JP4476055B2

JP4476055B2 - コンデンサマイクロホンとその製造方法

Info

Publication number: JP4476055B2
Application number: JP2004206760A
Authority: JP
Inventors: 勲曽根; 陽久田邉
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: JP2006033215A

Description

本発明は携帯機器等に広く用いられる小型のコンデンサマイクロホンの構造とその製造方法に関する。

従来、エレクトレット誘電体膜を用いたエレクトレットコンデンサマイクロホンは、構造が簡単で小型化し易く、且つ、低価格であることから多くのマイクロホン分野で活用されている。また、近年、急速に需要が伸びている携帯電話等のマイクロホンとして、更なる小型化、高性能化、低価格化の要求が高まっている。これらの要求に応えて、ＦＥＴやアンプ回路等を含んだ半導体チップの表面に背極としての導電膜とエレクトレット膜を形成し、該エレクトレット膜の外縁部表面に形成したスペーサを介して振動膜を貼り付け、半導体チップ、導電膜、エレクトレット膜、スペーサ、振動膜の順序で積層した構造のコンデンサマイクロホンが提案されている（例えば特許文献１参照）。以下、図７に基づいて従来の一例としてのコンデンサマイクロホンを説明する。

図７は従来のコンデンサマイクロホンの断面図である。図７に於いて、３０は従来のコンデンサマイクロホンであり、３１はインピーダンス変換用のＦＥＴやアンプ回路を含んだ半導体チップである。３２は半導体チップ３１の表面に蒸着等により形成された導電膜である。３３は導電膜３２の表面に形成されたエレクトレット膜である。３４はエレクトレット膜３３の外縁部表面に印刷されたスペーサである。３５は振動膜であり、スペーサ３４の表面に固着されてエレクトレット膜３３の前面に所定の空気室３６を形成して固定される。

この結果、半導体チップ３１、導電膜３２、エレクトレット膜３３、スペーサ３４、振動膜３５が積層され一体となってマイクロホン素子３７が構成される。３８はマイクロホン素子３７を収納するセラミックパッケージであり、前面部に音孔３８ａを有し、その前面部の表面には前面クロス３９が貼り付けられる。３１ａ、３１ｂは半導体チップ３１の端子部であり、セラミックパッケージ３８の底部を貫通して半田付けされ、外部との接続電極として機能する。

このように、図７で示す従来のコンデンサマイクロホン３０は、半導体チップ３１を含む主要構成部品をマイクロホン素子３７として一体化したので小型化が可能であり、また、量産性も良く製造コストの低減も可能である。

特開平１１−０８８９９２号公報（特許請求の範囲、第１図）

しかしながら、図７で示す従来例のコンデンサマイクロホンは、振動膜３５とエレクトレット膜３３との間に形成される空気室３６の大きさが、マイクロホンとしての周波数特性に大きく影響するので、空気室３６を形成するスペーサ３４に厚みのバラツキが生じるとマイクロホンとしての周波数特性が変動するという問題がある。また、マイクロホンとしての周波数特性はセラミックパッケージ３８の音孔３８ａの大きさやセラミックパッケージ３８の体積によっても影響を受ける。このため、マイクロホンの周波数特性を確認するには、マイクロホン素子３７を積層して一体化し、その後、マイクロホン素子３７をセラミックパッケージ３８に収納して完成品としなければ、確認することが出来ない。

この結果、完成品となったコンデンサマイクロホン３０が、所定の周波数特性を得られなかった場合は、例えば、マイクロホン素子３７をもう一度セラミックパッケージ３８から取り出して音孔３８ａの大きさが異なる別のセラミックパッケージに収納し直す等の煩わしい作業が必要であり、性能が均一なマイクロホンを製造するに於いて大きな問題を有している。また、セラミックパッケージ３８の大きさや形状が周波数特性に影響するので、マイクロホンの大きさや構造に自由度が少なく、任意な大きさや形状のマイクロホンを提供することが難しい。

本発明の目的は、上記課題を解決して、一体化した振動膜ユニットだけによってマイクロホンの周波数特性を制御出来る構造とし、性能が均一で量産性に優れ構造の自由度が高いコンデンサマイクロホンを提供することである。

上記目的を解決するために、本発明のコンデンサマイクロホンは下記記載の構成と製造方法を採用する。

本発明のコンデンサマイクロホンは、音孔を有する板状の振動膜支持部材と、空気の振動によって振動する振動膜と、前記振動膜支持部材と前記振動膜との間に空気室を形成する振動膜スペーサと、前記振動膜に対向するエレクトレット膜を有する背面電極基板と、電子部品を実装する回路基板とを備え、前記振動膜支持部材の周辺部に略円形に切り抜かれた前記振動膜スペーサを形成し、該振動膜スペーサに前記振動膜を固着手段によって固着して前記振動膜支持部材と振動膜スペーサと振動膜とを一体化した振動膜ユニットを構成し、該振動膜ユニットと前記背面電極基板と前記回路基板とを積層して構成すると共に、前記振動膜スペーサによって形成される前記空気室は、前記振動膜と前記背面電極基板のエレクトレット膜との間を所定の距離に保つことで形成される前記振動膜の裏面の空気室より体積が小さいことを特徴とする。

本発明のコンデンサマイクロホンにより、音孔を有する振動膜支持部材と、空気の振動によって振動する振動膜と、前記振動膜支持部材と前記振動膜との間に空気室を形成する振動膜スペーサとを一体化して振動膜ユニットを形成するので、ユニット化によってマイクロホンとしての性能が均一で量産性に優れたコンデンサマイクロホンを提供出来る。

また、前記振動膜ユニットの振動膜スペーサは、前記振動膜支持部材の表面に形成される銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成されるパターンレジストであることを特徴とする。

これにより、振動膜スペーサは振動膜支持部材の表面にエッチング又はスクリーン印刷等によって形成される銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成されるパターンレジストであるので、振動膜スペーサの形状や厚みを精度良く管理することが可能となり、マイクロホンとしての周波数特性のバラツキ等を減少させることが出来る。

また、前記振動膜を固着する前記固着手段は接着剤であることを特徴とする。

これにより、極めて薄く塗布された接着剤によって振動膜スペーサと振動膜を固着することが出来るので、マイクロホンとしての周波数特性に影響を与えることが少なく、また、振動膜スペーサと振動膜を確実に固着出来るので、衝撃等に強く経時変化も少ない、信頼性の高いコンデンサマイクロホンを提供出来る。

また、前記振動膜支持部材は、ガラスエポキシ、ＢＴレジン等の基板材であることを特徴とする。

これにより、振動膜支持部材は、ガラスエポキシ、ＢＴレジン等の基板材であるので、反りや耐熱性に優れた振動膜支持部材を実現でき、信頼性の高いコンデンサマイクロホンを提供出来る。

また、前記一体化された振動膜ユニットによって、マイクロホンの周波数特性を制御することを特徴とする。

これにより、一体化された振動膜ユニットだけでマイクロホンとしての周波数特性を制御することが出来るので、周波数特性の設定やバラツキ管理等を振動膜ユニット単体で実現することが可能となり、性能が均一で量産性に優れたコンデンサマイクロホンを提供出来る。

また、前記一体化された振動膜ユニットの前記音孔の直径と、前記略円形に切り抜かれた振動膜スペーサの内径と、前記振動膜スペーサの厚みによって、マイクロホンの周波数特性を制御することを特徴とする。

これにより、振動膜ユニットの構成要素である振動膜支持部材の音孔の直径と、前記振動膜支持部材の周辺部に略円形に切り抜かれた前記振動膜スペーサの内径と、該振動膜スペーサの厚みとによって、マイクロホンとしての周波数特性を制御出来るので、任意の周波数特性を有するコンデンサマイクロホンや、また、外形形状や構造等に制約を受けない自由度の高いコンデンサマイクロホンを提供出来る。

本発明のコンデンサマイクロホンの製造方法は、音孔を有する振動膜支持部材を多数個形成する集合振動膜支持部材を製造する工程と、該集合振動膜支持部材に振動膜スペーサを形成する工程と、該集合振動膜支持部材に形成された振動膜スペーサに振動膜を固着手段によって固着し集合振動膜ユニットを完成する工程と、該集合振動膜ユニットと背面電極基板を多数個形成する集合背面電極基板と回路基板を多数個形成し該回路基板に設けた凹部に電子部品を搭載する集合回路基板とを積層して積層集合体を完成する工程と、該積層集合体を分割して個々の製品とするダイシング工程とを含むことを特徴とする。

本発明のコンデンサマイクロホンの製造方法により、集合振動膜支持部材によって集合振動膜ユニットを製造し、該集合振動膜ユニットと集合背面電極基板と集合回路基板を積層した積層集合体から多数のコンデンサマイクロホンを一括製造出来るので、性能が均一で信頼性が高くコストの安いコンデンサマイクロホンを大量に製造することが出来る。

また、前記集合振動膜ユニットの振動膜スペーサは、前記集合振動膜支持部材の表面に形成される銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成されるパターンレジストであることを特徴とする。

これにより、集合振動膜ユニットの振動膜スペーサは集合振動膜支持部材の表面にエッチング又はスクリーン印刷等によって形成される銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成されるパターンレジストであるので、振動膜スペーサの形状や厚みを精度良く管理することが可能となり、周波数特性のバラツキが少なく信頼性の高いコンデンサマイクロホンを製造することが出来る。

上記の如く本発明によれば、振動膜支持部材と、振動膜と、該振動膜支持部材と振動膜との間に空気室を形成する振動膜スペーサとを一体化して振動膜ユニットを形成するので、該振動膜ユニットだけによってマイクロホンとしての周波数特性を制御することが出来、周波数特性の設定やバラツキ管理等を振動膜ユニット単体で実現することが可能となり、性能が均一で量産性に優れたコンデンサマイクロホンを提供することが出来る。

以下、図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１（ａ）は本発明のコンデンサマイクロホンの断面図である。図１（ｂ）は本発明のコンデンサマイクロホンの振動膜ユニットの断面図である。図２は本発明のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。図３（ａ）は本発明のコンデンサマイクロホンの集合振動膜支持部材の製造工程を示す斜視図である。図３（ｂ）は本発明のコンデンサマイクロホンの集合振動膜支持部材にパターンレジストを形成する工程を示す斜視図である。図４はパターンレジストを形成された集合振動膜支持部材に振動膜を接着する接着工程を示す斜視図である。図５は集合振動膜ユニットと集合背面電極基板と集合回路基板を積層する工程を示す斜視図である。図６（ａ）は積層集合体を分離し本発明のコンデンサマイクロホンを完成させるダイシング工程を示す斜視図である。図６（ｂ）は本発明の製造工程によって完成されたコンデンサマイクロホンの完成斜視図である。

図１（ａ）に於いて、１は本発明の実施例１としてのコンデンサマイクロホンである。２は振動膜ユニットであり、該振動膜ユニット２は板状のガラスエポキシ、又はＢＴレジン等の基板材によって成る振動膜支持部材３と、該振動膜支持部材３の周辺部に形成された振動膜スペーサとしてのパターンレジスト４と、該パターンレジスト４に固着手段としての接着剤（図示せず）によって固着された振動膜５が一体化して構成される。尚、振動膜５は下面側に導電膜を蒸着したポリフェニレンサルファイド、又はポリエチレンナフタレート、又はポリイミド等の樹脂薄膜によって構成される。また、振動膜支持部材３の中央付近には音孔３ａが配置され、周囲の空気の振動が該音孔３ａを通過して振動膜５に伝達される。また、パターンレジスト４は銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成され、エッチング又はスクリーン印刷によって振動膜支持部材３の周辺部に略円形に切り抜かれて形成される。また、パターンレジスト４がレジストで構成される場合は、その厚みは任意に設定でき、また、銅箔パターンで構成される場合は、その厚みは通常１８μｍ又は３５μｍの何れかを任意に選択出来る。また、銅箔パターンの上面に任意の厚みのレジストを形成し積層構造としても良い。この結果、パターンレジスト４の厚みは極めて薄く、且つ、任意に設定出来るので、振動膜支持部材３と振動膜５とを極めて薄い所定の間隔に保ち、振動膜５の前面に薄い空気室１５を形成することが出来る。

６は背面電極基板であり、該背面電極基板６の上面部に導電膜による背面電極７が形成され、該背面電極７の上面にエレクトレット誘電体膜によって成るエレクトレット膜８が膜形成される。９は背極スペーサであり、背面電極基板６の周辺部に配置されて該背面電極基板６と前記振動膜ユニット２を結合し、背面電極基板６上のエレクトレット膜８と前記振動膜５とを所定の距離に保ち、振動膜５の裏面に空気室１６を形成する機能を有する。尚、背極スペーサ９は背面電極基板６と一体構造でも良い。１０はガラスエポキシ材等によって成る回路基板であって凹部１０ａを有し、該凹部１０ａの底面には導電パターン１０ｂが形成され、該導電パターン１０ｂにインピーダンス変換用のＦＥＴ等を内蔵する電子部品１１が半田１２によって実装される。尚、本実施例に於いては、回路基板１０は凹部１０ａを有する一体構造であるが、この構造に限定されず、凹部１０ａは回路基板１０が上下に分離された構造により形成されても良い。

１３ａと１３ｂは端子電極であり、回路基板１０の裏面に形成され、図示しないが電子部品１１の出力端子と導電パターン等によって電気的に接続されてマイク信号を出力する。また、下面に導電膜を形成された振動膜５とエレクトレット膜８を形成された背面電極７とは対向してコンデンサを形成する。該コンデンサとしての一方の電極である振動膜５は、図示しないが導電パターン等によって背極スペーサ９と背面電極基板６を介して電子部品１１に電気的に接続される。また、コンデンサの他方の電極である背面電極７は、図示しないが導電パターン等によって背面電極基板６を介して電子部品１１に電気的に接続される。

次に本発明のコンデンサマイクロホン１の動作を図１（ａ）に基づいて説明する。コンデンサマイクロホン１の周囲の空気（図示せず）が音の伝達によって振動すると、この空気振動は音孔３ａを通過して振動膜５に伝達され、振動膜５は空気振動に応じて機械的に変位する。この結果、振動膜５と背面電極７とによって形成されるコンデンサの静電容量が変化し、この静電容量の変化が電子部品１１に伝達される。ここで、電子部品１１は内蔵するＦＥＴ（図示せず）によって静電容量の変化を電気信号に変換し、該変換された電気信号は前記端子電極１３ａ、１３ｂよりマイク信号として出力され、マイクロホンとして機能する。

次に、本発明のコンデンサマイクロホン１の周波数特性について説明する。本発明のコンデンサマイクロホン１の周波数特性を決定する一般的な要素は、音孔３ａの直径と、略円形に切り抜かれたパターンレジスト４の内径と、パターンレジスト４の厚みと、背極スペーサ９の厚みである。ここで、パターンレジスト４の厚みは、振動膜５の前面に空気室１５を形成し、また、背極スペーサ９の厚みは、振動膜５の裏面に空気室１６を形成するが、本発明に於いては前述した如く、パターンレジスト４はエッチング又はスクリーン印刷等による銅箔パターン又はレジストによって形成され、その厚みは極めて薄いので、この結果、振動膜５の前面に形成される空気室１５は振動膜５の裏面に形成される空気室１６よりも薄く体積が小さい。

ここで、振動膜５の振動は、振動膜５の前面の空気室１５の空気と振動膜５の裏面の空気室１６の空気のそれぞれの影響を受けるが、空気室の体積が大きいほど振動膜５の振動は空気抵抗が小さく自由振動に近い振動を行うことが出来、また、空気室の体積が小さいほど振動膜５の振動は空気の粘性抵抗が大きくなり振動は制限される。このため、振動膜５の振動は体積の大きな空気室１６よりも体積の小さな空気室１５の影響を大きく受けるので、空気室１６の振動膜５の振動に対する影響はほぼ無視することが出来る。また、音孔３ａは空気室１５と周囲の空気層を結合し、空気室１５の空気の粘性抵抗に影響を与えるので、音孔３ａの大きさ（すなわち直径）は振動膜５の振動に影響を及ぼす。また、パターンレジスト４の内径は、振動膜５が振動する有効径に等しいために、該振動膜５の振動に大きく影響を及ぼす。これらの結果から、コンデンサマイクロホン１の実質的な周波数特性を決定する主要な要素は、パターンレジスト４の厚みと、音孔３ａの直径と、パターンレジスト４の内径の三つの要素となる。

すなわち、本発明のコンデンサマイクロホン１の周波数特性は、振動膜支持部材３とパターンレジスト４と振動膜５が一体化された振動膜ユニット２だけによって決定されることが理解出来る。ここで、図１（ｂ）によって振動膜ユニット２単体から、コンデンサマイクロホン１の周波数特性を決定する三つの要素について詳細に説明する。図１（ｂ）は説明を分かり易くするためにコンデンサマイクロホン１から分離した振動膜ユニット２の断面図である。図１（ｂ）に於いて、Ａはパターンレジスト４の厚みを示し、Ｂは音孔３ａの直径を示し、Ｃは略円形に切り抜かれたパターンレジスト４の内径（すなわち振動膜５の有効径）を示す。

ここで、パターンレジスト４の厚みＡは、前述した如く、空気室１５を形成するものであり、厚みＡが薄いと空気室１５の体積が小さくなるので振動膜５に対する空気の粘性抵抗が大きくなり、振動膜５の周波数特性は平坦になる。また、厚みＡが厚いと空気室１５の体積が大きくなるので空気の粘性抵抗が小さくなり、振動膜５の振動は自由振動に近づき、振動膜５の共振周波数付近に周波数特性のピークが現れ、平坦な周波数特性が得られなくなる。

また、音孔の直径Ｂが小さいと前記空気室１５の体積を小さくする方向に働くので、振動膜５に対する空気の粘性抵抗が大きくなり、振動膜５の周波数特性が平坦になる。また、直径Ｂが大きいと空気室１５の体積を大きくするように働くので、空気の粘性抵抗が小さくなり、振動膜５の共振周波数付近に周波数特性のピークが現れ、平坦な周波数特性が得られなくなる。また、パターンレジスト４の内径Ｃが小さいと振動膜５の振動の有効径が小さくなるので、振動膜５の共振周波数が高くなり、また、振動の振幅が小さくなるのでマイクロホンとしての感度が低下する。また、内径Ｃが大きいと振動膜５の振動の有効径が大きくなるので、振動膜５の共振周波数が低くなり、また、振動の振幅が大きくなるのでマイクロホンとしての感度が良くなる。

ここで理想的なマイクロホンの特性としては、振動膜の共振周波数を出来るだけ低くして低い周波数からの音が検出できること、また、周波数特性が平坦であること、また、音に対する感度が良いこと等が求められる。これらの要求項目から、前述のコンデンサマイクロホン１の周波数特性を決定する三つの要素を検討すると、パターンレジスト４の厚みＡは薄いことが望ましく、音孔３ａの直径Ｂは小さいことが望ましく、また、パターンレジスト４の内径Ｃは大きいことが望ましい。ここで、パターンレジスト４の厚みＡは、前述した如く、本発明に於いては、エッチング又はスクリーン印刷等によってパターンレジスト４を形成するので、その厚みＡは極めて薄く実現することが可能であり、マイクロホンとしての良好な周波数特性を得る上で好都合である。

また、音孔３ａは穴開け加工によってその直径Ｂを自由に選択出来るので、最適な直径Ｂを得ることが可能である。また、パターンレジスト４の内径Ｃを大きくすることは、コンデンサマイクロホン１の外形サイズに依存するので制約はあるが、前述した如く、パターンレジスト４はエッチング又はスクリーン印刷等によって形成されるので、そのパターン形状は任意に設定出来、内径Ｃは可能な限り大きく出来る。以上のように本発明のコンデンサマイクロホン１は、振動膜ユニット２だけでマイクロホンとしての周波数特性を制御することが出来るので、任意の周波数特性を有するコンデンサマイクロホンや、また、外形形状や構造等に制約を受けない自由度の高いコンデンサマイクロホンを提供することが出来る。

次に図２の分解斜視図に基づいて本発明のコンデンサマイクロホン１の詳細な構造を説明する。図２に於いて、振動膜ユニット２は、板状で略正方形の振動膜支持部材３と、該振動膜支持部材３の下面に形成されるパターンレジスト４と、該パターンレジスト４に固着手段としての接着剤（図示せず）によって固着される振動膜５とによる積層構造を成している。また、振動膜支持部材３の上面中央付近には略円形の音孔３ａが設けられ、振動膜支持部材３を貫通し、振動膜ユニット２の内部の空気室１５（図１参照）と外部の空気を結合している。

背面電極基板６は、前記振動膜支持部材３の外形形状と略等しい正方形であり、該背面電極基板６の上面には背極スペーサ９が固着されている。該背極スペーサ９は略円形に切り抜かれて背面電極基板６の周辺部に接着剤等によって固着され、背面電極基板６の上面に形成される背面電極７とエレクトレット膜８を露出している。尚、前述した如く、背極スペーサ９は背面電極基板６と一体構造でも良い。

回路基板１０は、前記背面電極基板６の外形形状と略等しい正方形であり、中央付近に略円形の凹部１０ａを有し、該凹部１０ａの底部には電子部品１１が実装されている。尚、前述した如く、回路基板１０の凹部１０ａは回路基板１０が上下に分離された構造により形成されても良い。このように本発明のコンデンサマイクロホン１は、振動膜ユニット２と背極スペーサ９が固着された背面電極基板６と回路基板１０によって構成され、それぞれの構造体が接着剤等によって固着されることによりコンデンサマイクロホン１として完成される。

以上のように本発明のコンデンサマイクロホンは、振動膜支持部材３と、振動膜５と、該振動膜支持部材３と振動膜５との間に空気室１５を形成する振動膜スペーサとしてのパターンレジスト４とを一体化して振動膜ユニット２を構成し、該振動膜ユニット２だけによってマイクロホンとしての周波数特性を制御することが出来るので、周波数特性の設定や周波数特性のバラツキ管理等を振動膜ユニット２単体で実現することが可能となり、性能が均一で量産性に優れたコンデンサマイクロホンを提供することが出来る。また、パターンレジスト４は振動膜支持部材３の表面にエッチング又はスクリーン印刷等によって形成されるので、パターンレジスト４の形状や厚みを比較的精度良く管理することが可能であり、マイクロホンとしての周波数特性のバラツキを減少させることが出来る。

また、振動膜５は薄く塗布された接着剤によってパターンレジスト４に接着されるので、振動膜５とパターンレジスト４とを確実に固着することが出来、衝撃等に強く経時変化も少ない、信頼性の高いコンデンサマイクロホンを提供出来る。尚、実施例１のコンデンサマイクロホン１は、セラミックパッケージ等によるケースで覆う必要は特に無いが、ケースで覆う構成を採用しても良い。また、実施例１に於いて振動膜スペーサは銅箔パターン又はレジストもしくはその両方によるパターンレジストを用いたが、この構成に限定されるものではなく、樹脂膜によるフィルム等を用いても良い。

次に本発明の実施例２としてのコンデンサマイクロホンの製造工程の概略を図３〜図６に基づいて説明する。図３（ａ）に於いて、２０はガラスエポキシ、又はＢＴレジン等の基板材によって成る集合振動膜支持部材であり、等間隔に複数の音孔３ａが穴開け加工によって開けられ、振動膜支持部材が多数個形成される。次に図３（ｂ）に於いて、集合振動膜支持部材２０の表面に振動膜スペーサとしてのパターンレジスト４が形成される。ここで、パターンレジスト４は等間隔に加工された前記音孔３ａを中心として、前述した如く、内径Ｃの大きさで略円形に切り抜かれた形状として形成される。また、該パターンレジスト４は前述した如く、銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成され、エッチング又はスクリーン印刷によって形成される。

次に図４に於いて、集合振動膜支持部材２０は、形成されたパターンレジスト４の表面に固着手段としての接着剤２１が薄く塗布される。２２は導電膜が蒸着された樹脂薄膜によって成る振動膜５をリング状治具２２ａに張力を加えながら固定した集合振動膜である。ここで、接着剤２１が塗布された集合振動膜支持部材２０に、集合振動膜２２を張り合わせ、加熱しながら加圧することにより、集合振動膜支持部材２０とパターンレジスト４と集合振動膜２２の振動膜５とが固着されて一体となり、後述する集合振動膜ユニットが完成する。

図５に於いて、２３は前記集合振動膜支持部材２０とパターンレジスト４と振動膜５が一体化された集合振動膜ユニットである。尚、図４で示した集合振動膜２２は集合振動膜支持部材２０に接着後、図示しないがリング状治具２２ａは取り外され、振動膜５の周辺部はカットされて不要な部分は取り除かれる。また、図５で示す集合振動膜ユニット２３は、図４で示した集合振動膜支持部材２０に振動膜５を固着後、１８０度反転して振動膜５を図面上で集合振動膜ユニット２３の下面側に配置している。

２４は別工程で製造された集合背面電極基板であり、等間隔に略円形に形成された背面電極７とエレクトレット膜８を備える背面電極基板６と、同じく等間隔に略円形に切り抜かれた背極スペーサ９を重ねて固着した構造を有している。２５は別工程で製造された集合回路基板であり、複数の凹部１０ａが等間隔で形成され、該凹部１０ａのそれぞれの底面に電子部品１１が実装されている。ここで、集合振動膜ユニット２３と集合背面電極基板２４と集合回路基板２５が接着剤等（図示せず）によって固着され積層されて一体となり、後述する積層集合体が完成する。

次に図６（ａ）に於いて、２６は前記集合振動膜ユニット２３と集合背面電極基板２４と集合回路基板２５が積層されて一体となった積層集合体である。ここで、完成された積層集合体２６を直交するダイシングラインＸ，Ｙに沿ってダイシング加工することにより、個々の製品に分割することが出来る。図６（ｂ）は積層集合体２６から分割され完成したコンデンサマイクロホン１を示す。

以上のように本発明の製造方法によるならば、振動膜支持部材が多数個形成された集合振動膜支持部材２０をベースとして集合振動膜ユニット２３を製造し、該集合振動膜ユニット２３と集合背面電極基板２４と集合回路基板２５を固着し積層した積層集合体２６から多数のコンデンサマイクロホンを一括製造出来るので、性能が均一で信頼性が高くコストの安いコンデンサマイクロホンを大量に製造することが出来る。

尚、本発明の積層集合体２６は、コンデンサマイクロホン１を４個製造する大きさであるが、この形態に限定されるものではなく、更に一括して多数のコンデンサマイクロホンを製造るために大きなサイズの積層集合体を製造しても良い。また、本発明のコンデンサマイクロホン１の形状は略直方体形状であるが、この形状に限定されるものではなく、円柱形や他の形状であっても良い。また、実施例２に示す製造工程の順序は、これに限定されるものではなく任意に変更して良い。例えば、集合振動膜ユニット２３を分離後、予め分離された背面電極基板６と回路基板１０を積層し、コンデンサマイクロホン１を完成しても良い。

本発明の実施例１のコンデンサマイクロホンの断面図である。本発明の実施例１のコンデンサマイクロホンの一部を成す振動膜ユニットの断面図である。本発明の実施例１のコンデンサマイクロホンの分解斜視図である。本発明の実施例２のコンデンサマイクロホンの集合振動膜支持部材の製造工程を示す斜視図である。本発明の実施例２のコンデンサマイクロホンの集合振動膜支持部材にパターンレジストを形成する工程を示す斜視図である。本発明の実施例２のパターンレジストを形成された集合振動膜支持部材に振動膜を接着する接着工程を示す斜視図である。本発明の実施例２の集合振動膜ユニットと集合背面電極基板と集合回路基板を積層する工程を示す斜視図である。本発明の実施例２の積層集合体を分離しコンデンサマイクロホンを完成させるダイシング工程を示す斜視図である。本発明の実施例２の製造工程によって完成された本発明のコンデンサマイクロホンの完成斜視図である。従来のコンデンサマイクロホンの断面図である。

符号の説明

１、３０コンデンサマイクロホン
２振動膜ユニット
３振動膜支持部材
３ａ、３８ａ音孔
４パターンレジスト
５、３５振動膜
６背面電極基板
７背面電極
８、３３エレクトレット膜
９背極スペーサ
１０回路基板
１０ａ凹部
１０ｂ導電パターン
１１電子部品
１２半田
１３ａ、１３ｂ端子電極
１５、１６、３６空気室
２０集合振動膜支持部材
２１接着剤
２２集合振動膜
２２ａリング状治具
２３集合振動膜ユニット
２４集合背面電極基板
２５集合回路基板
２６積層集合体
３１半導体チップ
３１ａ、３１ｂ端子部
３２導電膜
３４スペーサ
３７マイクロホン素子
３８セラミックパッケージ
３９前面クロス

Claims

音孔を有する板状の振動膜支持部材と、空気の振動によって振動する振動膜と、前記振動膜支持部材と前記振動膜との間に空気室を形成する振動膜スペーサと、前記振動膜に対向するエレクトレット膜を有する背面電極基板と、電子部品を実装する回路基板とを備え、前記振動膜支持部材の周辺部に略円形に切り抜かれた前記振動膜スペーサを形成し、該振動膜スペーサに前記振動膜を固着手段によって固着して前記振動膜支持部材と振動膜スペーサと振動膜とを一体化した振動膜ユニットを構成し、該振動膜ユニットと前記背面電極基板と前記回路基板とを積層して構成すると共に、前記振動膜スペーサによって形成される前記空気室は、前記振動膜と前記背面電極基板のエレクトレット膜との間を所定の距離に保つことで形成される前記振動膜の裏面の空気室より体積が小さいことを特徴とするコンデンサマイクロホン。
前記振動膜ユニットの振動膜スペーサは、前記振動膜支持部材の表面に形成される銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成されるパターンレジストであることを特徴とする請求項１記載のコンデンサマイクロホン。
前記振動膜を固着する前記固着手段は接着剤であることを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサマイクロホン。
前記振動膜支持部材は、ガラスエポキシ、ＢＴレジン等の基板材であることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載のコンデンサマイクロホン。
前記一体化された振動膜ユニットによって、マイクロホンの周波数特性を制御することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
前記一体化された振動膜ユニットの前記音孔の直径と、前記略円形に切り抜かれた振動膜スペーサの内径と、前記振動膜スペーサの厚みによって、マイクロホンの周波数特性を制御することを特徴とする請求項５記載のコンデンサマイクロホン。
請求項１に記載のコンデンサマイクロホンを製造する方法であって、
音孔を有する振動膜支持部材を多数個形成する集合振動膜支持部材を製造する工程と、該集合振動膜支持部材に振動膜スペーサを形成する工程と、該集合振動膜支持部材に形成された振動膜スペーサに振動膜を固着手段によって固着し集合振動膜ユニットを完成する工程と、該集合振動膜ユニットと背面電極基板を多数個形成する集合背面電極基板と回路基板を多数個形成し該回路基板に設けた凹部に電子部品を搭載する集合回路基板とを積層して積層集合体を完成する工程と、該積層集合体を分割して個々の製品とするダイシング工程とを含むことを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法。
前記集合振動膜ユニットの振動膜スペーサは、前記集合振動膜支持部材の表面に形成される銅箔パターン又はレジストもしくはその両方で構成されるパターンレジストであることを特徴とする請求項７記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。