JP2011120170A

JP2011120170A - マイクロホン

Info

Publication number: JP2011120170A
Application number: JP2009277831A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Awamura; 竜二粟村; Noriaki Hanada; 則彰花田; Kensuke Nakanishi; 賢介中西; Tetsuo Toyoda; 哲夫豊田
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-07
Also published as: TWI475893B; EP2352311A1; EP2352311B1; KR101697786B1; US8605919B2; JP5302867B2; KR20110065322A; US20110135122A1; TW201129114A; CN102088653A; CN102088653B

Abstract

【課題】信号の減衰やノイズ耐性の低下などの電気的性能の低下を招くことなく、高い自由度でＭＥＭＳコンデンサを配置することができ、共通のＭＥＭＳコンデンサを多様な筐体を有する多様なマイクロホンに展開することができる技術を提供する。
【解決手段】マイクロホン１０は、音孔９９を有した筐体９の内面のうち、音孔９９を有した第１面６に対して固定され、第１面６において電気的に接続されるＭＥＭＳコンデンサ１と、第１面６に隣接しない第２面８に対して固定され、第２面８において電気的に接続されて、少なくともＭＥＭＳコンデンサ１の静電容量の変化を検出する検出回路７と、第１面６と第２面８とにおいて固定されると共に筐体９内において湾曲して配置され、第１面６と第２面８とを電気的に接続する配線を有してＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを電気的に接続するフレキシブル基板４とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＭＥＭＳコンデンサを備えたマイクロホンに関する。

近年、携帯電話機やＩＣレコーダなどの小型の電子機器に搭載するための非常に小型なマイクロホンがＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）技術を用いて製造されるようになってきた。特開２００７−３２９５６０号公報（特許文献１）には、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されたコンデンサを備えたマイクロホンが開示されている。このマイクロホンは、ＭＥＭＳコンデンサとＩＣ（集積回路）からなる変換回路とが同一のリジッド基板上に実装され、この基板上に音孔を有するケースを被せて構成されている。リジッド基板は、柔軟に形状が変形しない堅い材料で形成されており、ＭＥＭＳコンデンサの背室は、ＭＥＭＳコンデンサとリジッド基板との間にできる空間に形成されている。また、リジッド基板の外面（ＩＣ等の実装面の裏面）には、電子機器等とマイクロホンとを接続するためのマイクロホン端子が設けられている。

特許文献１のマイクロホンは、本願の図９に示すように、マイクロホン端子１０ｔとは反対側に音孔９９が設けられるトップ音孔タイプのマイクロホンである。しかし、本願の図１０に示すように、ゴミや埃などの侵入を抑制するために、音孔９９がケースの側ではなく、リジッド基板９２の側（マイクロホン端子１０ｔの側）に設けられるボトム音孔タイプのマイクロホンもある。この場合も、基本的には、ＭＥＭＳコンデンサの背室は、ＭＥＭＳコンデンサとリジッド基板との間にできる空間に形成されることになる。

特開２００７−８１６１４号公報（特許文献２）には、ＭＥＭＳコンデンサとＩＣチップとが共に実装される基板において、ＭＥＭＳコンデンサのトレンチ部の直下に音孔が設けられるマイクロホンが記載されている。この場合には、本願の図９や図１０とは逆に、トレンチ部を除く筐体内が、ＭＥＭＳコンデンサの背室として機能する。但し、この構成のトップ音孔タイプのマイクロホンでは、ＭＥＭＳコンデンサ及びＩＣチップが実装されるリジッド基板に、マイクロホン端子を設けることができない。そこで、筐体の全てをリジッド基板とし、それらを導電部材を介して機械的に接続することで、ＭＥＭＳコンデンサ及び変換回路が実装されるリジッド基板と、マイクロホン端子が設けられるリジッド基板とが電気的に接続される。

特開２００７−３２９５６０号公報（第２０〜２３段落、図１等）特開２００７−８１６１４号公報（第２２〜３５、５５〜５８段落、図１、４、５等）

特許文献１及び特許文献２に記載されたようなマイクロホンでは、剛性の高い同一の基板にＭＥＭＳコンデンサ及び変換回路が共に実装される。このため、筐体内におけるＭＥＭＳコンデンサの配置が制約される。特に特許文献１に記載されたようなマイクロホンでは、リジッド基板の外面に電子機器等と接続するためのマイクロホン端子が設けられるので、このマイクロホン端子の配置位置に応じてマイクロホンにおけるリジッド基板の配置位置が決まる。そして、当該基板の配置位置に応じて筐体内におけるＭＥＭＳコンデンサの配置が制約される。特許文献２に記載されたようなマイクロホンでは、筐体の全てをリジッド基板とし、それらを導電部材を介して接続することで、ＭＥＭＳコンデンサ及び変換回路が実装されるリジッド基板と、マイクロホン端子が設けられるリジッド基板とを分離可能としている。しかし、リジッド基板同士を電気的に接続する接続部では、その接続方法が機械的な接触となるので電気抵抗が大きく、信号の減衰や、ノイズ耐性の低下を招く可能性がある。

また、ＭＥＭＳコンデンサの背室は音響特性に影響するが、ＭＥＭＳコンデンサの配置が制約されると、特に特許文献１に記載されたようなマイクロホンでは、背室の大きさも制約される。つまり、ＭＥＭＳコンデンサに形成されるトレンチの大きさに背室の大きさが依存することとなり、マイクロホンの音響性能がＭＥＭＳコンデンサの性能に大きく依存することとなる。その結果、共通のＭＥＭＳコンデンサを多様な筐体を有する多様なマイクロホンに展開することが困難となり、量産によるコスト低減効果も得られにくくなる。特許文献１の図１０には、基材（リジッド基板）側を削って背室を拡大する例が示されているが、これは生産コストの面では不利な点も多い。

従って、信号の減衰やノイズ耐性の低下などの電気的性能の低下を招くことなく、高い自由度でＭＥＭＳコンデンサを配置することができ、共通のＭＥＭＳコンデンサを多様な筐体を有する多様なマイクロホンに展開することができる技術が求められる。

上記課題に鑑みた本発明に係るマイクロホンの特徴構成は、
音孔を有した筐体の内面のうち、前記音孔を有した第１面に対して固定され、当該第１面において電気的に接続されるＭＥＭＳコンデンサと、
前記第１面に隣接しない第２面に対して固定され、当該第２面において電気的に接続されて、少なくとも前記ＭＥＭＳコンデンサの静電容量の変化を検出する検出回路と、
前記第１面と前記第２面とにおいて固定されると共に前記筐体内において湾曲して配置され、前記第１面と前記第２面とを電気的に接続する配線を有して前記ＭＥＭＳコンデンサと前記検出回路とを電気的に接続するフレキシブル基板と、を備える点にある。

この特徴構成によれば、筐体内において互いに隣接しない第１面と第２面とにそれぞれ固定されるＭＥＭＳコンデンサと検出回路とを電気的に接続する配線を有するフレキシブル基板を備えるので、ＭＥＭＳコンデンサと検出回路とを２つの異なる面に分けて実装することができる。ＭＥＭＳコンデンサと検出回路とは、フレキシブル基板により接続されるので、機械的な接触もなく、ＭＥＭＳコンデンサの検出信号の減衰やノイズ耐性の低下を招くことが抑制される。また、ＭＥＭＳコンデンサと検出回路とを２つの異なる面に分けて実装することができるので、筐体内におけるＭＥＭＳコンデンサの配置に対する制約が緩和され、配置の自由度が高くなる。ＭＥＭＳコンデンサの背室の大きさは音響特性に影響するが、ＭＥＭＳコンデンサの筐体内における配置の自由度が高まることで、所望の音響特性が得られ易くなる。また、ＭＥＭＳコンデンサ単体における背室の大きさは、ＭＥＭＳコンデンサに形成されるトレンチの大きさに依存する。しかし、本構成によれば、マイクロホンとしての背室の大きさは、ＭＥＭＳコンデンサ単体のトレンチに加えて筐体内の空間も加味して決定することができる。従って、共通のＭＥＭＳコンデンサを多様な筐体を有する多様なマイクロホンに展開することが可能となり、量産によるコスト低減効果も得られ易くなる。

ここで、本発明に係るマイクロホンの前記フレキシブル基板は、前記第１面に固定される範囲に前記ＭＥＭＳコンデンサが実装されると好適である。また、本発明に係るマイクロホンの前記フレキシブル基板は、前記第２面に固定される範囲に前記検出回路が実装されると好適である。筐体内で湾曲させることが可能なフレキシブル基板は、当該フレキシブル基板が固定される互いに隣接しない２つの面の何れか一方、又は双方においてＭＥＭＳコンデンサや検出回路などの部品を実装し、固定することが可能である。フレキシブル基板は、筐体の第１面及び第２面に固定されるので、フレキシブル基板に実装され、固定された部品は筐体の第１面や第２面に対して固定される。例えば、何れか一方において部品が実装された場合には、当該実装された部品と、２つの面を電気的に接続する配線とが１つのフレキシブル基板のアッセンブリとして構成される。ＭＥＭＳコンデンサと配線とが１つのアッセンブリとして構成されると、多くの種類の検出回路や多くの種類の筐体とを組み合わせた多種のマイクロホンに容易に展開することができる。検出回路と配線とが１つのアッセンブリとして構成されると、多くの種類のＭＥＭＳコンデンサや多くの種類の筐体とを組み合わせた多種のマイクロホンに容易に展開することができる。従って、量産によるコスト低減効果も得られ易くなる。

尚、フレキシブル基板は、当該フレキシブル基板が固定される互いに隣接しない２つの面の双方においてＭＥＭＳコンデンサや検出回路などの部品を実装し、固定することが可能である。従って、当然ながら、本発明に係るマイクロホンの前記フレキシブル基板は、前記第１面に固定される範囲に前記ＭＥＭＳコンデンサが実装されると共に、前記第２面に固定される範囲に前記検出回路が実装されてもよい。ＭＥＭＳコンデンサと検出回路と配線とが１つのアッセンブリとして構成されると、多種の筐体と組み合わせた多種のマイクロホンに展開し易く、量産によるコスト低減効果も得られ易くなる。

また、本発明に係るマイクロホンの前記検出回路は、１つの集積回路により形成されると好適である。実質的に、筐体内に実装される部品が、ＭＥＭＳコンデンサと集積回路との２つとなるので、生産性が向上し、容易に多品種展開が可能となる。

ＭＥＭＳコンデンサの一例を模式的に示す上面図ＭＥＭＳコンデンサの一例を模式的に示す断面図マイクロホンの回路構成の一例を模式的に示すブロック図マイクロホンの構造の一例を模式的に示す断面図マイクロホンの構造の第２の例を模式的に示す断面図マイクロホンの構造の第３の例を模式的に示す断面図マイクロホンの構造の第４の例を模式的に示す断面図マイクロホンの構造の第５の例を模式的に示す断面図従来のトップ音孔タイプのマイクロホンの構造を模式的に示す断面図従来のボトム音孔タイプのマイクロホンの構造を模式的に示す断面図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ＭＥＭＳコンデンサ１は、よく知られているように、単結晶シリコン基板から半導体プロセス技術などを用いて機構部品を作るＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）技術を用いて製造されるコンデンサである。図１及び図２に示すように、ＭＥＭＳコンデンサ１は、複数の孔２ａを有する背極板２と、音響により振動する振動板３とを備える。背極板２と振動板３との間には、スペーサ１３が形成され、背極板２と振動板３との間に空間が設けられてコンデンサＣｍが形成される。背極板２及び振動板３は導電性材料により形成され、背極板２はＭＥＭＳコンデンサ１の外側表面において端子１ｂとなる電極１７と接続される。また、振動板３は、ＭＥＭＳコンデンサ１の外側表面において端子１ｓとなる電極１６と接続される。シリコン基板１１と振動板３の間にも必要に応じて絶縁層１２が形成される。また、層１４や層１５も絶縁性材料により形成される。ＭＥＭＳコンデンサ１の構造は一例であり、例えば、背極板２と振動板３との配置が逆であってもよい。

尚、図１に示す端子１ｄは、ＭＥＭＳコンデンサ１がリフロー等によって表面実装される際に、均等に固定されるように設けられたダミー端子である。図２においては、図示を省略している。また、端子１ｓ及び端子１ｂの他、必要に応じてその他の予備端子や、浮遊容量や外来ノイズの影響を抑制するためのガード端子などが設けられてもよいが、本実施形態では省略する。

ＭＥＭＳコンデンサ１の振動板３は、音響により振動し、その際、背極板２との距離が変動する。この距離の変動は、コンデンサＣｍの静電容量の変化となる。この静電容量の変化を検出することによって、音声が検出される。背極板２に接続される端子１ｂは、バイアス入力端子であり、この端子を介してバイアス電圧を供給される。振動板３に接続される端子１ｓは、検出信号出力端子であり、コンデンサＣｍの静電容量の変化が検出信号として出力される。図３に示すように、バイアス入力端子１ｂは検出回路７の電圧供給端子（バイアス出力端子）７ｂに接続され、検出信号出力端子１ｓは検出回路７の検出信号入力端子７ｓに接続される。

検出回路７は、本実施形態においては、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）やＡＳＳＰ（application specific standard processor）などの１つの集積回路として構成されている。当然ながら、個別の能動部品や受動部品を組み合わせて検出回路７が構成されてもよい。検出回路７は、ボルテージレギュレータ７１と、ボルテージマルチプライヤ７２と、ソースフォロワ７３とを有して構成される。ボルテージレギュレータ７１は、検出回路７の外部から供給されるマイクロホン１０の電源電圧ＶＤＤ（例えば電圧２〜５Ｖ程度）から内部回路の基準電圧ＶＳＰ−ＶＳＳを生成する回路である。ここで、電圧ＶＳＰがプラス側、ＶＳＳがマイナス側であり、ＶＳＳとマイクロホン１０の電源のグラウンドＧＮＤとが同電位であってもよい。ボルテージレギュレータ７１は、バンドギャップリファレンス回路を有しており、温度変化に対する耐性を有した高精度なレギュレータであると好適である。ボルテージマルチプライヤ７２は、基準電圧ＶＳＰ−ＶＳＳに基づいて、安定したバイアス電圧ＢＩＡＳを生成して出力する回路である。

ソースフォロワ７３は、コンデンサＣｍの静電容量の変化を示す検出信号Ｓをインピーダンス変換する回路であり、さらに検出信号Ｓを増幅する機能を備えていてもよい。検出信号Ｓは、非常に高インピーダンスの信号であり、信号の減衰率が高く、ノイズ耐性も非常に低いので、そのままマイクロホン１０の出力とすることは好ましくない。ソースフォロワ７３は、入力インピーダンスが非常に高いので、検出信号Ｓを減衰させることなく検出信号Ｓを受け取り、非常に低いインピーダンスで検出信号Ｓをマイク信号ＳＯＵＴとして出力する。尚、検出回路７は、インピーダンス変換された検出信号Ｓをデジタル信号に変換するデジタル変換回路をさらに備えていてもよい。例えば、ソースフォロワ７３が、インピーダンス変換機能、増幅機能、デジタル変換機能を備えて構成されてもよい。

検出回路７を構成する集積回路には、端子７ｔとして、少なくともバイアス電圧ＢＩＡＳを出力するバイアス出力端子７ｂ、検出信号Ｓを受け取る検出信号入力端子７ｓ、電源電圧を受け取る電源端子７ｖ及びグラウンド端子７ｇ、インピーダンス変換後の検出信号であるマイク信号ＳＯＵＴを出力するマイク信号出力端子７ｍが設けられている。これらの端子７ｔは、それぞれ後述するマイクロホン端子１０ｔに接続される。マイクロホン１０と、当該マイクロホン１０が搭載される携帯電話機やＩＣレコーダなどの電子機器の回路とは、マイクロホン端子１０ｔを介して接続される。

ＭＥＭＳコンデンサ１及び検出回路７は、フレキシブル基板４に形成された配線によって電気的に接続される。本実施形態では、ＭＥＭＳコンデンサ１及び検出回路７は、図４に示すように、同一の１枚のフレキシブル基板４に実装される。つまり、ＭＥＭＳコンデンサ１、検出回路７、両者を接続する配線が１枚のフレキシブル基板４の上に構成された１つのアッセンブリとなる。ここで、フレキシブル基板とは、一般的に薄くて屈曲性のあるプリント配線基板である。絶縁材料としては、多くの場合、柔軟性の高いポリイミドや液晶ポリマが用いられる。吸湿性や寸法安定性、材料の安定供給性などを考慮して、絶縁材料として、ガラス・エポキシ樹脂や、アラミド・フィルムを用いてもよい。図４に示すように、フレキシブル基板４は、筐体９内において湾曲して配置される。

筐体９は、円柱、楕円柱、四角柱、多角形柱などの筒状に形成されている。基部９２は、硬質のリジッド基板である。このリジッド基板９２は、フレキシブル基板４の端部において、少なくとも検出回路７の電源端子７ｖ、グラウンド端子７ｇ、マイク信号出力端子７ｍと導通される実装パターンを有している。リジッド基板９２は、少なくとも両面に配線パターンを有する多層基板である。筐体９の内側面８（後述する第２面８）の側においてフレキシブル基板４と接続された電源及び信号の配線は、スルーホールを介して筐体９の外面へ導かれる。筐体９の外面において、リジッド基板（基部）９２には、マイクロホン端子１０ｔが形成される。尚、電源及び信号の端子であるマイクロホン端子１０ｔは、マイクロホン１０に複数設けられるが、図４などに示す模式的な断面図には、図を簡略化するために１つの端子のみを代表的に示している。

リジッド基板（基部）９２には、一方が開口した有底筒状のカバー９１が取り付けられる。カバー９１の底部には、音孔９９となる開口が設けられる。この音孔９９にＭＥＭＳコンデンサ１の背極板２が対応するように、筐体９の内側面６（後述する第１面）の側にＭＥＭＳコンデンサ１が配置される。上述したように、背極板２及び振動板３の配置は逆でもよいが、背極板２及び振動板３の中心は、振動板３の振動方向において同一の軸上にある。従って、ＭＥＭＳコンデンサ１は、音孔９９と背極板２と振動板３との中心が、振動板３の振動方向において同一の軸上となると共に、背極板２及び振動板３の何れか一方が音孔９９と対向する状態で、音孔９９を有する内側面６に固定される。

また、本実施形態では、ＭＥＭＳコンデンサ１はフレキシブル基板４に実装されているので、フレキシブル基板４が、筐体９の内側面６の側に接着剤５１及び補強板５２を介して固定されることによって、筐体９の内側面６にＭＥＭＳコンデンサ１が配置される。当然ながら、フレキシブル基板４の、ＭＥＭＳコンデンサ１の背極板２が対応する位置にも孔が設けられており、音響はフレキシブル基板４に妨げられることなく、背極板２を通過して振動板３に達する。

即ち、ＭＥＭＳコンデンサ１は、音孔９９を有した筐体９の内面のうち、音孔９９を有した第１面６に対して固定され、当該第１面６において電気的に接続される。図４に示す形態では、フレキシブル基板４の第１面６に固定される範囲にＭＥＭＳコンデンサ１が実装されることによって、ＭＥＭＳコンデンサ１は、第１面６において電気的に接続され、第１面６に対して固定される。また、ＭＥＭＳコンデンサ１の静電容量の変化を検出する検出回路７は、第１面６に隣接しない第２面８に対して固定され、当該第２面８において電気的に接続される。図４に示す形態では、フレキシブル基板４の、第２面８に固定される範囲に検出回路７が実装されることによって、検出回路７は第２面８において電気的に接続され、第２面８に対して固定される。ここでは、ＭＥＭＳコンデンサ１及び検出回路７はリフロー等によってフレキシブル基板４に実装され、当該フレキシブル基板４に固定される。そして、当該フレキシブル基板４が、第１面６及び第２面８において固定されることにより、ＭＥＭＳコンデンサ１及び検出回路７は、それぞれ第１面６及び第２面８に対して固定される。

また、フレキシブル基板４は、互いに隣接しない筐体９の内面の第１面６と第２面８とにおいて固定され、筐体９内において湾曲して配置されることにより、フレキシブル基板４に形成される配線によって第１面６と第２面８とを電気的に接続することができる。フレキシブル基板４が第１面に固定される範囲にはＭＥＭＳコンデンサ１が実装され、第２面８に固定される範囲には検出回路７が実装されているので、同一基板上においてＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを接続する配線も形成できる。つまり、１枚のフレキシブル基板４に、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを実装することによって、筐体９の中におけるＭＥＭＳコンデンサ１の配置に対する制約が緩和され、配置の自由度が高くなる。背室１８（１８Ａ）として、筐体９のほぼ全てを用いることができるので、高性能なＭＥＭＳコンデンサや高性能な検出回路（増幅回路）を用いることなくマイクロホンを構成することが可能となる。

このような小型のマイクロホン１０が、携帯電話機やＩＣレコーダなどの小型の電子機器に搭載される際、音孔９９がこれらの電子機器の外側に向けて配置されると集音上の都合がよい。一方、電子機器の内部回路と接続されるマイクロホン端子１０ｔは、電子機器の内部に配置される電子回路と接続されるので、電子機器の内側に向けて配置される方が都合が良いことが多い。つまり、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とは、筐体９において互いに対向する面に固定される構造が好ましい。図４に示すように、本実施形態によれば、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを筐体９において互いに対向する面に固定し、両者を電気的特性のよいフレキシブル基板４によって接続できる。

尚、音孔９９がこれらの電子機器の外側に向けて配置された場合に、音孔９９からごみや埃、水等が侵入することを防止するために、電子機器の内側に音孔９９を設けるボトム音孔タイプのマイクロホンも利用されている。この場合において、電子機器の内部の電子回路の接続が、当該電子機器の外側寄りで実施される場合もあり得る。この場合には、ボトム音孔タイプのマイクロホンでも、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とが筐体９において互いに対向する面に固定される構造が必要とされる。従って、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを筐体９において互いに対向する面に固定し、両者を電気的特性のよいフレキシブル基板４によって接続する本発明の構造は、図４に示したトップ音孔タイプの実施形態に限定されることなく、ボトム音孔タイプのマイクロホンにも適用可能である。

図４に示した実施形態では、ＭＥＭＳコンデンサ１及び検出回路７が同一の１枚のフレキシブル基板４に実装される例を示した。しかし、図５に示すように、リジッド基板（基部）９２に直接、検出回路７を実装し、ＭＥＭＳコンデンサ１が実装されたフレキシブル基板４をリジッド基板９２に設けられたパターンに接続してもよい。図示は省略するが、当然ながら、リジッド基板に直接、ＭＥＭＳコンデンサ１を実装し、検出回路７が実装されたフレキシブル基板４を当該リジッド基板に設けられたパターンに接続する構造であってもよい。また、図６に示すように、リジッド基板９２にフレキシブル基板４を固定し、金線を用いたワイヤーボンディング等によって、フレキシブル基板４やリジッド基板９２と検出回路７とを接続してもよい。特に、検出回路７がパッケージングされたフリップチップではなく、ベアチップの状態で実装される際には有効である。また、図７に示すように、ＭＥＭＳコンデンサ１もフレキシブル基板４に対してワイヤーボンディングにより接続されてもよい。この際、図７に示すようにＭＥＭＳコンデンサ１が固定される方向を図４〜図６に示す例とは異ならせ、第１面６とは反対側に端子１ｓや１ｂが位置するようにすることも可能である。

図８は、さらに別の実施形態を示しており、筐体９は、ケース９１に相当する部位も含めて複数のリジッド基板によって形成される。つまり、筐体９は、音孔側基板（第１リジッド基板）９３、基部側基板（第２リジッド基板）９２、側面部材９４，９５を有して構成される。もちろん、側面部材９４，９５をリジッド基板とすることも可能である。音孔側基板９３は、図４及び図５に示した実施形態のケース９１の底部に相当するものであり、音孔９９を有している。筐体９の内面のうちの第１面６は、音孔側基板９３の部品実装面であり、この部品実装面にＭＥＭＳコンデンサ１が実装される。基部側基板９２は、図４及び図５に示した実施形態と同様に基部に対応する。筐体９の内面のうちの第２面８は、基部側基板９２の部品実装面であり、この部品実装面に検出回路７が実装され、裏面にマイクロホン端子１０ｔが設けられる。

音孔側基板（第１リジッド基板）９３及び基部側基板（第２リジッド基板）９２は、フレキシブル基板４を接続するためのパターンを有して構成される。ＭＥＭＳコンデンサ１が実装される音孔側基板９３の部品実装面（第１面６）と検出回路７が実装される基部側基板９２の部品実装面（第２面８）とは、互いに隣接することなく対向する面である。フレキシブル基板４は、図８に示すように、第１面６と第２面８とにおいて固定されると共に筐体９内において湾曲して配置される。また、フレキシブル基板４は、第１面６と第２面８とを電気的に接続する配線を有しており、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを電気的に接続する。

尚、図８に例示した構造のマイクロホンについても、図４及び図５に基づいて上述した構造のマイクロホンと同様に、トップ音孔タイプに限定されることなく、ボトム音孔タイプのマイクロホンにも適用可能である。当業者であれば、上記説明を参酌して容易に想到可能であろうから、詳細な説明は省略する。また、図４〜図８に模式的に示した断面図では、フレキシブル基板４を第１面６及び第２面８に固定する際に接着剤５１を用いているが、両面テープや溶着、溶接など、他の方法を用いてもよい。

以下、本発明の特徴について補足する。図９及び図１０は、比較のために参照する従来のマイクロホン１０Ｂの構成例である。図９は、トップ音孔タイプのマイクロホンの一例であり、図１０はボトム音孔タイプのマイクロホンの一例である。従来のマイクロホン１０Ｂでは、同一のリジッド基板である基部９２にＭＥＭＳマイクロホン１及び検出回路７が共に固定されていた。従って、背室１８Ｂは、ＭＥＭＳコンデンサ１に形成されるトレンチの大きさに依存することになり、図４に示す背室１８Ａと比べて非常に小さい。背室１８Ｂを大きくするためには、トレンチを大きくしなければならず、これはＭＥＭＳコンデンサ１のシリコン基板１１を厚くすることになり、材料コストを上昇させることにもなる。また、マイクロホンの仕様に応じて多種のＭＥＭＳコンデンサ１を用意する必要があり、量産効果が低くなり、生産コストを上昇させることにもなる。しかし、本発明によれば、そのような課題を抑制することが可能となる。尚、図９及び図１０に示すマイクロホン１０Ｂの構造においては、ＭＥＭＳコンデンサ１の上面の端子１ｂ、１ｓとリジッド基板９２とをワイヤーボンディングにより接続するための金線が必要であるが、図示を省略している。

ところで、特許文献２のように、ＭＥＭＳコンデンサ１に形成されるトレンチの直下に音孔を設けることによって、背室を広くすることは可能である。しかし、特許文献２の構造では、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とが同一のリジッド基板に実装されることになる。従って、マイクロホンが携帯電話機やＩＣレコーダなどの小型の電子機器に搭載される際、音孔の配置とマイクロホン端子の配置とを最適化することが困難である。

ここで、特許文献２のマイクロホンの筐体の構造を利用し、異なるリジッド基板にＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを実装し、コイルバネなどの導電部材でリジッド基板同士を接続することはできよう。しかし、リジッド基板と導電部材との接触抵抗は、半田付けなどに比べて桁違いに大きい。ＭＥＭＳコンデンサ１の静電容量の変化を検出する検出信号Ｓは、上述したように非常に高インピーダンスの微弱信号である。従って、コイルバネなどの導電部材でリジッド基板同士を接続し、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とを接続した場合には、検出信号Ｓの信号減衰が大きくなり、外来ノイズも受け易くなる。特許文献２のマイクロホンの構成は、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とが同一のリジッド基板に実装され、検出回路７とマイクロホン端子１０ｔとがリジッド基板同士を接続する導電部材を介して導通されるものである。つまり、インピーダンス変換された後の検出信号（マイク信号）が複数のリジッド基板の間を跨いで伝達されるにすぎない。本発明によれば、このような接触抵抗を生じることなくフレキシブル基板４によって、ＭＥＭＳコンデンサ１と検出回路７とが接続されるので、インピーダンス変換の前であっても検出信号Ｓの信号減衰は小さく、外来ノイズも受けにくい。

以上、好適な実施形態を例示して説明したように、本発明を適用すれば、信号の減衰やノイズ耐性の低下などの電気的性能の低下を招くことなく、高い自由度でＭＥＭＳコンデンサを配置することができ、共通のＭＥＭＳコンデンサを多様な筐体を有する多様なマイクロホンに展開することが可能となる。

本発明のマイクロホンは、携帯電話機やＩＣレコーダなどの小型の電子機器に搭載される小型マイクロホンに適用することができる。

１：ＭＥＭＳコンデンサ
４：フレキシブル基板
６：第１面
７：検出回路
８：第２面
９：筐体
９９：音孔

Claims

音孔を有した筐体の内面のうち、前記音孔を有した第１面に対して固定され、当該第１面において電気的に接続されるＭＥＭＳコンデンサと、
前記第１面に隣接しない第２面に対して固定され、当該第２面において電気的に接続されて、少なくとも前記ＭＥＭＳコンデンサの静電容量の変化を検出する検出回路と、
前記第１面と前記第２面とにおいて固定されると共に前記筐体内において湾曲して配置され、前記第１面と前記第２面とを電気的に接続する配線を有して前記ＭＥＭＳコンデンサと前記検出回路とを電気的に接続するフレキシブル基板と、を備えるマイクロホン。
前記フレキシブル基板は、前記第１面に固定される範囲に前記ＭＥＭＳコンデンサが実装される請求項１に記載のマイクロホン。
前記フレキシブル基板は、前記第２面に固定される範囲に前記検出回路が実装される請求項１又は２に記載のマイクロホン。
前記検出回路は、１つの集積回路により形成される請求項１〜３の何れか一項に記載のマイクロホン。