(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳマイクロホンチップが設置された基板と金属ケースとの接合強度を向上させることが可能なシリコンコンデンサマイクロホン及びシリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法を提供すること。【解決手段】金属ケース１１０と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）マイクロホンチップ１０と、電圧ポンプ２２とバッファＩＣ２４とを含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）チップ２０と、を有し、表面上に金属ケースと接合するための接続パターン１２１が形成され、金属ケースと接続パターンとが接合された基板１２０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ケースと；
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）マイクロホンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣを含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）チップと、を有し、表面上に前記金属ケースと接合するための接続パターンが形成され、前記金属ケースと前記接続パターンとが接合された基板と；
を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記金属ケースは、円筒形又は四角筒形であることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記金属ケースの端部は、直線形、又は外側に曲がって羽根部が形成された形態であることを特徴とする、請求項２に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記基板は、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）基板、メタル基板のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記金属ケースの材質は、黄銅、アルミニウム、ニッケル合金のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項６】
前記金属ケースと前記接続パターンとの接合は、レーザ溶接で行うことを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項７】
前記金属ケースと前記接続パターンとの接合は、電気溶接で行うことを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項８】
前記金属ケースと前記接続パターンとの接合は、ソルダリングで行うことを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項９】
前記金属ケースと前記接続パターンとの接合は、伝導性接着剤の使用で行うことを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１０】
前記基板は、外部ディバイスと連結するための接続端子が、少なくとも２つ以上８つまで形成されることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１１】
前記基板は、後方音を流入するための後方音流入ホールが形成されて、前記マイクロホンが指向性を有するようになることを特徴とする、請求項１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１２】
ＭＥＭＳマイクロホンチップとＡＳＩＣチップが実装され、接続パターンが形成された基板を設置する段階と；
金属ケースを設置する段階と；
前記基板の接続パターンに、前記金属ケースを整列する段階と；
前記金属ケースの端部と前記基板の接続パターンとを溶接する段階と；
を含むことを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法。
【請求項１３】
底面のふさがっている金属ケースと；
外部音響を入力するための音響ホールが形成されており、前記音響ホールの周囲には、メインＰＣＢとマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、前記音響ホールをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子が形成されており、ＭＥＭＳマイクロホンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣを含むＡＳＩＣチップと、を有し、表面上に前記金属ケースと接合するための接続パターンが形成されており、溶接により前記金属ケースと前記接続パターンとが接合された基板と；
を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１４】
前記金属ケースは、円筒形又は四角筒形であることを特徴とする、請求項１３に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１５】
前記金属ケースの端部は、直線形、又は外側に曲がって羽根部が形成された形態であることを特徴とする、請求項１３に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１６】
前記基板は、ＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタル基板のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１３に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１７】
前記金属ケースの材質は、黄銅、アルミニウム、ニッケル合金のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１３に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１８】
前記基板は、外部ディバイスと連結するための接続端子が、少なくとも２つ以上８つまで形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項１９】
前記基板の音響ホールが、前記ＭＥＭＳマイクロホンチップが実装された位置に形成されたことを特徴とする、請求項１３に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２０】
前記金属ケースには、外部音を流入するための音響ホールが形成され、前記音響ホールの内側又は外側に、音響抵抗体が設置されて、指向特性を有するようになることを特徴とする、請求項１９に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２１】
マイクロホンを挿入できる挿入ホールと接続パッドとが形成されたメインＰＣＢに実装するシリコンコンデンサマイクロホンにおいて：
前記メインＰＣＢの挿入ホールに挿入でき、底面のふさがっている金属ケースと；
音響ホールが形成され、前記金属ケースより広く、ＭＥＭＳマイクロホンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣを含むＡＳＩＣチップと、を有し、表面上に前記金属ケースと接合するための接続パターンが形成されて、前記金属ケースと前記接続パターンとが接合された基板と；
前記メインＰＣＢの接続パッドと接続するために、前記金属ケースが実装された基板の部品面に形成された接続端子と；
を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２２】
前記金属ケースは、円筒形又は四角筒形であることを特徴とする、請求項２１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２３】
前記金属ケースの端部は、直線形、又は外側に曲がって羽根部が形成された形態であることを特徴とする、請求項２１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２４】
前記基板は、ＰＣＢ基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタル基板のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項２１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２５】
前記金属ケースの材質は、黄銅、アルミニウム、ニッケル合金のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項２１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２６】
前記接続端子は、少なくとも２つ以上８つまで形成されたことを特徴とする、請求項２１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２７】
前記基板の音響ホールが、前記ＭＥＭＳマイクロホンチップが実装された位置に形成されたことを特徴とする、請求項２１に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【請求項２８】
前記金属ケースには、外部音を流入するための音響ホールが形成され、前記音響ホールの内側又は外側に、音響抵抗体が設置されて、指向特性を有するようになることを特徴とする、請求項２７に記載のシリコンコンデンサマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンコンデンサマイクロホン及びシリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動通信端末機やオーディオなどに幅広く使用されるコンデンサマイクロホンは、電圧バイアス要素と、音圧に対応して変化するキャパシタ（Ｃ）を形成するダイヤフラム／バックプレート対、及び出力信号をバッファリングするための電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）からなる。このような伝統的な方式のコンデンサマイクロホンは、１つのケース内に、振動板、スペーサリング、絶縁リング、バックプレート、通電リング、ＰＣＢが一体に組み立てられた組立体からなる。
【０００３】
一方、近年、微細装置の集積化のために使用される技術として、マイクロマシニングを利用する半導体加工技術がある。ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）と称されるこのような技術は、半導体工程、特に集積回路技術を応用したマイクロマシニング技術を利用して、μｍ単位の超小型センサやアクチュエータ及び電気機械的構造物を製作することができる。このようなマイクロマシニング技術を利用して製作されたＭＥＭＳチップマイクロホンは、超精密微細加工により、小型化、高性能化、多機能化、及び集積化が可能で、安定性及び信頼性を向上させることができるという長所を有する。
【０００４】
しかし、前記のようにマイクロマシニング技術を利用して製作されたＭＥＭＳチップマイクロホンは、電気的駆動と信号処理をするために、他の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）チップディバイスと共にパッケージ化する必要がある。
【０００５】
従来のＭＥＭＳチップマイクロホンをパッケージングする技術としては、例えば、特許文献１で2004年８月24日公告された“環境と干渉が遮断されたＭＥＭＳパッケージ（MICROELECTROMECHANICAL SYSTEM PACKAGE WITH ENVIRONMENTAL AND INTERFERENCE SHIELD）”がある。この特許文献１に記載のパッケージは、導電層と絶縁層とが交互に重畳された多層の基板上に、内部導電層と外部導電層からなるカバーを導電性接着剤を利用して接着した構造からなっている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，７８１，２３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されたような従来のパッケージング方式は、工程が複雑であため、製造原価が高くなり、また、接合性が低く、金属ハウジングとは違って不導体を使用することで、電磁波ノイズなどの外部雑音に敏感であるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ＭＥＭＳマイクロホンチップが設置された基板と金属ケースとの接合強度を向上させることが可能な、新規かつ改良されたシリコンコンデンサマイクロホン及びシリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、金属ケースと、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）マイクロホンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣを含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）チップと、を有し、表面上に金属ケースと接合するための接続パターンが形成され、金属ケースと接続パターンとが接合された基板と、を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホンが提供される。
【００１０】
上記金属ケースは、円筒形又は四角筒形であるとすることができる。
【００１１】
上記金属ケースの端部は、直線形、又は外側に曲がって羽根部が形成された形態であるとすることができる。
【００１２】
上記基板は、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板、セラミック基板、ＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）基板、メタル基板のうちいずれか１つであるとすることができる。
【００１３】
上記金属ケースの材質は、黄銅、アルミニウム、ニッケル合金のうちいずれか１つであるとすることができる。
【００１４】
上記金属ケースと接続パターンとの接合は、レーザ溶接、電気溶接、ソルダリング、伝導性接着剤の使用で行うとすることができる。
【００１５】
上記基板は、外部ディバイスと連結するための接続端子が、少なくとも２つ以上８つまで形成されるとすることができる。
【００１６】
上記基板は、後方音を流入するための後方音流入ホールが形成されて、マイクロホンが指向性を有するようになるとすることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ＭＥＭＳマイクロホンチップとＡＳＩＣチップが実装され、接続パターンが形成された基板を設置する段階と、金属ケースを設置する段階と、基板の接続パターンに、金属ケースを整列する段階と、金属ケースの端部と基板の接続パターンとを溶接する段階と、を含むことを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法が提供される。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、底面のふさがっている金属ケースと、外部音響を入力するための音響ホールが形成されており、音響ホールの周囲には、メインＰＣＢとマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、音響ホールをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子が形成されており、ＭＥＭＳマイクロホンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣを含むＡＳＩＣチップと、を有し、表面上に金属ケースと接合するための接続パターンが形成されており、溶接により金属ケースと接続パターンとが接合された基板と、を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホンが提供される。
【００１９】
上記基板の音響ホールが、ＭＥＭＳマイクロホンチップが実装された位置に形成されるとすることができる。
【００２０】
上記金属ケースには、外部音を流入するための音響ホールが形成され、音響ホールの内側又は外側に、音響抵抗体が設置されて、指向特性を有するようになるとすることができる。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、マイクロホンを挿入できる挿入ホールと接続パッドとが形成されたメインＰＣＢに実装するシリコンコンデンサマイクロホンにおいて、メインＰＣＢの挿入ホールに挿入でき、底面のふさがっている金属ケースと、音響ホールが形成され、金属ケースより広く、ＭＥＭＳマイクロホンチップと、電圧ポンプ及びバッファＩＣを含むＡＳＩＣチップと、を有し、表面上に金属ケースと接合するための接続パターンが形成されて、金属ケースと接続パターンとが接合された基板と、メインＰＣＢの接続パッドと接続するために、金属ケースが実装された基板の部品面に形成された接続端子と、を備えることを特徴とする、シリコンコンデンサマイクロホンが提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＭＥＭＳマイクロホンチップが設置された基板と金属ケースとの接合強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
まず、本発明の実施形態は、ケースに音響ホールが形成された例を第１実施形態として、第１実施形態の複数の変形例を説明し、基板に音響ホールが形成された例を第２実施形態として、第２実施形態の複数の変形例を説明し、基板に音響ホールが形成され、メイン基板に実装ホールを形成して実装した例を第３実施形態として、第３実施形態の複数の変形例を説明する。
【００２５】
１．第１実施形態
１．１）第１実施形態の第１変形例
図１は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係るマイクロホンを示す側断面図であり、図２は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であり、図３は、本発明の各実施形態に共通的に適用されるＭＥＭＳチップマイクロホンの構造を示す側断面図であり、図４は、本発明の各実施形態に共通的に適用されるシリコンコンデンサマイクロホンの回路図である。
【００２６】
本発明の第１実施形態の第１変形例に係るマイクロホンは、図１及び図２に示すように、円筒形の金属ケース１１０が、ＭＥＭＳチップ１０（ＭＥＭＳマイクロホンチップ）とＡＳＩＣチップ２０とが実装されたＰＣＢ基板１２０にレーザ溶接される。
【００２７】
図１及び図２を参照すると、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０と接触する部分に、円形の接続パターン１２１が形成されている。そして、図面には図示されていないが、必要によって電磁波遮蔽又はＥＳＤ遮蔽のためのキャパシタや抵抗器などが一緒に実装されることができる。
【００２８】
ＰＣＢ基板１２０は、金属ケース１１０より大きいので、外部ディバイスと接続するための接続パッドや接続端子を、広いＰＣＢ基板１２０面上に自由に配置することができる。接続パターン１２１は、一般のＰＣＢ製作工程により銅箔をのせてから、ニッケル（Ｎｉ）又は金（Ａｕ）を鍍金して形成される。このとき、基板としては、上記のＰＣＢ基板１２０の他に、セラミック基板、ＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）基板、メタルＰＣＢ基板など、多様な基板を使用することができる。
【００２９】
金属ケース１１０は、内部にチップ部品を実装できるように、ＰＣＢ基板１２０との接続面が開口された円筒形からなっており、上面には音響が内部に流入するように、音響ホール１１０ａが形成されている。金属ケース１１０の材質としては、黄銅や銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル合金などが可能で、金又は銀鍍金して使用することもできる。金属ケース１１０の形状は、円形や四角形など、多様な形状が可能である。
【００３０】
このような金属ケース１１０をＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用して、接続部位１３０をレーザ溶接して、マイクロホンを完成する。ここで、接続パターン１２１は接地端子（図示せず。）と連結されており、接続パターン１２１に金属ケース１１０が溶接されると、外部雑音の流入を遮断して雑音を除去しやすいという長所がある。
【００３１】
このようにパッケージングの完成したマイクロホン組立体は、図１に示すように、ＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１と金属ケース１１０がレーザ溶接により強く結合されており、金属ケース１１０とＰＣＢ基板１２０との間の空間１５０は、音響チェンバーとしての役割をする。
【００３２】
ＰＣＢ基板１２０の底面には、外部ディバイスと連結するための接続端子１２３、１２５が少なくとも２〜８個まで形成可能で、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を通してチップ部品面と電気的に導通できる。特に、本発明の実施形態で、接続端子１２３、１２５をＰＣＢ基板１２０の周辺部まで長く形成した場合、露出面を通じて電気こてなどで、リワーク作業を容易に行うことができる。
【００３３】
ＭＥＭＳチップ１０は、図３に示すように、シリコンウェハー１４上に、ＭＥＭＳ技術を利用して、バックプレート１３が形成された後、スペーサ１２を介して振動膜１１が形成された構造からなっている。このようなＭＥＭＳチップ１０は、本発明の各実施形態に共通的に適用され、ＭＥＭＳチップ１０の製造技術は既に知られているので、これ以上の説明は省略する。
【００３４】
ＡＳＩＣチップ２０は、ＭＥＭＳチップ１０と連結されて、電気的信号を処理する部分であって、図４に示すように、ＭＥＭＳチップ１０がコンデンサマイクロホンとして動作するように電圧を提供する電圧ポンプ２２と、ＭＥＭＳチップ１０を通じて感知された電気的な音響信号を増幅又はインピーダンス整合させて、接続端子を通して外部に提供するためのバッファＩＣ２４とで構成される。ここで、電圧ポンプ２２は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、バッファＩＣ２４は、例えば、アナログ増幅器やアナログデジタル変換機（ＡＤＣ）などを使用することができる。図４の回路図で、コンデンサ記号“Ｃ０”は、ＭＥＭＳチップ１０に対する電気的な等価回路を示し、ＭＥＭＳマイクロホンパッケージは、三つの接続端子（Ｖｄｄ、ＧＮＤ、Ｏｕｔｐｕｔ）を通して外部ディバイスと連結されることがわかる。このような図４の回路図は、本発明の各実施形態に共通的に適用できる。
【００３５】
本発明の第１実施形態では、金属ケース１１０とＰＣＢ基板１２０の溶接を、レーザ溶接を例として説明したが、電気溶接、ソルダリング、導電性接着剤による接合なども可能である。
【００３６】
［パッケージング方法］
図５は、本発明の各実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態によりシリコンコンデンサマイクロホンをパッケージングする方法は、図５に示すように、ＰＣＢ基板１２０を設置する段階（ステップＳ１）と、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０をＰＣＢ基板１２０上に実装する段階（ステップＳ２）と、金属ケース１１０を設置する段階（ステップＳ３）と、ＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１に金属ケース１１０を整列する段階（ステップＳ４）と、金属ケース１１０の端部とＰＣＢ基板１２０の接続パターンを溶接する段階（Ｓ５）とで構成される。
【００３７】
このとき、基板としては、ＰＣＢ基板１２０に限られず、例えば、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など、多様な基板の使用が可能で、基板には、金属ケース１１０と接続するための接続パターン１２１が形成されている。そして、図面には図示されていないが、必要によって、電磁波遮蔽又はＥＳＤ遮蔽のためのキャパシタや抵抗器などが一緒に実装されることができる。
【００３８】
また、金属ケース１１０の材質としては、黄銅や銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル合金などが可能で、金又は銀鍍金して使用することもできる。金属ケースの形状は、円形や四角形など、多様な形状が可能である。そして、第５の段階（ステップＳ５）での溶接は、レーザ溶接や電気溶接、ソルダリング、導電性エポキシ接着剤のうちいずれか１つを使用することができる。このような本発明の実施形態に係るパッケージング方法によれば、金属ケースを基板にレーザ溶接することにより、接合力（電気的接続力及び密封性能）が強化されて、音質が向上し、外部雑音にも強く、特に、工程費用を節減して製造原価を大幅に下げられるという長所がある。
【００３９】
１．２）第１実施形態の第２変形例
図６は、本発明の第１実施形態の第２変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であって、本発明の第１実施形態の第２変形例は、四角筒形の金属ケース２１０をＰＣＢ基板２２０にレーザ溶接した例である。
【００４０】
図６を参照すると、ＰＣＢ基板２２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップが実装されており、金属ケース２１０と接触する部分に、四角形の接続パターン２２１が形成されている。接続パターン２２１は、通常のＰＣＢパターン技術により銅箔フィルムで形成される。
【００４１】
金属ケース２１０は、ＰＣＢ基板２２０と接続する面が開口された四角筒形であって、上面には、音響が内部に流入できるように、音響ホール２１０ａが形成されている。このような金属ケース２１０をＰＣＢ基板２２０の接続パターン２２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用して接続部位をレーザ溶接して、パッケージを完成する。ここで、接続パターン２２１は接地端子（図示せず。）と連結されており、ここに金属ケース２１０が溶接されると、外部雑音の流入を遮断して、雑音を除去しやすいという長所がある。
【００４２】
このようにパッケージングの完成したマイクロホン組立体は、図３に示したものと同一であるため、反復を避けるためにこれ以上の説明は省略する。
【００４３】
１．３）第１実施形態の第３変形例
図７は、本発明の第１実施形態の第３変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であって、本発明の第１実施形態の第３変形例は、端部に“Ｌ”字形で突出する羽根部１１６が形成された円筒形の金属ケース１１０’を、ＰＣＢ基板１２０にレーザ溶接した例である。
【００４４】
図７を参照すると、ＰＣＢ基板１２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０’と接触する部分に円形の接続パターン１２１が形成されている。ＰＣＢ基板１２０は、金属ケース１１０’より大きいので、外部ディバイスと接続するための接続パッドや接続端子を、広いＰＣＢ基板１２０面上に自由に配置することができる。接続パターン１２１は、一般のＰＣＢ製作工程により銅箔をのせてから、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）鍍金することが好ましい。本発明の第１実施形態の第３変形例では、接続パターン１２１は、金属ケース１１０’に形成された羽根部１１６に対応して、第１実施形態の第１変形例の接続パターン１２１より幅の広いことが好ましい。
【００４５】
第１実施形態の第３変形例の金属ケース１１０’は、ＰＣＢ基板１２０との接続面が開口された円筒形であって、上面には、音響が流入できるように、音響ホール１１０ａが形成されており、ケースボディ１１４の端部には、外側に突出する羽根部１１６が形成されている。
【００４６】
このような金属ケース１１０’の端部の羽根部１１６をＰＣＢ基板の接続パターン１２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用してレーザ溶接して、パッケージングを完成する。
【００４７】
１．４）第１実施形態の第４変形例
図８は、本発明の第１実施形態の第４変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であって、本発明の第１実施形態の第４変形例は、端部に“Ｌ”字形で突出する羽根部２１６が形成された四角筒形の金属ケース２１０’を、ＰＣＢ基板２２０にレーザ溶接した例である。
【００４８】
図８を参照すると、ＰＣＢ基板２２０には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０’と接触する部分に、四角形の接続パターン２２１が形成されている。ＰＣＢ基板２２０は、金属ケース２１０’より大きいので、外部ディバイスと接続するための接続パッドや接続端子を、広いＰＣＢ基板２２０面上に自由に配置することができる。接続パターン２２１は、一般のＰＣＢ製作工程により銅箔をのせてから、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）鍍金することが好ましい。本発明の第１実施形態の第４変形例では、接続パターン２２１は、金属ケース２１０’のケースボディ２１４の端部に形成された羽根部２１６に対応して、第１実施形態の第２変形例の接続パターン２２１より幅の広いことが好ましい。
【００４９】
金属ケース２１０’は、ＰＣＢ基板２２０との接続面が開口された四角筒形であって、上面には、音響が流入できるように、音響ホール２１０ａが形成されており、ケースボディ２１４の端部には、外側に突出する羽根部２１６が形成されている。
【００５０】
このような金属ケース２１０’の端部の羽根部２１６をＰＣＢ基板２２０の接続パターン２２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用してレーザ溶接して、パッケージングを完成する。
【００５１】
１．５）第１実施形態の第５変形例
図９は、本発明の第１実施形態の第５変形例に係るマイクロホンを示す側断面図であって、シリコンコンデンサマイクロホンに指向性を有するようにする例である。
【００５２】
本発明の第１実施形態の第５変形例は、第１実施形態の第１変形例〜第４変形例の構造で、ＭＥＭＳチップ１０の位置と対応する金属ケース１１０の部分に、前方音流入ホール１１０ａを形成すると共に、ＭＥＭＳチップ１０が実装されたＰＣＢ基板１２０の位置に、後方音流入ホール１２０ａを形成してから、前方音流入ホール１１０ａの内側若しくは外側、又は後方音流入ホール１２０ａの内側若しくは外側に、音響抵抗体１４０を設置して、指向特性を有するようにした例である。
【００５３】
図９を参照すると、パッケージングの完成した指向性マイクロホン組立体は、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されたＰＣＢ基板１２０上に、金属ケース１１０がレーザ溶接により接続パターン１２１に強く結合されており、金属ケース１１０とＰＣＢ基板１２０との間の空間１５０は、音響チェンバーとして機能する。
【００５４】
金属ケース１１０でＭＥＭＳチップ１０の位置と対応する部分には、前方音を流入するための前方音流入ホール１１０ａが形成されており、ＰＣＢ基板１２０でＭＥＭＳチップ１０が実装された位置には、後方音を流入するための後方音流入ホール１２０ａが形成されている。前方音流入ホール１１０ａの内側には、音響抵抗体１４０が設置されている。また、ＰＣＢ基板１２０の底面には、外部ディバイスと連結するための接続端子１２３、１２５が、少なくとも２〜８個まで形成されることが可能で、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を通してチップ部品面と電気的に導通されることができる。特に、本発明の実施形態で、接続端子１２３，１２５をＰＣＢ基板１２０の周辺部まで長く形成する場合、露出面を通じて電気こてなどで、リワーク作業を容易に行うことができる。
【００５５】
このような第１実施形態の第５変形例では、音響抵抗体１４０が、前方音流入ホール１１０ａの内側に位置しているが、前方音流入ホール１１０ａの外側、又は後方音流入ホール１２０ａの内側若しくは外側に設けられることもできる。第１実施形態の第５変形例の構造では、前方音流入ホール１１０ａや後方音流入ホール１２０ａを通して流入された音響が、該当音響抵抗体１４０を通過しながら位相が変化して、指向特性を有するようになる。
【００５６】
２．第２実施形態
２．１）第２実施形態の第１変形例
図１０は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係るＰＣＢ基板に音響ホールが形成されたマイクロホンを示す側断面図であり、図１１は、図１０に図示されたマイクロホンをメインＰＣＢに実装した例を示す側断面図であり、図１２は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【００５７】
本発明の第２実施形態は、図１０〜図１２に示すように、円筒形の金属ケース１１０を、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装され、音響ホール１２０ａが形成されたＰＣＢ基板１２０に、レーザ溶接する例である。
【００５８】
図１０〜図１２を参照すると、ＰＣＢ基板１２０の中央部分には、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、音響ホール１２０ａの周囲には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０と接触する部分に、円形の接続パターン１２１が形成されている。そして、図面には図示されていないが、必要によって、電磁波遮蔽又はＥＳＤ遮蔽のためのキャパシタや抵抗器などが一緒に実装されることができる。
【００５９】
ＰＣＢ基板１２０は金属ケース１１０より大きいので、外部ディバイスと接続するための接続パッドや接続端子を、広いＰＣＢ基板面１２０上に自由に配置することができる。接続パターン１２１は、一般のＰＣＢ製作工程により、銅箔をのせてから、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）を鍍金して形成する。このとき、基板としては、ＰＣＢ基板１２０の他に、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など、多様な基板の使用が可能である。
【００６０】
金属ケース１１０は、内部にチップ部品を実装できるように、ＰＣＢ基板１２０との接続面が開口された円筒形からなっており、ＰＣＢ基板の音響ホール１２０ａを通して音が流入できるようになっているので、その底面は塞がっている。金属ケース１１０の材質としては、黄銅や銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル合金などが可能で、金又は銀鍍金して使用することもできる。金属ケースの形状は、円形や四角形など、多様な形状が可能である。
【００６１】
このような金属ケース１１０をＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用して、接続部位１３０をレーザ溶接して、マイクロホンパッケージを完成する。ここで、接続パターン１２１は、接地端子（図示せず。）と連結されており、ここに金属ケース１１０が溶接されると、外部雑音の流入を遮断して、雑音を除去しやすいという長所がある。
【００６２】
このようにパッケージングの完成したマイクロホン組立体は、図１０に示すように、ＰＣＢ基板１２０の接続パターン１２１と金属ケース１１０が、レーザ溶接により強く結合されており、金属ケース１１０とＰＣＢ基板１２０との間の空間１５０は、音響チェンバーとしての役割をする。
【００６３】
また、ＰＣＢ基板１２０には、外部音響を流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、ＰＣＢ基板１２０の底面の音響ホール１２０ａの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール１２０ａをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子１２０ｂが形成されている。このとき、外部ディバイスと連結するための接続端子１２３、１２５は、少なくとも２〜８個まで形成可能で、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を通してチップ部品面と電気的に導通されることができる。特に、本発明の実施形態で、接続端子１２３、１２５をＰＣＢ基板１２０の周辺部まで長く形成する場合、露出面を通じて、電気こてなどでリワーク作業を容易に行うことができる。
【００６４】
このような本発明の実施形態に係るマイクロホンをメインＰＣＢ３００に実装した例が、図１１に図示されている。図１１を参照すると、マイクロホンを実装する製品のメインＰＣＢ３００には、外部音を流入するためのメイン音響ホール３００ａが形成されており、メイン音響ホール３００ａの周囲には、メインＰＣＢ３００とマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール３００ａをソルダリングによりシーリングするためのシーリング端子３０２が形成されており、マイクロホンの接続端子１２３、１２５に対応して、接続パッド３０４が形成されている。このようなメインＰＣＢ３００に、本発明の実施形態に係るマイクロホンをソルダリング３１０により接続すると、外部の音響は、メインＰＣＢ３００のメイン音響ホール３００ａを通して流入されてから、シーリング端子３０２によりシーリングされた領域を経て、ＰＣＢ基板１２０の音響ホール１２０ａを通してマイクロホン内部に入力される。
【００６５】
本発明の第２実施形態の第１変形例では、金属ケース１１０とＰＣＢ基板１２０の溶接を、レーザ溶接を例として説明したが、電気溶接、ソルダリング、導電性接着剤による接合なども可能である。
【００６６】
２．２）第２実施形態の第２変形例
図１３は、本発明の第２実施形態の第２変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であって、本発明の第２実施形態の第２変形例は、四角筒形の金属ケース２１０をＰＣＢ基板２２０にレーザ溶接した例である。
【００６７】
図１３を参照すると、ＰＣＢ基板２２０には、外部音を流入するための音響ホール２２０ａが形成されており、音響ホール２２０ａの周囲には、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０と接触する部分に、四角形の接続パターン２２１が形成されている。接続パターン２２１は、通常のＰＣＢパターン技術により銅箔フィルムで形成されている。図面には図示されていないが、ＰＣＢ基板２２０の底面の音響ホール２２０ａの周囲には、メインＰＣＢ（図１１のメインＰＣＢ３００と同一）とマイクロホンとの間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール２２０ａをソルダリングによりシーリングするためのシーリング端子が形成されている。
【００６８】
金属ケース２１０は、ＰＣＢ基板２２０と接続される面が開口された四角筒形であって、ＰＣＢ基板２２０の音響ホール２２０ａを通して外部音を流入させるので、金属ケース２１０の底面は塞がっている。
【００６９】
このような金属ケース２１０をＰＣＢ基板２２０の接続パターン２２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用して接続部位をレーザ溶接して、パッケージングを完成する。ここで、接続パターン２２１は、接地端子（図示せず。）と連結されており、ここに金属ケース２１０が溶接されると、外部雑音の流入を遮断して、雑音を除去しやすいという長所がある。
【００７０】
このようにパッケージングの完成したマイクロホン組立体は、図１０に示すものと同一であるので、反復を避けるために、これ以上の説明は省略する。
【００７１】
２．３）第２実施形態の第３変形例
図１４は、本発明の第２実施形態の第３変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であって、本発明の第２実施形態の第３変形例は、端部に“Ｌ”字形で突出する羽根部１１６が形成された円筒形の金属ケース１１０’を、ＰＣＢ基板１２０にレーザ溶接した例である。
【００７２】
図１４を参照すると、ＰＣＢ基板１２０には、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース１１０’と接触する部分に、円形の接続パターン１２１が形成されている。図面には図示されていないが、ＰＣＢ基板１２０の底面音響ホール１２０ａの周囲には、メインＰＣＢ（図１１のメインＰＣＢ３００と同一）とマイクロホンとの間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール１２０ａをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子（図示せず。）が形成されている。ＰＣＢ基板１２０は金属ケース１１０’より大きいので、外部ディバイスと接続するための接続パッドや接続端子を、広いＰＣＢ基板１２０面上に自由に配置することができる。接続パターン１２１は、一般のＰＣＢ製作工程により銅箔をのせてから、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）鍍金することが好ましい。本発明の第２実施形態の第３変形例で、接続パターン１２１は金属ケースに形成された羽根部１１６に対応して、第１変形例の接続パターン１２１より幅の広いことが好ましい。
【００７３】
第２実施形態の第３変形例の金属ケース１１０’は、ＰＣＢ基板１２０との接続面が開口された円筒形であって、ＰＣＢ基板１２０の音響ホール１２０ａを通して外部音を流入するので、金属ケース１１０’の底面は塞がっており、ケースボディ１１４の端部には、外側に突出する羽根部１１６が形成されている。
【００７４】
このような金属ケース１１０’の端部の羽根部１１６をＰＣＢ基板の接続パターン１２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず。）を利用してレーザ溶接して、パッケージングを完成する。
【００７５】
２．４）第２実施形態の第４変形例
図１５は、本発明の第２実施形態の第４変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図であって、本発明の第２実施形態の第４変形例は、端部に“Ｌ”字形で突出する羽根部２１６が形成された四角筒形の金属ケース２１０’を、ＰＣＢ基板２２０にレーザ溶接した例である。
【００７６】
図１５を参照すると、ＰＣＢ基板２２０には、外部音を流入するための音響ホール２２０ａが形成されており、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されており、金属ケース２１０’と接触する部分に、四角形の接続パターン２２１が形成されている。図面には図示されていないが、ＰＣＢ基板２２０の底面の音響ホール２２０ａの周囲には、メインＰＣＢ（図１１のメインＰＣＢ３００と同一）とマイクロホンとの間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール２２０ａをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子（図示せず。）が形成されている。ＰＣＢ基板２２０は金属ケース２１０’より大きいので、外部ディバイスと接続するための接続パッドや接続端子を、広いＰＣＢ基板２２０面上に自由に配置することができる。接続パターン２２１は、一般のＰＣＢ製作工程により銅箔をのせてから、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）鍍金することが好ましい。本発明の第２実施形態の第４変形例で、接続パターン２２１は、金属ケース２１０’のケースボディ２１４の端部に形成された羽根部２１６に対応して、第２変形例の接続パターン２２１より幅の広いことが好ましい。
【００７７】
金属ケース２１０’は、ＰＣＢ基板２２０との接続面が開口された四角筒形であって、ＰＣＢ基板の音響ホール２２０ａを通して外部音が流入するので、金属ケース２１０’の底面は塞がっており、ケースボディ２１４の端部には、外側に突出する羽根部２１６が形成されている。
【００７８】
このような金属ケース２１０’の端部の羽根部２１６を、ＰＣＢ基板の接続パターン２２１に整列してから、レーザ加工機（図示せず）を利用してレーザ溶接して、パッケージングを完成する。
【００７９】
２．５）第２実施形態の第５変形例
図１６は、本発明の第２実施形態の第５変形例に係るマイクロホンを示す側断面図であって、ＰＣＢ基板１２０のＭＥＭＳチップ１０の位置する部分に音響ホール１２０ａを形成した例である。
【００８０】
図１６を参照すると、パッケージングの完成したマイクロホン組立体は、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されたＰＣＢ基板１２０上で、金属ケース１１０がレーザ溶接により、接続パターン１２１に強く結合されている。
【００８１】
ＰＣＢ基板１２０でＭＥＭＳチップ１０が実装された位置には、外部音を内部に流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、音響ホール１２０ａの外側にはメインＰＣＢ３００とマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール１２０ａをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子１２０ｂが形成されている。ＰＣＢ基板１２０の底面には、外部ディバイスと連結するための接続端子１２３、１２５が、少なくとも２〜８個まで形成可能で、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を通してチップ部品面と電気的に導通されることができる。特に、本発明の実施形態で、接続端子１２３、１２５をＰＣＢ基板１２０の周辺部まで長く形成する場合、露出面を通じて、電気こてなどで、リワーク作業を容易に行うことができる。
【００８２】
このような第２実施形態の第５変形例の構造で、音響ホール１２０ａを通して流入された外部音は、ＭＥＭＳチップ１０のバックプレート１３に形成された音孔を経て、振動板１１を振動させて電気的信号を生成する。ここで、図面には図示されていないが、マイクロホンがメインＰＣＢ３００上に実装されるために、メインＰＣＢ３００に、音響ホール１２０ａに対応するホールと、ホールの外側の周囲に、メインＰＣＢ３００とマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、ホールをソルダリングでシーリングするためのシーリング端子が形成されている。
【００８３】
２．６）第２実施形態の第６変形例
図１７は、本発明の第２実施形態の第６変形例に係るマイクロホンを示す側断面図であって、シリコンコンデンサマイクロホンに指向性を有するようにする場合である。本実施形態の変形例では、ＰＣＢ基板１２０側から流入される音響を前方音と、金属ケース１１０側から流入される音響を後方音と定義する。
【００８４】
本発明の第２実施形態の第６変形例は、第２実施形態の第５変形例の構造で、ＭＥＭＳチップ１０が実装されたＰＣＢ基板１２０の位置に、前方音流入ホール１２０ａを形成すると共に、ＭＥＭＳチップ１０が実装された金属ケース１１０の位置に、後方音流入ホール１１０ａを形成してから、前方音流入ホール１２０ａの内側、又は後方音流入ホール１１０ａの内側若しくは外側に、音響抵抗体１４０を付加して、指向特性を有するようにした例である。
【００８５】
図１７を参照すると、パッケージングの完成した指向性マイクロホン組立体は、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０が実装されたＰＣＢ基板１２０上で、金属ケース１１０が、レーザ溶接により、接続パターン１２１に強く結合されている。
【００８６】
ＭＥＭＳチップ１０が実装されたＰＣＢ基板１２０の位置には、前方音を流入するための前方音流入ホール１２０ａが形成されており、ケース１１０には、後方音を流入するための後方音流入ホール１１０ａが形成されている。後方音流入ホール１１０ａの内側には、音響抵抗体１４０が設置されている。また、前方音流入ホール１２０ａの外側周辺には、メインＰＣＢとマイクロホンとの間の空間で音波の歪曲を防止するために、音響ホール１２０ａをソルダリングによりシーリングするためのシーリング端子１２０ｂが形成されている。ＰＣＢ基板１２０の底面には、外部ディバイスと連結するための接続端子１２３、１２５が、少なくとも２〜８個まで形成されることが可能で、各接続端子１２３、１２５は、スルーホール１２４を通して、チップ部品面と電気的に導通されることができる。
【００８７】
このような第２実施形態の第６変形例の構造で、前方音流入ホール１２０ａや後方音流入ホール１１０ａを通して流入された音響が、該当音響抵抗体１４０を通過しながら位相が変化して、指向特性を有するようになる。
【００８８】
３．第３実施形態
３．１）第３実施形態の第１変形例
図１８は、本発明の第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンを示す斜視図であり、図１９は、本発明の第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンが実装された例を示す概念図であり、図２０は、本発明の第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンが実装された例を示す側断面図である。
【００８９】
本実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンは、図１８（ａ）に示すように、底面の塞がっている円筒形の金属ケース１１０が、金属ケース１１０より広いＰＣＢ基板１２０に結合されており、ＰＣＢ基板１２０の部品面１２０ｃには、マイクロホンが使用される製品のメインＰＣＢ３００の接続パッド３０４−１〜３０４−４と接続するための接続端子１２２−１〜１２２−４が形成されている。本実施形態の変形例では、４つの接続端子が図示されているが、これは１つの例に過ぎないもので、少なくとも２〜８個まで形成することができる。そして、接続端子１２２−１〜１２２−４を基板の側壁部まで拡張するか、側壁部を経て部品面の反対面まで拡張する場合、電気こてなどの熱伝達が改善されて、リワーク作業がより容易になれる。
【００９０】
そして、本実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンが実装される製品のメインＰＣＢ３００は、図１８（ｂ）に示すように、シリコンコンデンサマイクロホンの金属ケース１１０が実装されるように、円形の挿入ホール３０６が形成されており、マイクロホンの基板１２０に形成された接続端子１２２−１〜１２２−４に対応して接続パッド３０４−１〜３０４−４が形成されている。
【００９１】
このようなメインＰＣＢ３００に、本実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンを実装する例は、図１９に示すように、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成され、接続端子１２２−１〜１２２−４が形成されており、底面の塞がっている金属ケース１１０が設置されたマイクロホンのＰＣＢ基板１２０の部品面１２０ｃをメインＰＣＢ３００に向けてから、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３０６にマイクロホンの金属ケース１１０を挿入し、メインＰＣＢ３００の接続パッド３０４−１〜３０４−４とマイクロホンの接続端子１２２−１〜１２２−４をソルダリングして接続する。
【００９２】
このようにメインＰＣＢ３００にシリコンコンデンサマイクロホンが実装された全体構造は、図２０に示すように、ＰＣＢ基板１２０の部品面１２０ｃの中央部分で突出する金属ケース１１０が、メインＰＣＢ３００の挿入ホール３０６に挿入されると共に、メインＰＣＢの接続パッド３０４とマイクロホンの接続端子１２２が、ソルダリング３１０により接続されている形状である。
【００９３】
したがって、本実施形態の実装方式によれば、マイクロホンのＰＣＢ基板１２０の上に突出する金属ケース１１０部分が、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３０６に挿入されるので、実装後の全体高さ（ｔ）が、従来マイクロホンで部品面の反対面に接続端子が形成されて、メインＰＣＢの上に実装されるときの全体高さより低くなって、製品の部品実装空間を効率的に使用することができる。
【００９４】
このようなシリコンコンデンサマイクロホンの金属ケース１１０の内部には、図２０の断面図に示すように、ＭＥＭＳチップ１０とＡＳＩＣチップ２０がＰＣＢ基板１２０上に実装されており、基板１２０の中央部分に外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されており、底面の塞がっている金属ケース１１０と接触する部分に、円形の接続パターン１２１が形成されている。
【００９５】
そして、図面には図示されていないが、必要によって、電磁波遮蔽又はＥＳＤ遮蔽のためのキャパシタや抵抗器などが一緒に実装されることができる。このとき、基板としては、上述したＰＣＢ基板１２０の他に、セラミック基板、ＦＰＣＢ基板、メタルＰＣＢ基板など、多様な基板を使用することができる。金属ケース１１０は、黄銅や銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル合金などからなっており、金又は銀鍍金して使用することもできる。
【００９６】
そして、図２０の側断面図に示すように、接続端子１２２をＰＣＢ基板１２０の側壁部を経て部品面の反対面まで拡張する場合、電気こてなどの熱伝達が改善されて、リワーク作業がより容易になることが可能で、図面には図示されていないが、接続端子１２２を基板の側壁部までだけ拡張することも可能である。
【００９７】
３．２）第３実施形態の第２変形例
図２１は、本発明の第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンの第２変形例を示す斜視図であり、図２１（ａ）は底面の塞がっている四角筒形の金属ケースを有するシリコンコンデンサマイクロホンを示す斜視図であり、図２１（ｂ）は四角筒形のシリコンコンデンサマイクロホンを実装するための製品のメインＰＣＢを示す斜視図である。
【００９８】
本発明の第３実施形態の第２変形例に係るシリコンコンデンサマイクロホンは、図２１（ａ）に示すように、底面の塞がっている四角筒形の金属ケース２１０が基板１２０に結合されており、ＰＣＢ基板１２０の部品面１２０ｃには、マイクロホンが使用される製品のメインＰＣＢ３００の接続パッド３０４と接続するための接続端子１２２が形成されている。そして、図面には図示されていないが、ＰＣＢ基板１２０の中央部分には、外部音を流入するための音響ホール（図示せず。）が形成されている。
【００９９】
また、本発明の第３実施形態の第２変形例に係るシリコンコンデンサマイクロホンが実装される製品のメインＰＣＢ３００は、図２１（ｂ）に示すように、シリコンコンデンサマイクロホンの金属ケース２１０が実装されるように、四角形の挿入ホール３０６が形成されており、マイクロホンの基板１２０に形成された接続端子１２２に対応して、接続パッド３０４が形成されている。
【０１００】
このようなメインＰＣＢ３００に、本実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンを実装する方法は、マイクロホンを挿入するための挿入ホール３０６とマイクロホンと電気的に接続するための接続パッド３０４が形成されたメインＰＣＢ３００を準備する段階と、ＰＣＢ基板１２０の部品面１２０ｃの中央に四角筒形の金属ケース２１０が突出しており、基板の部品面１２０ｃに、接続パッド３０４と接続するための接続端子１２２と音響ホール１２０ａが形成されたコンデンサマイクロホンを準備する段階と、メインＰＣＢ３００の挿入ホール３０６にコンデンサマイクロホンの金属ケース２１０を挿入し、メインＰＣＢ３００の接続パッド３０４とマイクロホンの接続端子１２２をソルダリングする段階と、で構成される。このような方法は、ケースの形状が四角筒形であることを除いては、第３実施形態の第１変形例の実装方法と実質的に同一である。
【０１０１】
３．３）第３実施形態の第３変形例
図２２は、本発明の第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンの第３変形例が実装された例を示す側断面図である。図２２を参照すると、本実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンは、ＰＣＢ基板１２０上に突出する金属ケース１１０／２１０部分が、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３０６に挿入されており、マイクロホンのＰＣＢ基板１２０の部品面１２０ｃに位置する接続端子１２２が、ソルダリング３１０によりメインＰＣＢの接続パッド３０４と接続されている。マイクロホン基板１２０のＭＥＭＳチップ１０が実装される位置には、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されている。
【０１０２】
ここで、本実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンは、第３実施形態の第１変形例又は第２変形例の構造で、金属ケース１１０／２１０に音響ホールが形成されず底面が塞がっており、ＭＥＭＳチップ１０が実装された位置のＰＣＢ基板１２０に、外部音を流入するための音響ホール１２０ａが形成されている。
【０１０３】
このような図２２の構造では、基板１２０上に形成された音響ホール１２０ａを通して流入された外部音響が、ＭＥＭＳチップ１０のバックプレート１３に形成された音孔を経て振動板を振動させて、電気的信号を生成する。
【０１０４】
３．４）第３実施形態の第４変形例
図２３は、本発明の第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンの第４変形例が実装された例を示す側断面図である。本発明の第３実施形態の第４変形例では、ＰＣＢ基板１２０側から流入される音響を前方音と、金属ケース１１０／２１０側から流入される音響を後方音と定義する。
【０１０５】
図２３を参照すると、本発明の第３実施形態の第４変形例に係る指向性シリコンコンデンサマイクロホンは、ＰＣＢ基板１２０上に突出する金属ケース１１０／２１０部分が、メインＰＣＢ３００に形成された挿入ホール３０６に挿入されており、マイクロホンのＰＣＢ３００の部品面１２０ｃに位置する接続端子１２２が、ソルダリング３１０によりメインＰＣＢ３００の接続パッド３０４と接続されている。マイクロホン基板１２０のＭＥＭＳチップ１０が実装された位置の部分には、前方音を流入するための前方音流入ホール１２０ａが形成されており、ケース１１０／２１０には、後方音を流入するための後方音流入ホール１１０ａが形成されている。
【０１０６】
ここで、本発明の第３実施形態に係る指向性シリコンコンデンサマイクロホンは、前方音流入ホール１２０ａの内側若しくは外側、又は後方音流入ホール１１０ａの内側若しくは外側に、音響抵抗体１４０を設置して、指向特性を有するようにした構造である。
【０１０７】
このような図２３の構造では、前方音流入ホール１２０ａ又は後方音流入ホール１１０ａを通して流入された外部音響が、該当音響抵抗体１４０を通過しながら、位相が変化して、指向特性を有するようになる。
【０１０８】
本発明によれば、マイクロマシニング技術により製造されたシリコンマイクロホンチップを、機械的堅固さが向上し、雑音流入防止効果を上昇させるようにパッケージングすることができる。
【０１０９】
具体的には、金属ケースを基板にレーザ溶接することで、接合力が高くて、機械的堅固さが向上し、外部雑音にも強く、特に工程費用を節減して、全体製造原価を大幅に下げられるという長所がある。
【０１１０】
また、従来のマイクロホン製造工程で、金属ケースとＰＣＢを接合する工程であるカーリング工程を省略し、コンデンサマイクロホン用部品が実装されたＰＣＢ基板に金属ケースをすぐ溶接することで、ケースとＰＣＢ基板間の電気的伝導特性を向上させると共に、外部から音圧が入れないように密封して、音響特性も向上させることができる。
【０１１１】
また、ＰＣＢの形態がケースにより制限されないので、マイクロホンに使用されるＰＣＢのデザインを自由にできるので、様々な形態の端子形成が可能であり、従来のようにカーリング時に与えられる物理的な力がなくても作業が可能なので、より薄いＰＣＢの適用が可能であり、このような薄いＰＣＢを使用する場合、製品の高さを低くすることができるので、より薄型のマイクロホンを製造することもできる。
【０１１２】
また、本発明に係るシリコンコンデンサマイクロホンは、外部音を流入するための音響ホールが、ケースではなく基板に形成され、接続端子が基板の部品面に形成されており、メインＰＣＢにはマイクロホンを実装するための挿入ホールが形成されている。したがって、本発明によってメインＰＣＢに実装されたシリコンコンデンサマイクロホンは、マイクロホンで基板の上に突出したケース部分がメインＰＣＢに形成された挿入ホールに挿入されるので、実装後の全体高さが従来に比べて低くなって、製品の部品空間を効率的に使用できるという長所がある。
【０１１３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施形態の第１変形例に係るマイクロホンを示す側断面図である。
【図２】同変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図３】本発明の各実施形態に共通的に適用されるシリコンコンデンサマイクロホンのＭＥＭＳチップの構造を示す側断面図である。
【図４】本発明の各実施形態に共通的に適用されるシリコンコンデンサマイクロホンの回路図である。
【図５】本発明の各実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンのパッケージング方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態の第２変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図７】同実施形態の第３変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図８】同実施形態の第４変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図９】同実施形態の第５変形例に係るマイクロホンを示す側断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の第１変形例に係るマイクロホンを示す側断面図である。
【図１１】図１０に図示されたマイクロホンをメインＰＣＢに実装した例を示す側断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の第１変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図１３】同実施形態の第２変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図１４】同実施形態の第３変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図１５】同実施形態の第４変形例に係るマイクロホンを示す分離斜視図である。
【図１６】同実施形態の第５変形例に係るマイクロホンを示す側断面図である。
【図１７】同実施形態の第６変形例に係るマイクロホンを示す側断面図である。
【図１８】本発明に係る第３実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンを示す斜視図である。
【図１９】同実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンが実装された例を示す概念図である。
【図２０】同実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンが実装された例を示す側断面図である。
【図２１】同実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンの第２変形例を示す斜視図である。
【図２２】同実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンの第３変形例が実装された例を示す側断面図である。
【図２３】同実施形態に係るシリコンコンデンサマイクロホンの第４変形例が実装された例を示す側断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０      ＭＥＭＳチップ
２０      ＡＳＩＣチップ
１１０、１１０’、２１０、２１０’      金属ケース
１１０ａ、１２０ａ、２１０ａ、２２０ａ      音響ホール、後方音流入ホール、前方音流入ホール
１１４、２１４      ケースボディ
１１６、２１６      羽根部
１２０、２２０      ＰＣＢ基板
１２０ｂ      シーリング端子
１２１、２２１      接続パターン
１２２、１２３、１２５      接続端子
１２４      スルーホール
１３０      接続部位
１４０      音響抵抗体
１５０      空間
３００      メインＰＣＢ
３００ａ      メイン音響ホール
３０２      シーリング端子
３０４      接続パッド
３０６      挿入ホール
３１０      ソルダリング
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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