KR100567240B1 - Ceramic condenser microphone and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 콘덴서 마이크로폰 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic condenser microphone and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰은 복수의 세라믹층이 적층되어 내부에 중공부(214)가 구비된 그린바디를 형성하고, 그린바디의 상면은 밀봉 납땜(21 6)이 형성된 코바링(215)에 의해 봉합되어 있는 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지( 210)와; 패키지(210)에 형성된 드레인과 소스 패턴에 와이어 본딩된 후 접착제(221 )로 덮어씌워져 패키지(210)의 내부에 장착되는 FET칩(220); 패키지(210) 내부의 걸림턱에 걸려 안착되는 배극판(230); 배극판(230) 상면에 배치되는 절연용 스페이서(240); 스페이서(240) 상부에 배치되는 진동판(250); 및 패키지(210)의 상부를 커버하도록 접착되며, 중앙부에 관통홀(261)이 형성되어 있고 상면에 미세한 분진을 차단하는 필터(262)가 접착되는 캡(260)으로 구성되며,The ceramic condenser microphone according to the present invention has a plurality of ceramic layers stacked to form a green body having a hollow portion 214 therein, and an upper surface of the green body is formed on a cobar ring 215 having a sealed solder 2165. A ceramic condenser microphone package 210 which is sealed by; A FET chip 220 wire-bonded to the drain and source patterns formed in the package 210 and then covered with an adhesive 221 to be mounted inside the package 210; A bipolar plate 230 seated on a locking jaw inside the package 210; An insulation spacer 240 disposed on an upper surface of the bipolar plate 230; A diaphragm 250 disposed on the spacer 240; And a cap 260 bonded to cover the upper part of the package 210, and having a through hole 261 formed at the center thereof, and a filter 262 for adhering fine dust to the upper surface thereof.
이에 따라서, 종래의 콘덴서 마이크로폰보다 전기적인 특성뿐만 아니라, 제품의 기밀성과 정밀도가 월등히 우수하며, 두께가 얇고 부품수가 적으며 조립이 간단하다는 장점이 있다Accordingly, in addition to the electrical characteristics of the conventional condenser microphone, the airtightness and precision of the product is excellent, there is an advantage that the thickness is thin, the number of parts and assembly is simple.
마이크로폰, 세라믹 콘덴서 마이크로폰, 닥터 블레이드공법, 세라믹, 패키지Microphone, ceramic condenser microphone, doctor blade method, ceramic, package
Description
도 1은 종래의 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional condenser microphone,
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a ceramic capacitor microphone package according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지의 각 층들을 도시한 평면도,3 is a plan view showing each layer of the ceramic capacitor microphone package according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a ceramic condenser microphone according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰의 조립순서도,5 is an assembly sequence diagram of a ceramic condenser microphone according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰 제작방법을 도시한 공정도이다.6 is a process chart showing a method of manufacturing a ceramic capacitor microphone according to the present invention.
도 7은 본 발명 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지의 다른 실시예의 단면도,7 is a cross-sectional view of another embodiment of the ceramic capacitor microphone package of the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 콘덴서 마이크로폰 110: PCB100: condenser microphone 110: PCB
120: 터미널 130: 인슐레이터120: terminal 130: insulator
140: 배극판 150: 스페이서140: bipolar plate 150: spacer
160: 진동판 170: 케이스160: diaphragm 170: case
200: 세라믹 콘덴서 마이크로폰 210: 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지200: ceramic condenser microphone 210: ceramic condenser microphone package
220: FET칩 230: 배극판220: FET chip 230: bipolar plate
240: 스페이서 250: 진동판240: spacer 250: diaphragm
260: 캡260: cap
본 발명은 콘덴서 마이크로폰(Condenser MICrophone)에 관한 것이며, 보다 상세히는 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지(PKG)를 이용하여 제작한 세라믹 콘덴서 마이크로폰 및 그 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a condenser microphone (Condenser MICrophone), and more particularly to a ceramic condenser microphone and a manufacturing method using a ceramic condenser microphone package (PKG).
도 1을 참조하면, 종래의 콘덴서 마이크로폰(100)은 분극전압 공급단자 역할을 하는 복수의 리드(111)와 게이트에(Gate)에 입력된 전류에 의해 드레인(Drain)과 소오스(Source)에 흐르는 전류가 변화되어 음파신호에 대응하는 크기의 전기적 신호를 발생 FET(112)가 솔더링된 PCB(110)와; 상기 FET(112)의 게이트와 전기적으로 연결되도록 PCB(110) 상면에 배치되는 터미널(120); 상기 터미널(120)을 커버하여 외부와 절연 차단하는 인슐레이터(130); 상기 인슐레이터(130)의 내주면에 형성된 걸림턱에 걸리고 터미널(120) 상면에 접속하여 음파신호의 진동 변화량을 전기 적 신호로 변환하여 터미널(120)을 경유하여 FET(112)의 게이트로 전달하는 배극판(140); 상기 인슐레이터(130)와 배극판(140) 상면에 배치되는 절연용 스페이서(150); 상기 스페이서(150) 상부에 배치되어 입력 음파신호의 진동을 감지하는 진동판(160); 및 상기 PCB(110)와 터미널(120), 인슐레이터(130), 배극판(140), 스페이서(150), 및 진동판(160)을 내장하여 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하고 상면에 관통홀(171)이 형성되어 있고, 상면에 관통홀(171)을 통해 외부로부터 유입되는 미세한 분진을 차단하여 내부의 부품을 보호하는 필터(172)가 접착되어 있는 케이스(170)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 콘덴서 마이크로폰(100)은 부품수도 많고 기구물의 금형 단가가 높아 전체적으로 가격 상승이 되고 정밀성 여부에 따라서 품질이 불안정하며, 노동 집약적으로 생산되어 가격경쟁력 대응에 미흡하고, 상기 PCB(110)는 열가소성 수지로 제작되므로 내열성, 내습성, 내마소성이 열악하고 열팽창계수가 커 제품의 신뢰성이 결여되고 리드(111)를 수작업으로 솔더링하여야 하므로 단가가 상승되고 작업공수가 많다는 단점이 있다.However, the
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 열에 강하고 변형되지 않으며 전기절연성과 방열성 및 신호에 대한 안전성이 좋은 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지를 이용하여 제작한 세라믹 콘덴서 마이크로폰 및 그 제작방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is a ceramic capacitor microphone manufactured using a ceramic capacitor microphone package which is resistant to heat, does not deform, and has good electrical insulation, heat dissipation, and signal safety. It is to provide a method of production.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 세라믹 콘덴서 마이크로폰은, 그린시 트로 제작되는 복수의 세라믹층이 서로 전기적으로 연결되도록 순차적으로 적층되어 내부에 중공부가 구비된 그린바디를 형성하고, 상기 그린바디의 상면은 밀봉 납땜이 형성된 코바링에 의해 봉합되어 있는 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지와; 상기 패키지에 형성된 드레인과 소스 패턴에 와이어 본딩된 후 접착제로 덮어씌워져 패키지의 내부에 장착되는 FET칩; 상기 패키지 내부에 형성된 걸림턱에 걸려 안착되는 배극판; 상기 배극판 상면에 배치되는 절연용 스페이서; 상기 스페이서 상부에 배치되는 진동판; 및 상기 패키지의 상부를 커버하도록 접착되며, 중앙부에 관통홀이 형성되어 있고 상면에 미세한 분진을 차단하는 필터가 접착되는 캡으로 구성된다.Ceramic condenser microphone for achieving the object of the present invention, a plurality of ceramic layers made of a green sheet are sequentially stacked so as to be electrically connected to each other to form a green body having a hollow inside, the upper surface of the green body A ceramic condenser microphone package sealed by a cobar ring in which silver sealing solder is formed; A FET chip wire-bonded to the drain and source patterns formed in the package and then covered with an adhesive and mounted inside the package; A bipolar plate seated on a locking jaw formed in the package; An insulating spacer disposed on an upper surface of the bipolar plate; A diaphragm disposed above the spacer; And it is bonded to cover the upper portion of the package, the through hole is formed in the center and consists of a cap to which the filter to block the fine dust on the upper surface is bonded.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 세라믹 콘덴서 마이크로폰 제작방법은, 전체 조성비의 90% 이상 알루미나 파우더와 10% 이하 무기질 플럭스를 혼합한 혼합물에 상기 혼합물의 40∼60%에 해당하는 알콜계 용매와, 상기 혼합물의 0.5∼3%에 해당하는 분산제, 상기 혼합물의 5∼15%에 해당하는 결합제, 및 상기 혼합물의 1∼5%에 해당하는 가소제를 첨가하고, 일정시간동안 볼밀에서 혼합하여 20000∼25000cps의 점도를 나타내는 세라믹 슬러리를 제조하는 공정과; 상기 슬러리를 공지의 닥터 블레이드공법에 의해 건조 온도 130∼150℃, 캐스팅 스피드 300∼400mm/min, 두께 150∼500μm으로 성형하여 그린시트를 제작하는 공정; 성형된 복수의 그린시트 각각에 대하여 비아홀을 펀칭하고 각각의 그린시트의 상면 또는 바닥면에 특정한 도체패턴을 인쇄한 다음, 필요한 경우 특정한 그린시트의 중앙부에 관통홀을 펀칭한 후 복수의 그린시트를 적층하고 컷팅하여 그린바디를 제작한 후, 상기 그린바디를 소결시키고 그린바디의 상부를 도금된 밀봉용 코바링으로 봉합한 다음 도금하여 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지를 제작하는 공정; 상기 패키지 내부에 FET칩을 장착하는 공정; 상기 FET칩을 패키지에 형성된 드레인과 소스 패턴에 와이어 본딩한 후 접착제로 덮어씌우는 공정; 상기 패키지 내부에 FET칩의 상부로부터 배극판과 스페이서 및 진동판을 순차적으로 삽입하는 공정; 및 상기 패키지의 상부를 커버하도록 필터가 접착되어 있는 캡을 봉합하는 공정으로 이루어진다.The ceramic condenser microphone manufacturing method for achieving the object of the present invention is an alcohol solvent corresponding to 40 to 60% of the mixture in a mixture of 90% or more of the alumina powder and 10% or less of the inorganic flux, Dispersant equivalent to 0.5 to 3% of the mixture, binder equivalent to 5 to 15% of the mixture, and plasticizer equivalent to 1 to 5% of the mixture are added and mixed in a ball mill for a period of time to 20000 to 25000 cps Preparing a ceramic slurry having a viscosity of; Forming the green sheet by molding the slurry at a drying temperature of 130 to 150 캜, a casting speed of 300 to 400 mm / min, and a thickness of 150 to 500 µm by a known doctor blade method; Punch a via hole for each of the molded green sheets, print a specific conductor pattern on the top or bottom surface of each green sheet, and if necessary, punch through holes in the center of the specific green sheet, Manufacturing a green body by laminating and cutting, and then sintering the green body, suturing the upper part of the green body with a plated sealing cobar ring, and then plating to manufacture a ceramic condenser microphone package; Mounting a FET chip inside the package; Wire-bonding the FET chip to a drain and source pattern formed in a package and then covering the FET chip with an adhesive; Sequentially inserting a bipolar plate, a spacer, and a diaphragm into the package from an upper portion of the FET chip; And sealing the cap to which the filter is adhered to cover the top of the package.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰(200)은 적층된 다층(예컨대, 3층) 그린시트로 제작된 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지(210)의 내부에 FET칩(220)과 배극판(230), 스페이서(240), 진동판(250)을 조립한 후, 캡(260)으로 상기 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지(210)를 봉합하여 제작한다.2 to 5, the
상기 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지(210; 이하, 패키지라 함)는 그린시트로 제작되는 복수의 세라믹층이 서로 전기적으로 연결되도록 순차적으로 적층되어 내부에 중공부(214)가 구비된 그린바디를 형성하고, 상기 그린바디의 상면은 밀봉 납땜(216)이 형성된 코바링(215)에 의해 봉합된다.The ceramic condenser microphone package 210 (hereinafter, referred to as a package) is sequentially stacked so that a plurality of ceramic layers made of green sheets are electrically connected to each other to form a green body having a
상기 패키지(210)의 그린바디는 제1세라믹층(211)과 제2세라믹층(212) 및 제3세라믹층(213)으로 구성되고, 상기 제1세라믹층(211)과 제2세라믹층(212) 및 제3세라믹층(211,212,213)은 각각의 비아홀(211a,212a,213a)을 통하여 서로 전기적으로 연결되도록 순차적으로 적층된다.The green body of the
상기 제1세라믹층(211)은 그린시트로 제작되고 중앙부가 관통되어 있으며 테두리에 비아홀(211a)이 형성되어 있고 테두리 상면에 특정한 도체패턴(211b)이 인쇄되고, 상면이 밀봉 납땜(216)이 형성된 코바링(215)에 의해 봉합된다.The first
상기 제2세라믹층(212)은 그리시트로 제작되고 상기 제1세라믹층(211)보다 작은 직경으로 중앙부가 관통되어 배극판(230)이 걸리는 걸림턱을 형성하며, 테두리에 비아홀(212a)이 형성되어 있고 테두리 상면에 특정한 도체패턴(212b)이 인쇄된다.The second
상기 제3세라믹층(213)은 그린시트로 제작되고 비아홀(213a)이 형성되어 있으며 상면과 바닥면에 특정한 도체패턴(213b,213c)이 인쇄된다.The third
그리고 도 7은 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지의 다른 실시예로 도면에서 보는 바와 같이 제3세라믹층(213)은 상면과 바닥면 그리고 측면에 특정한 도체패턴 (213b,213c,213d)이 인쇄되어 제2세락믹층(212)과 제3세라믹층(213)의 외주연을 감싸도록 형성하여 전기적인 특성이 향상되고, 정밀도가 우수한 특징을 갖도록 한다.7 shows another embodiment of the ceramic condenser microphone package. As shown in the drawing, the third
상기 FET칩(220)은 패키지(210)에 형성된 드레인과 소스 패턴에 와이어 본딩된 후 접착제(221)로 덮어씌워져 패키지(210)의 내부에 장착된다.The
상기 배극판(230)은 상기 패키지(210) 내부에 형성된 걸림턱에 걸려 안착된다.The
상기 절연용 스페이서(240)는 상기 배극판(230) 상면에 배치되어 배극판(23 0)과 진동판(250) 사이를 절연한다.The
상기 진동판(250)은 스페이서(240) 상부에 배치된다.The
상기 캡(260)은 패키지(210)의 상부를 커버하도록 접착되며, 중앙부에 관통홀(261)이 형성되어 있고 상면에 미세한 분진을 차단하는 필터(262)가 접착된다.The
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰(200)은 도 6에 도시된 방법에 의해 다음과 같이 제작된다.
최초에, 전체 조성비의 90% 이상 알루미나(Al2O3) 파우더와 10% 이하 무기질 플럭스(Flux)를 혼합한 혼합물에 상기 혼합물의 40∼60%에 해당하는 알콜계 용매와, 상기 혼합물의 0.5∼3%에 해당하는 분산제, 상기 혼합물의 5∼15%에 해당하는 결합제, 및 상기 혼합물의 1∼5%에 해당하는 가소제를 첨가하고, 일정시간동안 볼밀에서 혼합하여 20000∼25000cps의 점도를 나타내는 세라믹 슬러리를 제조한다 (S10).Initially, a mixture of at least 90% of the total composition ratio of alumina (Al 2 O 3 ) powder and up to 10% of inorganic flux is mixed with an alcohol solvent corresponding to 40 to 60% of the mixture, and 0.5 of the mixture. Dispersant corresponding to -3%, binder corresponding to 5-15% of the mixture, and plasticizer corresponding to 1 to 5% of the mixture are added, and mixed in a ball mill for a predetermined time to exhibit a viscosity of 20000 to 25000 cps. To prepare a ceramic slurry (S10).
이때, 상기 세라믹 슬러리의 특성은 원재료의 분말도, 상기 볼밀의 내부온도, 외부온도, 메디아의 크기 및 종류, 밀링시간, 습도, 밀링속도 등에 영향을 받는다.At this time, the characteristics of the ceramic slurry is affected by the powder degree of the raw material, the internal temperature, the external temperature of the ball mill, the size and type of the media, milling time, humidity, milling speed and the like.
또한, 무기질 플럭스로는 SiO2, CaO, CaCO3, TiO2, Cr2O 3, 기타 무기 산화물 등이 사용되고, 알콜계 용매로는 수계 또는 비수계 알콜계 용매가 모두 사용가능하며, 분산제는 미세 분말의 원활한 분산을 위해 사용되고, 분말의 응집을 위한 결합 제로는 PVB, 아크릴계 수지(BL-1z, BM-S 등) 등이 사용되며, 그린바디의 연성 및 인장 강도를 유지하기 위한 가소제로는 PEG, DBP, BBP, DINP 등이 사용된다.In addition, SiO 2 , CaO, CaCO 3 , TiO 2 , Cr 2 O 3 , and other inorganic oxides are used as the inorganic flux, and either an aqueous or non-aqueous alcohol solvent may be used as the alcohol solvent, and the dispersant may be fine. It is used for smooth dispersion of powder, PVB, acrylic resin (BL-1z, BM-S, etc.) is used as a binding agent for agglomeration of powder, and PEG is used as a plasticizer to maintain ductility and tensile strength of green body. , DBP, BBP, DINP, etc. are used.
특히, 상기 무기질 플럭스는 알루미나의 고온 소성시 알루미나의 소결을 촉진하고 입계 및 알루미나 내부의 공공에 침투하여 세라믹층의 강도와 전기적, 방열 특성을 향상시키는 역할을 하며, 그 양에 따라서 소결 온도를 낮추어 소결 시간을 단축시키고 세라믹층의 소결 수축율을 변화시킨다.In particular, the inorganic flux promotes sintering of alumina during high temperature firing of alumina and penetrates into pores in the grain boundary and alumina to improve the strength, electrical, and heat dissipation characteristics of the ceramic layer. The sintering time is shortened and the sintering shrinkage rate of the ceramic layer is changed.
상기와 같이 슬러리를 제조하고 나면, 공지의 테이프 캐스터를 이용하는 닥터 블레이드공법에 의해 건조 온도 130∼150℃, 캐스팅 스피드 300∼400mm/min, 두께 150∼500μm으로 성형하여 그린시트를 제작한다(S20).After the slurry is prepared as described above, a green sheet is produced by molding at a drying temperature of 130 to 150 ° C., a casting speed of 300 to 400 mm / min, and a thickness of 150 to 500 μm by a doctor blade method using a known tape caster (S20). .
즉, 상기 슬러리를 캐리어필름을 이용하여 일정 높이로 조절된 블레이드에 통과시킨 후, 건조시켜 그린시트를 제작한다.That is, the slurry is passed through a blade adjusted to a predetermined height using a carrier film, and then dried to produce a green sheet.
상기와 같이 그린시트를 제작하고 나면, 성형된 복수의 그린시트 각각에 대하여 비아홀을 펀칭하고 각각의 그린시트의 상면 또는 바닥면에 특정한 도체패턴을 인쇄한 다음, 필요한 경우 특정한 그린시트의 중앙부에 관통홀을 펀칭한 후 복수의 그린시트를 적층하고 컷팅하여 그린바디를 제작한 후, 상기 그린바디를 소결시키고 그린바디의 상부를 도금된 밀봉용 코바링(215)으로 봉합한 다음 도금하여 패키지(2 10)를 제작한다(S30).After the green sheet is manufactured as described above, a via hole is punched for each of the plurality of molded green sheets, a specific conductor pattern is printed on the top or bottom surface of each green sheet, and then, if necessary, penetrated to the center of the specific green sheet. After punching the holes, a plurality of green sheets are laminated and cut to fabricate a green body. Then, the green body is sintered, the upper part of the green body is sealed with a plated sealing
예컨대, 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰(200)을 제작하기 위해서 사용되는 패키지(210)는 3개의 그린시트, 즉 제1세라믹층(211)과 제2세라믹층(212) 및 제3세라믹층(213)를 3층으로 적층하여 그린바디를 제작한 후, 상기 그린바디의 상부를 상기 코바링(215)으로 밀봉한 후, 도금하여 제작한다.For example, the
이때, 상기 제1,2,3세라믹층(211,212,213)은 각각의 비아홀(211a,212a,213a)을 통하여 서로 전기적으로 연결되도록 순차적으로 적층되어 패키지(210) 내부에 중공부(214)를 형성한다.In this case, the first, second, and third
특히, 상기 도체패턴 인쇄 전에 관통홀을 펀칭하면, 실제 패턴 인쇄시에 사용되는 페이스트의 번짐현상에 의해 전기적인 단락현상이 발생하므로, 상기 관통홀은 패턴 인쇄 후에 펀칭한다.In particular, when the through-hole is punched before the conductive pattern printing, an electrical short circuit occurs due to the smearing of the paste used in the actual pattern printing, so that the through-hole is punched after the pattern printing.
상기 패키지(210)를 제작하는 과정(S30)을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The process of manufacturing the package 210 (S30) will be described in more detail as follows.
최초에, 성형된 복수의 그린시트를 일정한 크기로 절단한 후, 공지의 펀칭핀을 이용하여 각각의 그린시트에 대하여 도선 연결을 위한 비아홀을 펀칭하고 상기 비아홀에 페이스트를 채워 넣은 다음, 공지의 후막인쇄기법으로 각각의 그린시트의 상면 또는 바닥면에 특정한 도체패턴을 인쇄한 후, 필요한 경우 각각의 그린시트의 중앙부에 관통홀을 펀칭한다.First, after cutting the formed plurality of green sheets to a certain size, punching the via hole for conducting wire connection for each green sheet using a known punching pin and filling the via hole with paste, and then the known thick film After printing a specific conductor pattern on the top or bottom surface of each green sheet by a printing technique, a through hole is punched in the center of each green sheet if necessary.
이때, 상기 비아홀에는 각층간을 도선으로 연결하기 위한 페이스트를 채워서 각층간의 상하패턴을 연결시키고, 고온 소결이 가능한 텅스텐(W)이나 몰리브덴(Mo) 페이스트를 사용하는 것이 바람직하며, 홀 가공을 위한 최적의 조건으로서 실내온도 25℃, 상대습도 60∼70%를 유지하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use a tungsten (W) or molybdenum (Mo) paste capable of high temperature sintering by filling the via hole with a paste for connecting each layer with a conductive wire to connect the upper and lower patterns between the layers. As a condition, it is desirable to maintain a room temperature of 25 ° C and a relative humidity of 60 to 70%.
또한, 상기 도체패턴의 인쇄 두께는 20∼30μm이고 아래의 소결공정 후에는 40∼50%로 인쇄 두께가 감소한다.In addition, the printing thickness of the conductor pattern is 20 to 30 µm and the printing thickness is reduced to 40 to 50% after the sintering process below.
상기와 같이 비아홀 펀칭공정과, 도체패턴 인쇄공정, 및 관통홀 펀칭공정이 완료된 후에는, 공지의 프레서를 이용하여 일정한 온도와 압력으로 상기 비아홀과 관통홀이 형성된 복수의 그린시트(예컨대, 3개)를 적층하여 다층 그린시트를 제조한다.After the via hole punching process, the conductor pattern printing process, and the through hole punching process are completed as described above, a plurality of green sheets in which the via holes and the through holes are formed at a predetermined temperature and pressure using a known presser (for example, three ) To produce a multilayer green sheet.
이때, 각층별 그린시트의 밀도가 달라지면 소결공정 시에 휨(Warpage)현상이 발생할 수 있기 때문에 상기 다층 그린시트의 층별 압력을 일정하게 조절하여야 하는데, 압력은 10∼40M㎩ 정도로 유지하는 것이 바람직하다.At this time, since the warpage phenomenon may occur during the sintering process if the density of the green sheet for each layer is changed, the pressure of each layer of the multilayer green sheet must be constantly adjusted, and the pressure is preferably maintained at about 10 to 40 M㎩. .
또한, 본 발명에 따른 다층(예컨대, 3층) 그린시트는 1바에 100개의 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지(210)가 배치되도록 제조한다.In addition, the multilayer (for example, three-layer) green sheet according to the present invention is manufactured so that 100 ceramic
상기 다층 그린시트이 제조되면, 다음으로 공지의 컷팅나이프를 이용하여 상기 1바에 100개의 제품이 배치되어 있는 상기 다층 그린시트를 원하는 규격으로 컷팅하여 도 2와 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되고 내부에 중공부( 214)가 형성된 그린바디를 제작한 후, 상기 그린바디를 소결로에서 1590∼1620℃로 소결시켜 그린바디의 각 층마다 형성된 도체패턴을 치밀화 및 일체화시킨다.When the multi-layer green sheet is manufactured, the multi-layer green sheet, in which 100 products are arranged in the 1 bar, is cut to a desired standard by using a known cutting knife, as shown in FIGS. 2 and 4 and 5. After the upper part is opened and a
이때, 적절한 컷팅 조건으로는 예열 온도 40℃∼70℃, 스크라이빙 깊이는 두께의 25%∼35%로 설정하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to set preheating temperature 40 degreeC-70 degreeC, and scribing depth as 25%-35% of thickness as suitable cutting conditions.
상기와 같이 소결로에서 그린바디를 1차 소결한 후에는, 솔더링과 산화방지를 위하여 상기 그린바디의 외부로 노출된 도체패턴을 니켈과 같은 고융점 금속을 사용하여 도금한다.After the first sintering of the green body in the sintering furnace as described above, the conductive pattern exposed to the outside of the green body is plated using a high melting point metal such as nickel for soldering and oxidation prevention.
또한, 고융점 금속을 사용하여 그린바디를 1차 도금한 후에는, 상기 그린바디의 상부에 은과 구리(Ag-Cu)와 같은 저융점 금속으로 도금된 밀봉용 코바링( kovar ring; 215)을 올려놓고 소결로에서 일정온도와 시간조건(예컨대, 800℃로 60분간)하에 2차 소결시켜 그린바디의 상부를 밀봉한 다음, 산화방지와 전기적인 특성을 향상시키기 위하여 상기 밀봉된 그린바디를 금(Au)과 같은 금속을 사용하여 2차 도금하여 패키지(210)를 제작한다.In addition, after primary plating of the green body using a high melting point metal, a sealing kovar ring (215) plated with a low melting point metal such as silver and copper (Ag-Cu) on top of the green body. After the second sintering in a sintering furnace under a constant temperature and time conditions (for example, 60 minutes at 800 ℃) to seal the upper part of the green body, and then to improve the oxidation and electrical properties of the sealed green body The
이때, 상기 코바링(215)은 철(Fe)과 니켈(Ni) 및 코발트(Co)로 구성되며, 고융점 금속인 니켈이 도금된 그린바디의 상부에 저융점 금속인 은과 구리가 도금된 코바링을 올려놓고 소결로에서 소결시키면, 금속의 용융상태에서 젖음과 모세관현상에 의해 상기 코바링(215)과 그린바디 사이에 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 은과 구리로 된 밀봉 납땜(216)이 형성된다.At this time, the
상기와 같이 패키지(210)가 제작 완료되면, 제일 먼저 상기 패키지(210) 내부에 FET칩(220)을 장착한 후(S40), 상기 FET칩(220)을 패키지(210)의 제3세라믹층 (213)의 상면에 형성된 드레인과 소스 패턴에 와이어 본딩한 다음, 상기 FET칩(2 20)을 보호하기 위하여 실리콘과 같은 접착제(221)를 사용하여 상기 FET칩(220)을 덮어씌운다(S50).When the
이때, 상기 FET칩(220)은 상기 제3세라믹층(213)을 기반으로 하여 제2세라믹층(212)의 중앙부에 형성된 중공부(214)에 위치하고, 이 중공부(214)는 접착제(2 21)로 사용되는 실리콘에 의해 충진되며, 실리콘은 그 높이가 상기 제2세라믹층(21 2)의 두께를 초과하지 않도록 덮어씌우는 것이 바람직하다.At this time, the
다음으로, 상기 패키지(210)의 내부에는 접착제(221)로 덮어씌워진 상기 FET칩(220)의 상부로부터 배극판(230)과 스페이서(240) 및 진동판(250)이 순차적으로 삽입된다(S60).Next, the
이때, 상기 배극판(230)은 패키지(210)의 제1세라믹층(211)과 제2세라믹층(2 12)이 적층됨에 따라서 형성된 걸림턱에 걸리도록 장착된다.In this case, the
상기와 같이 패키지(210) 내부에 상기 FET칩(220)과 배극판(230)과 스페이서 (240) 및 진동판(250)이 모두 삽착되고 나면, 마지막으로 상기 패키지(210)의 상부를 커버하도록 필터(262)가 접착되어 있는 캡(260)을 봉합하여 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰(200)을 제작 완성한다(S70).After the
이때, 상기 패키지(210)의 상부에 접착되는 캡(260)은 패키지(210)의 상부에 밀봉된 코바링(215) 위에 올려놓고 하중을 가하면서 일정온도(예컨대, 280℃ 정도)로 가열하는 경계선 용접(Seam welding)을 하여 밀봉 납땜(216)이 형성되도록 하여 접착한다.At this time, the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰은 열에 강하고 변형되지 않으며 전기절연성과 방열성 및 신호에 대한 안전성이 좋은 세라믹 콘덴서 마이크로폰 패키지를 이용하여 제작하기 때문에, 두께로 얇고 부품수가 적으며 조립이 간단하다는 장점이 있으며, 특히 종래의 콘덴서 마이크로폰보다 전기적인 특성뿐만 아니라, 제품의 기밀성과 정밀도가 월등히 우수하다는 장점이 있다. As described above, the ceramic condenser microphone according to the present invention is manufactured by using a ceramic condenser microphone package that is resistant to heat, does not deform, and has excellent electrical insulation, heat dissipation, and signal safety. In particular, in addition to the electrical characteristics than the conventional condenser microphone, there is an advantage that the airtightness and precision of the product is excellent.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 세라믹 콘덴서 마이크로폰 및 그 제작방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is only one embodiment for carrying out the ceramic capacitor microphone according to the present invention and its manufacturing method, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the invention claimed in the following claims Without departing from the gist of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
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