JP2010187277A - マイクロフォンパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上面に搭載したマイクロフォンセンサチップに蓋体を被せて空洞部を形成し、基板に音響孔を形成したマイクロフォンパッケージを、樹脂モールドの技術により安価かつ容易に製造できるようにする。
【解決手段】上面４１ａにマイクロフォンチップ５を固定するモールド基板１１の板状壁部４１が、接地用のシールド板部２５をモールド樹脂１７により封止して構成され、シールド板部２５は板状壁部４１の厚さ方向にマイクロフォンチップ５と重なるように配される。シールド板部２５には、モールド樹脂１７から板状壁部４１の上面４１ａ側に露出する内部端子面２５Ａ、前記厚さ方向に貫通する貫通孔３４、及び、これを囲むように板状壁部４１の下面４１ｂに露出する環状の接合面３８が形成される。貫通孔３４内にその内周面全体を覆う筒状部１７Ａをモールド樹脂１７により形成し、筒状部１７Ａにより前記厚さ方向に貫通する音響孔４６を画成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、マイクロフォンパッケージ及びその製造方法に関する。

従来、マイクロフォンパッケージは、例えば特許文献１のように、中空の空洞部及びこれを外方に連通させる音響孔を有するハウジング内に音響を検出するマイクロフォンチップを設けて構成されている。ここで、ハウジングは、マイクロフォンチップを搭載する搭載面をなすプリント基板、セラミック基板等の多層配線基板、及び、マイクロフォンチップ及び搭載面の上方を覆う蓋体によって構成されている。
また、多層配線基板の外面には、マイクロフォンチップに電気接続された外部端子面が形成されており、このマイクロフォンパッケージを実装基板に実装する場合には、多層配線基板の外面を実装基板の実装面に対向させて、半田等により多層配線基板の外部端子面と実装基板のランド部とを接合している。

さらに、特許文献１に記載のマイクロフォンパッケージには、多層配線基板の搭載面から外面まで貫通する貫通孔によって音響孔を構成したものもある。この構成のマイクロフォンパッケージを実装基板に実装する場合は、実装基板にその厚さ方向に貫通する連通孔を形成しておき、音響孔が連通孔に対向するようにマイクロフォンパッケージを実装基板上に配する。したがって、マイクロフォンパッケージを実装基板に実装した状態では、音響が連通孔及び音響孔を介して空洞部内に導入されることになる。

米国特許第７４３９６１６号明細書

ところで、マイクロフォンパッケージと実装基板との間には隙間があるため、音響が連通孔から音響孔に向かう間に上記隙間から漏れ出てしまうことがある。従来では、この音響の漏れ出しを防止するために、例えば特許文献１のように、多層配線基板の外面に音響孔の開口部分を囲む環状のメッキ面を別途形成した上で、上記隙間に連通孔及び音響孔の開口部分を囲む環状の半田を形成している。
しかしながら、ハウジングに使用する多層配線基板はそれ自体が高価である上、上述した音響孔や環状のメッキを形成する場合にはマイクロフォンパッケージの製造工程数がさらに多くなるため、マイクロフォンパッケージの製造は面倒となり、その製造コストもさらに高くなるという問題がある。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、樹脂モールドの技術を用いて、安価かつ容易に製造可能なマイクロフォンパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のマイクロフォンパッケージは、支持部の内孔を覆うようにダイヤフラムを設けてなるマイクロフォンチップと、前記内孔と共に中空の第１空間部を形成するように前記マイクロフォンチップを固定したモールド基板と、該モールド基板と共に前記マイクロフォンチップを含む中空の第２空間部を形成するように前記マイクロフォンチップに被せられた蓋体とを備え、前記モールド基板は、導電性板材からなるリードフレームをモールド樹脂により封止して構成されると共に、上面に前記マイクロフォンチップを固定する板状壁部を備え、前記リードフレームは、前記板状壁部の厚さ方向に前記マイクロフォンチップと重なるように配される接地用のシールド板部を備え、当該シールド板部には、前記モールド樹脂から前記板状壁部の上面側に露出して前記マイクロフォンチップに電気接続される内部端子面、前記厚さ方向に貫通する貫通孔、及び、当該貫通孔を囲むように前記板状壁部の下面に露出する環状の接合面が形成され、前記モールド樹脂が前記貫通孔内においてその内周面全体を覆う筒状部に形成されることで、当該筒状部により前記板状壁部の厚さ方向に貫通して前記第１空間部及び前記第２空間部のいずれか一方を外方に連通させる音響孔が画成されることを特徴とする。
なお、上記マイクロフォンパッケージを実装する実装基板には、その厚さ方向に貫通して前記音響孔に対向配置される連通孔、及び、前記接合面に対向するように連通孔の周囲に位置して実装基板のグランドパターンをなす環状の接合用ランド部が形成されていればよい。

そして、上記マイクロフォンパッケージを実装基板に実装する際には、モールド基板の音響孔が実装基板の連通孔に対向するようにモールド基板の下面を実装基板の実装面に対向させた状態で、半田によりシールド板部の接合面を実装基板の接合用ランド部に接合すればよい。
この接合状態においては、音響等の圧力変動が連通孔及び音響孔を介して空洞部内に導入されるが、接合面と接合用ランド部とを接合する半田によって、圧力変動が実装基板とモールド基板との隙間から漏れ出ることを防止できる。
また、この接合状態においては、外部において生じた電磁気的なノイズがシールド板部を介してマイクロフォンチップに到達することを抑制できる。すなわち、マイクロフォンチップに対する電磁気的なシールド効果を得ることができる。

さらに、貫通孔自体が音響孔を構成する場合、すなわち、貫通孔の内周面が露出して接合面に連なる場合には、接合面と接合用ランド部とを接合する半田が貫通孔の内周面に濡れ広がる虞がある。これに対して本発明のマイクロフォンパッケージでは、この貫通孔の内周面全体がモールド樹脂からなる筒状部によって覆われているため、前記半田が接合面から筒状部に濡れ広がることはない。したがって、前記半田が音響孔に入り込むことを防止して、音響孔内への半田の侵入に基づく音響孔の縮小を防いで、共振周波数等の音響特性の低下を防止できる。

そして、前記マイクロフォンパッケージにおいては、前記上面をなす前記筒状部の端面には、前記音響孔を囲む筒状突起部が突出して形成されていることが好ましい。
このマイクロフォンパッケージによれば、ダイボンドを介してマイクロフォンチップを板状壁部の上面に固着する際に、ダイボンドが筒状突起部によって堰き止められ、音響孔に流れ込むことを防止できる。したがって、ダイボンド材の音響孔内への侵入に基づく半導体パッケージの音響特性の低下を防止できる。

さらに、前記マイクロフォンパッケージにおいては、前記板状壁部の上面における前記音響孔の開口中心と、前記板状壁部の下面における前記音響孔の開口中心とが、互いに前記板状壁部の面方向にずれて位置していてもよい。
このマイクロフォンパッケージによれば、太陽光のように直進性の高い電磁波が音響孔内に入り込んでも、その大部分を板状壁部の下面から外方に露出する音響孔の内面において遮断できるため、直進性の高い電磁波が音響孔に連通する第１空間部や第２空間部に侵入することを抑制できる。したがって、マイクロフォンチップに対する電磁波の影響を大きく低減することが可能となる。

そして、前記マイクロフォンパッケージを製造する本発明の製造方法は、前記貫通孔が形成された前記シールド板部を備える前記リードフレームを導電性板材に形成すると共に、前記板状壁部の下面側に向く前記シールド板部の裏面のうち前記貫通孔を囲む部分を前記裏面の他の部分よりも前記厚さ方向に高い前記接合面として形成するフレーム準備工程と、一対の金型により前記シールド板部をその厚さ方向から狭持することで前記貫通孔の内側に筒状のキャビティを形成し、当該キャビティ内に前記モールド樹脂を射出することで前記筒状部を形成して前記板状壁部を構成するモールド工程とを経て前記モールド基板を構成し、前記モールド工程において、前記キャビティが前記シールド板部の表面上まで延びて形成されると共に、前記モールド樹脂を前記シールド板部の表面上に位置する前記キャビティに流し込むことを特徴とする。

この製造方法によれば、前記マイクロフォンパッケージを容易に製造することができる。なお、このように製造されるマイクロフォンパッケージでは、モールド樹脂が筒状部に連なるように、板状壁部の上面側に向くシールド板部の表面を覆うように形成されることになる。
また、この製造方法によれば、筒状部形成用のキャビティがシールド板部の表面上まで延びて形成されていることにより、モールド樹脂をシールド板部の表面上から貫通孔の内側に容易に流し込むことができる。したがって、シールド板部の裏面に環状の接合面が形成されていても、モールド樹脂により貫通孔の内周面を容易に覆うことができ、また、音響孔を容易に画成することができる。

本発明によれば、音響孔の周囲に形成されて音響の漏れ出しを防止する環状の接合面をシールド板部に一体に形成することで、音漏れを防止できるマイクロフォンパッケージを、樹脂モールドの技術により安価かつ容易に製造することが可能となる。
また、半田が音響孔に入り込むことを防止できるため、半田の音響孔内への侵入に基づく半導体パッケージの共振周波数等の音響特性の低下も防止できる。

この発明の一実施形態に係るマイクロフォンパッケージをその上面側から見た状態を示す概略平面図である。 図１のマイクロフォンパッケージをその下面側から見た状態を示す概略平面図である。 図１，２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１〜３のマイクロフォンパッケージを構成するリードフレームをその表面側から見た状態を示す概略平面図である。 図４のリードフレームをその裏面側から見た状態を示す概略平面図である。 図４，５に示すリードフレームを射出成形金型内に配置した状態を示す概略断面図である。 図３のマイクロフォンパッケージを実装基板に実装した状態を示す概略断面図である。 この発明の他の実施形態に係るマイクロフォンパッケージを示す概略断面図である。 図８に示すモールド基板を形成するための射出成形金型内にリードフレームを配置した状態を示す概略断面図である。 シールド板部の変形例を示す概略断面図である。 音響孔の変形例を示す概略断面図である。

以下、図１〜７を参照して本発明の一実施形態に係るマイクロフォンパッケージについて説明する。図１〜３に示すように、この実施形態に係るマイクロフォンパッケージ１は、中空の空洞部（第２空間部）Ｓ２を有するパッケージ本体３内に、マイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７を設けて構成されている。

マイクロフォンチップ５は、厚さ方向に貫通する内孔５１ａを形成してなる支持部５１と、支持部５１の内孔５１ａを覆うように設けられて音響等の圧力変動を振動により検出する音響検出部５３とを備えている。また、音響検出部５３は、支持部５１の内孔５１ａを覆うように設けられた略板状の固定電極５３Ａと、固定電極５３Ａと支持部５１の厚さ方向に所定の間隔をもって対向配置されて圧力変動に応じて振動するダイヤフラム５３Ｂとを備えている。
制御回路チップ７は、例えばマイクロフォンチップ５からの電気信号を増幅するための増幅回路や、前記電気信号をデジタル信号として処理するためのＡ／Ｄ変換器、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等を含んで構成されている。

パッケージ本体３は、これらマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７を固定するモールド基板１１と、モールド基板１１と共に空洞部Ｓ２を形成するようにマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７に被せられる蓋体１３とを備えている。そして、モールド基板１１は、導電性板材からなるリードフレーム１５（図４，５参照）をモールド樹脂１７により封止して構成され、上面４１ａにマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７を並べて搭載する平面視矩形板状の底壁板部（板状壁部）４１と、底壁板部４１の上面４１ａの周縁部に立設された平面視矩形環状の周壁部４２とを備えた箱型に形成されている。

図４，５に示すように、リードフレーム１５は、帯状の導電性板材に、図４に示す単位を１個のものとして１列あるいは複数列に並ぶようにプレス加工によって複数連ねて形成されるものである。以下、本明細書中では１個単位のものをリードフレームと称する。
なお、図４において、符号２１は導電性板材に対するリードフレーム１５の形成加工によってリードフレーム１５の周囲に形成される外枠部を示しており、符号２３はリードフレーム１５を外枠部２１に接続するための接続フレーム部を示している。

リードフレーム１５は、比較的広い面積を有する接地用のシールド板部（一の接続端子板部）２５と、該シールド板部２５の周囲にその面方向に隙間を介して配される３つの接続端子板部（他の接続端子板部）２６〜２８とを備えて構成されている。
シールド板部２５は、平面視矩形状に形成されたリードフレーム１５の１つの隅部を中心としてリードフレーム１５の二辺の一部をなすように形成された平面視略矩形状の本体部３１と、この本体部３１からその面方向に一体に延出する２つの延長部３２，３３とを備えている。本体部３１には、その厚さ方向に貫通する貫通孔３４が形成されている。また、２つの延長部３２，３３は、それぞれリードフレーム１５の他の二辺の中途部をなすように配されている。そして、シールド板部２５の第１延長部３２の表面の一部は、マイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７に電気接続される内部端子面２５Ａをなしている。

３つの接続端子板部２６〜２８は、シールド板部２５及び外枠部２１によって囲まれた残り３つの隅部にそれぞれ配置されている。なお、図示例における３つの接続端子板部２６〜２８は、それぞれ電源用端子板部２６、出力用端子板部２７、ゲイン用端子板部２８として機能している。これら３つの接続端子板部２６〜２８の表面の一部は、それぞれマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７に電気接続される内部端子面２６Ａ〜２８Ａをなしている。
そして、シールド板部２５の２つの延長部３２，３３は、電源用端子板部２６と出力用端子板部２７との間、及び、出力用端子板部２７とゲイン用端子板部２８との間にそれぞれ配置されている。

リードフレーム１５の裏面は、図５に示すように、その四隅の矩形状部分を除く大部分がハーフエッチングされ、これら４つの矩形状部分はそれぞれシールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８の外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂをなしている。そして、四隅の矩形状部分はほぼ同じ大きさに形成されているため、シールド板部２５の大部分が、リードフレーム１５の裏面側からハーフエッチングされている。また、ゲイン用端子板部２８のうち外部端子面２８Ｂを除く部分も、同様にリードフレーム１５の裏面側からハーフエッチングされている。

ただし、シールド板部２５の裏面側のうち、貫通孔３４を囲む周縁部分は、外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂの形成部分と同様にハーフエッチングされておらず、外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂと同じ高さの平面に形成された環状の接合面３８とされている。また、シールド板部２５の第１延長部３５の裏面側にも、シールド板部２５の接合面３８と同様に、外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂと同じ高さの支持面４０が形成されている。
すなわち、上述した外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂ、接合面３８及び支持面４０は、ハーフエッチングされたシールド板部２５の裏面の他の部分よりもシールド板部２５の厚さ方向に高く位置している。
なお、上述したリードフレーム１５の裏面側のハーフエッチング領域は、図５においてハッチング領域によって示されている。

底壁板部４１は、図１〜３に示すように、上記構成のシールド板部２５及び接続端子板部２６〜２８をモールド樹脂１７により封止して構成されている。
この底壁板部４１において、モールド樹脂１７は、相互に隣り合うシールド板部２５及び接続端子板部２６〜２８の隙間に充填されている。また、モールド樹脂１７は、貫通孔３４の周縁部分を含むシールド板部２５及び接続端子板部２６〜２８の表面の大部分を覆って底壁板部４１の上面４１ａをなすように平坦に形成されているが、制御回路チップ７の配置面をなすシールド板部２５の表面２５ｃ、並びに、シールド板部２５及び接続端子板部２６〜２８の内部端子面２５Ａ〜２８Ａを覆ってはいない。すなわち、マイクロフォンチップ５および制御回路チップ７を固定する底壁板部４１の上面４１ａは、シールド板部２５の表面２５ｃとモールド樹脂１７の表面との間に複数の段差を有して形成されている。

さらに、モールド樹脂１７は、シールド板部２５及び接続端子板部２６〜２８の裏面側のハーフエッチング領域を覆うことで、外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂ、接合面３８及び支持面４０と共に底壁板部４１の平坦な下面４１ｂを形成している。すなわち、外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂ、接合面３８及び支持面４０は、いずれも底壁板部４１の下面４１ｂに露出している。
また、モールド樹脂１７は貫通孔３４の内周面全体を覆っており、貫通孔３４内に配されたモールド樹脂１７は筒状部１７Ａとして形成されている。そして、この筒状部１７Ａにより底壁板部４１の厚さ方向に貫通する音響孔４６が画成されている。すなわち、モールド樹脂１７に形成された音響孔４６の内径は、貫通孔３４の内径よりも小さく形成されている。また、筒状部１７Ａは、シールド板部２５の表面２５ｃから上方に突出するように形成され、シールド板部２５の表面２５ｃを覆うモールド樹脂１７と一体に連なっている。
そして、周壁部４２は、モールド樹脂１７によって底壁板部４１のモールド樹脂１７部分と一体に形成されており、上方に向かうにしたがって幅が小さくなる断面台形状を呈している。

前述したマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７は、それぞれダイボンド７１，７２を介して周壁部４２よりも内側に位置する底壁板部４１の上面４１ａにそれぞれ固定される。より具体的に説明すれば、マイクロフォンチップ５はモールド樹脂１７からなる上面４１ａに固定され、制御回路チップ７はシールド板部２５の表面２５ｃからなる上面４１ａに固定されている。
この固定状態において、マイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７は、シールド板部２５とその厚さ方向に重なる位置に配されている。また、上記固定状態においては、マイクロフォンチップ５の内孔５１ａ及びダイヤフラム５３Ｂ、並びに、底壁板部４１の上面４１ａによって、中空の空間部（第１空間部）Ｓ１が形成され、音響孔４６を介して外方に連通されている。

そして、これらマイクロフォンチップ５と制御回路チップ７とは、これらの間で上方に湾曲したループ形状をなす複数のボンディングワイヤ５５によって電気接続されている。さらに、制御回路チップ７とシールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８の内部端子面２５Ａ〜２８Ａとの各間にボンディングワイヤ５６が配されることで、マイクロフォンチップ５がシールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８に電気接続される。

蓋体１３は、例えば銅材等からなる導電性材料を平板状に形成したものであり、接着剤等により周壁部４２の上端面４２ａの周方向にわたって固定されることで、モールド基板１１の上側の開口を塞ぎ、これによって空間部Ｓ１に対して隔離された空洞部Ｓ２が形成される。この空洞部Ｓ２はマイクロフォンチップ５の背部気室として機能する。
また、蓋体１３をモールド基板１１に固定した状態では、蓋体１３がシールド板部２５に電気接続されると共に、マイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７がシールド板部２５及び蓋体１３の間に配されることになる。

以上のように構成されるマイクロフォンパッケージ１の製造方法について説明する。
マイクロフォンパッケージ１を製造する際には、はじめにモールド基板１１を製造する。この際には、はじめに、図４，５に示すリードフレーム１５を用意する（リードフレーム準備工程）。この工程では、帯状の導電性板材の必要な箇所にマスキングをしてエッチング処理することで、図５に示すハッチング領域を導電性板材の半分程度までエッチングする。そして、プレス加工によって外形を打抜くことで、接続フレーム部２３によって外枠部２１に接続状態とされたリードフレーム１５が形成される。なお、音響孔４６用の貫通孔３４もこのプレス加工によって形成される。

その後、図６に示すように、リードフレーム１５を射出成形金型（一対の金型）内に配置することで形成されるキャビティ８３内に、モールド樹脂１７を射出してリードフレーム１５を封止する（モールド工程）。
なお、このモールド工程において使用する射出成形金型の下型８１には、底壁板部４１の下面４１ｂに対応する平坦面８１Ａが形成されている。
一方、射出成形金型の上型８２には、段差を有して形成される底壁板部４１の上面４１ａに対応する段差面８２Ａ、及び、周壁部４２の形状に対応する凹部８２Ｃが連ねて形成されている。また、上型８２には、貫通孔３４よりも小径の上側ピン８４Ａが段差面８２Ａの低い方の面から突出するように設けられている。この上側ピン８４Ａは、音響孔４６に対応するものであり、音響孔４６と同等の径寸法を有する円柱状に形成されている。また、上側ピン８４Ａは、スプリング８５によって上型８２から下型８１の平坦面８１Ａに向けて付勢されるように構成されている。

そして、モールド工程においては、下型８１の平坦面８１Ａに、シールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８に形成された外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂ、並びに、シールド板部２５の接合面３８及び支持面４０が当接する。また、下型８１の平坦面８１Ａには、貫通孔３４内に挿入された上側ピン８４Ａの先端面が当接する。
一方、上型８２の内面には、シールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８に形成された内部端子面２５Ａ〜２８Ａ、並びに、シールド板部２５の表面２５ｃのうち制御回路チップ７が配される領域が当接する。具体的には、上型８２の段差面８２Ａの高い方の面が、制御回路チップ７の配置領域及び内部端子面２５Ａをなすシールド板部２５の表面２５ｃや、内部端子面２６Ａ〜２８Ａをなす３つの接続端子板部２６〜２８の表面に当接する。
以上により、シールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８が、それぞれ上型８２及び下型８１によって狭持されることになる。また、リードフレーム１５の外側においては、接続フレーム部２３が上型８２及び下型８１によって狭持される。

そして、この狭持状態においては、貫通孔３４の内側に上側ピン８４Ａからなる筒状の第１キャビティ部８３Ａが形成され、シールド板部２５の表面２５ｃ上に段差面８２Ａからなる第２キャビティ部８３Ｂ及び凹部８２Ｃからなる第３キャビティ部８３Ｃが形成される。また、シールド板部２５の裏面側のハーフエッチング領域上に第４キャビティ部８３Ｄが形成される。これら複数のキャビティ部８３Ａ〜８３Ｄは、シールド板部２５及び接続端子板部２６〜２８の隙間等によって連結されることで一体のキャビティ８３として形成される。

そして、このキャビティ８３内にモールド樹脂１７を射出する際には、モールド樹脂１７をシールド板部２５の表面２５ｃ上に位置する第２キャビティ部８３Ｂや第３キャビティ部８３Ｃに流し込むことで、モールド樹脂１７が第２キャビティ部８３Ｂから貫通孔３４の内側の第１キャビティ部８３Ａに流れ込むことになる。なお、上側ピン８４Ａの先端面はスプリング８５の付勢力によって下型８１の平坦面８１Ａに押し付けられているため、上側ピン８４Ａの先端面と下型８１の平坦面８１Ａとの間に隙間が形成されてモールド樹脂１７が入り込むことは防止される。したがって、モールド工程においては、音響孔４６の内側に突出する樹脂バリが生じることを防いで、音響孔４６の孔径が小さくなることを防止できる。
以上のようにモールド工程を実施した後には、モールド樹脂１７の外部に露出するシールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８の内部端子面２５Ａ〜２８Ａ、外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂ及びシールド板部２５の接合面３８にメッキ処理を施す（メッキ処理工程）ことでモールド基板１１の製造が終了する。

モールド基板１１の製造後には、図１，３に示すように、底壁板部４１の上面４１ａにマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７をダイボンド７１，７２により固着し（ダイボンド工程）、マイクロフォンチップ５と制御回路チップ７との間、及び、制御回路チップ７とシールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８の各内部端子面２５Ａ〜２８Ａとの間にそれぞれボンディングワイヤ５５，５６を配する（配線工程）。
そして、別途製作しておいた蓋体１３をマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７に被せるように周壁部４２の上端面４２ａに接着する（蓋体取付工程）。なお、この工程においては、蓋体１３がリードフレーム１５と同様の接続フレーム部（不図示）によってモールド基板１１と同じピッチで複数連ねて形成されていれば、複数の蓋体１３を一括して複数のモールド基板１１に接着することができる。
最後に、モールド樹脂１７から突出しているリードフレーム１５の接続フレーム部２３や蓋体１３の接続フレーム部を切断することで、マイクロフォンパッケージ１の製造が完了する。

以上のように製造されたマイクロフォンパッケージ１は、図７に示すように、厚さ方向に貫通して音響孔４６に対向配置される連通孔９３、及び、シールド板部２５の接合面３８に対向して連通孔９３の周囲に位置する環状の接合用ランド９５を形成した実装基板９１に実装することができる。また、実装基板９１には、シールド板部２５及び３つの接続端子板部２６〜２８の各外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂにそれぞれ対向配置される複数のランド（不図示）も形成されている。なお、接合用ランド９５は実装基板９１のグランドパターンをなしている。
すなわち、マイクロフォンパッケージ１を実装基板９１に実装する際には、底壁板部４１の下面４１ｂに露出する複数の外部端子面２５Ｂ〜２８Ｂを実装基板９１の各ランドにそれぞれ半田付けすると共に、シールド板部２５の接合面３８を実装基板９１の接合用ランド９５に半田付けすればよい。

この接合状態においては、外部の圧力変動が連通孔９３及び音響孔４６を介して空間部Ｓ１に導入されるが、シールド板部２５の接合面３８と実装基板９１の接合用ランド９５とを接合した半田９９により、圧力変動がマイクロフォンパッケージ１と実装基板９１との隙間から外部に漏れ出すことを防止できる。
また、この状態においては、シールド板部２５及びこれに電気接続された蓋体１３が実装基板９１を介して接地状態となるため、マイクロフォンパッケージ１の外部において生じた電磁気的なノイズがシールド板部２５や蓋体１３を介してマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７に到達することを抑制できる。すなわち、マイクロフォンチップ５に対する電磁気的なシールド効果を得ることができる。

そして、上記マイクロフォンパッケージ１によれば、音響孔４６の周囲に形成されて音響の漏れ出しを防止する環状の接合面３８をシールド板部２５に一体に形成することで、音漏れを防止できるマイクロフォンパッケージ１を、樹脂モールドの技術により安価かつ容易に製造することができる。

さらに、上記マイクロフォンパッケージ１によれば、貫通孔３４の内周面全体がモールド樹脂１７からなる筒状部１７Ａによって覆われているため、接合面３８と接合用ランド９５とを接合する半田９９が接合面３８から筒状部１７Ａに濡れ広がることはない。したがって、半田９９が音響孔４６に入り込むことを防止できる。すなわち、音響孔４６内への半田９９の侵入に基づく共振周波数等の音響特性の低下を防止できる。
なお、共振周波数とは、音響孔４６の周辺において生じるヘルムホルツの共鳴に基づく空間部Ｓ１の共振周波数を示している。また、音響孔４６内に半田９９が侵入して音響孔４６の実質的な大きさが設定値よりも小さくなると、この共振周波数が可聴領域内の周波数まで下がり、マイクロフォンチップ５において検出される音響の質が低下する。

また、上記マイクロフォンパッケージ１の製造方法によれば、マイクロフォンパッケージ１を容易に製造できる。特に、筒状部１７Ａ形成用の第１キャビティ部８３Ａがシールド板部２５の表面２５ｃ上の第２キャビティ部８３Ｂに連ねて形成されているため、モールド樹脂１７をシールド板部２５の表面２５ｃ上から貫通孔３４の内側に容易に流し込むことができる。したがって、シールド板部２５の裏面側に貫通孔３４の周縁をなす環状の接合面３８が形成されていても、モールド樹脂１７により貫通孔３４の内周面を容易に覆うことができ、また、音響孔４６を容易に画成することができる。

なお、上記実施形態では、モールド工程でリードフレーム１５を射出成型金型内に配置した状態において、全てのキャビティ部３８Ａ〜３８Ｄが一体に連結されるとしたが、少なくとも第１キャビティ部８３Ａと第２キャビティ部８３Ｂとが一体に連なっていればよい。すなわち、筒状部１７Ａ形成用のキャビティは少なくともシールド板部２５の表面２５ｃ上まで延びて形成されていればよい。この場合でも、上記実施形態と同様に、モールド樹脂１７をシールド板部２５の表面２５ｃ上から貫通孔３４の内側に容易に流し込むことができる。

また、モールド工程において使用する射出成型金型では、上記実施形態のように上型８２に筒状部１７Ａ形成用の上側ピン８４Ａを設ける代わりに、例えば下型８１に筒状部１７Ａ形成用の下側ピンを設けてもよい。この下側ピンは、貫通孔３４に挿入されて上型８２の段差面８２Ａの低い方の面に当接するように構成されていればよく、また、上記実施形態の上側ピン８４Ａと同様に、スプリングによって下型８１から上型８２の段差面８２Ａの低い方の面に向けて押し付けることができるように構成されていることが好ましい。

また、上記実施形態のマイクロフォンパッケージ１の構成に加えて、例えば図８に示すように、底壁板部４１の上面４１ａをなす筒状部１７Ａの端面に、音響孔４６の周囲を囲む筒状突起部４９が突出して形成されていてもよい。この場合には、ダイボンド７１を介してマイクロフォンチップ５を底壁板部４１の上面４１ａに固着する際に、ダイボンド７１が筒状突起部４９によって堰き止められ、音響孔４６内に流れ込むことを防止することができる。したがって、ダイボンド７１の音響孔４６内への侵入に基づくマイクロフォンパッケージ２の音響特性の低下を防止できる。
なお、図示例においては、筒状突起部４９がマイクロフォンチップ５の内孔５１ａの内側に配されているが、例えば筒状突起部４９の内径をマイクロフォンチップ５の内孔５１ａの内径よりも大きく形成し、支持部５１の下面を筒状突起部４９の先端に当接させてもよい。この場合には、底壁板部４１の上面４１ａと支持部５１の下面との隙間にダイボンド７１が充填されるように、筒状突起部４９の高さ寸法を調整すればよい。

そして、上記構成の筒状突起部４９を形成するためには、モールド工程において使用する射出成型金型に、上記実施形態の上側ピン８４Ａを形成する代わりに、例えば図９に示すように、下側突起８６Ａ及び上側大径ピン８４Ｂを形成すればよい。
すなわち、射出成型金型の下型８１には、貫通孔３４よりも小径に形成された筒状部１７Ａ形成用の下側突起８６Ａが平坦面８１Ａから突出するように設けられている。この下側突起８６Ａの先端面は平坦に形成され、下側突起８６Ａの突出高さは底壁板部４１の下面４１ｂからモールド樹脂１７によって形成される上面４１ａまでの厚さ寸法よりも高く設定されている。
一方、射出成型金型の上型８２には、下側突起８６Ａよりも大径の上側大径ピン８４Ｂが段差面８２Ａの低い方の面から突出するように設けられている。この上側大径ピン８４Ｂは、その先端面が平坦に形成され、また、スプリング８５によって上型８２から下型８１に向けて付勢されている。なお、図示例において、上側大径ピン８４Ｂの外径は貫通孔３４の内径よりも小さく設定されているが、例えば大きく設定されていてもよいし、同等に設定されていてもよい。

そして、上記実施形態と同様に、下型８１上型８２によってリードフレーム１５をその厚さ方向から狭持した状態では、下側突起８６Ａ及び上側大径ピン８４Ｂの先端面同士が当接する。さらに、上側大径ピン８４Ｂが下側突起８６Ａに押し付けられてスプリング８５の付勢力に抗って上方に移動し、上側大径ピン８４Ｂの先端面が段差面８２Ａの低い方の面よりも窪んだ位置に配される。すなわち、これら上側大径ピン８４Ｂの先端面と段差面８２Ａの低い方の面との段差によって環状のキャビティ部８３Ｅを形成することができ、このキャビティ部８３Ｅにモールド樹脂１７を流し込むことで筒状突起部４９を形成することができる。したがって、下側突起８６Ａ及び上側大径ピン８４Ｂの中心軸は、互いに一致していることが好ましいが、下側突起８６Ａの先端面全体が上側大径ピン８４Ｂの先端面の周縁よりも内側において当接すれば、互いにずれていても構わない。

そして、図９に示す射出成形金型によれば、上側大径ピン８４Ｂの先端面が下側突起８６Ａの先端面よりも大きく形成されていることから、モールド工程後に上型８２をモールド基板１２（図８参照）から離間させる上型８２の離型時には、スプリング８５の応力によって上側大径ピン８４Ｂが筒状突起部４９を下方に押さえつけることで、筒状突起部４９やその周辺のモールド樹脂１７の部分を上型８２から滑らかに離間させることができる。したがって、上側大径ピン８４Ｂの先端面やその周辺に位置する上型８２の内面に当接するモールド樹脂１７部分、特に筒状突起部４９をなすモールド樹脂１７部分が欠けることを防止できる。
なお、図９に示す射出成形金型は、図８に示すモールド基板１２だけではなく図３に示すモールド基板１１も形成することが可能である。すなわち、下側突起８６Ａの突出高さを底壁板部４１の下面４１ｂからモールド樹脂１７によって形成される上面４１ａまでの厚さ寸法と同等に設定すれば、下型８１及び上型８２でリードフレーム１５を挟み込んだ状態で、上側大径ピン８４Ｂの先端面が上型８２の段差面８２Ａの低い方の面と同一平面をなすように位置するため、図３に示すモールド基板１１を形成することができる。

また、上記実施形態において、シールド板部２５の貫通孔３４は、その内径が貫通方向にわたって一定となるように形成されているが、少なくとも貫通孔３４の内周面が筒状部１７Ａによって覆われていればよい。すなわち、貫通孔３４は、例えば図１０に示すように、シールド板部２５の表面２５ｃ側における内径が、接合面３８の内縁をなすシールド板部２５の裏面側における内径よりも小さくなるように、貫通方向に段差を有して形成されてもよい。言い換えれば、シールド板部２５には、筒状部１７Ａに覆われて音響孔４６の内周面に表出しない範囲で、貫通孔３４の内周面から径方向内方に突出する環状突起部２５Ｄが形成されてもよい。この構成では、筒状部１７Ａの外周面も、貫通孔３４の内周面の段差形状に対応する段差を有して形成されることになる。そして、図１０に示す段差状の貫通孔３４は、その小さな内径部分をプレス加工で形成すると共に、大きな内径部分をシールド板部２５の裏面側からのハーフエッチングで形成すればよいため、モールド基板の製造工程数を増やすことなく、容易に形成することができる。
上記構成の場合には、接合面３８の平面視形状や大きさを変更することなく、シールド板部２５によりマイクロフォンチップ５をカバーする領域を拡大できるため、マイクロフォンチップ５に対する電磁気的なシールド効果をさらに高めることができる。

また、上記実施形態の音響孔は、底壁板部の面方向に対して垂直に貫通しているが、少なくとも底壁板部４１の厚さ方向に貫通していればよい。したがって、例えば図１１に示すように、底壁板部４１の上面４１ａにおける音響孔４６の開口中心Ｌ１と、下面４１ｂにおける音響孔４６の開口中心Ｌ２とが底壁板部４１の面方向にずれて位置していてもよい。
この場合、音響孔４６は、図示例のように、上面４１ａ及び下面４１ｂからそれぞれ底壁板部４１の厚さ方向に窪む２つの有底穴４７，４８を連結して構成されてもよい。なお、底壁板部４１の厚さ方向に重ならない２つの有底穴４７，４８の底面は、図示例のように底壁板部４１の厚さ方向の直交することに限らず、例えば互いの有底穴４８，４７の内周面に対して緩やかに連なる傾斜面に形成されていてもよい。また、音響孔４６は、例えば底壁板部４１の厚さ方向に対して斜行するように形成されてもよい。

これらの構成では、太陽光のように直進性の高い電磁波が音響孔４６内に入り込んでも、その大部分を底壁板部４１の下面４１ｂから外方に露出する音響孔４６の内面において遮断できるため、直進性の高い電磁波が音響孔４６に連通する空間部Ｓ１に侵入することを抑制できる。したがって、マイクロフォンチップ５に対する電磁波の影響を大きく低減することが可能となる。

また、これらの構成の場合には、支持部５１に対するダイヤフラム５３Ｂの形成位置が異なる別のマイクロフォンチップ５に変わっても、これを備えるマイクロフォンパッケージを同一種の実装基板９１に実装することが可能となる。
すなわち、空間部Ｓ１を外方に連通させるようにマイクロフォンチップ５を底壁板部４１の上面４１ａに配置する場合には、マイクロフォンチップ５の種類にあわせて音響孔４６の上面４１ａ側の開口位置を設定する必要がある。ここで、図３に示す上記実施形態の構成のように、音響孔４６が底壁板部４１の面方向に対して垂直に貫通して形成される場合には、音響孔４６の下面４１ｂ側の開口位置もマイクロフォンチップ５の種類に応じて変化し、これに伴って実装基板９１の連通孔９３の形成位置も変更する必要がある。言い換えれば、マイクロフォンチップ５の種類に応じて実装基板９１も個別に製造する必要がある。

これに対して、前述したように、底壁板部４１の上面４１ａにおける音響孔４６の開口中心Ｌ１と下面４１ｂにおける音響孔４６の開口中心Ｌ２とを互いにずらす場合には、そのズレ量を適宜設定するだけでマイクロフォンチップ５の種類に対応する音響孔４６の上面４１ａ側の開口位置を設定できる一方、音響孔４６の下面４１ｂ側の開口位置を変更する必要はなくなる。したがって、マイクロフォンチップ５の種類が変わっても、これを備えたマイクロフォンパッケージを連通孔９３の形成位置が固定された同一種の実装基板９１に実装することができる。言い換えれば、汎用性の高いマイクロフォンパッケージを提供することが可能となる。また、同一種の実装基板９１を使用できることから、マイクロフォンパッケージを内蔵する電子機器の製造コスト上昇も抑えることが可能となる。

また、底壁板部４１の厚さ方向に重ならない２つの有底穴４７，４８の底面が傾斜面に形成される場合や、音響孔４６自体が斜行する場合には、音響孔４６における圧力変動の反射や回折を小さくして、圧力変動を外方から空間部Ｓ１に向けて滑らかに伝播させることができる。

また、上記実施形態において、マイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７は、例えば両方共にモールド樹脂１７からなる上面４１ａ、若しくは、シールド板部２５からなる上面４１ａに固定されてもよい。なお、マイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７をシールド板部２５からなる上面４１ａに固定する場合、モールド樹脂１７は、周壁部４２の形成領域を除くシールド板部２５の表面２５ｃのうち内孔５１ａよりも内側に配される貫通孔３４の周縁部分のみを覆ってもよいし、また、周壁部４２の形成領域を除くシールド板部２５の表面２５ｃ上に形成されなくてもよい。

さらに、モールド基板１１は、底壁板部４１及び周壁部４２によって箱状に形成されるとしたが、例えば底壁板部４１のみによって平板状に形成されてもよい。なお、モールド基板１１が平板状に形成される場合には、蓋体１３を有底筒状に形成することで、上記実施形態と同様に、モールド基板１１及び蓋体１３によりマイクロフォンチップ５及び制御回路チップ７を含む中空の空洞部Ｓ２を画成することができる。
また、シールド板部２５の裏面側には、シールド板部２５の外部端子面２５Ｂが形成されているが、シールド板部２５と実装基板のグランドパターンとの電気接続のみを考慮する場合には、例えば環状の接合面３８のみが形成されていてもよい。すなわち、接合面３８が外部端子面として機能してもよい。

さらに、マイクロフォンチップ５は、空間部Ｓ１を外方に連通させるように音響孔４６上に配されるとしたが、例えば空洞部Ｓ２を外方に連通させるように音響孔４６からずらした位置に配されてもよい。この場合には、空間部Ｓ１がマイクロフォンチップ５の背部気室として機能する。
また、上記実施形態において、リードフレーム１５が同一の導電性板材に複数連ねて形成される場合には、例えば導電性板材に外枠部２１を形成せずに、相互に隣り合うリードフレーム１５が接続フレーム部２３等によって直接連結されてもよい。
また、上記実施形態のマイクロフォンパッケージ１は、制御回路チップ７を備えているが、少なくともマイクロフォンチップ５、モールド基板１１及び蓋体１３を備えていればよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１，２…マイクロフォンパッケージ、５…マイクロフォンチップ、１１，１２…モールド基板、１３…蓋体、１５…リードフレーム、１７…モールド樹脂、１７Ａ…筒状部、２５…シールド板部、２５Ａ…内部端子面、２５Ｂ…外部端子面、２５ｃ…表面、３４…貫通孔、３８…接合面、４１…底壁板部（板状壁部）、４１ａ…上面、４１ｂ…下面、４６…音響孔、４９…筒状突起部、５１…支持部、５１ａ…内孔、５３Ｂ…ダイヤフラム、８１…下型、８２…上型、８３…キャビティ、８３Ａ…第１キャビティ部、８３Ｂ…第２キャビティ部、Ｌ１…開口中心、Ｌ２…開口中心、Ｓ１…空間部（第１空間部）、Ｓ２…空洞部（第２空間部）

Claims (4)

1. 支持部の内孔を覆うようにダイヤフラムを設けてなるマイクロフォンチップと、前記内孔と共に中空の第１空間部を形成するように前記マイクロフォンチップを固定したモールド基板と、該モールド基板と共に前記マイクロフォンチップを含む中空の第２空間部を形成するように前記マイクロフォンチップに被せられた蓋体とを備え、
   前記モールド基板は、導電性板材からなるリードフレームをモールド樹脂により封止して構成されると共に、上面に前記マイクロフォンチップを固定する板状壁部を備え、
   前記リードフレームは、前記板状壁部の厚さ方向に前記マイクロフォンチップと重なるように配される接地用のシールド板部を備え、
   当該シールド板部には、前記モールド樹脂から前記板状壁部の上面側に露出して前記マイクロフォンチップに電気接続される内部端子面、前記厚さ方向に貫通する貫通孔、及び、当該貫通孔を囲むように前記板状壁部の下面に露出する環状の接合面が形成され、
   前記モールド樹脂が前記貫通孔内においてその内周面全体を覆う筒状部に形成されることで、当該筒状部により前記板状壁部の厚さ方向に貫通して前記第１空間部及び前記第２空間部のいずれか一方を外方に連通させる音響孔が画成されることを特徴とするマイクロフォンパッケージ。
2. 前記上面をなす前記筒状部の端面には、前記音響孔を囲む筒状突起部が突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォンパッケージ。
3. 前記板状壁部の上面における前記音響孔の開口中心と、前記板状壁部の下面における前記音響孔の開口中心とが、互いに前記板状壁部の面方向にずれて位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマイクロフォンパッケージ。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載のマイクロフォンパッケージを製造する方法であって、
   前記貫通孔が形成された前記シールド板部を備える前記リードフレームを導電性板材に形成すると共に、前記板状壁部の下面側に向く前記シールド板部の裏面のうち前記貫通孔を囲む部分を前記裏面の他の部分よりも前記厚さ方向に高い前記接合面として形成するフレーム準備工程と、
   一対の金型により前記シールド板部をその厚さ方向から狭持することで前記貫通孔の内側に筒状のキャビティを形成し、当該キャビティ内に前記モールド樹脂を射出することで前記筒状部を形成して前記板状壁部を構成するモールド工程とを経て前記モールド基板を構成し、
   前記モールド工程において、前記キャビティが前記シールド板部の表面上まで延びて形成されると共に、前記モールド樹脂を前記シールド板部の表面上に位置する前記キャビティに流し込むことを特徴とするマイクロフォンパッケージの製造方法。

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