JP7131746B2 - Manufacturing method of microphone device - Google Patents
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Description
本発明は、生体音を収集するためのマイクロフォン装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a microphone device for collecting body sounds.
医療現場では聴診器により生体音を収集して診断を行っている。また近年は、聴診器の電子化が進んでいる。この種の生体音を収集するマクロフォン装置は、例えば特許文献１に一例が開示されている。
In the medical field, a stethoscope is used to collect body sounds for diagnosis. Moreover, in recent years, computerization of stethoscopes is progressing. An example of a microphone device that collects body sounds of this type is disclosed in
特許文献１に開示されているマイクロフォン装置の断面図を図７に示す。図７に示すようにこの種のマイクロフォン装置は、マイク素子２１が、中空部に遮音材２２を充填した実装基材２３上に搭載されている。またマイク素子２１は、生体音を伝番させる軟性部材２４で被覆されている。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the microphone device disclosed in
このような構造のマイクロフォン装置は、軟性部材２４の表面を例えば人体の皮膚に接触させ、軟性部材２４表面から内部へ伝搬する生体音をマイク素子２１でセンシングする。生体音をセンシングしたマイク素子２１からは、検出信号が信号線２５を通して出力される。
In the microphone device having such a structure, the surface of the
従来提案されている生体音収集用のマイクロフォン装置を製造する場合、遮音材２２が充填された実装基板２３にマイク素子２１が実装し、１個ずつ組み立てる必要があった。そのため、製造コストが嵩み、普及の妨げとなっていた。本発明はこのような問題点を解消し、量産性に優れたマイクロフォン装置の製造方法を提供することを目的とする。
When manufacturing the conventionally proposed microphone device for collecting body sounds, it was necessary to mount the
上記目的を達成するため本願請求項１に係る発明は、複数の凹部と、該凹部を取り囲む隔壁部と、外部電極と、基板電極と、該基板電極と前記外部電極とを接続する貫通電極とを備えた実装基板を用意する工程と、前記凹部のそれぞれにマイク素子を搭載し、該マイク素子の電極と前記基板電極とを接続する工程と、前記凹部内に軟性部材を充填して前記実装基板表面を平坦化する工程と、前記隔壁部を切断し、１個あるいは複数のマイク素子を含む複数のマイクロフォン装置に個片化する工程と、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本願請求項２に係る発明は、請求項１記載のマイクロフォン装置の製造方法において、前記実装基板表面を平坦化する工程は、前記凹部内に第１の軟性部材を充填する工程と、該第１の軟性部材表面上に第２の軟性部材を充填して平坦化する工程とからなることを特徴とする。
According to
本願請求項３に係る発明は、請求項２記載のマイクロフォン装置の製造方法において、前記第１の軟性部材としてポリエーテルゴム、多硫化ゴムあるいはシリコーンゴムのいずれの材料から選択し、前記第２の軟性部材として前記ポリエーテルゴム、多硫化ゴムあるいはシリコーンゴムのいずれかに、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウムあるいは酸化ジルコニウムの少なくともいずれかの微粒子を分散させたいずれかの材料から選択することを特徴とする。
According to
本発明のマイクロフォン装置の製造方法は、一般的な半導体装置の製造工程のみで構成されており、安価で量産性に優れた製造方法である。また本発明の製造方法では、マイク素子を複数含むマイクアレイを形成することができ、高精度のマイクロフォン装置を形成することが可能となる。 The method of manufacturing a microphone device according to the present invention is composed only of manufacturing steps of general semiconductor devices, and is inexpensive and excellent in mass productivity. Moreover, in the manufacturing method of the present invention, a microphone array including a plurality of microphone elements can be formed, and a highly accurate microphone device can be formed.
本発明により安価に供給されるマイクロフォン装置を医療機器、例えば電子聴診器に採用した場合、通信システムと容易に連結した遠隔医療の拡大や、人工知能と連結した診断システムの拡大等、適用範囲の拡大が可能となる。 When the microphone device supplied at low cost according to the present invention is adopted for medical equipment, for example, an electronic stethoscope, the scope of application is expanded, such as the expansion of telemedicine that is easily connected to a communication system and the expansion of a diagnostic system that is connected to artificial intelligence. Expansion is possible.
本発明の生体音収集用のマイクロフォン装置の製造方法は、一般的な半導体装置の製造工程のみにより構成することができる。以下、本発明のマイクロフォン装置の製造方法について、人体の生体音を収集するためのマイクロフォン装置を例にとり、詳細に説明する。 The method of manufacturing a microphone device for collecting body sounds according to the present invention can be configured using only general semiconductor device manufacturing processes. Hereinafter, the method for manufacturing the microphone device of the present invention will be described in detail, taking a microphone device for collecting body sounds of a human body as an example.
本発明の第１の実施例について説明する。まず、実装基板１を用意する。この実装基板１は、一般的な半導体装置の実装基板を採用することができる。具体的は、エポキシ樹脂からなる実装基板を用意する。実装基板１は、生体音を収集するためマイクロフォン装置の表面を人体に押し当てる際、それ自体が変形しない硬さの材料であれば、適宜選択することができる。
A first embodiment of the present invention will be described. First, the
平面形状が矩形状の実装基板１には、図１に示すように複数の凹部２がマトリックス状に形成されており、各凹部２は隔壁部３で囲まれている。各凹部２の底部上には、それぞれ後述するマイク素子が搭載されるため、マイク素子の電極と接続する基板電極４が形成されている。各基板電極４は、実装基板１の表面から裏面に達する貫通電極５を介して外部電極６に接続している。この外部電極６からマイク素子の出力信号を検出信号として取り出すことができる。実装基板１に形成される基板電極４、貫通電極５および外部電極６の配置は、適宜変更することができる。
As shown in FIG. 1, a plurality of
次に各凹部２にマイク素子７を搭載する（図２）。マイク素子７の電極（図示せず）は、周知の手段により基板電極４と接続され、貫通電極５を介して外部電極６に接続される。
Next, a
ここで本実施例に使用するマイク素子７は、後述するようにその表面を軟性部材で覆う構成となる。即ち、人体の内部で生じた音が人体の表面に伝搬し、この表面で生じた振動を軟性部材を通してマイク素子７に伝搬する構成となっている。従ってマイク素子７は、軟性部材を通して伝搬する振動に対して検知信号を出力可能なものを用意する必要がある。一例として、検知部を圧電薄膜で構成し、軟性部材の振動により圧電薄膜が変形して検出信号を出力する圧電型マイク素子を採用することができる。あるいは、容量型マイク素子であっても良い。
Here, the
次に、凹部２内に第１の軟性部材８を隔壁部３と同じ高さとなるように充填する（図３）。第１の軟性部材８としては、生体音に起因する振動をマイク素子７に伝搬させるため、粘弾性体やゴム弾性体を使用することができ、例えばポリエーテルゴム、多流化ゴム、シリコーンゴムを用いることができる。より好ましくは、シリコーンゴムやウレタンエラストマーを用いる。
Next, the
第１の軟性部材８の表面が人体への接触面となるが、材料の選択によっては第１の軟性部材８の音響インピーダンスと人体の音響インピーダンスとに大きな差があり、接触面での減衰が大きくなる場合がある。そこで、第１の軟性部材８に酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウムあるいは酸化ジルコニウムのような硬度が高く、人体に対して安全で、粒径の揃った微粒子を分散させた第２の軟性部材９を用意し、第１の軟性部材８表面を第２の軟性部材９で覆うこともできる（図４）。図４に示す例では、隔壁部３上にも第２の軟性部材８で被覆しているが、少なくとも第１の軟性部材８上に第２の軟性部材９を形成すれば良い。
The surface of the first
第１の軟性部材８のみを形成する場合は第１の軟性部材８の表面、第１の軟性部材８上に第２の軟性部材９を形成する場合は第２の軟性部材９の表面は、人体の表面に隙間なく接することができる程度に平坦化する。また、人体の表面に押し当てる際、第１の軟性部材８および第２の軟性部材９はわずかに変形するものの、隔壁部３は変形しない硬さを有するような材料の組み合わせとする。
The surface of the first
次に個片化を行う。実装基板１上にはマトリックス状にマイク素子７が配置されており、このマイク素子７を囲むように格子状に隔壁部３が配置されている。そこで、隔壁部３の中央部を格子状に切断する。その方法は、半導体装置の個片化を行う方法を採用することができる。具体的には、実装基板１をダイシング用シート１０に貼り付けた後、タイシングソーを走行させることで隔壁部３の中央に切削除去部１１を形成する（図５）。図５に示すように、隔壁部３の一部をダイシング用シート１２に達するまで切削し、切削除去部１１を形成することで個片化される。全ての隔壁部３に沿って切削除去部１１を形成すると、１個のマイク素子７を備えたマイクロフォン装置が形成できる。この個片化は、ダイシングソーを用いる代わりに、レーザー光を照射して行うことも可能である。
Next, singulation is performed.
このように形成したマイクロフォン装置を、例えばチェストピース部に装着すると電子聴診器として使用することができる。 A microphone device formed in this manner can be used as an electronic stethoscope by attaching it to, for example, a chest piece.
次に第２の実施例について説明する。上述の第１の実施例では１個のマイクロフォン装置に１個のマイク素子７を備える構成としていたが、複数のマイク素子７を備える構成とすることもできる。この場合、上述の第１の実施例で説明した個片化の際、切削除去部１１の形成場所を変更すればよい。
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment described above, one
例えば図６に示すように、所望の位置の隔壁部３を切削除去し複数のマイク素子７を含むように個片化すれば、所望の数（図６では２個のマイク素子７が並んだ状態）のマイク素子７を備えたマイクロフォン装置を形成することができる。この切削除去部１１は格子状に形成されるので、縦方向、横方向に並ぶマイク素子７の数をそれぞれ同数にしたり、異なる数にしたり、適宜設定することができる。
For example, as shown in FIG. 6, by cutting and removing the
このように構成すると、各マイク素子７の出力信号が合算して出力させることができ、出力信号の大きいマクロフォン装置を形成することができる。また、１個の生体音収集用マイクロフォンに異なる周波数特性のマイク素子７を備える構成とすることで、広帯域のマイクロフォン装置とすることもできる。
With this configuration, the output signals of the
以上説明したように、本発明によれば通常の半導体装置の製造方法に使用される材料、方法により複数のマイクロフォン素子を複数形成することができ、非常の簡便で安価に形成することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to form a plurality of microphone elements using materials and methods that are commonly used for manufacturing semiconductor devices, and to form them very simply and inexpensively.
なお本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々変更可能である。例えばマイクロフォン装置は、電子聴診器に限らず、生体音を測定する各種モニター用マイクロフォンとして使用することができる。また聴音対象は、ヒトに限らず、犬等の動物であっても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways. For example, the microphone device can be used not only as an electronic stethoscope but also as various monitor microphones for measuring body sounds. Also, the listening target is not limited to humans, and may be animals such as dogs.
１：実装基板、２：凹部、３隔壁部、４：基板電極、５：貫通電極、６：外部電極、７：マイク素子、８：第１の軟性部材、９：第２の軟性部材、１０：ダイシング用テープ、１１：切削除去部、２１：マイク素子、２２：遮音材、２３：実装基板、２４：軟性部材、２５：信号線 1: mounting board, 2: recess, 3 partition, 4: substrate electrode, 5: through electrode, 6: external electrode, 7: microphone element, 8: first flexible member, 9: second flexible member, 10 : dicing tape, 11: cut removal portion, 21: microphone element, 22: sound insulation material, 23: mounting substrate, 24: flexible member, 25: signal line
Claims (3)
前記凹部のそれぞれにマイク素子を搭載し、該マイク素子の電極と前記基板電極とを接続する工程と、
前記凹部内に軟性部材を充填して前記実装基板表面を平坦化する工程と、
前記隔壁部を切断し、１個あるいは複数のマイク素子を含む複数のマイクロフォン装置に個片化する工程と、を含むことを特徴とするマイクロフォン装置の製造方法。 preparing a mounting substrate having a plurality of recesses, partition walls surrounding the recesses, external electrodes, substrate electrodes, and through electrodes connecting the substrate electrodes and the external electrodes;
a step of mounting a microphone element in each of the recesses and connecting an electrode of the microphone element and the substrate electrode;
filling the recess with a soft member to flatten the surface of the mounting substrate;
A method of manufacturing a microphone device, comprising a step of cutting the partition wall to singulate into a plurality of microphone devices each including one or a plurality of microphone elements.
前記実装基板表面を平坦化する工程は、前記凹部内に第１の軟性部材を充填する工程と、該第１の軟性部材表面上に第２の軟性部材を充填して平坦化する工程とからなることを特徴とするマイクロフォン装置の製造方法。 The manufacturing method of the microphone device according to claim 1,
The step of flattening the surface of the mounting substrate comprises a step of filling the recess with a first flexible member and a step of filling the surface of the first flexible member with a second flexible member to flatten the surface. A method of manufacturing a microphone device, characterized by:
前記第１の軟性部材としてポリエーテルゴム、多硫化ゴムあるいはシリコーンゴムのいずれの材料から選択し、
前記第２の軟性部材として前記ポリエーテルゴム、多硫化ゴムあるいはシリコーンゴムのいずれかに、酸化チタン、酸化シリコン、酸化アルミニウムあるいは酸化ジルコニウムの少なくともいずれかの微粒子を分散させたいずれかの材料から選択することを特徴とするマイクロフォン装置の製造方法。 In the manufacturing method of the microphone device according to claim 2,
selecting any material from polyether rubber, polysulfide rubber or silicone rubber as the first flexible member;
The second flexible member is selected from any material in which fine particles of at least one of titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, and zirconium oxide are dispersed in any of the polyether rubber, polysulfide rubber, and silicone rubber. A method of manufacturing a microphone device, characterized by:
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2018
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