(57)【要約】  本発明は、多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成された音響活性素子、その製造方法、及び前記多層回路基板構造を開示している。前記音響活性素子は、内部チャンバー（２１）、前記内部チャンバー（２１）と音響的に結合するようにして設けられた膜すなわち梁（１８）とを具える。前記膜（１８）は振動素子として機能し、外部回路と電気的に結合されて、音響効果を生成あるいは測定する。本発明によれば、前記内部チャンバー（２１）は、前記回路基板の製造と協同して、前記多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成された音響活性素子であって、
内部チャンバー（２１）と、
前記内部チャンバー（２１）と音響的に結合するようにして設けられた膜すなわち梁（１８）とを具え、
前記膜（１８）は振動素子として機能し、外部回路と電気的に結合されて、音響効果を生成あるいは測定するものであって、
前記内部チャンバー（２１）は、前記回路基板の製造と協同して、前記多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成することを特徴とする、音響活性素子。
【請求項２】
振動素子として機能する前記膜（１８）は、前記多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成された環状素子（１６）の上面において、張られていることを特徴とする、請求項１に記載の音響活性素子。
【請求項３】
振動素子として機能する前記膜（１８）は、電気的に充電されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の音響活性素子。
【請求項４】
前記環状素子（１６）は、前記多層回路基板構造上において、銅から形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の音響活性素子。
【請求項５】
多層回路基板構造を絶縁層（２５，２４）及び導電層（２２）を交互に配列することによって形成し、接点を前記導電層（２２）間に形成し、導電構造を前記導電層内にイメージングする、前記多層回路基板構造内への音響活性素子の形成方法であって、
音響的内部チャンバー（２１）を前記多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成し、
必要に応じて、前記内部チャンバーを前記回路基板の表面に開口し、
振動可能な膜（１８）を前記表面に開口した前記内部チャンバー（２１）の上面に形成することを特徴とする、音響活性素子の形成方法。
【請求項６】
前記内部チャンバー（２１）は、マイクロバイア（microvia）技術を用いることによって、開口させることを特徴とする、請求項５に記載の音響活性素子の形成方法。
【請求項７】
環状構造（１６）を前記回路基板の表面に形成し、その上面に、振動可能な前記膜（１８）を設けることを特徴とする、請求項５又は６に記載の音響活性素子の形成方法。
【請求項８】
振動可能な前記膜（１８）は、電気的に充電されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一に記載の音響活性素子の形成方法。
【請求項９】
交互に配列された絶縁層（２５，２４）及び導電層（２２）と、前記導電層（２２）間に設けられた接点と、前記導電層内にパターンを形成する導電性構造とを具える多層回路基板構造であって、
内部組み込み型の音響内部チャンバー（２１）と、
前記内部チャンバー（２１）の上面に形成した振動可能な膜（１８）と、
を具えることを特徴とする、多層回路基板構造。
【請求項１０】
振動素子として機能する前記膜（１８）は、多層回路基板構造（２０，２２，２４，２５）内に形成された環状素子（１６）の上面に張られていることを特徴とする、請求項９に記載の多層回路基板構造。
【請求項１１】
振動可能な前記膜（１８）は、電気的に充電されていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の多層回路基板構造。
【請求項１２】
前記環状素子（１６）は、前記多層回路基板構造の上面において、銅から形成されたことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一に記載の多層回路基板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１で規定されているように、多層回路基板構造内に形成された音響活性素子に関する。
【０００２】
また、本発明は、多層回路基板構造内への音響活性素子の形成方法、及び多層回路基板構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
音声スピーカーやマイクロフォン、（加速度、圧力、湿度などの）センサなどのような音響活性素子を形成する技術が、回路基板技術において適用されている。
【０００４】
最新の技術によれば、分離したマイクロフォン要素を回路基板に取り付ける技術が、分離操作技術として実施されている。
【０００５】
しかしながら、このような最新の音響活性技術によれば、分離した構成要素を取り付けるための技術が必要になる。加えて、分離した構成要素は、回路基板の極めて大部分を占有するようになるので、複雑な回路基板の構成においては、臨界的な要素となる。非常に複雑な回路基板構成の使用例としては、携帯電話やデジタルカメラなどを例示することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、現在の最新技術における欠点を削除した、多層回路基板構造における新規な音響活性素子を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、回路基板の作製プロセスにおいて、回路基板構造の要素として音響活性素子の少なくとも内部チャンバーを形成することに基づく。
【０００８】
特に、前記音響活性素子は、本発明に従って、多層回路基板構造内に形成されており、請求項１に記載の内容によって特徴づけられる。
【０００９】
多層回路基板構造内に音響活性素子を形成する本発明の方法は、請求項５に記載の内容によって特徴づけられる。
【００１０】
本発明の多層回路基板構造は、請求項９に記載の内容によって特徴づけられる。
【００１１】
本発明によれば、数多くの利益を得ることができる。
【００１２】
本発明によれば、外部構成要素を取り付けるために要求される作業を省略することができる。例えば、携帯電話への適用においては、マイクロフォン及び音声スピーカーの相方を、本発明に従って、回路基板の作製と共に行うことができる。同時に、前記構成要素に対して要求される回路をも形成することができる。集積された音声スピーカー／マイクロフォンは、分離した構成要素よりも小型化して形成することができ、省スペース化を実現することができる。付加的なスペースが回路基板内に設けられると、その回路基板の製造プロセスにおいて、全体的な信頼性が改善される。これは、製造欠陥の発生率が、パッキング密度の増大に比例して増大するためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施例及び図面と関連させて、説明する。
【００１４】
図１に従ったプロセスは、内側の層の加工から開始する。内側層１及び２の基板は、一般にグラスファイバー強化エポキシレジン４（繊維強化有機基板、ＦＲ４）であって、基板全体の堅牢性を確保するようにしている。次いで、導電性の確保及びパターニングのための銅箔２をめっきする。次いで、スルーホールを、主として機械的なドリルを用いることによって形成する。最初に、回路線図を、光感応性材料上に（フォトリソグラフィやイメージングの技術により）露光し、前記基板（加工されるべき層）の活性表面（銅箔）に対してパターニングする。次いで、絶縁性材料４によって互いに離隔した最も内側の回路基板ブランク１及び２の導電性表面３を加工する。
【００１５】
上述した露光処理は、クリーンルーム内で行われ、作業者は特別な衣服を着て作業を行う。現像処理の間、パターン領域の、前記銅箔上に保護層を形成する。一方、前記銅箔の、その他の領域に存在する部分は、エッチング除去する。これによって、図２に示すような結果が得られる。この図において参照数字“５”は、前記銅箔がエッチング除去された領域を示している。
【００１６】
最後に、前記保護層が前記銅箔上から洗浄除去（剥離）される。この後、表面保護処理がなされる。
【００１７】
次いで、図３に従って、絶縁材料（プレプレグ:prepreg）７を、隣接する基板間に配置し、最も外側に導電層を形成する。次いで、前記基板を、精密な位置決め条件下において互いにプレス加工し、圧着する。
【００１８】
次いで、図４に従って、スルーホールをドリルにより形成し、次いで、図５に従って、導電性材料をめっきし、導電性を付与する。次いで、図６に従って、不要な導電性めっきを除去する。この除去操作においては、前述したようなフォトリソグラフィの技術を用いることができ、図中、除去された領域は、参照数字“５”を用いて示されている。次いで、外層９（マイクロバイアス:microvias）を図７及び８に従って形成し、次いで、図９に従って、基板全体を貫通するドリルホール１０を形成する。外層の領域１１は、図１０に示すように、レーザによって予備エッチングする。マイクロバイアス１２は、図１１に示すように、領域１１内に形成する。次いで、図１２に示すように、前記スルーホールに対してめっき処理を施す。次いで、図１３に示すように、最も外側に位置する導電性膜上に導電性パターンを形成する。この操作においては、前述したようなフォトリソグラフィ技術などを用いることができる。この後、半田付けのための保護表面層１５を形成し、図１５に示すように、埋設されたスルーホールを有する最終的な構成を得ることができる。最後に、仕上げ処理を実施し、製造者名及びコード番号を付加する。このプロセスにおいては、種々の段階で光学的及び電気的な試験を実施する。全体として、最終製品は外層部分と内層部分とに分割され、前記外層部分には、外部構成要素を取り付け、前記内層部分には基本的な結合を行う。
【００１９】
上述したプロセスは、一般に約２０−４０の工程からなる。したがって、前記プロセスを実行するに際しては、化学及び物理の分野において専門的知識を有することが要求される。特に、電気及び物理化学の理論についての専門的知識を有することが要求される。
【００２０】
図７〜９に示されたマイクロバイア層９は以下に示すようにして形成する。
【００２１】
用途に依存して、外層部分を構成する基板材料及び加工プロセスは、内層部分を構成する基板材料及び加工プロセスと異なる場合がある。
【００２２】
昨今のデバイス（例えば、携帯電話や新世代の基地局など）において、マイクロバイア層９は、外層部分に相当し、この場合、前記層は、取り付けるべき構成要素の数を増大させるには、スルーホール及び導電体の大きさを減少させなければならないとの観点から、種々の構成要素を取り付けるために使用する。
【００２３】
マイクロビア１２（図１１参照）は、レーザで焼成することによって形成する。一般に、スルーホールの直径が１００μm未満であると、前記スルーホールは、マイクロバイアと呼称されるようになる。この場合、ドリルを用いた機械的な手法では、正確に加工を行うことができない。
【００２４】
マイクロバイア１２は、出口を封止するようにすることができ、例えば層Ｌ３において終端するようにすることができる。埋設されたマイクロビアは、表面において確認することができないが、例えばレベルＬ２及びＬ３間に存在するようにすることができる（例えば、図６参照）。
【００２５】
マイクロバイア層９は、通常、ＲＣＣ（Resin Coated Copper）からなる。前記導電性外部めっき膜は、銅箔とすることができる。
【００２６】
新しい技術を用いることによって、前記マイクロバイアの数を増大させるようにすることができる。ＨＤＩ（High Density Interconnection）基板の技術では、１００μm以下のライン幅及び間隔を有する回路基板に言及している。
【００２７】
音声スピーカーを形成するためのプロセスは、図１６及び１７に示すように、上述したような工程に従う。また、使用する材料は、市販の回路基板材料とすることができる。
【００２８】
内部部品２０は、上述したように、通常のＦＲ４とすることができる。これは銅箔をめっきすることによって得ることができる。この内部部品において、内部チャンバー２１は、通常の回路基板作製プロセス（ルーティング加工やドリル加工）によって形成することができる。また、必要とされる導電性パターンは、表面２２上において、リソグラフィ及びエッチングの技術を用いて形成することができる。
【００２９】
表面層は次のようにして形成することができる。一方の側において、ＦＲ４のソケット２４として形成することができ、他方の側において、銅接続層２２として形成することができる。これらは、例えばアラミド繊維２５によって絶縁するようにすることができる。リソグラフィ及びエッチングは、必要とされる導電性パターンを接続層２２上に形成するために使用する。
【００３０】
アラミド繊維は、回路基板工業分野において使用される絶縁繊維材料であり、商業的に利用される材料である。
【００３１】
図１６ｂに示すように、各層は、通常の回路基板デバイスの製造方法を用いることによって、互いに積層する。
【００３２】
図１６ｃに示すように、音響膜に対する支持構造として機能し、必要に応じて電気的接触のための中間体として機能する環状銅構造１６は、画像転写、すなわちリソグラフィの技術を用いることによって、多層構造内に形成することができる。前記環状構造は、電気分解又は化学的プロセス（自触反応）などによって形成することができる。
【００３３】
環状構造１６内部には、通常の回路基板レーザデバイスにおける技術を利用して、音響チャンネルを形成する。
【００３４】
音響膜１８は、環状構造１６及び多層構造に対し、接着物質を介して張られている。
【００３５】
図１６ｅに示すように、膜１８は、永久電荷を備えることができ、図１７ｅに示すように、交互に金属化することもできる。これらの変形例において、導電性パターン及び信号のルーティング方法は異なるようにすることができる。前者の場合において（図１６ｅ参照）、膜電荷はバイアスとして作用し、後者の場合において（図１７ｅ参照）、膜１８の下方に分離された電圧が生じるようになり、この場合、前記信号は金属化された膜部分に取り込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】内側の層を露光して、パターン転写を行う工程を示した図である。
【図２】未露光部分をエッチングし、保護層を除去する工程を示した図である。
【図３】層間を絶縁し、圧着する工程を示した図である。
【図４】内側の層にドリルによってスルーホールを形成する工程を示した図である。
【図５】スルーホール内にめっきを施し、導電性を付与する工程を示す図である。
【図６】不要なめっき膜を除去する工程を示す図である。
【図７】マイクロバイア層、すなわち外層を形成する工程を示す図である。
【図８】圧着工程を示す図である。
【図９】スルーホールを形成する工程を示す図である。
【図１０】レーザよって予備エッチングする工程を示す図である。
【図１１】レーザによってマイクロバイアスを形成する工程を示す図である。
【図１２】スルーホール内にめっきを施し、導電性を付与する工程を示す図である。
【図１３】導電性パターンを形成する工程を示す図である。
【図１４】半田付けのための保護表面層を形成する工程を示す図である。
【図１５】埋設されたスルーホールを含む最終製品を示す図である。
【図１６】本発明における、多重回路基板構造内へ第１の音響活性素子を形成する方法の、各工程を示す断面図である。
【図１７】本発明における、多重回路基板構造内へ第２の音響活性素子を形成する方法の、各工程を示す断面図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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