CN103069838A

CN103069838A - 麦克风单元

Info

Publication number: CN103069838A
Application number: CN2011800386482A
Authority: CN
Inventors: 宫武贤胜; 堀边隆介
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-04-24
Also published as: EP2587832A1; EP2587832A4; TW201230821A; WO2012017805A1; US20130129119A1; JP2012039272A

Abstract

一种麦克风单元（1），设置有：壳体（11），其中布置有由于声压而振动的振动板（包含在MEMS芯片（12）中）、用来容纳该振动板的内部空间（111）、以及将内部空间（111）与外部连通而且用作音孔的开口（112）；以及膜（14），通过不透气的材料形成，而且以覆盖开口（112）的方式接合到壳体（11）。内部压力调节部（141）布置在膜（14）中。

Description

麦克风单元

技术领域

本发明涉及一种包括将输入声音转换成电信号并输出该电信号的功能的麦克风单元。

背景技术

通常，例如，具有将输入声音转换成电信号并输出该电信号的功能的麦克风单元应用于：诸如移动电话、收发器等的语音通信装置；诸如使用输入语音分析技术的语音鉴别系统等的信息处理系统；或者录音装置等。尤其是，近年来使用用于振动膜（振动板）的MEMS（微机电系统）技术的麦克风，即MEMS麦克风（麦克风单元），正在迅速变得普及。在MEMS麦克风中，由于振动膜是由诸如硅等无机材料形成的，因而麦克风的抗热性且耐回流性（reflow resistance）高，因此，它的使用正在迅速扩张，尤其是应用到诸如移动电话等的移动装置中。

在这种麦克风单元中，如果灰尘从音孔侵入内部，则存在出现运行缺陷的情况。为此，希望麦克风单元形成为在搬运时、在将麦克风安装在安装目标（移动电话的基板等）中的工艺等期间使得灰尘不要侵入内部，而且侵入内部的灰尘尽可能少。

就此而言，专利文献1公开了一种麦克风（麦克风单元），该麦克风能够防止液体和粉末侵入音孔。具体而言，公开了一种技术，其中麦克风的音孔通过具有透气性的非织造布覆盖，从而使得液体等不会经由音孔侵入麦克风内部。此外，公开了一种技术，其中麦克风的音孔通过具有垂度（sag）或者被压花（embossed）并且不透气的膜覆盖从而没有空隙，从而使得液体等不会经由音孔侵入麦克风内部。

引用清单

专利文献

PLT1：JP-A-2010-11340

发明内容

技术问题

然而，在音孔通过非织造布覆盖以防止灰尘侵入的结构的情况下，存在的问题是，自非织造布的截面（端面）出现的相对大的纤维状灰尘从音孔侵入到麦克风的内部。此外，在音孔通过不透气的膜覆盖以防止灰尘侵入的结构的情况下，在将MEMS麦克风安装在安装目标（移动电话的基板等）的情况下出现如下的问题。

在将MEMS麦克风安装在安装目标的情况下，通常进行回流工艺。在音孔被完全密封并且通过不透气的膜覆盖的情况下，在回流工艺中温度升高期间（例如，大约180到大约260℃的回流温度），存在麦克风内空间中的空气膨胀而且内部压力升高（例如，大约1.8倍）的情况；而且被接合并固定以覆盖音孔的不透气膜破裂。如果出现膜破裂，则出现如下的问题：振动板受到冲击力损害，而且在麦克风中出现运行缺陷；此外，形成相对大的孔，而且损害性能的这种大的灰尘侵入麦克风内部。

因此，本发明的目的是提供一种能够防止在搬运时、安装工艺等期间灰尘侵入而且即使进行回流工艺也不可能使得性能恶化的麦克风单元。

解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的麦克风单元包括：振动板（diaphragm），由于声压而振动；壳体，设置有用于容纳所述振动板的内部空间以及用作音孔并且使得所述内部空间与外部连通的开口部；以及膜，由不透气的材料形成并且接合到所述壳体以覆盖所述开口部；其中，所述膜设置有内部压力调节部。

这里，在将该麦克风单元安装在安装目标中之后移除该膜。此外，优选的是，由不透气的材料形成的该膜具有耐热性。具体而言，优选的是，该膜可以抵抗180℃或更高的温度，进一步而言，可以抵抗260℃或更高的温度。例如，可以使用聚酰亚胺膜作为该不透气的耐热膜。

根据本结构，用作音孔的开口部通过由不透气材料组成的膜覆盖，因此，在搬运该麦克风单元、安装该麦克风单元的工艺等期间，可以防止灰尘侵入麦克风单元的内部。此外，在贴附膜期间，不像非织造布的情况那样，灰尘不会侵入。进一步而言，用于防止灰尘侵入的膜设置有内部压力调节部，因此，可以防止该膜在回流工艺器件破裂以及损坏麦克风单元的性能。

在具有上述结构的麦克风单元中，该膜可以通过形成为包围所述开口部的第一粘合部接合到所述壳体；而且，当从布置有所述膜的一侧观看所述麦克风单元时，所述内部压力调节部可以布置在比所述第一粘合部更靠内的位置。

根据该结构，通过对该膜应用简单的成形加工，变得可以防止灰尘在搬运时、安装工艺等期间侵入，并且可以提供即使进行回流工艺也不可能使得性能恶化的麦克风单元。

在具有上述结构的麦克风单元中，所述内部压力调节部可以是穿过所述膜的至少一个内部压力调节孔。至于用于内部压力调节的通孔，即使开口直径较小，也足以获得它的功能，因此，即使是在设置有孔的情况下，也可以避免作为麦克风单元性能损害的这种大的灰尘（例如100μm或更大）侵入。换句话说，即使是在本结构中也足以获得灰尘侵入防止功能。

在具有上述结构的麦克风单元中，当从布置有所述膜的一侧观看所述麦克风单元时，所述内部压力调节孔可以布置在与所述开口部重叠的位置，或者可以布置在不与所述开口部重叠的位置。根据后一种结构，在麦克风单元的内部压力不升高（也包括压力下降时）的情况下，可以获得内部压力调节孔和开口部彼此关闭并且将灰尘侵入可能性减轻到更低的状态。

而且，当从布置有所述膜的一侧观看所述麦克风单元时，在所述内部压力调节孔布置在不与所述开口部重叠的位置的情况下，所述内部压力调节孔可以布置在所述开口部附近，或者可以布置在比所述开口部更靠外而且离开所述开口部的位置。

根据前一种结构，容易获得在内部压力升高时内部压力调节孔和开口部彼此连通的结构。此外，根据后一种结构，开口部和内部压力调节孔之间的距离变长，因此，可以减小灰尘从内部压力调节孔侵入麦克风单元内部的可能性。

而且，在后一种结构中，当从布置有所述膜的一侧观看所述麦克风单元时，可以布置有第二粘合部以从比所述开口部和所述第一粘合部之间的所述内部压力调节孔更靠内的位置向外扩展从而包围所述开口部，而且所述第二粘合部将所述膜和所述壳体以比所述第一粘合部更弱的粘合力彼此接合。根据这种结构，原则上壳体和膜通过第二粘合部彼此接合，因此，灰尘不会从内部压力调节孔侵入麦克风单元的内部。另一方面，在内部压力在回流工艺期间升高的情况下，通过粘合力弱的第二粘合部进行的接合由于压力容易剥离，可以使得空气从内部压力调节孔逸出，因此，可以防止膜破裂。

此外，在后一种结构中，当从布置有所述膜的一侧观看所述麦克风单元时，第二粘合部可以布置在所述开口部和所述第一粘合部之间以包围除一部分之外的所述开口部，而且将所述膜与所述壳体彼此接合，而且所述内部压力调节孔可以布置在位于所述第一粘合部和所述第二粘合部之间的位置而且离开所述一部分。根据这种结构，可以加长从内部压力调节孔到开口部延伸的路径长度，并且可以减小灰尘从内部压力调节孔侵入麦克风单元内部的可能性。

在具有上述结构的麦克风单元中，所述内部压力调节部可以是在压力作用在所述膜的情况下变化为极小通孔的薄部。根据本结构，原则上该膜没有设置通孔，因此，灰尘不会侵入。此外，由于厚度，该膜的薄部能够由于内部压力升高而变化为极小通孔，因此，该薄部能够表现出内部压力调节功能，而不会对于麦克风单元内部赋予大的冲击力。

在具有上述结构的麦克风单元中，所述膜的一个表面可以设置有具有凹凸形状的粘合层，形成在所述粘合层上的凹部可以起到所述内部压力调节部的作用。根据本结构，在对于膜本身没有应用成形加工的情况下，变得可以提供一种能够防止灰尘在搬运时、安装工艺等期间侵入而且即使进行回流工艺也不可能使得性能恶化的麦克风单元。

在具有上述结构的麦克风单元中，具有所述振动板以及与所述振动板配合以形成电容器的固定电极的MEMS（微机电系统）芯片可以容纳在所述内部空间中。MEMS芯片抵御灰尘的能力弱，然而，采取了抗灰尘措施的本结构适用于使用了MEMS芯片的麦克风单元。

发明的有益效果

根据本发明，本发明的目的是提供一种能够防止灰尘在搬运时、安装工艺等期间侵入、而且即使进行回流工艺也不可能使得性能恶化的麦克风单元。

附图说明

图1是示出应用了本发明的根据第一实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。

图2是示出根据第一实施例的麦克风单元的MEMS芯片结构的示意性剖视图。

图3是示出根据第一实施例的麦克风单元结构的框图。

图4A是示出希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第一实施例的麦克风单元的情况的示意图，即，粘合部处于第一形式的情况下的图。

图4B是示出希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第一实施例的麦克风单元的情况的示意图，即，粘合部处于第二形式的情况下的图。

图5A是示出应用了本发明的根据第二实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，即，内部压力等于外部压力的情况下的图。

图5B是示出应用了本发明的根据第二实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，即，内部压力升高的情况下的图。

图6A是示出应用了本发明的根据第三实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，即，内部压力等于外部压力的情况下的图。

图6B是示出应用了本发明的根据第三实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，即，内部压力升高的情况下的图。

图7A是示出根据第三实施例的麦克风单元的改型例的图，即，麦克风单元的示意性剖视图。

图7B是示出根据第三实施例的麦克风单元的改型例的图，即，希望从布置有膜的一侧（上侧）观看麦克风单元的情况下的示意图。

图8A是应用了本发明的根据第四实施例的麦克风单元的示意性剖视图。

图8B是希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第四实施例的麦克风单元的情况下的示意图。

图9A是应用了本发明的根据第五实施例的麦克风单元的示意性剖视图。

图9B是希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第五实施例的麦克风单元的情况下的示意图。

图10A是示出应用了本发明的根据第六实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，即，内部压力等于外部压力的情况下的图。

图10B是示出应用了本发明的根据第六实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，即，内部压力升高的情况下的图。

图11是示出应用了本发明的根据第七实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。

图12A是从底部观看根据第七实施例的麦克风单元中膜的粘合层的情况下的示意性平面图。

图12B是图12A中A-A位置处的剖视图。

具体实施方式

下文中，参照附图详细描述应用了本发明的麦克风单元的实施例。此处，为了易于理解本发明而绘制附图中每一部件的大小、厚度等，这些大小、厚度等并不总是根据实际尺寸绘制的。此外，在不脱离本发明目的的情况下，可以适当地对每个部件、孔等的形状进行改型。

（第一实施例）

首先，参照图1、图2、图3、图4A和图4B描述根据第一实施例的麦克风单元。图1是示出应用了本发明的根据第一实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。图2是示出根据第一实施例的麦克风单元的MEMS（微机电系统）芯片结构的示意性剖视图。图3是示出根据第一实施例的麦克风单元结构的框图。图4A和图4B是示出希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第一实施例的麦克风单元的情况的示意图，即，示出内部压力调节孔、壳体的开口部以及粘合部（第一粘合部）之间关系的图。图4A是粘合部处于第一形式的情况下的图，图4B是粘合部处于第二形式的情况下的图。

如图1所示，根据第一实施例的麦克风单元1构成为包括：壳体11；MEMS芯片12；ASIC（专用集成电路）13；以及膜14。这里，在将麦克风单元1安装在安装目标（例如，包括在布置为针对特定目的处理输入声音的诸如移动电话等装置中的基板。这对于后文同样适用。）中之后的适当时机将膜14移除。

壳体11的外形形成为基本上是长方体形状，并且壳体11包括空间（内部空间）111，MEMS芯片12和ASIC13容纳在空间111中。此外，壳体11的上部设置有开口部112，当从顶部看去时，该开口部112具有基本上是圆形的形状，该开口部112用作音孔，并将壳体11外部的声音引导到内部空间111。在本实施例中，采用的结构是开口部112的位置布置在麦克风单元1的上表面的基本上中心的部分，然而，开口部112的位置当然也可以适当地改变。

例如，通过将外形基本上是长方体形状并且具有凹部空间以及连接到该凹部空间的开口部的盖部布设（接合部是气密性密封的）到从顶部看去基本上是矩形形状的基板上，可以获得壳体11。在这种情况下，可以使用例如玻璃环氧基板、聚酰亚胺基板、硅基板、玻璃基板等作为基板。盖部可以由例如诸如LCP（液晶高分子）、PPS（聚苯硫醚）等的树脂组成。这里，为了提供导电性，诸如不锈钢等的金属填充物或碳可以与组成盖部的树脂混合。此外，该盖部可以由诸如FR-4、陶瓷等基板材料组成。

这里，用于形成壳体11的结构不限于以上所描述的，例如，可以采用其中平坦板状盖部（具有开口部）布设在盒状部件上的结构等。

容纳在壳体11的内部空间111中的MEMS芯片12是由硅芯片组成，并且用作基于振动板的振动将声音信号转换成电信号的电-声转换器件。MEMS芯片12是通过半导体制造技术制造的小型电容器型麦克风芯片，它的外形是基本上为长方体形状。如图2所示，MEMS芯片12包括：绝缘基底基板121；振动板122；绝缘中间基板123；以及固定电极124。

基底基板121设置有经过其中心部的从顶部看去基本上具有圆形形状的通孔121a。振动板122是接收声压从而振动（在图2的垂直方向上振动。此外，在本实施例中，基本上圆形的部分振动）的薄膜，具有导电性而且形成电极的一端。中间基板123布置在振动板122上，并且如基底基板121一样，设置有经过其中心部的从顶部看去基本上具有圆形形状的通孔123a。布置在中间基板123上的板状固定电极124设置有多个小直径（直径大约是10μm）的通孔124a。布置成彼此相对、彼此处于平行关系而且由于中间基板133的存在而彼此之间形成间隙Gp的振动板122和固定电极124形成了电容器。

当声波到来并且振动板122振动时，由固定电极122和振动板124形成的电容器的电极之间的距离变化，因此静电电容变化。因此，可以提取进入MEMS芯片12的声波（声音信号）作为电信号。这里，在MEMS芯片12中，振动板122的上表面由于通过固定电极124形成的多个通孔124a的存在而与外部（MEMS芯片12的外部）空间连通。MEMS芯片12的结构不限于本实施例的结构，而是可以对该结构适当地进行改型。

ASIC13是将基于MEMS芯片12的静电电容变化（由振动板122的振动造成的）而提取的电信号放大的集成电路。如图3所示，ASIC13包括向MEMS芯片12施加偏置电压的电荷泵电路131。电荷泵电路131将电源电压VDD提高（step up），并将偏置电压施加到MEMS芯片12。此外，ASIC13包括用来检测MEMS芯片12的静电电容变化的放大器电路132。由放大器电路132放大后的电信号从ASIC13输出。

MEMS芯片12和ASIC13通过裸片接合和布线接合而安装在壳体11内部的底表面11a（之后称作安装表面11a）上。详细而言，通过未示出的裸片接合材料（例如，环氧树脂粘合剂、硅树脂粘合剂等）而将MEMS芯片12接合，从而使得在它的底表面和安装表面11a之间没有形成空隙。根据这种接合，不会出现声音从形成在安装表面11a和MEMS芯片12的底表面之间的空隙而在内部泄漏的问题。此外，MEMS芯片12通过布线16（优选的是金线）而电连接到ASIC13。

在ASIC13中，它的底表面通过未示出的裸片接合材料而接合到安装表面11a。ASIC13通过布线16而电连接到形成在安装表面11a上的多个未示出的电极焊垫中的每一个。每一个电极焊垫均通过穿通布线而电连接到形成在壳体11的底表面11b上的多个外部连接端子17中对应的端子。多个外部连接端子17包括：用于输入电源电压（VDD）的电源端子；用于输出由ASIC13的放大器电路132放大后的电信号的输出端子；用于接地连接的GND端子。外部连接端子17电连接到通过回流工艺布置在安装基板上的电极端子，从而该麦克风单元1变为可操作的。

这里，在本实施例中，采用的结构是，通过布线接合来安装MEMS芯片12和ASIC13；然而，MEMS芯片12和ASIC13当然也可以通过倒装芯片装配而安装到安装表面11a上。

布置膜14的目的是防止灰尘D（参见图1）在搬运时、在将麦克风单元1安装在安装目标中的工艺等期间侵入麦克风单元1的内部。膜14是由不透气的材料形成的，因此不可能出现在贴附膜14时出现灰尘以及灰尘侵入麦克风单元1内部的情况。对于膜14而言，优选的是选择当切成多片时不从膜的端面释放灰尘的单层材料。

此外，膜14是由具有耐热性的材料形成的。这是考虑到在将麦克风单元1安装在安装目标中的情况下进行回流工艺。例如，在使用无铅焊料的情况下，在大约260℃的高温下进行回流工艺，在使用共熔焊料（eutectic solder）的情况下，在大约180℃的高温下进行回流工艺。因此，膜14需要能够抵抗用于回流工艺的温度，并且优选的是能够抵抗180℃或更高的温度，进一步而言，优选的是能够抵抗260℃或更高的温度。

此外，随着在以下的描述中逐渐变得清楚，优选的是，膜14具有一些弹性，优选的是它容易涂敷粘性材料，进一步而言，优选的是，它容易形成孔。考虑这些点，尽管没有特别的限制，然而在本实施例中，使用聚酰亚胺膜作为膜14。例如，在使用聚酰亚胺膜的情况下，优选的是将厚度形成为50μm或更小以确保弹性。

如上所述，膜14布置为使得灰尘D不会从开口部112侵入内部。因此，膜14需要能够覆盖开口部112，并且在本实施例中，膜14形成为具有与壳体11的上表面基本相同的大小。此外，优选的是，膜14气密性地接合到壳体11以包围开口部112，从而保证防止灰尘侵入。

当将膜14气密性地接合到壳体11以包围开口部112时，例如，如图4A所示，可以采用的结构是，粘合部15（对应于本发明的第一粘合部）仅布置在开口部112周围的部分。此外，作为另一种形式，如图4B所示，也可以采用的结构是，粘合部15（也对应于本发明的第一粘合部）不仅布置在开口部112周围的部分，而且还布置在其他部分。

在如图4A所示的实例中，根据开口部112的形状，布置在膜14下表面上的粘合部15形成为环形。此外，在如图4B所示的实例中，采用的结构是，在膜14的下表面中，粘合部15布置在除了面对开口部112的部分之外的基本上整个部分。这里，从顶部观看膜14，然而，为了便于描述，图4A和图4B绘制为使得粘合部15和开口部112是可见的。

膜14是在被安装在安装目标中之后的适当时机被移除。因此，优选的是，粘合部15是由当移除膜14时粘合力可以被降低的材料形成。例如，优选的是，粘合部15是由粘合力由于加热而变低的材料（称作所谓的热可剥离片等）形成。并且，优选的是，粘合部15是由如下的材料形成：即，粘合力由于在回流期间所施加的热量而变低（当然，需要即使是在回流工艺期间施加有内部压力也不被剥离）而且例如在麦克风单元1安装后容易手动剥离。作为另一个实例，粘合部15可以由粘合力由于紫外辐射而变低的材料（称作所谓的紫外固化粘合材料等）形成。

此外，如图4A和图4B所示，膜14设置有内部压力调节孔141（本发明的内部压力调节部的实例），该内部压力调节孔141从顶部看去基本上为圆形形状，而且在厚度方向上穿过该膜。内部压力调节孔141是小通孔，可以通过激光等形成。此外，当从顶部（从形成有膜14的一侧）观看该麦克风单元1时，内部压力调节孔141形成在与开口部112重叠的位置。

在将麦克风单元1安装在安装目标中的情况下，如上所述进行回流工艺，该麦克风单元1暴露在高温（例如，大约260℃）之下。在没有内部压力调节孔141的情况下，内部压力由于麦克风单元1的内部空间中的空气膨胀而升高（大约1.8倍），而且较大的力作用在膜14上，进而该膜14或粘合部15破裂。然而，在本实施例中，由于内部压力调节孔141的存在，因而麦克风单元1的内部空间中的空气流动，并且内部压力和外部压力彼此可以相等，因此，可以防止膜4和粘合部15破裂。换句话说，在麦克风单元1中，可以通过膜14防止灰尘D在搬运时以及安装工艺期间侵入内部，进一步而言，在麦克风单元1中，可以避免如下问题：膜14或粘合部15由于回流工艺期间内部压力升高而破裂，以及急剧的压力变化作用在振动板122上；其结果是，振动板122过度位移，而且组成振动板122的膜自身破裂。

通常，例如，在MEMS麦克风中使用的振动板122是由大约1μm的非常薄的硅（Si）膜组成的，而且对于过度的压力是不可抵抗的。如果在振动板122的前侧和后侧之间出现大的压力差，则存在振动板122过度位移进而破裂的情况。在本实施例中，由于存在内部压力调节孔141，因而可以避免膜14或粘合部15的破裂，因此，可以防止破裂时的冲击力，即，防止急剧的压力变化作用在振动板122上并且破坏振动板122，而且也可以避免麦克风单元1的性能在回流工艺后恶化的情形。

这里，在本实施例中，当从顶部观看麦克风单元1时，在与开口部112重叠的位置形成有一个内部压力调节孔141；然而，如果必要，可以布置多个内部压力调节孔141。在回流工艺期间，麦克风单元1的内部压力可以通过内部压力调节孔141的面积来控制。如果内部压力调节孔141的面积增大，则穿过内部压力调节孔141的气流量增大，然而，大的灰尘D变得容易侵入麦克风单元1内部。另一方面，通过采用多个极小（minuscule）内部压力调节孔141的结构，可以防止大的灰尘D侵入，并且可以确保总的气流量。

此外，在膜14设置有孔的情况下，担心灰尘D从该孔侵入。就此而言，例如，内部压力调节孔141形成为100μm或更小，因此，灰尘D侵入的可能性低。此外，即使灰尘D侵入，灰尘D也非常小，因而由于灰尘D侵入而导致MEMS芯片12出现运行缺陷的可能性非常低。

此外，设想为壳体11提供内部压力调节孔，该内部压力调节孔缓解了回流工艺期间内部压力的升高。然而，该内部压力调节孔造成声音泄漏，而该声音泄漏使得麦克风单元1的声学特性恶化。尤其是，壳体11的声学泄漏使得麦克风频率特性中低频带的灵敏度恶化，因此，为壳体11设置内部压力调节孔并不是优选的。因此，在本实施例中，采用了为后续被移除的膜14设置内部压力调节孔141的结构。

（第二实施例）

接下来，参照图5A和图5B描述根据第二实施例的麦克风单元。图5A和图5B是示出应用了本发明的根据第二实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。图5A示出内部压力等于外部压力的情况下的状态，图5B示出内部压力升高的情况下的状态。

除了膜24的结构之外，根据第二实施例的麦克风单元2与根据第一实施例的麦克风单元1的结构相同。因此，与第一实施例重叠的部分用相同的附图标记来表示，并且省略其描述，之后，尽可能集中在不同之处进行描述。

麦克风单元2的膜24也是由具有与第一实施例相同性质的材料组成。换句话说，膜24也是由不透气并且具有耐热性的材料形成。具体而言，如根据第一实施例的膜14那样，膜24是由聚酰亚胺膜组成的。此外，如第一实施例那样，膜24具有与壳体11的上表面基本上相同的大小。此外，为了保证防止灰尘侵入，膜24气密性地接合到壳体11以包围开口部112。

这里，用于将膜24气密性地接合到壳体11的粘合部（本发明的第一粘合部）布置在图5A中虚线箭头指示的区域。换句话说，像图4B的情况那样，采用的结构是，粘合部不仅布置在开口部112周围的部分，还布置在其他部分。然而，如同后文详细描述的那样，通过膜24布置的内部压力调节孔241的位置与根据第一实施例的内部压力调节孔141布置的位置不同，因此，布置有粘合部的区域与图4B不完全相同。此外，如图5A所示的布置有粘合部的区域是一个实例，如果粘合部布置为包围开口部112并且布置在比内部压力调节孔241更靠外的位置，则也可以采用诸如环形等的其他结构。

如第一实施例的情况那样，通过膜24布置的内部压力调节孔241是当从顶部看去时具有基本上为圆形的形状并且在厚度方向上穿过膜24的小通孔。与第一实施例的情况不同，当从顶部（从布置有膜24的一侧）观看麦克风单元2时，内部压力调节孔241布置在不与开口部112重叠的位置。更详细而言，内部压力调节孔241布置在从开口部112的端面稍微向外偏离的位置（在开口部112附近）。这里，当从顶部观看麦克风单元2时，内部压力调节孔241布置在比粘合部更靠内的位置。

在如上所述布置膜24的情况下，也可以防止灰尘D在搬运时以及在安装在安装目标中期间侵入麦克风单元2内部。尤其是，当从顶部观看麦克风单元2时，内部压力调节孔241位于不与开口部112重叠的位置，因此，即使灰尘D从内部压力调节孔241侵入（这容易在空气由于内部压力下降而被吸入到内部的情况下出现），壳体11和膜24也能够阻挡灰尘D侵入内部。因此，与第一实施例的情况相比，麦克风单元2具有能够降低灰尘D侵入可能性的结构。

此外，如果麦克风单元2的内部压力在回流工艺期间升高，则膜24被抬高（lifted）(参见图5B)。据此，内部压力调节孔241和开口部112互相连通，麦克风单元1的内部压力和外部压力彼此可以相等，因此，内部压力不会升高到比必要的压力更大，而且膜24或者粘合部15在回流工艺期间不会破裂。这里，内部压力调节孔241布置在开口部112附近，因此，容易获得内部压力调节孔241和开口部112由于内部压力升高而彼此连通的结构。

此外，在本实施例中，当从顶部观看麦克风单元2时，在不与开口部112重叠而且处在开口部112附近的位置布置有一个内部压力调节孔241，然而，如果必要，也可以布置多个内部压力调节孔。

（第三实施例）

接下来，参照图6A和图6B描述根据第三实施例的麦克风单元。图6A和图6B是示出应用了本发明的根据第三实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，图6A示出内部压力等于外部压力的情况下的状态，图6B示出内部压力升高的情况下的状态。

除了膜34的结构之外，根据第三实施例的麦克风单元3与根据第一和第二实施例的麦克风单元1、2的结构相同。因此，与第一和第二实施例重叠的部分用相同的附图标记来表示，并且省略其描述，之后，尽可能集中在不同之处进行描述。

根据第三实施例的麦克风单元3与根据第二实施例的麦克风单元2具有基本上相同的结构，仅仅是通过膜34布置的内部压力调节孔341的位置和布置粘合部（本发明的第一粘合部）的区域（图6A中虚线箭头所指示）有所不同。布置粘合部的区域之间的不同是因为内部压力调节孔341的位置不同。

详细而言，当从顶部（从布置有膜34的一侧）观看麦克风单元3时，如第二实施例一样，内部压力调节孔341布置在不与开口部112重叠的位置。然而，内部压力调节孔341不是布置在开口部112附近，而是布置在从开口部112的端面向外离开的位置。

在如上所述布置膜34的情况下，也可以防止灰尘D在搬运时以及在安装在安装目标中期间侵入麦克风单元3内部。而且，如第二实施例的情况那样，即使灰尘D侵入内部压力调节孔341，壳体11和膜34也会阻挡灰尘D侵入内部，因此，可以降低灰尘D侵入麦克风单元3内部的可能性。尤其是，与第二实施例的情况相比，从内部压力调节孔341到开口部112的距离长，因此，可以缓解灰尘D以较高的可能性侵入内部。

此外，如果麦克风单元3的内部压力在回流工艺期间升高，则膜34被抬高(参见图6B)。据此，内部压力调节孔341和开口部112互相连通，因此，内部压力不会升高到比必要的压力更大，而且膜34或者粘合部15在回流工艺期间不会破裂。

此外，在本实施例中，当从顶部观看麦克风单元3时，在不与开口部112重叠而且离开开口部112的位置布置有一个内部压力调节孔341。然而，该结构不是限制性的，例如，也可以如图7A和7B所示布置多个内部压力调节孔341（图7A和图7B中是4个）。

图7A和图7B是示出根据第三实施例的麦克风单元的改型例的图。图7A是根据该改型例的麦克风单元3的示意性剖视图。此外，图7B是希望从布置有膜34的一侧（上侧）观看根据该改型例的麦克风单元3的情况下的示意图，即，示出内部压力调节孔341、壳体的开口部112以及粘合部15（第一粘合部）之间的关系的图。这里，从顶部观看膜34，然而，为了便于描述，图7B绘制为使得粘合部15和开口部112是可见的。

在根据改型例的麦克风单元3中，粘合部15形成为环形，然而，粘合部15的结构不限于此。换句话说，如果粘合部15布置为包围开口部112，并且布置在比内部压力调节孔341更靠外的位置，则也可以采用其他结构（例如，粘合部布置在图7B的环形部上以及环形部的整个外部上的结构等）

（第四实施例）

接下来，参照图8A和图8B描述根据第四实施例的麦克风单元。图8A和图8B是示出应用了本发明的根据第四实施例的麦克风单元结构的图，图8A是根据第四实施例的麦克风单元的示意性剖视图，图8B是希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第四实施例的麦克风单元的情况下的示意图。

除了膜44的结构之外，根据第四实施例的麦克风单元4与根据第一到第三实施例的麦克风单元1到3的结构相同。因此，与这些实施例重叠的部分用相同的附图标记来表示，并且省略其描述，之后，尽可能集中在不同之处进行描述。

根据第四实施例的麦克风单元4与根据第三实施例的改型例的麦克风单元3（参见图7A和图7B）具有基本上相同的结构，仅仅是用于将膜44接合到壳体11的结构不同。在根据第四实施例的麦克风单元4中，当从顶部（从布置有膜44的一侧）观看麦克风单元4时，通过布置为包围开口部112并且布置在比内部压力调节孔441更靠外的位置的环形粘合部15（第一粘合部），膜44被气密性地接合到壳体11（参见图8B）。这点与根据第三实施例的改型例的麦克风单元3是相同的。

然而，该结构与根据第三实施例的改型例的麦克风单元3结构的不同之处在于，在开口部112和内部压力调节孔441之间还布置有环形的第二粘合部45以包围开口部112（参见图8B）。第二粘合部45通过比第一粘合部15弱的粘合力将膜44和壳体11彼此气密性地接合。这里，从顶部观看膜44，然而，为了便于描述，图8B绘制为使得第一粘合部15、第二粘合部45和开口部112是可见的。

第二粘合部45的粘合力设置为，如果麦克风单元4的内部压力升高并且超过预定压力（该预定压力设置为较低的值以使得膜44不会破裂）的力作用在膜44上，则该膜44容易剥离。这里，第一粘合部15的粘合力设置为，即使麦克风单元4的内部压力升高并且压力作用在膜44上，该膜44也不容易剥离。这里，作为用于使得第二粘合部45的粘合力降低为低于第一粘合部15的粘合力的方法，存在诸如用于改变粘合力自身的方法、用于改变环形宽度的方法等之类的方法。在第一粘合部15和第二粘合部45使用相同粘合剂的情况下，进行这种形成就足够了，即，使得第二粘合部45的环形宽度变得比第一粘合部15的环形宽度窄。

在如上所述组成的麦克风单元4中，也可以通过膜44防止灰尘D在搬运时以及在安装在安装目标中期间侵入内部。而且，第二粘合部45布置在比内部压力调节孔441更靠内的部分，因此，容易避免灰尘Ｄ经由内部压力调节孔441侵入内部的问题。此外，内部压力调节孔441布置在离开开口部112的位置，因此，即使粘合力弱的第二粘合部45剥离，如第三实施例的情况那样，也可以降低灰尘D侵入麦克风单元4内部的可能性。

此外，如果麦克风单元4的内部压力在回流工艺期间升高，则通过粘合力弱的第二粘合部45彼此接合的壳体11和膜44彼此剥离开。据此，像图6B的情况那样，膜44的比第一粘合部15更靠内的部分被抬高，内部压力调节孔441和开口部112彼此连通，并且麦克风单元1的内部压力和外部压力可以彼此相等。据此，内部压力不会升高到比必要的压力更大，膜44或者粘合部15在回流工艺期间不会破裂。

这里，在本实施例中，内部压力调节孔的数量是多个（具体而言是四个），然而，内部压力调节孔的数量也可以是一个。此外，在从顶部（从布置有膜44的一侧）观看麦克风单元4的情况下，布置为包围开口部112的第二粘合部45的布置区域从比开口部112和第一粘合部15之间的内部压力调节孔441更靠内的位置向外扩展就足够了，并且该区域可以适当地被改型。例如，在图8B中，可以采用第二粘合部45的区域扩展到第一粘合部15边界的结构。在这种结构的情况下，第二粘合部45不封闭内部压力调节孔441是必需的。

此外，第一粘合部15形成为环形形状，然而，第一粘合部15的结构不限于此。换句话说，如果第一粘合部15布置为包围开口部112并且布置在比内部压力调节孔441更靠外的位置，则也可以采用其他结构（例如，该粘合部布置在图8B的环形部以及环形部的整个外部上的结构等）。

（第五实施例）

接下来，参照图9A和图9B描述根据第五实施例的麦克风单元。图9A和图9B是示出应用了本发明的根据第五实施例的麦克风单元结构的图，图9A是根据第五实施例的麦克风单元的示意性剖视图，图9B是希望从布置有膜的一侧（上侧）观看根据第五实施例的麦克风单元的情况下的示意图。

除了膜54的结构之外，根据第五实施例的麦克风单元5与根据第一到第四实施例的麦克风单元1到4的结构相同。因此，与这些实施例重叠的部分用相同的附图标记来表示，并且省略其描述，之后，尽可能集中在不同之处进行描述。

在根据第五实施例的麦克风单元5中，当从顶部（从布置有膜54的一侧）观看麦克风单元5时，如根据第三实施例的麦克风单元3一样，内部压力调节孔541布置在不与开口部112重叠而且而离开开口部112的位置。然而，用于将膜54安装在壳体11上的结构与第三实施例的情况不同。

如图9B所示，当从顶部观看麦克风单元5时，通过布置为包围开口部112并且布置在比内部压力调节孔541更靠外的位置的环形粘合部15（第一粘合部），膜54被气密性地接合到壳体11。此外，环形的第二粘合部55布置在开口部112和内部压力调节孔541之间以包围除了一部分之外的开口部112。第一粘合部15和第二粘合部55具有相同的粘合力。

这里，从顶部观看膜54，然而，为了便于描述，图9B绘制为使得第一粘合部15、第二粘合部55以及开口部112是可见的。

环形的第二粘合部55设置有经过一部分的开口55a。内部压力调节孔541布置在与通过第二粘合部55布置的开口55a的距离尽可能远的位置。具体而言，内部压力调节孔541布置在与布置有第二粘合部55的开口55a的位置相对的位置附近，开口部112插入在它们之间。

在如上所述组成的麦克风单元5中，也可以通过膜54防止灰尘D在搬运时以及在安装在安装目标中期间侵入内部。而且，布置了设置有开口55a的第二粘合部55，进而可以加长开口112和内部压力调节孔541之间的实际距离，使得该距离比第三实施例的情况更长。因此，可以降低灰尘D侵入麦克风单元5内部的可能性。

此外，如果麦克风单元5的内部压力在回流工艺期间升高，则第一粘合部15和第二粘合部55之间的部分被抬高，内部压力调节孔541和开口部112彼此连通。因此，麦克风单元5内的内部压力不会升高到比必要的压力更大，而且膜54或者粘合部15、55在回流工艺期间不会破裂。

这里，在本实施例中，内部压力调节孔541的数量是一个，然而，该数量也可以是多个。而且，在该情况下，优选的是，每一个内部压力调节孔541布置在离开口55a尽可能远的位置。此外，第一粘合部15形成为环形形状，然而，第一粘合部15的结构不限于此。换句话说，如果第一粘合部15布置为包围开口部112并且布置在比内部压力调节孔541更靠外的位置，则也可以采用其他结构（例如，粘合部布置在图9B的环形部以及该环形部的整个外部上的结构等）。

（第六实施例）

接下来，参照图10A和图10B描述根据第六实施例的麦克风单元。图10A和图10B是示出应用了本发明的根据第六实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图，图10A示出内部压力等于外部压力的情况下的状态，图10B示出内部压力升高的情况下的状态。

除了膜64的结构之外，根据第六实施例的麦克风单元6与根据第一到第五实施例的麦克风单元1到5的结构相同。因此，与这些实施例重叠的部分用相同的附图标记来表示，并且省略其描述，之后，尽可能集中在不同之处进行描述。

麦克风单元6的膜64也是由具有与第一实施例等相同性质的材料组成。换句话说，膜64也是由不透气并且具有耐热性的材料形成，具体而言，膜64是由聚酰亚胺膜组成的。此外，如第一实施例等那样，膜64具有与壳体11的上表面基本上相同的大小。此外，为了保证防止灰尘侵入，膜64气密性地接合到壳体11以包围开口部112。

这里，采用的结构是，用于将膜64气密性地接合到壳体11的粘合部（本发明的第一粘合部）布置在图10A中虚线箭头所指示的区域，即，如图4B的情况那样，不仅布置在开口部112周围的部分，还布置在其他部分。此外，如图10A所示的布置有粘合部的区域是个实例，如果粘合部布置为包围开口部112并且布置在比内部压力调节部641更靠外的位置，则也可以采用诸如环形等其他结构。

当从顶部（从形成有膜64的一侧）观看麦克风单元6时，内部压力调节部641形成在与开口部112重叠的位置（更详细而言，基本上是在膜64的中心部分）。例如，内部压力调节部641是通过激光等将膜64的一部分薄化而获得的薄部（thin portion）。该薄部641布置为在小的压力作用在膜64上的情况下容易破裂。此外，薄部641的大小形成为较小，使得在破裂时形成的通孔的开口直径变小。这里，优选的是，当薄部641破裂时形成的该通孔的开口直径是100μm或更小。此外，可以通过化学等方式熔融（melt）膜64的一部分来获得膜64的薄部641。

在如上所述布置麦克风单元6的情况下，也可以防止灰尘D在搬运时以及在安装在安装目标中期间侵入麦克风单元6内部。尤其是，膜64的内部压力调节部641不是通孔，而是原则上处于闭合状态，因此，如第一实施例那样，与布置有内部压力调节孔141的情况相比，可以减少灰尘D侵入麦克风单元6内部的可能性。

此外，如果麦克风单元6的内部压力在回流工艺期间升高，则力作用在膜64上，而且内部压力调节部（薄部）641容易破裂，如图10B所示。内部压力调节部641容易破裂，因此，不像没有布置内部压力调节部641的结构那样，当内部压力升高至使膜破裂时没有大的冲击力，而且在MEMS芯片12中出现运行缺陷的可能性低。而且，在薄部641破裂的情况下孔的开口直径变小，因此，甚至是在薄部641破裂之后，灰尘D也难以侵入麦克风单元6的内部。

这里，在本实施例中，采用的结构是，当从顶部观看麦克风单元6时，内部压力调节部（薄部）641形成在与开口部112重叠的位置，然而，在必要时，内部压力调节部也可以布置在不与开口部112重叠的位置。

（第七实施例）

接下来，参照图11、图12A和图12B描述根据第七实施例的麦克风单元。图11是示出应用了本发明的根据第七实施例的麦克风单元结构的示意性剖视图。图12A和图12B是示出根据第七实施例的麦克风单元的膜的粘合层结构的图，图12A是从底部观看粘合层的情况下的示意性平面图，图12B是图12A中A-A位置处的剖视图。

除了膜74的结构之外，根据第七实施例的麦克风单元7与根据第一到第六实施例的麦克风单元1到6的结构相同。因此，与这些实施例重叠的部分用相同的附图标记来表示，并且省略其描述，之后，尽可能集中在不同之处进行描述。

膜74也是由不透气而且具有耐热性的材料形成，并且例如是由聚酰亚胺膜组成。膜74具有与壳体11的上表面基本上相同的大小。粘合层75布置在膜74的整个下表面（与壳体11相对的表面）上。例如通过开槽、压花等（此外，也可以使用激光加工等），在粘合层75的与膜74所在的表面相对的表面上形成凹部和凸部。在图12A中，粗实线指示的部分与凹部75a对应。

在麦克风单元7中，凹部75a形成为格状（lattice shape），任意凹部75a的两端延伸到粘合层75的端部。换句话说，在膜74贴附到壳体11的状态下，壳体11的内部处于通过开口部112和粘合层75的凹部75a与外部连通的状态。

在如上所述组成的麦克风单元7中，也可以防止灰尘D在搬运时以及在安装在安装目标中期间侵入内部。这里，在麦克风单元7中，存在灰尘D从其侧面侵入粘合层75的凹部75a的可能性。然而，更可能的是灰尘D在到达麦克风单元7内部之前就粘附到了粘合层75上，而且大多数灰尘不会到达麦克风单元7的内部。因此，可以降低灰尘D侵入麦克风单元7内部的可能性。

此外，在本实施例中，由于粘合层75的凹部75a的存在，因而麦克风单元7的内部压力和外部压力彼此相等，因此，可以防止膜74或粘合层75在回流工艺期间破裂。换句话说，在麦克风单元7中，形成在粘合层75上的凹部75a起到了内部压力调节部的作用。这里，优选的是，将凹部75a的高度设置在50μm或更高到500μm或更低。

这里，在本实施例中，采用的结构是格子状凹部75a布置在粘合层75上，然而，该结构不是限制性的。换句话说，例如，可以采用粘合层75设置有简单地在垂直方向上、水平方向上或倾斜方向上延伸的至少一个凹部的结构等。

此外，在本实施例中，采用的结构是格子状凹部75a布置在粘合层75上，然而，也可以采用这样的结构，其中，通过将凹部和凸部布置在膜74上而不在粘合部75上布置凹部，来将膜74的凹凸转移到粘合层75上。

（其他）

以上描述的实施例指示本发明的应用实例，而本发明的应用范围不限于以上描述的实施例。换句话说，在不脱离本发明目的的情况下，可以将各种改型例添加到以上实施例。

例如，在以上描述的实施例中，MEMS芯片12和ASIC13是由彼此分开的芯片组成的；然而，安装在ASIC13上的集成电路也可以被单体地（monolithically）形成在形成MEMS芯片12的硅基板上。

此外，在以上描述的实施例中，描述了本发明应用于通过半导体制造技术形成的MEMS芯片12容纳在壳体11中这一结构的情况。然而，本发明的应用范围不限于这种结构。换句话说，例如，本发明还适用于使用驻极体膜的电容器型麦克风单元等。

进一步而言，本发明还适用于采用除了电容器型麦克风之外的结构的麦克风单元，例如，本发明适用于采用移动导体（动电）型麦克风、电磁（磁性）型麦克风、压电型麦克风等的麦克风单元。

工业适用性

例如，根据本发明的麦克风单元适用于诸如移动电话、收发器等的语音通信装置、使用输入语音分析技术的语音处理系统（语音鉴别系统、语音识别系统、命令生成系统、电子词典、翻译装置、语音输入型的远程控制器等）、或者适用于录音装置以及放大器系统（扬声器）、麦克系统等。

附图标号说明

1，2，3，4，5，6，7 麦克风单元

11 壳体

14，24，34，44，54，64，74 膜

15 粘合部（第一粘合部）

45，55 第二粘合部

75 粘合层

75a 凹部

111 内部空间

112 开口部

122 振动板

124 固定电极

141，241，341，441，541 内部压力调节孔

641 薄部（内部压力调节部）

Claims

1.一种麦克风单元，包括：

振动板，由于声压而振动；

壳体，设置有用于容纳所述振动板的内部空间以及用作音孔并且使得所述内部空间与外部连通的开口部；以及

膜，由不透气的材料形成并且接合到所述壳体以覆盖所述开口部；其中，

所述膜设置有内部压力调节部。

2.根据权利要求1所述的麦克风单元，其中，所述膜通过形成为包围所述开口部的第一粘合部接合到所述壳体；以及

当从布置有所述膜的一侧观看所述麦克风单元时，所述内部压力调节部是布置在比所述第一粘合部更靠内的位置。

3.根据权利要求2所述的麦克风单元，其中，所述内部压力调节部是穿过所述膜的至少一个内部压力调节孔。

4.根据权利要求3所述的麦克风单元，其中，当从布置有所述膜的该侧观看所述麦克风单元时，所述内部压力调节孔布置在与所述开口部重叠的位置。

5.根据权利要求3所述的麦克风单元，其中，当从布置有所述膜的该侧观看所述麦克风单元时，所述内部压力调节孔布置在不与所述开口部重叠的位置。

6.根据权利要求5所述的麦克风单元，其中，所述内部压力调节孔布置在所述开口部附近。

7.根据权利要求5所述的麦克风单元，其中，所述内部压力调节孔布置在比所述开口部更靠外并且离开所述开口部的位置。

8.根据权利要求7所述的麦克风单元，其中，当从布置有所述膜的该侧观看所述麦克风单元时，布置有第二粘合部以从比所述开口部和所述第一粘合部之间的所述内部压力调节孔更靠内的位置向外扩展从而包围所述开口部，而且所述第二粘合部以比所述第一粘合部弱的粘合力将所述膜和所述壳体彼此接合。

9.根据权利要求7所述的麦克风单元，其中，当从布置有所述膜的该侧观看所述麦克风单元时，第二粘合部布置在所述开口部和所述第一粘合部之间以包围除了一部分之外的所述开口部，而且将所述膜与所述壳体彼此接合，而且所述内部压力调节孔布置在位于所述第一粘合部和所述第二粘合部之间的位置而且离开所述一部分。

10.根据权利要求2所述的麦克风单元，其中，所述内部压力调节部是在压力作用在所述膜的情况下变化为极小通孔的薄部。

11.根据权利要求2所述的麦克风单元，其中，所述膜的一个表面设置有具有凹凸形状的粘合层，形成在所述粘合层上的凹部起到所述内部压力调节部的作用。

12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的麦克风单元，其中，具有所述振动板以及与所述振动板配合以形成电容器的固定电极的MEMS（微机电系统）芯片容纳在所述内部空间中。