静电容量型转换器的制造方法_3

文档序号:9203095阅读:来源:国知局
8固定的脚片36及其附近,位移最小。另外,在位于相邻的锚固件38彼此之间的四个部位的边缘部分39,位移也相当小。对此,越向隔膜33的中央部,隔膜33的位移越大,在隔膜33的中心部,位移最大。因此,如图4所示,在声响传感器31中,在与脚片36及其附近(隔膜33的柔性小的区域)相对的区域设有突出长度长的止动件43b,在与其以外的区域(隔膜33的柔性大的区域)相对的区域设有突出长度短的止动件43a。另外,根据隔膜33的强度或变形度,也可以在与脚片36之间的边缘部分39相对的区域设有突出长度长的止动件43b。特别是,如图7所示,也可以在隔膜33的整个外周部设置突出长度长的止动件43b。具体而言,在图7的例子中,在以隔膜33的中央为中心的圆Cl的内侧设有短止动件43a,在圆Cl的外侧设有长止动件43b。此外,该圆Cl是为了设置突出长度不同的止动件而假定的圆。
[0084]根据该声响传感器31,由于在隔膜33的位移量大的部位设有短止动件43a,且在隔膜33的位移量小的部位设有长止动件43b,故而能够提高防止隔膜33的粘附的性能,同时能够提高隔膜33的耐破损性。利用图8对该理由进行具体说明。
[0085]图8表示的是对声响传感器31的隔膜33施加高负荷的情况(例如通过落下冲击试验等而使声响传感器31落下的情况、向声响传感器31强烈地吹气的情况、向声响传感器31强烈地吹风的情况、对声响传感器31施加大声响的情况)。隔膜33的粘附在隔膜33的位移量大的中央部发生,但由于止动件43a的长度在背板34的中央部变短,故而在隔膜33的中央部,与止动件43a的距离较大。因此,在对隔膜33施加高负荷而使隔膜33与止动件43a的前端接触时,隔膜33大幅变形,故而隔膜33的弹性恢复力Pl大,隔膜33容易离开止动件43a而难以粘附。
[0086]另外,在止动件43b与止动件43a同样短的情况下,在对隔膜33施加高负荷而使隔膜33大幅变形的情况下,由锚固件38固定的部分的附近大幅变形而应力集中,隔膜33有可能破损或产生裂纹(参照图2(A))。但是,在该实施方式的声响传感器31中,由于加长了止动件43b的长度,故而在对隔膜33施加高负荷而使隔膜33要大幅变形时,如图8所示,隔膜33会碰到止动件43b而抑制隔膜33的固定部分附近的变形。其结果,防止在隔膜33的固定部分附近或锚固件38上产生裂纹或发生破损。其结果是,根据本实施方式的声响传感器31,能够兼得在现有例中成为问题的隔膜33的耐粘附性和耐破损性二者。
[0087]另外,由于止动件43a短,隔膜33与止动件43a的距离在隔膜33的中央部变大,故而能够加大隔膜33的位移量,能够扩大声响传感器31的动态范围。
[0088]由上述作用效果可知,止动件43b需要的是在隔膜33大幅变形而在其固定部分附近产生裂纹或疲劳之前仅隔膜33碰到止动件43b的长度。另一方面,由于不通过止动件43b来固定隔膜33的固定部分附近,故而在未变形的隔膜33与止动件43b的前端之间需要适度的间隙。
[0089]另外,止动件43b的突出长度设定为在隔膜33与止动件43a和止动件43b都抵接的状态下,隔膜33的固定部附近的弹性恢复力P2与隔膜33的中央部的弹性恢复力Pl大致同等为好。
[0090]此外,在专利文献2公开的声响传感器中,如图9所示,从固定电极板12的上面起测得的止动件13的前端的高度在隔膜11的外周部变低,在隔膜11的中央部变高。但是,在专利文献2的声响传感器中,不论是隔膜11的外周部还是中央部,止动件13的突出长度都成为相同的长度。因此,为了使止动件13的前端的高度在隔膜11的外周部变低,且在隔膜11的中央部变高,必须在背板14的外周部形成比中央部低的台阶部15。其结果是,在台阶部15,背板14与隔膜11的间隔变窄,故而由于热噪声的影响,声响传感器的S/N比容易变差。另外,由于在台阶部15,背板14与隔膜11的间隔窄,故而背板14与隔膜11的接触面积扩大,在声响传感器的制造工艺中或高温和高湿试验中,容易发生隔膜11的粘附。另外,由于在背板14上产生阶梯状的弯曲部分,故而在施加有高负荷的压力时,应力集中在阶梯状的弯曲部分,有可能成为背板14破损的原因。进而,由于产生阶梯状的弯曲部分,故而配置声孔的面积变小。在专利文献2的声响传感器中,有可能产生这些问题,但在本实施方式的声响传感器31中,由于使止动件43a、43b的突出长度不同,故而无需在背板34上设置台阶部,能够避免如引用文献2的声响传感器那样的问题。
[0091]接着,对设置止动件43a的区域和设置止动件43b的区域的边界进行说明。现在,考虑从隔膜33的中心O到脚片36的固定点Q(锚固件38的一端)的距离为R(例如,400 μπι),且止动件的突出长度在整体上一定的声响传感器。图10是表示该声响传感器的隔膜33的1/4部分的图,A点、B点、C点、D点表示的是在连结隔膜33的中心O和固定点Q的对角线上,距中心O的距离X分别为R/4、R/2、3R/4、7R/8的点。图11是表示在连结隔膜33的中心O和固定点Q的对角线上从中心O起测得的距离X和弹性恢复力的关系的图(通过模拟而得的)。弹性恢复力是通过模拟而求出使隔膜挠曲并使从中心O起半径R/40的区域与止动件抵接时的各部的弹性恢复力而得到的。图11的圆标记表示的是在使所有止动件的突出长度都相同的声响传感器中设有短止动件SI(例如,突出长度为I ym的止动件)的试样的情况。图11的方形标记表示的是在使所有止动件的突出长度都相同的声响传感器中设有具有止动件SI的1.5倍的突出长度的止动件S2的试样的情况。图11的三角标记表示的是在使所有止动件的突出长度都相同的声响传感器中设有具有止动件SI的
2.5倍的突出长度的止动件S3的试样的情况。另外,图11的纵轴以比率来表示弹性恢复力。该弹性恢复力的比率是指以具有各止动件S1、S2、S3的声响传感器的各弹性恢复力F相对于具有止动件SI的声响传感器的中心O的弹性恢复力Fo的比F/Fo来表示的比率。
[0092]由图11可知,在止动件SI?S3中的任一种试样的情况下,当距中心O的距离X超过R/2的点(B点)时,弹性恢复力都急剧变大。因此,为了进一步提高隔膜33的耐粘附性,并且进一步提高隔膜33的破坏强度,优选在以点O为中心而半径超过R/2的区域加长止动件的突出长度。
[0093]图12是求出使隔膜与止动件的间隔从0.5 μπι变化到2.5 μπι时的、图10的C点和D点各自的弹性恢复力(设具有止动件SI的声响传感器的中心O的弹性恢复力为I的比率)的图。另外,图12所示的虚线表示弹性恢复力的优选范围。该范围是在保持与具有止动件SI的试样的弹性恢复力同等的弹性恢复力的基础上,加长止动件的突出长度而能够使隔膜的强度提高的范围。因此,根据图12,隔膜与突出长度长的止动件43b的间隔优选为0.75 μπι以上且1.95 μπι以下。不过,由于只要从点O起大于R/2的距离的区域的弹性恢复力大于I即可,因此在某些情况下,隔膜与突出长度长的止动件43b的间隔也可以为1.95ym 以上。
[0094]此外,隔膜不限于上述那样的大致矩形,例如也可以为圆板状的隔膜。图13是表示圆板状隔膜33和与隔膜33相对的止动件43a、43b的配置的图。从圆板状隔膜33起延伸有脚片36,脚片36的一端通过锚固件38固定。因此,隔膜33通过脚片36而支承为悬臂状。在这种悬臂状隔膜33位移时,应力集中在脚片36及其附近区域,故而优选在脚片36及其附近区域设置止动件43b,且加长止动件的突出长度。或者,也可以在图13所示的圆C2的内侧设置短止动件43a,且在圆C2的外侧设置长止动件43b。
[0095]图14(A)表示将外周固定的圆板状隔膜33。图14(B)所示的圆标记表示的是在使止动件SI与隔膜33的整体相对的情况下,连结隔膜33的中心O和边缘(固定点)Q的半径上的各点的弹性恢复力的大小。图14(B)所示的方形标记是使止动件S2与隔膜33的整体相对的情况。图14(B)所示的三角标记是使止动件S3与隔膜33的整体相对的情况。其中,在任一种情况下都考虑设隔膜33的半径为R,半径R/40的区域与止动件紧密贴合的位移状态。
[0096]根据图14⑶可知,圆板状隔膜33的情况也与大致矩形的隔膜33的情况同样,设圆板状隔膜33的半径为R,只要在半径R/2的圆的内侧设置短止动件43a,且在其外侧设置长
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