JP2010171631A - シリコンマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】マイクパッケージに形成する音響穴の配置を工夫して、高域特性を改善したシリコンマイクロホンを提供する。
【解決手段】マイクパッケージ１２の内部空間１３にＭＥＭＳチップ１４とＬＳＩチップ１６が収容されている。マイクパッケージ１２の蓋２２に複数個の音響穴２４を形成する。各音響穴２４はＭＥＭＳチップ１４の直上位置を外した位置に、ＭＥＭＳチップ１４の直上位置を取り囲んで全周に形成されている。あるいは各音響穴２４はマイクパッケージ１２の内部空間１３の長手方向両側の二辺に隣接する位置に沿って複数個ずつ形成されている。あるいはマイクパッケージ１２の側壁１２に複数個の音響穴３８が並べて形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明はマイクパッケージに形成する音響穴の配置を工夫したシリコンマイクロホン（「ＭＥＭＳマイクロホン」とも称される）に関し、マイクパッケージ内の複雑な共振モードを取り除いて高域特性を改善したものである。

従来のシリコンマイクロホンは下記特許文献１に記載されているようなマイクパッケージの蓋に単一の音響穴を形成したものが一般的であった。

特表２００４−５３７１８２号公報（図１）

近年の電子機器の小型化に伴い、マイクパッケージも小型化している。小型化したマイクパッケージの周波数特性は、ヘルムホルツ共振よりもマイクパッケージ内部空間に発生する共振モードが支配的になる。例えば、マイクパッケージの蓋に単一の音響穴を形成した３×４×１ｍｍ程度の従来のシリコンマイクロホンによれば、マイクパッケージ内に配置されるＭＥＭＳチップ（マイクチップ）やＬＳＩチップの凹凸も影響し、マイクパッケージ内部空間に複雑な共振モードが生じる。このため高域特に超音波領域等においてマイク出力の周波数特性が悪化する（超音波領域の比較的低い周波数帯域側でピークが生じる、ピーク、ディップが大きい等）問題があった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、マイクパッケージに形成する音響穴の配置を工夫することにより、マイクパッケージ内の複雑な共振モードを取り除いて高域特性を改善したシリコンマイクロホンを提供しようとするものである。

この発明は、音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にマイクチップを収容配置し、前記マイクパッケージの外部空間の音を前記音響穴から取り込み該マイクパッケージの内部空間を経て前記マイクチップで受音するシリコンマイクロホンにおいて、前記音響穴が前記マイクパッケージの蓋の概ね前記マイクチップの直上位置を外した位置に複数個形成され、かつ該複数個の音響穴の少なくとも一部は該マイクチップの直上位置を挟んで相対向する位置であって前記内部空間の内壁面に近接する位置に複数個ずつ並べて形成されているものである。

この発明によれば複数個の音響穴の少なくとも一部をマイクチップの直上位置を挟んで相対向する位置であって内部空間の内壁面に近接する位置に複数個ずつ並べて形成することにより、蓋に単一の音響穴を形成したものに比べて高域特性を改善する（周波数特性上のピークを高域側にシフトする、ピークを抑制する、ディップを抑制する等）ことができた。これは蓋に単一の音響穴を形成したものではマイクパッケージ内部空間の共振モードが複雑になるのに対し、この発明のように複数の音響穴を内部空間の内壁面に近接する位置に相対向して並べて形成することにより、横方向（内壁面の対向方向）の共振が生じにくくなってマイクパッケージ内部空間の共振モードが単純化されたためと考えられる。またこの発明によればマイクパッケージの蓋の概ねマイクチップの直上位置を外した位置に音響穴を配置したので、外部からの光を蓋で遮光することができ、マイク出力に光電効果によるノイズが発生するのを抑制することができる。またマイクチップの直上位置は蓋の概ね音響穴が形成されていない領域で覆われているので、複数個の音響穴が形成されているにもかかわらずマイクチップの受音面に塵は堆積しにくい。したがって耐環境性が確保される。

この発明は例えば、前記音響穴が前記マイクパッケージの蓋の前記マイクチップの直上位置を取り囲んで全周に形成されているものとすることができる。これによれば周波数特性上のディップを抑制する効果が顕著に得られる。

この発明は例えば、前記マイクパッケージの内部空間が前面側から見て四角形状に形成され、前記音響穴が前記マイクパッケージの内部空間の四辺に隣接する位置に沿って複数個ずつ形成されているものとすることができる。これによれば周波数特性上のディップを抑制する効果が顕著に得られる。

この発明は例えば、前記音響穴が、前記蓋の前記マイクパッケージの内部空間に対面する領域のうち概ね前記マイクチップの直上位置を外した領域の概ね全域に形成されているものとすることができる。これによれば周波数特性上のディップを抑制する効果が特に顕著に得られる。

この発明は例えば、前記マイクパッケージの内部空間が前面側から見て長四角形状に形成され、前記音響穴が前記マイクパッケージの内部空間の長手方向両側の二辺に隣接する位置に沿って複数個ずつ形成されているものとすることができる。これによれば周波数特性上のピークを高域側にシフトする効果が得られる。

この発明は例えば、前記マイクパッケージの内部空間で前記マイクチップの周囲全体に充填剤が充填固化され、もって該マイクパッケージの内部空間の底部が平坦化されているものとすることができる。これによれば共振モードが特に単純化されて周波数特性上のディップを抑制する効果が得られる。また内部空間の内壁面の有効面積が小さくなるので、横方向の共振をさらに弱める効果も得られる。

この発明は例えば、前記前記マイクパッケージの内部空間に前記マイクチップおよび前記ＬＳＩチップを隙間なく収容する凹所が形成され、もって該マイクパッケージの内部空間の底部が平坦化されているものとすることができる。これによれば共振モードが特に単純化されて周波数特性上のディップを抑制する効果が得られる。また内部空間の内壁面の有効面積が小さくなるので、横方向の共振をさらに弱める効果も得られる。

この発明はさらに前記マイクパッケージの側壁に複数個の音響穴が並べて形成されているものとすることができる。これによれば横方向の共振をさらに弱める効果が得られる。

この発明は、音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にマイクチップを収容配置し、前記マイクパッケージの外部空間の音を前記音響穴から取り込み該マイクパッケージの内部空間を経て前記マイクチップで受音するシリコンマイクロホンにおいて、前記音響穴が前記マイクパッケージの側壁に複数個周方向に連続的に並べて形成されているものである。これによれば蓋に単一の音響穴を形成したものに比べて横方向の共振を弱めて高域特性を改善する効果（周波数特性上のピークを高域側にシフトする、ディップを抑制する等）が得られる。また蓋の前方から入射される外部からの光は側壁の音響穴に回り込みにくく、音響穴を通してマイクパッケージの内部に入りにくい。したがってマイク出力に光電効果によるノイズは発生しにくい。また音響穴がマイクパッケージの側壁に形成されているので、マイクチップの受音面に塵は堆積しにくい。したがって耐環境性が確保される。

この発明は例えば、前記音響穴が前記マイクパッケージの側壁の全周に形成されているものとすることができる。

この発明は例えば、前記側壁に形成された複数個の音響穴が前記マイクパッケージの厚み方向に延在する複数条のスリットで構成されているものとすることができる。

この発明の実施の形態１を示す平面図および断面図である。 実施の形態１の実施例に係るシリコンマイクロホンの平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 図２の実施例に対する比較例１として示した蓋の無いシリコンマイクロホンの平面図（内部構造は図示を省略）およびそのマイク出力の周波数特性図である。 図２の実施例に対する比較例２として示した従来タイプのシリコンマイクロホンの平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンにおける内壁面での散乱波と、該散乱波により生じる共振の定在波を示す模式断面図である。 図２の実施例に係るシリコンマイクロホンにおける内壁面での散乱波を示す模式断面図である。 図２の実施例に対する比較例３として示した、蓋の一側の領域だけに音響穴を配置したシリコンマイクロホンの平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 この発明の実施の形態２を示す平面図および断面図である。 実施の形態１のバリエーションを示す平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 実施の形態１のバリエーションを示す平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 実施の形態１のバリエーションを示す平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 実施の形態２のバリエーションを示す平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 実施の形態２のバリエーションを示す平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 実施の形態２のバリエーションを示す平面図およびそのマイク出力の周波数特性図である。 この発明の実施の形態３を示す平面図、正面図、側面図である。 図１５の実施の形態のマイク出力の周波数特性図である。 この発明の実施の形態４を示す平面図およびその側壁の一部拡大断面図である。 この発明の実施の形態５を示す平面図、正面図、側面図である。 この発明の実施の形態６を示す平面図、正面図、側面図である。 この発明の実施の形態７を示す断面図である。 実施の形態１のバリエーションに係る図９（ａ）のシリコンマイクロホン１０のマイク出力の周波数特性図である。 実施の形態７のマイク出力の周波数特性図である。 この発明の実施の形態８を示す断面図である。 この発明の実施の形態９を示す平面図、正面図、側面図である。 この発明の実施の形態１０を示す平面図、正面図、側面図である。

以下この発明の実施の形態を説明する。各実施の形態および実施例に示すシリコンマイクロホンはいずれも超音波マイクロホンとして使用できる性能を有しているものである。各実施の形態の音響穴は例えば金属製の蓋にエッチングにより形成することができる。

《実施の形態１》
この発明の実施の形態１を図１に示す。シリコンマイクロホン１０はマイクパッケージ１２の内部空間１３に、マイクロホン本体を構成するＭＥＭＳチップ１４と、ＭＥＭＳチップ１４の出力音響信号にインピーダンス変換等の信号処理をするＬＳＩチップ１６を収容配置して構成される。マイクパッケージ１２は、底板を構成する回路基板１８と、回路基板１８の上面に固定される枠状の側壁２０と、側壁２０の上面に固定される蓋２２（前面板）とで構成され、長四角形の前面形状を有する直方体で構成されている。マイクパッケージ１２の外寸は例えば、前面側から見て長手方向が４ｍｍ、短手方向が３ｍｍであり、厚みが１ｍｍである。ＭＥＭＳチップ１４とＬＳＩチップ１６は回路基板１８上に固定されている。ＭＥＭＳチップ１４の表面１４ａには蓋２２に対面してダイヤフラム（メンブレン）による受音面１５が配置されている。ＬＳＩチップ１６の出力信号は回路基板１８の下面に配置された端子から外部に出力される。蓋２２には同一径の複数個の音響穴２４が連続的に並べて形成されている。音響穴２４の直径は例えば０．２５ｍｍである。より微細なメッシュ（例えば開口径が０．１ｍｍのメッシュ）で音響穴２４を構成することもできる。回路基板１８および側壁２０には穴は形成されていない。外部空間の音は音響穴２４から取り込まれ、マイクパッケージ１２の内部空間１３を経てＭＥＭＳチップ１４の受音面１５で受音される。

蓋２２における複数個の音響穴２４の構成と配置について説明する。各音響穴２４は蓋２２の面に直角に開設された真っ直ぐな穴として構成されている。各音響穴２４は軸直角方向の断面形状が同一直径の円形（あるいは四角形等も可）に構成されている。各音響穴２４はＭＥＭＳチップ１４の直上位置を外した位置に、ＭＥＭＳチップ１４の直上位置を取り囲んで全周に形成されている。この実施の形態ではマイクパッケージ１２の内部空間１３が前面側から見て四角形状に形成されており、音響穴２４は内部空間１３の四辺に隣接する位置に沿って、複数個ずつ連続的に並べて（上辺、下辺、左辺はそれぞれ一列に並べて、右辺は４列に並べて）形成されている。特にこの実施の形態では、音響穴２４は蓋２２の内部空間１３に対面する領域のうちＭＥＭＳチップ１４の直上位置を外した全域に形成されている。図１（ａ）の音響穴２４の配置によれば、蓋２２の前方から差し込まれる外部からの光は蓋２２の音響穴２４が形成されていない領域で遮光されてＭＥＭＳチップ１４には直接照射されないので、マイク出力に光電効果によるノイズが発生するのは抑制される。またＭＥＭＳチップ１４の直上位置は蓋２２の音響穴２４が形成されていない領域で覆われているので、外部からの塵が音響穴２４を通して内部空間１３に入り込んでもＭＥＭＳチップ１４の受音面１５には堆積しにくい。したがって耐環境性が確保される。

〈実施の形態１の実施例および比較例〉
蓋２２のみ相違する様々なシリコンマイクロホンを作製してマイク出力の周波数特性を測定した。マイクパッケージ１２の外寸は前面側から見て長手方向が４ｍｍ、短手方向が３ｍｍであり、厚みが１ｍｍである。また蓋２２の厚さは０．１ｍｍである。図２（ａ）は実施の形態１の実施例に係るシリコンマイクロホン１０である。シリコンマイクロホン１０内部空間にはＭＥＭＳチップとＬＳＩチップが収容されている。蓋２２には音響穴２４がＭＥＭＳチップの直上位置を外した位置に、ＭＥＭＳチップの直上位置を取り囲んで全周に形成されている。音響穴２４の直径は０．１ｍｍであり、音響穴２４による蓋２２の開口率は９％である。図２（ｂ）は図２（ａ）に示すシリコンマイクロホン１０について測定したマイク出力の周波数特性である。この周波数特性は超音波域まで伸びており、大きなピークや大きなディップは生じていない。

比較例１として図３（ａ）に示すシリコンマイクロホンを作製した。このシリコンマイクロホンは図２（ａ）のシリコンマイクロホン１０から蓋２２を取り去ったもの（つまり蓋２２の開口率を１００％としたもの）である（内部構造は図示を省略）。このシリコンマイクロホンのマイク出力の周波数特性を図３（ｂ）に示す。この周波数特性は超音波域まで伸びており、大きなピークや大きなディップは生じていない。図２（ｂ）と図３（ｂ）を対比すると、この発明による図２（ａ）のシリコンマイクロホン１０は、蓋２２を有しているにもかかわらず、蓋２２が無い図３（ａ）のシリコンマイクロホンと同様に超音波域まで伸びかつ大きなピークや大きなディップが生じない周波数特性が得られていることが分かる。

比較例２として図４（ａ）に示すシリコンマイクロホンを作製した。このシリコンマイクロホンは蓋２２に単一の音響穴２６を形成した従来タイプである。音響穴２６による蓋２２の開口率は５％である。このシリコンマイクロホンのマイク出力の周波数特性を図４（ｂ）に示す。この周波数特性は２０ｋＨｚ付近に大きなピークが生じ、７０ｋＨｚ付近に大きなディップが生じている。図２（ｂ）と図４（ｂ）を対比すると、この発明による図２（ａ）のシリコンマイクロホン１０は、単一の音響穴２６を形成した図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて超音波域まで平坦な周波数特性が得られていることが分かる。

ここで実施の形態１の実施例に係る図２（ａ）のシリコンマイクロホン１０によるマイクパッケージ１２と図４（ａ）に示す単一の音響穴２６を形成した従来タイプのシリコンマイクロホンによるマイクパッケージの内部空間１３での共振の生じ方の違いについて説明する。図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンの場合は図５（ａ）または（ｂ）に示すように、マイクパッケージ内部空間１３の横方向（内壁面２０ａの対向方向）両端部が壁面２０と蓋２２で閉じられているため、内壁面２０ａでの散乱波の影響が大きく、横方向の共振が生じやすいものと考えられる。ここで横方向の共振による定在波の１波長が３．３ｍｍであるとすると、その共振のピークは１００ｋＨｚ付近に現れることになる。これに対しこの発明のシリコンマイクロホン１０の場合は図６に示すように、マイクパッケージ内部空間１３の横方向両端部付近で蓋２２に音響穴２４が形成されているため、内壁面２０ａでの散乱波の影響が弱められ、横方向の共振が生じにくくなっているものと考えられる。そしてこれにより共振モードが単純化されて高域特性が改善されているものと考えられる。

比較例３として図７（ａ）に示すシリコンマイクロホンを作製した。このシリコンマイクロホンは蓋２２の右側の領域だけに音響穴２４を配置したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は９％である。このシリコンマイクロホンのマイク出力の周波数特性を図７（ｂ）に示す。この周波数特性は３０ｋＨｚ付近に大きなピークが生じ、７０ｋＨｚ付近に図４（ｂ）の従来タイプの特性よりもかなり大きなディップが生じている。図２（ｂ）と図７（ｂ）を対比すると、開口率が同じであるにもかかわらず、この発明による図２（ａ）のシリコンマイクロホン１０は、蓋２２の一側の領域だけに音響穴２４を配置した図７（ａ）のシリコンマイクロホンに比べて超音波域まで平坦な周波数特性が得られていることが分かる。

《実施の形態２》
この発明の実施の形態２を図８に示す。このシリコンマイクロホン１１は複数個の音響穴２４をマイクパッケージ１２の内部空間１３の長手方向両側の二辺に隣接する位置に沿って連続的に並べて（左辺は一列に並べて、右辺は４列に並べて）形成したものである。したがってＭＥＭＳチップ１４の直上位置を挟んで上辺側と下辺側には音響穴は形成されていない。音響穴２４の配置以外の構成は図１に示した実施の形態１と同じである。図１と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

次に実施の形態１，２のシリコンマイクロホン１０，１１の音響穴２４の配置の様々なバリエーションと該各バリエーションのマイク出力の周波数特性を説明する。なお以下のバリエーションで示す周波数特性は計算値であり、実際の特性はピーク部分がこれよりも平坦になる。

《実施の形態１のバリエーション》
図１（ａ）に示された音響穴２４の配列のうち、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４の配列を変更したバリエーションを説明する。ここでは各音響穴２４を軸直角方向の断面形状が同一の四角形状に構成している。図９（ａ）のシリコンマイクロホン１０は、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４を、内部空間１３の内壁面１３ａの右辺に隣接する位置から該右辺に沿って３列に配列したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は１８％である。このシリコンマイクロホン１０のマイク出力の周波数特性は図９（ｂ）に示すようになる。前出の図２（ｂ）の実際の特性と比べると、実際の特性は計算値に比べてピーク部分が平坦になることが分かる。ただし図９（ｂ）の特性であっても、図４（ｂ）の従来タイプの特性に比べて高域特性が改善されていると言える。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図９（ｂ）の特性では５０ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図９（ａ）のシリコンマイクロホン１０によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。また図４（ｂ）の従来タイプの特性では７０ｋＨｚ付近で大きなディップが生じているが、図９（ｂ）の特性ではこれに相当するディップは生じていない。

図１０（ａ）のシリコンマイクロホン１０は、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４を、内部空間１３の内壁面１３ａの右辺に隣接する位置から該右辺に沿って２列に配列したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は１６％である。このシリコンマイクロホン１０のマイク出力の周波数特性は図１０（ｂ）に示すようになる。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図１０（ｂ）の特性では４５ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図１０（ａ）のシリコンマイクロホン１０によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。また図４（ｂ）の従来タイプの特性では７０ｋＨｚ付近で大きなディップが生じているが、図１０（ｂ）の特性ではディップはほとんど生じていない。

図１１（ａ）のシリコンマイクロホン１０は、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４を、内部空間１３の内壁面１３ａの右辺に隣接する位置から該右辺に沿って１列に配列したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は１４％である。このシリコンマイクロホン１０のマイク出力の周波数特性は図１１（ｂ）に示すようになる。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図１１（ｂ）の特性では４０ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図１１（ａ）のシリコンマイクロホン１０によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。また図４（ｂ）の従来タイプの特性では７０ｋＨｚ付近で大きなディップが生じているが、図１１（ｂ）の特性ではディップは図４（ｂ）の特性ほど大きく生じていない。

《実施の形態２のバリエーション》
図８（ａ）に示された音響穴２４の配列のうち、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４の配列を変更したバリエーションを説明する。ここでは各音響穴２４を軸直角方向の断面形状が同一の四角形状に構成している。図１２（ａ）のシリコンマイクロホン１１は、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４を、内部空間１３の右辺に隣接する位置から該右辺に沿って３列に配列したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は１２％である。このシリコンマイクロホン１１のマイク出力の周波数特性は図１２（ｂ）に示すようになる。実際の特性はピーク部分がこれよりも平坦になる。ただし図１２（ｂ）の特性であっても図４（ｂ）の従来タイプの特性に比べて高域特性が改善されていると言える。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図１２（ｂ）の特性では４０ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図１２（ａ）のシリコンマイクロホン１１によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。また図４（ｂ）の従来タイプの特性では７０ｋＨｚ付近で大きなディップが生じているが、図１２（ｂ）の特性ではディップは図４（ｂ）の特性ほど大きく生じていない。

図１３（ａ）のシリコンマイクロホン１１は、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４を、内部空間１３の右辺に隣接する位置から該右辺に沿って２列に配列したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は９％である。このシリコンマイクロホン１１のマイク出力の周波数特性は図１３（ｂ）に示すようになる。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図１３（ｂ）の特性では３５ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図１３（ａ）のシリコンマイクロホン１１によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。また図４（ｂ）の従来タイプの特性では７０ｋＨｚ付近で大きなディップが生じているが、図１３（ｂ）の特性ではディップは図４（ｂ）の特性ほど大きく生じていない。図７（ｂ）の特性と比べると、開口率が同じであるにもかかわらず図１３（ｂ）の特性はディップが抑制されている。

図１４（ａ）のシリコンマイクロホン１１は、ＭＥＭＳチップ１４よりも右側の音響穴２４を、内部空間１３の右辺に隣接する位置から該右辺に沿って１列に配列したものである。音響穴２４による蓋２２の開口率は６％である。このシリコンマイクロホン１１のマイク出力の周波数特性は図１４（ｂ）に示すようになる。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図１４（ｂ）の特性では２５ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図１４（ａ）のシリコンマイクロホン１１によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。

この発明のその他の実施の形態を説明する。以下の実施の形態で示す周波数特性はいずれも計算値であり、実際の特性はピーク部分がこれよりも平坦になる。

《実施の形態３》
この発明の実施の形態３を図１５に示す。これは音響穴を蓋に形成するのに代えて側壁に形成したものである。回路基板１８と側壁２０は一体に作られている。回路基板１８と側壁２０を一体にするのに代えて蓋２２と側壁２０を一体に構成することもできる。それ以外の構成は実施の形態１，２と同じである。シリコンマイクロホン３２はマイクパッケージ１２の側壁２０の全周に音響穴３４が周方向に連続的に並べて形成されている。この音響穴３４はマイクパッケージ１２の厚み方向に延在する複数条のスリットで構成されている。各スリット３４の横断面は矩形状である。各スリット３４の開口幅は例えば０．１ｍｍであり、隣接するスリット３４，３４相互間の間隔は例えば０．２ｍｍである。蓋２２には音響穴は形成されていない。これによれば蓋２２の前方から差し込まれる外部からの光は側壁２０の音響穴３４に回り込みにくく、音響穴３４を通してマイクパッケージ１２の内部に入りにくいので、ＭＥＭＳチップ１４に全く当たらないかまたはほとんど当たらない。したがってマイク出力に光電効果によるノイズは発生しにくい。またＭＥＭＳチップ１４の直上位置は蓋２２概ね覆われているので、ＭＥＭＳチップ１４の受音面１５に塵は堆積しにくい。したがって耐環境性が確保される。また側壁２０の相対向する面に音響穴３４が形成されているので横方向の共振が生じにくくなっている。このシリコンマイクロホン３２のマイク出力の周波数特性は図１６に示すようになる。すなわちピークが、図４（ｂ）の従来タイプの特性では２０ｋＨｚ付近に現れているのに対し、図１６の特性では５０ｋＨｚ付近に現れており、高域側にシフトしている。したがって図１５のシリコンマイクロホン３２によれば図４（ａ）の従来タイプのシリコンマイクロホンに比べて高域まで平坦な特性が得られる。また図４（ｂ）の従来タイプの特性では７０ｋＨｚ付近で大きなディップが生じているが、図１６の特性ではディップは図４（ｂ）の特性ほど大きく生じていない。

《実施の形態４》
この発明の実施の形態４を図１７に示す。このシリコンマイクロホン３３は実施の形態３（図１５）では音響穴３４を構成するスリットの横断面が矩形であったのに対し、音響穴３４’を構成するスリットの横断面を鈎状に屈曲させたものである。音響穴の配置以外の構成は実施の形態３と同じである。これによれば、外部からの光は側壁２０の音響穴３４’からさらに入りにくくなる。また塵も入りにくくなる。したがって耐環境性をさらに向上させることができる。

《実施の形態５》
この発明の実施の形態５を図１８に示す。このシリコンマイクロホン３６は側壁２０に形成する音響穴３８を側壁２０の面に直角に開設した真っ直ぐな穴として構成しかつ音響穴３８の軸直角方向の断面形状を同一直径の円形（あるいは四角形等も可）に構成したものである。音響穴３８は側壁２０の周方向および高さ方向に（すなわち側壁２０の全面に）連続的に並べて形成したものが側壁２０の上下に複数段（この例では４段）に形成されている。音響穴の配置以外の構成は実施の形態１，２と同じである。

《実施の形態６》
この発明の実施の形態６を図１９に示す。このシリコンマイクロホン３７は実施の形態１（図１）と実施の形態３（図１５）を組み合わせたものである。すなわち蓋２２には音響穴２４が形成され、側壁２０には音響穴３４が形成されている。

《実施の形態７》
この発明の実施の形態７を図２０に示す。これは実施の形態１（図１）においてマイクパッケージ１２の内部空間１３にＭＥＭＳチップ１４の表面１４ａの高さまで（つまり表面１４ａに露出している受音面１５に掛からないように）、合成樹脂による充填剤４０を充填して固化したものである。これによればマイクパッケージ１２の内部空間１３の底部が平坦化され、周波数特性上のディップを抑制する効果が得られる。また内部空間１３の内壁面の有効面積が小さくなるので、横方向の共振をさらに弱める効果が得られる。

実施の形態１と実施の形態７によるマイク出力の周波数特性の違いを説明する。図２１は実施の形態１のバリエーションに係る図９（ａ）のシリコンマイクロホン１０のマイク出力の周波数特性を示し（図９（ｂ）よりも高域側まで示している）、図２２は実施の形態７（図２０）のマイク出力の周波数特性を示す。これによればマイクパッケージ１２の内部空間１３に充填剤４０を充填することにより低域〜１５０ｋＨｚあたりまで、感度が極端に落ちる周波数帯域がなくなることが分かる。

《実施の形態８》
この発明の実施の形態８を図２３に示す。このシリコンマイクロホン３９はマイクパッケージ１２の内部空間１３において側壁２０の内壁面下部を内方向に突出させてＭＥＭＳチップ１４およびＬＳＩチップ１６を隙間なく収容する凹所４２を形成したものである。凹所４２の深さはＭＥＭＳチップ１４およびＬＳＩチップ１６の高さとほぼ同じである。これによればマイクパッケージ１２の内部空間１３の底部が平坦化され、周波数特性上のディップを抑制する効果が得られる。

《実施の形態９》
この発明の実施の形態９を図２４に示す。このシリコンマイクロホン４１は実施の形態３（図１５）と実施の形態７（図２０）を組み合わせたものである。マイクパッケージ１２の内部空間１３にはＭＥＭＳチップ１４の表面１４ａの高さまで充填剤４０が充填され固化されている。マイクパッケージ１２の側壁２０の全周にはスリット状の音響穴３４が形成されている。この実施の形態ではマイクパッケージ１２の内部空間１３の高さが充填剤４０の充填によって低くなっているので、音響穴３４もこれに合わせて側壁２０の上半分程度の領域に限り形成されている。

《実施の形態１０》
この発明の実施の形態１０を図２５に示す。このシリコンマイクロホン４３は実施の形態５（図１８）と実施の形態７（図２０）を組み合わせたものである。マイクパッケージ１２の内部空間１３にはＭＥＭＳチップ１４の表面１４ａの高さまで充填剤４０が充填され固化されている。マイクパッケージ１２の側壁２０の全周には断面円形の音響穴３８が形成されている。この実施の形態ではマイクパッケージ１２の内部空間１３が充填剤４０の充填によって低くなっているので、音響穴３８もこれに合わせて側壁２０の上半分程度の領域に限り上下２段に形成されている。

１０，１１，３２，３３，３６，３７，３９，４１，４３…シリコンマイクロホン、２４，３４，３４’，３８…音響穴、１２…マイクパッケージ、１３…マイクパッケージの内部空間、１３ａ…内部空間の内壁面、１４…ＭＥＭＳチップ（マイクチップ）、２０…側壁、２２…蓋、３４…スリット、４０…充填剤、４２…凹所

Claims (11)

1. 音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にマイクチップを収容配置し、前記マイクパッケージの外部空間の音を前記音響穴から取り込み該マイクパッケージの内部空間を経て前記マイクチップで受音するシリコンマイクロホンにおいて、
   前記音響穴が前記マイクパッケージの蓋の概ね前記マイクチップの直上位置を外した位置に複数個形成され、かつ該複数個の音響穴の少なくとも一部は該マイクチップの直上位置を挟んで相対向する位置であって前記内部空間の内壁面に近接する位置に複数個ずつ並べて形成されているシリコンマイクロホン。
2. 前記音響穴が前記マイクパッケージの蓋の前記マイクチップの直上位置を取り囲んで全周に形成されている請求項１記載のシリコンマイクロホン。
3. 前記マイクパッケージの内部空間が前面側から見て四角形状に形成され、前記音響穴が前記マイクパッケージの内部空間の四辺に隣接する位置に沿って複数個ずつ形成されている請求項２記載のシリコンマイクロホン。
4. 前記音響穴が、前記蓋の前記マイクパッケージの内部空間に対面する領域のうち概ね前記マイクチップの直上位置を外した領域の概ね全域に形成されている請求項２または３記載のシリコンマイクロホン。
5. 前記マイクパッケージの内部空間が前面側から見て長四角形状に形成され、前記音響穴が前記マイクパッケージの内部空間の長手方向両側の二辺に隣接する位置に沿って複数個ずつ形成されている請求項１記載のシリコンマイクロホン。
6. 前記マイクパッケージの内部空間で前記マイクチップの周囲全体に充填剤が充填固化され、もって該マイクパッケージの内部空間の底部が平坦化されている請求項１から５のいずれか１つに記載のシリコンマイクロホン。
7. 前記前記マイクパッケージの内部空間に前記マイクチップおよび前記ＬＳＩチップを隙間なく収容する凹所が形成され、もって該マイクパッケージの内部空間の底部が平坦化されている請求項１から５のいずれか１つに記載のシリコンマイクロホン。
8. さらに前記マイクパッケージの側壁に複数個の音響穴が並べて形成されている請求項１から７のいずれか１つに記載のシリコンマイクロホン。
9. 音響穴が形成されたマイクパッケージの内部空間にマイクチップを収容配置し、前記マイクパッケージの外部空間の音を前記音響穴から取り込み該マイクパッケージの内部空間を経て前記マイクチップで受音するシリコンマイクロホンにおいて、
   前記音響穴が前記マイクパッケージの側壁に複数個周方向に連続的に並べて形成されているシリコンマイクロホン。
10. 前記音響穴が前記マイクパッケージの側壁の全周に形成されている請求項８または９記載のシリコンマイクロホン。
11. 前記側壁に形成された複数個の音響穴が前記マイクパッケージの厚み方向に延在する複数条のスリットで構成されている請求項８から１０のいずれか１つに記載のシリコンマイクロホン。

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