(57)【要約】【課題】シリコンマイクロホンパッケージにおいて、優れた受音特性を得ることができるキャビティ及び通気穴（リーク穴）を持つと共に安価に作製することができる。【解決手段】シリコンマイクロホンパッケージ１は、シリコンマイクロホンチップ２と、キャビティ用の開口部４ａ及びスルーホール４ｂを持つ印刷回路基板４と、受音用の開口部５ａを持つケーシング５を備える。シリコンマイクロホンチップ２は、印刷回路基板４のキャビティ用の開口部４ａ上に実装され、ケーシング５は、シリコンマイクロホンチップ２及びスルーホール４ｂを包囲して印刷回路基板４上に設置される。印刷回路基板４を実装基板９に実装して印刷回路基板４の外周を封止樹脂９９により封止することにより、印刷回路基板４と実装基板９の間の空間がキャビティ用の開口部４ａを含んでキャビティ７となり、スルーホール４ｂがキャビティ７と外部空間を連通する通気穴８となる。【選択図】図１
2007060285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンマイクロホンチップを回路基板に実装したシリコンマイクロホンチップパッケージにおいて、
キャビティ用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装し、実装基板上に実装されると共に外周が封止されることにより前記開口部を含んでキャビティを形成する回路基板と、
受音用の開口部を持ち、前記回路基板上に前記シリコンマイクロホンチップを包囲するように設置されるケーシングとを備え、
前記回路基板には、前記キャビティを外部空間と連通するためのスルーホールが設けられ、
前記スルーホール及び前記ケーシングの受音用の開口部がキャビティのリーク経路を形成していることを特徴とするシリコンマイクロホンパッケージ。
【請求項２】
前記回路基板に、前記実装基板上の回路と接続される導通配線が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリコンマイクロホンパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、携帯電話、補聴器、車載用の音響センサ、超音波センサの受波装置などに用いられるシリコンマイクロホンパッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンデンサマイクロホンにエレクトレットコンデンサマイクロホンを用いたエレクトレットコンデンサマイクロホンパッケージがある。このエレクトレットコンデンサマイクロホンパッケージは、部品点数が多く、また、樹脂材料やプリント基板などの存在のために、全体を小型軽量薄型化するのが困難である。さらに、コンデンサ部の振動板と振動板リングは接着剤で貼り合わせているために、高い信頼性が要求される車載用の音響センサには不向きとされている。
【０００３】
そこで、コンデンサマイクロホンに耐環境性の良いシリコンマイクロホンチップを用いたシリコンマイクロホンパッケージが注目されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１のシリコンマイクロホンパッケージでは、印刷回路基板に穴をあけて、その穴をキャビティとしている。つまり、印刷回路基板に穴をあけて、印刷回路基板自体にキャビティを形成している。
【特許文献１】特表２００４−５３７１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に記載のシリコンマイクロホンパッケージにおいては、キャビティとするための穴を印刷回路基板に形成するのが困難である。また、シリコンマイクロホンパッケージの受音特性を向上するには、キャビティを大きくすると共に、キャビティと外部空間とを連通する通気穴（外部空間とキャビティ内の外圧／内圧差を調整するためのリーク穴）を設けるのが良く、通気穴はキャビティの大きさに対して十分に細くするのが望ましい。
【０００５】
ところが、上述した特許文献１に記載のシリコンマイクロホンパッケージのように印刷回路基板に形成した穴をキャビティとするのでは、キャビティを大きくすることが困難であると共に、キャビティの大きさに対して十分に細い通気穴を形成するのも困難であるため、優れた受音特性を得ることができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、優れた受音特性を得ることができるキャビティ及び通気穴（リーク穴）を持つと共に安価に作製することができるシリコンマイクロホンパッケージ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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、シリコンマイクロホンチップを回路基板に実装したシリコンマイクロホンチップパッケージにおいて、キャビティ用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装し、実装基板上に実装されると共に外周が封止されることにより開口部を含んでキャビティを形成する回路基板と、受音用の開口部を持ち、回路基板上にシリコンマイクロホンチップを包囲するように設置されるケーシングとを備え、回路基板には、キャビティを外部空間と連通するためのスルーホールが設けられ、スルーホール及びケーシングの受音用の開口部がキャビティのリーク経路を形成しているものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のシリコンマイクロホンパッケージにおいて、回路基板に、実装基板上の回路と接続される導通配線が設けられているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、回路基板を実装基板に実装して回路基板の外周を封止することにより、回路基板と実装基板の間の空間が回路基板のキャビティ用の開口部を含んでキャビティとなるため、大きいキャビティを容易に形成することができる。また、回路基板のスルーホールがキャビティと外部空間とを連通する通気穴（リーク穴）となるため、キャビティの大きさに対して十分に細い通気穴を容易に形成することができる。従って、優れた受音特性を得るためのキャビティ及び通気穴を容易に形成することができ、優れた受音特性を発揮できるシリコンマイクロホンパッケージを安価に作製することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、回路基板と実装基板上の回路との電気的接続を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した実施形態によるシリコンマイクロホンパッケージについて図面を参照して説明する。図１は、シリコンマイクロホンパッケージの構成を示す。シリコンマイクロホンパッケージ１は、例えば、携帯電話、補聴器、車載用の音響センサ、超音波センサの受波装置などに用いられ、音響信号（空気中を伝播する音）を電気信号に変換出力する装置である。
【００１２】
シリコンマイクロホンパッケージ１は、音響信号を静電容量の変化として検出するシリコンマイクロホンチップ２と、シリコンマイクロホンチップ２により検出された音響信号を電気信号に変換出力する電界効果トランジスタ３と、シリコンマイクロホンチップ２及び電界効果トランジスタ３が実装される印刷回路基板４と、シリコンマイクロホンチップ２及び電界効果トランジスタ３を収納するケーシング５とを備えている。
【００１３】
このシリコンマイクロホンパッケージ１は、実装基板９に実装されて用いられ、印刷回路基板４と実装基板９の間にキャビティ７が形成され、また、キャビティ７とキャビティ７外の外部空間が通気穴（リーク穴）８により連通される。これらキャビティ７及び通気穴８は、音響信号の受音特性を向上するためのものであり、優れた受音特性を得るには、キャビティ７を大きくし、また、通気穴８をキャビティ７の大きさに対して十分に細くするのが望ましい。
【００１４】
シリコンマイクロホンチップ２は、半導体製造技術を利用してシリコンを加工することにより作製されたものであり、基台部２１と、振動膜２２と、スペーサ２３と、固定膜２４とを有している。基台部２１には、受音穴２ａが形成されており、振動膜２２は、受音穴２ａに臨む位置に設けられている。固定膜２４は、スペーサ２３を介して振動膜２２と重なるように設けられており、振動膜２２と固定膜２４との間には、間隙が設けられている。基台部２１及びスペーサ２３は絶縁性を有しており、振動膜２２及び固定膜２４は導電性を有している。シリコンマイクロホンチップ２は、振動膜２２及び固定膜２４の静電容量の変化により音響信号を検出する。電界効果トランジスタ３は、シリコンマイクロホンチップ２の振動膜２２及び固定膜２４の静電容量の変化、すなわちシリコンマイクロホンチップ２により検出された音響信号を電気信号に変換出力する。
【００１５】
印刷回路基板４は、略矩形の平板状をした絶縁性の基板４１の表面に、シリコンマイクロホンチップ２及び電界効果トランジスタ３を電気的に接続する回路（不図示）が設けられており、基板４１の裏面に、実装基板９上の回路９１と電気的に接続される導通配線４２が設けられている。また、印刷回路基板４には、キャビティ７を形成するためのキャビティ用の開口部４ａと、キャビティ７を外部空間と連通するためのスルーホール４ｂとが設けられている。
【００１６】
上記シリコンマイクロホンチップ２は、受音穴２ａを印刷回路基板４と反対側にして、受音穴２ａが印刷回路基板４のキャビティ用の開口部４ａ上に合わさるように、キャビティ用の開口部４ａ上に設置され、フリップチップ実装されて、印刷回路基板４の回路に電気的に接続される。そして、シリコンマイクロホンチップ２の外周が封止樹脂２８により封止される。また、上記電界効果トランジスタ３は、導電性接着剤又は半田（不図示）により印刷回路基板４に接合されて、印刷回路基板４の回路に電気的に接続される。
【００１７】
ケーシング５は、導電性材料により形成されており、略矩形の上壁５１と、上壁５１から連続する周側壁５２とを有し、略矩形の箱状をしている。周側壁５２は、上壁５１の外周方向に連続しており、周側壁５２の下端縁は同一平面を形成している。上壁５１（すなわちケーシング５）には、受音用の開口部５ａが設けられている。ケーシング５は、シリコンマイクロホンチップ２、電界効果トランジスタ３、及び印刷回路基板４のスルーホール４ｂを包囲して、受音用の開口部５ａがシリコンマイクロホンチップ２の受音穴２ａ上に合わさるように、印刷回路基板４上に設置される。ケーシング５の周側壁５２の下端縁は、印刷回路基板４のグランド接続用の回路配線（不図示）と導電性接着剤又は半田（不図示）により電気的に接続され、これにより、ケーシング５が電磁ノイズをシールドする役割を果たす。また、ケーシング５の周側壁５２の下端縁の外周全周と印刷回路基板４は封止樹脂５９により封止される。
【００１８】
このような構成のシリコンマイクロホンパッケージ１は、印刷回路基板４の導通配線４２が実装基板９上の回路９１と電気接続されるように実装基板９に実装され、印刷回路基板４の外周全周と実装基板９が封止樹脂９９により封止される。これにより、印刷回路基板４、実装基板９、及び封止樹脂９９によって、シリコンマイクロホンチップ２の受音穴２ａと反対側の領域が外部空間から遮蔽される。つまり、印刷回路基板４、実装基板９、及び封止樹脂９１によってキャビティ７が形成され、封止樹脂９９により封止された印刷回路基板４と実装基板９の間の空間が印刷回路基板４のキャビティ用の開口部４ａを含んでキャビティ７となる。また、印刷回路基板４のスルーホール４ｂ及びケーシング５の受音用の開口部５ａによって、キャビティ７と外部空間とを連通するリーク経路（図１の矢印Ａで示す経路）が形成される。つまり、印刷回路基板４のスルーホール４ｂがキャビティ７と外部空間とを連通する通気穴（リーク穴）８となる。
【００１９】
音響信号（音）は、図１の矢印Ｂ方向に、ケーシング５の受音用の開口部５ａ、及びシリコンマイクロホンチップ２の受音穴２ａを経由して、シリコンマイクロホンチップ２の振動膜２２に与えられる。振動膜２２に音響信号が与えられると、その音響信号によって振動膜２２が振動して振動膜２２及び固定膜２４の静電容量が変化し、これによって、シリコンマイクロホンパッケージ１は音響信号を検出する。
【００２０】
上記のように構成されたシリコンマイクロホンパッケージ１においては、印刷回路基板４を実装基板９に実装して印刷回路基板４の外周を封止樹脂９９により封止することにより、印刷回路基板４と実装基板９の間の空間が印刷回路基板４のキャビティ用の開口部４ａを含んでキャビティ７となるため、大きいキャビティ７を容易に形成することができる。また、印刷回路基板４のスルーホール４ｂがキャビティ７と外部空間とを連通する通気穴（リーク穴）８となるため、キャビティ７の大きさに対して十分に細い通気穴８を容易に形成することができる。従って、優れた受音特性を得るためのキャビティ７及び通気穴８を容易に形成することができ、優れた受音特性を発揮できるシリコンマイクロホンパッケージ１を安価に作製することができる。また、印刷回路基板４に設けられた導通配線４２によって、印刷回路基板４と実装基板９上の回路９１との電気的接続を容易に行うことができる。
【００２１】
図２は、シリコンマイクロホンパッケージ１の別の構成例を示す。このシリコンマイクロホンパッケージ１では、電界効果トランジスタ３は、ケーシング５の外部に配置され、実装基板９に実装されている。ケーシング５は、電界効果トランジスタ３を収納していない分だけ、上記図１の構成よりも小さい寸法になっており、また、印刷回路基板４は、電界効果トランジスタ３を実装していない分だけ、上記図１の構成よりも小さい寸法になっている。シリコンマイクロホンパッケージ１の他の構成については、上記図１の構成と同様である。このように構成されたシリコンマイクロホンパッケージ１においては、印刷回路基板４及びケーシング５を小型化することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、ケーシング５と印刷回路基板４は、封止樹脂５９に代えて、ケーシング５を印刷回路基板４のグランド接続用の回路配線と導電性接着剤又は半田で接続する工程において、それら導電性接着剤又は半田によって封止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリコンマイクロホンパッケージの側断面図。
【図２】同シリコンマイクロホンパッケージの別の構成の側断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１    シリコンマイクロホンパッケージ
２    シリコンマイクロホンチップ
２ａ    受音穴
３    電界効果トランジスタ
４    印刷回路基板
４ａ    キャビティ用の開口部
４ｂ    スルーホール
４２    導通配線
５    ケーシング
５ａ    受音用の開口部
７    キャビティ
８    通気穴
９    実装基板
９１    実装基板上の回路
９９    封止樹脂
【図１】
2007060285.tif 000003
【図２】
2007060285.tif 000004