KR101609270B1 - 압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법이 개시된다. 개시된 압전형 마이크로 스피커는, 디바이스 플레이트와, 디바이스 플레이트의 전면에 접합된 전면 플레이트와, 디바이스 플레이트의 후면에 접합된 후면 플레이트를 구비한다. 디바이스 플레이트에는 다이어프램과, 다이어프램을 진동시키기 위한 압전 구동부와, 다이어프램의 전방에 위치하는 전면 캐비티가 마련된다. 전면 플레이트에는 전면 캐비티와 연통되는 방사 홀이 마련된다. 후면 플레이트는 압전 구동부와 마주 보는 표면에 형성된 후면 캐비티와, 후면 캐비티와 연통되는 벤트 홀을 가진다. 후면 캐비티의 내측면에는 흡음층이 형성되고, 이 흡음층은 다이어프램으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하여 그 음향이 후면 플레이트에서 반사되는 것을 억제한다.

Description

압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법{Piezoelectric micro speaker and method of manufacturing the same}
압전형 마이크로 스피커 및 그 제조 방법이 개시된다.
개인 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 단말기의 급속한 발전에 따라 주고 받을 수 있는 데이터의 양은 지속적으로 증가하고 있는데도 불구하고 단말기는 소형화 및 다기능화가 기본적인 추세가 되고 있다.
이러한 추세에 부응하여, 최근 들어 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 음향 기기(acoustic device) 관련 연구가 진행되어 왔다. 특히, MEMS 기술 및 반도체 기술을 이용한 마이크로 스피커의 제작은 일괄 공정에 따라 소형화, 저가화 등을 가능하게 하고 주변 회로와의 집적이 용이하다는 장점을 가지고 있다.
이와 같은 MEMS 기술을 이용한 마이크로 스피커는 정전형(electrostatic type)과, 전자기형(electromagnetic type)과, 압전형(piezoelectric type)이 주류를 이루고 있다. 특히, 압전형 마이크로 스피커는 정전형에 비해 낮은 전압으로 구동이 가능하며 전자기형에 비해 구조가 단순하고 슬림화에 유리한 장점을 지니고 있다.
일반적인 압전형 마이크로 스피커는, 두 개의 전극층들 사이에 형성된 압전층으로 이루어진 압전 구동부(piezoelectric actuator)가 다이어프램의 표면에 적층된 구조를 가지고 있으며, 두 개의 전극층을 통해 압전층에 전압을 인가함으로써 압전층의 형상 변경을 발생시켜 다이어프램을 진동시킴으로써 음향을 발생시키게 된다.
상기한 구조를 가진 압전형 마이크로 스피커를 시스템에 설치하기 위해서는, 전압을 인가하기 위한 배선과 다이어프램을 보호하기 위한 패키징 공정이 필요하다. 상기 패키징 공정에서, 상기 다이어프램과 압전 구동부가 형성된 디바이스 플레이트의 전면에는 음향의 방사를 위한 방사 홀이 형성된 전면 플레이트가 설치되고, 디바이스 플레이트의 후면에는 댐핑 억제 및 음향 특성의 튜닝을 위한 벤트 홀이 형성된 후면 플레이트가 설치된다.
그런데, 상기한 바와 같이 다이어프램이 진동하면서 발생된 음향은 전방 및 후방으로 방사되는데, 후방으로 방사된 음향은 후면 플레이트에 의해 반사되어 다시 전방으로 진행하게 된다. 이러한 음향의 반사는 음향 임피던스의 차이에 의해 발생되는데, 후면 플레이트를 이루는 물질인 실리콘과 공기의 임피던스 차이에 의해 후방으로 방사된 음향의 대부분이 반사된다. 이와 같이 반사된 음향은 다이어프램의 진동을 방해하며 또한 다이어프램으로부터 전방으로 방사된 음향과 위상 차이를 가지는 간섭을 일으켜 음압을 감소시키고 음향 특성을 왜곡시키게 된다.
음향의 반사를 줄일 수 있는 구조를 가진 압전형 마이크로 스피커와 그 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 스피커는,
다이어프램과, 상기 다이어프램을 진동시키기 위한 압전 구동부와, 상기 다이어프램의 전방에 위치하는 전면 캐비티를 포함하는 디바이스 플레이트; 상기 디바이스 플레이트의 전면에 접합되는 것으로, 상기 전면 캐비티와 연통되는 방사 홀을 가진 전면 플레이트; 및 상기 디바이스 플레이트의 후면에 접합되는 것으로, 상기 압전 구동부와 마주 보는 표면에 형성된 후면 캐비티와, 상기 후면 캐비티와 연통되는 벤트 홀과, 상기 후면 캐비티의 내측면에 형성되어 상기 다이어프램으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하는 흡음층을 포함하는 후면 플레이트;를 구비한다.
상기 흡음층은 실리콘에 비해 음향 임피던스가 낮은 물질, 예컨대 폴리우레탄 폼, 폴리머 및 고무로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 후면 플레이트의 양측 표면에는 배선층이 형성되고, 상기 흡음층은 상기 배선층 중 상기 후면 캐비티 내에 위치한 부분을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 압전형 마이크로 스피커는 인쇄회로기판 상에 설치되며, 상기 벤트 홀 과 마주보는 상기 인쇄회로기판의 표면에 상기 벤트 홀을 통해 빠져 나온 음향을 흡수하는 보조 흡음층이 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 스피커의 제조 방법은,
다이어프램과, 상기 다이어프램을 진동시키기 위한 압전 구동부와, 상기 다이어프램의 전방에 위치하는 전면 캐비티를 포함하는 디바이스 플레이트를 제조하는 단계; 방사 홀을 가진 전면 플레이트를 제조하는 단계; 상기 압전 구동부와 마주 보는 표면에 형성된 후면 캐비티와, 상기 후면 캐비티와 연통되는 벤트 홀과, 상기 후면 캐비티의 내측면에 형성되어 상기 다이어프램으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하는 흡음층을 포함하는 후면 플레이트를 제조하는 단계; 및 상기 디바이스 플레이트, 전면 플레이트 및 후면 플레이트를 접합하는 단계;를 구비한다.
상기 디바이스 플레이트를 제조하는 단계는, 제1기판상에 상기 다이어프램을 형성하는 단계와, 상기 다이어프램의 표면에 제1전극층, 압전층 및 제2전극층을 순차 적층하여 상기 압전 구동부를 형성하는 단계와, 상기 제1기판의 타측 표면의 일부를 상기 다이어프램이 노출될 때까지 식각하여 상기 전면 캐비티를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 후면 플레이트를 제조하는 단계는, 제2기판의 일측 표면을 식각하여 상기 후면 캐비티를 식각하는 단계와, 상기 후면 캐비티의 바닥면을 식각하여 상기 제2기판을 관통하도록 상기 벤트 홀을 형성하는 단계와, 상기 후면 캐비티의 내측면에 상기 흡음층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 흡음층은 실리콘에 비해 음향 임피던스가 낮은 물질, 예컨대 폴리우레 탄 폼, 폴리머 및 고무로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 흡음층은 증착 또는 라미네이션 방법에 의해 부착한 후 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
상기 후면 플레이트를 제조하는 단계는, 상기 제2기판의 일측 표면과 상기 후면 캐비티의 내측면에 제1배선층을 형성하는 단계와, 상기 제2기판의 타측 표면을 식각하여 관통 홀을 형성하는 단계와, 상기 관통 홀 내부를 도전성 금속 물질로 채워서 연결 배선을 형성하는 단계와, 상기 제2기판의 타측 표면에 제2배선층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 흡음층은 상기 제1배선층 중 상기 후면 캐비티 내에 위치한 부분을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 접합 단계에서, 상기 압전 구동부와 상기 후면 캐비티가 마주보도록 상기 디바이스 플레이트의 후면에 상기 후면 플레이트를 접합하고, 상기 전면 캐비티와 상기 방사 홀이 연통되도록 상기 디바이스 플레이트의 전면에 상기 전면 플레이트를 접합할 수 있다.
상기 디바이스 플레이트와 전면 플레이트 사이의 접합은 폴리머 본딩 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 상기 디바이스 플레이트와 후면 플레이트 사이의 접합은 도전성 금속 컴파운드로 이루어진 웨이퍼 본드를 사용한 유텍틱 본딩 방법에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압전형 마이크로 스피커와 그 제조 방법에 의하면, 음향이 반사되는 후면 플레이트의 표면에 흡음층을 형성함으로써 음향의 반사를 줄 일 수 있다. 따라서, 반사된 음향으로 인한 다이어프램의 진동 간섭이 억제되어 전면부로 향하는 음향의 음압이 향상될 수 있으며, 반사된 음향과 다이어프램으로부터 전방으로 방사된 음향의 위상차로 인한 상호 간섭이 억제되어 전면부로 향하는 음향의 왜곡이 저감될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래에 예시된 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전형 마이크로 스피커를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전형 마이크로 스피커(100)는, 다이어프램(114)과 압전 구동부(piezoelectric actuator, 118)가 형성된 디바이스 플레이트(110)와, 상기 디바이스 플레이트(110)의 후면에 접합되며 음향 특성의 튜닝을 위한 벤트 홀(128)을 가진 후면 플레이트(120)와, 상기 디바이스 플레이트(110)의 전면에 접합되며 음향을 방사하기 위한 방사 홀(132)을 가진 전면 플레이트(130)를 구비한다. 상기 후면 플레이트(120)에는 상기 다이어프램(114)과 압전 구동부(118)의 진동을 위한 공간 확보용 후면 캐비티(121)와 댐핑 억제 및 음향 특 성의 튜닝을 위한 벤트 홀(128)이 형성되고, 상기 후면 캐비티(121)의 내측면에는 상기 다이어프램(114)으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하는 흡음층(129)이 형성된다.
구체적으로, 상기 디바이스 플레이트(110)는, 제1기판(112)과, 상기 제1기판(112)의 일측 표면상에 소정 두께로 형성된 다이어프램(114)과, 상기 다이어프램(114)의 표면상에 순차 적층된 제1전극층(115), 압전층(116) 및 제2전극층(117)을 포함하는 압전 구동부(118)를 포함한다. 상기 제1기판(112)은 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있으며, 상기 다이어프램(114)은 상기 제1기판(112)의 표면상에 소정 두께로 증착된 실리콘 질화물, 예컨대 Si3N4로 이루어질 수 있다. 상기 제1전극층(115)과 제2전극층(117)은 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 압전층(116)은 압전물질, 예컨대 ZnO(Zinc Oxide) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 디바이스 플레이트(110)의 제1기판(112)에는 전면 캐비티(111)가 형성된다. 상기 전면 캐비티(111)는 다이어프램(114)과 압전 구동부(118)의 진동이 일어날 수 있도록 하고 다이어프램(114)의 진동에 의해 발생된 음향의 방사를 위해 다이어프램(114)의 전방에 위치한 공간이다.
상기한 구성을 가진 디바이스 플레이트(110)에 있어서, 상기 제1전극층(115)과 제2전극층(117)을 통해 압전층(116)에 소정의 전압을 인가하면, 압전층(116)이 변형되면서 다이어프램(114)을 진동시키게 된다. 이와 같은 다이어프램(114)의 진동에 의해 음향이 발생되며, 발생된 음향은 상기 전면 캐비티(111)를 통해 전방으 로 방사된다. 그리고, 상기한 바와 같이 다이어프램(114)의 진동에 의해 발생된 음향은 전방뿐만 아니라 후방으로도 방사되는데, 이에 대해서는 뒤에서 설명하기로 한다.
상기 전면 플레이트(130)는 상기 디바이스 플레이트(110)의 전면에 접합되며, 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다. 상기 전면 플레이트(130)에는 음향의 방사를 위한 방사 홀(132)이 디바이스 플레이트(110)에 형성된 전면 캐비티(111)와 연통되도록 형성된다.
상기 후면 플레이트(120)는, 제2기판(122)과, 상기 압전 구동부(118)와 마주보는 제2기판(122)의 표면으로부터 소정 깊이로 형성된 후면 캐비티(121)와, 상기 후면 캐비티(121)와 연통되며 제2기판(122)을 관통하는 벤트 홀(128)과, 상기 제2기판(122)의 양측 표면에 각각 형성된 제1배선층(124) 및 제2배선층(127)과, 상기 제1배선층(124)과 제2배선층(127)을 전기적으로 연결하는 연결 배선(126)을 포함한다. 상기 제2기판(122)에는 후면 캐비티(121)에 의해 얇아진 부분에 관통 홀(126)이 형성되고, 이 관통 홀(126) 내에 상기 연결 배선(126)이 형성된다. 상기 제2기판(122)은 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있으며, 상기 제1배선층(124)과 제2배선층(127)은 도전성 금속 물질, 예컨대 크롬 및/또는 금으로 이루어질 수 있고, 상기 연결 배선(126)도 도전성 금속 물질, 예컨대 구리로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 제1배선층(124)과 제2배선층(127)은 크롬과 금이 적층된 2중층으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 후면 캐비티(121)는 상기 다이어프램(114)과 압전 구동부(118) 의 진동을 위한 공간으로서, 그 내측면에는 상기 다이어프램(114)으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하는 흡음층(129)이 형성된다. 즉, 상기 흡음층(129)은 상기 압전 구동부(118)와 마주보도록 배치된다. 상기 흡음층(129)의 일부분은 상기 제1배선층(124) 중 후면 캐비티(121)내에 위치한 부분을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 흡음층(129)은 제2기판(122)을 구성하는 실리콘에 비해 음향 임피던스가 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 음향 임피던스는 매질의 밀도와 매질에서의 음향의 진행 속도의 곱으로 정의된다. 공기중에서 진행하는 음향이 다른 매질을 만났을 때, 그 매질의 음향 임피던스가 공기의 음향 임피던스와 비슷할수록 그 매질에서의 반사가 줄어든다. 그런데, 실리콘의 음향 임피던스는 공기의 음향 임피던스보다 높으므로, 음향의 반사를 줄이기 위해서는 실리콘의 음향 임피던스보다 가능한 한 낮은 음향 임피던스를 가진 물질로 흡음층(129)을 형성하는 것이 유리하다. 따라서, 상기 흡음층(129)은 밀도와 음향의 진행 속도가 비교적 낮은 물질, 예컨대 다공성의 연한 물질인 폴리우레탄 폼, 폴리머 또는 고무 등으로 이루어질 수 있다.
상기한 구성을 가진 후면 플레이트(120)는 상기 디바이스 플레이트(110)의 후면에 접합된다. 상기 후면 플레이트(120)와 디바이스 플레이트(110)의 접합은 이들 사이에 배치된 웨이퍼 본드(119)에 의해 이루어질 수 있으며, 상기 웨이퍼 본드(119)는 디바이스 플레이트(110)의 제1 및 제2전극층(115, 117)과 후면 플레이트(120)의 제1배선층(124)의 전기적 연결을 위해 도전성을 가진 금속 컴파운드로 이루어질 수 있다.
상기한 구성을 가진 압전형 마이크로 스피커에 의하면, 음향이 반사되는 후 면 플레이트(120)의 표면에 음향을 흡수하는 흡음층(129)을 형성함으로써 음향의 반사를 줄일 수 있다. 따라서, 반사된 음향으로 인한 다이어프램(114)의 진동 간섭이 억제되어 전면부로 향하는 음향의 음압이 향상될 수 있으며, 반사된 음향과 다이어프램(114)으로부터 전방으로 방사된 음향의 위상차로 인한 상호 간섭이 억제되어 전면부로 향하는 음향의 왜곡(THD; Total Harmonic Distortion)이 저감될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 압전형 마이크로 스피커를 시스템의 인쇄회로기판 상에 설치한 상태를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기한 구성을 가진 마이크로 스피커(100)는 시스템, 예컨대 휴대폰의 인쇄회로기판(200) 상에 설치된다. 상기 인쇄회로기판(200)에는 마이크로 스피커(100)를 구동시키기 위한 구동 회로(207)가 마련되어 있으며, 이 구동 회로(207)는 솔더 볼(219)을 통해 마이크로 스피커(100)의 후면 플레이트(120)에 마련된 제2배선층(127)과 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(200)에는 상기 마이크로 스피커(100)의 후면 플레이트(120)에 형성된 벤트 홀(128)과 마주보는 표면에 보조 흡음층(229)이 형성될 수 있다. 상기 보조 흡음층(229)는 상기 벤트 홀(128)을 통해 빠져 나온 음향을 흡수하여 상기 음향이 인쇄회로기판(200)에서 반사되는 것을 억제함으로써, 상기한 음향의 왜곡을 추가적으로 저감할 수 있다.
이하에서는, 상기한 구성을 가진 마이크르 스피커(100)의 제조 방법을 단계별로 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1에 도시된 디바이스 플레이트를 제조하는 단계들을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저 도 3a를 참조하면, 제1기판(112)을 준비한다. 상기 제1기판(112)으로서 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제1기판(112)의 일측 표면에 소정 두께의 다이어프램(114)을 형성한다. 상기 다이어프램(114)은 상기 제1기판(112)의 일측 표면에 증착된 실리콘 질화물, 예컨대 Si3N4로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도3c에 도시된 바와 같이, 상기 다이어프램(114)의 표면에 제1전극층(115), 압전층(116) 및 제2전극층(117)을 순차 적층하여 압전 구동부(118)를 형성한다. 상기 제1전극층(115)과 제2전극층(117)은 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 압전층(116)은 압전물질, 예컨대 ZnO(Zinc Oxide) 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
그리고, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제1기판(112)의 타측 표면의 일부를 상기 다이어프램(114)이 노출될 때까지 식각하여 전면 캐비티(111)를 형성한다.
그러면, 다이어프램(114)과 압전 구동부(118)를 가지며 전면 캐비티(111)가 형성된 디바이스 플레이트(110)가 완성된다.
도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 후면 플레이트를 제조하는 단계들을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저 도 4a를 참조하면, 제2기판(122)을 준비한다. 상기 제2기판(122)으로서 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제2기판(122)의 일측 표면을 소정 깊이로 식각하여 후면 캐비티(121)를 형성한 후, 후면 캐비티(121)의 바닥면을 식각하여 제2기판(122)을 관통하는 벤트 홀(128)을 형성한다. 상기 후면 캐비티(121)와 벤트 홀(128)은 제2기판(122)을 건식 또는 습식 식각함으로써 형성될 수 있다.
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제2기판(122)의 일측 표면과 후면 캐비티(121)의 내측면에 제1배선층(124)을 형성한다. 상기 제1배선층(124)은 이배프레이션(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 도전성 금속 물질, 예컨대 크롬 및/또는 금을 증착한 후 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1배선층(124)은 크롬과 금이 적층된 2중층으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제2기판(122)의 타측 표면을 식각하여 관통 홀(125)을 형성한다. 상기 관통 홀(125)은 상기 후면 캐비티(121)에 의해 제2기판(122)의 두께가 얇아진 부분에 형성될 수 있다.
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 관통 홀(125) 내부를 도전성 금속 물질, 예컨대 구리로 채워서 연결 배선(126)을 형성한 뒤, 제2기판(122)의 타측 표면에 제2배선층(127)을 형성한다. 상기 연결 배선(126)은 전기도금(electro-plating)에 의해 형성될 수 있으며, 제2배선층(127)은 상기 제1배선층(124)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 후면 캐비티(121)의 내측면에 흡음층(129)을 형성한다. 상기 흡음층(129)은 상기 제1배선층(124) 중 후면 캐비 티(121)내에 위치한 부분을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 흡음층(129)은 전술한 바와 같이 음향 임피던스가 실리콘보다 낮은 물질, 예컨대 다공성의 연한 물질인 폴리우레탄 폼, 폴리머 또는 고무 등을 증착 또는 라미네이션 방법에 의해 부착한 후 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
그러면, 후면 캐비티(121)와 벤트 홀(128)을 가지며, 제1배선층(124), 제2배선층(127) 및 흡음층(129)이 형성된 후면 플레이트(120)가 완성된다.
도 5는 제조된 디바이스 플레이트, 후면 플레이트 및 전면 플레이트를 접합하여 압전형 마이크로 스피커를 완성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전면 플레이트(130)는 실리콘 웨이퍼를 식각하여 방사 홀(132)을 형성함으로써 제조될 수 있다.
상기 디바이스 플레이트(110)의 후면에 후면 플레이트(120)를 접합한다. 이 때, 상기 압전 구동부(118)와 후면 캐비티(121)가 마주보도록 한다. 그리고, 상기 디바이스 플레이트(110)의 전면에 전면 플레이트(130)를 접합한다. 이 때, 상기 전면 캐비티(111)와 방사 홀(132)이 연통되도록 한다. 상기 후면 플레이트(120)와 디바이스 플레이트(110)의 접합은 이들 사이에 배치된 웨이퍼 본드(119)를 사용한 유텍틱 본딩(eutectic bonding) 방법에 의해 이루어질 수 있다. 상기 웨이퍼 본드(119)는 디바이스 플레이트(110)의 제1 및 제2전극층(115, 117)과 후면 플레이트(120)의 제1배선층(124)의 전기적 연결을 위해 도전성을 가진 금속 컴파운드로 이루어질 수 있다. 상기 전면 플레이트(130)와 디바이스 플레이트(110)는 폴리머 본딩 등의 방법에 의해 접합될 수 있다.
상기한 바와 같이, 디바이스 플레이트(110), 전면 플레이트(130) 및 후면 플레이트(120)를 접합하게 되면, 도 1에 도시된 구조를 가진 압전형 마이크로 스피커(100)가 완성된다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압전형 마이크로 스피커(100)를 시스템의 인쇄회로기판(200)에 설치할 때, 상기 마이크로 스피커(100)의 후면 플레이트(120)에 형성된 벤트 홀(128)과 마주보는 인쇄회로기판(200)의 표면에 보조 흡음층(229)을 형성할 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예들을 기준으로 본 발명이 설명되었다. 그러나, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전형 마이크로 스피커를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압전형 마이크로 스피커를 시스템의 인쇄회로기판 상에 설치한 상태를 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1에 도시된 디바이스 플레이트를 제조하는 단계들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 후면 플레이트를 제조하는 단계들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 제조된 디바이스 플레이트, 후면 플레이트 및 전면 플레이트를 접합하여 압전형 마이크로 스피커를 완성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...마이크로 스피커 110...디바이스 플레이트
111...전면 캐비티 112...제1기판
114...다이어프램 115...제1전극층
116...압전층 117...제2전극층
118...압전 구동부 119...웨이퍼 본드
120...후면 플레이트 121...후면 캐비티
122,,,제2기판 124...제1배선층
125...관통 홀 126...연결 배선
127...제2배선층 128...벤트 홀
129...흡음층 130...전면 플레이트
132...방사 홀 200...인쇄회로기판
207...구동 회로 219...솔더 볼
229...보조 흡음층

Claims (15)

  1. 다이어프램과, 상기 다이어프램을 진동시키기 위한 압전 구동부와, 상기 다이어프램의 전방에 위치하는 전면 캐비티를 포함하는 디바이스 플레이트;
    상기 디바이스 플레이트의 전면에 접합되는 것으로, 상기 전면 캐비티와 연통되는 방사 홀을 가진 전면 플레이트; 및
    상기 디바이스 플레이트의 후면에 접합되는 것으로, 상기 압전 구동부와 마주 보는 표면에 형성된 후면 캐비티와, 상기 후면 캐비티와 연통되는 벤트 홀과, 상기 후면 캐비티의 내측면에 형성되어 상기 다이어프램으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하는 흡음층을 포함하는 후면 플레이트;를 구비하며,
    상기 후면 플레이트의 양측 표면에는 배선층이 형성되고, 상기 흡음층은 상기 배선층 중 상기 후면 캐비티 내에 위치한 부분을 덮도록 형성된 마이크로 스피커.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흡음층은 실리콘에 비해 음향 임피던스가 낮은 물질로 이루어진 마이크로 스피커.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 흡음층은 폴리우레탄 폼, 폴리머 및 고무로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 마이크로 스피커.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로 스피커는 인쇄회로기판 상에 설치되며, 상기 벤트 홀과 마주보는 상기 인쇄회로기판의 표면에 상기 벤트 홀을 통해 빠져 나온 음향을 흡수하는 보조 흡음층이 형성된 마이크로 스피커.
  6. 다이어프램과, 상기 다이어프램을 진동시키기 위한 압전 구동부와, 상기 다이어프램의 전방에 위치하는 전면 캐비티를 포함하는 디바이스 플레이트를 제조하는 단계;
    방사 홀을 가진 전면 플레이트를 제조하는 단계;
    상기 압전 구동부와 마주 보는 표면에 형성된 후면 캐비티와, 상기 후면 캐비티와 연통되는 벤트 홀과, 상기 후면 캐비티의 내측면에 형성되어 상기 다이어프램으로부터 후방으로 방사된 음향을 흡수하는 흡음층을 포함하는 후면 플레이트를 제조하는 단계; 및
    상기 디바이스 플레이트, 전면 플레이트 및 후면 플레이트를 접합하는 단계;를 구비하며,
    상기 후면 플레이트를 제조하는 단계는,
    제2기판의 일측 표면을 식각하여 상기 후면 캐비티를 식각하는 단계와,
    상기 후면 캐비티의 바닥면을 식각하여 상기 제2기판을 관통하도록 상기 벤트홀을 형성하는 단계와,
    상기 제2기판의 일측 표면과 상기 후면 캐비티의 내측면에 제1배선층을 형성하는 단계와,
    상기 제2기판의 타측 표면을 식각하여 상기 제1배선층을 노출시키는 관통 홀을 형성하는 단계와,
    상기 관통 홀 내부를 도전성 금속 물질로 채워서 연결 배선을 형성하는 단계와,
    상기 제2기판의 타측 표면에 상기 연결배선과 연결되는 제2배선층을 형성하는 단계와,
    상기 후면 캐비티의 내측면에 상기 흡음층을 형성하는 단계를 포함하는 마이크로 스피커의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 디바이스 플레이트를 제조하는 단계는,
    제1기판상에 상기 다이어프램을 형성하는 단계와,
    상기 다이어프램의 표면에 제1전극층, 압전층 및 제2전극층을 순차 적층하여 상기 압전 구동부를 형성하는 단계와,
    상기 제1기판의 타측 표면의 일부를 상기 다이어프램이 노출될 때까지 식각하여 상기 전면 캐비티를 형성하는 단계를 포함하는 마이크로 스피커의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 흡음층은 실리콘에 비해 음향 임피던스가 낮은 물질로 이루어지는 마이크로 스피커의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 흡음층은 폴리우레탄 폼, 폴리머 및 고무로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 마이크로 스피커의 제조 방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 흡음층은 증착 또는 라미네이션 방법에 의해 부착한 후 패터닝함으로써 형성되는 마이클 스피커의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 흡음층은 상기 제1배선층 중 상기 후면 캐비티 내에 위치한 부분을 덮도록 형성되는 마이크로 스피커의 제조 방법.
  14. 제 6항에 있어서, 상기 접합 단계는,
    상기 압전 구동부와 상기 후면 캐비티가 마주보도록 상기 디바이스 플레이트의 후면에 상기 후면 플레이트를 접합하고, 상기 전면 캐비티와 상기 방사 홀이 연통되도록 상기 디바이스 플레이트의 전면에 상기 전면 플레이트를 접합하는 마이크로 스피커의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 디바이스 플레이트와 전면 플레이트 사이의 접합은 폴리머 본딩 방법에 의해 이루어지고, 상기 디바이스 플레이트와 후면 플레이트 사이의 접합은 도전성 금속 컴파운드로 이루어진 웨이퍼 본드를 사용한 유텍틱 본딩 방법에 의해 이루어지는 마이크로 스피커의 제조 방법.
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