专利名称：电容检测型传感器元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容检测型传感器元件，特别是涉及能够减小构成背电极的膜的膜应力影响的电容检测型传感器元件。
背景技术：
作为以往的电容检测型传感器元件的一个例子，例如在日本专利文献特开2002-27595号公报中公开了压力传感器。
图5是特开2002-27595号公报中公开的压力传感器的平面图(A)和剖面图(B)。
参考图5可知，以往的压力传感器包括支撑基板120、设置在支撑基板120的中央部上的厚度薄的振动板111、与振动板111隔着空隙层113而对置的背面板(以下有时称为背电极)112、在支撑基板120上支撑背面板112的支撑部114、设置于背面板112上的背电极用电极端子116、以及设置于支撑基板120上的背电极用电极端子117。
以往的压力传感器如上述那样构成。如图5所示，构成压力传感器的背面板112具有与振动板111相同的矩形形状，在其四个边的中央部分被宽度窄的支撑部114所支撑着。由于背面板的矩形的顶点部远离支撑部114，并且支撑部114的宽度窄，因此存在背面板112的强度低的问题。
发明内容
本发明是着重于上述的问题而做出的，其目的在于，提供一种能够确保背电极的机械强度的电容检测型传感器元件。
根据本发明的电容检测型传感器元件包括彼此相对设置的振动板和平面形状的背电极。电容检测型传感器元件包括多个固定部，所述多个固定部靠近振动板而设置，并在靠近振动板的一侧具有规定长度的边，背电极被固定部以在背电极与振动板之间具有空间的状态支撑，背电极的不被固定部支撑的相邻固定部之间的外边缘的形状是外边缘位于连接相邻固定部的最短距离的直线上或位于该直线外侧的规定形状。
优选的是，规定形状是连接相邻固定部的最短距离的圆弧。
优选的是，固定部的边的规定长度与相对固定部之间的长度的比例大于2/15。更优选的是，固定部的边的规定长度与相对固定部之间的长度的比例为4/15以上。
优选的是，在背电极上设有多个孔，并且多个孔的直径小于20μm。更优选的是，多个孔的直径为14μm以下。
另外，固定部既可以是矩形形状，也可以是三角形形状。
由于背电极被多个固定部所支撑，并且不被固定部支撑的处于相邻固定部之间的外边缘的形状是外边缘位于连接相邻固定部的直线上或该直线的外侧的规定的形状，因此能够确保背电极的机械强度。
优选的是，不被固定部支撑的处于相邻固定部之间的外边缘的形状是连接相邻固定部的直线或圆弧。由于以最短距离或接近该最短距离的尺寸支撑背电极，因此能够进一步提高背电极的强度。
图1是作为根据本发明一个实施方式的电容检测型传感器元件的一个示例的、麦克风的结构示意图；图2是示出根据本发明其他实施方式的麦克风的要部的平面图；图3是固定部的变形例的示意图；图4是示出固定部支撑背电极的部分的尺寸与振动板的一个边的尺寸间的比例、与该尺寸比例对应的成品率、以及设置于背电极上的声孔的尺寸与其成品率间的关系的图；图5是作为以往的电容检测型传感器元件的一个例子的、以往的压力传感器的结构示意图。
具体实施例方式
下面，参考附图来说明本发明的实施方式。图1是作为根据本发明一个实施方式的电容检测型传感器元件的一个示例的、麦克风的要部示意图，其中，(A)是示出该麦克风的要部的剖面图，(B)是图1的(A)中IB-IB所示部分的平面图。
首先，参考图1的(A)可知，麦克风10包括基板20、形成于基板20上的氧化膜21、形成在氧化膜21上的振动板11(包括从振动板向外部延伸的延长部16)、设置在振动板11上的以绝缘材料形成的固定部14、以及设置在固定部14上的背电极12。通过固定部14，在振动板11和背电极12之间形成了空间13。在背电极12上设置了多个通孔，以作为声孔15。并且，在背电极12的表面设置了背电极用的输出电极17，在振动板11的延长部16的表面形成了振动板用的输出电极18。
接着，参考图1的(B)可知，振动板11被设置在基板20的大致中央部，并具有矩形形状。这里为了简化说明，设为正方形来进行说明。在构成振动板11的四个边的大致中央并与这些边相邻地设置了矩形形状的四个固定部14a～14d，在固定部14上设置了背电极12。背电极12具有八边形形状，包含固定部14的靠振动板一侧的四个边，和作为相邻固定部14(例如14a和14b)的最短距离的连接相邻顶点的四个边(直线)。
由于背电极12被设置于矩形形状的振动板11的四个边的外周部上的固定部14所支撑，并具有连接固定部14的相邻顶点间的最短距离的形状，因此能够确保背电极12的机械强度。
在图1的(B)中，为了便于理解，在振动板11和固定部14之间设置了间隔，但实际上几乎没有这样的间隔。
此外，在图1的(B)中，在各个固定部14上设置了背电极用输出电极17，并在振动板11的延长部16表面的四个角上设置了四个振动板用输出电极18，但这是考虑成品率而设计的，只要分别有一个即可。
振动板11受来自外部的压力变化(包括声音等)而振动。即，该麦克风10是使振动板11和背电极12间的电容起电容器功能的装置，并按如下方式进行使用，即将振动板11根据声压信号而振动时的、电容器的静电容量的变化以电气量的形态输出。
该麦克风10的大概尺寸例如为基板20形成为每边为5.5mm的正方形、且厚度为600μm左右的大小。振动板11被设定为每边为1.5mm的正方形、且厚度为2μm的大小。在背电极12上形成了多个声孔15，所述声孔是每边为10μm左右的矩形、圆形或多边形。这些尺寸仅仅是一个示例，并不局限于此。此外，在图1中夸大性地示出了各个构件的厚度和孔的尺寸。
接着，对本发明的其他实施方式进行说明。在前面的实施方式中，对背电极12的不被支撑的部分的尺寸为最短的例子进行了说明，但是，在本发明中只要能够确保背电极的强度即可。在图2中示出了这样的例子。图2是其他实施方式的示意图。参考图2可知，在该实施方式中，背电极12近似为圆形。在该实施方式中，背电极12也被固定部14以规定的宽度尺寸所支撑，并且不被支撑的部分的长度以圆弧形状缩短。因此，与先前的实施方式同样地具有规定的机械强度。
在本实施方式中仅示出了平面图，其剖面图与图1的(A)相同。
在本实施方式中，背电极12呈近似圆形的形态，但不限于此，例如也可以呈椭圆形的形态。
接着，对固定部14的形状进行说明。在前面的实施方式中，对固定部14的形状呈矩形形状的情形进行了说明。但是，固定部的形状不限于此。图3是固定部14的其他实施方式的示意图。
参考图3可知，固定部14只要支撑背电极12的部分具有规定的长度A，可以是三角形(A)、梯形(B)、半圆形(C)、圆弧形状(D)。
通过将固定部14形成为这样的形状，可使固定部紧凑化，进而可使麦克风10整体紧凑化。
接着，对固定部14支撑背电极12的部分的尺寸与背电极12的处于相对的固定部(例如，14a和14c)间的尺寸之间的关系进行说明。图4中的(A)是示出固定部14支撑背电极12的部分的尺寸A和背电极12的处于相对的固定部间的尺寸B的图，(B)是表示其尺寸比例与成品率间关系的图，(C)是表示设置于背电极12上的声孔的尺寸与此时的成品率间关系的图。
参考图4的(A)和(B)可知，如果A/B为2/15，则成品率为30％，但如果超过该值诸如达到4/15等的话，成品率就会达到100％。
因此，如果考虑背电极12的成品率，则固定部14的边长度相对于背电极12的处于相对的固定部14之间的长度的比例A/B优选超过2/15。最好为4/15以上。该数据是在背电极12上设置了8μm的声孔15时的数据。
参考图4的(C)可知，如果声孔15的直径为20μm，则成品率为60％，但如果比该数据还小，例如为14μm的话，成品率就会达到100％。
因此，如果考虑背电极12的成品率，则声孔15的直径优选小于20μm的尺寸。并且，声孔15的直径最好为14μm以下。
所述成品率的数据是上述A/B的比例为6/15时的数据。
这里，作为比例，使用了固定部14支撑背电极12的部分的尺寸A与背电极12的处于相对的固定部间的尺寸B，但不限于此，也可以使用振动板11的一个边的尺寸来代替背电极12的处于相对的固定部间的尺寸B。这是因为如上所述那样背电极12的处于相对的固定部间的尺寸几乎与振动板11的一个边的尺寸相同的缘故。
在上述的实施方式中，对在背电极上设置了声孔的例子进行了说明，但不限于此，背电极上也可以没有声孔。如果这样，则背电极的强度就会更高。
在上述的实施方式中，对声孔的形状为圆形的情形进行了说明，但不限于此，也可以排列矩形形状或多边形状的声孔。
另外，在上述的实施方式中，举例说明了麦克风，但不限于此，也能够应用于压力传感器那样的任意的电容检测型传感器元件。
另外，在上述的实施方式中，对振动板为矩形，尤其是正方形的情形进行了说明，但不限于此，也可以是多边形、圆形、或椭圆形。
以上，参考附图来对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于图示的实施方式。可在与本发明相同的范围内或者等同的范围内，对图示的实施方式进行各种修改或变形。
工业实用性本发明中的电容检测型传感器元件由于将背电极不被固定部支撑的外边缘的形状形成为连接外边缘相邻的固定部的最短距离的直线等形状，因而，能够确保背电极的机械强度。从而可有效地利用在电容式传感器或麦克风等电容检测型传感器元件中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.(修改后)一种电容检测型传感器元件，包括设置于基板上的振动板，和与所述振动板相对设置的平面形状的背电极，其特征在于，包括多个固定部，所述多个固定部不与所述振动板接触并靠近所述振动板而设置，并且在靠近所述振动板的一侧具有规定长度的边，所述背电极被所述固定部以在所述背电极与所述振动板之间具有空间的状态支撑，所述背电极的不被所述固定部支撑的相邻所述固定部之间的外边缘的形状，是外边缘位于连接相邻固定部的最短距离的直线上或者位于所述直线外侧的规定形状。
2.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述规定形状是连接所述相邻固定部的最短距离的圆弧。
3.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部的边的规定的长度与相对的所述固定部之间的长度的比例大于2/15。
4.如权利要求3所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部的边的规定的长度与相对的所述固定部之间的长度的比例为4/15以上。
5.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，在所述背电极上设有多个孔，所述多个孔的直径小于20μm。
6.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，在所述背电极上设有多个孔，所述多个孔的直径为14μm以下。
7.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部为矩形形状。
8.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部为三角形形状。
权利要求
1.一种电容检测型传感器元件，包括彼此相对设置的振动板和平面形状的背电极，其特征在于，包括多个固定部，所述多个固定部靠近所述振动板而设置，并在靠近所述振动板的一侧具有规定长度的边，所述背电极被所述固定部以在所述背电极与所述振动板之间具有空间的状态支撑，所述背电极的不被所述固定部支撑的相邻所述固定部之间的外边缘的形状，是外边缘位于连接相邻固定部的最短距离的直线上或者位于所述直线外侧的规定形状。
2.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述规定形状是连接所述相邻固定部的最短距离的圆弧。
3.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部的边的规定的长度与相对的所述固定部之间的长度的比例大于2/15。
4.如权利要求3所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部的边的规定的长度与相对的所述固定部之间的长度的比例为4/15以上。
5.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，在所述背电极上设有多个孔，所述多个孔的直径小于20μm。
6.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，在所述背电极上设有多个孔，所述多个孔的直径为14μm以下。
7.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部为矩形形状。
8.如权利要求1所述的电容检测型传感器元件，其特征在于，所述固定部为三角形形状。
全文摘要
包括彼此相对设置的振动板(11)和平面形状的背电极(12)的电容检测型传感器元件(10)包括固定部(14)，该固定部(14)靠近振动板(11)的各个边而设置，并在靠近振动板(11)的一侧具有规定长度的边。背电极(12)被固定部(14)以在背电极(12)与振动板(11)之间具有空间(13)的状态而支撑着。背电极(12)整体呈八边形，其不被固定部(14)支撑的相邻固定部之间具有直线。
文档编号G01L9/00GK1918944SQ20058000490
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月14日 优先权日2004年2月13日
发明者加川健一, 八壁正巳, 佐伯真一, 大辻贵久 申请人:东京毅力科创株式会社, 星电株式会社