(57)【要約】  本発明は、内部に音響的な通路（ＡＫ）が形成されているベースプレート（ＢＰ）と、内部にマイクロフォンチップ（ＭＣＨ）が配置されている第１の中空部（ＨＲ１）と、第２の中空部とを包含する電気モジュールに関する。マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）のダイアフラムは第１の中空部（ＨＲ１）を音響的な通路（ＡＫ）から隔て、この音響的な通路（ＡＫ）は第２の中空部に開口している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モジュールにおいて、
内部に音響的な通路（ＡＫ）が形成されているベースプレート（ＢＰ）を包含し、前記音響的な通路（ＡＫ）は第１の端部において中空部（ＨＲ２）に開口しており、第２の端部においてマイクロフォンチップ（ＭＣＨ）によって閉じられていることを特徴とする、電気モジュール。
【請求項２】
外部空間と接続されており、且つＭＥＭＳマイクロフォンチップ（ＭＣＨ）が内部に配置されている別の中空部（ＨＲ１）を有し、該別の中空部（ＨＲ１）は前記マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）によって前記音響的な通路（ＡＫ）から隔てられている、請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
カバー（ＣＡＰ）を包含し、該カバー（ＣＡＰ）は前記ベースプレート（ＢＰ）と接して終わっており、前記中空部（ＨＲ２）は前記ベースプレート（ＢＰ）と前記カバー（ＣＡＰ）との間に形成されている、請求項１記載のモジュール。
【請求項４】
カバー（ＣＡＰ）を包含し、該カバー（ＣＡＰ）は前記ベースプレート（ＢＰ）と接して終わっており、２つの中空部（ＨＲ１，ＨＲ２）は前記ベースプレート（ＢＰ）と前記カバー（ＣＡＰ）との間に形成されている、請求項２記載のモジュール。
【請求項５】
前記カバーは分離ウェブ（ＴＳ）を有し、該分離ウェブ（ＴＳ）は前記２つの中空部（ＨＲ１，ＨＲ２）を相互に隔てる、請求項４記載のモジュール。
【請求項６】
前記音響的な通路は長手軸方向に延在するトンネルとして形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項７】
前記別の中空部（ＨＲ１）は音波進入開口部（ＩＮ）と接続されている、請求項２から６までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項８】
前記マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）は前記ベースプレート（ＢＰ）内に設けられている第１の開口部（Ｗ１）の上方に配置されており、前記ベースプレート（ＢＰ）は第２の開口部（Ｗ２）を有し、該第２の開口部（Ｗ２）を介して前記音響的な通路（ＡＫ）は前記中空部（ＨＲ２）と接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項９】
前記ベースプレート（ＢＰ）は、内部に凹部が形成されている第１の層（Ｓ２）と、前記凹部の領域において前記第１の層（Ｓ２）の上方に配置されている第２の層（Ｓ１）とを有し、該第２の層（Ｓ１）は少なくとも２つの開口部（Ｗ１，Ｗ２）を除いて前記凹部を覆い、前記音響的な通路（ＡＫ）が形成されている、請求項５から８までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項１０】
前記カバー（ＣＡＰ）の前記分離ウェブ（ＴＳ）は前記第２の層（Ｓ１）と接して終わっている、請求項９記載のモジュール。
【請求項１１】
前記中空部（ＨＲ２）内には、抵抗、コンデンサ、インダクタンス、フィルタ、インピーダンス変換器および増幅器から選択された少なくとも１つのチップエレメントが配置されている、請求項２から１０までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項１２】
前記マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）は端子面（ＡＦ）を有し、該端子面（ＡＦ）はボンディングワイヤを用いて前記ベースプレート（ＢＰ）の上面に配置されている電気的なコンタクトと電気的に接続されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項１３】
前記マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）は端子面（ＡＦ）を有し、該端子面（ＡＦ）はボンディングワイヤを用いて前記チップエレメントの上面に配置されている電気的なコンタクトと電気的に接続されている、請求項１１記載のモジュール。
【請求項１４】
前記マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）はフリップチップモジュールにおいて実装可能であり、バンプを用いて前記ベースプレート（ＢＰ）の上面に配置されている電気的なコンタクトと電気的に接続されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項１５】
前記音響的な通路（ＡＫ）は少なくとも部分的に前記２つの中空部（ＨＲ１，ＨＲ２）の下方において延在している、請求項２から１４までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項１６】
前記マイクロフォンチップ（ＭＣＨ）と前記ベースプレート（ＢＰ）との間にはシーリングフレームが配置されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載のモジュール。
【請求項１７】
前記シーリングフレームは接着剤または射出成形材料から形成されている、請求項１６記載のモジュール。
【請求項１８】
前記シーリングフレームははんだフレームである、請求項１６記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内部にマイクロフォンが集積されている電気モジュールに関する。
【０００２】
J. J. Neumann, Jr.およびK. J. Gabriel著「A fully-integrated CMOS-MEMS audio microphone」、the 12th International Conference on Solid State Sensors, Actuators and Microsystems, 2003 IEEE、第２３０頁〜第２３３頁からは、ハウジングされたＭＥＭＳ（MEMS = Micro Electromechanical System）マイクロフォンを備えたマイクロフォンモジュールが公知であり、ハウジング内には圧力を補償調整するための体積空間（後方体積空間；back volume）が設けられている。
【０００３】
D. P. Arnoldら著「A directional acoustic array using silicon micromachined piezoresisitive microphones」、J. Acoust. Soc. Am.、第１１３（１）巻、２００３年、第２８９頁〜第２９８頁からはＭＥＭＳ圧電抵抗マイクロフォンが組み込まれている電気モジュールが公知である。
【０００４】
Mang-Nian NiuおよびEun Sok Kim著「Piezoelectric Bimorph Microphone Built on Micromachined Parylene Diaphragm」、Journal of Microelectromechanical Systems、第１２巻、IEEE、第８９２頁〜第８９８頁には、ＺｎＯから成る２つの圧電層およびそれらの圧電層の間に配置されている浮いた状態の電極を有する圧電性のマイクロフォンが記載されている。
【０００５】
本発明の解決すべき課題は、高信号対雑音比を有するＭＥＭＳマイクロフォンを備えた電気モジュールを提供することである。
【０００６】
マイクロフォンが組み込まれた電気モジュールが提供される。モジュールは内部に音響的な通路が形成されているベースプレートを有する。変形形態においては、音波進入開口部を介して外部空間と接続されており、且つ内部にＭＥＭＳマイクロフォンチップが配置されている第１の中空部と、音響的な後方体積空間として適しており、且つ音響的な通路と接続されている第２の中空部とが設けられている。マイクロフォンチップは有利にはベースプレートに固定的に接続されており、ベースプレート内に構成されている開口部の上方に配置されており、またこの開口部を介してベースプレート内に隠れている音響的な通路と接続されている。
【０００７】
第１の中空部は外部空間と一致していても良い。マイクロフォンチップのダイアフラムは第１の中空部を、第２の中空部に開口する音響的な通路から隔てる。第２の中空部は有利には第１の中空部に隣接して配置されている。音響的な通路は有利には少なくとも部分的に２つの中空部の下方において延在している。
【０００８】
第２の中空部と音響的な通路との間において空気交換による圧力補償調整が可能である。マイクロフォンチップのダイアフラムによって有利には、第１の中空部と第２の中空部との間における高速な空気交換、すなわち動作周波数領域でのマイクロフォンダイアフラムの振動周期のオーダにある期間内での空気交換が阻止される。それにもかかわらず２つの中空部間での（動作周波数領域でのマイクロフォンダイアフラムの最大振動周期よりも長い期間での）緩慢な空気交換は、ダイアフラムの断面よりも著しく小さい断面を有する換気開口部によって実現される。
【０００９】
音響的な通路の断面の大きさは有利には、少なくともマイクロフォンチップのダイアフラムの近傍における圧力変化を迅速に補償調整できる程度の大きさである。したがって有利には、音響的な通路ないし通路開口部の断面の大きさはダイアフラムの面積の少なくとも５％である。
【００１０】
ダイアフラムを用いて音波圧力を検出するマイクロフォンは、感度およびノイズ特性に関する所望の特性を得るために、音波の強度に対する応答としての大きさを表すダイアフラムの振動幅に依存する。マイクロフォンが組み込まれているモジュールが小さい場合、得られる振動幅はダイアフラムの面積が小さいことにより限定されている。この理由から、ダイアフラムの振動幅を電気的な量に変換する際には弱い電気信号しか得られない。析出法により製造されるダイアフラムの可塑性は、ダイアフラムの張力に起因する内部の機械的な応力によって劣化する可能性がある。
【００１１】
本発明によるＭＥＭＳマイクロフォンは音波進入開口部と繋がっている空気室（第１の中空部）ならびに音響的な通路および第２の空間によって形成されている後方体積空間を有する。後方体積空間（back volume）は閉じられた空気体積空間を表し、これにより音響的な短絡（振動するダイアフラムの表面と裏面との間の不所望な圧力補償調整）が回避される。この空気体積空間はあらゆるダイアフラムの変位において、弾性のダイアフラム特性によって惹起される回復力に付加的な回復力を生じさせる。
【００１２】
本発明により提供されるマイクロフォンにおいては後方体積空間が、支持基板内に形成されており、隣接して配置されている２つの中空部の下方において有利には水平に延在する音響的な通路および別の中空部の体積空間によって形成されている。後方体積空間を殊に大きく構成することにより、ダイアフラムの振動によって惹起される後方体積空間内の相対的な圧力変化、またこの圧力変化によりダイアフラムに作用する回復力を小さく保つことができる。
【００１３】
有利な実施形態においてはモジュールがカバーを有する。このカバーは（相互に対向して配置されているカバーの２つの側面を接続する）分離ウェブを有し、またベースプレートと接して終わっている。ベースプレートとカバーとの間には、例えば音波進入開口部を介して外部空間に接続されている第１の中空部と、カバーの分離ウェブによってこの第１の中空部から隔てられている第２の中空部とが形成されている。音波進入開口部は有利にはカバー内に配置されている。
【００１４】
音響的な通路および第２の中空部は一緒に１つの後方体積空間を形成する。この実施形態の利点は、後方体積空間が部分的にベースプレート内にあり、且つ部分的にそのベースプレートの上に配置されていることである。これによって、モジュールの体積の大部分を音響的な後方体積空間として使用することができる。
【００１５】
マイクロフォンチップは支持基板を包含し、この支持基板はその内部に設けられている切欠部ないし開口部の上方において張架されている振動可能なダイアフラムを備え、このダイアフラムは有利には圧電層並びにこの圧電層と接続されている金属層ないし電極構造を有する。
【００１６】
有利にはカバーとプレートとの間に、固着仲介手段および／またはシーリング手段、例えば接着層またはエポキシ樹脂から成る層が配置されている。マイクロフォンチップは、ベースプレート内に設けられており、音響的な通路および第１の中空部に開口している第１の開口部の上方に配置されている。ベースプレートは第２の開口部を有し、この第２の開口部を介して音響的な通路は第２の中空部に接続されている。第１の開口部の断面の大きさは有利にはマイクロフォンチップのダイアフラムの断面の大きさにほぼ相当する。第２の開口部の断面の大きさは有利には、音響的な通路と第２の中空部との間の高速な空気交換が実現されるように選定されている。
【００１７】
マイクロフォンにより、ダイアフラムに作用する回復力を低減し、またダイアフラムの振動幅を高めることができる。
【００１８】
有利な変形形態においてベースプレートは、内部に凹部が形成されており、音響的な通路に対応付けられている第１の層と、この第１の層の上方に配置されている第２の層とを有し、この第２の層は音響的な通路を形成するための凹部を部分的に（上述の開口部を除き）覆う。カバーの分離ウェブは有利には第２の層と密に接して終わっている。
【００１９】
ベースプレートの第１の層は例えば必要に応じてグラスファイバで補強された有機ラミネートでよい。もしくはこの第１の層はセラミックを含有することができる。ベースプレートの第１の層は相互に重ねて配置されている、同種または異種の複数の誘電性部分層を有することができ、これらの層の間には構造化された金属層が配置されている。部分層をグラスファイバで補強された有機ラミネートまたはセラミックから構成することができる。ベースプレートの第２の層は第１の層がセラミック、有利には別の材料から構成されている場合には、例えば（変形形態においてはアクリル樹脂またはエポキシ樹脂から構成されている）はんだストップマスクのように構成されている。
【００２０】
第２の中空部は少なくとも１つのチップエレメント、例えば抵抗、コンデンサ、インダクタンス、フィルタ、インピーダンス変換器および増幅器を収容することができる。チップエレメントは有利には表面実装に適している。
【００２１】
マイクロフォンチップをフリップチップモジュールにおいても実装することができ、またバンプを用いてベースプレートの上面に配置されている電気的なコンタクトと電気的に接続することができる。別の変形形態においては、マイクロフォンチップがボンディングワイヤを用いてベースプレートの上面に配置されている電気的なコンタクトと電気的に接続されている。チップとベースプレートの相互に対向している実装面によって形成されている接点は有利には例えば接着剤、アンダーフィルまたははんだによってシーリングされている。チップとベースプレートの間には有利にははんだフレームまたは射出成形材料から成るフレームが配置されている。はんだフレームの場合には、ベースプレートの上面およびマイクロフォンチップの下面にはんだ付け可能な金属化部を形成し、この金属化部の輪郭が横方向の平面においてフレームの形状に対応することは好適である。
【００２２】
変形形態においてカバーはプラスチックまたはセラミックから成るキャップを有し、このキャップは導電性の層でコーティングされている。カバーを金属から成型することもできる。
【００２３】
音響的な圧力が大きい場合には、ダイアフラムの振動を電気音響的に電気信号に変換する際に非線形性、したがって信号の歪みを発生させる虞のあるダイアフラムの振動振幅が生じる可能性がある。この問題を変形形態においては、ネガティブフィードバックを有する補償回路がダイアフラムに接続されており、この補償回路によって惹起されるダイアフラムの変位が音響的な圧力によって惹起されるダイアフラムの変位に抵抗し、有利にはこの変位を十分に補償し、その結果ダイアフラムが僅かな振幅で振動するか、全く振動しないようにすることによって解決している。補償回路によって形成される電気的な量、例えば電圧は検出すべき音響的な圧力ないし信号に比例する。ネガティブフィードバックに適した電気回路が補償回路の対象となる。
【００２４】
マイクロフォンの別の実施形態によれば、ダイアフラムが支持基板上で一方の側においてのみ張架されており、ダイアフラムが張架されている端部とは反対側の端部は音響的な信号が加えられた際に支持基板内に形成されている開口部の上方において自由に振動することができる。両面に張架することも可能であり、この場合には相互に対向して配置されている２つのダイアフラムのみが支持基板の上方に配置されている。有利には支持基板内の開口部の上方に、全方位で支持基板と接して終わっている振動性のダイアフラム支持体、例えば弾性フィルムが張架されている。ダイアフラムはダイアフラム支持体に配置されている。
【００２５】
全ての実施形態において圧電層には材料ＺｎＯ、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、窒化アルミニウムが殊に良く適している。
【００２６】
少なくとも１つの圧電層を備えたダイアフラムを層列および層厚に関して十分に対称的に構成することが提案される。殊に、そのような構成においては温度が著しく急激に変化した場合においても、連続する層の異なる膨張係数に起因して生じる曲げモーメントが補償される。したがって広範な温度領域においてダイアフラムの反りを回避することができる。この措置は殊にバイモルフダイアフラム構造において使用することができる。
【００２７】
以下では実施例および付属の図面に基づきマイクロフォンを詳細に説明する。図面にはマイクロフォンの種々の実施例が示されているが、それらは概略的に描かれたものであり縮尺通りではない。同一の部分または同様に作用する部分には同一の参照記号を付している。概略的な図面において、
図１はマイクロフォンが組み込まれている例示的な電気モジュールを示し、
図２Ａはマイクロフォンチップ、音響的な通路および２つの中空部を備えた電気モジュールの断面図を示し、
図２Ｂは上述の図２Ａによるモジュールの俯瞰図であり、
図３Ａ，３Ｂは別の電気モジュールを示し、
図４は圧電層を包含するダイアフラムを備えたマイクロフォンを示し、
図５はバイモルフ構造を有するダイアフラムを備えたマイクロフォンを示す。
【００２８】
図１，２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３ＢにおいてはマイクロフォンチップＭＣＨが組み込まれている電気モジュールがそれぞれ示されている。マイクロフォンチップを例えば図４および図５に示されている実施形態に従い構成することができる。マイクロフォンチップＭＣＨをベースプレートＢＰにおいて、このベースプレートＢＰに形成されている開口部（図１における音波進入開口部ないし図２Ａにおける開口部Ｗ１）の上方に配置されている。マイクロフォンチップＭＣＨは有利には全方位でベースプレートＢＰの上面に密に接して終わっている。ベースプレートＢＰの上にはカバーＣＡＰが配置されている。
【００２９】
マイクロフォンチップＭＣＨとベースプレートの上面とカバーＣＡＰとの間には閉じられた中空部が形成されており、この中空部は音響的な後方体積空間として使用される。さらにこの中空部内にはマイクロフォンチップＭＣＨと電気的に接続されているチップモジュールＢＥ１が配置されている。別のチップモジュールＢＥ２は閉じられた中空部の外側においてベースプレートＢＰ上に配置されている。前述のモジュールコンポーネント間の電気的な接続部は部分的に多層性のベースプレートＢＰ内に埋め込まれている。
【００３０】
図２Ａ，２Ｂには電気モジュールの別の実施形態が示されており、この実施形態においては音波進入開口部ＩＮがカバーＣＡＰ内に形成されている。図２Ａは電気モジュールの概略的な断面図を示し、また図２Ｂは上方からモジュールのカバーを透過させて示したモジュールの概略的な俯瞰図を示す。
【００３１】
ベースプレートＢＰは下部層Ｓ２およびこの下部層Ｓ２の上に配置されている上部層Ｓ１を有する。層Ｓ２内には有底の孔ないし長手軸方向に延びる溝の形の音響的な通路ＡＫが形成されている。層Ｓ１は第１の開口部Ｗ１および第２の開口部Ｗ２を除きこの有底の孔を上から有利には完全に覆う。層Ｓ１を例えばはんだストップマスクとして構成することができる。層Ｓ１にはカバーＣＡＰが配置されており、このカバーＣＡＰは分離ウェブＴＳを有し、この分離ウェブＴＳは相互に対向して配置されているカバーの２つの側面を相互に接続する。カバーＣＡＰは全方位でベースプレートＢＰの上面ないし上部層Ｓ１に密に接して終わっている。その間に固着仲介ないしシールのために接着層ＫＳを配置することができる。
【００３２】
層Ｓ１の開口部Ｗ１の上方にマイクロフォンチップＭＣＨが配置されており、このマイクロフォンチップＭＣＨは全方位で層Ｓ１と密に接して終わっている。マイクロフォンチップＭＣＨと第１の層Ｓ１との間にはシーリングフレームＫＳ１が配置されている。別の実施形態においてはシーリングフレームＫＳ１を射出成形材料から形成することができる。別の実施形態においてはシーリングフレームＫＳ１をはんだフレームとして構成することができる。
【００３３】
カバーの分離ウェブＴＳによって層Ｓ１とカバーＣＡＰとの間には２つの中空部ＨＲ１，ＨＲ２が生じ、これらの中空部ＨＲ１，ＨＲ２は音響的な通路ＡＫを介して相互に接続されており、且つ第１の中空部ＨＲ１内に配置されているマイクロフォンチップＭＣＨによって相互に分離されている。第１の中空部ＨＲ１は音波進入開口部ＩＮを介して外部空間と接続されている。
【００３４】
第２の中空部ＨＲ２内にはチップモジュールＢＥ１，ＢＥ２が配置されており、これらのチップモジュールＢＥ１，ＢＥ２はベースプレートに配置されているコンタクトＫ１〜Ｋ３を介して相互に電気的に接続されており、またマイクロフォンチップＭＣＨとも電気的に接続されている。
【００３５】
マイクロフォンチップＭＣＨの上面には端子面ＡＦが配置されており、この端子面ＡＦは例えばマイクロフォンの第１の電極に接続されており、またボンディングワイヤを介して層Ｓ１に配置されている電気的なコンタクトＫ１と電気的に接続されている。図２Ｂに示されているコンタクトＫ２は有利にはマイクロフォンの第２の電極と電気的に接続されている。
【００３６】
音響的な後方体積空間は音響的な通路ＡＫおよび第２の中空部ＨＲ２によって閉じられており空気によって充填されている体積空間を形成する。音響的な通路ＡＫが離れて位置する中空部ＨＲ２をマイクロフォンチップＭＣＨの裏面に接続し、拡張された後方体積空間が提供されることが重要である。
【００３７】
ＭＥＭＳマイクロフォンが組み込まれている別の電気モジュールが図３Ａにおいては断面図で示されており、３ＢにおいてはカバーＣＡＰを透過させて示した俯瞰図でそれぞれ示されている。この実施形態において層Ｓ１は、音響的な通路ＡＫを形成するために層Ｓ２内に設けられている凹部の一部のみを覆う。層Ｓ１内には開口部Ｗ１が設けられており、この開口部Ｗ１は音響的な通路ＡＫに開口しており、またマイクロフォンチップＭＣＨの裏面およびシーリングフレームＫＳ１によって第１の中空部ＨＲ１から分離されている。
【００３８】
音響的な通路ＡＫを第２の中空部ＨＲ２に接続する開口部Ｗ２は、層Ｓ２の一部がこの層Ｓ２内に構成されている凹部の領域においては層Ｓ１によって覆われていないように形成されている。
【００３９】
有利な実施形態において層Ｓ１はカバーＣＡＰによって完全に覆われており、分離ウェブＴＳはこの層Ｓ１に載置されており、また接着層ＫＳを用いてこの層Ｓ１に固定的に接続されている。分離ウェブＴＳの高さはこの実施例においてはカバーの外側の壁の高さよりも低い。マイクロフォンチップＭＣＨは、リング状に構成されており、且つマイクロフォンチップＭＣＨの端部領域に配置されている接着層ＫＳ１（またははんだ層）を用いて層Ｓ１に固定的に接続されている。これによって音響的な通路の開口部Ｗ１は第１の中空部ＨＲ１から分離されている。層ＫＳ１はマイクロフォンチップＭＣＨと層Ｓ１との間の接点のシーリングのために使用される。
【００４０】
図４においては圧電性のマイクロフォンを備えた例示的なＭＥＭＳマイクロフォンチップが示されている。マイクロフォンチップは支持基板ＳＵを包含し、この支持基板ＳＵには開口部か形成されている。この開口部の上方には振動する支持体ＴＤに取付けられているダイアフラムＭ１が配置されている。ダイアフラムは２つの金属層ＭＬ１，ＭＬ２との間に配置されている圧電層ＰＳ１を有する。支持基板ＳＵの上面には端子面ＡＦが配置されており、この端子面ＡＦは金属層ＭＬ１および／またはＭＬ２内に形成されている電極と電気的に接続されている。
【００４１】
図５は支持基板ＳＵと、この支持基板ＳＵの上に張架されており、バイモルフ構造を有するダイアフラムＭ１とを備えたマイクロフォンチップの概略的な断面図を示す。ダイアフラムＭ１は外側金属層ＭＬ３と中間金属層ＭＬ２との間に配置されている第１の圧電層ＰＳ１と、外側金属層ＭＬ１と中間金属層ＭＬ２との間に配置されている第２の圧電層ＰＳ２とを有する。これら２つの層ＰＳ１，ＰＳ２における圧電軸は同じ方向または反対方向に配向されている。
【００４２】
バイモルフダイアフラム構造はただ１つの圧電層を有するダイアフラムに比べ、ダイアラフラムが同じ大きさで曲がった際には２つの圧電層の圧電電位が加算されることにより２倍の電気信号が得られるという利点を有する。
【００４３】
ダイアフラムＭ１を形成する層の層厚は金属層ＭＬ２に関して有利には対称的に選択されている。この場合には圧電層が同一の厚さおよび圧電軸の同一の配向を有する。２つの外側金属層ＭＬ１，ＭＬ３も有利には同じ厚さに構成されている。
【００４４】
支持基板ＳＵの上面には電気的なコンタクトＡＥ１，ＡＥ２が配置されており、これらの電気的なコンタクトＡＥ１，ＡＥ２は一方では金属層ＭＬ１および／またはＭＬ２内に形成されている電極と電気的な線路を介して電気的に接続されており、他方では支持基板ＳＵの下面に配置されている端子面ＡＦとスルーコンタクトＤＫを介して電気的に接続されている。
【００４５】
変形形態においては、空気によって充填されている包囲された体積空間（マイクロフォンの後方体積空間）と外部空間とを接続し、且つダイアフラムの断面よりも小さい換気開口部を設けることができ、この換気開口部は１００ｍｓ以上の領域における緩慢な圧力補償調整に使用される。圧力補償調整はマイクロフォンの動作領域における最大波長を有する音響的な信号の周期持続時間よりも緩慢に行われる。この開口部をダイアフラム内、または音響的な後方体積空間を包囲する容器の壁の中に配置することができる。
【００４６】
モジュールは図面に示した構成要素、マイクロフォンないしマイクロフォンチップの数または固有の形状もしくは２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの聴覚領域に制限されるものではない。別の圧電性の音響的なセンサ、例えば超音波により動作する距離センサも考えられる。マイクロフォンチップを任意の信号処理モジュールに使用することができる。種々の実施形態を相互に組み合わせることもできる。
【００４７】
構造化された導体路が集積されており、例えば電気的な線路、インダクタンス、コンデンサおよび抵抗を実現する多層構造体として支持基板を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】マイクロフォンが組み込まれている例示的な電気モジュール。
【図２Ａ】マイクロフォンチップ、音響的な通路および２つの中空部を備えた電気モジュールの断面図。
【図２Ｂ】図２Ａによるモジュールの俯瞰図。
【図３Ａ】別の電気モジュール。
【図３Ｂ】別の電気モジュール。
【図４】圧電層を包含するダイアフラムを備えたマイクロフォン。
【図５】バイモルフ構造を有するダイアフラムを備えたマイクロフォン。
【符号の説明】
【００４９】
ＡＥ１，ＡＥ２  外部コンタクト、  ＡＦ  端子面、  ＡＫ  音響的な通路、  ＢＤ  ボンディングワイヤ、  ＢＥ１，ＢＥ２  モジュール、  ＢＰ  ベースプレート、  ＣＡＰ  カバー、  ＤＫ  スルーコンタクト、  ＨＲ１  第１の中空部、  ＨＲ２  第２の中空部、  ＩＮ  音波進入開口部、  Ｋ１〜Ｋ３  電気的なコンタクト、  ＫＳ  接着層、  ＭＣＨ  マイクロフォンチップ、  ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３  金属層、  ＰＳ１，ＰＳ２  圧電層、  ＴＤ  ダイアフラムの支持体、  ＴＳ  分離ウェブ、  Ｓ１，Ｓ２  ベースプレートＢＰの第１の層および第２の層、  ＳＵ  基板、  Ｗ１，Ｗ２  第１の開口部、第２の開口部
【図１】
2008532369.tif 000003
【図２Ａ】
2008532369.tif 000004
【図２Ｂ】
2008532369.tif 000005
【図３Ａ】
2008532369.tif 000006
【図３Ｂ】
2008532369.tif 000007
【図４】
2008532369.tif 000008
【図５】
2008532369.tif 000009
【国際調査報告】
2008532369.tif 000010
2008532369.tif 000011
2008532369.tif 000012
2008532369.tif 000013
2008532369.tif 000014
2008532369.tif 000015