マイクロホンユニット
【課題】音圧を電気信号に変換する電気音響変換部を、基板に設けられる開口部を覆うように配置するマイクロホンユニットであって、電気音響変換部を精度良く実装できるマイクロホンユニットを提供する。
【解決手段】マイクロホンユニット１は、音圧により振動する振動板１１２を有して音圧を電気信号に変換する電気音響変換部１１と、電気音響変換部１１を実装する基板１４と、を備える。基板１４には、振動板１１２と対向するように設けられる基板開口部１４２と、基板開口部１４２の周りに設けられ、電気音響変換部１１と当接して電気音響変換部１１の位置決めを行う位置決め壁１４３ａと、が設けられている。
【解決手段】マイクロホンユニット１は、音圧により振動する振動板１１２を有して音圧を電気信号に変換する電気音響変換部１１と、電気音響変換部１１を実装する基板１４と、を備える。基板１４には、振動板１１２と対向するように設けられる基板開口部１４２と、基板開口部１４２の周りに設けられ、電気音響変換部１１と当接して電気音響変換部１１の位置決めを行う位置決め壁１４３ａと、が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音圧（例えば音声により生じる）を電気信号に変換して出力するマイクロホンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、携帯電話やトランシーバ等の音声通信機器、又は音声認証システム等の入力された音声を解析する技術を利用した情報処理システム、或いは録音機器、といった音声入力装置にマイクロホンユニットが適用されている。このようなマイクロホンユニットについて、従来、様々な構成のマイクロホンユニットが開発されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来のマイクロホンユニットの構成例を示す概略断面図である。従来のマイクロホンユニットの中には、図６に示すマイクロホンユニット１００のように、音道として使用される開口部１０１ａを有する基板１０１と、開口部１０１ａを覆うように基板１０１に実装されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１０２と、基板１０１に実装されて、ワイヤ１０５を介してＭＥＭＳチップ１０２と電気的に接続されるＩＣ（Integrated Circuit）１０３と、基板１０１に実装されるＭＥＭＳチップ１０２及びＩＣ１０３を覆うシールドカバー１０４と、を備えるものがある。
【０００４】
このような構成のマイクロホンユニット１００は、開口部１０１ａを経て伝達される音響信号をＭＥＭＳチップ１０２によって電気信号に変換し、変換された電気信号をＩＣ１０３で増幅処理して図示しない電極パッドを介して外部に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板１０１に設けられる開口部１０１ａを覆うようにＭＥＭＳチップ１０２を配置する構成の従来のマイクロホンユニット１００には、次のような問題点が存在する。
【０００７】
従来のマイクロホンユニット１００においては、例えばＭＥＭＳチップ１０２の外周部分に接着剤を塗布し、その後、ＭＥＭＳチップ１０２が所定の位置に配置されるように位置を調整しながらＭＥＭＳチップ１０２を実装する。この実装時においては、通常、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等でＭＥＭＳチップ１０２を観察しながら、ＭＥＭＳチップ１０２の位置調整を行う。
【０００８】
しかし、電子機器の小型化の傾向等からマイクロホンユニットのサイズが小型化する傾向にあり、ＣＣＤカメラ等で観察しながら位置調整する場合でも、ＭＥＭＳチップ１０２の位置を正確に調整するのは困難な作業となってきている。このため、マイクロホンユニット１００の組み立て時において、ＭＥＭＳチップ１０２の位置が狙いの位置からずれてしまうという事態が発生しやすくなっている。
【０００９】
従来のマイクロホンユニット１００のような構成では、ＭＥＭＳチップ１０２の位置が狙いの位置からずれると、本来重なるべきでないＭＥＭＳチップ１０２の一部が開口部１０１ａと重なったり、接着剤が開口部１０１ａに入り込んだりする場合がある。このような事態が生じると、開口部１０１ａの一部或いは全部が塞がれることになるために、マイクロホンユニットの特性について所望の特性が得られないという問題が発生する。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、音圧を電気信号に変換する電気音響変換部を、基板に設けられる開口部を覆うように配置するマイクロホンユニットであって、電気音響変換部を精度良く実装できるマイクロホンユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、音圧により振動する振動板を有して音圧を電気信号に変換する電気音響変換部と、前記電気音響変換部を実装する基板と、を備えるマイクロホンユニットであって、前記基板には、前記振動板と対向するように設けられる基板開口部と、前記基板開口部の周りに設けられ、前記電気音響変換部と当接して前記電気音響変換部の位置決めを行う位置決め壁と、が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本構成によれば、基板開口部の回りに位置決め壁が設けられているために、電気音響変換部を基板の狙いの位置に精度良く実装することが可能である。このため、振動板と対向するように配置される基板開口部が、例えば電気音響変換部を実装する際に使用する接合剤等によって塞がれることがなく、所望の特性を有するマイクロホンユニットを安定して製造できる。
【００１３】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、外部から前記基板開口部を経て前記振動板の第１の面へと至る第１の音道と、外部から前記振動板の前記第１の面の裏面である第２の面へと至る第２の音道と、を備え、前記振動板は、前記第１の面と前記第２の面との音圧差によって振動することとしても良い。
【００１４】
このような構成とすることにより、いわゆる差動マイクロホンユニットを得られ、高性能のマイクロホンユニットを得ることが可能となる。すなわち、本構成によれば、高性能のマイクロホンユニットを、その特性が安定した状態で製造可能である。
【００１５】
上記構成のマイクロホンユニットの更に具体的な構成として、前記電気音響変換部を覆うように前記基板上に配置される蓋部を備え、前記蓋部の同一面には第１の開口部と第２の開口部とが形成され、前記第１の音道は、外部から、前記第１の開口部、前記基板開口部とは別に前記基板に設けられる他の基板開口部、前記基板開口部をこの順に経て前記第１の面へと至る音道であり、前記第２の音道は、外部から、前記第２の開口部、前記蓋部と前記基板との間に形成される内部空間をこの順に経て前記第２の面へと至る音道であることとしても良い。
【００１６】
本構成のように、同一面に形成される２つの開口部によって振動板の両面に音波を伝達する構成の差動マイクロホンユニットとすることにより、それを備える音声入力装置の音道を簡易なものとすることが可能となり、望ましい形態と言える。
【００１７】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記位置決め壁は、前記基板上に設けられる凸部に備えられることとしても良いし、前記基板に設けられる凹部に備えられることとしても良い。
【００１８】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記電気音響変換部がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップであることとしてもよい。これにより、高性能且つ小型のマイクロホンユニットを、その特性が安定した状態で製造可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、音圧を電気信号に変換する電気音響変換部を基板に設けられる開口部を覆うように配置するマイクロホンユニットであって、電気音響変換部を精度良く実装できるマイクロホンユニットを提供できる。このため、所望の特性を有するマイクロホンユニットを安定して製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す概略斜視図
【図２】図１（ａ）におけるＡ−Ａ位置の概略断面図
【図３】マイクロホンユニットに備えられる位置決め壁を有する凸部の構成について、変形例を示す図
【図４】マイクロホンユニットが備える位置決め壁の別の実施形態を説明するための図
【図５】本発明が適用されるマイクロホンユニットの別実施形態の一例を示す図
【図６】従来のマイクロホンユニットの構成例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用したマイクロホンユニットの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す図で、図１（ａ）は本実施形態のマイクロホンユニットの概略斜視図、図１（ｂ）は本実施形態のマイクロホンユニットの分解斜視図である。図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ位置の概略断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、本実施形態のマイクロホンユニット１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１１と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１２と、第１の基板１３と、第２の基板１４と、蓋部１５と、を備えている。
【００２４】
ＭＥＭＳチップ１１は、音圧を電気信号に変換する電気音響変換部の実施形態で、コンデンサ型のマイクロホンとなっている。このＭＥＭＳチップ１１は、シリコンチップによって形成され、図２に示すように、絶縁性のベース基板１１１と、振動板１１２と、絶縁層１１３と、固定電極１１４と、を備えている。また、図１に示すように、ＭＥＭＳチップ１１は外形が略直方体状に形成され、振動板１１２の振動部分は略円形状となっている。
【００２５】
ＭＥＭＳチップ１１を構成するベース基板１１１には、平面視略円形状の開口１１１ａが形成されている。ベース基板１１１の上に形成される振動板１１２は、音波を受けて振動（上下方向に振動）する薄膜で、導電性を有し、電極の一端を形成している。固定電極１１４は、絶縁層１１３を挟んで振動板１１２と対向するように配置されている。これにより、振動板１１２と固定電極１１４とは容量を形成する。なお、固定電極１１４には音波が通過できるように複数の音孔が形成されており、振動板１１２の上部側から来る音波が振動板１１２の上面に到達するようになっている。
【００２６】
ＭＥＭＳチップ１１は、振動板１１２の上面（本発明の「第２の面」に相当）と下面（本発明の「第１の面」に相当）とのそれぞれに音圧が加わるように構成されている。このため、振動板１１は、上面に加わる音圧と下面に加わる音圧との差に応じて振動する。そして、この振動によって振動板１１２と固定電極１１４との間隔が変化し、振動板１１２と固定電極１１４との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を電気信号として取り出すことによって、音圧が電気信号に変換される。
【００２７】
なお、電気音響変換部としてのＭＥＭＳチップの構成は、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態では振動板１１２の方が固定電極１１４よりも下となっているが、これとは逆の関係（振動板が上で、固定電極が下となる関係）となるように構成等としても構わない。
【００２８】
ＡＳＩＣ１２は、ＭＥＭＳチップ１１の静電容量の変化に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する集積回路である。ＡＳＩＣ１２は、ＭＥＭＳチップ１１における静電容量の変化を精密に取得できるようにチャージポンプ回路とオペアンプとを含む構成としても良い。ＡＳＩＣ１２で増幅処理された電気信号は、マイクロホンユニット１が実装される実装基板に設けられる配線を通じてマイクロホンユニット１の外部へと出力される。
【００２９】
なお、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とは、その詳細は後述する第２の基板１４にフリップチップ実装されている。
【００３０】
第１の基板１３には、平面視略矩形状の溝部１３１が設けられている。この溝部１３１は、その形成方法は特に限定されるものではないが、例えば機械加工等によって形成される。また、図示していないが、第１の基板１３には、外部からマイクロホンユニット１が備えるＡＳＩＣ１２に電源電力を供給するための電極パッド、ＡＳＩＣ１２で増幅処理された電気信号を外部に出力するための電極パッド、ＧＮＤ（グランド）接続のための電極パッド等が形成されており、これらの電極パッドと電気的に接続される各種配線も形成されている。
【００３１】
第２の基板１４は第１の基板１３上に積層・接合される。第２の基板１４には、溝部１３１と連通するように設けられる平面視略楕円形状の第１の基板開口部１４１が形成されている。また、第２の基板１４には、溝部１３１と連通するとともに、振動板１１２と対向するように設けられる平面視略円形状の第２の基板開口部１４２も形成されている。これらの基板開口部１４１、１４２は、その形成方法は特に限定されるものではないが、例えば機械加工等によって形成される。なお、第１の基板開口部１４１は本発明の「他の基板開口部」の実施形態であり、第２の基板開口部１４２は本発明の「基板開口部」の実施形態である。
【００３２】
また、第２の基板１４には、第２の基板開口部１４２を取り囲むように、枠状の凸部１４３が形成されている。この枠状の凸部１４３は、その形成方法は特に限定されるものではないが、例えば第２の基板１４とは別に枠体を形成して、これを第２の基板１２に貼り合わせることによって形成される。
【００３３】
この枠状の凸部１４３は、第２の基板１４上に実装されるＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めして固定できるように設けられている。詳細には、枠状の凸部１４３は、枠内部の形状がＭＥＭＳチップ１１の形状とほぼ同一の形状（平面視略矩形状）となっている。そして、平面視における枠内部のサイズがＭＥＭＳチップ１１のサイズよりやや大き目であるが、ほぼ同一のサイズとなっている。
【００３４】
このため、枠状の凸部１４３の枠内部にＭＥＭＳチップ１１を嵌め込むことによって、ＭＥＭＳチップ１１の４つの側面が枠状の凸部１４３の内面１４３ａと当接し、ＭＥＭＳチップ１１は位置決め固定される。すなわち、枠状の凸部１４３の内面１４３ａは、ＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めする位置決め壁として機能する。
【００３５】
なお、枠状の凸部１４３の高さ（第２の基板１４の基板面と垂直な方向の長さ）は、フリップチップ実装されるＭＥＭＳチップ１１の各側面が枠状の凸部１４３の内面（位置決め壁）１４３ａと当接するように形成されれば良く、特に限定されるものではない。枠状の凸部１４３の高さは、例えばＭＥＭＳチップ１１の厚みの半分程度等とされる。
【００３６】
第２の基板１４には、図示しないが、ＭＥＭＳチップ１１やＡＳＩＣ１２をフリップチップ実装する場合に、ＭＥＭＳチップ１１やＡＳＩＣ１２に形成されるバンプ電極と接合される接合パッドが形成されている。また、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とを電気的に接続する配線や外部から電源電極を供給するために必要な配線、ＡＳＩＣ１２で増幅処理された電気信号を外部に出力するための配線、ＧＮＤ配線等も第２の基板１４には形成されている。なお、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とを電気的に接続する配線は第２の基板１４の内部に形成されており、第２の基板１４は多層配線基板となっている。
【００３７】
なお、第２の基板１４にＡＳＩＣ１２専用の位置決め壁も設けてもよいが、本実施形態ではこのような位置決め壁は設けていない。これは、ＡＳＩＣ１２は、ＭＥＭＳチップ１１のように基板開口部上に配置される訳ではないために多少のずれが許容されるし、第２の基板１４の構成を複雑としないためである。
【００３８】
蓋部１５は、図１に示すように外形が略直方体形状に形成され、第２の基板１４を覆うように配置される。蓋部１５の上面には、第１の開口部１５１と第２の開口部１５２とが形成されている。本実施形態では、第１の開口部１５１及び第２の開口部１５２は平面視略楕円形状としているが、その形状は本実施形態の構成に限定されず種々の変更が可能である。
【００３９】
第１の開口部１５１は、蓋部１５の上面から下面へと貫通する貫通孔となっている。また、第２の開口部１５２は、蓋部１５の内部に形成される略直方体状の空間と繋がっている。この略直方体状の空間により、蓋部１５が第２の基板１４に被せられた状態で、蓋部１５と第２の基板１４との間に内部空間１５３（図２参照）が形成される。なお、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とは、この内部空間１５３内に存在している。
【００４０】
このように形成されるマイクロホンユニット１は、図２に示すように、外部から振動板１１２の下面（第１の面）へと至る第１の音道２と、外部から振動板１１２の上面（第２の面）へと至る第２の音道３と、を有することになる。第１の音道２は、外部から振動板１１２と対向するように設けられる第２の基板開口部１４２を経て振動板１１２の下面へと至る音道とも言える。より詳細には、第１の音道２には、第１の開口部１５１と、第１の基板開口部１４１と、溝部１３１と、第２の基板開口部１４２と、が含まれる。また、第２の音道３には、第２の開口部１５２と、内部空間１５３と、が含まれる。
【００４１】
次に、以上のように構成されるマイクロホンユニットの作用効果について説明する。作用効果の説明に先立って、音波の性質について述べておく。音波の音圧（音波の振幅）は、音源からの距離に反比例する。そして、音圧は、音源に近い位置では急激に減衰し、音源から離れる程、なだらかに減衰する。
【００４２】
例えば、マイクロホンユニット１を接話型の音声入力装置に適用する場合、ユーザの音声はマイクロホンユニット１の近傍で発生する。そのため、ユーザの音声は、第１の開口部１５１と第２の開口部１５２との間で大きく減衰し、振動板１１２の下面に入射する音圧と、振動板１１２の上面に入射する音圧との間には、大きな差が現れる。
【００４３】
一方、背景雑音等の雑音成分は、ユーザの音声に比べて音源がマイクロホンユニット１から遠い位置に存在する。そのため、雑音の音圧は、第１の開口部１５１と第２の開口部１５２との間でほとんど減衰せず、振動板１１２の下面に入射する音圧と、振動板１１２の上面に入射する音圧との間には、ほとんど差が現れない。
【００４４】
マイクロホンユニット１の振動板１１２は、その上面及び下面に同時に入射する音波の音圧差によって振動する。上述のように、振動板１１２の下面と上面に入射する雑音の音圧の差は非常に小さいために、振動板１１２で打ち消される。これに対して、振動板１１２の下面と上面とに入射するユーザ音声の音圧の差は大きいために、ユーザ音声は振動板１１２で打ち消されずに振動板１１２を振動させる。
【００４５】
このことから、本実施形態のマイクロホンユニット１によると、振動板１１２はユーザの音声のみによって振動しているとみなすことができる。そのため、マイクロホンユニット１のＡＳＩＣ１２から出力される電気信号は、雑音（背景雑音等）が除去された、ユーザ音声のみを示す信号とみなすことができる。すなわち、本実施形態のマイクロホンユニット１によると、簡易な構成で、雑音が除去されたユーザ音声のみを示す電気信号を取得することが可能である。
【００４６】
そして、本実施形態のマイクロホンユニット１においては、位置決め壁１４３ａを有する枠状の凸部１４３を設けているために、振動板１１２を有するＭＥＭＳチップ１１を狙いの位置に簡単な作業で精度良く実装できるようになっている。したがって、本実施形態の構成によれば、高性能のマイクロホンユニットをその特性が安定した状態で製造することが可能である。
【００４７】
以上に示した実施形態は一例であり、本発明のマイクロホンユニットは以上に示した実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的を逸脱しない範囲で、以上に示した実施形態の構成について種々の変更を行っても構わない。
【００４８】
例えば、以上に示した実施形態では、第２の基板１４の第２の基板開口部１４２の周りに枠状の凸部１４３を形成して、ＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めする位置決め壁１４３ａを得る構成とした。しかし、位置決め壁を得るための凸部の構成は本実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、図３に示すような変形が可能である。なお、図３は第２の基板１４を上から見た平面図である。
【００４９】
図３（ａ）においては、平面視略Ｌ字状に形成される４つの凸部１４３を、ＭＥＭＳチップ１１の四隅に対応する位置に設ける構成を示している。このような構成によって、ＭＥＭＳチップ１１の４つの側面と当接する位置決め壁１４３ａを得ることができる。そして、この構成の場合は、枠状の凸部を設ける本実施形態の場合と同様に、ＭＥＭＳチップ１１を嵌め込み保持することができるので、マイクロホンユニットの組み立て作業が行い易い。
【００５０】
図３（ｂ）においては、平面視略Ｃ字状に形成される凸部１４３を形成する構成を示している。このような構成によって、ＭＥＭＳチップ１１の３つの側面と当接する位置決め壁１４３ａを得ることができる。この場合においては、ＭＥＭＳチップ１１を第２の基板１４に固定する（実装する）にあたって、ＭＥＭＳチップ１１が動かないように、図３（ｂ）に矢印で示す方向に力を加えながら固定するのが好ましい。
【００５１】
図３（ｃ）においては、平面視略Ｌ字状に形成される凸部１４３を形成する構成を示している。このような構成によって、ＭＥＭＳチップ１１の２つの側面と当接する位置決め壁１４３ａを得ることができる。この場合においては、ＭＥＭＳチップ１１を第２の基板１４に固定する（実装する）にあたって、ＭＥＭＳチップ１１が動かないように、図３（ｃ）に矢印で示す方向に力を加えながら固定するのが好ましい。
【００５２】
また、断面図で示される図４のように、ＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めする位置決め壁は凸部でなく凹部１４４によって得ても構わない。すなわち、第２の基板１４に、ＭＥＭＳチップ１１の形状に合わせた凹部（溝）１４４（本構成では、平面視略矩形状の溝）を形成して、この凹部１４４にＭＥＭＳチップ１１を嵌め込むことによって、ＭＥＭＳチップ１１の側面（本構成では４つの側面）が凹部１４４の内面１４４ａと当接する構成としてもよい。この場合も、凹部１４４の内面１４４ａがＭＥＭＳチップ１１を位置決めする位置決め壁として機能する。
【００５３】
なお、このような凹部の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、基板と一体的に形成しても良いし、機械加工やエッチング等によって形成しても構わない。
【００５４】
また、以上に示した実施形態では、蓋部１５の同一面（上面）に２つの開口部１５１、１５２を設けて、同一面から入射する音波を別々の音道を介して振動板の両面に導く構成の差動マイクロホンユニットに、本発明が適用される場合を示した。しかし、本発明は、電気音響変換部が実装される基板に、電気音響変換部が有する振動板と対向するように基板開口部が形成されるマイクロホンユニットに対して広く適用されるものである。すなわち、差動マイクロホンユニットに限定されず、例えば図６に示したような従来のマイクロホンユニット１００にも本発明は適用可能である。
【００５５】
また、以上に示した実施形態ではＭＥＭＳチップ１１やＡＳＩＣ１２がフリップチップ実装される構成としたが、本発明は、ＭＥＭＳチップやＡＳＩＣがワイヤボンディング技術を用いて実装されるマイクロホンユニットにも当然適用できる。ワイヤボンディング技術を用いてＭＥＭＳチップを実装する構成とする場合には、製造コストや設備コストを抑えることができるという利点がある。
【００５６】
図５に、本発明が適用されるマイクロホンユニットの別実施形態の一例を示しておく。図５に示すマイクロホンユニットは差動マイクロホンユニットで、図５はその断面図である。マイクロホンユニット５は、ＭＥＭＳチップ５１と、ＡＳＩＣ５２と、ＭＥＭＳチップ５１及びＡＳＩＣ５２が実装される基板５３と、蓋部５４と、を備える。
【００５７】
ＭＥＭＳチップ５１及びＡＳＩＣ５２はワイヤボンディング技術（図中の図番５５はワイヤを示す）によって実装されている。基板５３には、ＭＥＭＳチップ５１に備えられる振動板５１１と対向するように基板開口部５３１が形成されている。また、基板５３には、ＭＥＭＳチップ１１と当接する位置決め壁５３２ａを有する枠状の凸部５３２も形成されている。蓋部５４は、ＭＥＭＳチップ１１及びＡＳＩＣ１２を覆うように配置され、その上面には開口部５４１が形成されている。
【００５８】
マイクロホンユニット５には、外部から基板開口部５３１を経て振動板５１１の下面（第１の面）に至る音道（第１の音道）と、外部から蓋部５４の開口部５４１、及び、基板５３と蓋部５４によって形成される内部空間５４２を経て振動板５１１の上面（第２の面）へと至る音道（第２の音道）と、が形成されている。
【００５９】
このマイクロホンユニット５においては、基板５３の基板開口部５３１の周りに、位置決め壁５３２ａを有する枠状の凸部５３２が形成されているために、ＭＥＭＳチップ５１は狙いの位置に精度良く取り付けられる。
【００６０】
なお、マイクロホンユニット５のようにワイヤボンディング技術によってＭＥＭＳチップ５１を実装する構成の場合には、ＭＥＭＳチップ５１の側面全体が位置決め壁５３２ａによって覆われないように構成するのが好ましい。ワイヤボンディング作業を行い易くするためである。
【００６１】
また、以上に示した実施形態では、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とは別チップで構成したが、ＡＳＩＣに搭載される集積回路はＭＥＭＳチップを形成するシリコン基板上にモノリシックで形成するものであっても構わない。
【００６２】
また、以上に示した実施形態では、音圧を電気信号に変換する音響電気変換部が、半導体製造技術を利用して形成されるＭＥＭＳチップ１１である構成としたが、この構成に限定される趣旨ではない。例えば、電気音響変換部はエレクトレック膜を使用したコンデンサ型のマイクロホン等であっても構わない。
【００６３】
また、以上の実施形態では、マイクロホンユニットが備える電気音響変換部の構成として、いわゆるコンデンサ型マイクロホンを採用した。しかし、本発明はコンデンサ型マイクロホン以外の構成を採用したマイクロホンユニットにも適用できる。例えば、動電型（ダイナミック型）、電磁型（マグネティック型）、圧電型等のマイクロホン等が採用されたマイクロホンユニットにも本発明は適用できる。
【００６４】
その他、マイクロホンユニットの形状は本実施形態の形状に限定される趣旨ではなく、種々の形状に変更可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のマイクロホンユニットは、例えば携帯電話、トランシーバ等の音声通信機器や、入力された音声を解析する技術を採用した音声処理システム（音声認証システム、音声認識システム、コマンド生成システム、電子辞書、翻訳機、音声入力方式のリモートコントローラ等）、或いは録音機器やアンプシステム（拡声器）、マイクシステムなどに好適である。
【符号の説明】
【００６６】
１、５ マイクロホンユニット
２ 第１の音道
３ 第２の音道
１１、５１ ＭＥＭＳチップ（電気音響変換部）
１４ 第２の基板（電気音響変換部を実装する基板）
１５、５４ 蓋部
５３ 基板（電気音響変換部を実装する基板）
１１２、５１１ 振動板
１４１ 第１の基板開口部（他の基板開口部）
１４２ 第２の基板開口部（基板開口部）
１４３、５３２ 凸部
１４３ａ、１４４ａ、５３２ａ 位置決め壁
１４４ 凹部
５３１ 基板開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音圧（例えば音声により生じる）を電気信号に変換して出力するマイクロホンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、携帯電話やトランシーバ等の音声通信機器、又は音声認証システム等の入力された音声を解析する技術を利用した情報処理システム、或いは録音機器、といった音声入力装置にマイクロホンユニットが適用されている。このようなマイクロホンユニットについて、従来、様々な構成のマイクロホンユニットが開発されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来のマイクロホンユニットの構成例を示す概略断面図である。従来のマイクロホンユニットの中には、図６に示すマイクロホンユニット１００のように、音道として使用される開口部１０１ａを有する基板１０１と、開口部１０１ａを覆うように基板１０１に実装されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１０２と、基板１０１に実装されて、ワイヤ１０５を介してＭＥＭＳチップ１０２と電気的に接続されるＩＣ（Integrated Circuit）１０３と、基板１０１に実装されるＭＥＭＳチップ１０２及びＩＣ１０３を覆うシールドカバー１０４と、を備えるものがある。
【０００４】
このような構成のマイクロホンユニット１００は、開口部１０１ａを経て伝達される音響信号をＭＥＭＳチップ１０２によって電気信号に変換し、変換された電気信号をＩＣ１０３で増幅処理して図示しない電極パッドを介して外部に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板１０１に設けられる開口部１０１ａを覆うようにＭＥＭＳチップ１０２を配置する構成の従来のマイクロホンユニット１００には、次のような問題点が存在する。
【０００７】
従来のマイクロホンユニット１００においては、例えばＭＥＭＳチップ１０２の外周部分に接着剤を塗布し、その後、ＭＥＭＳチップ１０２が所定の位置に配置されるように位置を調整しながらＭＥＭＳチップ１０２を実装する。この実装時においては、通常、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等でＭＥＭＳチップ１０２を観察しながら、ＭＥＭＳチップ１０２の位置調整を行う。
【０００８】
しかし、電子機器の小型化の傾向等からマイクロホンユニットのサイズが小型化する傾向にあり、ＣＣＤカメラ等で観察しながら位置調整する場合でも、ＭＥＭＳチップ１０２の位置を正確に調整するのは困難な作業となってきている。このため、マイクロホンユニット１００の組み立て時において、ＭＥＭＳチップ１０２の位置が狙いの位置からずれてしまうという事態が発生しやすくなっている。
【０００９】
従来のマイクロホンユニット１００のような構成では、ＭＥＭＳチップ１０２の位置が狙いの位置からずれると、本来重なるべきでないＭＥＭＳチップ１０２の一部が開口部１０１ａと重なったり、接着剤が開口部１０１ａに入り込んだりする場合がある。このような事態が生じると、開口部１０１ａの一部或いは全部が塞がれることになるために、マイクロホンユニットの特性について所望の特性が得られないという問題が発生する。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、音圧を電気信号に変換する電気音響変換部を、基板に設けられる開口部を覆うように配置するマイクロホンユニットであって、電気音響変換部を精度良く実装できるマイクロホンユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、音圧により振動する振動板を有して音圧を電気信号に変換する電気音響変換部と、前記電気音響変換部を実装する基板と、を備えるマイクロホンユニットであって、前記基板には、前記振動板と対向するように設けられる基板開口部と、前記基板開口部の周りに設けられ、前記電気音響変換部と当接して前記電気音響変換部の位置決めを行う位置決め壁と、が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本構成によれば、基板開口部の回りに位置決め壁が設けられているために、電気音響変換部を基板の狙いの位置に精度良く実装することが可能である。このため、振動板と対向するように配置される基板開口部が、例えば電気音響変換部を実装する際に使用する接合剤等によって塞がれることがなく、所望の特性を有するマイクロホンユニットを安定して製造できる。
【００１３】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、外部から前記基板開口部を経て前記振動板の第１の面へと至る第１の音道と、外部から前記振動板の前記第１の面の裏面である第２の面へと至る第２の音道と、を備え、前記振動板は、前記第１の面と前記第２の面との音圧差によって振動することとしても良い。
【００１４】
このような構成とすることにより、いわゆる差動マイクロホンユニットを得られ、高性能のマイクロホンユニットを得ることが可能となる。すなわち、本構成によれば、高性能のマイクロホンユニットを、その特性が安定した状態で製造可能である。
【００１５】
上記構成のマイクロホンユニットの更に具体的な構成として、前記電気音響変換部を覆うように前記基板上に配置される蓋部を備え、前記蓋部の同一面には第１の開口部と第２の開口部とが形成され、前記第１の音道は、外部から、前記第１の開口部、前記基板開口部とは別に前記基板に設けられる他の基板開口部、前記基板開口部をこの順に経て前記第１の面へと至る音道であり、前記第２の音道は、外部から、前記第２の開口部、前記蓋部と前記基板との間に形成される内部空間をこの順に経て前記第２の面へと至る音道であることとしても良い。
【００１６】
本構成のように、同一面に形成される２つの開口部によって振動板の両面に音波を伝達する構成の差動マイクロホンユニットとすることにより、それを備える音声入力装置の音道を簡易なものとすることが可能となり、望ましい形態と言える。
【００１７】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記位置決め壁は、前記基板上に設けられる凸部に備えられることとしても良いし、前記基板に設けられる凹部に備えられることとしても良い。
【００１８】
上記構成のマイクロホンユニットにおいて、前記電気音響変換部がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップであることとしてもよい。これにより、高性能且つ小型のマイクロホンユニットを、その特性が安定した状態で製造可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、音圧を電気信号に変換する電気音響変換部を基板に設けられる開口部を覆うように配置するマイクロホンユニットであって、電気音響変換部を精度良く実装できるマイクロホンユニットを提供できる。このため、所望の特性を有するマイクロホンユニットを安定して製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す概略斜視図
【図２】図１（ａ）におけるＡ−Ａ位置の概略断面図
【図３】マイクロホンユニットに備えられる位置決め壁を有する凸部の構成について、変形例を示す図
【図４】マイクロホンユニットが備える位置決め壁の別の実施形態を説明するための図
【図５】本発明が適用されるマイクロホンユニットの別実施形態の一例を示す図
【図６】従来のマイクロホンユニットの構成例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を適用したマイクロホンユニットの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態のマイクロホンユニットの構成を示す図で、図１（ａ）は本実施形態のマイクロホンユニットの概略斜視図、図１（ｂ）は本実施形態のマイクロホンユニットの分解斜視図である。図２は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ位置の概略断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、本実施形態のマイクロホンユニット１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１１と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１２と、第１の基板１３と、第２の基板１４と、蓋部１５と、を備えている。
【００２４】
ＭＥＭＳチップ１１は、音圧を電気信号に変換する電気音響変換部の実施形態で、コンデンサ型のマイクロホンとなっている。このＭＥＭＳチップ１１は、シリコンチップによって形成され、図２に示すように、絶縁性のベース基板１１１と、振動板１１２と、絶縁層１１３と、固定電極１１４と、を備えている。また、図１に示すように、ＭＥＭＳチップ１１は外形が略直方体状に形成され、振動板１１２の振動部分は略円形状となっている。
【００２５】
ＭＥＭＳチップ１１を構成するベース基板１１１には、平面視略円形状の開口１１１ａが形成されている。ベース基板１１１の上に形成される振動板１１２は、音波を受けて振動（上下方向に振動）する薄膜で、導電性を有し、電極の一端を形成している。固定電極１１４は、絶縁層１１３を挟んで振動板１１２と対向するように配置されている。これにより、振動板１１２と固定電極１１４とは容量を形成する。なお、固定電極１１４には音波が通過できるように複数の音孔が形成されており、振動板１１２の上部側から来る音波が振動板１１２の上面に到達するようになっている。
【００２６】
ＭＥＭＳチップ１１は、振動板１１２の上面（本発明の「第２の面」に相当）と下面（本発明の「第１の面」に相当）とのそれぞれに音圧が加わるように構成されている。このため、振動板１１は、上面に加わる音圧と下面に加わる音圧との差に応じて振動する。そして、この振動によって振動板１１２と固定電極１１４との間隔が変化し、振動板１１２と固定電極１１４との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を電気信号として取り出すことによって、音圧が電気信号に変換される。
【００２７】
なお、電気音響変換部としてのＭＥＭＳチップの構成は、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態では振動板１１２の方が固定電極１１４よりも下となっているが、これとは逆の関係（振動板が上で、固定電極が下となる関係）となるように構成等としても構わない。
【００２８】
ＡＳＩＣ１２は、ＭＥＭＳチップ１１の静電容量の変化に基づいて取り出される電気信号を増幅処理する集積回路である。ＡＳＩＣ１２は、ＭＥＭＳチップ１１における静電容量の変化を精密に取得できるようにチャージポンプ回路とオペアンプとを含む構成としても良い。ＡＳＩＣ１２で増幅処理された電気信号は、マイクロホンユニット１が実装される実装基板に設けられる配線を通じてマイクロホンユニット１の外部へと出力される。
【００２９】
なお、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とは、その詳細は後述する第２の基板１４にフリップチップ実装されている。
【００３０】
第１の基板１３には、平面視略矩形状の溝部１３１が設けられている。この溝部１３１は、その形成方法は特に限定されるものではないが、例えば機械加工等によって形成される。また、図示していないが、第１の基板１３には、外部からマイクロホンユニット１が備えるＡＳＩＣ１２に電源電力を供給するための電極パッド、ＡＳＩＣ１２で増幅処理された電気信号を外部に出力するための電極パッド、ＧＮＤ（グランド）接続のための電極パッド等が形成されており、これらの電極パッドと電気的に接続される各種配線も形成されている。
【００３１】
第２の基板１４は第１の基板１３上に積層・接合される。第２の基板１４には、溝部１３１と連通するように設けられる平面視略楕円形状の第１の基板開口部１４１が形成されている。また、第２の基板１４には、溝部１３１と連通するとともに、振動板１１２と対向するように設けられる平面視略円形状の第２の基板開口部１４２も形成されている。これらの基板開口部１４１、１４２は、その形成方法は特に限定されるものではないが、例えば機械加工等によって形成される。なお、第１の基板開口部１４１は本発明の「他の基板開口部」の実施形態であり、第２の基板開口部１４２は本発明の「基板開口部」の実施形態である。
【００３２】
また、第２の基板１４には、第２の基板開口部１４２を取り囲むように、枠状の凸部１４３が形成されている。この枠状の凸部１４３は、その形成方法は特に限定されるものではないが、例えば第２の基板１４とは別に枠体を形成して、これを第２の基板１２に貼り合わせることによって形成される。
【００３３】
この枠状の凸部１４３は、第２の基板１４上に実装されるＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めして固定できるように設けられている。詳細には、枠状の凸部１４３は、枠内部の形状がＭＥＭＳチップ１１の形状とほぼ同一の形状（平面視略矩形状）となっている。そして、平面視における枠内部のサイズがＭＥＭＳチップ１１のサイズよりやや大き目であるが、ほぼ同一のサイズとなっている。
【００３４】
このため、枠状の凸部１４３の枠内部にＭＥＭＳチップ１１を嵌め込むことによって、ＭＥＭＳチップ１１の４つの側面が枠状の凸部１４３の内面１４３ａと当接し、ＭＥＭＳチップ１１は位置決め固定される。すなわち、枠状の凸部１４３の内面１４３ａは、ＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めする位置決め壁として機能する。
【００３５】
なお、枠状の凸部１４３の高さ（第２の基板１４の基板面と垂直な方向の長さ）は、フリップチップ実装されるＭＥＭＳチップ１１の各側面が枠状の凸部１４３の内面（位置決め壁）１４３ａと当接するように形成されれば良く、特に限定されるものではない。枠状の凸部１４３の高さは、例えばＭＥＭＳチップ１１の厚みの半分程度等とされる。
【００３６】
第２の基板１４には、図示しないが、ＭＥＭＳチップ１１やＡＳＩＣ１２をフリップチップ実装する場合に、ＭＥＭＳチップ１１やＡＳＩＣ１２に形成されるバンプ電極と接合される接合パッドが形成されている。また、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とを電気的に接続する配線や外部から電源電極を供給するために必要な配線、ＡＳＩＣ１２で増幅処理された電気信号を外部に出力するための配線、ＧＮＤ配線等も第２の基板１４には形成されている。なお、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とを電気的に接続する配線は第２の基板１４の内部に形成されており、第２の基板１４は多層配線基板となっている。
【００３７】
なお、第２の基板１４にＡＳＩＣ１２専用の位置決め壁も設けてもよいが、本実施形態ではこのような位置決め壁は設けていない。これは、ＡＳＩＣ１２は、ＭＥＭＳチップ１１のように基板開口部上に配置される訳ではないために多少のずれが許容されるし、第２の基板１４の構成を複雑としないためである。
【００３８】
蓋部１５は、図１に示すように外形が略直方体形状に形成され、第２の基板１４を覆うように配置される。蓋部１５の上面には、第１の開口部１５１と第２の開口部１５２とが形成されている。本実施形態では、第１の開口部１５１及び第２の開口部１５２は平面視略楕円形状としているが、その形状は本実施形態の構成に限定されず種々の変更が可能である。
【００３９】
第１の開口部１５１は、蓋部１５の上面から下面へと貫通する貫通孔となっている。また、第２の開口部１５２は、蓋部１５の内部に形成される略直方体状の空間と繋がっている。この略直方体状の空間により、蓋部１５が第２の基板１４に被せられた状態で、蓋部１５と第２の基板１４との間に内部空間１５３（図２参照）が形成される。なお、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とは、この内部空間１５３内に存在している。
【００４０】
このように形成されるマイクロホンユニット１は、図２に示すように、外部から振動板１１２の下面（第１の面）へと至る第１の音道２と、外部から振動板１１２の上面（第２の面）へと至る第２の音道３と、を有することになる。第１の音道２は、外部から振動板１１２と対向するように設けられる第２の基板開口部１４２を経て振動板１１２の下面へと至る音道とも言える。より詳細には、第１の音道２には、第１の開口部１５１と、第１の基板開口部１４１と、溝部１３１と、第２の基板開口部１４２と、が含まれる。また、第２の音道３には、第２の開口部１５２と、内部空間１５３と、が含まれる。
【００４１】
次に、以上のように構成されるマイクロホンユニットの作用効果について説明する。作用効果の説明に先立って、音波の性質について述べておく。音波の音圧（音波の振幅）は、音源からの距離に反比例する。そして、音圧は、音源に近い位置では急激に減衰し、音源から離れる程、なだらかに減衰する。
【００４２】
例えば、マイクロホンユニット１を接話型の音声入力装置に適用する場合、ユーザの音声はマイクロホンユニット１の近傍で発生する。そのため、ユーザの音声は、第１の開口部１５１と第２の開口部１５２との間で大きく減衰し、振動板１１２の下面に入射する音圧と、振動板１１２の上面に入射する音圧との間には、大きな差が現れる。
【００４３】
一方、背景雑音等の雑音成分は、ユーザの音声に比べて音源がマイクロホンユニット１から遠い位置に存在する。そのため、雑音の音圧は、第１の開口部１５１と第２の開口部１５２との間でほとんど減衰せず、振動板１１２の下面に入射する音圧と、振動板１１２の上面に入射する音圧との間には、ほとんど差が現れない。
【００４４】
マイクロホンユニット１の振動板１１２は、その上面及び下面に同時に入射する音波の音圧差によって振動する。上述のように、振動板１１２の下面と上面に入射する雑音の音圧の差は非常に小さいために、振動板１１２で打ち消される。これに対して、振動板１１２の下面と上面とに入射するユーザ音声の音圧の差は大きいために、ユーザ音声は振動板１１２で打ち消されずに振動板１１２を振動させる。
【００４５】
このことから、本実施形態のマイクロホンユニット１によると、振動板１１２はユーザの音声のみによって振動しているとみなすことができる。そのため、マイクロホンユニット１のＡＳＩＣ１２から出力される電気信号は、雑音（背景雑音等）が除去された、ユーザ音声のみを示す信号とみなすことができる。すなわち、本実施形態のマイクロホンユニット１によると、簡易な構成で、雑音が除去されたユーザ音声のみを示す電気信号を取得することが可能である。
【００４６】
そして、本実施形態のマイクロホンユニット１においては、位置決め壁１４３ａを有する枠状の凸部１４３を設けているために、振動板１１２を有するＭＥＭＳチップ１１を狙いの位置に簡単な作業で精度良く実装できるようになっている。したがって、本実施形態の構成によれば、高性能のマイクロホンユニットをその特性が安定した状態で製造することが可能である。
【００４７】
以上に示した実施形態は一例であり、本発明のマイクロホンユニットは以上に示した実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的を逸脱しない範囲で、以上に示した実施形態の構成について種々の変更を行っても構わない。
【００４８】
例えば、以上に示した実施形態では、第２の基板１４の第２の基板開口部１４２の周りに枠状の凸部１４３を形成して、ＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めする位置決め壁１４３ａを得る構成とした。しかし、位置決め壁を得るための凸部の構成は本実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、図３に示すような変形が可能である。なお、図３は第２の基板１４を上から見た平面図である。
【００４９】
図３（ａ）においては、平面視略Ｌ字状に形成される４つの凸部１４３を、ＭＥＭＳチップ１１の四隅に対応する位置に設ける構成を示している。このような構成によって、ＭＥＭＳチップ１１の４つの側面と当接する位置決め壁１４３ａを得ることができる。そして、この構成の場合は、枠状の凸部を設ける本実施形態の場合と同様に、ＭＥＭＳチップ１１を嵌め込み保持することができるので、マイクロホンユニットの組み立て作業が行い易い。
【００５０】
図３（ｂ）においては、平面視略Ｃ字状に形成される凸部１４３を形成する構成を示している。このような構成によって、ＭＥＭＳチップ１１の３つの側面と当接する位置決め壁１４３ａを得ることができる。この場合においては、ＭＥＭＳチップ１１を第２の基板１４に固定する（実装する）にあたって、ＭＥＭＳチップ１１が動かないように、図３（ｂ）に矢印で示す方向に力を加えながら固定するのが好ましい。
【００５１】
図３（ｃ）においては、平面視略Ｌ字状に形成される凸部１４３を形成する構成を示している。このような構成によって、ＭＥＭＳチップ１１の２つの側面と当接する位置決め壁１４３ａを得ることができる。この場合においては、ＭＥＭＳチップ１１を第２の基板１４に固定する（実装する）にあたって、ＭＥＭＳチップ１１が動かないように、図３（ｃ）に矢印で示す方向に力を加えながら固定するのが好ましい。
【００５２】
また、断面図で示される図４のように、ＭＥＭＳチップ１１の位置を位置決めする位置決め壁は凸部でなく凹部１４４によって得ても構わない。すなわち、第２の基板１４に、ＭＥＭＳチップ１１の形状に合わせた凹部（溝）１４４（本構成では、平面視略矩形状の溝）を形成して、この凹部１４４にＭＥＭＳチップ１１を嵌め込むことによって、ＭＥＭＳチップ１１の側面（本構成では４つの側面）が凹部１４４の内面１４４ａと当接する構成としてもよい。この場合も、凹部１４４の内面１４４ａがＭＥＭＳチップ１１を位置決めする位置決め壁として機能する。
【００５３】
なお、このような凹部の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、基板と一体的に形成しても良いし、機械加工やエッチング等によって形成しても構わない。
【００５４】
また、以上に示した実施形態では、蓋部１５の同一面（上面）に２つの開口部１５１、１５２を設けて、同一面から入射する音波を別々の音道を介して振動板の両面に導く構成の差動マイクロホンユニットに、本発明が適用される場合を示した。しかし、本発明は、電気音響変換部が実装される基板に、電気音響変換部が有する振動板と対向するように基板開口部が形成されるマイクロホンユニットに対して広く適用されるものである。すなわち、差動マイクロホンユニットに限定されず、例えば図６に示したような従来のマイクロホンユニット１００にも本発明は適用可能である。
【００５５】
また、以上に示した実施形態ではＭＥＭＳチップ１１やＡＳＩＣ１２がフリップチップ実装される構成としたが、本発明は、ＭＥＭＳチップやＡＳＩＣがワイヤボンディング技術を用いて実装されるマイクロホンユニットにも当然適用できる。ワイヤボンディング技術を用いてＭＥＭＳチップを実装する構成とする場合には、製造コストや設備コストを抑えることができるという利点がある。
【００５６】
図５に、本発明が適用されるマイクロホンユニットの別実施形態の一例を示しておく。図５に示すマイクロホンユニットは差動マイクロホンユニットで、図５はその断面図である。マイクロホンユニット５は、ＭＥＭＳチップ５１と、ＡＳＩＣ５２と、ＭＥＭＳチップ５１及びＡＳＩＣ５２が実装される基板５３と、蓋部５４と、を備える。
【００５７】
ＭＥＭＳチップ５１及びＡＳＩＣ５２はワイヤボンディング技術（図中の図番５５はワイヤを示す）によって実装されている。基板５３には、ＭＥＭＳチップ５１に備えられる振動板５１１と対向するように基板開口部５３１が形成されている。また、基板５３には、ＭＥＭＳチップ１１と当接する位置決め壁５３２ａを有する枠状の凸部５３２も形成されている。蓋部５４は、ＭＥＭＳチップ１１及びＡＳＩＣ１２を覆うように配置され、その上面には開口部５４１が形成されている。
【００５８】
マイクロホンユニット５には、外部から基板開口部５３１を経て振動板５１１の下面（第１の面）に至る音道（第１の音道）と、外部から蓋部５４の開口部５４１、及び、基板５３と蓋部５４によって形成される内部空間５４２を経て振動板５１１の上面（第２の面）へと至る音道（第２の音道）と、が形成されている。
【００５９】
このマイクロホンユニット５においては、基板５３の基板開口部５３１の周りに、位置決め壁５３２ａを有する枠状の凸部５３２が形成されているために、ＭＥＭＳチップ５１は狙いの位置に精度良く取り付けられる。
【００６０】
なお、マイクロホンユニット５のようにワイヤボンディング技術によってＭＥＭＳチップ５１を実装する構成の場合には、ＭＥＭＳチップ５１の側面全体が位置決め壁５３２ａによって覆われないように構成するのが好ましい。ワイヤボンディング作業を行い易くするためである。
【００６１】
また、以上に示した実施形態では、ＭＥＭＳチップ１１とＡＳＩＣ１２とは別チップで構成したが、ＡＳＩＣに搭載される集積回路はＭＥＭＳチップを形成するシリコン基板上にモノリシックで形成するものであっても構わない。
【００６２】
また、以上に示した実施形態では、音圧を電気信号に変換する音響電気変換部が、半導体製造技術を利用して形成されるＭＥＭＳチップ１１である構成としたが、この構成に限定される趣旨ではない。例えば、電気音響変換部はエレクトレック膜を使用したコンデンサ型のマイクロホン等であっても構わない。
【００６３】
また、以上の実施形態では、マイクロホンユニットが備える電気音響変換部の構成として、いわゆるコンデンサ型マイクロホンを採用した。しかし、本発明はコンデンサ型マイクロホン以外の構成を採用したマイクロホンユニットにも適用できる。例えば、動電型（ダイナミック型）、電磁型（マグネティック型）、圧電型等のマイクロホン等が採用されたマイクロホンユニットにも本発明は適用できる。
【００６４】
その他、マイクロホンユニットの形状は本実施形態の形状に限定される趣旨ではなく、種々の形状に変更可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のマイクロホンユニットは、例えば携帯電話、トランシーバ等の音声通信機器や、入力された音声を解析する技術を採用した音声処理システム（音声認証システム、音声認識システム、コマンド生成システム、電子辞書、翻訳機、音声入力方式のリモートコントローラ等）、或いは録音機器やアンプシステム（拡声器）、マイクシステムなどに好適である。
【符号の説明】
【００６６】
１、５ マイクロホンユニット
２ 第１の音道
３ 第２の音道
１１、５１ ＭＥＭＳチップ（電気音響変換部）
１４ 第２の基板（電気音響変換部を実装する基板）
１５、５４ 蓋部
５３ 基板（電気音響変換部を実装する基板）
１１２、５１１ 振動板
１４１ 第１の基板開口部（他の基板開口部）
１４２ 第２の基板開口部（基板開口部）
１４３、５３２ 凸部
１４３ａ、１４４ａ、５３２ａ 位置決め壁
１４４ 凹部
５３１ 基板開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音圧により振動する振動板を有して音圧を電気信号に変換する電気音響変換部と、
前記電気音響変換部を実装する基板と、を備えるマイクロホンユニットであって、
前記基板には、
前記振動板と対向するように設けられる基板開口部と、
前記基板開口部の周りに設けられ、前記電気音響変換部と当接して前記電気音響変換部の位置決めを行う位置決め壁と、が設けられていることを特徴とするマイクロホンユニット。
【請求項２】
外部から前記基板開口部を経て前記振動板の第１の面へと至る第１の音道と、外部から前記振動板の前記第１の面の裏面である第２の面へと至る第２の音道と、を備え、
前記振動板は、前記第１の面と前記第２の面との音圧差によって振動することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンユニット。
【請求項３】
前記電気音響変換部を覆うように前記基板上に配置される蓋部を備え、
前記蓋部の同一面には第１の開口部と第２の開口部とが形成され、
前記第１の音道は、外部から、前記第１の開口部、前記基板開口部とは別に前記基板に設けられる他の基板開口部、前記基板開口部をこの順に経て前記第１の面へと至る音道であり、
前記第２の音道は、外部から、前記第２の開口部、前記蓋部と前記基板との間に形成される内部空間をこの順に経て前記第２の面へと至る音道であることを特徴とする請求項２に記載のマイクロホンユニット。
【請求項４】
前記位置決め壁は、前記基板上に設けられる凸部に備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項５】
前記位置決め壁は、前記基板に設けられる凹部に備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項６】
前記電気音響変換部がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項１】
音圧により振動する振動板を有して音圧を電気信号に変換する電気音響変換部と、
前記電気音響変換部を実装する基板と、を備えるマイクロホンユニットであって、
前記基板には、
前記振動板と対向するように設けられる基板開口部と、
前記基板開口部の周りに設けられ、前記電気音響変換部と当接して前記電気音響変換部の位置決めを行う位置決め壁と、が設けられていることを特徴とするマイクロホンユニット。
【請求項２】
外部から前記基板開口部を経て前記振動板の第１の面へと至る第１の音道と、外部から前記振動板の前記第１の面の裏面である第２の面へと至る第２の音道と、を備え、
前記振動板は、前記第１の面と前記第２の面との音圧差によって振動することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホンユニット。
【請求項３】
前記電気音響変換部を覆うように前記基板上に配置される蓋部を備え、
前記蓋部の同一面には第１の開口部と第２の開口部とが形成され、
前記第１の音道は、外部から、前記第１の開口部、前記基板開口部とは別に前記基板に設けられる他の基板開口部、前記基板開口部をこの順に経て前記第１の面へと至る音道であり、
前記第２の音道は、外部から、前記第２の開口部、前記蓋部と前記基板との間に形成される内部空間をこの順に経て前記第２の面へと至る音道であることを特徴とする請求項２に記載のマイクロホンユニット。
【請求項４】
前記位置決め壁は、前記基板上に設けられる凸部に備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項５】
前記位置決め壁は、前記基板に設けられる凹部に備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【請求項６】
前記電気音響変換部がＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマイクロホンユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１８７０７６（Ｐ２０１０−１８７０７６Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３８７（Ｐ２００９−２８３８７）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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