JP4947238B2

JP4947238B2 - microphone

Info

Publication number: JP4947238B2
Application number: JP2011287614A
Authority: JP
Inventors: 智史前川; 直人鞍谷; 剛濱口
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: JP2012090332A

Description

本発明はマイクロフォンに関し、具体的には、マイクチップ（音響センサ）をパッケージ内に納めたマイクロフォンに関するものである。 The present invention relates to a microphone, and specifically to a microphone in which a microphone chip (acoustic sensor) is housed in a package.

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して製造されるＭＥＭＳマイクロフォンとしては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１の図１に記載されているマイクロフォンでは、基板とカバーによってパッケージが構成されており、基板の上面にマイクチップと回路素子を横に並べて配置し、カバーに音響孔を開口している。また、特許文献１の図３１に記載されているマイクロフォンでは、基板の上面にマイクチップと回路素子を横に並べて配置し、マイクチップの下面において基板に音響孔を開口している。また、特許文献１の図３２に記載されているマイクロフォンでは、基板の上面にマイクチップと回路素子を横に並べて配置し、マイクチップから外れた位置において基板に音響孔を開口している。 As a MEMS microphone manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, there is one described in Patent Document 1, for example. In the microphone described in FIG. 1 of Patent Document 1, a package is constituted by a substrate and a cover, a microphone chip and a circuit element are arranged side by side on the upper surface of the substrate, and an acoustic hole is opened in the cover. . In the microphone described in FIG. 31 of Patent Document 1, a microphone chip and a circuit element are arranged side by side on the upper surface of the substrate, and an acoustic hole is opened in the substrate on the lower surface of the microphone chip. In the microphone described in FIG. 32 of Patent Document 1, a microphone chip and a circuit element are arranged side by side on the upper surface of the substrate, and an acoustic hole is opened in the substrate at a position away from the microphone chip.

一方、電子機器、特に携帯用機器では機器の小型化が求められており、そのためには小さな回路基板にマイクロフォン等の部品を高密度実装する必要がある。しかし、特許文献１に記載されたＭＥＭＳマイクロフォンでは、いずれもマイクチップと回路素子を基板の上面やカバーの下面に横に並べて配置しているので、マイクロフォンを小型化することが困難であり、特に実装時占有面積（以下、実装面積という。）を小さくすることが困難であった。 On the other hand, electronic devices, particularly portable devices, are required to be miniaturized. For this purpose, components such as microphones need to be mounted on a small circuit board at high density. However, in the MEMS microphone described in Patent Document 1, since the microphone chip and the circuit element are arranged side by side on the upper surface of the substrate and the lower surface of the cover, it is difficult to reduce the size of the microphone. It has been difficult to reduce the area occupied during mounting (hereinafter referred to as mounting area).

マイクロフォンを小型化するためには、マイクチップや回路素子自体を小型化するのが効果的であるが、マイクチップは小型化すると感度が低下するという問題がある。そのため、マイクロフォンにおいては、特性を維持しながら寸法を小型化し、また実装面積を小さくすることが望まれているが、特許文献１に記載されたマイクロフォンでは困難であった。 In order to reduce the size of the microphone, it is effective to reduce the size of the microphone chip or the circuit element itself. However, if the size of the microphone chip is reduced, the sensitivity is lowered. Therefore, in the microphone, it is desired to reduce the size and reduce the mounting area while maintaining the characteristics, but the microphone described in Patent Document 1 is difficult.

米国特許第７１６６９１０号明細書US Pat. No. 7,166,910 特開２００８−２７１４２４号公報JP 2008-271424 A

本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マイクチップの特性を維持しながらマイクロフォンを小型化し、特に実装面積の小面積化を図ることにある。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above. The object of the present invention is to reduce the size of the microphone while maintaining the characteristics of the microphone chip, and in particular to reduce the mounting area. There is.

本発明に係るマイクロフォンは、基板と、凹部を有するカバーとからなるパッケージと、前記基板の内面に設置されたマイクチップと、前記マイクチップの設置面と反対側の面に配置された回路素子とを備えたマイクロフォンにおいて、前記マイクチップは、ダイアフラムを設けた面と反対面を前記基板に設置され、前記回路素子は、前記マイクチップの前記ダイアフラムを設けた面と同じ面において、前記ダイアフラムが設けられた領域外に配置されていることを特徴としている。 A microphone according to the present invention includes a package including a substrate, a cover having a recess, a microphone chip installed on the inner surface of the substrate, and a circuit element arranged on a surface opposite to the installation surface of the microphone chip. The microphone chip has a surface opposite to the surface on which the diaphragm is provided on the substrate, and the circuit element is provided on the same surface as the surface of the microphone chip on which the diaphragm is provided. It is characterized by being arranged outside the region.

本発明に係るマイクロフォンにあっては、マイクチップのダイアフラムを設けた面と同じ面において、ダイアフラムを設けた領域外に回路素子を積んだ状態でマイクチップと回路素子をパッケージ内に納めているので、パッケージ内の縦空間を有効利用してマイクロフォンを小型化することができる。特に、回路素子とマイクチップとを横に並べて配置したものに比較してパッケージの底面積を小さくすることができ、マイクロフォンの実装面積を小さくできる。また、マイクロフォンを小型化するためにマイクチップや回路素子そのものを小さくする必要がないので、マイクロフォンの性能を低下させるおそれがない。 In the microphone according to the present invention, since the microphone chip and the circuit element are housed in the package in a state where the circuit element is stacked outside the area where the diaphragm is provided on the same surface as the diaphragm of the microphone chip. The microphone can be miniaturized by effectively using the vertical space in the package. In particular, the bottom area of the package can be reduced as compared with a circuit element and a microphone chip arranged side by side, and the mounting area of the microphone can be reduced. In addition, since it is not necessary to reduce the size of the microphone chip or the circuit element itself in order to reduce the size of the microphone, there is no possibility of reducing the performance of the microphone.

また、本発明に係るマイクロフォンにおいては、つぎのような構造によって回路素子とマイクチップ、および回路素子と基板を接続することができる。 In the microphone according to the present invention, the circuit element and the microphone chip and the circuit element and the substrate can be connected by the following structure.

例えば、前記マイクチップに設けたマイク端子と前記回路素子に設けた複数の入出力端子の一部とをワイヤ配線によって接続し、前記回路素子に設けた前記入出力端子の残部と前記基板に設けたパッド部とを別なワイヤ配線により接続することができる。なお、入出力端子とは、入力と出力を兼用する端子であってもよく、入力用の端子であってもよく、出力用の端子であってもよい（以下、同様）。 For example, a microphone terminal provided on the microphone chip and a part of a plurality of input / output terminals provided on the circuit element are connected by wire wiring, and the remaining part of the input / output terminal provided on the circuit element is provided on the substrate. The pad portion can be connected by another wire wiring. Note that the input / output terminal may be a terminal that serves both as input and output, may be an input terminal, or may be an output terminal (the same applies hereinafter).

また、前記マイクチップに設けたマイク端子と前記回路素子に設けた複数の入出力端子の一部とを前記回路素子内に設けた貫通配線によって接続し、前記回路素子に設けた前記入出力端子の残部と前記基板に設けたパッド部とをワイヤ配線によって接続することもできる。 Further, the microphone terminal provided in the microphone chip and a part of the plurality of input / output terminals provided in the circuit element are connected by a through wiring provided in the circuit element, and the input / output terminal provided in the circuit element The remaining portion and the pad portion provided on the substrate can be connected by wire wiring.

上記のようなそれぞれの接続構造によれば、基板のみにおいてワイヤ配線又は貫通配線による配線作業を完了してからカバーを基板に接合することができる。したがって、マイクロフォンの組立作業を簡単に行える。さらに、構造が簡単であるため、マイクロフォンの高信頼化と低コスト化を図ることができる。 According to each connection structure as described above, the cover can be bonded to the substrate after the wiring work by the wire wiring or the through wiring is completed only on the substrate. Therefore, the assembly work of the microphone can be performed easily. Furthermore, since the structure is simple, high reliability and low cost of the microphone can be achieved.

前記パッケージ内に音響振動を伝えるための音響孔は、前記基板に設けてもよく、前記カバーに設けてもよい。また、音響孔は、つぎのように種々の態様を採用しうる。 An acoustic hole for transmitting acoustic vibrations in the package may be provided in the substrate or in the cover. In addition, the acoustic hole can adopt various modes as follows.

まず、音響孔は前記基板に設けられていてもよい。これはマイクチップ及び回路素子が設けられた部材に音響孔を設ける場合である。 First, the acoustic hole may be provided in the substrate. This is a case where an acoustic hole is provided in a member provided with a microphone chip and a circuit element.

その態様としては、前記パッケージの底面に垂直な方向から見たとき、前記マイクチップのダイアフラムと少なくとも一部が対向するようにして、前記パッケージ内に音響振動を伝えるための音響孔が前記基板に設けられていてもよい。かかる態様によれば、ダイアフラムに音響振動が伝わりやすくなるので、マイクロフォンの感度が向上する。 As an aspect thereof, when viewed from a direction perpendicular to the bottom surface of the package, an acoustic hole for transmitting acoustic vibrations in the package is provided in the substrate so that at least a part of the diaphragm of the microphone chip faces. It may be provided. According to this aspect, since the acoustic vibration is easily transmitted to the diaphragm, the sensitivity of the microphone is improved.

また、音響孔は前記カバーに設けられていてもよい。これはマイクチップ及び回路素子が設けられた部材と異なる部材に音響孔を設ける場合である。 Moreover, the acoustic hole may be provided in the cover. This is a case where the acoustic hole is provided in a member different from the member provided with the microphone chip and the circuit element.

この態様においては、前記音響孔が、前記カバーの外面側開口から前記カバーの内面側開口を直線的に見通すことができないように屈曲していてもよい。このような音響孔によれば、音響孔からパッケージ内やマイクチップ内に異物が侵入するのを防ぐことができ、また音響孔から光や水分などの環境因子が入り込んでマイクチップや回路素子に悪影響を及ぼしにくくなる。 In this aspect, the acoustic hole may be bent so that the inner surface side opening of the cover cannot be seen linearly from the outer surface side opening of the cover. According to such an acoustic hole, foreign matter can be prevented from entering the package and the microphone chip from the acoustic hole, and environmental factors such as light and moisture can enter the microphone chip and the circuit element from the acoustic hole. It becomes difficult to have an adverse effect.

また、前記基板と前記カバーのうち少なくとも一方は、銅張り積層板、ガラスエポキシ、セラミック、プラスチック、金属、カーボンナノチューブのうち少なくとも１種の材料によって構成されていることが望ましい。 In addition, at least one of the substrate and the cover is preferably made of at least one material selected from a copper-clad laminate, glass epoxy, ceramic, plastic, metal, and carbon nanotube.

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。 The means for solving the above-described problems in the present invention has a feature in which the above-described constituent elements are appropriately combined, and the present invention enables many variations by combining such constituent elements. .

図１（Ａ）は、本発明の実施形態１によるマイクロフォンの上面側からの斜視図、図１（Ｂ）は実施形態１のマイクロフォンの下面側からの斜視図である。1A is a perspective view from the upper surface side of the microphone according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view from the lower surface side of the microphone according to the first embodiment. 図２（Ａ）は、実施形態１のマイクロフォンの基板を示す平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ１−Ｘ１線に相当する部分における実施形態１のマイクロフォンの断面図である。FIG. 2A is a plan view showing a substrate of the microphone of the first embodiment. FIG. 2B is a cross-sectional view of the microphone of the first embodiment in a portion corresponding to the X1-X1 line in FIG. 図３（Ａ）は、本発明の実施形態２によるマイクロフォンの上面側からの斜視図、図３（Ｂ）は実施形態２のマイクロフォンの下面側からの斜視図である。3A is a perspective view from the upper surface side of the microphone according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a perspective view from the lower surface side of the microphone according to the second embodiment. 図４（Ａ）は、実施形態２のマイクロフォンの基板を示す平面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＸ２−Ｘ２線に相当する部分における実施形態２のマイクロフォンの断面図である。FIG. 4A is a plan view showing a substrate of the microphone of the second embodiment. FIG. 4B is a cross-sectional view of the microphone according to the second embodiment in a portion corresponding to line X2-X2 in FIG. 図５（Ａ）は、本発明の実施形態３によるマイクロフォンのカバーを示す下面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＸ３−Ｘ３線に相当する部分における実施形態３のマイクロフォンの断面図である。FIG. 5A is a bottom view showing the cover of the microphone according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5B is a cross-sectional view of the microphone according to the third embodiment in a portion corresponding to line X3-X3 in FIG. 図６（Ａ）は、本発明の実施形態４によるマイクロフォンのカバーを示す下面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＸ４−Ｘ４線に相当する部分における実施形態４のマイクロフォンの断面図である。FIG. 6A is a bottom view showing a microphone cover according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 6B is a cross-sectional view of the microphone of the fourth embodiment in a portion corresponding to line X4-X4 in FIG. 図７（Ａ）は、本発明の実施形態５によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＸ５−Ｘ５線に相当する部分における実施形態５のマイクロフォンの断面図である。FIG. 7A is a plan view showing a substrate of a microphone according to Embodiment 5 of the present invention. FIG. 7B is a cross-sectional view of the microphone of the fifth embodiment in a portion corresponding to the X5-X5 line in FIG. 図８（Ａ）は、本発明の実施形態６によるマイクロフォンのカバーを示す下面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸ６−Ｘ６線に相当する部分における実施形態６のマイクロフォンの断面図である。FIG. 8A is a bottom view showing the cover of the microphone according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 8B is a cross-sectional view of the microphone according to the sixth embodiment in a portion corresponding to line X6-X6 in FIG. 図９（Ａ）は、本発明の実施形態７によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＸ７−Ｘ７線に相当する部分における実施形態７のマイクロフォンの断面図である。FIG. 9A is a plan view showing a substrate of a microphone according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 9B is a cross-sectional view of the microphone of the seventh embodiment in a portion corresponding to line X7-X7 in FIG. 図１０は、実施形態７における回路素子の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a circuit element according to the seventh embodiment. 図１１（Ａ）は、本発明の実施形態８によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＸ８−Ｘ８線に相当する部分における実施形態８のマイクロフォンの断面図である。FIG. 11A is a plan view showing a microphone substrate according to Embodiment 8 of the present invention. FIG. 11B is a cross-sectional view of the microphone of the eighth embodiment in a portion corresponding to line X8-X8 in FIG. 図１２（Ａ）は、本発明の実施形態９によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＸ９−Ｘ９線に相当する部分における実施形態９のマイクロフォンの断面図である。FIG. 12A is a plan view showing a microphone substrate according to Embodiment 9 of the present invention. FIG. 12B is a cross-sectional view of the microphone of the ninth embodiment in a portion corresponding to line X9-X9 in FIG. 図１３（Ａ）は、本発明の実施形態１０によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＸ１０−Ｘ１０線に相当する部分における実施形態１０のマイクロフォンの断面図である。FIG. 13A is a plan view showing a microphone substrate according to the tenth embodiment of the present invention. FIG. 13B is a cross-sectional view of the microphone of the tenth embodiment in a portion corresponding to line X10-X10 in FIG. 図１４（Ａ）は、本発明の実施形態１１によるマイクロフォンのカバーを示す下面図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＸ１１−Ｘ１１線に相当する部分における実施形態１１のマイクロフォンの断面図である。FIG. 14A is a bottom view showing a microphone cover according to the eleventh embodiment of the present invention. FIG. 14B is a cross-sectional view of the microphone of the eleventh embodiment in a portion corresponding to line X11-X11 in FIG. 図１５（Ａ）は、本発明の実施形態１２によるマイクロフォンのカバーを示す下面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＸ１２−Ｘ１２線に相当する部分における実施形態１２のマイクロフォンの断面図である。FIG. 15A is a bottom view showing a microphone cover according to the twelfth embodiment of the present invention. FIG. 15B is a cross-sectional view of the microphone of the twelfth embodiment in a portion corresponding to line X12-X12 in FIG. 図１６（Ａ）は、本発明の実施形態１３によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＸ１３−Ｘ１３線に相当する部分における実施形態１３のマイクロフォンの断面図である。FIG. 16A is a plan view showing a microphone substrate according to the thirteenth embodiment of the present invention. FIG. 16B is a cross-sectional view of the microphone of the thirteenth embodiment in a portion corresponding to line X13-X13 in FIG. 図１７（Ａ）は、本発明の実施形態１４によるマイクロフォンの基板を示す平面図である。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＸ１４−Ｘ１４線に相当する部分における実施形態１４のマイクロフォンの断面図である。FIG. 17A is a plan view showing a substrate of a microphone according to Embodiment 14 of the present invention. FIG. 17B is a cross-sectional view of the microphone of the fourteenth embodiment in a portion corresponding to line X14-X14 in FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various design changes can be made without departing from the gist of the present invention.

（第１の実施形態）
図１及び図２を参照して本発明の実施形態１による上面音孔タイプのマイクロフォン１１を説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、実施形態１のマイクロフォン１１の上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。また、図２（Ａ）は、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ１−Ｘ１線に相当する箇所におけるマイクロフォン１１の断面図である。このマイクロフォン１１は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳマイクロフォンであって、カバー１４（第１の部材と第２の部材のうちの一方の部材）と基板１５（第１の部材と第２の部材のうちの他方の部材）からなるパッケージ内にマイクチップ１２と回路素子１３を納めたものである。以下、マイクロフォン１１の構造を具体的に説明する。 (First embodiment)
A top surface sound hole type microphone 11 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1A and 1B are a perspective view from the upper surface side and a perspective view from the lower surface side of the microphone 11 according to the first embodiment. 2A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted, and FIG. 2B is a microphone at a position corresponding to the X1-X1 line in FIG. 11 is a cross-sectional view of FIG. The microphone 11 is a MEMS microphone manufactured by using the MEMS technology, and includes a cover 14 (one of the first member and the second member) and a substrate 15 (the first member and the second member). The microphone chip 12 and the circuit element 13 are housed in a package made of the other member. Hereinafter, the structure of the microphone 11 will be specifically described.

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、基板１５は、平板状をした多層配線基板によって形成されており、そのほぼ全体には電磁シールド用の導電層１８が設けられている。基板１５の上面外周部には、導電層１８によって基板側接合部２０が形成されている。また、基板１５の上面には、スルーホール３０を介して裏面の外部接続端子２９に導通した複数のパッド部２６ａと、基板側接合部２０に導通したパッド部２６ｂが設けられている。 As shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), the substrate 15 is formed by a flat multilayer wiring substrate, and a conductive layer 18 for electromagnetic shielding is provided over almost the whole. . A substrate side bonding portion 20 is formed by a conductive layer 18 on the outer peripheral portion of the upper surface of the substrate 15. Further, on the upper surface of the substrate 15, a plurality of pad portions 26 a electrically connected to the external connection terminals 29 on the back surface through the through holes 30 and a pad portion 26 b electrically connected to the substrate-side bonding portion 20 are provided.

基板１５の上面には、絶縁性もしくは導電性接着剤などからなるダイアタッチ材２１によってＩＣチップ等の回路素子１３の下面が接着されている。また、回路素子１３の上面には、絶縁性もしくは導電性接着剤などからなるダイアタッチ材２２によってマイクチップ１２の下面全周が接着されている。 The lower surface of the circuit element 13 such as an IC chip is bonded to the upper surface of the substrate 15 by a die attach material 21 made of an insulating or conductive adhesive. Further, the entire lower surface of the microphone chip 12 is bonded to the upper surface of the circuit element 13 by a die attach material 22 made of an insulating or conductive adhesive.

マイクチップ１２は、主として、チャンバ４２（バックチャンバ）が上下に貫通したＳｉ基板４１、ポリシリコン薄膜からなるダイアフラム４３、およびバックプレート４４によって構成されている。ダイアフラム４３は、Ｓｉ基板４１の上面から若干浮かせた状態でチャンバ４２を覆うように配置されており、音響振動に感応して膜振動する。バックプレート４４は、ＳｉＮからなる固定部とポリシリコン薄膜からなる固定電極によって構成されており、バックプレート４４には音響振動を通過させるための多数のアコースティックホール４５が開口されている。このマイクチップ１２では、ダイアフラム４３とバックプレート４４の固定電極によってキャパシタが構成されており、ダイアフラム４３が音響振動によって振動すると、音響振動に応じてダイアフラム４３とバックプレート４４の固定電極との間の静電容量が変化する。マイクチップ１２の表面には、少なくとも一対のマイク端子２３が設けられており、マイク端子２３からはダイアフラム４３と固定電極の間の静電容量の変化に応じた検知信号が出力される。 The microphone chip 12 is mainly composed of a Si substrate 41 having a chamber 42 (back chamber) penetrating vertically, a diaphragm 43 made of a polysilicon thin film, and a back plate 44. The diaphragm 43 is arranged so as to cover the chamber 42 in a state of being slightly lifted from the upper surface of the Si substrate 41, and membrane vibration is caused in response to acoustic vibration. The back plate 44 is composed of a fixed portion made of SiN and a fixed electrode made of a polysilicon thin film. The back plate 44 has a large number of acoustic holes 45 through which acoustic vibrations pass. In the microphone chip 12, a capacitor is configured by the diaphragm 43 and the fixed electrode of the back plate 44. When the diaphragm 43 is vibrated by acoustic vibration, the diaphragm 43 and the fixed electrode of the back plate 44 are in response to the acoustic vibration. The capacitance changes. At least a pair of microphone terminals 23 is provided on the surface of the microphone chip 12, and a detection signal corresponding to a change in capacitance between the diaphragm 43 and the fixed electrode is output from the microphone terminal 23.

回路素子１３の上面には、少なくとも一対のＭＥＭＳ用入出力端子２４と、複数の外部接続用入出力端子２５ａ及びグランド端子２５ｂが設けられている。マイクチップ１２のマイク端子２３と回路素子１３の入出力端子２４はボンディングワイヤ２７（ワイヤ配線）によって接続されている。また、回路素子１３の入出力端子２５ａはボンディングワイヤ２８（ワイヤ配線）によって基板１５のパッド部２６ａに接続され、回路素子１３のグランド端子２５ｂはボンディングワイヤ２８によって基板１５のパッド部２６ｂに接続されている。しかして、マイクチップ１２から出力された検知信号は入出力端子２４から回路素子１３内に入力され、所定の信号処理を施された後、入出力端子２５ａから外部接続端子２９へ出力される。なお、回路素子１３の上面のうち、入出力端子２４、２５ａ、グランド端子２５ｂを設けた領域は、絶縁性樹脂などからなる保護材３４で覆っておくことが好ましい。 On the upper surface of the circuit element 13, at least a pair of MEMS input / output terminals 24, a plurality of external connection input / output terminals 25a, and a ground terminal 25b are provided. The microphone terminal 23 of the microphone chip 12 and the input / output terminal 24 of the circuit element 13 are connected by a bonding wire 27 (wire wiring). The input / output terminal 25a of the circuit element 13 is connected to the pad portion 26a of the substrate 15 by a bonding wire 28 (wire wiring), and the ground terminal 25b of the circuit element 13 is connected to the pad portion 26b of the substrate 15 by a bonding wire 28. ing. Thus, the detection signal output from the microphone chip 12 is input from the input / output terminal 24 into the circuit element 13, subjected to predetermined signal processing, and then output from the input / output terminal 25 a to the external connection terminal 29. In the upper surface of the circuit element 13, it is preferable to cover a region provided with the input / output terminals 24 and 25a and the ground terminal 25b with a protective material 34 made of an insulating resin or the like.

なお、基板１５は、多層配線基板以外にも、銅貼り積層板、ガラスエポキシ基板、セラミック基板、プラスチック基板、金属基板、カーボンナノチューブの基板、あるいはこれらの複合基板によって形成されていてもよい。たとえば、プラスチック成形品の板の表面にメッキを施して製造した基板１５を用いることができる。また、基板１５の上面には、回路素子１３を納めるための凹部を有していてもよい。 In addition to the multilayer wiring substrate, the substrate 15 may be formed of a copper-clad laminate, a glass epoxy substrate, a ceramic substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a carbon nanotube substrate, or a composite substrate thereof. For example, the board | substrate 15 manufactured by plating on the surface of the board of a plastic molded product can be used. Further, the upper surface of the substrate 15 may have a recess for accommodating the circuit element 13.

図２（Ｂ）に示すように、カバー１４は、箱状に形成されていて下面に凹部３１を備えている。凹部３１の天面、側壁面及び凹部３１を囲む側壁部下面には、そのほぼ全体に電磁シールド用の導電層３２が形成されている。カバー１４の天面に形成された導電層３２は、絶縁性材料の内部に延びている。また、側壁部下面の導電層３２は、基板１５と接合させるためのカバー側接合部３３になっている。なお、カバー１４は、銅貼り積層板やガラスエポキシ、セラミック、プラスチック、金属、カーボンナノチューブのうちの少なくとも１つの材料又はこれらの複合材料からなるカバー本体の内面及び下面にメッキを施すことによって形成されている。たとえば、カバー形状に一体成形されたプラスチック成形品の表面にメッキを施したものをカバー１４として用いることができる。 As shown in FIG. 2B, the cover 14 is formed in a box shape and includes a recess 31 on the lower surface. A conductive layer 32 for electromagnetic shielding is formed almost entirely on the top surface, the side wall surface of the concave portion 31 and the lower surface of the side wall portion surrounding the concave portion 31. The conductive layer 32 formed on the top surface of the cover 14 extends into the insulating material. Further, the conductive layer 32 on the lower surface of the side wall portion is a cover side joint portion 33 for joining with the substrate 15. The cover 14 is formed by plating the inner and lower surfaces of a cover body made of at least one material of copper-clad laminate, glass epoxy, ceramic, plastic, metal, carbon nanotube, or a composite material thereof. ing. For example, the cover 14 may be a plastic molded product that is integrally molded into a cover shape and plated.

カバー１４は、凹部３１を下方に向けた状態で基板１５の上面に重ねられ、導電性材料１７によってカバー側接合部３３と基板側接合部２０が接合される。こうして一体化されたカバー１４と基板１５によってパッケージが構成され、マイクチップ１２及び回路素子１３はパッケージ内に納められる。導電性材料１７としては、導電性接着剤やハンダ、導電性両面粘着テープ、溶接用のろう材のいずれか一つを用いてもよく、あるいはこれらのうちの複数の材料を併用してもよい。カバー１４と基板１５を貼り合わせるために、さらに非導電性樹脂や非導電テープを併用してもよい。 The cover 14 is overlapped on the upper surface of the substrate 15 with the concave portion 31 facing downward, and the cover side bonding portion 33 and the substrate side bonding portion 20 are bonded by the conductive material 17. The cover 14 and the substrate 15 thus integrated constitute a package, and the microphone chip 12 and the circuit element 13 are housed in the package. As the conductive material 17, any one of a conductive adhesive, solder, a conductive double-sided pressure-sensitive adhesive tape, and a welding brazing material may be used, or a plurality of these materials may be used in combination. . In order to bond the cover 14 and the substrate 15 together, a nonconductive resin or a nonconductive tape may be used in combination.

導電性材料１７によってカバー側接合部３３と基板側接合部２０が接合される結果、カバー１４の導電層３２と基板１５の導電層１８が導通するので、導電層１８を回路基板などのアースラインに接続することによって導電層３２及び１８がグランド電位に保持され、マイクロフォン１１が外部の電磁ノイズから遮蔽される。 As a result of joining the cover side joining portion 33 and the substrate side joining portion 20 by the conductive material 17, the conductive layer 32 of the cover 14 and the conductive layer 18 of the substrate 15 are electrically connected, so that the conductive layer 18 is connected to an earth line such as a circuit board. By connecting to, the conductive layers 32 and 18 are held at the ground potential, and the microphone 11 is shielded from external electromagnetic noise.

また、カバー１４の上面には、パッケージ内へ音響振動を侵入させるための音響孔１６が開口されており、音響孔１６からパッケージ内に入った音響振動は、アコースティックホール４５を通ってダイアフラム４３に達し、ダイアフラム４３を振動させる。 In addition, an acoustic hole 16 for allowing acoustic vibration to enter the package is opened on the upper surface of the cover 14, and the acoustic vibration that has entered the package through the acoustic hole 16 passes through the acoustic hole 45 and enters the diaphragm 43. Reach and vibrate the diaphragm 43.

本発明の実施形態１のマイクロフォン１１にあっては、回路素子１３の上にマイクチップ１２を積み重ねたものを基板１５の上面に実装しているので、パッケージ内の縦空間を利用することができマイクロフォン１１を小型化することができる。特に、回路素子とマイクチップを横に並べて配置したマイクロフォンと比較すると、マイクロフォン１１の実装面積を小さくすることができ、高密度実装用にも適する。また、マイクロフォン１１を小型化するためにマイクチップ１２自体を小型化する必要がないので、マイクチップ１２の特性を低下させるおそれもない。 In the microphone 11 according to the first embodiment of the present invention, the microphone chip 12 stacked on the circuit element 13 is mounted on the upper surface of the substrate 15, so that the vertical space in the package can be used. The microphone 11 can be reduced in size. In particular, compared with a microphone in which circuit elements and microphone chips are arranged side by side, the mounting area of the microphone 11 can be reduced, which is suitable for high-density mounting. Further, since it is not necessary to reduce the size of the microphone chip 12 itself in order to reduce the size of the microphone 11, there is no possibility that the characteristics of the microphone chip 12 will be deteriorated.

また、マイクロフォン１１の製造工程においては、基板１５の上面に回路素子１３を設置し、その上にマイクチップ１２を設置した状態において、マイクチップ１２と回路素子１３をボンディングワイヤ２７で接続し、回路素子１３と基板１５をボンディングワイヤ２８で接続することができる。よって、すべての配線作業を完了した後で、基板１５の上にカバー１４を接合させることができ、組立作業を簡単に行える。また、マイクロフォン１１は、簡略な構造を有しているので、コストも安価にすることができる。 Further, in the manufacturing process of the microphone 11, the circuit element 13 is installed on the upper surface of the substrate 15, and the microphone chip 12 and the circuit element 13 are connected by the bonding wire 27 in a state where the microphone chip 12 is installed on the circuit element 13. The element 13 and the substrate 15 can be connected by a bonding wire 28. Therefore, after all the wiring operations are completed, the cover 14 can be joined onto the substrate 15, and the assembly operation can be easily performed. Further, since the microphone 11 has a simple structure, the cost can be reduced.

（第２の実施形態）
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施形態２によるマイクロフォン５１の上面側からの斜視図及び下面側からの斜視図である。また、図４（Ａ）は、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＸ２−Ｘ２線に相当する箇所におけるマイクロフォン５１の断面図である。 (Second Embodiment)
3A and 3B are a perspective view from the upper surface side and a perspective view from the lower surface side of the microphone 51 according to the second embodiment of the present invention. 4A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted, and FIG. 4B is a microphone at a location corresponding to the X2-X2 line in FIG. FIG.

実施形態２のマイクロフォン５１が実施形態１のマイクロフォン１１と異なる点は、音響孔１６をカバー１４でなく、基板１５において回路素子１３から外れた位置に設けた点である。特に、マイクロフォン５１を小型化するため、回路素子１３に隣接する位置に音響孔１６を開口している。これ以外の点については、ほぼ実施形態１のマイクロフォン１１と同様な構造を有しているので、同じ構成部分には図面において同一の符号を付すことで説明を省略する。このようなマイクロフォン５１においても、実施形態１と同様な作用効果を奏する。 The difference between the microphone 51 of the second embodiment and the microphone 11 of the first embodiment is that the acoustic hole 16 is provided at a position away from the circuit element 13 on the substrate 15 instead of the cover 14. In particular, in order to reduce the size of the microphone 51, the acoustic hole 16 is opened at a position adjacent to the circuit element 13. The other points have substantially the same structure as that of the microphone 11 of the first embodiment, and therefore, the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings and description thereof is omitted. Such a microphone 51 also has the same effects as those of the first embodiment.

（第３の実施形態）
つぎに、本発明の実施形態３によるマイクロフォン５２を説明する。図５（Ａ）は、実施形態３のマイクロフォン５２において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装したカバー１４の下面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＸ３−Ｘ３線に相当する箇所におけるマイクロフォン５２の断面図である。 (Third embodiment)
Next, a microphone 52 according to Embodiment 3 of the present invention will be described. 5A is a bottom view of the cover 14 in which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 52 of the third embodiment, and FIG. 5B is an X3-X3 line in FIG. 5A. It is sectional drawing of the microphone 52 in the location corresponded to.

実施形態３のマイクロフォン５２においては、回路素子１３とマイクチップ１２を上下逆さにした状態でカバー１４の下面に設置している。すなわち、回路素子１３は上下逆さにした状態で、ダイアタッチ材２１によってカバー１４の凹部３１内の天面に設置されている。マイクチップ１２は上下逆さにした状態で、ダイアタッチ材２２によって回路素子１３の下面に固定されている。また、カバー１４の下面には、カバー側接合部３３（導電層３２）と電気的に絶縁した状態で複数のパッド部２６ｃが設けられている。 In the microphone 52 of the third embodiment, the circuit element 13 and the microphone chip 12 are installed on the lower surface of the cover 14 in an upside down state. That is, the circuit element 13 is installed on the top surface in the recess 31 of the cover 14 by the die attach material 21 in an upside down state. The microphone chip 12 is fixed to the lower surface of the circuit element 13 by a die attach material 22 in an upside down state. In addition, a plurality of pad portions 26 c are provided on the lower surface of the cover 14 in a state of being electrically insulated from the cover-side joint portion 33 (conductive layer 32).

マイクチップ１２の下面に設けられたマイク端子２３と回路素子１３の下面に設けられた入出力端子２４とはボンディングワイヤ２７によって接続されている。また、回路素子１３の下面に設けられた入出力端子２５ａは、それぞれボンディングワイヤ２８によってカバー１４の下面のパッド部２６ｃに接続され、グランド端子２５ｂはボンディングワイヤ２８によってカバー側接合部３３に接続されている。 A microphone terminal 23 provided on the lower surface of the microphone chip 12 and an input / output terminal 24 provided on the lower surface of the circuit element 13 are connected by a bonding wire 27. The input / output terminals 25 a provided on the lower surface of the circuit element 13 are respectively connected to the pad portions 26 c on the lower surface of the cover 14 by bonding wires 28, and the ground terminals 25 b are connected to the cover side joint portion 33 by the bonding wires 28. ing.

マイクチップ１２及び回路素子１３を実装されたカバー１４は基板１５の上に重ねられ、導電性材料１７によってカバー側接合部３３と基板側接合部２０が接合される。また、基板１５の上面においては、カバー１４を重ねたときにパッド部２６ｃと対向する位置にパッド部２６ａが設けられており、パッド部２６ａは基板１５の裏面に設けた外部接続端子２９と導通している。カバー１４を基板１５に重ねる時、カバー１４のパッド部２６ｃは導電性材料１７によって基板１５のパッド部２６ａに接続される。 The cover 14 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted is overlaid on the substrate 15, and the cover side bonding portion 33 and the substrate side bonding portion 20 are bonded by the conductive material 17. Further, on the upper surface of the substrate 15, a pad portion 26 a is provided at a position facing the pad portion 26 c when the cover 14 is overlapped, and the pad portion 26 a is electrically connected to the external connection terminal 29 provided on the back surface of the substrate 15. is doing. When the cover 14 is overlaid on the substrate 15, the pad portion 26 c of the cover 14 is connected to the pad portion 26 a of the substrate 15 by the conductive material 17.

従って、カバー１４の導電層３２は、カバー側接合部３３、導電性材料１７及び基板側接合部２０を介して基板１５の導電層１８と導通し、グランド電位に保たれる。また、回路素子１３の入出力端子２５ａからの出力信号は、パッド部２６ｃ、導電性材料１７及びパッド部２６ａを介して外部接続端子２９から出力される。 Therefore, the conductive layer 32 of the cover 14 is electrically connected to the conductive layer 18 of the substrate 15 through the cover side bonding portion 33, the conductive material 17, and the substrate side bonding portion 20, and is maintained at the ground potential. An output signal from the input / output terminal 25a of the circuit element 13 is output from the external connection terminal 29 via the pad portion 26c, the conductive material 17, and the pad portion 26a.

パッケージ内に音響振動を導入するための音響孔１６は、回路素子１３と隣接する位置においてカバー１４に設けている。 An acoustic hole 16 for introducing acoustic vibration into the package is provided in the cover 14 at a position adjacent to the circuit element 13.

実施形態３のマイクロフォン５２でも、マイクチップ１２と回路素子１３を積み重ねるようにしてカバー１４内に実装しているので、マイクロフォン５２を小型化することができ、特にマイクロフォン５２の実装面積を小さくすることができる。また、ボンディングワイヤ２７によるマイクチップ１２と回路素子１３との配線を行い、ボンディングワイヤ２８による回路素子１３とパッド部２６ｃとの間の配線を完了した後で、カバー１４を基板１５の上面に重ねて接合させることができるので、組立作業も容易になる。 Also in the microphone 52 of the third embodiment, since the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the cover 14 so as to be stacked, the microphone 52 can be reduced in size, and in particular, the mounting area of the microphone 52 can be reduced. Can do. In addition, wiring between the microphone chip 12 and the circuit element 13 by the bonding wire 27 is performed, and wiring between the circuit element 13 and the pad portion 26 c by the bonding wire 28 is completed, and then the cover 14 is overlaid on the upper surface of the substrate 15. As a result, the assembling work becomes easy.

（第４の実施形態）
図６（Ａ）は、本発明の実施形態４のマイクロフォン５３において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装したカバー１４の下面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＸ４−Ｘ４線に相当する箇所におけるマイクロフォン５３の断面図である。 (Fourth embodiment)
FIG. 6A is a bottom view of the cover 14 in which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 53 according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is X4 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 53 in the location corresponded to -X4 line.

実施形態４のマイクロフォン５３が実施形態３のマイクロフォン５２と異なる点は、音響孔１６をカバー１４でなく、基板１５に設けた点である。 The difference between the microphone 53 of the fourth embodiment and the microphone 52 of the third embodiment is that the acoustic hole 16 is provided not on the cover 14 but on the substrate 15.

（第５の実施形態）
図７（Ａ）は、本発明の実施形態５によるマイクロフォン５４において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＸ５−Ｘ５線に相当する箇所におけるマイクロフォン５４の断面図である。 (Fifth embodiment)
FIG. 7A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 54 according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 7B is X5 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 54 in the location corresponded to -X5 line.

実施形態５のマイクロフォン５４では、マイクチップ１２を載置した回路素子１３を基板１５の上面に実装している。マイクチップ１２のチャンバ４２の下面において基板１５及び回路素子１３に音響孔１６、１６ａを開口している。したがって、このマイクロフォン５４では、チャンバ４２の下面側から音響振動が入射するので、チャンバ４２はフロントチャンバとなる。そして、パッケージ内の空間がバックチャンバとなるので、マイクチップ１２のバックチャンバが広くなってマイクチップ１２の感度が向上する。 In the microphone 54 of the fifth embodiment, the circuit element 13 on which the microphone chip 12 is mounted is mounted on the upper surface of the substrate 15. Acoustic holes 16 and 16 a are opened in the substrate 15 and the circuit element 13 on the lower surface of the chamber 42 of the microphone chip 12. Therefore, in this microphone 54, since acoustic vibration enters from the lower surface side of the chamber 42, the chamber 42 becomes a front chamber. And since the space in a package becomes a back chamber, the back chamber of the microphone chip 12 becomes wide and the sensitivity of the microphone chip 12 is improved.

（第６の実施形態）
図８（Ａ）は、本発明の実施形態６によるマイクロフォン５５において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装したカバー１４の下面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸ６−Ｘ６線に相当する箇所におけるマイクロフォン５５の断面図である。 (Sixth embodiment)
8A is a bottom view of the cover 14 in which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 55 according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is X6 in FIG. 8A. It is sectional drawing of the microphone 55 in the location corresponded to -X6 line.

実施形態６のマイクロフォン５５では、マイクチップ１２を載置した回路素子１３をカバー１４の下面に実装している。マイクチップ１２のチャンバ４２の上面においてカバー１４及び回路素子１３に音響孔１６、１６ａを開口している。したがって、このマイクロフォン５５でも、パッケージ内の空間がバックチャンバとなり、マイクチップ１２の感度が向上する。 In the microphone 55 of the sixth embodiment, the circuit element 13 on which the microphone chip 12 is placed is mounted on the lower surface of the cover 14. Acoustic holes 16 and 16 a are opened in the cover 14 and the circuit element 13 on the upper surface of the chamber 42 of the microphone chip 12. Therefore, also in this microphone 55, the space in the package becomes a back chamber, and the sensitivity of the microphone chip 12 is improved.

（第７の実施形態）
図９（Ａ）は、本発明の実施形態７によるマイクロフォン５６において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＸ７−Ｘ７線に相当する箇所におけるマイクロフォン５６の断面図である。図１０は実施形態７のマイクロフォン５６において用いられている回路素子１３の平面図である。 (Seventh embodiment)
FIG. 9A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 56 according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 9B is X7 in FIG. 9A. It is sectional drawing of the microphone 56 in the location corresponded to -X7 line | wire. FIG. 10 is a plan view of the circuit element 13 used in the microphone 56 of the seventh embodiment.

実施形態７のマイクロフォン５６では、チャンバ４２の下方において基板１５及び回路素子１３に開口した音響孔１６、１６ａを屈曲させている。図１０では、回路素子１３内で音響孔１６ａが屈曲しているが、基板１５内で音響孔１６が屈曲していてもよく、音響孔１６、１６ａの両方が屈曲していてもよい。音響孔１６と音響孔１６ａは、音響孔１６のパッケージ外面側の開口と音響孔１６ａのパッケージ内面側（チャンバ４２側）の開口とがパッケージの底面に垂直な方向から見て重なり合わないように屈曲している。そして、一方の開口から他方の開口を直線状に見通すことができないように屈曲している。 In the microphone 56 of the seventh embodiment, the acoustic holes 16 and 16 a opened in the substrate 15 and the circuit element 13 are bent below the chamber 42. In FIG. 10, the acoustic hole 16 a is bent in the circuit element 13, but the acoustic hole 16 may be bent in the substrate 15, and both the acoustic holes 16 and 16 a may be bent. The acoustic hole 16 and the acoustic hole 16a are arranged so that the opening on the package outer surface side of the acoustic hole 16 and the opening on the package inner surface side (chamber 42 side) of the acoustic hole 16a do not overlap each other when viewed from the direction perpendicular to the bottom surface of the package. It is bent. And it is bent so that the other opening cannot be seen straight from one opening.

このマイクロフォン５６では音響孔１６、１６ａが屈曲していて音響孔１６のパッケージ外面側の開口と音響孔１６ａのパッケージ内面側の開口とがパッケージの底面に垂直な方向から見て重なり合っていないので、塵や埃などの異物が音響孔１６、１６ａからチャンバ４２内に侵入しにくくなっており、侵入した異物がダイアフラム４３とＳｉ基板４１の間の隙間などに詰まってマイクチップ１２の性能低下を招くのを防ぐことができる。また、音響孔１６、１６ａは、パッケージ外面側開口からパッケージ内面側開口を直線状に見通すことができないように屈曲しているので、音響孔１６、１６ａから光線や水分（湿気）なども入りにくく、これらの環境因子によってマイクチップ１２が劣化しにくい。 In the microphone 56, the acoustic holes 16 and 16a are bent, and the opening on the package outer surface side of the acoustic hole 16 and the opening on the package inner surface side of the acoustic hole 16a do not overlap each other when viewed from the direction perpendicular to the bottom surface of the package. It is difficult for foreign matter such as dust or dust to enter the chamber 42 from the acoustic holes 16 and 16a, and the entered foreign matter is clogged in a gap between the diaphragm 43 and the Si substrate 41 and causes the performance of the microphone chip 12 to deteriorate. Can be prevented. In addition, since the acoustic holes 16 and 16a are bent so that the package inner surface side opening cannot be seen from the package outer surface side opening in a straight line, light and moisture (humidity) are not likely to enter from the acoustic holes 16 and 16a. The microphone chip 12 is not easily deteriorated by these environmental factors.

なお、ここでは基板１５にマイクチップ１２及び回路素子１３を実装した場合について説明したが、カバー１４にマイクチップ１２及び回路素子１３を実装した場合についても、音響孔１６、１６ａを屈曲させてもよい。 Although the case where the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted on the substrate 15 has been described here, the case where the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted on the cover 14 may be bent even if the acoustic holes 16 and 16a are bent. Good.

（第８の実施形態）
図１１（Ａ）は、本発明の実施形態８によるマイクロフォン５７において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＸ８−Ｘ８線に相当する箇所におけるマイクロフォン５７の断面図である。 (Eighth embodiment)
FIG. 11A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 57 according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 11B is X8 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 57 in the location corresponded to -X8 line.

このマイクロフォン５７では、基板１５の上面に回路素子１３を実装し、回路素子１３の上にマイクチップ１２を固定してあり、マイクチップ１２の直下において基板１５に音響孔１６を開口し、回路素子１３に音響孔１６ａを開口している。音響孔１６と音響孔１６ａは互いに連通しており、音響孔１６のパッケージ外面側の開口と音響孔１６ａのパッケージ内面側（チャンバ４２側）の開口とは、パッケージの底面に垂直な方向から見てほぼ重なり合っている（完全に重なりあっていてもよく、部分的に重なりあっていてもよい。）。音響孔１６、１６ａは、パッケージ外面側開口からパッケージ内面側開口を直線状に見通すことができないように屈曲している。このためには、たとえば図１１（Ｂ）に示すように、音響孔１６、１６ａを２回屈折させておけばよい。 In the microphone 57, the circuit element 13 is mounted on the upper surface of the substrate 15, the microphone chip 12 is fixed on the circuit element 13, and the acoustic hole 16 is opened in the substrate 15 immediately below the microphone chip 12. 13 has an acoustic hole 16a. The acoustic hole 16 and the acoustic hole 16a communicate with each other, and the opening on the package outer surface side of the acoustic hole 16 and the opening on the package inner surface side (chamber 42 side) of the acoustic hole 16a are viewed from a direction perpendicular to the bottom surface of the package. Almost completely overlap (may be completely overlapped or partially overlapped). The acoustic holes 16 and 16a are bent so that the package inner surface side opening cannot be seen linearly from the package outer surface side opening. For this purpose, for example, as shown in FIG. 11 (B), the acoustic holes 16 and 16a may be refracted twice.

したがって、このマイクロフォン５７でも、パッケージ外面側開口からパッケージ内面側開口を直線状に見通すことができないように音響孔１６、１６ａが屈曲しているので、塵や埃などの異物が音響孔１６、１６ａからチャンバ４２内に侵入しにくくなっている。さらに、音響孔１６、１６ａから光線や水分（湿気）なども入りにくく、これらの環境因子によってマイクチップ１２が劣化しにくくなっている。 Accordingly, since the acoustic holes 16 and 16a are bent so that the opening of the package inner surface cannot be seen linearly from the package outer surface side opening also in the microphone 57, foreign matters such as dust and dust are prevented from entering the acoustic holes 16 and 16a. It is difficult to enter the chamber 42. Further, light rays, moisture (humidity) and the like are difficult to enter from the acoustic holes 16 and 16a, and the microphone chip 12 is hardly deteriorated by these environmental factors.

なお、実施形態７や実施形態８における音響孔の形状又は構造は、カバーに設けられた音響孔、あるいは回路素子やマイクチップを実装された部材と異なる部材に設けられた音響孔にも適用することができる。 Note that the shape or structure of the acoustic hole in the seventh and eighth embodiments also applies to the acoustic hole provided in the cover or the acoustic hole provided in a member different from the member on which the circuit element or the microphone chip is mounted. be able to.

なおまた、音響孔１６のパッケージ外面側の開口と音響孔１６ａのパッケージ内面側の開口とがパッケージの底面に垂直な方向から見て少なくとも一部が重なり合っているとき、あるいは、重なり合っていないとき、一方の開口から見て他方の開口が見えるようになっていてもよい。この場合には、異物や光線、水分などの侵入防止の効果は低下するが、音響振動がマイクチップ１２内に伝わりやすくなる。 In addition, when the opening on the package outer surface side of the acoustic hole 16 and the opening on the package inner surface side of the acoustic hole 16a are at least partially overlapped when viewed from the direction perpendicular to the bottom surface of the package, or when not overlapping, The other opening may be seen from one opening. In this case, the effect of preventing intrusion of foreign matter, light rays, moisture, etc. is reduced, but acoustic vibration is easily transmitted into the microphone chip 12.

（第９の実施形態）
図１２（Ａ）は、本発明の実施形態９によるマイクロフォン５８において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＸ９−Ｘ９線に相当する箇所におけるマイクロフォン５８の断面図である。 (Ninth embodiment)
FIG. 12A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 58 according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is X9 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 58 in the location corresponded to -X9 line.

マイクロフォン５８においては、ダイアタッチ材２２によって基板１５の上面にマイクチップ１２を固定し、ダイアタッチ材２１によってマイクチップ１２の上面に回路素子１３を固定している。マイクチップ１２は、平面視においてダイアフラム４３及びバックプレート４４よりも大きな面積を有しており、マイクチップ１２の上面のうちダイアフラム４３、バックプレート４４及びマイク端子２３の設けられていない領域に回路素子１３を配置している。 In the microphone 58, the microphone chip 12 is fixed to the upper surface of the substrate 15 by the die attach material 22, and the circuit element 13 is fixed to the upper surface of the microphone chip 12 by the die attach material 21. The microphone chip 12 has a larger area than the diaphragm 43 and the back plate 44 in plan view, and a circuit element is provided in a region of the upper surface of the microphone chip 12 where the diaphragm 43, the back plate 44, and the microphone terminal 23 are not provided. 13 is arranged.

この場合も、マイクチップ１２のマイク端子２３と回路素子１３の入出力端子２４をボンディングワイヤ２７で接続し、回路素子１３の入出力端子２５ａと基板１５のパッド部２６ａをボンディングワイヤ２８で接続し、回路素子１３のグランド端子２５ｂと基板１５のパッド部２６ｂをボンディングワイヤ２８で接続している。 Also in this case, the microphone terminal 23 of the microphone chip 12 and the input / output terminal 24 of the circuit element 13 are connected by the bonding wire 27, and the input / output terminal 25 a of the circuit element 13 and the pad portion 26 a of the substrate 15 are connected by the bonding wire 28. The ground terminal 25 b of the circuit element 13 and the pad portion 26 b of the substrate 15 are connected by a bonding wire 28.

このようにマイクチップ１２の上に回路素子１３を積み重ねることも可能であり、この形態においてもマイクロフォン５８を小型化し、特に実装面積を小さくすることができる。また、このマイクロフォン５８では、チャンバ４２がマイクチップ１２のバックチャンバとなり、バックチャンバの容積を大きくできるので、マイクチップ１２の感度が向上する。 In this way, the circuit element 13 can be stacked on the microphone chip 12, and the microphone 58 can be downsized in this embodiment, and in particular, the mounting area can be reduced. In the microphone 58, the chamber 42 serves as the back chamber of the microphone chip 12, and the volume of the back chamber can be increased, so that the sensitivity of the microphone chip 12 is improved.

（第１０の実施形態）
図１３（Ａ）は、本発明の実施形態１０によるマイクロフォン５９において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＸ１０−Ｘ１０線に相当する箇所におけるマイクロフォン５９の断面図である。 (Tenth embodiment)
FIG. 13A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 59 according to the tenth embodiment of the present invention, and FIG. 13B is X10 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 59 in the location corresponded to -X10 line.

このマイクロフォン５９は、実施形態９のマイクロフォン５８とほぼ同様な構造であるが、ダイアフラム４３と対向する位置において、マイクチップ１２のチャンバ４２と連通するようにして基板１５に音響孔１６を開口している点が異なっている。 The microphone 59 has substantially the same structure as the microphone 58 of the ninth embodiment, but the acoustic hole 16 is opened in the substrate 15 so as to communicate with the chamber 42 of the microphone chip 12 at a position facing the diaphragm 43. Is different.

（第１１の実施形態）
図１４（Ａ）は、本発明の実施形態１１によるマイクロフォン６０において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装したカバー１４の下面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＸ１１−Ｘ１１線に相当する箇所におけるマイクロフォン６０の断面図である。 (Eleventh embodiment)
14A is a bottom view of the cover 14 in which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 60 according to the eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 14B is X11 in FIG. 14A. It is sectional drawing of the microphone 60 in the location corresponded to -X11 line | wire.

このマイクロフォン６０は、上面に回路素子１３を配置したマイクチップ１２を上下逆にしてカバー１４の下面に設置し、基板１５に音響孔１６を開口したものである。 The microphone 60 is configured such that the microphone chip 12 having the circuit element 13 disposed on the upper surface is turned upside down and installed on the lower surface of the cover 14, and the acoustic hole 16 is opened in the substrate 15.

（第１２の実施形態）
図１５（Ａ）は、本発明の実施形態１２によるマイクロフォン６１において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装したカバー１４の下面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＸ１２−Ｘ１２線に相当する箇所におけるマイクロフォン６１の断面図である。 (Twelfth embodiment)
FIG. 15A is a bottom view of the cover 14 in which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 61 according to the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 15B is X12 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 61 in the location corresponded to -X12 line.

このマイクロフォン６０は、上面に回路素子１３を配置したマイクチップ１２を上下逆にしてカバー１４の下面に設置し、ダイアフラム４３と対向する位置において、マイクチップ１２のチャンバ４２と連通するようにしてカバー１４に音響孔１６を開口したものである。 The microphone 60 is installed on the lower surface of the cover 14 with the microphone chip 12 having the circuit element 13 disposed on the upper surface turned upside down, and is connected to the chamber 42 of the microphone chip 12 at a position facing the diaphragm 43. 14 is an acoustic hole 16 opened.

（第１３の実施形態）
図１６（Ａ）は、本発明の実施形態１３によるマイクロフォン６２において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＸ１３−Ｘ１３線に相当する箇所におけるマイクロフォン６２の断面図である。 (13th Embodiment)
FIG. 16A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 62 according to the thirteenth embodiment of the present invention, and FIG. 16B is X13 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 62 in the location corresponded to -X13 line.

マイクロフォン６２では、マイクチップ１２の上面に設けたマイク端子２３に対応させてマイクチップ１２の下面に接続端子３６を設けてあり、マイクチップ１２内を上下に貫通した貫通電極３５によって上面のマイク端子２３と下面の接続端子３６を導通させている。また、回路素子１３の上面に設けた入出力端子２５ａに対向させて回路素子１３の下面に接続端子３９を設けてあり、回路素子１３を上下に貫通する貫通電極３８によって上面の入出力端子２５ａと下面の接続端子３９を導通させている。 In the microphone 62, a connection terminal 36 is provided on the lower surface of the microphone chip 12 so as to correspond to the microphone terminal 23 provided on the upper surface of the microphone chip 12, and the microphone terminal on the upper surface is formed by the through electrode 35 penetrating vertically inside the microphone chip 12. 23 and the connection terminal 36 on the lower surface are electrically connected. Further, a connection terminal 39 is provided on the lower surface of the circuit element 13 so as to face the input / output terminal 25a provided on the upper surface of the circuit element 13, and the input / output terminal 25a on the upper surface is formed by a through electrode 38 penetrating the circuit element 13 vertically. And the connection terminal 39 on the lower surface are made conductive.

マイクチップ１２は、下面の接続端子３６をはんだ３７によって回路素子１３の上面の入出力端子２４に接続することにより、上面のマイク端子２３を回路素子１３の入出力端子２４に接続している。また、回路素子１３は、下面の接続端子３９をはんだ４０によって基板１５のパッド部２６ａに接続することにより、上面の入出力端子２５ａを基板のパッド部２６ａに接続している。 In the microphone chip 12, the connection terminal 36 on the lower surface is connected to the input / output terminal 24 on the upper surface of the circuit element 13 with the solder 37, thereby connecting the microphone terminal 23 on the upper surface to the input / output terminal 24 of the circuit element 13. The circuit element 13 connects the input / output terminal 25a on the upper surface to the pad portion 26a of the substrate by connecting the connection terminal 39 on the lower surface to the pad portion 26a of the substrate 15 with the solder 40.

なお、回路素子１３の上面のグランド端子２５ｂも、入出力端子２５ａと同様、貫通電極を用いて基板１５のパッド部２６ｂに接続されているが、図面には表れていない。 Note that the ground terminal 25b on the upper surface of the circuit element 13 is also connected to the pad portion 26b of the substrate 15 using a through electrode, like the input / output terminal 25a, but is not shown in the drawing.

このようにして貫通電極を用いてマイクチップ１２と回路素子１３、回路素子１３と基板１５を接続すれば、ボンディングワイヤのように曲がって他の回路要素に触れるおそれがなくなり、マイクロフォン６２の短絡事故を防ぐことができる。 If the microphone chip 12 and the circuit element 13 and the circuit element 13 and the substrate 15 are connected using the through electrode in this way, there is no possibility of bending like a bonding wire and touching other circuit elements, and the microphone 62 is short-circuited. Can be prevented.

（第１４の実施形態）
図１７（Ａ）は、本発明の実施形態１４によるマイクロフォン６３において、マイクチップ１２と回路素子１３を実装した基板１５の平面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＸ１４−Ｘ１４線に相当する箇所におけるマイクロフォン６３の断面図である。 (Fourteenth embodiment)
FIG. 17A is a plan view of the substrate 15 on which the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted in the microphone 63 according to the fourteenth embodiment of the present invention, and FIG. 17B is X14 in FIG. It is sectional drawing of the microphone 63 in the location corresponded to -X14 line.

マイクロフォン６３では、マイクチップ１２の下面に設けた接続端子３６をはんだ３７によって回路素子１３の上面の入出力端子２４に接続することにより、マイクチップ１２の上面のマイク端子２３を回路素子１３の入出力端子２４に接続している。また、回路素子１３の上面に設けた入出力端子２５ａ及びグランド端子２５ｂをボンディングワイヤ２８によって基板１５のパッド部２６ａ、２６ｂに接続している。 In the microphone 63, the connection terminal 36 provided on the lower surface of the microphone chip 12 is connected to the input / output terminal 24 on the upper surface of the circuit element 13 with the solder 37, whereby the microphone terminal 23 on the upper surface of the microphone chip 12 is connected to the input of the circuit element 13. The output terminal 24 is connected. Further, the input / output terminal 25 a and the ground terminal 25 b provided on the upper surface of the circuit element 13 are connected to the pad portions 26 a and 26 b of the substrate 15 by bonding wires 28.

なお、前記各実施形態においても、適宜ボンディングワイヤを貫通電極に置き換えることができる。たとえば、図２のマイクロフォン１１において、回路素子１３と基板１５をつなぐボンディングワイヤ２８だけを貫通電極に置き換えてもよい。また、図５のマイクロフォン５２のようにカバー１４にマイクチップ１２及び回路素子１３が実装されている場合でも、マイクチップ１２と回路素子１３をつなぐボンディングワイヤ２７を貫通電極に置き換えることができる。 In each of the embodiments, the bonding wire can be appropriately replaced with a through electrode. For example, in the microphone 11 of FIG. 2, only the bonding wire 28 that connects the circuit element 13 and the substrate 15 may be replaced with a through electrode. Even when the microphone chip 12 and the circuit element 13 are mounted on the cover 14 as in the microphone 52 of FIG. 5, the bonding wire 27 that connects the microphone chip 12 and the circuit element 13 can be replaced with a through electrode.

１１、５１−６３マイクロフォン
１２マイクチップ
１３回路素子
１４カバー
１５基板
１６、１６ａ音響孔
１７導電性材料
２０基板側接合部
２３マイク端子
２４ＭＥＭＳ用入出力端子
２５ａ外部接続用入出力端子
２５ｂグランド端子
２６ａ、２６ｂパッド部
２７、２８ボンディングワイヤ
３１凹部
３５貫通電極
３６接続端子
３７はんだ
３８貫通電極
３９接続端子
４０はんだ
４５アコースティックホール 11, 51-63 Microphone 12 Microphone chip 13 Circuit element 14 Cover 15 Substrate 16, 16a Sound hole 17 Conductive material 20 Substrate side joint 23 Microphone terminal 24 MEMS input / output terminal 25a External connection input / output terminal 25b Ground terminal 26a , 26b Pad part 27, 28 Bonding wire 31 Recess 35 Through electrode 36 Connection terminal 37 Solder 38 Through electrode 39 Connection terminal 40 Solder 45 Acoustic hole

Claims

A package comprising a substrate and a cover having a recess;
A microphone chip installed on the inner surface of the substrate;
A circuit element disposed on the surface opposite to the installation surface of the microphone chip;
In a microphone with
The microphone chip is placed on the substrate on the opposite side of the surface on which the diaphragm is provided,
The microphone is characterized in that the circuit element is arranged outside the region where the diaphragm is provided on the same surface as the surface where the diaphragm of the microphone chip is provided.

The microphone terminal provided on the microphone chip and a part of the plurality of input / output terminals provided on the circuit element are connected by wire wiring, and the remaining part of the input / output terminal provided on the circuit element and the pad provided on the substrate The microphone according to claim 1, wherein the part is connected by another wire wiring.

The microphone terminal provided on the microphone chip and a part of the plurality of input / output terminals provided on the circuit element are connected by a through wiring provided in the circuit element, and the remainder of the input / output terminal provided on the circuit element The microphone according to claim 1, wherein a pad portion provided on the substrate is connected by wire wiring.

The microphone according to claim 1, wherein the substrate is provided with an acoustic hole for transmitting acoustic vibration in the package.

When viewed from a direction perpendicular to the bottom surface of the package, an acoustic hole for transmitting acoustic vibrations in the package is provided in the substrate so that the diaphragm of the microphone chip faces at least a part thereof. The microphone according to claim 1.

The microphone according to claim 1, wherein the cover is provided with an acoustic hole for transmitting acoustic vibration in the package.

The microphone according to claim 6, wherein the acoustic hole is bent so that the inner surface side opening of the cover cannot be seen linearly from the outer surface side opening of the cover.

The at least one of the substrate and the cover is made of at least one material selected from a copper-clad laminate, glass epoxy, ceramic, plastic, metal, and carbon nanotube. Microphone.