JP2011049752A - Capacitor microphone - Google Patents
Capacitor microphone Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011049752A JP2011049752A JP2009195477A JP2009195477A JP2011049752A JP 2011049752 A JP2011049752 A JP 2011049752A JP 2009195477 A JP2009195477 A JP 2009195477A JP 2009195477 A JP2009195477 A JP 2009195477A JP 2011049752 A JP2011049752 A JP 2011049752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microphone
- cover
- capacitor structure
- base substrate
- wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/04—Microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/146—Mixed devices
- H01L2924/1461—MEMS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
Abstract
Description
本願発明は、コンデンサマイクロホンに関するものであり、特に、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて製造されたマイクロホンエレメントを有するコンデンサマイクロホンに関するものである。 The present invention relates to a condenser microphone, and more particularly, to a condenser microphone having a microphone element manufactured using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique.
一般に、コンデンサマイクロホンは、振動膜と固定電極とが対向配置されたコンデンサ構造部を有する構成となっているが、近年では、その小型化を図るため、MEMS技術を用いて、上記コンデンサ構造部をマイクロホンエレメントの一部として積層形成する工夫もなされている。 In general, a capacitor microphone has a structure having a capacitor structure in which a diaphragm and a fixed electrode are arranged to face each other. However, in recent years, in order to reduce the size of the capacitor microphone, the capacitor structure is formed using MEMS technology. A device for stacking as part of the microphone element has also been devised.
例えば「特許文献1」や「特許文献2」に記載されたコンデンサマイクロホンにおいては、中央開口部が形成されたシリコン基板上に、その中央開口部を塞ぐようにしてコンデンサ構造部を積層形成することにより、マイクロホンエレメントが構成されるようになっている。
For example, in the condenser microphones described in “
その際、上記「特許文献1」の図6に記載されたコンデンサマイクロホンにおいては、マイクロホンエレメントがインピーダンス変換素子と共にベース基板に載置固定された状態で、筐体内に収容された構成になっている。
At that time, the condenser microphone described in FIG. 6 of the above-mentioned “
一方、上記「特許文献2」の図5に記載されたコンデンサマイクロホンにおいては、マイクロホンエレメントがインピーダンス変換素子と共にトップ基板に吊り下げ固定された状態で、筐体内に収容された構成になっている。 On the other hand, the condenser microphone described in FIG. 5 of the “Patent Document 2” has a configuration in which the microphone element is housed in the housing in a state of being suspended and fixed to the top substrate together with the impedance conversion element.
一般に、コンデンサマイクロホンにおいては、上記「特許文献1」の図6や「特許文献2」の図5にも記載されているように、その筐体の上面壁におけるコンデンサ構造部の上方位置に、該コンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成された構成となっている。
In general, in a condenser microphone, as described in FIG. 6 of the above-mentioned “
しかしながら、上記「特許文献1」の図6に記載されたコンデンサマイクロホンにおいては、音孔とコンデンサ構造部との間の空間(以下「前方空間」という)が、この前方空間を囲む空間(以下「外周空間」という)と連通しており、かなり大きい容積で形成されているので、次のような問題がある。
However, in the condenser microphone described in FIG. 6 of “
すなわち、前方空間が大きい容積で形成されていると、その共鳴周波数が低くなるので、可聴域またはこれに近い周波数領域で音波の共鳴が発生してしまい、このため可聴域でのマイクロホン感度の均一性が損なわれてしまう、という問題がある。 In other words, if the front space is formed with a large volume, the resonance frequency becomes low, so that sound wave resonance occurs in the audible range or a frequency range close to this, and thus the microphone sensitivity is uniform in the audible range. There is a problem that the performance is impaired.
一方、上記「特許文献2」の図5に記載されたコンデンサマイクロホンにおいては、マイクロホンエレメントがトップ基板に吊り下げ固定されているので、その吊り下げ固定部において前方空間と外周空間とを仕切ることができ、これにより前方空間の容積を小さくすることができる。 On the other hand, in the condenser microphone described in FIG. 5 of “Patent Document 2”, since the microphone element is suspended and fixed to the top substrate, the front space and the outer peripheral space may be partitioned at the suspension fixing portion. This can reduce the volume of the front space.
しかしながら、この「特許文献2」の図5に記載されたコンデンサマイクロホンにおいては、マイクロホンエレメントの吊り下げ固定部が、吊り下げ固定機能だけではなくコンデンサ構造部とトップ基板との電気的接続機能も兼ねているので、その形状自由度が小さく、したがって、前方空間についてもその容積や形状の自由度が小さくなってしまい、このため可聴域でのマイクロホン感度の均一性を確保する上で不十分なものとなってしまう、という問題がある。また、このような構成を採用した場合には、マイクロホンエレメントがベース基板に載置固定された一般的な構成のコンデンサマイクロホンにおいて、可聴域でのマイクロホン感度の均一性を確保することはできない、という問題がある。 However, in the condenser microphone described in FIG. 5 of “Patent Document 2”, the suspension fixing portion of the microphone element serves not only as a suspension fixing function but also as an electrical connection function between the capacitor structure portion and the top substrate. Therefore, the degree of freedom of the shape is small, and therefore the degree of freedom of the volume and shape of the front space is also small, which is insufficient to ensure the uniformity of the microphone sensitivity in the audible range. There is a problem of becoming. In addition, when such a configuration is adopted, in a microphone having a general configuration in which the microphone element is mounted and fixed on the base substrate, the uniformity of the microphone sensitivity in the audible range cannot be ensured. There's a problem.
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、MEMS技術を用いて製造されたマイクロホンエレメントを有するコンデンサマイクロホンにおいて、マイクロホンエレメントがベース基板に載置固定された構成であっても、マイクロホン感度の均一性を確保することができるコンデンサマイクロホンを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a condenser microphone having a microphone element manufactured using MEMS technology, the microphone element may be mounted and fixed on a base substrate. An object of the present invention is to provide a condenser microphone capable of ensuring uniformity of microphone sensitivity.
本願発明は、筐体内において前方空間を外周空間と仕切るための構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。 In the present invention, the above object is achieved by devising a configuration for partitioning the front space from the outer peripheral space in the housing.
すなわち、本願発明に係るコンデンサマイクロホンは、
中央開口部が形成されたシリコン基板上に、振動膜と固定電極とが対向配置されてなるコンデンサ構造部が、上記中央開口部を塞ぐようにして積層形成されてなるマイクロホンエレメントと、
上記コンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子と、
上記マイクロホンエレメントおよび上記インピーダンス変換素子を載置固定するベース基板と、
上記マイクロホンエレメントおよび上記インピーダンス変換素子を覆うようにして上記ベース基板に固定されたカバーと、を備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、
上記カバーの上面壁における上記コンデンサ構造部の上方位置に、該コンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成されており、
上記カバーの上面壁と上記マイクロホンエレメントとの間に、上記コンデンサ構造部と上記音孔との間の前方空間とこの前方空間を囲む外周空間とを仕切る音道壁が配置されている、ことを特徴とするものである。
That is, the condenser microphone according to the present invention is
A microphone element in which a capacitor structure part in which a vibration film and a fixed electrode are arranged to face each other on a silicon substrate in which a central opening is formed is laminated so as to close the central opening;
An impedance conversion element for converting the capacitance of the capacitor structure into an electrical impedance; and
A base substrate on which the microphone element and the impedance conversion element are placed and fixed;
A condenser microphone comprising: a cover fixed to the base substrate so as to cover the microphone element and the impedance conversion element;
A sound hole for guiding sound to the capacitor structure is formed at a position above the capacitor structure on the top wall of the cover,
Between the upper surface wall of the cover and the microphone element, a sound path wall that partitions a front space between the capacitor structure portion and the sound hole and an outer peripheral space surrounding the front space is disposed. It is a feature.
上記構成において「上面壁」や「上方位置」等の方向性を示す用語は、コンデンサマイクロホンを構成する各部材相互間の位置関係を明確にするために便宜上用いたものであって、これによりコンデンサマイクロホンを実際に使用する際の方向性が限定されるものではない。 In the above configuration, the terms indicating the direction such as “upper surface wall” and “upward position” are used for the sake of convenience in order to clarify the positional relationship between the members constituting the condenser microphone. The directionality when actually using the microphone is not limited.
上記「カバー」は、ベース基板に固定されることにより、このベース基板とでマイクロホンエレメントおよびインピーダンス変換素子を覆う筐体を形成する部材であれば、その具体的な構成やベース基板に対する固定構造等は特に限定されるものではない。その際、この「カバー」の具体的な構成としては、例えば、金属板をプレス成形することにより単一の部材として構成されたもの、あるいは、マイクロホンエレメントおよびインピーダンス変換素子を囲むようにしてベース基板に載置固定された環状部材と、この環状部材の上面に載置固定された蓋状部材とで構成されたもの等が採用可能である。 As long as the “cover” is a member that forms a casing that covers the microphone element and the impedance conversion element with the base substrate by being fixed to the base substrate, its specific configuration, fixing structure to the base substrate, and the like Is not particularly limited. In this case, as a specific configuration of the “cover”, for example, a metal plate is formed as a single member by press molding, or mounted on the base substrate so as to surround the microphone element and the impedance conversion element. It is possible to employ a member constituted by a fixed annular member and a lid member placed and fixed on the upper surface of the annular member.
上記「音道壁」は、前方空間と外周空間と仕切るように形成された部材であれば、その高さや断面形状等の具体的構成は特に限定されるものではない。また、この「音道壁」は、マイクロホンエレメントの一部として構成されたものであってもよいし、マイクロホンエレメントとは別部材で構成されたものであってもよい。 As long as the “sound road wall” is a member formed so as to partition the front space and the outer peripheral space, the specific configuration such as the height and the cross-sectional shape thereof is not particularly limited. Further, the “sound path wall” may be configured as a part of the microphone element, or may be configured as a member different from the microphone element.
上記構成に示すように、本願発明に係るコンデンサマイクロホンは、シリコン基板上にコンデンサ構造部が積層形成されてなるマイクロホンエレメントが、インピーダンス変換素子と共にベース基板に載置固定された構成となっており、そして、これらマイクロホンエレメントおよびインピーダンス変換素子を覆うようにしてベース基板に固定されたカバーには、その上面壁におけるコンデンサ構造部の上方位置に、このコンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成されているが、このカバーの上面壁とマイクロホンエレメントとの間には、コンデンサ構造部と音孔との間の前方空間とこの前方空間を囲む外周空間と仕切る音道壁が配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。 As shown in the above configuration, the condenser microphone according to the present invention has a configuration in which a microphone element in which a capacitor structure is laminated on a silicon substrate is placed and fixed on a base substrate together with an impedance conversion element, The cover fixed to the base substrate so as to cover the microphone element and the impedance conversion element is provided with a sound hole for guiding sound to the capacitor structure portion at a position above the capacitor structure portion on the upper surface wall. However, the sound path wall that partitions the front space between the capacitor structure and the sound hole and the outer peripheral space surrounding the front space is arranged between the upper surface wall of the cover and the microphone element. The following effects can be obtained.
すなわち、ベース基板とカバーとで構成される筐体内において、前方空間と外周空間とが音道壁により仕切られているので、前方空間の容積を小さくすることができる。 That is, since the front space and the outer peripheral space are partitioned by the sound path wall in the housing constituted by the base substrate and the cover, the volume of the front space can be reduced.
しかも、この音道壁には、コンデンサ構造部に対する電気的接続機能は不要であり、その機能を前方空間と外周空間との仕切り機能に特化させることができるので、前方空間の容積や形状の自由度を高めることができ、これにより可聴域でのマイクロホン感度の均一性を確保することが容易に可能となる。 In addition, this sound path wall does not require an electrical connection function to the capacitor structure, and the function can be specialized for the partition function between the front space and the outer space, so the volume and shape of the front space The degree of freedom can be increased, which makes it easy to ensure the uniformity of microphone sensitivity in the audible range.
このように本願発明によれば、MEMS技術を用いて製造されたマイクロホンエレメントを有するコンデンサマイクロホンにおいて、マイクロホンエレメントがベース基板に載置固定された構成であっても、マイクロホン感度の均一性を確保することができる。 As described above, according to the present invention, in the condenser microphone having the microphone element manufactured using the MEMS technology, the uniformity of the microphone sensitivity is ensured even when the microphone element is mounted and fixed on the base substrate. be able to.
上記構成において、音道壁の少なくとも一部が、マイクロホンエレメントの上面に積層形成されたレジスト層で構成されたものとすれば、マイクロホンエレメントをMEMS技術を用いて積層形成する工程において、音道壁についてもその少なくとも一部を積層形成することができる。したがって、音道壁の配置を比較的容易に行うことができ、かつその位置精度を高めることができる。 In the above configuration, if at least a part of the sound path wall is composed of a resist layer stacked on the upper surface of the microphone element, the sound path wall is formed in the step of stacking the microphone element using the MEMS technology. Also, at least a part thereof can be laminated. Therefore, the arrangement of the sound path wall can be performed relatively easily, and the positional accuracy can be increased.
その際、音道壁がレジスト層のみにより構成されたものとした上で、このレジスト層が、その上端面をカバーの上面壁に当接させるとともに上下方向に圧縮弾性変形した状態で配置された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。 At that time, the sound path wall is assumed to be composed only of the resist layer, and the resist layer is arranged in a state in which the upper end surface thereof is brought into contact with the upper surface wall of the cover and is compressed and elastically deformed in the vertical direction. With the configuration, the following operational effects can be obtained.
すなわち、音道壁がレジスト層のみにより構成されたものとすることにより、マイクロホンエレメントの積層形成工程において音道壁もその全体を同時に積層形成することができるので、音道壁の配置を容易にかつ位置精度良く行うことができる。しかも、この音道壁として積層形成されたレジスト層は、その上端面がカバーの上面壁に当接するとともに上下方向に圧縮弾性変形した状態で配置されているので、音道壁がレジスト層のみにより構成されているにもかかわらず、前方空間と外周空間とを確実に仕切ることができる。その際、マイクロホンエレメントの上端面とカバーの上面壁との間隔に多少のバラツキがあっても、音道壁として積層形成されたレジスト層の圧縮弾性変形作用により、その仕切り機能を維持することができる。 In other words, since the sound path wall is composed only of the resist layer, the entire sound path wall can be simultaneously laminated in the microphone element stacking process, which facilitates the arrangement of the sound path wall. And it can carry out with sufficient position accuracy. In addition, the resist layer laminated as the sound path wall is disposed in a state where the upper end surface of the resist layer is in contact with the upper surface wall of the cover and is compressed and elastically deformed in the vertical direction. Despite being configured, the front space and the outer peripheral space can be reliably partitioned. At that time, even if there is some variation in the distance between the upper end surface of the microphone element and the upper surface wall of the cover, the partition function can be maintained by the compression elastic deformation action of the resist layer formed as a sound path wall. it can.
一方、音道壁の一部がレジスト層で構成されたものとした上で、このレジスト層の上端面とカバーの上面壁との間に弾性部材が介装された構成とすることも可能である。このような構成を採用した場合においても、前方空間と外周空間とを確実に仕切ることができる。 On the other hand, a part of the sound path wall may be formed of a resist layer, and an elastic member may be interposed between the upper end surface of the resist layer and the upper surface wall of the cover. is there. Even when such a configuration is adopted, the front space and the outer peripheral space can be reliably partitioned.
上記構成において、カバーの上面壁に、音孔の外周形状に沿って下方へ突出する環状フランジ部が形成された構成とすれば、この環状フランジ部においても音道壁との面接触が行われるようにすることができ、これにより前方空間と外周空間との仕切り機能を一層高めることができる。また、このような構成を採用した場合には、環状フランジ部を音道壁と係合させることよって、カバーをベース基板に固定する際の位置決めを行うことも可能である。さらに、音道壁の一部を構成するレジスト層の上端面とカバーの上面壁との間に弾性部材が介装される構成とした場合には、この弾性部材を環状フランジ部に係合させることによって、これを所定位置に仮止めすることができ、これによりコンデンサマイクロホンを組み付ける際の作業性を高めることができる。 In the above configuration, if an annular flange portion that protrudes downward along the outer peripheral shape of the sound hole is formed on the upper surface wall of the cover, surface contact with the sound path wall is also performed in this annular flange portion. Thus, the partition function between the front space and the outer peripheral space can be further enhanced. Further, when such a configuration is adopted, it is possible to perform positioning when fixing the cover to the base substrate by engaging the annular flange portion with the sound path wall. Further, when an elastic member is interposed between the upper end surface of the resist layer constituting a part of the sound path wall and the upper surface wall of the cover, the elastic member is engaged with the annular flange portion. Thus, it can be temporarily fixed at a predetermined position, thereby improving the workability when the condenser microphone is assembled.
上記構成において、シリコン基板およびベース基板のうちの少なくとも一方に、シリコン基板の中央開口部と外周空間とを連通させる連通孔が形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。 In the above configuration, if a communication hole is formed in at least one of the silicon substrate and the base substrate so that the central opening of the silicon substrate communicates with the outer peripheral space, the following effects can be obtained. it can.
すなわち、コンデンサマイクロホンにおいては、そのコンデンサ構造部の下方に位置する空間(以下「後方空間」という)が小さいと、振動膜を変位させるのに必要な力が大きくなるので、振動膜が変位しにくくなり、このため所要の音響特性を確保することができなくなってしまう。そこで、シリコン基板およびベース基板のうちの少なくとも一方に連通孔を形成して、シリコン基板の中央開口部と外周空間とを連通させるようにすれば、後方空間の容積を十分に大きくすることができ、これにより所要の音響特性を確保することができる。その際、本願発明に係るコンデンサマイクロホンにおいては、音道壁により前方空間と外周空間とが仕切られているので、上記連通孔を形成しても前方空間と後方空間とが外周空間を介して連通することはなく、したがってマイクロホン機能に支障を来たしてしまうおそれはない。 That is, in a capacitor microphone, if the space located below the capacitor structure (hereinafter referred to as “rear space”) is small, the force required to displace the diaphragm increases, so the diaphragm is difficult to displace. Therefore, the required acoustic characteristics cannot be ensured. Therefore, if the communication hole is formed in at least one of the silicon substrate and the base substrate so that the central opening of the silicon substrate communicates with the outer peripheral space, the volume of the rear space can be sufficiently increased. Thereby, a required acoustic characteristic can be ensured. In this case, in the condenser microphone according to the present invention, the front space and the outer space are partitioned by the sound path wall, so that the front space and the rear space communicate with each other through the outer space even if the communication hole is formed. Therefore, there is no risk of disturbing the microphone function.
この場合において、連通孔として、シリコン基板の下端部の一部を切除することにより形成された構成とすれば、マイクロホンエレメントの積層形成工程において連通孔も同時に形成することができる。また、連通孔として、ベース基板の上面を凹溝状に切除することにより形成された構成とすれば、マイクロホンエレメントの積層形成工程を簡素化することができる。 In this case, if the communication hole is formed by cutting off a part of the lower end portion of the silicon substrate, the communication hole can be formed at the same time in the step of forming the microphone elements. Further, if the communication hole is formed by cutting the upper surface of the base substrate into a concave groove shape, the microphone element stacking process can be simplified.
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本願発明の一実施形態に係るコンデンサマイクロホン10を、上向きに配置した状態で示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a
同図に示すように、本実施形態に係るコンデンサマイクロホン10は、マイクロホンエレメント20と、ICチップ40と、ベース基板50と、カバー60とを備えてなっている。そして、このコンデンサマイクロホン10は、そのベース基板50の下面において、外部機器(例えば携帯電話機等)のプリント基板(図示せず)に表面実装された状態で使用されるようになっている。
As shown in the figure, the
マイクロホンエレメント20は、中央開口部22aが形成されたシリコン基板22上に、振動膜24と固定電極26とが対向配置されており、これによりコンデンサ構造部Cが構成されるようになっている。このコンデンサマイクロホン10のマイクロホンエレメント20は、MEMS技術を用いて製造されるようになっている(これについては後述する)。
In the
ICチップ40は、振動膜24の振動に伴って生じる、この振動膜24と固定電極26との間の静電容量の変化を、電気インピーダンス変換して電気信号として取り出すとともに、この電気信号を増幅するように構成されている。
The
ベース基板50は、平面視において長辺が4mm程度の長方形の外形形状を有する絶縁基板の上下両面に、複数の導電層(図示せず)が所定の配線パターンで形成された構成となっている。そして、このベース基板50は、その上面において、マイクロホンエレメント20およびICチップ40を載置固定するようになっている。その際、マイクロホンエレメント20の載置固定は、このマイクロホンエレメント20を、そのシリコン基板22の下面において、ベース基板50の上面に接着することにより行われている。また、ICチップ40の載置固定は、このICチップ40をマイクロホンエレメント20と隣接するように配置した状態で、ベース基板50の上面に接着することにより行われている。なお、これらの接着は、例えばエポキシ系接着剤等を用いて行われるようになっている。
The
ICチップ40は、図示しない電源用端子、出力用端子、アース用端子およびバイアス用端子とを備えている。そして、このICチップ40は、その電源用端子、出力用端子およびアース用端子が、ベース基板50に形成された各導電層にそれぞれボンディングワイヤ42を介して電気的に接続されるとともに、そのバイアス用端子が、振動膜24の端子部32Aにボンディングワイヤ44を介して電気的に接続されている。
The
また、マイクロホンエレメント20における固定電極26の端子部32Bは、ベース基板50に形成されたアース用の導電層にボンディングワイヤ46を介して電気的に接続されている。
Further, the terminal portion 32 </ b> B of the fixed
カバー60は、マイクロホンエレメント20およびICチップ40を覆うようにして、ベース基板50に載置固定されている。そして、このカバー60とベース基板50とにより、マイクロホンエレメント20およびICチップ40を収容する筐体が構成されるようになっている。
The
このカバー60は、金属板にプレス成形を施すことにより形成されている。このこのカバー60は、ベース基板50と平行に延びる上面壁60Aと、この上面壁60Aの外周縁部から下方へ延びる周面壁60Bとからなっている。そして、このカバー60のベース基板50への載置固定は、ベース基板50の上面における外周縁部に形成されたアース用の導電層に対して、その周面壁60Bの下端縁をハンダ付けすることにより行われている。
The
このカバー60の上面壁60Aにおけるコンデンサ構造部Cの上方位置には、このコンデンサ構造部Cに音を導くための音孔60aが形成されている。この音孔60aは、φ0.8mm程度の直径を有する円形の開口形状を有している。
A
上記筐体内におけるカバー60の上面壁60Aとマイクロホンエレメント20との間には、コンデンサ構造部Cと音孔60aとの間の前方空間C1とこの前方空間C1を囲む外周空間C3とを仕切るための筒状の音道壁70が配置されている。
Between the
この音道壁70は、音孔60aを囲むようにして上下方向に円筒形に延びるように形成されている。その際、この音道壁70の内径は、φ1mm程度の値に設定されており、その肉厚は、0.05〜0.1mm程度の値に設定されている。
The
この音道壁70は、マイクロホンエレメント20の上面に積層形成されたレジスト層で構成されている(これについては後述する)。
The
図2は、マイクロホンエレメント20を詳細に示す側断面図であり、図3は、図2のIII−III線断面図である。なお、図2は、図3のII−II線に沿った断面図である。
2 is a side sectional view showing the
これらの図に示すように、このマイクロホンエレメント20は、中央開口部22aが形成されたシリコン基板22上に、振動膜24と固定電極26とが対向配置されており、これによりコンデンサ構造部Cが構成されるようになっている。
As shown in these drawings, in the
シリコン基板22は、シリコンウエハから1.6mm角程度の大きさに切り出された単結晶シリコンのチップで構成されており、0.4mm程度の板厚を有している。このシリコン基板22の中央開口部22aは、エッチング加工により円柱状に形成されている。その際、この中央開口部22aは、その内径がφ0.9mm程度に設定されている。
The
そして、このシリコン基板22の上面における中央開口部22aの周囲には、シリコン酸化膜からなる絶縁層28が積層形成されている。また、このシリコン基板22の下面には、シリコン酸化膜からなる薄い絶縁層36が熱酸化処理により形成されている。
An insulating
固定電極26は、多結晶シリコンからなり、絶縁層28の上面に、中央開口部22aを塞ぐようにして積層形成されている。この固定電極26には、複数の貫通孔26aが中央開口部22aに臨むようにして形成されている。
The fixed
これら各貫通孔26aの孔径は、φ5〜20μmが適している。その理由は以下のとおりである。すなわち、孔径が小さくなりすぎると、音響抵抗が大きくなり、振動膜24の振動を抑制してしまう傾向にある、一方、孔径が大きくなりすぎると、固定電極26の面積が小さくなり、振動膜24と対となってコンデンサ構造部Cを形成する面積が小さくなり、結果としてマイクロホン感度が低下してしまう傾向にある。
A diameter of each through
この固定電極26の上面には、シリコン酸化膜からなる絶縁層30が積層形成されている。その際、この絶縁層30には、中央開口部22aよりもやや小さい内径の円形開口部30aが形成されており、その周囲には一箇所に貫通孔30bが形成されている。
An insulating
この絶縁層30の厚さは、2〜6μmが最適である。その理由は以下のとおりである。すなわち、この絶縁層30は、固定電極26と振動膜24とのギャップを決定する層であるが、その膜厚を薄くしすぎると、固定電極26と振動膜24との粘性抵抗が大きくなり、十分な振動膜24の変位が得られない傾向にある。逆に、この絶縁層30の膜厚を厚くしすぎると、コンデンサ構造部Cの静電容量がそのギャップに反比例することから、マイクロホン感度が低下してしまう傾向にある。
The thickness of the insulating
この絶縁層30の上面における対角線上の2箇所には、1対の端子部32A、32Bが、金属薄膜からなる導電層として積層形成されている。その際、一方の端子部32Aは、その一部が振動膜24の上面に接触するように形成されており、他方の端子部32Bは、その一部が絶縁層30の貫通孔30bを介して固定電極26に接触するように形成されている。これら各端子部32A、32Bとなる金属としては、アルミニウム、クロム/金、チタン/白金などが好適に利用される。
A pair of terminal portions 32 </ b> A and 32 </ b> B are stacked and formed as conductive layers made of a metal thin film at two locations on the diagonal line on the upper surface of the insulating
振動膜24は、多結晶シリコンからなり、固定電極26の上方近傍において該固定電極26と平行に延びるように配置されている。その際、この振動膜24は、絶縁層30の円形開口部30aよりもやや大きい円形の外形形状を有しており、その外周縁部において絶縁層30に積層形成されている。そして、この振動膜24の中心部には、複数の微小貫通孔24aが通気用として形成されている。
The
この振動膜24の膜厚は、0.5〜2μmが最適である。その理由は以下のとおりである。すなわち、この振動膜24の膜厚を薄くしすぎると、共振周波数が小さくなりすぎる傾向にあり、可聴域に振動膜24の共振が現れる可能性がある。一方、この振動膜24の膜厚を厚くしすぎると、振動膜24が硬くなり、マイクロホン感度が低下してしまう傾向にある。なお、この振動膜24の構成として、シリコン基板22上に樹脂膜および金属膜を積層形成したものを採用することも可能である。
The film thickness of the
絶縁層30の上面には、フォトレジストからなる表面保護層34が積層形成されている。その際、この表面保護層34は、振動膜24の外周縁部および1対の端子部32A、32Bを覆うように形成されている。そして、この表面保護層34の外周縁部の2箇所には、1対の端子部32A、32Bを露出させるための1対の孔34a、34bが形成されている。
A surface
そして、この表面保護層34の上面には、音孔60aを囲むようにして上下方向に円筒形に延びるレジスト層が形成されており、これにより音道壁70を構成するようになっている。
A resist layer is formed on the upper surface of the surface
この音道壁70を構成するレジスト層は、永久フォトレジストと呼ばれる有機化合物で形成されている。この永久フォトレジストとしては、例えば、東京応化工業社製TMMRシリーズS2000、日本化薬社製SU−8シリーズ3000等を用いることが可能である。これらの永久フォトレジストは高膜厚化が可能であり、いろいろな膜厚に調整することも可能であり、また適度な弾力性を有している。
The resist layer constituting the
この音道壁70を構成するレジスト層は、その上端面をカバー60の上面壁60Aの下面に当接させるとともに上下方向に圧縮弾性変形した状態で配置されている。
The resist layer constituting the
すなわち、この音道壁70を構成するレジスト層は、無負荷状態では、図2において2点鎖線で示すように、カバー60の上面壁60Aとマイクロホンエレメント20の上面(すなわち表面保護層34の上面)との間隔よりもやや高くなるように形成されている。例えば、上記間隔が0.3mm程度であるとすると、その1割増しの0.33mm程度の値)で形成されている。そして、この音道壁70を構成するレジスト層は、カバー60がベース基板50に載置固定された状態では、その上面壁60Aとの当接により下方へ押圧されて、上下方向に多少圧縮弾性変形した状態となる。
That is, the resist layer constituting the
シリコン基板22は、その下端部が4箇所において径方向に切除されており、これにより4つの凹溝部22bが形成されている。これら4つの凹溝部22bは、平面視において十字配置で4箇所に形成されている。その際、これら各凹溝部22bは、シリコン基板22の下端部の一部を、その下端面から台形の断面形状で直線状に切除することにより形成されている。そして、これら4つの凹溝部22bとベース基板50の上面とで、中央開口部22aと外周空間C3とを連通させる連通孔80を4箇所に形成するようになっている。
The
そしてこれにより、図1に示すように、コンデンサ構造部Cの下方に位置する後方空間C2を、中央開口部22a分の容積から、これに外周空間C3の容積と4箇所の連通孔80の容積とを合わせた容積まで拡大させるようになっている。
As a result, as shown in FIG. 1, the rear space C2 located below the capacitor structure C is divided into a volume corresponding to the
次に、マイクロホンエレメント20の製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the
図4〜6は、このマイクロホンエレメント20の製造工程を示す側断面図である。
4 to 6 are side sectional views showing the manufacturing process of the
まず、図4(a)に示すように、ハンドルレイヤとしての厚いシリコン層122の上面に、シリコン酸化膜128とデバイスレイヤとしての薄いシリコン層126とが、この順で積層されてなるSOI(Silicon On Insulator)ウエハ100を用意する。なお、図4(a)においては、SOIウエハ100を、1つのマイクロホンエレメント20のサイズ分の大きさで示している(図中の2点鎖線は全体形状の一部を示している)。
First, as shown in FIG. 4A, an SOI (Silicon) in which a
次に、同図(b)に示すように、このSOIウエハ100を熱酸化させ、その上下両面に、薄いシリコン酸化膜136、102をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the
次に、同図(c)に示すように、SOIウエハ100のシリコン層122の下端部に、平面視において格子状配置で凹溝部122bを形成する。その際、まず、下面のシリコン酸化膜136をエッチングし、このエッチングされたシリコン酸化膜136をマスクとして、異方性ウェットエッチングを行い、シリコン層122に複数の凹溝部122bを形成する。これら凹溝部122bは、マイクロホンエレメント20の凹溝部22bとなるべきものである。
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、同図(d)に示すように、SOIウエハ100のシリコン層126に微細な孔126aをエッチングにより形成する。これらの孔126aは、マイクロホンエレメント20において固定電極26の貫通孔26aとなるべきものである。
Next, as shown in FIG. 4D, fine holes 126a are formed in the
次に、図5(e)に示すように、シリコン層126の孔126aを、シリコン酸化膜104および多結晶シリコン薄膜106で再充填する。これらシリコン酸化膜104および多結晶シリコン薄膜106はCVD(Chemical Vapor Deposition)法などにより製膜することが可能である。
Next, as shown in FIG. 5E, the hole 126 a of the
次に、同図(f)に示すように、シリコン層126の表面にシリコン酸化膜130を形成する。このシリコン酸化膜130は、その一部にシリコン酸化膜104を含むものとなる。このシリコン酸化膜130は、固定電極26と振動膜24とのギャップを決定する絶縁層30となるべきものである。
Next, a
さらに、シリコン酸化膜130を部分的にエッチングして小孔130aを形成し、SOIウエハ100のシリコン層126との電気的接続がとれるようにパターニングする。
Further, the
次に、同図(g)に示すように、シリコン酸化膜130の上面に、多結晶シリコン薄膜124を製膜する。その際、微細な孔124aが形成されるように部分的にエッチングしてパターニングする。この多結晶シリコン薄膜124は、振動膜24となるべきものである。
Next, a polycrystalline silicon
次に、同図(h)に示すように、シリコン酸化膜130の上面の2箇所に、金属薄膜132A、132Bの製膜およびパターニングを行う。これら金属薄膜132A、132Bは、それぞれ端子部32A、32Bとなるべきものである。
る
次に、図6(i)に示すように、シリコン酸化膜130の上面に、フォトレジストをスピンコートしてパターニングし、パッシベーション膜134を形成する。このパッシベーション膜134は、表面保護膜34となるべきものである。このパッシベーション膜134は、フォトレジスト以外にもパリレン、酸化シリコンなどが好適に利用される。その際、金属薄膜132A、132Bとの電気的接続がとれるようにするため、このパッシベーション膜134の2箇所に小孔134a、134bを形成しておく。
Next, as shown in FIG. 5H, the metal
Next, as shown in FIG. 6I, a
次に、同図(j)に示すように、パッシベーション膜134の上面に、永久フォトレジスト(例えば東京応化工業製TMMRシリーズS2000)をスピンコート、露光、現像してパターニングし、レジスト層170として形成する。このレジスト層170は、音道壁70となるべきものである。その際、このレジスト層170の高さは、スピンコートの回転速度と回転時間とにより調整する。
Next, as shown in FIG. 6 (j), a permanent photoresist (for example, TMMR series S2000 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is spin coated, exposed and developed on the upper surface of the
次に、同図(k)に示すように、SOIウエハ100の下面から、DRIE(すなわち深堀り反応性エッチング)によりシリコン層122をエッチングし、BOX層となるシリコン酸化膜104でDRIEを終了する。そしてこれにより、円柱状の中央開口部122aを形成する。この中央開口部122aは、中央開口部22aとなるべきものである。
Next, as shown in FIG. 6 (k), the
そして、この中央開口部122aの下方から、フッ化水素ガスおよびフッ化キセノンガスにより、シリコン酸化膜128、シリコン層126に再充填された多結晶シリコン薄膜106およびシリコン酸化膜130をドライエッチングして、多結晶シリコン薄膜124を、同図(l)に示すように、振動膜24としてリリースする(すなわち振動膜24を振動可能な状態とする)。
Then, from below the central opening 122a, the
最後に、ダイシングにより、SOIウエハ100からマイクロホンエレメント20をチップとして個片化する。
Finally, the
次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態に係るコンデンサマイクロホン10は、シリコン基板22上にコンデンサ構造部Cが積層形成されてなるマイクロホンエレメント20が、ICチップ40と共にベース基板50に載置固定された構成となっており、そして、これらマイクロホンエレメント20およびICチップ40を覆うようにしてベース基板50に固定されたカバー60には、その上面壁60Aにおけるコンデンサ構造部Cの上方位置に、このコンデンサ構造部Cに音を導くための音孔60aが形成されているが、このカバー60の上面壁60Aとマイクロホンエレメント20との間には、コンデンサ構造部Cと音孔60aとの間の前方空間C1とこの前方空間C1を囲む外周空間C3と仕切る音道壁70が配置されているので、次のような作用効果を得ることができる。
The
すなわち、ベース基板50とカバー60とで構成される筐体内において、前方空間C1と外周空間C3とが音道壁70により仕切られているので、前方空間C1の容積を小さくすることができる。そしてこれにより、前方空間C1の共鳴周波数を、可聴域(一般的に20Hz〜20kHz)よりも十分に高い50kHz以上の値に設定することができる。
That is, since the front space C1 and the outer peripheral space C3 are partitioned by the
しかも、この音道壁70には、コンデンサ構造部Cに対する電気的接続機能は不要であり、その機能を前方空間C1と外周空間C3との仕切り機能に特化させることができるので、前方空間C1の容積や形状の自由度を高めることができ、これにより可聴域でのマイクロホン感度の均一性を確保することが容易に可能となる。
In addition, the
このように本実施形態によれば、MEMS技術を用いて製造されたマイクロホンエレメント20を有するコンデンサマイクロホン10において、マイクロホンエレメント20がベース基板50に載置固定された構成であっても、マイクロホン感度の均一性を確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the
特に本実施形態においては、音道壁70が、マイクロホンエレメント20の上面に積層形成されたレジスト層で構成されているので、マイクロホンエレメント20をMEMS技術を用いて積層形成する工程において、音道壁70についても同時に積層形成することができ、これにより音道壁70の配置を容易にかつ位置精度良く行うことができる。しかも、この音道壁70として積層形成されたレジスト層は、その上端面がカバー60の上面壁60Aに当接するとともに上下方向に圧縮弾性変形した状態で配置されているので、音道壁70がレジスト層のみにより構成されているにもかかわらず、前方空間C1と外周空間C3とを確実に仕切ることができる。その際、マイクロホンエレメント20の上端面とカバー60の上面壁60Aとの間隔に多少のバラツキがあっても、音道壁70として積層形成されたレジスト層の圧縮弾性変形作用により、その仕切り機能を維持することができる。
In particular, in the present embodiment, since the
また本実施形態においては、シリコン基板22の下端部に、4つの凹溝部22bが形成されており、これら凹溝部22bとベース基板50の上面とで、中央開口部22aと外周空間C3とを連通させる4つの連通孔80を形成するようになっているので、コンデンサ構造部Cの下方に位置する後方空間C2を、中央開口部22a分の容積から、これに外周空間C3の容積と4箇所の連通孔80の容積とを加えた大きさの容積まで拡大することができ、これにより所要の音響特性を確保することができる。
Further, in the present embodiment, four
その際、本実施形態に係るコンデンサマイクロホン10においては、音道壁70により前方空間C1と外周空間C3とが仕切られているので、連通孔80を形成しても前方空間C1と後方空間C2とが外周空間C3を介して連通することはなく、したがってマイクロホン機能に支障を来たしてしまうおそれはない。
At this time, in the
また、連通孔80は、シリコン基板22の下端部の一部を切除することにより形成されているので、マイクロホンエレメント20の積層形成工程において連通孔80についても同時に形成することができる。
Further, since the
次に、上記実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the above embodiment will be described.
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。 First, a first modification of the above embodiment will be described.
図7は、本変形例に係るコンデンサマイクロホン210を示す、図1と同様の図である。
FIG. 7 is a view similar to FIG. 1 showing a
同図に示すように、本変形例に係るコンデンサマイクロホン210は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、音道壁270の構成が上記実施形態の場合と異なっている。
As shown in the figure, the
すなわち、上記実施形態の音道壁70は、マイクロホンエレメント20の上面に積層形成されたレジスト層のみにより構成されているが、本変形例の音道壁270は、マイクロホンエレメント20の上面に積層形成されたレジスト層272と、このレジスト層272の上端面とカバー60の上面壁60Aとの間に介装された円環状の弾性部材274とで構成されている。
That is, the sound path wall 70 of the above embodiment is configured only by the resist layer laminated on the upper surface of the
本変形例のレジスト層272は、その高さ方向の寸法が、マイクロホンエレメント20の上面とカバー60の上面壁60Aの下面との間隔よりも小さい値に設定されている。
The height of the resist
弾性部材274は、レジスト層272よりも弾性率が低い部材で構成されている。その際、この弾性部材274の幅は、レジスト層272の幅よりもある程度広い幅で形成されており、その厚さは、レジスト層272の上端面とカバー60の上面壁60Aの下面との間隔よりもやや大きめの値に設定されている。そして、この音道壁270においては、主として弾性部材274が上下方向に弾性圧縮変形するようになっている。
The
本変形例の構成を採用することによっても、前方空間C1と外周空間C3とを確実に仕切ることができる。また、本変形例の構成を採用することにより、レジスト層272を積層形成する際の精度を粗く設定することも可能となる。
Also by adopting the configuration of the present modification, the front space C1 and the outer peripheral space C3 can be reliably partitioned. In addition, by adopting the configuration of this modification, it is possible to coarsely set the accuracy when the resist
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。 Next, a second modification of the above embodiment will be described.
図8は、本変形例に係るコンデンサマイクロホン310を示す、図1と同様の図である。
FIG. 8 is a view similar to FIG. 1 showing a
同図に示すように、本変形例に係るコンデンサマイクロホン310は、その基本的な構成については上記第1変形例の場合と同様であるが、その音道壁370およびカバー360の構成が上記第1変形例の場合と異なっている。
As shown in the figure, the
すなわち、本変形例のカバー360は、その上面壁360Aに、音孔360aの外周形状に沿って下方へ突出する環状フランジ部360bが形成された構成となっている。
That is, the
また、本変形例の音道壁370は、上記第1変形例の音道壁270と同様、マイクロホンエレメント20の上面に積層形成されたレジスト層372と、このレジスト層372の上端面とカバー360の上面壁360Aの下面との間に介装された弾性部材374とで構成されているが、これらレジスト層372および弾性部材374は、上記第1変形例のレジスト層272および弾性部材274よりもやや大きい径で形成されている。そしてこれにより、弾性部材374は、その内周面においてカバー360の環状フランジ部360bの外周面と面接触するようになっている。
In addition, the
本変形例の構成を採用することにより、前方空間C1と外周空間C3との仕切り機能を一層高めることができる。また、カバー360の環状フランジ部360bを音道壁270の弾性部材374と係合させることにより、この弾性部材374を所定位置に仮止めすることができ、これによりコンデンサマイクロホン10を組み付ける際の作業性を高めることができる。
By adopting the configuration of the present modification, the partition function between the front space C1 and the outer peripheral space C3 can be further enhanced. Further, by engaging the
次に、上記実施形態の第3変形例について説明する。 Next, a third modification of the above embodiment will be described.
図9は、本変形例に係るコンデンサマイクロホン410を示す、図1と同様の図である。
FIG. 9 is a view similar to FIG. 1 showing a
同図に示すように、本変形例に係るコンデンサマイクロホン410は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、そのマイクロホンエレメント420のシリコン基板422およびベース基板450の構成が上記実施形態の場合と異なっている。
As shown in the figure, the
すなわち、本変形例のシリコン基板422には、中央開口部422aは形成されているが、上記実施形態のシリコン基板22における凹溝部22bに相当する凹溝部は形成されていない。
That is, although the
一方、本変形例のベース基板450には、その上面が4箇所において凹溝状に切除されている。そして、これら4箇所に形成された凹溝部450aとシリコン基板422の下端面とにより、中央開口部22aと外周空間C3とを連通させる連通孔480を4箇所に形成するようになっている。
On the other hand, the upper surface of the
本変形例の構成を採用した場合においても、後方空間C2の容積を十分大きなものとすることができ、これにより所要の音響特性を確保することができる。また、本変形例の構成を採用することにより、ベース基板450の構成を簡素化することができるので、マイクロホンエレメント420の積層形成工程についても簡素化することができる。
Even when the configuration of this modification is employed, the volume of the rear space C2 can be made sufficiently large, thereby ensuring the required acoustic characteristics. In addition, since the configuration of the
なお、4箇所の凹溝部450aの形成は、例えば、ベース基板50の絶縁基板上に積層される複数の導電層を部分的に切除すること等により行うことが可能である。
The formation of the four recessed
その際、本変形例のように、4箇所に凹溝部450aが形成された構成とする代わりに、例えば、2箇所あるいは1箇所にのみ凹溝部450aが形成された構成等とすることも可能である。このようにした場合においても、後方空間C2の容積を十分大きなものとして、所要の音響特性を確保することができる。また、このような構成とすることにより、凹溝部450aの形成を一層容易に行うことが可能となる。
At this time, instead of the configuration in which the
なお、上記実施形態および各変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。 In addition, the numerical value shown as a specification in the said embodiment and each modification is only an example, and of course, you may set these to a different value suitably.
10、210、310、410 コンデンサマイクロホン
20、420 マイクロホンエレメント
22、422 シリコン基板
22a、422a 中央開口部
22b、450a 凹溝部
24 振動膜
24a 微小貫通孔
26 固定電極
26a、30b 貫通孔
28、30、36 絶縁層
30a 円形開口部
32A、32B 端子部
34 表面保護層
34a、34b 孔
40 ICチップ(インピーダンス変換素子)
42、44、46 ボンディングワイヤ
50、450 ベース基板
60、360 カバー
60A、360A 上面壁
60B 周面壁
60a、360a 音孔
70、270、370 音道壁
80、480 連通孔
100 SOIウエハ
102、104、128、130、136 シリコン酸化膜
106、124 多結晶シリコン薄膜
122、126 シリコン層
122a 中央開口部
122b 凹溝部
124a、126a 微細な孔
130a、134a、134b 小孔
132A、132B 金属薄膜
134 パッシベーション膜
170 レジスト層
272、372 レジスト層
274、374 弾性部材
360b 環状フランジ部
C コンデンサ構造部
C1 前方空間
C2 後方空間
C3 外周空間
10, 210, 310, 410
42, 44, 46
Claims (7)
上記コンデンサ構造部の静電容量の変化を電気インピーダンス変換するインピーダンス変換素子と、
上記マイクロホンエレメントおよび上記インピーダンス変換素子を載置固定するベース基板と、
上記マイクロホンエレメントおよび上記インピーダンス変換素子を覆うようにして上記ベース基板に固定されたカバーと、を備えてなるコンデンサマイクロホンにおいて、
上記カバーの上面壁における上記コンデンサ構造部の上方位置に、該コンデンサ構造部に音を導くための音孔が形成されており、
上記カバーの上面壁と上記マイクロホンエレメントとの間に、上記コンデンサ構造部と上記音孔との間の前方空間とこの前方空間を囲む外周空間とを仕切る音道壁が配置されている、ことを特徴とするコンデンサマイクロホン。 A microphone element in which a capacitor structure part in which a vibration film and a fixed electrode are arranged to face each other on a silicon substrate in which a central opening is formed is laminated so as to close the central opening;
An impedance conversion element for converting the capacitance of the capacitor structure into an electrical impedance; and
A base substrate on which the microphone element and the impedance conversion element are placed and fixed;
A condenser microphone comprising: a cover fixed to the base substrate so as to cover the microphone element and the impedance conversion element;
A sound hole for guiding sound to the capacitor structure is formed at a position above the capacitor structure on the top wall of the cover,
Between the upper surface wall of the cover and the microphone element, a sound path wall that partitions a front space between the capacitor structure portion and the sound hole and an outer peripheral space surrounding the front space is disposed. Features a condenser microphone.
このレジスト層が、該レジスト層の上端面を上記カバーの上面壁に当接させるとともに上下方向に圧縮弾性変形した状態で配置されている、ことを特徴とする請求項2記載のコンデンサマイクロホン。 The sound path wall is composed only of the resist layer,
3. The condenser microphone according to claim 2, wherein the resist layer is disposed in a state in which the upper end surface of the resist layer is brought into contact with the upper wall of the cover and is compressed and elastically deformed in the vertical direction.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195477A JP2011049752A (en) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Capacitor microphone |
PCT/JP2010/005012 WO2011024397A1 (en) | 2009-08-26 | 2010-08-10 | Capacitor microphone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195477A JP2011049752A (en) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Capacitor microphone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011049752A true JP2011049752A (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=43627520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009195477A Pending JP2011049752A (en) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Capacitor microphone |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011049752A (en) |
WO (1) | WO2011024397A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015523836A (en) * | 2012-08-01 | 2015-08-13 | ノールズ エレクトロニクス,リミテッド ライアビリティ カンパニー | Microphone assembly |
KR101641220B1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-07-21 | 주식회사 루셈 | MEMS Microphone with Capacitor in PCB |
CN108900942A (en) * | 2018-07-16 | 2018-11-27 | 维沃移动通信有限公司 | A kind of control method for playing back and electronic equipment |
US10863282B2 (en) | 2019-01-30 | 2020-12-08 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | MEMS package, MEMS microphone and method of manufacturing the MEMS package |
US10934159B2 (en) | 2019-06-03 | 2021-03-02 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | MEMS package, MEMS microphone, method of manufacturing the MEMS package and method of manufacturing the MEMS microphone |
US11405715B2 (en) | 2018-05-30 | 2022-08-02 | Sony Corporation | Information processing apparatus |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2506174A (en) | 2012-09-24 | 2014-03-26 | Wolfson Microelectronics Plc | Protecting a MEMS device from excess pressure and shock |
DE102014106818B3 (en) * | 2014-05-14 | 2015-11-12 | Epcos Ag | microphone |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3472493B2 (en) * | 1998-11-30 | 2003-12-02 | ホシデン株式会社 | Semiconductor electret condenser microphone |
JP2002033241A (en) * | 2000-05-12 | 2002-01-31 | Uchitsugu Minami | Silicon oxide film electret and electret capacitor microphone |
JP2008160352A (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Yamaha Corp | Electrostatic capacity sensor |
JP4850086B2 (en) * | 2007-02-14 | 2012-01-11 | パナソニック株式会社 | MEMS microphone device |
-
2009
- 2009-08-26 JP JP2009195477A patent/JP2011049752A/en active Pending
-
2010
- 2010-08-10 WO PCT/JP2010/005012 patent/WO2011024397A1/en active Application Filing
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015523836A (en) * | 2012-08-01 | 2015-08-13 | ノールズ エレクトロニクス,リミテッド ライアビリティ カンパニー | Microphone assembly |
CN104956694A (en) * | 2012-08-01 | 2015-09-30 | 美商楼氏电子有限公司 | Microphone assembly |
KR101641220B1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-07-21 | 주식회사 루셈 | MEMS Microphone with Capacitor in PCB |
US11405715B2 (en) | 2018-05-30 | 2022-08-02 | Sony Corporation | Information processing apparatus |
CN108900942A (en) * | 2018-07-16 | 2018-11-27 | 维沃移动通信有限公司 | A kind of control method for playing back and electronic equipment |
US10863282B2 (en) | 2019-01-30 | 2020-12-08 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | MEMS package, MEMS microphone and method of manufacturing the MEMS package |
US10934159B2 (en) | 2019-06-03 | 2021-03-02 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | MEMS package, MEMS microphone, method of manufacturing the MEMS package and method of manufacturing the MEMS microphone |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011024397A1 (en) | 2011-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011024397A1 (en) | Capacitor microphone | |
JP4539450B2 (en) | Capacitive vibration sensor and manufacturing method thereof | |
JP5486913B2 (en) | Piezoelectric acoustic transducer and manufacturing method thereof | |
US7825483B2 (en) | MEMS sensor and production method of MEMS sensor | |
KR101561660B1 (en) | Piezoelectric micro speaker having annular ring-shape vibrating membrane and method of manufacturing the same | |
KR20080034407A (en) | Electrostatic pressure transducer and manufacturing method therefor | |
US7898048B2 (en) | MEMS sensor | |
TW200532746A (en) | Electronic component, electronic component module and method of manufacturing the electronic component | |
KR20150061341A (en) | Microphone | |
KR20090015834A (en) | Condenser microphone | |
US11905164B2 (en) | Micro-electro-mechanical system acoustic sensor, micro-electro-mechanical system package structure and method for manufacturing the same | |
KR101758017B1 (en) | Piezo mems microphone and thereof manufacturing method | |
JP2010109416A (en) | Pressure transducer and method of manufacturing the same | |
US20230234837A1 (en) | Mems microphone with an anchor | |
US11665485B2 (en) | Micro-electro-mechanical system acoustic sensor, micro-electro-mechanical system package structure and method for manufacturing the same | |
TWI755127B (en) | Package structure of micro-speaker | |
JP2012028900A (en) | Capacitor microphone | |
JP2009164851A (en) | Mems transducer and manufacturing method therefor | |
CN106608614B (en) | Method for manufacturing MEMS structure | |
JP2009081624A (en) | Semiconductor sensor device | |
CN112788510B (en) | Structure of micro-electromechanical system microphone | |
CN114430520A (en) | Packaging structure of micro loudspeaker | |
JP2010081192A (en) | Mems sensor | |
JP4737720B2 (en) | Diaphragm, manufacturing method thereof, condenser microphone having the diaphragm, and manufacturing method thereof | |
JP2007329559A (en) | Condenser microphone and manufacturing method therefor |