KR101496817B1 - Acoustic Transducer - Google Patents

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KR101496817B1
KR101496817B1 KR20130094548A KR20130094548A KR101496817B1 KR 101496817 B1 KR101496817 B1 KR 101496817B1 KR 20130094548 A KR20130094548 A KR 20130094548A KR 20130094548 A KR20130094548 A KR 20130094548A KR 101496817 B1 KR101496817 B1 KR 101496817B1
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Abstract

본 발명에 의한 음향 변환기는, 중공부를 구비한 기판; 상기 중공부의 외곽을 따라 상방으로 돌출 형성된 제1지지부를 구비하며, 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체; 상기 제1지지부에 대응되는 위치에 하방으로 돌출 형성된 제2지지부를 구비하는 제2지지구조체; 상기 제1,2지지부 사이에 위치하며, 상기 중공부 상단의 내면보다 반경방향 외측으로 외곽 라인이 형성되어 상기 중공부를 완전히 덮도록 형성된 박막형 다이아프램; 상기 다이아프램 상측에 구비되어, 상기 다이아프램에 대향하는 위치에서 상기 다이아프램과의 상호작용에 의해 커패시터를 형성하는 상부고정전극;을 포함하여 다이아프램의 민감도를 향상시킴으로써 고감도의 음향변환기를 제공할 수 있다.An acoustic transducer according to the present invention includes: a substrate having a hollow portion; A first support structure having a first support portion protruded upward along an outer periphery of the hollow portion, the first support structure being attached to an upper surface of the substrate; A second support structure having a second support portion protruding downward at a position corresponding to the first support portion; A thin film type diaphragm disposed between the first and second support parts and having an outer line formed radially outwardly of the inner surface of the upper end of the hollow part to completely cover the hollow part; And an upper fixed electrode provided on the diaphragm and forming a capacitor by interaction with the diaphragm at a position opposite to the diaphragm to improve the sensitivity of the diaphragm to thereby provide a highly sensitive acoustic transducer .

Description

음향 변환기{Acoustic Transducer}[0001] The present invention relates to an acoustic transducer,

본 발명은 음향 변환기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MEMS(Micro Electro Mechanical System; 극미세 전자 기계 시스템) 기술에 의해서 제조되는 음향 변환기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acoustic transducer and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an acoustic transducer manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology.

최근 전자제품들의 소형화가 계속되면서 그에 실장되는 부속품들도 점차 소형화되어가고 있는 추세이며, 그에 따라 이동통신 단말기나 오디오 등에 널리 사용되는 음향 신호 입력 장치로 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 음향 변환기(Acoustic Transducer)가 선호되고 있다.BACKGROUND ART [0002] Recently, miniaturization of electronic products has been continued, and the components mounted on the electronic products have been becoming smaller and smaller. As a result, acoustic signal input devices widely used in mobile communication terminals and audio systems include MEMS (Micro Electro Mechanical System) ) Are preferred.

이러한 MEMS 음향 변환기는 주로 압저항형(Piezoresistive type), 압전형( Piezoelectric type), 콘덴서형(Condenser type)으로 분류될 수 있다.
Such a MEMS acoustic transducer can be classified into a Piezoresistive type, a Piezoelectric type, and a Condenser type.

압저항형 MEMS 음향 변환기는 진동에 의해서 저항값이 변화하는 원리를 이용한 것이므로, 주변 환경변화(온도, 습도, 먼지 등)에 따라 저항값이 달리질 수 있어 일정한 음역 주파수를 유지할 수 없다는 점이 단점이다.
Since the piezoresistive MEMS acoustic transducer uses the principle that the resistance value changes by vibration, it has a disadvantage in that it can not maintain a constant resonance frequency because the resistance value can be varied depending on the change of surrounding environment (temperature, humidity, dust, etc.) .

또한, 압전형 MEMS 음향변환기는 진동판 양단에 전위차가 발생되는 압전효과(Piezoelectric effect)를 이용하므로, 음성 신호의 압력에 따른 전기적인 신호의 변화는 있지만 낮은 대역과 음성대역 주파수 특성이 불균일하여 상용화하기에는 극히 제한적일 수 밖에 없다.
In addition, since the piezoelectric MEMS acoustic transducer uses a piezoelectric effect that generates a potential difference across the diaphragm, there is a change in the electrical signal according to the pressure of the voice signal. However, since the characteristics of the low band and the voice band frequency are uneven, It is extremely limited.

반면, 콘덴서형 MEMS 음향변환기는 두 금속 평판 중 하나의 금속판을 고정전극으로 하고 다른 하나의 금속평판을 음향신호에 반영하여 진동하는 진동판으로 하여, 두 전극 사이의 수㎛ 내지 수십㎛ 대의 공극(air gap)을 가지는 구조로서, 음원에 따라 진동판이 진동하게 되면 진동판과 고정전극 사이에 변화하는 정전용량을 측정하는 방식으로, 변환음역의 안정성과 주파수 특성이 우수한 장점이 있다.On the other hand, the condenser type MEMS acoustic transducer is a diaphragm that vibrates by using one of two metal plates as a fixed electrode and the other metal plate as an acoustic signal to vibrate, and a gap of several micrometers to several tens of micrometers gap. When the diaphragm vibrates according to a sound source, the electrostatic capacity varying between the diaphragm and the fixed electrode is measured. The stability and frequency characteristics of the converted sound range are excellent.

이에 따라, MEMS 음향 변환기는 콘덴서형이 주류를 이루고 있는 실정이다.
As a result, the MEMS acoustic transducer has a capacitor type mainstream.

도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 콘덴서형 MEMS 음향변화기는 기판(1), 다이아프램(2), 스페이서(3), 백플레이트를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional condenser type MEMS acoustic sound changer includes a substrate 1, a diaphragm 2, a spacer 3, and a back plate.

한편, 콘덴서형 MEMS 음향 변환기의 성능은 진동판으로 사용되는 다이아프램(Diaphragm)의 민감도에 직결되는데, 다이아프램의 민감도는 두께가 얇을수록, 면적이 넓을수록 우수하다. 그러나, 그 기술적 한계 및 비용의 문제로 인하여 다이아프램의 두께를 줄이고, 그 면적을 넓히는데에는 한계가 있다.On the other hand, the performance of the condenser type MEMS acoustic transducer is directly related to the sensitivity of the diaphragm used as the diaphragm. The sensitivity of the diaphragm is better as the thickness is thinner and the area is larger. However, due to the technical limitations and cost problems, there is a limit in reducing the thickness of the diaphragm and widening its area.

이에 더해, 다이아프램(2)은 그 끝단 부분의 일정구간이 기판(1)에 고정된 형태로 되어 있어, 입력되는 음압에 따른 다이아프램의 상하진동에 있어 그 민감도가 제한될 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
In addition, since the diaphragm 2 has a certain section of the end portion thereof fixed to the substrate 1, there is a problem that the sensitivity of the diaphragm is limited in the vertical vibration of the diaphragm according to the input sound pressure there was.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 각각 제1,2지지부를 구비한 제1,2지지구조체를 포함하여 다이어프램의 상하 진동에 대한 민감도를 극대화시킬 수 있는 음향 변환기를 제공하고자 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an acoustic transducer capable of maximizing the sensitivity to vertical vibration of a diaphragm including first and second support structures having first and second support portions, respectively do.

본 발명에 의한 음향 변환기는, 중공부를 구비한 기판, 상기 중공부의 외곽을 따라 상방으로 돌출 형성된 제1지지부를 구비하며, 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체, 상기 제1지지부에 대응되는 위치에 하방으로 돌출 형성된 제2지지부를 구비하는 제2지지구조체, 상기 제1,2지지부 사이에 위치하며, 상기 중공부 상단의 내면보다 반경방향 외측으로 외곽 라인이 형성되어 상기 중공부를 완전히 덮도록 형성된 박막형 다이아프램, 상기 다이아프램 상측에 구비되어, 상기 다이아프램에 대향하는 위치에서 상기 다이아프램과의 상호작용에 의해 커패시터를 형성하는 상부고정전극을 포함할 수 있다.The acoustic transducer according to the present invention includes a first support structure having a substrate having a hollow portion and a first support portion protruding upward along an outer periphery of the hollow portion, the first support structure being attached to an upper surface of the substrate, A second support structure having a second support portion protruding downward from the first support structure, and a second support structure protruding downward from the first support structure, the first support structure being located between the first and second support portions, And a top fixed electrode provided on the diaphragm to form a capacitor by interaction with the diaphragm at a position opposite to the diaphragm.

본 발명에 의한 음향 변환기에서, 상기 다이아프램은 상기 제1,2지지부와 이격되어 위치할 수 있다.In the acoustic transducer according to the present invention, the diaphragm may be spaced apart from the first and second supporting portions.

본 발명에 의한 음향 변환기는, 다수의 음공을 구비하며, 상기 제2지지구조체의 상부에 고정되는 백플레이트를 더 포함하고, 상기 상부고정전극은 상기 백플레이트의 하면에 부착될 수 있다.The acoustic transducer according to the present invention may further include a back plate having a plurality of sound holes and fixed to an upper portion of the second support structure, and the upper fixed electrode may be attached to a lower surface of the back plate.

본 발명에 의한 음향 변환기에서, 상기 제1지지구조체는 반경방향으로 소정구간이 상기 기판의 상면과 이격되어 상하 방향의 탄성을 가지며, 상기 제2지지구조체는 반경방향으로 소정구간이 상기 상부고정전극의 하면과 이격되어 상하 방향의 탄성을 가질 수 있다.In the acoustic transducer according to the present invention, the first support structure may have a predetermined length in the radial direction and may be spaced apart from the upper surface of the substrate so as to have an elasticity in the vertical direction, and the second support structure may have a predetermined section in the radial direction, And can have a vertical elasticity.

본 발명에 의한 음향 변환기는, 상기 기판의 상면에 부착되고, 상기 다이아프램의 아래쪽에 위치하여 상기 중공부를 덮으며, 다수의 구멍을 구비하는 보조플레이트를 더 포함할 수 있다. The acoustic transducer according to the present invention may further include an auxiliary plate attached to an upper surface of the substrate and positioned below the diaphragm to cover the hollow portion and having a plurality of holes.

본 발명에 의한 음향 변환기에서, 상기 보조플레이트는, 상기 다이아프램과 상호작용에 의해 커패시터를 형성하도록 도전성 소재로 구비되는 하부고정전극일 수 있다.In the acoustic transducer according to the present invention, the auxiliary plate may be a lower fixed electrode formed of a conductive material to form a capacitor by interaction with the diaphragm.

본 발명에 의한 음향 변환기에서, 상기 제1,2지지부는 연속한 폐곡선 형상일 수 있다.In the acoustic transducer according to the present invention, the first and second support portions may have a continuous closed curve shape.

본 발명에 의한 음향 변환기에서, 상기 제1,2지지부는 다수의 범프이며,상기 제1,2지지구조체는 상기 다수의 범프 사이에 홈부를 갖는 톱니형상일 수 있다.In the acoustic transducer according to the present invention, the first and second support portions may be a plurality of bumps, and the first and second support structures may have a saw-tooth shape having a groove portion between the plurality of bumps.

본 발명에 의한 음향 변환기에서, 상기 다이아프램은 원판 형상일 수 있다.In the acoustic transducer according to the present invention, the diaphragm may be in a disc shape.

본 발명에 의한 음향 변환기는, 중공부를 구비한 기판, 상기 중공부의 외곽을 따라 상방으로 돌출 형성된 제1지지부를 구비하며, 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체, 상기 제1지지부에 대응되는 위치에 하방으로 돌출 형성된 제2지지부를 구비하는 제2지지구조체, 상기 제1,2지지부 사이에 위치하며, 상기 중공부 상단의 내면보다 반경방향 외측으로 외곽 라인이 형성되어 상기 중공부를 완전히 덮도록 형성된 박막형 다이아프램 및 상기 기판의 상면에 부착되어, 상기 다이아프램의 아래쪽에 위치하며, 다수의 구멍을 구비하되, 상기 다이아프램과 상호작용에 의해 커패시터를 형성하도록 도전성 소재로 구비되는 하부고정전극을 포함할 수 있다.
The acoustic transducer according to the present invention includes a first support structure having a substrate having a hollow portion and a first support portion protruding upward along an outer periphery of the hollow portion, the first support structure being attached to an upper surface of the substrate, A second support structure having a second support portion protruding downward from the first support structure, and a second support structure protruding downward from the first support structure, the first support structure being located between the first and second support portions, And a lower fixed electrode attached to the upper surface of the substrate and disposed below the diaphragm and having a plurality of holes and formed of a conductive material so as to form a capacitor by interaction with the diaphragm, .

본 발명에 의하면, 제1,2지지구조체를 구비하여 다이어프램의 상하진동에 있어서의 자유도를 높여 민감도를 극대화시킴으로써, 우수한 성능의 음향 변환기를 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide an acoustic transducer with excellent performance by providing the first and second support structures to maximize the sensitivity by increasing the degree of freedom in vertical vibration of the diaphragm.

도 1은 종래의 음향변환기의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기의 부분 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기의 측단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기의 평면도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기의 부분 절개 사시도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기의 측단면도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기의 평면도.1 is a cross-sectional view of a conventional acoustic transducer;
2 is a partially cutaway perspective view of an acoustic transducer according to a first embodiment of the present invention;
3 is a side cross-sectional view of an acoustic transducer according to a first embodiment of the present invention;
4 is a plan view of an acoustic transducer according to a first embodiment of the present invention;
5 is a partial cutaway perspective view of an acoustic transducer according to a second embodiment of the present invention;
6 is a side cross-sectional view of an acoustic transducer according to a second embodiment of the present invention;
7 is a plan view of an acoustic transducer according to a second embodiment of the present invention;

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명의 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive idea may be easily suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.

또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
In the following description, the same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings.

제1실시예First Embodiment

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기(100)의 부분 절개 사시도, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기(100)의 측단면도, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기(100)의 평면도이다.
FIG. 3 is a side sectional view of the acoustic transducer 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side sectional view of the acoustic transducer 100 according to the first embodiment of the present invention. 1 is a plan view of an acoustic transducer 100 according to an embodiment.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기(100)는 중공부(111)를 구비한 기판(110), 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체(120a, 120b), 상기 제1지지구조체(120a, 120b)의 상측에 위치하는 제2지지구조체(130a, 130b), 상기 제1,2지지구조체(120a, 120b, 130a, 130b) 사이에 위치하는 박막형 다이아프램(150), 상기 제2지지구조체(130a, 130b)의 상부에 고정되는 백플레이트(170), 상부고정전극(160) 및 상기 다이아프램(150)의 아래쪽에 위치하여 중공부를 덮는 보조플레이트(180)을 포함할 수 있다.
2 to 4, an acoustic transducer 100 according to a first embodiment of the present invention includes a substrate 110 having a hollow portion 111, a first support structure 120a attached to an upper surface of the substrate, The first and second support structures 120a and 120b and the second support structures 130a and 130b located on the first support structures 120a and 120b and the first and second support structures 120a and 120b, A diaphragm 150, a back plate 170 fixed to the upper portions of the second supporting structures 130a and 130b, an upper fixed electrode 160, and an auxiliary plate 160 disposed below the diaphragm 150 and covering the hollow portion, (180).

상기 제1지지구조체(120a, 120b)는 상기 기판의 상면에 부착되며, 상기 중공부(111)의 외곽을 따라 상방으로 돌출 형성된 제1지지부(121a, 121b)를 구비할 수 있다.The first support structures 120a and 120b may be attached to the upper surface of the substrate and include first support portions 121a and 121b protruding upward along the outer periphery of the hollow portion 111. [

또한, 상기 제2지지구조체(130a, 130b)는 상기 제1지지부에 대응되는 위치에 하방으로 돌출 형성된 제2지지부(131a, 131b)를 구비할 수 있다.The second support structures 130a and 130b may include second support portions 131a and 131b protruding downward at positions corresponding to the first support portions.

이에 따라, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1,2지지부(121a, 121b, 131a, 131b)로부터 반경방향 외곽에는 공간부(140)가 형성될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 3, a space 140 may be formed in the radial outline from the first and second supporting portions 121a, 121b, 131a, and 131b.

상기 공간부(140)가 확보됨으로써, 상기 다이아프램(150)의 끝단부분의 상하방향의 자유도를 확보하여, 상기 다이아프램(150)의 민감도를 향상시킬 수 있다. 다시 말해서, 음압에 의해 상기 다이아프램(150)이 진동할 때에, 상기 다이아프램(150)의 끝단 부분이 상기 제1,2지지구조체(130a, 130b)에 의해 간섭되지 않기 때문에, 상기 다이아프램(150)의 민감도가 향상되는 결과를 가져온다.
By securing the space portion 140, the degree of freedom in the vertical direction of the end portion of the diaphragm 150 can be secured, and the sensitivity of the diaphragm 150 can be improved. In other words, since the end portion of the diaphragm 150 is not interfered by the first and second support structures 130a and 130b when the diaphragm 150 vibrates due to negative pressure, 150) is improved.

한편, 상기 제1지지구조체(120a, 120b)는 반경방향으로 소정구간이 상기 기판의 상면과 이격될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1지지구조체(120a, 120b)는 상하방향의 탄성을 가질 수 있다.Meanwhile, the first support structures 120a and 120b may be spaced apart from the upper surface of the substrate in a radial direction, so that the first support structures 120a and 120b may have elasticity in the vertical direction .

마찬가지로, 상기 제2지지구조체(130a, 130b)는 반경방향으로 소정구간이 상기 상부고정전극(160)의 하면과 이격될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2지지구조체(130a, 130b)는 상하 방향의 탄성을 가질 수 있다.Similarly, the second support structures 130a and 130b may be spaced apart from the lower surface of the upper fixed electrode 160 in the radial direction, so that the second support structures 130a and 130b are spaced apart from each other in the vertical direction It may have elasticity.

이와 같이, 제1,2지지구조체(120a, 120b, 130a, 130b)가 상하방향의 탄성을 가지면, 상기 다이아프램(150)의 민감도를 보다 향상시킬 수 있다.Thus, if the first and second support structures 120a, 120b, 130a, and 130b have elasticity in the vertical direction, the sensitivity of the diaphragm 150 can be further improved.

이에 더하여, 상기 제1,2 지지부(121a, 121b, 131a, 131b)는, 도 2의 (a) 및 도 4의 (a)에서 도시하는 바와 같이, 연속한 폐곡선 형상일수 있다. 도 2의 (a) 및 도 4의 (a)에서는, 상기 제1,2 지지부(121a, 121b, 131a, 131b)가 링 형상인 것을 도시하고 있으나, 상기 중공부(111)의 외곽을 따라 폐곡선을 형성한다면 원형에 한하는 것은 아니며, 다양한 형상이 될 수 있다.In addition, the first and second supporting portions 121a, 121b, 131a, and 131b may have a continuous closed curve shape as shown in Figs. 2A and 4A. The first and second supporting portions 121a, 121b, 131a and 131b are ring-shaped in FIG. 2 (a) and FIG. 4 (a) It is not limited to a circular shape, but may be various shapes.

또한, 상기 제1,2지지부(121a, 121b, 131a, 131b)는, 도 2의 (b) 및 도 4의 (b)에서 도시하는 바와 같이, 연속되지 않는 다수의 범프 형태일 수 있다. 이 때에, 연속되지 않는 다수의 범프 형태라 함은 상기 중공부(111)의 외곽을 따라 독립된 다수의 돌출부 형태를 갖는 것을 의미한다. 한편, 도 2의 (b) 및 도 4의 (b)를 참조하면, 다수의 범프 형태인 상기 제1,2지지부(121b, 131b)를 구비한 상기 제1,2지지구조체(120b, 130b)는 상기 제1,2지지부(121b, 131b) 사이에 홈부(122, 132)를 갖는 톱니형상일 수 있다.The first and second supporting portions 121a, 121b, 131a and 131b may be in the form of a plurality of bumps which are not continuous as shown in Figs. 2 (b) and 4 (b). At this time, a plurality of non-continuous bump shapes means that a plurality of projections are formed along the outer periphery of the hollow portion 111. Referring to FIGS. 2B and 4B, the first and second supporting structures 120b and 130b having the first and second supporting portions 121b and 131b, which are in the form of a plurality of bumps, May have a sawtooth shape having grooves 122, 132 between the first and second supporting portions 121b, 131b.

상기 제1,2지지구조체(120b, 130b)가 톱니형상으로 제공되는 경우 상하방향의 탄성을 보다 크게 할 수 있으므로, 상기 다이아프램(150)의 민감도를 더욱 향상시킬 수 있다.When the first and second supporting structures 120b and 130b are provided in a sawtooth shape, the vertical elasticity can be further increased, and thus the sensitivity of the diaphragm 150 can be further improved.

다른 한편으로, 상기 제1,2지지구조체(120a, 120b, 130a, 130b)는 비전도성 재질로 구비될 수 있으며, 일례로 질화규소(SiN)로 구비될 수 있다.
On the other hand, the first and second supporting structures 120a, 120b, 130a, and 130b may be formed of a nonconductive material, for example, silicon nitride (SiN).

상기 다이아프램(150)은 상기 중공부(111) 상단의 내면보다 반경방향 외측으로 외곽 라인이 형성되어 상기 중공부(111)를 완전히 덮도록 형성될 수 있으며, 박막으로 구비되는 원판 형상일 수 있다. 상기 다이아프램(150)은 도전성 재질로 구비되어 상기 상부고정전극(160)과의 상호작용에 의해 커패시터를 형성할 수 있다. 여기에서, 상기 다이아프램(150)은 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD) 공법에 의해 폴리 실리콘(Poly-Si)를 도포함으로써 형성된 것일 수 있다.The diaphragm 150 may be formed to have a contour line radially outward from the inner surface of the upper end of the hollow portion 111 to completely cover the hollow portion 111 and may have a disk shape . The diaphragm 150 may be formed of a conductive material to form a capacitor by interaction with the upper fixed electrode 160. Here, the diaphragm 150 may be formed by applying poly-Si by low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD).

음압이 입력되면 상기 다이아프램(150)이 진동하게 되고, 진동에 의해 상기 상부고정전극(160)과의 거리가 지속적으로 변화함에 따라, 상기 다이아프램(150)과 상기 상부고정전극(160)이 형성하는 커패시터의 정전용량 또한 변화하게 되고, 이를 측정하는 방식에 의해 음향을 신호화할 수 있게 된다.The diaphragm 150 vibrates and the distance between the diaphragm 150 and the upper fixed electrode 160 is continuously changed by the vibration so that the diaphragm 150 and the upper fixed electrode 160 The capacitance of the capacitor to be formed is also changed, and the sound can be signaled by the method of measuring the capacitance.

한편, 상기 다이아프램(150)은 상기 제1,2지지부(121a, 121b, 131a, 131b) 사이에서 미소간극 이격되어 위치할 수 있다. 이렇게 상기 다이아프램(150)을 상기 제1,2지지부(121a, 121b, 131a, 131b)로부터 기계적으로 분리시킴으로써, 제작과정에서 상기 다이아프램(150)에 내재된 응력을 해제할 수 있으며, 이는 음향 변환기의 신뢰도와 직결된다.Meanwhile, the diaphragm 150 may be spaced a small gap between the first and second supporting portions 121a, 121b, 131a, and 131b. By mechanically separating the diaphragm 150 from the first and second support portions 121a, 121b, 131a and 131b, the stress inherent in the diaphragm 150 can be released during the manufacturing process, It is directly related to the reliability of the converter.

다른 한편으로, 상기 다이아프램(150)이 제1,2지지부(121a, 121b, 131a, 131b)로부터 이격되어 위치하므로, 상기 다이아프램(150)을 고정시키기 위한 수단이 필요하게 된다. 이때, 상기 다이아프램(150)을 고정시키기 위한 수단은, 정전용량의 변화를 측정하기 위해 회로부(미도시)와 상기 다이아프램(150)을 연결하는 고정단부(190)일 수 있다. 즉, 상기 다이아프램(150)은 상기 고정단부(190)에 의해 현수될 수 있다. 한편, 상기 다이아프램(150)을 고정시키기 위한 수단은 상기 고정단부(190)에 한하는 것은 아니며, 스프링(미도시) 등 별도의 현수 수단이 제공될 수 있다.
On the other hand, since the diaphragm 150 is spaced apart from the first and second supporting portions 121a, 121b, 131a and 131b, a means for fixing the diaphragm 150 is required. In this case, the means for fixing the diaphragm 150 may be a fixed end 190 connecting the diaphragm 150 to the circuit unit (not shown) to measure a change in capacitance. That is, the diaphragm 150 may be suspended by the fixed end portion 190. Meanwhile, the means for fixing the diaphragm 150 is not limited to the fixed end portion 190, and a separate suspension means such as a spring (not shown) may be provided.

상기 백플레이트(170)는 다수의 음공(171)을 구비할 수 있다. 상기 다수의 음공(171)을 통해 음파가 통과하여 음압에 의해 상기 다이아프램(150)이 진동하게 된다. 또한, 상기 다수의 음공(171)은 상기 다이아프램(150)과 상기 상부고정전극(160)사이에 형성되는 공극(Air Gap)에 먼지 등의 불순물이 유입되지 않도록 하는 먼지필터의 역할도 동시에 수행하게 된다.
The back plate 170 may have a plurality of sound holes 171. Sound waves pass through the sound holes 171, and the diaphragm 150 vibrates due to negative pressure. The plurality of sound holes 171 also serve as a dust filter for preventing impurities such as dust from entering the air gap formed between the diaphragm 150 and the upper fixed electrode 160 .

상기 상부고정전극(160)은 상기 다이아프램(150)에 대향하는 위치에 배치될 수 있으며, 상기 백플레이트(170)의 하면에 부착될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 다이아프램(150)과의 상호작용에 의해 커패시터를 형성할 수 있다.The upper fixed electrode 160 may be disposed at a position opposite to the diaphragm 150 and attached to a lower surface of the back plate 170. Also, as described above, the capacitor can be formed by the interaction with the diaphragm 150.

또한, 상기 상부고정전극(160)은 폴리 실리콘(Poly-Si)를 저압화학기상증착(LPCVD) 공법에 의해 도포하는 공정에 의해 형성될 수 있다.
In addition, the upper fixed electrode 160 may be formed by a process of applying poly-Si by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process.

상기 보조플레이트(180)는 상기 기판(110)의 상면에 부착되고, 상기 다이아프램(150)의 아래쪽에 위치하여 상기 중공부(111)를 덮을 수 있다. 또한, 상기 보조플레이트(180)는 다수의 구멍(181)을 구비할 수 있다. 상기 다수의 구멍(181)은, 상기 다수의 음공(171)과 마찬가지로, 음파가 통과할 수 있도록 하여 음압에 의해 상기 다이아프램(150)이 진동하도록 하며, 먼지 등의 불순물 유입을 막아 음향 변환기의 신뢰도를 향상시킨다.The auxiliary plate 180 is attached to the upper surface of the substrate 110 and may be positioned below the diaphragm 150 to cover the hollow portion 111. In addition, the auxiliary plate 180 may have a plurality of holes 181. Like the plurality of sound holes 171, the plurality of holes 181 allow the sound waves to pass therethrough so that the diaphragm 150 vibrates due to negative pressure, prevents impurities such as dust from entering, Improves reliability.

이에 더하여, 상기 보조플레이트(180)는 도전성 소재로 구비되어, 상기 다이아프램(150)과의 상호작용에 의해 커패시터를 형성하도록 하부고정전극(180)으로 제공될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 보조플레이트와 하부고정전극은 동일한 도면부호인 180을 사용한다. In addition, the auxiliary plate 180 may be formed of a conductive material and may be provided as a lower fixed electrode 180 so as to form a capacitor by interaction with the diaphragm 150. Hereinafter, the same reference numeral 180 is used for the auxiliary plate and the lower fixed electrode for convenience of explanation.

이와 같이, 상기 하부고정전극(180)과 상기 상부고정전극(160)이 동시에 구비되어 상기 다이아프램(150)과의 상호작용에 의해 각각의 커패시터를 형성함으로써, 음향변환기의 신뢰도(reliability)가 향상되는 효과를 가져올 수 있다.
As described above, since the lower fixed electrode 180 and the upper fixed electrode 160 are provided at the same time and each capacitor is formed by interaction with the diaphragm 150, the reliability of the acoustic transducer is improved .

제2실시예Second Embodiment

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 음향변환기(200)에 대하여 설명한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용한 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 자세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, an acoustic transducer 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 다른 음향 변환기(200)의 부분 절개 사시도, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기(200)의 측단면도, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기(200)의 평면도이다.
6 is a side sectional view of an acoustic transducer 200 according to a second embodiment of the present invention. Fig. 7 is a side sectional view of the acoustic transducer 200 according to the second embodiment of the present invention. Fig. 2 is a plan view of an acoustic transducer 200 according to an embodiment.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기(200)는 중공부(111)를 구비한 기판(110), 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체(120a, 120b), 제2지지구조체(130a, 130b), 상기 제1,2지지구조체(120a, 120b, 130a, 130b) 사이에 위치하는 박막형 다이아프램(150) 및 상기 다이아프램(150)의 아래쪽에 위치하여 중공부를 덮는 하부고정전극(180)을 포함할 수 있다. 5 to 7, an acoustic transducer 200 according to a second embodiment of the present invention includes a substrate 110 having a hollow portion 111, a first support structure 120a attached to an upper surface of the substrate, The first and second support structures 120a, 120b, 130a and 130b and the thin film diaphragm 150 disposed between the first and second support structures 130a and 130b and the diaphragm 150, And a lower fixed electrode 180 covering the hollow portion.

다시 말해서, 본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기(200)는, 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 음향 변환기(100)에서 상기 백플레이트(170) 및 상기 상부고정전극(160)이 제외된 형태일 수 있다.
In other words, the acoustic transducer 200 according to the second embodiment of the present invention differs from the acoustic transducer 100 according to the first embodiment of the present invention in that the back plate 170 and the upper fixed electrode 160 May be excluded.

본 발명의 제2실시예에 따른 음향 변환기(200)는, 음압에 따른 다이아프램(150)의 진동에 따라, 상기 다이아프램(150)과 상기 하부고정전극(180)의 상호작용에 의해 형성되는 캐패시터 용량 변화를 측정하는 방식으로 음향을 신호화하게 된다.
The acoustic transducer 200 according to the second embodiment of the present invention is formed by the interaction of the diaphragm 150 and the lower fixed electrode 180 in accordance with the vibration of the diaphragm 150 according to the sound pressure And the sound is signaled by measuring the capacitance change of the capacitor.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

100, 200: 음향 변환기
110: 기판
111: 중공부
120a, 120b: 제1지지구조체
121a, 121b: 제1지지부
130a, 130b: 제2지지구조체
131a, 131b: 제2지지부
122, 132: 홈부
140: 공간부
150: 다이아프램
160: 상부고정전극
170: 백플레이트
171: 음공
180: 보조플레이트, 하부고정전극
181: 구멍
190: 고정단부100, 200: Acoustic transducer
110: substrate
111: hollow portion
120a, 120b: a first support structure
121a and 121b:
130a, 130b: a second support structure
131a and 131b:
122, 132:
140:
150: diaphragm
160: upper fixed electrode
170: back plate
171: Sound field
180: auxiliary plate, lower fixed electrode
181: hole
190: fixed end

Claims (15)

중공부를 구비한 기판;
상기 중공부의 외곽을 따라 상방으로 돌출 형성된 제1지지부를 구비하며, 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체;
상기 제1지지부에 대응되는 위치에 하방으로 돌출 형성된 제2지지부를 구비하는 제2지지구조체;
상기 제1,2지지부 사이에 위치하며, 상기 중공부 상단의 내면보다 반경방향 외측으로 외곽 라인이 형성되어 상기 중공부를 완전히 덮도록 형성된 박막형 다이아프램;
상기 다이아프램 상측에 구비되어, 상기 다이아프램에 대향하는 위치에서 상기 다이아프램과의 상호작용에 의해 커패시터를 형성하는 상부고정전극;을 포함하는 음향 변환기.
A substrate having a hollow portion;
A first support structure having a first support portion protruded upward along an outer periphery of the hollow portion, the first support structure being attached to an upper surface of the substrate;
A second support structure having a second support portion protruding downward at a position corresponding to the first support portion;
A thin film type diaphragm disposed between the first and second support parts and having an outer line formed radially outwardly of the inner surface of the upper end of the hollow part to completely cover the hollow part;
And an upper fixed electrode provided above the diaphragm and forming a capacitor by interaction with the diaphragm at a position opposite to the diaphragm.
제1항에 있어서,
상기 다이아프램은 상기 제1,2지지부와 이격되어 위치하는 음향 변환기.
The method according to claim 1,
Wherein the diaphragm is spaced apart from the first and second support portions.
제1항에 있어서,
다수의 음공을 구비하며, 상기 제2지지구조체의 상부에 고정되는 백플레이트;를 더 포함하고,
상기 상부고정전극은 상기 백플레이트의 하면에 부착되는 음향 변환기
The method according to claim 1,
Further comprising: a back plate having a plurality of sound holes, the back plate being fixed to an upper portion of the second support structure,
The upper fixed electrode is connected to an acoustic transducer
제1항에 있어서,
상기 제1지지구조체는 반경방향으로 소정구간이 상기 기판의 상면과 이격되어 상하 방향의 탄성을 가지며,
상기 제2지지구조체는 반경방향으로 소정구간이 상기 상부고정전극의 하면과 이격되어 상하 방향의 탄성을 갖는 음향 변환기.
The method according to claim 1,
Wherein the first support structure has a predetermined section in the radial direction and is spaced apart from the upper surface of the substrate and has an elasticity in a vertical direction,
Wherein the second support structure has a predetermined section in the radial direction and is spaced apart from the lower surface of the upper fixed electrode to have an elasticity in a vertical direction.
제1항에 있어서,
상기 기판의 상면에 부착되고, 상기 다이아프램의 아래쪽에 위치하여 상기 중공부를 덮으며, 다수의 구멍을 구비하는 보조플레이트를 더 포함하는 음향 변환기.
The method according to claim 1,
Further comprising an auxiliary plate attached to an upper surface of the substrate and positioned below the diaphragm to cover the hollow portion and having a plurality of holes.
제5항에 있어서,
상기 보조플레이트는, 상기 다이아프램과 상호작용에 의해 커패시터를 형성하도록 도전성 소재로 구비되는 하부고정전극인 음향 변환기.
6. The method of claim 5,
Wherein the auxiliary plate is a lower fixed electrode formed of a conductive material so as to form a capacitor by interaction with the diaphragm.
제1항에 있어서,
상기 제1,2지지부는 연속한 폐곡선 형상인 음향 변환기.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second supports are continuous closed curve shapes.
제1항에 있어서,
상기 제1,2지지부는 다수의 범프이며,
상기 제1,2지지구조체는 상기 다수의 범프 사이에 홈부를 갖는 톱니형상인 음향 변환기.
The method according to claim 1,
The first and second support portions are a plurality of bumps,
Wherein the first and second support structures have a sawtooth shape having a groove portion between the plurality of bumps.
제1항에 있어서,
상기 다이아프램은 원판 형상인 음향 변환기.
The method according to claim 1,
Wherein the diaphragm is a disc shape.
중공부를 구비한 기판;
상기 중공부의 외곽을 따라 상방으로 돌출 형성된 제1지지부를 구비하며, 상기 기판의 상면에 부착되는 제1지지구조체;
상기 제1지지부에 대응되는 위치에 하방으로 돌출 형성된 제2지지부를 구비하는 제2지지구조체;
상기 제1,2지지부 사이에 위치하며, 상기 중공부 상단의 내면보다 반경방향 외측으로 외곽 라인이 형성되어 상기 중공부를 완전히 덮도록 형성된 박막형 다이아프램; 및
상기 기판의 상면에 부착되어, 상기 다이아프램의 아래쪽에 위치하며, 다수의 구멍을 구비하되, 상기 다이아프램과 상호작용에 의해 커패시터를 형성하도록 도전성 소재로 구비되는 하부고정전극;을 포함하는 음향 변환기.
A substrate having a hollow portion;
A first support structure having a first support portion protruded upward along an outer periphery of the hollow portion, the first support structure being attached to an upper surface of the substrate;
A second support structure having a second support portion protruding downward at a position corresponding to the first support portion;
A thin film type diaphragm disposed between the first and second support parts and having an outer line formed radially outwardly of the inner surface of the upper end of the hollow part to completely cover the hollow part; And
And a lower fixed electrode attached to an upper surface of the substrate and positioned below the diaphragm and having a plurality of holes and formed of a conductive material to form a capacitor by interaction with the diaphragm, .
제10항에 있어서,
상기 다이아프램은 상기 제1,2지지부와 이격되어 위치하는 음향 변환기.
11. The method of claim 10,
Wherein the diaphragm is spaced apart from the first and second support portions.
제10항에 있어서,
상기 제1지지구조체는 반경방향으로 소정구간이 상기 기판의 상면과 이격되어 상하 방향의 탄성을 갖는 음향 변환기.
11. The method of claim 10,
Wherein the first support structure has an elasticity in a vertical direction so that a predetermined section in the radial direction is spaced apart from an upper surface of the substrate.
제10항에 있어서,
상기 제1,2지지부는 연속한 폐곡선 형상인 음향 변환기.
11. The method of claim 10,
Wherein the first and second supports are continuous closed curve shapes.
제10항에 있어서,
상기 제1,2지지부는 다수의 범프이며,
상기 제1,2지지구조체는 상기 다수의 범프 사이에 홈부를 갖는 톱니형상인 음향 변환기.
11. The method of claim 10,
The first and second support portions are a plurality of bumps,
Wherein the first and second support structures have a sawtooth shape having a groove portion between the plurality of bumps.
제10항에 있어서,
상기 다이아프램은 원판 형상인 음향 변환기.






11. The method of claim 10,
Wherein the diaphragm is a disc shape.






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