JP2007060285A - 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がある。この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, there is an electret condenser microphone package using an electret condenser microphone as a condenser microphone. This electret condenser microphone package has a large number of parts, and because of the presence of resin materials, printed boards, etc., it is difficult to make the whole small, light, and thin. 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 Patent Document 1 described above, it is difficult to form a hole for forming a cavity in the printed circuit board. In addition, in order to improve the sound receiving characteristics of the silicon microphone package, the cavity is enlarged and the ventilation hole that connects the cavity and the external space (leakage hole for adjusting the external pressure / internal pressure difference between the external space and the cavity) It is desirable to make the vent hole sufficiently narrow with respect to the size of the cavity.
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 Patent Document 1 described above, it is difficult to enlarge the cavities and the size of the cavities is sufficient. Since it is difficult to form a narrow ventilation hole, excellent sound receiving characteristics cannot be obtained.
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請求項1の発明は、シリコンマイクロホンチップを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、キャビティ用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装し、実装基板上に実装されると共に外周が封止されることにより開口部を含んでキャビティを形成する回路基板と、受音用の開口部を持ち、回路基板上にシリコンマイクロホンチップを包囲するように設置されるケーシングとを備え、回路基板には、キャビティを外部空間と連通するためのスルーホールが設けられ、スルーホール及びケーシングの受音用の開口部がキャビティのリーク経路を形成しているものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a silicon microphone chip package in which a silicon microphone chip is mounted on a circuit board. The silicon microphone chip package has a cavity opening, and the silicon microphone chip is mounted on the opening. A circuit board that is mounted on the board and has an opening to form a cavity by sealing the outer periphery, and has an opening for receiving sound, and is installed so as to surround the silicon microphone chip on the circuit board The circuit board is provided with a through hole for communicating the cavity with the external space, and the through hole and the sound receiving opening of the casing form a leak path of the cavity. is there.
請求項2の発明は、請求項1に記載のシリコンマイクロホンパッケージにおいて、回路基板に、実装基板上の回路と接続される導通配線が設けられているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the silicon microphone package according to the first aspect, a conductive wiring connected to a circuit on the mounting substrate is provided on the circuit substrate.
請求項1の発明によれば、回路基板を実装基板に実装して回路基板の外周を封止することにより、回路基板と実装基板の間の空間が回路基板のキャビティ用の開口部を含んで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、回路基板のスルーホール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 invention of claim 1, by mounting the circuit board on the mounting board and sealing the outer periphery of the circuit board, the space between the circuit board and the mounting board includes the opening for the cavity of the circuit board. Since it becomes a cavity, a large cavity can be easily formed. Further, since the through hole of the circuit board serves as a vent hole (leak hole) for communicating the cavity and the external space, a sufficiently narrow vent 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.
請求項2の発明によれば、回路基板と実装基板上の回路との電気的接続を容易に行うことができる。
According to the invention of
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. FIG. 1 shows the configuration of a silicon microphone package. The silicon microphone package 1 is a device that is used in, for example, a mobile phone, a hearing aid, an on-vehicle acoustic sensor, an ultrasonic sensor receiver, and the like, and converts an acoustic signal (sound propagating in the air) into an electrical signal. is there.
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とを備えている。
The silicon microphone package 1 includes a
この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、印刷回路基板4と実装基板9の間にキャビティ7が形成され、また、キャビティ7とキャビティ7外の外部空間が通気穴(リーク穴)8により連通される。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。
The silicon microphone package 1 is used by being mounted on a
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と重なるように設けられており、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。シリコンマイクロホンチップ2は、振動膜22及び固定膜24の静電容量の変化により音響信号を検出する。電界効果トランジスタ3は、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
印刷回路基板4は、略矩形の平板状をした絶縁性の基板41の表面に、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を電気的に接続する回路(不図示)が設けられており、基板41の裏面に、実装基板9上の回路91と電気的に接続される導通配線42が設けられている。また、印刷回路基板4には、キャビティ7を形成するためのキャビティ用の開口部4aと、キャビティ7を外部空間と連通するためのスルーホール4bとが設けられている。
The printed circuit board 4 is provided with a circuit (not shown) for electrically connecting the
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と反対側にして、受音穴2aが印刷回路基板4のキャビティ用の開口部4a上に合わさるように、キャビティ用の開口部4a上に設置され、フリップチップ実装されて、印刷回路基板4の回路に電気的に接続される。そして、シリコンマイクロホンチップ2の外周が封止樹脂28により封止される。また、上記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に接合されて、印刷回路基板4の回路に電気的に接続される。
The
ケーシング5は、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(すなわちケーシング5)には、受音用の開口部5aが設けられている。ケーシング5は、シリコンマイクロホンチップ2、電界効果トランジスタ3、及び印刷回路基板4のスルーホール4bを包囲して、受音用の開口部5aがシリコンマイクロホンチップ2の受音穴2a上に合わさるように、印刷回路基板4上に設置される。ケーシング5の周側壁52の下端縁は、印刷回路基板4のグランド接続用の回路配線(不図示)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は封止樹脂59により封止される。
The
このような構成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の導通配線42が実装基板9上の回路91と電気接続されるように実装基板9に実装され、印刷回路基板4の外周全周と実装基板9が封止樹脂99により封止される。これにより、印刷回路基板4、実装基板9、及び封止樹脂99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、印刷回路基板4、実装基板9、及び封止樹脂91によってキャビティ7が形成され、封止樹脂99により封止された印刷回路基板4と実装基板9の間の空間が印刷回路基板4のキャビティ用の開口部4aを含んでキャビティ7となる。また、印刷回路基板4のスルーホール4b及びケーシング5の受音用の開口部5a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Aで示す経路)が形成される。つまり、印刷回路基板4のスルーホール4b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。
The silicon microphone package 1 having such a configuration is mounted on the
音響信号(音)は、図1の矢印B方向に、ケーシング5の受音用の開口部5a、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。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パッケージ1は音響信号を検出する。
The acoustic signal (sound) passes through the sound receiving opening 5a of 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、印刷回路基板4を実装基板9に実装して印刷回路基板4の外周を封止樹脂99により封止することにより、印刷回路基板4と実装基板9の間の空間が印刷回路基板4のキャビティ用の開口部4aを含んでキャビティ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、印刷回路基板4のスルーホール4b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。また、印刷回路基板4に設けられた導通配線42によって、印刷回路基板4と実装基板9上の回路91との電気的接続を容易に行うことができる。
In the silicon microphone package 1 configured as described above, the printed circuit board 4 is mounted on the
図2は、シリコンマイクロホンパッケージ1の別の構成例を示す。このシリコンマイクロホンパッケージ1では、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、実装基板9に実装されている。ケーシング5は、電界効果トランジスタ3を収納していない分だけ、上記図1の構成よりも小さい寸法になっており、また、印刷回路基板4は、電界効果トランジスタ3を実装していない分だけ、上記図1の構成よりも小さい寸法になっている。シリコンマイクロホンパッケージ1の他の構成については、上記図1の構成と同様である。こ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、印刷回路基板4及びケーシング5を小型化することができる。
FIG. 2 shows another configuration example of the silicon microphone package 1. In the silicon microphone package 1, 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、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回路配線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。
In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, 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 キャビティ用の開口部
4b スルーホール
42 導通配線
5 ケーシング
5a 受音用の開口部
7 キャビティ
8 通気穴
9 実装基板
91 実装基板上の回路
99 封止樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
キャビティ用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装し、実装基板上に実装されると共に外周が封止されることにより前記開口部を含んでキャビティを形成する回路基板と、
受音用の開口部を持ち、前記回路基板上に前記シリコンマイクロホンチップを包囲するように設置されるケーシングとを備え、
前記回路基板には、前記キャビティを外部空間と連通するためのスルーホールが設けられ、
前記スルーホール及び前記ケーシングの受音用の開口部がキャビティのリーク経路を形成してい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 circuit board,
A circuit board having an opening for a cavity, mounting a silicon microphone chip on the opening, and mounting on the mounting substrate and sealing the outer periphery to form the cavity including the opening;
A casing that has an opening for receiving sound and is disposed on the circuit board so as to surround the silicon microphone chip;
The circuit board is provided with a through hole for communicating the cavity with an external space,
A silicon microphone package, wherein the through hole and the opening for receiving sound of the casing form a leak path of a cavity.
The silicon microphone package according to claim 1, wherein a conductive wiring connected to a circuit on the mounting substrate is provided on the circuit substrate.
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