JP2008067383A - シリコンコンデンサマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂からなるケースボディにメッキ層を形成した構造のケースを用いるシリコンコンデンサマイクロホンを提供する。
【解決手段】一面が開放された筒形の樹脂からなるボディと前記ボディに形成されたメッキ層とで構成されるケースと、ＭＥＭＳマイクロホンチップと、前記ＭＥＭＳマイクロホンチップの電気的な信号を処理するための特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップが実装されており、前記ケースと接合するための接続パターンが形成されている基板と、を含み、導電性接着剤により前記ケースと前記接続パターンが接合。前記メッキ層は、前記ボディの内部や外部あるいは全体面に形成されることが可能であり、前記ボディの開放面端部には内週面に沿って段差が形成されて、前記基板が前記段差に挿入されるようになっている。成形を容易にし、樹脂ボディの内部、外部または全体面にメッキ層を形成して、電磁波雑音などの外部ノイズを遮断できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコンコンデンサマイクロホンに関し、特に、樹脂からなるケースボディにメッキ層を形成した構造のケースを用いるシリコンコンデンサマイクロホンに関する。

一般に、移動通信端末機やオーディオなどに広く使用されるコンデンサマイクロホンは、電圧バイアス要素、音圧（Ｓｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）に対応して変化するキャパシタ（Ｃ）を形成するダイヤフラム／バックプレート対、及び出力信号をバッファリングするための接合形電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ：Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる。かかる典型的な方式のコンデンサマイクロホンは、一つのケース内に、振動板、スペーサリング、絶縁リング、バックプレート、通電リング、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を一体に組み立てた後、ケースの端部をカーリングする方式で製造される。

しかしながら、ケースの端部をＰＣＢ側に加圧しながら曲げる、いわゆるカーリング（Ｃｕｒｌｉｎｇ）方式には、工程進行時の圧力及び部品の公差によって、最終製品の形状や音響特性に影響を与えるという問題点がある。すなわち、カーリング工程における加圧力が足りない場合、音圧がケースとＰＣＢの間に入り込んで音質の低下をもたらし、一方、加圧力が大きすぎる場合には、カーリングされる面が破れたり、内部部品が変形して、音響特性が歪曲されるという問題点がある。

上記のような問題点を解決するための一方便として、マイクロマシニング技術を利用して製作されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）チップマイクロホンをＰＣＢ基板に実装した後、ケースをＰＣＢ基板に溶接したり接着剤で接着する技術が提案されてある。

しかし、従来のシリコンコンデンサマイクロホンに使用されるケースは、円筒形または四角筒形の金属からなって、成形が難しいという問題点がある。
特開２００７−０６０６６１ 特開２００７−０８２２３３

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、成形を容易にし、且つ電磁波を遮断できるように樹脂ボディにメッキ層を形成した構造のケースを用いるシリコンコンデンサマイクロホンを提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係るマイクロホンは、一面が開放された筒形の樹脂からなるボディと前記ボディに形成されたメッキ層とで構成されるケースと、ＭＥＭＳマイクロホンチップと、前記ＭＥＭＳマイクロホンチップの電気的な信号を処理するための特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップが実装されており、前記ケースと接合するための接続パターンが形成されている基板と、を含み、導電性接着剤により前記ケースと前記接続パターンが接合されることを特徴とする。

また、前記ケースは、円筒形や四角筒形からなることが可能であり、前記メッキ層は、前記ボディの内部や外部あるいは全体面に形成されることが可能であり、前記ボディの開放面端部には内週面に沿って段差が形成されて、前記基板が前記段差に挿入されるようになっている。

本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンによれば、樹脂を使用して様々な形状のケースを容易に形成することが可能なので、成形を容易にし、樹脂ボディの内部、外部または全体面にメッキ層を形成して、電磁波雑音などの外部ノイズを遮断できる効果が得られる。

以下、添付の図面に基づき、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１、本発明に係るケースの内部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンを示す側断面図であり、図２は、本発明に係るケースの外部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンを示す側断面図であり、図３は、本発明に係るケースの全体面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンを示す側断面図である。

本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンのケース１１０は、図１〜図３に示すように、樹脂からなるボディ１１２と、樹脂ボディ１１２の内部や外部あるいは全体面に形成されたメッキ層とからなる。本発明の実施例において、ボディ１１２の内部面、外部面、全体面に形成されたメッキ層は、それぞれ参照番号１１４、参照番号１１６、参照番号１１８で示している。

図１〜図３に示すように、ＰＣＢ基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、ケース１１０と接触する部分に、ケースの形状に対応する接続パターン１２１が形成されている。

ケース１１０は、成形が容易な樹脂からなり、一面が開放された筒形のボディ１１２と、ボディ１１２の内部面や外部面あるいは全体面に形成されたメッキ層１１４，１１６、１１８で構成される。前記ケースは、メッキ層１１４、１１６、１１８により電気的な接続及び電磁波を遮断できる構造となっている。樹脂ボディ１１２は、ケースの形状によって、円筒形または四角筒形からなることができる。また、前記樹脂ボディ１１２には、音響流入方式によって、音響ホールが形成されることもできる。前記メッキ層１１４、１１６が樹脂ボディ１１２の一面、すなわち、内部面や外部面に形成される場合には、ＰＣＢ基板１２０との接触のためにケース１１０の開放面端部まで形成されている。

ＰＣＢ基板１２０のサイズは、ケース１１０のサイズと同一であったり、大きいことが可能で、外部デバイスと接続するための接続パッドや接続端子１２２が、ＰＣＢ基板１２０の外側面に配置されている。接続パターン１２１は、一般のＰＣＢ製作工程により銅箔を形成してから、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）をメッキして形成される。基板としては、ＰＣＢ基板１２０の他に、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板などを使用することができる。ここで、接続パターン１２１は、ビアホールを介して接地端子と連結されることができ、前記接続パターン１２１にケース１１０を導電性エポキシで連結すると、ケース１１０全体が接地されるので、ケース１１０に誘起される電磁波ノイズを接地でシンク（ｓｉｎｋ）させることができる。

図４は、本発明に係る四角筒形シリコンコンデンサマイクロホンの分解斜視図であり、図５は、本発明に係る円筒形シリコンコンデンサマイクロホンの分解斜視図であり、図６は、本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンのＭＥＭＳチップの構造の例を示す図面である。

本発明は、四角筒形や円筒形の両方のマイクロホンに適用されることができるが、四角筒形のマイクロホンに適用する場合には、図４に示すように、ケースの樹脂ボディ１１２が四角筒形に形成され、ＰＣＢ基板に形成された接続パターン１２１も、これに対応して四角形に形成される。また、円筒形のマイクロホンに適用する場合には、図５に示すように、ケースの樹脂ボディ１１２が円筒形に形成され、ＰＣＢ基板に形成された接続パターン１２１も、これに対応して円形に形成される。

このように、本発明に係るケース１１０をＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１に整列してから、導電性接着剤１３０を用いてケース１１０とＰＣＢ基板１２０を接合して、シリコンコンデンサマイクロホンパッケージを完成する。

パッケージングが完了したシリコンコンデンサマイクロホン組立体は、図１〜図３に示すように、ＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１とケース１１０が接着剤１３０で接着されており、ケース１１０とＰＣＢ基板１２０の間の空間は、音響チェンバーとして機能する。ＰＣＢ基板１２０の底面には、外部ディバイスとの連結のための接続端子１２２が少なくとも二つ以上多数形成されることができる。

ＭＥＭＳチップ１０は、図６に示すように、シリコンウェハー１４の上にＭＥＭＳ技術を用いてバックプレート１３を形成し、その上にスペーサ１２を介して振動膜１１が形成された構造となっている。かかるＭＥＭＳチップ１０の製造技術は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。

特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップ２０は、ＭＥＭＳチップ１０と連結されて電気的信号を処理する部分でる。前記ＡＳＩＣチップ２０は、ＭＥＭＳチップ１０がコンデンサマイクロホンとして動作するように電圧を提供する電圧ポンプと、ＭＥＭＳチップにより感知された電気的な音響信号を増幅またはインピーダンス整合して、接続端子を介して外部に提供するためのバッファＩＣなどで構成されることができる。

図７は、本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンの変形例を示す図面であって、音響ホールがＰＣＢ基板に形成された場合を示している。変形例の場合も、ケースボディ１１２の内部だけでなく、外部あるいは全体面にメッキ層を形成することができる。

図７に示すように、ＰＣＢ基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、ケース１１０と接着剤１３０で接着される部分に接続パターン１２１が形成されており、外部音響を流入するための音響ホール１２０ａが形成されている。

ケース１１０は、成形が容易な樹脂からなる筒形のボディ１１２と、ボディ１１２の内部面に形成されたメッキ層１１４とで構成されて、メッキ層１１４により電気的な接続及び電磁波を遮断できる構造となっている。樹脂ボディ１１２は、ケースの形状によって、一面が開放された円筒形または四角筒形で形成されることができる。メッキ層１１４は、ＰＣＢ基板１２０との接触のために、樹脂ボディ１１２の内部全体だけでなく開放面の端部まで形成されている。

このような変形例のコンデンサマイクロホンは、図１〜図３に図示された例と音響ホールの位置を除いて全て同一なので、これ以上の説明は省略する。

図８は、本発明に係るケースの内部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンの他の例を示す側断面図であり、図９は、本発明に係るケースの外部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンの他の例を示す側断面図であり、図１０は、本発明に係るケースの全体面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンの他の例を示す側断面図である。

本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンの他の例は、図８〜図１０に図示されたように、筒形ケースの開放面端部の内週面に沿って段差が形成されて、ＰＣＢ基板１２０が段差に挿入される構造となっている。他の例のケース１１０は、開放面端部の内週面に沿って段差が形成された樹脂ボディ１１２と、樹脂ボディ１１２の内部や外部または全体面に形成されたメッキ層とからなる。本発明の他の例で、ボディ１１２の内部面、外部面、全体面に形成されたメッキ層を、それぞれ参照番号１１４、参照番号１１６、参照番号１１８で示している。

図８〜図１０に示すように、ケース１１０は、成形が容易な樹脂からなる筒形のボディ１１２と、ボディ１１２の内部面や外部面または全体面に形成されたメッキ層１１４、１１６、１１８と形成される。前記ケース１１０は、メッキ層１１４、１１６、１１８により電気的な接続及び電磁波を遮断できる構造となっている。樹脂ボディ１１２は、ケース１１０の形状によって、円筒形または四角筒形に形成可能で、樹脂ボディ１１２の開放面端部に内週面に沿って段差が形成されて、ＰＣＢ基板１２０を挿入できるようになっている。

ＰＣＢ基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されている。ＰＣＢ基板１２０のサイズは、ケース１１０の段差に挿入できるような程度であり、ケース１１０とＰＣＢ基板１２０は接着剤１３０により接着されている。このような他の例のシリコンコンデンサマイクロホンの場合にも、音響の流入方式によってケースやＰＣＢ基板に音響ホールが形成されることができる。

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。

本発明に係るケースの内部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンを示す側断面図である。 本発明に係るケースの外部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンを示す側断面図である。 本発明に係るケースの全体面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンを示す側断面図である。 本発明に係る四角筒形シリコンコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。 本発明に係る円筒形シリコンコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。 本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンのＭＥＭＳチップの構造の例を示す図面である。 本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンの変形例を示す図面である。 本発明に係るケースの内部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンの他の例を示す側断面図である。 本発明に係るケースの外部面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンの他の例を示す側断面図である。 本発明に係るケースの全体面にメッキ層が形成されたシリコンコンデンサマイクロホンの他の例を示す側断面図である。

符号の説明

１０：ＭＥＭＳチップ
２０：ＡＳＩＣ
１１０：ケース
１１０ａ：音響ホール
１１２：樹脂ボディ
１１４、１１６、１１８：メッキ層
１２０：ＰＣＢ基板
１２１：接続パターン
１２２：接続端子
１３０：接着剤

Claims (5)

1. 一面が開放された筒形の樹脂からなるボディと前記ボディに形成されたメッキ層とで構成されるケースと、
   ＭＥＭＳマイクロホンチップと、前記ＭＥＭＳマイクロホンチップの電気的な信号を処理するための特殊目的型半導体（ＡＳＩＣ）チップが実装されており、前記ケースと接合するための接続パターンが形成されている基板と、を含み、導電性接着剤により前記ケースと前記接続パターンが接合されることを特徴とするシリコンコンデンサマイクロホン。
2. 前記ケースは、円筒形や四角筒形からなることを特徴とする請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
3. 前記メッキ層は、前記ボディの内部や外部あるいは全体面に形成され、前記ボディの内部や外部に形成される場合には、開放面端部まで形成されることを特徴とする請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
4. 前記ケースは、前記ボディの開放面端部には内週面に沿って段差が形成されて、前記基板が前記段差に挿入されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
5. 前記接続パターンは接地端子と連結されており、前記接続パターンが前記ケースと導電性接着剤により連結されると、前記ケース全体が接地されて、前記ケースに誘起される電磁波ノイズを接地でシンクさせるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。

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