JP3363359B2 - Electret condenser microphone - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエレクトレットコン
デンサマイクロホンに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electret condenser microphone.
【０００２】[0002]
【従来の技術】振動板と電極板とエレクトレット材とで
コンデンサ部を形成するエレクトレットコンデンサマイ
クロホンは、振動板とエレクトレット材の位置関係によ
ってバックエレクトレット方式とホイルエレクトレット
方式に大別され、最近ではフロントエレクトレット方式
と呼ばれるものも出願人により開発されている。これら
のうち、バックエレクトレットのコンデンサマイクロホ
ンとフロントエレクトレット方式のコンデンサマイクロ
ホンの各概略構造を図５及び図６に示す。2. Description of the Related Art Electret condenser microphones, which form a condenser portion with a diaphragm, an electrode plate and an electret material, are roughly classified into a back electret method and a wheel electret method according to the positional relationship between the diaphragm and the electret material. The so-called method has also been developed by the applicant. Of these, schematic structures of a back electret condenser microphone and a front electret condenser microphone are shown in FIGS. 5 and 6.
【０００３】バックエレクトレット方式のコンデンサマ
イクロホンは、図５に示されるように、カプセル１内に
後面側から前面側へプリント基板２、保持体３、背極板
４、エレクトレット層５、スペーサ６、振動板７及びリ
ング８を順番に配置し、保持体３の内側にＩＣ素子９を
配置した構造になっている。As shown in FIG. 5, a back electret type condenser microphone includes a printed circuit board 2, a holder 3, a back electrode plate 4, an electret layer 5, a spacer 6 and a vibration in a capsule 1 from the rear surface side to the front surface side. The plate 7 and the ring 8 are arranged in order, and the IC element 9 is arranged inside the holding body 3.
【０００４】エレクトレット層５は、ここではスペーサ
６により形成された空間を介して振動板７の後面側に位
置している。このために、この方式はバックエレクトレ
ット方式と呼ばれている。そしてエレクトレット層５
は、電極板としての背極板４の表面に溶着された１２．
５〜２５μｍ程度の高分子フィルム（通常ＦＥＰ）によ
り形成されている。Here, the electret layer 5 is located on the rear surface side of the diaphragm 7 with a space formed by the spacer 6 interposed therebetween. For this reason, this method is called a back electret method. And the electret layer 5
Was welded to the surface of the back electrode plate 4 as an electrode plate.
It is formed of a polymer film (usually FEP) having a thickness of about 5 to 25 μm.
【０００５】ＩＣ素子９はインピーダンス変換用のＦＥ
Ｔであり、その入力端子９ａは前面側の背極板４と接続
され、出力端子９ｂは後面側のプリント基板２と接続さ
れている。なお、１ａはカプセル１の前面部に形成され
た音孔、１′はその前面部の表面に貼り付けられた前面
クロスである。The IC element 9 is an FE for impedance conversion.
The input terminal 9a is connected to the back electrode plate 4 on the front surface side, and the output terminal 9b is connected to the printed circuit board 2 on the rear surface side. 1a is a sound hole formed in the front surface of the capsule 1 and 1'is a front cloth attached to the surface of the front surface.
【０００６】一方、フロントエレクトレット方式のコン
デンサマイクロホンは、図６に示されるように、カプセ
ル１内に後面側から前面側へプリント基板２、保持体
３、振動板７、スペーサ６及びエレクトレット層５を順
番に配置し、保持体３の内側にＩＣ素子９を配置した構
造になっている。On the other hand, as shown in FIG. 6, the front electret type condenser microphone includes a printed board 2, a holder 3, a diaphragm 7, a spacer 6, and an electret layer 5 in the capsule 1 from the rear side to the front side. The IC elements 9 are arranged in order, and the IC element 9 is arranged inside the holder 3.
【０００７】エレクトレット層５は、ここでは振動板７
の前面側に位置する電極板としてのカプセル前面部の裏
面に被覆されており、振動板７の前面側にエレクトレッ
ト層５が配置されている点で、この方式はフロントエレ
クトレット方式と呼ばれている。そしてエレクトレット
層５は、バックエレクトレット方式の場合と同様に、カ
プセル前面部の裏面に溶着された厚みが１２．５〜２５
μｍ程度の高分子フィルム（通常ＦＥＰ）により形成さ
れている。The electret layer 5 is a diaphragm 7 in this case.
This method is called a front electret method in that it is covered on the back surface of the capsule front surface portion serving as an electrode plate located on the front surface side of the plate and the electret layer 5 is arranged on the front surface side of the diaphragm 7. . The electret layer 5 has a thickness of 12.5 to 25, which is welded to the back surface of the capsule front surface portion, as in the case of the back electret method.
It is formed of a polymer film (usually FEP) of about μm.
【０００８】また、エレクトレット層５と振動板７の間
に空間を形成するためのスペーサ６としては、いずれの
方式の場合も、額縁状に打ち抜いて形成された厚みが３
０μｍ程度の高分子フィルム（通常ＰＥＴ）が使用され
ている。In any of the methods, the spacer 6 for forming a space between the electret layer 5 and the diaphragm 7 has a thickness of 3 mm formed by punching in a frame shape.
A polymer film having a thickness of about 0 μm (usually PET) is used.
【０００９】なお、ホイルエレクトレット方式のコンデ
ンサマイクロホンは、背極板の前面側に設けられる振動
板自体をエレクトレット効果をもつ高分子フィルムによ
り形成したものであり、エレクトレット層が振動板から
分離していない点でバックエレクトレット方式及びフロ
ントエレクトレット方式のものとは区別される。In the foil electret type condenser microphone, the diaphragm itself provided on the front side of the back electrode plate is formed of a polymer film having an electret effect, and the electret layer is not separated from the diaphragm. In this respect, the back electret type and the front electret type are distinguished.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】エレクトレット層が振
動板から分離したバックエレクトレット方式及びフロン
トエレクトレット方式のコンデンサマイクロホンには、
そのエレクトレット層や、エレクトレット層と振動板の
間に空間を形成するためのスペーサに関連して、次のよ
うな問題がある。The back electret type and front electret type condenser microphones in which the electret layer is separated from the diaphragm include:
The following problems are associated with the electret layer and the spacer for forming a space between the electret layer and the diaphragm.
【００１１】エレクトレット層５としては、厚みが１
２．５〜２５μｍ程度の高分子フィルムが使用されてお
り、これが基体である電極板の振動板側の表面、具体的
には背極板４の表面やカプセル前面部の裏面に溶着され
ているが、溶着作業等に関連してエレクトレット層７に
歪みが生じるのを避け得ず、この歪みによるエレクトレ
ット層７の機械的応力が保持電荷を不安定にし、マイク
ロホンの性能を低下させる原因になっている。The electret layer 5 has a thickness of 1
A polymer film having a thickness of about 25 to 25 μm is used, and this is welded to the surface of the electrode plate, which is the base, on the diaphragm side, specifically, the surface of the back electrode plate 4 and the back surface of the capsule front surface. However, it is unavoidable that the electret layer 7 is distorted in association with welding work, and the mechanical stress of the electret layer 7 due to this strain makes the retained charge unstable and deteriorates the performance of the microphone. There is.
【００１２】エレクトレット層５として使用される高分
子フィルムの製造上の制限や溶着作業上の制限等から、
その厚みを１２．５μｍ程度以下に薄くすることが難し
い。ここで、マイクロホンの感度は、エレクトレット層
５の厚みが薄いほど向上することが知られているが、そ
の厚みを１２．５μｍ程度以下に薄くすることが難しい
ため、その感度が制限されている。Due to the restrictions on the production of the polymer film used as the electret layer 5 and the restrictions on the welding work,
It is difficult to reduce the thickness to about 12.5 μm or less. Here, it is known that the sensitivity of the microphone increases as the thickness of the electret layer 5 decreases, but it is difficult to reduce the thickness to about 12.5 μm or less, and therefore the sensitivity is limited.
【００１３】エレクトレット層５と振動板７の間に空間
を形成するためのスペーサ６については、額縁状に打ち
抜いて形成された厚みが３０μｍ程度の高分子フィルム
が使用されているが、抜きバリや挿入枚数の間違いが多
発するために、量産性を低下させる原因になっている。As the spacer 6 for forming a space between the electret layer 5 and the diaphragm 7, a polymer film having a thickness of about 30 μm formed by punching in a frame shape is used. Since mistakes in the number of inserted sheets occur frequently, this is a cause of deterioration in mass productivity.
【００１４】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、エレクトレット層に機械的応力が生じるのを
防ぎ、合わせてエレクトレット層の薄膜化を図ることに
より、大幅な性能向上を可能にするエレクトレットコン
デンサマイクロホンを提供することを目的としている。The present invention was devised in view of such circumstances, and it is possible to significantly improve the performance by preventing mechanical stress from being generated in the electret layer and by making the electret layer thin. It is intended to provide an electret condenser microphone.
【００１５】本発明の他の目的は、エレクトレット層と
振動板の間に空間を形成するためのスペーサに起因する
量産性の低下要因を取り除くことにより、量産性の大幅
向上を可能にするエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンを提供することにある。Another object of the present invention is to provide an electret condenser microphone capable of significantly improving mass productivity by removing a factor of decreasing mass productivity due to a spacer for forming a space between the electret layer and the diaphragm. To provide.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンは、振動板と、その振動板のいずれか一方の表面に対
向して配置された電極板と、その電極板の前記振動板の
側の表面に形成されたエレクトレット層とを有するエレ
クトレットコンデンサマイクロホンにおいて、前記エレ
クトレット層を、電極板の表面上に直接成膜された薄膜
としたものである。In order to achieve the above-mentioned object, an electret condenser microphone according to the present invention comprises a diaphragm, and an electrode plate arranged so as to face one surface of the diaphragm. In an electret condenser microphone having an electret layer formed on the surface of the electrode plate on the side of the diaphragm, the electret layer is a thin film directly formed on the surface of the electrode plate.
【００１７】具体的には、振動板と、その後面側に配置
された背極板と、背極板の振動板側の表面に形成された
エレクトレット層とでコンデンサ部を形成するバックエ
レクトレット方式のコンデンサマイクロホンの場合は、
背極板の表面に形成されるエレクトレット層をこの薄膜
とし、カプセル内に収容された振動板と、その前面側に
位置するカプセル前面部と、カプセル前面部の振動板側
の表面（裏面）に形成されたエレクトレット層とでコン
デンサ部を形成するフロントエレクトレット方式のコン
デンサマイクロホンの場合は、カプセル前面部の振動板
側の表面（裏面）に形成されるエレクトレット層をこの
薄膜とする。More specifically, a back electret system in which a capacitor portion is formed by a diaphragm, a back electrode plate arranged on the rear surface side thereof, and an electret layer formed on the surface of the back electrode plate on the diaphragm side. For condenser microphones,
The electret layer formed on the surface of the back electrode plate is used as this thin film, and the diaphragm contained in the capsule, the capsule front part located on the front side thereof, and the surface (rear surface) of the capsule front part on the diaphragm side. In the case of a front electret-type condenser microphone that forms a condenser portion with the formed electret layer, the thin electret layer is formed on the diaphragm-side surface (back surface) of the capsule front portion.
【００１８】振動板から分離したエレクトレット層を、
その電極板である背極板の表面やカプセル前面部の裏面
に直接成膜することにより、エレクトレット層に歪みが
生じず、その歪みに起因する機械的応力による性能低下
が回避される。また、エレクトレット層の厚みを１μｍ
程度まで薄膜化することができる。従って、エレクトレ
ット層に高分子フィルムを使用する場合と比べてマイク
ロホンの性能が著しく向上する。また、成膜は溶着より
作業効率が高いので、この点から量産性が向上する。The electret layer separated from the diaphragm is
By directly forming a film on the surface of the back electrode plate, which is the electrode plate, or the back surface of the capsule front surface, distortion does not occur in the electret layer, and performance deterioration due to mechanical stress caused by the distortion is avoided. The thickness of the electret layer is 1 μm.
It can be thinned to some extent. Therefore, the performance of the microphone is significantly improved as compared with the case where the polymer film is used for the electret layer. Further, since the film formation has higher working efficiency than the welding, mass productivity is improved from this point.
【００１９】このような薄膜からなるエレクトレット層
の材質としては、ＳｉＯ2 やＦＥＰ等のエレクトレット
素材を用いることができる。その成膜方法としては、ス
ピンナー・コートが挙げられ、それ以外に抵抗加熱蒸
着、ＥＢ蒸着（電子ビーム蒸着）、スパッタリング（高
周波、イオンビーム、プレナーマグネトロン等によるス
パッタリング）、ＣＶＤ（プラズマ、減圧、常圧、光等
による化学気相成長）等の周知の成膜方法を用いること
ができる。As a material for the electret layer composed of such a thin film, an electret material such as SiO 2 or FEP can be used. Examples of the film forming method include spinner coating, and other than that, resistance heating vapor deposition, EB vapor deposition (electron beam vapor deposition), sputtering (high frequency, ion beam, sputtering by a planar magnetron, etc.), CVD (plasma, reduced pressure, ordinary A well-known film forming method such as chemical vapor deposition using pressure or light can be used.
【００２０】エレクトレット層が形成される電極板（背
極板やカプセル前面部）の平面形状は、角形でも丸形で
もよく、特にその形状を限定するものではない。The planar shape of the electrode plate (back electrode plate or capsule front surface portion) on which the electret layer is formed may be square or round, and the shape thereof is not particularly limited.
【００２１】エレクトレット層の厚みは、成膜が可能な
範囲内で薄いほど好ましく、１〜５μｍの範囲内が好適
である。１μｍ未満では均一な膜厚の成膜が困難であ
り、１０μｍを超えた場合は、マイクロホンの大幅な性
能向上を期待できない。The thickness of the electret layer is preferably as thin as possible in the range where film formation is possible, and is preferably in the range of 1 to 5 μm. If it is less than 1 μm, it is difficult to form a film having a uniform thickness, and if it exceeds 10 μm, a significant improvement in the performance of the microphone cannot be expected.
【００２２】本発明に係るエレクトレットコンデンサマ
イクロホンがバックエレクトレット方式の場合、背極板
の周縁部表面を振動板側へ突出させ、その突出部を、エ
レクトレット層と振動板の間に空間を形成するためのス
ペーサとして機能させると共に、突出部に囲まれた背極
板の凹部表面に、薄膜からなるエレクトレット層を被覆
することにより、高分子フィルムからなるスペーサが不
要になり、量産性が向上する。When the electret condenser microphone according to the present invention is of the back electret type, the peripheral surface of the back electrode plate is projected toward the diaphragm side, and the projecting portion forms a space between the electret layer and the diaphragm. In addition, the spacer surface made of a polymer film is not required by coating the electret layer made of a thin film on the surface of the recess of the back electrode plate surrounded by the protrusions, thereby improving mass productivity.
【００２３】また、背極板の表面に形成された薄膜から
なるエレクトレット層の周縁部表面に、エレクトレット
層と振動板の間に空間を形成するためのスペーサを印刷
によって形成することにより、高分子フィルムからなる
スペーサを使用する場合に問題となる抜きバリや挿入枚
数の間違いが生じなくなるので、やはり量産性が向上
し、スペーサの厚みも自由に選択可能となる。Further, a spacer for forming a space between the electret layer and the diaphragm is formed by printing on the peripheral surface of the electret layer formed of a thin film formed on the surface of the back electrode plate, so that the polymer film is removed. Since no burrs and mistakes in the number of inserted sheets, which would be a problem when using the spacers, are improved, mass productivity is improved and the thickness of the spacers can be freely selected.
【００２４】また、背極板をＳｉ基板の表面に成膜され
た金属薄膜とし、その金属薄膜の表面に、薄膜からなる
エレクトレット層を形成し、エレクトレット層の周縁部
表面に、エレクトレット層と振動板の間に空間を形成す
るためのスペーサを印刷により形成する構造も可能とな
る。この構造は、Ｓｉ基板にＩＣ素子を集積させること
により、超小型マイクロホンの製造を可能にする。Further, the back electrode plate is a metal thin film formed on the surface of the Si substrate, an electret layer made of a thin film is formed on the surface of the metal thin film, and the electret layer and the vibration are formed on the peripheral surface of the electret layer. A structure in which spacers for forming spaces between the plates are formed by printing is also possible. This structure makes it possible to manufacture a microminiature microphone by integrating IC elements on a Si substrate.
【００２５】本発明に係るエレクトレットコンデンサマ
イクロホンがフロントエレクトレット方式の場合は、カ
プセル前面部の振動板側の表面（裏面）に形成された薄
膜からなるエレクトレット層の周縁部表面に、エレクト
レット層と振動板の間に空間を形成するためのスペーサ
を印刷によって形成することにより、高分子フィルムか
らなるスペーサを使用する場合に問題となる抜きバリや
挿入枚数の間違いが生じなくなるので、量産性が向上
し、スペーサの厚みも自由に選択可能となる。When the electret condenser microphone according to the present invention is of the front electret type, the space between the electret layer and the diaphragm is formed on the peripheral surface of the electret layer formed of a thin film formed on the diaphragm-side surface (rear surface) of the capsule front surface. By forming the spacer for forming the space by printing, since there is no error in the burrs and the number of inserted sheets, which is a problem when using a spacer made of a polymer film, mass productivity is improved and The thickness can be freely selected.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る
エレクトレットコンデンサマイクロホンの主要部の概略
的縦断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to the first embodiment of the present invention.
【００２７】本発明の第１実施形態に係るエレクトレッ
トコンデンサマイクロホンは、振動板の後面側に配置さ
れる背極板４の表面にエレクトレット層５を形成したバ
ックエレクトレット方式のコンデンサマイクロホンであ
る。The electret condenser microphone according to the first embodiment of the present invention is a back electret condenser microphone in which an electret layer 5 is formed on the surface of a back electrode plate 4 arranged on the rear surface side of a diaphragm.
【００２８】エレクトレット層５は、スピンナー・コー
ト、抵抗加熱蒸着、ＥＢ蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ
等を用いて背極板４の表面にＳｉＯ2 やＦＥＰ等を直接
成膜して形成した厚みが１μｍ程度の薄膜である。エレ
クトレット層５の周縁部表面には、その前面側に配置さ
れる振動板との間に空間を形成するためのスペーサ６
が、スクリーン印刷により３０μｍ程度の厚みに形成さ
れている。The electret layer 5 is formed by spinner coating, resistance heating vapor deposition, EB vapor deposition, sputtering, CVD.
Is a thin film having a thickness of about 1 μm formed by directly depositing SiO 2 , FEP, or the like on the surface of the back electrode plate 4 using the above. On the surface of the peripheral portion of the electret layer 5, a spacer 6 for forming a space between the electret layer 5 and a diaphragm arranged on the front side thereof.
Is formed to have a thickness of about 30 μm by screen printing.
【００２９】このような背極板４とエレクトレット層５
とスペーサ６の一体化部材を使用することにより、図５
に示すようなバックエレクトレット方式のコンデンサマ
イクロホンが構成される。Such a back electrode plate 4 and an electret layer 5
By using the integrated member of the spacer 6 and the spacer 6, as shown in FIG.
A back electret type condenser microphone as shown in FIG.
【００３０】構成されたバックエレクトレット方式のコ
ンデンサマイクロホンは、従来のものと比較して次のよ
うな特徴を有する。The back electret type condenser microphone thus constructed has the following features as compared with the conventional ones.
【００３１】背極板２の表面に直接成膜を行ってエレク
トレット層５を形成するので、エレクトレット層５に歪
みが生じず、機械的応力も生じない。このため、エレク
トレット層５の機械的応力に起因するマイクロホンの性
能低下が回避され、その性能が向上する。Since the electret layer 5 is formed by directly forming a film on the surface of the back electrode plate 2, no strain is generated in the electret layer 5 and no mechanical stress is generated. Therefore, performance deterioration of the microphone due to mechanical stress of the electret layer 5 is avoided, and its performance is improved.
【００３２】エレクトレット層５の厚みを薄くすること
ができる点からも、マイクロホンの性能が向上する。そ
の理由は次のように説明される。The performance of the microphone is also improved in that the thickness of the electret layer 5 can be reduced. The reason is explained as follows.
【００３３】振動板とエレクトレット層とにより形成さ
れるコンデンサ部の出力ｅは式１により表される。式１
中のｋは定数、Ｃ1 は振動板とエレクトレット層の間に
形成される空間の容量、Ｃ2 はエレクトレット層の容
量、ΔＣ1 は音圧が加わったときの前記空間の容量変化
分である。
ｅ＝ｋ・〔ΔＣ1 ／（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）〕・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）・・・（１）The output e of the capacitor portion formed by the diaphragm and the electret layer is expressed by the equation 1. Formula 1
Where k is a constant, C 1 is the capacity of the space formed between the diaphragm and the electret layer, C 2 is the capacity of the electret layer, and ΔC 1 is the change in capacity of the space when sound pressure is applied. . e = k · [ΔC 1 / (C 1 + C 2 )] · sin (ωt + φ) (1)
【００３４】エレクトレット層として高分子フィルムを
使用する従来のコンデンサマイクロホンの場合、空間の
厚み（スペーサの厚み）は３０μｍ程度で、高分子フィ
ルムの厚みは１２．５〜２５μｍである。概略的に空間
の容量と高分子フィルムの容量を等しいとすると、そう
したときのコンデンサ部の出力ｅ1 は式２により表され
る。
ｅ1 ≒ｋ・（１／２）・（ΔＣ1 ／Ｃ1 ）・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）・・・（２）In the case of a conventional condenser microphone using a polymer film as the electret layer, the space thickness (spacer thickness) is about 30 μm, and the polymer film thickness is 12.5 to 25 μm. Assuming that the capacity of the space and the capacity of the polymer film are approximately equal to each other, the output e 1 of the capacitor portion at that time is expressed by the equation 2. e 1 ≈k ・ (1/2) ・ (ΔC 1 / C 1 ) ・ sin (ωt + φ) ・ ・ ・ (2)
【００３５】一方、背極板の表面に直接成膜を行ってエ
レクトレット層を形成することにより、その厚みを１μ
ｍ程度まで減じることができるが、その場合はＣ2 ≒０
とみなすことができるので、そうしたときのコンデンサ
部の出力ｅ2 は式３により表される。
ｅ2 ≒ｋ・（ΔＣ1 ／Ｃ1 ）・ｓｉｎ（ωｔ＋φ）・・・（３）On the other hand, by directly forming a film on the surface of the back electrode plate to form an electret layer, the thickness of the electret layer is reduced to 1 μm.
It can be reduced to about m, but in that case C 2 ≈ 0
Therefore, the output e 2 of the capacitor unit at that time is expressed by the equation 3. e 2 ≈k · (ΔC 1 / C 1 ) · sin (ωt + φ) (3)
【００３６】式２と式３の比較から分かるように、背極
板の表面に直接成膜を行ってエレクトレット層を薄膜化
することにより、２倍の出力が得られ、感度としては６
ｄＢ向上する。即ち、準コンデンサ型のマイクロホンが
得られ、感度が大幅に向上するのである。As can be seen from the comparison between equations (2) and (3), by directly forming a film on the surface of the back electrode plate to thin the electret layer, a double output can be obtained, and the sensitivity is 6
Improves dB. That is, a quasi-condenser type microphone is obtained, and the sensitivity is greatly improved.
【００３７】これらの性能向上に加え、エレクトレット
層５の形成工程が簡略化されるので、量産性向上の効果
も得られる。In addition to these performance improvements, the process of forming the electret layer 5 is simplified, so that the effect of improving mass productivity can be obtained.
【００３８】また、スペーサ６については、スクリーン
印刷によって形成されていることにより、高分子フィル
ムからなるスペーサを使用する場合に問題となる抜きバ
リや挿入枚数の間違いが生じなくなるので、この点から
も量産性が向上し、その厚み選択も自由になる。Further, since the spacer 6 is formed by screen printing, there will be no burrs and mistakes in the number of inserted sheets which would be a problem when a spacer made of a polymer film is used. Mass productivity is improved and the thickness can be freely selected.
【００３９】図２は本発明の第２実施形態に係るエレク
トレットコンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断
面図である。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to the second embodiment of the present invention.
【００４０】本発明の第２実施形態に係るエレクトレッ
トコンデンサマイクロホンは、第１実施形態に係るエレ
クトレットコンデンサマイクロホンと同様に、振動板の
後面側に配置される背極板４の表面にエレクトレット層
５を被覆したバックエレクトレット方式のコンデンサマ
イクロホンである。The electret condenser microphone according to the second embodiment of the present invention has the electret layer 5 on the surface of the back electrode plate 4 arranged on the rear side of the diaphragm, as in the electret condenser microphone according to the first embodiment. It is a back electret condenser microphone that is covered.
【００４１】第１実施形態に係るエレクトレットコンデ
ンサマイクロホンと相違する点は、背極板５とその前面
側の振動板との間に空間を形成するためのスペーサを、
背極板５の一部により形成して、スペーサ部材を省略可
能とした点である。The difference from the electret condenser microphone according to the first embodiment is that a spacer for forming a space between the back electrode plate 5 and the diaphragm on the front side thereof is
It is a point that the spacer member can be omitted by forming it by a part of the back electrode plate 5.
【００４２】即ち、ここにおける背極板５は、周縁部を
前面側へ突出する形状に加工したものである。その突出
部５ａは、突出部５ａに囲まれた凹部５ｂに対する高さ
ｈを例えば３０μｍ程度することにより、スペーサとし
て機能する。この場合、エレクトレット層５は凹部５ｂ
の表面に直接成膜により形成される。That is, the back electrode plate 5 here has a peripheral edge portion processed into a shape protruding toward the front side. The protrusion 5a functions as a spacer by setting the height h with respect to the recess 5b surrounded by the protrusion 5a to about 30 μm, for example. In this case, the electret layer 5 has the recess 5b.
It is formed by film formation directly on the surface of.
【００４３】この構造によると、スクリーン印刷の工程
さえも不要になるので、量産性が一層向上する。According to this structure, even the screen printing step is not required, and the mass productivity is further improved.
【００４４】図３は本発明の第３実施形態に係るエレク
トレットコンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断
面図である。FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to the third embodiment of the present invention.
【００４５】本発明の第３実施形態に係るエレクトレッ
トコンデンサマイクロホンも又、第１実施形態及び第２
実施形態に係るエレクトレットコンデンサマイクロホン
と同様に、振動板の後面側に配置される背極板４の表面
にエレクトレット層５を形成したバックエレクトレット
方式のコンデンサマイクロホンである。The electret condenser microphone according to the third embodiment of the present invention is also the first and second embodiments.
Similar to the electret condenser microphone according to the embodiment, it is a back electret condenser microphone in which the electret layer 5 is formed on the surface of the back electrode plate 4 arranged on the rear surface side of the diaphragm.
【００４６】第１実施形態及び第２実施形態に係るエレ
クトレットコンデンサマイクロホンと相違する点は、Ｓ
ｉ基板１０の表面に金属薄膜の成膜により背極板４を形
成した点である。その金属薄膜の表面には、成膜により
薄膜のエレクトレット層５が形成されており、エレクト
レット層５の周縁部表面には、エレクトレット層と振動
板の間に空間を形成するためのスペーサ６がスクリーン
印刷により形成されているが、これらは第１実施形態に
係るエレクトレットコンデンサマイクロホンと同様であ
る。The difference from the electret condenser microphones according to the first and second embodiments is S
The back electrode plate 4 is formed on the surface of the i substrate 10 by forming a metal thin film. A thin film electret layer 5 is formed on the surface of the metal thin film by film formation, and a spacer 6 for forming a space between the electret layer and the diaphragm is formed by screen printing on the peripheral surface of the electret layer 5. Although formed, these are similar to the electret condenser microphone according to the first embodiment.
【００４７】この構造によると、Ｓｉ基板１０にＩＣ素
子を集積させることができる。これにより、超小型マイ
クロホンの製造が可能になる。According to this structure, IC elements can be integrated on the Si substrate 10. This allows the manufacture of microminiature microphones.
【００４８】図４は本発明の第４実施形態に係るエレク
トレットコンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断
面図である。FIG. 4 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to the fourth embodiment of the present invention.
【００４９】本発明の第４実施形態に係るエレクトレッ
トコンデンサマイクロホンは、カプセル１内に収容され
る振動板の前面側に位置するカプセル前面部の裏面にエ
レクトレット層５を形成したフロントエレクトレット方
式のコンデンサマイクロホンである。The electret condenser microphone according to the fourth embodiment of the present invention is a front electret condenser microphone in which the electret layer 5 is formed on the back surface of the capsule front surface portion located on the front surface side of the diaphragm housed in the capsule 1. Is.
【００５０】ここにおけるエレクトレット層５も、スピ
ンナー・コート、抵抗加熱蒸着、ＥＢ蒸着、スパッタリ
ング、ＣＶＤ等を用いてカプセル前面部の裏面にＳｉＯ
2 やＦＥＰ等を直接成膜して形成した厚みが１μｍ程度
の薄膜である。エレクトレット層５の周縁部裏面には、
その後面側に配置される振動板との間に空間を形成する
ためのスペーサ６が、スクリーン印刷により３０μｍ程
度の厚みに形成されている。The electret layer 5 here is also formed on the back surface of the front surface of the capsule by spinner coating, resistance heating vapor deposition, EB vapor deposition, sputtering, CVD or the like.
It is a thin film with a thickness of about 1 μm formed by directly forming 2 or FEP. On the back surface of the peripheral portion of the electret layer 5,
A spacer 6 for forming a space between the diaphragm and the rear surface thereof is formed by screen printing to have a thickness of about 30 μm.
【００５１】このようなカプセル１とエレクトレット層
５とスペーサ６の一体化部材を使用することにより、図
６に示すようなフロントエレクトレット方式のコンデン
サマイクロホンが構成される。By using such an integral member of the capsule 1, the electret layer 5 and the spacer 6, a front electret type condenser microphone as shown in FIG. 6 is constructed.
【００５２】構成されたフロントエレクトレット方式の
コンデンサマイクロホンも、バックエレクトレット方式
の場合と同様の理由により、高性能であり、且つ量産性
に優れる。The constructed front electret type condenser microphone is also high in performance and excellent in mass productivity for the same reason as in the case of the back electret type.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明に係るエレ
クトレットコンデンサマイクロホンは、エレクトレット
層が振動板から分離したバックエレクトレット方式やフ
ロントエレクトレット方式等のコンデンサマイクロホン
において、そのエレクトレット層を電極板上に直接成膜
により形成して薄膜化した構成を採用し、この構成によ
り、エレクトレット層に機械的応力が発生するのが回避
され、合わせてその膜厚が著しく薄くなるので、マイク
ロホンの性能を大幅に向上させるという効果を奏する。As described above, in the electret condenser microphone according to the present invention, in the condenser microphone of the back electret system or the front electret system in which the electret layer is separated from the diaphragm, the electret layer is directly attached to the electrode plate. By adopting a thin film structure that is formed by film formation, this structure avoids the occurrence of mechanical stress in the electret layer and also significantly reduces the film thickness, greatly improving the performance of the microphone. There is an effect of making it.
【００５４】また、エレクトレット層と振動板の間に空
間を形成するためのスペーサを電極板の一部や印刷によ
り形成する構成を採用することにより、高分子フィルム
からなるスペーサを使用する場合に問題となる抜きバリ
や挿入枚数の間違いが生じなくなるので、量産性を大幅
に向上させることができる。Further, by adopting a structure in which a spacer for forming a space between the electret layer and the vibration plate is formed by printing a part of the electrode plate or by printing, there is a problem when the spacer made of a polymer film is used. Since burrs and mistakes in the number of inserted sheets do not occur, mass productivity can be greatly improved.
【図１】本発明の第１実施形態に係るエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態に係るエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３実施形態に係るエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断面図であ
る。FIG. 3 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４実施形態に係るエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンの主要部の概略的縦断面図であ
る。FIG. 4 is a schematic vertical sectional view of a main part of an electret condenser microphone according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン
（バックエレクトレット方式）の概略的縦断面図であ
る。FIG. 5 is a schematic vertical sectional view of a conventional electret condenser microphone (back electret type).
【図６】従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン
（フロントエレクトレット方式）の概略的縦断面図であ
る。FIG. 6 is a schematic vertical sectional view of a conventional electret condenser microphone (front electret type).
１ カプセル ２ プリント基板 ３ 保持体 ４ 背極板 ５ エレクトレット層 ６ スペーサ ７ 振動板 ８ リング ９ ＩＣ素子 1 capsule 2 printed circuit boards 3 holder 4 back plate 5 Electret layer 6 spacers 7 diaphragm 8 rings 9 IC element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−10595（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−63026（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−69600（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 19/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-48-10595 (JP, A) Actual opening Sho-50-63026 (JP, U) Actual opening Sho-59-69600 (JP, U) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04R 19/04
Claims (6)
板としての背極板と、背極板の振動板側の表面に形成さ
れたエレクトレット層とでコンデンサ部を形成するバッ
クエレクトレット方式のコンデンサマイクロホンであっ
て、前記背極板がＳｉ基板の表面に成膜された金属薄膜
であり、その金属薄膜の表面に、薄膜からなるエレクト
レット層が形成され、エレクトレット層の周縁部表面
に、エレクトレット層と振動板の間に空間を形成するた
めのスペーサが印刷により形成されていることを特徴と
するエレクトレットコンデンサマイクロホン。1. A diaphragm and an electrode arranged on the rear surface side thereof.
It is formed on the back plate as a plate and on the surface of the back plate on the diaphragm side.
And the electret layer that forms the capacitor section.
It is a condenser microphone of the quarectet method.
The back electrode plate is a metal thin film formed on the surface of a Si substrate.
The surface of the metal thin film is
Lett layer is formed and the peripheral surface of the electret layer
To form a space between the electret layer and the diaphragm.
The spacers for printing are formed by printing.
Electret condenser microphone for.
出しており、その突出部が、エレクトレット層と振動板
の間に空間を形成するためのスペーサとして機能すると
共に、突出部に囲まれた背極板の凹部表面に、薄膜から
なるエレクトレット層が形成されていることを特徴とす
る請求項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホ
ン。2. The surface of the peripheral portion of the back electrode plate projects toward the diaphragm.
The electret layer and the diaphragm.
When it functions as a spacer to form a space between
Both, from the thin film on the concave surface of the back electrode plate surrounded by the protrusion
Characterized in that the electret layer is formed.
The electret condenser microphone according to claim 1 .
た薄膜からなるエレクトレット層の周縁部表面に、エレ
クトレット層と振動板の間に空間を形成するためのスペ
ーサが印刷により形成されていることを特徴とする請求
項１記載のエレクトレットコンデンサマイクロホン。3. Formed on the surface of the back electrode plate on the diaphragm side.
On the peripheral surface of the electret layer made of
A space for forming a space between the octet layer and the diaphragm.
Claim that the user is formed by printing
Item 3. The electret condenser microphone according to item 1 .
前面側に位置する電極板としてのカプセル前面部と、カ
プセル前面部の振動板側の表面に直接成膜された薄膜で
あるエレクトレット層とでコンデンサ部を形成すること
を特徴とするフロントエレクトレット方式のエレクトレ
ットコンデンサマイクロホン。4. A vibrating plate housed in a capsule, and the same.
The front surface of the capsule as an electrode plate located on the front side and the cover
It is a thin film that is directly formed on the diaphragm front surface of the
Forming a capacitor part with a certain electret layer
A front electret type electret condenser microphone.
形成された薄膜からなるエレクトレット層の周縁部表面
に、エレクトレット層と振動板の間に空間を形成するた
めのスペーサが印刷により形成されていることを特徴と
する請求項４記載のエレクトレットコンデンサマイクロ
ホン。 5. The vibrating plate side surface of the capsule front surface portion
Peripheral surface of electret layer consisting of formed thin film
To form a space between the electret layer and the diaphragm.
The spacers for printing are formed by printing.
The electret condenser microphone according to claim 4 .
・コート、熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、
ＣＶＤのいずれかで成膜されていることを特徴とする請
求項１、２、３、４又は５記載のエレクトレットコンデ
ンサマイクロホン。 6. The thin film on the surface of the electrode plate is a spinner.
・ Coat, thermal evaporation, electron beam evaporation, sputtering,
Contracts characterized by being formed by either CVD
The electret condenser microphone according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 .
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