声音变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及声音变换器。具体而言，涉及用于将检测的声音振动变换为电信号的声音变换器(acoustic transducer)。
【背景技术】
[0002]在声音传感器中，为了使滚降(roll-off)频率变大，存在在膜片上开口形成通孔的情况。在图1的㈧以及⑶所示的声音传感器11中，在基板12上开口形成有上下贯通的腔室13，并且在基板12的上方以覆盖腔室13的上表面的方式设置有膜片14。在基板12的上表面以覆盖膜片14的方式设置有背板15，在背板15的下表面设置有与膜片14相对的固定电极板16。在背板15以及固定电极板16上开口形成有用于将声音振动导入固定电极板16与膜片14之间的气隙内的多个声孔17。另外，在膜片14的位移大的区域即膜片14中的与腔室13的上表面开口相对的区域，开口形成有开口面积比声孔17的开口面积大的通孔18。作为这样的声音传感器，具有例如专利文献I所述的装置。
[0003]在这样的声音传感器11中，从声孔17进入固定电极板16与膜片14之间的气隙的声音振动，通过膜片14的外周部下表面与基板12的上表面之间的间隙(通风孔)向腔室13逃离。另外，若在膜片14上开口形成通孔18，则从声孔17进入所述气隙的声音振动，也能够通过膜片14的通孔18向腔室13逃离。因此，若在膜片14上开口形成通孔18，则相对于声音振动的阻力(声阻)变小，从而声音传感器11的滚降频率变大。
[0004]图2是表示声音传感器的灵敏度比的图，横轴表示声音振动的频率(振动数)，纵轴表示灵敏度比。在图2中由虚线所示的曲线是未在膜片14上开口形成通孔18时的灵敏度比-频率特性(下面，称为频率特性)。与此相对，在膜片14开口形成通孔18的情况下，如图2的实线示出的频率特性所示，声音传感器的灵敏度比在低音域(低频率音域)降低。这样，将使在低音域的灵敏度比降低称为滚降(效果)。
[0005]如图1所示，在膜片14的位移大的区域开口形成通孔18而产生滚降的声音传感器11中，能够使耐风噪、耐压缩空气、耐气压变动等的耐环境性提高。即，通过从声孔17和腔室13进入的风，难以使膜片14摇动，因此，难以将风作为声音来检测(耐风噪)。另外，在例如使声音传感器11落下的情况下，对腔室13内施加风压(特别地，在下声孔(Bottomport)型的麦克风的情况下)，由风压对腔室13内的空气进行压缩而使空气压变高。在该情况下，若在膜片14上开口形成通孔18，则压缩空气难以对膜片14施压，从而难以由压缩空气破坏膜片14 (耐压缩空气)。另外，在腔室13的下表面等被堵塞的情况下，即使气隙侧的气压(大气压)暂时地变动，压力也能通过通孔18逃离，因此，难以将压力变动作为声音来检测(耐气压变动)。
[0006]但是，如图3所示，在以往的声音传感器11中，在膜片14上开口形成的通孔18的直径D与声孔17的直径d相等或在声孔17的直径d以上。特别地，在下声孔型的麦克风中使用的声音传感器11中，膜片14的通孔18变得更大。在这样的声音传感器11中，由于在膜片14上设置大的通孔18，所以膜片14与固定电极板16之间的牺牲层在成膜时落入至通孔18，如图3所示，在通孔18的边缘对应的部位，在背板15和固定电极板16上会产生阶梯差S。其结果，存在背板15的强度变弱或在固定电极板16上产生局部导通不完全的部位的可能性。
[0007]此外，在专利文献2中也公开了在膜片上开口形成通孔的声音传感器。但是，在该传感器中，通孔不是设置在膜片的位移大的区域，而是设置在膜片的外周部的与基板上表面相对的区域(通风孔部分)。在这样的通孔中，由于声音振动穿过时的阻力大，所以耐压缩空气和耐风噪等的耐环境性几乎没有得到改善。另外，为了使滚降的效果提高，必须设置相当多数量的通孔，但若在面积有限的通风孔部分设置多个通孔，则存在电极面积减少而灵敏度下降或机械强度下降等问题。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:美国专利申请公开第2012/0033831号说明书(US2012/0033831 Al) ’第
[0043]段
[0011]专利文献2:日本特开2010-34641号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]本发明的目的在于，在通过在振动电极板上开口形成通孔来使耐环境性提高的声音变换器中，通过使振动电极板的通孔比声音孔(声孔)小，来实现声音变换器特性的进一步提尚。
[0014]解决问题的手段
[0015]本发明的声音变换器，其特征在于，
[0016]具有:
[0017]基板，具有至少在上表面开口形成的空洞，
[0018]振动电极板，以覆盖所述空洞的上表面的方式形成在所述基板的上方，
[0019]背板，以覆盖所述振动电极板的方式形成在所述基板的上方，
[0020]固定电极板，设置在所述背板上；
[0021]在所述背板以及所述固定电极板具有上下贯通的多个声音孔的声音变换器中，在所述振动电极板的位移大的区域形成有开口面积比所述声音孔的开口面积小的多个通孔。
[0022]在本发明的声音变换器中，由于在振动电极板的位移大的区域形成有开口面积比声音孔的开口面积小的多个通孔，所以能够使在低音域的灵敏度滚降，从而能够使耐风噪、耐压缩空气、耐气压变动等的耐环境性提高。另外，由于通孔的开口面积小，所以即使在用于下声孔型的麦克风等时，异物也难以从空洞侧侵入振动电极板与固定电极板之间的气隙内。此外，这里所说的振动电极板的位移大的区域是指，包括振动电极板的最大位移位置及其周边的区域。
[0023]由于通孔的开口面积变小，所以在声音变换器的制造工序中，由用于在振动电极板与固定电极板之间形成气隙的牺牲层填埋通孔，从而在背板和固定电极板上难以产生阶梯差。其结果，难以因阶梯差而使背板和固定电极板的强度降低，另外，在固定电极板上难以产生导通不良。特别地，若通孔的宽度小于气隙的2倍，则由为了形成气隙而成膜的牺牲层填埋通孔，从而在背板和固定电极板上难以产生阶梯差。
[0024]另外，由于通孔的开口面积小，所以为了获得需要的滚降效果，必须使通孔的个数增加，但通孔在振动电极板的位移大的区域分散地设置。其结果，能够高效地减轻在由振动电极板与固定电极板所夹持的气隙内的热噪声，从而能够使声音变换器的信噪比提高。振动电极板的位移大的区域是，在热噪声产生时显著导致振动电极板位移的区域，因此，声音变换器的噪声会变大。因此，振动电极板的位移大的区域是最想使热噪声减轻的区域，通过在该区域设置有通孔，能够使声音变换器的信噪比大大提高。
[0025]作为形成多个所述通孔的区域，特别优选所述振动电极板的中央部。在声音变换器中，若以覆盖腔室的方式配置振动电极板，则振动电极板的固定部位于周边部(基板等)的情况较多。若在周边部固定膜片，则振动电极板的位移在中央部变得特别大，因此，若为了使振动电极板的中央部的热噪声减轻而设置通孔，则提高声音变换器的信噪比的效果变大。特别地，优选在从振动电极板的中心到边缘的一半以下的区域，使振动电极板的位移大，在该区域设置通孔。
[0026]本发明的声音变换器的实施方式中的所述振动电极板，其特征在于，从与所述基板的上表面垂直的方向观察，在所述振动电极板的与所述声音孔不重合的位置设置有所述通孔。若通孔与声音孔以重合的方式设置，则声阻变小，由于滚降效果太有效，所以通孔的数量被限制。与此相对，若以与声音孔不重合的方式配置通孔，则即使在要具有合适的滚降效果的情况下，也能够增加通孔的数量，从而能够高效地减轻热噪声。
[0027]另外，在上述实施方式中，优选地，从与