JP2007060228A - Silicon microphone package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、携帯電話、補聴器、車載用の音響センサ、超音波センサの受波装置などに用いられるシリコンマイクロホンパッケージに関するものである。 The present invention relates to a silicon microphone package used for, for example, a mobile phone, a hearing aid, an in-vehicle acoustic sensor, a receiving device for an ultrasonic sensor, and the like.
従来から、コンデンサマイクロホンにエレクトレットコンデンサマイクロホンを用いたエレクトレットコンデンサマイクロホンパッケージは、部品点数が多く、また、樹脂材料やプリント基板などの存在のために、全体を小型軽量薄型化するのが困難である。さらに、コンデンサ部の振動板と振動板リングは接着剤で貼り合わせているために、高い信頼性が要求される車載用の音響センサには不向きとされている。 Conventionally, an electret condenser microphone package using an electret condenser microphone as a condenser microphone has a large number of parts, and it is difficult to reduce the size, weight, and thickness of the whole due to the presence of resin materials, printed boards, and the like. Furthermore, since the diaphragm and diaphragm ring of the capacitor part are bonded together with an adhesive, it is not suitable for an in-vehicle acoustic sensor that requires high reliability.
そこで、コンデンサマイクロホンに耐環境性の良いシリコンマイクロホンチップを用いたシリコンマイクロホンパッケージが注目されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1のシリコンマイクロホンパッケージでは、印刷回路基板に穴をあけて、その穴をキャビティとしている。つまり、印刷回路基板に穴をあけて、印刷回路基板自体にキャビティを形成している。
しかしながら、上述した特許文献1に記載のシリコンマイクロホンパッケージにおいては、キャビティとするための穴を印刷回路基板に形成するのが困難である。また、シリコンマイクロホンパッケージの受音特性を向上するには、キャビティを大きくすると共に、キャビティと外部空間とを連通する通気穴(外部空間とキャビティ内の外圧/内圧差を調整するためのリーク穴)を設けるのが良く、通気穴はキャビティの大きさに対して十分に細くするのが望ましい。
However, in the silicon microphone package described in
ところが、上述した特許文献1に記載のシリコンマイクロホンパッケージのように印刷回路基板に形成した穴をキャビティとするのでは、キャビティを大きくすることが困難であると共に、キャビティの大きさに対して十分に細い通気穴を形成するのも困難であるため、優れた受音特性を得ることができない。
However, if the holes formed in the printed circuit board are used as cavities as in the silicon microphone package described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、優れた受音特性を得ることができるキャビティ及び通気穴(リーク穴)を持つと共に安価に作製することができるシリコンマイクロホンパッケージを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a silicon microphone package that has a cavity and a vent hole (leak hole) capable of obtaining excellent sound receiving characteristics and can be manufactured at low cost. The purpose is to do.
上記目的を達成するために本発明は、シリコンマイクロホンチップを印刷回路基板に実装したシリコンマイクロホンチップパッケージにおいて、受音用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装した印刷回路基板と、前記印刷回路基板上に前記シリコンマイクロホンチップを包囲してキャビティを形成するように設置されるケーシングと、前記ケーシングの裏面に設置され、前記キャビティを外部空間と連通するための通気穴を区画するための貫通孔を有した絶縁板とを備え、前記ケーシングの裏面には、前記通気穴を形成するための溝部と、この溝部が臨み外部空間に開口する通気用の開口部とが設けられ、前記絶縁板は、前記ケーシング裏面の溝部と通気用の開口部とを覆い、かつ、前記貫通孔と該溝部とが合わさるように設置されるものである。 To achieve the above object, the present invention provides a printed circuit board having a sound receiving opening in a silicon microphone chip package in which a silicon microphone chip is mounted on a printed circuit board, and the silicon microphone chip is mounted on the opening. A casing installed on the printed circuit board so as to surround the silicon microphone chip so as to form a cavity, and a vent hole installed on the back surface of the casing for communicating the cavity with an external space. And an insulating plate having a through-hole for carrying out, and a groove portion for forming the vent hole and a vent opening portion that faces the groove portion and opens to the external space are provided on the back surface of the casing. The insulating plate covers the groove on the back surface of the casing and the opening for ventilation, and the through hole and the groove are aligned. It is disposed to so that.
本発明によれば、ケーシングを印刷回路基板上に設置することにより、ケーシングと回路基板に包囲された空間がキャビティとなるため、大きいキャビティを容易に形成することができる。また、絶縁板をケーシングの内面に設置することにより、絶縁板の貫通孔、ケーシングの溝部、及びケーシングの通気用の開口部がキャビティと外部空間とを連通する通気穴(リーク穴)となるため、キャビティの大きさに対して十分に細い通気穴を容易に形成することができる。従って、優れた受音特性を得るためのキャビティ及び通気穴を容易に形成することができ、優れた受音特性を発揮できるシリコンマイクロホンパッケージを安価に作製することができる。 According to the present invention, by installing the casing on the printed circuit board, the space surrounded by the casing and the circuit board becomes a cavity, so that a large cavity can be easily formed. Further, by installing the insulating plate on the inner surface of the casing, the through hole of the insulating plate, the groove portion of the casing, and the opening for ventilation of the casing become a vent hole (leak hole) that communicates the cavity and the external space. A sufficiently narrow ventilation hole can be easily formed with respect to the size of the cavity. Therefore, a cavity and a vent hole for obtaining excellent sound receiving characteristics can be easily formed, and a silicon microphone package capable of exhibiting excellent sound receiving characteristics can be manufactured at low cost.
以下、本発明を具体化した実施形態によるシリコンマイクロホンパッケージについて図面を参照して説明する。図1は、シリコンマイクロホンパッケージの構成を、図2は、シリコンマイクロホンパッケージの印刷回路基板の構成を、図3は、シリコンマイクロホンパッケージのケーシングの構成を、図4は、シリコンマイクロホンパッケージの絶縁板の構成をそれぞれ示す。シリコンマイクロホンパッケージ1は、例えば、携帯電話、補聴器、車載用の音響センサ、超音波センサの受波装置などに用いられ、音響信号(空気中を伝播する音)を電気信号に変換出力する装置である。
A silicon microphone package according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 shows the configuration of the silicon microphone package, FIG. 2 shows the configuration of the printed circuit board of the silicon microphone package, FIG. 3 shows the configuration of the casing of the silicon microphone package, and FIG. 4 shows the insulating plate of the silicon microphone package. Each configuration is shown. The
シリコンマイクロホンパッケージ1は、音響信号を静電容量の変化として検出するシリコンマイクロホンチップ2と、シリコンマイクロホンチップ2により検出された音響信号を電気信号に変換出力する電界効果トランジスタ3と、シリコンマイクロホンチップ2及び電界効果トランジスタ3が実装される印刷回路基板4と、シリコンマイクロホンチップ2及び電界効果トランジスタ3を収納するケーシング5と、ケーシング5の裏面に設置される絶縁板6とを備えている。
The
このシリコンマイクロホンパッケージ1は、印刷回路基板4及びケーシングに包囲された空間によってキャビティ7が形成されており、また、キャビティ7を外部空間と連通するための通気穴(リーク穴)8が形成されている。これらキャビティ7及び通気穴8は、音響信号の受音特性を向上するためのものであり、優れた受音特性を得るには、キャビティ7を大きくし、また、通気穴8をキャビティ7の大きさに対して十分に細くするのが望ましい。シリコンマイクロホンパッケージ1は、実装基板9に実装されて用いられる。
In the
シリコンマイクロホンチップ2は、半導体製造技術を利用してシリコンを加工することにより作製されたものであり、基台部21と、振動膜22と、スペーサ23と、固定膜24とを有している。基台部21には、受音穴2aが形成されており、振動膜22は、受音穴2aに臨む位置に設けられている。固定膜24は、スペーサ23を介して振動膜22上に設けられており、振動膜22と固定膜24との間には、間隙が設けられている。基台部21及びスペーサ23は絶縁性を有しており、振動膜22及び固定膜24は導電性を有している。
The
印刷回路基板4は、図2に示されるように、略矩形の平板状をした絶縁性の基板41と、基板41の表面に設けられた導電配線42a、42bと、基板41の裏面に設けられた導電端子43a、43bとを有している。導電配線42a、42bと導電端子43a、43bは、スルーホール44を経由して電気的に接続されている。導電配線42a、42bは、シリコンマイクロホンチップ2及び電界効果トランジスタ3と電気的に接続され、導電端子43a、43bは、実装基板9上の回路91と電気的に接続される。導電配線42b及び導電端子43bはグランド接続用である。また、この印刷回路基板4は、受音用の開口部4aを持っている。
As shown in FIG. 2, the printed circuit board 4 is provided on an
上記シリコンマイクロホンチップ2は、受音穴2aを印刷回路基板4側にして、受音穴2aが印刷回路基板4の受音用の開口部4aに合わさるように、受音用の開口部4a上に設置され、シリコン系ダイボンド剤28により印刷回路基板4に接合され、ワイヤ29a、29bによりワイヤボンディング実装される。
The
音響信号(音)は、図1の矢印A方向に、実装基板9の受音用スペース9a、印刷回路基板4の受音用の開口部4a、及びシリコンマイクロホンチップ2の受音穴2aを経由して、シリコンマイクロホンチップ2の振動膜22に与えられる。受音穴2aから振動膜22に音響信号が与えられると、その音響信号によって振動膜22が振動して振動膜22及び固定膜24の静電容量が変化し、これによって、シリコンマイクロホンチップ2は音響信号を検出する。
The acoustic signal (sound) passes through the sound receiving space 9a of the
電界効果トランジスタ3は、導電性接着剤又は半田(不図示)により、印刷回路基板4に接合され、シリコンマイクロホンチップ2の振動膜22及び固定膜24の静電容量の変化、すなわちシリコンマイクロホンチップ2により検出された音響信号を電気信号に変換出力する。
The field effect transistor 3 is bonded to the printed circuit board 4 by a conductive adhesive or solder (not shown), and changes in the capacitance of the
ケーシング5は、図3に示されるように、導電性材料により形成されており、略矩形の上壁51と、上壁51から連続する周側壁52とを有し、略矩形の箱状をしている。周側壁52は、上壁51の外周方向に連続しており、周側壁52の下端縁は同一平面を形成している。上壁51の裏面(すなわちケーシング5の裏面)には、通気穴8を形成するための通気用の溝部5aと、この溝部5aが臨み外部空間に開口する通気用の開口部5bとが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
ケーシング5は、シリコンマイクロホンチップ2及び界効果トランジスタ3を包囲して、印刷回路基板4上に設置される。このようにケーシング5を印刷回路基板4に設置することにより、ケーシング5及び印刷回路基板4によって、シリコンマイクロホンチップ2の受音穴2aと反対側の領域が外部空間から遮蔽される。つまり、ケーシング5及び印刷回路基板4によってキャビティ7が形成され、ケーシング5及び印刷回路基板4により囲まれた空間がキャビティ7となる。
The
ケーシング5の周側壁52の下端縁が印刷回路基板4のグランド接続用の導電配線42bと導電性接着剤又は半田(不図示)により電気的に接続され、これにより、ケーシング5が電磁ノイズをシールドする役割を果たす。また、ケーシング5の周側壁52の下端縁の外周全周と印刷回路基板4が封止樹脂59により封止され、これにより、キャビティ7の遮蔽性が高められる。
The lower end edge of the
絶縁板6は、図4に示されるように、絶縁性の材料により形成されており、略矩形の平板状をしている。絶縁板6は、通気穴8を区画するための貫通孔6aを有している。
As shown in FIG. 4, the
絶縁板6は、ケーシング5の溝部5aと通気用の開口部5bとを覆い、かつ、貫通孔6aと溝部5aとが合わさるように、ケーシング5の上壁51の裏面に設置される。このように絶縁板6をケーシング5に設置することにより、絶縁板6の貫通孔6a、ケーシング5の溝部5a、及びケーシング5の通気用の開口部5bによって、キャビティ7と外部空間とを連通するリーク経路(図1の矢印Bで示す経路)が形成される。つまり、絶縁板6の貫通孔6a、ケーシング5の溝部5a、及びケーシング5の通気用の開口部5bによって、キャビティ7と外部空間とを連通する通気穴(リーク穴)8が形成される。なお、絶縁板6は、封止樹脂69によりケーシング5の上壁51の裏面に固定される。
The
上記のように構成されたシリコンマイクロホンパッケージ1においては、ケーシング5を印刷回路基板4上に設置することにより、ケーシング5と回路基板4に包囲された空間がキャビティ7となるため、大きいキャビティ7を容易に形成することができる。また、絶縁板6をケーシング5の内面に設置することにより、絶縁板6の貫通孔6a、ケーシング5の溝部5a、及びケーシング5の通気用の開口部5bがキャビティ7と外部空間とを連通する通気穴(リーク穴)8となるため、キャビティ7の大きさに対して十分に細い通気穴8を容易に形成することができる。従って、優れた受音特性を得るためのキャビティ7及び通気穴8を容易に形成することができ、優れた受音特性を発揮できるシリコンマイクロホンパッケージ1を安価に作製することができる。
In the
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、電界効果トランジスタ3は、ケーシング5の外部に配置されていてもよい。この場合、電界効果トランジスタ3は、印刷回路基板4に実装してもよいし、実装基板9に実装してもよい。ケーシング5と印刷回路基板4は、封止樹脂59に代えて、ケーシング5を印刷回路基板4のグランド接続用の導電配線42bと導電性接着剤又は半田で接続する工程において、それら導電性接着剤又は半田によって封止してもよい。シリコンマイクロホンチップ2は、シリコン系ダイボンド剤28による接合、及びワイヤ29a、29bによるワイヤボンディング実装に代えて、フリップチップ実装してもよい。絶縁板6は、封止樹脂69に代えて、粘着テープにより固定してもよい。
In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the field effect transistor 3 may be disposed outside the
1 シリコンマイクロホンパッケージ
2 シリコンマイクロホンチップ
2a 受音穴
3 電界効果トランジスタ
4 印刷回路基板
4a 受音用の開口部
5 ケーシング
5a 通気用の溝部
5b 通気用の開口部
6 絶縁板
6a 貫通孔
7 キャビティ
8 通気穴
9 実装基板
9a 受音用のスペース
DESCRIPTION OF
Claims (1)
受音用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装した印刷回路基板と、
前記印刷回路基板上に前記シリコンマイクロホンチップを包囲してキャビティを形成するように設置されるケーシングと、
前記ケーシングの裏面に設置され、前記キャビティを外部空間と連通するための通気穴を区画するための貫通孔を有した絶縁板とを備え、
前記ケーシングの裏面には、前記通気穴を形成するための溝部と、この溝部が臨み外部空間に開口する通気用の開口部とが設けられ、
前記絶縁板は、前記ケーシング裏面の溝部と通気用の開口部とを覆い、かつ、前記貫通孔と該溝部とが合わさるように設置されることを特徴とするシリコンマイクロホンパッケージ。
In a silicon microphone chip package in which a silicon microphone chip is mounted on a printed circuit board,
A printed circuit board having an opening for receiving sound and having a silicon microphone chip mounted on the opening;
A casing installed on the printed circuit board to surround the silicon microphone chip and form a cavity;
An insulating plate installed on the back surface of the casing and having a through hole for defining a vent hole for communicating the cavity with an external space;
On the back surface of the casing, there are provided a groove portion for forming the ventilation hole, and an opening portion for ventilation that the groove portion faces and opens to the external space,
The silicon microphone package, wherein the insulating plate covers the groove on the back surface of the casing and the opening for ventilation, and is installed so that the through hole and the groove are aligned.
Priority Applications (1)
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- 2005-08-24 JP JP2005242433A patent/JP2007060228A/en not_active Withdrawn
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