静电容量型转换器的制造方法_2

文档序号:9203095阅读:来源:国知局
方面,具备包括所述第一止动件及所述第二止动件在内的多个止动件,所述第二止动件附近的止动件的数量密度比所述第一止动件附近的止动件的数量密度大。在突出长度长的第二止动件中,应力集中在隔膜的与第二止动件接触的部分,但通过加大第二止动件的数量密度,能够加大接触面积,能够使接触面的应力分散。
[0028]本发明的静电容量型转换器通过在所述背板上开设有用于使声响振动通过的声孔,能够作为声响传感器而使用。另外,本发明的声响传感器能够与电路部一同作为麦克风而使用。
[0029]此外,用于解决本发明的上述课题的手段具有将以上说明的构成要素适当组合的特征,本发明能够实现这种构成要素的组合带来的多种变更。
[0030]根据本发明,即使在对隔膜施加有高负荷的情况下,隔膜也不易粘附于止动件,耐粘附性提尚。另外,在对隔I旲施加有尚负荷的情况下,能够防止$父大的应力集中于隔I旲,能够提高静电容量型转换器的耐破坏性。
【附图说明】
[0031]图1(A)是表示在现有声响传感器中隔膜粘附于固定电极板的情形的概略剖面图,图1 (B)是表示止动件彼此的间隔窄的声响传感器的概略剖面图,图1 (C)是表示止动件彼此的间隔适当的声响传感器的概略剖面图,图1(D)是表示止动件彼此的间隔宽的声响传感器的概略剖面图;
[0032]图2 (A)是表示止动件短的声响传感器的概略剖面图,图2 (B)是表示止动件长的声响传感器的概略剖面图;
[0033]图3是本发明实施方式I的声响传感器的俯视图;
[0034]图4是图3所示的声响传感器的概略剖面图;
[0035]图5是表示在图3所示的声响传感器中设于基板的上面的隔膜的俯视图;
[0036]图6是表示隔膜挠曲时的位移量的分布的图;
[0037]图7是表示突出长度短的止动件和突出长度长的止动件的边界的图;
[0038]图8是用于对本发明实施方式I的声响传感器的作用效果进行说明的图;
[0039]图9是另一现有例的声响传感器的剖面图;
[0040]图10是表不隔膜的1/4部分和隔膜上的A?D点的图;
[0041]图11是表示距隔膜的中心的距离和挠曲的隔膜的弹性恢复力之间的关系的图;
[0042]图12是表示隔膜与止动件之间的间隔和隔膜的弹性恢复力的关系的图;
[0043]图13是表示不同形状的隔膜和止动件的位置的图;
[0044]图14(A)是表示圆形隔膜上的A?D点的图,图14⑶是表示图14(A)的隔膜的距其中心的距离和挠曲的隔膜的弹性恢复力的关系的图;
[0045]图15(A)?图15(D)是表示实施方式I的声响传感器的制造工序的剖面图;
[0046]图16(A)?图16(C)是图15 0?)的后续图;
[0047]图17是表示本发明实施方式2的声响传感器的概略剖面图;
[0048]图18是表示本发明实施方式3的声响传感器的概略剖面图;
[0049]图19 (A)?图19 (C)是表示实施方式3的声响传感器的制造工序的一部分的剖面图;
[0050]图20是表示本发明实施方式3的变形例的图;
[0051]图21是表示本发明实施方式4的声响传感器的剖面图;
[0052]图22是表示本发明实施方式5的隔膜和止动件的配置的图;
[0053]图23是表示本发明实施方式6的声响传感器的概略剖面图;
[0054]图24是表示本发明实施方式7的声响传感器的概略剖面图;
[0055]图25(A)是表示本发明实施方式8的声响传感器的概略剖面图,图25(B)是放大表不图25(A)的一部分的图,图25(C)是放大表不比较例的一部分的图;
[0056]图26是表示内设有本发明的声响传感器的底部端口型麦克风的概略剖面图。
[0057]标记说明
[0058]31、71、81、91、101、111、121:声响传感器
[0059]32:基板
[0060]33:隔膜
[0061]34:背板
[0062]35:空洞
[0063]36:脚片
[0064]38:锚固件
[0065]39:边缘部分
[0066]40:固定电极板
[0067]41:声孔
[0068]43、43a、43b、43c、43d:止动件
【具体实施方式】
[0069]以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。但是,本发明不限于以下的实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种设计变更。
[0070](实施方式I)
[0071]参照图3?图5对本发明的实施方式I的声响传感器31的构造进行说明。图3是表示本发明实施方式I的声响传感器31的俯视图。图4是声响传感器31的概略剖面图。图5是表示在基板32的上面形成的隔膜33 (可动电极)的形状的俯视图。
[0072]该声响传感器31是利用MEMS技术制作的静电容量型转换器。在声响传感器31中,如图4所示,在硅基板等基板32的上面形成有可动电极、即隔膜33,经由微小气隙(空隙)而在隔膜33的上方设有背板34。
[0073]在基板32上开设有从表面贯通到背面的空洞35。该空洞35根据声响传感器31的使用形态,成为后室,或者成为前室。空洞35的壁面既可以锥状倾斜,也可以成为垂直于基板32的上面的面。
[0074]隔膜33由具有导电性的多晶硅薄膜形成。如图5所示,隔膜33形成为大致矩形状,从其角分别向对角方向水平地延伸有脚片36。隔膜33以覆盖空洞35的上面的方式配置在基板32的上面,脚片36的下面由锚固件38支承。因而,隔膜33以从基板32的上面浮起的状态配置在基板32的上面。
[0075]如图4所示,在空洞35的周围,在隔膜33的下面与基板32的上面之间,在用于使声响振动或空气通过的高度方向上形成有狭窄的间隙、即通气孔37。通气孔37在脚片36与脚片36之间沿着隔膜33与基板32的上面面对面的部分而形成。
[0076]在基板32的上面设有由SiN构成的背板34。背板34形成为大致矩形穹顶状,在其空洞部分覆盖隔膜33。在背板34的下面,以与隔膜33相对的方式设有由多晶硅构成的固定电极板40 (固定电极)。由该背板34和固定电极板40构成固定电极构造物。
[0077]在固定电极板40的下面与隔膜33的上面之间形成有微小的气隙(空隙)。固定电极板40和隔膜33彼此相对,构成用于检测声响振动而转换成电气信号的可变电容器。
[0078]在背板34及固定电极板40的大致整体上,以从上面贯通到下面的方式钻设有多个孔、即用于使声响振动通过的声孔41。如图3所示,声孔41规则地排列。在图示例中,声孔41沿着彼此成60°或120°的角度的三个方向排列成三角形状,各声孔41的中心以一定的间距规则地排列。
[0079]如图4所示,在背板34的下面设有多个呈圆柱状的微小突起、即止动件43a、43b,各止动件43a、43b贯通固定电极板40而向下方(S卩,向隔膜33与固定电极板40之间的气隙)突出。止动件43a、43b与背板34相同,由SiN形成,具有绝缘性。
[0080]另外,如图3及图5所示,从隔膜33的脚片36起延伸有引线44,引线44与电极垫45电导通。同样地,从固定电极板40起延伸有引线46,引线46与电极垫47电导通。
[0081]该声响传感器31具有上述的构造,且当隔膜33通过声响振动而振动时,隔膜33与固定电极板40之间的静电容量发生变化,从而将声响振动转换成电气信号并输出。
[0082]另外,该声响传感器31在止动件上具有特征。止动件43a、43b为了防止隔膜33固着于固定电极板40的现象(参照图1(B)及(D))而设置,因此,止动件43a、43b以适度的间隔大致规则地配置。止动件43a设置在与隔膜33的位移较大的区域相对的区域,突出长度比止动件43b短。止动件43b设置在与隔膜33的位移较小的区域相对的区域,突出长度比止动件43长。
[0083]图6将隔膜33受到压力而变形时的位移量的分布区分表示。这是通过模拟而求出的。在图6中,点密度越大的区域,位移越大。由图6可知,在由锚固件3
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