JP2007174622A - 音響センサ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能になるとともに、キャビティを有効利用できる音響センサを提供することにある。
【解決手段】音響センサ１は、実装基板２、及び当該実装基板２の一面との間にキャビティ４ａが形成される形で実装基板２に被着されるケース３を用いて構成され音波（音響信号）をキャビティ４ａ内に導入する音孔（音波導入孔）Ｐを有するパッケージ４と、パッケージ４のキャビティ４ａ内で実装基板２の前記一面に実装され受波した音波を電気信号に変換する音響センサチップ５と、音響センサチップ５から出力される電気信号の信号処理を行う信号処理用の電子部品６とを備え、電子部品６は、実装基板２に内蔵されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、音響センサに関する。

従来から、携帯電話機や、補聴器、車両等に用いられるマイクロホン等の音響センサとしては、音波（音響信号）を電気信号に変換して出力する受波素子にエレクトレットを利用したコンデンサ型（静電容量型）のマイクロホン（以下、「エレクトレットコンデンサマイクロホン」と称する）を利用したものが提供されている。

しかしながら、エレクトレットコンデンサマイクロホンは、振動板や絶縁体に樹脂材料を使用し、更に振動板と振動板リングとが接着剤で張り合わされているために耐熱性が低く、高い信頼性が要求される車両や、高い耐環境性が要望される電化製品等の音響センサには不向きとされてきた。

そこで、上記のようなエレクトレットコンデンサマイクロホンに比べて小型軽量化が可能で耐環境性に優れた音響センサとしては、受波素子としてシリコン基板等をマイクロマシニング技術により加工して形成された音響センサチップ（マイクロホンチップ）を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１）。

このような音響センサ１００は、図１３に示すように、印刷回路板（プリント配線板）からなる実装基板１０１、及び当該実装基板１０１の一面（図１３における上面）との間にキャビティ１０３ａが形成される形で実装基板１０１に被着されるシールド用のケース１０２を用いて構成され音波をキャビティ内に導入する音孔（図示せず）を有するパッケージ１０３を備え、パッケージ１０３のキャビティ１０３ａ内で実装基板１０１の前記一面には、受波した音波を電気信号に変換する音響センサチップ１０４と、当該音響センサチップ１０４から出力される電気信号の信号処理を行う信号処理用の電子部品１０５とが実装されている。
特表２００４−５３７１８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されるような音響センサ１００では、音響センサチップ１０４と電子部品１０５とが実装基板１０１の同一平面上（前記一面上）に実装されているので、小型化（小サイズ化）への対応に関して形状的に限界があった。また、キャビティ１０３ａ内に電子部品１０５が配置されているために、電子部品１０５の体積分だけキャビティ１０３ａ内が狭くなり、キャビティ１０３ａを有効利用できていなかった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、小型化が可能になるとともに、キャビティを有効利用できる音響センサを提供することにある。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明では、実装基板、及び当該実装基板の一面との間にキャビティが形成される形で実装基板に被着されるケースを用いて構成され音波をキャビティ内に導入する音孔を有するパッケージと、パッケージのキャビティ内で実装基板の前記一面に実装され受波した音波を電気信号に変換する音響センサチップと、音響センサチップから出力される電気信号の信号処理を行う信号処理用の電子部品とを備え、電子部品は、実装基板に内蔵されていることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、実装基板にはキャビティとパッケージ外とを連通させるリーク孔が設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、実装基板は、電子部品が実装された印刷回路板と、当該印刷回路板上にプレス加工により積層されて前記電子部品を覆う絶縁性基材とを少なくとも備えていることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、キャビティ内に位置する絶縁性基材の表面にはキャビティの容積増加用の凹部が前記プレス加工により形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１項の発明において、実装基板には音響センサチップに電気的に接続される貫通孔配線が設けられていることを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項５の発明において、貫通孔配線は、実装基板に当該実装基板の厚み方向に貫設されたスルーホールの内面に設けられ、スルーホール内には、貫通孔配線とともにスルーホール内を充実する充実部が設けられていることを特徴とする。

請求項７の発明では、請求項５の発明において、貫通孔配線は、実装基板に当該実装基板の厚み方向に貫設されたスルーホールの内面に設けられ、実装基板の前記一面側と前記一面側とは反対の他面側との少なくとも一方には、スルーホールを閉塞する閉塞部が設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明は、音響センサチップから出力される電気信号の信号処理を行う電子部品を実装基板に内蔵しているから、従来のように音響センサチップと電子部品とを実装基板の同一平面上に実装する場合に比べてキャビティを有効利用できるという効果を奏し、また音響センサの小型化が可能になるという効果を奏する。

請求項２の発明は、リーク孔によってキャビティ内の圧力変化を抑制できるから、音響特性の向上を図れるという効果を奏する。

請求項３の発明は、電子部品が実装された印刷回路板上にプレス加工により前記電子部品を覆う絶縁性基材を積層するだけで電子部品が内蔵された実装基板を得ることができるから、実装基板の製造を容易に行えるという効果を奏する。

請求項４の発明は、実装基板に設けたキャビティの容積増加用の凹部の容積分だけキャビティの容積が増加するから、音響特性の向上を図れ、しかもプレス加工により上記凹部を形成しているから、凹部の形成を容易に行うことができるという効果を奏し、その上、プレス加工時に凹部を形成しているから、実装基板の製造工程を増やすことなく凹部を形成できるという効果を奏する。

請求項５の発明は、音響センサチップに電気的に接続される貫通孔配線を設けているから、音響センサチップとの電気的接続用の配線をキャビティ内からパッケージ外に引き出すために、実装基板に当該実装基板の一面においてケースに覆われていない部位を設ける必要がなくなり、パッケージの小型化を図れるという効果を奏する。

請求項６の発明は、スルーホールを介してキャビティにゴミ等の異物が入り込んだり、空気が流入したりすることを防止できるから、音響特性の低下を防止できるという効果を奏する。

請求項７の発明は、スルーホールを介してキャビティにゴミ等の異物が入り込んだり、空気が流入したりすることを防止できるから、音響特性の低下を防止できるという効果を奏する。

（実施形態１）
本実施形態の音響センサ１は、図１に示すように、実装基板２、及び当該実装基板２の一面（図１における上面）との間にキャビティ４ａが形成される形で実装基板２に被着されるシールド用のケース３を用いて構成され音波（音響信号）をキャビティ４ａ内に導入する音孔（音波導入孔）Ｐを有するパッケージ４と、パッケージ４のキャビティ４ａ内で実装基板２の前記一面に実装され受波した音波を電気信号に変換する音響センサチップ（マイクロホンチップ）５と、音響センサチップ５から出力される電気信号の信号処理を行う信号処理用の電子部品６とを備え、電子部品６は実装基板２に内蔵されている。

実装基板２は、図２に示すように、電子部品６が一面（図２における上面）に実装される印刷回路板（プリント配線板）２０と、当該印刷回路板２０上に積層されて電子部品６を覆う絶縁性基材２１とを備えている。ここで、電子部品６は、音響センサチップ５から出力される電気信号の信号処理に用いられるものであって、例えば、音響センサチップ５から出力される電気信号を増幅するための電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や、ノイズ除去用の回路を構成するコンデンサ、抵抗、ダイオード等が必要に応じて用いられる。また、電子部品６としては、電界効果トランジスタや、コンデンサ、抵抗、ダイオード等の集積回路を用いることができる。

印刷回路板２０は、例えば矩形の平板状に形成された両面銅張積層板であり、一面（図１における上面）には、電子部品６を実装するための４つの電極（以下、「第１電極」と称する）２０ａを備える回路パターンが形成され、他面（図１における下面）には、図３（ｂ）に示すように音響センサ１を実装する基板（図示せず）上に形成された外部の電気回路に接続するための４つの外部接続用の電極（以下、「第２電極」と称する）２０ｂが形成されている。ここで、第１電極２０ａと第２電極２０ｂとは、少なくとも一部が印刷回路板２０の厚み方向において重複するように形成されている。

また、印刷回路板２０には、４つの第２電極２０ｂのうち電子部品６にのみ接続される２つ（図３（ｂ）における右側の２つ）を、これら２つの第２電極２０ｂと印刷回路板２０の厚み方向で重複する第１電極２０ａに電気的に接続するために、印刷回路板２０をその厚み方向に貫通するビアホールＶが形成されている。このビアホールＶの内面には、第１電極２０ａと第２電極２０ｂとを電気的に接続するビア２０ｃが設けられている。尚、ビア２０ｃは、銅等の導電性を有する金属材料を用いてビアホールＶの内面全面をめっきすることや、導電性ペースト（例えば、銅ペーストや、銀ペースト、この他、金、白金、カーボン、ナノ金属粒子等を用いたもの）をビアホールＶに充填すること等によって得ることができる。

絶縁性基材２１は、絶縁性を有する樹脂を用いた絶縁性シート（例えば、エポキシ樹脂等の有機樹脂に無機フィラーを高密度充填してなる樹脂シートからなる有機シート）であって、図１に示すように表面（図１における上面）が平坦な状態で電子部品６を覆うことができる厚みに設定されるとともに、印刷回路板２０の外形サイズと略同サイズの矩形の平板状に形成されている。

また、絶縁性基材２１の一面（図１における上面）には、図３（ａ）に示すように、音響センサチップ５に電気的に接続される一対の電極（以下、「第３電極」と称する）２２ａ、及びグランドパターン２２ｂが形成されている。ここで、音響センサチップ５は、図２に示すように、ダイボンド材を用いて実装基板２の一面側に音孔Ｐを塞ぐようにして搭載され、この後にボンディングワイヤＷを用いて第３電極２２ａに接続される（音響センサチップ５は、パッケージ４のキャビティ４ａ内で実装基板２の一面にワイヤボンディング実装される）。尚、音響センサチップ５は、実装基板２にフリップチップ実装するようにしてもよい。

上記の第３電極２２ａは、４つの第２電極２０ｂのうち音響センサチップ５及び電子部品６に電気的に接続される２つ（図３（ｂ）における左側の２つ）と、実装基板２の厚み方向においてそれぞれ重複するようにして絶縁性基材２１の一面に形成されている。また、グランドパターン２２ｂは、ケース３に電気的に接続するために絶縁性基材２１の一面の周部の全周に亘って形成されており、絶縁性基材２１の一面においてグランドパターン２２ｂで囲まれる部位が実装基板２においてキャビティ４ａ内に位置する部位となる。

一方、実装基板２には、図４に示すように、キャビティ４ａに音波を導入するための音孔Ｐが実装基板２の厚み方向に貫設されている。また、実装基板２には、キャビティ４ａとパッケージ４外とを連通させるリーク孔Ｌが実装基板２の厚み方向に貫設されている。尚、本実施形態における実装基板２では、図２に示すように一対の第３電極２２ａ，２２ａ間にリーク孔Ｌを設けているが、リーク孔Ｌを設ける位置は必ずしも一対の第３電極２２ａ，２２ａ間とする必要はない。また、リーク孔Ｌを設ける位置は、音響センサチップ５より離れているほうが好ましく、音響センサチップ５より離してリーク孔Ｌを設けるようにすれば、リーク孔Ｌを通じての空気の流出入による影響が音響センサチップ５に及ぶことを防止できる。これら音孔Ｐや、リーク孔Ｌは、いずれも開口形状が円形状のものであるが、円形状に限らず多角形状等であってもよい。

さらに、実装基板２には、第３電極２２ａと第１電極２０ａと第２電極２０ｂとを電気的に接続するための貫通孔配線２３が内面に設けられるスルーホールＴが、実装基板２の厚み方向に貫設されている。

また、実装基板２のスルーホールＴ内には、図５に示すように、貫通孔配線２３とともにスルーホールＴ内を充実する（埋める）充実部８が設けられている。この充実部８は、導電性ペースト（例えば、銅ペーストや、銀ペースト、この他、金、白金、カーボン、ナノ金属粒子等を用いたもの）を、貫通孔配線２３が形成されたスルーホールＴ内に注入し、硬化させることで形成されている。尚、充実部８に用いる材料としては、上述した導電性ペーストの他に、樹脂材料（例えば、シリコーン樹脂等）を用いることができる。また、充実部８に用いる材料は導電性を有している必要はないが、導電性を有しているほうが好ましい。

次に、実装基板２の製造方法について図５を参照して説明する。実装基板２の製造工程は、電子部品実装工程と、プレス加工工程と、孔開け工程と、回路形成工程とを有している。

電子部品実装工程は、図６（ａ）に示すように、ビア２０ｃが形成された印刷回路板２０の一面に電子部品６を半田や導電性接着材等を用いて実装する工程である。尚、電子部品６の実装方法としては、フリップチップ実装等が挙げられる。

プレス加工工程は、図６（ｂ）に示すように、印刷回路板２０において電子部品６を実装した一面に絶縁性基材２１を積層するとともに、絶縁性基材２１の一面（図６（ｂ）における上面）に銅箔からなる回路パターン形成用の導電層２２を積層するようにして、印刷回路板２０と絶縁性基材２１と導電層２２とを印刷回路板２０の外形サイズと略同サイズの開口を有する枠体７０の内側に配置する工程と、この工程の後に全体を所定温度まで加熱するとともに平坦な加圧面を有する加圧用金型７を用いて導電層２２の一面（図６（ｂ）における上面）から印刷回路板２０と絶縁性基材２１と導電層２２と（主として絶縁性基材２１）を加圧する工程とを有している。尚、枠体７０は、加圧によって絶縁性基材２１が印刷回路板２０より外側にはみ出ないように防止するとともに、実装基板２の厚みを決定するために用いられている。

このプレス加工工程により図６（ｃ）に示すような、印刷回路板２０、絶縁性基材２１、及び導電層２２からなる積層板が得られる。この積層板は平坦な加圧面を有する加圧用金型７によってプレス加工して形成されているから、絶縁性基材２１の一面、及び導電層２２の一面はそれぞれ平坦な面となる。

孔開け工程は、図６（ｄ）に示すように、印刷回路板２０、絶縁性基材２１、及び導電層２２からなる上記積層板にスルーホールＴを形成するとともに、音孔Ｐ及びリーク孔Ｌを形成する工程である。ここで、音孔Ｐ、リーク孔Ｌ、及びスルーホールＴは、ピン（図示せず）を用いたパンチング等によって形成することができるが、この他、レーザ光加工やドリル加工等の加工方法を用いてもよい。尚、図６（ｄ）では、図示を簡略化するためにリーク孔Ｌを省略している。また、孔開け工程を上記プレス加工工程と同時に行うようにしてもよい。

回路形成工程は、図６（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチング、又はレーザ光等によって導電層２２の不必要部分を除去することによって導電層２２から第３電極２２ａ及びグランドパターン２２ｂの形成を行うパターン形成工程と、スルーホールＴの内面に第１電極２０ａ、第２電極２０ｂ、及び第３電極２２ａをそれぞれ電気的に接続する貫通孔配線２３を形成する貫通孔配線形成工程とを有している。尚、貫通孔配線２３は、銅等の導電性を有する金属材料を用いてスルーホールＴの内面全面をめっきすることによって形成することができる。また、貫通孔配線形成工程において貫通孔配線２３が形成された後には、充実部８の形成を行う。ここで充実部８は、上述した導電性ペーストを貫通孔配線２３が形成されたスルーホールＴ内（すなわち貫通孔配線２３で囲まれる空間内）に注入し、硬化させることで形成される。

以上述べた電子部品実装工程、プレス加工工程、孔開け工程、及び回路形成工程を経て図６（ｅ）に示すように、電子部品６が内蔵された実装基板２が得られる。

ケース３は、例えば、導電性材料（例えば、アルミニウム等）を用いて一面（図１における下面）が開口した直方体状に形成されている。また、ケース３の外形サイズは、実装基板２の外形サイズと略同じ大きさに形成され、実装基板２の一面に被着した際には、ケース３の上記一面開口（図１における下面開口）の周縁部が絶縁性基材２１のグランドパターン２２ｂに接合されて電気的に接続されるようになっている。例えば、ケース３は、実装基板２のグランドパターン２２ｂに塗布した導電性接着剤（図示せず）を用いて実装基板２に被着される。このようにして実装基板２に被着されたケース３は、導電性接着剤を通じて実装基板２のグランドパターン２２ｂに電気的に接続されているから、音響センサチップ５の機械的保護だけではなく、外来の電磁ノイズの影響が音響センサチップ５に及ばないように電磁ノイズをシールドする機能を有する。尚、導電性接着剤の代わりに半田を用いてケース３を実装基板２に被着するようにしてもよい。

音響センサチップ５は、例えば、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術によりシリコンウエハ等を加工して形成された受波素子である。この種の受波素子としては、例えば、枠状の支持部と、前記支持部の内側に連続一体に形成されたダイヤフラム状の振動板部と、振動板部の後面側に絶縁層（例えば、二酸化シリコン層）からなる複数のスペーサ部を介して設けられた背板部とを備える静電容量型のものが提供されている。尚、このような音響センサチップ５の構成は周知のものであるから詳細な説明は省略する。

本実施形態の音響センサ１は、図４に示すように、電子部品６が内蔵された実装基板２に上述したように音響センサチップ５を実装した後に、ケース３を実装基板２に被着することで構成される。

以上により構成された本実施形態の音響センサ１によれば、音響センサチップ５から出力される電気信号の信号処理を行う電子部品６を実装基板２に内蔵しているから、従来のように音響センサチップと電子部品とを実装基板の同一平面上に実装する場合に比べれば、電子部品６の体積の分だけキャビティ４ａを有効利用できるという効果を奏する。また、電子部品６の実装に必要な面積分だけ実装基板２の面積を小さくすることが可能になるから、音響センサ５の小型化（小サイズ化）が可能になるという効果を奏する。さらに、電子部品６が実装された印刷回路板２０上にプレス加工により電子部品６を覆う絶縁性基材２１を積層するだけで電子部品６が内蔵された実装基板２を得ることができるから、実装基板２の製造を容易に行えるという効果を奏する。

加えて、実装基板２にリーク孔Ｌを設けているから、例えば、音響センサ１の周囲の温度上昇によりキャビティ４ａ内の空気が膨張した場合、膨張した空気がリーク孔Ｌからパッケージ４外へ流出して、キャビティ４ａの圧力変化を抑制することができる。また、逆に、温度下降によりキャビティ４ａ内の空気が収縮した場合、リーク孔Ｌからキャビティ４ａ内に空気が流入することで、キャビティ４ａの圧力変化を抑制することができる。

このように周囲温度の変化によってキャビティ４ａ内の空気が膨張、収縮しても、リーク孔Ｌから空気が流出入することでキャビティ４ａの圧力変化が抑制されるから、キャビティ４ａの圧力の変化によって音響センサチップ５に応力が生じて音響センサチップ５の感度が変動することを防止できて、音響特性の向上を図れるという効果を奏する。

さらに、実装基板２に音響センサチップ５が電気的に接続される貫通孔配線２３を設けているから、音響センサチップ５との電気的接続用の配線をキャビティ４ａ内からパッケージ４外に引き出すために、実装基板２に当該実装基板２の一面（図１における上面）においてケース３に覆われていない部位を設ける必要がなくなり、実装基板２の外形サイズを小さくできてパッケージの小型化を図れるという効果を奏する。

また、図５に示すように、貫通孔配線２３を設けるためのスルーホールＴ内に、貫通孔配線とともにスルーホールＴ内を充実する充実部８を設けているから、スルーホールＴを介してパッケージ４内（キャビティ４ａ内）にゴミ等の異物が入り込んだり、空気が流入したり（音波が入り込んだり）することを防止できて、音響特性の低下を防止できるという効果を奏する。

ここで、上述したような充実部８を設ける代わりに、図７（ａ）に示すように、スルーホールＴを閉塞する閉塞部９ａ，９ｂを実装基板２に設けるようにしてもよい。

閉塞部（以下、「第１閉塞部」と称する）９ａは、図７（ｂ）に示すように、実装基板２の一面側（図７（ｂ）における上面側）に、２つの第３電極２２ａ全体を覆うように形成されている。また、閉塞部（以下、「第２閉塞部」と称する）９ｂは、実装基板２の一面側と反対の他面側図７（ｂ）における下面側）に、２つの第２電極２０ｂにおいてスルーホールＴが設けられている部位を覆うようにして形成されている。

このような第１閉塞部９ａ及び第２閉塞部９ｂの材料としては、例えばソルダレジスト等のレジスト材や、樹脂材料（例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等）を用いることができる。また、フリップチップ実装を行う際のバンプを第１閉塞部９ａ及び第２閉塞部９ｂとして用いてもよい。尚、図７（ａ）に示す実装基板２では、リーク孔Ｌが第１閉塞部９ａ及び第２閉塞部９ｂで閉塞されないように、図２に示すものとは異なる位置にリーク孔Ｌを設けている。

以上述べた第１閉塞部９ａ及び第２閉塞部９ｂを実装基板２に設ければ、充実部８を実装基板２に設けた場合と同様に、スルーホールＴを介してパッケージ４内（キャビティ４ａ内）にゴミ等の異物が入り込んだり、空気が流入したり（音波が入り込んだり）することを防止できて、音響特性の低下を防止できるという効果を奏する。

尚、図７（ａ）に示す構成では、２つの第３電極２２ａ全体を覆うように第１閉塞部９ａを形成しているが、第３電極２２ａ全体を個別に覆うように第１閉塞部９ａを形成してもよい。これらの場合、第１閉塞部９ａを形成する前に、第３電極２２ａに音響センサチップ５を電気的に接続すればよい。また、第１閉塞部９ａを形成した後でも第３電極２２ａに音響センサチップ５を電気的に接続可能となるように、第３電極２２ａを一部露出させるようにして第１閉塞部９ａを形成してもよい。要は、スルーホールＴを閉塞できるように第１閉塞部９ａを形成すればよい。この点は第２閉塞部９ｂについても同様である。

ところで、図７（ｂ）に示す構成では、実装基板２の一面側に第１閉塞部９ａを、他面側に第２閉塞部９ｂをそれぞれ設けているが、必ずしも第１閉塞部９ａと第２閉塞部９ｂの両方を実装基板２に設ける必要はなく、第１閉塞部９ａと第２閉塞部９ｂの少なくとも一方を実装基板２に設ければよい（実装基板２の一面側と該一面側と反対の他面側の少なくとも一方に、スルーホールＴを閉塞する閉塞部を設ければよい）。

また、上述したような充実部８や、第１及び第２閉塞部９ａ，９ｂ等を設ける代わりに、上記のような導電性ペーストでスルーホールＴを充実することで貫通孔配線２３を形成したり、スルーホールＴ内に導電ピンを導電ピンの外面全体がスルーホールの内面全体に密接するようにして貫挿することで貫通孔配線２３を形成したりすることによって、貫通孔配線２３自体がスルーホールＴ内を隙間なく埋める構成としてもよく、このような場合でも、充実部８や第１及び第２閉塞部９ａ，９ｂを設ける場合と同様の効果が得られる。

一方、図１に示す音響センサ１では、音響センサチップ５を実装基板２の一面側において音孔Ｐを閉塞するようにして実装しているが、音響センサチップ５は必ずしも音孔Ｐを閉塞するようにして実装基板２に実装する必要はなく、図８（ａ），（ｂ）に示すように、音響センサチップ５を音孔Ｐからずらした（音響センサチップ５が実装基板２の厚み方向において音孔Ｐと対向しないようにした）状態で実装基板２に実装するようにしてもよい。尚、図８（ａ），（ｂ）ではリーク孔Ｌを省略している。

また、図１に示す音響センサ１では、音孔Ｐを実装基板２に設けているが、音孔Ｐはキャビティ４ａ内にパッケージ４外から音波を導入できるように設けられていればよいものであるから、図９（ａ），（ｂ）に示すように、ケース３に音孔Ｐを設けるようにしてもよい。

このようにすれば、実装基板２に音孔Ｐを設ける必要がないから、図２に示すように実装基板２に音孔Ｐを設ける場合とは異なり電子部品６を実装基板２に内蔵する際に音孔Ｐによって電子部品６を内蔵する位置が制限されずに済み、図１０に示すように電子部品６を内蔵する位置を自由に設定できて、実装基板２の設計の自由度が高くなるという効果が得られ、また、音孔Ｐの形成に必要な面積だけ実装基板２の面積を小さくできるから小型化が可能になるという効果が得られる。尚、実装基板２に音孔Ｐを設ける場合は、実装基板２にスルーホールＴを形成する際に同時に音孔Ｐの形成を行えるから、音孔Ｐを形成するために製造工数を増やさなくて済むという効果が得られる。

尚、音響センサチップ５から出力される電気信号の信号処理に用いる信号処理用の電子部品６の数は１つに限られるものではなく、複数の電子部品６を設けるようにしてもよい。また、図１に示す構成の実装基板２は、電子部品を実装する印刷回路板２０と、電子部品を保護する絶縁性基材２１とを１つずつ備えているが、電子部品の数に応じて積層する印刷回路板２０と絶縁性基材２１の数を増やしてもよい。

（実施形態２）
本実施形態の音響センサ１は、実装基板２の形状に特徴があり、その他の構成については実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における実装基板２においてキャビティ４ａ内に位置する絶縁性基材２１の表面（図１１における上面）には、図１１に示すように、キャビティ４ａの容積増加用の直方体状の凹部２４が形成されている。尚、図１１に示す実装基板２では、音孔Ｐはケース３（図９参照）に設けるようにしているが、勿論、音孔Ｐと凹部２４をともに実装基板２に設けるようにしてもよい。

次に、本実施形態における実装基板２の製造方法について図１２を参照して説明する。実装基板２の製造工程は、電子部品実装工程と、プレス加工工程と、孔開け工程と、回路形成工程とで構成されている。尚、電子部品実装工程は、実施形態１と同様であるから説明を省略する。

プレス加工工程は、実施形態１と同様であるが、使用する加圧用金型７の形状が異なっており、本実施形態のプレス加工工程では、図１２（ａ）に示すように、上記凹部２４を形成するための直方体状の突起部７ａが平坦な加圧面に設けられた加圧用金型７を用いている。したがって、本実施形態のプレス加工工程によれば、実施形態１と同様に印刷回路板２０、絶縁性基材２１、及び導電層２２からなる積層板が得られるものの、図１２（ｂ）に示すように、その一面（図１２（ｂ）における上面）には、凹部２４が形成されることになる。尚、加圧用金型７の加圧面は、突起部７ａ以外は平坦であるから、凹部２４が設けられている部位以外の絶縁性基材２１の一面、及び導電層２２の一面は、それぞれ平坦な面となる。

孔開け工程は、実施形態１と同様であるが、図１２（ｃ）に示すように、上記積層板に音孔Ｐを形成しない点で異なっている。尚、図１２（ｃ）においても図示を簡略化するためにリーク孔Ｌを省略している。回路形成工程は、実施形態１と同様であるが、この工程中において、図１２（ｄ）に示すように、凹部２４の内面に位置している導電層２２の部位が除去される。

上記電子部品実装工程、プレス加工工程、孔開け工程、及び回路形成工程を経て図１２（ｄ）に示すように、電子部品６が内蔵されるとともに、キャビティ４ａ内に位置する絶縁性基材２１の一面にキャビティ４ａの容積増加用の凹部２４が形成された実装基板２が得られる。尚、実装基板２への音響センサチップ５の実装方法、及びケース３の被着方法については実施形態１と同様であるから説明を省略する。

以上述べた本実施形態の音響センサ１によれば、実装基板２にキャビティ４ａの容積増加用の凹部２４を設けているから、キャビティ４ａの容積を増加して音響特性の向上を図れるという効果を奏する。

ここで、一般的な印刷回路板からなる実装基板に上述のような凹部を形成しようとした場合には、レジストの塗布やめっき処理、エッチング等を行わなければならないために深さのある凹部を容易に形成することが困難であるが、本実施形態の実装基板２は、印刷回路板２０とプレス加工によって印刷回路板２０に積層される絶縁性基材２１とを備えるものであるから、加圧用金型７を用いたプレス加工によって上記凹部２４の形成を行え、深さのある凹部２４を容易に形成できるという効果を奏し、その上、絶縁性基材２１のプレス加工時に凹部２４を形成しているから、実装基板２の製造工程の増加を抑えることができるという効果を奏する。

尚、凹部２４の形状は直方体状のものに限らず、円柱状やその他の形状であってもよく、また、実装基板２に凹部２４を複数設けるようにしてもよい。

実施形態１の音響センサの概略断面図である。 同上の音響センサの要部の概略斜視図である。 同上の音響センサを示し、（ａ）は上方からみた概略斜視図、（ｂ）は下方からみた概略斜視図である。 同上の音響センサの概略分解斜視図である。 同上の音響センサの実装基板の概略断面図である。 同上の音響センサの実装基板の製造工程の説明図である。 同上の音響センサの実装基板の他の例を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。 実施形態１の音響センサの他の例を示し、（ａ）は上方からみた概略斜視図、（ｂ）は下方からみた概略斜視図である。 実施形態１の音響センサのさらに他の例を示し、（ａ）は上方からみた概略斜視図、（ｂ）は下方からみた概略斜視図である。 同上の音響センサの要部の概略斜視図である。 実施形態２の音響センサの実装基板の概略斜視図である。 同上の音響センサの実装基板の製造工程の説明図である。 従来の音響センサの概略断面図である。

符号の説明

１ 音響センサ
２ 実装基板
３ ケース
４ パッケージ
４ａ キャビティ
５ 音響センサチップ
６ 電子部品
８ 充実部
９ａ 第１閉塞部（閉塞部）
９ｂ 第２閉塞部（閉塞部）
２０ 印刷回路板
２１ 絶縁性基材
２３ 貫通孔配線
２４ 凹部
Ｐ 音孔
Ｌ リーク孔
Ｔ スルーホール

Claims (7)

1. 実装基板、及び当該実装基板の一面との間にキャビティが形成される形で実装基板に被着されるケースを用いて構成され音波をキャビティ内に導入する音孔を有するパッケージと、パッケージのキャビティ内で実装基板の前記一面に実装され受波した音波を電気信号に変換する音響センサチップと、音響センサチップから出力される電気信号の信号処理を行う信号処理用の電子部品とを備え、電子部品は、実装基板に内蔵されていることを特徴とする音響センサ。
2. 実装基板にはキャビティとパッケージ外とを連通させるリーク孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の音響センサ。
3. 実装基板は、電子部品が実装された印刷回路板と、当該印刷回路板上にプレス加工により積層されて前記電子部品を覆う絶縁性基材とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の音響センサ。
4. キャビティ内に位置する絶縁性基材の表面にはキャビティの容積増加用の凹部が前記プレス加工により形成されていることを特徴とする請求項３記載の音響センサ。
5. 実装基板には音響センサチップに電気的に接続される貫通孔配線が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の音響センサ。
6. 貫通孔配線は、実装基板に当該実装基板の厚み方向に貫設されたスルーホールの内面に設けられ、スルーホール内には、貫通孔配線とともにスルーホール内を充実する充実部が設けられていることを特徴とする請求項５記載の音響センサ。
7. 貫通孔配線は、実装基板に当該実装基板の厚み方向に貫設されたスルーホールの内面に設けられ、実装基板の前記一面側と前記一面側とは反対の他面側との少なくとも一方には、スルーホールを閉塞する閉塞部が設けられていることを特徴とする請求項５記載の音響センサ。

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