專利名稱：麥克風(fēng)單元以及設(shè)有該麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有將輸入聲音轉(zhuǎn)換成電信號并將該電信號輸出的功能的麥克風(fēng)單元。本發(fā)明還涉及一種包含有這種麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置。
背景技術(shù)：
通常，具有將輸入聲音轉(zhuǎn)換成電信號并將該電信號輸出的功能的麥克風(fēng)單兀應(yīng)用于各種類型的聲音輸入裝置(例如，諸如移動電話和收發(fā)器之類的聲音通信裝置、諸如聲音識別系統(tǒng)之類的利用輸入聲音分析技術(shù)的信息處理系統(tǒng)以及錄音裝置)。這種麥克風(fēng)單元例如可能需要抑制背景噪聲并且僅接收近處聲音，或者可能需要不僅接收近處聲音而且還接收遠(yuǎn)處聲音。作為并入了麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置的示例，以下將描述移動電話。當(dāng)使用移動電話開始通話時，用戶通常手持移動電話，將他的嘴巴靠近麥克風(fēng)部并使用它。因此，并入到移動電話中的麥克風(fēng)通常需要具有抑制背景噪聲并且僅接收近處聲音的功能(作為近講麥克風(fēng)的功能)。作為如上所述的麥克風(fēng)，例如，在專利文獻(xiàn)I中描述的差分麥克風(fēng)是合適的。然而，在現(xiàn)今的移動電話中，存在具有例如在車輛行駛時不需要手持移動電話而進(jìn)行通話的免提功能的移動電話以及具有錄像功能的移動電話。當(dāng)利用免提功能來使用移動電話時，由于用戶的嘴巴是處于離開移動電話的位置(例如，處于50cm遠(yuǎn)的位置)，因而麥克風(fēng)需要具有不僅接收近處聲音而且接收遠(yuǎn)處聲音的功能。在錄像過程中，由于需要對進(jìn)行錄像的地點(diǎn)的周邊情況進(jìn)行錄制，因而麥克風(fēng)需要具有不僅接收近處聲音而且接收遠(yuǎn)處聲音的功能。換句話說，近年來移動電話已經(jīng)變得多功能功能化，因而并入到移動電話中的麥克風(fēng)需要具有抑制背景噪聲而且僅接收近處聲音的功能和不僅接收近處聲音而且接收遠(yuǎn)處聲音的功能這兩種功能。滿足這種要求的一種方式是在移動電話中單獨(dú)地并入具有作為近講麥克風(fēng)功能的麥克風(fēng)單元和還能接收遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)單元。另一種方式是將例如專利文獻(xiàn)2中公開的麥克風(fēng)單元應(yīng)用于移動電話中。在專利文獻(xiàn)2中公開的麥克風(fēng)單元中，能夠通過打開/關(guān)閉系統(tǒng)系統(tǒng)來使得用于輸入聲音的兩個開口部之一在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換。當(dāng)兩個開口部均打開時，專利文獻(xiàn)2中公開的麥克風(fēng)單元用作雙向性差分麥克風(fēng)，而當(dāng)兩個開口部之一關(guān)閉時，該麥克風(fēng)單元用作全向性麥克風(fēng)。當(dāng)該麥克風(fēng)單元用作雙向性差分麥克風(fēng)時，由于可以抑制背景噪聲而且僅接收近處聲音，因而它適用于用戶在手持移動電話的同時使用移動電話的情況。另一方面，當(dāng)該麥克風(fēng)單元用作全向性麥克風(fēng)時，由于它還可以接收遠(yuǎn)處聲音，因而它適用于當(dāng)使用免提功能或錄像功能的情況。相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I JP-A-2009-188943專利文獻(xiàn)2 JP-A-2009-13577
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題然而，如上所述，當(dāng)單獨(dú)地并入具有作為近講麥克風(fēng)功能的麥克風(fēng)單元和全向性麥克風(fēng)單元時，需要增大移動電話中其上安裝有麥克風(fēng)單元的安裝基板的面積。由于近年來對于減小移動電話尺寸的需求強(qiáng)勁，因而，如上所述，不希望增大其上安裝有麥克風(fēng)單元的安裝基板的面積。在專利文獻(xiàn)2中，使用機(jī)械機(jī)構(gòu)來在作為雙向性差分麥克風(fēng)的功能和作為全向性 麥克風(fēng)單元的功能之間切換其功能。由于機(jī)械機(jī)構(gòu)在掉落時容易受到?jīng)_擊，而且還容易被磨損，因而存在對于耐用性方面的擔(dān)心。考慮前述問題，本發(fā)明的目的是提供一種小尺寸麥克風(fēng)單元，易于用來使得聲音輸入裝置多功能化。本發(fā)明的另一個目的是提供一種并入了這種麥克風(fēng)單元的高質(zhì)量聲音輸入裝置。解決問題的方式為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種麥克風(fēng)單元，包括第一振動部，基于第一膜片的振動將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號；第二振動部，基于第二膜片的振動將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號；以及殼體，容納所述第一振動部和所述第二振動部于其中，并且包括面向外部的第一音孔和第二音孔，其中，所述殼體包括具有安裝表面的安裝部，所述第一振動部和所述第二振動部安裝在所述安裝表面上，所述第一音孔和所述第二音孔設(shè)置在所述安裝部的所述安裝表面的背表面中，在所述殼體中，設(shè)置有第一聲音通道，所述第一聲音通道將經(jīng)由所述第一音孔輸入的聲波傳輸至所述第一膜片的一個表面，并且還將所述聲波傳輸?shù)剿龅诙て囊粋€表面，并且設(shè)置有第二聲音通道，所述第二聲音通道將經(jīng)由所述第二音孔輸入的聲波傳輸至所述第二膜片的另一個表面，所述第一膜片的另一個表面面向形成在所述殼體內(nèi)的氣密空間。通過如上所述配置的麥克風(fēng)單元，可以通過利用第一振動部來獲得作為不僅能夠接收近處聲音而且還能夠接收遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)的功能，而且可以通過利用第二振動部來獲得作為具有優(yōu)秀的遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能。因此，容易實(shí)現(xiàn)應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置(例如，移動電話)的功能性。作為具體示例，如下的方法是可行的例如，在通過移動電話講話的應(yīng)用中，利用作為雙向性差分麥克風(fēng)的功能來減少背景噪聲，而在免提應(yīng)用或者錄像應(yīng)用中，利用作為全向性麥克風(fēng)的功能。由于如上所述配置的麥克風(fēng)單元具有這兩種功能，因而不需要單獨(dú)地安裝兩個麥克風(fēng)單元。因此，可以容地減小聲音輸入裝置的尺寸增大。優(yōu)選的是，在如上所述配置的麥克風(fēng)單元中，所述殼體還包括蓋部，所述蓋部覆蓋所述安裝部，以和所述安裝部一起形成用來容納所述第一振動部的第一容納空間和用來容納所述第二振動部的第二容納空間，在所述安裝表面中設(shè)置有被所述第一振動部覆蓋的第一開口部和被所述第二振動部覆蓋的第二開口部，所述第一聲音通道是用所述第一音孔、第一開口部、第二開口部以及形成在所述安裝部內(nèi)并且使得所述第一音孔與所述第一開口部和所述第二開口部連通的中空空間形成的，所述第二聲音通道是用所述第二音孔和所述第二容納空間形成的，所述第二音孔是穿過所述安裝部的通孔。在這種配置中，在安裝部內(nèi)形成中空空間來獲得聲音通道，因而可以容易地減小具有如上所述兩種功能的麥克風(fēng)單元的厚度。這種配置中，第一容納空間形成面向第一膜片另一個表面的氣密空間(背室)。由于能夠利用例如設(shè)置在該蓋部中的凹入空間來形成該氣密空間，因而容易實(shí)現(xiàn)大容量的背室。當(dāng)增大背室容量時，振動部的振動膜容易變化，結(jié)果是可以增強(qiáng)振動部的靈敏度。因此，在這種配置中，增強(qiáng)了當(dāng)獲得作為全向性麥克風(fēng)的功能時所利用的第一振動部的靈敏度，因而可以實(shí)現(xiàn)具有高SNR (信噪比)的麥克風(fēng)單元。優(yōu)選的是，在如上所述配置的麥克風(fēng)單元中，所述殼體還包括蓋部，所述蓋部覆蓋所述安裝部，以和所述安裝部一起形成用來容納所述第一振動部和所述第二振動部的容納空間，在所述安裝表面中設(shè)置有被所述第二振動部覆蓋的開口部，所述第一聲音通道是用第一音孔和所述容納空間形成的，所述第一音孔是穿過所述安裝部的通孔，所述第二聲音通道是用所述第二音孔、所述開口部以及形成在所述安裝部內(nèi)并且使得所述第二音孔與所述開口部連通的中空空間形成的。 由于在這種配置中還在安裝部內(nèi)形成了中空空間來獲得聲音通道，因而可以容易地減小具有如上所述這兩種功能的麥克風(fēng)單元的厚度。優(yōu)選的是，如上所述配置的麥克風(fēng)單元還包括電路部，該電路部安裝在所述安裝部上并且處理在所述第一振動部和所述第二振動部中獲得的電信號。在這種情況下，優(yōu)選的是，所述電路部是用第一電路部和第二電路部形成的，所述第一電路部處理在所述第一振動部中獲得的電信號，所述第二電路部處理在所述第二電路部中獲得的電信號?？梢酝ㄟ^一個電路部來處理在第一振動部和第二振動部中獲得的電信號。此外，該電路部可以以單片方式(monolithically)形成在第一振動部或第二振動部上。優(yōu)選的是,當(dāng)將電路部安裝在安裝部上時，在安裝表面上形成有用于電連接到所述電路部的電極，此外在所述安裝部的背表面上形成有電連接到所述安裝表面上的所述電極的背表面電極焊墊。這樣，容易將該麥克風(fēng)單元安裝在聲音輸入裝置中。優(yōu)選的是，在如上所述配置的麥克風(fēng)單元中，在所述安裝部的所述安裝表面的所述背表面上，形成有密封部，以當(dāng)所述密封部被安裝到安裝基板上包圍所述第一音孔和所述第二音孔的周邊時產(chǎn)生氣密性。在這種配置中，當(dāng)將麥克風(fēng)單元安裝在聲音輸入裝置的安裝基板上時，可以方便地?zé)o需額外準(zhǔn)備用來防止聲音泄漏的墊圈。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括如上所述配置的麥克風(fēng)單元的
聲音輸入裝置。在這種配置中，由于麥克風(fēng)單元具有用作還能夠接收遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)的功能和用作具有優(yōu)秀的遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能這兩種功能，因而可以提供用來根據(jù)所使用的模式選擇性使用麥克風(fēng)功能的高質(zhì)量聲音輸入裝置。還可以減小這種高質(zhì)量聲音輸入裝置的尺寸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明，可以提供容易使得聲音輸入裝置多功能化的小尺寸麥克風(fēng)單元。而且，根據(jù)本發(fā)明，可以提供包含有這種麥克風(fēng)單元的高質(zhì)量聲音輸入裝置。


圖IA是示出從斜向上方向看去根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的外形配置的示意性透視圖；
圖IB是示出從斜向上方向看去根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的外形配置的示意性透視圖；圖2是示出根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的配置的分解透視圖；圖3是沿著圖IA中根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的A-A位置截取的示意性剖視圖；圖4A是用來示意并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的安裝部的配置的示意性平面圖，是安裝部的第一平板的上表面視圖；圖4B是用來示意并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的安裝部的配置的示意性平面圖，是安裝部的第二平板的上表面視圖；圖4C是用來示意并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的安裝部的配置的示意性平面圖，是安裝部的第三平板的上表面視圖；圖5A是用來示意并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的蓋部的配置的示意性平面圖，是示出第一配置示例的蓋部的圖；圖5B是用來示意并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的蓋部的配置的示意性平面圖，是示出第二配置示例的蓋部的圖；圖6是示出并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的MEMS芯片的配置的示意性剖視圖；圖7是示出根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的配置的框圖；圖8是示出從上看去并入到根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的安裝部的示意性平面圖，是示出安裝了 MEMS芯片和ASIC的狀態(tài)下的圖；圖9是示出聲壓P和到聲源的距離R之間的關(guān)系的曲線圖；圖IOA是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的方向性特性的圖；是用來示意當(dāng)利用第一 MEMS芯片側(cè)時的方向性特性的圖；圖IOB是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的方向性特性的圖；是用來示意當(dāng)利用第二 MEMS芯片側(cè)時的方向性特性的圖；圖11是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)特性的曲線圖；圖12是示出麥克風(fēng)中背室容量和麥克風(fēng)靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖13是用來示意通過背室容量改變麥克風(fēng)靈敏度和頻率之間的關(guān)系的曲線圖；圖14是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第一改型例的剖視圖；圖15是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第二改型例的透視圖；圖16是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第三改型例的框圖；圖17是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第三改型例的配置的圖，是從上看去并入到麥克風(fēng)單元中的安裝部的示意性平面圖；圖18是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第三改型例的另一種配置的圖，是從上看去并入到麥克風(fēng)單元中的安裝部的示意性平面圖；圖19是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第四改型例的框圖20是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第五改型例的框圖；圖21是是示出根據(jù)實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元的配置的示意性剖視圖；圖22是示出應(yīng)用了實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的移動電話實(shí)施例的示意性配置的平面圖；圖23是沿著圖22的B-B位置截取的示意性剖視圖；圖24是安裝有在先前申請中公開的麥克風(fēng)單元的移動電話的示意性剖視圖；圖25是用來示意根據(jù)本實(shí)施例的聲音輸入裝置的改型例的框圖；以及圖26是示出傳統(tǒng)麥克風(fēng)單元的配置的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)單元和聲音輸入裝置的實(shí)施例。(麥克風(fēng)單元)首先將描述根據(jù)本發(fā)明的麥克風(fēng)單元的實(shí)施例。I、實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元圖IA和圖IB是示出根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的外形配置的示意性透視圖；圖IA是從斜向上方向看去的視圖，圖IB是從斜向下方向看去的視圖。如圖IA和圖IB所示，實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I包括殼體10，該殼體10是通過安裝部11和覆蓋安裝部11的蓋部12形成的，且形成為基本上是長方體形狀。圖2是示出根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的配置的分解透視圖。圖3是沿著圖IA中根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的A-A位置截取的示意性剖視圖。如圖2和圖3所示，在用安裝部11和蓋部12形成的殼體10中，容納有第一 MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))芯片13、第一 ASIC(專用集成電路)14、第二 MEMS芯片15以及第二 ASIC16。以下將詳細(xì)描述各個部分。圖4A、圖4B和圖4C是用來示意并入到實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的安裝部的配置的示意性平面圖；圖4八是安裝部的第一平板的上表面視圖；圖48是安裝部的第二平板的上表面視圖；圖4C是安裝部的第三平板的上表面視圖。在圖4B和圖4C中，為了容易理解形成安裝部11的多個平板之間的關(guān)系，通過虛線來表示設(shè)置在布置得比每幅圖中所示的平板更高的平板中的通孔。如圖4A、圖4B和圖4C所示，形成安裝部11的三個平板111、112和113中每一個均形成為從平面圖上看基本上具有矩形形狀；從平面圖上看，它們的尺寸基本上彼此相等。如圖3所示，第三平板113、第二平板112和第一平板111從下到上依序?qū)盈B，這些平板例如通過粘附劑、粘附條等接合，結(jié)果是能夠獲得該實(shí)施例的安裝部11。形成安裝部11的平板111到113的材料沒有特別的限制；優(yōu)選地使用用作基板材料的已知材料，例如，使用FR-4、陶瓷、聚酰亞胺膜等。如圖4A所示，在第一平板111中，在靠近其縱長方向上一個端部處(靠近圖4A的左邊)并且靠近其寬度方向上一個端部處(靠近圖4A的下邊)形成有從平面圖上看形成為基本上具有圓形形狀的第一通孔111a。而且，在第一平板111中，在其縱長方向上另一個端部處(圖4A的右側(cè))與其近似中心部稍微偏離的位置，形成有從平面圖上看形成為基本上具有圓形形狀的第二通孔111b。此外，在第一平板111中，靠近縱長方向上另一個端部處(靠近圖4A的右邊)形成有從平面圖上看基本上形成為具有矩形形狀(體育場(stadium)形狀)的第三通孔111c，使得第一平板111的寬度方向(圖4A中的豎直方向)是第三通孔Illc的縱長方向。如圖4B所示，在第二平板112中，在從近似中心部靠近縱長方向上一個端部處(靠近圖4B的左邊)形成有從平面圖上看基本上形成為具有字母T形狀(準(zhǔn)確來講，是面向側(cè)面的字母T)的第四通孔112a。第四通孔112a的位置是與形成在第一平板111中的第一通孔Illa和第二通孔Illb (用虛線表示)重疊。而且，在第二平板112中，在靠近縱長方向上另一個端部處(靠近圖4B的右邊)形成有從平面圖上看形成為基本上具有矩形形狀的第五通孔112b，使得第二平板112的寬度方向(圖4B的豎直方向)是該第五通孔112b的縱長方向。第五通孔112b形成為具有與第一平板111的第三通孔Illc相同的形狀和尺寸；第五通孔112b整體的位置是重疊在第三通孔Illc上。如圖4C所示，在第三平板113中，在靠近縱長方向上一個端部處(靠近圖4C的左邊)形成有從平面圖上看基本上形成為具有矩形形狀的第六通孔113a，使得第三平板113 的寬度方向(圖4C中的豎直方向)是該第六通孔113a的縱長方向。第六通孔113a的整體位置是重疊在第二平板112的第四通孔112a上。而且，在第三平板113中，在靠近縱長方向上另一個端部處(靠近圖4C的右邊)形成有從平面圖上看基本上形成為具有矩形形狀的第七通孔113b，使得第三平板113的寬度方向(圖4C中的豎直方向)是該第七通孔113b的縱長方向。第七通孔113b形成為具有與第二平板112的第五通孔112b相同的形狀和尺寸；第七通孔113b整體的位置是重疊在第五通孔112b上。關(guān)于如上所述形成的三個平板111到113，如上所述，第三平板113、第二平板112和第一平板111從下到上依序?qū)盈B起來以形成安裝部11，因而在安裝部11內(nèi)形成了以下描述的中空空間。具體而言，如圖3所示，在安裝部11內(nèi)形成中空空間24，從而使得設(shè)置在安裝部11的上表面Ila中的第一開口部21 (第一通孔11 Ia的上表面部)和第二開口部22 (第二通孔Illb的上表面部)與設(shè)置在安裝部11的下表面Ilb中的第三開口部23 (第六通孔113a的下表面部)連通。當(dāng)如上所述將三個平板111到113層疊起來形成安裝部11時，使得三個通孔111c、112b和113b連通以形成在厚度方向上傳過安裝部11而且從平面圖上看形成為基本上具有矩形形狀的一個通孔25 (參見圖3)。在安裝部11上形成有電極焊墊和電線，后文將描述它們。盡管在本實(shí)施例中通過接合三個平板來獲得安裝部11，然而本發(fā)明不限于這種配置。可以通過一個平板來形成安裝部11，或者可以通過除了三個平板之外的多個平板來形成安裝部11。安裝部11不限于平板形狀。當(dāng)安裝部11不是用多個構(gòu)件形成的平板形狀時，在形成安裝部11的多個構(gòu)件中可以包括不是平板形狀的構(gòu)件。此外，形成在安裝部11中的開口 21、22和23、中空空間24以及通孔25的形狀不限于本實(shí)施例的配置。在需要的時候也可以改變它們。圖5A和圖5B是用來示意并入到實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的蓋部的配置的示意性平面圖。圖5A示出蓋部的第一配置示例，圖5B示出蓋部的第二配置示例。圖5A和圖5B是當(dāng)從下方看去蓋部12的視圖。蓋部12的外形形成為基本上具有長方體形狀(參見圖1A、圖1B、圖2和圖3)。蓋部12縱長方向上(圖5A和圖5B中的左/右方向)的長度和它寬度方向上(圖5A和圖5B中的上/下方向)調(diào)整為當(dāng)蓋部12覆蓋安裝部11以形成殼體10時，殼體10的側(cè)面部基本上齊平(flush)。能夠使用諸如LCP (液晶高分子)或者PPS (聚苯硫醚)之類的樹脂作為蓋部12的材料。這里，為了使得蓋部12的樹脂變得導(dǎo)電，可以將諸如不銹鋼之類的金屬填充物或者碳與樹脂混合并包含在樹脂中?？梢允褂弥T如FR-4或陶瓷之類的基板材料作為蓋部12的材料。如圖5A和圖5B所示，蓋部12包括兩個凹部12b和12c，這兩個凹部12b和12c被分隔部12a分開。因此，蓋部12覆蓋安裝部11，從而獲得了彼此獨(dú)立的兩個空間121和122 (參見圖3)。如后文將描述的，由于使用這兩個空間121和122來作為用來容納MEMS芯片和ASIC的空間，因而在以下的描述中將空間121稱作第一容納空間121，并將空間122稱作第二容納空間122。如圖5A所示，設(shè)置在蓋部12中的凹部12b和12c每一個均可以形成為從平面圖上看基本上具有矩形形狀(基本上具有長方體形狀)。優(yōu)選的是，將用于形成當(dāng)蓋部12覆蓋安裝部11時用作聲音通道(這一點(diǎn)將在后文描述)的第二容納空間122的凹部12c形成為從平面圖上看基本上具有字母T的形狀。通過如圖5B所示的形成，在第二容納空間122中，能夠增大用作聲音入口的部分 (這里是指連接到通孔25的部分)的開口面積，而且還能夠減小第二容納空間122的整體容量。因而，可以將第二容納空間122的聲學(xué)共振頻率設(shè)定到高頻側(cè)。在這種情況下，能夠使得利用容納在第二容納空間122中的第二 MEMS芯片15 (參見圖3)的麥克風(fēng)特性令人滿意(可以適當(dāng)?shù)匾种聘哳l側(cè)的噪聲)。這里，將給出關(guān)于共振頻率的補(bǔ)充描述。通常，考慮存在第二容納空間122和連接到它的聲音入口的模型，該模型具有該模型特有的聲學(xué)共振頻率。該共振頻率叫做亥姆霍茲共振(Helmholtz resonance)。在該模型中，從定性的角度來看,隨著聲音入口面積S增大和/或第二容納空間122的容量V減小，共振頻率增大。相反，隨著聲音入口面積減小和/或第二容納空間122的容量V增大，共振頻率減小。隨著共振頻率減小到接近聲音頻帶(到10kHz)，麥克風(fēng)的頻率特性和靈敏度特性受到了負(fù)面的影響。因此，優(yōu)選的是，將共振頻率設(shè)定為盡可能高。盡管在以上描述中形成第二容納空間122的凹部12c形成為從平面圖上看基本上具有字母T的形狀，然而凹部12c的形狀不限于這種形狀。優(yōu)選的是根據(jù)MEMS芯片和ASIC的布置來進(jìn)行設(shè)計，使得第二容納空間122的容量V最小化。出于相同的理由，在安裝部11中，在三個平板中的第二平板112中形成從平面圖上看形成為基本上具有字母T形狀的第四通孔112a。用作聲音入口的部分(連接到第六通孔113a的部分)的開口面積增大，中空空間24的容量減小，結(jié)果是，共振頻率設(shè)定為高。如圖2和圖3所示，在麥克風(fēng)單元I中，在安裝部11上安裝有兩個MEMS芯片第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15。這兩個MEMS芯片13和15每一個都是用硅芯片形成的，而且它們的配置相同。因此，將以第一 MEMS芯片13為例參照圖6來描述并入到麥克風(fēng)單元I中的MEMS芯片的配置。圖6是示出并入到實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的MEMS芯片的配置的示意性剖視圖。在圖6中，加括號的符號是與第二 MEMS芯片15相對應(yīng)的符號。該MEMS芯片是根據(jù)本發(fā)明的振動部的實(shí)施例。如圖6所示，第一 MEMS芯片13包括絕緣的第一基底基板131、第一固定電極132、第一絕緣層133以及第一膜片134。在第一基底基板131中，在該基底基板的中部形成有從平面圖上看形成為基本上具有圓形形狀的通孔131a。第一固定電極132布置在第一基底基板131上；在第一固定電極132中，形成有直徑較小的多個通孔132a。第一絕緣層133布置在第一固定電極132上；如同在第一基底基板131中那樣，在第一絕緣層133的中部形成有從平面圖上看形成為基本上具有圓形形狀的通孔133a。布置在第一絕緣層133上的第一膜片134是接收聲壓以振動(在圖6的上/下方向上振動)并且導(dǎo)電以形成電極的一個端部的薄膜。布置為基本上彼此平行且彼此相對的第一固定電極132和第一膜片134通過由于第一絕緣層133的存在而形成在它們之間的間隙Gp形成了電容器。由于存在形成于第一基底基板131中的通孔131a、形成在第一固定電極132中的通孔132a以及形成在第一絕緣層133中的通孔133a，因而聲波不僅從上方到達(dá)第一膜片134，而且還從下方到達(dá)第一膜片134。在如上所述配置為電容器麥克風(fēng)的第一 MEMS芯片13中，當(dāng)?shù)谝荒て?34由于接收到聲波而振動時，第一膜片134和第一固定電極132之間的電容變化。于是,進(jìn)入第一MEMS芯片13的聲波(聲音信號)能夠被作為電信號提取出。類似地，在并入有第二基底基 板151、第二固定電極152、第二絕緣層153以及第二膜片154的第二 MEMS芯片15中，進(jìn)入第二 MEMS芯片15的聲波(聲音信號)能夠被作為電信號提取出來。換句話說，第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15具有將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能。第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15的配置不限于本實(shí)施例的配置；可以根據(jù)需要而改變配置。例如，盡管在本實(shí)施例中膜片134和154是布置在固定電極132和152上，然而它們也可以被配置為相反的關(guān)系(其中，固定電極布置在膜片上)。第一 ASIC 14是對基于第一 MEMS芯片13的電容變化(來源于第一膜片134的振動)而提取出的電信號進(jìn)行放大處理的集成電路。第二 ASIC 16是對基于第二 MEMS芯片15的電容變化(來源于第二膜片154的振動推導(dǎo)出)而提取出的電信號進(jìn)行放大處理的集成電路。ASIC是根據(jù)本發(fā)明的電路部的實(shí)施例。如圖7所不,第一 ASIC 14包括用來向第一 MEMS芯片13施加偏置電壓的電荷泵電路141。電荷泵電路141將電源電壓VDD (例如，大約I. 5到3伏)提高(例如，到大約6到10伏)，進(jìn)而將偏置電壓施加到第一 MEMS芯片13。第一 ASIC 14包括用來檢測第一 MEMS芯片13的電容變化的放大器電路142。由放大器電路142放大后的電信號從第一 ASIC 14輸出(0UT1)。類似地，第二 ASIC 16包括用來向第二 MEMS芯片15施加偏置電壓的電荷泵電路161以及用來通過檢測電容變化而將放大后的電信號輸出(0UT2)的放大器電路162。圖7是示出根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的配置的框圖。現(xiàn)在將主要參照圖8來描述麥克風(fēng)單元I中兩個MEMS芯片13和15與兩個ASIC
14和16之間的位置關(guān)系和電連接關(guān)系。圖8是從上看去(從安裝表面?zhèn)瓤慈?并入到實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元中的安裝部的示意性平面圖；圖8是示出安裝了 MEMS芯片和ASIC的狀態(tài)下的圖。兩個MEMS芯片13和15安裝在安裝部11上，使得膜片134和154基本上平行于安裝部11的安裝表面(上表面)lla(參見圖3)。如圖8所示，靠近安裝部11縱長方向上一個端部處(靠近圖8的左邊)安裝有第一 MEMS芯片13和第一 ASIC 14 (靠近圖8的左側(cè))，第一 MEMS芯片13和第一 ASIC 14在寬度方向上對齊。第二 MEMS芯片15安裝在安裝部11的近似中心部稍微向縱長方向上另一個端部(圖8的右側(cè))錯開的位置。相對于第二 MEMS芯片15，第二 ASIC 16安裝在安裝部11上縱長方向上的另一個端部側(cè)(圖8的右側(cè))。第一 MEMS芯片13安裝在安裝部11上從而覆蓋形成在安裝部11的安裝表面(上表面)lla中的第一開口部21 (參見圖2和圖3)。第二 MEMS芯片15安裝在安裝部11上從而覆蓋形成在安裝部11的上表面Ila中的第二開口部22 (參見圖2和圖3)。兩個MEMS芯片13和15以及兩個ASIC14和16的布置不是旨在限制于本實(shí)施例的配置；而是可以根據(jù)需要而變化。例如，對于每一組MEMS芯片和ASIC，任意一個MEMS芯片和任意一個ASIC均可以在縱長方向上對齊，或者可以在寬度方向上對齊。兩個MEMS芯片13和15以及兩個ASIC 14和16通過裸片接合以及引線接合而安裝在安裝部11上。具體而言，第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15使用未示出的裸片接合材料(例如，環(huán)氧樹脂或硅樹脂的粘附劑)而結(jié)合至安裝部11的上表面Ila上，從而使得在它們的底表面和安裝部11的上表面Ila之間沒有間隙。如上所述的結(jié)合防止聲音經(jīng)由形成在安裝部11的上表面Ila與MEMS芯片13和15的底表面之間的間隙進(jìn)入MEMS芯片 13和15。如圖8所示，第一 MEMS芯片13通過引線17 (優(yōu)選的是金線)電連接至第一 ASIC14，并且第二 MEMS芯片15通過引線17 (優(yōu)選的是金線)電連接至第二 ASIC 16。在兩個ASIC 14和16每一個中，它們與安裝部11的安裝表面(上表面)Ila相對的底表面通過未示出的裸片接合材料結(jié)合到安裝部11的上表面Ila上。如圖8所示，第一ASIC 14通過引線17電連接至形成在安裝部11的上表面Ila上的多個電極端子18a、18b和18c。電極端子18a是用于輸入電源電壓(VDD)的電源端子，電極端子18b是第一輸出端子，經(jīng)由該第一輸出端子將在第一 ASIC 14的放大器電路142中受到放大處理的電信號輸出，電極端子18c是用于接地連接的GND端子。類似地，第二 ASIC 16通過引線17電連接至形成在安裝部11的上表面Ila上的多個電極端子19a、19b和19c。電極端子19a是用于輸入電源電壓(VDD)的電源端子，電極端子1%是第二輸出端子，經(jīng)由該第二輸出端子將在第二 ASIC 16的放大器電路162中受到放大處理的電信號輸出，電極端子19c是用于接地連接的GND端子。如圖IB和圖3所示，在安裝部11的上表面IIa的背表面(安裝部11的下表面)上，形成有外部連接電極焊墊20。外部連接電極焊墊20包括電源電極焊墊20a、第一輸出電極焊墊20b、第二輸出電極焊墊20c以及GND電極焊墊20d以及密封電極焊墊20e。設(shè)置在安裝部11的上表面Ila上的電源端子18a和19a經(jīng)由形成在安裝部11上的未示出的布線(包括穿通布線)電連接到電源電極焊墊20a。設(shè)置在安裝部11的上表面Ila上的輸出端子18b經(jīng)由形成在安裝部11上的未示出的布線(包括穿通布線)電連接到第一輸出電極焊墊20b。設(shè)置在安裝部11的上表面Ila上的第二輸出端子19b經(jīng)由形成在安裝部11上的未示出的布線(包括穿通布線)電連接到第二輸出電極焊墊20c。設(shè)置在安裝部11的上表面Ila上的GND端子18c和19c經(jīng)由形成在安裝部11上的未示出的布線(包括穿通布線)電連接到GND電極焊墊20d。能夠通過在制造基板時通常使用的通孔來形成穿通布線。密封電極焊墊20e用來當(dāng)將麥克風(fēng)單元I安裝到諸如移動電話之類的聲音輸入裝置的安裝基板上時維持氣密性；后文將描述其細(xì)節(jié)。盡管在本實(shí)施例中兩個MEMS芯片13和15以及兩個ASIC 14和16是通過引線接合來安裝的，然而兩個MEMS芯片13和15以及兩個ASIC 14和16自然也可以通過倒裝芯片方式來安裝。在這種情況下，電極形成在MEMS芯片13和15以及ASIC 14和16的底表面上，對應(yīng)電極布置在安裝部11的上表面上，并且通過形成在安裝部11上的布線圖案來進(jìn)行其引線連接。蓋部12 (例如，使用粘附劑或者粘附條)結(jié)合到安裝有兩個MEMS芯片13和15以及兩個ASIC 14和16的安裝部11 (由于在本實(shí)施例中是通過接合基板來形成它的，因而可以將它表述為基板部)上從而實(shí)現(xiàn)氣密性密封，結(jié)果是獲得了包括位于殼體10中的第一MEMS芯片13、第一 ASIC 14、第二 MEMS芯片15以及第二 ASIC 16的麥克風(fēng)單元I。在麥克風(fēng)單元I中，如圖3所示，第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15容納在第一容納空間121中，第二 MEMS芯片15和第二 ASIC16容納在第二容納空間122中。在麥克風(fēng)單元I中，如圖3所示，從外部經(jīng)由第三開口部23輸入的聲波穿過中空空間24和第一開口部21到達(dá)第一膜片134的底表面，而且還穿過中空空間24和第二開口部22到達(dá)第二膜片154的底表面。從外部經(jīng)由通孔25輸入的聲波穿過第二容納空間122到達(dá)第二膜片154的上表面。由于第三開口部23和通孔25是用來將聲波輸入進(jìn)殼體10中，因而在以下的描述中，將第三開口部23表述為第一音孔23，將第二通孔25表述為第二 音孔25。因而，在麥克風(fēng)單元I中，設(shè)置有第一聲音通道41，該第一聲音通道41將經(jīng)由第一音孔23輸入的聲波傳輸?shù)降谝荒て?34的一個表面(下表面)，并且還將聲波傳輸?shù)降诙て?54的一個表面(下表面)；以及第二聲音通道42,該第二聲音通道42將經(jīng)由第二音孔25輸入的聲波傳輸?shù)降诙て?54的另一個表面(上表面)。在麥克風(fēng)單兀I中，阻止聲波經(jīng)由第一膜片134的另一個表面(上表面)輸入，因而形成了沒有聲學(xué)泄漏的氣密空間(背室)。設(shè)置在麥克風(fēng)單元I中的第一音孔23和第二音孔25之間的間隔(中心之間的距離)優(yōu)選的是等于或大于3mm但是等于或小于10mm，更優(yōu)選的是等于或大于4mm但是等于或小于6mm。設(shè)計這種配置來減少以下的問題如果兩個音孔23和25之間的間隔過寬，則經(jīng)由音孔23和25輸入并到達(dá)第二膜片154的聲波之間的相位差增大，因而麥克風(fēng)特性降低(噪聲減少性能降低)。還設(shè)計以上的配置來減少以下的問題如果兩個音孔23和25之間的間隔過窄，則施加到第二膜片154的上表面和下表面的聲壓差減小，因而第二膜片154的幅度減小，結(jié)果是從第二 ASIC 16輸出的電信號的SNR (信噪比)變差。為了在寬頻率范圍內(nèi)獲得高的噪聲抑制效果，優(yōu)選的是使得從第一音孔23穿過第一聲音通道41 (參見圖3)到達(dá)第二膜片154的聲音傳播距離等于從第二音孔25穿過第二聲音通道42 (參見圖3)到達(dá)第二膜片154的聲音傳播距離。盡管在麥克風(fēng)單兀I中，設(shè)置在殼體10中的第一音孔23和第二音孔25形成為長孔形狀，然而它們的形狀不限于這種配置。例如，它們可以形成為從平面圖上看基本上具有圓形形狀。然而，如在如上所述的配置中那樣，優(yōu)選的是形成為長孔形狀，因?yàn)槔缈梢苑乐果溈孙L(fēng)單元I縱長方向上(對應(yīng)于圖3中的左/右方向)的長度增大，以減小封裝尺寸并增大音孔的截面面積。通過增大音孔的截面面積獲得的效果已經(jīng)描述過了。這是由于隨著音孔截面面積增大，能夠提高形成聲音通道的空間的共振頻率，可以獲得作為麥克風(fēng)的覆蓋寬波帶的平坦性能。用來檢測第一MEMS芯片13的電容變化的放大器電路142的放大增益和用來檢測第二 MEMS芯片15的電容變化的放大器電路162的放大增益彼此不同。由于第二 MEMS芯片15的第二膜片154是通過施加到兩個表面(上表面和下表面)的聲壓之間的差而振動，因而振幅小于第一 MEMS芯片13的第一膜片134的振幅。因此，例如，可以使得第二 ASIC 16的放大器電路162的放大增益高于第一 ASIC 14的放大器電路142的放大增益。具體而言，當(dāng)兩個音孔23和25的中心之間的距離是大約5mm時，優(yōu)選的是將第二 ASIC16的放大器電路162的放大增益設(shè)定為比第一 ASIC 14的放大器電路142的放大增益高大約6_14dB。這樣，由于能夠使得從兩個放大器電路142和162輸出的信號的幅度基本上彼此相等，因而可以當(dāng)用戶選擇并切換來自兩個放大器的輸出時減少出現(xiàn)輸出幅度的大范圍變化?，F(xiàn)在將描述根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I的效果。當(dāng)在麥克風(fēng)單元I外部產(chǎn)生聲音時，經(jīng)由第一音孔23輸入的聲波經(jīng)由第一聲音通道41到達(dá)第一膜片134的下表面,并且第一膜片134振動。因而,第一 MEMS芯片13的電容產(chǎn)生變化?；诘谝?MEMS芯片13的電容變化而提取出的電信號受到由第一 ASIC 14的放大器電路142進(jìn)行的放大處理，并且最終從第一輸出電極焊墊20b輸出(參見以上已經(jīng)對圖3和圖7進(jìn)行的描述)。而且，當(dāng)麥克風(fēng)單元I外部產(chǎn)生聲音時，經(jīng)由第一音孔23輸入的聲波經(jīng)由第一聲音通道41到達(dá)第二膜片154的下表面，并且經(jīng)由第二音孔25輸入的聲波經(jīng)由第二聲音通道42到達(dá)第二膜片154的上表面。因此，第二膜片154由于施加到上表面的聲壓和施加到下表面的聲壓之間的差而振動。因而，第二 MEMS芯片15的電容產(chǎn)生變化?；诘诙?MEMS芯片15的電容變化而提取出的電信號受到由第二 ASIC 16的放大器電路162進(jìn)行的放大處理，并且最終從第二輸出電極焊墊20c輸出(參見以上已經(jīng)對圖3和圖7進(jìn)行的描述)。如上所述，在麥克風(fēng)單元I中，通過使用第一MEMS芯片13獲取的信號和通過使用第二 MEMS芯片15獲取的信號單獨(dú)地輸出到外部。順便提及，該麥克風(fēng)單元I在僅利用第一 MEMS芯片13的情況下和僅利用第二 MEMS芯片15的情況下的表現(xiàn)不同。這將在下文詳細(xì)描述。在描述之前，將討論聲波的特性。圖9是示出聲壓P和到聲源的距離R之間的關(guān)系的曲線圖。如圖9所示，聲波隨著在諸如空氣之類的介質(zhì)中傳播而衰減，并且聲壓(聲波的強(qiáng)度和幅度)減小。聲壓與到聲源的距離成反比；可以用以下公式(I)來表示聲壓P和距離R之間的關(guān)系，其中k是比例常數(shù)。P=k/R (I)如從圖9和公式(I)清楚看到的，聲壓在聲源附近(曲線圖的左側(cè))顯著衰減，并且聲壓隨著聲音從聲源移開(曲線圖的右側(cè))而緩慢衰減。具體而言，對于在與聲源之間的距離之差是Ad的兩個位置(Rl和R2，R3和R4)之間傳輸?shù)穆晧海谂c聲源之間的距離短的Rl和R2之間大幅衰減(P1-P2)，但是在與聲源之間的距離長的R3和R4之間僅有少許衰減(P3-P4)。圖IOA和圖IOB是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的方向性特性的圖；圖IOA是用來示意當(dāng)利用第一MEMS芯片13側(cè)時的方向性特性的圖，圖IOB是用來示意當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時的方向性特性的圖。認(rèn)為圖IOA和圖IOB中麥克風(fēng)單元I的姿態(tài)與圖3中所示的相同。當(dāng)從聲源到第一膜片134的距離一定時，不管聲源處于什么方向，施加到第一膜片134上的聲壓也是一定的。具體而言，如圖IOA所示，當(dāng)利用第一 MEMS芯片13側(cè)時，麥克風(fēng)單元I具有全向性特性，均勻地接收從所有方向輸入的聲波。另一方面，當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時，麥克風(fēng)單元I不具有全向性特性，但是具有如圖IOB所示的雙向性特性。如果從聲源到第二膜片154的距離一定時，在聲源處于0°或180°方向時,施加到第二膜片154的聲壓最高。這是因?yàn)槁暡◤牡谝灰艨?3傳播到第二膜片154的下表面所用的距離與聲波從第二音孔25傳播到第二膜片154的上表面所用的距離之間的差最大。相反，當(dāng)聲源是處于90°或270°方向時，施加到第二膜片154的聲壓最低(為O)。這是因?yàn)槁暡◤牡谝灰艨?3傳播到第二膜片154的下表面所用的距離與聲波從第二音孔25傳播到第二膜片154的上表面所用的距離之間的差幾乎為零。換句話說，當(dāng)利用第二MEMS芯片15側(cè)時，麥克風(fēng)單元I對于從0°或180°方向輸入的聲波的靈敏度高，但是對于從90°或270°方向輸入的聲波的靈敏度低(雙向性特性)。 圖11是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的麥克風(fēng)特性的曲線圖，其中，水平軸表示在對數(shù)軸上的到聲源的距離R，垂直軸表示施加到麥克風(fēng)單元的膜片上的聲壓水平(dB)。在圖11中，A表示當(dāng)利用第一 MEMS芯片13側(cè)時麥克風(fēng)單元I的麥克風(fēng)特性，B表示當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時麥克風(fēng)單元I的麥克風(fēng)特性。在第一 MEMS芯片13中,第一膜片134由于施加到第一膜片134的一個表面(下表面)的聲壓而振動，而在第二 MEMS芯片15中，第二膜片154由于施加到兩個表面(上表面和下表面)的聲壓差而振動。在距離衰減特性中，當(dāng)利用第一 MEMS芯片13側(cè)時，聲壓水平衰減了 1/R，而當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時，通過將第一 MEMS芯片13的特性相對于距離R進(jìn)行微分來獲得該特性，聲壓水平衰減了 1/R2。因此，如圖11所示，當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時與利用第一MEMS芯片13側(cè)的情況相比，振幅相對于到聲源的距離顯著下降，而且距離衰減增大。換句話說，當(dāng)利用第一 MEMS芯片13側(cè)時，與利用第二 MEMS芯片15側(cè)的情況相比，麥克風(fēng)單元I具有優(yōu)秀的接收遠(yuǎn)處聲音(聲源位于距離麥克風(fēng)單元I較遠(yuǎn)的位置)的功能。另一方面，當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時，麥克風(fēng)單元I具有優(yōu)秀的有效接收麥克風(fēng)單元I附近產(chǎn)生的目標(biāo)聲音并且去除背景噪聲(指除了目標(biāo)聲音之外的聲音)的功能。將進(jìn)一步描述后一種情況。麥克風(fēng)單兀I附近產(chǎn)生的目標(biāo)聲音的聲壓在第一音孔23和第二音孔25之間顯著衰減；傳輸?shù)降诙て?54的上表面的聲壓和傳輸?shù)降诙て?52的下表面的聲壓存在很大差異。另一方面，由于在背景噪聲中，聲源位于相較于目標(biāo)聲音更遠(yuǎn)的位置，因而背景噪聲在第一音孔23和第二音孔25之間幾乎沒有衰減，結(jié)果是，傳輸?shù)降诙て?54的上表面的聲壓和傳輸?shù)降诙て?54的下表面的聲壓之間的差顯減小。這里，假設(shè)從聲源到第一音孔23的距離和從聲源到第二音孔25的距離不同。由于第二膜片154接收到的背景噪聲的聲壓差明顯小，因而背景噪聲的聲壓在第二膜片154內(nèi)幾乎被消除了。相反，由于第二膜片154接收到的目標(biāo)聲音的聲壓差大，因而目標(biāo)聲音的聲壓在第二膜片154內(nèi)不能被消除。因此，通過第二膜片154的振動獲得的信號被當(dāng)作從中已經(jīng)去除了背景噪聲的目標(biāo)聲音的信號。因此，當(dāng)利用第二 MEMS芯片15側(cè)時，麥克風(fēng)單元I具有優(yōu)秀的去除背景噪聲并提取麥克風(fēng)單元I附近生成的目標(biāo)聲音的功倉泛。
如上所述，在麥克風(fēng)單元I中，從第一 MEMS芯片13提取出的信號和從第二 MEMS芯片15提取出的信號被單獨(dú)地處理(放大處理)并且被單獨(dú)地輸出到外部。因此，在應(yīng)用了麥克風(fēng)單元I的聲音輸入裝置中，根據(jù)附近聲源的聲音接收或者遠(yuǎn)處聲源的聲音接收的目的，在必要時選擇使用從MEMS芯片13和15中輸出的信號中的任意一個，因而可以實(shí)現(xiàn)聲音輸入裝置的多功能化。作為具體示例，描述將麥克風(fēng)單元I應(yīng)用于移動電話(聲音輸入裝置的示例)的情況。當(dāng)用戶通過移動電話進(jìn)行通話時，用戶通常將麥克風(fēng)單元I靠近用戶的嘴巴來講話。因此，當(dāng)用戶通過移動電話進(jìn)行通話時，優(yōu)選的是去除背景噪聲并且只接收目標(biāo)聲音。因此，例如，在通話時，優(yōu)選的是使用從麥克風(fēng)單元I輸出的多個信號中的從第二 MEMS芯片15提取出的信號。如上所述，現(xiàn)今的移動電話具有免提功能和錄像功能。當(dāng)以這種模式使用移動電話時，需要能夠接收距離麥克風(fēng)單元I較遠(yuǎn)的聲音。因此，例如，當(dāng)使用移動電話的免提功能或錄像功能時，優(yōu)選的是，能夠使用從麥克風(fēng)單元I輸出的多個信號中的從第一 MEMS芯片13提取出的信號。這里，由于遠(yuǎn)處聲音的輸入聲壓相對于近處聲音的低，因而獲得了高 的 SNR。如上所述，本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I具有以下兩種功能作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制性能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能(近場聲音接收功能)，以及作為能夠接收位置遠(yuǎn)離麥克風(fēng)單元I的聲源的遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)的功能(遠(yuǎn)場聲音接收功能)。因此，通過本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元1，容易實(shí)現(xiàn)應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置的功能性。在本實(shí)施例的麥克風(fēng)單兀I中，第一膜片134的聲音通道的一部分和第二膜片154的聲音通道的一部分是共享的，殼體的空間是共享的，因而減小了封裝尺寸。具體而言，在僅具有作為近講功能麥克風(fēng)功能的如圖26所示的傳統(tǒng)麥克風(fēng)Z中，在第一音孔Z3和第二音孔TA (這兩個音孔都是形成在安裝部Zl的下表面?zhèn)戎?之間物理上需要給定距離(例如，5mm)。因此，在第一音孔Z3的上部，即蓋部Z2中，產(chǎn)生聲學(xué)上沒有用到的無用區(qū)域。在本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中，第一容納空間121設(shè)置在該區(qū)域中，布置了第一 MEMS芯片13和第一 ASIC 14并且該區(qū)域被有效利用，結(jié)果是減小了麥克風(fēng)單元的尺寸。在圖26中，符號Z5表示MEMS芯片，符號Z6表示ASIC。由于本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I具有如上所述的兩種功能，因而不需要如傳統(tǒng)中需求的那樣單獨(dú)地安裝具有不同功能的兩個麥克風(fēng)。因此，當(dāng)制造多功能聲音輸入裝置時，可以減少所使用的構(gòu)件數(shù)量，并且減小(減少聲音輸入裝置的尺寸增加)麥克風(fēng)的安裝面積。由于在本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中通過利用形成在蓋部12中的凹部12b獲得了面向第一膜片134的上表面的氣密空間(背室)，因而容易增大背室的容量。這促進(jìn)強(qiáng)化了麥克風(fēng)的SNR。圖12是示出麥克風(fēng)中背室容量和麥克風(fēng)靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖。圖12示出了，隨著背室容量增大，麥克風(fēng)靈敏度得到了增強(qiáng)，而隨著背室容量減小，靈敏度迅速降低。當(dāng)使用小尺寸麥克風(fēng)時，難以充分地獲得背室容量，并且經(jīng)常將麥克風(fēng)設(shè)計在針對背室容量的靈敏度產(chǎn)生廣泛變化的區(qū)域。在這種情況下發(fā)現(xiàn)，僅僅通過稍微增大背室容量就可以顯著增強(qiáng)麥克風(fēng)靈敏度。圖13是用來示意通過背室容量改變麥克風(fēng)靈敏度和頻率之間的關(guān)系的事實(shí)的曲線圖。圖13示出了，隨著背室容量增大，麥克風(fēng)靈敏度得到增強(qiáng)，而當(dāng)背室內(nèi)容量小時，麥克風(fēng)靈敏度在低頻區(qū)域內(nèi)衰減。如上所述的特性是由膜片的彈簧常數(shù)(spring constant)和容納空間內(nèi)空氣的彈簧常數(shù)之間的平衡來確定的。如上所述，在實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I中，容易增大面向第一膜片134的上表面的背室的容量，因而容易強(qiáng)化麥克風(fēng)靈敏度。因此，當(dāng)使用第一 MEMS芯片13接收位置遠(yuǎn)離麥克風(fēng)單元I的聲源的遠(yuǎn)處聲音時，可以提高從麥克風(fēng)單元I輸出的信號的SNR。在本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I中，除了諸如LCP或PPS之類的樹脂材料、諸如FR-4之類的玻璃環(huán)氧材料以及陶瓷材料之外，還能夠用諸如鋁、黃銅、鐵或銅之類的導(dǎo)電金屬材料來形成蓋部12。金屬部連接到安裝部11或者用戶基板的GND部，因而可以獲得電磁屏蔽效果。甚至當(dāng)使用諸如樹脂材料、玻璃環(huán)氧材料或者陶瓷材料之類的絕緣材料時，它的表面也進(jìn)行了導(dǎo)電鍍層處理，因而絕緣材料能夠具有與金屬相同的電磁屏蔽效果。具體而言，蓋部12的上部和側(cè)部的外壁表面進(jìn)行導(dǎo)電鍍層(金屬鍍層)，而且導(dǎo)電的電鍍部連接到安裝部11或者用戶基板的GND部，結(jié)果是，可以獲得電磁屏蔽效果。為了減小麥克風(fēng)的厚度，需要減小單個組件的厚度。然而，當(dāng)樹脂材料和玻璃環(huán)氧 材料的厚度是O. 2mm或更小時，它們的強(qiáng)度顯著減小。因此，例如，施加到壁表面的外部聲壓有可能促使外壁振動，而且麥克風(fēng)自身的聲音接收功能有可能受到反面的影響。在蓋部12的外壁表面上形成導(dǎo)電金屬膜，因而可以提高蓋部12的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)而提高對于外部應(yīng)力的抵抗力；而且還可以通過減少不必要的振動而實(shí)現(xiàn)麥克風(fēng)自身的聲音接收功能?，F(xiàn)在將描述根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I的多個改型例。圖14是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第一改型例的剖視圖。圖14是類似于圖3的剖視圖。在麥克風(fēng)單元I的第一改型例中，在設(shè)置于殼體10的安裝部11內(nèi)的聲音通道的內(nèi)壁表面和蓋部12的內(nèi)壁表面上形成有涂層43。例如，當(dāng)使用諸如FR-4之類的基板材料作為安裝部11或蓋部12的材料時，從切割表面(處理過的表面)容易產(chǎn)生纖維性粉塵。例如，當(dāng)這種粉塵經(jīng)由設(shè)置在MEMS芯片13和15的固定電極132和152中的通孔132a和152a (參見圖6)進(jìn)入電極之間的內(nèi)部部分時，固定電極132和152與膜片134和154之間的空間被阻擋，因而MEMS芯片13和15出現(xiàn)不利的故障。從這點(diǎn)來看，作為第一改型例，形成了涂層43，因而可以防止微小粉塵的出現(xiàn)并且解決如上所述的問題。可以通過利用在基板制造工藝中經(jīng)常使用的鍍層處理技術(shù)來獲得涂層43 ;更具體而言，例如，可以通過Cu鍍層處理或者Cu+Ni鍍層處理來獲得涂層43?？梢酝ㄟ^在能夠進(jìn)行曝光和顯影的抗蝕劑材料上進(jìn)行涂敷處理來獲得涂層43。涂層43可以形成為多層；例如，在Cu鍍層處理之后，進(jìn)一步對抗蝕劑材料進(jìn)行涂敷處理，結(jié)果就獲得了該涂層。在麥克風(fēng)單元I中，密封電極焊墊20e形成在第一音孔23和第二音孔25周圍(參見圖IB等)。在這種配置中，當(dāng)將麥克風(fēng)單元I安裝在諸如移動電話之類的聲音輸入裝置中時，焊料流入第一音孔23和第二音孔25，因而聲音通道變窄而且被阻擋。防止該問題的一種有效的方式是用阻擋焊料的材料(例如抗蝕劑)來涂敷銅鍍層，以阻止焊料進(jìn)入。在如圖14所示的第一改型例中，設(shè)置在安裝部11和蓋部12上的涂層43 (以Cu鍍層作為具體示例)可以連接到固定電位(GND或電源)。設(shè)置在安裝部11上的涂層43能夠強(qiáng)化對于來自MEMS芯片13和15下方的外部電磁場的抵抗力。設(shè)置在蓋部12上的涂層43能夠強(qiáng)化對于來自MEMS芯片13和15上方的外部電磁場的抵抗力。這樣，能夠在MEMS芯片13和15的上側(cè)和下側(cè)這兩側(cè)來提供電磁屏蔽，因而可以顯著地強(qiáng)化對于外部電磁場的抵抗力(以防止外部電磁場噪聲進(jìn)入)。盡管在第一改型例中涂層43是設(shè)置在安裝部11和蓋部12上，然而本發(fā)明不限于這種配置。例如，可以將涂層43僅設(shè)置在安裝部11上(B卩，僅設(shè)置在設(shè)置于安裝部11內(nèi)的聲音通道的壁表面上)。圖15是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第二改型例的透視圖。在麥克風(fēng)單元I的第二改型例中，設(shè)置有屏蔽罩44以覆蓋麥克風(fēng)單元I的殼體10 (用安裝部11和蓋部12形成)。由導(dǎo)電材料(金屬)形成的屏蔽罩44基本上形成為盒狀，從蓋部12的側(cè)部布設(shè)以覆蓋殼體10，并且連接到固定電位(GND)。通過卷邊(crimping)來將該屏蔽罩44固定到殼體10 ;卷邊區(qū)域44a設(shè)置在屏蔽罩44中。以這種方式來用屏蔽罩44覆蓋殼體10，因而可 以強(qiáng)化對于外部電磁場的抵抗力(以防止外部電磁場噪聲進(jìn)入)。將金屬的厚度設(shè)定為大約50到200 μ m是合適的。在本改型例中，由于用金屬板覆蓋整個麥克風(fēng)殼體，因而可以獲得高的電磁屏蔽效果。圖16是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第三改型例的框圖。在麥克風(fēng)單元I的第三改型例中，容納在第一容納空間121中的第一 ASIC 14 (圖3)和容納在第二容納空間122中的第二 ASIC 16 (參見圖3)集成在一起，因而ASIC的數(shù)量設(shè)定為一個(提供了空間減小效果)。將在圖17中示出該情況下的位于安裝部11上的MEMS芯片和ASIC的布置示例。圖17是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第三改型例的配置的圖。圖17還是從上看去并入到麥克風(fēng)單元中的安裝部的示意性平面圖。為了容易理解，圖17還示出了容納空間121和122。第一 MEMS芯片13和ASIC 45均布置在第一容納空間121中；第二 MEMS芯片15布置在第二容納空間122中。在這種配置中，不可能用引線將ASIC 45與第二 MEMS芯片15直接連接。因此，例如，優(yōu)選的是，將從第二 MEMS芯片15提取出的引線連接到安裝板11上的電極端子19d，將從ASIC 45提取出的引線連接到安裝部11上的電極端子18d，并且電極端子18d和電極端子19d通過形成在安裝部11上的布線圖案PW (用虛線表示)連接起來。ASIC 45可以布置在第二容納空間122中。將在圖18中示出MEMS芯片和ASIC的另一種布置示例。圖18是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第三改型例的另一種配置的圖；圖18還是從上看去并入到麥克風(fēng)單元中的安裝部的示意性平面圖。如圖17那樣，圖18中也示出了容納空間121和122。第一 MEMS芯片13和ASIC 45布置在第一容納空間121中；第二 MEMS芯片15布置在第二容納空間122中。由于在這配置中不可能通過引線將ASIC 45與第二MEMS芯片15直接連接，因而通過倒裝芯片方式將第一 MEMS芯片13、第二 MEMS芯片15和ASIC14全部安裝在安裝部11上。在芯片的背表面上設(shè)置有電極焊墊，在安裝部11的側(cè)部設(shè)置有電極以面向芯片的電極焊墊，而且通過焊接等將二者結(jié)合起來。在安裝部11上，設(shè)置有用于為這些電極配裝布線的布線圖案PW (用虛線表示)。ASIC 45包括用于向第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15施加偏置電壓的電荷泵電路451。該電荷泵電路451將電源電壓VDD (例如，大約是I. 5到3伏)提高(例如，到大約6到10伏)，進(jìn)而將該偏置電壓施加到第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15。該ASIC45包括用來檢測第一MEMS芯片13的電容變化的第一放大器電路452和用來檢測第二MEMS芯片15的電容變化的第二放大器電路453。由第一放大器電路452和第二放大器電路453放大后的電信號獨(dú)立地從ASIC 45輸出。在第三改型例的麥克風(fēng)單元I中，基于第一 MEMS芯片13的電容變化提取出電信號由第一放大器電路452放大并最終從第一輸出電極焊墊20b輸出?；诘诙?MEMS芯片
15的電容變化提取出電信號由第二放大器電路453放大并最終從第二輸出電極焊墊20c輸出。盡管這里將共同的偏置電壓施加到了第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15，然而本發(fā)明不是旨在限制于這種配置。例如，可以設(shè)置兩個電荷泵電路，并將偏置電壓單獨(dú)地施加到第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15。在這種配置中，可以減少在第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15之間出現(xiàn)串講的可能性。 可以將兩個放大器電路452和453的放大增益設(shè)定為彼此不同。這里，優(yōu)選的是使得第二放大器電路453的放大增益大于第一放大器電路452的放大增益。圖19是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第四改型例的圖。在第四改型例的麥克風(fēng)單元I中，如第三改型例中那樣，也將ASIC的數(shù)量設(shè)定為一個。然而，第四改型例與第三改型例的不同之處在于以下的方面。具體而言，在第四改型例的麥克風(fēng)單元I中，設(shè)置有用于輸入來自外部(安裝了麥克風(fēng)單元I的聲音輸入裝置)的切換信號的切換電極焊墊20g (設(shè)置在殼體10外部作為外部連接電極焊墊)。通過經(jīng)由切換電極焊墊20g饋入的切換信號，操作設(shè)置在ASIC 45中的切換電路454。就此而言，第四改型例中的麥克風(fēng)單元I與第三改型例中的麥克風(fēng)單元I是不同的。第四改型例與第三改型例的不同之處還在于用于輸出到外部的輸出電極焊墊的數(shù)量是一個(輸出電極焊墊20f)。如圖19所不,切換電路454是對于將從第一放大器電路452輸出的信號和從第二放大器電路453輸出的信號中的哪一個輸出到外部進(jìn)行切換的電路。具體而言，在第四改型例的麥克風(fēng)單元I中，僅僅從第一 MEMS芯片13提取出的信號和從第二 MEMS芯片15提取出的信號中的任意一個被經(jīng)由輸出電極焊墊20f輸出到外部。在第四改型例中，在并入了麥克風(fēng)單兀I的聲音輸入裝置側(cè)，沒有必要進(jìn)行關(guān)于使用兩個輸入聲音信號中的哪一個的切換操作。在用切換信號進(jìn)行的切換電路454的切換操作中，例如，優(yōu)選的是使用信號的H(高電平)和L (低電平)。盡管在第四改型例中將共同的偏置電壓施加到第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15，然而，本發(fā)明不限于這種配置。也可以采用另一種配置。具體而言，例如，可以使用切換信號和切換電路來進(jìn)行關(guān)于將第一 MEMS芯片13和第二 MEMS芯片15中的哪一個電連接到電荷泵電路451的切換。這樣，可以減少在第一 MEMS芯片13和第二MEMS芯片15之間出現(xiàn)串講的可能性。圖20是用來示意根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第五改型例的框圖。在第五改型例的麥克風(fēng)單元I中，如在第四改型例中那樣，并入了用于從外部輸入切換信號的切換電極焊墊20g以及設(shè)置在ASIC 45中并且用經(jīng)由切換電極焊墊20g饋入的切換信號來進(jìn)行切換操作的切換電路454。然而，第五改型例與第四改型例的不同之處在于設(shè)置了兩個用于輸出到外部的輸出電極焊墊(第一輸出電極焊墊20b和第二輸出電極焊墊20c)。
切換電路454進(jìn)行關(guān)于將第一放大器電路452輸出的信號和第二放大器電路453輸出的信號從兩個輸出電極焊墊20b和20c中哪一個輸出的切換。具體而言，當(dāng)通過從切換電極焊墊20e輸入的切換信號將切換電路454引入第一模式時，將對應(yīng)于第一 MEMS芯片13的信號從第一輸出電極焊墊20b輸出，將對應(yīng)于第二MEMS芯片15的信號從第二輸出電極焊墊20c輸出。另一方面，當(dāng)通過該切換信號將切換電路454引入第二模式時,將對應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號從第一輸出電極焊墊20b輸出，將對應(yīng)于第一 MEMS芯片13的信號從第二輸出電極焊墊20c輸出。當(dāng)麥克風(fēng)單元和聲音輸入裝置的制造方彼此不同時，認(rèn)為存在以下類型的制造方作為聲音輸入裝置的制造方(A)希望將對應(yīng)于第一 MEMS芯片13的信號和對應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號這兩個信號均從麥克風(fēng)單元輸出的一類型制造方。(B)希望通過切換信號的切換來將對應(yīng)于第一 MEMS芯片13信號和對應(yīng)于第二 MEMS芯片15的信號中任意一個信號從麥克風(fēng)單元輸出的一類型制造方。就此而言，僅第五改型例的麥克風(fēng)單元I便于滿足如上所述(A)和(B)兩種類型制造方的需求。將描述根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的第六改型例。在第六改型例中，使用密封電極焊墊20e作為例如GND電極焊墊或者用于輸入電源電壓(VDD)的電源電極焊墊。存在以下示例作為具體示例使用兩個密封電極焊墊20e作為GND電極焊墊；兩個密封電極焊墊20e中的一個用作GND電極焊墊，而另一個用作電源電極焊墊。在這種配置中，可以減少形成在殼體10的外部表面(安裝部11的下表面IIb)上的外部連接電極焊墊20的數(shù)量。當(dāng)外部連接電極焊墊20的數(shù)量減少時，由于能夠增大設(shè)置在殼體10的外部表面上的多個電極焊墊中每一個的尺寸，因而可以提高多個電極焊墊中每一個結(jié)合到聲音輸入裝置(例如移動電話)的安裝表面的強(qiáng)度。在兩個密封電極焊墊20e用作GND電極焊墊的配置中，設(shè)置在音孔23和25周圍的密封電極焊墊20e被連續(xù)地形成從而到達(dá)到音孔23和25內(nèi)部(在音孔23和25的內(nèi)壁上進(jìn)行通孔鍍層)，因而強(qiáng)化了 GND，結(jié)果是還可以強(qiáng)化對于外部電磁場的抵抗力(以防止外部電磁場噪聲進(jìn)入)。第六改型例的配置與在第二改型例中描述的屏蔽罩44覆蓋殼體10的配置(參見圖15)相比具有優(yōu)勢。具體而言，當(dāng)殼體10較小時，難以獲得卷邊區(qū)域44a。然而，由于在第六改型例中能夠減少外部連接電極焊墊20的數(shù)量，因而容易獲得卷邊區(qū)域44a。2、實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元現(xiàn)在將描述實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元。圖21是示出根據(jù)實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元的配置的示意性剖視圖。圖21的截取位置與圖3相同。與實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I相同的部件用類似的符號來表示，然后將給出描述。在實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元2中，如實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I那樣，第一 MEMS芯片13、第一 ASIC 14、第二 MEMS芯片15和第二 ASIC 16容納在用安裝部11和蓋部12形成的殼體50中。由于MEMS芯片13和15和ASIC14和16以及它們之間的位置關(guān)系與連接關(guān)系與實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I相同，因而將不再重復(fù)其描述。如同實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I中那樣，例如通過接合多個平板來形成安裝部51。在縱長方向上靠近安裝部51的一個端部處(靠近圖21的右邊)，形成有通孔61(形成為從平面圖上看基本上具有矩形形狀)，該通孔61穿過上面安裝有MEMS芯片13和15以及ASIC 14和16的安裝表面(上表面)51a以及它的背表面(下表面)51b。由于通孔61是用來將聲音輸入到殼體10中的音孔，因而在以下的描述中將其表述為第一音孔61。第一音孔61的形狀和形成第一音孔61的位置與根據(jù)實(shí)施例一的第二音孔25的相同。在安裝部51的安裝表面51a的近似中心部(準(zhǔn)確來講，是在縱長方向上從中心處稍微靠右)中，設(shè)置有開口部62，第二 MEMS芯片15覆蓋該開口部62 (從平面圖上看基本上具有圓形形狀)。在安裝部51的安裝表面51a的背表面51b中，設(shè)置有開口部63 (在下文中表述為第二音孔63)，該第二開口部63形成第二音孔并且形成為從平面圖上看基本上具有矩形形狀。在安裝部51內(nèi)，形成有使得開口部62與第二音孔63連通的中空空間64(從平面圖上看基本上具有字母T的形狀)。開口部62、第二音孔63以及中空空間64的形狀分別與實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I中的第二開口部22、第一音孔23以及中空空間24相同。在安裝部51中，形成與根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I的安裝部11中相同的布線和電極焊墊(包括密封電極焊墊20e)。 蓋部52的外部形狀形成為基本上具有長方體形狀；將蓋部52縱長方向上(圖21中的左/右方向)和寬度方向上(圖21中的與平面正交的方向)的長度調(diào)整為使得當(dāng)將蓋部52覆蓋安裝部51以形成殼體50時，殼體50的側(cè)表面部基本上齊平。蓋部52與根據(jù)實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I的蓋部12的不同之處在于其中沒有設(shè)置分割部，而且蓋部52僅包括一個凹部。因此，如圖21所示，蓋部52覆蓋安裝部51，因而獲得了用來容納兩個MEMS芯片13和15以及兩個ASIC 14和16的一個容納空間521。在如上所述配置的實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元2中，如圖21所示，經(jīng)由第一音孔61輸入的聲波經(jīng)由容納空間521到達(dá)第一膜片134的一個表面(上表面)，而且還到達(dá)第二膜片154的一個表面(上表面)。經(jīng)由第二音孔63輸入的聲波經(jīng)由中空空間64和開口部62到達(dá)第二膜片154的另一個表面(下表面)。換句話說，在麥克風(fēng)單兀2中，用第一音孔61和容納空間521形成了第一聲音通道71，該第一聲音通道71將經(jīng)由第一音孔61輸入的聲波傳輸?shù)降谝荒て?34的一個表面，并且還將該聲波傳輸?shù)降诙て?54的一個表面。而且，用第二音孔63、中空空間64以及開口部62形成了第二聲音通道72,該第二聲音通道72將經(jīng)由第二音孔63輸入的聲波傳輸?shù)降诙て?54的另一個表面。防止聲波經(jīng)由第一膜片134的另一個表面從外部輸入，因而形成了沒有聲學(xué)泄漏的氣密空間(背室)。當(dāng)在麥克風(fēng)單元2外部產(chǎn)生聲音時，經(jīng)由第一音孔61輸入的聲波經(jīng)由第一聲音通道71到達(dá)第一膜片134的上表面，并且第一膜片134振動。因而，第一 MEMS芯片13的電容產(chǎn)生變化?；诘谝?MEMS芯片13的電容變化提取出的電信號受到由第一 ASIC 14 (在圖21中未不出，但是存在于關(guān)于第一 MEMS芯片13的圖的平面背后)的放大器電路142進(jìn)行的放大處理，而且最終從第一輸出電極焊墊20b輸出。而且，當(dāng)在麥克風(fēng)單元2外部產(chǎn)生聲音時，經(jīng)由第一音孔61輸入的聲波經(jīng)由第一聲音通道71到達(dá)第二膜片154的上表面,而且經(jīng)由第二音孔63輸入的聲波經(jīng)由第二聲音通道72到達(dá)第二膜片154的下表面。因此，第二膜片154由于施加到上表面的聲壓和施加到下表面的聲壓之間的差而振動。因而，第二 MEMS芯片15的電容產(chǎn)生變化?；诘诙﨧EMS芯片15的電容變化提取出的電信號受到由第二 ASIC 16的放大器電路162進(jìn)行的放大處理，并且最終從第二輸出電極焊墊20c輸出。與實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I那樣，實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元2具有以下兩種功能作為具有優(yōu)秀遠(yuǎn)處噪聲抑制功能的雙向性差分麥克風(fēng)的功能(通過使用從第二 MEMS芯片15提取出的信號獲得)，以及作為能夠接收遠(yuǎn)處聲音的全向性麥克風(fēng)的功能(通過使用從第一MEMS芯片13提取出的信號獲得)。因此，通過本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元2，容易實(shí)現(xiàn)應(yīng)用了該麥克風(fēng)單元I的聲音輸入裝置的功能性。由于實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元2具有如上所述的兩種功能，因而為了獲得這兩種功能，不需要如傳統(tǒng)中需求的那樣單獨(dú)地安裝具有不同功能的兩個麥克風(fēng)。因此，當(dāng)制造多功能聲音輸入裝置時，可以減少所使用的構(gòu)件數(shù)量，并且減小(減小聲音輸入裝置的尺寸增力口)麥克風(fēng)的安裝面積。實(shí)施例一的改型例I到6也可以應(yīng)用于實(shí)施例二的麥克風(fēng)單元2。(應(yīng)用了本發(fā)明的麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置)現(xiàn)在將描述應(yīng)用了本發(fā)明的麥克風(fēng)單元的聲音輸入裝置的配置示例。這里，將以聲音輸入裝置是移動電話的情況為例進(jìn)行描述。而且，將以麥克風(fēng)單元是實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元I的情況為例進(jìn)行描述。圖22是示出應(yīng)用了實(shí)施例一的麥克風(fēng)單元的移動電話實(shí)施例的示意性配置的平面圖。圖23是沿著圖22中位置B-B截取的示意性截面圖。如圖22所示，在移動電話8的殼體81的下部側(cè)設(shè)置有兩個音孔811和812 ;用戶的聲音經(jīng)由這兩個音孔811和812輸入至布置在該殼體81內(nèi)的麥克風(fēng)單元I中。如圖23所示，在移動電話8的殼體81中，并入了其上安裝有麥克風(fēng)單元I的安裝基板82。在安裝基板82上，設(shè)置有多個電極焊墊，這些電極焊墊電連接到并入于麥克風(fēng)單元I中的多個外部連接電極焊墊20 (包括密封電極焊墊20e)。麥克風(fēng)單元I通過例如用焊料被電連接到安裝基板82而被固定到安裝基板82。因而，電源電壓施加到麥克風(fēng)單元I上，而且從麥克風(fēng)單元I輸出的電信號被饋入到設(shè)置在安裝基板82上的聲音信號處理部(未示出)。在安裝基板82中，在與設(shè)置在移動電話8的殼體81中的兩個音孔811和812相對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔821和822。在移動電話8的殼體81和安裝基板82之間，布置有墊圈83從而維持氣密性而不出現(xiàn)聲學(xué)泄漏。在墊圈83中，在與設(shè)置在移動電話8的殼體81中的兩個音孔811和812相對應(yīng)的位置處設(shè)置有通孔831和832。麥克風(fēng)單元I布置為使得第一音孔23重疊在設(shè)置于安裝基板82中的通孔821上，且第二音孔25重疊在設(shè)置于安裝基板82中的通孔822上。當(dāng)將麥克風(fēng)單元I安裝到安裝基板82上時，布置在第一音孔23和第二音孔25周圍的密封電極焊墊20e通過焊料結(jié)合到安裝基板82上。因此，在麥克風(fēng)單元I和安裝基板82之間氣密性得以維持而不出現(xiàn)聲學(xué)泄漏。由于如上所述配置了移動電話，因而在移動電話8的殼體81外部產(chǎn)生的聲音被經(jīng)由移動電話8的音孔811輸入，經(jīng)由通孔831 (設(shè)置在墊圈83中)和通孔821 (設(shè)置在安裝基板82中)到達(dá)麥克風(fēng)單元I的第一音孔23，并且進(jìn)一步穿過第一聲音通道41而到達(dá)第一 MEMS芯片13的第一膜片134的一個表面(圖23中的上表面)并且到達(dá)第二 MEMS芯片15的一個表面(圖23中的上表面)。而且,在移動電話8的殼體81的外部產(chǎn)生的聲音被經(jīng)由移動電話的音孔812輸入，經(jīng)由通孔832 (設(shè)置在墊圈83中)和通孔822 (設(shè)置在安裝基板82中)到達(dá)麥克風(fēng)單元I的第二音孔25，并且進(jìn)一步穿過第二聲音通道42而到達(dá)第二MEMS芯片15的第二膜片154的另一個表面(圖23中的下表面)。在本實(shí)施例的移動電話8中，如圖22所示,設(shè)置有模式切換按鈕84,該按鈕切換近講模式和免提模式(可以包括錄像模式)。在設(shè)置在安裝基板82上的聲音信號處理部(未示出)中，當(dāng)用模式切換按鈕84選擇了近講模式時，進(jìn)行使用從麥克風(fēng)單元I輸出的多個信號中與第二 MEMS芯片15相對應(yīng)的信號的處理。當(dāng)用模式切換按鈕84選擇了免提模式(或者錄像模式)時，進(jìn)行使用從麥克風(fēng)單元I輸出的多個信號中與第一 MEMS芯片13相對應(yīng)的信號的處理。這樣，可以在每個模式下進(jìn)行優(yōu)選的信號處理。順便提及，本申請的申請人已經(jīng)提交了一專利申請(JP-A-2009-293989)，該專利申請公開了另一方案的麥克風(fēng)單元，該麥克風(fēng)單元能夠例如在近講模式和免提模式之間切換。圖24是安裝了在先前申請中公開的麥克風(fēng)單元的移動電話的示意性剖視圖。在先前 申請中公開的麥克風(fēng)單元X與本申請公開的麥克風(fēng)單元的不同之處在于音孔(第一音孔X5和第二音孔X6)不是形成在其上安裝有MEMS芯片X3和X4等的安裝部Xl中，而是形成在覆蓋安裝部Xl的蓋部X2中。在先前申請中公開的麥克風(fēng)單兀X中，形成了第一聲音通道P1，該第一聲音通道Pl使用形成在蓋部X2中的第一音孔X5和通過安裝部Xl的上表面上的蓋部X2的覆蓋而形成的容納空間X7，進(jìn)而將經(jīng)由第一音孔X5輸入的聲波傳輸?shù)降谝荒て琗31的一個表面(圖24中的上表面),并且還將該聲波傳輸?shù)降诙て琗41的一個表面(圖24中的上表面)。形成了第二聲音通道P2，該第二聲音通道P2使用形成在蓋部X2中的第二音孔X6、第一開口部XII、中空空間X12以及形成在安裝部Xl中的第二開口部X13，進(jìn)而將經(jīng)由第二音孔X6輸入的聲波傳輸?shù)降诙て琗41的另一個表面(圖24中的下表面)。聲波沒有經(jīng)由第一膜片X31的另一個表面(下表面)從外部輸入，形成了沒有聲學(xué)泄漏的氣密空間(背室)。如圖24所示，在先前申請中公開的麥克風(fēng)單元X安裝在設(shè)置于移動電話Y的殼體Yl內(nèi)的安裝基板Y2上。在安裝基板Y2上，設(shè)置有多個電極焊墊，這些電極焊墊電連接到并入到麥克風(fēng)單元X中的多個外部連接電極焊墊X8。該麥克風(fēng)單元X例如用焊料電連接到安裝基板Y2。因而，電源電壓施加到麥克風(fēng)單元X上，并且從麥克風(fēng)單元X輸出的電信號被饋入到設(shè)置在安裝基板Y2上的聲音信號處理部(未示出)。該麥克風(fēng)單兀X布置為使得第一音孔X5重疊在形成于移動電話Y的殼體Π中的音孔YlI上，并且使得第二音孔X6重疊在形成于移動電話Y的殼體Yl中的音孔Y12上。在移動電話Y的殼體Yl和麥克風(fēng)單元Y之間布置有墊圈G，從而維持氣密性而不出現(xiàn)聲學(xué)泄漏。在墊圈G中，形成有通孔Gl從而使得該通孔重疊在移動電話Y的殼體Yl的音孔Yll上，而且形成有通孔G2從而使得該通孔重疊在移動電話Y的殼體Yl的音孔Y12上。將描述本發(fā)明的麥克風(fēng)單元I和2 (在下文中表示為下孔品(lower-holeitem))相對于如上討論所配置的麥克風(fēng)單元X (在下文中表示為上孔品(upper-hole item))的優(yōu)點(diǎn)。由于與上孔品相比，在下孔品中，移動電話的殼體與安裝基板之間的間隙d (參見圖23和圖24)能夠變窄，因而可以容易地減小移動電話的厚度。當(dāng)在上孔品中將麥克風(fēng)單元X連附到安裝基板Y2以使得麥克風(fēng)單元X向安裝基板Y2傾斜時，可以造成使用了墊圈G的不充分氣密性。然而，在下孔品中沒有出現(xiàn)這一問題。當(dāng)在上孔品中將麥克風(fēng)單元X安裝到安裝基板Y2上時，可能在安裝基板Y2平面內(nèi)的方向上或者在安裝基板Y2的厚度方向上產(chǎn)生裝配誤差(assembly error)?？紤]到平面內(nèi)方向上這種誤差的出現(xiàn)，例如，不利的是需要增大上孔品中設(shè)置在墊圈G中的通孔Gl和G2的開口面積。當(dāng)墊圈G中的通孔Gl和G2的開口面積過度增大時，墊圈G和麥克風(fēng)單元X之間不能獲得充分的接觸面積，因而可能導(dǎo)致氣密性不充分。由于如上所述當(dāng)在厚度方向上產(chǎn)生誤差時可能導(dǎo)致氣密性不充分，因而需要進(jìn)行設(shè)計以使得墊圈G的厚度增大。在下孔品中，可以不需要對于如上所述的麥克風(fēng)單元I和2的裝配誤差進(jìn)行任何考慮而設(shè)計墊圈83，因而增強(qiáng)了墊圈83的設(shè)計靈活性。此外，在上孔品中，當(dāng)將它并入到移動電話Y中時，用具有彈性的墊圈G來擠壓麥克風(fēng)單元X。因此，向MEMS芯片X3和X4施加了應(yīng)力，因而存在MEMS芯片X3和X4的靈敏度變化的可能性。另一方面，由于在下孔品中在墊圈83和麥克風(fēng)單元I和2之間存在具有高度剛性的安裝基板82，因而如上所述的應(yīng)力不可能施加到MEMS芯片13和15。
(其他)如上所述的根據(jù)實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I和2以及聲音輸入裝置8是本發(fā)明的簡單示例；本發(fā)明的范圍不限于如上所述的實(shí)施例。換句話說，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，可以對如上所述的實(shí)施例進(jìn)行各種改型。例如，盡管在如上所述的實(shí)施例中ASIC 14和16 (電路部)包括在麥克風(fēng)單元I和2中，然而該電路部也可以布置在麥克風(fēng)單元外部。盡管在如上所述的實(shí)施例中MEMS芯片13和15與ASIC 14和16形成為單獨(dú)的芯片，然而也可以在MEMS芯片13和15的硅基板上以單片方式形成ASIC 14和16的集成電路。在如上所述的實(shí)施例中，還使用第一音孔23和第二音孔25周圍的聲學(xué)密封部來作為電極焊墊，并且描述了通過焊料結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。在聲學(xué)密封部的另一個配置示例中，可以將熱塑粘附條粘附到第一音孔23和第二音孔25的周邊從在焊料回流的時候進(jìn)行密封結(jié)
入
口 ο盡管在如上所述的實(shí)施例中本發(fā)明的第一振動部和第二振動部是通過利用半導(dǎo)體制造技術(shù)形成的MEMS芯片13和15，然而本發(fā)明并不是旨在限制于這種配置。例如，第一振動部和/或第二振動部可以是使用駐極體膜(electret film)等的電容器麥克風(fēng)。在如上所述的實(shí)施例中，作為本發(fā)明的第一振動部和第二振動部，采用了所謂的電容器麥克風(fēng)。然而，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于采用了除了電容器麥克風(fēng)之外的麥克風(fēng)的麥克風(fēng)單元中。例如，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于采用了電動型(動電型)、電磁型(磁性)、壓電型等類型的麥克風(fēng)的麥克風(fēng)單元中。作為如上所述的根據(jù)本實(shí)施例的麥克風(fēng)單元I所安裝的聲音輸入裝置(移動電話8)的改型例，與第一 MEMS芯片13相對應(yīng)的信號和與第二 MEMS芯片15相對應(yīng)的芯片可以在聲音信號處理部85中進(jìn)行相加、相減或?yàn)V波處理(參見圖25)。進(jìn)行了這種類型的處理，因而可以控制聲音輸入裝置(例如，移動電話)的方向性特性，并且接收指定區(qū)域的聲音。例如，可以實(shí)現(xiàn)任意方向性特性，例如全向性、超心形(hyper cardioid)、超級心形(super cardioid)或者單向性。盡管這里通過聲音輸入裝置進(jìn)行用于控制方向性特性的處理，然而也可以將麥克風(fēng)單元的ASIC形成為一個芯片，并且可以提供能夠進(jìn)行用來在ASIC上控制方向行特性的處理的處理部。麥克風(fēng)單元的形狀不是旨在限制于本實(shí)施例的形狀，該形狀的各種改型自然也是可行的。工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明的麥克風(fēng)單元能夠適當(dāng)?shù)赜糜诶缫苿与娫?。附圖標(biāo)記說明1、2麥克風(fēng)單元
8移動電話(聲音輸入裝置)10、50殼體11,51安裝部lla、51a安裝表面I lb、5Ib安裝表面的背表面12,52蓋部13第一 MEMS芯片(第一振動部)14第一 ASIC (第一電路部)15第二 MEMS芯片(第二振動部)16第二 ASIC (第二電路部)18a到18c、19a到19c電極端子(位于安裝表面上的電極)20外部連接電極焊墊(背表面電極焊墊)20e密封電極焊墊(密封部)21第一開口部22第二開口部23、61第一音孔24、64中空空間25,63第二音孔41、71第一聲音通道42,72第二聲音通道45ASIC (電路部)65開口部82安裝基板121第一容納空間122第二容納空間134第一膜片154第二膜片521容納空間
權(quán)利要求
1.一種麥克風(fēng)單兀，包括 第一振動部，基于第一膜片的振動將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號； 第二振動部，基于第二膜片的振動將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號；以及 殼體，容納所述第一振動部和所述第二振動部于其中，并且包括面向外部的第一音孔和第二音孔， 其中，所述殼體包括具有安裝表面的安裝部，所述第一振動部和所述第二振動部安裝在所述安裝表面上， 所述第一音孔和所述第二音孔設(shè)置在所述安裝部的所述安裝表面的背表面中， 在所述殼體中，設(shè)置有第一聲音通道，所述第一聲音通道將經(jīng)由所述第一音孔輸入的聲波傳輸至所述第一膜片的一個表面，并且還將所述聲波傳輸?shù)剿龅诙て囊粋€表面，并且設(shè)置有第二聲音通道，所述第二聲音通道將經(jīng)由所述第二音孔輸入的聲波傳輸至所述第二膜片的另一個表面，以及 所述第一膜片的另一個表面面向形成在所述殼體內(nèi)的氣密空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的麥克風(fēng)單元，其中， 所述殼體還包括蓋部，所述蓋部覆蓋所述安裝部，以和所述安裝部一起形成用來容納所述第一振動部的第一容納空間和用來容納所述第二振動部的第二容納空間， 在所述安裝表面中設(shè)置有被所述第一振動部覆蓋的第一開口部和被所述第二振動部覆蓋的第二開口部， 所述第一聲音通道是用所述第一音孔、所述第一開口部、所述第二開口部以及形成在所述安裝部內(nèi)并且使得所述第一音孔與所述第一開口部和所述第二開口部連通的中空空間形成的，以及 所述第二聲音通道是用所述第二音孔和所述第二容納空間形成的，所述第二音孔是穿過所述安裝部的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的麥克風(fēng)單元，其中， 所述殼體還包括蓋部，所述蓋部覆蓋所述安裝部，以和所述安裝部一起形成用來容納所述第一振動部和所述第二振動部的容納空間， 在所述安裝表面中設(shè)置有被所述第二振動部覆蓋的開口部， 所述第一聲音通道是用所述第一音孔和所述容納空間形成的，所述第一音孔是穿過所述安裝部的通孔， 所述第二聲音通道是用所述第二音孔、所述開口部以及形成在所述安裝部內(nèi)并且使得所述第二音孔與所述開口部連通的中空空間形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單元，還包括 電路部，安裝在所述安裝部上并且處理在所述第一振動部和所述第二振動部中獲得的電信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的麥克風(fēng)單元，其中， 所述電路部是用第一電路部和第二電路部形成的，所述第一電路部處理在所述第一振動部中獲得的電信號，所述第二電路部處理在所述第二振動部中獲得的電信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的麥克風(fēng)單元，其中， 在所述安裝表面上形成有用于電連接到所述電路部的電極，而且在所述安裝部的背表面上形成有電連接到所述安裝表面上的所述電極的背表面電極焊墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6中任一權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單元，其中， 在所述安裝部的所述安裝表面的背表面上，形成有密封部，以當(dāng)所述密封部被安裝到安裝基板上包圍所述第一音孔和所述第二音孔的周邊時產(chǎn)生氣密性。
8.—種聲音輸入裝置,包括如權(quán)利要求I到7中任一權(quán)利要求所述的麥克風(fēng)單兀。
全文摘要
所公開的麥克風(fēng)單元(1)設(shè)置有殼體(10)，該殼體(10)容納第一振動單元(13)和第二振動單元(15)，并且設(shè)置有第一音孔(23)和第二音孔(25)。該殼體(10)包含安裝部(11)，安裝部(11)具有安裝第一振動單元(13)和第二振動單元(15)的安裝表面(11a)，并且設(shè)置有位于安裝表面(11a)的背表面(11b)上的第一音孔(23)和第二音孔(25)；殼體(10)設(shè)置有第一聲音通道(41)和第二聲音通道(42)，第一聲音通道(41)將從第一音孔(23)輸入的聲波傳輸?shù)降谝徽駝影?134)的一個表面，并傳輸?shù)降诙駝影?154)的一個表面，第二聲音通道(42)將從第二音孔(25)輸入的聲波傳輸?shù)降诙駝影?154)的另一個表面。第一振動板(134)的另一個表面面向形成在殼體(10)內(nèi)的密閉密封空間。
文檔編號H04R1/38GK102934464SQ20118002737
公開日2013年2月13日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者田中史記, 豬田岳司, 堀邊隆介 申請人:船井電機(jī)株式會社