專利名稱：麥克風單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將聲壓(例如由聲音產生)轉換成電信號并且輸出該電信號的麥克風單元。
背景技術：
通常，麥克風應用于聲音輸入裝置，諸如聲音通信裝置(像移動電話、步話機等)、使用輸入聲音分析技術的信息處理裝置(像聲音認證系統等)、或者錄音裝置(例如， 參見專利文獻1和幻。麥克風單元具有將輸入聲音轉換成電信號并且輸出該電信號的功能。圖17是示出常規(guī)麥克風單元100的結構的示意性截面圖。如圖17所示，傳統麥克風單元100包括基板101 ；電聲轉換部102，其安裝在基板101上并且將聲壓轉換成電信號；電氣電路部103，安裝在基板101上，對通過電聲轉換部102獲得的電信號進行放大處理等；以及覆蓋件104，保護安裝在基板101上的電聲轉換部102和電氣電路部103免受灰塵污染等。覆蓋件104設置有音孔(通孔)104a，并且將外部聲音引導至電聲轉換部102。此處，在圖17所示的麥克風單元100中，電聲轉換部102和電氣電路部103是利用裸片接合技術(die bonding technology)與引線接合技術來安裝的。如專利文獻1中所述，在這種麥克風單元100中，通常覆蓋件104由具有電磁屏蔽功能的材料形成，以使得電聲轉換部102和電氣電路部103不受外部電磁噪聲的影響。此外，如專利文獻2中所述，為了實現電聲轉換部102和電氣電路部103處的電磁噪聲措施， 基板101由借助于絕緣層和導電層的多層形成，以將導電層嵌入在絕緣層內，從而執(zhí)行電磁屏蔽。引用清單專利文獻專利文獻1 JP-A-2008-72580專利文獻2 JP-A-2008-4795
發(fā)明內容
技術問題同時，近年來，電子裝置越來越小，麥克風單元也一樣，期望尺寸和厚度得以減小。 因此，對于麥克風單元的基板而言，可以想到在厚度方面使用薄的膜基板(如大約50 μ m或更薄)。但是，根據發(fā)明人的研究發(fā)現在為了減小厚度將導電圖案形成在膜基板上并將電聲轉換部形成在該圖案上的情況下，會出現麥克風單元的靈敏度變低的問題。尤其是，在導電層在該電聲轉換部附近的寬廣范圍內形成的情況下，發(fā)現易于出現靈敏度變低或者在電聲轉換部的振動膜中發(fā)生褶皺的問題。圖18是描述通過圖案化將導電層形成在膜基板上的情況下傳統問題的視圖。此處，如圖18所示，膜基板201的厚度被定義為χ(μ m)；導電層202的厚度被定義為 y(ym)；膜基板201的熱膨脹系數被定義為a (ppm/°C)；導電層202的熱膨脹系數被定義為 b(ppm/°C )。此外，包括導電層202在內的膜基板201的熱膨脹系數被定義為β (ppm/°C )。在該情況下，在布置了膜基板201的導電層202的部分中，滿足下述公式(1)β (x+y) = ax+by(1)因此，可以將包括導電層202在內的膜基板201的熱膨脹系數β表述為公式(2)β = (ax+by) / (x+y) (2)膜基板201的厚度(χ)很薄，從而如從公式(2)看出，對于包括導電層202在內的膜基板201的熱膨脹系數(β)而言，導電層202的熱膨脹系數(b)的影響變得不能忽略。 因此，如果導電層形成在膜基板的寬廣范圍內，則與只有膜基板的熱膨脹系數相比，包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數變化相當大。尤其是，如果導電層形成在膜基板的電聲轉換部附近的寬廣范圍內，則這種變化變得相當可觀。同時，可以將麥克風單元100的電聲轉換部102形成到例如由硅形成的MEMS(微機電系統)芯片中。作為在基板上安裝這種MEMS芯片的方法，有借助于粘合劑的裸片接合， 借助于焊料的倒裝芯片安裝等等。在使用表面安裝技術(SMT)的倒裝芯片安裝的情況下， 可以通過回流工藝將MEMS芯片安裝在基板101上。根據倒裝芯片安裝，與單獨執(zhí)行安裝工藝的方法(像裸片接合與引線接合)相比， 可以一次性生產多個芯片，從而具有效率高的優(yōu)點。在如上所述安裝MEMS芯片的情況下， 基板101上的MEMS芯片與導電層(導電圖案)相互直接接合。因此，如果MEMS芯片的熱膨脹系數與基板的熱膨脹系數(CTE)之差很大，則由于回流工藝期間的溫度變化的影響， 應力容易作用于MEMS芯片上。其結果是，MEMS芯片的振動膜可能彎曲并且麥克風單元的靈敏度惡化。因此，優(yōu)選地，上面安裝有MEMS芯片的基板的熱膨脹系數與該MEMS芯片的熱膨脹系數基本上相等。但是，在為了減小厚度而使用膜基板、在該膜基板上形成導電圖案并且在導電圖案上安裝電聲轉換部的情況下，如果采用導電層被布置在尤其是電聲轉換部附近的寬廣范圍內的結構，如上所述，則與只有膜基板的熱膨脹系數相比，包括導電層在內的整個膜基板的熱膨脹系數變化相當大。通常，導電層由例如諸如銅(例如其熱膨脹系數是16. 8ppm/°C ) 等金屬形成，并且具有大于構成MEMS芯片的硅(其熱膨脹系數是大約3ppm/°C)等的熱膨脹系數。因此，即使只有膜基板時的熱膨脹系數與MEMS芯片的熱膨脹系數相匹配，包括導電層在內的整個膜基板的有效熱膨脹系數也會變得比MEMS芯片的熱膨脹系數大得多。因此，在回流工藝期間會有在MEMS芯片的振動膜內生成殘留應力的問題，其結果是，麥克風單元的靈敏度惡化并且無法獲得期望的麥克風特性。鑒于上述各點，本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效地減輕振動膜中的應力應變 (stress strain)的薄的具有高靈敏度及高性能的麥克風單元。問題的解決方案為了實現上述目的，根據本發(fā)明的麥克風單元是這樣一種麥克風單元，其包括膜基板；導電層，形成在所述膜基板的兩個基板表面的至少一個表面上；電聲轉換部，安裝在所述膜基板上，該電聲轉換部包括振動膜且將聲壓轉換成電信號；其中，至少在所述電聲轉換部附近的區(qū)域中，包括所述導電層在內的所述膜基板的熱膨脹系數在所述振動膜的熱膨脹系數的0. 8至2. 5倍大的范圍內。根據本結構，麥克風單元的基板是膜基板，能夠實現麥克風單元的厚度減小。并且，在膜基板上形成的導電層的結構被適當地設計，以使得包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數在所述振動膜的熱膨脹系數的0. 8至2. 5倍大的范圍內。因此，能夠減輕振動膜上的應力，抑制振動膜的張力，從而獲得具有高靈敏度及高性能的麥克風單元。在具有上述結構的麥克風單元中，該麥克風單元可以形成為使得膜基板的熱膨脹系數a、導電層的熱膨脹系數b以及振動膜的熱膨脹系數c滿足a < c < b的關系，以及包括所述導電層在內的所述膜基板的熱膨脹系數變?yōu)榛旧系扔谒稣駝幽さ臒崤蛎浵禂?br> Co根據本結構，可以使得作用于振動膜上的應力接近于0。換言之，可以使得來自導電圖案的壓縮方向應力和來自膜基板的張力方向應力相互抵償，從而使得在回流工藝過程中，在加熱時間之后的冷卻時間，可以防止不必要的應力作用于振動膜上，并且可以使得振動膜以正常振動模式振動。因此，根據本結構，可以獲得薄的具有高性能及高可靠性的麥克風單元。在具有上述結構的麥克風單元中，所述膜基板的熱膨脹系數a、所述導電層的熱膨脹系數b和所述振動膜的熱膨脹系數c滿足c < a < b的關系，以及包括所述導電層在內的所述膜基板的熱膨脹系數在所述振動膜的熱膨脹系數的比1. 0倍更大并且小于等于2. 5 倍的范圍內。根據本結構，膜基板上的導電層的結構被適當地設計，以使得包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數接近于振動膜的熱膨脹系數內。因此，能夠防止在振動膜中發(fā)生扭曲和局部彎曲，并且使得振動膜以正常振動模式振動；并且通過適當地抑制振動膜的張力，可以實現具有高性能及高可靠性的麥克風單元。在具有上述結構的麥克風單元中，所述導電層可以形成在所述膜基板的所述基板表面的寬廣范圍內。據此，能夠充分地確保電磁屏蔽效果。在具有上述結構的麥克風單元中，所述電聲轉換部的所述振動膜可以由硅形成。 這種振動膜通過MEMS技術獲得。根據這種結構，可以實現具有微型尺寸和高性能的麥克風單元。在具有上述結構的麥克風單元中，所述膜基板由聚酰亞胺膜基材形成。優(yōu)選地，使用熱膨脹系數小于硅的系數的聚酰亞胺膜基材。據此，可以控制，使得來自導電圖案的壓縮方向應力和來自膜基板的張力方向應力相互抵償，并且使得作用于振動膜上的應力接近于 0。因此，可以獲得耐熱特性良好的薄的具有高性能及高可靠性的麥克風單元。在具有上述結構的麥克風單元中，優(yōu)選地，所述導電層在至少一部分區(qū)域中形成為網狀導電圖案。根據本結構，即使在導電層在寬廣范圍內形成的情況下，也可以相當程度上減輕包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數偏離只有膜基板的熱膨脹系數。此外，可以在寬廣范圍內形成導電層，從而能夠提升電磁屏蔽效果。并且，包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數具有接近于電聲轉換部的熱膨脹系數的值，從而能夠減輕在回流工藝等的加熱冷卻步驟期間作用于電聲轉換部上的不必要的殘留應力。此外，在具有如下結構的麥克風單元中，即網狀導電圖案形成在膜基板的兩個基板表面上的麥克風單元中，形成在一個表面上的所述網狀導電圖案和形成在另一個表面上的所述網狀導電圖案的位置關系是相互偏離的。根據本結構，在膜基板的寬廣范圍內形成網狀導電圖案的同時，可以使得網孔間的距離(間距)實質上變窄。因此，可以提升電磁屏蔽效果。在具有上述結構的麥克風單元中，所述網狀導電圖案可以是用于接地的引線圖案。據此，可以采用網孔狀導電圖案具有GND引線功能和電磁屏蔽功能兩者的結構。在具有上述結構的麥克風單元中，所述電聲轉換部通過倒裝芯片安裝被布置在所述膜基板上。在所述電聲轉換部通過倒裝芯片安裝被布置在所述膜基板上的情況下，尤其是膜基板的熱膨脹系數與電聲轉換部的熱膨脹系數之差易于對麥克風單元的性能帶來相當大的影響。因此，本結構是有效的。在具有上述結構的麥克風單元中，所述電聲轉換部和所述導電層可以在與所述振動膜的中心距離相互相等的多個點處相互接合。并且，在該結構中，所述電聲轉換部可以形成為俯視下基本為矩形形狀，而多個接合部可以形成在電聲轉換部的四個角處。根據該結構，易于減少作用于電聲轉換部上的殘留應力。在具有上述結構的麥克風單元中，網狀導電圖案和電聲轉換部可以被布置為俯視下相互不重疊，根據該結構，可以減少作用于電聲轉換部上的殘留應力。發(fā)明的有益效果根據本發(fā)明，可以提供能夠有效地減輕振動膜中的應力應變的薄的具有高靈敏度及高性能的麥克風單元。


圖1是示出根據一實施例的麥克風單元的結構的示意性透視圖。圖2是沿圖1中的A-A位置的示意性截面圖。圖3A是描述根據本實施例在麥克風單元的膜基板上形成的導電層的結構的視圖，即，是俯視該膜基板時的平面視圖。圖IBB是描述根據本實施例在麥克風單元的膜基板上形成的導電層的結構的視圖，即，是仰視該膜基板時的平面視圖。圖4A是示出將MEMS芯片接合并固定至膜基板的接合部的結構的第一變型例的視圖。圖4B是示出將MEMS芯片接合并固定至膜基板的接合部的結構的第二變型例的視圖。圖5A是描述包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數的截面模型視圖。圖5B是描述包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數的俯視模型視圖。圖6是在圖5A和圖5B所示模型中，膜基板的熱膨脹系數小于振動膜的熱膨脹系數的情況下，描述作用于MEMS芯片的振動膜上的應力的視圖。圖7是示出包括導體圖案在內的膜基板的熱膨脹系數特性的曲線圖。圖8是示出包括導體圖案在內的膜基板的熱膨脹系數與振動膜上的應力之間的關系的曲線圖。圖9是示出包括導體圖案在內的膜基板的熱膨脹系數與電聲轉換部的靈敏度之間的關系的曲線圖。圖10是在圖5A和圖5B所示模型中，膜基板的熱膨脹系數大于振動膜的熱膨脹系數的情況下，描述作用于MEMS芯片的振動膜上的應力的視圖。圖11是示出包括導體圖案在內的膜基板的熱膨脹系數特性的曲線圖。圖12是根據本實施例在麥克風單元的膜基板上形成的網狀導電圖案的放大圖。圖13是描述本實施例的變型例的視圖。圖14是描述本實施例的變型例的視圖。圖15是描述本實施例的變型例的視圖。圖16A是示出適用于本發(fā)明的麥克風單元的另一實施例的示意性透視圖。圖16B是沿圖16A中的B-B位置的示意性截面圖。圖17是示出傳統麥克風單元的結構的示意性截面圖。圖18是描述在膜基板的寬廣范圍內通過圖案化而形成導電層的情況下傳統問題的視圖。
具體實施例方式在下文中，參照附圖詳細地描述應用了本發(fā)明的麥克風單元的實施例。圖1是示出根據本實施例的麥克風單元的結構的示意性透視圖。圖2是沿圖1中的A-A位置的示意性截面圖。如圖1和圖2所示，根據本實施例的麥克風單元1包括膜基板11、MEMS(微機電系統)芯片12、ASIC(專用集成電路)13以及屏蔽覆蓋件14。膜基板11例如由諸如聚酰亞胺等絕緣材料形成，并且具有大約50 μ m的厚度。此處，膜基板11的厚度不限于此；而是可以適當地改變?yōu)槔绫?0μπι薄。此外，膜基板11 形成為使得該膜基板11的熱膨脹系數與MEMS芯片12的熱膨脹系數之差變小。具體而言， 因為采用MEMS芯片12由硅芯片形成的結構，所以為了使得膜基板11的熱膨脹系數接近于硅的熱膨脹系數2. 8ppm/°C，膜基板11的熱膨脹系數被設計為例如大于或等于0ppm/°C且小于或等于5ppm/°C。此處，可以使用例如來自Τ0Υ0Β0 CO.，LTD.的ΧΕΝ0ΜΑΧ (注冊商標熱膨脹系數是 0 至 3ppm/°C )和來自 ARAKAWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.的 P0MIRAN (注冊商標熱膨脹系數是4至5ppm/°C )等作為具有上述熱膨脹系數的膜基板。此外，使膜基板11的熱膨脹系數與MEMS芯片12的熱膨脹系數之差變小的原因是為了使得在回流工藝期間由于兩個熱膨脹系數之差而引起的發(fā)生在MEMS芯片12 (更詳細而言，后述的MEMS芯片12的振動膜) 上的不必要的應力盡量小。在膜基板11上安裝MEMS芯片12和ASIC 13，從而形成導電層(在圖1和圖2中未示出)，以實現形成電路引線的目的以及實現獲得電磁屏蔽功能的目的。稍后描述該導電層的細節(jié)。MEMS芯片12是電聲轉換部的一實施例，該電聲轉換部包括振動膜以將聲壓轉換成電信號。如上所述，在本實施例中，MEMS芯片12由硅芯片形成。如圖2所示，MEMS芯片 12包括絕緣基板121、振動膜122、絕緣層123和固定電極124 ；并且形成為電容器式麥克風。基板121設置有俯視下基本上具有圓形形狀的開口 121a。在基板121上形成的振動膜122是接收聲波從而振動(垂直振動)的薄膜，具有導電性并且形成電極的一端。固定電極1 布置為面對振動膜122，二者中間插入絕緣層123。據此，振動膜122和固定電極IM形成電容器。此處，固定電極IM設置有多個音孔，以使聲波能夠通過，從而使得來自振動膜122上側的聲波到達該振動膜122。如果聲壓作用于振動膜122的上表面，則振動膜122振動，從而使得振動膜122與固定電極124之間的距離變化；進而振動膜122與固定電極124之間的靜電電容變化。因此，借助于MEMS芯片12，可以將聲波轉換成電信號并且提取出電信號。此處，作為電聲轉換部的MEMS芯片的結構不限于根據本實施例的結構。例如，在本實施例中，振動膜122在固定電極IM之下；然而，也可以采用獲得相反關系的結構(也就是說，振動膜在上，固定電極在下)。ASIC13是一種集成電路，對基于MEMS芯片12的靜電電容的變化而提取出的電信號進行放大處理。ASIC13可以被構造為包括電荷泵電路和運算放大器，以準確地獲得MEMS 芯片13的靜電電容的變化。通過ASIC13放大的電信號經安裝有該麥克風單元1的安裝基板被輸出至麥克風單元1的外部。屏蔽覆蓋件14被布置為使得MEMS芯片12和ASIC 13免受來自外部的電磁噪聲的影響；并且進一步使得MEMS芯片12和ASIC 13不受灰塵等的影響。屏蔽覆蓋件14是基本上具有立方體形狀空間的箱狀體，布置為覆蓋MEMS芯片12和ASIC 13并且接合至膜基板11?？梢岳美缯澈蟿?、焊料等執(zhí)行屏蔽覆蓋件14和膜基板11的接合。屏蔽覆蓋件14的頂板設置有通孔14a，該通孔1 俯視下基本上具有圓形形狀。 借助于該通孔14a，可以將麥克風單元1外部發(fā)生的聲音引導至MEMS芯片12的振動膜122。 換言之，通孔Ha用作音孔。該通孔Ha的形狀不限于根據本實施例的結構，而是能夠被適當地改變。
接著，參照圖3A和圖;3B描述在膜基板11上形成的導電層的細節(jié)。圖3A和圖是描述根據本實施例在麥克風單元的膜基板上形成的導電層的結構的視圖，其中，圖3A是俯視膜基板11時的平面視圖；圖3B是仰視膜基板11時的平面視圖。如圖3A和圖;3B所示， 在膜基板11的兩個基板表面(上表面和下表面)上，形成由例如金屬(諸如銅、鎳)、這些金屬的合金等組成的導電層15、16。此處，在圖3A中，為了便于理解起見，MEMS芯片12 (其俯視下形成為基本上具有矩形形狀)也由虛線表示。特別地，圓形形狀的虛線表示MEMS芯片12的振動膜122的振動部。在膜基板11的上表面上形成的導電層15包括輸出焊盤151a，用于提取出通過 MEMS芯片12生成的電信號；以及接合焊盤151b，用于將MEMS芯片12接合至膜基板11。 在本實施例中，MEMS芯片12通過倒裝芯片安裝來布置。在倒裝芯片安裝中，利用絲網印刷(screen printing)等將焊膏轉移至膜基板上的輸出焊盤151a和接合焊盤151b ；在焊膏上，未示出的在MEMS芯片12上形成的電極端子被布置為面對該焊膏。并且，通過執(zhí)行回流工藝，輸出焊盤151a被電接合至未示出的在MEMS芯片12上形成的電極焊盤。輸出焊盤 151a被連接至未示出的在膜基板11的內部形成的引線。接合焊盤151b形成為框形；采用這一結構的原因如下。如果接合焊盤151b形成為框形，則在通過倒裝芯片安裝將MEMS芯片12布置在膜基板11上的狀態(tài)(比如，通過焊料接合的狀態(tài))下，可以防止聲音從MEMS芯片12的下表面泄漏到開口部121a(參見圖2) 中。換言之，為了獲得防止聲音泄漏的功能，接合焊盤151b形成為框形。此外，該接合焊盤151b直接電連接至膜基板11的GND(接地部；如后所述，這是網狀導電圖案153)；并且同樣具有將MEMS芯片12的GND連接至膜基板11的GND的作用。此處，在本實施例中，采用如下結構其中，用于將MEMS芯片12接合并固定至膜基板11的接合焊盤(接合部)151b形成為連續(xù)的框形；但是，不限于這一形狀。例如，接合焊盤151b可以具有如圖4A、圖4B所示的結構等。圖4A是示出將MEMS芯片接合并固定至膜基板的接合部的結構的第一變型例的視圖。圖4B是示出將MEMS芯片接合且固定至膜基板的接合部的結構的第二變型例的視圖。在第一變型例中，多個接合焊盤151b被獨立地布置在與MEMS芯片12的四個角相對應的位置處。不特別限于具有這一結構的接合焊盤151b的形狀，也可以采用俯視下基本上是L形的形狀。此外，在第二變型例中，采用如下結構，其中，本實施例中的框形接合焊盤 151b(參見圖3)的四個角被留下，作為接合焊盤151b(總共布置四個接合焊盤151b的結構)。在第一變型例與第二變型例二者中，一個特征就是在與振動膜122的中心距離彼此相等的多個點處進行接合和固定。與如本實施例所示采用連續(xù)的框形的接合焊盤151b (參見圖3)的情況相比，在如第一變型例和第二變型例所示的采用獨立的多個接合焊盤151b的情況下，可以減少由于回流工藝期間的加熱和冷卻而作用于MEMS芯片12(尤其是振動膜122上)上的殘留應力。 并且，可以使作用于振動膜122上的應力均勻且使得該振動膜122以正常的振動模式振動； 并且可以獲得具有高性能和高可靠性的麥克風單元。因此，為了減少由于回流工藝期間的加熱和冷卻而作用于MEMS芯片12上的殘留應力，如上述第一和第二其它實例，優(yōu)選地，將多個接合焊盤相對于振動膜122的中心部基本上對稱地布置在膜基板11上；并且將MEMS芯片12接合至膜基板11。并且，為了減少上述殘留應力，優(yōu)選地，從振動膜122到接合焊盤151b的距離盡量長；如圖4A和圖4B所示， 在MEMS芯片12的四個角處執(zhí)行接合。據此，可以減少作用于振動膜122上的殘留應力，并且有效地減輕麥克風單元1的靈敏度惡化。此處，如第一變型例和第二變型例，在采用多個接合焊盤的結構的情況下，不會獲得上述防止聲音泄漏的功能。但是，根據必要性額外地布置密封構件就足夠了。此外，關于接合焊盤151b的上述描述不僅適用于膜基板用作麥克風單元的情況，而且還適用于使用諸如玻璃環(huán)氧基板(比如FR-4)等便宜的剛性基板的情況。此外，在連續(xù)的接合焊盤151b對于防止聲音泄漏必不可少的情況下，通過將接合焊盤151b和振動膜122形成為基本上相同的形狀，可以使作用于振動膜122上的應力均勻。例如，在振動膜具有圓形形狀的情況下，優(yōu)選地，接合焊盤151b形成為與振動膜同心的圓形形狀。在振動膜具有矩形形狀的情況下，優(yōu)選地，接合焊盤也形成為類似的矩形形狀。返回圖3A，在膜基板11的上表面形成的導電層15包括輸入焊盤152a，用于將來自MEMS芯片12的信號輸入到ASIC 13中；GND連接焊盤152b，用于將ASIC 13的GND連接至膜基板11的GND 153 ；電源電力輸入焊盤152c，用于將電源電力輸入到ASIC 13中；以及輸出焊盤152d，用于輸出經ASIC 13處理過的信號。這些焊盤15 至152d通過倒裝芯片安裝電連接至形成在ASIC 13上的電極焊盤。輸入焊盤15 連接至未示出的在膜基板11內部形成的引線；并且電連接至上述輸出焊盤151a。據此，可以在MEMS芯片12與ASIC 13間進行信號的發(fā)射和接收。此處，在本實施例中，采用如下結構，其中，借助于在膜基板11內部形成的引線， 輸出焊盤151a和輸入焊盤15 相互電連接；但是，不限于這種結構。例如，借助于在膜基板11的下表面形成的引線，可以將兩焊盤相互連接。在接合焊盤151b被構造為例如圖4A 和圖4B所示的情況下，可以借助于在膜基板11的上表面上形成的引線將兩焊盤相互連接。在膜基板11上，導電圖案153(細節(jié)稍后描述)形成在包括安裝有MEMS芯片12 的正下方部分的寬廣范圍內。在根據本實施的麥克風單元中的膜基板的寬廣范圍內形成導電圖案(導電層)的情況下，當考慮振動膜122中的應力應變時，必須想到包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數。這將參照圖5至圖11在下文詳細描述。圖5A和圖5B是模型視圖，描述了包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數，其中圖 5A是示意性截面圖；圖5B俯視時的示意性平面視圖。探討如圖5A和圖5B所示的情況，導電圖案(導電層)25形成在膜基板21上，并且電聲轉換部22接合到該導電圖案25上。電聲轉換部22被構造為包括振動膜222、支撐該振動膜222的基板221以及固定電極224。 在該模型的情況下，必須首要考慮三點i)膜基板21的熱膨脹系數；ii)導電圖案25的熱膨脹系數；以及iii)振動膜222的熱膨脹系數。在振動膜222利用MEMS (微機電系統)技術由硅形成的情況下，振動膜222的熱膨脹系數例如變?yōu)?. 8ppm/°C。通常，將金屬材料用作膜基板21上的導電圖案25 ；熱膨脹系數分布在10ppm/°C至20ppm/°C附近，并且變?yōu)榇笥诠璧臒崤蛎浵禂?。在例如銅用作導電圖案25的情況下，熱膨脹系數是16. 8ppm/°C。對于膜基板21而言，鑒于對焊料回流的耐性，常常使用諸如聚酰亞胺等耐熱膜。 普通的聚酰亞胺的熱膨脹系數是10ppm/°C至40ppm/°C ；該值依據結構和成分變化。近來， 開發(fā)出了具有低熱膨脹系數的聚酰亞胺膜開發(fā)出了值與硅的值接近的聚酰亞胺膜(注冊商標P0MIRAN，ARAKAffA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.，4ppm/°C至 5ppm/°C )和值比硅的值小的聚酰亞胺膜(注冊商標ΧΕΝ0ΜΑΧ，Τ0Υ0Β0 CO.，LTD.，0ppm/°C至 3ppm/°C )。此處，探討膜基板21的熱膨脹系數小于振動膜222的熱膨脹系數的情況；換言之， 滿足一種關系膜基板的熱膨脹系數<振動膜的熱膨脹系數<導電圖案的熱膨脹系數。為了通過倒裝芯片安裝將電聲轉換部22布置到位于膜基板21上的導電圖案25 上，利用諸如絲網印刷等技術將焊膏轉移到電聲轉換部22將要接合至的導電圖案25;安裝電聲轉換部22，并且對上面安裝有電聲轉換部22的膜基板21進行回流工藝。在該情況下， 在加熱時間之后的冷卻時間，焊料31在焊料熔點附近固化(set)，從而決定電聲轉換部22 與導電圖案25之間的位置關系。當焊料31在固化之前處于熔融狀態(tài)時，應力就不會作用于振動膜222上。但是，在冷卻步驟期間的固化之后，導電圖案25在收縮量方面大于振動膜222，而膜基板21在收縮量方面小于振動膜222。因此，由于熱膨脹系數之差，如圖6所示，在導電圖案25中，出現對振動膜222的壓縮方向應力，而在膜基板21中，出現對振動膜 222的張力方向應力。焊料熔點與室溫之差越大，該應力就越大。此處，圖6是在圖5A和圖5B所示模型中膜基板的熱膨脹系數小于振動膜的熱膨脹系數的情況下，描述作用于MEMS芯片的振動膜上的應力的視圖。
此處，探討如下情況其中，上面形成有導電圖案25的膜基板21具有兩層層疊結構；膜基板21的厚度是X，膜基板21的熱膨脹系數是a ；導體圖案25的厚度是y，并且導體圖案25的熱膨脹系數是b。包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數相對于導體圖案15的厚度的特性如圖7所示。圖7中的橫軸表示導體層(導電圖案)與兩層結構的總厚度的厚度比(y/(x+y))；縱軸表示兩層結構的熱膨脹系數。在圖7中，示出了包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數根據該導體圖案25與膜基板21之間的厚度比而變化；當導體圖案25的厚度比為0時，熱膨脹系數=a ； 并且當導體圖案25的厚度比為1時，熱膨脹系數=b。此外，硅的熱膨脹系數2. 8ppm/°C在縱軸上示出。根據該圖，可以理解，如果滿足a < 2.8 <b的關系，通過將導體圖案25的厚度比設置在α，可以使包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數與硅的熱膨脹系數相匹配。圖8是示出包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數(整個層疊結構的 CTE)與振動膜222上的應力之間的關系的曲線圖。通過適當地設置導電圖案25的厚度比并且使包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數與硅的熱膨脹系數相匹配，可以使得作用于振動膜222上的應力接近于0。換言之，可以使得來自導體圖案25的壓縮方向應力和來自膜基板21的張力方向應力相互抵償，從而在回流工藝中加熱時間之后的冷卻時間中，可以防止不必要的應力作用于振動膜222上。據此，可以使得振動膜222以正常振動模式振動；并且可以實現具有高性能及高可靠性的麥克風。圖9是示出包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數(整個層疊結構的 CTE)與電聲轉換部22的靈敏度之間的關系的曲線圖。其中示出了 在整個層疊結構的熱膨脹系數稍大于硅的熱膨脹系數的點處獲得電聲轉換部22的靈敏度最大值。如上所述，通過適當地設置導體圖案25的厚度比(α ；參見圖7)并且使包括導體圖案25在內的膜基板 21的熱膨脹系數與硅的熱膨脹系數相匹配，可以使得作用于振動膜222上的應力接近于0。 換言之，這意味著，通過使導體圖案25的厚度偏離α，可以有目的地控制振動膜222的張力。如果導體圖案25的厚度比變?yōu)樾∮趫D7中的α，則包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數變得小于振動膜222的熱膨脹系數。在該情況下，張力方向應力從該膜基板21作用于振動膜222上。因此，該振動膜222的張力變大而靈敏度變低。因此，優(yōu)選地，要確保包括導電圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數是振動膜222的熱膨脹系數c 的至少0. 8倍或更大。此外，根據圖9，優(yōu)選地，為了確保靈敏度等于或大于包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數等于振動膜222的熱膨脹系數(2. 8ppm/0C )時的靈敏度，包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數被設置在7ppm/°C (其是振動膜的熱膨脹系數的2. 5 倍)或更小。尤其是，電聲轉換部22的靈敏度最容易受到安裝了包括振動膜222的電聲轉換部22的導電圖案部的影響，從而優(yōu)選地，執(zhí)行使得該區(qū)域中的熱膨脹系數落在上述范圍內的設計。根據上述描述，可以理解，當包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數在振動膜222的熱膨脹系數值c的0. 8至2. 5倍的范圍內時，可以獲得良好的靈敏度特性。同時，通過使得導體圖案25的厚度比大于α，整個層疊結構的熱膨脹系數變大，從而可以將壓縮方向應力施加給振動膜222并且減少振動膜222的張力。據此，可以增大振動膜222 相對于外部聲壓的位移，提高電聲轉換部22的靈敏度。因此，在整個層疊結構的熱膨脹系數稍大于硅的熱膨脹系數的點處獲得電聲轉換部22的靈敏度最大值。描述了在上述兩層層疊結構中，導體圖案25形成在膜基板21的整個表面上。但是，有一種導體圖案25通過圖案化形成在膜基板21上的情況。在該情況下，可以使用一個值，即通過用導體圖案25的厚度y乘以圖案形成面積比r，作為有效厚度。換言之，導體圖案與兩層結構的總厚度的厚度比可由ry/(X+ry)來替代。用于形成導體圖案的形成面積比 r的有效方法是采用網狀結構。尤其是，在為了實現加強接地部作為電磁噪聲措施的目的而布置寬廣范圍的接地部的情況下，通過采用網狀結構，可以減小導體圖案的面積比并且獲得與減小導體厚度相同的效果。接著，探討膜基板21的熱膨脹系數等于或大于振動膜222的熱膨脹系數的情況； 換言之，滿足這樣的關系振動膜的熱膨脹系數<膜基板的熱膨脹系數<導體圖案的熱膨脹系數。為了通過倒裝芯片安裝將電聲轉換部22布置到位于膜基板21上的導電圖案25 上，利用諸如絲網印刷等技術將焊膏轉移到電聲轉換部22將要接合至的導電圖案25 ；安裝電聲轉換部22，并且對上面安裝有電聲轉換部22的膜基板21進行回流工藝。在該情況下， 在加熱時間之后的冷卻時間，焊料31在焊料熔點附近固化，從而決定電聲轉換部22與導電圖案25之間的位置關系。當焊料31在固化之前就處于熔融狀態(tài)時，應力就不會作用于振動膜222上。但是，在冷卻步驟期間的固化之后，膜基板21在收縮量方面等于或大于振動膜222，而導電圖案25在收縮量方面更大于振動膜222。因此，由于膨脹系數之差，如圖10 所示，在導電圖案25和膜基板21 二者中，出現對振動膜222的壓縮方向應力。焊料熔點與室溫之差越大，該應力就越大。此處，圖10是在圖5A和圖5B所示模型中，膜基板的熱膨脹系數大于振動膜的熱膨脹系數的情況下，描述作用于MEMS芯片的振動膜上的應力的視圖。此處，探討如下情況其中，上面形成有導電圖案25的膜基板21具有兩層層疊結構；膜基板21的厚度是X，膜基板21的熱膨脹系數是a ；導體圖案25的厚度是y，并且導體圖案25的熱膨脹系數是b。包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數相對于導體圖案25的厚度的特性如圖11所示。圖11中的橫軸表示導體層(導電圖案)與兩層結構的總厚度的厚度比(y/(x+y))；縱軸表示兩層結構的熱膨脹系數。在圖11中，示出了包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數根據該導體圖案25與膜基板21之間的厚度比而變化；當導體圖案25的厚度比為0時，熱膨脹系數=a ； 當導體圖案25的厚度比為1時，熱膨脹系數=b。此外，硅的熱膨脹系數2. 8ppm/°C在縱軸上示出。并且，可以理解，當導體圖案25的厚度比為0時，包括導體圖案25在內的膜基板 21的熱膨脹系數最接近于硅的熱膨脹系數；并且隨著導體圖案25的厚度比增大而偏離硅的熱膨脹系數。因此，為了使得作用于振動膜222上的應力小，期望將該導體圖案25的厚度制造得盡量薄并且減小圖案形成面積比r。另一方面，如上所述，通過使得整個層疊結構的熱膨脹系數大于振動膜222的熱膨脹系數，可以將壓縮方向應力施加至振動膜222并且減少振動膜222的張力。據此，通過使得振動膜222對于外部聲壓的位移大，可以增大電聲轉換部22的靈敏度。根據實驗結果(參見圖9)，通過將包括導體圖案25在內的膜基板21的熱膨脹系數設置在2. 8ppm/°C或大于2. 8ppm/°C且設置在7ppm/°C或小于7ppm/°C，可以防止在振動膜222中發(fā)生扭曲和局部彎曲。尤其是，電聲轉換部22的靈敏度最容易受到安裝了包括振動膜222的電聲轉換部22的導電圖案部的影響，從而優(yōu)選地，執(zhí)行以使得該區(qū)域中的熱膨脹系數落在上述范圍內的設計。據此，可以使得振動膜222以正常振動模式振動，并且可以實現具有高靈敏度和高可靠性的麥克風。描述了在上述兩層層疊結構中，導體圖案25形成在膜基板21的整個表面上。但是，有一種導體圖案25通過圖案化形成在膜基板21上的情況。在該情況下，可以使用一個值，即通過用導體圖案25的厚度y乘以圖案形成面積比r，作為有效厚度。換言之，導體圖案與兩層結構的總厚度的厚度比可由ry/(X+ry)來替代。用于形成導體圖案的形成面積比 r的有效方法是采用網狀結構。尤其是，在為了實現加強接地部作為電磁噪聲措施的目的而布置寬廣范圍接地部的情況下，通過采用網狀結構，可以減小導體圖案的面積比并且獲得與減小導體厚度相同的效果。此處，返回至圖3A，在麥克風單元1的膜基板11的上表面上形成的導電層15包括布置在膜基板11的寬廣范圍內的網狀導電圖案153。該網狀導電圖案153具有用于膜基板11的GND引線的功能和電磁屏蔽的功能兩種功能。為了獲得電磁屏蔽功能，優(yōu)選地，用作GND引線的導電層在膜基板11的寬廣范圍內形成；但是，在GND引線連續(xù)地寬廣范圍內形成的情況下，包括導電層在內的膜基板11的熱膨脹系數變得太大。在此情況下，膜基板11的熱膨脹系數與MEMS芯片12的熱膨脹系數之差變大，從而如上所述，應力容易作用于振動膜122上。因此，在本實施例中，用作GND引線的導電層形成為網狀導電圖案153。據此，即使在寬廣范圍形成了導電層，也可以減少導電部(金屬部)的百分比。因此，可以在減少作用于振動膜上的殘留應力的同時有效地獲得電磁屏蔽效果。圖12是示出根據本實施例的麥克風單元1的膜基板11上形成的網狀導電圖案 153的放大圖。如圖12所示，網狀導電圖案153通過將金屬細線ME形成為網絡形狀而獲得。在本實施例中，金屬細線ME形成為以直角相互相交；金屬細線ME之間的間距P1、P2相同；并且開口部匪的形狀是正方形形狀。金屬細線ME之間的間距Pl (P2)被設計為例如大約0. Imm ；并且網狀結構中的金屬細線ME的比率被設計為例如大約50%或更小。此處，在本實施例中，金屬細線ME被構造為以直角相互相交；但是，不限于此，金屬細線ME可以被構造為相互傾斜相交。此外，金屬細線ME之間的間距PI、P2可以不總是相同。此外，優(yōu)選地，金屬細線ME之間的間距PI、P2等于或小于振動膜122的振動部的直徑(在本實施例中，大約是0.5mm)。采用這種結構用以減輕膜基板的表面的熱膨脹系數的變化，從而盡可能多地減少振動膜122上的殘留應力。此外，在本實施例中，金屬細線形成為網絡形狀，以獲得網狀結構；但是，不限于此，網狀結構可以通過提供具有多個通孔(俯視下基本上具有圓形形狀)的連續(xù)寬廣范圍的圖案而獲得。再次返回圖3A，在膜基板11的上表面上形成的導電層15包括第一中繼焊盤 154、第二中繼焊盤155、第三中繼焊盤156、第四中繼焊盤157、第一引線158以及第二引線 159。第一中繼焊盤154經第一引線158電連接至用于將電源電力供給ASIC13的電源電力輸入焊盤152c。第二中繼焊盤155經第二引線159電連接至用于輸出經ASIC 13處理過的信號的輸出焊盤152d。第三中繼焊盤156和第四中繼焊盤157直接電連接至網狀導電圖案153。參照圖;3B，在膜基板11的下表面形成的導電層16包括第一外部連接焊盤161、 第二外部連接焊盤162、第三外部連接焊盤163以及第四外部連接焊盤164。當這四個外部連接焊盤161至164電連接至被布置在安裝基板上的電極焊盤等時，麥克風單元1安裝在聲音輸入裝置的安裝基板上。第一外部連接焊盤161是用于從外部將電源電力供給麥克風單元1的電極焊盤； 并且經由未示出的貫通通孔(through hole via)電連接至形成在膜基板11的上表面上的第一中繼焊盤154。第二外部連接焊盤162是用于將經ASIC 13處理過的信號輸出至麥克風單元1的外部的電極焊盤；并且經由未示出的貫通通孔電連接至形成在膜基板11的上表面上的第二中繼焊盤155。進一步地，第三外部連接焊盤163和第四外部連接焊盤164是用于連接至外部GND的電極焊盤；并且經由未示出的貫通通孔分別電連接至形成在膜基板11 的上表面上的第三中繼焊盤156和第四中繼焊盤157。此處，在本實施例中，除網狀導電圖案153以外，導電層15、16由連續(xù)的圖案形成； 但是，根據情況，其它部分也可以形成為網狀結構。在膜基板11上形成的導電層15、16的結構如上所述；通過形成導電層15、16，膜基板11的熱膨脹系數與只有膜基板11的情況相比變大。關于此點，鑒于導電圖案對膜基板的熱膨脹系數的上述影響，優(yōu)選地，導電層15、16形成為使得下述公式C3)所表述的包括導電層15、16在內的膜基板11的熱膨脹系數β落在振動膜122的熱膨脹系數的0. 8至2. 5 倍大的范圍內。更詳細而言，有兩種情況，一種是膜基板11的熱膨脹系數小于振動膜122 的熱膨脹系數；另一種是膜基板11的熱膨脹系數等于或大于振動膜122的熱膨脹系數。在前一情況下，優(yōu)選地，導電層15、16形成為使得熱膨脹系數β落在振動膜122的熱膨脹系數的0. 8至2. 5倍大的范圍內；而在后一情況下，優(yōu)選地，導電層15、16形成為使得熱膨脹系數β落在振動膜122的熱膨脹系數的比1.0倍更大并且小于等于2. 5倍的范圍內。據此，可以減少作用于振動膜122上的殘留應力，并且生產具有良好的麥克風特性的麥克風單元。β = (ax+bry) / (x+ry)(3)其中，a 膜基板的熱膨脹系數b:導電層的熱膨脹系數χ:膜基板的厚度y:導電層的厚度r 導電層的圖案形成面積比此處，在本實施例的導電層形成在膜基板11的兩表面上的情況下，例如可以考慮將在下表面上形成的導電層16視為形成在上表面(視為上表面上的導電層的百分比增加)，以計算圖案形成面積比r。如果導電層15、16的厚度太大，則熱膨脹系數容易變大；因此，優(yōu)選地，形成薄的導電層15、16。在膜基板11的熱膨脹系數等于或大于振動膜122的熱膨脹系數的情況下， 優(yōu)選地，例如，導電層15、16的厚度是膜基板11厚度的五分之一或更小。此外，導電層15、16可以被構造為包括鍍層(plated layer)；但是，優(yōu)選地，形成薄的鍍層；并且，優(yōu)選地，包括鍍層在內的導電層15、16的厚度形成為膜基板11厚度的五分之一或更小。此處，描述由公式(3)來表述包括導電層15、16在內的膜基板11的熱膨脹系數β 的原因。在根據本實施例的麥克風單元1中，有在膜基板11的基板表面上形成導體的部分 (導電層15、16的導電部分)以及沒有形成導體的部分(包括網狀結構的開口部分)。因此，可以認為，好像導體(該導體具有通過用導電層15、16的厚度y乘以膜基板11上的導體的百分比(其為上述r)而獲得的厚度(ry))形成在位于膜基板11 一側上的整個基板表面上一樣。當考慮上述情況時，在包括導電層15、16在內的膜基板11的熱膨脹系數是β的情況下，滿足下述公式(4)β (x+ry) = ax+bry (4)可使該公式(4)變形以獲得上述公式(3)。此處，在本實施例中，在膜基板11的內部，形成引線(導體)，其將將用于輸出 MEMS芯片12生成的電信號的輸出焊盤151a和ASIC 13的輸入焊盤15 相互電連接。因此，還可以將該導體包含到導電層中。然而，對于包括導電層15、16在內的膜基板11的熱膨脹系數，位于MEMS芯片12下部的導電圖案的熱膨脹系數對該MEMS芯片12的影響相當地大，從而可僅關注MEMS芯片12附近的區(qū)域(在一種情況下，僅考慮安裝有MEMS芯片12 的圖案區(qū)域；而在其它情況下，考慮比圖案區(qū)域稍大的區(qū)域)，來決定導電層的結構和公式 (3)中的值r。上述實施例是一些例子，根據本發(fā)明的麥克風單元不限于上述實施例的結構。換言之，在不脫離本發(fā)明目的的范圍內，可以對上述實施例的結構進行各種改型。例如，在上述實施中，采用如下結構其中，具有GND引線功能和電磁屏蔽功能的網狀導電圖案153僅在膜基板11的上表面上形成。然而，不限于這種結構，可以采用如下結構其中，具有上述功能的網狀導電圖案僅在膜基板11的下表面上形成；或者可以采用如下結構，其中，具有上述功能的網狀導電圖案在膜基板11的上表面和下表面(兩者)上形成。通過在膜基板11的兩表面上形成具有基本上相同的形狀和相同的百分比的網狀導電圖案，可以減少形成導電層的各個部分之間的不平衡，并且減輕膜基板11的翹曲。圖13 示出在網狀導電圖案形成在膜基板11的兩表面上的情況下，膜基板11的下表面的結構；附圖標記165表示網狀導電圖案。并且，在網狀導電圖案形成在膜基板11的兩表面上的情況下，如圖14所示，優(yōu)選地，上表面上的網狀導電圖案153(金屬細線由實線表示的圖案)和下表面上的網狀導電圖案165(金屬細線由虛線表示的圖案)的金屬細線位置形成為相互偏離。根據這種結構，可以在形成寬廣范圍的網狀導電圖案的同時，使得網孔間的距離(間距)實質上變窄。因此， 可以提升電磁屏蔽效果，同時抑制包括導電層在內的膜基板的熱膨脹系數從只有膜基板的情況變化。此外，在本實施例中，采用如下結構其中，用于接合MEMS芯片12和網狀導電圖案 153的接合焊盤151b相互直接電連接。然而，不限于這種結構。換言之，如圖15所示，可以采用如下結構其中，網狀導電圖案153沒有被布置在MEMS芯片12正下方(俯視下網狀導電圖案153和MEMS芯片12沒有相互重疊)；并且網狀導電圖案153和接合焊盤151b通過連接圖案150相互連接。如上所述，采用網狀導電圖案153沒有被布置在MEMS芯片12正下方的結構，可以減少作用于MEMS芯片12上的殘留應力。此處，在導電層也形成在膜基板11的下表面上的情況下，優(yōu)選地，該導電層和MEMS芯片12形成為俯視下不相互重疊。優(yōu)選地，上述接合圖案150形成為盡量細(細線)，以減少作用于振動膜122上的殘留應力；例如，優(yōu)選地，線寬等于或小于100 μ m。此外，在上述描述中，期望本發(fā)明應用于從一個方向將聲壓作用于MEMS芯片12的振動膜122上的麥克風單元1。然而，本發(fā)明不限于此，例如，本發(fā)明可適用于差動麥克風單元，其中，聲壓作用于振動膜122的兩表面上，并且振動膜根據聲壓差進行振動。參照圖16A和圖16B描述可應用本發(fā)明的差動麥克風單元的示例性結構。圖16A 和圖16B是可應用本發(fā)明的差動麥克風單元的示例性結構的視圖，其中，圖16A是示出該結構的示意性透視圖；圖16B是沿圖16A中的B-B位置的示意性截面圖。如圖16A和圖16B 所示，差動麥克風51包括第一基板511、第二基板512和蓋部513。第一基板511設置有槽部511a。上面安裝有MEMS芯片12和ASIC 13的第二基板512具有第一通孔51加，形成在振動膜122之下并且將該振動膜122連接至槽部511a ； 以及第二通孔512b，被布置在槽部511a上方的部分處。位于第二基板512上方的蓋部513 設置有內部空間513a，形成用以包圍MEMS芯片12和ASIC 13的空間；第三通孔513b，從內部空間513a向外部延伸；以及第四通孔513c，連接至第二通孔51沘。據此，在麥克風單元51外部出現的聲音接連穿過第三通孔513b、內部空間513a， 從而到達振動膜122的上表面。此外，聲音接連穿過第四通孔513c、第二通孔512b、槽部 511a、第一通孔512a，從而到達振動膜122的下表面。換言之，聲壓作用于該振動膜122的兩表面上。此外，在上述實施例中，以銅作為導電圖案的例子進行描述；然而，常常使用例如， 銅、鎳和金的層疊金屬結構作為導電圖案；因此，導電層可以形成為層疊金屬結構。銅的熱膨脹系數是16. 8ppm/°C，鎳的熱膨脹系數是12. 8ppm/°C，金的熱膨脹系數是14. 3ppm/°C ； 盡管稍有不同，但是與硅相比，它們也是較大的值?？梢詫⒏鱾€層的厚度比考慮進來計算出其熱膨脹系數的平均值，以近似地計算出整個層疊金屬的熱膨脹系數。此外，在上述實施例中，采用如下結構其中MEMS芯片12和ASIC13通過倒裝芯片安裝布置。但是，本發(fā)明的適用范圍不限于此。例如，像圖17所示的傳統結構一樣，本發(fā)明也可應用于MEMS芯片和ASIC通過裸片接合技術與引線接合技術而布置的麥克風單元。此處，在使用上述裸片接合技術與引線接合技術的情況下，可以通過粘合劑在低溫下將MEMS芯片12等固定至膜基板11。因此，可以減輕由于布置有導電層15、16的膜基板11的熱膨脹系數與MEMS芯片12的熱膨脹系數之差而作用于MEMS芯片12上的殘留應力。根據這一點，可以說，本發(fā)明更適用于具有如下結構的麥克風單元，即MEMS芯片12通過倒裝芯片安裝布置在膜基板11上的麥克風單元。此外，在上述實施例中，MEMS芯片12和ASIC 13由相互獨立的芯片組成；然而，可以采用如下結構其中，在ASIC 13中集成的集成電路以單片方式(monolithically)形成在上面形成有MEMS芯片12的硅基板上。此外，在上述實施例中，采用如下結構其中，用于將聲壓轉換成電信號的電聲轉換部是利用半導體制造技術形成的MEMS芯片12;但結構不限于此。例如，電聲轉換部可以是使用駐極體膜(electret film)的電容器式麥克風等。此外，在上述實施例中，采用所謂的電容器式麥克風作為麥克風單元1的電聲轉換部(其是根據本實施例的MEMS芯片12)的結構。然而，本發(fā)明也可適用于采用除了電容器式麥克風之外的其它結構的麥克風單元。例如，本發(fā)明也可適用于采用電動式(動電式)、電磁式(磁體式)、壓電式等的麥克風的麥克風單元。此外，麥克風單元的形狀不限于根據本實施例的形狀當然，該形狀可改型為采用各種形狀。工業(yè)應用性根據本發(fā)明的麥克風單元可適合于聲音通信裝置(例如諸如移動電話、步話機等)、采用輸入聲音分析技術的聲音處理系統(聲音認證系統、聲音識別系統、命令生成系統、電子詞典、翻譯裝置、聲音輸入型遙控器等)；錄音裝置、放大系統(擴音器)；麥克風系
統等。
附圖標記
1、51麥克風單元
11膜基板
12 MEMS芯片(電聲轉換部)
15、16導電層
122振動膜
153,165網狀導電圖案
權利要求
1.一種麥克風單元，包括 膜基板；導電層，形成在所述膜基板的兩個基板表面的至少一個表面上；以及電聲轉換部，安裝在所述膜基板上，該電聲轉換部包括振動膜并且將聲壓轉換成電信號；其中，至少在所述電聲轉換部附近的區(qū)域中，包括所述導電層在內的所述膜基板的熱膨脹系數在所述振動膜的熱膨脹系數的0. 8至2. 5倍大的范圍內。
2.根據權利要求1所述的麥克風單元，其中所述麥克風單元形成為使得所述膜基板的熱膨脹系數a、所述導電層的熱膨脹系數b 和所述振動膜的熱膨脹系數c滿足a < c < b的關系，以及包括所述導電層在內的所述膜基板的熱膨脹系數變?yōu)榛旧系扔谒稣駝幽さ臒崤蛎浵禂礐。
3.根據權利要求1所述的麥克風單元，其中所述膜基板的熱膨脹系數a、所述導電層的熱膨脹系數b和所述振動膜的熱膨脹系數c 滿足c彡a<b的關系，以及包括所述導電層在內的所述膜基板的熱膨脹系數在所述振動膜的熱膨脹系數的比1. 0 倍更大并且小于等于2. 5倍的范圍內。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的麥克風單元，其中 所述導電層形成在所述膜基板的基板表面的寬廣范圍內。
5.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的麥克風單元，其中 所述電聲轉換部的所述振動膜由硅形成。
6.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的麥克風單元，其中 所述膜基板由聚酰亞胺基材形成。
7.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的麥克風單元，其中 所述導電層在至少一部分區(qū)域中形成為網狀導電圖案。
8.根據權利要求7所述的麥克風單元，其中所述網狀導電圖案形成在所述膜基板的兩個基板表面上。
9.根據權利要求8所述的麥克風單元，其中形成在一個表面上的所述網狀導電圖案和形成在另一表面上的所述網狀導電圖案的位置關系是相互偏離的。
10.根據權利要求7所述的麥克風單元，其中 所述網狀導電圖案是用于接地的引線圖案。
11.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的麥克風單元，其中 所述電聲轉換部通過倒裝芯片安裝被布置在所述膜基板上。
12.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的麥克風單元，其中所述電聲轉換部和所述導電層在與所述振動膜的中心距離相互相等的多個點處相互接合。
全文摘要
公開了一種麥克風單元，該麥克風單元包括膜基板(11)；導電層(15，16)，其形成在所述膜基板(11)的兩個基板表面上；以及電聲轉換部(12)，其設置在所述膜基板(11)上，并且包括能夠將聲壓轉換成電信號的振動膜。在麥克風單元中，包括導電層(15，16)在內的膜基板(11)的線性膨脹系數落在振動膜的線性膨脹系數的0.8至2.5倍的范圍內。
文檔編號H04R19/04GK102318365SQ201080007730
公開日2012年1月11日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權日2009年2月13日
發(fā)明者堀邊隆介, 豬田岳司, 田中史記, 石田富朗 申請人:船井電機株式會社