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KR20130050089A - 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치 - Google Patents

리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치 Download PDF

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KR20130050089A
KR20130050089A KR1020110115245A KR20110115245A KR20130050089A KR 20130050089 A KR20130050089 A KR 20130050089A KR 1020110115245 A KR1020110115245 A KR 1020110115245A KR 20110115245 A KR20110115245 A KR 20110115245A KR 20130050089 A KR20130050089 A KR 20130050089A
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KR
South Korea
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sound
circuit board
acoustic
sound inlet
cover container
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KR1020110115245A
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Inventor
정갑렬
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주식회사 필코씨에스티
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Publication date
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Priority to PCT/KR2012/004981 priority patent/WO2013069865A1/en
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Abstract

본 발명은 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 종래의 기술에 따른 리버스 타입 음/전 변환패키지의 전체적인 제품구조를 <별도의 복잡한 절차 없이 단순히, 일부 블록구조물(예컨대, 도전/압착 금속블록, 절연/압착 베이스블록)의 간단한 결합작용만으로 취성이 양호한 음향 감지용 기구물들(진동판, 고정판, 유전체판 등)의 자체 독립적인 자립형 고정구조형성(즉, 케이스의 커링에 의존하지 않는 자립형 고정구조형성)이 가능하면서, 음/전 변환 소자의 기능을 대체 수행할 수 있는 음향캡슐 단일체> 및 <이 음향캡슐 단일체를 지지하면서, 음향 유입구, 음향 실링 패턴, 회로칩 등을 구비하는 기판>으로 대폭 개선하고, 이를 통해, 전체적인 제품제조공정의 단순화, 제품 제조가격의 저렴화는 물론, 부품(예컨대, 음향갭슐 단일체)의 독자적인 활용도까지도 최적의 상태로 극대화시킴으로써, 생산자 측에서 별다른 어려움 없이 종래의 각종 문제점(예컨대, 제품의 생산효율이 저하되는 문제점, 제품의 제조비용이 증가하는 문제점, 제품의 품질 관리 요소가 증가하는 문제점, 제품의 수율 관리가 어려워지는 문제점, 제품의 취급이 어려워지는 문제점, 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점, 부품의 독자적 활용이 불가능한 문제점 등)을 효과적으로 해결할 수 있도록 가이드 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 기판 측 음향 실링 패턴의 일부에 <음향유입구 개방통로(예컨대, 나선 분리형 음향유입구 개방통로)>를 추가 형성하여, 이 음향 실링 패턴이 종래와 달리 일련의 빈틈(즉, 음향유입구 개방통로)을 가지는 개방형 구조를 형성할 수 있도록 하고, 이를 통해, 기판이 전자기기의 회로보드에 표면 실장되는 국면에서도, 음향 실링 패턴의 내 측에 위치한 음향유입구의 주변공기압력이 음향유입구 개방통로를 매개로 하여 음향 실링 패턴 외측의 대기압과 안정적인 정적 압력 평형을 이룰 수 있도록 함으로써, 생산자(음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서 <고온/고압의 가혹한 조건 하에 제품을 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드에 표면 실장시키는 공정>을 진행시키면서도 해당 공정환경(예컨대, 내부 공기 압력의 유입, 크림 솔더 용해 가스의 유입 등)에 기인하였던 제품의 손상을 손쉽게 회피할 수 있도록 가이드 할 수 있다.
나아가, 본 발명에서는 <인쇄회로기판의 내부에 회로 칩과 전기적으로 연결된 로드 레지스터를 추가로 내장·설치하여, 전자기기 측 회로보드에 로드 레지스터가 설치되지 않은 환경 하에서도, 해당 회로 칩 측에서 인쇄회로기판 내부의 로드 레지스터를 활용하여, 일련의 동작전원을 정상적으로 취득/조절 받을 수 있도록 유도하는 조치>, <전자기기 측 회로보드와 접합되는 인쇄회로기판의 접합부위에 접지단자, 신호출력단자, 전원수취단자를 추가 설치함과 아울러, 신호출력단자 및 전원수취단자 모두를 인쇄회로기판 내부의 로드 레지스터 및 회로 칩과 전기적으로 연결시켜, 해당 로드 레지스터 및 회로 칩 측에서 전자기기 측 회로보드에 단지, 접지단자 및 출력신호접수단자만이 구비되어 있는 환경 하에서도(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 환경 하에서도), 출력신호접수단자 및 신호출력단자를 우회적으로 활용하여, 전자기기 측에서 공급되는 동작전원을 정상적으로 취득할 수 있도록 유도하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하고, 이를 통해, 최종 완성된 제품이 ECM 마이크로폰용 회로보드(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 회로보드) 및 패키지용 회로보드(즉, 로드 레지스터가 구비되어 있지 않은 회로보드) 모두에서 안정적인 하이브리드형 동작을 취할 수 있도록 함으로써, 생산자(예컨대, 음/전 변환 마이크로폰 생산자, 음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서 별다른 어려움 없이 자사의 제품 경쟁력을 대폭 향상시킬 수 있도록 가이드 할 수 있다.

Description

리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치{Hybrid acoustic/electric signal converting device which is reverse type}
본 발명은 리버스 타입(Reverse type)(즉, 하부에 음향 유입구가 형성된 타입)을 가지는 음/전 변환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전체적인 제품제조공정의 단순화, 제품 제조가격의 저렴화는 물론, 부품(예컨대, 음향갭슐 단일체)의 독자적인 활용도, 제품의 하이브리드 기능까지도 최적의 상태로 극대화시킨 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치에 관한 것이다.
근래에, 정보통신기기, 음향기기 등과 같은 각종 전자기기의 관련기술이 급격한 발전을 이루면서, 음향신호(Acoustic signal)를 전기적인 신호(Electric signal)로 변환시키는 음/전 변환 장치의 수요 또한 급격한 증가 추세를 나타내고 있으며, 이러한 음/전 변환 장치의 수요증가에 따라, 전통적인 케이스형 마이크로폰을 대체할 수 있는 새로운 개념의 음/전 변환 패키지가 개발되어, 폭 넓게 보급되고 있다.
통상, 이러한 종래의 기술에 따른 음/전 변환 패키지, 예컨대, 리버스 타입(Reverse type) 음/전 변환 패키지(70)는 도 1에 도시된 바와 같이, 음향 유입구(41)를 자신의 하부에 구비한 상태에서(즉, 리버스 타입을 구현한 상태에서), 음/전 변환 소자(10), 신호처리회로세트(30) 등을 탑재하고 있는 기판(40)과, 이 기판(40) 상에 얹혀져, 음/전 변환 소자(10) 및 신호처리회로세트(30)를 커버하는 커버케이스(60)가 긴밀하게 조합된 구성을 취하게 된다.
물론, 이러한 음/전 변환 패키지(70)는 추후, 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장되어, 해당 회로보드(300)와 전기적인 연결관계를 형성함으로써, 자신에게 주어진 음/전 변환역할을 정상적으로 수행할 수 있게 된다. 이 경우, 음/전 변환 패키지(70) 측 기판(40)은 자신의 음향 유입구(41)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서(즉, 리버스 타입을 구현한 상태에서), 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 구조를 취하게 된다.
여기서, 기판(40) 상에 탑재된 음/전 변환 소자(10)는 MEMS(Micro-ElectroMechanical System) 기술을 통해 제조된 진동판과, 이 진동판을 커버하면서, 음향 홀 및 에어 갭을 구비/형성하는 백 플레이트와, 앞의 진동판, 백 플레이트 등을 지지하면서, 백 챔버(Back chamber)를 형성/정의하는 베이스 플레이트 등이 유기적으로 조합된 구성을 취하게 된다. 이 상황에서, 음/전 변환 소자(10) 측에서는 전자기기 측 회로보드(300)에 형성된 음향유입홀(301) 및 기판(40)에 형성된 음향유입구(41)를 통해, 음향이 유입되는 경우, 해당 음향을 전기적인 신호로 변환·생성하는 역할을 수행하게 된다.
또한, 음/전 변환 소자(10)에 근접 배치된 신호처리회로세트(30) 측에서는 전기연결 와이어(21)를 통해, 음/전 변환 소자(10)와 일련의 전기적인 연결관계를 형성하면서, 음/전 변환 소자(10) 측으로 동작전원을 공급하는 역할을 수행함과 아울러, 음/전 변환 소자(10)에 의해 변환·생성된 전기적인 신호를 후속 처리한 후, 후속 처리 완료된 전기적인 신호를 전기연결 와이어(22) 및 기판(40)을 통해 음/전 변환 패키지(70)가 실장된 전자기기 측 회로보드(300)로 전달하는 역할도 함께 수행하게 된다.
이러한 종래의 체제 하에서, 상술한 바와 같이, 리버스 타입 음/전 변환 패키지(70)는 기판(40), 음/전 변환 소자(10), 신호처리회로세트(30), 와이어(21,22), 커버케이스(60) 등이 매우 복잡하게 세팅된 구조를 취하고 있기 때문에, 이 음/전 변환 패키지(70)를 제조하기 위해서는 골드 와이어(Gold wire), 에폭시레진(Epoxy resin), 크림솔더(Cream solder) 등의 각종 재료를 이용한 지극히 복잡한 절차, 예컨대, 칩 픽업 앤 플레이스 절차(Chip pick-up and place process), 칩 와이어 본딩절차(Chip wire bonding process), 디스펜싱절차(Dispensing process), 표면실장절차, 리플로우 절차(Reflow process) 등이 장시간 진행될 수밖에 없게 되며, 결국, 별다른 조치가 취해지지 않는 한, 생산자 측에서는 제품의 생산효율이 저하되는 문제점, 제품의 제조비용이 증가하는 문제점, 제품의 품질 관리 요소가 증가하는 문제점, 제품의 수율 관리가 어려워지는 문제점 등을 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
또한, 리버스 타입 음/전 변환 패키지(70)의 주요 핵심 부품인 음/전 변환 소자(10)는 반도체 미세 가공기술인 MEMS(Micro-ElectroMechanical System) 기술을 통해 제조되어, 그 취성이 매우 열악한 단점을 보일 수밖에 없기 때문에, 주위의 작은 충격에도 쉽게 부스러지는 심각한 문제점을 일으키게 되며, 결국, 이 상황에서, 생산자 측에서는 음/전 변환 소자(10)의 취급이 매우 어려워지는 문제점을 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
또한, 종래의 음/전 변환 소자(10)는 고가의 비용지출 및 복잡한 공정절차를 필수 수반하는 MEMS(Micro-ElectroMechanical System) 기술을 통해 제조되기 때문에, 만약, 생산자 측에서 별다른 조치 없이 이 음/전 변환 소자(10)를 음/전 변환 패키지(70)의 주요 핵심 부품으로 채용할 경우, 해당 생산자 측에서는 앞의 각종 문제점에 더하여 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 심각한 문제점까지도 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
특히, 종래의 음/전 변환 소자(10)는 독립적인 보호커버를 자체 구비하고 있지 않기 때문에, 외부의 여러 충격(예컨대, 물리적인 충격, 전자파에 의한 충격 등)에 매우 취약할 수밖에 없게 되며, 결국, 생산자 측에서는 음/전 변환 소자(10)를 음/전 변환 패키지(70)의 종속적 부품으로만 소폭 활용할 수 있을 뿐 이 음/전 변환 소자(10)를 다양한 응용 방면에 독립적/독자적으로 대폭 확대 활용할 수 없는 문제점을 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
한편, 종래의 체제 하에서, 음/전 변환 패키지(70)가 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장되는 구조를 취하게 되면, 음/전 변환 패키지(70)의 기판(40)은 자신의 음향유입구(41)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서, 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 구조를 취하게 된다.
물론, 이러한 실장구조 하에서, 기판(40) 및 회로보드(300)는 완벽한 접합을 이룰 수 없기 때문에, 이들 사이에는 일련의 틈이 필연적으로 생기게 되며, 만약, 이 상황에서, 별다른 보강 구조물이 추가 배치되지 않으면, 결국, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(41)로 유입되는 음향이 그 틈을 통해 외부로 누설되는 심각한 문제점이 발생하게 된다.
종래 에서는 이러한 문제점을 감안하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(40) 및 회로보드(300)가 맞닿는 기판(40) 측 일면에 일련의 음향 실링 패턴(50)(Acoustic sealing pattern)을 추가 배치하는 조치를 강구하고 있다.
이 경우, 음향 실링 패턴(50)은 음/전 변환 패키지(70) 측 기판(40)이 자신의 음향유입구(41)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 경우, 기판(40) 및 회로보드(300)의 계면을 견고하게 보강함으로써, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(41)가 일련의 음향학적 실링구조(Sealing structure)를 형성할 수 있도록 유도하게 되며, 결국, 이러한 음향 실링 패턴(50)의 기능수행 하에서, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(41) 측에서는 음향의 외부누설 문제점을 자연스럽게 차단 받을 수 있게 된다.
그러나, 이러한 종래의 체제 하에서, 음향 실링 패턴(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 빈틈을 허용하지 않는 일련의 폐쇄형 링 구조를 형성하고 있었기 때문에, 소정의 실장공정에 의해 기판(40) 및 회로보드(300)가 결합되는 국면이 조성되는 경우, 음/전 변환 패키지(70) 측에서는 음향 실링 패턴(50) 내 측의 음향유입구(41)가 주변으로부터 완전히 고립되는 불가피한 상황에 직면할 수밖에 없게 된다.
물론, 이처럼 음향 실링 패턴(50)의 폐쇄형 구조에 기인하여, 이 음향 실링 패턴(50) 내 측의 음향유입구(41)가 주변으로부터 완전히 고립되는 경우, 해당 음향유입구(41)의 주변공기압력과 음향 실링 패턴(50) 외측의 대기압은 그 정적 압력 평형이 크게 깨질 수밖에 없게 된다.
문제는 이렇게 음향유입구(41)의 주변공기압력과 대기압의 정적 압력 평형이 크게 깨진 상황에서, 별다른 추가 조치 없이, <음/전 변환 패키지(70)를 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장시키는 공정>이 일련의 고온/고압의 가혹한 조건 하에서 그대로 강행되는 경우, 음향유입구(41) 상에 위치한 음/전 변환 소자(10) 측으로는 강한 내부 공기 압력은 물론 회로보드 접합용 크림 솔더의 용해 가스까지도 과도하게 가해질 수밖에 없게 되며, 결국, 음/전 변환 소자(10)는 그에 따른 심각한 기능손상을 피할 수 없게 된다.
물론, 상술한 음/전 변환 소자(10)는 음/전 변환 패키지(70)를 이루는 여러 부품 중에서도 그 중요성이 매우 큰 핵심부품이기 때문에, 이 음/전 변환 소자(10)가 강한 내부 공기 압력, 크림 솔더 용해 가스 등에 의해 손상을 입게 되는 경우, 음/전 변환 패키지(70) 측에서는 자신에게 주어진 음/전 변환 기능을 전혀 수행할 수 없게 되며, 결국, 생산자(음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 자사의 제품 경쟁력이 크게 저하되는 문제점을 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
한편, 이러한 종래의 체제 하에서, 상술한 음/전 변환 패키지(70)는 자신의 정상적인 음/전 변환기능 수행을 위해, 주변환경이 자신의 고유특성(예컨대, 전기적 특성, 디자인 특성 등)에 맞게 정교하게 세팅될 것을 까다롭게 요구하고 있기 때문에, 이를 만족하는 회로보드(300) 상에서는 자신에게 부여된 일련의 음/전 변환기능을 정상적으로 수행할 수 있지만, 이를 만족하지 못하는 타 회로보드(예컨대, ECM 마이크로폰용 회로보드) 상에서는 자신에게 부여된 음/전 변환기능을 정상적으로 수행할 수 없게 되는 결정적인 단점을 나타내게 된다(즉, 어느 한 전자기기의 회로보드 상에서만 단편적으로 설치/동작될 수 있는 결정적인 단점을 나타내게 된다).
예를 들어, 종래의 음/전 변환 패키지(70)는 전원을 공급해 줄 수 있는 전원공급단자를 자신의 정상적인 동작수행에 반드시 필요한 구성요소로써 요구하고 있기 때문에, 전원공급단자가 정상적으로 구비되어 있는 회로보드(300)(즉, 패키지용 회로보드) 상에서는 자신에게 부여된 음/전 변환기능을 정상적으로 수행할 수 있지만, 전원공급단자의 구비 없이, 단지, 접지단자, 출력신호접수단자만을 구비하고 있는 타 회로보드(예컨대, ECM 마이크로폰용 회로보드) 상에서는 음/전 변환기능을 정상적으로 수행할 수 없게 되며, 결국, 특정 전자기기 측 회로보드(300)(즉, 패키지용 회로보드) 상에서만 단편적으로 설치/동작될 수 있는 결정적인 단점을 나타내게 된다.
물론, 이처럼, 음/전 변환 패키지(70)가 자신에게 맞는 특정 전자기기 측 회로보드 상에서만 단편적으로 동작하는 까다로운 환경 하에서, 생산자(예컨대, 음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 제품의 탄력적인 운영에 있어서, 큰 어려움을 겪을 수밖에 없게 되며, 결국, 자사의 제품 경쟁력이 크게 저하되는 피해를 피할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 기술에 따른 리버스 타입 음/전 변환패키지의 전체적인 제품구조를 <별도의 복잡한 절차 없이 단순히, 일부 블록구조물(예컨대, 도전/압착 금속블록, 절연/압착 베이스블록)의 간단한 결합작용만으로 취성이 양호한 음향 감지용 기구물들(진동판, 고정판, 유전체판 등)의 자체 독립적인 자립형 고정구조형성(즉, 케이스의 커링에 의존하지 않는 자립형 고정구조형성)이 가능하면서, 음/전 변환 소자의 기능을 대체 수행할 수 있는 음향캡슐 단일체> 및 <이 음향캡슐 단일체를 지지하면서, 음향 유입구, 음향 실링 패턴, 회로칩 등을 구비하는 기판>으로 대폭 개선하고, 이를 통해, 전체적인 제품제조공정의 단순화, 제품 제조가격의 저렴화는 물론, 부품(예컨대, 음향갭슐 단일체)의 독자적인 활용도까지도 최적의 상태로 극대화시킴으로써, 생산자 측에서 별다른 어려움 없이 종래의 각종 문제점(예컨대, 제품의 생산효율이 저하되는 문제점, 제품의 제조비용이 증가하는 문제점, 제품의 품질 관리 요소가 증가하는 문제점, 제품의 수율 관리가 어려워지는 문제점, 제품의 취급이 어려워지는 문제점, 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점, 부품의 독자적 활용이 불가능한 문제점 등)을 효과적으로 해결할 수 있도록 가이드 하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기판 측 음향 실링 패턴의 일부에 <음향유입구 개방통로(예컨대, 나선 분리형 음향유입구 개방통로)>를 추가 형성하여, 이 음향 실링 패턴이 종래와 달리 일련의 빈틈(즉, 음향유입구 개방통로)을 가지는 개방형 구조를 형성할 수 있도록 하고, 이를 통해, 기판이 전자기기의 회로보드에 표면 실장되는 국면에서도, 음향 실링 패턴의 내 측에 위치한 음향유입구의 주변공기압력이 음향유입구 개방통로를 매개로 하여 음향 실링 패턴 외측의 대기압과 안정적인 정적 압력 평형을 이룰 수 있도록 함으로써, 생산자(음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서 <고온/고압의 가혹한 조건 하에 제품을 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드에 표면 실장시키는 공정>을 진행시키면서도 해당 공정환경(예컨대, 내부 공기 압력의 유입, 크림 솔더 용해 가스의 유입 등)에 기인하였던 제품의 손상을 손쉽게 회피할 수 있도록 가이드 하는데 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 <인쇄회로기판의 내부에 회로 칩과 전기적으로 연결된 로드 레지스터를 추가로 내장·설치하여, 전자기기 측 회로보드에 로드 레지스터가 설치되지 않은 환경 하에서도, 해당 회로 칩 측에서 인쇄회로기판 내부의 로드 레지스터를 활용하여, 일련의 동작전원을 정상적으로 취득/조절 받을 수 있도록 유도하는 조치>, <전자기기 측 회로보드와 접합되는 인쇄회로기판의 접합부위에 접지단자, 신호출력단자, 전원수취단자를 추가 설치함과 아울러, 신호출력단자 및 전원수취단자 모두를 인쇄회로기판 내부의 로드 레지스터 및 회로 칩과 전기적으로 연결시켜, 해당 로드 레지스터 및 회로 칩 측에서 전자기기 측 회로보드에 단지, 접지단자 및 출력신호접수단자만이 구비되어 있는 환경 하에서도(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 환경 하에서도), 출력신호접수단자 및 신호출력단자를 우회적으로 활용하여, 전자기기 측에서 공급되는 동작전원을 정상적으로 취득할 수 있도록 유도하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하고, 이를 통해, 최종 완성된 제품이 ECM 마이크로폰용 회로보드(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 회로보드) 및 패키지용 회로보드(즉, 로드 레지스터가 구비되어 있지 않은 회로보드) 모두에서 안정적인 하이브리드형 동작을 취할 수 있도록 함으로써, 생산자(예컨대, 음/전 변환 마이크로폰 생산자, 음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서 별다른 어려움 없이 자사의 제품 경쟁력을 대폭 향상시킬 수 있도록 가이드 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 커버용기와; 상기 커버용기 내에 고정된 상태로 수용되며, 상기 커버용기 내로 유입되는 음향에 의해 진동하는 기구물들과; 상기 커버용기를 지지하면서, 상기 기구물들의 진동에 따른 정전용량 변화를 전기적으로 처리하는 회로 칩 및 음향의 유입을 위한 음향 유입구를 구비하며, 전자기기 측 회로보드의 음향유입홀에 상기 음향 유입구를 대응시키면서, 해당 전자기기 측 회로보드에 실장되는 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 기구물들은 상기 커버용기 내에 수용되며, 상기 커버용기를 통해 입력되는 음파에 의해 진동하는 진동판과; 상기 진동판을 고정하는 고정판과; 상기 고정판을 지지하면서, 상기 진동판과 간극을 유지하는 유전체판과; 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판의 외곽을 압착하여 감싼 상태로, 상기 커버용기 내에 밀착 수용되어, 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판을 상기 커버용기 내에 고정시킴과 아울러, 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판을 상기 커버용기와 전기적으로 절연시키는 절연/압착 베이스블록과; 상기 절연/압착 베이스블록이 상기 커버용기 내에 밀착 수용된 상태에서, 상기 절연/압착 베이스블록 내에 밀착 수용되어, 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판을 상기 커버용기 내부로 눌러 고정시키면서, 상기 유전체판 및 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 도전/압착 금속블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치를 개시한다.
이때, 상기 음향 유입구 주변에는 상기 기판이 상기 전자기기 측 회로보드에 표면 실장될 때, 상기 기판 및 회로보드의 계면을 보강하여, 상기 음향 유입구 및 음향유입홀로 유입되는 음향이 외부로 누설되지 않도록 실링(Sealing)하는 음향 실링 패턴이 배치되고, 상기 음향 실링 패턴의 일부에는 상기 음향유입구를 상기 음향 실링 패턴의 외부로 개방하는 음향유입구 개방통로가 형성된다.
또한, 상기 인쇄회로기판의 일부에는 상기 회로 칩의 구동을 위한 로드 레지스터가 배치되고, 상기 인쇄회로기판의 다른 일부에는 전자기기 측 회로보드와 전기적으로 연결되는 접지단자, 신호출력단자, 전원수취단자가 배치되며, 상기 로드 레지스터는 상기 신호출력단자 및 전원수취단자와 전기적으로 연결된다.
본 발명에서는 종래의 기술에 따른 리버스 타입 음/전 변환패키지의 전체적인 제품구조를 <별도의 복잡한 절차 없이 단순히, 일부 블록구조물(예컨대, 도전/압착 금속블록, 절연/압착 베이스블록)의 간단한 결합작용만으로 취성이 양호한 음향 감지용 기구물들(진동판, 고정판, 유전체판 등)의 자체 독립적인 자립형 고정구조형성(즉, 케이스의 커링에 의존하지 않는 자립형 고정구조형성)이 가능하면서, 음/전 변환 소자의 기능을 대체 수행할 수 있는 음향캡슐 단일체> 및 <이 음향캡슐 단일체를 지지하면서, 음향 유입구, 음향 실링 패턴, 회로칩 등을 구비하는 기판>으로 대폭 개선하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 생산자 측에서는 전체적인 제품제조공정의 단순화, 제품 제조가격의 저렴화는 물론, 부품(예컨대, 음향갭슐 단일체)의 독자적인 활용도까지도 최적의 상태로 극대화 받을 수 있게 되며, 결국, 종래의 각종 문제점(예컨대, 제품의 생산효율이 저하되는 문제점, 제품의 제조비용이 증가하는 문제점, 제품의 품질 관리 요소가 증가하는 문제점, 제품의 수율 관리가 어려워지는 문제점, 제품의 취급이 어려워지는 문제점, 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점, 부품의 독자적 활용이 불가능한 문제점 등)을 효과적으로 해결할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 기판 측 음향 실링 패턴의 일부에 <음향유입구 개방통로(예컨대, 나선 분리형 음향유입구 개방통로)>를 추가 형성하여, 이 음향 실링 패턴이 종래와 달리 일련의 빈틈(즉, 음향유입구 개방통로)을 가지는 개방형 구조를 형성할 수 있도록 하고, 이를 통해, 기판이 전자기기의 회로보드에 표면 실장되는 국면에서도, 음향 실링 패턴의 내 측에 위치한 음향유입구의 주변공기압력이 음향유입구 개방통로를 매개로 하여 음향 실링 패턴 외측의 대기압과 안정적인 정적 압력 평형을 이룰 수 있도록 하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 생산자(음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 <고온/고압의 가혹한 조건 하에 제품을 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드에 표면 실장시키는 공정>을 진행시키면서도 해당 공정환경(예컨대, 내부 공기 압력의 유입, 크림 솔더 용해 가스의 유입 등)에 기인하였던 제품의 손상을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명에서는 <인쇄회로기판의 내부에 회로 칩과 전기적으로 연결된 로드 레지스터를 추가로 내장·설치하여, 전자기기 측 회로보드에 로드 레지스터가 설치되지 않은 환경 하에서도, 해당 회로 칩 측에서 인쇄회로기판 내부의 로드 레지스터를 활용하여, 일련의 동작전원을 정상적으로 취득/조절 받을 수 있도록 유도하는 조치>, <전자기기 측 회로보드와 접합되는 인쇄회로기판의 접합부위에 접지단자, 신호출력단자, 전원수취단자를 추가 설치함과 아울러, 신호출력단자 및 전원수취단자 모두를 인쇄회로기판 내부의 로드 레지스터 및 회로 칩과 전기적으로 연결시켜, 해당 로드 레지스터 및 회로 칩 측에서 전자기기 측 회로보드에 단지, 접지단자 및 출력신호접수단자만이 구비되어 있는 환경 하에서도(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 환경 하에서도), 출력신호접수단자 및 신호출력단자를 우회적으로 활용하여, 전자기기 측에서 공급되는 동작전원을 정상적으로 취득할 수 있도록 유도하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하기 때문에, 본 발명의 실시 하에서, 최종 완성된 제품은 ECM 마이크로폰용 회로보드(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 회로보드) 및 패키지용 회로보드(즉, 로드 레지스터가 구비되어 있지 않은 회로보드) 모두에서 안정적인 하이브리드형 동작을 취할 수 있게 되며, 결국, 생산자(예컨대, 음/전 변환 마이크로폰 생산자, 음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 별다른 어려움 없이 자사의 제품 경쟁력을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 리버스 타입 음/전 변환 패키지를 도시한 예시도.
도 2는 도 1을 뒤집어 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치를 분리하여 도시한 예시도.
도 4는 도 3을 뒤집어 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치가 전자기기 측 회로보드에 표면 실장된 모습을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치의 음향캡슐과 인쇄회로기판을 분리하여 도시한 예시도.
도 7은 도 6을 뒤집어 분리 도시한 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치가 전자기기 측 회로보드에 표면 실장된 모습을 도시한 예시도.
도 9는 도 8을 뒤집어 분리 도시한 예시도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치의 ECM 마이크로폰용 회로보드로의 실장절차 및 회로연결관계를 개념적으로 도시한 예시도.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치의 패키지용 회로보드로의 실장절차 및 회로연결관계를 개념적으로 도시한 예시도.
도 14는 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치에 부속된 회로 칩(J-FET) 및 로드 레지스터의 회로연결관계를 개념적으로 도시한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)는 커버용기(110)와, 이 커버용기(110)의 내부공간에 수용되면서, 기판(190) 측 음향유입구(191)를 통해 입력되는 음향에 의해 진동하는 기구물(150)들과, 앞의 커버용기(110)를 지지함과 아울러, 음향 유입구(192)를 자신의 하부에 구비한 상태에서(즉, 리버스 타입을 구현한 상태에서), <기구물(150)들의 진동에 따른 정전용량 변화를 전기적으로 처리하는 회로 칩(192)(예컨대, FET 칩, 아날로그 ASIC 칩, 디지털 ASIC 칩, 아날로그 ASIC Die, 디지털 ASI Die)(여기서, 회로 칩이 FET 칩일 경우, 후술하는 로드 레지스터는 회로 칩과 별개로 배치된다)(또한, 회로 칩이 아날로그 ASIC 칩, 디지털 ASIC 칩, 아날로그 ASIC Die, 디지털 ASI Die 등일 경우, 후술하는 로드 레지스터 기능은 ASIC 소자와 별개로 배치되며, FET 기능은 ASIC 소자와 하나로 통합된다)>, <외부의 RF 노이즈를 감쇄 처리하는 노이즈 감쇄소자(194)(예컨대, 캐패시터 소자, 인덕터 소자, 저항소자 등)> 등을 탑재/구비하는 인쇄회로기판(190)이 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.
여기서, 앞의 인쇄회로기판(190)은 커버용기(110)보다 큰 사이즈를 가지면서, 해당 커버용기(110)를 지지하는 구조를 형성하게 되며, 이 경우, 커버용기(110)의 테두리에 대응되는 인쇄회로기판(190)의 표면에는 커버용기(110)를 접합 실장하기 위한 접합체(예컨대, Cream Solder, 접합필름, 접합제 등)가 미리 배치된다.
이러한 본 발명의 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 추후, 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장되어, 해당 회로보드(300)와 전기적인 연결관계를 형성함으로써, 자신에게 주어진 음/전 변환역할을 정상적으로 수행할 수 있게 된다. 이 경우, 음/전 변환장치(100) 측 기판(190)은 자신의 음향 유입구(191)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서(즉, 리버스 타입을 구현한 상태에서), 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 구조를 취하게 된다.
이때, 앞의 기구물(150)들은 예컨대, 커버용기(110)의 상부에 얹혀져, 커버용기(110)의 내부 수용공간에 탑재되는 진동판 어셈블리(120), 스페이서판(Spacer plate:123), 절연/압착 베이스블록(130), 도전/압착 금속블록(170), 유전체판(140), 백 챔버 확장 팬스(124) 등이 조합된 구성을 취할 수 있다(물론, 이러한 기구물들(150)은 상황에 따라, 그 종류, 배치형태 등에 탄력적인 변형을 이룰 수 있다). 이 경우, 백 챔버 확장 팬스(124)는 도전성 금속재질을 가지게 되며, 이 상황에서, 자신의 밑면을 커버용기(110)의 바닥면에 전기적/물리적으로 접촉시키는 구조를 형성하면서, 장치(100)의 백 챔버(S)(Back chamber) 영역을 확장 정의하는 역할을 수행하게 된다.
이때, 진동판 어셈블리(120)는 고정판(122) 및 진동판(121)이 조합된 구성을 취하게 되며, 유전체판(140)은 상황에 따라, 예컨대, 폴리머 재질 또는 Si 재질을 탄력적으로 취할 수 있게 된다.
여기서, 앞의 커버용기(110)는 예컨대, 알루미늄(Al), 또는 동(Cu)으로 이루어지며, 고정판(122)은 예컨대, 니켈(Ni)이 플랫팅(Plating)된 동판(Brass plate)으로 이루어지고, 스페이서판(123)은 예컨대, PET 필름(Polyetyleneterephtalate film), PI 필름(Polyimide film) 등으로 이루어지며, 진동판(121)은 금 또는 니켈이 코팅된 PET 필름, 금 또는 니켈이 코팅된 PPS 필름(Polyphenylene sulfide film) 등으로 이루어진다(물론, 이러한 각 구성요소들의 재질, 형태 등이 상황에 따라 다양한 변형을 이룰 수 있음은 당연하다 할 것이다).
이때, 절연/압착 베이스블록(130) 측에서는 각 기구물(150)들이 결합되는 국면에서, 백 챔버 확장 팬스(124) 및 유전체판(140), 그리고, 스페이서판(Spacer plate:123)의 외곽을 압착하여 감싼 상태로, 커버용기(110) 내에 밀착 수용되는 구조를 취함으로써, <백 챔버 확장 팬스(124), 유전체판(140), 스페이서판(123) 등을 커버용기(110) 내에 고정시키는 역할>, <백 챔버 확장 팬스(124), 유전체판(140) 등을 커버용기(110)와 전기적으로 연결시키는 역할> 등을 수행하게 된다.
또한, 도전/압착 금속블록(170) 측에서는 앞의 절연/압착 베이스블록(130)이 커버용기(110) 내에 밀착 수용되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 이 절연/압착 베이스블록(130) 내 측에 밀착 수용되는 구조를 취함으로써, <절연/압착 베이스블록(130)에 의해 감싸 안겨져 있고, 스페이서판(123) 상부에 얹혀져 있던 진동판(121) 및 고정판(122)이 커버용기(110) 내부로 눌려 고정될 수 있도록 지원하는 역할>, <진동판(121) 및 고정판(122)을 인쇄회로기판(190) 상의 회로 칩(192)(예컨대, FET)의 Gate 단에 전기적으로 연결시키는 역할>을 수행하게 된다.
이 경우, 절연/압착 베이스블록(130) 및 도전/압착 금속블록(170)은 커버용기(110) 내부에 일체로 수용되어 본 발명 고유의 음향캡슐 단일체(100a)<즉, 별도의 복잡한 절차 없이 단순히, 일부 블록구조물(예컨대, 도전/압착 금속블록, 절연/압착 베이스블록)의 간단한 결합작용만으로 취성이 양호한 음향 감지용 기구물들(진동판, 고정판, 유전체판 등)의 자체 독립적인 자립형 고정구조형성(즉, 케이스의 커링에 의존하지 않는 자립형 고정구조형성)이 가능하면서, 음/전 변환 소자의 기능을 대체 수행할 수 있는 음향캡슐 단일체>를 형성하게 된다.
물론, 상술한 절연/압착 베이스블록(130) 및 도전/압착 금속블록(170)의 역할 수행 하에서, 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100) 측에서는 커버용기(110)의 커링 없이도, 각 기구물들(150)을 커버용기(110) 내에서 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 도전/압착 금속블록(170) 측에서는 각 기구물(150)들이 결합되는 국면에서, 절연/압착 베이스블록(130) 내에 밀착 수용되는 구조를 취하면서, 자신의 상부(170a) 및 하부(170b)를 유전체판(140) 및 인쇄회로기판(190)에 각기 접촉시킴으로써, 해당 유전체판(140) 및 인쇄회로기판(190)을 전기적으로 연결시키는 역할을 수행하게 된다.
물론, 이러한 도전/압착 금속블록(170)의 역할 수행 하에서, 전자기기 측 회로보드(300)의 음향유입홀(301) 및 기판(190) 측 음향유입구(191)를 통과한 외부 음향에 의해, 진동판(121) 및 유전체판(140) 사이의 간극(참고로, 이러한 간극은 스페이서판(123)의 역할 수행에 의해 형성된다)이 변화하게 되고, 이 간극 변화에 따라. 일련의 전류신호 변이가 발생하게 되면, 해당 전류신호 변이는 도전/압착 금속블록(170)을 매개로 하여, 인쇄회로기판(190)의 회로 칩(192) 쪽으로 신속하게 전달될 수 있게 되며, 결국, 음/전 변환장치(100) 측에서는 별다른 어려움 없이, 자신에게 주어진 음/전 변환 역할을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.
이러한 본 발명에 따른 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)는 상술한 종래의 기술에 따른 리버스 타입 음/전 변환 패키지(70)와 달리, 각 기구물들(예컨대, 진동판 어셈블리(120), 스페이서판(Spacer plate:123), 절연/압착 베이스블록(130), 도전/압착 금속블록(170), 유전체판(140), 백 챔버 확장 팬스(124) 등)의 간단한 조립공정에 의해 그 제조가 완료되기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 생산자 측에서는 전체적인 제품제조공정의 단순화, 제품 제조가격의 저렴화를 손쉽게 현실화시킬 수 있게 되며, 결국, 종래의 각종 문제점(예컨대, 제품의 생산효율이 저하되는 문제점, 제품의 제조비용이 증가하는 문제점, 제품의 품질 관리 요소가 증가하는 문제점, 제품의 수율 관리가 어려워지는 문제점, 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점 등)을 효과적으로 해결할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명에 따른 음향캡슐 단일체(100a)는 종래의 음/전 변환 소자(10)와 달리, 저렴한 가격에 취성까지 양호한 여러 음향 감지용 기구물들(예컨대, 진동판, 고정판, 유전체판 등)을 그 주요 구성요소로 하고 있기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서 생산자 측에서는 음/전 변환 소자(10)의 채용에 기인하였던 각종 문제점(예컨대, 제품의 취급이 어려워지는 문제점, 제품의 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점)을 효과적으로 해결할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에 따른 음향캡슐 단일체(100a)는 종래의 음/전 변환 소자(10)와 달리, <별도의 구멍이 없으면서, 기구물(150)들을 내부 수용하고 있는 커버용기(110)>를 자신의 외피 요소(보호커버 요소)로 구비하고 있기 때문에, 외부로부터 여러 충격(예컨대, 물리적인 충격, 전자파에 의한 충격 등)이 가해진다 하더라도 이에 충분한 대처능력을 보일 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 구현환경 하에서, 생산자 측에서는 음향캡슐 단일체(100a)를 장치(100)의 종속적 부품으로 뿐만 아니라, 자신이 필요한 다양한 응용 방면에 독립적/독자적으로 대폭 확대 활용할 수 있게 된다.
한편, 앞의 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 체제 하에서, 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)가 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장되는 구조를 취하게 되면, 음/전 변환장치(100)의 기판(190)은 자신의 음향유입구(191)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서, 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 구조를 취하게 된다.
물론, 이러한 실장구조 하에서, 기판(190) 및 회로보드(300)는 완벽한 접합을 이룰 수 없기 때문에, 이들 사이에는 일련의 틈이 필연적으로 생기게 되며, 만약, 이 상황에서, 별다른 보강 구조물이 추가 배치되지 않으면, 결국, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(191)로 유입되는 음향이 그 틈을 통해 외부로 누설되는 심각한 문제점이 발생하게 된다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 감안하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(190) 및 회로보드(300)가 맞닿는 기판(190) 측 일면에 음향유입구(191)의 주변을 둥글게 감싸는 일련의 음향 실링 패턴(180)을 추가 배치하는 조치를 강구하게 된다.
이 경우, 음향 실링 패턴(180)은 음/전 변환장치(100) 측 기판(190)이 자신의 음향유입구(191)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서, 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 경우, 기판(190) 및 회로보드(300)의 계면을 견고하게 보강함으로써, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(191)가 일련의 음향학적 실링구조(Sealing structure)를 형성할 수 있도록 유도하게 되며, 결국, 이러한 음향 실링 패턴(150)의 기능수행 하에서, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(191) 측에서는 음향의 외부누설을 자연스럽게 차단 받을 수 있게 된다.
이때, 상술한 바와 같이, 만약, 음향 실링 패턴(180)이 빈틈을 허용하지 않는 일련의 폐쇄형 링 구조를 형성하게 될 경우, 음향 실링 패턴(180) 내 측의 음향유입구(191) 측에서는 기판(190) 및 회로보드(300)가 결합되는 국면에서, 주변으로부터 완전히 고립되는 불가피한 상황에 직면할 수밖에 없게 되며, 결국, 자신의 주변공기압력과 음향 실링 패턴(180) 외측 대기압과의 정적 압력 평형이 크게 깨지는 처지에 놓일 수밖에 없게 된다.
물론, 이렇게 음향유입구(191)의 주변공기압력과 대기압의 정적 압력 평형이 크게 깨진 상황에서, 별다른 추가 조치 없이, 장치(100)를 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장시키는 공정>이 일련의 고온/고압의 가혹한 조건 하에서 그대로 강행되는 경우, 음향유입구(191) 상에 위치한 회로 칩(192), 기구물(150) 측으로는 강한 내부 공기 압력은 물론 회로보드 접합용 크림 솔더의 용해 가스까지도 과도하게 가해질 수밖에 없게 되며, 결국, 회로 칩(192), 기구물(150) 등은 그에 따른 심각한 기능손상을 피할 수 없게 된다.
이러한 민감한 상황에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 음향 실링 패턴(180)의 일부에 <음향유입구 개방통로(181)>를 추가 형성하여, 이 음향 실링 패턴(181)이 종래와 달리 일련의 빈틈(즉, 음향유입구 개방통로(181))을 가지는 개방형 구조를 융통성 있게 형성할 수 있도록 유도하게 된다. 이 경우, 본 발명의 음향유입구 개방통로(181)의 배치 개수는 상황에 따라 다양한 변형을 이룰 수 있다.
물론, 이처럼 음향 실링 패턴(180)이 종래와 달리 일련의 빈틈(즉, 음향유입구 개방통로(181))을 가지는 개방형 구조를 형성하게 되는 경우, 음향 실링 패턴(180) 내 측의 음향유입구(191) 측에서는 기판(190) 및 회로보드(300)가 결합되는 국면에서도, 음향유입구 개방통로(181)를 통해 주변과 원활한 소통을 이룰 수 있게 된다.
당연히, 이 상황에서, 음향 실링 패턴(180)의 내 측에 위치한 음향유입구(191)의 주변공기압력은 기판(190)이 전자기기의 회로보드(300)에 표면 실장되는 국면에서도, 음향유입구 개방통로(181)를 통해 음향 실링 패턴(180) 외측의 대기압과 안정적인 정적 압력 평형을 이룰 수 있게 되며, 결국, 생산자(음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 <고온/고압의 가혹한 조건 하에 장치(100)를 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장시키는 공정>을 진행시키면서도 해당 공정환경(예컨대, 내부 공기 압력의 유입, 크림 솔더 용해 가스의 유입 등)에 기인하였던 회로 칩(192), 기구물(150) 등의 손상을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.
다른 한편, 상술한 본 발명의 음향 실링 패턴(180)은 장치(100) 측 기판(190)이 회로보드(300)에 표면 실장될 때, 그 계면을 견고하게 보강하여, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(191)가 일련의 음향학적 실링구조(Sealing structure)를 형성할 수 있도록 유도하는 기능을 수행하기 때문에, 만약, 별다른 조치 없이, 음향 실링 패턴(180)의 일부에 음향유입구 개방통로(181)를 추가 형성할 경우, 상술한 음향학적 실링구조가 취약해지는 문제점이 야기될 수도 있다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 두루 감안하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 음향유입구 개방통로(181)를 나선 분리형 구조로 형성하는 조치를 강구하게 된다.
물론, 이처럼 본 발명의 음향유입구 개방통로(181)가 나선 분리형 구조를 이루게 되는 경우, 이 음향유입구 개방통로(181)가 형성하는 전체적인 통로길이는 주어진 조건 하에서 최적의 상태로 길어지게 된다.
통상, 임의의 음향이 어떤 통로를 통해 세어나갈 때, 그 음향의 음샘 저항은 수학식 <R∝L(여기서, R은 음향의 음샘 저항, L은 음향이 세어나가는 통로의 길이)>로 정의된다. 즉, 음향이 어떤 통로를 통해 세어나갈 때, 만약, 해당 통로의 길이가 길어진다면 해당 음향은 음샘 저항의 증가로 인해 불필요한 음샘 현상을 일으킬 수 없게 되는 것이다.
이때, 상술한 바와 같이, 본 발명의 음향유입구 개방통로(181)는 나선 분리형 구조를 이루어 자신이 형성하는 전체적인 통로길이를 주어진 조건 하에서 최적의 상태로 길게 유지하고 있기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 장치(100) 측으로 유입되는 음향은 음샘 저항의 증가로 인해 불필요한 음샘 현상을 전혀 일으킬 수 없게 되며, 결국, 본 발명의 음향 실링 패턴(180)은 음향유입구 개방통로(181)의 추가 형성에도 불구하고 최적의 음향학적 실링구조를 정상적으로 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시에 따른 음/전 변환장치 체제 하에서, 본 발명에서는 기판(190)의 음향유입구(191) 입구를 용기형태로 가공하여, 음향유입구(191)의 입구에 일련의 거치대 기능을 수행할 수 있는 거치 홈(193)을 추가로 형성·정의하는 조치를 강구함과 아울러, 이러한 거치 홈(193)의 거치구조 내에 본 발명 고유의 음향 실링 시트(182)를 삽입·배치시키는 조치를 강구하게 된다(이때, 상황에 따라, 거치 홈(193) 내에는 음향 실링 시트(182)의 안정적인 고정을 위한 고정접착제가 추가 배치될 수 있다).
이 경우, 본 발명의 음향 실링 시트(182)로는 예컨대, 금속재질의 망사형 부직포(예를 들어, 니켈로 이루어진 망사형 부직포 또는 니켈이 도금되어 있는 망사형 부직포 등), 절연재질의 망사형 부직포(예를 들어, 섬유재질의 망사형 부직포) 등이 선택될 수 있다.
물론, 이러한 음향 실링 시트(182)의 배치 상황에서, 장치 측 기판(190)이 자신의 음향유입구(191)를 회로보드(300) 측 음향유입홀(301)에 대응시키면서, 해당 회로보드(300)에 표면 실장되는 경우, 음향 실링 시트(182) 측에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(190) 및 회로보드(300)의 계면을 견고하게 보강함으로써, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(191)가 일련의 음향학적 실링구조(Sealing structure)를 안정적으로 형성할 수 있도록 유도하게 되며, 결국, 이러한 음향 실링 시트(182)의 기능수행 하에서, 음향유입홀(301) 및 음향유입구(191) 측에서는 음향의 외부누설을 자연스럽게 차단 받을 수 있게 된다.
당연히 이 상황에서도, 상술한 바와 같이, 음향 실링 시트(182)가 빈틈을 허용하지 않는 일련의 폐쇄형 링 구조를 형성하게 될 경우, 음향 실링 시트(182) 내 측의 음향유입구(191) 측에서는 기판(190) 및 회로보드(300)가 결합되는 국면에서, 주변으로부터 완전히 고립되는 불가피한 상황에 직면할 수밖에 없게 되며, 결국, 자신의 주변공기압력과 음향 실링 시트(182) 외측 대기압과의 정적 압력 평형이 크게 깨지는 처지에 놓일 수밖에 없게 된다.
이러한 민감한 상황에서, 본 발명의 음향 실링 시트(182)는 예컨대, 금속재질의 망사형 부직포(예를 들어, 니켈로 이루어진 망사형 부직포 또는 니켈이 도금되어 있는 망사형 부직포 등), 절연재질의 망사형 부직포(예를 들어, 섬유재질의 망사형 부직포) 등으로 이루어져, 자체적으로 다수의 음향유입구 개방세공(183)(Micro opening hole)을 융통성 있게 보유하고 있기 때문에, 본 발명의 다른 구현환경 하에서도, 음향 실링 시트(182) 내 측의 음향유입구(191) 측에서는 기판(140) 및 회로보드(300)가 결합되는 국면에서도, 음향유입구 개방세공(183)을 통해 주변과 원활한 소통을 이룰 수 있게 된다.
당연히, 이 상황에서도, 음향 실링 시트(182)의 내 측에 위치한 음향유입구(191)의 주변공기압력은 기판(190)이 전자기기의 회로보드(300)에 표면 실장되는 국면에서도, 음향유입구 개방세공(183)을 통해 음향 실링 시트(182) 외측의 대기압과 안정적인 정적 압력 평형을 이룰 수 있게 되며, 결국, 생산자(음/전 변환 패키지 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 <고온/고압의 가혹한 조건 하에 장치(100)를 전자기기(정보통신기기, 음향기기 등)에 내장된 회로보드(300)에 표면 실장시키는 공정>을 진행시키면서도 해당 공정환경(예컨대, 내부 공기 압력의 유입, 크림 솔더 용해 가스의 유입 등)에 기인하였던 회로 칩(192), 기구물(150) 등의 손상을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.
이때, 본 발명의 음향유입구 개방세공(183)은 그 배치 개수가 무수히 많기 때문에, 본 발명의 다른 구현환경 하에서, 장치(100) 측으로 유입되는 음향은 음샘 저항의 증가로 인해 불필요한 음샘 현상을 일으킬 수 없게 되며(상술한 음향과 음샘 저항과의 관계 참조), 결국, 본 발명의 음향 실링 시트(182)는 음향유입구 개방세공(183)의 형성에도 불구하고 최적의 음향학적 실링구조를 정상적으로 유지할 수 있게 된다.
한편, 상술한 본 발명의 실시 환경 하에서, 생산자(예컨대, 음/전 변환장치 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 <최종 완성되는 제품(100)이 ECM 마이크로폰용 회로보드(300a)(예컨대, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 회로보드)(도 10 참조) 및 패키지용 회로보드(300b)(즉, 로드 레지스터가 구비되어 있지 않은 회로보드)(도 11 참조) 모두에서 안정적인 동작을 취할 수 있으면 어떨까>하는 필요성을 수시로 느끼게 된다.
이러한 민감한 상황에서, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 <인쇄회로기판(190)의 일부(예컨대, 내부 표면)에 회로 칩(192)과 전기적으로 연결되면서, 회로 칩(192)의 구동을 위한 공급전원의 회로 적인 처리(예컨대, 공급전원을 회로 칩(192)의 출력전압에 맞도록 조절하는 처리 등)를 수행하는 로드 레지스터(195)를 추가로 내장·설치하는 조치>(이 경우, 로드 레지스터(195)는 인쇄회로기판(190) 내에 임베디드(Embedded)되는 구조를 취할 수도 있다), <인쇄회로기판(190)의 다른 일부(예컨대, 회로보드 접촉면)에 음/전 변환장치(100)의 접지를 위한 접지단자(196), 음/전 변환장치(100) 측 전기신호를 외부로 출력시키기 위한 신호출력단자(197), 전자기기 측 전원을 수취하기 위한 전원수취단자(198) 등을 추가 설치하는 조치> 등을 취함과 아울러, 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, <신호출력단자(197) 및 전원수취단자(198) 모두를 인쇄회로기판(190)의 로드 레지스터(195)와 전기적으로 연결시키는 조치>를 탄력적으로 취하게 된다.
이때, 도 14에 도시된 바와 같이, 만약, 본 발명에 따른 회로 칩(192)으로, FET가 선택될 경우, 해당 FET는 바람직하게 J-FET(Junction Field Effect Transistor)이며, 이 경우, 로드 레지스터(195)는 J-FET의 드레인 단자와 연결되는 특징을 보이게 된다(참고로, MOS FET 등은 그 노이즈 특성 상, 본 발명과 같은 <전자기기(모바일기기)용 음/전 변환장치에는 채용될 수 없다).
물론, 이러한 조치가 취해진 상황에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)가 ECM 마이크로폰용 회로보드(300a)(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 회로보드)에 탑재되는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)는 접지단자(196)를 회로보드 측 접지단자(91)에 전기적으로 연결시킴과 동시에, 전원수취단자(198) 대신에, 로드 레지스터(195)와 전기적으로 연결되어 있던 신호출력단자(197)를 회로보드(300a) 측 출력신호접수단자(92)에 전기적으로 연결시키는 구조를 안정적으로 취할 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 하이브리드 음/전 변환장치(100) 측에서는 전자기기 측 회로보드(300a)에 단지, 접지단자(91) 및 출력신호접수단자(92)만이 구비되어 있는 환경 하에서도(즉, 별도의 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 환경 하에서도), 출력신호접수단자(92) 및 신호출력단자(197)를 우회적으로 활용하여, 전자기기 측에서 공급되는 동작전원을 정상적으로 취득할 수 있게 된다.
또한, 상술한 조치가 취해진 상황에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치(100)가 패키지용 회로보드(300b)(즉, 로드 레지스터가 구비되어 있지 않은 회로보드)에 탑재되는 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 하이브리드 음/전 변환장치(100)는 자신의 접지단자(196), 신호출력단자(197), 전원수취단자(198) 등을 회로보드(300b) 측 접지단자(81), 출력신호접수단자(82), 전원공급단자(83) 등에 전기적으로 연결시키면서, 자체 내장된 로드 레지스터(195)를 활용하여, 전원공급단자(83) 측으로부터 출력되는 일련의 동작전원을 정상적으로 취득/조절할 수 있게 되며, 결국, 본 발명의 하이브리드 음/전 변환장치(100) 측에서는 전자기기 측 회로보드(300b)에 별도의 로드 레지스터가 설치되지 않은 환경 하에서도, 별다른 문제점 없이, 일련의 음/전 변환기능을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 <인쇄회로기판(190)의 내부에 회로 칩(192)과 전기적으로 연결된 로드 레지스터(195)를 추가로 내장·설치하여, 전자기기 측 회로보드(300a)에 별도의 로드 레지스터가 설치되지 않은 환경 하에서도, 해당 회로 칩(192) 측에서 인쇄회로기판(190) 내부의 로드 레지스터(195)를 활용하여, 일련의 동작전원을 정상적으로 취득/조절 받을 수 있도록 유도하는 조치>, <전자기기 측 회로보드(300a,300b)와 접합되는 인쇄회로기판(190)의 접합부위에 접지단자(196), 신호출력단자(197), 전원수취단자(198)를 추가 설치함과 아울러, 신호출력단자(197) 및 전원수취단자(198) 모두를 인쇄회로기판(190) 내부의 로드 레지스터(195) 및 회로 칩(192)과 전기적으로 연결시켜, 해당 로드 레지스터(195) 및 회로 칩(192) 측에서 전자기기 측 회로보드(300b)에 단지, 접지단자(91) 및 출력신호접수단자(92)만이 구비되어 있는 환경 하에서도(즉, 별도의 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 환경 하에서도), 출력신호접수단자(92) 및 신호출력단자(197)를 우회적으로 활용하여, 전자기기 측에서 공급되는 동작전원을 정상적으로 취득할 수 있도록 유도하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하기 때문에, 본 발명의 본격적인 실시 환경 하에서, 최종 완성된 제품(100)은 ECM 마이크로폰용 회로보드(300a)(즉, 전원공급단자가 구비되어 있지 않은 회로보드) 및 패키지용 회로보드(300b)(즉, 로드 레지스터가 구비되어 있지 않은 회로보드) 모두에서 안정적인 하이브리드형 동작을 취할 수 있게 되며, 결국, 생산자(예컨대, 음/전 변환장치 생산자, 전자기기 생산자 등) 측에서는 별다른 어려움 없이 자사의 제품 경쟁력을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 본 발명은 음/전 변환장치를 필요로 하는 다양한 유형의 전자/전기 장치에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.
10: 음/전 변환 소자 21,22: 전기연결 와이어 30: 신호처리회로세트
40: 기판 41: 음향 유입구 50: 음향 실링 패턴
70: 리버스 타입 음/전 변환 패키지 81,91: 접지단자
82,92: 출력신호접수단자 83: 전원공급단자 93: 전원공급모듈
94: 전자기기 측 회로보드의 로드레지스터
100: 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치
100a: 음향캡슐 단일체 110: 커버용기
120: 진동판 어셈블리 121: 진동판 122: 고정판 123: 스페이서판
124: 백 챔버 확장 팬스 130: 절연/압착 베이스블록 140: 유전체판
150: 기구물 170: 도전/압착 금속블록 180: 음향 실링 패턴
181: 음향 실링 패턴의 음향 유입구 개방통로 182: 음향 실링 시트
183: 음향 실링 시트의 음향 유입구 개방세공 190: 인쇄회로기판
191: 음향 유입구 192: 회로 칩 193: 거치 홈 194: 노이즈 감쇄소자
195: 로드 레지스터 196: 접지단자 197: 신호출력단자
198: 전원수취단자 300,300a,300b: 전자기기 측 회로보드
301: 회로보드 측 음향유입홀

Claims (8)

  1. 커버용기와;
    상기 커버용기 내에 고정된 상태로 수용되며, 상기 커버용기 내로 유입되는 음향에 의해 진동하는 기구물들과;
    상기 커버용기를 지지하면서, 상기 기구물들의 진동에 따른 정전용량 변화를 전기적으로 처리하는 회로 칩 및 음향의 유입을 위한 음향 유입구를 구비하며, 전자기기 측 회로보드의 음향유입홀에 상기 음향 유입구를 대응시키면서, 해당 전자기기 측 회로보드에 실장되는 인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 기구물들은 상기 커버용기 내에 수용되며, 상기 커버용기를 통해 입력되는 음파에 의해 진동하는 진동판과;
    상기 진동판을 고정하는 고정판과;
    상기 고정판을 지지하면서, 상기 진동판과 간극을 유지하는 유전체판과;
    상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판의 외곽을 압착하여 감싼 상태로, 상기 커버용기 내에 밀착 수용되어, 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판을 상기 커버용기 내에 고정시킴과 아울러, 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판을 상기 커버용기와 전기적으로 절연시키는 절연/압착 베이스블록과;
    상기 절연/압착 베이스블록이 상기 커버용기 내에 밀착 수용된 상태에서, 상기 절연/압착 베이스블록 내에 밀착 수용되어, 상기 진동판 및 고정판, 그리고, 유전체판을 상기 커버용기 내부로 눌러 고정시키면서, 상기 유전체판 및 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 도전/압착 금속블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 음향 유입구 주변에는 상기 기판이 상기 전자기기 측 회로보드에 표면 실장될 때, 상기 기판 및 회로보드의 계면을 보강하여, 상기 음향 유입구 및 음향유입홀로 유입되는 음향이 외부로 누설되지 않도록 실링(Sealing)하는 음향 실링 패턴이 배치되고, 상기 음향 실링 패턴의 일부에는 상기 음향유입구를 상기 음향 실링 패턴의 외부로 개방하는 음향유입구 개방통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 음향 실링 패턴에 형성된 상기 음향유입구 개방통로는 나선 분리형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 음향유입구의 입구에는 거치대 기능을 가지는 거치 홈이 정의되며, 상기 거치 홈 내에는 상기 기판이 상기 전자기기 측 회로보드에 표면 실장될 때, 상기 기판 및 회로보드의 계면을 보강하여, 상기 음향유입구 및 음향유입홀로 유입되는 음향이 외부로 누설되지 않도록 실링(Sealing)하면서, 음향유입구 개방세공을 통해 상기 음향유입구를 외부로 개방하는 음향 실링 시트가 삽입·배치되는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 도전/압착 금속블록은 황동 재질 또는 도금된 황동 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 도전/압착 금속블록은 금, 은, 니켈로 도금된 황동 재질을 가지는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 일부에는 상기 회로 칩의 구동을 위한 로드 레지스터가 배치되고, 상기 인쇄회로기판의 다른 일부에는 전자기기 측 회로보드와 전기적으로 연결되는 접지단자, 신호출력단자, 전원수취단자가 배치되며, 상기 로드 레지스터는 상기 신호출력단자 및 전원수취단자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 회로 칩은 J-FET(Junction Field Effect Transistor)이고, 상기 로드 레지스터는 상기 J-FET의 드레인 단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 리버스 타입 하이브리드 음/전 변환장치.
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