(57)【要約】【課題】  音響孔の共振周波数が高いコンデンサマイクロホンおよびそれを備える電気音響変換装置を提供する。【解決手段】  内側に空洞を形成し、通孔を有するパッケージと、前記パッケージに接合され、前記通孔に重なる音響孔を有し、前記通孔の長さより薄いプレートと、前記空洞の一部に収納される電気音響変換ダイと、を備えるコンデンサマイクロホン。【選択図】図１
2008136195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に空洞を形成し、通孔を有するパッケージと、
前記パッケージに接合され、前記通孔に重なる音響孔を有し、前記通孔の長さより薄いプレートと、
前記空洞の一部に収納される電気音響変換ダイと、
を備えるコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記パッケージは、
前記通孔を有し外部配線基板に接合される底部と、
前記底部に接合され前記底部とともに内側に前記空洞を形成しているカバーとを備え、
前記プレートは、前記底部に接合され、前記底部より薄く、
前記電気音響変換ダイは、静止電極と、前記静止電極に対する振動電極と、前記音響孔の周囲において前記底部又は前記プレートに接合され前記静止電極と前記振動電極とを内側に支持する環状の支持部と、を備える、
請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記音響孔の長さは１００μｍ以下であり、
前記音響孔の直径は１００μｍ以下である、
請求項１または２に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記プレートは金属材料からなる、
請求項１、２又は３に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記プレートはリードフレームからなる、
請求項４に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項６】
前記底部は多層配線基板であって、
前記プレートは前記多層配線基板の表面に接合されている導電膜からなる、
請求項４に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項７】
前記底部は多層配線基板であって、
前記プレートは前記多層配線基板に内包されている導電膜からなる、
請求項４に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項８】
前記プレートを複数備え、
前記底部は多層配線基板であって、
複数の前記プレートのそれぞれは前記多層配線基板に接合され絶縁層を間に挟んで重なり合っている導電膜からなる、
請求項４に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項９】
第一の前記導電膜が形成している前記音響孔と第二の前記導電膜が形成している前記音響孔とは重なっていない、
請求項８に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項１０】
第一の前記導電膜と第二の前記導電膜との間に通気性シートをさらに備える、
請求項８又は９に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項１１】
前記プレートの前記電気音響変換ダイを基準とする裏面の少なくとも前記音響孔の周囲に撥水膜が形成されている、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項１２】
前記プレートは、外周が前記電気音響変換ダイの投影領域を包含している、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項１３】
前記プレートは、グラウンド電位の配線に接続されている、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項１４】
コンデンサマイクロホンと、
前記コンデンサマイクロホンが接合される外部配線基板と、を備え、
前記コンデンサマイクロホンは、
通孔を有し外部配線基板に接合される底部と、
前記底部に接合され前記底部とともに内側に空洞を形成しているカバーと、
前記底部に接合され、前記通孔の長さより薄く、前記通孔に重なる音響孔を有するプレートと、
前記空洞の一部に収納され、静止電極と、前記静止電極に対する振動電極と、前記静止電極と前記振動電極とを内側に支持する環状の支持部と、
を備える電気音響変換ダイと、
を備え、
前記外部配線基板は前記通孔に重なる第二の通孔を有する、
電気音響変換装置。
【請求項１５】
前記支持部は、前記音響孔の周囲において前記底部又は前記プレートに接合されている、
請求項１４に記載の電気音響変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンデンサマイクロホンおよびこれを備える電気音響変換装置に関し、特にＭＥＭＳセンサパッケージとしてのコンデンサマイクロホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＥＭＳセンサパッケージとしてのコンデンサマイクロホンが知られている。特許文献１には、配線基板に接合された電気音響変換ダイがカバーで覆われ、パッケージ内の電気音響変換ダイに音波を到達させるための音響孔がパッケージのカバーまたは配線基板に形成されているコンデンサマイクロホンが記載されている。音響孔からは塵埃、光、水滴など、パッケージ内のダイの作動に悪影響を及ぼす要素が進入し得るため、音響孔はなるべく小径であることが望ましい。
【特許文献１】米国特許出願公開２００５／０１８５８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、音響孔での共振は音響孔が小径で長いほど低い周波数で起こるようになる。したがって、パッケージの底部に相当する配線基板自体やカバー自体に小径の音響孔を形成すると、音響孔の長さがこれらの厚さに等しくなるため、共振が可聴域内で起こり得る。
【０００４】
本発明は、音響孔の共振周波数が高いコンデンサマイクロホンおよびそれを備える電気音響変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンは、内側に空洞を形成し、通孔を有するパッケージと、前記パッケージに接合され、前記通孔に重なる音響孔を有し、前記通孔の長さより薄いプレートと、前記空洞の一部に収納される電気音響変換ダイと、を備える。
このコンデンサマイクロホンによると、パッケージの通孔の長さより薄いプレートがパッケージに接合され、プレートに音響孔が形成されるため、パッケージ自体に音響孔を形成する場合に比べ、音響孔の長さを短くすることができる。したがってこのコンデンサマイクロホンによると、音響孔の共振周波数を高くすることができる。
【０００６】
（２）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記パッケージは、前記通孔を有し外部配線基板に接合される底部と、前記底部に接合され前記底部とともに内側に前記空洞を形成しているカバーとを備えてもよい。この場合、前記プレートは、前記底部に接合され、前記底部より薄くても良い。またこの場合、前記電気音響変換ダイは、静止電極と、前記静止電極に対する振動電極と、前記音響孔の周囲において前記底部又は前記プレートに接合され前記静止電極と前記振動電極とを内側に支持する環状の支持部と、を備えても良い。
この場合、音響孔と電気音響変換ダイとが重なるため、コンデンサマイクロホンのフットプリントを小さくすることができる。またこの場合、パッケージの底部から電気音響変換ダイの内側に直接音波が到達するため、パッケージ内の電気音響変換ダイの外側空間の広い容積をバックキャビティとして利用することができ、その結果、カットオフ周波数を低くすることができる。尚、環状の支持部は静止電極と振動電極とを取り囲む形状であればよく、内側および外側の輪郭はいずれも円形であっても長方形であっても正方形であっても多角形であってもよい。
【０００７】
（３）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記音響孔の長さは１００μｍ以下であり、前記音響孔の直径は１００μｍ以下であることが望ましい。
音響孔の長さは音響孔周囲のプレートの厚さに相当する。
【０００８】
（４）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記プレートは金属材料からなることが望ましい。
【０００９】
（５）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記プレートはリードフレームからなっても良い。
リードフレームを用いるパッケージの場合、リードフレームに音響孔を形成することによって構造を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００１０】
（６）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記底部は多層配線基板であって、前記プレートは前記多層配線基板に接合されている導電膜からなっても良い。
この場合、多層配線基板の製造工程においてプレートを多層配線基板に接合できるため、製造コストを低減することができる。
【００１１】
（７）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記底部は多層配線基板であって、前記プレートは前記多層配線基板に内包されている導電膜からなっても良い。
この場合も、多層配線基板の製造工程においてプレートを多層配線基板に接合できるため、製造コストを低減することができる。
【００１２】
（８）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記プレートを複数備え、前記底部は多層配線基板であって、複数の前記プレートのそれぞれは前記多層配線基板に接合され絶縁層を間に挟んで重なり合っている導電膜からなってもよい。
この場合も、多層配線基板の製造工程においてプレートを多層配線基板に接合できるため、製造コストを低減することができる。
【００１３】
（９）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、第一の前記導電膜が形成している前記音響孔と第二の前記導電膜が形成している前記音響孔とは重なっていないことが望ましい。
この場合、２つの導電膜にそれぞれ形成されている音響孔をいずれも通り抜けなければ塵埃や光や水滴がパッケージ内に進入できないため、コンデンサマイクロホンの使用環境適応能力が向上する。
【００１４】
（１０）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、第一の前記導電膜と第二の前記導電膜との間に通気性シートをさらに備えても良い。
この場合、コンデンサマイクロホンの使用環境適応能力が向上する。
【００１５】
（１１）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記プレートの前記電気音響変換ダイを基準とする裏面の少なくとも前記音響孔の周囲に撥水膜が形成されていても良い。
この場合、コンデンサマイクロホンの防滴性能が向上する。
【００１６】
（１２）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記プレートは、外周が前記電気音響変換ダイの投影領域を包含していてもよい。
一般にコンデンサマイクロホンの電気音響変換ダイの出力インピーダンスは高い。この場合、プレートが電気音響変換ダイのノイズシールドとして機能するため、コンデンサマイクロホンのＳ／Ｎを向上させることができる。
【００１７】
（１３）上記目的を達成するためのコンデンサマイクロホンにおいて、前記プレートは、グラウンド電位の配線に接続されていても良い。
この場合、プレートのノイズシールド効果が向上するため、コンデンサマイクロホンのＳ／Ｎをさらに向上させることができる。
【００１８】
（１４）上記目的を達成するための電気音響変換装置は、コンデンサマイクロホンと、前記コンデンサマイクロホンが接合される外部配線基板と、を備える。前記コンデンサマイクロホンは通孔を有し外部配線基板に接合される底部と、前記底部に接合され前記底部とともに内側に空洞を形成しているカバーと、前記底部に接合され、前記通孔の長さより薄く、前記通孔に重なる音響孔を有するプレートと、前記空洞の一部に収納され、静止電極と、前記静止電極に対する振動電極と、前記静止電極と前記振動電極とを内側に支持する環状の支持部と、を備える電気音響変換ダイと、を備える。前記外部配線基板は前記通孔に重なる第二の通孔を有する。
この電気音響変換装置によると、外部配線基板に接合される底部の通孔の長さより薄いプレートに音響孔が形成されるため、外部配線基板に接合される底部自体に音響孔を形成する場合に比べ、音響孔の長さを短くすることができる。したがってこのコンデンサマイクロホンによると、音響孔の共振周波数を高くすることができる。
【００１９】
（１５）上記目的を達成するための電気音響変換装置において、前記支持部は、前記音響孔の周囲において前記底部又は前記プレートに接合されていても良い。
この場合、音響孔と電気音響変換ダイとが重なるため、コンデンサマイクロホンのフットプリントを小さくすることができ、その結果、装置全体を小型化することができる。またこの場合、外部配線基板に接合される底部から電気音響変換ダイの内側に直接音波が到達するため、パッケージ内の電気音響変換ダイの外側空間の広い容積をバックキャビティとして利用することができ、その結果、カットオフ周波数を低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
（第一実施例）
・電気音響変換装置の構成
図１Ａは本発明による電気音響変換装置の第一実施例の要部を示す断面図である。この電気音響変換装置は、携帯電話端末、ボイスレコーダー、ノート型パーソナルコンピュータなど、音響を電気信号に変換する機能を備える装置である。電気音響変換装置の外殻を構成する図示しない筐体には、種々の電子部品が実装される外部配線基板１７が収納されている。コンデンサマイクロホン１は外部配線基板１７に図示しないＢＧＡ（Ball Grid Array）などを介して接合されている。コンデンサマイクロホン１の直下において外部配線基板１７に第二の通孔１７１が形成されている。第二の通孔１７１はコンデンサマイクロホン１まで音波を通過させるための孔である。電気音響変換装置の外殻を構成する筐体には第二の通孔１７１まで音波を通過させるための通孔が形成されている。
【００２１】
・コンデンサマイクロホンの構成
コンデンサマイクロホン１は、電気音響変換ダイ１２とインピーダンス変換ダイ１８と、これらを収容するパッケージ１６と、パッケージ１６に接合されたプレート１９とを備えている。電気音響変換ダイ１２とインピーダンス変換ダイ１８とは金線１３によるワイヤーボンディングなどによって電気的に接続されている。インピーダンス変換ダイ１８は、ワイヤーボンディング、フリップチップ結合などによってパッケージ１６の配線に電気的に接続されている。
【００２２】
・・電気音響変換ダイ
電気音響変換ダイ１２は、音波を電気信号に変換する機能を有する。電気音響変換ダイ１２はシリコンウェハ上にドープトシリコン薄膜などの導電膜や、シリコン酸化膜などの絶縁膜が積層された構造を有する。電気音響変換ダイ１２にはコンデンサの対向電極を構成する振動電極１２３とこれに対する静止電極１２２とこれらの電極膜を支持する環状の支持部１２４が備えられている。支持部１２４はプレート１９の音響孔１９１の周囲に接合されている。
【００２３】
振動電極１２３は２つの空間を仕切るダイヤフラムとして構成される。振動電極１２３によって仕切られる２つの空間のうち、電気音響変換ダイ１２の変換対象である音波が到来してくる空間を音響空間といい、他方の空間をバックキャビティというものとする。バックキャビティ内に位置する静止電極１２２には複数の後方通孔１２１が形成されているため、振動電極１２３によって仕切られているバックキャビティはパッケージ１６内部の電気音響変換ダイ１２の外部空間を含む。尚、図１Ａには静止電極１２２がバックキャビティに位置する例を示しているが、静止電極１２２が音響空間に位置していても良い。この場合、静止電極１２２に形成されている通孔を通った音波が振動電極１２３に到達することになる。
【００２４】
図６Ａは電気音響変換ダイ１２の積層構造の一例を示す模式的な断面図である。電気音響変換ダイ１２は、ダイ基板１２ａ、下層絶縁膜１２ｂ、下層導電膜１２ｃ、スペーサ絶縁膜１２ｄ、上層導電膜１２ｅ、表層絶縁膜１２ｆなどからなる基板と薄膜の積層構造体である。電気音響変換ダイ１２を構成するこれらの基板と薄膜とは、互いに接合されている。このような電気音響変換ダイ１２は、例えば、ダイ基板１２ａとなるシリコンウェハの上に、下層導電膜１２ｃ、上層導電膜１２ｅ、下層導電膜１２ｃ、スペーサ絶縁膜１２ｄ、上層導電膜１２ｅ、表層絶縁膜１２ｆなどを堆積によって形成したり、これらの薄膜をパターニングした後、ダイシングすることによって形成される。
【００２５】
図６Ｂは電気音響変換ダイ１２を構成する基板と薄膜と電気音響変換ダイ１２の機械的な構成要素との対応関係を説明するための模式図である。図６Ｂにおいては、電気音響変換ダイ１２を構成する基板と薄膜の界面と薄膜同士の界面とがそれぞれ破線で示されている。静止電極１２２は例えばドープトシリコン薄膜などの上層導電膜１２ｅからなる。静止電極１２４の外周は円形でも矩形でも多角形でもよい。振動電極１２３は例えばドープトシリコン薄膜などの下層導電膜１２ｃからなる。振動電極１２３の外周は円形でも矩形でも多角形でもよい。振動電極１２３は少なくとも一部が空隙を間に挟んで静止電極１２２と対向している。すなわち振動電極１２３および静止電極１２２はコンデンサの対向電極を構成している。支持部１２４はダイ基板１２ａ、下層絶縁膜１２ｂ、下層導電膜１２ｃ、スペーサ絶縁膜１２ｄ、上層導電膜１２ｅ、表層絶縁膜１２ｆなどからなる複層構造体である。支持部１２４は静止電極１２２と振動電極１２３とを取り囲む形状である。振動電極１２３、静止電極１２２およびダイ基板１２ａは図示しない導電膜によって構成される貫通電極やボンディングパッドを介してインピーダンス変換ダイ１８に電気的に接続される。
【００２６】
尚、上述したように上層導電膜１２ｅの一部が静止電極１２２を構成し、上層導電膜１２ｅの残部が支持部１２４の一部を構成している。このため機械的な構造体としては、支持部１２４に静止電極１２２の外周の全部または一部が結合され、支持部１２４の内側に静止電極１２２が支持されていることになる。また、上述したように下層導電膜１２ｃの一部が振動電極１２３に含まれ、下層導電膜１２ｃの残部が支持部１２４に含まれている。このため、機械的な構造体としては、支持部１２４に振動電極１２３の外周の全部または一部が結合され、支持部１２４の内側に振動電極１２３が支持されていることになる。
【００２７】
静止電極１２２がバックキャビティに位置するように図６Ａおよび図６Ｂに示す構造を有する電気音響変換ダイ１２をプレート１９に接合する場合、プレート１９にはダイ基板１２ａが例えば接着剤によって気密に接合される。静止電極１２２が音響空間に位置するように図６Ａおよび図６Ｂに示す構造を有する電気音響変換ダイ１２をプレート１９に接合する場合、プレート１９には表層絶縁膜１２ｆが例えば接着剤によって気密に接合される。
【００２８】
従来、バックキャビティは電気音響変換ダイ１２の基板に形成され一端がパッケージによって閉塞される通孔によって形成されていた。バックキャビティの容積が大きいほどコンデンサマイクロホン１のカットオフ周波数を低くすることができる。シリコンウェハなどからなる基板にエッチングで通孔を形成することは容易でないが、シリコンウェハに形成する通孔でバックキャビティの容積を確保するとすれば、厚いシリコンウェハに深い通孔を形成する必要がある。本実施例ではパッケージ１６内部の余剰空間をバックキャビティとして利用できるため、エッチングによってバックキャビティを形成する場合に比べ、カットオフ周波数を高くすることができる。また、電気音響変換ダイ１２の内側空間のみでバックキャビティの容積を確保する必要がないため、本実施例では電気音響変換ダイ１２を薄くすることによって、コンデンサマイクロホン１を薄くすることができる。尚、プレート１９と振動電極１２３との間の空間の容積が小さく、振動電極１２３の面積が大きいほどコンデンサマイクロホン１の感度が向上するので、プレート１９と振動電極１２３との間隔を狭くし、振動電極１２３の面積を大きくすることが望ましい。
【００２９】
後方通孔１２１が形成されている静止電極１２２は音響空間を伝わってくる音波によっては振動しないため、振動電極１２３は静止電極１２２に対して振動する。音波を受けた振動電極１２３が静止電極１２２に対して振動すると、これらの対向電極によって形成されるコンデンサの容量が変化するため、音響は電気音響変換ダイ１２によって電気信号に変換される。
【００３０】
・・インピーダンス変換ダイ
インピーダンス変換ダイ１８は静止電極１２２、振動電極１２３のいずれか一方にバイアス電圧を印加するためのチャージポンプ（図示略）、静止電極１２２、振動電極１２３の他方に接続されるインピーダンス変換器（図示略）などを備えている。インピーダンス変換器は、電気音響変換ダイ１２のハイインピーダンスの出力をローインピーダンス化し、コンデンサマイクロホン１のノイズ耐性を向上させる。
【００３１】
・・パッケージ
パッケージ１６は多層配線基板によって構成される底部１６２と、底部１６２とともにパッケージ１６の内側に空洞を形成しているカバー１６１とで構成されている。
【００３２】
底部１６２は、インピーダンス変換ダイ１８と外部配線基板１７とを接続するための配線を形成する図示しない導電膜と図示しないセラミックシートの積層構造を有する無蓋の箱形態である。底部１６２には、外部配線基板１７に形成されている第二の通孔１７１と重なり連通している通孔１６３が形成されている。図１Ｂに示すように通孔１６３は電気音響変換ダイ１２の直下に位置し、プレート１９を間に挟んで振動電極１２３と重なっている。
【００３３】
底部１６２に接合されているカバー１６１は底部１６２の通孔１６３以外からパッケージ１６の内部に音波が進入しないように底部１６２に覆い被さっている。カバー１６１はノイズに対するシールド効果をもたらす導体で構成されていることが望ましく、グラウンド電位に接続されていることがさらに望ましい。
【００３４】
・・プレート
プレート１９は、パッケージ１６を構成するカバー１６１、底部１６２のいずれの最小肉厚よりも薄い。プレート１９の厚さをパッケージ１６に形成される通孔１６３と比べた場合、プレート１９は通孔１６３の長さより薄い。プレート１９は、図１Ｂに示すように電気音響変換ダイ１２の投影領域Ｆ１を包含する外周を有する。プレート１９は、金属材料などからなる導電膜で構成され、パッケージ１６の底部１６２に接合されている。プレート１９の材料としては、例えばステンレス、ベリリウム銅、Ｆｅ−Ｎｉ合金（６４アロイ）などを選択し得る。プレート１９は電気音響変換ダイ１２に接合されるため、シリコンウェハと熱膨張係数の近い材料が選択されることが望ましい。また、ノイズに対するシールド効果を高めるため、プレート１９をグラウンド電位に接続することが望ましい。
【００３５】
プレート１９には音響孔１９１が形成されている。図１Ｂに示すように音響孔１９１は底部１６２の通孔１６３と重なって連通している。音響孔１９１からは音以外の塵埃、水滴、光などが進入可能であるため、塵埃、水滴、光などの進入を阻止する観点からは音響孔１９１の断面積は小さいほどよい。一方、音響孔１９１の断面積が小さいほど音響孔１９１の共振周波数は低くなるため、共振周波数を可聴域よりも高める観点からは音響孔１９１の断面積は大きいほどよい。また音響孔１９１の共振周波数を可聴域より高くするため、音響孔１９１の長さは短いほどよい。音響孔１９１の長さはプレート１９の厚さに等しいため、プレート１９の厚さは、薄いほどよい。本実施例では、音響孔１９１の長さを短くすることによって共振周波数を高め、音響孔１９１の断面積を小さくすることによって塵埃、水滴、光などの進入を阻止する。具体的には、音響孔１９１の断面を円形とすると、直径は１００μｍ以下であることが望ましく、プレート１９の厚さは１００μｍ以下であることが望ましい。このように短い音響孔１９１を形成するためのプレート１９は、印刷や塗布によって底部１６２の表面に金属材料で形成する膜によって形成することができる。プレート１９が薄ければ断面積の小さい通孔を形成することは容易であり、フォトリソグラフィを用いたエッチング、レーザ加工、プレス加工などによってプレート１９に断面積の小さい音響孔１９１を形成することができる。
・・効果
以上説明した第一実施例の構造において、音響孔１９１の直径を１００μｍ、音響孔１９１の長さを１００μｍ、振動電極１２３とプレート１９の間隔を５１２μｍ、振動電極１２３を直径７００μｍの円形としてコンデンサマイクロホン１の共振周波数をシミュレーションすると約２５ｋＨｚとなり、コンデンサマイクロホン１の共振周波数は可聴域より高くなる。
【００３６】
（第二実施例）
図２Ａは、本発明による電気音響変換装置の第二実施例の要部を示す断面図である。第一実施例と共通の構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。第二実施例はコンデンサマイクロホン２のパッケージ１６の底部１６２が樹脂モールドからなり、プレートが樹脂封止されたリードフレーム１４からなる点において第一実施例と異なる。
【００３７】
第二実施例のコンデンサマイクロホン２はＳＯＰ（Small Outline Package）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＰＧＡ（Pin Grid Array）などを構成するリードフレーム１４を備えている。リードフレーム１４には電気音響変換ダイ１２とインピーダンス変換ダイ１８とが接合されている。リードフレーム１４は、インピーダンス変換ダイ１８とワイヤボンド接続される図示しないリードを有し、このリードは樹脂モールドからなる底部１６２の外側に突出している。断面積が狭く短い音響孔１４２を形成するためのプレートをリードフレーム１４で構成することにより、パッケージの構造を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００３８】
リードフレーム１４の樹脂モールドによって封止されていない一部は残部に比べて薄く形成されており、薄く形成されている部分には断面積が小さく短い音響孔１４２が形成されている。リードフレーム１４の音響孔１４２が形成されている部位は、パッケージ１６を構成するカバー１６１、底部１６２のいずれの最小肉厚よりも薄い。リードフレーム１４のパッケージ１６の外側に露出する面の音響孔１４２の近傍には図２Ｂに示すように撥水膜１４１を形成することが望ましい。撥水膜１４１はリードフレーム１４１にシリコンゴム、フッ素樹脂などの撥水性のある薄膜をコーティングすることにより形成される。パッケージ１６の外側に露出する音響孔１４２の近傍に撥水膜１４１を形成することにより、パッケージ１６の内部への水滴の進入を防止することができる。撥水膜１４１はリードフレーム１４１の音響孔１４２の少なくとも周囲を含む部分に形成し、音響孔１４２の周囲においてはリードフレーム１４１の表裏両面に形成することが望ましく、音響孔１４２の内壁面にも形成することが望ましい。
【００３９】
（第三実施例）
図３Ａは、本発明による電気音響変換装置の第三実施例の要部を示す断面図である。第一実施例と共通の構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。第三実施例は、プレート１５が多層配線基板からなる底部１６２に内包されている導電膜で構成されている点において第一実施例と異なる。
【００４０】
プレート１５は多層配線基板の積層構造の一部である導電膜として構成されている。プレート１５を構成する導電膜は、パッケージ１６を構成するカバー１６１、底部１６２のいずれの最小肉厚よりも薄い。プレート１５には断面積が小さく短い音響孔１５１が形成されている。プレート１５は電気音響変換ダイ１２の投影領域Ｆ１とインピーダンス変換ダイ１８の投影領域Ｆ２とを包含する外周を有する。プレート１５はグラウンド電位に接続されており、パッケージ１６のフットプリントとプレート１５のフットプリントはほぼ等しい。したがって、第三実施例のコンデンサマイクロホン３では、プレート１５のノイズに対するシールド効果が先の第一実施例、第二実施例のプレートが奏するシールド効果よりも高い。
【００４１】
以上説明した第三実施例の構造において、音響孔１５１の直径を１００μｍ、音響孔１５１の長さを１００μｍ、振動電極１２３とプレート１５の間隔を５１２μｍ、底部１６２の表面からプレート１５の表面までの深さを１５０μｍ、振動電極１２３を直径７００μｍの円形としてコンデンサマイクロホン３の共振周波数をシミュレーションすると約２２ｋＨｚとなり、コンデンサマイクロホン３の共振周波数は可聴域より高くなる。
【００４２】
（第四実施例）
図４Ａは、本発明による電気音響変換装置の第四実施例の要部を示す断面図である。第一実施例、第三実施例と共通の構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。第四実施例は、音響孔を有するプレートが多層配線基板からなる底部１６２の表面に接合されている第一のプレート１９と、底部１６２を構成する多層配線基板の積層構造の一部を構成している導電膜からなる第二のプレート１５とで構成されている点において、第一実施例と第三実施例とを組み合わせた構成となっている。
【００４３】
第四実施例のコンデンサマイクロホン４の第一のプレート１９と第二のプレート１５とはそれらの間に位置する多層配線基板の絶縁層に接合されている。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第一のプレート１９に形成されている音響孔１９１と第二のプレート１５に形成されている音響孔１５１とは、重なっていないが連通しており、２つの音響孔１５１、１９１を通過した音波が振動電極１２３に到達する構成になっている。音響孔１５１と音響孔１９１とが重なっていないため、２つの音響孔１５１、１９１からパッケージ１６の内部に光、塵埃、水滴などが進入しにくい。
【００４４】
以上説明した第四実施例の構造において、音響孔１９１、１５１の直径をそれぞれ１００μｍ、音響孔１９１、１５１の長さをそれぞれ１００μｍ、振動電極１２３と第一のプレート１９の間隔を５１２μｍ、第一のプレート１９と第二のプレート１５の間隔を１５０μｍ、振動電極１２３を直径７００μｍの円形としてコンデンサマイクロホン１の共振周波数をシミュレーションすると、第一のプレート１９と第二のプレート１５の空隙の共振周波数が約３３ｋＨｚ、振動電極１２３と第一のプレート１９の空隙の共振周波数が約２５ｋＨｚとなり、コンデンサマイクロホン１の共振周波数は可聴域より高くなる。
【００４５】
（第五実施例）
図５は、本発明による電気音響変換装置の第五実施例の要部を示す断面図である。第四実施例と共通の構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。第五実施例のコンデンサマイクロホン５は第一のプレート１９と第二のプレート１５との間に通気性シート１１を備える点において第四実施例と異なる。
【００４６】
通気性シート１１は多層配線基板からなる底部１６２に形成されている通孔１６３の内部において、第一のプレート１９と第二のプレート１５とに挟まれている。通気性シート１１は、不織布や、通気性と防滴性を兼ね備えた繊維材料からなる。コンデンサマイクロホン５は、通気性シート１１を備えているため、２つの音響孔１５１、１９１からパッケージ１６の内部に光、塵埃、水滴などがさらに進入しにくい。
【００４７】
（他の実施例）
以上実施例に即して本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は上述した実施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内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、プレートに形成する音響孔の数が少ないほど共振周波数は高くなるが、１枚のプレートに形成する音響孔の数は１つに限定されないし、３枚以上のプレートによって３つ以上の音響孔を形成してもよい。また音響孔はパッケージのカバーに接合するプレートに形成しても良いし、パッケージの側壁に接合するプレートに形成しても良い。また断面積が小さく短い音響孔を形成するためのプレートを金属材料以外の樹脂、セラミックなどの無機物で形成しても良い。またパッケージされたコンデンサマイクロホンの内部に２つのダイを収納する構成を例示したが、１つのダイに電気音響変換機能とインピーダンス変換機能とを備え、これら２つの機能を有する１つのダイをパッケージすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１Ａは第一実施例に係る断面図である。図１Ｂは第一実施例のパッケージの底部とプレートとを示す平面図である。
【図２】図２Ａは第二実施例に係る断面図である。図２Ｂは図２ＡのＢ部拡大図である。
【図３】図３Ａは第三実施例に係る断面図である。図３Ｂは第三実施例のパッケージの底部とプレートとを示す平面図である。
【図４】図４Ａは第四実施例に係る断面図である。図４Ｂは第四実施例のパッケージの底部とプレートとを示す平面図である。
【図５】第五実施例に係る断面図である。
【図６】図６Ａは第一実施例から第五実施例にかかる断面図である。図６Ｂは第一実施例から第四実施例にかかる模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：コンデンサマイクロホン、２：コンデンサマイクロホン、３：コンデンサマイクロホン、４：コンデンサマイクロホン、５：コンデンサマイクロホン、１１：通気性シート、１２：電気音響変換ダイ、１２：支持部、１２：電気音響変換ダイ、１３：金線、１４：リードフレーム、１５：プレート、１６：パッケージ、１７：外部配線基板、１８：インピーダンス変換ダイ、１９：プレート、１２１：後方通孔、１２２：静止電極、１２３：振動電極、１４１：リードフレーム、１４１：撥水膜、１５１：音響孔、１６１：カバー、１６２：底部、１６３：通孔、１７１：通孔、１９１：音響孔、１９２：音響孔
【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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