驻极体电容器类型复合传感器制造技术

一种小型、薄型且重量轻的驻极体电容器类型复合传感器，除了检测声、振动、压力和加速度之外，该复合传感器通过单个传感器还可以检测光。一种驻极体电容器类型传感器由壳体（１１）、电极（２１）、孔（兼用做音孔和导光孔）（２２）、间隔物（３１）、透光振动板（４１）、振动板环（４２）、印刷基板（６）和半导体元件（６１）组成。具有光电效应的功能的光电转换部设置在半导体元件（６１）的表面的一部分上，光通过孔（２２）和透光振动板（４１）引导至光电转换部，且由光电动势产生的电信号被读出，该电信号为与由驻极体电容器的电容变化产生的电信号不同的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以单独地检测声、振动、压力、加速度等的物理量以及光 (的物理量)的驻极体电容器类型复合传感器(包括传声器)。
技术介绍
可以检测声、振动、压力、加速度等的物理量的多变量检测传感器例如 描述于专利文献1。专利文献1中描述的多变量检测传感器利用了驻极体电容器和光学传感 器的组合。也就是说，对于声、振动、压力、加速度等的物理量，静电电容的变化 转换成电压等，且每个这些参数的物理量基于转换的值而被检测。此外，光 的物理量通过使用不同于驻极体电容器类型传感器的另 一传感器来检测。专利文献1: JP-A-2004-354199 (第1页,图1 )。
技术实现思路
在相关技术中，会出现下述两种不方便的情形。(1) 根据具有相关技术的结构的驻极体电容器类型传感器本身，声、 振动或压力可以被;险测，不过光无法同时被才企测。(2) 因此，为了也检测光，需要与另一传感器组合。例如设置有一传 感器，该传感器将光转换成热量并将该热量进一步转换成压力。驻极体电容 器类型传感器可以检测和输出压力值。然而，这种情况下，由于将光转换成 热的转换效率非常差，难以检测少量的光。此外，结构趋于复杂和大型化。鉴于前述问题而进行本专利技术，且本专利技术的目的是提供一种小型、薄型且 重量轻的复合传感器，除了检测声、振动、压力或加速度之外，该复合传感 器通过单个传感器也可以检测光。解决问题的手段根据本专利技术的一种驻极体电容器类型传感器，该驻极体电容器类型传感器包含驻极体电容器和半导体元件，该半导体元件具有放大和输出从该驻极 体电容器得到的信号的功能，该驻极体电容器类型传感器可以根据该驻极体 电容器的静电电容变化来检测预定物理量并具有光检测功能，其中该半导体 元件具有光电转换部，当光传导至该光电转换部时通过光电转换产生电信 号，且该电信号与由于该驻极体电容器的静电电容变化导致产生的电信号有 区别地从该半导体元件输出。在驻极体电容器类型传感器中，通常驻极体电容器的静电电容变化被转换成电信号(电压或电流)，且位于FET (场效应晶体管)等的输出级的半 导体元件放大该电信号并输出放大的信号。根据本专利技术，着眼于半导体元件， 且光反应面(例如PN结或PIN结的通过光电转换产生光电动势的功能半导 体面)设置在半导体元件的一部分，由此可以同时检测光。此外，当驻极体 电容器的静电电容设置为足够小的值时，驻极体电容器的电压变化的水平可 以足够小。另一方面，当由光照射产生的光电动势的电压水平设置为足够大 的值时，可以区分驻极体电容器的电压变化的水平和该光电动势的电压水 平。也就是说，这些信号可以被检测为独立的参数，而不执行任何特别的识 别操作。此外，由于半导体元件的一部分也用作传感器用于检测光，部件的 数目未增加且传感器整体构造的复杂化和大型化可以得以防止。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，音孔的至少一部 分与该半导体元件的光电转换部交叠，该音孔用于将声传导至构成该驻极体电容器的振动板。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，该振动板是由透 光性材料形成，且光通过该音孔和振动板传导至该半导体元件的光电转换 部。音孔是驻极体电容器类型传感器的必需元件，该音孔也用作导光孔，且振动板(振动膜)是由透光性材料构成，光由此通过音孔和振动板无困难地 传导致半导体元件的光电转换部。此外，该电容器类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速度的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和薄 型的状态而不增加相关技术的电容器类型传感器的部件数目。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，该半导体元件安 装在安装基板上，该安装基板的至少一部分是由透光性材料形成，以及该半 导体元件的光电转换部布置成接收从该安装基板的由透光性材料形成的部分入射的光。至少一部分安装基板是由透光性材料构成使得光从安装基板侧进入。根 据这种构造，通过选择安装基板的材料来调整光透过率，使得来自安装基板 侧的光穿过基板并可以被检测。这种情况下，光的检测灵敏度可以被调整。 此外，光透过率也可以根据安装基板的布局而改变，且检测灵敏度因此也可 以被调整。结果，该电容器类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速 度的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和薄型的状态而不增加相关 技术的电容器类型传感器的部件数目。根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，还设置有透光性过滤器， 其中光通过该过滤器、音孔和振动板入射到该半导体元件的光电转换部内。根据这种构造，该过滤器可以防止异物进入。此外，声学特性和光检测 特性的每一个的检测灵敏度可以通过调整过滤器的空气透过率和光透过率 来调整。结果，该电容器类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速度 的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和薄型的状态而不增加相关技 术的电容器类型传感器的部件数目。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，该半导体元件的 光电转换部包括遮光性过滤器，从而防止除了来自该安装基板的由透光性材 料形成的部分的光以外的光。根据这种构造，该过滤器可以防止异物进入。此外，该过滤器可以阻挡 不需要的光(即，除了从安装基板侧入射的光之外的光，具体而言，从音孔 侧进入的光)到达光电转换部。因此，仅仅来自安装基板(印刷基板等)侧 的光可以被精确地检测。因此，包括光是否从安装基板侧入射的光入射方向 也可以被检测。结果，该电容器类型传感器本身可以检测声、振动、压力或 加速度的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和薄型的状态而不增加 相关技术的电容器类型传感器的部件数目。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，该半导体元件为 以棵芯片方式安装在该安装基板上的驻极体电容器类型传感器。根据这种构造，可以通过光电转换部例如半导体元件的光反应面来高效 地检测光。由于不需要模制树脂，因此微型化是可能的。相应地，该电容器 类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速度的物理量以及光的物理量， 且也可以维持小型和薄型的状态而不增加相关技术的电容器类型传感器的 部件数目。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，该半导体元件为 按照下述方式形成的驻极体电容器类型传感器，该半导体元件的至少一部分 是通过透光性材料形成的模制材料模制形成。根据这种构造，光被检测，并且通过适当地调整透光性模制部分的数量 或者透光性模制材料的透过率，光检测灵敏度可以被控制。结果，该电容器 类型传感器本身可以检测声、振动、压力或加速度的物理量以及光的物理量， 且也可以维持小型和薄型的状态而不增加相关技术的电容器类型传感器的 部件数目。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，构成该驻极体电 容器的振动板的至少 一部分是由透光性材料形成。根据这种构造，从壳体的孔或者电极进入的光可以通过振动板无困难地 传导至半导体元件。此外，当通过控制传导材料等的膜厚来调整振动板的透光性时，光检测灵敏度可以被调整。结果，该电容器类型传感器本身可以检 测声、振动、压力或加速度的物理量以及光的物理量，且也可以维持小型和 薄型的状态而不增加相关技术的电容器类型传感器的部件数目。此外，根据本专利技术，在该驻极体电容器类型传感器中，该驻极体电容器是由MEMS芯片构成。根据这种构造，进一步的微型化是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驻极体电容器类型复合传感器，包含驻极体电容器和半导体元件，所述半导体元件具有放大和输出从所述驻极体电容器得到的信号的功能，所述驻极体电容器类型复合传感器根据所述驻极体电容器的静电电容变化来检测预定物理量并具有光检测功能，其中：　所述半导体元件具有光电转换部，当光传导至所述光电转换部时通过光电转换产生电信号，且所述电信号与由于所述驻极体电容器的静电电容变化产生的电信号有区别地从所述半导体元件输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽田龙宏，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]