JP5004840B2 - マイクロホン素子搭載基板およびマイクロホン装置 - Google Patents

Description

本発明は、音孔を有するマイクロホン素子搭載基板、マイクロホン装置に関し、特にマイクロホン素子の搭載領域の下方に空洞部が形成されたマイクロホン素子搭載基板、およびマイクロホン装置に関するものである。

近年、携帯電話や自動車電話等の通信機器、または半導体メモリを用いた小型ＩＣレコーダー等の情報機器等の電子機器において、入力された音を電気信号として出力することが可能なマイクロホン装置が広く使用されている。

このようなマイクロホン装置は、図５に示すように、主として入力された音を電気信号として出力するマイクロホン素子２０３と、このマイクロホン素子２０３を収納するための搭載領域２０２を有する基部２０６と、基部２０６の上部に形成される枠部２０５からなる基板２０１と、搭載領域２０２を閉塞するキャップ２０８とから構成されている。

また、マイクロホン装置としての感度を向上させるために、マイクロホン素子２０３の搭載領域２０２に空洞部（図示せず）を設け、この空洞部とマイクロホン素子２０３の音孔を連通させて空洞部での共鳴による音響効果を得ることにより、音２０９の変換効率を高めた効率の良いマイクロホン装置が提案されている。空洞部は、例えば、搭載領域２０２の下方の基部２０６内に３層の絶縁層を積層することにより形成することができる。この場合、基部２０６の底面となる下層の絶縁層の上側に、空洞部となる大きな開口部を有する中間層の絶縁層を積層し、さらに音孔２１０と連通するように小さな開口部を有する上層の絶縁層を積層することにより、空洞部と開口部が連通する基板２０１が形成される。なお、開口部は平面視でマイクロホン素子２０３が搭載されない箇所に空洞部と連通するように形成される。外部から進入した音２０９はこの空洞部により、共鳴による音響効果を得て搭載領域２０２の上方空間に広がり、その結果、マイクロホン素子２０３の検知部で良好に音を検知することができる。
特開２００５−３２３２８８号公報

しかしながら、従来のマイクロホン装置は、基部の底面となる下層の絶縁層の上側に、空洞部となる大きな開口部を有する中間層の絶縁層を積層し、さらに音孔と連通するように小さな開口部を有する上層の絶縁層を積層するという構造上、上層の絶縁層の開口部の周囲における強度が不足するために、例えばセラミックグリーンシート積層法により絶縁層が積層されてなる基部を製作する際の生加工の積層・加圧等により、搭載領域が変形する可能性があった。そして、搭載領域が変形すると、マイクロホン素子を良好に搭載できず、外部からの音を空洞部に効率良く進入させることができないという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、空洞部が形成されたマイクロホン素子搭載基板において、搭載領域の平坦性を良好なものとしてマイクロホン素子の搭載性を向上し、外部からの音を空洞部に効率良く進入させて、空洞部での共鳴による音響効果を効果的に利用し、検知力に優れたマイクロホン素子搭載基板を提供することにある。

本発明のマイクロホン素子搭載基板は、マイクロホン素子の搭載領域を有する基板に、前記搭載領域に開口部を有するとともに平面透視して前記開口部よりも大きな外形を有する空洞部を設けて成るマイクロホン素子搭載基板であって、前記空洞部の内部に該空洞部の底面と上面とをつなぐ柱部が設けられており、前記空洞部の側面および前記柱部の側面は、それぞれ上下の端部から厚み方向の中央部にかけて漸次深くなるような凹状の面に成形されていることを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において好ましくは、前記柱部は前記空洞部の側面が内側に突出して成ることを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において好ましくは、平面透視して前記柱部の少なくとも一部が前記搭載領域と重なることを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において好ましくは、前記搭載領域は四角形であり、平面透視して前記四角形の四隅部に前記柱部が重なるように形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において好ましくは、平面透視して前記柱部の外縁が、丸みを帯びた形状で前記空洞部の側面から突出しているとともに、前記空洞部の側面と湾曲した線で滑らかにつながっていることを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において好ましくは、凹状に成形された前記空洞部の側面、および前記柱部の側面が湾曲した面であることを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において好ましくは、平面透視して前記空洞部が前記搭載領域よりも広く、前記搭載領域が前記空洞部の一方の端部側に偏って位置しており、前記柱部は、前記空洞部の前記一方の端部と反対側の他方の端部と前記搭載領域との間に前記空洞部の側面から離間して、前記搭載領域から前記他方の端部に向かう方向に長軸が沿う楕円柱状のものが、前記平面透視して搭載領域と重なるものに加えて複数個設けられていることを特徴とするものである。

本発明のマイクロホン装置は、上記のいずれかに記載のマイクロホン素子搭載基板の前記搭載領域に、音孔を有するマイクロホン素子を前記開口部と前記音孔とが連通するように搭載したことを特徴とするものである。

また、本発明のマイクロホン装置において好ましくは、平面透視して前記開口部の外形が前記音孔の外形と大きさが異なることを特徴とするものである。

本発明のマイクロホン素子搭載基板は、空洞部の内部に空洞部の底面と上面とをつなぐ柱部が設けられていることから、複数の絶縁層を組み合わせて基板となる積層体を積層・加圧しても、搭載領域の変形を抑制することができる。その結果、マイクロホン素子の搭載性を向上し、外部からの音を空洞部に効率良く進入させて、空洞部での共鳴による音響効果を効果的に利用し、検知力に優れたものとすることができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、柱部を、空洞部の側面が内側に突出して成る構成とした場合には、別途柱部を形成することなく、空洞部の形状（中間層の大きな開口部の外周の形状）を変化させることで容易に上層の絶縁層の支持構造を形成することができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、平面透視して柱部の少なくとも一部が搭載領域と重なるように形成される場合には、マイクロホン素子を搭載する際に搭載領域の欠けやクラックを抑制することができ、マイクロホン素子を基板に強固に搭載することができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、搭載領域が四角形であり、平面透視して四角形の四隅部に柱部が重なるように形成した場合には、応力の集中しやすい四角形の空洞部の角部において柱部で補強することができ、基板に破損が生じるのを有効に抑制できる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、平面透視して柱部の外縁が、丸みを帯びた形状で空洞部の側面から突出しているとともに、空洞部の側面と湾曲した線で滑らかにつながっている場合には、セラミックグリーンシートに空洞部となる開口を金型等で打ち抜いて形成する際に、打ち抜きが難しい部分である角部分や屈曲した部分がないため、セラミックグリーンシートの打ち抜き性を向上させることができるとともに、打ち抜き時のバリやクラック等の不具合が発生することをより効果的に抑制することができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、空洞部の側面および柱部の側面は、それぞれ上下の端部から厚み方向の中央部にかけて漸次深くなるような凹状の面に成形されていることから、搭載領域を有しているとともに空洞部の上面を形成している絶縁層に対する柱部の接合面積を十分に確保しながら空洞部の体積を大きくすることが容易である。

そのため、柱部により搭載領域の変形を効果的に抑制しながら、空洞部について音の反射に十分な体積を容易に確保することができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、凹状に成形された空洞部の側面および柱部の側面が湾曲した面である場合には、音孔から進入して空洞部や柱部の側面に達した音が湾曲した面で反射されて効率よく空洞部内に戻ることができる。そのため、例えば反射した音を開口部に集めて、音響効果を向上させるようなことをより容易なものとすることができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板において、平面透視して、空洞部が搭載領域よりも広く、搭載領域が空洞部の一方の端部側に偏って位置しており、柱部は、空洞部の一方の端部と反対側の他方の端部と搭載領域との間に空洞部の側面から離間して、搭載領域から他方の端部に向かう方向に長軸が沿う楕円柱状のものが、搭載領域と重なるものに加えて複数個設けられている場合には、絶縁層に変形が生じやすい部位、つまり空洞部の他方の端部と搭載領域との間において、搭載領域を有している絶縁層を柱部で支持することができる。そのため、この絶縁層の変形が効果的に抑制されるので、空洞部の体積を十分に確保するとともに搭載領域の変形を抑制することがより容易に行なえるようになる。

また、柱部が、搭載領域から空洞部の他方の端部に向かう方向に長軸が沿う楕円柱状であるため、表面のうち、この方向に進行する音を遮るような部分の割合が小さい。そのため、音孔から進入した音が開口部付近の柱部で反射して音響効果が低減することを抑制することができる。

また、搭載領域が空洞部の一方の端に偏って位置しているので、搭載領域の外側に、例えば半導体集積回路素子のような、マイクロホン素子に対して制御や増幅等の電子的な処理を行なう電子部品素子を搭載することができる。そのため、このようなマイクロホン素子がマイクロホン素子搭載基板に搭載されてなるマイクロホン装置における高機能化や高集積化等が容易である。したがって、この場合には、搭載領域の変形が効果的に抑制された、高機能化が容易なマイクロホン素子搭載基板を提供することができる。

本発明のマイクロホン装置は、上記のいずれかに記載のマイクロホン素子搭載基板の搭載領域に、音孔を有するマイクロホン素子を開口部と音孔とが連通するように搭載されていることを特徴とすることから、マイクロホン素子の検知部と開口部との距離を近いものとすることができ、空洞部での共鳴による音響効果を得た音の振動を検知部に伝達して効率良く検知することができる。

また、マイクロホン装置が小型化して基板の搭載領域の面積が小さくなっても、マイクロホン素子の下側に空洞部を形成できることから、空洞部での共鳴による音響効果を得られる効率の良い小型のマイクロホン装置を実現できる。

また、本発明のマイクロホン装置において、平面透視して開口部の外形が音孔の外形と大きさが異なる場合には、マイクロホン素子を搭載領域へ搭載する際に位置ずれが発生したとしても、平面視でマイクロホン素子の音孔の一部が開口部の一部と重なって連通する孔の開口が狭くなることを抑制することができる。

以下、本発明のマイクロホン搭載基板およびマイクロホン装置の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明のマイクロホン素子搭載基板を用いたマイクロホン装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ´線における断面図である。なお、図１はキャップが接合された状態をわかり易くするためにキャップを透視した構造を示しており、キャップの位置を破線で示している。図１（ａ）および図１（ｂ）において、１０１は基板、１０２は搭載領域、１０３はマイクロホン素子、１０４は空洞部、１０８はキャップ、１１０はキャップ１０８に形成された音孔、１１１はマイクロホン素子１０３に形成された音孔である。また、空洞部１０４の上部には搭載領域１０２に通じる開口部１１２が形成されている。

マイクロホン素子搭載基板は基板１０１を具備している。本実施例において、基板１０１は、枠部１０５と基部１０６からなり、マイクロホン素子１０３を収容するための搭載領域１０２が形成されている。その形状は、例えば直方体状をなし、上面に凹部状の搭載領域１０２を備える形状である。

また、基板１０１の搭載領域１０２の周辺から下面に配線導体（図示せず）が導出されており、この配線導体のうち、搭載領域１０２の周辺に露出した部位にマイクロホン素子１０３の電極が半田バンプやボンディングワイヤ等を介して接続される。

配線導体は、タングステン，モリブデン，銅，銀等の金属材料から成り、メタライズ層やめっき層等の形態で形成される。配線導体は、例えば、タングステンのメタライズ層から成る場合であれば、タングステン粉末に有機溶剤、バインダーを添加して作製した金属ペーストを、基板１０１となる絶縁層に所定パターンで印刷しておくことにより形成される。

また、空洞部１０４は、例えば基部１０６を構成する積層体を３層構造として、開口部が形成されない下層の絶縁層と、空洞部１０４となる孔が形成された中間の絶縁層と、搭載領域１０２に開口する開口部１１２となる孔が形成された上層の絶縁層を順次積層することにより形成される。さらに、枠部１０５となる枠状の絶縁層を基部１０６となる積層体に積層することにより、上面に凹部状の搭載領域１０２を備えるマイクロホン素子搭載基板が形成される。

本実施形態において、マイクロホン素子搭載基板は、マイクロホン素子１０３の搭載領域１０２を有する基板１０１に、搭載領域１０２に開口部１１２を有するとともに平面透視して開口部１１２よりも大きな外形を有する空洞部１０４を設けて成るマイクロホン素子搭載基板であって、空洞部１０４の内部に空洞部１０４の底面と上面とをつなぐ柱部１０７が設けられている。このような構造としたことから、複数の絶縁層を組み合わせて基板１０１となる積層体を積層・加圧しても、搭載領域１０２の変形を抑制することができる。

この基板１０１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等のセラミックス材料から成る複数の絶縁層が積層されて形成されている。基板１０１は、厚みが０．１〜０．５ｍｍ程度の平板状や枠状の複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、焼成することにより形成される。

空洞部１０４は、音１０９を内部に進入させて共鳴により、増幅するためのものである。このような空洞部１０４は平面透視して開口部１１２よりも大きな外形を有している。空洞部１０４は、基部１０６を構成する積層体を３層構造として、開口部が形成されない下層の絶縁層と、空洞部１０４となる開口部が形成された中間の絶縁層と、搭載領域１０２に開口する開口部１１２となる孔が形成された上層の絶縁層を順次積層することにより形成される。

なお、本発明においては、空洞部１０４の内部に空洞部１０４の底面と上面とをつなぐ柱部１０７が設けられている。このような構成とすることにより、開口部１１２を構成する絶縁層の開口部１１２付近（つまり、開口部１１２を構成する絶縁層を平面透視して空洞部１０４の外形と開口部１１２の内縁との間に位置する部位）を良好に支持することができる。よって、開口部１１２を有する絶縁層の開口部１１２付近が空洞部１０４側に変形することを抑制することができる。

柱部１０７は、空洞部１０４の側面から離間して形成された柱状のものでもよいが、空洞部１０４の側面と接触していたり、一体化していてもよい。好ましくは、柱部１０７は空洞部１０４の側面と一体化した形状、すなわち空洞部１０４の側面が内側に突出して成るのがよい。

このような構造としたことから、別途柱部を形成することなく、空洞部１０４の形状（中間層の大きな開口部の外周の形状）を変化させることで容易に上層の絶縁層の支持構造を形成することができる。例えば、空洞部１０４を形成するために基部１０６を構成する積層体を３層構造として、開口部が形成されない下層の絶縁層と、空洞部１０４を形成するとともに内側面が柱部１０７となるように、十字状の孔（図１（ａ）参照）が形成された中間の絶縁層と、搭載領域１０２に開口する開口部１１２となる孔が形成された上層の絶縁層を順次積層することにより、十字形状の空洞部１０４を形成すると同時に搭載領域１０２の四隅には柱部１０７を形成することができる。ここで、空洞部１０４となる開口部の形状は十字形状の他に、Ｘ形状、または星形状等、空洞部１０４となる孔の側面を突出させた構造であれば、搭載領域１０２の変形を抑制する支持構造を実現できる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板は、好ましくは、平面透視して柱部１０７の少なくとも一部が搭載領域１０２と重なるように形成される。

このような構造としたことから、マイクロホン素子１０３を搭載する際に搭載領域１０２の欠けやクラックを抑制することができ、マイクロホン素子１０３を基板１０１に強固に搭載することができる。

つまり、基板１０１は、厚みが０．１〜０．５ｍｍ程度の複数の絶縁層を積層して構成されるが、マイクロホン装置としての厚みを小さくするとともに搭載領域１０２の上方の容積を大きくするという観点では、基部１０６を構成する絶縁層の厚みは、枠部を構成する絶縁層の厚みよりも薄い０．１〜０．３ｍｍ程度であり、絶縁層の強度が比較的低いものとなっている。本発明のように、平面透視して柱部１０７の少なくとも一部が搭載領域１０２と重なるように形成されている構成とすると、マイクロホン素子１０３を搭載領域１０２に搭載する際の衝撃が上層の絶縁層（特に開口部１１２の周囲）に作用したとしても、この柱部１０７によりこの衝撃を受けることができ、開口部１１２の周囲が欠けたりクラックが発生することを効果的に抑制することができる。

なお、柱部１０７の形成位置は、マイクロホン素子１０３の搭載位置を中心に点対称となるように形成することが好ましい。これは、マイクロホン素子１０３を搭載領域１０２に搭載する際の衝撃を効果的に分散できるからである。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板は、好ましくは、搭載領域１０２は四角形であり、平面透視して四角形の四隅部に柱部１０７が重なるように形成されている。

このような構造としたことから、応力の集中しやすい四角形の空洞部１０４の角部において柱部１０７で補強することができ、基板１０１に破損が生じるのを有効に抑制できる。また、柱部１０７が音孔１１１の近くに形成されないことから、外部から進入した音１０９がすぐに柱部１０７に反射することがなく空洞部１０４の奥まで進入することから、空洞部１０４と音孔１１１を連通させて効果的に音響効果を得ることができ、音１０９の変換効率を高めた効率の良いマイクロホン装置を実現できる。

ここで、形成される柱部１０７の形状として、例えば音孔１１１を中心として点対称となるように音１０９の進行方向に沿った配列とし、その断面が円形または楕円形等、外部から進入した音１０９が空洞部１０４の入り口付近ですぐに反射し難い構造とすることが望ましい。例えば、平面視で柱部１０７の音孔１１１側を面取りすることにより、進入した音１０９が柱部１０７の先端部ですぐに反射することを抑制することができる。また、柱部１０７が形成される領域以外について、空洞部１０４の内側面がマイクロホン素子１０３の外周よりも広くなるように形成することにより、上層の絶縁層の支持構造を保つととともに空洞部１０４の容積を大きなものとすることができ、より効果的に音響効果を得ることができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板は、好ましくは、平面透視して柱部１０７の外縁が、丸みを帯びた形状で空洞部１０４の側面から突出しているとともに、空洞部１０４の側面と湾曲した線で滑らかにつながっている。このような構造とした場合には、セラミックグリーンシートに空洞部１０４となる開口を金型等で打ち抜いて形成する際に、打ち抜きが難しい部分である角部分や屈曲した部分がないため、セラミックグリーンシートの打ち抜き性を向上させることができるとともに、打ち抜き時のバリやクラックをより効果的に抑制することができる。

このような丸みを帯びた形状とは、例えば図１に示す例のように、平面視で四角形状の柱部１０７の角部分が円弧状に面取りされた形状である。また、丸みを帯びた形状は、この図１に示す例に限らず、四角形以外の多角形状で、その角部分が円弧状や楕円弧状等に面取りされた形状、または円弧状や楕円弧状等でもかまわない。また、柱部１０７が四角形状のときに、角部分の面取りに加えて、その辺部分を緩やかな曲線状としたようなものでもよい。

また、この丸みを帯びて空洞部１０４の側面から突出している柱部１０７は、その外辺が、平面透視して空洞部１０４の側面と湾曲した線で滑らかにつながっている（柱部１０７の外辺と空洞部１０４の側面とが１つの円弧を介して段差なく連続している）。このように、柱部１０７を丸みを帯びた形状とすることに加えて、柱部１０７の外辺と空洞部１０４の側面とを湾曲した線で滑らかにつながらせることにより、柱部１０７を、空洞部１０４の側面が内側（空洞部内）突出してなるものとした場合でも、柱部１０７にばりや欠け等の不良が生じることを効果的に抑制することができる。

例えば、図１で示した例では、平面視で四角形状の空洞部１０４の内部の四隅のそれぞれを挟む空洞部の側面を内側に突出させて、空洞部１０４の底面と上面とをつなぐ柱部１０７を設けている。この例のように、平面透視して柱部１０７の外縁を丸みを帯びた形状とすることにより、セラミックグリーンシートの打ち抜き性を向上させることができる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板は、例えば図２に示すように、空洞部１０４の側面および柱部１０７の側面が、それぞれ上下の端部から厚み方向の中央部にかけて漸次深くなるような凹状の面に成形されている。このような構造としたことから、搭載領域１０２を有して空洞部１０４の上面を形成する絶縁層に対する柱部１０７の接合面積を十分に確保しながら、空洞部１０４の体積を大きくすることが容易である。そのため、柱部１０７により搭載領域１０２の変形を効果的に抑制しながら、空洞部１０４について音１０９の反射に十分な体積を容易に確保することができる。つまり、空洞部１０４の内部に空洞部１０４の底面と上面とをつなぐ柱部１０７が設けられており、空洞部１０４の底面と柱部１０７との接合面積、および柱部１０７と空洞部１０４の上面との接合面積が十分に確保される。そのため、柱部１０７による搭載領域を有する絶縁層の支持構造を強固な
ものとすることができることから、搭載領域１０２が変形することを抑制することができる。

なお、図２（ａ）は本発明のマイクロホン素子搭載基板の実施の形態の他の例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ１−Ｘ１´線における断面図である。図２において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

基体１０１をこのような構造で製作する方法としては、例えば次のような方法を用いることができる。すなわち、空洞部１０４を構成する中間層の絶縁層（符号なし）を複数のセラミックグリーンシートが積層されるとともに焼成されてなるものとして構成する。このときに、中間層を構成するセラミックグリーンシートのうち上部および下部に積層されるものの凹状の部分における開口寸法（打ち抜き寸法）を中央部のものよりも小さくしておけばよい。凹状の部分の深さは、この開口寸法が大きくなるほど深くなる。したがって、このようにすれば、空洞部１０４および柱部１０７の側面が、上下の各端部分から厚み方向の中央部にかけて漸次深くなるような凹状の面に成形されたマイクロホン素子搭載基板を製作することができる。

なお、このような方法で基板１０１を製作した場合には、空洞部１０４および柱部１０７の側面のうち凹状の面は、絶縁層（セラミックグリーンシート）の厚さを１段の厚さとするような階段状の面になっている。この場合、凹状の面における音の乱反射を抑制する上では、例えば図３に示すように、各段の段差（つまり絶縁層となるセラミックグリーンシートの厚さ）が小さいほど好ましい。なお、図３（ａ）は本発明のマイクロホン素子搭載基板の実施の形態の他の例を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ２−Ｘ２´線における断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

また、その他の方法としては、空洞部１０４となる中間層の絶縁層を単層のセラミックグリーンシートで形成するとともに、そのセラミックグリーンシートの開口の内側面にセラミックペーストを塗布しておき、硬化する前に内側から凸型により押圧して凹状に成形すること等により、形成することも可能である。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板は、好ましくは、凹状に成形された空洞部１０４の側面、および柱部１０７の側面は湾曲した面である。この場合には、音孔１１０から進入して空洞部１０４や柱部１０７の側面に達した音１０９は、湾曲した面で反射されて効率よく空洞部１０４内に戻ることができる。そのため、例えば反射した音１０９を開口部１１２に集めて、音響効果を向上させるようなことをより容易なものとすることができる。

このように、空洞部１０４の側面、および柱部１０７の側面を湾曲した面とするためには、例えば、前述したような方法で内表面が階段状である凹状の部分を空洞部１０４および柱部１０７の側面に設けた後、空洞部１０４および柱部１０４の側面の凹状の部分の表面に、段差を埋めて湾曲した面に成形するようにセラミック層やメタライズ層等の被覆層（図示せず）を被着させること等の方法を用いることができる。

このような被覆層は、例えば、基板１０１となるセラミックグリーンシート（積層体）の開口の内側面をセラミックペーストや金属ペースト等で覆って塗布することで形成することができる。なお、このようなペーストの塗布の際には、例えばセラミックグリーンシートの開口寸法を異ならせることにより凹状に形成した空洞部１０４や柱部１０７の側面をペーストで埋めて平坦にしてしまわないように注意する必要がある。このような不具合は、例えばペーストの粘度を調整したり、ペーストの塗布量を調整したりすることにより防止することができる。

また、この場合、セラミックグリーンシートの打ち抜き時にばりやささくれ等が発生したとしても、このセラミックペーストや金属ペースト等が開口の内面を覆ってその内面を滑らかにすることもできる。

また、本発明のマイクロホン素子搭載基板は、例えば図４に示すように、平面透視して空洞部１０４が搭載領域１０２よりも広く、搭載領域１０２が空洞部１０４の一方の端部側に偏って位置しており、柱部１０７は、空洞部１０４の一方の端部と反対側の他方の端部と搭載領域１０２との間に、空洞部１０４の側面から離間して、搭載領域１０２から他方の端部に向かう方向に長軸が沿う楕円柱状のものが、搭載領域１０２と重なるものに加えて複数個設けられている場合には、次のような効果を得ることができる。

すなわち、空洞部１０４が搭載領域１０２よりも広く内層の奥深くまで形成される基板構造においても、絶縁層に変形が生じやすい、空洞部１０４の他方の端部と搭載領域１０２との間で搭載領域１０２が形成されている絶縁層を柱部１０７で支持することができる。

なお、図４（ａ）は、本発明のマイクロホン素子搭載基板の実施の形態の他の例を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ３−Ｘ３´線における断面図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。

空洞部１０４が搭載領域１０２よりも広く、搭載領域１０２が空洞部１０４の一方の端部側に偏った位置に形成された基板１０１であれば、搭載領域１０２と重なるように搭載領域１０２の隅部に形成された４つの柱部１０７と、空洞部１０４の一方の端部と反対側の他方の端部と搭載領域１０２との間に、空洞部１０４の側面から離間して、搭載領域１０２から他方の端部に向かう方向に長軸が沿う３つの楕円柱状の柱部１０７が形成された基板とすることにより、空洞部１０４を構成する絶縁層に変形が生じることを抑制したマイクロホン素子搭載基板を実現できる。この例では、柱部１０７を楕円状としたが、空洞部１０４内において音１０９の進行性を阻害せずに、音１０９の乱反射を抑制できるような構造のものであれば、特に柱部１０７の形状を限定するものではない。

本発明のマイクロホン装置は、上記のいずれかに記載のマイクロホン素子搭載基板の搭載領域１０２に、音孔１１１を有するマイクロホン素子１０３を開口部１１２と音孔１１１とが連通するように搭載している。

このような構造としたことから、マイクロホン素子１０３の検知部（例えば、振動膜など）と開口部１１２との距離を近いものとすることができ、空洞部１０４での共鳴による音響効果を得た音の振動を検知部に伝達して効率良く検知することができる。

例えば、例えば、マイクロホン素子１０３がＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）からなるシリコンタイプであれば、非常に薄いシリコンからなる振動膜をフォトエッチングや蒸着等により製作しておき、この振動膜を音圧センサー（検知部）として利用し、振動膜の動きを静電容量の変化として捉える構造である。本構造のように、マイクロホン素子搭載基板の搭載領域１０２に、音孔１１１を有するマイクロホン素子１０３を開口部１１２と音孔１１１とが連通するように搭載したことから、音１０９が空洞部１０４での共鳴によって増幅された後、音孔１１１を中心にほぼ均等にマイクロホン素子１０３の振動膜に音圧が作用することとなり、音１０９の振動を振動膜に伝達して効率良く振動膜の動きを静電容量の変化として捉えることができる。

また、マイクロホン装置が小型化して基板１０１の搭載領域１０２の面積が小さくなっても、マイクロホン素子１０３の下側に空洞部１０４を形成できることから、空洞部１０４による音響効果を得られる効率の良い小型のマイクロホン装置を実現できる。

また、空洞部１０４の外周形状、および柱部１０７の外周形状は、空洞部１０４、柱部１０７となるそれぞれの絶縁層の加工性を考慮して曲線状に加工されていることが望ましい。さらに、空洞部１０４の容積は、外部からの音１０９により効果的に音響効果を得るためにマイクロホン素子１０３に形成された音孔１１１の容積の２〜４倍程度となるように形成されるのが好ましい。

また、本発明のマイクロホン装置は、好ましくは、平面透視して開口部１１２の外形が音孔１１１の外形と大きさが異なることを特徴とする。つまり、平面透視して開口部１１２の外形を音孔１１１の外形よりも大きくするか、または、平面透視して開口部１１２の外形を音孔１１１の外形よりも小さくすることが好ましい。

このような構造としたことから、マイクロホン素子１０３を搭載領域１０２に搭載する際に位置ずれが発生したとしても、平面視でマイクロホン素子１０３の音孔１１１の一部が開口部１１２の一部と重なって連通する孔の開口が狭くなることを抑制することができる。例えば、マイクロホン装置に搭載されるマイクロホン素子１０３の音孔１１１の開口径を１．０ｍｍとし、さらに基部１０６に形成される開口部１１２の開口径を１．２ｍｍとすれば、マイクロホン素子１０３を搭載領域１０２へ搭載する際の位置ずれが理論上０．１ｍｍ以内であれば、マイクロホン素子１０３の音孔１１１の一部が開口部１１２の一部と重なることはなく、連通する孔の開口は一定に保たれることになる。

なお、本発明のマイクロホン素子１０３が搭載されたマイクロホン装置において、音孔１１０からの異物やダストの進入を防止するために、例えば不織布からなるクロスや細かい金属メッシュ等からなる防塵板１１３等を音孔１１１の上方に設けてもよい。

さらに、基板１０１の下面の外周部には複数の外部端子電極１１４が形成されている。各外部端子電極１１４は、搭載領域１０２から導出された配線導体（図示せず）と電気的に接続されている。外部端子電極１１４を外部回路基板１１５の実装パッドに半田や導電性接着剤等の導電性接合材を介して接合することにより、マイクロホン装置と外部回路基板１１５とが電気的、機械的に接続される。また、マイクロホン素子１０３が、配線導体および外部端子電極１１４、および実装パッドを介して外部回路基板１１５の電気回路と電気的に接続されることになる。

マイクロホン素子１０３は、音を検知するための検知部を有し、この検知部は静電気を利用したコンデンサ型、磁気誘導を利用したインダクティブ型、圧電素子の歪みを利用した圧電型等のさまざまなタイプがある。例えばコンデンサ型マイクロホンであれば、その内部にインピーダンス変換素子や増幅素子等からなる集積回路が形成された半導体素子と、この半導体素子の表面に形成された固定電極部と、この固定電極部の上に形成されたスペーサと、このスペーサに取り付けられて上記固定電極部と一定の間隔を持って対向させられた振動膜とを有している。

なお、この振動膜にはエレクトレット層が形成されており、外部からの音によりこの振動膜が振動し、エレクトレット層と前記固定電極間の静電容量の変動を電気信号として前記半導体素子に出力する構造となっている。また、近年マイクロホン装置の小型化を目的としてＭＥＭＳ技術で形成されたシリコン薄膜を音圧センサーとして利用し、シリコン薄膜の動きを静電容量の変化として捉えることができる素子を用いたマイクロホン装置も開発されている。

そして、本発明のマイクロホン装置に用いるマイクロホン素子１０３は、外部からの音１０９を、音孔１１１を通して空洞部１０４に進入させ、空洞部１０４で共鳴され増幅された音がマイクロホン素子１０３の音孔１１１の内側に形成された検知部によって良好に検知される構成である。

なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に変形できる。例えば、上述の例では基板１０１の形状を直方体形状としたが、円柱形状、楕円形状等としてもよい。

また、空洞部が形成される基部を上層、中層、下層の３層構造としたが、その他の４層以上の絶縁層から構成しても良い。

さらに、搭載領域に搭載される部品はマイクロホン素子しか示していないが、マイクロホンとしての特性の最適化のために、マイクロホン素子以外に駆動用の半導体素子やチップコンデンサ等が同様に搭載されていても良い。

（ａ）は本発明のマイクロホン素子搭載基板、マイクロホン装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ´における断面図である。 （ａ）は本発明の他のマイクロホン素子搭載基板、マイクロホン装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）はＸ１−Ｘ１´における断面図である。 （ａ）は本発明の他のマイクロホン素子搭載基板、マイクロホン装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）はＸ２−Ｘ２´における断面図である。 （ａ）は本発明の他のマイクロホン素子搭載基板、マイクロホン装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）はＸ３−Ｘ３´における断面図である。 （ａ）は従来のマイクロホン素子搭載基板、マイクロホン装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）はＹ−Ｙ´における断面図である。

符号の説明

１０１・・・・・基板
１０２・・・・・搭載領域
１０３・・・・・マイクロホン素子
１０４・・・・・空洞部
１０５・・・・・枠部
１０６・・・・・基部
１０７・・・・・柱部
１０８・・・・・キャップ
１０９・・・・・音
１１０・・・・・音孔（キャップ）
１１１・・・・・音孔（マイクロホン素子）
１１２・・・・・開口部
１１３・・・・・防塵板
１１４・・・・・外部端子電極
１１５・・・・・外部回路基板

Claims (9)

1. マイクロホン素子の搭載領域を有する基板に、前記搭載領域に開口部を有するとともに平面透視して前記開口部よりも大きな外形を有する空洞部を設けて成るマイクロホン素子搭載基板であって、前記空洞部の内部に該空洞部の底面と上面とをつなぐ柱部が設けられており、前記空洞部の側面および前記柱部の側面は、それぞれ上下の端部から厚み方向の中央部にかけて漸次深くなるような凹状の面に成形されていることを特徴とするマイクロホン素子搭載基板。
2. 前記柱部は前記空洞部の側面が内側に突出して成ることを特徴とする請求項１記載のマイクロホン素子搭載基板。
3. 平面透視して前記柱部の少なくとも一部が前記搭載領域と重なることを特徴とする請求項１または請求項２記載のマイクロホン素子搭載基板。
4. 前記搭載領域は四角形であり、平面透視して前記四角形の四隅部に前記柱部が重なるように形成されていることを特徴とする請求項３記載のマイクロホン素子搭載基板。
5. 平面透視して前記柱部の外縁が、丸みを帯びた形状で前記空洞部の側面から突出しているとともに、前記空洞部の側面と湾曲した線で滑らかにつながっていることを特徴とする請求項２に記載のマイクロホン素子搭載基板。
6. 凹状に成形された前記空洞部の側面および前記柱部の側面が湾曲した面であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン素子搭載基板。
7. 平面透視して前記空洞部が前記搭載領域よりも広く、前記搭載領域が前記空洞部の一方の端部側に偏って位置しており、前記柱部は、前記空洞部の前記一方の端部と反対側の他方の端部と前記搭載領域との間に、前記空洞部の側面から離間して、前記搭載領域から前記他方の端部に向かう方向に長軸が沿う楕円柱状のものが、前記平面透視して搭載領域と重なるものに加えて複数個設けられていることを特徴とする請求項３に記載のマイクロホン素子搭載基板。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のマイクロホン素子搭載基板の前記搭載領域に、音孔を有するマイクロホン素子を前記開口部と前記音孔とが連通するように搭載したことを特徴とするマイクロホン装置。
9. 平面透視して前記開口部の外形が前記音孔の外形と大きさが異なることを特徴とする請求項８記載のマイクロホン装置。

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