JP2015530030A - 汚染物質の浸入を防ぐためのバリアを備えたマイクアセンブリ - Google Patents

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Abstract

マイクアセンブリが、カバーと、このカバーに結合された底部と、この底部上に配置された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスとを含む。底部には開口部が形成され、ＭＥＭＳデバイスは、この開口部上に配置される。底部は、開口部全体に広がって音を通過させるバリアを含む。底部の残り部分は、開口部全体に広がらない。【選択図】図２

Description

〔関連出願との相互参照〕
本特許は、２０１２年８月１０日に出願された「汚染物質の浸入を防ぐためのバリアを備えたマイクアセンブリ」という名称の米国特許仮出願第６１／６８１６８５号に対して合衆国法典第３５編第１１９条（ｅ）に基づく利益を主張するものであり、この仮特許出願の内容はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
本出願は、音響デバイスに関し、具体的には、これらのデバイス内における汚染物質の浸入を防ぐバリアに関する。
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アセンブリの例を２つ挙げると、マイク及びスピーカがある。これらのＭＥＭＳデバイスは、補聴器及び携帯電話機内などの様々な用途で使用することができる。
ＭＥＭＳマイクの場合、典型的にはアセンブリの音響ポートを通じて音響エネルギーが入り込んでダイアフラムを振動させ、この作用により、ダイアフラムとその近傍に配置されたバックプレートとの間に対応する電位（電圧）変化が生じる。この電圧は、受け取られた音響エネルギーを表す。その後、通常、この電圧信号は電気回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの集積回路）に送信される。電気回路では、さらなる信号処理を行うことができる。例えば、集積回路は、電圧信号に対して増幅又はフィルタ処理機能を実施することができる。
上述したように、通常は開口部又はポートを通じてアセンブリに音が入り込む。ポートを使用する場合、この開口部を通じて他の不必要な又は望ましくない要素もポートに入り込むことができる。例えば、ポートを通じて様々な種類の汚染物質（例えば、考えられる例をいくつか挙げると、半田、フラックス、埃及び唾液）が入り込むことがある。これらの要素は、アセンブリに入り込むと、ＭＥＭＳデバイス及び集積回路などのアセンブリの内部コンポーネントに損傷を与えることがある。
これまでのシステムでは、いくつかの種類のデブリがアセンブリに入り込むのを防ぐ粒子フィルタを配置することがあった。残念ながら、これらのフィルタは、マイクの動作に悪影響を与える傾向にある。例えば、これらの以前の方法を使用した場合、マイクの性能が大幅に低下することがある。マイクの顧客は、自身の用途において性能の低下を理由にこのようなマイクを使用しないことを選択することが多い。
本開示をより完全に理解できるように、以下の詳細な説明及び添付図面を参照されたい。
当業者であれば、図中の要素は単純化及び明瞭化を目的として示されたものであると認識するであろう。動作及び／又はステップの中には、特定の発生順で説明又は図示されているものもあるとさらに認識されるであろうが、当業者であれば、このような順序に関する特定性は実際には不要であると理解するであろう。また、本明細書で使用する用語及び表現は、本明細書内で別途特定の意味を記載している場合を除き、対応するそれぞれの探求及び研究分野に関するこのような用語及び表現に従う通常の意味を有することも理解されるであろう。
環境汚染物質の内部への浸入を低減又は排除するために環境バリアを配置した音響アセンブリ（例えば、マイクアセンブリ）を提供する。この点に関し、本明細書に示す構造は、アセンブリの外部からアセンブリの内部に有害な環境汚染物質（例えば、流体及び微粒子）が浸入するのを大幅に低減又は排除し、容易かつ経済的に製造することができ、マイク性能を感度面で大幅に低下させることがない（また、場合によっては、例えばオーディオ帯域におけるフラットな感度応答などのいくつかのマイク性能面を改善する）。
これらの実施形態のいくつかでは、マイクアセンブリが、底部と、この底部に接続されたカバーとを含む。カバーと底部の間には内部キャビティが形成され、この中にＭＥＭＳ装置が配置される。底部又はカバーは、これらを貫通するポートを有する。底部又はカバーには、ポート全体にわたって広がるようにバリアが埋め込まれる。このバリアは、アセンブリの内部に少なくとも一部の汚染物質が入り込んで、アセンブリ内に配置されたＭＥＭＳ装置などのコンポーネントに損傷を与えるのを防ぐ。いくつかの態様では、この埋め込みバリアが、多孔性膜、フィルタ又はメッシュであり、他の態様では、内部を貫いて開口部が配置されたパターン化したフレックス回路である。
これらの実施形態のさらに他の実施形態では、マイクアセンブリが底部及びカバーを含む。カバーと底部の間には内部キャビティが形成され、この中にＭＥＭＳ装置が配置される。底部内には第２のキャビティが形成される。底部内の第１の開口部又は穴を通じて、アセンブリの外部から第２のキャビティに外部音が入り込むことができ、この音は、底部内の第２の開口部又は穴を通じて、第２のキャビティからアセンブリの内部キャビティに配置されたＭＥＭＳ装置に移動することができる。底部内の開口部及び第２のキャビティは、少なくとも一部の汚染物質が間接経路を利用してアセンブリの内部に入り込むのを防ぐのに効果的なバッフル構造を形成する。
これらの実施形態のさらに他の実施形態では、マイクアセンブリが底部及びカバーを含む。カバーと底部の間には内部キャビティが形成され、この中にＭＥＭＳ装置が配置される。ポートが底部を貫通し、ＭＥＭＳ装置は、このポートを覆ってアセンブリの内部に配置される。ポートを覆ってバリアも配置される。いくつかの態様では、このバリアが、ポートに入り込んだ音がＭＥＭＳ装置において受け取られる前に通り抜ける蛇行した（例えば曲がりくねった）経路を形成するトンネルを含む。他の態様では、バリアが多孔性材料で構成され、音は、このバリア内を進んでＭＥＭＳ装置において受け取られる。また一方、この蛇行経路は、少なくとも一部の汚染物質がアセンブリの内部に入り込むのを防ぐのにも効果的である。
これらの実施形態のさらに他の実施形態では、マイクアセンブリが底部及びカバーを含む。カバーと底部の間には内部キャビティが形成され、この中にＭＥＭＳ装置が配置される。ＭＥＭＳ装置は、アセンブリ内部のキャビティ内に配置される。このアセンブリでは、ポート孔が完全に開いた穴ではない。その代わりに、蓋部の一部を通じて音が入り込む。１つの態様では、蓋部が、アセンブリの内部に音が入り込む部分的融合領域と、アセンブリに音が入り込まない高度融合領域とを含む。蓋部の非融合部分は、少なくとも一部の汚染物質がアセンブリの内部に入り込むのを防ぐのに効果的である。
これらの実施形態のさらに他の実施形態では、マイクアセンブリが底部及びカバーを含む。カバーと底部の間には内部キャビティが形成され、この中にＭＥＭＳ装置が配置される。ＭＥＭＳ装置は、アセンブリ内部のキャビティ内に配置され、アセンブリ内にはポートが形成される。蓋部には、任意の表地によって取り巻かれた金属メッシュが形成されることにより、この金属メッシュ蓋部全体が音響ポートになる。表地を使用する場合には、カバーの一部を除去して、金属メッシュを露出させるポートを形成することができる。この結果、音がポート内に入り込み、メッシュを通り抜け、ＭＥＭＳ装置において受け取られるようになる。同時に、金属メッシュは、かなりの程度の電磁環境耐性度を維持しながら、少なくとも一部の汚染物質がアセンブリ内部に入り込むのを防ぐのに効果的である。
これらの実施形態のさらに他の実施形態では、マイクアセンブリが底部及びカバーを含む。ポートが底部を貫通し、このポートを覆ってアセンブリ内部の底部にＭＥＭＳ装置が配置される。底部には、膜又は保護層が付着し、ポートを覆って底部全体にわたって広がる。この膜又は保護層は、底部上の金属半田パッドを露出させることによって逆流中に半田がパッド間を短絡させるのを効果的に防ぐ開口部を含む。底部（及びポート）全体にわたって広がる膜は、少なくとも一部の汚染物質がアセンブリの内部に入り込むのを防ぐのに効果的であるが、同時に音を通過させる。
本発明の様々な実施形態によるＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図１のＭＥＭＳアセンブリの線Ａ−Ａに沿った断面図である。 本発明の様々な実施形態によるＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図３のアセンブリの内部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図３及び図４のバリアの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 本発明の様々な実施形態によるＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図６のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図６及び図７のバリアの線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 本発明の様々な実施形態によるＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図９のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図９及び図１０のバリアの線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。 本発明の様々な実施形態によるバッフルの一例の断面図である。 本発明の様々な実施形態による別のバッフルの例の断面図である。 本発明の様々な実施形態による、ポート上にバリアが存在するＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図１２のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図１２及び図１３のバリアの線Ｅ−Ｅに沿った断面斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、ポート上にバリアが存在するＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図１５のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図１５及び図１６のバリアの線Ｆ−Ｆに沿った断面斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、ポート上にバリアが存在するＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図１８のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図１８及び図１９のバリアの線Ｇ−Ｇに沿った断面斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、ポート上にバリアが存在するＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図２１のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図２１及び図２２のバリアの線Ｈ−Ｈに沿った断面斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、ポートのないバリアを含むＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図２４の蓋部の底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図２４及び図２５のバリアの線Ｉ−Ｉに沿った断面斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、ポートのないバリアを含むＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図２７のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図２７及び図２８のバリアの線Ｊ−Ｊに沿った断面斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、ポートのないバリアを含むＭＥＭＳアセンブリの斜視図である。 本発明の様々な実施形態による、図２７のアセンブリの底部上面図である。 本発明の様々な実施形態による、図３０及び図３１のバリアの底面図である。 本発明による、図３０〜図３２のアセンブリの製造方法を示す図である。
本明細書で使用する「汚染物質」とは、アセンブリの外部環境からアセンブリに入り込むことができるあらゆる種類又は形の望ましくない物質を意味する。例えば、汚染物質のほんのいくつかの例として、埃、汚れ、水、蒸気を挙げることができる。
ここで図１〜図２を参照しながら、マイクアセンブリ１００内に配置された埋め込みバリアの一例について説明する。アセンブリ１００は、底部１０２、蓋部１０４、ポート１０６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置１０８及び集積回路１１０を含む。底部１０２には、バリア１１２が埋め込まれる。バリア１１２は、底部１０２に埋め込まれた形で（アセンブリ１００をボトムポート式デバイスにして）示しているが、ポート１０６を蓋部１０４に移動させて（これによりデバイスをトップポート式デバイスにして）バリア１１２を蓋部１０４に埋め込むこともできると認識されるであろう。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部１０４及び底部１０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、１又はそれ以上のＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
ポート１０６は底部１０２を貫通し、ＭＥＭＳ装置１０８はこのポート上に配置される。集積回路１１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部の導電パッド１１６に結合される。顧客は、集積回路１１０から受け取った信号をさらに処理するために、パッド１１６との電気的接続を行うことができる。バイア１１８などの複数のバイアが底部１０２を貫通して、集積回路１１０と導電パッド１１６の間を電気的に接続する。
ＭＥＭＳ装置１０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置１０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置１０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置１０８は、接着剤又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路１１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路１１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。また、本明細書で使用する「集積回路（ＩＣ）」とは、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆるタイプの処理回路を意味する。
図１〜図２のアセンブリ例では、バリア又は膜１１２が多孔性メッシュ（例えば、いくつかの例を挙げると、１又は複数の布層、金属メッシュ又は膜）又は多孔性フィルタ材料である。例えば、２つの例を挙げると、バリア１１２は膜又は織布とすることができる。バリア１１２は、多孔性であって音を通過させるが、少なくとも一部の汚染物質が通過するのを防ぐように構成される。他の態様では、本明細書の他の箇所で説明しているように、このバリアをパターン化したフレックスプリント基板（ＰＣＢ）とすることもできる。いずれにせよ、バリア１１２は底部１０２に埋め込まれる。本明細書で使用する「埋め込まれた」とは、底部１０２の頂面又は底面にバリア１１２が配置又は結合されるのではなく、ポート１０６全体にわたって底部１０２内に少なくとも部分的に配置され又は埋め込まれることを意味する。この点に関し、本明細書の他の箇所で説明しているように、底部１０２は、２又は以上のプリント基板（ＰＣＢ）を含んでバリア１１２を挟持又は配置することができる。
次に、特に図２を参照しながら、（埋め込みバリア１１２を含む）底部１０２の拡大断面図について説明する。バリア１１２は、完全に底部１０２全体にわたって広がる。しかしながら、いくつかの態様では、バリア１１２をキャビティ内に配置して、完全に底部１０２全体にわたって広がらないようにすることもできると認識されるであろう。具体的には、底部１０２の内部のポート１０６の周囲又は周辺にキャビティを形成し、このキャビティにバリア１１２を挿入することができる。
この例における底部１０２は、第１の半田マスク１５２、第１の金属層１５４、第１のコア層１５６、第２の金属層１５８、誘電層１６０、第３の金属層１６２、接着層１６５、バリア１１２、別の接着層１６７、第４の金属層１６４、第２のコア層１６６、第５の金属層１６８及び第２の半田マスク１７０を含む。これらの金属層は、信号のための導電路を提供し、１つの例では銅被覆で構成することができる。１つの例では、コア層をＦＲ−４基板とすることができる。ポート１０６は底部１０２を貫通するが、バリア１１２はポート全体に広がり、アセンブリの内部に（空気経路１０３によって示す）音を入り込ませるが、アセンブリ１００に汚染物質が入り込むのを防ぐ。誘電層１６０の機能は、電磁環境耐性を向上させるようにさらなる静電容量をもたらすことである。上述の構造は１つの考えられる構造にすぎず、他の構造及び構成も可能であると認識されるであろう。例えば、誘電層（及びその両側の金属層）を排除することも、又はさらなるＰＣＢ層を追加することもできる。
次に、図３〜図５を参照しながら、埋め込みバリア３１２を含む別のアセンブリの例について説明する。この例では、バリア３１２が、パターン化したリジッドフレックスＰＣＢである。「フレックス」とは、ポリイミド薄膜のように柔軟性又は適合性があることを意味する。
アセンブリ３００は、底部３０２、蓋部３０４、ポート３０６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置３０８及び集積回路３１０を含む。底部３０２、又は底部の片側（上部又は下部）には、バリア３１２が埋め込まれる。バリア３１２は、底部３０２上に存在する形で（アセンブリ３００をボトムポート式デバイスにして）示しているが、ポート３０６を蓋部３０４に移動させて（これによりデバイスをトップポート式デバイスにして）バリア３１２を蓋部３０４に埋め込むこともできると認識されるであろう。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部３０４及び底部３０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板及びプリント基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
ポート３０６は底部３０２を貫通し、ＭＥＭＳ装置３０８はこのポート上に広がる。集積回路３１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部の導電パッド３１６に結合される。顧客は、集積回路３１０から受け取った信号をさらに処理するために、パッド３１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置３０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置３０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置３０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置３０８は、接着剤又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路３１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路３１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。また、上述したように、本明細書で使用する「集積回路（ＩＣ）」とは、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆるタイプの処理回路を意味する。
図３〜図５の例では、バリア３１２がパターン化したフレックスプリント基板（ＦＰＣＢ）である。「パターン化した」とは、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング、又はレーザー切除によって間接的な又は蛇行した経路を生じるように材料を除去し、空気を通す複数の円形開口部又は幾何学形状を形成することを意味する。次に、特に図５を参照しながら、（埋め込みバリア３１２を含む）底部の拡大図について説明する。バリア３１２は、完全に底部３０２全体にわたって広がる。しかしながら、いくつかの態様では、バリア３１２をキャビティ内に配置して、完全に底部３０２全体にわたって広がらないようにすることもできると認識されるであろう。
底部３０２は、第１の半田マスク３５２、第１の金属層３５４、バリア３１２（フレックス層）、第２の金属層３５８、接着剤３５５、第３の金属層３６２、第１のコア層３５６、第４の金属層３６４、誘電層３６０、第５の金属層３６８、第２のコア層３６６、第６の金属層３６９及び第２の半田マスク３７０を含む。金属層は、信号のための導電路を提供する。１つの例では、コア層をＦＲ−４基板とすることができる。ポート３０６は、底部３０２を貫通する。バリア３１２は、ポート３０６並びに円形開口部３８０、３８２、３８４及び３８６全体にわたって広がり、アセンブリ３００の内部に（空気経路３０３によって示す）音を入り込ませるが、少なくとも一部の汚染物質がアセンブリ３００に入り込むのを防ぐ。上述の構造は１つの考えられる構造にすぎず、他の構造及び構成も可能であると認識されるであろう。
バリア３１２内の開口部３８０、３８２、３８４及び３８６の形状、数、配置又はその他の特性は、特定の種類又はサイズの汚染物質をフィルタ除去するように調整することができると認識されるであろう。具体的には、開口部の特定のサイズ及び／又は形状は、一定サイズの微粒子がアセンブリ３００の内部に入り込むのを防ぐのに有利なことがある。開口部の相対的な配置も、一部の種類及び／又はサイズの汚染物質をフィルタ除去するのに役立つことができる。また、バリア３１２の表面を疎水性コーティングで処理して、アセンブリ３００の内部に液体水が入り込むのを妨げることもできる。
別の例では、フレックス材料又はフレックス基板が、ポート上に完全に広がらないようにされる。この場合、底部の金属層の１つをポート上に広げて、汚染物質をフィルタ除去する１又はそれ以上の開口部を含むようにすることができる。他のいずれかの層を利用してこの機能を実行することもでき、又は（各々が開口部を有する）複数の層の組み合わせを使用することもできると認識されるであろう。
次に、図６〜図８を参照しながら、ＭＥＭＳアセンブリ６００の底部内に配置され、粒子フィルタとして使用されるバッフル構造の一例について説明する。アセンブリ６００は、底部６０２、蓋部６０４、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置６０８及び集積回路６１０を含む。
蓋部６０４及び底部６０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成することができる。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板及びプリント基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
集積回路６１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド６１６に結合される。顧客は、集積回路６１０から受け取った信号をさらに処理するために、パッド６１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置６０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置６０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置６０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置６０８は、接着剤又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路６１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路６１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。また、上述したように、本明細書で使用する「特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）」とは、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆるタイプの処理回路を意味する。
次に、特に図８を参照しながら、（バッフル構造６１２を含む）底部の拡大図について説明する。この底部は、第１の基板（例えば、ＦＲ−４）６５０、第１のＰＣＢ６５２及び第２のＰＣＢ６５４を含む。基板６５０内には、開放キャビティ６５６が形成される。２つのＰＣＢ６５２及び６５４は、電気トレースを配線するようにパターン化される。また、ＰＣＢ６５２及び６５４は、それぞれが接着剤６５８及び６６０によって開放キャビティ基板６５０の両側に積層される。接着剤６５８及び６６０は、穿孔フィルム接着剤又は印刷接着剤のいずれかとすることができる。接着剤の流れは、第１の基板のキャビティ６５６を満たさないようにされる。アセンブリ６００の動作に必要な電気的接続を行うように、貫通孔バイア（図示せず）が開けられてメッキされる。その後、第１及び第２のＰＣＢ基板６５２及び６５４を通じて、（例えば、レーザー又は機械式ドリルを用いて）穴又は開口部６６２及び６６４が開けられる。これらの穴又は開口部６６２及び６６４は、完成した積層板の両側から穿孔され、キャビティ６５６との連通をもたらす。換言すれば、穴又は開口部６６２及び６６４は、第１及び第２のＰＣＢ基板６５２及び６５４の全ての層を通過するわけではない。底部６０２の両側には、半田マスク６７０及び６７２が配置される。キャビティ６５６、並びに穴又は開口部６６２及び６６４は、共にバッフル構造６１２を形成する。
穴又は開口部６６２は、アセンブリ６００の内部と連通しており、ＭＥＭＳ装置への音の入口である。穴又は開口部６６４は、アセンブリ６００の外部と連通しており、顧客アプリケーションへの音響ポートである。穴又は開口部６６２及び６６４は互いにオフセットされており、１つの態様ではキャビティ６５６の両端に存在すると認識されるであろう。キャビティ６５６内における穴又は開口部６６２及び６６４の配置は、マイクの開放音響ポートに進入するあらゆる汚染物質のための蛇行経路を形成する。基板の製造後、マイクアセンブリ６００は、ＭＥＭＳ装置及び集積回路が取り付けられ、ワイヤボンディングされ、蓋部が取り付けられることによって完成する。
（６０３の矢印によって示す）音は、バッフル構造を通り抜けるようになると認識されるであろう。しかしながら、少なくとも一部の環境汚染物質は、バッフル構造内（例えば、キャビティ６５６内）に「固着」し、又は別様に留まって、アセンブリ６００の内部に入り込むのを防ぐことができる。
次に、図９〜図１１を参照しながら、少なくとも一部の環境汚染物質がアセンブリ９００の内部に入り込むのを防ぐ、ＭＥＭＳアセンブリ９００の底部に配置された別のバッフル構造９１２の例について説明する。アセンブリ９００は、底部９０２、蓋部９０４、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置９０８及び集積回路９１０を含む。
蓋部９０４及び底部９０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成することができる。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
集積回路９１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド９１６に結合される。顧客は、集積回路９１０から受け取った信号をさらに処理するために、パッド９１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置９０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置９０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置９０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置９０８は、接着剤又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路９１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路９１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。また、上述したように、本明細書で使用する「集積回路（ＩＣ）」とは、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆるタイプの処理回路を意味する。
次に、特に図１１Ａを参照しながら、（バッフル構造９１２を含む）アセンブリの拡大切欠斜視図について説明する。底部は、第１の基板（例えば、ＦＲ−４）９５０、第１のＰＣＢ９５２及び第２のＰＣＢ９５４を含む。基板９５０内には、開放キャビティ９５６が形成される。２つのＰＣＢ９５２及び９５４は、電気トレースを配線するようにパターン化される。これらの２つのＰＣＢ９５２及び９５４は、それぞれが接着剤９５８及び９６０によって、開放キャビティ又はバッフル９５６を含む第１の基板９５０の両側に積層される。接着剤９５８及び９６０は、例えば穿孔フィルム接着剤又は印刷接着剤のいずれかとすることができる。接着剤の流れは、第１の基板のキャビティ６５６を満たさないようにされる。アセンブリ９００の動作に必要な電気的接続を行うように、貫通孔バイア（図示せず）が開けられてメッキされる。その後、第１及び第２のＰＣＢ基板を通じて穴又は開口部９６２、９６３及び９０６が開けられる。これらの穴又は開口部９６２、９６３及び９０６は、レーザー又は機械式穿孔法を用いて穿孔することができ、１つの態様では、完成した積層板の両側から穿孔されてキャビティ９５６との連通をもたらす。換言すれば、穴又は開口部９６２、９６３及び９０６は、第１及び第２のＰＣＢ基板９５２及び９５４の全ての層を通過するわけではない。穴又は開口部９６２、９６３、ポート９０６、及びキャビティ９５６は、共にバッフル構造９１２を形成する。
穴又は開口部９６２及び９６３は、ＭＥＭＳ装置への音の入口であり、（キャビティ９５６の中央に配置された）ポート孔９０６は、顧客アプリケーションへの音響ポートである。キャビティ内における穴の配置は、マイクの開放音響ポートに進入するあらゆる汚染物質のための蛇行経路を形成する。基板の製造後、マイクアセンブリ９００は、ＭＥＭＳ装置及び集積回路が取り付けられ、ワイヤボンディングされ、蓋部が取り付けられることによって完成する。
ここで図１１Ｂ及び図１１Ｃを参照すると、キャビティ９５６の形状を、長くて比較的真っ直ぐな構成（図１１Ｂ）から複数の湾曲したノッチを有する構成（図１１Ｃ）に変更できることが分かる。キャビティ９５６の形状は、例えば他の種類及びサイズではなく特定の種類及びサイズの汚染物質をフィルタ除去するように変更することができる。形状及びキャビティ９５６の高さも、マイクアセンブリの音響応答に影響を与えるように変更することができる。これらの方法を使用して、少なくとも一部の汚染物質をバッフル構造内に封じ込めることができる（例えば、これらの汚染物質をこの構造に付着させ、又は構造内に留めることができる）。
次に、図１２〜図１４を参照しながら、微粒子の浸入を防ぐための蛇行音響エネルギー経路を有する別のＭＥＭＳアセンブリ１２００の例について説明する。アセンブリ１２００は、底部１２０２、蓋部１２０４、ポート１２０６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置１２０８、バリア１２１２及び集積回路１２１０を含む。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部１２０４及び底部１２０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
ポート１２０６は底部１２０２を貫通し、ＭＥＭＳ装置１２０８はこのポート全体にわたって広がる。集積回路１２１０の出力部は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド１２１６に結合される。顧客は、集積回路１２１０から受け取った信号をさらに処理するために、これらのパッドとの電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置１２０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置１２０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置１２０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置１２０８は、ダイ接着剤１２１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路１２１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路１２１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
１つの態様では、バリア１２１２が、ポート１２０６を覆ってその全体に広がるとともに、ＭＥＭＳ装置１２０８内（下）に広がるシリコン片である。バリア１２１２は、アセンブリ１２００内で粒子フィルタとして機能する旋回部を含む細長いトンネル１２１４を有する。トンネル１２１４は、音が通り抜ける拡張された（すなわち管状の）中空開口部であり、ステルスレーザダイシング及び化学エッチングなどの様々な異なる方法を用いて形成することができる。１２２６の矢印で音の経路を示しており、この音はトンネル１２１４内をたどって進む。バリア１２１２は、前方容量１２１５内に配置され、後方容量１２１７内には配置されない。微粒子は、トンネル１２１４内に（例えば、トンネル１２１４内の旋回部において）捕捉され、トンネルに付着し、又はトンネル内に留まり、これによってアセンブリ１２００の内部に入り込むのが防がれるが、トンネルを完全に塞ぐことはない。このＭＥＭＳ装置１２０８の下方におけるバリア１２１２の配置は、存在したはずの前方容量１２１５を減少させることによってアセンブリ１５００の音響性能を高めることができる。
バリア１２１２は、様々な寸法を有することができる。１つの説明例では、バリア１２１２が、長さ約０．５ｍｍ×幅約０．５ｍｍ×厚さ約０．１５ｍｍである。トンネル１２１４も、様々な異なる形状及び寸法を有することができる。
次に、図１５〜図１７を参照しながら、微粒子のアセンブリ内への浸入を防ぐ蛇行音響エネルギー経路を有する別のＭＥＭＳアセンブリ１５００の例について説明する。アセンブリ１５００は、底部１５０２、蓋部１５０４、ポート１５０６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置１５０８、バリア１５１２及び集積回路１５２１０を含む。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部１５０４及び底部１５０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
ポート１５０６は底部１５０２を貫通し、ＭＥＭＳ装置１５０８はこのポート１５０６全体にわたって広がる。集積回路１５１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド１５１６に結合される。顧客は、集積回路１５１０から受け取った信号をさらに処理するために、これらのパッドとの電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置１５０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置１５０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置１５０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置１５０８は、ダイ接着剤１５１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路１５１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路１５１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
１つの態様では、バリア１５１２が、ポート１５０６を覆ってその全体に広がるとともに、ＭＥＭＳ装置１５０８内（下）に広がるシリコン片である。バリア１５１２は、（湾曲トンネル又は直線トンネルとすることができる）トンネル１５２０を含む。このトンネル１５２０には、第１のトレンチ１５２２及び第２のトレンチ１５２４が連通する。ポート１５０６に入り込み、第１のトレンチ１５２２、水平トンネル１５２０、第２のトレンチ１５２４を通過した後にＭＥＭＳ装置１５０８において受け取られる音の音響経路（１５２６の矢印）も示す。トンネル１５２０は、ステルスレーザダイシング及び化学エッチングなどの様々な異なる方法によって形成することができる。トレンチ１５２２及び１５２４は、例えばドライエッチング法によって形成することができる。この音がトレンチ及びトンネルを通り抜ける際に形成される長い経路は、粒子フィルタとして機能する。このＭＥＭＳ装置１５０８の下方におけるバリア１５１２の配置は、存在したはずの前方容量を減少させることによってアセンブリ１５００の音響性能を高めることができる。
バリア１５１２は、様々な寸法を有することができる。１つの説明例では、バリア１５１２が、長さ約０．５ｍｍ×幅約０．５ｍｍ×厚さ約０．１５ｍｍである。
次に、図１８〜図２０を参照しながら、微粒子浸入の保護を行う蛇行音響エネルギー経路を有する別のＭＥＭＳアセンブリ１８００の例について説明する。アセンブリ１８００は、底部１８０２、蓋部１８０４、ポート１８０６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置１８０８、バリア１８１２及び集積回路１５１０を含む。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部１８０４及び底部１８０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
ポート１８０６は底部１８０２を貫通し、ＭＥＭＳ装置１８０８はこのポート全体にわたって広がる。集積回路１８１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド１８１６に結合される。顧客は、集積回路１８１０から受け取った信号をさらに処理するために、これらのパッドとの電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置１８０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置１８０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置１８０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置１８０８は、ダイ接着剤１８１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路１８１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路１８１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
１つの態様では、バリア１８１２が、ポート１８０６を覆ってこの全体に広がるとともに、ＭＥＭＳ装置１８０８内（下）に広がるシリコン片である。バリア１８１２は、第１のトレンチ１８２２及び第２のトレンチ１８２４を有する。音の音響経路１８２６も示している。トレンチ１８２２及び１８２４は、交差パターンでシリコンにエッチングされる。従って、シリコンバリア１８１２の底部に空気がぶつかると、この空気は側面から外に出る。
トレンチ１８２２及び１８２４は、例えばドライエッチング法によって形成することができる。形成される長い経路は、粒子フィルタとして機能する。バリア１８１２は、前方容量１８１５内に存在し、後方容量１８１７内には存在しない。このＭＥＭＳ装置１８０８の下方におけるバリア１８１２の配置は、存在したはずの前方容量を減少させることによってアセンブリ１８００の音響性能を高めることができる。
バリア１８１２は、様々な寸法を有することができる。１つの説明例では、バリア１８１２が、長さ約０．５ｍｍ×幅約０．５ｍｍ×厚さ約０．１５ｍｍである。トップポート式デバイスにおいて同じ材料を使用した場合には、トップポート式デバイスの周波数応答を平坦化するために使用される音響抵抗をもたらすことができる。
次に、図２１〜図２３を参照しながら、蛇行音響エネルギーバリア経路を有する別のＭＥＭＳアセンブリ２１００の例について説明する。アセンブリ２１００は、底部２１０２、蓋部２１０４、ポート２１０６、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置２１０８、バリア２１１２及び集積回路２１１０を含む。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部２１０４及び底部２１０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
ポート２１０６は底部２１０２を貫通し、ＭＥＭＳ装置２１０８はこのポート全体にわたって広がる。集積回路２１１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド２１１６に結合される。顧客は、集積回路２１１０から受け取った信号をさらに処理するために、これらのパッド２１１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置２１０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置２１０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置２１０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置２１０８は、ダイ接着剤２１１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路２１１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路２１１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
１つの態様では、バリア２１１２が、粒子フィルタとして効果的な約１〜１００マイクロメートルの、或いは、より好ましくは２〜２０マイクロメートルの細孔径を有する多孔性セラミック材料片である。換言すれば、音は細孔を通過することができるが、さらに大きな微粒子は通過することができない。バリア２１１２は、様々な寸法を有することができる。１つの説明例では、バリア２１１２が、長さ約０．５ｍｍ×幅約０．５ｍｍ×厚さ約０．２５ｍｍであり、ポート２１０６を覆ってキャビティ内のＭＥＭＳ装置２１０８の下方に配置される。バリア２１１２は、前方容量２１１５内に存在し、後方容量２１１７内には存在しないと認識されるであろう。このＭＥＭＳ装置２１０８の下方におけるバリア２１１２の配置は、存在したはずの前方容量を減少させることによってアセンブリ２１００の音響性能を高めることができる。
１つの例では、バリア２１１２の上面に、例えばスプレー式ラッカ接着剤又はスタンプ転写接着剤で構成された肉薄の不透水層が加えられ、この層は、真空ツールがくっつくことができるシール面をもたらすので、これらの部分を真空操作できるようになる。この肉薄の不透水層は、塗布中には粘着性であり、従って多孔性セラミック内に浸透しないという利点を有する。
次に、図２４〜図２６を参照しながら、粒子フィルタ又はバリアを利用する別のアセンブリ２４００の例について説明する。アセンブリ２４００は、底部２４０２、蓋部２４０４、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置２４０８及び集積回路２４１０を含む。専用ポートは存在しない。その代わりに、（多孔性の）蓋部２４２２の一部を通じて音がＭＥＭＳ装置２４０８に入り込む。蓋部２４０４の構造については、以下でさらに詳細に説明する。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部２４０４及び底部２４０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板又はセラミック又は金属の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
集積回路２４１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド２４１６に結合される。顧客は、集積回路２４１０から受け取った信号をさらに処理するために、これらのパッド２４１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置２４０８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置２４０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置２４０８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置２４０８は、ダイ接着剤２４１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路２４１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路２４１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
蓋部２４０４は、溶融部分２４２０及び部分的溶融部分２４２２を含む。溶融部分２４２０は、底部２４０２との間の音響シールを提供するシール面２４２６を含む。部分的溶融部分２４２２は音響部分を提供する。すなわち、部分的溶融部分２４２２は、音を通過させる一方で微粒子の進入を防ぐ。「溶融」とは、媒質が空隙を含まない完全な合体点まで融解していることを意味する。「部分的溶融」とは、媒質が空隙を含む部分的合体点まで融解していることを意味する。この部分的溶融（又は焼結）構造は、アセンブリ内部へのデブリ及び液体の進入を困難又は不可能にする蛇行経路をもたらす。
蓋部２４０２を構成するために使用される材料の多孔率は、マイクアセンブリの周波数応答を（減衰させることを介して）平坦化するように変更することができると認識されるであろう。蓋部２４０２は、無線周波数干渉（ＲＦＩ）に対する保護を行うように金属で構成することができる。上述したように、この方法は、必然的に底部又は蓋部を完全に貫通するポート孔又は開口部を含まず、むしろアセンブリに音が進入できるようにするための多孔性の蛇行経路を含むと認識されるであろう。また、蓋部２４０２は、液体水の浸透に対する抵抗を高めるために疎水性コーティングで被覆することができる。
次に、図２７〜図２９を参照しながら、粒子フィルタ又はバリアを利用する別のアセンブリ２７００の例について説明する。アセンブリ２７００は、底部２７０２、蓋部２７０４、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置２７０８及び集積回路２７１０を含む。音は、蓋部２７０２のポート２７０６を通じてＭＥＭＳ装置２７０８に入り込む。蓋部２７０４の構造については、以下でさらに詳細に説明する。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部２７０４及び底部２７０２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
集積回路２７１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド２７１６に結合される。顧客は、集積回路２７１０から受け取った信号をさらに処理するために、パッド２７１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置２７０８は、音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置２７０８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置２７０８によって受け取られた音エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置２７０８は、ダイ接着剤２７１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路２７１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路２７１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
蓋部２７０４は、メッシュ金属２７２１で構成される。メッシュ金属２７２１は、任意にエポキシ２７２３（又は何らかの同様の材料）で覆われ、固体部分が得られるように硬化することができる。製造中、実際にポート孔を覆うエポキシ２７２３のマスク（又は部分）は選択的にパターン化又はエッチング除去され、メッシュで覆われたポート２７０６又は開口部と固体の蓋部とが残される。いくつかの態様では、メッシュ２７２１がファラデー箱として機能することにより、アセンブリ２７００のコンポーネントに対して無線周波数（ＲＦ）保護を行う。ポートがメッシュで覆われることにより、以前の方法を凌ぐ強化されたＲＦ保護を行うこともできる。粒子進入保護は、ポート孔２７０６を定めるメッシュの（約５０μｍ又は未満などの）小さな穴又は開口部によって行われる。蓋部２７０４は、完全にメッシュで（蓋部全体を覆って）構成することも、又は部分的にメッシュで（例えば蓋部２７０４の頂部のみにメッシュを利用して）構成することもできると認識されるであろう。金属メッシュ２７２１は、液体水の浸透に対する抵抗を高めるために疎水性材料で被覆することもできる。
次に、図３０〜図３２を参照しながら、保護層又は膜層を使用するマイクアセンブリの例について説明する。アセンブリ３０００は、（保護層３０２０を有する）底部３００２、蓋部３００４、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置３００８、集積回路３０１０及びポート３００６を含む。底部３００２の構造については、以下でさらに詳細に説明する。
一般に、本明細書の他の箇所で説明しているように、蓋部３００４及び底部３００２の各々は、１又はそれ以上の材料層で形成される。例えば、これらのコンポーネントは、ＦＲ−４基板で構成できるとともに、これらの基板の周囲に配置された様々な導電層及び絶縁層を有することができる。
集積回路３０１０の出力は、導電性トレース（図示せず）によって底部上の導電パッド３０１６に結合される。顧客は、集積回路３０１０から受け取った信号をさらに処理するために、パッド３０１６との電気的接続を行うことができる。
ＭＥＭＳ装置３００８は音響エネルギーを受け取り、これを電気エネルギーに変換する。この点に関し、ＭＥＭＳ装置３００８は、ダイアフラム及びバックプレートを含むことができる。音響エネルギーはダイアフラムの動きを引き起こし、この動きがダイアフラムとバックプレートの間の電圧を変化させる。この結果生成される電気信号は、ＭＥＭＳ装置３００８によって受け取られた音響エネルギーを表す。ＭＥＭＳ装置３００８は、ダイ接着剤（図示せず）２７１１又はその他のいずれかの適当な締結機構又は方法によって底部に取り付けられる。
集積回路３０１０は、あらゆる種類の処理機能を実行するあらゆる種類の集積回路である。一例では、集積回路３０１０が緩衝器又は増幅器である。他の集積回路の例も可能である。この例には１つの集積回路しか示していないが、複数の集積回路を配置することもできると認識されるであろう。
保護層又は膜層３０１５は、ボトムポート式マイクアセンブリの半田マスク層に取って代わるものである。層３０１５は、例えば（超音波溶接などを用いて）機械的に層として取り付けられた絶縁性多孔性膜（例えば、ｅＰＴＦＥ）である。この層は、（超音波溶接部／カットエッジ３００９によって定められる）半田パッド３０１６間の半田の流れを防ぐための保護層として機能する。層３０１５は音響ポート３００６を覆うので、音響ポートへの進入異物（液体粒子及び固体粒子の両方）に対する保護を行う。最終的に、半田パッドのための開口部を有する一方でポート３００６の超音波溶接されていない領域３００７を覆う多孔性高分子の溶接パターン膜が得られる。
次に、図３３を参照しながら、図３０〜図３２のデバイスの製造方法の一例について説明する。ＰＣＢパネル３３００は、１又はそれ以上のマイク底部３３０４のアレイを含む。パネル３３００を覆って、多孔性高分子膜３３０５が施される。ＰＣＢパネル３３０２は、ホーン３３０６とツール３３０８の間に配置され、ツール３３０８は、アンビル３３１０上に存在する。ホーン３３０６の機能は、超音波エネルギーを供給することである。ツール３３０８の機能は、多孔性膜を溶接して切断する表面を提供することである。アンビル３３１０は、ホーン３３０６からの音響エネルギーが転送されるようにツール３３０８を支持する。
ホーン３３０６に超音波エネルギー及び圧力が加わり、ホーン３３０６は、ツール３３０８が多孔性高分子膜３３０５をパネル３３００に溶接すると同時に切断するようにＰＣＢパネル３３００を通じてエネルギーを伝達する。換言すれば、ツール３３０８は、半田パッドのための領域を裁断／除去する一方でポート領域を覆う。他の製造方法を採用することもできると認識されるであろう。
本明細書では、発明者らに周知の、発明を実施するための最良の形態を含む本発明の好ましい実施形態を説明した。図示の実施形態は例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
１０２ 底部
１０３ 空気経路
１０４ 蓋部
１０６ ポート
１０８ 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置
１１０ 集積回路
１１２ バリア
１１６ 導電パッド
１１８ バイア
１５２ 第１の半田マスク
１５４ 第１の金属層
１５６ 第１のコア層
１５８ 第２の金属層
１６０ 誘電層
１６２ 第３の金属層
１６４ 第４の金属層
１６５ 接着層
１６６ 第２のコア層
１６７ 接着層
１６８ 第５の金属層
１７０ 第２の半田マスク

Claims (24)

  1. カバーと、
    前記カバーに結合された底部と、
    前記底部上に配置された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、
    前記底部内の開口部と、
    を備え、前記ＭＥＭＳデバイスは、前記開口部上に配置され、前記底部は、前記開口部全体に広がって音を通過させるバリアで構成され、前記底部の残り部分は、前記開口部全体に広がらない、
    ことを特徴とするマイクアセンブリ。
  2. 前記バリアは、前記底部に埋め込まれる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のマイクアセンブリ。
  3. 前記ＭＥＭＳデバイスに結合された集積回路をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１に記載のマイクアセンブリ。
  4. 前記集積回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である、
    ことを特徴とする請求項３に記載のマイクアセンブリ。
  5. 前記底部は、前記開口部と連通するキャビティを含み、前記バリアは、該キャビティ内に配置される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のマイクアセンブリ。
  6. 前記底部は、複数の材料層を含み、前記バリアは、該複数の材料層の１つを含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載のマイクアセンブリ。
  7. 前記バリアは、パターン化したフレックスプリント基板（ＰＣＢ）を含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載のマイクアセンブリ。
  8. 前記パターン化したフレックスＰＣＢは、ポリイミド薄膜を含む、
    ことを特徴とする請求項７に記載のマイクアセンブリ。
  9. 前記バリアは、前記開口部を覆って前記底部の底面に結合される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のマイクアセンブリ。
  10. 前記底部は膜を含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載のマイクアセンブリ。
  11. カバーと、
    前記カバーに取り付けられた底部と、
    前記底部上に配置された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、
    を備え、前記底部は、上方に前記ＭＥＭＳデバイスが配置された第１の開口部と、チャネルと、前記アセンブリの外部と連通する第２の開口部とを含み、前記チャネルは、前記第１の開口部及び前記第２の開口部と連通して、前記アセンブリの外部から前記ＭＥＭＳデバイスへの音響経路をもたらす、
    ことを特徴とするマイクアセンブリ。
  12. 前記第１の開口部と前記第２の開口部は位置合わせされていない、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のマイクアセンブリ。
  13. 前記第１の開口部と前記第２の開口部は位置合わせされる、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のマイクアセンブリ。
  14. カバーと、
    前記カバーに取り付けられた底部と、
    前記底部上に配置された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、
    を備え、前記底部は、上方に前記ＭＥＭＳデバイスが配置された第１の開口部と、前記アセンブリの外部と連通する第２の開口部とを含み、前記チャネルは、前記第１の開口部及び前記第２の開口部と連通して、前記アセンブリの外部から前記ＭＥＭＳデバイスへの音響経路をもたらし、前記第１の開口部は前記第２の開口部と位置合わせされ、前記アセンブリは、前記ＭＥＭＳデバイス内の前記底部上に配置されたバリアをさらに備え、前記バリアは音を通過させる、
    ことを特徴とするマイクアセンブリ。
  15. 前記バリアは、前記アセンブリの外部から前記ＭＥＭＳデバイスに音が通り抜ける中空経路を含む、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のマイクアセンブリ。
  16. 前記バリアに、前記ＭＥＭＳデバイスと連通する第１のトレンチ、前記アセンブリの外部と連通する第２のトレンチ、並びに前記第１のトレンチ及び前記第２のトレンチと連通するチャネルが形成される、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
  17. 前記バリアに、前記ＭＥＭＳデバイスと連通する第１のトレンチ、及び前記アセンブリの外部と連通する第２のトレンチが形成され、前記第１のトレンチと前記第２のトレンチは互いに連通する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
  18. 前記バリアは固体片である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のアセンブリ。
  19. カバーと、
    前記カバーに取り付けられた底部と、
    前記底部上に配置された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスと、
    を備え、前記カバーは、多孔性部分及び非多孔性部分を含み、前記多孔性部分は、音を通過させるが微粒子を通過させない、
    ことを特徴とするマイクアセンブリ。
  20. 前記ＭＥＭＳデバイスに結合された集積回路をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のマイクアセンブリ。
  21. 前記集積回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のマイクアセンブリ。
  22. 前記カバーは金属を含む、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のマイクアセンブリ。
  23. 前記多孔性部分は金属メッシュを含む、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のマイクアセンブリ。
  24. 前記多孔性部分は、部分的溶融金属又は焼結金属を含む、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のマイクアセンブリ。
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