KR100919939B1 - Small-sized capacitor micro-phone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초소형 마이크로폰에 유기되는 외부 고주파 잡음 신호를 차단시키기 위한 RF 필터와, FET와 같은 증폭 회로를 내장한 ECM(Electret Condenser Microphone) 증폭용 칩을 단일 패키지 또는 단일 칩 형상으로 구현시킨 초소형 커패시터 마이크로폰의 회로부 구조에 관련된 것이다. RF 필터를 증폭용 회로를 내장한 ECM 증폭용 칩과 함께 하나의 패키지 또는 하나의 칩 형태로 회로 패턴을 구성함으로써 동일 인쇄회로기판 상면에 상기 패키지 또는 칩 마운팅시 효율적인 공간을 차지하도록 하여 인쇄회로기판 스페이스를 대폭 줄일 수 있도록 함으로써 전체 마이크로폰 크기를 소형화하는데 그 목적이 있다.The present invention is a micro-capacitor microphone that implements an ECM (Electret Condenser Microphone) amplification chip incorporating an amplification circuit, such as an FET, to block external high-frequency noise signals induced in the micro-microphone in a single package or single chip shape. It is related to the circuit part structure. A circuit pattern is formed in one package or one chip form along with an ECM amplification chip incorporating an RF filter in the amplification circuit so that the printed circuit board occupies an efficient space when mounting the package or chip on the same printed circuit board. The goal is to make the overall microphone size smaller by allowing a significant reduction in space.
Description
본 발명은 초소형 마이크로폰에 유기되는 외부의 고주파 잡음 신호를 차단시키기 위한 RF 필터와 FET와 같은 증폭 회로를 내장한 ECM(Electret Condenser Microphone) 증폭용 칩(이하 “ECM 칩”이라 한다)을 하나의 패키지 또는 칩 형상으로써 구현시킨 초소형 커패시터 마이크로폰 회로부 구조에 관련된 것이다. The present invention provides a package for amplifying a chip for electret condenser microphone (ECM) (hereinafter referred to as an "ECM chip") incorporating an amplification circuit such as an FET and an RF filter for blocking external high frequency noise signals induced in an ultra-small microphone. Or a microcapacitor microphone circuit structure embodied as a chip shape.
신형 휴대전화의 소형화, 다기능화를 추구하기 위해 탑재되고 있는 부품의 박형, 소형, 경량화를 필요로 하고 있다. 또, 카메라 기능이 부가된 휴대전화 등의 동영상 녹화 기능이 충실해짐에 따라 마이크로폰의 고음질화에 대한 관심도 높아지고 있는 추세이다. In order to miniaturize and multi-function new mobile phones, it is necessary to reduce the size, size, and weight of components installed. In addition, as the video recording function of a mobile phone with a camera function is enhanced, interest in high quality microphones is increasing.
이에 따라, 이동통신기기 개발 및 제조 업체들은 현재 공간이 협소하지만 보다 많은 부품들을 추가하고 이를 저렴하게 만들기 위한 연구를 꾸준히 하고 있으며, 마이크로폰의 경우도 그 예외는 아니다. Accordingly, mobile communication device developers and manufacturers are currently working to add more components and make them cheaper, although space is limited, and the microphone is no exception.
즉, ECM의 소형화로 인한 감도 저하로 갈수록 고감도의 ECM 칩이 요구되며, 적용 제품의 박막화로 인하여 박막의 패키지가 요구된다. 또한 휴대폰의 멀티 모드화 추세에 따라 다양한 전기 유닛이 휴대폰 내부로 탑재되면서 발생될 수 있는 외부 고주파 잡음을 제거할 수 있어야 한다. That is, as the sensitivity decreases due to the miniaturization of the ECM, a high sensitivity ECM chip is required, and a thin film package is required due to the thinning of the applied product. In addition, according to the trend of multi-mode mobile phones, it is necessary to remove external high frequency noise that can be generated when various electric units are mounted inside the mobile phones.
도 1은 종래 기술에 따른 마이크로폰의 절개 단면도이고, 도 2는 커패시터 마이크로폰의 동작 원리를 나타내는 기본 구성도 및 회로도이다.1 is a cross-sectional view of a microphone according to the prior art, Figure 2 is a basic configuration and circuit diagram showing the operating principle of the capacitor microphone.
도시된 바와 같이, 일반적으로 마이크로폰 모듈 구성은 진동판(170), 정전필름(180), ECM 칩(110), RF 필터(120)로 이루어진다. 음성 신호에 따른 진동판(170)과 백플레이트(190) 및 정전필름(180) 사이의 정전 용량의 변화를 ECM 칩(110)이 전기 신호로 변환하며, ECM 칩(110)은 간이 RF 필터(120)와 일정 거리 이격되어 별도로 설치된다.As shown, the microphone module configuration generally includes a diaphragm 170, an electrostatic film 180, an ECM chip 110, and an RF filter 120. The change in the capacitance between the diaphragm 170 and the back plate 190 and the electrostatic film 180 according to the voice signal is converted by the ECM chip 110 into an electrical signal, the ECM chip 110 is a simple RF filter 120 ) And is installed separately from a certain distance.
그리고, 이동통신 단말기의 송신부에는 대략 수 밀리와트(mW) 내지 수 와트(W)에 이르는 큰 순간 전력의 고주파 신호를 안테나를 통하여 방사하는데, 이 고주파 신호는 마이크로폰(100)과 외부 음압 신호 처리 회로 사이의 선로에 유기되어 마이크로폰(100) 내부 또는 외부에 있는 ECM 칩(110)에 인가된다. 이 때, ECM 칩(110)에 인가되는 고주파 신호의 크기가 일정 레벨 이상이 되면, 비선형 적으로 동작하게 되어, 피이크 인벨로프에 해당하는 잡음 성분을 발생시키게 되며, 이 피이크 인벨로프의 주파수 대역은 대체로 음압 가청 주파수와 겹쳐있기 때문에, 이 신호가 음압 신호와 함께 증폭되어 음압 신호 처리 회로로 들어가 마이크로폰의 가장 큰 잡음이 된다.The transmitter of the mobile communication terminal emits a high frequency signal having a large instantaneous power ranging from several milliwatts (mW) to several watts (W) through an antenna, and the high frequency signal is supplied to the microphone 100 and an external sound pressure signal processing circuit. It is induced on the line between and applied to the ECM chip 110 inside or outside the microphone 100. At this time, when the magnitude of the high frequency signal applied to the ECM chip 110 is greater than or equal to a predetermined level, it operates nonlinearly to generate a noise component corresponding to the peak envelope, and the frequency of the peak envelope. Because the band usually overlaps with the sound pressure audio frequency, this signal is amplified with the sound pressure signal and enters the sound pressure signal processing circuit to become the microphone's loudest noise.
이러한 외부 고주파 잡음 신호를 차단시키고 원하는 오디오 주파수 대역만을 출력시키기 위한 방법으로, 기존 마이크로폰(100)에서는, 상기 ECM 칩(110)과 동일한 인쇄회로기판(이하, “PCB”라 명칭한다, 160) 상면에 일정 간격 이격되게 하여 간이 RF 필터(120) 회로를 일종 이상의 수동소자를 이용하여 형성하는데, 종래에는 상기 RF 필터를 상기 ECM 칩을 구성하는 회로에 커패시터, 저항, 바리스터등을 추가하여 PCB(160)의 금속 연결 패턴에 각각 연결하여 구성하였다. As a method for blocking the external high frequency noise signal and outputting only a desired audio frequency band, in the conventional microphone 100, the same printed circuit board as the ECM chip 110 (hereinafter referred to as "PCB", 160) The RF filter 120 circuit is formed by using one or more passive elements by spaced apart at regular intervals. Conventionally, the RF filter is formed by adding a capacitor, a resistor, a varistor, etc. to a circuit constituting the ECM chip. ) To each of the metal connection patterns.
즉, ECM 칩(110)을 마운팅한 후, PCB(160) 상면에서 일정 간격 이격되게 하여 RF 필터(120) 회로를 각각 PCB(160)에 실장함으로써 제조 공정이 매우 복잡한 문제점이 있었다. 이는 실장 공간이 매우 협소하여 그 어려움이 더욱 컸었다.That is, after mounting the ECM chip 110, there is a problem that the manufacturing process is very complicated by mounting the RF filter 120 circuit on the PCB 160 to be spaced a predetermined interval from the upper surface of the PCB 160. This is because the mounting space is very narrow, the difficulty was even greater.
상기 RF 필터(120)는 PCB 상면에 커패시터 및/또는 저항을 조합하여 고주파 잡음을 제거하여 왔다. 이와 같은 방법으로 고주파 잡음을 제거하면 일종 이상의 회로 구성을 위하여 마이크로폰 제조에 사용되는 PCB의 크기가 증가하게 되고, 추가로 사용되어지는 외부소자, 즉 칩 커패시터와 같은 소자의 사용으로 인한 생산비 증가, 마이크로폰에 외부 소자를 연결하는 공정의 증가로 인하여 발생하는 생산비 증가, 그리고 외부에 부착해야 하는 소자의 증가로 인하여 발생할 수 있는 접촉 불량에 의한 신뢰성 등의 문제를 초래하게 된다.The RF filter 120 removes high frequency noise by combining a capacitor and / or a resistor on the upper surface of the PCB. Eliminating high frequency noise in this way increases the size of the PCB used to manufacture the microphone for more than one circuit configuration, and increases the production cost due to the use of additional external devices such as chip capacitors, and microphones. Increasing the production cost caused by the increase of the process of connecting the external device to the device, and the reliability due to the poor contact that may occur due to the increase of the device to be attached to the outside.
또한, 금속 패턴 외부에 부착해야 하는 경우 발생할 수 있는 접촉 불량에 의한 신뢰성 등의 문제 및 노이즈 제거 한계의 문제점을 내재하고 있었다.In addition, there are problems such as reliability due to poor contact and noise removal limitation that may occur when the metal pattern is to be attached to the outside of the metal pattern.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 마이크로폰에 유기되는 고주파 잡음을 차단하는데 있어서 효과적이고 신뢰성 있는 RF 필터를 증폭용 회로를 내장한 ECM 칩과 함께 하나의 패키지 또는 하나의 칩 형태로 회로 패턴을 구성하여 동일 PCB 상면에 상기 단일 패키지 또는 단일 칩을 마운팅시 효율적인 공간을 차지하도록 하여 마이크로폰 제조에 사용되는 PCB 스페이스를 대폭 줄일 수 있도록 함으로써 전체 마이크로폰 크기를 소형화하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. One package or one chip together with an ECM chip incorporating a circuit for amplifying an RF filter effective and reliable in blocking high frequency noise induced in a microphone The purpose is to miniaturize the overall microphone size by configuring a circuit pattern in the form to occupy an efficient space when mounting the single package or a single chip on the same PCB to significantly reduce the PCB space used for microphone manufacturing.
또한, 본 발명은 외부 RF 필터를 증폭 회로를 내장한 ECM 칩과 함께 집적시키는 레이 아웃을 제공함으로써, 추가되는 외부 소자 비용의 절감 및 외부 소자 연결에 필요한 추가 공정을 생략할 수 있게 하여 생산비 절감을 가져오는 데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention provides a layout for integrating an external RF filter with an ECM chip with a built-in amplification circuit, thereby reducing the cost of additional external components and omit additional processes required for connecting external components, thereby reducing production costs. There is another purpose to bring.
본 발명의 또 다른 목적은, RF 필터를 ECM 칩과 함께 동일 PCB 상면에 부착할 때 발생할 수 있는 접촉 불량 요인을 제거하고 외부 노이즈를 다운시켜 제품의 신뢰성을 향상시키는데 있다.Still another object of the present invention is to eliminate the failure factors that may occur when the RF filter is attached to the upper surface of the same PCB with the ECM chip and to reduce external noise to improve the reliability of the product.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 스페이서를 사이에 두고 진동막과 백플레이트가 마주하는 구조의 음향부와, 상기 음향부에서 신호를 입력 받아서 이를 증폭시키기 위한 회로부로 구성되는 초소형 커패시터 마이크로폰에 있어서, 상기 회로부는 상기 음향부에서의 정전 용량 변화에 의하여 발생한 전압을 증폭하기 위한 증폭 회로를 포함하는 ECM 칩과, 상기 증폭 과정에서 수반되는 고주파 외부 잡음 신호를 차단시키기 위한 RF 필터로 구성되며, 상기 RF 필터는 상기 ECM 칩과 함께 인쇄회로기판 상면에 하나의 패키지 형태로 마운팅하는 것을 특징으로 한다.The structure of the present invention for achieving the above object, the micro-capacitor comprising a sound portion of the structure facing the vibrating membrane and the back plate with a spacer therebetween, and a circuit portion for receiving a signal from the sound portion to amplify it In the microphone, the circuit portion comprises an ECM chip including an amplifier circuit for amplifying the voltage generated by the capacitance change in the acoustic portion, and an RF filter for blocking the high frequency external noise signal accompanying the amplification process. The RF filter may be mounted in the form of a package on an upper surface of a printed circuit board together with the ECM chip.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 구성은, 스페이서를 사이에 두고 진동막과 백플레이트가 마주하는 구조의 음향부와, 상기 음향부에서 신호를 입력 받아서 이를 증폭하기 위한 회로부로 구성되는 초소형 커패시터 마이크로폰에 있어서, 상기 회로부는 상기 음향부에서의 정전 용량 변화에 의하여 발생한 전압을 증폭하기 위한 증폭 회로와 상기 증폭 과정에서 수반되는 고주파 외부 잡음 신호를 차단시키기 RF 필터 회로로 구성되며, 상기 증폭 회로와 RF 필터 회로는 단일 웨이퍼 상에 집적화된 단일 칩 형상의 유닛으로 구성하는 것을 특징으로 한다.Another configuration of the present invention for achieving the above object is composed of a sound unit having a structure in which a vibrating membrane and a back plate facing each other with a spacer therebetween, and a circuit unit for receiving a signal from the sound unit to amplify it In the micro-capacitor microphone, the circuit portion is composed of an amplifier circuit for amplifying the voltage generated by the capacitance change in the acoustic portion, and an RF filter circuit for blocking the high frequency external noise signal accompanying the amplification process, the amplification The circuit and the RF filter circuit are characterized by being composed of a single chip-shaped unit integrated on a single wafer.
이 때, 상기 회로부는, 상기 ECM 칩을 통하여 증폭된 신호가 상기 RF 필터 회로를 거치게 하여 고주파 외부 잡음 신호가 차단될 수 있도록 구성되어 리드 프레임에 연결되는 제1 출력 단자와, 상기 출력 단자에 대향하며 또 다른 리드 프레임에 연결되는 제2 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the circuit unit, the first output terminal is connected to the lead frame is configured so that the signal amplified through the ECM chip passes through the RF filter circuit to block the high-frequency external noise signal, and opposes the output terminal And a second output terminal connected to another lead frame.
또한, 상기 제2 출력 단자는, 상기 콘덴서 마이크로폰의 마이크 성능 저하시 외부 Capacitor 및/또는 외부 간이 회로와 전기적으로 연결하여 상기 마이크로폰의 마이크 성능을 보완할 수 있도록 하며, 상기 마이크로폰의 정상 작동시에는 Idle 상태로 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.The second output terminal may be electrically connected to an external capacitor and / or an external simple circuit when the microphone performance of the condenser microphone is deteriorated to compensate for the microphone performance of the microphone. It is characterized in that to be kept in a state.
또한, 상기 제2 출력 단자는 접지 전극(GND)으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the second output terminal may be used as a ground electrode GND.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 ECM 칩과 RF 필터가 PCB 금속 연결 패턴 상면에 탑재되는 마이크로폰의 PCB 평면도, 도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 일 실시예로 단일 패키지에 공간을 분리하여 ECM 칩과 RF 필터를 집적한 모습을 도시한 패키지 내부 평면도, 도 6은 회로부 회로 구성도이다.3 is a PCB plan view of a microphone in which an ECM chip and an RF filter are mounted on an upper surface of a PCB metal connection pattern. FIGS. 4 and 5 are embodiments of the present invention, in which an ECM chip and an RF filter are integrated by separating a space in a single package. Fig. 6 is a circuit diagram showing the inside of the package.
도시된 바와 같이, 증폭 회로를 내장한 ECM 칩(10)과, 저항 및/또는 커패시터의 조합으로 구성되는 RF 필터(20)를 단일 패키지(30) 형태로 레이 아웃 하여 상기 마이크로폰의 저면부를 구성하는 일정 두께의 동일 PCB(60) 상면에 형성되어 있는 금속 연결 패턴 위로 실장함으로써 필요한 PCB 영역을 최소화 할 수 있게 된다. 또한, ECM 칩과 RF 필터를 구성하는 상호 회로간 간섭 및 노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.As shown in the drawing, an ECM chip 10 having an amplifying circuit and an RF filter 20 composed of a combination of resistors and / or capacitors are laid out in the form of a single package 30 to form a bottom portion of the microphone. By mounting on the metal connection pattern formed on the upper surface of the same PCB 60 of a certain thickness it is possible to minimize the required PCB area. In addition, there is an effect that can prevent interference and noise between the circuits constituting the ECM chip and the RF filter.
이 경우, 상기 ECM 칩(10)을 구성하는 증폭 회로는, 전계효과트랜지스터 또는 Amplifier IC로 구성할 수 있다.In this case, the amplifier circuit constituting the ECM chip 10 may be configured as a field effect transistor or an amplifier IC.
상기 ECM 칩(10)은 PCB(60) 상에 형성된 전극 패턴에 대응하는 각각의 접촉 단자가 칩(10) 구조의 측면 저부 외부로 적어도 3개 구비한다. 즉, ECM 칩(10)을 구성하는 입력 전극(35), 출력 단자(36), 접지 전극(34)이 PCB(60) 상에 형성되어 있는 금속 전극 연결 패턴과 연결되어 전기적 접속이 가능하게 된다. The ECM chip 10 includes at least three contact terminals corresponding to the electrode patterns formed on the PCB 60 to the outside of the side bottom of the chip 10 structure. That is, the input electrode 35, the output terminal 36, and the ground electrode 34 constituting the ECM chip 10 are connected to the metal electrode connection pattern formed on the PCB 60, thereby enabling electrical connection. .
이 때, 상기 PCB(60)는 외부로는 금 도금 영역이 내부로는 구리 도금 영역과 금속 패턴 영역을 구성하는 금 도금층과 에폭시 층으로 구성되는 후면부와, 에폭시 층인 내층부와, 상기 후면부의 패턴 영역 중 금 도금층에 해당하는 영역으로 상기 ECM 칩과 RF 필터가 레이 아웃되어 회로를 구성하는 각 전극과 전기적 접속을 위한 구리로 형성되는 금속 연결 패턴층이 형성된 전면부로 구성된다.At this time, the PCB 60 has a gold plated area on the outside, a copper plated area on the inside, and a rear part composed of a gold plated layer and an epoxy layer constituting a metal pattern area, an inner layer part which is an epoxy layer, and a pattern of the rear part. The ECM chip and the RF filter are laid out in a region corresponding to the gold plating layer, and the front portion is formed with a metal connection pattern layer formed of copper for electrical connection with each electrode constituting the circuit.
그리고, 상기 RF 필터(20)는, 제1 출력 단자(36)에 연결되며 필터 내부로 구성되는 다수개의 저항(R) 및/또는 커패시터(C)의 조합으로 구성한다.The RF filter 20 is composed of a combination of a plurality of resistors R and / or capacitors C connected to the first output terminal 36 and formed inside the filter.
상기 단일 패키지 내 ECM 칩(10)과 RF 필터(20) 회로간 전극 연결은 도 4 또는 도 5와 같이 구성하고, 이 때 그 회로는 도 6과 같다.The electrode connection between the circuit of the ECM chip 10 and the RF filter 20 in the single package is configured as shown in FIG. 4 or 5, wherein the circuit is shown in FIG. 6.
이 경우, 회로부는 상기 ECM 칩(10)을 통하여 증폭된 신호가 상기 RF 필터(20) 회로를 거치게 하여 고주파 외부 잡음 신호가 차단될 수 있도록 구성되어 리드 프레임(40)에 연결되는 제1 출력 단자(36)와, 상기 제1 출력 단자(36)에 대향하며 상기 패키지(30) 구조의 측면의 또 다른 리드 프레임에 연결되는 제2 출력 단자(37)를 포함하여 구성함이 바람직하다.In this case, the circuit unit is configured such that a signal amplified by the ECM chip 10 passes through the RF filter 20 circuit so that a high frequency external noise signal can be cut off, and is connected to the lead frame 40. And a second output terminal 37 facing the first output terminal 36 and connected to another lead frame on the side of the package 30 structure.
이 경우, 상기 제2 출력 단자(37)는, 상기 콘덴서 마이크로폰의 마이크 성능 저하시 외부 Capacitor 및/또는 외부 간이 회로와 전기적으로 연결하여 상기 마이크로폰의 마이크 성능을 보완할 수 있도록 하며, 상기 마이크로폰의 정상 작동시에는 Idle 상태로 유지되도록 구성함이 바람직하다.In this case, when the microphone performance of the condenser microphone is degraded, the second output terminal 37 may be electrically connected to an external capacitor and / or an external simple circuit to compensate for the microphone performance of the microphone. It is preferable to configure it to remain in the idle state during operation.
아울러, 본 발명에 따른 상기 실시예에 의할 경우에 필요에 따라서 상기 제2 출력 단자(37)는 제2 출력 단자로 사용하지 않고 접지 전극(GND)으로 사용할 수도 있을 것이다. In addition, according to the embodiment according to the present invention, if necessary, the second output terminal 37 may be used as the ground electrode GND instead of the second output terminal.
도 4에 도시된 바와 같이, 접지 전극(34)은 ECM 칩(10)과 RF 필터(20)의 단자와 본딩 와이어(50)에 의하여 연결하고, 입력 전극(35)은 ECM 칩(10)의 단자와 연결하며, ECM 칩(10)과 RF 필터(20)를 본딩 와이어(50)에 의하여 연결시키는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 4, the ground electrode 34 is connected by the terminal of the ECM chip 10 and the RF filter 20 and the bonding wire 50, and the input electrode 35 is connected to the ECM chip 10. It is preferable to connect the terminal and the ECM chip 10 and the RF filter 20 by the bonding wire 50.
또는, 도 5에서와 같이, 상기 ECM 칩(10)을 입력 전극(35)에 연결하고, 상기 ECM 칩(10)의 어느 한 단자는 접지전극(34)에, 또 다른 한 단자는 제2 출력단자(37)에 연결할 수 있다. 그리고, RF 필터(20)의 한 단자는 접지전극(34)과 연결하고 또 다른 한 단자는 제2 출력단자(36)에 연결한다. 단자간 전기적 연결은 본딩 와이어에 의하여 구성한다. 상기 레이아웃에 의한 패키지 구조에 의하면, ECM 칩(10) 또는 RF 필터(20)에서 패키지(30) 내 패턴에 연결되는 본딩 와이어(50)는 두 개만 사용하면 되므로 공정의 간편성 및 칩 사이즈 크기 선택의 다양성이 확보될 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 5, the ECM chip 10 is connected to the input electrode 35, and one terminal of the ECM chip 10 is connected to the ground electrode 34, and the other terminal is connected to the second output. Can be connected to the terminal 37. One terminal of the RF filter 20 is connected to the ground electrode 34 and the other terminal is connected to the second output terminal 36. The electrical connection between the terminals is made by bonding wires. According to the package structure according to the layout, only two bonding wires 50 connected to the pattern in the package 30 in the ECM chip 10 or the RF filter 20 need to be used. Diversity can be secured.
상기 RF 필터(20)의 회로 구성은 두 개의 커패시터를 병렬 연결하고, ECM 칩(10)에서 증폭된 신호가 RF 필터(20)를 거쳐 제1 출력 단자(36)를 통하여 출력이 가능하도록 저항(R)이 연결되도록 한다. 그러나, 이러한 커패시터(C)와 저항(R)의 수 및 그 조합은 다양하게 그 구성이 가능함은 물론이다. The circuit configuration of the RF filter 20 is connected to the two capacitors in parallel, the resistor (so that the signal amplified in the ECM chip 10 can be output through the first output terminal 36 via the RF filter 20 ( R) is connected. However, the number and combinations of the capacitors C and resistors R may be variously configured.
상기와 같은 단일 패키지(30) 형태로 ECM 칩(10)과 RF 필터(20)를 레이 아웃함으로써, 외부로부터의 노이즈를 최소화하고 상기 회로간 전기적 간섭을 최소화할 수 있으며, 상기 마이크로폰 PCB(60) 상면의 금속 연결 패턴 접속 단자에 상기 칩(10, 20) 외부 전극(34, 35) 및 단자(36,37)를 연결시키는 구조로 실장 작업을 매우 간소화할 수도 있다.By laying out the ECM chip 10 and the RF filter 20 in the form of a single package 30 as described above, it is possible to minimize the noise from the outside and to minimize the electrical interference between the circuit, the microphone PCB 60 The mounting operation may be greatly simplified by the structure in which the chip 10 and 20 external electrodes 34 and 35 and the terminals 36 and 37 are connected to the metal connection pattern connection terminals on the upper surface.
상기와 같이 동일 PCB(60) 상면에 ECM 칩(10)과 RF 필터(20) 회로를 구성하는 단일 패키지(30) 형태의 구조를 실장하는 경우, 기존 ECM 칩(10)만이 차지하는 면적보다는 조금 증가하였으나, ECM 칩(10)과 RF 필터(20)를 각각 본딩하였을 때의 면적보다는 작으며, 실장 공정에서 필요로 하는 생산 설비의 투자비와 인건비가 절감되는 효과가 있다. As described above, when the structure of the single package 30 constituting the ECM chip 10 and the RF filter 20 circuit on the upper surface of the same PCB (60), it is slightly increased than the area occupied by the existing ECM chip 10 only However, it is smaller than the area when bonding the ECM chip 10 and the RF filter 20, respectively, there is an effect that the investment cost and labor costs of the production equipment required in the mounting process is reduced.
또한, 본 발명에 따른 RF 필터(20)는 단일 패키지(30) 구조로 형성되어 소자의 크기 및 사용되는 부품의 수량을 최소화할 수 있고, 저항과 커패시터로 된 등가 회로를 형성하여 잔존 저항성을 최소화 하며 오디오 주파수 특성을 향상시키는 이점을 가지게 된다.In addition, the RF filter 20 according to the present invention is formed in a single package 30 structure to minimize the size of the device and the number of parts used, and to form an equivalent circuit composed of resistors and capacitors to minimize residual resistance. This has the advantage of improving the audio frequency characteristics.
이하, 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예를 설명한다. 도 7은 단일 칩에 ECM 칩과 RF 필터를 집적화한 모습을 도시한 웨이퍼의 내부 평면도이다. Hereinafter, another embodiment according to the present invention will be described. FIG. 7 is an internal plan view of a wafer illustrating the integration of an ECM chip and an RF filter on a single chip.
즉, 또 다른 일 실시예로써, 상기 마이크로폰을 구성하는 회로부를, 상기 음향부에서의 정전 용량 변화에 의하여 발생한 전압을 증폭하기 위한 증폭 회로로 구성된 ECM 칩(10)과 상기 증폭 과정에서 수반되는 고주파 외부 잡음 신호를 차단시키기 위한 RF 필터(20)로 구성하고, 상기 ECM 칩(10)과 RF 필터(20) 회로는 다수개의 외부 전극 단자가 형성된 리드 프레임(40)과 본딩 와이어(50)에 의하여 전기적 접속이 가능하도록 단일 웨이퍼 상에 집적화된 단일 칩 형상의 유닛으로 구성하여 인쇄회로기판(60) 상면에 단일 칩 구조로 칩 마운팅하는 구조를 개시한다.That is, as another embodiment, the circuit portion constituting the microphone, the ECM chip 10 composed of an amplifier circuit for amplifying the voltage generated by the capacitance change in the acoustic portion and the high frequency involved in the amplification process RF filter 20 for blocking an external noise signal, and the ECM chip 10 and the RF filter 20 circuit is formed by a lead frame 40 and a bonding wire 50 in which a plurality of external electrode terminals are formed. Disclosed is a structure in which a single chip-shaped unit integrated on a single wafer to enable electrical connection and chip mounting in a single chip structure on an upper surface of a printed circuit board 60 is disclosed.
상기 실시예는, 접지전극(34)과 입력전극(35)이 본딩 와이어(50)에 의하여 ECM 칩(10)과 연결되며, 상기 ECM 칩(10)과 맞닿은 RF 필터(20)와 연결되는 리드 프레임(40) 위에 증폭 회로와 RF 필터 회로를 구성하고 이들 회로의 전극과 리드 프레임(40)에 형성된 전극간 전기적 접속을 위하여 본딩 와이어(50)를 통하여 연결한 형태이다.In this embodiment, the ground electrode 34 and the input electrode 35 is connected to the ECM chip 10 by the bonding wire 50, the lead is connected to the RF filter 20 in contact with the ECM chip 10 The amplification circuit and the RF filter circuit are configured on the frame 40 and connected through bonding wires 50 for electrical connection between the electrodes of these circuits and the electrodes formed on the lead frame 40.
본 실시예에 의할 경우에는, 접지 전극(34)과 RF 필터(20)의 본딩 와이어(50)에 의한 연결이 필요치 않아 공정 작업이 보다 더 단순해지며, 기존에는 칩 두 개 사용하던 면적을 단일 칩(300)으로 구현할 수 있으므로, PCB 영역의 최소화 및 커패시터 마이크로폰 크기의 감소를 가져올 수 있는 효과가 있다.According to the present embodiment, since the connection between the ground electrode 34 and the bonding wire 50 of the RF filter 20 is not necessary, the process operation is simpler, and the area previously used by two chips is used. Since it can be implemented in a single chip 300, there is an effect that can minimize the PCB area and reduce the size of the capacitor microphone.
동작 과정을 간단하게 살펴보면, 음향 모듈(ECM)의 전기적인 신호는 전치 증폭기인 ECM 칩(10)으로 입력되어 증폭된 후 마이크로폰이 실장된 이동 단말기 등의 신호 처리 회로로 전달되는데, 본 실시예에 의할 경우에는, 입력 전극(35) 및 접지 전극(34)과 연결된 ECM 칩(10) 내부에서 증폭된 신호는 단일 칩 내부에서 서로 전기적 접속이 가능한 RF 필터(20)를 거치면서 고주파 외부 잡음 신호를 필터링한 후 제1 출력 전극(36)으로 출력하게 된다.Looking at the operation process briefly, the electrical signal of the acoustic module (ECM) is input to the ECM chip 10, which is a preamplifier, amplified and then transmitted to a signal processing circuit such as a mobile terminal in which a microphone is mounted. In this case, the signal amplified in the ECM chip 10 connected to the input electrode 35 and the ground electrode 34 passes through an RF filter 20 which is electrically connected to each other in a single chip, and then a high frequency external noise signal. After filtering the filter to output to the first output electrode (36).
상기 RF 필터(20)는 통상적으로 필터링 역할을 하는 저항(R) 및/또는 커패시터(C)를 삽입하고 이를 조합하여 구성한다.The RF filter 20 is configured by inserting and combining a resistor (R) and / or capacitor (C) that typically serves as a filter.
본 실시예에서는, 상기 기본 구성을 갖는 증폭 회로를 포함하는 ECM 칩(10)과 RF 필터(20)를 단일 웨이퍼 상에 집적시켜 회로를 구성하고, 소정 크기의 단일 칩(300) 몸체가 상기 회로를 차폐하도록 하며, PCB 상에 형성된 각 전극 패턴에 대응하는 각각의 접속 단자가 칩(30) 구조의 내부 및 저부 외부로 적어도 3 개 이상 구비된다. In this embodiment, a circuit is formed by integrating the ECM chip 10 and the RF filter 20 including the amplification circuit having the basic configuration on a single wafer, and the body of the single chip 300 having a predetermined size is the circuit. At least three or more connection terminals corresponding to each electrode pattern formed on the PCB are provided inside and outside the bottom of the chip 30 structure.
도 7에서와 같이, 제1 출력 단자(36)는 RF 필터 회로(20)를 거치게 되어 외부 고주파 잡음을 제거하여 원하는 오디오 주파수 대역의 출력이 가능하게 한다. 한편, 상기 제1 출력 단자(36)와 대향하도록 또 다른 제2 출력 단자(37)를 구성하는데, 이는 콘덴서 마이크로폰의 마이크 성능 저하시 외부 Capacitor와 연결하여 성능을 보완할 수 있도록 하기 위함이며, 이 경우 정상 작동시에는 Idle 상태로 유지되도록 함이 바람직하다. As shown in FIG. 7, the first output terminal 36 passes through the RF filter circuit 20 to remove external high frequency noise to enable output of a desired audio frequency band. Meanwhile, another second output terminal 37 is configured to face the first output terminal 36, so that when the microphone performance of the condenser microphone is deteriorated, the second output terminal 37 is connected to an external capacitor to compensate for the performance. In this case, it is desirable to maintain the idle state during normal operation.
본 실시예에 의할 경우, 회로부는 상기 ECM 칩(10)을 통하여 증폭된 신호가 상기 RF 필터(20) 회로를 거치게 하여 고주파 외부 잡음 신호가 차단될 수 있도록 구성되어 리드 프레임에 연결되는 제1 출력 단자(36)와, 상기 제1 출력 단자(36)에 대향하는 제2 출력 단자(37)를 포함하여 구성함이 바람직하다.According to the present embodiment, the circuit unit is configured such that a signal amplified through the ECM chip 10 passes through the RF filter 20 circuit so that a high frequency external noise signal can be cut off and connected to a lead frame. It is preferable to comprise the output terminal 36 and the 2nd output terminal 37 which opposes the said 1st output terminal 36. FIG.
아울러, 상기 제2 출력 단자(37)는 제2 출력 단자로 사용하지 않고 접지 전극(34, GND)으로 사용할 수도 있을 것이다.In addition, the second output terminal 37 may be used as the ground electrodes 34 and GND instead of the second output terminal.
이에 따라서, 단일 칩 형상(300)이 실장된 웨이퍼(600)를 소정 간격의 크기로 절단한 후 PCB 상면에 실장함으로써, 회로 구현에 따른 공정의 복잡함 및 접속 불량, 노이즈 증가의 문제점을 해결할 수 있다. 그리고, 무엇보다도 초소형화된 커패시터 마이크로폰 구현이 가능하다.Accordingly, the wafer 600 on which the single chip shape 300 is mounted is cut at a predetermined interval and then mounted on the upper surface of the PCB, thereby solving the problems of process complexity, connection failure, and noise increase according to the circuit implementation. . And, most of all, it is possible to realize a miniaturized capacitor microphone.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated by the limited embodiment and drawing, this invention is not limited by this, The person of ordinary skill in the art to which this invention belongs, Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의할 경우에는, 초소형 마이크로폰에 유기되는 고주파 잡음을 차단하는 데 있어서 효과적이고 신뢰성 있는 RF 필터를 증폭용 반도체 칩과 함께 동일 인쇄회로기판 면에 하나의 패키지 형태로 구현함으로써 효율적인 공간을 차지하도록 하여 칩 사이즈를 소형화할 수 있다.As described above, according to the present invention, an effective and reliable RF filter in blocking high frequency noise induced in a micro microphone is implemented in one package form on the same printed circuit board surface along with an amplifying semiconductor chip. As a result, the chip size can be reduced by taking up an efficient space.
또한 본 발명은 외부 RF 필터 회로를 증폭 회로와 같이 단일 웨이퍼 상에 집적시켜 단일 칩 형상으로 구현함으로써, 추가되는 외부 소자 비용의 절감 및 외부 소자 연결에 필요한 추가 공정을 생략할 수 있게 하여 생산비 절감을 가져올 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention integrates an external RF filter circuit on a single wafer like an amplification circuit to realize a single chip shape, thereby reducing the cost of additional external devices and eliminating additional processes required for connecting external devices, thereby reducing production costs. There is an effect that can be brought.
본 발명의 또 다른 효과는, 증폭 회로와 RF 필터 회로를 인쇄회로기판 상면에 부착할 때 발생할 수 있는 접촉 불량 요인을 제거하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 데 있다.Another effect of the present invention is to improve the reliability of the product by eliminating the contact failure factors that may occur when attaching the amplifier circuit and the RF filter circuit to the upper surface of the printed circuit board.
도 1은 종래 기술에 따른 마이크로폰의 절개단면도.1 is a cutaway sectional view of a microphone according to the prior art;
도 2는 커패시터 마이크로폰의 동작 원리를 나타내는 기본 구성도 및 회로도.2 is a basic configuration and circuit diagram showing the operating principle of the capacitor microphone.
도 3은 ECM 칩과 RF 필터가 PCB 금속 연결 패턴 상면에 탑재되는 마이크로폰의 PCB 평면도.3 is a PCB plan view of a microphone in which an ECM chip and an RF filter are mounted on a PCB metal connection pattern top surface.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 일 실시예로 단일 패키지에 공간을 분리하여 ECM 칩과 RF 필터를 집적한 모습을 도시한 패키지 내부 평면도.4 and 5 are a plan view inside the package showing the integration of the ECM chip and the RF filter by separating the space in a single package according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 4의 실시예에 의한 마이크로폰의 회로부 구성도.6 is a circuit diagram illustrating a microphone according to the embodiment of FIG. 4.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예로 단일 칩에 ECM 칩과 RF 필터를 집적화한 모습을 도시한 웨이퍼의 내부 평면도. FIG. 7 is a plan view showing the inside of a wafer showing an integrated ECM chip and an RF filter in a single chip according to another embodiment of the present invention. FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: ECM 칩 20: RF 필터10: ECM chip 20: RF filter
30: 단일 패키지 34: 접지전극(GND) 30: single package 34: ground electrode (GND)
35: 입력 전극 36: 제1 출력 전극35: input electrode 36: first output electrode
37: 제2 출력 전극 40: 리드 프레임37: second output electrode 40: lead frame
50: 본딩 와이어 60: 인쇄회로기판50: bonding wire 60: printed circuit board
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