静电电容式转换器及音响传感器制造技术

本发明专利技术提供一种技术，在良好地维持检测音响时的频率特性的同时，通过抑制施加过大的压力时的振动电极膜过量变形，避免振动电极膜的破损。在将音响振动转换成振动电极膜(15)和背板(17)中的固定电极膜之间的静电电容的变化来进行检测的音响传感器中，在振动电极膜(15)受到过大的压力而变形时，通过一体设于背板(17)的凸部(17b)和振动电极膜(15)之间的相对移动，使由凸部(17b)和振动电极膜(15)的一部分之间的间隙形成的空气流路的流路面积增大，由此，释放被施加于振动电极膜(15)的压力。

Electrostatic capacitor converter and acoustic sensor

The present invention provides a technique to avoid damage to a vibrating electrode film by suppressing excessive deformation of a vibrating electrode film when an excessive pressure is applied while maintaining the frequency characteristics of a sound detector. In the sound vibrations into the vibration electrode film (15) and back (17) change of capacitance between the fixed electrode in the film to the sound sensor, the vibration electrode film (15) due to excessive pressure and deformation, by integrally arranged on the convex part of the backplane (17) (17b) and vibration electrode film (15) by the relative movement between the convex part (17b) and vibrating electrode film (15) the gap between the part of the formation of the air flow path of the flow area increases, the release is applied to the vibration electrode film (15) pressure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】静电电容式转换器及音响传感器
本申请涉及静电电容式转换器及具有该静电电容式转换器的音响传感器。更具体而言，本专利技术涉及由电容器构造构成的静电电容式转换器及音响传感器，所述电容器由使用MEMS技术形成的振动电极膜和背板构成。
技术介绍
以往，作为小型麦克风，有时使用利用了称为ECM(驻极体电容式麦克风、ElectretCondenserMicrophone)的音响传感器的麦克风。但是，ECM不耐热，而且，在数字化应对及小型化上，利用了使用MEMS(微机电系统、MicroElectroMechanicalSystems)技术制造的静电电容式转换器的麦克风(以下，均称为MEMS麦克风。)更为优异，因此，近年来，正在采用MEMS麦克风(例如，参照专利文献1)。上述的静电电容式转换器中，有些是使用MEMS技术使受到压力而振动的振动电极膜隔着空隙与固定电极膜的背板对置配置。这种静电电容式转换器的形式可通过如下工序实现，例如，在硅基板上形成振动电极膜及覆盖振动电极膜的牺牲层后，在牺牲层上形成背板，之后除去牺牲层。MEMS技术由于这样应用半导体制造技术，因此能够得到极小的静电电容式转换器。另一方面，使用MEMS技术制作的静电电容式转换器由薄膜化的振动电极膜及背板构成，因此，在承受过大压力的情况下等，振动电极膜大幅变形，可能发生破损。这种不良情况，除了在例如在静电电容式转换器内施加大声压的情况产生以外，还可在安装工序中吹气的情况或使该静电电容式转换器坠落的情况下产生。对此，考虑如下应对措施，即，在振动电极膜上设置释放压力的孔，在施加过大的压力时，从该孔释放压力，但特别是在低音区域中，该应对措施有时导致灵敏度降低等作为静电电容式转换器的频率特性的恶化。另外，具有振动电极膜和将该振动电极膜用狭缝划分而分离的作为一区域的阻塞部，且阻塞部相对于背板或基板由支承结构支承成与振动电极膜的其它部分高度相同的MEMS转换器的专利技术众所周知。该专利技术中，振动电极膜响应膜两侧的压力差而进行位移，与阻塞部之间的流动路径扩大，由此，释放过大的压力(例如，参照专利文献2)。但是，上述专利技术中，阻塞部和支承部件为不同部件，因此，不仅制造工序复杂，而且阻塞部还有可能从支承部件脱落而损坏功能等，不能说具有充分高的可靠性。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2011－250170号公报专利文献2：美国专利第8737171号说明书专利文献3：美国专利第8111871号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是鉴于上述状况而做出的，其目的在于，提供一种能够以更简单的构造良好地维持检测音响时的频率特性，同时抑制过大的压力施加时的振动电极膜的过量变形而避免振动电极膜破损的技术。用于解决课题的方案用于解决上述课题的本专利技术提供一种静电电容式转换器，将振动电极膜的位移转换成振动电极膜和背板之间的静电电容的变化，其最大的特征在于，当振动电极膜承受过大压力而变形时，通过一体设于背板的凸状部分和振动电极膜的相对移动，使由该凸状部分和振动电极膜的一部分之间的间隙所形成的空气流路的流路面积增大，以此释放被施加于振动电极膜的压力。更详细而言，一种静电电容式转换器，其具备：基板，其表面具有开口；背板，其以与所述基板的开口对置的方式配设；振动电极膜，其以与所述背板之间隔着空隙与该背板对置的方式配设，所述静电电容式转换器将所述振动电极膜的位移转换成该振动电极膜和所述背板之间的静电电容的变化，所述静电电容式转换器还具备压力释放流路，该压力释放流路是由所述振动电极膜的一部分和一体设置于所述背板的凸状部分之间的间隙形成的空气的流路，在所述振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜和一体设置于所述背板的凸状部分的相对移动而实现流路面积增大，由此释放被施加于所述振动电极膜的压力。由此，例如在静电电容式转换器中，在过大的压力施加而使振动电极膜大幅变形时，通过振动电极膜和一体设于背板的凸状部分的相对移动，压力释放流路的流路面积增大。由此，当静电电容式转换器中施加有过大的压力而使振动电极膜大幅变形时，能够自动释放被施加于振动电极膜的压力。其结果，能够抑制振动电极膜由于过大的压力而破损。另外，由此，压力释放流路由振动电极膜的一部分和一体设于所述背板的凸状部分的间隙形成，因此，可直接利用原本因压力施加而相对移动的部件本身，能够简化装置构造。另外，本专利技术中，所述背板的周边部的至少一部分弯曲而形成侧面，并且，所述背板在该侧面的前端部固定于所述基板上，所述压力释放流路由所述振动电极膜的端面和一体形成于所述背板的侧面的凸状部分之间的间隙形成，在所述振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜的端面和形成于所述背板的侧面的凸状部分相对移动而错开，使所述振动电极膜的端面和所述背板的侧面之间的间隙增大，由此释放被施加于所述振动电极膜的压力。即，在该情况下，背板的周边部的至少一部分弯曲而形成侧面，并且，所述背板在该侧面的前端部固定于所述基板上，所述压力释放流路由所述振动电极膜的端面和一体形成于所述背板的侧面的凸状部分之间的间隙形成，在所述振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜的端面和形成于所述背板的侧面的凸状部分相对移动而错开，使所述振动电极膜的端面和所述背板的侧面之间的间隙增大，由此释放被施加于所述振动电极膜的压力。即，这种情况下，背板的周边部的至少一部分弯曲而形成侧面，该侧面的前端部固定于所述基板上，由此，背板与基板结合。另外，由振动电极膜的端面和一体形成于背板的侧面的凸状部分之间的间隙形成压力释放流路。并且，在振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜的端面和形成于背板的侧面的凸状部分相对移动而错开，使振动电极膜的端面和背板的侧面之间的间隙增大。由此，压力释放流路的流路面积增大，施加于振动电极膜的压力被释放。由此，通过例如使背板侧面在中途向外侧弯曲，形成与振动电极膜的端面对置的凸部的简单的构造，能够抑制施加过大的压力时的振动电极膜的破损。另外，本专利技术中，所述凸状部分为凸状的柱构造，所述压力释放流路由设置于所述振动电极膜的孔和从所述背板朝所述振动电极膜侧一体设置的凸状的柱构造之间的间隙形成，至少所述凸状的柱构造的前端部具有比所述孔的直径小的直径，并且，在所述振动电极膜受到压力而变形之前的状态下，所述凸状的柱构造侵入所述孔，在所述振动电极膜受到压力而变形时，该振动电极膜和所述背板的凸状的柱构造相对移动，解除所述凸状的柱构造向所述孔的侵入，由此，释放被施加于所述振动电极膜的压力。即，在该情况下，压力释放流路由设于振动电极膜的孔和从背板一体设于振动电极膜侧的凸状的柱构造的间隙形成。另外，柱构造至少在前端部，其直径比孔的直径小，在振动电极膜受到压力而变形之前的状态下，凸状的柱构造进入孔。而且，振动电极膜受到压力而变形时，振动电极膜和背板的柱构造相对移动，凸状的柱构造从孔离开，由此，使孔的整个面露出。由此，释放对振动电极膜施加的压力。由此，在振动电极膜受到压力而变形之前的状态下，背板的凸状的柱构造侵入振动电极膜的孔，由此，可以更可靠地抑制空气从孔的泄漏，良好地维持音响传感器的频率特性。而且，如果振动电极膜因施加过大的压力而变形规定量，背板的凸状的柱构造就从振动电极膜的孔脱离而释放孔，因此，在施加的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电电容式转换器，具备：基板，其表面具有开口；背板，其以与所述基板的开口对置的方式配设；振动电极膜，其以与所述背板之间隔着空隙与该背板对置的方式配设，所述静电电容式转换器将所述振动电极膜的位移转换成该振动电极膜和所述背板之间的静电电容的变化，所述静电电容式转换器的特征在于，所述静电电容式转换器还具备压力释放流路，该压力释放流路是由所述振动电极膜的一部分和一体设置于所述背板的凸状部分之间的间隙形成的空气的流路，在所述振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜和一体设置于所述背板的凸状部分的相对移动而实现流路面积增大，由此释放被施加于所述振动电极膜的压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.12 JP 2015-0501001.一种静电电容式转换器，具备：基板，其表面具有开口；背板，其以与所述基板的开口对置的方式配设；振动电极膜，其以与所述背板之间隔着空隙与该背板对置的方式配设，所述静电电容式转换器将所述振动电极膜的位移转换成该振动电极膜和所述背板之间的静电电容的变化，所述静电电容式转换器的特征在于，所述静电电容式转换器还具备压力释放流路，该压力释放流路是由所述振动电极膜的一部分和一体设置于所述背板的凸状部分之间的间隙形成的空气的流路，在所述振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜和一体设置于所述背板的凸状部分的相对移动而实现流路面积增大，由此释放被施加于所述振动电极膜的压力。2.如权利要求1所述的静电电容式转换器，其特征在于，所述背板，其周边部的至少一部分弯曲而形成侧面，并且，所述背板在该侧面的前端部固定于所述基板上，所述压力释放流路由所述振动电极膜的端面和一体形成于所述背板的侧面的凸状部分之间的间隙形成，在所述振动电极膜受到压力而变形时，通过该振动电极膜的端面和形成于所述背板的侧面的凸状部分相对移动而错开，使所述振动电极膜的端面和所述背板的侧面之间的间隙增大，由此释放被施加于所述振动电极膜的压力。3.如权利要求1所述的静电电容式转换器，其特征在于，所述凸状部分为凸状的柱构造，所述压力释放流路由设置于所述振动电极膜的孔和从所述背板朝所述振动电极膜侧一体设置的凸状的柱构造之间的间隙形成，至少所述凸状的柱构造的前端部具有比所述孔的直径小的直径，并且，在所述振动电极膜受到压力而变形之前的状态下，所述凸状的柱构造侵入所述孔，在所述振动电极膜受到压力而变形时，该振动电极膜和所述背板的凸状的柱构造相对移动，解除所述凸状的柱构造向所述孔的侵入，由此，释放被施加于所述振动电极膜的压力。4.如权利要求1所述的静电电容式转换器，其特征在于，所述凸状部分为凸状的柱构造，所述压力释放流路由设置于所述振动电极膜的孔和从所述背板朝所述振动电极膜侧一体设置的凸状的柱构造之间的间隙形成，所述凸状的柱构造具有比所述孔的直径大的直径，并且，在所述振动电极膜受到压力而变形之前的状态下，所述凸状的柱构造的前端从所述背板侧覆盖所述孔，在所述振动电极膜受到压力而变形时，该振动电极膜和所述背板的凸状的柱构造相对移动，所述凸状的柱构造的前端从所述孔离开，由此，释放被施加于所述振动电极膜的压力。5.如权利要求3所述的静电电容式转换器，其特征在于，在所述振动电极膜受到压力而变形之前的状态下，所述凸状的柱构造贯通所述孔，该凸状的柱构造的前端相对于所述振动电极膜位于所述背板的相反侧。6.如权利要求3或5所述的静电电容式转换器，其特征在于，所述凸状的柱构造的直径随着从该凸状的柱构造的前端朝向所述背板而增大或者恒定。7.如权利要求3～6中任一项所述的静电电容式转换器，其特征在于，所述凸状的柱构造与所述背板经由同一个成膜工序而形成。8.如权利要求1～7中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上匡志，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP