声换能器以及麦克风制造技术

本发明专利技术提供一种声换能器及麦克风，该声换能器的狭缝的穿透阻抗较之于现有技术更大，在振动电极板产生翘曲等的情况下，狭缝的穿透阻抗的下降率较之于现有技术更低。该声换能器具有固定电极板和振动电极板。该振动电极板与固定电极隔着空隙相向，具有用于使声音通过的狭缝(17)。该振动电极板具有阻抗增大部(20)，该阻抗增大部(20)以当从狭缝(17)的宽度方向观察时彼此重合的方式具有一对以上的高阻抗表面，该高阻抗表面是构成狭缝(17)的宽度方向的侧表面的表面，并且该高阻抗表面的厚度超过振动电极板(17)的中央部分的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种声换能器和麦克风。
技术介绍
在近年的便携式电话等中普遍使用MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems，微机电系统)麦克风。MEMS麦克风是如下的一种麦克风，该麦克风将利用MEMS技术制造的声换能器与用于进行该声换能器的输出的放大等的ASIC(Applicat1n Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)一起容置于壳体内。如图1A所示，已知作为MEMS麦克风用的声换能器，在具有空洞32a的基板32的上方，配置有覆盖空洞32a的振动电极板(隔板:diaphragm)33，以与振动电极板33相向的方式配置固定电极板39。这种声换能器具有如下的结构，该结构中的振动电极板33的位于基板32上的部分的振动可以传播至振动电极板33的中央部。因此，图1A所示的声换能器的基板32与振动电极板33之间的空间内的声阻抗有时很高，会成为声音噪声的原因。而且，若事先将振动电极板33的位于基板32上的部分与振动电极板33的中央部之间物理分离，则能够防止振动电极板33的位于基板32上的部分的振动直接地传播至振动电极板33的中央部。因此，如图1B示意地所示，开发出了一种声换能器，在该声换能器的振动电极板33上以围绕振动电极板33的中央部的方式设置多个狭缝37。专利文献1:美国专利第5452268号说明书专利文献2:日本专利第5218432号公报即使是就按照基板32、固定电极板39、振动电极板33的顺序排列而成的声换能器而言，以使振动电极板33的中央部更容易振动等作为目的，也会围绕振动电极板33的中央部设置多个狭缝37。而且，关于以围绕振动电极板33的中央部的方式设置有多个狭缝37的声换能器，如图2A所示，可知当狭缝37的穿透阻抗变小时，可听范围(可听频带)内的本底噪声向高频侧偏移。此外，狭缝37的穿透阻抗是指当声音(空气的振动)通过狭缝37时受到的阻抗。此外，如图2B所示，当狭缝37的穿透阻抗过小时，对于低频侧频率的灵敏度特性下降，在有些情况下对于低频频率无法实现足够的灵敏度特性。因此，优选地，声换能器的狭缝37的穿透阻抗较大。狭缝37的穿透阻抗能够通过减小狭缝37的宽度或者增加振动电极板33的厚度来增大。但是，由于工艺上的限制较大，所以通过减小宽度带来的狭缝37的穿透阻抗的增大是有限的。另外，当增加振动电极板33的厚度时，由于振动电极板33变硬(变得难以振动)，所以声换能器的灵敏度下降。因此，为了增大狭缝37的穿透阻抗而增加振动电极板33的厚度并不是优选方案。另外，在图3A中，考虑如下的一种情况，在这种情况下，狭缝37以具有如箭头的粗细之差所示的穿透阻抗的方式形成于振动电极板33上。当使用声换能器时，在振动电极板33与固定电极板39之间施加电压。因此，即使是在上述情况下，如图3B示意地所示，有时因振动电极板33与固定电极板39间的静电引力导致狭缝37的两侧的内侧表面偏离，因此，狭缝37的穿透阻抗会下降。另外，如图3C示意地所示，有时因振动电极板33的各部分的应力导致振动电极板33的狭缝37附近的部分翘曲，因此，狭缝37的穿透阻抗也会下降。如此，在振动电极板33上设置有狭缝37的声换能器有时因振动电极板的变形导致狭缝37的穿透阻抗下降。
技术实现思路
因此，本专利技术的课题是提供一种在振动电极板上设置有狭缝的类型的声换能器，该声换能器的狭缝的穿透阻抗较之于现有技术更大，且，在振动电极板发生翘曲等的情况下的狭缝的穿透阻抗的下降率较之于现有技术更低。另外，本专利技术的另一课题是提供一种更高性能的麦克风，该麦克风具有在振动电极板上设置有狭缝的类型的声换能器。为了解决上述问题，本专利技术的声换能器具有固定电极板以及振动电极板，振动电极板与所述固定电极板隔着空隙相向，具有用于使声音通过的狭缝；所述振动电极板具有阻抗增大部，该阻抗增大部以当从所述狭缝的宽度方向观察时彼此重合的方式具有一对以上的高阻抗表面来增大所述狭缝的声音的穿透阻抗，该高阻抗表面是构成所述狭缝的宽度方向的侧表面的表面，并且该高阻抗表面的厚度超过所述振动电极板的中央部分的厚度。S卩，本专利技术的声换能器的狭缝的宽度方向的一个侧表面(内侧表面；以下，表述为第一侧表面)的一个以上的地方是高阻抗表面，该高阻抗表面的厚度(振动电极板的厚度方向的长度)超过所述振动电极板的中央部分的厚度。另外，狭缝的宽度方向的另一个侧面(以下，表述为第二侧表面)具有如下的形状，该形状在与第一侧表面的各高阻抗表面相对应的位置具有高阻抗表面。就具有如这样的形状的第一侧表面以及第二侧表面的狭缝而言，与在各部分的膜厚均匀的振动电极板上简单地形成的狭缝(侧表面的各部分的厚度(高度)与振动电极板的厚度相同的狭缝；以下，表述为现有的狭缝)相比，当声音通过时声音接触的部分的平均长度更长。即，具有第一侧面以及第二侧面的狭缝与现有的狭缝相比，穿透阻抗(声音的通过阻抗)变得更大。另外，在振动电极板产生翘曲等的情况下，具有上述结构的狭缝的穿透阻抗的下降率变得低于现有的狭缝(参照图16)。因此，若采用本专利技术的结构，能够得到如下的声换能器，该声换能器的狭缝的穿透阻抗较之于现有技术更大，且，在振动电极板产生翘曲等的情况下，狭缝的穿透阻抗的下降率较之于现有技术更低。本专利技术的声换能器可以通过“所述阻抗增大部的靠所述狭缝侧的各表面具有方波形状”的方式实现(参照图9、图16)，也可以通过“沿着所述狭缝的长度方向延伸的单个的所述高阻抗表面构成所述阻抗增大部的靠所述狭缝侧的各表面”的方式实现(参照图10A?图10C)。一般地，具有前者的结构的声换能器能够比具有后者的结构的声换能器更容易制造。因此，根据制造的容易程度的观点，优选事先将阻抗增大部的狭缝侧的各表面的形状设置为方波形状。另外，就采用具有多对高阻抗表面的阻抗增大部的情况下的狭缝的穿透阻抗而言，在阻抗增大部的长度相等的情况下，“高阻抗表面的狭缝的长度方向的长度”X “高阻抗表面的数量”的值越大就越大。而且，若将阻抗增大部的狭缝侧的各表面设置为具有矩形波形状(占空比为50%的方波形状)，则能够简单地增加高阻抗表面的数量。因此，为了使得容易增加高阻抗表面的数量，也可以将阻抗增大部的狭缝侧的各表面的形状设置为矩形波形状。此外，能够通过各种各样的方法来形成如下的振动电极板，该振动电极板具有狭缝和阻抗增大部，该阻抗增大部的狭缝侧的各表面具有方波形状。例如，该振动电极板能够通过以下的步骤制造。首先，形成设置有狭缝用结构的板状构件，该狭缝用结构的长边方向的剖面具有方波形状。下一步，去除形成的板状构件的狭缝用结构的短边方向的中央部。本专利技术的声换能器中的阻抗增大部从振动电极板突出，但是若高阻抗化部向固定电极板侧突出，则存在高阻抗化部容易冲撞固定电极板的危险或者声换能器的灵敏度下降的危险。因此，优选地，本专利技术的声换能器事先构成为“所述阻抗增大部从所述振动电极板向所述固定电极板的相反侧突出”。本专利技术的声换能器通常通过在振动电极板上以围绕振动电极板的中央部的方式设置有多个狭缝的方式实现。此时，可以仅使多个狭缝中的一部分狭缝满足上述条件(一并设置有阻抗增大部)，也可以使全部的狭缝都满足上述条件。另外，当在振动电极板的靠狭缝外侧的区域上不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声换能器，其特征在于，具有：固定电极板，以及振动电极板，与所述固定电极板隔着空隙相向，具有用于使声音通过的狭缝；所述振动电极板具有阻抗增大部，该阻抗增大部以当从所述狭缝的宽度方向观察时彼此重合的方式具有一对以上的高阻抗表面，由此增大所述狭缝的声音的穿透阻抗，该高阻抗表面是构成所述狭缝的宽度方向的侧表面的表面，并且该高阻抗表面的厚度超过所述振动电极板的中央部分的厚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：内田雄喜，桃谷幸志，笠井隆，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP