b之间直接接合而电气连接。此外，如图IO所示，通过使背板31以及保持部件33分别落下 而插入组装到前述框体基架形成部件52的各透孔52a内。然后，如 图11所示，在框体基架形成部件52上层叠用于形成多个电路基板 23的电路基板形成部件53，如后所述进行粘接固定，形成传声器组 装体54。在此情况下，在电路基板形成部件53上形成用于电路基板 23的导电图案23b、 23c及绝缘膜23e，同时预先利用激光焊接，在 导电图案23b上安装场效应晶体管26及电容27等电装部件。该激光 焊接通过对电装部件和导电图案23b、 23c之间的边界照射激光来进 行。图11中仅示出下表面侧的导电图案23c的一部分。此外，以与 各导电图案23c的四个角对应的方式，在电路基板形成部件53上形 成用于确定各电路基板23的四个角的圆形的贯通孔53a。此外，也 可以取代前述激光焊接，使用电弧焊接，或者使用无焊剂焊接或焊剂 清洗焊接。并且，在框体基架形成部件52上的各透孔52a的下部周缘的露 出部38、以及电路基板形成部件53上的各导电图案23b上的露出部 40中的至少一个上，涂敷与框体基架形成部件52以及电路基板形成 部件53同类的环氧类粘接剂，由此框体基架形成部件52和电路基板 形成部件53在基架主体24a、 23a的露出部38、 40上一体化，牢固 地粘接固定。在此情况下，由于框体基架形成部件52和电路基板形成部件53的导电图案24c、 23b之间不隔着粘接剂，因而这些导电图 案24c、 23b之间直接接合，可以获得良好的电气导通。然后，如图12所示，通过用切割锯等，沿穿过前述贯通孔49a、 52b、 53a、贯通槽52c、 52d等的纵横假想切割线55、 56，切割分离 前述传声器组装体54，同时地形成多个电容式传声器21。在这里， 各切割线55、 56设定为，位于将上部基板形成部件49的贯通孔49a、 框体基架形成部件52的贯通孔52b和贯通槽52c、 52d、以及电路基 板形成部件53的贯通孔53a的中心连结的直线上。因此，可以减少 切割阻力，以低负载进行切割作业。此外，在从该传声器组装体54 上切割分离出多个电容式传声器21时，即使在电容式传声器21的四 个角上出现毛刺，也由于该毛剌位于各电容式传声器21的四个角的 前述贯通孔49a、 52b、 53a内，因而可以抑制该毛刺从电容式传声器 21的各边的外侧面突出。此外，由于粘接剂42、 43溢出时，可以使 该粘接剂42、 43向贯通孔49a、 52b、 53a中溢出，因而可以使框体 22的厚度精度保持恒定。这样，上述构成的本实施方式的电容式传声器21，具有以下所 示的效果。(1) 在层叠构成框体22的多个基板23、 25以及基架24的接 合面的一部分上，设有不存在导电图案23b、 24b、 24c、 25c的使树 脂面露出的露出部38 41，在该露出部38~41上粘接固定相对的基板 23、 25以及基架24。因此，与在导电图案等平滑的金属平面间设置 薄的粘接剂层而粘接固定基架及基板等部件的现有结构相比，可以获 得很强的粘接强度。(2) 由于在各基板23、 25以及基架24的接合面上，除了露出 部38~41以外的部分，导电图案23b、 24b、 24c、 25c之间直接接合， 因而可以确保基板23、25以及基架24之间的良好的电气导通。此外， 由于不需要使用添加了导电胶的高价的导电性粘接剂，而是可以使用 普通的粘接剂进行粘接，因而还可以降低制造成本。(3) 由于是使用不含导电胶的粘接剂，同时电装部件是利用作 为无焊剂固定法的激光焊接、电弧焊接或者无焊剂焊接及焊剂清洗焊 接等固定，因而可以防止回流悍接时从导电胶及焊料的焊剂中产生气 体。因此，可以事先防止驻极体层的电荷泄漏，可以获得高性能的电 容式传声器。(4) 由于作为用于粘接基板23、25以及基架24之间的粘接剂， 使用与上述基板23、 25以及基架24同类的环氧树脂，因而不仅可以 提高基板23、 25以及基架24间的粘接强度，而且由于基板23、 25 及基架24与粘接剂的膨胀率也大致相同，所以可以防止由于膨胀率 的不同引起的粘接部剥离等。(5) 由于作为粘接材料，使用作为硬化收縮性粘接剂且硬化收 缩率高的环氧树脂，该粘接剂会随着硬化而大幅度收缩。因此不仅可 以通过粘接剂将基板23、 25以及基架24彼此拉近，提高作为电容式 传声器21的强度，而且还可以提高导电图案23b、 24b、 24c、 25c 间的接触压力，更可靠地确保导通，同时提高框体22的密封性。(6) 由于框体22整体由三层构成，不同于现有构成，其间不 存在衬垫，因此可以利于传声器的小型化，同时由于衬垫被分离为4 块小片，因而几乎不会产生热变形。因此，可以防止因衬垫的变形使 振动膜过度绷紧或过度松驰，能够使之成为灵敏度好的传声器。(7) 利用环氧树脂等电气绝缘体形成电路基板23以及上部基 板25的基板主体23a、 25a，同时在其厚度方向的大致中央部埋设由 铜箔等构成的导电层23d、 25d，成为多层构造。因此，可以提高电 路基板23以及上部基板25的刚性，以提高框体22整体的机械强度， 同时可以提高框体22的电磁屏蔽性，以提高传声器的可靠性。(8) 在电容式传声器21的制造方法中，可以使在接合面之间 溢出的粘接剂漏到贯通孔49a、 52b、 53a及贯通槽52c、 52d侧。因 此，可以防止粘接剂流向框体22的内部侧，以防止该粘接剂引起的静电容量变动等问题。(9) 由于使切割分离电容式传声器21时产生的毛刺处于各电 容式传声器21的四个角的贯通孔49a、 52b、 53a的位置上，以可以 防止向各边的外侧面突出，因而在将电容式传声器21安装到移动电
话的基板上等情况下，可以事先防止电容式传声器21的拆卸等操作 时发生故障。(10)作为用于分别粘接电路基板23的各露出部40和框体基 架24的下侧露出部38之间、以及上部基板25的各露出部41和框体 基架24的上侧露出部39之间的粘接部件，采用由以环氧和热塑性树 脂为主体的粘接薄膜等构成的耐热粘接薄膜。由于这种耐热粘接薄膜 不仅便于操作，而且由回流焊接的热量产生的气体量很少，因而可以 有效地防止电荷泄漏。(第2实施方式)下面，以与前述第1实施方式不同的部分为中心，说明本发明 的第2实施方式。在该第2实施方式中，如图13及图14所示，在电路基板23的 基板主体23a上表面的、含四个角在内的外周部上形成露出部40， 在框体基架24的基架主体24a中的上下两面的含四个角在内的外周 部上形成露出部39，在上部基板25的基板主体25下表面的、含四 个角在内的外周部上形成露出部41。此外，电路基板23和框体基架 24、框体基架24和上部基板25，分别在露出部40、 39间以及露出 部39、 41间，利用同类的粘接剂42、 43粘接。另一方面，由不锈钢构成的衬垫30形成框状，在该衬垫30的 上表面粘接固定振动膜29。此外，该振动膜29和衬垫30的组装体 层叠在上部基板25和框体基架24之间而粘接固定。前述衬垫30在 其四个角上形成斜边部30a，并且在与该斜边部30a对应的位置上， 如前所述，利用同类的粘接剂42、 43粘接框体基架24的露出部39 和上部基板25的露出部41。该第2实施方式也可以获得与前述第1实施方式中所述的效果 大致相同的效果。此外，在该第2实施方式中，在振动膜29的下表面形成金蒸镀 面，同时在振动膜29上形成向上侧折回的折回部30b。因此，在折 回部30b的部分上，确保振动膜29的金蒸镀面与上部基板25的导电
图案25c间的电气导通，同时确保衬垫30和框体基架24的导电图案 24b之间的电气导通。(变形例)此外，本实施方式可以如下述进行变形而具体化。，可以将本发明具体化为薄膜驻极体型的驻极体型电容式传声 器，其取代背板31而使振动膜29具有驻极体的功能。*可以将本发明具体化为电荷泵型的电容式传声器，其使背板31 以及振动膜29均不具有驻极体功能，而是可以通过电荷泵电路向背 板31以及振动膜29施加电压。.可以将本发明具体化为所谓MEMS (micro electro mechanical systems)传声器中，其将由半导体工艺制作出的传声器收容在框体 内。(第3实施方式)下面，以与前述第1实施方式以及第2实施方式不同的部分为 中心，参照图15~图19说明本发明的第3实施方式。如图15及图16所示，本实施方式的电容式传声器121的框体 122的构造为，层叠作为安装基板的平板状的电路基板123、作为框 体基板的四方框状的框体基架124、以及作为上部盖板的平板状的上 部基板125，利用粘接薄膜127A、 127B固定为一体。前述电路基板 123、框体基架124以及上部基板125由环氧树脂等树脂制的电气绝 缘体构成。在本实施方式中，前述部件由玻璃布基材环氧树脂构成， 但并不局限于环氧树脂。如图18 (a)所示，在电路基板123的上表面(此外，也称之为 电路基板123的表面)上，形成作为导电部件的由铜箔构成的导电图 案123a、 123b、 123c。此外，本说明书中的所谓上表面，是指将电 路基板123配置于下方、将框体基架124配置于中间、将上部基板 125配置于上方时向上的面，下表面是指向下的面。在图17、图18(a) 中，为了便于说明，导电图案123a、 123b、 123c用剖面线表示。如图18 (a)所示，导电图案123a，第1端部在电路基板123
上表面，处于靠近长度方向的一端部且靠近宽度方向的一侧端部的位 置上，同时第2端部151在电路基板123的上表面，向靠近中央部延伸出。并且，导电图案123a的第1端部作为导通部150。在这里，在电路基板123上表面，分别将与贯穿电路基板123 的厚度方向的中心轴O (图18(a)参照)正交的宽度方向的轴作为x 轴，将长度方向的轴作为y轴。并且，在电路基板123的上表面，以x轴为对称轴与前述导通 部150线对称的区域Pl、以y轴为对称轴与导通部150线对称的区 域P2、以及以中心轴O为中心点与导通部150点对称的区域P3，被 包含在未设置导电图案的区域(下文称之为无导电图案区域)中。此 外，所谓无导电图案区域，是在电路基板123上表面，被前述导电图 案123c包围，同时将导电图案123a、 123b除外的区域。导电图案 123b在本实施方式中设置多个(本实施方式中为4个)。前述导电图案123c是接地用的导电图案，与框体基架124的框 体形状相对应而设定为框状。导电图案123a、 123b是用于部件连接 的导电图案，用于电源输入与数值信号提取。此外，如图17、图18 (b)所示，在导电图案123a 123c的一 部分的上表面以及无导电图案区域内，包括P1 P3在内的面被保护 层152覆盖。此外，为了便于说明，在图18(b)中，保护层152用剖 面线图示。保护层152作为绝缘部件，例如由环氧树脂等构成，但并不局 限于该材料，只要是绝缘性的合成树脂即可。此外，保护层152在其 整体(即包含P1 P3在内的整体)范围内形成为同样的膜厚，同时 与导通部150的厚度相同。也就是说，位于区域P1 P3的保护层152 的部分和导通部150,均以电路基板123上表面为基准设定为相同的 高度(即厚度)。导通部150和保护层152的厚度通常设定在 20^n 40nm左右。此外，本实施方式中的导通部150和保护层152 的厚度设定为30pm。在保护层152中，靠近导通部150的边形成缺 口 152a，以使导通部150露出。此外，在保护层152中，在与导电 图案123a的第2端部151、各导电图案123b的一端部、以及导电图 案123c的一部分对应的部分上设置窗口 152b，上述部分通过窗口露出。此外，导电图案123c的框状的周部成为不被保护层152覆盖的 露出部分，与框体基架124相对。此外，如图18(c)所示，在电路基板123的下表面(也称之为电 路基板123的反面)上，形成由铜箔构成的多个导电图案123d、 123e(图15中仅图示出1个导电图案123d)。此外，在图18 (c)中， 为了便于说明，导电图案123d、 123e用剖面线表示。并且，在电路基板123上设有多个通孔123g，同时在通孔23g 的内周形成未图示的导电层。并且，经由该多个通孔中的某几个通孔 123g的导电层，前述导电图案123c与电路基板123下表面的导电图 案123d连接。导电图案123d中，其一部分成为接地端子。此外，经由该多个通孔中其余几个通孔的导电层，导电图案 123a、 123b与设置在电路基板123下表面的导电图案123e连接，其 与信号输出端子(未图示)及电源输入端子(未图示)连接。此外，在电路基板123内，如图15所示，设有由铜箔构成的中 间层123f,其与将导电图案123c和导电图案123d之间电气连接的 通孔123g电气连接。此外，在电路基板123上安装场效应晶体管126，其构成设置在 框体122内的作为电装部件的阻抗变换元件。场效应晶体管126与导 电图案123a的第2端部151、以及多个导电图案123b中的某几个导 电图案123b的一端电气连接。前述框体基架124在上下两端具有开口部，如图15所示，在其 上下两端面及侧壁外侧面上形成由铜箔构成的连续的导电图案 124a、 124b、 124c。导电图案124a、 124b如图16、图19所示，在 框体基架124的上下两开口部周缘上以环状设置。此外，在图16、 图19中仅示出导电图案124a，但导电图案124b也以与图16、图19 中所示的导电图案124a相同的形状形成。导电图案124c是通过在该框体基架124的侧壁外侧面中，在除 了该框体基架124的四个角部C外侧面以外的部分上设置的凹部 124i内表面上，涂敷含铜等金属的导电胶，或实施铜箔电镀等金属箔电镀而形成的，与导电图案124a、 124b电气连接(参照图15)， 导电图案124c相当于金属层。此外，也可以在框体基架124上形成导电图案及通孔的最后阶 段，在导电图案124a、 124b上再次形成金属镀层。这样，由于与填 充了树脂的通孔相比，导电图案124a、 124b向表面突出，因而可以 增大粘接薄膜127A进入的间隙，增加粘接强度。此外，在导电图案 124a、 124b上进一步形成金属镀层时的导电图案124a、 124b的厚度， 优选25nm 40jxm左右。在图19中，Ql表示设置在框体基架124的凹部124i内的导电 图案124c范围。如上所述，通过在设置在框体基架124的侧壁外侧 面上的凹部124i内设置导电图案124c，可以进行电磁屏蔽。设置导 电图案124c的部位相当于电磁屏蔽部。此外，在框体基架124的外侧面上，如图19所示，未设置导电 图案124c的部位154a，设置在框体基架124的角部C上。未设置导 电图案124c的部位154a，构成后述的制造方法所示的连结部154的 一部分，该部位154a的外侧面相当于无电磁屏蔽部。在图19中， Q2表示无电磁屏蔽部的范围。此外，下表面侧的导电图案124b如图 15所示，经由电路基板i23上的前述导电图案123c，与电路基板123 下表面的导电图案123d连接。凹部124i内由环氧树脂等绝缘性合成树脂填充而形成填充部 124j (参照图15)。前述环氧树脂等绝缘性合成树脂相当于填充剂 以及树脂填充剂。并且，在框体基架124内，利用前述填充部124j的上下两面和 未设置导电图案124c的部位154a的上下两面，形成大致四方框状的 粘接区域SRa、 SRb。此外，在图19中，仅图示出设置在框体基架 124上表面的粘接区域SRa。粘接区域并不局限于四方框状，也可以 是其它形状，要点在于，只要是与框体基架124的框形状相似的形状 即可。如图15、图16所示，框体基架124下部的开口部周缘、即粘接区域SRb,利用配置在前述导电图案123c外侧的成为四角环状的作 为粘接剂的粘接薄膜127A，与前述电路基板123 —体地粘接固定。 此外，粘接薄膜127A的材料可以使用与填充部124j中使用的树脂填 充剂相同的材料。并且，将电路基板123上的前述场效应晶体管126 的电装部件，收容配置在该框体基架124内。此外，粘接薄膜127A的材料可以是与粘接薄膜127A的框体基 架124的基板所使用的树脂材料部分相同的结构。这样，如果粘接薄 膜127A和电路基板123以及上部基板125均同样是与树脂材料部分 相同的材料，则可以获得同样的效果。如图15所示，在前述上部基板125的上下两面上形成由铜箔等 构成的导电图案125a、 125b。在上部基板125上形成用于从外部拾 取声音的音孔128。如图15、图16所示，框体基架124上部的开口部周缘、即粘接 区域SRa，利用配置在前述导电图案124a外侧的成为四方环状的作 为粘接剂的粘接薄膜127B， 一体地粘接固定前述上部基板125。此 外，粘接薄膜127B的材料，可以使用与填充部124j中使用的树脂填 充剂相同的材料。这样，框体基架124上部的开口部周缘经由衬垫 129、振动膜130与上部基板125—体地连结。如图15及图16所示，在前述框体基架124和上部基板125之 间，夹持固定由绝缘性薄膜构成的环状的衬垫129。此外，衬垫129 利用导电性粘接剂与导电图案124a粘接。在衬垫129上表面，通过 粘接张设由PPS (聚亚苯基硫醚)薄膜等具有绝缘性的合成树脂薄膜 构成的振动膜130，在该振动膜130下表面形成由金蒸镀构成的导电 层130a。在振动膜130以及衬垫129上设有未图示的通孔，导电层130a 可以经由填充在该通孔中的导电胶、以及衬垫129和框体基架124(准 确地说，应该是衬垫129和导电图案124a)间的导电性粘接剂(未 图示)，与导电图案124a导通。如图15所示，在前述上部基板125上形成多个通孔136，在这 些通孔136的内周面上设置与前述导电图案125a、 125b连续的导电
图案125c，此外，在通孔136内填充导电性粘接剂137a,利用该导 电性粘接剂137a和前述导电图案125c形成导电部137。该导电部137 与将前述振动膜130的下表面折回而形成的折回部130b(参照图15) 的导电层130a电气连接。此外，也可以不填充通孔136内的导电性 粘接剂137a而形成导电图案125c，此外，也可以在未形成通孔136 内的导电图案125c的情况下，仅填充导电性粘接剂137a。此外，通 过同时形成导电图案125c和导电性粘接剂137a，可以提高导电性及 屏蔽性。并且，上部基板125的导电图案125a、 125b经由导电部137、 导电层130a、设置在前述振动膜130上的未图示的通孔中的导电胶、 衬垫129和导电图案124a间的导电性粘接剂、以及框体基架124上 的导电图案124a 124c，形成直至电路基板123上的前述接地端子的 导电电路。在框体基架124内，在振动膜130的下表面上隔着衬垫129相 对配置作为极板的背板131。该背板131是通过在由不锈钢板构成的 背板主体131a的上表面粘贴PTFE (聚四氟乙烯)等薄膜131b而构 成的。对该薄膜131b实施了电晕放电之类的极化处理，通过该极化 处理，薄膜131b构成驻极体层。在本实施方式中，前述背板131构 成背极，本实施方式的电容式传声器构成为后驻极体型。此外，前述背板131的外周形状比框体基架124的内周形状小， 形成大致椭圆状的平面形状，在它们的内外周面间形成间隙P。在背 板131的中央部位形成透孔132，其用于允许由前述振动膜130的振 动引起的空气移动。该背板131通过用冲裁刀(未图示)从薄膜131b 侧、即图16的上方侧向下方侧冲裁粘贴了薄膜131b的不锈钢板材而 形成。如图15、图16所示，在前述框体基架124内，在背板131和电 路基板123之间，以压縮状态安装了由弹性材料构成的保持部件133， 利用该保持部件133的弹力，背板131被从振动膜130的相反侧向与 衬垫129的下表面抵接的方向加压。这样，可以通过在振动膜130 和背板131之间保持规定的间隔，形成确保它们之间具有规定容量的
电容部。前述保持部件133，通过冲裁成形在不锈钢板的正反两面实施了镀金的板材形成，具有大致四方环状的框部133a、以及从该框部133a 的四角向下部两侧斜向突出的4个脚部133b。因此，在框部133a下 方的脚部133b之间形成空间S。并且在本实施方式中，如图15所示， 电路基板123上的前述场效应晶体管126配置在前述空间内S的各 一对脚部133b之间。在前述保持部件133的框部133a的上表面，突出形成与背板131 的下表面抵接的4个作为球面状突出部的接触部134,同时在各脚部 133b的端部下表面，突出形成4个作为球面状突出部的接触部135。多个脚部133b中的一个脚部133b经由接触部135与导通部150 接触，其余各脚部133b在前述电路基板123上表面，经由接触部135 与包含在无导电图案区域内的位于区域P1~P3的保护层152上表面 接触。此外，在该电容式传声器121中，如果来自声源的声波经由上 部基板125的音孔128到达振动膜130，则该振动膜130对应于声音 的频率、振幅以及波形进行振动。并且随着振动膜130的振动，振动 膜130和背板131之间的间隔从设定值发生变化，电容部的阻抗变化。 该阻抗值的变化被阻抗变换元件变换为电压信号后输出。本实施方式的电容式传声器，在框体基架124的正反面上具有 粘接区域SRa、 SRb，不是经由金属层，而是利用粘接剂分别将上部 基板125、安装电装部件的电路基板123粘接到框体基架124正反面 的全部粘接区域SRa、 SRb上。其结果，可以提高框体基架124的绝 缘基板Kc (芯材)和电路基板123、以及框体基架124的绝缘基板 Kc (芯材)和上部基板125之间的粘接性。此外，由于位于粘接区域SRa、 SRb的前述填充部124j的上下 两面、上部基板125以及电路基板123、填充部124j与粘接剂均是 同一材料，因而不会损害粘接性。此外，本实施方式还可以如下变形而具体化。O前述实施方式是用不锈钢板构成背板131a，但也可以用黄铜 板构成，或用钛板等构成。O也可以在由驻极体用的高分子薄膜构成振动膜130的薄膜驻 极体型的电容式传声器的制造方法中，应用本发明。O也可以在具有升压电路的电荷泵型的电容式传声器的制造方 法中，应用本发明。在这样构成的情况下，可以取代驻极体层，在振动膜130以及背板131上设置彼此相对的电极。o此外，在前述实施方式中说明了后驻极体型的驻极体电容式 传声器，但也可以将本发明应用于前驻极体型的驻极体电容式传声器oO安装在前述实施方式的电路基板123上的阻抗变换元件是例 示，只要能够检测出静电容量变动的众所周知的器件，可以采用模拟 /数字的任一种动作方法。
权利要求
1.一种传声器的框体，其具有合成树脂制的基架，该基架中穿透设置用于收容电声变换单元的空间，为了闭塞该空间的开口，将合成树脂制的基板与前述基架接合，在基架及基板的接合面上分别设置导电层，使两个导电层电气连接，其特征在于，在前述基架以及基板的接合面上设置使各自的合成树脂面露出的露出部，在该露出部上粘接固定基架和基板。
2. 根据权利要求1所述的传声器框体，其特征在于， 由同类材料构成基架及基板，同时利用与它们同类的粘接部件粘接该基架和基板。
3. 根据权利要求2所述的传声器框体，其特征在于， 作为粘接部件，使用耐热粘接薄膜。
4. 根据权利要求2所述的传声器框体，其特征在于， 作为粘接部件，使用硬化收縮性粘接部件。
5. 根据权利要求3所述的传声器框体，其特征在于， 利用安装了电装部件的基板闭塞基架的一个开口，同时利用形成音孔的基板闭塞另一个开口。
6. 根据权利要求5所述的传声器框体，其特征在于， 利用无焊剂固定法将前述电装部件固定到前述基板上。
7. 根据权利要求1所述的电容式传声器框体，其特征在于， 在前述电容式传声器框体中，在具有金属层的框体基板的正反面设置粘接区域，利用粘接剂 分别将上部基板、安装电装部件的电路基板粘接在该粘接区域上， 利用粘接剂将上部基板和安装电装部件的电路基板分别粘接固 定到前述框体基板正反面的全部粘接区域上，而不经过前述金属层。
全文摘要
使构成框体的基架以及基板以确保相互间导电的状态牢固地粘接固定。在由多个基架(24)和基板(23、25)构成的框体(22)内设置具有振动膜(29)的电容部以及对该电容部的静电电容量变化进行电气变换处理的电装部件(26、27)。经由设置在框体(22)的基板(23、25)以及基架(24)上的导电图案(23b、23c、24b～24d、25b、25c)使电容部和电装部件电气连接。在各基板(23、25以及基架(24)的接合面的一部分上设置使由电气绝缘体构成的基板主体(23a、25a)以及基架主体(24a)露出的露出部(38～41)，在该露出部间粘接固定相对的基板(23、25)以及基架(24)。
文档编号H04R19/04GK101115326SQ20071012964
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者伊藤元阳, 佃保德, 泽本则弘, 米原贤太郎 申请人:星精密株式会社