JP3574774B2

JP3574774B2 - Electret condenser microphone

Info

Publication number: JP3574774B2
Application number: JP2000079654A
Authority: JP
Inventors: 義昭大林; 護安田; 真一佐伯
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: JP2001268695A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ECM which uses a ceramic package. SOLUTION: This microphone is equipped with the ceramic package 7 which holds a back electrode 18 having an electret dielectric film 161 stuck on its top surface or a diaphragm ring 15 made of a metal material having a diaphragm film 16 stuck by mounting it on the upper-end surface; and a metal material film constituting an input terminal surface 73 is formed on the upper- end surface of the peripheral side wall 72 of the ceramic packet 7 and an input conduction film 74 is formed on the internal surface of the peripheral side wall 72 and the top surface of a bottom part 71 while extended from the input terminal surface 73. An IC bear chip including an impedance transducing circuit is fitted to the bottom part 71 of the ceramic package 7 and the input conduction film 74 is electrically connected to an input terminal 53' of the IC bare chip 50'; and a capsule 10 made of a metallic cylinder is provided and the ceramic package 7 is put in the capsule 10 to obtain the ECM.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンに関し、特に、背極或いは振動膜が張り付けられた振動膜リングの機械的保持とこれらを含む種々の電気部品の電気接続を実施する部材として１個のセラミックパッケージを採用するエレクトレットコンデンサマイクロホンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトレットコンデンサマイクロホン（以下、これをＥＣＭ、と称す）の従来例を図８を参照して説明する。図８に示されるＥＣＭはバックエレクトレット型のＥＣＭである。
図８において、カプセル１はアルミニウムの如き金属の筒体より成る。カプセル１の一端面はその前面板１０により閉塞されている。前面板１０の中心には音孔である中心孔１ａが形成されている。カプセル１内には、金属材料より成る振動膜リング８に張り付けられた振動膜７が収容され、振動膜リング８は前面板１０に接触している。背極４の上表面にはエレクトレット誘電体膜５が被着形成されている。振動膜７は絶縁性のスペーサ６を介して背極４上表面のエレクトレット誘電体膜５と対向、位置決めされている。３は樹脂ホルダである。樹脂ホルダ３はその上端部全周縁に段部が形成され、ここに背極４を嵌合保持する。樹脂ホルダ３の中央部には背室１１が形成されている。この背室１１内にインピーダンス変換用ＩＣ素子９が配置されている。２はプリント配線基板である。
【０００３】
以上のＥＣＭにおいて、エレクトレット誘電体膜５が上面に形成される背極４が一方の電極を構成し、振動膜７が他方の電極を構成する。この一方の電極である背極４はインピーダンス変換用ＩＣ素子９の入力端子と接続し、他方の端子をプリント配線基板２の配線に接続する。他方の電極である振動膜７は金属材料より成る振動膜リング８、カプセル１および図示されない導線を介してアース端子５２に電気接続する。ここで、ＥＣＭは、中心孔１ａを介して音波が進入するとこれにより振動膜７は振動し、この振動に対応する振動膜７と背極４との間の電気容量変化を音声信号として出力５１に出力することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の従来例において、背極４を固定保持するホルダとして樹脂ホルダ３を使用している。この樹脂ホルダ３は、上端部全周縁に背極４を保持する段部を形成するが、外形寸法が微小なものであるので機械加工は必ずしも容易ではなく、そして、機械的強度を或る程度大きいものにする必要上、樹脂ホルダ３自体の重量のＥＣＭの全重量に占める割合は比較的に大きくなる。プリント配線基板２は、インピーダンス変換用ＩＣ素子９を配置してこれと電気機械的に結合し、更に、出力端子、アース端子その他の電気接続部材が形成される。
【０００５】
このＥＣＭは、背極４の機械的保持と背極４を含む種々の電気接続を構成する上において、結局、樹脂ホルダ３と、プリント配線基板２の２個の電気部品を使用している。部品の数が１個でも増加すると、その分だけ組み立て工数は増加すると共に部品の組み込み忘れ或いは組み込み誤りその他の不良発生の恐れを増大することとなるので、部品点数は極力少なくしたい。
この発明は、背極或いは振動膜が張り付けられた振動膜リングの機械的保持とこれらを含む種々の電気部品の電気接続を実施する部材として１個のセラミックパッケージを採用して上述の問題を解消したＥＣＭを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１：エレクトレット誘電体膜１６１を上面に張り付けた背極１８或いは振動膜１６が張り付けられた金属材料より成る振動膜リング１５を上端面に載置して保持するセラミックパッケージ７を具備し、セラミックパッケージ７の周側壁７２の上端面に入力端子面７３を構成する金属材料被膜を全周に亘って成膜形成し、周側壁７２の内側面および底部７１の上面に亘って入力端子面７３から延伸して入力導電被膜７４を成膜形成し、インピーダンス変換回路を含むＩＣベアチップをセラミックパッケージ７の底部７１に取り付け、入力導電被膜７４をＩＣベアチップ５０’の入力端５３’に電気接続し、金属の筒体より成るカプセル１０を具備し、セラミックパッケージ７をカプセル１０内に収容したエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
【０００７】
そして、請求項２：請求項１に記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、カプセル１０の前面板１２の内面にエレクトレット誘電体膜１６１を被着形成し、カプセル１０内にスペーサ１７を介して振動膜リング１５を収容し、次いでセラミックパッケージ７を収容し、カプセル１０をセラミックパッケージ７にカシメ付けたエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
また、請求項３：請求項１に記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、振動膜リング１５をカプセル１０の前面板１２の内面に接触して収容し、次いでエレクトレット誘電体膜１６１を上側にしスペーサ１７を介して背極１８を収容し、更にセラミックパッケージ７を収容し、カプセル１０をセラミックパッケージ７にカシメ付けたエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
【０００８】
更に、請求項４：請求項１に記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、下面にエレクトレット誘電体膜１６１が被着形成される振動膜１６が張り付けられた振動膜リング１５をカプセル１０の前面板１２の内面に接触して収容し、次いでスペーサ１７を介して背極１８を収容し、更にセラミックパッケージ７を収容し、カプセル１０をセラミックパッケージ７にカシメ付けたエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
【０００９】
ここで、請求項５：請求項１ないし請求項４の内の何れかに記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、セラミックパッケージ７は底部７１とこれに結合一体化した周側壁７２より成るものであるエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
そして、請求項６：請求項５に記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、セラミックグリーンシート７９から底部素片７１’および周側壁素片７２’を切り出し、底部素片７１’に周側壁素片７２’を重ねて加圧一体化し、焼成して構成したものであるエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
【００１０】
また、請求項７：請求項２ないし請求項４の内の何れかに記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、セラミックパッケージ７の周側壁７２の下端部にカプセルをカシメ付ける係合段部７２１を互いに対向して形成したエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成した。
更に、請求項８：請求項１ないし請求項７の内の何れかに記載されるエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて、ＩＣベアチップ５０’をセラミックパッケージ７にフリップチップボンディングしたエレクトレットコンデンサマイクロホンを構成したを構成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図の実施例を参照して説明する。
図１は実施例のカプセルおよびセラミックパッケージの外観を説明する。図１（ａ）はカプセルの内側を示す斜視図、図１（ｂ）はカプセルの原材料板金を示す図、図１（ｃ）はセラミックパッケージにカプセルをカシメ付けて組み立てられたＥＣＭの下側を示す斜視図、図１（ｄ）は組み立てられたＥＣＭの上側を示す斜視図である。
【００１２】
カプセル１０は、図１（ｂ）に示されるカプセルの原材料板金に絞り、切断加工を施すことにより形成される。１１１は後で説明されるカシメ片である。１６１はエレクトレット誘電体膜である。このエレクトレット誘電体膜１６１は、原材料板金に予め塗布し熱溶着せしめられていたテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）を帯電処理することにより形成される。
図２を参照してフロントエレクトレット型ＥＣＭの実施例を説明する。
【００１３】
図２において、カプセル１０はアルミニウム或いは洋白の如き金属板を四角筒体に加工して形成されたものである。カプセル１０の一端面はその前面板１２により閉塞されている。前面板１２の中心部には音孔であるスリット１３が形成されている。前面板１２の下表面にはエレクトレット誘電体膜１６１が被着形成されている。エレクトレット誘電体膜１６１は、１３μ^ｔの膜厚にＦＥＰを前面板１２の下表面に塗布して３３０℃前後、３０分程の熱処理を施し、或いはフィルムをラミネートすることにより形成される。カプセル１０内には金属材料より成る振動膜リング１５に張り付けられた振動膜１６が収容されている。この場合、振動膜１６は絶縁性のスペーサ１７を介してエレクトレット誘電体膜１６１の下面に対向位置決めされている。振動膜１６は２μ^ｔの膜厚のポリプロピレンサルファイド（ＰＰＳ）或いはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の片面に４００Ａ゜の膜厚のニッケル蒸着薄膜を成膜したものより成る。ＥＣＭをリフロー半田付けすることを念頭におく場合、振動膜１６は膜厚１〜２μ^ｔのニッケル薄膜が使用される。
【００１４】
７はこの発明によるセラミックパッケージを示す。セラミックパッケージ７はセラミックより成る高さの極く低い皿状の四角筒体より成る。セラミックパッケージ７は底部７１と底部７１に一体に構成される周側壁７２より成る。周側壁７２の上端面は振動膜リング１５を支持している。セラミックパッケージ７の周側壁７２の下端部中央には係合段部７２１が対向して２組形成されている。角型のカプセル１０の側壁１１の開口端には４個のカシメ片１１１が形成されている。セラミックパッケージ７の底部７１の上面にはＩＣベアチップ５０’が位置決めされ、導電性熱硬化エポキシ接着剤によりダイボンドされ、ワイヤーボンディング後、ＩＣベアチップ５０’全体を合成樹脂により完全封印する。側壁１１のカシメ片１１１を係合段部７２１にカシメ付けることによりＥＣＭは封止される。
【００１５】
図３を参照してセラミックパッケージ内の電気接続を説明する。図３（ａ）はセラミックパッケージおよび内部におけるＩＣベアチップの電気接続を説明する斜視図、図３（ｂ）はセラミックパッケージの下面を示す斜視図である。
図３において、上述した通り、セラミックパッケージ７の周側壁７２の外側下端部中央には底部７１下面から係合段部７２１が４辺共に形成されている。周側壁７２の上端面には入力端子面７３を構成する金属材料被膜が全周に亘って成膜形成されている。入力導電被膜７４は、周側壁７２の内側面および底部７１の上面に亘って、入力端子面７３から延伸して成膜形成されている。入力導電被膜７４は、ＩＣベアチップ５０’の入力端５３’にボンディングワイヤ５９を介して接続している。７５は底部７１の上面に成膜形成される出力接続被膜である。ＩＣベアチップ５０’の出力端５１’はボンディングワイヤ５９を介してこの出力接続被膜７５に接続している。７６はアース接続被膜である。ＩＣベアチップ５０’のアース端５２’はボンディングワイヤ５９を介してこのアース接続被膜７６に接続している。出力接続被膜７５とアース接続被膜７６の間にはチップコンデンサが接続している。セラミックパッケージ７の下面中央部には出力端子５１が成膜形成されている。図に明示されたいる訳ではないが、出力端子５１は底部７１を貫通するスルーホールを介して出力接続被膜７５に電気接続している。セラミックパッケージ７の下面には出力端子５１を包囲してアース端子５２が全面に成膜形成されている。そして、アース端子５２は、更に、周側壁７２の下端部中央に底部７１下面から形成される係合段部７２１に連続して一体に成膜形成されている。アース接続被膜７６も、図に明示されたいる訳ではないが、底部７１を貫通するスルーホールを介してセラミックパッケージ７の下面に成膜形成されるアース端子５２に電気接続している。
【００１６】
図２および図３の他に先の図９をも参照してＥＣＭの電気接続について説明する。ＥＣＭにおいて、振動膜１６が一方の電極を構成し、カプセル１０の前面板１２が他方の電極を構成する。この一方の電極である振動膜１６は、金属材料より成る振動膜リング１５、周側壁７２の上端面全周に亘って形成される入力端子面７３、入力導電被膜７４、ボンディングワイヤ５９を介してＩＣベアチップ５０’の入力端５３’に接続している。他方の電極であるカプセル１０の前面板１２は、セラミックパッケージ７の係合段部７２１および下面に成膜形成されるアース端子５２、スルーホール、出力接続被膜７６、ボンディングワイヤ５９を介してＩＣベアチップ５０’のアース端５２’に電気接続している。
【００１７】
ここで、ＥＣＭは、中心孔１３を介してカプセル１０内に音響振動が進入すると、これにより振動膜１６は振動し、この振動に対応する振動膜１６とカプセル１０の前面板１２との間の電気容量変化を音声信号として抵抗５５両端間に出力することができる。
図４および図５を参照してセラミックパッケージの製造工程を説明する。図４はセラミックグリーンシートを示す図であり、図４（ａ）は切り出し前のセラミックグリーンシートを示す図、図４（ｂ）は切り出された個片を示す図である。図５はセラミックパッケージを構成する素片を示す図であり、図５（ａ）はセラミックパッケージの底部素片を示す斜視図、図５（ｂ）は底部に一体に構成される周側壁素片を示す斜視図である。
【００１８】
セラミックグリーンシート７９は縦６２ｍｍ×横１００ｍｍ程度の形状寸法を有している。この１枚のセラミックグリーンシート７９から４．０ｍｍ角程度の個片７’を切り出す。この個片７’は底部素片７１’と周側壁素片７２’より成る。ここで、１枚のセラミックグリーンシート７９を準備し、これを使用して図５（ａ）に示される底部素片７１’を切り出す。そして、小さな丸により示されるスルーホールも形成しておく。次いで、別の１枚のセラミックグリーンシート７９を準備し、これを使用して図５（ｂ）に示される周側壁素片７２’を切り出す。焼成するに先だって、底部素片７１’に周側壁素片７２’を重ね加圧して両者を一体化する。底部素片７１’に周側壁素片７２’を重ね合わせたところで、底部素片７１’の切り欠き７２１’と周側壁素片７２’の下面により係合段部７２１が形成される。一体化された底部素片７１’と周側壁素片７２’を焼成炉において焼成してセラミックパッケージ７が形成される。出力端５１’、アース端５２’、入力端５３’、導電被膜５４は焼成後に成膜形成される。
【００１９】
図６はバックエレクトレット型ＥＣＭの実施例の断面を示す図である。先の実施例と共通する部材には共通する参照符号を付与している。
図６において、カプセル１０はアルミニウム洋白の如き金属の筒体より成る。カプセル１０の一端面はその前面板１２により閉塞されている。前面板１２の中心部には音孔である中心孔或いはスリット１３が形成されている。カプセル１０内には、金属材料より成る振動膜リング１５に張り付けられた振動膜１６が収容され、振動膜リング１５は前面板１２に接触している。振動膜１６はＰＰＳ或いはＰＥＴの片面に４００Ａ゜膜厚のニッケル蒸着薄膜を成膜したものより成る。ＥＣＭをリフロー半田付けすることを念頭におく場合、振動膜１６は膜厚１〜２μ^ｔのニッケル薄膜が使用される。黄銅或いは真鍮より成る背極１８の上表面にはエレクトレット誘電体膜１６１が被着形成されている。エレクトレット誘電体膜１６１は、膜厚１０〜２５μ^ｔのＦＥＰを蒸着し、或いは膜厚２〜５μ^ｔの２酸化珪素を蒸着することにより形成される。振動膜１６は絶縁性のスペーサ１７を介して背極１８上表面のエレクトレット誘電体膜１６１と対向、位置決めされている。セラミックパッケージ７の周側壁７２はその上端部内側全周縁に段部４１が形成され、ここに背極１８を嵌合保持している。この段部４１の上面には入力端子面７３が成膜形成されている。
【００２０】
図６の他に図９をも参照して説明するに、このバックエレクトレット型ＥＣＭは、エレクトレット誘電体膜１６１が上面に形成される背極１８が一方の電極を構成し、振動膜１６が他方の電極を構成する。この一方の電極である背極１８は段部４１の上面に成膜形成される入力端子面７３に接触し、入力導電被膜７４、ボンディングワイヤ５９を介してＩＣベアチップ５０’の入力端５３’に接続している。他方の電極である振動膜１６は金属材料より成る振動膜リング１５、カプセル１０、そのカシメ片１１１および係合段部７２１に成膜形成されるアース端子５２およびアース端５２’に電気接続する。ここで、ＥＣＭは、中心孔１３を介して音響振動が進入すると、これにより振動膜１６は振動し、この振動に対応する振動膜１６と背極１８との間の電気容量変化を音声信号として抵抗５５両端間に出力することができる。
【００２１】
図７はフォイルエレクトレット型ＥＣＭの実施例の断面を示す図である。図６の実施例と共通する部材には共通する参照符号を付与している。
図７において、振動膜１６はその下面にエレクトレット誘電体膜１６１が被着形成されている。この振動膜１６の上面は金属材料より成る振動膜リング１５に張り付けられ、このリングを介してカプセル１０の前面板１２の裏面に電気機械的に接続している。この振動膜１６の下面は絶縁性のスペーサ１７を介して背極１８上表面に位置決め保持されている。
【００２２】
このフォイルエレクトレット型ＥＣＭは、背極１８が一方の電極を構成し、振動膜１６が他方の電極を構成する。この一方の電極である背極１８は、段部４１の上面に成膜形成される入力端子面７３に接触し、入力導電被膜７４、ボンディングワイヤ５９を介してＩＣベアチップ５０’の入力端５３’に接続している。他方の電極である振動膜１６は金属材料より成る振動膜リング１５、カプセル１０、そのカシメ片１１１および係合段部７２１に成膜形成されるアース端子５２およびアース端５２’に電気接続する。ここで、ＥＣＭは、中心孔１３を介して音響振動が進入すると、これにより振動膜１６は振動し、この振動に対応する振動膜１６と背極１８との間の電気容量変化を音声信号として抵抗５５両端間に出力することができる。
【００２３】
ここで、ベアチップ５０’をセラミックパッケージ７にフリップチップボンディングすることにより、ＥＣＭの外形寸法を小さくすると共に、コストを低減する効果を奏す。これを図１０を参照する。ベアチップ５０’は下面に端子として金、或いは半田の如き金属より成るバンプ５０１が形成されている。セラミックパッケージ７の底部７１には入力端５３’が形成されている。バンプ５０１と入力端５３’の間の接続は両者の間に異方性導電膜６１を適用して実施される。異方性導電膜６１を形成する接合材料は熱硬化性合成樹脂６１１中に微小な金ボール６１２を分散させたものより成る。この接合材料をセラミックパッケージ７の底部７１におけるベアチップ５０’を接合しようとする領域に塗布し、バンプ５０１と入力端５３’を対向させた状態でこの領域にベアチップ５０’を載置し、加熱しながらベアチップ５０’を底部７１に圧し付ける。この場合、押圧力が加えられるバンプ５０１とゲート端５３’の間の熱硬化性合成樹脂６１１中に分散する微小な金ボール６１２は、熱硬化性合成樹脂を排除しながら凝集接触するに到り、結局、バンプ５０１とゲート端５３’の間はこの凝集接触した微小な金ボール６１２を介して電気的に接続される。
【００２４】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明は、背極或いは振動膜が張り付けられた振動膜リングの機械的保持とこれらを含む種々の電気部品の電気接続を実施する部材として１個のセラミックパッケージを採用することにより、部品数を少なくした組み立て容易なＥＣＭを提供するものである。即ち、セラミックパッケージは、従来例における樹脂ホルダおよびプリント配線基板の２部品の役割を１個の部品で果たしており、部品数の減少と組み立て工程数の減少に大きく貢献している。そして、部品数が減少して部品の組み込み忘れ或いは組み込み誤りその他の不良発生の恐れも少なくしている。
【００２５】
また、セラミックパッケージ７を底部とこれに結合一体化した周側壁より成るものとし、セラミックグリーンシートから底部素片および周側壁素片を切り出して、両者をを重ねて加圧一体化し、焼成することにより多数のセラミックパッケージ７を能率良く製造することができる。
更に、カプセルをカシメ付ける係合段部をセラミックパッケージの周側壁に形成することにより、カプセルをカシメ付ける力はセラミックパッケージの周側壁にその高さ方向のみに加わるに過ぎず、底部に加わることはないので、底部の厚さを小さくしてもセラミックパッケージが損傷する恐れは少ない。従って、底部の厚さを小さくする分だけ、ＥＣＭの高さを小さくすることができる。また、ＩＣベアチップをセラミックパッケージ７にフリップチップボンディングすることにより、ＩＣベアチップおよびこの取り付けに関する高さを小さくすることができ、これもＥＣＭの高さを小さくすることに貢献している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の外観を示す図。
【図２】フロントエレクトレット型ＥＣＭの断面を示す図。
【図３】セラミックパッケージを説明する斜視図。
【図４】セラミックパッケージの製造工程を説明する図。
【図５】セラミックパッケージを構成する素片を示す図。
【図６】バックエレクトレット型ＥＣＭの断面を示す図。
【図７】フォイルエレクトレット型ＥＣＭの断面を示す図。
【図８】従来例を説明する図。
【図９】ＥＣＭ内の電気接続を説明する図。
【図１０】フリップチップボンディングを説明する図。
【符号の説明】
１０カプセル
１５振動膜リング
１６振動膜
１６１エレクトレット誘電体膜
１８背極
５０’ＩＣベアチップ
５３’入力端
７セラミックパッケージ
７１底部
７２周側壁
７３入力端子面
７４入力導電被膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electret condenser microphone, and in particular, employs a single ceramic package as a member for mechanically retaining a backing electrode or a vibrating membrane ring to which a vibrating membrane is attached and electrically connecting various electric components including the same. To an electret condenser microphone.
[0002]
[Prior art]
A conventional example of an electret condenser microphone (hereinafter, referred to as an ECM) will be described with reference to FIG. The ECM shown in FIG. 8 is a back electret type ECM.
In FIG. 8, a capsule 1 is formed of a metal cylinder such as aluminum. One end face of the capsule 1 is closed by the front plate 10. A center hole 1a, which is a sound hole, is formed at the center of the front plate 10. A vibrating membrane 7 attached to a vibrating membrane ring 8 made of a metal material is accommodated in the capsule 1, and the vibrating membrane ring 8 is in contact with a front plate 10. An electret dielectric film 5 is formed on the upper surface of the back electrode 4. The vibration film 7 is opposed to and positioned with the electret dielectric film 5 on the upper surface of the back electrode 4 via the insulating spacer 6. 3 is a resin holder. The resin holder 3 has a step formed on the entire periphery of the upper end portion, and the back electrode 4 is fitted and held therein. A back chamber 11 is formed at the center of the resin holder 3. An IC element 9 for impedance conversion is arranged in the back room 11. 2 is a printed wiring board.
[0003]
In the above ECM, the back electrode 4 on which the electret dielectric film 5 is formed on the upper surface constitutes one electrode, and the vibrating film 7 constitutes the other electrode. The back electrode 4 as one electrode is connected to the input terminal of the impedance conversion IC element 9, and the other terminal is connected to the wiring of the printed wiring board 2. The vibrating membrane 7, which is the other electrode, is electrically connected to the ground terminal 52 via the vibrating membrane ring 8 made of a metal material, the capsule 1, and a conducting wire (not shown). Here, when the sound wave enters through the central hole 1a, the ECM outputs a sound signal indicating a change in electric capacity between the vibration film 7 and the back electrode 4 corresponding to the vibration as an audio signal. Can be output to
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the above conventional example, the resin holder 3 is used as a holder for fixing and holding the back electrode 4. The resin holder 3 forms a step portion for holding the back electrode 4 on the entire periphery of the upper end portion. However, since the outer dimensions are minute, machining is not always easy, and the mechanical strength is increased to some extent. Because of the need to increase the size, the ratio of the weight of the resin holder 3 itself to the total weight of the ECM becomes relatively large. The printed wiring board 2 has an IC element 9 for impedance conversion disposed thereon and is electromechanically coupled to the IC element 9, and further has an output terminal, a ground terminal, and other electrical connection members.
[0005]
This ECM eventually uses two electric components of the resin holder 3 and the printed wiring board 2 in constructing the mechanical holding of the back electrode 4 and various electric connections including the back electrode 4. If the number of parts increases even one, the number of assembling man-hours increases and the risk of forgetting to assemble the parts or mistakes in assembling or other defects increases. Therefore, it is desirable to reduce the number of parts as much as possible.
The present invention solves the above-mentioned problem by employing a single ceramic package as a member for mechanically holding a back electrode or a vibrating membrane ring to which a vibrating membrane is attached and for electrically connecting various electric components including the same. It provides a modified ECM.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1: The ceramic package 7 includes a back electrode 18 having an electret dielectric film 161 adhered to an upper surface thereof or a vibrating film ring 15 made of a metal material to which the vibrating film 16 is adhered, which is mounted and held on an upper end surface, A metal material film forming the input terminal surface 73 is formed on the upper end surface of the peripheral side wall 72 of the ceramic package 7 over the entire periphery, and the input terminal surface 73 is formed over the inner side surface of the peripheral side wall 72 and the upper surface of the bottom portion 71. To form an input conductive film 74, an IC bare chip including an impedance conversion circuit is attached to the bottom 71 of the ceramic package 7, and the input conductive film 74 is electrically connected to the input end 53 'of the IC bare chip 50'. An electret capacitor micro-capacitor 10 having a capsule 10 made of a metal cylinder and containing a ceramic package 7 in the capsule 10. To constitute a down.
[0007]
Claim 2: In the electret condenser microphone according to claim 1, an electret dielectric film 161 is formed on the inner surface of the front plate 12 of the capsule 10, and a vibrating membrane ring is formed in the capsule 10 via a spacer 17. 15 and then the ceramic package 7 was housed, and an electret condenser microphone in which the capsule 10 was caulked to the ceramic package 7 was formed.
Claim 3: In the electret condenser microphone according to claim 1, the diaphragm ring 15 is accommodated in contact with the inner surface of the front plate 12 of the capsule 10, and then the spacer 17 is placed with the electret dielectric film 161 on the upper side. An electret condenser microphone in which the back electrode 18 was accommodated through the ceramic package 7 and the capsule 10 was caulked to the ceramic package 7 was formed.
[0008]
Further, in the electret condenser microphone according to the first aspect, the vibrating membrane ring 15 on which the vibrating membrane 16 on which the electret dielectric film 161 is formed is attached to the lower surface, is attached to the front plate 12 of the capsule 10. An electret condenser microphone in which the inner surface is housed in contact with the inner surface, the back electrode 18 is housed via the spacer 17, the ceramic package 7 is housed, and the capsule 10 is caulked to the ceramic package 7.
[0009]
Here, claim 5: In the electret condenser microphone according to any one of claims 1 to 4, the ceramic package 7 includes a bottom portion 71 and a peripheral side wall 72 integrated with and integrated with the bottom portion 71. A condenser microphone was constructed.
Claim 6: In the electret condenser microphone according to claim 5, the bottom piece 71 'and the peripheral wall piece 72' are cut out from the ceramic green sheet 79, and the peripheral piece 72 'is attached to the bottom piece 71'. Were stacked, integrated under pressure, and fired to form an electret condenser microphone.
[0010]
Claim 7: In the electret condenser microphone according to any one of claims 2 to 4, the engaging step portions 721 for caulking the capsule at the lower end of the peripheral side wall 72 of the ceramic package 7 are opposed to each other. Thus, an electret condenser microphone was formed.
Furthermore, the present invention provides an electret condenser microphone according to any one of claims 1 to 7, wherein the IC bare chip 50 'is flip-chip bonded to the ceramic package 7.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates the appearance of the capsule and the ceramic package of the embodiment. 1 (a) is a perspective view showing the inside of the capsule, FIG. 1 (b) is a view showing a sheet metal material of the capsule, and FIG. 1 (c) is a bottom view of the ECM assembled by caulking the capsule to a ceramic package. FIG. 1D is a perspective view showing the upper side of the assembled ECM.
[0012]
The capsule 10 is formed by squeezing a raw metal sheet of the capsule shown in FIG. Reference numeral 111 denotes a swaging piece described later. 161 is an electret dielectric film. The electret dielectric film 161 is formed by subjecting a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), which has been previously applied to a raw material sheet metal and heat-sealed, to a charging treatment.
An embodiment of the front electret type ECM will be described with reference to FIG.
[0013]
In FIG. 2, a capsule 10 is formed by processing a metal plate such as aluminum or nickel silver into a rectangular cylinder. One end surface of the capsule 10 is closed by the front plate 12. A slit 13 as a sound hole is formed in the center of the front plate 12. An electret dielectric film 161 is formed on the lower surface of the front plate 12. Electret dielectric film 161 is formed by 330 ° C. before and after is applied to a lower surface of the front plate 12 of the FEP film thickness of 13Myu ^t, heat-treated at about 30 minutes, or laminating a film. A vibrating film 16 attached to a vibrating film ring 15 made of a metal material is accommodated in the capsule 10. In this case, the vibration film 16 is positioned facing the lower surface of the electret dielectric film 161 via the insulating spacer 17. Vibrating film 16 is made of one formed of nickel deposition film of 400A ° thickness on one surface of a polypropylene sulfide film thickness of 2μ ^t (PPS) or polyethylene terephthalate (PET). If in mind that reflow soldering ECM, the vibration film 16 is a nickel thin film having a thickness 1～2Myu ^t is used.
[0014]
7 shows a ceramic package according to the present invention. The ceramic package 7 is formed of a dish-shaped rectangular cylinder having a very low height made of ceramic. The ceramic package 7 includes a bottom portion 71 and a peripheral side wall 72 integrally formed with the bottom portion 71. The upper end surface of the peripheral side wall 72 supports the diaphragm 15. At the center of the lower end of the peripheral side wall 72 of the ceramic package 7, two sets of engaging step portions 721 are formed so as to face each other. At the open end of the side wall 11 of the square capsule 10, four crimping pieces 111 are formed. An IC bare chip 50 'is positioned on the upper surface of the bottom portion 71 of the ceramic package 7, is die-bonded with a conductive thermosetting epoxy adhesive, and after wire bonding, the entire IC bare chip 50' is completely sealed with a synthetic resin. The ECM is sealed by caulking the caulking piece 111 of the side wall 11 to the engaging step 721.
[0015]
The electrical connection in the ceramic package will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a perspective view illustrating the electrical connection between the ceramic package and the IC bare chip inside, and FIG. 3B is a perspective view illustrating the lower surface of the ceramic package.
In FIG. 3, as described above, at the center of the outer lower end of the peripheral side wall 72 of the ceramic package 7, the engaging step 721 is formed on all four sides from the bottom surface of the bottom 71. On the upper end surface of the peripheral side wall 72, a metal material film constituting the input terminal surface 73 is formed over the entire circumference. The input conductive film 74 is formed to extend from the input terminal surface 73 over the inner side surface of the peripheral side wall 72 and the upper surface of the bottom portion 71. The input conductive film 74 is connected to the input end 53 'of the IC bare chip 50' via a bonding wire 59. An output connection film 75 is formed on the upper surface of the bottom 71. The output end 51 'of the IC bare chip 50' is connected to the output connection film 75 via the bonding wire 59. 76 is a ground connection coating. The ground end 52 'of the IC bare chip 50' is connected to this ground connection film 76 via a bonding wire 59. A chip capacitor is connected between the output connection film 75 and the ground connection film 76. An output terminal 51 is formed at the center of the lower surface of the ceramic package 7. Although not explicitly shown in the figure, the output terminal 51 is electrically connected to the output connection coating 75 via a through hole penetrating the bottom 71. On the lower surface of the ceramic package 7, a ground terminal 52 is formed on the entire surface so as to surround the output terminal 51. The ground terminal 52 is further formed integrally with the engaging step 721 formed from the lower surface of the bottom 71 at the center of the lower end of the peripheral side wall 72. The ground connection film 76 is also electrically connected to the ground terminal 52 formed on the lower surface of the ceramic package 7 through a through hole penetrating the bottom 71, although not explicitly shown in the drawing.
[0016]
The electrical connection of the ECM will be described with reference to FIG. 9 in addition to FIG. 2 and FIG. In the ECM, the vibrating membrane 16 forms one electrode, and the front plate 12 of the capsule 10 forms the other electrode. The vibrating film 16 as one of the electrodes is provided via a vibrating film ring 15 made of a metal material, an input terminal surface 73 formed over the entire upper end surface of the peripheral side wall 72, an input conductive film 74, and a bonding wire 59. It is connected to the input end 53 'of the IC bare chip 50'. The front plate 12 of the capsule 10, which is the other electrode, is mounted on the IC bare chip via the grounding terminal 52, the through hole, the output connection film 76, and the bonding wire 59 formed on the engagement step 721 and the lower surface of the ceramic package 7. 50 'is electrically connected to a ground end 52'.
[0017]
Here, when the acoustic vibration enters the capsule 10 through the central hole 13, the ECM vibrates the vibrating membrane 16, and the ECM moves between the vibrating membrane 16 corresponding to the vibration and the front plate 12 of the capsule 10. The change in electric capacity can be output as an audio signal between both ends of the resistor 55.
The manufacturing process of the ceramic package will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a view showing a ceramic green sheet, FIG. 4 (a) is a view showing a ceramic green sheet before cutting, and FIG. 4 (b) is a view showing a cut piece. 5A and 5B are views showing a piece constituting the ceramic package, FIG. 5A is a perspective view showing a bottom piece of the ceramic package, and FIG. 5B is a peripheral wall piece integrally formed at the bottom. FIG.
[0018]
The ceramic green sheet 79 has a shape and dimension of about 62 mm long × 100 mm wide. This one ceramic green sheet 79 to 4. An individual piece 7 'of about 0 mm square is cut out. This piece 7 'is composed of a bottom piece 71' and a peripheral wall piece 72 '. Here, one ceramic green sheet 79 is prepared, and using this, a bottom piece 71 'shown in FIG. 5A is cut out. Then, a through hole indicated by a small circle is also formed. Next, another ceramic green sheet 79 is prepared, and the peripheral green piece 72 ′ shown in FIG. 5B is cut out using this. Prior to firing, the peripheral piece 72 ′ is placed on the bottom piece 71 ′ and pressed to integrate them. When the peripheral piece 72 ′ is overlapped with the bottom piece 71 ′, the notch 721 ′ of the bottom piece 71 ′ and the lower surface of the peripheral piece 72 ′ form an engaging step 721. The integrated bottom piece 71 ′ and peripheral side piece 72 ′ are fired in a firing furnace to form the ceramic package 7. The output end 51 ', the ground end 52', the input end 53 ', and the conductive film 54 are formed after firing.
[0019]
FIG. 6 is a diagram showing a cross section of an embodiment of the back electret type ECM. The same reference numerals are given to members common to the previous embodiments.
In FIG. 6, a capsule 10 is formed of a metal cylinder such as aluminum nickel silver. One end surface of the capsule 10 is closed by the front plate 12. A center hole or a slit 13 which is a sound hole is formed in the center of the front plate 12. A vibrating membrane 16 attached to a vibrating membrane ring 15 made of a metal material is accommodated in the capsule 10, and the vibrating membrane ring 15 is in contact with the front plate 12. The vibrating film 16 is formed by depositing a nickel deposited thin film having a thickness of 400 A on one surface of PPS or PET. If in mind that reflow soldering ECM, the vibration film 16 is a nickel thin film having a thickness 1～2Myu ^t is used. An electret dielectric film 161 is formed on the upper surface of the back electrode 18 made of brass or brass. Electret dielectric film 161, depositing a FEP film thickness 10 and 25 microns ^t, or is formed by depositing a silicon dioxide having a thickness 2~5μ ^t. The vibration film 16 is opposed to and positioned with the electret dielectric film 161 on the upper surface of the back pole 18 via the insulating spacer 17. The peripheral side wall 72 of the ceramic package 7 has a step portion 41 formed on the entire inner peripheral edge of the upper end portion, and the back electrode 18 is fitted and held therein. An input terminal surface 73 is formed on the upper surface of the step portion 41.
[0020]
As described with reference to FIG. 9 in addition to FIG. 6, in this back electret type ECM, the back electrode 18 having the electret dielectric film 161 formed on the upper surface constitutes one electrode, and the vibrating film 16 constitutes the other electrode. Are formed. The back electrode 18, which is one of the electrodes, contacts the input terminal surface 73 formed on the upper surface of the step portion 41, and contacts the input end 53 ′ of the IC bare chip 50 ′ via the input conductive film 74 and the bonding wire 59. Connected. The vibrating membrane 16 as the other electrode is electrically connected to the vibrating membrane ring 15 made of a metal material, the capsule 10, the caulking piece 111 and the ground terminal 52 and the ground end 52 ′ formed on the engaging step 721. Here, in the ECM, when acoustic vibration enters through the center hole 13, the vibrating membrane 16 vibrates, and a change in electric capacity between the vibrating membrane 16 and the back electrode 18 corresponding to the vibration is used as an audio signal. It can be output between both ends of the resistor 55.
[0021]
FIG. 7 is a view showing a cross section of the embodiment of the foil electret type ECM. Members common to those in the embodiment of FIG. 6 are denoted by common reference numerals.
In FIG. 7, the vibration film 16 has an electret dielectric film 161 formed on the lower surface thereof. The upper surface of the vibrating film 16 is attached to a vibrating film ring 15 made of a metal material, and is electrically connected to the back surface of the front plate 12 of the capsule 10 via the ring. The lower surface of the vibration film 16 is positioned and held on the upper surface of the back pole 18 via an insulating spacer 17.
[0022]
In this foil electret type ECM, the back electrode 18 forms one electrode, and the vibrating film 16 forms the other electrode. The back electrode 18, which is one of the electrodes, contacts an input terminal surface 73 formed on the upper surface of the step portion 41, and receives the input end 53 ′ of the IC bare chip 50 ′ via the input conductive film 74 and the bonding wire 59. Connected to The vibrating membrane 16 as the other electrode is electrically connected to the vibrating membrane ring 15 made of a metal material, the capsule 10, the caulking piece 111 and the ground terminal 52 and the ground end 52 ′ formed on the engaging step 721. Here, in the ECM, when acoustic vibration enters through the center hole 13, the vibrating membrane 16 vibrates, and a change in electric capacity between the vibrating membrane 16 and the back electrode 18 corresponding to the vibration is used as an audio signal. It can be output between both ends of the resistor 55.
[0023]
Here, by flip chip bonding the bare chip 50 'to the ceramic package 7, the external dimensions of the ECM can be reduced and the cost can be reduced. Referring to FIG. The bare chip 50 'has bumps 501 made of metal such as gold or solder as terminals on the lower surface. An input end 53 ′ is formed at the bottom 71 of the ceramic package 7. The connection between the bump 501 and the input terminal 53 'is performed by applying the anisotropic conductive film 61 between them. The bonding material forming the anisotropic conductive film 61 is made of a thermosetting synthetic resin 611 in which fine gold balls 612 are dispersed. This bonding material is applied to the region of the bottom 71 of the ceramic package 7 where the bare chip 50 ′ is to be bonded, and the bare chip 50 ′ is placed in this region with the bump 501 and the input end 53 ′ facing each other and heated. While pressing, the bare chip 50 ′ is pressed against the bottom 71. In this case, the fine gold balls 612 dispersed in the thermosetting synthetic resin 611 between the bump 501 to which the pressing force is applied and the gate end 53 ′ come into agglutination contact while excluding the thermosetting synthetic resin. Eventually, the bump 501 and the gate end 53 ′ are electrically connected via the minute gold balls 612 that have come into contact with each other.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, the present invention employs one ceramic package as a member for mechanically holding the back electrode or the vibrating membrane ring to which the vibrating membrane is attached and for electrically connecting various electric components including these. By doing so, an easy-to-assemble ECM with a reduced number of parts is provided. That is, the ceramic package plays the role of the two components of the resin holder and the printed wiring board in the conventional example with one component, and greatly contributes to the reduction in the number of components and the number of assembly steps. In addition, the number of components is reduced, and the risk of forgetting to install components, erroneous installation, and other defects is reduced.
[0025]
Further, the ceramic package 7 is composed of a bottom portion and a peripheral side wall joined and integrated with the bottom portion, and a bottom portion piece and a peripheral side wall piece are cut out from the ceramic green sheet, and the two are overlapped, integrated under pressure, and fired. Thus, a large number of ceramic packages 7 can be manufactured efficiently.
Furthermore, by forming the engaging step for caulking the capsule on the peripheral side wall of the ceramic package, the force for caulking the capsule is applied only to the peripheral side wall of the ceramic package only in its height direction, and is not applied to the bottom. Therefore, even if the thickness of the bottom portion is reduced, there is little possibility that the ceramic package is damaged. Therefore, the height of the ECM can be reduced by the amount by which the thickness of the bottom portion is reduced. Also, by flip-chip bonding the IC bare chip to the ceramic package 7, the height of the IC bare chip and its attachment can be reduced, which also contributes to reducing the height of the ECM.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an appearance of an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a front electret ECM.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a ceramic package.
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the ceramic package.
FIG. 5 is a view showing a piece constituting a ceramic package.
FIG. 6 is a diagram showing a cross section of a back electret type ECM.
FIG. 7 is a diagram showing a cross section of a foil electret type ECM.
FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional example.
FIG. 9 is a diagram illustrating electrical connections in the ECM.
FIG. 10 is a diagram illustrating flip chip bonding.
[Explanation of symbols]
10 Capsule 15 Vibration film ring 16 Vibration film 161 Electret dielectric film 18 Back electrode 50 'IC bare chip 53' Input end 7 Ceramic package 71 Bottom 72 Peripheral side wall 73 Input terminal surface 74 Input conductive film

Claims

A ceramic package that holds and mounts on the upper end surface a backing electrode having an electret dielectric film attached on the upper surface or a vibrating film ring made of a metal material having a vibrating film attached thereon,
A metal material film forming an input terminal surface is formed over the entire periphery on the upper end surface of the peripheral side wall of the ceramic package 7,
Extending from the input terminal surface over the inner side surface of the peripheral side wall and the upper surface of the bottom to form an input conductive film;
Attach the IC bare chip including the impedance conversion circuit to the bottom of the ceramic package,
The input conductive film is electrically connected to the input end of the IC bare chip,
Equipped with a capsule made of a metal cylinder,
An electret condenser microphone comprising a ceramic package housed in a capsule.

The electret condenser microphone according to claim 1,
An electret dielectric film is formed on the inner surface of the front plate of the capsule,
Enclosing the vibrating membrane ring via a spacer in the capsule, then enclosing the ceramic package
An electret condenser microphone characterized in that the capsule is caulked to a ceramic package.

The electret condenser microphone according to claim 1,
The vibrating membrane ring is housed in contact with the inner surface of the front plate of the capsule, and then the back electrode is housed via the spacer with the electret dielectric film facing upward, and further the ceramic package is housed,
An electret condenser microphone characterized in that the capsule is caulked to a ceramic package.

The electret condenser microphone according to claim 1,
A vibrating membrane ring on which a vibrating membrane on which an electret dielectric film is formed is attached to the lower surface, is housed in contact with the inner surface of the front plate of the capsule, and then the back electrode is housed via a spacer, and further a ceramic package is mounted. Contain,
An electret condenser microphone characterized in that the capsule is caulked to a ceramic package.

An electret condenser microphone according to any one of claims 1 to 4,
The electret condenser microphone according to claim 1, wherein the ceramic package comprises a bottom portion and a peripheral side wall integrated with the bottom portion.

The electret condenser microphone according to claim 5,
An electret condenser microphone characterized by being formed by cutting out a bottom piece and a peripheral wall piece from a ceramic green sheet, stacking the peripheral wall piece on the bottom piece, pressing and integrating, and firing.

An electret condenser microphone according to any one of claims 2 to 4,
An electret condenser microphone characterized in that engaging step portions for caulking a capsule are formed opposite to each other at a lower end portion of a peripheral side wall of a ceramic package.

An electret condenser microphone according to any one of claims 1 to 7,
An electret condenser microphone wherein an IC bare chip is flip-chip bonded to a ceramic package 7.