JP2003102097A - Sound processing apparatus - Google Patents

Sound processing apparatus

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JP2003102097A
JP2003102097A JP2001291824A JP2001291824A JP2003102097A JP 2003102097 A JP2003102097 A JP 2003102097A JP 2001291824 A JP2001291824 A JP 2001291824A JP 2001291824 A JP2001291824 A JP 2001291824A JP 2003102097 A JP2003102097 A JP 2003102097A
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Japan
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microphone
chip
sound
array
processing device
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Application number
JP2001291824A
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Japanese (ja)
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Nobuo Saito
信雄 斎藤
Toshiyuki Nishiguchi
敏行 西口
Toshifumi Tajima
利文 田島
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound processing apparatus at a low cost with uniformized characteristics and enhanced reliability while attaining downsizing/ weight reduction and mass-productivity of a sound input section. SOLUTION: A chip microphone 10 with a layered structure by a semiconductor manufacturing technology and comprising a diaphragm 12 vibrated by a sound pressure, a rear plate 14 facing the diaphragm 12, and a joining support 13 joining the diaphragm 12 and the rear plate 14 to ensure a vibration space S of the diaphragm 12 and whose major component is silicon oxide powder is mounted on a sound recording device for performing recording processing of recording sound information such as picked up voice to a recording section 25.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、音処理装置に関
し、詳しくは、音情報の入力部を小型化などすることが
できるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound processing device, and more particularly, to a device capable of miniaturizing a sound information input unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、携帯録音機や携帯電話機など
の音処理装置も他の電子機器と同様に小型化・軽量化が
進められている。このような小型の音処理装置に用いら
れているマイクロホンは、コンデンサ型が主流であり、
振動板と背面板の2枚の極板で形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, sound processing devices such as portable recorders and mobile phones have been reduced in size and weight like other electronic devices. The microphone used in such a small sound processing device is mainly a condenser type,
It is composed of two plates, a diaphragm and a back plate.

【0003】この種のマイクロホンは、感度、ノイズな
どの性能に優れて、小型化に適しており、例えば、振動
板と背面板との間にスペーサー(支持部)を介装すると
ともに、ケースに内装することによりモジュール化する
などして回路基板に実装し音処理装置に搭載されてい
る。
This type of microphone is excellent in performance such as sensitivity and noise and is suitable for miniaturization. For example, a spacer (support portion) is interposed between the diaphragm and the back plate, and the microphone is attached to the case. It is mounted on a circuit board by mounting it on a circuit board and making it a module.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のマイクロホンにあっては、複数種の部品を組
み立てて作製するため、次のような問題があった。
However, such a conventional microphone has the following problems because it is manufactured by assembling a plurality of types of parts.

【0005】部品の組立工程の精度の制約により、小型
化するのにも限界があることから、携帯電話機等の小型
の電子機器に搭載されている半導体部品などの他のモジ
ュールに比べて、厚さや占有面積も大きくなってしま
い、回路基板の実装密度を高めることの妨げになってい
る。
Since there is a limit to the miniaturization due to the restriction of the accuracy of the assembly process of parts, the thickness is smaller than that of other modules such as semiconductor parts mounted in small electronic devices such as mobile phones. The occupying area also becomes large, which is an obstacle to increasing the packaging density of the circuit board.

【0006】また、振動板やスペーサー絶縁部などに樹
脂材料からなる部品を採用した場合には、実装工程にお
ける半田付けなどの複数回の熱処理(200℃以上)に
よる熱衝撃で変形が生じてしまう恐れがあり、バンプ/
リフローなどのように高温処理を伴う実装工程により一
括処理することができず、効率化を図ることができな
い。さらに、無鉛半田を用いた実装工程ではさらに高温
の240〜260℃の熱処理に対する耐性が必要にな
る。
Further, when a component made of a resin material is used for the diaphragm, the spacer insulating portion, etc., deformation occurs due to thermal shock caused by a plurality of heat treatments (200 ° C. or more) such as soldering in the mounting process. There is a fear of bumps /
It is not possible to perform batch processing in a mounting process that involves high-temperature processing such as reflow, and thus efficiency cannot be achieved. Further, in the mounting process using the lead-free solder, resistance to heat treatment at a higher temperature of 240 to 260 ° C. is required.

【0007】そこで、本発明は、上記の課題を解決する
ために、音入力部における小型化・軽量化や量産性の向
上などを図るとともに、音処理装置の低廉化や特性の均
一化と同時に信頼性の向上を図ることを目的とする。
Therefore, in order to solve the above problems, the present invention aims to reduce the size and weight of the sound input unit and to improve the mass productivity, and at the same time reduce the cost of the sound processing device and make the characteristics uniform. The purpose is to improve reliability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、半導体製造技術などのマイクロマシン加工技術を
利用して作製可能な構造のマイクロホンを採用すること
により、音入力部の小型・軽量化を図るとともに、半導
体製造プロセスによるLSIなどのように、組立工程が
不要で、量産が可能な音入力部を実現して、音処理装置
の小型化と併せて、組み立ての効率化や特性の均一化を
実現し、信頼性を向上させる。
In order to solve the above problems, a microphone having a structure that can be manufactured by using a micromachining technique such as a semiconductor manufacturing technique is adopted to reduce the size and weight of a sound input unit. In addition, the sound input unit that does not require an assembly process and can be mass-produced, such as an LSI manufactured by a semiconductor manufacturing process, has been realized. Realization and improve reliability.

【0009】ここで、前記音処理装置は、人の音声を含
む音波の音情報(可聴領域および該領域外の音情報)な
どを処理するものを意味し、例えば、携帯電話機などの
ように音情報の伝送処理をする装置、カセットテープや
メモリチップなどの媒体に音情報の記録処理をする装
置、パーソナルコンピュータなどのように音声などの認
識処理をする装置、補聴器や拡声器などのように音声な
どの音情報の増幅処理をする装置、マイクロホンなどを
備えて自身で生成する音響効果や音場効果にフィードバ
ックを掛けるための処理をする装置、あるいは、マイク
ロホンなどを備えて特定範囲内での音響効果や音場効果
の測定処理をする装置などが挙げられる。
Here, the sound processing device means a device for processing sound information of a sound wave including a human voice (audible area and sound information outside the area), for example, a sound like a mobile phone. A device that processes information transmission, a device that records sound information on a medium such as a cassette tape or a memory chip, a device that recognizes voice, such as a personal computer, a voice device such as a hearing aid or a loudspeaker. Such as a device that amplifies sound information, a device that is equipped with a microphone, etc. to give feedback to the acoustic effect and sound field effect generated by itself, or a device that has a microphone, etc. A device for measuring the effect and the sound field effect may be used.

【0010】そして、上記課題を解決する第1の発明
は、マイクロホンにより音情報を取得して、該音情報を
処理する音処理装置であって、前記マイクロホンは、音
圧により振動する振動板と、該振動板に対面する背面板
と、振動板と背面板を接着して間隙を確保する接着層と
を備えるチップマイクロホンにより構成し、前記接着層
は、粉体酸化ケイ素を主成分として、振動板と背面板を
積層構造に接着することを特徴とするものである。
A first invention for solving the above-mentioned problems is a sound processing apparatus for acquiring sound information by a microphone and processing the sound information, wherein the microphone includes a diaphragm vibrating by sound pressure. A chip microphone provided with a rear plate facing the diaphragm and an adhesive layer for adhering the diaphragm and the rear plate to each other to secure a gap, wherein the adhesive layer is composed mainly of powdered silicon oxide. It is characterized in that the plate and the back plate are adhered to each other in a laminated structure.

【0011】この発明では、マイクロホンが、振動板お
よび背面板を接着層で接着する積層構造に形成されてチ
ップ化されるので、マイクロマシン加工技術を利用して
小型のマイクロホンを高精度に作製することができる。
また、このチップマイクロホンは、接着層を粉体酸化ケ
イ素を主成分として形成しているので、振動板とする基
板または背面板とする基板の接着面にこの接着層を堆積
するなどして、2枚の基板を合わせて熱処理することに
より、基板を面内一様に容易に接着させることができ、
また、これら基板間には所望の厚さの絶縁層の形成を同
時に実現することができる。このとき、接着層は粉体で
あるため、酸化物の充填を完全にして酸化膜の欠陥を
なくすことができ、接着面の平坦性、清浄度の高度な
工程管理を必要とせずに接着させることが可能となり、
さらに、基板の厚さ、絶縁層の厚さ等の設計の自由度
を直接接合または従来のSOI(シリコン オン インシ
ュレータ)技術に比べてはるかに大きくすることができ
る、という利点を持つ。
According to the present invention, since the microphone is formed into a chip by forming it into a laminated structure in which the diaphragm and the back plate are adhered by the adhesive layer, it is possible to manufacture a small microphone with high precision by using the micromachining technique. You can
Further, in this chip microphone, since the adhesive layer is formed with powdered silicon oxide as a main component, the adhesive layer is deposited on the adhesive surface of the substrate serving as the vibrating plate or the substrate serving as the back plate. By heat-treating the two substrates together, the substrates can be easily bonded uniformly in the plane,
Further, an insulating layer having a desired thickness can be simultaneously formed between these substrates. At this time, since the adhesive layer is a powder, it is possible to completely fill the oxide and eliminate defects in the oxide film, and to perform the adhesion without requiring high level process control of the flatness and cleanliness of the adhesive surface. Is possible,
Furthermore, there is an advantage that the degree of freedom in designing the thickness of the substrate, the thickness of the insulating layer, etc. can be made much larger than that of the direct bonding or the conventional SOI (silicon on insulator) technology.

【0012】さらに、振動板および背面板を接着層で接
着する積層構造に形成するだけであるので、振動板や背
面板として直接機能する部位以外で対向する電極間に
は、互いの間隔を離隔させる段差を持つ構造とすること
ができ、このような構造を採用することにより、その電
極間により生じる寄生容量を低減して感度を向上させる
ことができる。
Further, since the vibration plate and the back plate are simply formed in a laminated structure in which they are adhered by an adhesive layer, the electrodes facing each other except the portion directly functioning as the vibration plate and the back plate are separated from each other. It is possible to adopt a structure having a level difference that allows the formation of a step. By adopting such a structure, it is possible to reduce the parasitic capacitance generated between the electrodes and improve the sensitivity.

【0013】上記課題を解決する第2の発明は、上記第
1の発明の特定事項に加え、前記チップマイクロホンを
半導体製造技術で作製したことを特徴とするものであ
る。
A second invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in addition to the particulars of the first invention, the chip microphone is manufactured by a semiconductor manufacturing technique.

【0014】この発明では、チップマイクロホンをマイ
クロマシン加工技術の半導体製造技術を利用して作製す
るので、チップマイクロホンをより小型に、かつ高精度
に作製することができ、例えば、振動板や背面板とする
基板にシリコン系材料を用いる場合には、このチップマ
イクロホンにはシリコン系材料による高耐熱性を利用し
て高温熱処理を施すことができ、後述するマイクロホン
モジュール作製時や回路基板実装時のリフロー等の複数
回に及ぶ熱衝撃に対する耐性を向上させることができ
る。したがって、複数の部品を組み立てる工程によらず
に、LSIチップのように厚さ1mm以下に薄く、か
つ、実装面積も小さなチップマイクロホンを作製するこ
とができるとともに、バンプ/リフローなどを使って回
路基板に−括実装するなど高温処理を伴う実装工程を採
用して効率化を図ることができる。また、音情報の入力
部により使用可能な温度範囲が狭められてしまうことを
なくすことができる。なお、チップマイクロホンの耐熱
性は、一般に使われているアルミニウムを電極に用いた
場合でも300℃以上であり、この程度の耐熱性を有す
ることにより無鉛半田を用いた高温の実装工程も適用す
ることができる。また、この電極材料はシリコンなどの
基板材料と良好なオーミック接触を持つ材料であればよ
いことはいうまでもない。
In the present invention, since the chip microphone is manufactured by utilizing the semiconductor manufacturing technology of the micromachine processing technology, the chip microphone can be manufactured in a smaller size and with high accuracy. When a silicon-based material is used for the substrate, this chip microphone can be subjected to high-temperature heat treatment by utilizing the high heat resistance of the silicon-based material, such as reflow during microphone module fabrication or circuit board mounting described later. It is possible to improve the resistance to multiple thermal shocks. Therefore, it is possible to fabricate a chip microphone having a thickness as small as 1 mm or less and a small mounting area without using a process of assembling a plurality of parts, and a bump / reflow method or the like is used for a circuit board. The efficiency can be improved by adopting a mounting process involving high-temperature processing such as bulk mounting. Further, it is possible to prevent the usable temperature range from being narrowed by the sound information input unit. Note that the heat resistance of the chip microphone is 300 ° C or higher even when commonly used aluminum is used for the electrode, and due to the heat resistance of this level, the high temperature mounting process using lead-free solder is also applicable. You can Needless to say, this electrode material may be any material that has good ohmic contact with the substrate material such as silicon.

【0015】上記課題を解決する第3の発明は、上記第
1または2の発明の特定事項に加え、前記接着層を1μ
m〜20μmの厚さに形成したことを特徴とするもので
ある。
A third invention for solving the above-mentioned problems, in addition to the specific matters of the above-mentioned first or second invention, is characterized in that the adhesive layer is 1 μm.
It is characterized in that it is formed to a thickness of m to 20 μm.

【0016】この発明では、振動板と背面板とを薄い接
着層により接着することができ、小型のチップマイクロ
ホンにすることができる。この接着層の厚さは、2μm
〜5μmにするのがより好ましく、この厚さにすること
により、例えば、シリコン系材料を用いた半導体製造技
術により小型のチップマイクロホンを高精度に作製して
均一な特性にすることができる。
According to the present invention, the diaphragm and the back plate can be bonded to each other with a thin adhesive layer, so that a small chip microphone can be obtained. The thickness of this adhesive layer is 2 μm
It is more preferable to set the thickness to ˜5 μm, and by setting the thickness to this, for example, a small chip microphone can be manufactured with high accuracy by a semiconductor manufacturing technique using a silicon-based material to have uniform characteristics.

【0017】上記課題を解決する第4の発明は、上記第
1から3のいずれかの発明の特定事項に加え、前記接着
層は、ホウ素、インジウムなどの元素の周期表における
IIIB族の元素、または、リン、ヒ素、アンチモンな
どの元素の周期表におけるVB族の元素のいずれか一つ
あるいは二つ以上を高濃度に含むことを特徴とするもの
である。
In a fourth invention for solving the above-mentioned problems, in addition to the specific matters of the first to third inventions, the adhesive layer is a group IIIB element in the periodic table of elements such as boron and indium, Alternatively, it is characterized by containing one or more elements of VB group in the periodic table of elements such as phosphorus, arsenic and antimony in high concentration.

【0018】この発明では、粉体酸化ケイ素を主成分と
する接着層にホウ素などのIIIB族の元素やリンなど
のVB族の元素を含ませることにより、接着時の絶縁層
の流動性を増すことができ、振動板とする基板と、背面
板とする基板との接着の一様性を向上させることができ
る。
In the present invention, the fluidity of the insulating layer at the time of bonding is increased by incorporating an element of Group IIIB such as boron and an element of Group VB such as phosphorus into the adhesive layer containing powdered silicon oxide as a main component. Therefore, it is possible to improve the uniformity of adhesion between the substrate serving as the diaphragm and the substrate serving as the back plate.

【0019】上記課題を解決する第5の発明は、上記第
1から4のいずれかの発明の特定事項に加え、前記チッ
プマイクロホンをそのまま、あるいは該チップマイクロ
ホンをパッケージングしたモジュールとして、回路基板
に実装したことを特徴とするものである。
A fifth invention for solving the above-mentioned problems is, in addition to the specific matters of the first to fourth inventions, a chip microphone as it is or a module in which the chip microphone is packaged, is provided on a circuit board. It is characterized by being implemented.

【0020】この発明では、チップマイクロホンをその
まま、あるいはモジュール化して、回路基板に実装する
ので、高密度な回路構成とすることができる。
In the present invention, the chip microphone is mounted on the circuit board as it is or as a module, so that a high-density circuit structure can be obtained.

【0021】上記課題を解決する第6の発明は、上記第
1から5のいずれかの発明の特定事項に加え、前記チッ
プマイクロホンをコンデンサとするLC回路と、該チッ
プマイクロホンのコンデンサ容量の変化をLC回路の発
信周波数の変化として読み出す出力手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
A sixth invention for solving the above-mentioned problems, in addition to the items specified in any one of the above-mentioned first to fifth inventions, relates to an LC circuit using the chip microphone as a capacitor and a change in the capacitor capacity of the chip microphone. And an output unit for reading out as a change in the oscillation frequency of the LC circuit.

【0022】この発明では、チップマイクロホンの振動
板の振動を、通常のマイクロホンのようにバイアス電圧
を印加することなく、LC回路における微弱電圧を印加
するだけでコンデンサの容量変化として読み取ることが
でき、また、このチップマイクロホンを含むLC回路は
同一基板に形成することができる。したがって、接着層
を1μm〜20μmの厚さなどに薄く形成しても印加電
圧により振動板と背面板が貼り付いてしまうことをなく
すことができ、チップマイクロホンや装置全体をも、よ
り小型にすることができる。
According to the present invention, the vibration of the diaphragm of the chip microphone can be read as a change in the capacitance of the capacitor by applying a weak voltage in the LC circuit without applying a bias voltage as in a normal microphone. Further, the LC circuit including this chip microphone can be formed on the same substrate. Therefore, even if the adhesive layer is thinly formed to a thickness of 1 μm to 20 μm, it is possible to prevent the diaphragm and the back plate from sticking to each other due to the applied voltage, and the chip microphone and the entire device can be made smaller. be able to.

【0023】さらに、チップマイクロホンのコンデンサ
容量の変化に応答する搬送波をFM変調して送信する機
能を備えることにより、音入力部との接続をワイヤレス
化することができる。
Furthermore, by providing a function of FM-modulating and transmitting a carrier wave that responds to a change in the condenser capacity of the chip microphone, the connection with the sound input section can be made wireless.

【0024】上記課題を解決する第7の発明は、上記第
1から6のいずれかの発明の特定事項に加え、前記チッ
プマイクロホンをアレイ配置したアレイマイクと、該ア
レイマイク内の複数のチップマイクロホンの出力を同期
加算する同期加算回路とを備えたことを特徴とするもの
である。また、上記課題を解決する第8の発明として、
前記アレイマイクは、チップマイクロホンを一方向にア
レイ配置するとともに、該アレイ配置が並列するように
さらにアレイ配列してもよい。
A seventh invention for solving the above-mentioned problems is, in addition to the particulars of the first to sixth inventions, an array microphone in which the chip microphones are arranged in an array, and a plurality of chip microphones in the array microphones. And a synchronous adder circuit for synchronously adding the outputs of the above. As an eighth invention for solving the above-mentioned problems,
In the array microphone, the chip microphones may be arranged in an array in one direction, and the array microphones may be further arranged in parallel.

【0025】この発明では、アレイマイク内のチップマ
イクロホンの出力を同相とみなして同期加算回路により
雑音を低減することができる。したがって、小型で雑音
の少ない音入力部を構成することができ、また、半導体
製造技術により一体形成することにより、チップマイク
ロホン毎や装置毎の特性が均一な音声入力部を高精度か
つ小型に作製することができる。
In the present invention, the output of the chip microphone in the array microphone can be regarded as the same phase, and the noise can be reduced by the synchronous addition circuit. Therefore, it is possible to configure a sound input unit that is small and has less noise, and by integrally forming by a semiconductor manufacturing technology, a voice input unit with uniform characteristics for each chip microphone or each device can be manufactured with high precision and small size. can do.

【0026】上記課題を解決する第9の発明は、上記第
7または8の発明の特定事項に加え、前記アレイマイク
および同期加算回路を複数備えるとともに、該アレイマ
イク毎の該同期加算回路からの出力を処理して当該複数
のアレイマイクに指向性を持たせる指向性制御回路を設
けたことを特徴とするものである。
A ninth invention for solving the above-mentioned problems, in addition to the items specified in the seventh or eighth invention, is provided with a plurality of the array microphones and the synchronous adder circuits, and is provided from the synchronous adder circuit for each array microphone. The present invention is characterized in that a directivity control circuit for processing the output to give directivity to the plurality of array microphones is provided.

【0027】この発明では、複数のアレイマイクにより
指向性を持たせて音情報を取得することができる。した
がって、例えば、撮像機能を有する携帯電話機などで
は、離隔する位置からの音声入力を実現することができ
る。また、半導体製造技術により一体形成することによ
り、チップマイクロホン毎や装置毎の特性が均一な音声
入力部を高精度かつ小型に作成することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain sound information with directivity provided by a plurality of array microphones. Therefore, for example, in a mobile phone having an image pickup function, it is possible to realize voice input from a separated position. In addition, by integrally forming by a semiconductor manufacturing technique, it is possible to make a voice input unit with uniform characteristics for each chip microphone and each device with high precision and small size.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図1〜図3は本発明に係る音処理装置の第1実
施形態を適用した音声記録装置の一例を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are diagrams showing an example of a voice recording device to which a first embodiment of a sound processing device according to the present invention is applied.

【0029】図1において、音声記録装置(音処理装
置)は、チップマイクロホン10で取得した人の音声な
どの音情報を増幅器21により増幅した後に、その音情
報を録音する記録処理を記録部25により行うようにな
っており、このチップマイクロホン10および増幅器2
1がICチップ20として後述する半導体製造技術(マ
イクロマシン加工技術)で一体形成(製作)されること
により小型化されているとともに、そのICチップ20
を記録部25に直接接続して装置全体としてもコンパク
トになるように構築されている。
In FIG. 1, the voice recording device (sound processing device) performs a recording process of recording the sound information after the sound information such as a person's voice acquired by the chip microphone 10 is amplified by the amplifier 21. This chip microphone 10 and amplifier 2
The IC chip 20 is miniaturized by integrally forming (manufacturing) the IC chip 20 by a semiconductor manufacturing technology (micromachining technology) described later, and the IC chip 20 is also manufactured.
Is directly connected to the recording unit 25 so that the whole apparatus is compact.

【0030】チップマイクロホン10は、図2に示すよ
うに、基台11の中央部に音圧により振動する振動板1
2を形成するとともに、その振動空間(空隙層)Sを確
保するように振動板12の周囲で接着支持部(接着絶縁
層)13が背面板14を支持して振動板12に対面さ
せ、これら振動板12と背面板14とに対向電極を形成
することにより、コンデンサ型マイクロホンとして機能
するように構築されており、このチップマイクロホン1
0は、振動板12と背面板14との間に接着支持部13
を介装した積層構造に構成することにより、増幅器21
と共に半導体製造技術によって作製することができるよ
うに設計されている。なお、図中の14aは、振動板1
2の振動を妨げないようにするために背面板14の表裏
を連通させるように形成された複数の貫通孔である。
As shown in FIG. 2, the chip microphone 10 includes a diaphragm 1 vibrated by sound pressure at the center of a base 11.
2, the adhesive supporting portion (adhesive insulating layer) 13 supports the back plate 14 around the diaphragm 12 so as to secure the vibration space (void layer) S thereof, and the diaphragm 12 faces the diaphragm 12. By forming counter electrodes on the diaphragm 12 and the back plate 14, it is constructed so as to function as a condenser microphone.
0 is the adhesive support 13 between the diaphragm 12 and the back plate 14.
The amplifier 21 having the laminated structure in which the
It is designed so that it can be manufactured by semiconductor manufacturing technology. In addition, the reference numeral 14a in the figure denotes the diaphragm 1.
2 is a plurality of through holes formed so that the front and back of the back plate 14 communicate with each other so as not to interfere with the vibration of 2.

【0031】そして、ICチップ20としては、チップ
マイクロホン10に入力された音情報に応じて振動板1
2が振動することにより背面板14との間の対向電極間
に生じる容量の変化をアナログ信号のまま電極端子1
5、16で取り出して増幅器21により増幅した後に出
力するようになっている。
As the IC chip 20, the diaphragm 1 is used according to the sound information input to the chip microphone 10.
The change of the capacitance generated between the counter electrode and the back plate 14 due to the vibration of the electrode 2 remains as an analog signal while the electrode terminal
It is taken out at 5, 16 and amplified by the amplifier 21 before being output.

【0032】なお、チップマイクロホン10は、背面板
14を覆うようにキャップを取り付けて、そのキャップ
中央に気体の流通孔を形成することにより、キャップの
容積にマイクロホンの音響特性を調整する役割を持たせ
ることができ、そのキャップは、電磁波のシールドに用
いることもでき、また、キャップ中央の気体流通孔によ
りマイクロホンの指向特性を制御するようにすることも
できる。
The chip microphone 10 has a role of adjusting the acoustic characteristics of the microphone to the volume of the cap by attaching a cap so as to cover the back plate 14 and forming a gas flow hole in the center of the cap. The cap can be used as an electromagnetic wave shield, and the directivity of the microphone can be controlled by a gas flow hole in the center of the cap.

【0033】次に、チップマイクロホン10の半導体製
造技術による作製手順(方法)を図3を用いて説明す
る。なお、増幅器21は、一般的な半導体プロセスによ
り作製すればよいので、ここでの説明は割愛する。
Next, the manufacturing procedure (method) of the chip microphone 10 by the semiconductor manufacturing technology will be described with reference to FIG. Since the amplifier 21 may be manufactured by a general semiconductor process, the description here is omitted.

【0034】まず、図3(a)に示すように、例えば、
一般的な半導体用基板であるシリコン基板を振動板基板
112および背面板基板114として準備して、その振
動板基板112の背面板基板114に接合(接着)する
面にはCVD技術等により粉体酸化ケイ素を主成分とし
てホウ素またはリンなどを高濃度に含む接着層113を
所望の厚さ、例えば、10μmに堆積する。なお、マイ
クロホンの小型化のために、接着層113は製作面とバ
イアス電圧の点で1μm〜20μmが適している。さら
に、感度と周波数特性の点から接着層113は2μm〜
5μmがより好適であり、振動板12と背面板14が貼
り付かないように印加電圧に応じて設定できる。また、
この接着層113は、背面板基板114側に形成するよ
うにしてもよいことは言うまでもない。
First, as shown in FIG. 3A, for example,
A silicon substrate which is a general semiconductor substrate is prepared as a vibrating plate substrate 112 and a back plate substrate 114, and a surface of the vibrating plate substrate 112 to be bonded (bonded) to the back plate substrate 114 is powdered by a CVD technique or the like. An adhesion layer 113 containing silicon oxide as a main component and containing boron or phosphorus in a high concentration is deposited to a desired thickness, for example, 10 μm. In order to reduce the size of the microphone, the adhesive layer 113 is preferably 1 μm to 20 μm in terms of manufacturing surface and bias voltage. Further, in terms of sensitivity and frequency characteristics, the adhesive layer 113 has a thickness of 2 μm or more.
5 μm is more preferable, and it can be set according to the applied voltage so that the vibration plate 12 and the back plate 14 do not stick to each other. Also,
It goes without saying that the adhesive layer 113 may be formed on the rear plate substrate 114 side.

【0035】次いで、図3(b)に示すように、振動板
基板112と背面板基板114を合わせて熱処理を行う
ことにより、堆積させた接着層113を介して基板11
2、114間の接着を行った後に、背面板基板114を
研磨して背面板としたときの所望の厚さに形成し、この
後には、これら基板112、114の両面に酸化膜を熱
処理等で成長させて、その酸化膜をホトリソグラフィー
技術で加工することによりエッチングマスク117を形
成する。
Next, as shown in FIG. 3 (b), the vibration plate substrate 112 and the back plate substrate 114 are heat-treated together to form the substrate 11 through the deposited adhesive layer 113.
After adhering between 2 and 114, the back plate 114 is polished to form a desired thickness for the back plate, and thereafter, an oxide film is heat-treated on both surfaces of these substrates 112 and 114. Then, an etching mask 117 is formed by processing the oxide film by photolithography.

【0036】次いで、図3(c)に示すように、このエ
ッチングマスク117を用いて基板112、114をア
ルカリエッチング液を用いたウェットエッチング、また
は、例えば、XeF2ガスを用いたドライエッチングな
どで処理することにより、振動板12を形成された基台
11と背面板14を形成する。このとき、背面板14
は、振動板12の振動によって振動空間Sに生じる空気
の圧力を逃がすための貫通孔14aを接着支持部13に
対応する部位以外に複数形成して網目構造にしている。
Next, as shown in FIG. 3C, the substrates 112 and 114 are wet-etched using an alkaline etching solution using this etching mask 117, or, for example, dry etching is performed using XeF 2 gas. By processing, the base 11 on which the vibration plate 12 is formed and the back plate 14 are formed. At this time, the back plate 14
Has a mesh structure in which a plurality of through holes 14a for releasing the pressure of the air generated in the vibration space S due to the vibration of the vibration plate 12 are formed in a portion other than the portion corresponding to the adhesive support portion 13.

【0037】次いで、図3(d)に示すように、背面板
14をエッチングマスクにして、この背面板14の網目
構造から接着層113をフッ化水素酸でエッチングする
ことにより、振動板12および背面板14の周辺部の接
着支持部13に相当する部分を残して接着層113を除
去して振動空間Sを形成し、この後に背面板14側から
例えば、アルミニウムの金属膜を蒸着して電極端子1
5、16を形成し、一体構造のチップマイクロホン10
を作製する。
Next, as shown in FIG. 3D, the back plate 14 is used as an etching mask, and the adhesive layer 113 is etched from the mesh structure of the back plate 14 with hydrofluoric acid, whereby the vibration plate 12 and The vibrating space S is formed by removing the adhesive layer 113, leaving a portion corresponding to the adhesive support portion 13 in the peripheral portion of the back plate 14, and thereafter, for example, a metal film of aluminum is vapor-deposited from the back plate 14 side to form electrodes. Terminal 1
An integrated chip microphone 10 forming 5 and 16
To make.

【0038】このとき、接着層113は、粉体酸化ケイ
素を主成分としているので、酸化物の充填を完全にして
酸化膜に欠陥が生じることをなくすことができ、このた
め、この基板112、114の平坦性を厳密に管理しな
くても面内一様の接着を短時間で行うことができ、さら
に接着面の極端に高度な清浄度の管理も必要とせずに厚
い基板112、114間の接着を同時に、かつ容易に行
うことができる。したがって、基板112、114を直
接接合する場合よりも、基板112、114の厚さ、不
純物の濃度分布、接着層113自体の層厚さ等を自由に
設定することができる。また、この接着層113は、ホ
ウ素またはリンなどを高濃度に含むので、接着時の流動
性を増すことができ、基板112、114の接着時の一
様性を向上させることができる。
At this time, since the adhesive layer 113 contains powdered silicon oxide as a main component, it is possible to completely fill the oxide and prevent defects in the oxide film. Therefore, the substrate 112, Even if the flatness of 114 is not strictly controlled, in-plane uniform bonding can be performed in a short time, and furthermore, between the thick substrates 112 and 114 without requiring management of extremely high cleanliness of the bonded surface. Can be simultaneously and easily bonded. Therefore, the thickness of the substrates 112 and 114, the concentration distribution of impurities, the layer thickness of the adhesive layer 113 itself, and the like can be set more freely than in the case where the substrates 112 and 114 are directly bonded. Further, since the adhesive layer 113 contains boron or phosphorus in a high concentration, it is possible to increase the fluidity at the time of adhesion and improve the uniformity of the substrates 112 and 114 at the time of adhesion.

【0039】そして、ICチップ20は、チップマイク
ロホン10の電極端子15、16と増幅器21の入力端
子とをワイヤボンディングなどの方法により接続して、
その増幅器21の出力端子と記録部25とを接続するこ
とにより、音声記録装置の音声入力部として機能する。
Then, the IC chip 20 connects the electrode terminals 15 and 16 of the chip microphone 10 and the input terminal of the amplifier 21 by a method such as wire bonding,
By connecting the output terminal of the amplifier 21 and the recording unit 25, it functions as an audio input unit of the audio recording device.

【0040】このように本実施形態においては、チップ
マイクロホン10は、振動板12および背面板14との
間に介装して積層構造にする接着支持部13を、粉体酸
化ケイ素を主成分にするとともにホウ素またはリンなど
を高濃度に含ませて1μm〜20μmという薄さにする
ように、組立工程を必要としない半導体製造技術により
作製することによって、安価かつ容易に高精度なチップ
部品とすることができ、均一な特性を有する小型のマイ
クロホンを安価に量産することができる。
As described above, in the present embodiment, the chip microphone 10 has the adhesive support portion 13 which is interposed between the diaphragm 12 and the back plate 14 and has a laminated structure, which is composed mainly of powdered silicon oxide. In addition, a highly accurate chip component is manufactured inexpensively and easily by manufacturing the semiconductor manufacturing technique that does not require an assembling process so that boron or phosphorus is contained in a high concentration to a thickness of 1 μm to 20 μm. Therefore, a small microphone having uniform characteristics can be mass-produced at low cost.

【0041】さらに、このチップマイクロホン10は、
増幅器21と共にICチップ20として一体形成するの
で、品質の安定性が高く、小型・軽量化をより効果的に
実現することができる。
Further, the chip microphone 10 is
Since the IC chip 20 is integrally formed with the amplifier 21, the quality is highly stable, and the size and weight can be more effectively realized.

【0042】また、このチップマイクロホン10は、シ
リコン系材料を用いて作製していることから高耐熱性を
有して、使用温度により利用範囲を限定されてしまうこ
とを少なくすることができる。
Further, since the chip microphone 10 is made of a silicon material, it has high heat resistance, and it is possible to reduce the possibility that the usage range is limited by the operating temperature.

【0043】なお、本実施形態では、振動板12、接着
支持部13、背面板14などを同じシリコン系材料を用
いて作製しているが、シリコン系材料に限るものではな
いことは言うまでもない。
In this embodiment, the diaphragm 12, the adhesive support portion 13, the back plate 14 and the like are made of the same silicon-based material, but needless to say, the material is not limited to the silicon-based material.

【0044】また、本実施形態の第1の他の態様として
は、例えば、図4に示すようにチップマイクロホンを構
築してもよい。本実施形態のチップマイクロホン10
は、平坦な基板112、114同士を接着して作製して
いるので、振動板12と背面板14として機能する部位
の周囲にも形成される対向電極により生じる寄生容量
が、有効容量と同程度となってしまい、音圧による容量
変化を検出する際の感度低下の原因となる。このことか
ら、単に該当する部位の面積を小さくして感度を低下さ
せてしまう(マイクロホンの感度は、該当する部位の面
積に比例するため)のではなく、図4に示すように、振
動板12として直接機能する部位を上昇させる段差11
aを基台11に形成して、接着支持部13の周囲にも厚
めの接着支持部17を形成することにより、対向する電
極間の間隔を離隔させて寄生容量を低減し感度を向上さ
せることができる。
As a first other aspect of this embodiment, for example, a chip microphone may be constructed as shown in FIG. The chip microphone 10 of the present embodiment
Is manufactured by bonding the flat substrates 112 and 114 to each other, the parasitic capacitance generated by the counter electrode formed around the portion functioning as the diaphragm 12 and the back plate 14 is about the same as the effective capacitance. This causes a decrease in sensitivity when detecting a capacitance change due to sound pressure. For this reason, rather than simply reducing the area of the corresponding part to lower the sensitivity (because the sensitivity of the microphone is proportional to the area of the corresponding part), as shown in FIG. 11 that raises the part that directly functions as
By forming a on the base 11 and forming a thicker adhesive support portion 17 around the adhesive support portion 13 as well, the space between the opposing electrodes is separated to reduce the parasitic capacitance and improve the sensitivity. You can

【0045】さらに、本実施形態の第2の他の態様とし
ては、図5に示すように、基台11側の段差11aに加
えて、背面板14側にも振動板12に対面する部位の周
囲を上昇させる段差14bを形成するとともに、接着支
持部13の周囲にも厚めの接着支持部19を形成するこ
とにより、対向する電極間の間隔をより離隔させて寄生
容量をさらに低減し感度を向上させることができる。
Further, as a second other aspect of the present embodiment, as shown in FIG. 5, in addition to the step 11a on the base 11 side, the rear plate 14 side also has a portion facing the diaphragm 12. By forming a step 14b that raises the periphery and forming a thicker adhesive support portion 19 around the adhesive support portion 13, the gap between the opposing electrodes is further separated, and the parasitic capacitance is further reduced to improve the sensitivity. Can be improved.

【0046】次に、図6は本発明に係る音処理装置の第
2実施形態を適用した音声記録再生装置の一例を示す図
である。なお、本実施形態では、上述実施形態と略同様
に構成されているので、同様な構成には同一の符号を付
して特徴部分を説明する(以下で説明する他の実施形態
においても同様)。
Next, FIG. 6 is a diagram showing an example of an audio recording / reproducing apparatus to which the second embodiment of the sound processing apparatus according to the present invention is applied. Since the present embodiment has substantially the same configuration as the above-described embodiments, the same reference numerals are given to the same configurations to describe the characteristic portions (the same applies to other embodiments described below). .

【0047】図6において、音声記録再生装置(音処理
装置)は、ICチップ20のチップマイクロホン10で
取得して増幅器21により増幅した音情報をデジタル録
音して再生する記録再生処理を行うようになっており、
このICチップ20は、増幅器21から出力されるアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器31
と、A/D変換器31でA/D変換されたデジタル信号
を符号化することにより音情報を圧縮する符号器32
と、例えば、メモリスティックやMOなどの光磁気ディ
スク等の記録媒体に符号器32で符号化された音情報を
記録(録音)する記録部33と、記録部33に記録され
た圧縮音情報を読み出して復号化する復号器34と、復
号器34で復号化されたデジタル信号の音情報をアナロ
グ信号に変換するD/A変換器35と、D/A変換器3
5でD/A変換されたアナログ信号を増幅する増幅器3
6と、増幅器36を介して送られてきた音情報を音声出
力して再生するスピーカー37と共に、一枚の回路基板
30上に実装(オンチップ)されている。なお、このI
Cチップ20は、上記キャップを取り付けるなどしてパ
ッケージングしたモジュールとして回路基板30上に実
装してもよいことは言うまでもない。
In FIG. 6, the audio recording / reproducing device (sound processing device) performs a recording / reproducing process for digitally recording and reproducing the sound information acquired by the chip microphone 10 of the IC chip 20 and amplified by the amplifier 21. Has become
The IC chip 20 includes an A / D converter 31 that converts an analog signal output from the amplifier 21 into a digital signal.
And an encoder 32 for compressing sound information by encoding the digital signal A / D converted by the A / D converter 31.
A recording unit 33 for recording (recording) sound information encoded by the encoder 32 on a recording medium such as a magneto-optical disk such as a memory stick or MO; and compressed sound information recorded in the recording unit 33. A decoder 34 for reading and decoding, a D / A converter 35 for converting the sound information of the digital signal decoded by the decoder 34 into an analog signal, and a D / A converter 3
Amplifier 3 that amplifies the analog signal D / A converted by 5.
6 and a speaker 37 that outputs and reproduces the sound information sent through the amplifier 36 as a sound, and is mounted (on-chip) on one circuit board 30. In addition, this I
It goes without saying that the C chip 20 may be mounted on the circuit board 30 as a packaged module by attaching the cap or the like.

【0048】したがって、マイクロホンを別個に搭載す
るのではなく、一枚の回路基板30上に実装することが
でき、ケースに収めるだけで音声記録再生装置を組み立
てることができる。この回路基板30への実装工程で
は、ICチップ20は、シリコン系材料により作製され
ているので、高耐熱性を利用して高温熱処理を施すこと
ができ、高温処理を伴うバンプ/リフローなどを採用し
て回路基板30に−括実装することができる。なお、I
Cチップ20は、チップマイクロホン10にアルミニウ
ムの電極を形成しているので、無鉛半田を用いた高温の
実装工程にも適用することができる。
Therefore, the microphones can be mounted on one circuit board 30 instead of being mounted separately, and the audio recording / reproducing apparatus can be assembled only by housing in the case. In the step of mounting on the circuit board 30, since the IC chip 20 is made of a silicon-based material, high temperature heat treatment can be performed by utilizing high heat resistance, and bump / reflow or the like accompanied by high temperature treatment is adopted. Then, they can be collectively mounted on the circuit board 30. Note that I
Since the C chip 20 has aluminum electrodes formed on the chip microphone 10, it can be applied to a high-temperature mounting process using lead-free solder.

【0049】このように本実施形態においては、上述実
施形態による作用効果に加えて、ICチップ20を他の
部品31〜37と共に回路基板30に実装するので、例
えば、CSP(チップサイズパッケージング)等として
高密度実装を行うことができ、バンプ/リフローなどを
使って−括実装するなど回路基板30の組立工程の効率
化を実現することができる。したがって、音声記録再生
装置の小型化、低コスト化、高信頼性化に貢献すること
ができる。
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, the IC chip 20 is mounted on the circuit board 30 together with the other components 31 to 37. Therefore, for example, CSP (chip size packaging) As a result, high-density mounting can be performed, and the efficiency of the process of assembling the circuit board 30 can be realized, such as bulk mounting using bump / reflow. Therefore, it is possible to contribute to downsizing, cost reduction, and high reliability of the audio recording / reproducing apparatus.

【0050】また、本実施形態の他の態様としては、図
7に示すように、上述第1実施形態のように、部品31
〜37を実装する回路基板30aにICチップ20を信
号線により個別に接続するようにしてもよいことは言う
までもなく、図8に示すように、ICチップ20とA/
D変換器31を回路基板30bに実装して音情報の出力
のS/N比が低下しないようにしたり、図9に示すよう
に、ICチップ20、A/D変換器31および符号器3
2を回路基板30cに実装して記録部33の前段をユニ
ット化して組み立てを容易化するようにすることもでき
る。これらの形態は、装置の外形・機能や各種工程など
の事情に応じて設計すればよい。
Further, as another aspect of the present embodiment, as shown in FIG. 7, as in the above-described first embodiment, the component 31 is used.
It goes without saying that the IC chips 20 may be individually connected to the circuit board 30a on which the IC chips 20 to 37 are mounted by signal lines, as shown in FIG.
The D converter 31 is mounted on the circuit board 30b so as not to reduce the S / N ratio of the output of the sound information, or as shown in FIG. 9, the IC chip 20, the A / D converter 31 and the encoder 3 are used.
2 can be mounted on the circuit board 30c and the former stage of the recording unit 33 can be unitized to facilitate the assembly. These forms may be designed according to circumstances such as the external shape and function of the device and various processes.

【0051】次に、図10および図11は本発明に係る
音処理装置の第3実施形態を適用した音声取得装置の一
例を示す図である。
Next, FIGS. 10 and 11 are views showing an example of a voice acquisition device to which the third embodiment of the sound processing device according to the present invention is applied.

【0052】図10および図11において、音声取得装
置(音処理装置)は、基台11に形成された振動板12
と、貫通孔14aを複数形成された背面板14との間に
接着支持部13を介装することにより、コンデンサ型マ
イクロホンとして機能するように構築されたチップマイ
クロホン40を備えている。
In FIG. 10 and FIG. 11, the sound acquisition device (sound processing device) includes a diaphragm 12 formed on a base 11.
And a back plate 14 having a plurality of through holes 14a formed therein, the chip support microphone 40 is constructed so as to function as a capacitor-type microphone by interposing an adhesive support portion 13 therebetween.

【0053】ここで、チップマイクロホン40は、薄く
平坦な振動板12と背面板14により構成されるコンデ
ンサであることから、音波による音圧変化で生じる振動
板12の変位をコンデンサの容量変化として感度よく検
出するには、バイアス電圧を大きくする、振動板1
2と背面板14との間の間隔を小さくする、振動板1
2と背面板14の電極面積を大きくする、振動板12
の材質を柔らかいものにする(振動板12のスチフネス
を小さくする)などの方策があるが、このチップマイク
ロホン40においては、振動板12と背面板14とが静
電引力で貼り付かないようにする必要がある。この振動
板12と背面板14の両極を貼り付かずに機能させるた
めの指標としては、「指向性コンデンサ・マイクロホン
の小型化の設計」(溝口章夫 日本音響学会誌 31巻
10号、p593〜601(1975))に、次式
(1)により求められる安定度μが定義されており、通
常μ=7程度になるように設計される。
Here, since the chip microphone 40 is a capacitor composed of the thin and flat diaphragm 12 and the back plate 14, the displacement of the diaphragm 12 caused by the sound pressure change due to the sound wave is sensitive as the capacitance change of the capacitor. To detect well, increase the bias voltage, diaphragm 1
The diaphragm 1 that reduces the distance between the back plate 14 and the back plate 14.
2 and the back plate 14 increase the electrode area, the vibration plate 12
There is a measure such as softening the material of the diaphragm (to reduce the stiffness of the diaphragm 12), but in this chip microphone 40, the diaphragm 12 and the back plate 14 are prevented from sticking to each other by electrostatic attraction. There is a need. As an index for operating the both electrodes of the vibration plate 12 and the back plate 14 without sticking, "design for miniaturization of directional condenser microphone" (Mikiguchi Mizoguchi, Vol. 31, No. 31, p593-601). (1975)) defines the stability μ obtained by the following equation (1), and is usually designed so that μ = 7.

【0054】[0054]

【数1】 上記の式(1)からすると、チップマイクロホン40の
感度を向上させるための方策〜は安定度の向上と相
反するものであり、このチップマイクロホン40におい
ては、振動板12と背面板14との間隔が数μmと極め
て小さいために高感度化には限界がある。
[Equation 1] According to the above equation (1), the measures for improving the sensitivity of the chip microphone 40 conflict with the improvement of stability, and in this chip microphone 40, the distance between the diaphragm 12 and the back plate 14 is increased. Has a limit of several μm, and thus there is a limit to increase the sensitivity.

【0055】このことから、この音声取得装置は、LC
発信回路の発信/変調回路41のコンデンサ容量の一部
または全部として、直接信号線を介して(上述第1実施
形態のように増幅器を介することなく)、チップマイク
ロホン40を接続することにより、振動板12と背面板
14との間の対向電極間によるコンデンサ容量が音声な
どの音情報に応じて変化するのを、LC回路の発信周波
数の変化として取得し、その発信/変調回路41の出力
端子に接続した外部装置に出力することができるように
なっている。
From this fact, this voice acquisition device is
As a part or all of the capacitance of the capacitor of the transmission / modulation circuit 41 of the transmission circuit, the chip microphone 40 is directly connected via the signal line (without the amplifier as in the first embodiment described above), thereby vibrating. The fact that the capacitance of the capacitor between the opposing electrodes between the plate 12 and the back plate 14 changes according to sound information such as voice is acquired as a change in the transmission frequency of the LC circuit, and the output terminal of the transmission / modulation circuit 41 is acquired. It is possible to output to an external device connected to.

【0056】ここで、LC発振回路は、コイルおよびコ
ンデンサによって発振周波数が決定される発振回路であ
り、コンデンサ容量の変化を発振周波数の変化として検
出することができ、この方式によれば、チップマイクロ
ホン40のコンデンサ部にバイアス電圧を印加する必要
がないため、高感度化の方策を選ぶ自由度を増すことが
できる。この場合、チップマイクロホン40のコンデン
サ部には、発信/変調回路41の発信回路が動作するの
に必要な微弱な電圧だけが印加されることになり、通常
のマイクロホンのバイアス電圧に比べて非常に低い電圧
で済むため、上記の式(1)の安定度μを大きく取るこ
とが可能になり、振動板12と背面板14とが貼り付く
という問題を生じ難くすることできる。
Here, the LC oscillating circuit is an oscillating circuit in which the oscillating frequency is determined by the coil and the capacitor, and a change in the capacitance of the capacitor can be detected as a change in the oscillating frequency. According to this method, the chip microphone is used. Since it is not necessary to apply a bias voltage to the capacitor section of 40, it is possible to increase the degree of freedom in selecting a measure for higher sensitivity. In this case, only a weak voltage necessary for the oscillation circuit of the oscillation / modulation circuit 41 to operate is applied to the capacitor portion of the chip microphone 40, which is much higher than the bias voltage of a normal microphone. Since a low voltage is sufficient, the stability μ of the above formula (1) can be made large, and the problem that the diaphragm 12 and the back plate 14 are attached can be made less likely to occur.

【0057】具体的には、一般的なLC発振回路の発振
周波数fは、次式(2)で定まる。
Specifically, the oscillation frequency f of a general LC oscillator circuit is determined by the following equation (2).

【0058】[0058]

【数2】 そして、音圧によって生じるfの変化をΔfとすると、次
式(3)のように示されることから、感度を向上させる
ために周波数変位Δfを大きくする方法としては、前述
の方策〜が有効であることが判る。
[Equation 2] When the change in f caused by the sound pressure is Δf, it is expressed by the following equation (3). Therefore, as a method of increasing the frequency displacement Δf in order to improve the sensitivity, the above measures ~ are effective. I know there is.

【0059】[0059]

【数3】 したがって、従来のコンデンサ型マイクロホンでは、実
用的な感度を得るために数Vのバイアス電圧Vbを必要
とするのに対して、チップマイクロホン40では、1〜
2Vで動作する発振回路にすることができ、上記の式
(1)から、従来のマイクロホンと比べて安定度μを数
倍から数百倍にすることができ、これにより、高感度化
の方策を選ぶ自由度も大きく増すことができる。
[Equation 3] Therefore, in the conventional condenser type microphone, the bias voltage Vb of several V is required in order to obtain the practical sensitivity, while in the chip microphone 40,
The oscillation circuit can be operated at 2V, and from the above formula (1), the stability μ can be increased from several times to several hundred times compared with the conventional microphone, and as a result, a measure for high sensitivity can be achieved. The freedom to choose can be greatly increased.

【0060】そして、発信/変調回路41は、チップマ
イクロホン40の振動板12が音圧の変化に応答して背
面板14に対して振動しそのコンデンサ容量が変化する
ことによって、LC発振回路としての発振周波数fが変
化する。この発振周波数fは上記の式(2)によって決
定される。
The transmitting / modulating circuit 41 functions as an LC oscillating circuit by vibrating the diaphragm 12 of the chip microphone 40 in response to a change in sound pressure with respect to the rear plate 14 and changing its capacitor capacity. The oscillation frequency f changes. This oscillation frequency f is determined by the above equation (2).

【0061】なお、チップマイクロホン40および発信
/変調回路(LC回路)41は、別個の部品として接続
組み立てしてもよく、また、同一の回路基板に搭載して
もよく、さらに、半導体製造技術により同一の半導体基
板上に作製してもよい。
The chip microphone 40 and the transmission / modulation circuit (LC circuit) 41 may be connected and assembled as separate parts, or may be mounted on the same circuit board. They may be manufactured on the same semiconductor substrate.

【0062】このように本実施形態においては、上述実
施形態による作用効果に加えて、チップマイクロホン4
0の振動板12の振動を、通常のマイクロホンのように
バイアス電圧Vbを印加するのではなく、発信/変調回
路41がLC回路における微弱電圧を印加するだけで、
チップマイクロホン40のコンデンサ容量の変化によ
り、音圧変化である音情報を読み取ることができる。
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, the chip microphone 4
With respect to the vibration of the diaphragm 12 of 0, the transmitting / modulating circuit 41 only applies a weak voltage in the LC circuit, instead of applying the bias voltage Vb as in a normal microphone,
By changing the condenser capacity of the chip microphone 40, it is possible to read the sound information, which is the sound pressure change.

【0063】したがって、チップマイクロホン40の接
着支持部13を、例えば、2μm〜5μmなどと薄く形
成しても、印加する電圧により振動板12と背面板14
が貼り付いてしまう恐れをなくすことができ、チップマ
イクロホン40を備える音声入力部や装置全体をより小
型化することができる。
Therefore, even if the adhesive support portion 13 of the chip microphone 40 is formed to be thin, for example, 2 μm to 5 μm, the diaphragm 12 and the back plate 14 are affected by the applied voltage.
It is possible to eliminate the possibility that the sound will stick to the sound input unit, and it is possible to further reduce the size of the audio input unit including the chip microphone 40 and the entire device.

【0064】次に、図12は本発明に係る音処理装置の
第4実施形態を適用した音声伝送装置の一例を示す図で
ある。
Next, FIG. 12 is a diagram showing an example of a voice transmission apparatus to which the fourth embodiment of the sound processing apparatus according to the present invention is applied.

【0065】図12において、音声伝送装置(音処理装
置)は、チップマイクロホン40が発信/変調回路41
に接続されていると共に、その発信/変調回路(LC回
路)41には、外部装置が無線受信可能に電波を空中に
送出するアンテナ52が出力端子に代えて取り付けられ
ている。
In FIG. 12, in the voice transmission device (sound processing device), the chip microphone 40 is a transmitter / modulator circuit 41.
The transmitting / modulating circuit (LC circuit) 41 is connected to an antenna 52 for transmitting an electric wave into the air so that an external device can receive it by radio instead of the output terminal.

【0066】この発信/変調回路41は、チップマイク
ロホン40のコンデンサ容量の変化を発振周波数の変化
として検出するので、その発信周波数の変化を搬送周波
数のFM変調とみなして、アンテナ52を介して電波と
して送出することにより無線送信することができ、それ
を受信する外部装置側で復調して音情報とすることがで
きる。したがって、この音声伝送装置は、ワイヤレスマ
イクとして使用することができる。
Since the transmission / modulation circuit 41 detects a change in the capacitance of the capacitor of the chip microphone 40 as a change in the oscillation frequency, the change in the transmission frequency is regarded as FM modulation of the carrier frequency, and the radio wave is transmitted via the antenna 52. Can be transmitted wirelessly, and can be demodulated to sound information by the external device side that receives it. Therefore, this audio transmission device can be used as a wireless microphone.

【0067】ここで、アンテナ52は、チップマイクロ
ホン40および発信/変調回路41と別個の部品として
接続組み立てしたり、同一の回路基板に搭載してもよい
が、コイルアンテナとして、チップマイクロホン40お
よび発信/変調回路41と共に半導体製造技術により同
一の半導体基板上に作製するのがコンパクトに構成する
ことができて好適である。
Here, the antenna 52 may be connected and assembled as a separate component from the chip microphone 40 and the transmission / modulation circuit 41, or mounted on the same circuit board, but as the coil antenna, the chip microphone 40 and the transmission are provided. It is preferable to manufacture the same on the same semiconductor substrate by the semiconductor manufacturing technique together with the / modulation circuit 41 because it can be compactly constructed.

【0068】このように本実施形態においては、上述実
施形態による作用効果に加えて、チップマイクロホン4
0から入力された音情報を外部装置で無線受信可能に空
中に送信することができ、コンパクトなワイヤレスマイ
クとして使用することができる。
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, the chip microphone 4 is used.
The sound information input from 0 can be wirelessly received by an external device and can be transmitted in the air, and can be used as a compact wireless microphone.

【0069】次に、図13〜図18は本発明に係る音処
理装置の第5実施形態を適用した音声伝送装置の一例を
示す図である。
Next, FIGS. 13 to 18 are views showing an example of a voice transmission apparatus to which the fifth embodiment of the sound processing apparatus according to the present invention is applied.

【0070】図13〜図15において、音声伝送装置
(音処理装置)は、複数のICチップ20をマトリック
ス状にアレイ配置したアレイマイク61を、さらに並列
したアレイマイクユニット60を備えており、個々のI
Cチップ20のチップマイクロホン10で取得して増幅
器21により増幅した音情報を処理して外部装置に無線
送信するように、例えば、携帯電話機100に搭載され
ている。
13 to 15, the audio transmission device (sound processing device) is provided with an array microphone 61 in which a plurality of IC chips 20 are arrayed in a matrix, and an array microphone unit 60 arranged in parallel. Of I
For example, the mobile phone 100 is mounted so that the sound information acquired by the chip microphone 10 of the C chip 20 and amplified by the amplifier 21 is processed and wirelessly transmitted to an external device.

【0071】アレイマイクユニット60は、通話者など
の映像を撮影するカメラ71と、このアレイマイクユニ
ット60により取得した音情報と共にカメラ71により
取得した画情報を不図示のアンテナを介して相手先携帯
電話機に無線送信する送信部72と、相手先携帯電話機
から送られてきた音情報や画情報を受信する受信部73
と、受信した音情報を再生して音声出力するスピーカ7
4と、受信した画情報を再生して表示出力する液晶表示
器75と共に、携帯電話機100のケース内に収められ
ている。なお、図13の各部品のレイアウトは、説明す
るために便宜的に図示するだけのものであり、装置の形
態に応じて設計されるものであることはいうまでもな
い。
The array microphone unit 60 carries a camera 71 for photographing an image of a caller and the like, and image information acquired by the camera 71 together with sound information acquired by the array microphone unit 60 through an antenna (not shown). A transmitter 72 for wirelessly transmitting to the telephone and a receiver 73 for receiving sound information and image information transmitted from the other party's mobile phone.
And a speaker 7 that reproduces the received sound information and outputs the sound.
4 and a liquid crystal display 75 that reproduces and outputs the received image information, and is stored in the case of the mobile phone 100. It is needless to say that the layout of each component in FIG. 13 is merely shown for convenience of description and is designed according to the form of the device.

【0072】このアレイマイクユニット60は、アレイ
マイク61毎に、n個のICチップ20のチップマイク
ロホン10で取得して増幅器21から出力する個々の音
情報を、同期加算することにより低雑音のマイクロホン
を構成するように、同期加算回路62を接続されてい
る。
The array microphone unit 60 is a low-noise microphone for each array microphone 61 by synchronously adding individual sound information acquired by the chip microphones 10 of the n IC chips 20 and output from the amplifier 21. The synchronous adder circuit 62 is connected so as to form

【0073】このアレイマイク61は、それぞれで雑音
が独立に取得(入力)されてしまうが、それぞれの雑音
の振幅特性が均一であるとすると、「2次元ディジタル
フィルタを用いた超指向性マイクロホン」(金森 他
日本音響学会 電気音響研究会資料 EA91−84
(1991))で説明されているように、n個のチップ
マイクロホン10について同一の重み付けで同期加算す
ることにより、次式(4)で算出される雑音低減効果N
rを得ることができる。 Nr=10・log(n)[dB] ・・・(4)
Noise is independently acquired (input) in each of the array microphones 61, but if the amplitude characteristics of each noise are uniform, "a super-directional microphone using a two-dimensional digital filter". (Kanamori and others
Acoustical Society of Japan Material for Electroacoustic Research, EA91-84
As described in (1991)), the noise reduction effect N calculated by the following equation (4) is obtained by synchronously adding the n chip microphones 10 with the same weighting.
r can be obtained. Nr = 10 · log (n) [dB] (4)

【0074】例えば、アレイマイク61が16個のチッ
プマイクロホン10を備えている場合に、その16個の
チップマイクロホン10の音情報を同期加算することに
より、図16に示す上記式(4)の数値Nrの計算結果
からすると、約12dBという大きな雑音低減効果を得
られることが判る。
For example, when the array microphone 61 is provided with 16 chip microphones 10, the sound information of the 16 chip microphones 10 is synchronously added to obtain the numerical value of the equation (4) shown in FIG. From the calculation result of Nr, it can be seen that a large noise reduction effect of about 12 dB can be obtained.

【0075】ただし、アレイマイク61で音情報の同期
加算を行うには、それぞれのチップマイクロホン10か
らの出力が同相と見なせることが必要であり、そのため
には、収音する波長と比べて、アレイマイク61の大き
さが十分小さくなければならない。すなわち、このアレ
イマイク61は、一辺のサイズLが概ね波長の1/10
以下の場合に、それぞれのチップマイクロホン10が音
波により同相で駆動されていると見なすことができるこ
とから、同期加算により雑音を低減可能な帯域の上限周
波数fhと音速cを用いて、アレイマイク61のサイズ
Lには次式(5)の制約が課せられることになる。
However, in order to carry out the synchronous addition of the sound information by the array microphone 61, it is necessary to regard the outputs from the respective chip microphones 10 as being in phase, and for that purpose, the array microphones are compared with the wavelengths to be picked up. The size of the microphone 61 must be small enough. That is, in the array microphone 61, the size L on one side is approximately 1/10 of the wavelength.
In the following cases, since it can be considered that the respective chip microphones 10 are driven in the same phase by sound waves, the array microphone 61 is used by using the upper limit frequency f h and the sound velocity c of the band in which noise can be reduced by synchronous addition. The size L is subject to the constraint of the following equation (5).

【0076】[0076]

【数4】 このアレイマイク61は、16個のチップマイクロホン
10をマトリックス状にアレイ配置するには、上記の式
(5)において、音速cを340m/secとすると、
図17に示すように、サイズLとして許容される範囲
は、図中に斜線で示す曲線の下側の領域であり、雑音を
低減可能な帯域の上限周波数fhを8kHzとすると、
サイズLの上限は4mm角程度となり、チップマイクロ
ホン10の個々のサイズは大きくとも1mm程度とな
る。なお、このチップマイクロホン10は半導体製造技
術により作製するので、作製可能なサイズである。
[Equation 4] In order to arrange the 16 chip microphones 10 in a matrix in the array microphone 61, when the sound velocity c is 340 m / sec in the above formula (5),
As shown in FIG. 17, the range allowed as the size L is the area under the curve indicated by the diagonal lines in the figure, and assuming that the upper limit frequency f h of the band capable of reducing noise is 8 kHz,
The upper limit of the size L is about 4 mm square, and the individual size of the chip microphone 10 is at most about 1 mm. Since the chip microphone 10 is manufactured by the semiconductor manufacturing technique, it has a size that can be manufactured.

【0077】そして、このアレイマイクユニット60
は、複数のアレイマイク61を並列してさらにアレイ化
しているので、そのアレイマイク61を指向性制御回路
63に接続して、同期加算することにより雑音を低減し
た個々のアレイマイク61からの各出力(音情報)を入
力し、公知技術である指向性処理を行うことによって、
超指向性マイクロホンを構成するようになっている。な
お、この指向性処理(公知技術)は、上記でも引用する
「2次元ディジタルフィルタを用いた超指向性マイクロ
ホン」に詳しい。
The array microphone unit 60
Since a plurality of array microphones 61 are further arranged in parallel to form an array, the array microphones 61 are connected to the directivity control circuit 63 and noise is reduced by synchronously adding each array microphone 61 from each array microphone 61. By inputting output (sound information) and performing directivity processing, which is a known technique,
It is designed to form a super directional microphone. Note that this directivity processing (known art) is described in detail in the above-referenced "superdirective microphone using a two-dimensional digital filter".

【0078】ここで、アレイマイクユニット60は、マ
トリックス状にチップマイクロホン10を配置したアレ
イマイク61の6組をさらにアレイ配置するとともに、
そのアレイマイク61のそれぞれには同期加算回路62
を隣接配置して接続し、その同期加算回路62からの出
力を指向性制御回路63に集約する接続回路構成を、半
導体制御技術を駆使したマイクロマシン加工技術を利用
して、一枚の基板64上に高精度に製作することがで
き、チップマイクロホン10などの特性を均一にして処
理することができる。なお、図14中の64はアレイマ
イクユニット60のカバーケースである。
Here, the array microphone unit 60 further arranges six sets of array microphones 61 in which the chip microphones 10 are arranged in a matrix in an array.
Each of the array microphones 61 has a synchronous addition circuit 62.
Are arranged adjacent to each other and connected, and the connection circuit configuration in which the output from the synchronous addition circuit 62 is integrated in the directivity control circuit 63 is formed on a single substrate 64 by using a micromachining technology that makes full use of semiconductor control technology. It can be manufactured with high accuracy, and the characteristics of the chip microphone 10 and the like can be made uniform and processed. Reference numeral 64 in FIG. 14 is a cover case of the array microphone unit 60.

【0079】したがって、小型のアレイマイクユニット
60を搭載することにより、携帯電話機100は、図1
8に示すように、例えば、相手先携帯電話機のカメラ7
1で撮影する相手の顔を表示器75に画面表示して確認
しながら、アレイマイクユニット60から離隔する口よ
り発声される音声を、そのアレイマイクユニット60の
超指向性により取得入力して、相手先の携帯電話機に送
信することができ、特別なマイクロホンを装着する必要
のない、快適な会話を実現することができる。
Therefore, by mounting the small-sized array microphone unit 60, the mobile phone 100 can be operated as shown in FIG.
As shown in FIG. 8, for example, the camera 7 of the destination mobile phone
While displaying the face of the person to be photographed in 1 on the display 75 for confirmation, the voice uttered from the mouth separated from the array microphone unit 60 is acquired and input by the superdirectivity of the array microphone unit 60, It can be transmitted to the other party's mobile phone, and a comfortable conversation can be realized without the need to wear a special microphone.

【0080】もちろん、表示器75に表示するものは相
手の顔でなくてもよく、放送やインターネットなどの手
段を通して取得した文字、図形、映像でもよく、また、
何も表示しない状態で用いることもできるので、カメラ
を備えていない相手との会話も行うことができることは
言うまでもない。
Of course, what is displayed on the display 75 need not be the face of the other party, and may be characters, figures, images acquired through means such as broadcasting or the Internet.
Since it can be used without displaying anything, it goes without saying that it is possible to have a conversation with a partner who does not have a camera.

【0081】このように本実施形態においては、上述実
施形態による作用効果に加えて、アレイマイクユニット
60は、複数のチップマイクロホン10や増幅器21と
共に同期加算回路62および指向性制御回路63を、半
導体製造技術により高精度かつ小型に一体形成すること
ができ、個々の特性が均一なチップマイクロホン10に
より、また、同期加算回路62および指向性制御回路6
3を備えることにより優れた指向性マイクロホンを構成
することができる。また、このアレイマイクユニット6
0は、半導体製造技術により低コストに量産することも
できる。
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, the array microphone unit 60 includes the synchronous addition circuit 62 and the directivity control circuit 63 together with the plurality of chip microphones 10 and the amplifier 21 in the semiconductor. The chip microphone 10 that can be integrally formed with high precision and small size by manufacturing technology and has uniform individual characteristics, and the synchronous addition circuit 62 and the directivity control circuit 6 are provided.
An excellent directional microphone can be configured by including 3. Also, this array microphone unit 6
0 can also be mass-produced at low cost by semiconductor manufacturing technology.

【0082】なお、本実施形態では、超指向性マイクロ
ホンについて説明したが、このマイクロホンは指向性制
御回路63の処理特性を変えることで、超指向性から全
指向性まで指向性を自由自在に変えることができること
は言うまでもない。
In the present embodiment, the super directional microphone has been described. However, by changing the processing characteristics of the directivity control circuit 63, the microphone can freely change its directivity from super directivity to omni directivity. It goes without saying that you can do it.

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明によれば、搭載するマイクロホン
を、振動板および背面板を接着層で接着する積層構造に
形成してチップ化するので、小型・軽量の音声入力部と
することができ、接着層は粉体酸化ケイ素を主成分とし
ているので、振動板と背面板とを欠陥のない所望の厚さ
の接着層により面内一様に接着させることができる。ま
た、半導体製造技術等のマイクロマシン加工技術を利用
することにより、使用温度範囲が広く、高精度で特性が
均一な、より小型・軽量のマイクロホンを効率よく作製
することができ、さらに、粉体酸化ケイ素を主成分とす
る接着層にIII族のホウ素やV族のリンなどの元素を
含ませることにより、振動板と背面板とをさらに一様に
接着することができる。そして、このようなチップマイ
クロホンをそのまま、あるいはモジュール化して回路基
板に実装することにより、マイクロホンを高密度に実装
した回路基板を音処理装置に搭載することができる。し
たがって、特性が優れて信頼性の高い小型の音処理装置
を安価に提供することができる。
According to the present invention, since the microphone to be mounted is formed into a chip by forming a laminated structure in which the diaphragm and the back plate are adhered by the adhesive layer, a compact and lightweight voice input section can be obtained. Since the adhesive layer contains powdery silicon oxide as a main component, the diaphragm and the back plate can be evenly bonded in-plane by the adhesive layer having a desired thickness and having no defects. In addition, by using micromachining technology such as semiconductor manufacturing technology, it is possible to efficiently manufacture a smaller and lighter microphone that has a wide operating temperature range, high accuracy, and uniform characteristics. By including an element such as group III boron or group V phosphorus in the adhesive layer containing silicon as a main component, the diaphragm and the back plate can be bonded more uniformly. Then, by mounting such a chip microphone as it is or as a module on a circuit board, the circuit board on which the microphones are mounted at high density can be mounted on the sound processing device. Therefore, a small-sized sound processing device having excellent characteristics and high reliability can be provided at low cost.

【0084】さらに、チップマイクロホンをコンデンサ
とするLC回路を搭載することにより、微弱な電圧を印
加するだけで、チップマイクロホンの振動板の振動をそ
のコンデンサ容量の変化によるLC回路の発信周波数の
変化として出力することができ、薄い接着層とした小型
のチップマイクロホンとしたために、バイアス電圧の印
加により振動板と背面板が貼り付いてしまうことなく、
音情報を取得することができる。
Further, by mounting an LC circuit using the chip microphone as a capacitor, the vibration of the diaphragm of the chip microphone is changed as the change of the oscillation frequency of the LC circuit due to the change of the capacitance of the chip microphone only by applying a weak voltage. Since it is a small chip microphone that can output and has a thin adhesive layer, the diaphragm and the back plate do not stick to each other due to the application of the bias voltage,
Sound information can be acquired.

【0085】また、アレイ配置したチップマイクロホン
の出力を同期加算して雑音を低減する、または、複数の
アレイマイク毎にアレイ配置したチップマイクロホンの
出力を同期加算して雑音を低減した後に、音情報の入力
に指向性を持たせる処理を行うようにすることにより、
小型で指向性を有する音入力部を構成することができ、
マイクロホンを口元近くまで持っていく必要のない音処
理装置を実現することができる。
Also, the noise information is reduced by synchronously adding the outputs of the chip microphones arranged in the array, or the noise information is reduced after the outputs of the chip microphones arrayed for each of a plurality of array microphones are synchronously added to reduce the noise. By performing the processing that gives directionality to the input of
It is possible to configure a sound input unit that is small and has directivity,
It is possible to realize a sound processing device that does not require a microphone to be brought close to the mouth.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る音処理装置の第1実施形態を示す
図であり、その概略構成を示す概念ブロック図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a sound processing device according to the present invention, and is a conceptual block diagram showing a schematic configuration thereof.

【図2】その要部部品の構成を示す図であり、(a)は
その平面図、(b)はその一部断面側面図である。
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a main part thereof, in which FIG. 2A is a plan view thereof, and FIG. 2B is a partial sectional side view thereof.

【図3】その要部部品の作製を説明する工程図である。FIG. 3 is a process drawing for explaining the production of the relevant part.

【図4】その他の態様を示す一部断面側面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing another aspect.

【図5】その他の態様を示す一部断面側面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional side view showing another aspect.

【図6】本発明に係る音処理装置の第2実施形態を示す
図であり、その概略構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the sound processing device according to the present invention, and is a block diagram showing a schematic configuration thereof.

【図7】その他の態様を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing another aspect.

【図8】その他の態様を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing another aspect.

【図9】その他の態様を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing another aspect.

【図10】本発明に係る音処理装置の第3実施形態を示
す図であり、その概略構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the sound processing device according to the present invention, and is a block diagram showing a schematic configuration thereof.

【図11】その要部部品の構成を示す一部断面側面図で
ある。
FIG. 11 is a partial cross-sectional side view showing the configuration of the main part thereof.

【図12】本発明に係る音処理装置の第4実施形態を示
す図であり、その概略構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a diagram showing a fourth embodiment of the sound processing device according to the present invention, and is a block diagram showing a schematic configuration thereof.

【図13】本発明に係る音処理装置の第5実施形態を示
す図であり、その概略構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a diagram showing a fifth embodiment of a sound processing device according to the invention, and is a block diagram showing a schematic configuration thereof.

【図14】その要部部品を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing essential parts thereof.

【図15】その要部部品の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of essential parts thereof.

【図16】その要部部品の特性を説明するグラフであ
る。
FIG. 16 is a graph illustrating characteristics of essential parts.

【図17】その要部部品の構成を説明するグラフであ
る。
FIG. 17 is a graph illustrating the configuration of the main parts.

【図18】その使用を説明する説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating its use.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、40 チップマイクロホン 12 振動板 13 接着支持部 14 背面板 20 ICチップ 21 増幅器 25、33 記録部 30、30a〜30c 回路基板 31 A/D変換器 32 符号器 34 復号器 35 D/A変換器 36 増幅器 37 スピーカー 41 発信/変調回路 52 アンテナ 60 アレイマイクユニット 61 アレイマイク 62 同期加算回路 63 指向性制御回路 64 基板 71 カメラ 72 送信部 73 受信部 74 スピーカ 75 液晶表示器 75 表示器 100 携帯電話機 10, 40-chip microphone 12 diaphragm 13 Adhesive support 14 Back plate 20 IC chip 21 Amplifier 25, 33 recording section 30, 30a to 30c Circuit board 31 A / D converter 32 encoder 34 Decoder 35 D / A converter 36 amplifier 37 speakers 41 Transmitter / Modulator 52 antenna 60 array microphone unit 61 array microphone 62 Synchronous adder 63 Directional control circuit 64 substrates 71 camera 72 Transmitter 73 Receiver 74 speakers 75 LCD 75 indicator 100 mobile phones

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04R 1/40 320 H04R 1/40 320B 31/00 31/00 C (72)発明者 田島 利文 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Fターム(参考) 4J040 DN071 EL051 HA016 HA136 HA266 HA306 HA326 KA42 5D017 BD04 BD07 5D018 BB22 BB25 5D021 CC15 CC19 CC20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04R 1/40 320 H04R 1/40 320B 31/00 31/00 C (72) Inventor Toshifumi Tajima Setagaya, Tokyo 1-10-11 Kukina, Japan Broadcasting Corporation Broadcast Technology Institute F-term (reference) 4J040 DN071 EL051 HA016 HA136 HA266 HA306 HA326 KA42 5D017 BD04 BD07 5D018 BB22 BB25 5D021 CC15 CC19 CC20

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マイクロホンにより音情報を取得して、該
音情報を処理する音処理装置であって、 前記マイクロホンは、音圧により振動する振動板と、該
振動板に対面する背面板と、振動板と背面板を接着して
間隙を確保する接着層とを備えるチップマイクロホンに
より構成し、 前記接着層は、粉体酸化ケイ素を主成分として、振動板
と背面板を積層構造に接着することを特徴とする音処理
装置。
1. A sound processing device for acquiring sound information with a microphone and processing the sound information, wherein the microphone includes a diaphragm vibrating by sound pressure, and a back plate facing the diaphragm. It is configured by a chip microphone including an adhesive layer that adheres the diaphragm and the back plate to secure a gap, and the adhesive layer is composed of powder silicon oxide as a main component, and the diaphragm and the back plate are bonded to a laminated structure Sound processing device characterized by.
【請求項2】前記チップマイクロホンを半導体製造技術
で作製したことを特徴とする請求項1に記載の音処理装
置。
2. The sound processing device according to claim 1, wherein the chip microphone is manufactured by a semiconductor manufacturing technique.
【請求項3】前記接着層を1μm〜20μmの厚さに形
成したことを特徴とする請求項1または2に記載の音処
理装置。
3. The sound processing device according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed to have a thickness of 1 μm to 20 μm.
【請求項4】前記接着層は、ホウ素、インジウム、リ
ン、ヒ素、またはアンチモンのいずれか一つあるいは二
つ以上の元素を高濃度に含むことを特徴とする請求項1
から3のいずれかに記載の音処理装置。
4. The adhesive layer contains a high concentration of one or more elements selected from the group consisting of boron, indium, phosphorus, arsenic and antimony.
The sound processing device according to any one of 1 to 3.
【請求項5】前記チップマイクロホンをそのまま、ある
いは該チップマイクロホンをパッケージングしたモジュ
ールとして、回路基板に実装したことを特徴とする請求
項1から4のいずれかに記載の音処理装置。
5. The sound processing device according to claim 1, wherein the chip microphone is mounted on a circuit board as it is or as a module in which the chip microphone is packaged.
【請求項6】前記チップマイクロホンをコンデンサとす
るLC回路と、該チップマイクロホンのコンデンサ容量
の変化をLC回路の発信周波数の変化として読み出す出
力手段とを備えたことを特徴とする請求項1から5のい
ずれかに記載の音処理装置。
6. An LC circuit using the chip microphone as a capacitor, and output means for reading out a change in the capacitor capacity of the chip microphone as a change in the oscillation frequency of the LC circuit. The sound processing device according to any one of 1.
【請求項7】前記チップマイクロホンをアレイ配置した
アレイマイクと、該アレイマイク内の複数のチップマイ
クロホンの出力を同期加算する同期加算回路とを備えた
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の音
処理装置。
7. An array microphone in which the chip microphones are arranged in an array, and a synchronous adder circuit for synchronously adding the outputs of a plurality of chip microphones in the array microphone. The sound processing device according to Crab.
【請求項8】前記アレイマイクは、チップマイクロホン
を一方向にアレイ配置するとともに、該アレイ配置が並
列するようにさらにアレイ配列したことを特徴とする請
求項7に記載の音処理装置。
8. The sound processing apparatus according to claim 7, wherein the array microphone has chip microphones arranged in an array in one direction and further arrayed so that the array arrangements are arranged in parallel.
【請求項9】前記アレイマイクおよび同期加算回路を複
数備えるとともに、該アレイマイク毎の該同期加算回路
からの出力を処理して当該複数のアレイマイクに指向性
を持たせる指向性制御回路を設けたことを特徴とする請
求項7または8に記載の音処理装置。
9. A directivity control circuit comprising a plurality of said array microphones and a synchronous adder circuit, and processing an output from said synchronous adder circuit for each array microphone to give directivity to said plurality of array microphones. The sound processing device according to claim 7, wherein the sound processing device is a sound processing device.
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