Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2008136195A - Condenser microphone - Google Patents

Condenser microphone Download PDF

Info

Publication number
JP2008136195A
JP2008136195A JP2007280662A JP2007280662A JP2008136195A JP 2008136195 A JP2008136195 A JP 2008136195A JP 2007280662 A JP2007280662 A JP 2007280662A JP 2007280662 A JP2007280662 A JP 2007280662A JP 2008136195 A JP2008136195 A JP 2008136195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
condenser microphone
plate
hole
wiring board
acoustic hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007280662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Sato
明善 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP2007280662A priority Critical patent/JP2008136195A/en
Publication of JP2008136195A publication Critical patent/JP2008136195A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025Semiconducting materials
    • H01L2924/10251Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253Silicon [Si]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/146Mixed devices
    • H01L2924/1461MEMS
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Landscapes

  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a condenser microphone with a high resonant frequency of an acoustic hole and an electroacoustic transducer comprising the same. <P>SOLUTION: The present invention relates to a condenser microphone comprising a package forming a cavity inside and including a through-hole; a plate being bonded to the package, including an acoustic hole overlapped with the through-hole and being thinner than a length of the through-hole; and an electroacoustic transducer die housed in a part of the cavity. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a condenser microphone and an electroacoustic transducer including the same, and more particularly to a condenser microphone as a MEMS sensor package.

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。
米国特許出願公開2005/0185812号公報
Conventionally, a condenser microphone as a MEMS sensor package is known. In Patent Document 1, an electroacoustic conversion die bonded to a wiring board is covered with a cover, and an acoustic hole for allowing sound waves to reach the electroacoustic conversion die in the package is formed in the cover of the package or the wiring board. A condenser microphone is described. Since an element that adversely affects the operation of the die in the package, such as dust, light, and water droplets, can enter from the acoustic hole, it is desirable that the acoustic hole be as small as possible.
US Patent Application Publication No. 2005/0185812

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。   However, resonance at the acoustic hole occurs at a lower frequency as the acoustic hole becomes smaller and longer. Therefore, if a small-diameter acoustic hole is formed in the wiring board itself or the cover itself corresponding to the bottom of the package, the length of the acoustic hole becomes equal to these thicknesses, so that resonance can occur in the audible range.

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。   An object of the present invention is to provide a condenser microphone having a high resonance frequency of an acoustic hole and an electroacoustic transducer having the same.

(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。
(1) A condenser microphone for achieving the above object includes a package having a cavity inside and having a through hole, an acoustic hole joined to the package and overlapping the through hole, and the length of the through hole. A thinner plate and an electroacoustic transducer die housed in a portion of the cavity.
According to this condenser microphone, a plate that is thinner than the length of the through hole of the package is joined to the package, and an acoustic hole is formed in the plate. Therefore, the length of the acoustic hole is shorter than when the acoustic hole is formed in the package itself. can do. Therefore, according to this condenser microphone, the resonance frequency of the acoustic hole can be increased.

(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。
(2) In the condenser microphone for achieving the above object, the package has a bottom portion having the through hole and joined to an external wiring board, and the cavity is formed on the inside together with the bottom portion and joined to the bottom portion. And a cover. In this case, the plate may be bonded to the bottom and thinner than the bottom. Further, in this case, the electroacoustic conversion die is bonded to the bottom portion or the plate around the acoustic hole and supports the stationary electrode and the vibrating electrode on the inner side, the vibrating electrode with respect to the stationary electrode, and the acoustic hole. And an annular support portion.
In this case, since the acoustic hole and the electroacoustic conversion die overlap, the footprint of the condenser microphone can be reduced. In this case, since the sound wave directly reaches the inside of the electroacoustic transducer die from the bottom of the package, a large volume of the outer space of the electroacoustic transducer die in the package can be used as a back cavity, and as a result, the cut-off The frequency can be lowered. The ring-shaped support portion may have any shape that surrounds the stationary electrode and the vibration electrode, and the inner and outer contours may be circular, rectangular, square, or polygonal. Good.

(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。
(3) In the condenser microphone for achieving the above object, it is preferable that the acoustic hole has a length of 100 μm or less, and the acoustic hole has a diameter of 100 μm or less.
The length of the acoustic hole corresponds to the thickness of the plate around the acoustic hole.

(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。   (4) In the condenser microphone for achieving the above object, the plate is preferably made of a metal material.

(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。
(5) In the condenser microphone for achieving the above object, the plate may comprise a lead frame.
In the case of a package using a lead frame, the structure can be simplified and the manufacturing cost can be reduced by forming an acoustic hole in the lead frame.

(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。
(6) In the condenser microphone for achieving the above object, the bottom portion may be a multilayer wiring board, and the plate may be made of a conductive film bonded to the multilayer wiring board.
In this case, since the plate can be bonded to the multilayer wiring board in the manufacturing process of the multilayer wiring board, the manufacturing cost can be reduced.

(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。
(7) In the condenser microphone for achieving the above object, the bottom portion may be a multilayer wiring board, and the plate may be made of a conductive film included in the multilayer wiring board.
Also in this case, since the plate can be bonded to the multilayer wiring board in the manufacturing process of the multilayer wiring board, the manufacturing cost can be reduced.

(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。
(8) A condenser microphone for achieving the above object, comprising a plurality of the plates, wherein the bottom is a multilayer wiring board, each of the plurality of plates being bonded to the multilayer wiring board and sandwiching an insulating layer therebetween It may consist of conductive films overlapping with each other.
Also in this case, since the plate can be bonded to the multilayer wiring board in the manufacturing process of the multilayer wiring board, the manufacturing cost can be reduced.

(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。
(9) In the condenser microphone for achieving the above object, the acoustic hole formed by the first conductive film and the acoustic hole formed by the second conductive film may not overlap. desirable.
In this case, since the dust, light, and water droplets cannot enter the package unless they pass through the acoustic holes formed in the two conductive films, the use environment adaptability of the condenser microphone is improved.

(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。
(10) In the condenser microphone for achieving the above object, a breathable sheet may be further provided between the first conductive film and the second conductive film.
In this case, the use environment adaptability of the condenser microphone is improved.

(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。
(11) In the condenser microphone for achieving the above object, a water repellent film may be formed around at least the acoustic hole on the back surface of the plate with the electroacoustic conversion die as a reference.
In this case, the drip-proof performance of the condenser microphone is improved.

(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。
(12) In the condenser microphone for achieving the above object, the outer periphery of the plate may include the projection area of the electroacoustic conversion die.
In general, the output impedance of an electroacoustic transducer die of a condenser microphone is high. In this case, since the plate functions as a noise shield of the electroacoustic conversion die, the S / N of the condenser microphone can be improved.

(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。
(13) In the condenser microphone for achieving the above object, the plate may be connected to a ground potential wiring.
In this case, since the noise shielding effect of the plate is improved, the S / N of the condenser microphone can be further improved.

(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。
(14) An electroacoustic transducer for achieving the above object includes a condenser microphone and an external wiring board to which the condenser microphone is joined. The condenser microphone has a bottom having a through hole and joined to an external wiring board, a cover joined to the bottom and forming a cavity inside with the bottom, and joined to the bottom, from the length of the through hole A thin plate having an acoustic hole that overlaps with the through-hole, and a ring that is housed in a part of the cavity and supports the stationary electrode, the vibrating electrode with respect to the stationary electrode, and the stationary electrode and the vibrating electrode on the inside. And an electroacoustic conversion die provided with a support part. The external wiring board has a second through hole that overlaps the through hole.
According to this electroacoustic transducer, since the acoustic hole is formed in the plate that is thinner than the length of the bottom through hole joined to the external wiring board, the acoustic hole is formed in the bottom part joined to the external wiring board. In comparison, the length of the acoustic hole can be shortened. Therefore, according to this condenser microphone, the resonance frequency of the acoustic hole can be increased.

(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。
(15) In the electroacoustic transducer for achieving the above object, the support portion may be joined to the bottom portion or the plate around the acoustic hole.
In this case, since the acoustic hole and the electroacoustic conversion die overlap, the footprint of the condenser microphone can be reduced, and as a result, the entire apparatus can be reduced in size. In this case, since the sound wave directly reaches the inside of the electroacoustic conversion die from the bottom part joined to the external wiring board, a large volume of the outer space of the electroacoustic conversion die in the package can be used as a back cavity. As a result, the cutoff frequency can be lowered.

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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(First Example)
Configuration of electroacoustic transducer FIG. 1A is a cross-sectional view showing the main part of a first embodiment of the electroacoustic transducer according to the present invention. This electroacoustic conversion device is a device having a function of converting sound into an electric signal, such as a mobile phone terminal, a voice recorder, and a notebook personal computer. An external wiring board 17 on which various electronic components are mounted is housed in a housing (not shown) that constitutes the outer shell of the electroacoustic transducer. The condenser microphone 1 is joined to the external wiring board 17 via a BGA (Ball Grid Array) not shown. A second through-hole 171 is formed in the external wiring board 17 immediately below the condenser microphone 1. The second through-hole 171 is a hole for allowing sound waves to pass to the condenser microphone 1. A through hole for allowing sound waves to pass through to the second through hole 171 is formed in the casing constituting the outer shell of the electroacoustic transducer.

・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。
Configuration of Condenser Microphone The condenser microphone 1 includes an electroacoustic conversion die 12, an impedance conversion die 18, a package 16 that accommodates these, and a plate 19 joined to the package 16. The electroacoustic conversion die 12 and the impedance conversion die 18 are electrically connected by wire bonding using a gold wire 13 or the like. The impedance conversion die 18 is electrically connected to the wiring of the package 16 by wire bonding, flip chip bonding, or the like.

・・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。
.. Electroacoustic Conversion Die The electroacoustic conversion die 12 has a function of converting sound waves into electrical signals. The electroacoustic conversion die 12 has a structure in which a conductive film such as a doped silicon thin film and an insulating film such as a silicon oxide film are stacked on a silicon wafer. The electroacoustic conversion die 12 is provided with a vibrating electrode 123 that constitutes a counter electrode of a capacitor, a stationary electrode 122 corresponding thereto, and an annular support portion 124 that supports these electrode films. The support portion 124 is joined around the acoustic hole 191 of the plate 19.

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。   The vibrating electrode 123 is configured as a diaphragm that partitions two spaces. Of the two spaces partitioned by the vibrating electrode 123, a space where a sound wave that is a conversion target of the electroacoustic conversion die 12 arrives is referred to as an acoustic space, and the other space is referred to as a back cavity. Since the plurality of rear through holes 121 are formed in the stationary electrode 122 positioned in the back cavity, the back cavity partitioned by the vibration electrode 123 includes the external space of the electroacoustic conversion die 12 inside the package 16. Although FIG. 1A shows an example in which the stationary electrode 122 is positioned in the back cavity, the stationary electrode 122 may be positioned in the acoustic space. In this case, the sound wave that has passed through the through hole formed in the stationary electrode 122 reaches the vibrating electrode 123.

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。   FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminated structure of the electroacoustic conversion die 12. The electroacoustic conversion die 12 is a laminated structure of a substrate and a thin film made of a die substrate 12a, a lower insulating film 12b, a lower conductive film 12c, a spacer insulating film 12d, an upper conductive film 12e, a surface insulating film 12f, and the like. The substrate and the thin film constituting the electroacoustic conversion die 12 are bonded to each other. Such an electroacoustic conversion die 12 has, for example, a lower conductive film 12c, an upper conductive film 12e, a lower conductive film 12c, a spacer insulating film 12d, an upper conductive film 12e, and a surface insulating layer on a silicon wafer to be a die substrate 12a. The film 12f and the like are formed by deposition, or these thin films are patterned and then diced.

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。   FIG. 6B is a schematic diagram for explaining a correspondence relationship between a substrate, a thin film, and mechanical components of the electroacoustic transducer die 12 that constitute the electroacoustic transducer die 12. In FIG. 6B, the substrate constituting the electroacoustic conversion die 12, the thin film interface, and the thin film interface are indicated by broken lines. The stationary electrode 122 is made of an upper conductive film 12e such as a doped silicon thin film. The outer periphery of the stationary electrode 124 may be circular, rectangular, or polygonal. The vibrating electrode 123 is made of a lower conductive film 12c such as a doped silicon thin film. The outer periphery of the vibrating electrode 123 may be circular, rectangular, or polygonal. The vibrating electrode 123 is at least partially opposed to the stationary electrode 122 with a gap in between. That is, the vibrating electrode 123 and the stationary electrode 122 constitute a counter electrode of the capacitor. The support portion 124 is a multilayer structure including a die substrate 12a, a lower insulating film 12b, a lower conductive film 12c, a spacer insulating film 12d, an upper conductive film 12e, a surface insulating film 12f, and the like. The support portion 124 has a shape surrounding the stationary electrode 122 and the vibrating electrode 123. The vibration electrode 123, the stationary electrode 122, and the die substrate 12a are electrically connected to the impedance conversion die 18 through a through electrode or a bonding pad formed of a conductive film (not shown).

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。   As described above, a part of the upper conductive film 12e constitutes the stationary electrode 122, and the remaining part of the upper conductive film 12e constitutes a part of the support part 124. Therefore, as a mechanical structure, all or a part of the outer periphery of the stationary electrode 122 is coupled to the support portion 124, and the stationary electrode 122 is supported inside the support portion 124. Further, as described above, a part of the lower conductive film 12 c is included in the vibrating electrode 123, and the remaining part of the lower conductive film 12 c is included in the support part 124. For this reason, as a mechanical structure, all or part of the outer periphery of the vibration electrode 123 is coupled to the support portion 124, and the vibration electrode 123 is supported inside the support portion 124.

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。   When the electroacoustic conversion die 12 having the structure shown in FIGS. 6A and 6B is bonded to the plate 19 so that the stationary electrode 122 is located in the back cavity, the die substrate 12a is airtightly bonded to the plate 19 by an adhesive, for example. The When the electroacoustic conversion die 12 having the structure shown in FIGS. 6A and 6B is bonded to the plate 19 so that the stationary electrode 122 is located in the acoustic space, the surface insulating film 12f is bonded to the plate 19 in an airtight manner, for example, by an adhesive. Is done.

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。   Conventionally, the back cavity is formed in the substrate of the electroacoustic conversion die 12 and is formed by a through hole whose one end is closed by a package. The cutoff frequency of the condenser microphone 1 can be lowered as the volume of the back cavity increases. Although it is not easy to form through holes in a substrate made of a silicon wafer or the like by etching, if it is necessary to secure the volume of the back cavity with the through holes formed in the silicon wafer, it is necessary to form deep through holes in the thick silicon wafer. is there. In this embodiment, since the surplus space inside the package 16 can be used as a back cavity, the cut-off frequency can be increased as compared with the case where the back cavity is formed by etching. In addition, since it is not necessary to secure the volume of the back cavity only in the inner space of the electroacoustic conversion die 12, the condenser microphone 1 can be thinned by thinning the electroacoustic conversion die 12. Note that the smaller the volume of the space between the plate 19 and the vibrating electrode 123 and the larger the area of the vibrating electrode 123, the more the sensitivity of the condenser microphone 1 is improved. Therefore, the distance between the plate 19 and the vibrating electrode 123 is reduced to reduce vibration. It is desirable to increase the area of the electrode 123.

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。   Since the stationary electrode 122 in which the rear through-hole 121 is formed does not vibrate due to the sound wave transmitted through the acoustic space, the vibrating electrode 123 vibrates with respect to the stationary electrode 122. When the vibrating electrode 123 receiving the sound wave vibrates with respect to the stationary electrode 122, the capacitance of the capacitor formed by these counter electrodes changes, so that the sound is converted into an electric signal by the electroacoustic conversion die 12.

・・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。
.. Impedance conversion die The impedance conversion die 18 is a charge pump (not shown) for applying a bias voltage to one of the stationary electrode 122 and the vibrating electrode 123, and the impedance connected to the other of the stationary electrode 122 and the vibrating electrode 123. A converter (not shown) is provided. The impedance converter reduces the high impedance output of the electroacoustic conversion die 12 to low impedance and improves the noise resistance of the condenser microphone 1.

・・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。
Package The package 16 includes a bottom portion 162 formed of a multilayer wiring board, and a cover 161 that forms a cavity inside the package 16 together with the bottom portion 162.

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。   The bottom portion 162 has an open box shape having a laminated structure of a conductive film (not shown) for forming wiring for connecting the impedance conversion die 18 and the external wiring board 17 and a ceramic sheet (not shown). A through hole 163 that overlaps and communicates with the second through hole 171 formed in the external wiring substrate 17 is formed in the bottom portion 162. As shown in FIG. 1B, the through-hole 163 is located immediately below the electroacoustic conversion die 12, and overlaps the vibration electrode 123 with the plate 19 interposed therebetween.

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。   The cover 161 joined to the bottom portion 162 covers the bottom portion 162 so that sound waves do not enter the inside of the package 16 from other than the through holes 163 of the bottom portion 162. The cover 161 is preferably made of a conductor that provides a shielding effect against noise, and more preferably connected to a ground potential.

・・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。
.. Plate The plate 19 is thinner than the minimum thickness of any of the cover 161 and the bottom portion 162 constituting the package 16. When the thickness of the plate 19 is compared with the through hole 163 formed in the package 16, the plate 19 is thinner than the length of the through hole 163. The plate 19 has an outer periphery that includes the projection region F1 of the electroacoustic transducer die 12, as shown in FIG. 1B. The plate 19 is made of a conductive film made of a metal material or the like, and is joined to the bottom 162 of the package 16. As the material of the plate 19, for example, stainless steel, beryllium copper, Fe—Ni alloy (64 alloy), or the like can be selected. Since the plate 19 is bonded to the electroacoustic transducer die 12, it is desirable to select a material having a thermal expansion coefficient close to that of the silicon wafer. Further, it is desirable to connect the plate 19 to the ground potential in order to enhance the shielding effect against noise.

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。
An acoustic hole 191 is formed in the plate 19. As shown in FIG. 1B, the acoustic hole 191 overlaps and communicates with the through hole 163 of the bottom portion 162. Since dust, water droplets, light, and the like other than sound can enter from the acoustic hole 191, the smaller the cross-sectional area of the acoustic hole 191 is better from the viewpoint of preventing the entry of dust, water droplets, light, and the like. On the other hand, the smaller the cross-sectional area of the acoustic hole 191 is, the lower the resonance frequency of the acoustic hole 191 is. Therefore, the larger the cross-sectional area of the acoustic hole 191 is better from the viewpoint of raising the resonance frequency beyond the audible range. Moreover, in order to make the resonant frequency of the acoustic hole 191 higher than the audible range, the shorter the acoustic hole 191 is, the better. Since the length of the acoustic hole 191 is equal to the thickness of the plate 19, the thinner the plate 19, the better. In this embodiment, the resonance frequency is increased by shortening the length of the acoustic hole 191, and the entry of dust, water droplets, light, etc. is prevented by reducing the cross-sectional area of the acoustic hole 191. Specifically, when the cross section of the acoustic hole 191 is circular, the diameter is desirably 100 μm or less, and the thickness of the plate 19 is desirably 100 μm or less. Thus, the plate 19 for forming the short acoustic hole 191 can be formed of a film formed of a metal material on the surface of the bottom portion 162 by printing or coating. If the plate 19 is thin, it is easy to form a through-hole having a small cross-sectional area, and the acoustic hole 191 having a small cross-sectional area can be formed in the plate 19 by etching using photolithography, laser processing, pressing, or the like. it can.
..Effect In the structure of the first embodiment described above, the diameter of the acoustic hole 191 is 100 μm, the length of the acoustic hole 191 is 100 μm, the distance between the vibration electrode 123 and the plate 19 is 512 μm, and the vibration electrode 123 is a circle having a diameter of 700 μm. When the resonance frequency of the condenser microphone 1 is simulated, it becomes about 25 kHz, and the resonance frequency of the condenser microphone 1 becomes higher than the audible range.

(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。
(Second embodiment)
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a main part of a second embodiment of the electroacoustic transducer according to the present invention. Constituent elements common to the first embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. The second embodiment differs from the first embodiment in that the bottom 162 of the package 16 of the condenser microphone 2 is made of resin mold and the plate is made of a lead frame 14 sealed with resin.

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。   The condenser microphone 2 of the second embodiment includes a lead frame 14 constituting a SOP (Small Outline Package), a QFP (Quad Flat Package), a PGA (Pin Grid Array), and the like. An electroacoustic conversion die 12 and an impedance conversion die 18 are joined to the lead frame 14. The lead frame 14 has a lead (not shown) that is wire-bonded to the impedance conversion die 18, and this lead protrudes outside a bottom portion 162 made of a resin mold. By configuring the plate for forming the acoustic hole 142 having a narrow and short cross-sectional area with the lead frame 14, the structure of the package can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

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。   A part of the lead frame 14 that is not sealed by the resin mold is formed thinner than the remaining part, and a short acoustic hole 142 having a small cross-sectional area is formed in the thin part. The portion of the lead frame 14 where the acoustic hole 142 is formed is thinner than the minimum thickness of any of the cover 161 and the bottom portion 162 constituting the package 16. It is desirable to form a water repellent film 141 in the vicinity of the acoustic hole 142 on the surface exposed to the outside of the package 16 of the lead frame 14 as shown in FIG. 2B. The water repellent film 141 is formed by coating the lead frame 141 with a water repellent thin film such as silicon rubber or fluororesin. By forming the water repellent film 141 in the vicinity of the acoustic hole 142 exposed to the outside of the package 16, it is possible to prevent water droplets from entering the package 16. The water repellent film 141 is preferably formed on a portion including at least the periphery of the acoustic hole 142 of the lead frame 141, and is preferably formed on both the front and back surfaces of the lead frame 141 around the acoustic hole 142. It is desirable to form.

(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。
(Third embodiment)
FIG. 3A is a sectional view showing an essential part of a third embodiment of the electroacoustic transducer according to the present invention. Constituent elements common to the first embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. The third embodiment is different from the first embodiment in that the plate 15 is composed of a conductive film included in a bottom portion 162 made of a multilayer wiring board.

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。   The plate 15 is configured as a conductive film which is a part of the multilayer structure of the multilayer wiring board. The conductive film constituting the plate 15 is thinner than the minimum thickness of any of the cover 161 and the bottom portion 162 constituting the package 16. A short acoustic hole 151 having a small cross-sectional area is formed in the plate 15. The plate 15 has an outer periphery including the projection area F1 of the electroacoustic conversion die 12 and the projection area F2 of the impedance conversion die 18. The plate 15 is connected to the ground potential, and the footprint of the package 16 and the footprint of the plate 15 are substantially equal. Therefore, in the condenser microphone 3 of the third embodiment, the shielding effect against noise of the plate 15 is higher than the shielding effect exhibited by the plates of the first and second embodiments.

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。   In the structure of the third embodiment described above, the diameter of the acoustic hole 151 is 100 μm, the length of the acoustic hole 151 is 100 μm, the distance between the vibration electrode 123 and the plate 15 is 512 μm, and the surface from the bottom 162 to the surface of the plate 15 When the resonance frequency of the condenser microphone 3 is simulated with a depth of 150 μm and the vibrating electrode 123 having a diameter of 700 μm, the resonance frequency of the condenser microphone 3 is about 22 kHz, and the resonance frequency of the condenser microphone 3 is higher than the audible range.

(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。
(Fourth embodiment)
FIG. 4A is a sectional view showing an essential part of a fourth embodiment of the electroacoustic transducer according to the present invention. Constituent elements common to the first embodiment and the third embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. The fourth embodiment constitutes a part of a laminated structure of a first plate 19 in which a plate having acoustic holes is bonded to the surface of a bottom portion 162 made of a multilayer wiring substrate and a multilayer wiring substrate constituting the bottom portion 162. In the point comprised by the 2nd plate 15 which consists of the electrically conductive film which is comprised, it is the structure which combined the 1st Example and the 3rd Example.

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。   The first plate 19 and the second plate 15 of the condenser microphone 4 of the fourth embodiment are joined to the insulating layer of the multilayer wiring board located between them. As shown in FIGS. 4A and 4B, the acoustic hole 191 formed in the first plate 19 and the acoustic hole 151 formed in the second plate 15 do not overlap but communicate with each other. The sound wave that has passed through the two acoustic holes 151 and 191 reaches the vibration electrode 123. Since the acoustic hole 151 and the acoustic hole 191 do not overlap with each other, light, dust, water droplets, or the like hardly enter the package 16 from the two acoustic holes 151 and 191.

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。   In the structure of the fourth embodiment described above, the diameter of the acoustic holes 191 and 151 is 100 μm, the length of the acoustic holes 191 and 151 is 100 μm, the distance between the vibrating electrode 123 and the first plate 19 is 512 μm, When the resonance frequency of the condenser microphone 1 is simulated with the distance between the plate 19 and the second plate 15 being 150 μm and the vibration electrode 123 being a circle having a diameter of 700 μm, the resonance frequency of the gap between the first plate 19 and the second plate 15 is The resonance frequency of the gap between the vibrating electrode 123 and the first plate 19 is about 25 kHz, and the resonance frequency of the condenser microphone 1 is higher than the audible range.

(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。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a sectional view showing an essential part of a fifth embodiment of the electroacoustic transducer according to the present invention. Constituent elements common to the fourth embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. The condenser microphone 5 of the fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that a breathable sheet 11 is provided between the first plate 19 and the second plate 15.

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。   The breathable sheet 11 is sandwiched between the first plate 19 and the second plate 15 inside a through-hole 163 formed in the bottom 162 made of a multilayer wiring board. The breathable sheet 11 is made of a nonwoven fabric or a fiber material having both breathability and drip-proof properties. Since the condenser microphone 5 includes the breathable sheet 11, light, dust, water droplets, and the like are less likely to enter the package 16 from the two acoustic holes 151 and 191.

(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。
(Other examples)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail according to the examples, the present invention is not limited to the above-described examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course. For example, the smaller the number of acoustic holes formed in the plate, the higher the resonance frequency, but the number of acoustic holes formed in one plate is not limited to one, and three or more plates are formed by three or more plates. A hole may be formed. The acoustic hole may be formed in a plate that is bonded to the cover of the package, or may be formed in a plate that is bonded to the side wall of the package. Further, a plate for forming a short acoustic hole having a small cross-sectional area may be formed of an inorganic material such as a resin other than a metal material or a ceramic. In addition, the configuration in which two dies are accommodated inside the packaged condenser microphone is illustrated, but one die has an electroacoustic conversion function and an impedance conversion function, and one die having these two functions is packaged. Is also possible.

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。FIG. 1A is a cross-sectional view according to the first embodiment. FIG. 1B is a plan view showing a bottom portion and a plate of the package of the first embodiment. 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。FIG. 2A is a cross-sectional view according to the second embodiment. FIG. 2B is an enlarged view of a portion B in FIG. 2A. 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。FIG. 3A is a cross-sectional view according to the third embodiment. FIG. 3B is a plan view showing a bottom portion and a plate of the package of the third embodiment. 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。FIG. 4A is a cross-sectional view according to the fourth embodiment. FIG. 4B is a plan view showing a bottom portion and a plate of the package of the fourth embodiment. 第五実施例に係る断面図である。It is sectional drawing concerning a 5th Example. 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。FIG. 6A is a sectional view according to the first to fifth embodiments. FIG. 6B is a schematic diagram according to the first to fourth embodiments.

符号の説明Explanation of symbols

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 1: condenser microphone, 2: condenser microphone, 3: condenser microphone, 4: condenser microphone, 5: condenser microphone, 11: breathable sheet, 12: electroacoustic conversion die, 12: support part, 12: electroacoustic conversion die, 13: Gold wire, 14: Lead frame, 15: Plate, 16: Package, 17: External wiring board, 18: Impedance conversion die, 19: Plate, 121: Rear through hole, 122: Stationary electrode, 123: Vibration electrode, 141: lead frame, 141: water repellent film, 151: acoustic hole, 161: cover, 162: bottom, 163: through hole, 171: through hole, 191: acoustic hole, 192: acoustic hole

Claims (15)

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。
A package forming a cavity inside and having a through hole;
A plate that is bonded to the package and has an acoustic hole that overlaps the through hole, and is thinner than the length of the through hole;
An electroacoustic transducer die housed in a portion of the cavity;
Condenser microphone with
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。
The package is
A bottom portion having the through hole and bonded to an external wiring board;
A cover joined to the bottom and forming the cavity inside with the bottom;
The plate is joined to the bottom, thinner than the bottom,
The electroacoustic conversion die includes a stationary electrode, a vibrating electrode for the stationary electrode, and an annular support portion that is joined to the bottom or the plate around the acoustic hole and supports the stationary electrode and the vibrating electrode on the inside. And comprising
The condenser microphone according to claim 1.
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。
The acoustic hole has a length of 100 μm or less,
The diameter of the acoustic hole is 100 μm or less,
The condenser microphone according to claim 1 or 2.
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。
The plate is made of a metal material,
The condenser microphone according to claim 1, 2 or 3.
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。
The plate comprises a lead frame;
The condenser microphone according to claim 4.
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。
The bottom is a multilayer wiring board,
The plate is made of a conductive film bonded to the surface of the multilayer wiring board.
The condenser microphone according to claim 4.
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。
The bottom is a multilayer wiring board,
The plate is made of a conductive film included in the multilayer wiring board.
The condenser microphone according to claim 4.
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。
A plurality of the plates;
The bottom is a multilayer wiring board,
Each of the plurality of plates is made of a conductive film bonded to the multilayer wiring board and overlapping with an insulating layer interposed therebetween,
The condenser microphone according to claim 4.
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。
The acoustic hole formed by the first conductive film and the acoustic hole formed by the second conductive film do not overlap,
The condenser microphone according to claim 8.
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。
Further comprising a breathable sheet between the first conductive film and the second conductive film,
The condenser microphone according to claim 8 or 9.
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。
A water repellent film is formed around at least the acoustic hole on the back surface of the plate with respect to the electroacoustic conversion die;
The condenser microphone according to claim 1.
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。
The plate includes a projection area of the electroacoustic conversion die on the outer periphery,
The condenser microphone according to any one of claims 1 to 11.
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。
The plate is connected to a ground potential wiring,
The condenser microphone according to claim 1.
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。
A condenser microphone,
An external wiring board to which the condenser microphone is joined, and
The condenser microphone is:
A bottom portion having a through hole and bonded to an external wiring board;
A cover joined to the bottom and forming a cavity inside with the bottom;
A plate joined to the bottom and having an acoustic hole thinner than the length of the through hole and overlapping the through hole;
Housed in a part of the cavity, a stationary electrode, a vibrating electrode for the stationary electrode, and an annular support portion that supports the stationary electrode and the vibrating electrode on the inside,
An electroacoustic conversion die comprising:
With
The external wiring board has a second through hole that overlaps the through hole.
Electroacoustic transducer.
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。
The support is joined to the bottom or the plate around the acoustic hole,
The electroacoustic transducer according to claim 14.
JP2007280662A 2006-10-31 2007-10-29 Condenser microphone Withdrawn JP2008136195A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007280662A JP2008136195A (en) 2006-10-31 2007-10-29 Condenser microphone

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006295057 2006-10-31
JP2007280662A JP2008136195A (en) 2006-10-31 2007-10-29 Condenser microphone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008136195A true JP2008136195A (en) 2008-06-12

Family

ID=39560669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007280662A Withdrawn JP2008136195A (en) 2006-10-31 2007-10-29 Condenser microphone

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008136195A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010041565A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Funai Electric Co Ltd Manufacturing method of microphone unit and its housing
WO2010092856A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 船井電機株式会社 Microphone unit
KR20150103454A (en) * 2014-03-03 2015-09-11 삼성전기주식회사 Microphone package
JP2015530030A (en) * 2012-08-10 2015-10-08 ノールズ エレクトロニクス,リミテッド ライアビリティ カンパニー Microphone assembly with a barrier to prevent entry of contaminants
JP2017187446A (en) * 2016-04-08 2017-10-12 アルプス電気株式会社 Sensor device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010041565A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Funai Electric Co Ltd Manufacturing method of microphone unit and its housing
WO2010092856A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 船井電機株式会社 Microphone unit
CN102318365A (en) * 2009-02-13 2012-01-11 船井电机株式会社 Microphone unit
CN102318365B (en) * 2009-02-13 2014-05-14 船井电机株式会社 Microphone unit
US8818010B2 (en) 2009-02-13 2014-08-26 Funai Electric Co., Ltd. Microphone unit
JP2015530030A (en) * 2012-08-10 2015-10-08 ノールズ エレクトロニクス,リミテッド ライアビリティ カンパニー Microphone assembly with a barrier to prevent entry of contaminants
KR20150103454A (en) * 2014-03-03 2015-09-11 삼성전기주식회사 Microphone package
KR101598270B1 (en) * 2014-03-03 2016-02-26 삼성전기주식회사 Microphone package
JP2017187446A (en) * 2016-04-08 2017-10-12 アルプス電気株式会社 Sensor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080219482A1 (en) Condenser microphone
US9521499B2 (en) Electronic device with large back volume for electromechanical transducer
CN102742301B (en) Micro-electro-mechanical transducer and corresponding packaging technology
JP5054703B2 (en) MEMS microphone, method for manufacturing MEMS microphone, and method for incorporating MEMS microphone
JP4947191B2 (en) microphone
JP6311376B2 (en) microphone
JP2009071813A (en) Vibration transducer
JP2010187076A (en) Microphone unit
JP5348073B2 (en) Electroacoustic transducer mounting substrate, microphone unit, and manufacturing method thereof
KR101554364B1 (en) MEMS microphone package using lead frame
JP4655017B2 (en) Acoustic sensor
JP5382029B2 (en) Microphone manufacturing method
JP2010187324A (en) Microphone unit
US20170247248A1 (en) Integrated mems transducer and circuitry
JP5298384B2 (en) Microphone unit
JP2008160352A (en) Electrostatic capacity sensor
JP2011114506A (en) Microphone unit
JP2009038053A (en) Semiconductor sensor device
JP2008136195A (en) Condenser microphone
GB2555659A (en) Package for MEMS device and process
JP4947238B2 (en) microphone
JP5402320B2 (en) Microphone unit
JP2008271424A (en) Acoustic sensor
US20150139467A1 (en) Acoustic device and microphone package including the same
JP2012019322A (en) Capacitor microphone

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110104