JP2007150514A

JP2007150514A - マイクロホンパッケージ

Info

Publication number: JP2007150514A
Application number: JP2005339974A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takahata; 利彦高畑; Hiroshi Kawada; 裕志河田; Takeshi Yoshida; 岳司吉田; Naoki Ushiyama; 直樹牛山
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】マイクロホンパッケージにおいて、寸法精度の安定したリークを備えて音響特性を良好に安価に実現する。
【解決手段】回路基板２と、回路基板２上に実装したマイクロホンチップ３と、マイクロホンチップ３の上部周辺に空間を形成するように当該マイクロホンチップ３を包囲して回路基板２に封止実装したケース７と、を備え、ケース７は、互いに嵌合して二重にして用いられる略同形状の大小の２つのケース５，６から成り、それぞれ貫通孔８，９を有し、これらの２つのケース５，６を嵌合した状態で２つの貫通孔８，９が連通されて通気孔が形成されるように２つのケース５，６の接合面に溝１０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、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マイクロホンパッケージに関する。

近年、従来のエレクトレットコンデンサマイクロホンに比べて小型薄型軽量化が可能で耐環境性に優れたシリコンマイクロホンチップを用いたマイクロホンパッケージが注目されている。このようなマイクロホンパッケージとして、印刷回路基板に凹部を形成し、その凹部を圧力リファレンスを提供するキャビティとしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００４−５３７１８２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるようなマイクロホンパッケージにおいては、印刷回路基板にキャビティや、キャビティと外界との通気を行って音響特性を維持するためのリーク孔等の音響特性に影響を及ぼす形状を精度良く設けることは難しく、小型化等が困難である。

本発明は、上記課題を解消するものであって、寸法精度の安定したリーク孔とキャビティを備えて音響特性を良好に保持した安価なマイクロホンパッケージを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明は、回路基板と、前記回路基板上に実装したマイクロホンチップと、前記マイクロホンチップの上部周辺に空間を形成するように当該マイクロホンチップを包囲して前記回路基板に封止実装したケースと、を備えたマイクロホンパッケージにおいて、前記ケースは、互いに嵌合して二重にして用いられる略同形状の大小の２つのケースから成り、それぞれ貫通孔を有し、これらの２つのケースを嵌合した状態で前記２つの貫通孔が連通されて通気孔が形成されるように前記２つのケースの接合面に溝が形成されているものである。

本発明によれば、互いに嵌合して二重にした２つのケースの接合面に形成した溝によって通気口が形成されているので、通気口に所望の排気抵抗を備えることができ、所望の音響効果を付与したマイクロホンパッケージを安価に実現できる。

以下、本発明の一実施形態に係る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は本発明のマイクロホンパッケージ１を示し、図２（ａ）はパッケージ１の回路基板２を示し、図２（ｂ）（ｃ）はそれぞれ内側及び外側のケース５，６を示す。マイクロホンパッケージ１は、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。

このマイクロホンパッケージ１は、回路基板２と、回路基板２上に実装したマイクロホンチップ３と、マイクロホンチップ３の上部周辺に空間を形成するようにマイクロホンチップ３を包囲して回路基板２に封止実装したケース７とを備えている。また、ケース７は、互いに嵌合して二重にして用いられる略同形状の大小の２つのケース５，６から成り、それぞれ貫通孔８，９を有し、これらの２つのケース５，６を嵌合した状態で２つの貫通孔８，９が連通されて通気孔が形成されるように２つのケース５，６の接合面に溝１０が形成されている。

このマイクロホンパッケージ１には、回路基板２及びケース７に包囲された空間によってキャビティ１１が形成されている。また、ケース７の互いに離れた位置に設けられたそれぞれのケース５，６の貫通孔８，９と溝１０によって、キャビティ１１を外部空間と連通してキャビティ１１の内圧／外圧差を調整するためのリーク経路が形成されている。これらキャビティ１１及びリーク経路は、音響信号の受音特性を向上するためのものである。優れた受音特性を得るには、キャビティ１１を大きくし、また、リーク経路をキャビティ１１の大きさに対して十分に細くするのが望ましい。このようなマイクロホンパッケージ１は、回路基板の下部に設けられた回路パターン２３を介して、他の基板に実装して用いられる。以下、各部の構成を説明する。

マイクロホンチップ３は、例えば、半導体製造技術を用いてシリコンウエハを加工することにより作製される。マイクロホンチップ３は、基台部３１と、振動膜３２と、スペーサ３３と、固定膜３４とを備えている。基台部３１には、受音開口３０が形成されており、振動膜３２は、受音開口３０に臨む側に設けられている。固定膜３４は、スペーサ３３を介して振動膜３２に重ねて設けられており、振動膜３２と固定膜３４との間には、間隙が設けられている。基台部３１及びスペーサ３３は絶縁性であり、振動膜３２及び固定膜３４は導電性である。

回路基板２は、略矩形の平板状をした絶縁性の基板と、基板の上下両面に形成した回路パターン２１，２３と、基板の上下の回路パターンを電気的に接続する用に形成したビア２２とを備えている。回路基板２には、電子部品４、例えば、電界効果トランジスタや２端子素子、及びマイクロホンチップ３が実装される。また、回路基板２は、受音用の開口２０が形成されている。

マイクロホンチップ３は、受音開口３０が回路基板２の開口２０に合わさるように、回路基板２に実装されている。マイクロホンチップ３は、例えば、シリコン系ダイボンド剤３５により回路基板２に接合され、ワイヤＷによって回路基板２上の回路パターンにワイヤボンディング実装されている。

音響信号（音）は、図１の矢印ａ方向から入射し、開口２０、受音開口３０を通過して、マイクロホンチップ３の振動膜３２に到達する。すると、音響信号によって振動膜３２が振動して振動膜３２と固定膜３４との間の静電容量が変化し、これによって、マイクロホンチップ３が音響信号を検出する。

電子部品４は、導電性接着剤又は半田（不図示）により、回路基板２に接合されている。これらの電子部品４は、マイクロホンチップ３の振動膜３２と固定膜３４との間の静電容量の変化、すなわち検出された音響信号を電気信号に変換し、回路パターン２３に出力する。

ケース７を構成する２つのケース５，６は略矩形の箱形状をしており、一方の小さくて内側となるケース５は絶縁性材料で形成され、他方の大きくて外側となるケース６は導電性材料で形成されている。これらは略密着した状態で嵌合して用いられる。ケース５，６の下端縁は、回路基板２に当接するように同一平面を形成している。ケース６の下端縁が回路基板２のグランド接続用の回路パターン２１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ている。これにより、ケース６が電磁ノイズをシールドする。また、ケース５は、その下端縁が回路基板２の表面に当接した状態で、下端縁の全周が封止樹脂６１、又は、導電性接着剤や半田によって封止されている。これにより、キャビティ１１の遮蔽性が高められる。

上述のように構成されたマイクロホンパッケージ１においては、ケース７を回路基板２上に設置することにより、ケース７と回路基板２に包囲された空間がキャビティ１１となるので、大きいキャビティ１１を容易に形成することができる。また、ケース７を、二重構造にすることにより、キャビティ１１の大きさに対して十分に細いリーク経路を容易かつ確実に形成することができる。従って、優れた受音特性を発揮できるマイクロホンパッケージ１を安価に提供できる。

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、電子部品４の全部又は一部は、ケース７の外部に配置してもよい。ケース７と回路基板２とは、封止樹脂６１に代えて、導電性接着剤又は半田によって封止してもよい。この場合、接地用の回路パターンをケース７との当接面にそって一周するように形成するのが望ましい。また、マイクロホンチップ３は、シリコン系ダイボンド剤３５による接合、及びワイヤＷ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。また、内側のケース５を導電性材料で形成してもよい。この場合、ボンディング用のワイヤＷがケース５に接触しないようにする必要がある。また、ケース５の下端縁だけを導電性としてもよい。また、ケース５，６の接合面に形成する溝１０は、内側のケース５の外面に設けてもよく、ケース６の内面とケース５の外面の両方に設けてもよい。

本発明の一実施形態に係るマイクロホンパッケージの断面。（ａ）は同上パッケージの回路基板の平面図、（ｂ）は同パッケージの内側のケースの上平面図、（ｃ）は同パッケージの外側のケースの上平面図。

符号の説明

１マイクロホンパッケージ
２回路基板
３マイクロホンチップ
５，６，７ケース
８，９貫通孔
１０溝

Claims

回路基板と、前記回路基板上に実装したマイクロホンチップと、前記マイクロホンチップの上部周辺に空間を形成するように当該マイクロホンチップを包囲して前記回路基板に封止実装したケースと、を備えたマイクロホンパッケージにおいて、
前記ケースは、互いに嵌合して二重にして用いられる略同形状の大小の２つのケースから成り、それぞれ貫通孔を有し、これらの２つのケースを嵌合した状態で前記２つの貫通孔が連通されて通気孔が形成されるように前記２つのケースの接合面に溝が形成されていることを特徴とするマイクロホンパッケージ。