(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、開口部４ａ上にシリコンマイクロホンチップ２を実装した印刷回路基板４と、シリコンマイクロホンチップ２を包囲して印刷回路基板４上に設置されるケーシング５と、ケーシング５の裏面に設置される絶縁板６とを備える。ケーシング５の裏面には、溝部５ａと、該溝部５ａが臨む開口部５ｂとが設けられる。絶縁板６には、貫通孔６ａが設けられる。ケーシング５を印刷回路基板４上に設置することにより、ケーシング５と印刷回路基板４に包囲された空間がキャビティ７となり、絶縁板６をケーシング５の裏面に設置することにより、貫通孔６ａ、溝部５ａ、及び開口部５ｂがキャビティ７と外部空間とを連通する通気穴８となる。【選択図】図１
2007060228.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印刷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、
受音用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装した印刷回路基板と、
前記印刷回路基板上に前記シリコンマイクロホンチップを包囲してキャビティを形成するように設置されるケーシングと、
前記ケーシングの裏面に設置され、前記キャビティを外部空間と連通するための通気穴を区画するための貫通孔を有した絶縁板とを備え、
前記ケーシングの裏面には、前記通気穴を形成するための溝部と、この溝部が臨み外部空間に開口する通気用の開口部とが設けられ、
前記絶縁板は、前記ケーシング裏面の溝部と通気用の開口部とを覆い、かつ、前記貫通孔と該溝部とが合わさるように設置されることを特徴とする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本発明は、シリコンマイクロホンチップを印刷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、受音用の開口部を持ち、該開口部上にシリコンマイクロホンチップを実装した印刷回路基板と、前記印刷回路基板上に前記シリコンマイクロホンチップを包囲してキャビティを形成するように設置されるケーシングと、前記ケーシングの裏面に設置され、前記キャビティを外部空間と連通するための通気穴を区画するための貫通孔を有した絶縁板とを備え、前記ケーシングの裏面には、前記通気穴を形成するための溝部と、この溝部が臨み外部空間に開口する通気用の開口部とが設けられ、前記絶縁板は、前記ケーシング裏面の溝部と通気用の開口部とを覆い、かつ、前記貫通孔と該溝部とが合わさるように設置されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ケーシングを印刷回路基板上に設置することにより、ケーシングと回路基板に包囲された空間が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、絶縁板をケーシングの内面に設置することにより、絶縁板の貫通孔、ケーシングの溝部、及びケーシングの通気用の開口部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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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、図２は、シリコンマイクロホンパッケージの印刷回路基板の構成を、図３は、シリコンマイクロホンパッケージのケーシングの構成を、図４は、シリコンマイクロホンパッケージの絶縁板の構成をそれぞれ示す。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。
【００１０】
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、ケーシング５の裏面に設置される絶縁板６とを備えている。
【００１１】
こ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及びケーシングに包囲された空間によってキャビティ７が形成されており、また、キャビティ７を外部空間と連通するための通気穴（リーク穴）８が形成されている。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。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る。
【００１２】
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上に設けられており、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。
【００１３】
印刷回路基板４は、図２に示されるように、略矩形の平板状をした絶縁性の基板４１と、基板４１の表面に設けられた導電配線４２ａ、４２ｂと、基板４１の裏面に設けられた導電端子４３ａ、４３ｂとを有している。導電配線４２ａ、４２ｂと導電端子４３ａ、４３ｂは、スルーホール４４を経由して電気的に接続されている。導電配線４２ａ、４２ｂは、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と電気的に接続され、導電端子４３ａ、４３ｂは、実装基板９上の回路９１と電気的に接続される。導電配線４２ｂ及び導電端子４３ｂはグランド接続用である。また、この印刷回路基板４は、受音用の開口部４ａを持っている。
【００１４】
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側にして、受音穴２ａが印刷回路基板４の受音用の開口部４ａに合わさるように、受音用の開口部４ａ上に設置され、シリコン系ダイボンド剤２８により印刷回路基板４に接合され、ワイヤ２９ａ、２９ｂによりワイヤボンディング実装される。
【００１５】
音響信号（音）は、図１の矢印Ａ方向に、実装基板９の受音用スペース９ａ、印刷回路基板４の受音用の開口部４ａ、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。受音穴２ａから振動膜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チップ２は音響信号を検出する。
【００１６】
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、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。
【００１７】
ケーシング５は、図３に示されるように、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の裏面（すなわちケーシング５の裏面）には、通気穴８を形成するための通気用の溝部５ａと、この溝部５ａが臨み外部空間に開口する通気用の開口部５ｂとが設けられている。
【００１８】
ケーシング５は、シリコンマイクロホンチップ２及び界効果トランジスタ３を包囲して、印刷回路基板４上に設置される。このようにケーシング５を印刷回路基板４に設置することにより、ケーシング５及び印刷回路基板４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、ケーシング５及び印刷回路基板４によってキャビティ７が形成され、ケーシング５及び印刷回路基板４により囲まれた空間がキャビティ７となる。
【００１９】
ケーシング５の周側壁５２の下端縁が印刷回路基板４のグランド接続用の導電配線４２ｂ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が封止樹脂５９により封止され、これにより、キャビティ７の遮蔽性が高められる。
【００２０】
絶縁板６は、図４に示されるように、絶縁性の材料により形成されており、略矩形の平板状をしている。絶縁板６は、通気穴８を区画するための貫通孔６ａを有している。
【００２１】
絶縁板６は、ケーシング５の溝部５ａと通気用の開口部５ｂとを覆い、かつ、貫通孔６ａと溝部５ａとが合わさるように、ケーシング５の上壁５１の裏面に設置される。このように絶縁板６をケーシング５に設置することにより、絶縁板６の貫通孔６ａ、ケーシング５の溝部５ａ、及びケーシング５の通気用の開口部５ｂ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Ｂで示す経路）が形成される。つまり、絶縁板６の貫通孔６ａ、ケーシング５の溝部５ａ、及びケーシング５の通気用の開口部５ｂによって、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が形成される。なお、絶縁板６は、封止樹脂６９によりケーシング５の上壁５１の裏面に固定される。
【００２２】
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、ケーシング５を印刷回路基板４上に設置することにより、ケーシング５と回路基板４に包囲された空間がキャビティ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、絶縁板６をケーシング５の内面に設置することにより、絶縁板６の貫通孔６ａ、ケーシング５の溝部５ａ、及びケーシング５の通気用の開口部５ｂ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。
【００２３】
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、電界効果トランジスタ３は、ケーシング５の外部に配置されていてもよい。この場合、電界効果トランジスタ３は、印刷回路基板４に実装してもよいし、実装基板９に実装してもよい。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導電配線４２ｂ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。シリコンマイクロホンチップ２は、シリコン系ダイボンド剤２８による接合、及びワイヤ２９ａ、２９ｂによるワイヤボンディング実装に代えて、フリップチップ実装してもよい。絶縁板６は、封止樹脂６９に代えて、粘着テープにより固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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印刷回路基板の平面図。
【図３】同シリコンマイクロホンパッケージのケーシングの平面図。
【図４】同シリコンマイクロホンパッケージの絶縁板の平面図。
【符号の説明】
【００２５】
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    受音用の開口部
５    ケーシング
５ａ    通気用の溝部
５ｂ    通気用の開口部
６    絶縁板
６ａ    貫通孔
７    キャビティ
８    通気穴
９    実装基板
９ａ    受音用のスペース
【図１】
2007060228.tif 000003
【図２】
2007060228.tif 000004
【図３】
2007060228.tif 000005
【図４】
2007060228.tif 000006