JP4804095B2 - Microphone device - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロホン装置に係り、特に高Ｓ／Ｎ比の収音を可能とするマイクロホンに関する。   The present invention relates to a microphone device, and more particularly to a microphone capable of collecting sound with a high S / N ratio.

従来のマイクロホン装置としては、図５に示すようなものが知られている。図５は、従来のマイクロホン装置の構成図である。   As a conventional microphone device, the one shown in FIG. 5 is known. FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional microphone device.

図５に従来のマイクロホン装置の構造を示す。このマイクロホン装置は、金属製のケース40内に、音波による音圧変化に応じて振動する振動板41と、空隙部42を介して振動板41と対抗配置された背面板43と、空隙部を設けるために振動板41と背面板43との間に配置されたスペーサ44と、背面板43には複数の貫通穴45が設けられたものである。そして振動板41と背面板43とが形成する静電容量をインピーダンス変換する能動素子(インピーダンス変換素子)46を備え、この能動素子46は、配線47で背面板43への電気的接続が確保されている。このマイクロホン装置は、振動板41と背面板43との間の静電容量の変化に基づいて音を電気信号に変換し、能動素子46を介して出力するものである。   FIG. 5 shows the structure of a conventional microphone device. This microphone device includes a vibration plate 41 that vibrates in response to a change in sound pressure due to sound waves, a back plate 43 that is opposed to the vibration plate 41 via a gap portion 42, and a gap portion. The spacer 44 disposed between the vibration plate 41 and the back plate 43 to be provided, and the back plate 43 are provided with a plurality of through holes 45. An active element (impedance conversion element) 46 for impedance conversion of the capacitance formed by the diaphragm 41 and the back plate 43 is provided, and the active element 46 is secured to the back plate 43 by the wiring 47. ing. This microphone device converts sound into an electrical signal based on a change in electrostatic capacitance between the diaphragm 41 and the back plate 43, and outputs it through an active element 46.

この従来のマイクロホン装置においては、マイクロホンの固有ノイズＮは能動素子46の固有ノイズ値によって支配的に決定される。一方、マイクロホンの感度Ｓは、振動板41の有効面積Ｓｅｆ、振動板の無効面積Ｓｓｔ、空隙部42の高さｄ、振動板41と背面板43との電位差ｖとの間で、以下の関係を有している。 In this conventional microphone device, the inherent noise N of the microphone is predominantly determined by the inherent noise value of the active element 46. On the other hand, the sensitivity S of the microphone is as follows among the effective area S ef of the diaphragm 41, the invalid area S st of the diaphragm, the height d of the gap 42, and the potential difference v between the diaphragm 41 and the back plate 43. Have the relationship.

Figure 0004804095
Figure 0004804095

ここで、振動板の有効面積Ｓｅｆ、振動板の無効面積Ｓｓｔ、空隙部の高さｄ、振動板と背面板の電位差ｖを変化させてマイクロホンの感度Ｓを大きくしようとすると以下の問題がある。
振動板の有効面積Ｓｅｆを大きくするとそれに伴いマイクロホンが大きくなってしまうため小型化が困難である。また、振動板の無効面積Ｓｓｔを小さくしようとすると、背面板の一部を削る必要があり背面板の平面度が低くなる。一方、振動板と背面板の電位差ｖを大きくしようとすると静電引力が大きくなり振動板が背面板に吸着し易くなりマイクロホンが不安定になる。 Here, if the effective area S ef of the diaphragm, the ineffective area S st of the diaphragm, the height d of the gap, and the potential difference v between the diaphragm and the back plate are changed to increase the sensitivity S of the microphone, the following problem occurs. There is.
If the effective area S ef of the diaphragm is increased, the microphone becomes larger accordingly, and it is difficult to reduce the size. Further, when trying to reduce the ineffective area Sst of the diaphragm, it is necessary to cut a part of the back plate, and the flatness of the back plate is lowered. On the other hand, if an attempt is made to increase the potential difference v between the diaphragm and the back plate, the electrostatic attraction becomes large and the diaphragm is easily attracted to the back plate, making the microphone unstable.

空隙部の高さｄを小さくすると静電引力が大きくなり振動板が背面板に吸着し易くなりマイクロホンの音響特性が不安定になる。
また、従来のマイクロホンでは空隙部の高さｄはスペーサの厚みで決まるが、製造可能なスペーサの薄さには限界があり空隙部の高さｄを小さくしようとしても限界があった。 また、従来のマイクロホンは回折の影響で無指向性を広域まで保つことが出来ないという問題があった。また、従来のマイクロホンを集積・信号加算して高Ｓ／Ｎ比を得ようとすると大きくなってしまうという問題があった。（特許文献１） When the height d of the gap is reduced, the electrostatic attraction is increased and the diaphragm is easily attracted to the back plate, so that the acoustic characteristics of the microphone become unstable.
Further, in the conventional microphone, the height d of the gap is determined by the thickness of the spacer, but there is a limit to the thickness of the spacer that can be manufactured, and there is a limit even when trying to reduce the height d of the gap. In addition, the conventional microphone has a problem that omnidirectionality cannot be maintained over a wide area due to the influence of diffraction. In addition, there is a problem that when a conventional microphone is integrated and signals are added to obtain a high S / N ratio, the microphone becomes large. (Patent Document 1)

また、近年、半導体プロセスを用いて製造される収音素子、いわゆるＭＥＭＳ素子を用いたマイクロホン装置が提案されている（特許文献２）。この収音素子は、半導体基板に対してフォトリソグラフィおよびエッチング工程を経て形状加工することによって得られる微細な素子であるが、微細化、薄型化は可能であるものの、やはり回折の影響により、無指向性を広帯域まで保つことは出来ないという問題があった。   In recent years, a microphone device using a sound collection element manufactured by using a semiconductor process, that is, a so-called MEMS element has been proposed (Patent Document 2). This sound pickup element is a fine element obtained by processing a semiconductor substrate through photolithography and etching processes. Although it can be miniaturized and thinned, it is still free due to the influence of diffraction. There was a problem that the directivity could not be maintained up to a wide band.

汎用マイクロホンユニットを集積実装して高Ｓ／Ｎ比で収音が可能なマイクロホン装置を構築しようとする場合、マイクロホンユニット単体が充分に小さくないために、前記マイクロホン装置が大きくなってしまう問題があった。   When trying to construct a microphone device capable of collecting sound with a high S / N ratio by integrating and mounting general-purpose microphone units, there is a problem that the microphone device becomes large because the microphone unit alone is not sufficiently small. It was.

また、一般的な無指向性マイクロホンでは、回折の影響のために、高周波領域まで無指向性を保つことが出来なかった。   Further, a general omnidirectional microphone cannot maintain omnidirectional characteristics up to a high frequency region due to the influence of diffraction.

特開２００１−３２４８１５JP 2001-324815 A 特開２００４−１２８９５７JP 2004-128957 A

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、小型で、高Ｓ／Ｎ比を実現し、一般的なマイクロホンでは回折の影響により無指向性を保つことの出来ない程度の高周波領域まで無指向性を保ち、かつ振動ノイズに強いマイクロホン装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, is small in size, realizes a high S / N ratio, and does not reach a high frequency region where a general microphone cannot maintain omnidirectionality due to the influence of diffraction. An object of the present invention is to provide a microphone device that maintains directivity and is resistant to vibration noise.

そこで、本発明のマイクロホン装置は、半導体プロセスを用いて製造される少なくとも２つの収音素子が、所定の角度をなすように、集積実装されたことを特徴とする。
すなわち、本発明のマイクロホン装置は、半導体基板、振動板、及び、前記振動板と対向配置された背面板を有する少なくとも２つの収音素子と、所定の角度をなすように配置された２つの中継基板とを有し、前記２つの中継基板のそれぞれに、前記収音素子が集積実装されたことを特徴とする。 Therefore, the microphone device of the present invention is characterized in that at least two sound pickup elements manufactured using a semiconductor process are integratedly mounted so as to form a predetermined angle.
That is, the microphone device according to the present invention includes a semiconductor substrate, a diaphragm, and at least two sound pickup elements having a back plate arranged to face the diaphragm, and two relays arranged at a predetermined angle. And the sound pickup element is integratedly mounted on each of the two relay boards.

この構成によれば、複数のＭＥＭＳ素子を異なる面に配置することにより、指向性の向上をはかることができる。特にＭＥＭＳ素子の場合、薄型化が可能であり、容易に所望の角度をなすように配置することができる。すなわち、収音素子を立方体構造に集積実装することで、回折の影響の方向性を無くし、高周波領域まで指向性パターンを無指向性に保つマイクロホン装置を提供することが出来る。   According to this configuration, the directivity can be improved by arranging the plurality of MEMS elements on different surfaces. In particular, in the case of a MEMS element, it can be thinned and can be easily arranged at a desired angle. That is, by integrating and mounting the sound collecting elements in a cubic structure, it is possible to provide a microphone device that eliminates the directivity of the influence of diffraction and keeps the directivity pattern omnidirectional to the high frequency region.

また、本発明は、上記マイクロホン装置において、前記所定の角度をなすように配置された２つの中継基板を含む６面により立方体構造が構成されるものを含む。
この構成によれば、小型で高Ｓ／Ｎ比をもつマイクロホン装置を得ることができる。 Further, the present invention includes the above microphone device in which a cubic structure is configured by six surfaces including the two relay boards arranged to form the predetermined angle.
According to this configuration, a microphone device having a small size and a high S / N ratio can be obtained.

また、本発明は、上記マイクロホン装置において、前記中継基板には前記複数の収音素子が形成されているものを含む。
この構成によれば、構造が安定で携帯端末などの機器への装着も容易である。 Further, the present invention includes the above microphone device in which the relay substrate is formed with the plurality of sound collecting elements .
According to this configuration, the structure is stable and can be easily mounted on a device such as a portable terminal.

また、本発明は、上記マイクロホン装置において、前記背面板には、複数の貫通穴が設けられているものを含む。
なお収音素子が、立方体の各面に複数集積実装されるようにしてもよい。
この構成によれば、より収音特性の良好なマイクロホン装置を提供することが可能となる。 Further, the present invention includes the above microphone device in which the back plate is provided with a plurality of through holes.
Note microphone element may be set to be more integrated mounted on each face of the cube.
According to this configuration, it is possible to provide a microphone device with better sound collection characteristics.

また、本発明は、上記マイクロホン装置において、能動素子をさらに備えており、前記背面板は、前記能動素子と電気的に接続しているものを含む。
なお、前記複数の収音素子は、前記２つの中継基板の外表面にそれぞれ装着されているものを含む。
この構成によれば、中継基板の形状を高精度に規定しておくことにより、実装が容易で、安定な形状を得ることができる。 In the microphone device according to the present invention, the microphone device further includes an active element, and the back plate is electrically connected to the active element.
The plurality of sound collection elements include those mounted on the outer surfaces of the two relay boards.
According to this configuration, by defining the shape of the relay substrate with high accuracy, mounting is easy and a stable shape can be obtained.

また、本発明は、上記マイクロホン装置において、前記少なくとも２つの収音素子は前記２つの中継基板に形成された配線を介して相互接続されたものを含む。
この構成によれば、多面体表面を有効に利用することができ、さらなる小型化をはかることができる。 Further, in the above microphone device, said at least two microphone elements include those that are interconnected via the wiring formed on the two relay substrate.
According to this configuration, the polyhedral surface can be used effectively, and further downsizing can be achieved.

また、上記マイクロホン装置において、前記収音素子が相対向する２つの面に設けられ、相対向する２つの面に設けられた組の収音素子ごとに出力を足し合わせるように構成してもよい。
この構成によれば、収音素子を立体的にそれぞれの収音素子部を対向する様に配置し、その対向する出力信号を足し合わせることにより振動雑音を低減することが出来る。 Also, in the microphone unit, the microphone element is provided on two surfaces facing each other may be configured to adding the outputs for each set of microphone element provided on the two surfaces facing each other .
According to this configuration, it is possible to reduce the vibration noise by arranging the sound collecting elements so that the sound collecting elements are opposed to each other three-dimensionally and adding the opposed output signals.

また、本発明のマイクロホン装置は、前記中継基板は湾曲面を有しており、前記収音素子が、前記湾曲面に配置されているものを含む。
この構成によれば、さらなる高周波領域まで無指向性を維持することができる。 Further, the microphone apparatus of the present invention, the relay board has a curved surface, including those wherein the microphone element is disposed on the curved surface.
According to this configuration, omnidirectionality can be maintained up to a further high frequency region.

また、本発明のマイクロホン装置は、前記中継基板は可撓性基板であるものを含む。
望ましくは、前記収音素子は可撓性基板表面に形成されたアモルファス半導体層を形状加工することによって形成された音響トランスデューサであってもよい。
この構成によれば、半導体プロセスを用いて製造される小さな収音素子を集積実装し、小型で高Ｓ／Ｎ比の収音が可能なマイクロホン装置を提供することが出来る。 In the microphone device of the present invention, the relay board is a flexible board.
Preferably, the sound collecting element may be an acoustic transducer formed by processing an amorphous semiconductor layer formed on the surface of a flexible substrate .
According to this configuration, it is possible to provide a microphone device that is small and can collect sound with a high S / N ratio by integrating and mounting small sound collection elements manufactured using a semiconductor process.

本発明は、半導体プロセスを用いて製造される複数の収音素子を互いに所定の角度をなすように形成するとともに、前記収音素子の出力を足し合わせる回路とを備えたマイクロホン装置であり、小型で高Ｓ／Ｎ比を有するマイクロホン装置を提供することができる。   The present invention is a microphone device including a plurality of sound pickup elements manufactured using a semiconductor process so as to form a predetermined angle with each other, and a circuit for adding outputs of the sound pickup elements. A microphone device having a high S / N ratio can be provided.

さらに、収音素子を立方体構造をなす中継基板上に集積実装することにより小型化が可能となり、マイクロホンの収音特性として回折効果の少ないマイクロホンを提供することができる。 Further, the sound collecting element can be miniaturized by being integrated and mounted on a relay board having a cubic structure , and a microphone with a small diffraction effect can be provided as a sound collecting characteristic of the microphone.

さらに、前記、収音素子を複数それぞれの方向の立方構造をなす中継基板の各面に配置し、出力を足し合わせることにより、Ｓ／Ｎ比が約９ｄB高いマイクロホンを提供することが出来る。ちなみに、音の波長に比べて十分小さい領域に置かれたｎ個のマイクロホン出力の、足し合わせによるＳ／Ｎ比の増加は、次式で示される。 Furthermore, a microphone having a high S / N ratio of about 9 dB can be provided by arranging a plurality of sound collecting elements on each surface of a relay board having a cubic structure in each direction and adding outputs. Incidentally, the increase in the S / N ratio due to the addition of n microphone outputs placed in a sufficiently small region compared to the wavelength of sound is expressed by the following equation.

Figure 0004804095
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さらに、立体構造をなす中継基板面上の収音素子の背面板を各面において接続、共通化することにより接続および、ワイヤ−数の低減をはかることができ、組み立て工数の低減が可能となる。 Furthermore, by connecting and sharing the back plate of the sound pickup element on the surface of the relay board having a three-dimensional structure on each surface, the connection and the number of wires can be reduced, and the number of assembly steps can be reduced. .

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態１のマイクロホン装置の構成について図面を参照しつつ詳細に説明する。   The configuration of the microphone device according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１のマイクロホン装置を示す。図２は本実施の形態１のマイクロホン装置に用いられる各収音素子を示す断面拡大図である。複数の半導体プロセスを利用して微細加工を行うことにより作成された音を電気信号に変換する、いわゆるＭＥＭＳ型の収音素子31を立方体構造をなす中継基板の各面に１つずつ配置し、出力信号をそれぞれの極性をもつ中継端子32ａ、32bにワイヤ−33で電気的接続を行うようにしたものである。
各面に配置される収音素子は図２に示すように、MEMS素子で構成される。この収音素子14は、半導体基板に対してフォトリソグラフィおよびエッチング工程を経て形状加工することによって得られる微細な素子であり、音波による音圧変化に応じて振動する振動板15ａを含む半導体基板（シリコン基板）15と、空隙部19を介して振動板15ａと対抗配置された背面板16と、半導体基板15と背面板16との間に設けられた電気的絶縁膜17と、半導体基板15上に設けられた電極20と、背面板16上に設けられた電極21とを備え、背面板16には複数の貫通穴18が設けられてなるものである。半導体基板15としては不純物濃度を高めて電気的導電性を高くした材料を使用することにより半導体基板15上に設けられた電極20と振動板15aとは電気的導電性が確保されている。また、背面板16としても電気的導電性の高い材料を使用することにより背面板16上に設けられた電極21とは電気的導通が確保されている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows a microphone device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing each sound collection element used in the microphone device of the first embodiment. A so-called MEMS type sound pickup element 31 that converts sound generated by performing microfabrication using a plurality of semiconductor processes into an electric signal, one on each surface of a relay substrate having a cubic structure, The output signal is electrically connected to the relay terminals 32a and 32b having the respective polarities by wires -33.
As shown in FIG. 2, the sound collecting elements arranged on each surface are constituted by MEMS elements. The sound collection element 14 is a fine element obtained by processing a semiconductor substrate through photolithography and etching processes, and includes a semiconductor substrate (including a diaphragm 15a that vibrates in response to a change in sound pressure due to sound waves). (Silicon substrate) 15, back plate 16 opposed to diaphragm 15 a through gap 19, electrical insulating film 17 provided between semiconductor substrate 15 and back plate 16, and semiconductor substrate 15 The electrode 20 provided on the back plate 16 and the electrode 21 provided on the back plate 16 are provided, and the back plate 16 is provided with a plurality of through holes 18. The semiconductor substrate 15 is made of a material having a high impurity concentration and a high electrical conductivity, so that the electrode 20 and the vibration plate 15a provided on the semiconductor substrate 15 have electrical conductivity. Further, the back plate 16 is made of a material having high electrical conductivity, so that electrical connection with the electrode 21 provided on the back plate 16 is ensured.

収音素子14と、振動板15aと背面板16とが形成する静電容量をインピーダンス変換する能動素子22と、半導体基板15上に形成された電極20と能動素子25とを電気接続する配線23と、背面板16上に形成された電極21と能動素子22とを電気接続することにより、配線24によって電気的接続を確保する。そして収音素子14上の振動板15ａと背面板16との間の静電容量の変化に基づいて音を電気信号に変換する収音素子14の出力信号を、能動素子22を介して出力するものである。   Sound collecting element 14, active element 22 for impedance conversion of capacitance formed by diaphragm 15a and back plate 16, and wiring 23 for electrically connecting electrode 20 and active element 25 formed on semiconductor substrate 15 Then, the electrical connection is ensured by the wiring 24 by electrically connecting the electrode 21 formed on the back plate 16 and the active element 22. An output signal of the sound collection element 14 that converts sound into an electrical signal based on a change in capacitance between the diaphragm 15a on the sound collection element 14 and the back plate 16 is output via the active element 22. Is.

この構成により、収音素子３１の出力信号はそれぞれ積算され、小型で高Ｓ／Ｎ比で優れた音響性能を有する無指向性マイクロホンを提供することができる。   With this configuration, the output signals of the sound pickup elements 31 are integrated, and a small omnidirectional microphone having excellent acoustic performance with a high S / N ratio can be provided.

さらに、上記構造においては小型の収音装置を構成するため、立方体構造をなす中継基板に起因する回折効果による音響特性劣化を低減することができる。 Furthermore, since the above structure constitutes a small sound collecting device, it is possible to reduce deterioration in acoustic characteristics due to the diffraction effect caused by the relay substrate having a cubic structure .

さらに、立方体構造をなす中継基板上で対向する吸音素子の出力を足し合わせることにより外部振動を起因とする振動ノイズを低減することが出来る。 Furthermore, vibration noise caused by external vibration can be reduced by adding the outputs of the sound absorbing elements facing each other on the relay substrate having a cubic structure .

本発明によって、高Ｓ/Ｎ比であってかつ小型、回折効果が少ないために音響特性が良好であり、かつ、振動ノイズに強いマイクロホンを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a microphone having a high S / N ratio, a small size, and a small diffraction effect, and having good acoustic characteristics and strong vibration noise.

（実施の形態２）
図３に本発明の実施の形態２のマイクロホン装置を示す。音を電気信号に変換する複数の半導体プロセスを活用して微細加工を行うことにより、作成された複数の収音素子31を立方体構造をなす中継基板の各面に同数配置し、前記複数の収音素子31の出力信号をそれぞれの極性をもつ中継端子32ａと、中継基板32上に形成された中継端子32bにワイヤ−33で電気的接続を行っている。 (Embodiment 2)
FIG. 3 shows a microphone device according to Embodiment 2 of the present invention. By performing microfabrication using a plurality of semiconductor processes that convert sound into an electrical signal, the same number of sound collecting elements 31 are arranged on each surface of a relay board having a cubic structure , and the plurality of sound collecting elements 31 are arranged. The output signal of the sound element 31 is electrically connected by a wire 33 to the relay terminal 32a having each polarity and the relay terminal 32b formed on the relay board 32.

この構造により、各面にそれぞれ複数の収音素子が配設されているため、前記の収音素子３１の出力信号はそれぞれ足し合わされ、実施の形態1よりも、さらに高Ｓ／Ｎ比の出力を得ることができる。
本発明により、高Ｓ／Ｎ比の音響性能を有する無指向性マイクロホンを提供することができる。 With this structure, since a plurality of sound collecting elements are arranged on each surface, the output signals of the sound collecting elements 31 are added together, and an output with a higher S / N ratio than in the first embodiment. Can be obtained.
According to the present invention, an omnidirectional microphone having high S / N ratio acoustic performance can be provided.

（実施の形態３）
次に、本発明のマイクロホン装置の実施の形態３について説明する。本発明のマイクロホン装置は、図４に示すように、複数の半導体プロセスを活用して微細加工を行うことにより作成され、音を電気信号に変換するように構成された複数の収音素子31を備えた半導体ウエハ３４は、各収音素子の出力を半導体ウエハ34上で導通し、この半導体ウエハ34を立方体構造をなす中継基板の各面に一枚ずつ配置し、半導体ウエハ34の出力信号をそれぞれの極性をもつ中継端子32ａと、中継基板32上に形成された中継端子32bにワイヤ−33で電気的接続を行うことにより、前記の半導体ウエハ34の出力信号はそれぞれ足し合わされ、小型でより高Ｓ／Ｎ比の音響性能を有する無指向性マイクロホンを提供することができる。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the microphone device of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, the microphone device of the present invention includes a plurality of sound collecting elements 31 that are created by performing microfabrication using a plurality of semiconductor processes and configured to convert sound into an electrical signal. The provided semiconductor wafer 34 conducts the output of each sound collecting element on the semiconductor wafer 34, and arranges the semiconductor wafer 34 on each surface of the relay substrate having a cubic structure, and outputs the output signal of the semiconductor wafer 34. By electrically connecting the relay terminals 32a having the respective polarities to the relay terminals 32b formed on the relay substrate 32 by wires 33, the output signals of the semiconductor wafer 34 are added together, and the size is reduced. An omnidirectional microphone having high S / N ratio acoustic performance can be provided.

さらに、一枚の半導体ウエハ34に搭載される収音素子31の出力は、半導体ウエハ34上で接続されていることにより、図４に示すマイクロホン装置では、立方体構造をなす中継基板の１つの面に複数の収音素子31を実装することにより得られる効果と同様の効果を、より少ない組み立て工数で得ることが出来、安価に作成することが可能となる。 Further, since the output of the sound collecting element 31 mounted on one semiconductor wafer 34 is connected on the semiconductor wafer 34, one surface of the relay substrate having a cubic structure is used in the microphone device shown in FIG. In addition, the same effect as that obtained by mounting a plurality of sound collecting elements 31 can be obtained with a smaller number of assembly steps and can be produced at low cost.

本発明により、高Ｓ／Ｎ比の音響性能を有する無指向性マイクロホンを安価で提供することができる。   According to the present invention, an omnidirectional microphone having high S / N ratio acoustic performance can be provided at low cost.

前記実施の形態では、立方体構造のマイクロホン装置について説明したが、立方体構造に限定されることなく、４面体の各面にそれぞれマイクロホン装置を実装してもよく、また、所定の角度をなすように配置された２面にそれぞれ無志向性マイクロホンを配設した
ものでも有効である。 In the above embodiment, the microphone device having a cubic structure has been described. However, the present invention is not limited to the cubic structure, and the microphone device may be mounted on each surface of the tetrahedron, and the predetermined angle is formed. It is also effective to arrange non-directional microphones on the two arranged surfaces.

さらにまた、平面のみならず、湾曲面に各素子を配設してもよく、可撓性基板例えばフィルムキャリア表面に薄膜形成、フォトリソグラフィ、エッチングを繰り返すことにより、パターン形成を行い、多数個のマイクロホンを配設して、各素子を形成し、湾曲させて支持することにより、曲面に多数個のマイクロホンを配置するようにしてもよい。   Furthermore, each element may be arranged not only on a flat surface but also on a curved surface, and pattern formation is performed by repeating thin film formation, photolithography, and etching on a flexible substrate, for example, a film carrier surface, A plurality of microphones may be arranged on the curved surface by arranging the microphones, forming each element, and bending and supporting the elements.

さらにまた、球面上に多数個のMEMS構造の収音素子を配設するようにしてもよい。具体的には例えば、ボール状のシリコン粒を用いて球面をなすように加工し、この表面にマイクロホンを多数個配設することにより、より無志向性の高いマイクロホン装置を形成することが可能となる。   Furthermore, a plurality of MEMS sound collecting elements may be arranged on the spherical surface. Specifically, for example, by processing ball-shaped silicon grains to form a spherical surface and arranging a large number of microphones on this surface, it is possible to form a microphone device with a higher degree of indirection. Become.

本発明は、無志向性であってかつ占有面積が小さく信頼性の高いマイクロホンを提供することができることから、携帯端末などに用いられる超小型のマイクロホン装置として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the present invention can provide a microphone that is non-oriented and has a small occupation area and high reliability, it is useful as an ultra-small microphone device used for a portable terminal or the like.

本発明の実施の形態１のマイクロホン装置の構造図Structure diagram of microphone device according to Embodiment 1 of the present invention 同マイクロホン装置に搭載されるマイクロホンを示す断面拡大図Cross-sectional enlarged view showing a microphone mounted on the microphone device 本発明の実施の形態２のマイクロホン装置の構造図Structure diagram of microphone device of embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３のマイクロホン装置の構造図Structure diagram of microphone device of embodiment 3 of the present invention 従来の積算式マイクロホンアレイの系統を示す図A diagram showing the system of a conventional integrating microphone array

符号の説明Explanation of symbols

14 収音素子
15 半導体基板
15a 振動板
16 背面板
17 絶縁膜
18 貫通穴
19 空隙部
20 電極
21 電極
22 能動素子
23 配線
24 配線
30 マイクロホン装置
31 収音素子
32 中継基板
32a 中継端子
32b 中継端子
33 ワイヤ
34 半導体ウエハ
41 振動板
42 空隙部
43 背面板
44 スペーサ
45 貫通穴
46 能動素子
47 配線 14 Sound pickup element
15 Semiconductor substrate
15a diaphragm
16 Back plate
17 Insulating film
18 Through hole
19 Cavity
20 electrodes
21 electrodes
22 Active elements
23 Wiring
24 Wiring
30 Microphone device
31 Sound pickup element
32 Relay board
32a Relay terminal
32b Relay terminal
33 wires
34 Semiconductor wafer
41 Diaphragm
42 Cavity
43 Back plate
44 Spacer
45 Through hole
46 Active elements
47 Wiring

Claims (9)

半導体基板、振動板、及び、前記振動板と対向配置された背面板を有する少なくとも２つの収音素子と、
所定の角度をなすように配置された２つの中継基板とを有し、
前記２つの中継基板のそれぞれに、前記収音素子が集積実装されたマイクロホン装置。 At least two sound collecting elements having a semiconductor substrate, a diaphragm, and a back plate disposed opposite to the diaphragm;
Two relay boards arranged to form a predetermined angle,
A microphone device in which the sound collection element is integratedly mounted on each of the two relay boards. 請求項１に記載のマイクロホン装置であって、
前記所定の角度をなすように配置された２つの中継基板を含む６面により立方体構造が構成されるマイクロホン装置。 The microphone device according to claim 1,
A microphone device in which a cubic structure is configured by six surfaces including two relay boards arranged to form the predetermined angle. 請求項１又は２に記載のマイクロホン装置であって、
前記中継基板には複数の収音素子が形成されているマイクロホン装置。 The microphone device according to claim 1 or 2,
A microphone device in which a plurality of sound collecting elements are formed on the relay substrate. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロホン装置であって、
前記背面板には、複数の貫通穴が設けられているマイクロホン装置。 The microphone device according to any one of claims 1 to 3,
A microphone device in which a plurality of through holes are provided in the back plate. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロホン装置であって、
能動素子をさらに備えており、
前記背面板は、前記能動素子と電気的に接続しているマイクロホン装置。 The microphone device according to any one of claims 1 to 4,
Further comprising an active element,
The microphone device in which the back plate is electrically connected to the active element. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロホン装置であって、
前記少なくとも２つの収音素子は、前記２つの中継基板の外表面にそれぞれ装着されているマイクロホン装置。 A microphone device according to any one of claims 1 to 5,
The microphone device in which the at least two sound pickup elements are respectively attached to outer surfaces of the two relay boards. 請求項６に記載のマイクロホン装置であって、
前記少なくとも２つの収音素子は前記２つの中継基板に形成された配線を介して相互接続されたマイクロホン装置。 The microphone device according to claim 6, wherein
The microphone device in which the at least two sound pickup elements are connected to each other through wiring formed on the two relay boards. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のマイクロホン装置であって、
前記中継基板は湾曲面を有しており、前記収音素子は前記湾曲面に配置されているマイクロホン装置。 A microphone device according to any one of claims 1 to 7,
The microphone device in which the relay substrate has a curved surface, and the sound collection element is disposed on the curved surface. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のマイクロホン装置であって、
前記中継基板は可撓性基板であるマイクロホン装置。 A microphone device according to any one of claims 1 to 8,
The microphone device, wherein the relay substrate is a flexible substrate.
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