(57)【要約】【課題】制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる音響的トランスデューサユニットを提供する。【解決手段】（ａ）開口３９と、開口３９に連通する空洞部３８とが形成された第１部材３０と、（ｂ）第１部材３０に接合され、第１部材３０の開口３９を覆う第２部材２０と、（ｃ）第１部材３０の空洞部３８内に配置され、音響を電気信号に、又は電気信号を音響に変換する音響変換素子２とを備える。第１部材３０の開口３９の周囲を囲む面３１に形成された端子電極５２と、音響変換素子２の上面２ａに形成された電極パッド６とが、ワイヤ８を介して電気的に接合されている。第１部材３０の開口３９の周囲を囲む面３１の高さと、音響変換素子２の電極パッド６が形成された上面２ａの高さとの差が小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口と、該開口に連通する空洞部とが形成された第１部材と、
前記第１部材に接合され、前記第１部材の前記開口を覆う第２部材と、
前記第１部材の前記空洞部内に配置され、音響を電気信号に、又は電気信号を音響に変換する音響変換素子と、
を備え、
前記第１部材と前記第２部材のうち少なくとも一方に、前記第１部材の前記空洞部と外部空間とを連通する音響経路が形成され、
前記第１部材の前記空洞部の深さと前記音響変換素子の高さとが略等しく、
前記第１部材の前記開口の周囲を囲む面に端子電極が形成され、
前記音響変換素子は、前記第１部材の前記空洞部内に配置されたときに前記第１部材の前記開口付近に延在する面に電極パッドが形成され、
前記第１部材の前記端子電極と前記音響変換素子の前記電極パッドとがワイヤを介して電気的に接合され、
前記第１部材の前記開口の周囲を囲む面の高さと、前記音響変換素子の前記電極パッドが形成された前記面の高さとの差が小さいことを特徴とする、音響的トランスデューサユニット。
【請求項２】
前記第２部材は、前記第１部材に対向する主面のうち少なくとも前記ワイヤに対向する部分及びその近傍部分に、前記ワイヤが入り込む凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響的トランスデューサユニット。
【請求項３】
前記第２部材は、前記第１部材に対向する前記主面の周縁に、前記第１部材側に突出する周壁部が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の音響的トランスデューサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響的トランスデューサユニットに関し、詳しくは、マイクやスピーカーなどの音響変換素子がハウジング内に収納された音響的トランスデューサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音響的トランスデューサユニットの構成について、種々提案されている。
【０００３】
例えば図６及び図７の断面図に示すマイクロフォンパッケージ１０１は、セラミック多層基板１０３に形成された凹部１１３の底面１１３ａに、マイクロフォンチップ１０５やＬＳＩチップ１０７が搭載され、凹部１１３を覆うように、セラミック多層基板１０３の上面１０３ａに蓋部材１３１が接合されている。図６に示すように、マイクロフォンチップ１０５の上面１０５ａに形成された電極パッド１０５ｂと、ＬＳＩチップ１０７の上面１０７ａに形成された電極パッド１０７ｂとは、第１のワイヤ１３７によって電気的に接続されている。また、図７に示すように、ＬＳＩチップ１０７の上面１０７ａに形成された他の電極パッド１０７ｃは、第２のワイヤ１３９を用いて内部端子１１９と電気的に接続されている。内部端子１１９は、凹部１１３内に設けられた段差部１１５の上面１１５ａに形成されている。段差部１１５の上面１１５ａの高さ位置をＬＳＩチップ１０７の上面１０７ａの高さ位置と略同等とすることで、容易にワイヤボンディングを実施することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６６９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７の構成において、凹部１１３が形成されたセラミック多層基板１０３の上面１０３ａは、ワイヤボンディングされる内部端子１１９が形成された段差部１１５の上面１１５ａより高い位置に存在し、ワイヤボンディングされる内部端子１１９の付近に、セラミック多層基板１０３の凹部１１３を形成する側壁部分が突出している。この側壁部分は、ワイヤボンディング工程の作業中に障害となるおそれがある。そのため、ワイヤボンディングの工程において使用する機械設備や工具等の選択範囲などが制限され、また、作業性を低下させる問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる音響的トランスデューサユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した音響的トランスデューサユニットを提供する。
【０００８】
音響的トランスデューサユニットは、（ａ）開口と、該開口に連通する空洞部とが形成された第１部材と、（ｂ）前記第１部材に接合され、前記第１部材の前記開口を覆う第２部材と、（ｃ）前記第１部材の前記空洞部内に配置され、音響を電気信号に、又は電気信号を音響に変換する音響変換素子とを備える。前記第１部材と前記第２部材のうち少なくとも一方に、前記第１部材の前記空洞部と外部空間とを連通する音響経路が形成されている。前記第１部材の前記空洞部の深さと前記音響変換素子の高さとが略等しい。前記第１部材の前記開口の周囲を囲む面に端子電極が形成されている。前記音響変換素子は、前記第１部材の前記空洞部内に配置されたときに前記第１部材の前記開口付近に延在する面に電極パッドが形成されている。前記第１部材の前記端子電極と前記音響変換素子の前記電極パッドとがワイヤを介して電気的に接合されている。前記第１部材の前記開口の周囲を囲む面の高さと、前記音響変換素子の前記電極パッドが形成された前記面の高さとの差が小さい。
【０００９】
上記構成によれば、第１部材の空洞部の深さと音響変換素子の高さとが略等しく、第１部材の開口の周囲を囲む面の高さと音響変換素子の電極パッドが形成された面の高さとの差が小さい。このように、音響変換素子の電極パッドが形成された面と第１部材の開口の周囲を囲む面とが同じ高さ、あるいは一方が他方よりも突出又は後退する寸法が小さいと、ワイヤボンディングの作業の際に制約を受ける干渉等が発生せず、効率よくワイヤボンディングを実施することができる。
【００１０】
好ましくは、前記第２部材は、前記第１部材に対向する主面のうち少なくとも前記ワイヤに対向する部分及びその近傍部分に、前記ワイヤが入り込む凹部が形成されている。
【００１１】
この場合、第２部材に形成された凹部によって、第１部材の端子電極と音響変換素子の電極パッドとを接続するワイヤと第２部材とが干渉しないようにすることができる。
【００１２】
好ましくは、前記第２部材は、前記第１部材に対向する前記主面の周縁に、前記第１部材側に突出する周壁部が形成されている。
【００１３】
この場合、簡単な構成で、第２部材にワイヤとの干渉を避けるための凹部を形成することができる。また、第２部材の周壁部が第１部材と係合又は嵌合するように構成し、第１部材と第２部材の位置合わせ、組み立てを容易に行えるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の音響的トランスデューサユニットは、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】音響的トランスデューサユニットの（ａ）部分断面分解斜視図、（ｂ）組立断面図である。（実施例１）
【図２】（ａ）音響的トランスデューサユニットの部分断面分解斜視図、（ｂ）第２部材の斜視図、（ｃ）音響的トランスデューサユニットの分解断面図である。（実施例２）
【図３】音響的トランスデューサユニットの（ａ）分解斜視図、（ｂ）組立断面図である。（実施例２）
【図４】音響的トランスデューサユニットの（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｃ）断面図である。（実施例３）
【図５】音響的トランスデューサユニットの（ａ）斜視図、（ｂ）断面図、（ｂ）断面図である。（実施例４）
【図６】音響的トランスデューサユニットの断面図である。（従来例）
【図７】音響的トランスデューサユニットの断面図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００１７】
＜実施例１＞  実施例１の音響的トランスデューサユニット１０について、図１を参照しながら説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、音響的トランスデューサユニット１０の部分断面分解斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した組立断面図である。図１に示すように、音響的トランスデューサユニット１０は、大略、第１部材３０と第２部材２０とにより構成されるハウジング内に、音響変換素子であるマイク素子２が収納されている。
【００１９】
第１部材３０は、筒部３２と底部３４とが結合された部材であり、筒部３２と底部３４とによって凹部３８が形成されている。凹部３８は、第１部材３０の上面３１ａに形成された開口３９に連通する空洞部である。第１部材３０の上面３１ａは、第１部材３０の開口３９の周囲を囲む面である。第１部材３０は、例えば樹脂材料を用いて、インサートモールド法により端子部材５０と一体に形成される。
【００２０】
端子部材５０は、第１部材３０の上面３１ａに沿って延在する端子電極５２と、第１部材３０の下面３１ｂに沿って延在する外部端子５６と、第１部材３０の側面３１ｃに沿って延在し端子電極５２と外部端子５６とを接続する中間部分５４とを有する。端子部材５０は、金属などの導電材料、例えば銅により形成される。
【００２１】
マイク素子２は、音響を電気信号に変換する音響変換素子部（センサ部）４と周辺回路とを含むモジュール部品であり、例えばＭＥＭＳマイクである。マイク素子２の代わりに、スピーカー素子など、電気信号を音響に変換する音響変換素子を用いてもよい。
【００２２】
マイク素子２は、第１部材３０の底部３４に搭載され、例えば下面２ｂが不図示の接着材によって底部３４の底面３５に固定される。マイク素子２の上面２ａには電極パッド６が形成されている。マイク素子２の上面２ａに形成された電極パッド６と、第１部材３０の上面３１ａに形成された端子電極５２とは、ワイヤ８を介して電気的に接続される。端子部材５０の外部端子５６は、音響的トランスデューサユニット１０が不図示の外部回路に実装される際に、不図示の外部回路に電気的に接続される。
【００２３】
マイク素子２の高さは、第１部材３０の凹部３８の深さと略等しい。マイク素子２の上面２ａの高さと、第１部材３０の上面３１ａの高さの差は小さい。すなわち、マイク素子２の上面２ａに形成された電極パッド６と第１部材３０の上面３１に形成された端子電極５２とワイヤボンディングする際に、機械設備や工具の選択などの工程設計の自由度を制限する干渉等が発生しない程度に小さい。例えば、高さの差は０．６ｍｍ以下であることが好ましく、さらに０．４ｍｍ以下であることがより好ましい。したがって、マイク素子２の上面２ａに形成された電極パッド６と第１部材３０の上面３１に形成された端子電極５２とは、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。
【００２４】
第２部材２０は、板状の本体部２１と周壁部２３とが結合された部材であり、本体部２１と周壁部２３とによって凹部２２が形成される。周壁部２３は、本体部２１の第１部材３０に対向する主面２１ｓの周縁に、第１部材３０側に突出するように形成されている。第２部材２０は、例えば樹脂を用いて形成される。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、第２部材２０は、第１部材３０の上面３１に形成された開口３９を覆うように、下面２３ｓ，２１ｓのうち周壁部２３の先端面２３ｓが、接着剤、熱圧着、熱融着等によって第１部材３０の上面３１ａに接合される。これによって、マイク素子２は、第１部材３０の凹部３８と第２部材２０とによって形成された内部空間４０内に封止される。このとき、ワイヤ８は、第２部材２０の凹部２２に入り込む。
【００２６】
第１部材３０の底部３４には、マイク素子２が配置された凹部３８と外部空間とを連通する音響経路として、貫通孔３６が形成されている。
【００２７】
なお、マイク素子２が配置された内部空間４０と外部空間とを連通する音響経路は、第２部材２０に形成しても、第１部材３０と第２部材２０の両方に形成してもよい。また、内部空間４０から第１部材３０、第２部材２０を経て外部空間に至るように形成しても、内部空間４０から第２部材２０、第１部材３０を経て外部空間に至るように形成してもよい。また、複数本を形成しても、合流あるいは分岐するように形成してもよい。
【００２８】
前述した図６のように、ボンディングする二つのパッド１０５ｂ，１０７ｂに高さの差があると、ワイヤボンディング装置で焦点合わせ不良などによる認識不良が発生しやすくなる。また、搭載チップ一つ当たり、焦点を合わせ、画像を認識するまでに要する時間が必要となり、搭載チップ数が増えると、無視できない時間となり、生産性に影響を与える。また、チップ近傍にワイヤボンディングすることが難しく、ワイヤ配線スペースが必要で小型化できない。さらに、不要な容積が必要となり、マイク特性の最適化が困難になる。
【００２９】
これに対し、実施例１の音響的トランスデューサユニット１０では、ワイヤボンディングパッド６，５２の高さの差が小さいため、上記の問題を回避できる。同時に、通常のワイヤボンディングツールやワイヤボンディング方法を用いても、マイク素子２の近傍にワイヤボンディングが可能となり、ワイヤを短くすることができるので、寄生容量を小さく抑え、Ｓ／Ｎ比の向上した音響的トランスデューサユニットを提供できる。
【００３０】
また、位置の正確なボンディングが可能となり、良品率の向上、素子の小型化を実現でき、安価な音響的トランスデューサユニットを提供できる。
【００３１】
＜実施例２＞  実施例２の音響的トランスデューサユニット１０ａについて、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
実施例２の音響的トランスデューサユニット１０ａは、実施例１の音響的トランスデューサユニット１０と略同様に構成されている。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００３３】
図２（ａ）は、音響的トランスデューサユニット１０ａの部分断面分解斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って見た第２部材２０ａの斜視図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）の線Ｃ−Ｃに沿って切断した分解断面図である。
【００３４】
図２に示すように、実施例２の音響的トランスデューサユニット１０ａは、第２部材２０ａが第１部材３０に嵌合するようになっている。
【００３５】
すなわち、第２部材２０ａは、実施例１と同様に板状の本体部２１ａと周壁部２３ａとが結合された部材である。ただし、実施例１とは異なり、図２（ｃ）に示すように、第２部材２０ａは第１部材３０より外側に広がるように形成されており、周壁部２３ａが第１部材３０の側面３１ｃに外嵌するようになっている。
【００３６】
また、図２（ｂ）に示すように、第２部材２０ａは、本体部２１ａの第１部材３０に対向する主面２１ｔに、周壁部２３ａよりも高さの低い突起部２４が形成されている。この突起部２４の先端面２４ｓは、第２部材２０ａが第１部材３０に嵌合するときに、第１部材３０の上面３１ａに当接して主面２１ｔの高さを規制し、図２（ｃ）に示すように、本体部２１ａの第１部材３０に対向する主面２１ｔがワイヤ８に干渉しないようにする。
【００３７】
なお、図２では、端子部材について、端子電極５２ａ以外の部分について図示を省略している。また、第１部材３０の凹部３８と外部空間との間を連通する音響経路の図示を省略している。
【００３８】
実施例２の音響的トランスデューサユニット１０ａは、電極パッド６が形成されたマイク素子２の上面２ａの高さと、第１部材３０の上面３１ａの高さとの差は小さいため、実施例１と同様に、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。また、第２部材２０ａが第１部材３０に外嵌するように構成することで、第１部材３０と第２部材２０ａの位置合わせ、組み立てを容易に行えるようにすることができる。
【００３９】
＜実施例３＞  実施例３の音響的トランスデューサユニット１０ｂについて、図３を参照しながら説明する。
【００４０】
図３（ａ）は、音響的トランスデューサユニット１０ｂの分解斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って切断した組立断面図である。図３に示すように、実施例３の音響的トランスデューサユニット１０ｂは、実施例１の音響的トランスデューサユニット１０と略同様に構成されている。
【００４１】
ただし、実施例１とは異なり、第２部材２０ｂには、貫通孔２７が形成された板部材２６と、板部材２６の上面２６ａに接合され、貫通孔２７を塞ぐ封止層２８とを含む。板部材２６に形成された貫通孔２７は、図３（ｂ）に示すように、第２部材２０ｂが第１部材３０に接合されたときにワイヤ８が入り込む凹部として機能する。
【００４２】
貫通孔２７は、例えば、板部材２６になる平板状の部材に簡単な追加加工を施すことによって、低コストで形成することができる。封止層２８は、フィルム材等を板部材２６に貼り付けることによって容易に形成することができる。
【００４３】
実施例３の音響的トランスデューサユニット１０ｂは、電極パッド６が形成されたマイク素子２の上面２ａの高さと、第１部材３０の上面３１ａの高さとの差を小さくすることによって、実施例１と同様に、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。また、第２部材２０ｂは簡単な形状であり、製造も容易であるため、製造コストを低減することができる。
【００４４】
＜実施例４＞  実施例４の音響的トランスデューサユニットについて、図４を参照しながら説明する。
【００４５】
図４（ａ）は、実施例４の音響的トランスデューサユニットの第１部材３０ｃの斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図４（ｂｃ）は、図４（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図であり、マイク素子２が搭載されたときの第１部材３０ｃの断面図である。
【００４６】
図４に示すように、第１部材３０ｃは、実施例１と同様に筒部３２ｃと底部３４とが結合された部材であるが、実施例１と異なり、第１部材３０ｃの筒部３２ｃに突起部３２ｐが形成され、第１部材３０ｃの開口３９ｃの周囲を囲む面に段差が形成されている。第１部材の開口の周囲を囲む面のうち最も高くなる突起部３２ｐの先端面３２ｓには、端子電極５２ｃが形成されている。
【００４７】
端子電極５２ｃは、図４（ｃ）に示すように、第１部材３０ｃの凹部３８に搭載されたマイク素子２の上面２ａに形成された電極パッド６と、ワイヤ８を介して電気的に接続される。電極パッド６が形成されたマイク素子２の上面２ａの高さと、第１部材３０ｃの突起部３２ｐの先端面３２ｓの高さとの差を小さくすることで、実施例１と同様に、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。
【００４８】
図示していないが、第１部材３０ｃに接合される第２部材は、第１部材３０ｃの開口３９ｃの周囲を囲む面に形成された段差部分に係合又は嵌合するように構成される。例えば、第１部材３０ｃの突起部３２ｐに対応して、第２部材の周壁部に切欠部を形成し、第２部材の周壁部の切欠部に第１部材３０ｃの突起部３２ｐが係合又は嵌合するように構成する。これによって、第１部材３０ｃと第２部材の位置合わせ、組み立てを容易に行えるようにすることができる。
【００４９】
＜実施例５＞  実施例５の音響的トランスデューサユニットについて、図５を参照しながら説明する。
【００５０】
図５（ａ）は、実施例５の音響的トランスデューサユニットの第１部材３０ｄの斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図であり、マイク素子２が搭載されたときの第１部材３０ｄの断面図である。
【００５１】
図５に示すように、第１部材３０ｄは、実施例１と同様に筒部３２ｄと底部３４とが結合された部材であるが、実施例１と異なり、筒部３２ｄに切欠部３２ｑが形成され、第１部材３０ｄの開口３９ｄの周囲を囲む面に段差が形成されている。第１部材３０ｄの開口３９の周囲を囲む面の、最も低い切欠部３２ｑの底面３２ｔに端子電極５２ｄが形成されている。
【００５２】
端子電極５２ｄは、図５（ｃ）に示すように、第１部材３０ｄの凹部３８に搭載されたマイク素子２の上面２ａに形成された電極パッド６と、ワイヤ８を介して電気的に接続される。電極パッド６が形成されたマイク素子２の上面２ａの高さと、第１部材３０ｄの切欠部３２ｑの底面３２ｔの高さとの差を小さくし、切欠部３２ｑを適宜な寸法・形状とすることで、実施例１と同様に、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。
【００５３】
第２部材２０ｄは、実施例２と同様に、第１部材３０ｄに外嵌するように構成されている。第１部材２０ｄは、上面３１ｔがワイヤ８よりも高くなるように、切欠部３２ｑが形成されているため、ワイヤ８が第２部材２０ｄに干渉しないようになっている。そのため、第２部材２０ｄは、実施例２とは異なり、第２部材２０ｄが第１部材３０ｄに嵌り込む深さを規定する突起部は形成されていない。したがって、実施例５の音響的トランスデューサユニットは、実施例２の音響的トランスデューサユニットよりも、第２部材の構成を簡単にすることができる。
【００５４】
＜まとめ＞  以上に説明したように、第１部材の開口の周囲を囲む面に端子電極を形成し、この端子電極とワイヤを介して電気的に接続される電極パッドが形成されているマイク素子の上面の高さと端子電極が形成されている第１部材の開口の周囲を囲む面の高さとの差を小さくすることによって、制約を受けずに効率よくワイヤボンディングを実施することができる。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００５６】
例えば、実施例１において、端子部材５０の外部端子５６側を延長し第２部材側に折り曲げ、音響的トランスデューサユニットを外部回路に実装するための端子部を、ハウジングの底面ではなく、ハウジングの上面に設けるようにしてもよい。この場合、同一パッケージで端子部材５０の折り曲げ方向を変えるだけで、実装時の音響経路の方向を簡単に変更でき、例えば、１種類のパッケージで上穴と下穴に対応できる。
【符号の説明】
【００５７】
２  マイク素子（音響変換素子）
６  電極パッド
８  ワイヤ
１０，１０ａ，１０ｂ  音響的トランスデューサユニット
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｄ  第２部材
２１，２１ａ，２１ｄ  本体部
２２，２２ａ，２２ｄ  凹部
２３，２３ａ，２３ｄ  周壁部
２４  突起部
２６  板部材
２７  貫通孔（凹部）
２８  封止層
３０，３０ｃ，３０ｄ  第１部材
３２，３２ｃ，３２ｄ  筒部
３４  底部
３６  貫通孔（音響経路）
３８  凹部（空洞部）
３９  開口
５２，５２ｃ，５２ｄ  端子電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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