JP7118632B2 - Microphone package and microphone device - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロフォン素子が収容される空間を有するマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置に関する。 The present invention relates to a microphone package and a microphone device having a space in which a microphone element is accommodated.

携帯電話等の小型の通信機器において、静電容量の変化及び圧電効果を利用したマイクロフォン素子を含むマイクロフォン装置が用いられている。マイクロフォン素子を収容できるような容器部を有するパッケージにマイクロフォン素子が実装されてマイクロフォン装置が構成される。容器部は、開口部を有している。この開口部を通って外部から容器部内に音(空気中の音波)が入り、この音が、マイクロフォン素子で電気信号に変換される。電気信号が、パッケージに設けられた配線等の導体を介して外部電気回路に伝送され、録音、変調および再生等から適宜選択された処理が行なわれる。 2. Description of the Related Art Small communication devices such as mobile phones use a microphone device including a microphone element that utilizes a change in capacitance and a piezoelectric effect. A microphone device is configured by mounting a microphone element in a package having a container portion capable of accommodating the microphone element. The container part has an opening. Sound (sound waves in the air) enters the container from the outside through this opening, and this sound is converted into an electric signal by a microphone element. An electric signal is transmitted to an external electric circuit via conductors such as wiring provided in the package, and is subjected to processing appropriately selected from recording, modulation, reproduction, and the like.

近年、マイクロフォン装置の小型化および高機能化等のため、マイクロフォン素子として機能するMEMS素子と、電気信号の処理を行なう半導体集積回路素子とを、1つの容
器部内にあわせて収容することが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
In recent years, in order to reduce the size and increase the functionality of microphone devices, it has been proposed to accommodate a MEMS element that functions as a microphone element and a semiconductor integrated circuit element that processes electrical signals together in a single container. (See Patent Document 1, for example).

特表2015-530790号公報Special Table 2015-530790

上記従来技術においては、1つの容器部内に収容されたマイクロフォン素子と半導体集積回路素子との間で電磁的な相互作用が生じる可能性があった。このような相互作用が生じると、例えばマイクロフォン素子においてノイズが生じやすくなる。 In the conventional technology described above, there is a possibility that electromagnetic interaction may occur between the microphone element and the semiconductor integrated circuit element accommodated in one container. Such interactions tend to generate noise in, for example, microphone elements.

本発明の1つの態様のマイクロフォン用パッケージは、上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有しており、前記上面の前記貫通孔を含む領域に第1搭載部を有しているとともに、前記下面の前記貫通孔に隣り合う領域に第2搭載部を有している基部と、前記基部の上面に、平面視で前記第1搭載部を囲んで位置している上枠部と、前記基部の下面に、平面視で前記第2搭載部を囲んで位置している下枠部とを備えており、前記貫通孔は、前記基部の前記上面側に位置する第1貫通部と、前記基部の前記下面側に位置しており、平面視において、前記第1貫通部より小さく、前記第1貫通部内に含まれている第2貫通部と、前記貫通孔内における前記第2搭載部側の内側面に設けられた段状部とを有しており、前記第2貫通部は、平面視において、前記第2搭載部との間に前記段状部を挟む配置であって、前記第1貫通部内における前記第2搭載部から遠い側の位置にあるA microphone package according to one aspect of the present invention has a through hole penetrating from an upper surface to a lower surface, and has a first mounting portion in a region including the through hole on the upper surface. A base portion having a second mounting portion in a region adjacent to the through hole, an upper frame portion positioned on an upper surface of the base portion so as to surround the first mounting portion in plan view, and a lower surface of the base portion. and a lower frame portion positioned to surround the second mounting portion in a plan view, and the through hole includes a first through portion positioned on the upper surface side of the base and the A second through portion located on the lower surface side and smaller than the first through portion in a plan view and included in the first through portion, and an inner surface of the through hole on the second mounting portion side and a stepped portion provided in the first through portion, and the second through portion is arranged such that the stepped portion is sandwiched between the second mounting portion and the second mounting portion in plan view. at a position farther from the second mounting portion .

本発明の1つの態様のマイクロフォン装置は、上記構成のマイクロフォン用パッケージと、前記第1搭載部に、平面視で前記貫通孔と重なるように搭載されたマイクロフォン素子と、前記第第2搭載部に、前記貫通孔から離れて搭載された半導体素子と、前記第上枠部の開口を塞いでおり、前記マイクロフォン素子の上方に開口部を有する蓋体と、前記下枠部の開口を塞いでいる封止体とを備える。 A microphone device according to one aspect of the present invention includes a microphone package configured as described above, a microphone element mounted on the first mounting portion so as to overlap with the through hole in a plan view, and a semiconductor element mounted apart from the through-hole, a lid closing the opening of the upper frame, and a cover having an opening above the microphone element, closing the opening of the lower frame. and a sealing body.

本発明の1つの態様のマイクロフォン用パッケージによれば、貫通孔を含む領域において基部の上面に第1搭載部を有しているとともに、貫通孔に隣り合う領域において基部の下面に第2搭載部を有している。つまり、マイクロフォン素子と半導体素子とを、互いに基部を挟んで位置する第1搭載部と第2搭載部とに分けて搭載することができるとともに、基部を挟んで、それぞれの機能部分が互いに反対側を向くように搭載することができる。さらに、貫通孔は、基部の上面側に位置する第1貫通部と、基部の下面側に位置しており、平面視において、第1貫通部より小さく、第1貫通部内に含まれている第2貫通部と、貫通孔内における第2搭載部側の内側面に設けられた段状部とを有している。したがって、マイクロフォン素子と半導体素子との間の電磁的な相互作用の可能性を効果的に低減することが容易なマイクロフォン用パッケージを提供することができる。 According to one aspect of the microphone package of the present invention, the first mounting portion is provided on the upper surface of the base in the area including the through hole, and the second mounting portion is provided on the lower surface of the base in the area adjacent to the through hole. have. In other words, the microphone element and the semiconductor element can be separately mounted on the first mounting portion and the second mounting portion positioned with the base portion interposed therebetween, and the respective functional portions are located on opposite sides of each other with the base portion interposed therebetween. can be mounted facing the Furthermore, the through-holes are located on the upper surface side of the base and on the lower surface side of the base. and a stepped portion provided on the inner surface of the through hole on the side of the second mounting portion . Therefore, it is possible to provide a microphone package that facilitates effectively reducing the possibility of electromagnetic interaction between the microphone element and the semiconductor element.

本発明の1つの態様のマイクロフォン装置によれば、上記構成のマイクロフォン用パッケージを含んでいることから、マイクロフォン素子と半導体素子との間の電磁的な相互作用の可能性が効果的に低減された、SN(signal-noise)比の向上等について有効なマイクロフォン装置を提供することができる。 According to the microphone device of one aspect of the present invention, since it includes the microphone package having the above configuration, the possibility of electromagnetic interaction between the microphone element and the semiconductor element is effectively reduced. , improvement of the SN (signal-noise) ratio, etc., can be provided.

本発明の実施形態のマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a microphone package and a microphone device according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1に示すマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置のA-A線における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the microphone package and the microphone device shown in FIG. 1 taken along line AA; 図1に示すマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置の第1の変形例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first modification of the microphone package and the microphone device shown in FIG. 1; 図1に示すマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置の第2の変形例を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a second modification of the microphone package and microphone device shown in FIG. 1; FIG. 図1に示すマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置の第3の変形例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a third modification of the microphone package and the microphone device shown in FIG. 1; 図1に示すマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置の第4の変形例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the microphone package and microphone device shown in FIG. 1; 本発明の実施形態のマイクロフォン装置の効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect of the microphone apparatus of embodiment of this invention.

本発明の実施形態のマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置を、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は説明上の便宜的なものであり、実際にマイクロフォン用パッケージまたはマイクロフォン装置が使用されるときの上下を限定するものではない。 A microphone package and a microphone device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the distinction between top and bottom in the following description is for convenience of explanation, and does not limit the top and bottom when the microphone package or microphone device is actually used.

図1は本発明の実施形態のマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置を示す断面図である。図2は、図1に示すマイクロフォン用パッケージおよびマイクロフォン装置のA-A線における断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing a microphone package and a microphone device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the microphone package and the microphone device shown in FIG. 1, taken along line AA.

上面および上面と反対側に位置する下面を有する平板状の基部1と、基部1の上面に位置している上枠部2と、基部1の下面に位置している下枠部3とによって、マイクロフォン装置10としての基体部分が構成されている。基部1の上面は第1搭載部1aを含み、基部1の下面は第2搭載部1bを含んでいる。また、基部1は、上面から下面にかけて(つ
まり厚み方向に)貫通する貫通孔1cを有している。第1搭載部1aは、例えば基部1の上面のうちマイクロフォン素子4が搭載される部分であり、第2搭載部1bは、例えば基部1の下面のうち半導体集積回路素子5が搭載される部分である。
A flat base 1 having an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface, an upper frame 2 positioned on the upper surface of the base 1, and a lower frame 3 positioned on the lower surface of the base 1, A base portion as the microphone device 10 is configured. The upper surface of the base 1 includes a first mounting portion 1a, and the lower surface of the base 1 includes a second mounting portion 1b. Further, the base 1 has a through hole 1c extending from the upper surface to the lower surface (that is, in the thickness direction). The first mounting portion 1a is, for example, a portion of the upper surface of the base portion 1 on which the microphone element 4 is mounted, and the second mounting portion 1b is, for example, a portion of the lower surface of the base portion 1 on which the semiconductor integrated circuit element 5 is mounted. be.

つまり、基部1は、厚み方向に貫通する貫通孔1cを有し、貫通孔1cの上下の開口が位置する上面および下面にそれぞれ搭載部を有している。なお、以下の説明においても、第1搭載部1aと第2搭載部1bとを特に区別せず、単に搭載部という場合がある。また、半導体集積回路素子5を、単に半導体素子5という。半導体素子5は、例えばASIC(application specific integrated circuit)である。 That is, the base portion 1 has a through hole 1c penetrating in the thickness direction, and has mounting portions on the upper and lower surfaces where the upper and lower openings of the through hole 1c are located. In the following description, the first mounting portion 1a and the second mounting portion 1b may be simply referred to as mounting portions without distinguishing between them. Also, the semiconductor integrated circuit element 5 is simply referred to as a semiconductor element 5 . The semiconductor element 5 is, for example, an ASIC (application specific integrated circuit).

マイクロフォン用パッケージ10にマイクロフォン素子4および半導体素子5が搭載されてマイクロフォン装置20が基本的に構成されている。マイクロフォン装置20において、上枠部2の開口(上記基体部分の上側の開口)は、蓋体6で覆われている。下枠部3の開口
(上記基体部分の下側の開口)は、封止体7で覆われている。封止体7は下枠部3の開口を塞いでいるが、蓋体6は、上枠部2の開口内に通じる開口部6aを有している。開口部6aを通って、外部の音情報(音波)がマイクロフォン素子4に届き、マイクロフォン素子4で電気信号に変換される。この電気信号が半導体素子5に伝送されて種々の処理が行なわれる。基部1の貫通孔1cは、上記音波の電気信号への変換を容易にする機能を有している。これらの、マイクロフォン装置20としての詳細な事項については後述する。
A microphone device 20 is basically configured by mounting a microphone element 4 and a semiconductor element 5 on a microphone package 10 . In the microphone device 20 , the opening of the upper frame portion 2 (the opening above the base portion) is covered with a lid 6 . The opening of the lower frame portion 3 (opening on the lower side of the base portion) is covered with a sealing body 7 . The sealing body 7 closes the opening of the lower frame portion 3 , but the lid body 6 has an opening portion 6 a that communicates with the opening of the upper frame portion 2 . External sound information (sound waves) reaches the microphone element 4 through the opening 6a and is converted into an electrical signal by the microphone element 4. FIG. This electrical signal is transmitted to the semiconductor element 5 and subjected to various processing. The through hole 1c of the base 1 has a function of facilitating the conversion of the sound wave into an electric signal. These details of the microphone device 20 will be described later.

枠部2は、基1の上面に、平面視で第1搭載部1aを囲んで位置している。また、下枠部3は、基1の下面に、平面視で第2搭載部1bを囲んで位置している。
The upper frame portion 2 is positioned on the upper surface of the base portion 1 so as to surround the first mounting portion 1a in plan view. Further, the lower frame portion 3 is positioned on the lower surface of the base portion 1 so as to surround the second mounting portion 1b in plan view.

図1および図2に示す例において、基部1、上枠部2および下枠部3それぞれの外側面は同じ平面上に位置し、いわゆる面一につながっている。また、この例において、基部1は、上枠部2および下枠部3それぞれと一体化している。すなわち、図1および図2に示す例の上記基体は、直方体状の基体の上面および下面それぞれに凹部(凹部としては符号なし)を有する形態のものとみなすことができる。 In the example shown in FIGS. 1 and 2, the outer surfaces of the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 are located on the same plane, and are connected in a so-called flush manner. Also, in this example, the base 1 is integrated with the upper frame 2 and the lower frame 3, respectively. 1 and 2 can be regarded as a form having recesses (there are no reference numerals for recesses) on the upper and lower surfaces of a rectangular parallelepiped substrate.

このような実施形態のマイクロフォン用パッケージ10によれば、マイクロフォン素子4と半導体素子5とを、互いに基部1を挟んで位置する第1搭載部1aと第2搭載部1bとに分けて搭載することができる。また、基部1を挟んで、マイクロフォン素子4および半導体素子5それぞれの機能部分が互いに反対側を向くようにしれ、これらを搭載することができる。したがって、マイクロフォン素子4と半導体素子5との間の電磁的な相互作用の可能性を効果的に低減することが容易なマイクロフォン用パッケージ10を提供することができる。 According to the microphone package 10 of such an embodiment, the microphone element 4 and the semiconductor element 5 are separately mounted on the first mounting portion 1a and the second mounting portion 1b positioned with the base portion 1 interposed therebetween. can be done. In addition, the microphone element 4 and the semiconductor element 5 can be mounted such that their functional portions face opposite sides of each other with the base portion 1 interposed therebetween. Therefore, it is possible to provide a microphone package 10 that facilitates effectively reducing the possibility of electromagnetic interaction between the microphone element 4 and the semiconductor element 5 .

なお、マイクロフォン素子4の機能面は、例えば外部の音波によって振動し、この振動を静電容量等の電気情報の変化として捉える機能を有する部分である。半導体素子5の機能面は、演算、記憶および電気接続等の機能を有する半導体集積回路が位置している面である。 The functional surface of the microphone element 4 is, for example, a portion that vibrates due to an external sound wave and has a function of capturing this vibration as a change in electrical information such as capacitance. The functional side of the semiconductor element 5 is the side on which a semiconductor integrated circuit having functions such as calculation, memory and electrical connection is located.

基部1、上枠部2および下枠部3は、例えばセラミック材料または有機樹脂材料等の材料によって、形成されている。また、基部1、上枠部2および下枠部3は、これらの材料を複数種類含む複合材料によって形成されていていてもよい。また、基部1、上枠部2および下枠部3が、それぞれ異なる材料によって形成されていてもよい。 The base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 are made of a material such as a ceramic material or an organic resin material. Also, the base portion 1, the upper frame portion 2, and the lower frame portion 3 may be formed of a composite material containing a plurality of types of these materials. Also, the base portion 1, the upper frame portion 2, and the lower frame portion 3 may be made of different materials.

また、基部1、上枠部2および下枠部3は、例えば後述する配線導体等の導体間の電気絶縁性を考慮する必要がないものであれば、金属材料からなるものでもよく、金属材料を上記のセラミック材料および有機樹脂材料とともに含んでなるものでもよい。例えば、外部接続用の配線導体等の導体が配置されていない上枠部2および下枠部3が、金属材料で形成されていてもよい。 The base portion 1, the upper frame portion 2, and the lower frame portion 3 may be made of a metal material as long as it is not necessary to consider electrical insulation between conductors such as wiring conductors to be described later. together with the above-mentioned ceramic materials and organic resin materials. For example, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3, in which conductors such as wiring conductors for external connection are not arranged, may be made of a metal material.

上記のセラミック材料としては、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化ケイ素質焼結体、ムライト質焼結体およびガラスセラミック焼結体等が挙げられる。また、有機樹脂材料としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびシリコーン樹脂等が挙げられる。金属材料としては、鉄-ニッケル合金、鉄-ニッケル-コバルト合金、銅、銅を主成分とする合金およびステンレス鋼等が挙げられる。 Examples of the ceramic material include aluminum oxide sintered bodies, aluminum nitride sintered bodies, silicon nitride sintered bodies, mullite sintered bodies and glass ceramic sintered bodies. Further, examples of organic resin materials include epoxy resins, polyimide resins and silicone resins. Examples of metal materials include iron-nickel alloys, iron-nickel-cobalt alloys, copper, copper-based alloys, and stainless steel.

基部1、上枠部2および下枠部3は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウム等の原料粉末を有機溶剤およ
びバインダとともに混練してスラリーを作製する。次に、このスラリーをドクターブレード法等の方法でシート状に成形した後に、所定の形状および寸法に切断して複数のグリーンシートを作製する。この形状は、例えば枠状または平板状等であり、貫通孔1cに相当する貫通部分も、例えば金型を用いた打ち抜き加工等の方法でグリーンシートに設ける。その後、これらのグリーシートを必要に応じて上下に積層し、約1300~1600℃の温度で焼成する。以上の工程によって、基部1、上枠部2および下枠部3をそれぞれ製作することができる。
The base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 can be manufactured as follows if they are made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body. First, raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, calcium oxide and magnesium oxide are kneaded together with an organic solvent and a binder to prepare a slurry. Next, after molding this slurry into a sheet by a method such as a doctor blade method, the sheet is cut into a predetermined shape and size to produce a plurality of green sheets. This shape is, for example, a frame shape or a flat plate shape, and a through portion corresponding to the through hole 1c is also formed in the green sheet by a method such as punching using a die. After that, these green sheets are laminated one above the other as required and fired at a temperature of about 1300-1600°C. Through the above steps, the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 can be manufactured.

また、基部1、上枠部2および下枠部3は、例えばエポキシ樹脂等のセラミック材料からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、未硬化の樹脂原料を、基部1、上枠部2および下枠部3それぞれの形状の金型内に充填する。その後、金型内で未硬化の樹脂原料を加熱硬化させる方法で基部1、上枠部2および下枠部3をそれぞれ製作することができる。 The base 1, the upper frame 2 and the lower frame 3 can be manufactured as follows if they are made of a ceramic material such as epoxy resin. First, an uncured resin raw material is filled in molds having the shapes of the base portion 1, the upper frame portion 2, and the lower frame portion 3, respectively. Thereafter, the base portion 1, the upper frame portion 2, and the lower frame portion 3 can be manufactured by a method of heating and curing the uncured resin material in the mold.

また、上枠部2および下枠部3は、例えば鉄-ニッケル-コバルト合金等の金属材料からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、板状またはブロック状等の金属材料の原材料を準備する。その後、この原材料に、圧延、切断、切削、研磨およびエッチング等の金属加工を施して、所定の形状および寸法に加工する。以上の方法で上枠部2および下枠部3をそれぞれ製作することができる。 Moreover, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 can be manufactured as follows if they are made of a metal material such as an iron-nickel-cobalt alloy. First, a plate-shaped or block-shaped metal raw material is prepared. After that, the raw material is subjected to metal processing such as rolling, cutting, cutting, polishing and etching to obtain a desired shape and size. The upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 can be manufactured by the above method.

前述したように、本発明の実施形態のマイクロフォン装置20は、上記構成のマイクロフォン用パッケージ10と、第1搭載部1aに、平面視で貫通孔1cと重なるように搭載されたマイクロフォン素子4と、第2搭載部に、前記貫通孔から離れて搭載された半導体素子5とを有している。また、このマイクロフォン装置20は、上枠部2の開口を塞いでおり、マイクロフォン素子4の上方に開口部6aを有する蓋体6と、下枠部3の開口を塞いでいる封止体7とを備えている。 As described above, the microphone device 20 of the embodiment of the present invention includes the microphone package 10 configured as described above, the microphone element 4 mounted on the first mounting portion 1a so as to overlap the through hole 1c in plan view, The second mounting portion has a semiconductor element 5 mounted away from the through hole. The microphone device 20 also includes a cover 6 that closes the opening of the upper frame 2 and has an opening 6a above the microphone element 4, and a sealing body 7 that closes the opening of the lower frame 3. It has

マイクロフォン素子4は、基部1と上枠部2と蓋体7とで囲まれる容器内に収容されている。容器内に収容されたマイクロフォン素子4には、蓋体6の開口部6aを通して外部の音情報(音波)が届く。マイクロフォン素子4は、例えばMEMS素子であり、半導体基板の上面に微細加工された振動板を有している。開口部6aから容器内に入った音波が振動板を振動させ、その振動が静電容量の変化等によって電気信号に変換される。つまり、マイクロフォン素子4の機能面である振動板等は、上を向いている。 The microphone element 4 is housed in a container surrounded by the base 1 , the upper frame 2 and the lid 7 . External sound information (sound waves) reaches the microphone element 4 housed in the container through the opening 6 a of the lid 6 . The microphone element 4 is, for example, a MEMS element, and has a microfabricated diaphragm on the upper surface of a semiconductor substrate. A sound wave entering the container through the opening 6a vibrates the diaphragm, and the vibration is converted into an electric signal by a change in capacitance or the like. That is, the diaphragm or the like, which is the functional surface of the microphone element 4, faces upward.

基部1の貫通孔1cは、この音の電気信号への変換を容易にする機能を有している。そのため、第1搭載部1aは貫通孔1cを含む領域に設定されている。すなわち、貫通孔1cがある部分にマイクロフォン素子4が搭載される。マイクロフォン素子4の下側に貫通孔1cがあることにより、振動板等の下側の空間が下枠部3で囲まれた部分も含むように比較的大きくなる。これにより、振動に伴うマイクロフォン素子4下側の空間の体積変化率が小さくなり、振動板の振動が容易になる。つまり、音波を効果的に捉えて電気信号に変換することができ、感度の向上に有利なマイクロフォン装置20とすることができる。 The through hole 1c of the base 1 has a function of facilitating conversion of this sound into an electrical signal. Therefore, the first mounting portion 1a is set in a region including the through hole 1c. That is, the microphone element 4 is mounted on the portion where the through hole 1c is present. Since the through hole 1 c is provided on the lower side of the microphone element 4 , the space below the diaphragm or the like is relatively large so as to include the portion surrounded by the lower frame portion 3 . As a result, the volume change rate of the space below the microphone element 4 due to vibration is reduced, and the vibration of the diaphragm is facilitated. In other words, the microphone device 20 can effectively capture sound waves and convert them into electric signals, which is advantageous for improving sensitivity.

言い換えれば、実施形態のマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20は、マイクロフォン素子4の下側に、音波の検知を容易とするための空間として、基部1の下面と下枠部3の内側面とで囲まれた空間を有している。 In other words, the microphone package 10 and the microphone device 20 of the embodiment are provided below the microphone element 4 with the lower surface of the base 1 and the inner surface of the lower frame 3 as a space for facilitating the detection of sound waves. It has an enclosed space.

また、実施形態のマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20は、上記のような空間内に半導体素子5を収容することができる。そのため、音波の検知感度を高めることが容易であり、平面視における小型化にも有効なものとすることができる。 Further, the microphone package 10 and the microphone device 20 of the embodiment can accommodate the semiconductor element 5 in the space as described above. Therefore, it is easy to increase the detection sensitivity of sound waves, and it is possible to effectively reduce the size in a plan view.

貫通孔1cは、例えば平面視において円形状であり、マイクロフォン素子4の外縁よりも内側に位置する円周を有している。つまり、平面視でマイクロフォン素子4内に貫通孔1cが含まれるように設定される。このような形態により、上記のようなマイクロフォン素子4における音波検知の感度向上および小型化等の効果を高めることができる。 The through-hole 1 c has a circular shape in plan view, for example, and has a circumference located inside the outer edge of the microphone element 4 . That is, it is set so that the through hole 1c is included in the microphone element 4 in plan view. With such a configuration, it is possible to enhance the effects of improving the sensitivity of detecting sound waves and reducing the size of the microphone element 4 as described above.

貫通孔1cは、平面視において、円形状に限らず、四角形状、角部を円弧状にした四角形状および楕円形状でもよく、これらの形状を組み合わせた形状でもよい。また、貫通孔1cは、平面視において上記の形状であって、辺または円周の一部に凹凸等の変形部分を有するものでもよい。これらの形状は、例えば、用いるマイクロフォン素子4の特性、マイクロフォン装置20の用途、所望の感度および生産性等の条件に応じて、適宜設定することができる。 The through hole 1c is not limited to a circular shape in a plan view, and may be a square shape, a square shape with arc-shaped corners, an elliptical shape, or a combination of these shapes. Further, the through hole 1c may have the above-described shape in plan view, and may have a deformed portion such as unevenness on a part of the side or circumference. These shapes can be appropriately set according to conditions such as characteristics of the microphone element 4 to be used, application of the microphone device 20, desired sensitivity and productivity.

実施形態のマイクロフォン装置20は、上記のような効果を有するため、例えば携帯電話等の小型の電子機器における実装の容易さ、通話における音声の感度向上および雑音の低減等にも有利なものとすることができる。 Since the microphone device 20 of the embodiment has the effects as described above, it is advantageous in ease of implementation in a small electronic device such as a mobile phone, improvement in voice sensitivity during a call, and reduction in noise. be able to.

前述したように、半導体素子5は、マイクロフォン素子4で音波が変換されて生じた電気信号を用いた種々の操作を行なう。この操作としては、例えば、増幅、記録(録音)および無線送信等が挙げられる。例えば、増幅された電気信号は、スピーカに伝送されて再び音に変換(復調)される。 As described above, the semiconductor element 5 performs various operations using electrical signals generated by conversion of sound waves by the microphone element 4 . This manipulation includes, for example, amplification, recording (recording), and radio transmission. For example, the amplified electrical signal is transmitted to a speaker and converted (demodulated) into sound again.

マイクロフォン素子4と半導体素子5とは、例えば基部1、上枠部2および下枠部3等に配置された配線導体9によって互いに電気的に接続されている。配線導体9は、半導体素子5と外部電気回路とを電気的に接続する導電路としても機能する。なお、図1等においては、配線導体9のうち下枠部3の下面、つまり外表面に位置する部分のみを示している。この部分が、外部電気回路との接続用のパッドとして機能する。 The microphone element 4 and the semiconductor element 5 are electrically connected to each other by wiring conductors 9 arranged on the base 1, the upper frame 2 and the lower frame 3, for example. The wiring conductor 9 also functions as a conducting path that electrically connects the semiconductor element 5 and an external electric circuit. In addition, in FIG. 1 and the like, only a portion of the wiring conductor 9 located on the lower surface of the lower frame portion 3, that is, on the outer surface is shown. This portion functions as a pad for connection with an external electric circuit.

また、配線導体9のうち下枠部3の下面以外の部位にあるものは、例えば、基部1の上面から基部1を厚み方向に貫通して基部1の下面にかけて位置している。図1等に示す例においては、配線導体9のうち基部1の上面に位置する部分にマイクロフォン素子4がボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。配線導体9のうち基部1の下面に位置する部分に半導体素子5がボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。これによって、マイクロフォン素子4と半導体素子5が互いに電気的に接続されている。マイクロフォン素子4で変換された電気信号(外部の音波、音声情報)は、配線導体9によって半導体素子5に伝送され、半導体素子5で各種の操作が行なわれた後、配線導体9を通って外部電気回路(上記のスピーカ等)に伝送される。 Moreover, those of the wiring conductors 9 on the part other than the lower surface of the lower frame portion 3 are located, for example, from the upper surface of the base portion 1 to the lower surface of the base portion 1 through the base portion 1 in the thickness direction. In the example shown in FIG. 1 and the like, the microphone element 4 is electrically connected to a portion of the wiring conductor 9 located on the upper surface of the base 1 via a bonding wire or the like. A semiconductor element 5 is electrically connected to a portion of the wiring conductor 9 located on the lower surface of the base 1 via a bonding wire or the like. Thereby, the microphone element 4 and the semiconductor element 5 are electrically connected to each other. An electric signal (external sound wave, voice information) converted by the microphone element 4 is transmitted to the semiconductor element 5 through the wiring conductor 9, and after various operations are performed in the semiconductor element 5, it is transmitted through the wiring conductor 9 to the outside. It is transmitted to an electrical circuit (such as the speaker mentioned above).

配線導体9は、例えば、モリブデン、マンガン、タングステン、マグネシウム、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケル、コバルトおよびクロム等の金属材料から適宜選択された金属材料によって形成されている。配線導体9は、例えばマンガンおよびモリブデンからなる場合であれば、次のようにして作製することができる。まず、マンガンおよびモリブデンを含む金属材料の粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練して金属ペーストを作製する。次に、この金属ペーストをスクリーン印刷法等の方法で、基部1等の基体部分となるグリーンシートの表面に所定パターンに印刷する。その後、この金属ペーストを所定温度で焼成して、基部1等の表面に焼き付けるか、またはグリーンシートと同時焼成する。以上の工程によって、基1等の基体部分に配線導体9を形成することができる。
The wiring conductor 9 is made of a metal material appropriately selected from metal materials such as molybdenum, manganese, tungsten, magnesium, copper, silver, palladium, gold, platinum, nickel, cobalt, and chromium. If the wiring conductor 9 is made of manganese and molybdenum, for example, it can be produced as follows. First, powder of a metal material containing manganese and molybdenum is kneaded with an organic solvent and a binder to prepare a metal paste. Next, this metal paste is printed in a predetermined pattern on the surface of the green sheet, which will be the substrate portion such as the base 1, by a method such as screen printing. After that, this metal paste is fired at a predetermined temperature to be baked onto the surface of the base 1 or the like, or fired together with the green sheet. Through the steps described above, the wiring conductor 9 can be formed on the base portion such as the base portion 1 .

配線導体9は、その露出する表面にニッケルおよび金等のめっき層をさらに設けてもよい。めっき層によって、配線導体9の酸化腐食の抑制およびはんだの濡れ性等の特性を向上させることができる。なお、基部1等の基体部分が樹脂材料からなる場合であれば、例
えば銅の薄膜層を樹脂材料(基部1等)の表面に被着させ、これに銅のめっき層等を被着させる(いわゆる厚付けする)方法等で、配線導体9を形成することができる。
The wiring conductor 9 may further have a plated layer of nickel, gold, or the like on its exposed surface. The plating layer can suppress oxidation corrosion of the wiring conductor 9 and improve properties such as solder wettability. If the base portion such as the base portion 1 is made of a resin material, for example, a copper thin film layer is attached to the surface of the resin material (the base portion 1, etc.), and a copper plating layer or the like is attached thereto ( The wiring conductor 9 can be formed by a so-called thickening method or the like.

図3は、図1に示すマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置の第1の変形例を示す断面図である。この例において、貫通孔1cは、基部1の上面側に位置する第1貫通部1caと、基部1の下面側に位置しており、平面視において第1貫通部1ca内に含まれている第2貫通部1cbとを有している。第1貫通部1caは、第2貫通部1cbよりも平面視における大きさが大きく、その底部の一部から基部1の下面にかけて貫通する第2貫通部1cbとつながっている。つまり、貫通孔1cは、第1貫通部1caと第2貫通部1cbとの平面視における大きさの差に応じて、内側面に段状部(段状部としては符号なし)を有している。 FIG. 3 is a sectional view showing a first modification of the microphone package 10 and the microphone device shown in FIG. In this example, the through hole 1c is located on the upper surface side of the base portion 1 and on the lower surface side of the base portion 1, and is included in the first through portion 1ca in plan view. 2 through portions 1cb. The first through portion 1ca is larger in plan view than the second through portion 1cb, and is connected to the second through portion 1cb that penetrates from a part of the bottom to the lower surface of the base portion 1 . In other words, the through hole 1c has a stepped portion (the stepped portion is not labeled) on the inner surface according to the difference in size in plan view between the first through portion 1ca and the second through portion 1cb. there is

この場合には、基部1の上面側と下面側とのつながりが段差部分でより狭い範囲に絞られる。そのため、基部1の上面側に位置しているマイクロフォン素子4と基部1の下面側に位置している半導体素子5との干渉をさらに低減することができる。また、基部1の下面側に位置している半導体集積回路素子5に対して、開口部6aから容器内に入る外気の影響を低減することができる。 In this case, the connection between the upper surface side and the lower surface side of the base portion 1 is restricted to a narrower range at the step portion. Therefore, interference between the microphone element 4 located on the upper surface side of the base 1 and the semiconductor element 5 located on the lower surface side of the base 1 can be further reduced. In addition, it is possible to reduce the influence of external air entering the container through the opening 6a on the semiconductor integrated circuit element 5 positioned on the lower surface side of the base 1. FIG.

段状部を含む基部1は、例えば次のような方法で製作することができる。すなわち、前述した基部1の製作工程において、基部1を複数のグリーンシートの積層および焼成で製作するようにして、それぞれのグリーンシートに設ける貫通部分の開口寸法を互いに異ならせておくことで製作することができる。この貫通部分の開口寸法の差に応じて、貫通孔1c内に段状部を設けることができる。 The base 1 including the stepped portion can be manufactured, for example, by the following method. That is, in the manufacturing process of the base portion 1 described above, the base portion 1 is manufactured by laminating and firing a plurality of green sheets, and the opening dimensions of the through portions provided in the respective green sheets are made different from each other. be able to. A stepped portion can be provided in the through hole 1c according to the difference in the opening size of the through portion.

貫通孔1cは、図3に示す例では、側の方が貫通孔1cの開口寸法が小さい形態(段の水平面が上向き)であるが、この逆でも構わない。図3に示す形態では、マイクロフォン素子4側で貫通孔1cの開口が比較的大きいので、マイクロフォン素子4の直下に比較的大きな空間を設けて振動板の振動等を容易にする上では有利である。また、基部1の下面側に半導体素子5の実装できる面積を比較的大きく取る上でも有利である。 In the example shown in FIG. 3, the through hole 1c has a smaller opening size on the lower side (the horizontal surface of the step faces upward), but the reverse is also possible. In the form shown in FIG. 3, since the opening of the through hole 1c on the side of the microphone element 4 is relatively large, it is advantageous in providing a relatively large space immediately below the microphone element 4 to facilitate vibration of the diaphragm. . It is also advantageous in that a relatively large area for mounting the semiconductor element 5 on the lower surface side of the base portion 1 can be secured.

段状部を含む貫通孔1cの平面視における寸法(開口寸法)は、例えば、開口径の大きい部分で、直径0.3~1.0mmであり、開口径の小さい部分で直径0.1~0.5mm程度である。 The dimension (opening dimension) of the through-hole 1c including the stepped portion in plan view is, for example, a portion with a large opening diameter of 0.3 to 1.0 mm in diameter, and a portion with a small opening diameter of about 0.1 to 0.5 mm in diameter. .

また、実施形態のマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20は、基部1の内部に、上面および下面に沿って位置する接地導体層8をさらに備えるものであってもよい。基部1に接地導体層8が位置している場合には、基部1の上面側と下面側との電磁的な干渉の低減効果を高めることができる。 In addition, the microphone package 10 and the microphone device 20 of the embodiment may further include a ground conductor layer 8 located inside the base 1 along the upper and lower surfaces. When the ground conductor layer 8 is positioned on the base portion 1, the effect of reducing electromagnetic interference between the upper surface side and the lower surface side of the base portion 1 can be enhanced.

この場合の接地導体層8は、例えば平面視で基部1の全域におよぶものでもよく、第1搭載部1aおよび第2搭載部1bおよびその周辺のみでもよい。接地導体層8は、平面視で基部1のほぼ全域におよぶものであれば、上記電磁的な干渉の低減効果を高めることができる。また、接地導体層8について、平面視で基部1の一部において非形成の部分を含んでいれば、基部1を構成している絶縁層間の密着性の向上に対して有利である。 In this case, the ground conductor layer 8 may cover the entire base portion 1 in plan view, or may cover only the first mounting portion 1a, the second mounting portion 1b, and their surroundings. If the ground conductor layer 8 covers substantially the entire area of the base 1 in plan view, the effect of reducing the electromagnetic interference can be enhanced. Further, if the ground conductor layer 8 includes a non-formed portion in a part of the base 1 in plan view, it is advantageous for improving the adhesion between the insulating layers forming the base 1 .

接地導体層8は、例えば配線導体9と同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。接地導体層8は、接地用の配線(図示せず)を介して上枠部2の上面または下枠部3の下面等に電気的導出されていてもよい。この導出部分を外部の接地電位に電気的に接続することで、接地導体層8における接地電位の安定性を向上させるようにしてもよい。 The ground conductor layer 8 can be formed, for example, by using the same metal material as the wiring conductor 9 and by the same method. The ground conductor layer 8 may be electrically led out to the upper surface of the upper frame portion 2 or the lower surface of the lower frame portion 3 or the like via wiring for grounding (not shown). The stability of the ground potential in the ground conductor layer 8 may be improved by electrically connecting this lead-out portion to the external ground potential.

なお、以上の図1~図3に示す例においては、基部1と上枠部2および下枠部3とが一体になっている。基部1、上枠部2および下枠部3がセラミック材料からなる場合であれば、グリーンシートの積層体として成形された基部1、上枠部2および下枠部3が、同時焼成されて基体部分が製作されている。この場合には、上下に凹部を有する直方体状のセラミック焼結体によって、基体部分が構成されているとみなすこともできる。 1 to 3, the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 are integrated. If the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 are made of a ceramic material, the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3, which are formed as a laminate of green sheets, are fired simultaneously to form the base body. part is manufactured. In this case, it can also be considered that the base portion is configured by a rectangular parallelepiped ceramic sintered body having concave portions at the top and bottom.

基部1と上枠部2および下枠部3とが一体になっているときには、基体部分の機械的な強度の向上に関しては有利である。また、基体部分の生産性の向上についても有利である。また、基部1の上面および下面にマイクロフォン素子4および半導体素子5を搭載した工程において、マイクロフォン素子4および半導体素子5が上枠部2および下枠部3で囲まれて保護されているため、その後の蓋体6および封止体7を接合する工程(後述)において、誤ってマイクロフォン素子4および半導体素子5が他の加工装置等にぶつかって破損するような可能性も効果的に低減できる。つまり、信頼性の高いマイクロフォン装置20の製作に対して有利である。 When the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 are integrated, it is advantageous in terms of improving the mechanical strength of the base portion. It is also advantageous in improving the productivity of the base portion. Further, in the process of mounting the microphone element 4 and the semiconductor element 5 on the upper and lower surfaces of the base 1, the microphone element 4 and the semiconductor element 5 are surrounded and protected by the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3. It is possible to effectively reduce the possibility that the microphone element 4 and the semiconductor element 5 will accidentally collide with other processing equipment and be damaged in the step of joining the lid body 6 and the sealing body 7 (described later). That is, it is advantageous for manufacturing a microphone device 20 with high reliability.

また、以上の実施形態のマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20において、蓋体6および封止体7は、例えば、前述した基部1、上枠部2および下枠部3と同様のセラミック材料、有機樹脂材料および金属材料から適宜選択した材料で形成することができる。蓋体6および封止体7を構成する材料は、基部1、上枠部2および下枠部3と同じ種類の材料でもよく、異なる材料でもよい。 In the microphone package 10 and the microphone device 20 of the above-described embodiments, the lid 6 and the sealing body 7 are made of, for example, the same ceramic material as the base 1, the upper frame 2 and the lower frame 3, organic It can be made of a material appropriately selected from resin materials and metal materials. The material constituting the lid 6 and the sealing body 7 may be the same kind of material as the base 1, the upper frame 2 and the lower frame 3, or may be a different material.

蓋体6および封止体7は、例えば、銀ろう等のろう材、ガラス材料または有機樹脂接着剤等の接合材(図示せず)によって上枠部2の枠状の上面および下枠部3の枠状の下面に接合されている。蓋体6および封止体7と、上枠部2の枠状の上面および下枠部3の下面との接合面がセラミック材料からなるときに、これらの接合がろう材により行なわれる場合には、接合面にろう付け用の下地金属層をあらかじめ設けておいてもよい。下地金属層は、例えば、前述した配線導体9と同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。 The lid body 6 and the sealing body 7 are attached to the frame-shaped upper surface of the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 by a bonding material (not shown) such as a brazing material such as silver solder, a glass material, or an organic resin adhesive. is joined to the frame-shaped lower surface of the When the joining surfaces of the lid body 6 and the sealing body 7 and the frame-shaped upper surface of the upper frame part 2 and the lower surface of the lower frame part 3 are made of a ceramic material, when these are joined by a brazing material, A base metal layer for brazing may be provided in advance on the joint surface. The base metal layer can be formed, for example, by using the same metal material as the wiring conductor 9 described above and by the same method.

蓋体6の開口部6aは、例えば、機械的な打ち抜加工またはドリル加工等の孔あけ加工を、蓋体6となる金属材料またはセラミック材料(グリーンシートの状態を含む)に施すことで形成することができる。また、開口部6aは、エッチング加工またはレーザ加工等の方法で形成することもできる。この加工方法は、蓋体6を形成している材料の種類および開口部6aの形状および寸法等に応じて、適宜選択することができる。 The opening 6a of the lid 6 is formed by, for example, mechanically punching or drilling a metal material or a ceramic material (including the state of a green sheet) that serves as the lid 6. can do. The opening 6a can also be formed by a method such as etching or laser processing. This processing method can be appropriately selected according to the type of material forming the lid 6, the shape and size of the opening 6a, and the like.

図4は、図1に示すマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20の第2の変形例を示す断面図である。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。図4に示す例において、基部1と上枠部2とは別体であり、基部1の上面の外周部に上枠部2の枠状の下面が接合されている。この接合は、例えば、前述した蓋体6等と上枠部2等の基体部分との接合と同様の接合材を用い、同様の方法で行なうことができる。この例においても、図1に示す例と同様に、マイクロフォン素子4と半導体素子5との間の電磁的な相互作用の可能性を効果的に低減することができる。 FIG. 4 is a sectional view showing a second modification of the microphone package 10 and the microphone device 20 shown in FIG. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. In the example shown in FIG. 4 , the base portion 1 and the upper frame portion 2 are separate bodies, and the frame-shaped lower surface of the upper frame portion 2 is joined to the outer peripheral portion of the upper surface of the base portion 1 . This bonding can be performed, for example, by using the same bonding material as in the above-described bonding between the cover 6 and the like and the base portion such as the upper frame portion 2 and the same method. Also in this example, as in the example shown in FIG. 1, the possibility of electromagnetic interaction between the microphone element 4 and the semiconductor element 5 can be effectively reduced.

また、図4に示す例において、上枠部2と蓋体6とが一体になっている。マイクロフォン素子4が搭載された基部1に上枠部2を接合することにより、マイクロフォン素子3がマイクロフォン用パッケージ10に実装される。すなわち、図4に示す例においては、例えば、基部1の上面および下面にマイクロフォン素子4および半導体素子5をそれぞれ搭載した後、基部1と一体になっている下枠部3の下面に封止体7を接合するとともに、上枠部2(蓋体6と一体のもの)を基部1の上面に接合する。以上の工程によってマイクロフ
ォン装置20を製作することができる。
Moreover, in the example shown in FIG. 4, the upper frame part 2 and the lid body 6 are integrated. The microphone element 3 is mounted on the microphone package 10 by joining the upper frame portion 2 to the base portion 1 on which the microphone element 4 is mounted. That is, in the example shown in FIG. 4, for example, after the microphone element 4 and the semiconductor element 5 are mounted on the upper surface and the lower surface of the base 1 respectively, the sealing body is placed on the lower surface of the lower frame 3 integrated with the base 1. 7 are joined, and the upper frame portion 2 (integrated with the lid 6) is joined to the upper surface of the base portion 1. As shown in FIG. The microphone device 20 can be manufactured by the above steps.

図4に示す形態の場合には、搭載後(上枠部2の接合前)のマイクロフォン素子4の位置および実装状態等が見やすいので、マイクロフォン素子4の実装状態に関する検査が容易である。また、上枠部2と蓋体6とを例えば金属材料で一体的に製作することができるため、蓋体6の位置ずれにより開口部6aが塞がってしまうことがない。また、生産性の向上について有利である。 In the case of the form shown in FIG. 4, since the position and mounting state of the microphone element 4 after mounting (before joining the upper frame portion 2) can be easily seen, the mounting state of the microphone element 4 can be easily inspected. In addition, since the upper frame portion 2 and the lid 6 can be integrally made of, for example, a metal material, the opening 6a will not be blocked due to positional deviation of the lid 6 . In addition, it is advantageous for improving productivity.

図5は、図1に示すマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20の第3の変形例を示す断面図である。図5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。図5に示す例において、基部1と下枠部3とは別体であり、基部1の下面の外周部に下枠部3の枠状の上面が接合されている。この接合は、例えば、前述した封止体7等と下枠部3等の基体部分との接合と同様の接合材を用い、同様の方法で行なうことができる。この例においても、マイクロフォン素子4と半導体素子5との間の電磁的な相互作用の可能性を効果的に低減することができる。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third modification of the microphone package 10 and the microphone device 20 shown in FIG. In FIG. 5, parts similar to those in FIG. 1 are given the same reference numerals. In the example shown in FIG. 5 , the base portion 1 and the lower frame portion 3 are separate bodies, and the frame-shaped upper surface of the lower frame portion 3 is joined to the outer peripheral portion of the lower surface of the base portion 1 . This bonding can be performed, for example, by using the same bonding material as used for bonding the sealing body 7 and the like to the base portion such as the lower frame portion 3, and by the same method. Also in this example, the possibility of electromagnetic interaction between the microphone element 4 and the semiconductor element 5 can be effectively reduced.

また、図5に示す例において、下枠部2と封止体7とが一体になっている。半導体素子5が搭載された基部1に下枠部3を接合することにより、半導体素子4がマイクロフォン用パッケージ10に実装される。すなわち、図5に示す例においては、例えば、基部1の上面および下面にマイクロフォン素子4および半導体素子5をそれぞれ搭載した後、基部1と一体になっている上枠部2の上面に蓋体6を接合するとともに、下枠部3(封止体7と一体のもの)を基部1の下面に接合する。以上の工程によってマイクロフォン装置20を製作することができる。 Moreover, in the example shown in FIG. 5, the lower frame part 2 and the sealing body 7 are integrated. The semiconductor element 4 is mounted on the microphone package 10 by joining the lower frame portion 3 to the base portion 1 on which the semiconductor element 5 is mounted. That is, in the example shown in FIG. 5, for example, after mounting the microphone element 4 and the semiconductor element 5 respectively on the upper and lower surfaces of the base 1, the cover 6 is mounted on the upper surface of the upper frame 2 integrated with the base 1. are joined, and the lower frame portion 3 (integrated with the sealing body 7) is joined to the lower surface of the base portion 1. As shown in FIG. The microphone device 20 can be manufactured by the above steps.

図5に示す形態の場合には、搭載後(下枠部3の接合前)の半導体素子の実装状態等が見やすいので、半導体素子5の実装状態に関する検査が容易である。また、接合層が不要なので、接合層によるグランド劣化の可能性を低減できる。 In the case of the form shown in FIG. 5, it is easy to see the mounted state of the semiconductor element after mounting (before the lower frame portion 3 is joined), so that it is easy to inspect the mounted state of the semiconductor element 5 . Moreover, since no bonding layer is required, the possibility of ground deterioration due to the bonding layer can be reduced.

図6は、図1に示すマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20の第4の変形例を示す断面図である。図6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。図6に示す例においても、図1に示す例と同様に、基部1、上枠部2および下枠部3が一体であり、これに別体の蓋体6および封止体7が接合されている。図6に示す例においては、下枠部3の開口(平面視における寸法)が上枠部2の開口よりも大きい。言い換えれば、直方体状の基体部分について、下側の凹部の方が上側の凹部よりも平面視における開口寸法が大きい。この例においても、マイクロフォン素子4と半導体素子5との間の電磁的な相互作用の可能性を効果的に低減することができる。また、この場合には、マイクロフォン素子4と半導体素子5との水平方向の距離をさらに離すこともできるため、上記電磁的な相互作用の低減効果を高めることもできる。 FIG. 6 is a sectional view showing a fourth modification of the microphone package 10 and the microphone device 20 shown in FIG. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. In the example shown in FIG. 6, similarly to the example shown in FIG. 1, the base portion 1, the upper frame portion 2 and the lower frame portion 3 are integrated, and the separate lid body 6 and sealing body 7 are joined to this. ing. In the example shown in FIG. 6 , the opening of the lower frame portion 3 (dimension in plan view) is larger than the opening of the upper frame portion 2 . In other words, with respect to the rectangular parallelepiped base portion, the opening dimension of the lower concave portion is larger than that of the upper concave portion in plan view. Also in this example, the possibility of electromagnetic interaction between the microphone element 4 and the semiconductor element 5 can be effectively reduced. Moreover, in this case, the microphone element 4 and the semiconductor element 5 can be further separated in the horizontal direction, so that the effect of reducing the electromagnetic interaction can be enhanced.

また、この場合には、下枠部3側、つまりマイクロフォン素子4の振動板の下側に存在する空間の体積を比較的大きくすることもできる。そのため、振動板の振動等をより容易として、音波の検知感度を向上させることも容易である。例えば、マイクロフォン装置20が携帯電話に実装されるときには、通話または音声認識の精度の向上等の点で有利なマイクロフォン装置20とすることができる。 In this case, the volume of the space existing on the side of the lower frame portion 3, that is, on the side of the diaphragm of the microphone element 4 can be made relatively large. Therefore, it is easy to vibrate the diaphragm and improve the detection sensitivity of the sound wave. For example, when the microphone device 20 is installed in a mobile phone, the microphone device 20 can be advantageous in terms of improving the accuracy of calling or voice recognition.

以上の各実施形態のマイクロフォン用パッケージ10を含むマイクロフォン装置20について、マイクロフォン素子4と半導体素子5との電磁的な影響の低減効果の一例を図7に模式的に示す。図7は、本発明の実施形態のマイクロフォン装置20の効果を説明する模式図である。図7に示すマイクロフォン装置20は図1に示すマイクロフォン装置20と同じであるが、見やすくするためにマイクロフォン素子4および半導体素子5以外の符号を省略し
ている。また、半導体素子4の機能部分である集積回路から生じる電磁界EMを仮想線(二点鎖線)で示している。
FIG. 7 schematically shows an example of the effect of reducing the electromagnetic influence between the microphone element 4 and the semiconductor element 5 in the microphone device 20 including the microphone package 10 of each of the above embodiments. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the effect of the microphone device 20 of the embodiment of the invention. The microphone device 20 shown in FIG. 7 is the same as the microphone device 20 shown in FIG. 1, but the reference numerals other than the microphone element 4 and the semiconductor element 5 are omitted for clarity. Also, the electromagnetic field EM generated from the integrated circuit, which is the functional portion of the semiconductor element 4, is indicated by a virtual line (chain double-dashed line).

図7に示すように、半導体素子5で生じる電磁界EMは、マイクロフォン素子4とは反対方向に広がる。また、半導体素子5の機能面とマイクロフォン素子4の機能面との距離は、横方向(例えば図7におけるL)では、約0.2mmであるが、上下方向(例えば図7
におけるH)では約1.5mmまたはそれ以上と比較的大きい。そのため、例えばマイクロ
フォン素子4と半導体素子5とが同じ平面上に実装されている場合に比べて、半導体素子5の機能面とマイクロフォン素子4の機能面との距離を約7倍以上に大きくすることができる。
As shown in FIG. 7, the electromagnetic field EM generated by the semiconductor element 5 spreads in the direction opposite to the microphone element 4 . The distance between the functional surface of the semiconductor element 5 and the functional surface of the microphone element 4 is approximately 0.2 mm in the horizontal direction (eg L in FIG. 7), but
H) in the figure is about 1.5 mm or more, which is relatively large. Therefore, the distance between the functional surface of the semiconductor element 5 and the functional surface of the microphone element 4 should be increased about seven times or more compared to the case where the microphone element 4 and the semiconductor element 5 are mounted on the same plane, for example. can be done.

このような、実施形態のマイクロフォン用パッケージ10およびこれを含むマイクロフォン装置20においては、半導体素子5とマイクロフォン素子4との間の電磁的な影響を効果的に低減できることがわかる。したがって、例えば音波(音声)の認識精度が向上した携帯電話の作製が容易なマイクロフォン用パッケージ10およびマイクロフォン装置20を提供することができる。 It can be seen that the electromagnetic influence between the semiconductor element 5 and the microphone element 4 can be effectively reduced in the microphone package 10 of the embodiment and the microphone device 20 including the same. Therefore, for example, it is possible to provide the microphone package 10 and the microphone device 20 that facilitate the production of a mobile phone with improved sound wave (voice) recognition accuracy.

1・・・基部
1a・・・第1搭載部
1b・・・第2搭載部
1c・・・貫通孔
1ca・・・第1貫通部
1cb・・・第2貫通部
2・・・上枠部
3・・・下枠部
4・・・マイクロフォン素子
5・・・半導体素子
6・・・蓋体
6a・・・開口部
7・・・封止体
8・・・接地導体層
9・・・配線導体
10・・・マイクロフォン用パッケージ
20・・・マイクロフォン装置
EM・・・電磁界
Reference Signs List 1 Base portion 1a First mounting portion 1b Second mounting portion 1c Through hole 1ca First through portion 1cb Second through portion 2 Upper frame portion 3 Lower frame 4 Microphone element 5 Semiconductor element 6 Lid 6a Opening 7 Sealing body 8 Ground conductor layer 9 Wiring conductor
10 Package for microphone
20 Microphone device EM Electromagnetic field

Claims (3)

上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有しており、前記上面の前記貫通孔を含む領域に第1搭載部を有しているとともに、前記下面の前記貫通孔に隣り合う領域に第2搭載部を有している基部と、
前記基部の前記上面に、平面視で前記第1搭載部を囲んで位置している上枠部と、
前記基部の前記下面に、平面視で前記第2搭載部を囲んで位置している下枠部とを備え、
前記貫通孔は、前記基部の前記上面側に位置する第1貫通部と、前記基部の前記下面側に位置しており、平面視において、前記第1貫通部より小さく、前記第1貫通部内に含まれている第2貫通部と、前記貫通孔内における前記第2搭載部側の内側面に設けられた段状部とを有しており、
前記第2貫通部は、平面視において、前記第2搭載部との間に前記段状部を挟む配置であって、前記第1貫通部内における前記第2搭載部から遠い側の位置にあるマイクロフォン用パッケージ。
It has a through hole penetrating from the top surface to the bottom surface, has a first mounting portion in a region including the through hole on the top surface, and has a second mounting portion in a region adjacent to the through hole on the bottom surface. a base having
an upper frame portion positioned on the upper surface of the base portion so as to surround the first mounting portion in plan view;
a lower frame portion positioned to surround the second mounting portion in a plan view on the lower surface of the base portion;
The through-hole is located on the upper surface side of the base, and is located on the lower surface side of the base. and a stepped portion provided on the inner surface of the through hole on the side of the second mounting portion ,
The second through portion is arranged to sandwich the stepped portion with the second mounting portion in a plan view, and the microphone is positioned farther from the second mounting portion in the first through portion. package for.
前記基部の内部に、前記上面および前記下面に沿って位置する接地導体層をさらに備える請求項1記載のマイクロフォン用パッケージ。 2. The microphone package of claim 1, further comprising a ground conductor layer positioned within said base along said top and bottom surfaces. 請求項1または請求項2に記載のマイクロフォン用パッケージと、
前記第1搭載部に、平面視で前記貫通孔と重なるように搭載されたマイクロフォン素子と、
前記第第2搭載部に、前記貫通孔から離れて搭載された半導体素子と、
前記第上枠部の開口を塞いでおり、前記マイクロフォン素子の上方に開口部を有する蓋体と、
前記下枠部の開口を塞いでいる封止体とを備えるマイクロフォン装置。
a microphone package according to claim 1 or claim 2;
a microphone element mounted on the first mounting portion so as to overlap with the through hole in plan view;
a semiconductor element mounted away from the through hole on the second mounting portion;
a lid that closes the opening of the upper frame and has an opening above the microphone element;
and a sealing body closing the opening of the lower frame.
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