CN104350767A - 静电容量型传感器、音响传感器及传声器 - Google Patents

静电容量型传感器、音响传感器及传声器 Download PDF

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Abstract

一种静电容量型传感器，在硅基板(12)的上方配置隔膜(13)。在基板(12)的上面设置背板(18)，以覆盖隔膜(13)，在背板(18)的下面配置固定电极板(19)。隔膜(13)分割成第一及第二隔膜(13a、13b)。同样地，固定电极板(19)也分割成第一及第二固定电极板(19a、19b)。由第二隔膜(13b)和第二固定电极板(19b)构成的音响传感部中，在背板(18)上开口有孔径较小的声孔(24b)，由第一隔膜(13a)和第一固定电极板(19a)构成的音响传感部中，在背板(18)上开口有孔径较大的声孔(24a)。

Description

静电容量型传感器、音响传感器及传声器
技术领域
本发明涉及静电容量型传感器、音响传感器及传声器。具体而言，本发明涉及通过由振动电极板(隔膜)和固定电极板构成的电容器构造而构成的静电容量型传感器。本发明还涉及将音响振动转换成电信号进行输出的音响传感器(音响转换器)和使用了该音响传感器的传声器。特别是本发明涉及使用MEMS(微机电系统Micro Electro Mechanical System)技术制作的微小尺寸的静电容量型传感器或音响传感器。
背景技术
作为搭载于便携式电话等的小型传声器，目前为止，广泛使用驻极体电容传声器(Electret Condenser Microphone)。但是，驻极体电容传声器不耐热，另外，在应对数字化、小型化、高功能、多功能化，省电力的方面，不及MEMS传声器。因此，目前，MEMS传声器正在普及。
MEMS传声器具备：检测音响振动并将其转换为电信号(检测信号)的音响传感器(音响转换器)、对该音响传感器施加电压的驱动电路、对来自音响传感器的检测信号进行放大等信号处理并向外部输出的信号处理电路。MEMS传声器所使用的音响传感器是利用MEMS技术制造的静电容量型音响传感器。另外，上述驱动电路及上述信号处理电路利用半导体制造技术，作为ASIC(专用集成电路Application Specific Integrated Circuit)而一体地制造。
近年来，要求传声器以高灵敏度检测从较小的声压到较大声压的声音。通常，传声器的最大输入声压受谐波失真率(Total Harmonic Distortion)限制。这是由于，如果要利用传声器检测较大声压的声音，则在输出信号中产生谐波失真，破坏音质或精度。因此，如果可以减小谐波失真率，则可以增加最大输入声压，而可以扩大传声器的检测声压区域(以下，称为动态范围。)。
但是，一般的传声器中，音响振动的检测灵敏度的提高和谐波失真率的降低为折衷的关系。因此，可以检测小音量(小声压)的高灵敏度的传声器中，输入大音量的声音时，输出信号的谐波失真率变大，因此，限制最大检测声压。这是由于，高灵敏度的传声器的输出信号增大而容易产生谐波失真。相反，当要通过降低输出信号的谐波失真来增加最大检测声压时，传声器的灵敏度变差，难以以高质量检测小音量的声音。其结果，一般的传声器中，难以具有从小音量(小声压)到大音量(大声压)较宽的动态范围。
在这种技术背景下，作为实现具有较宽的动态范围的传声器的方法，探讨了利用检测灵敏度不同的多个音响传感器的传声器。作为这种传声器，具有例如专利文献1～4所公开的传声器。
专利文献1、2中公开有如下传声器，设置多个音响传感器，根据声压来切换或融合来自该多个音响传感器的多个信号。这种传声器中，通过切换利用例如可检测的声压级(SPL)约为30dB－115dB的高灵敏度的音响传感器和可检测的声压级为约60dB－140dB的低灵敏度的音响传感器，可构成可检测的声压级约为30dB－140dB的传声器。另外，在专利文献3、4中公开有在一个芯片上形成有独立的多个音响传感器的构造。
图1A表示专利文献1的高灵敏度的音响传感器中的谐波失真率和声压的关系。图1B表示专利文献1的低灵敏度的音响传感器中的谐波失真率和声压的关系。另外，图2表示专利文献1的高灵敏度的音响传感器和低灵敏度的音响传感器中的隔膜的平均位移量和声压的关系。目前，如果允许的谐波失真率为20％，则高灵敏度的音响传感器的最大检测声压成为约115dB。另外，高灵敏度的音响传感器中，若声压比约30dB小，则S/N比劣化，因此，其最小检测声压成为约30dB。因此，如图1A所示，高灵敏度的音响传感器的动态范围成为约30dB－115dB。同样，如果允许的谐波失真率为20％，则低灵敏度的音响传感器的最大检测声压成为约140dB。另外，低灵敏度的音响传感器的隔膜面积比高灵敏度的音响传感器的隔膜面积小，如图2所示，低灵敏度的音响传感器的隔膜的平均位移量也比高灵敏度的音响传感器小。因此，低灵敏度的音响传感器的最小检测声压比高灵敏度的音响传感器大，成为约60dB。其结果，如图1B所示，低灵敏度的音响传感器的动态范围成为约60dB－140dB。若组合这种高灵敏度的音响传感器和低灵敏度的音响传感器，则如图1C所示，可检测的声压区域以约30dB－140dB的方式扩大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2009/0316916号说明书
专利文献2：美国专利申请公开第2010/0183167号说明书
专利文献3：(日本)特开2008－245267号公报
专利文献4：美国专利申请公开第2007/0047746号说明书
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1～4所记载的传声器中，即使在将多个音响传感器形成各个芯片的情况下，且在将多个音响传感器一体形成于一个芯片(基板)的情况下，各音响传感器均具有相互独立的电容器构造。因此，这些传声器中，在音响特性上产生偏差及失配。在此，音响特性的偏差是指芯片间的音响传感器彼此的音响特性的偏差。另外，音响特性的失配是指同一芯片内的多个音响传感器彼此的音响特性的偏差。
具体而言，在各音响传感器形成各个芯片的情况下，由于制作的隔膜的弯曲或厚度的偏差等，产生与检测灵敏度相关的芯片间的偏差。其结果，与音响传感器间的检测灵敏度的差相关的芯片间的偏差变大。另外，在独立的各音响传感器一体形成于共用芯片的情况下，在使用MEMS技术制作各音响传感器的电容器构造时，易于在隔膜和固定电极之间的间隙距离上产生偏差。另外，由于分别形成后腔及通气孔，因此，在因该后腔及通气孔而受到影响的频率特性、相位等音响特性上产生芯片内的失配。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的技术课题而研发的，其目的在于，通过一体形成灵敏度不同的多个传感部，提供一种动态范围广、传感部间的失配也小，而且耐冲击性也高的静电容量型传感器及音响传感器。
用于解决课题的技术方案
本发明第一方面提供一种静电容量型传感器，具备：振动电极板，其形成于基板的上方；背板，其以覆盖所述振动电极板的方式形成于所述基板的上方；固定电极板，其以与所述振动电极板相对的方式设于所述背板，其特征在于，所述振动电极板和所述固定电极板中至少一方被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部，从多个所述传感部输出灵敏度不同的多个信号，所述传感部中的至少一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，在所述传感部中，所述振动电极板的面积较小的一部分传感部的区域中的背板刚性比所述振动电极板的面积较大的其它传感部中的背板刚性高。
根据本发明第一方面的静电容量型传感器，由于将振动电极板及固定电极板的至少一方被分割，因此，在振动电极板及固定电极板之间形成多个传感部(可变电容器构造)。因此，可以从被分割的各传感部分别输出电信号，并可以将音响振动等的压力变化转换成多个电信号进行输出。根据这种静电容量型传感器，例如通过使各传感部的每个振动电极板的面积不同，可以使各传感部的探测区域或灵敏度不同，通过切换或组合信号，不降低灵敏度，就可以扩大静电容量型传感器的探测区域。
另外，所述多个传感部可以分割振动电极板或固定电极板而形成，因此，与具有分别制作而相互独立的多个传感部的现有技术相比，各传感部彼此的特性偏差变小。其结果，可以减小各传感部彼此的检测灵敏度的差引起的特性偏差。另外，各传感部共用振动电极板和固定电极板，因此，可以抑制与频率特性、相位等特性相关的失配。
另外，在第一方面的静电容量型传感器中，使一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同。在对静电容量型传感器施加落下冲击等而振动电极板变形并与背板碰撞时，若背板的刚性较低，则背板由于振动电极板的碰撞而变形，背板不能阻止振动电极板。因此，振动电极板大幅度变形，且有时振动电极板破损。此时，振动电极板以相同的位移量位移时，从与基板上面垂直的方向观察的面积越小的振动电极板局部的变形(弯曲变形)越大。但是，在本发明的静电容量型传感器的情况下，在振动电极板的面积较小的区域中，如果提高背板的刚性，则在面积较小的振动电极板由于落下冲击等而变形并与背板碰撞时，背板难以变形，因此，面积较小的振动电极板不会以上那样变形。其结果，可以更有效地防止振动电极板的破损。
此外，所谓一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同的情况，例如在传感部为两个的情况下，是从与该两个传感部的基板上面垂直的方向观察的面积不同的情况。另外，在传感部为3个以上的情况下，典型地是从与3个传感部的基板上面垂直的方向观察的面积分别不同的情况。另外，在传感部为3个以上的情况下，也可以包含从与基板上面垂直的方向观察的面积相同的传感部。
本发明第二方面提供一种静电容量型传感器，具备：振动电极板，其形成于基板的上方；背板，其以覆盖所述振动电极板的方式形成于所述基板的上方；固定电极板，其以与所述振动电极板相对的方式设于所述背板，其特征在于，所述振动电极板和所述固定电极板中至少一方被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部，从多个所述传感部输出灵敏度不同的多个信号，所述传感部在所述背板及所述固定电极板上分别形成多个开口，所述传感部中的至少一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，在所述传感部中的所述振动电极板的面积不同的至少一对传感部中，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的所述开口的开口率比振动电极板的面积较大的一侧的传感部中的所述开口的开口率小。在此，作为调整背板开口率的方法，具有：调整各开口孔径(开口面积)的方法、调整各开口的分布密度(数密度)的方法、调整各开口孔径和分布密度双方的方法等。
根据本发明第二方面的静电容量型传感器，由于将振动电极板及固定电极板的至少一方分割，因此，在振动电极板及固定电极板之间形成多个传感部(可变电容器构造)。因此，可以从分割的各传感部分别输出电信号，并可以将音响振动等的压力变化转换成多个电信号进行输出。根据这种静电容量型传感器，例如通过使各传感部的每个振动电极板的面积不同，可以使各传感部的探测区域或灵敏度不同，通过切换或组合信号，不降低灵敏度，就可以扩大静电容量型传感器的探测区域。
另外，所述多个传感部可以分割同时制作的振动电极板或固定电极板而形成，因此，与具有分别制作而相互独立的多个传感部的现有技术相比，各传感部彼此的特性偏差变小。其结果，可以减小各传感部彼此的检测灵敏度的差引起的特性偏差。另外，各传感部共用振动电极板和固定电极板，因此，可以抑制与频率特性、相位等特性相关的失配。
另外，在第二方面的静电容量型传感器中，使一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，振动电极板的面积较小一侧的传感部中的背板的开口率比振动电极板的面积较大的一侧的传感部中的背板的开口率小，因此，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中，背板的刚性变高。在对静电容量型传感器施加落下冲击等而振动电极板变形并与背板碰撞时，若振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的背板的刚性较低，则背板由于振动电极板的碰撞而变形，背板不能阻止振动电极板。因此，面积较小的振动电极板大幅度变形，且有时振动电极板破损。但是，在本发明第二方面的静电容量型传感器的情况下，在振动电极板的面积较小的一侧的传感部中，提高背板的刚性，因此，振动电极板由于落下冲击等而变形且与背板碰撞时，背板难以变形，因此，振动电极板不会以上那样变形。其结果，可以更有效地防止振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的振动电极板的破损。
此外，该第二方面的静电容量型传感器中的例如传感部为两个的情况是如下情况，即，该两个传感部的振动电极板的面积不同，且振动电极板的面积较小的一侧的传感部的背板的开口率比较小，振动电极板的面积较大的一侧的传感部的背板的开口率比较大的情况。另外，传感部为3个以上的情况典型地是如下情况，即，3个传感部的开口率分别不同，且振动电极板的面积越小，传感部的背板的开口率越小。另外，在传感部为3个以上的情况下，也可以包含振动电极板的面积相同的传感部。
本发明第二方面的静电容量型传感器的某个实施方式的特征在于，在利用开设于背板的开口孔径调整背板的开口率的第二方面的静电容量型传感器中，所述振动电极板和所述固定电极板中的至少一方被分割成两个区域，从而形成两个所述传感部，振动电极板的面积较小的一侧的所述传感部中的所述开口孔径是振动电极板的面积较大的一侧的所述传感部中的所述开口孔径的1/2以下。根据该实施方式，可以有效地防止振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的振动电极板的破损。
另外，振动电极板的面积较小的一侧的所述传感部中的所述开口孔径优选为10μm以下。在与背板的开口连续地在固定电极板上也开设开口的情况下，固定电极板和振动电极板之间的电场也在开口内扩展，因此，传感部可以看作固定电极板没有孔的电容器，而提高静电容量型传感器的灵敏度。将该情况称为边缘效应。但是，这种边缘效应不能期待开口孔径比10μm大。因此，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的背板的开口孔径优选为10μm以下。
本发明第二方面的静电容量型传感器的又一实施方式的特征在于，在利用开设于背板的开口的分布密度调整背板的开口率的第二方面的静电容量型传感器中，所述振动电极板和所述固定电极板中的至少一方被分割成两个区域，从而形成两个所述传感部，振动电极板的面积较小的一侧的所述传感部中的所述开口的排列间距为振动电极板的面积较大的一侧的所述传感部中的所述开口的排列间距的2倍以上。在将振动电极板和固定电极板中的至少一方分割成两个区域而形成两个传感部的静电容量型传感器中，在通过增大开口的排列间距而提高背板的刚性的情况下，为了有效地防止振动电极板的破损，优选在振动电极板的面积较大的一侧的背板上开设的开口的排列间距为在振动电极板的面积较小的一侧的背板上开设的开口的排列间距的2倍以上。
本发明第三方面提供一种静电容量型传感器，具备：振动电极板，其形成于基板的上方；背板，其以覆盖所述振动电极板的方式形成于所述基板的上方；固定电极板，其以与所述振动电极板相对的方式设于所述背板，其特征在于，所述振动电极板和所述固定电极板中至少一方被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部，从多个所述传感部输出灵敏度不同的多个信号，所述传感部中的至少一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，在所述传感部中的所述振动电极板的面积不同的至少一对传感部中，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的背板的厚度比振动电极板的面积较大的一侧的传感部中的背板的厚度厚。
根据本发明第三方面的静电容量型传感器，由于振动电极板及固定电极板的至少一方被分割，因此，在振动电极板及固定电极板之间形成多个传感部(可变电容器构造)。因此，可以从分割的各传感部分别输出电信号，并可以将音响振动等的压力变化转换成多个电信号进行输出。根据这种静电容量型传感器，例如通过使各传感部的每个振动电极板的面积不同，可以使各传感部的探测区域或灵敏度不同，通过切换或组合信号，不降低灵敏度，就可以扩大静电容量型传感器的探测区域。
另外，所述多个传感部可以分割同时制作的振动电极板或固定电极板而形成，因此，与具有分别制作而相互独立的多个传感部的现有技术相比，各传感部彼此的特性偏差变小。其结果，可以减小各传感部彼此的检测灵敏度的差引起的特性偏差。另外，各传感部共用振动电极板和固定电极板，因此，可以抑制与频率特性、相位等特性相关的失配。
另外，在第三方面的静电容量型传感器中，使一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的背板的厚度比振动电极板的面积较大的一侧的传感部中的背板的厚度厚，因此，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中，背板的刚性变高。在对静电容量型传感器施加落下冲击等而振动电极板变形并与背板碰撞时，若振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的背板的刚性较低，则背板由于振动电极板的碰撞而变形，而背板不能阻止振动电极板。因此，振动电极板大幅度变形，且有时面积较小的振动电极板破损。但是，在本发明第三方面的静电容量型传感器的情况下，在振动电极板的面积较小的一侧的传感部中，提高背板的刚性，因此，在振动电极板由于落下冲击等而变形并与背板碰撞时，背板难以变形，因此，振动电极板不会以上那样变形。其结果，可以更有效地防止振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的振动电极板的破损。
此外，该第三方面的静电容量型传感器中的例如传感部为两个的情况是如下情况，即，该两个传感部的振动电极板的面积不同，且振动电极板的面积较小的一侧的传感部的背板的厚度比较厚，振动电极板的面积较大的一侧的传感部的背板的厚度比较薄的情况。另外，传感部为3个以上的情况典型地是如下情况，即，3个传感部中的背板厚度分别不同，且振动电极板的面积越小，传感部的背板的厚度越厚。另外，在传感部为3个以上的情况下，也可以包含振动电极板的面积相同的传感部。
本发明第一、第二方面的静电容量型传感器的又一实施方式及本发明的第三方面的静电容量传感器的某个实施方式的特征在于，分别将所述振动电极板分割成多个区域，在分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部。在这些实施方式中，通过分割因压力而位移的振动电极而形成多个传感部，因此，各传感部的独立性变高。
本发明的音响传感器为利用了本发明的第一、第二或第三方面的静电容量型传感器，其特征在于，在所述背板及所述固定电极板上形成用于使音响振动通过的多个开口，根据与音响振动感应的所述隔膜和所述固定电极板之间的静电容量的变化，从所述传感部输出信号。根据该音响传感器，可以制作具有从小音量(小声压)到大音量(大声压)的广泛的动态范围且高灵敏度、高质量的音响传感器。而且，通过利用大音量用的传感部提高背板的刚性，在使音响传感器落下的情况下等，可以防止大音量用的传感部的振动电极板破损，并可以提高音响传感器的耐冲击性或持久性。
本发明的传声器的特征在于，具备：本发明的音响传感器、放大来自所述音响传感器的信号并向外部输出的电路部。该传声器也具有与所述音响传感器相同的作用效果。
此外，本发明中的用于解决所述课题的手段具有适当组合以上说明的构成要素的特征，本发明可以进行该构成要素的组合产生的多种变化。
附图说明
图1A是表示专利文献1的高灵敏度的音响传感器中的谐波失真率和声压的关系的图，图1B是表示专利文献1的低灵敏度的音响传感器中的谐波失真率和声压的关系的图，图1C是表示组合专利文献1的高灵敏度的音响传感器和低灵敏度的音响传感器时的谐波失真率和声压的关系的图；
图2是表示专利文献1的高灵敏度的音响传感器和低灵敏度的音响传感器中的隔膜的平均位移量和声压的关系的图；
图3是本发明实施方式1的音响传感器的分解立体图；
图4是本发明实施方式1的音响传感器的剖面图；
图5A是本发明实施方式1的音响传感器的平面图，图5B是图5A的X部放大图；
图6是表示从图5A所示的音响传感器除去背板或保护膜等的状态的平面图；
图7A是将本发明实施方式1的音响传感器和信号处理电路收纳于壳体内的传声器局部剖断的平面图，图7B是该传声器的纵剖面图；
图8是本发明实施方式1的传声器的电路图；
图9是表示使传声器落下时的情形的概略剖面图；
图10是表示比较例的传声器由于落下而破损的情形的概略剖面图；
图11是表示使本发明实施方式1的传声器落下时的情形的概略剖面图；
图12A是表示使第一及第二音响传感部中的各声孔的孔径变化时的第一固定电极板的位移量的图，图12B是表示使第一及第二音响传感部中的各声孔的孔径变化时的第二固定电极板的位移量的图；
图13是将对隔膜施加较大的空气压时第二隔膜破损的空气压(耐空气压)在比较例和实施方式1中进行比较表示的图；
图14是表示比较例的音响传感器的背板及固定电极板的位移量的分布的图；
图15是表示本发明实施方式1的音响传感器的背板及固定电极板的位移量的分布的图；
图16是表示本发明实施方式1的变形例的平面图；
图17是本发明实施方式2的音响传感器的平面图；
图18是本发明实施方式3的音响传感器的剖面图；
图19是表示本发明实施方式4的音响传感器的构造的平面图，表示除去背板或保护膜等的状态；
图20是表示本发明实施方式5的音响传感器的构造的平面图，表示除去背板或保护膜等的状态。
符号说明
11、71、81、91、101     音响传感器
12        硅基板
13        隔膜
13a       第一隔膜
13b       第二隔膜
13c       第三隔膜
17、17a、17c       狭缝
18、18a、18b       背板
19        固定电极板
19a       第一固定电极板
19b       第二固定电极板
19c       第三固定电极板
23a、23b、23c       音响传感部
24、24a、24b        声孔
25       止动件
41       传声器
42       电路基板
43       罩
44       信号处理电路
45       声音导入孔
具体实施方式
以下，参照附图对本发明优选的实施方式进行说明。但是，本发明不限定于以下的实施方式，可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种设计变更。特别是以下中，以音响传感器及传声器为例进行说明，但本发明除了可适用于音响传感器以外，还可适用于压力传感器等静电容量型传感器。
(实施方式1)
以下，参照图3～6对本发明实施方式1的音响传感器的构造进行说明。图3是本发明的实施方式1的音响传感器11的分解立体图。图4是音响传感器11的剖面图。图5A是音响传感器11的平面图。图5B是图5A的X部放大图。图6是除去背板18或保护膜30等的音响传感器11的平面图，表示在硅基板12的上方重叠隔膜13和固定电极板19的情形。但是，这些图不是反映音响传感器11的MEMS的制造工序。
该音响传感器11是利用MEMS技术制作的静电容量型元件。如图3及图4所示，该音响传感器11在硅基板12(基板)上面经由锚固件(archer)16a、16b设置隔膜13，在隔膜13的上方经由微小的气隙20(空隙)配置顶盖部14，且在硅基板12的上面固定顶盖部14。
在由单晶硅构成的硅基板12上开口有从表面贯通至背面的腔室15(空洞部)。图示的腔室15在由(100)面硅基板的(111)面及与(111)面相同的面形成的倾斜面构成壁面，但腔室15的壁面也可以是垂直面。
隔膜13以覆盖腔室15上方的方式配置于硅基板12的上方。如图3及图6所示，隔膜13形成为大致矩形状。隔膜13利用具有导电性的多晶硅薄膜形成，隔膜13本身成为振动电极板。隔膜13由沿着与短边平行的方向延伸的大致直线状的狭缝17分割成大小两个区域。但是，隔膜13不是被狭缝17完全分割成两个，在狭缝17的端部附近机械及电连接。以下，被狭缝17分割的两个区域中，将面积较大的大致矩形区域称为第一隔膜13a，将面积比第一隔膜13a小的大致矩形区域称为第二隔膜13b。
第一隔膜13a在硅基板12的上面利用锚固件16a支承设于各角部的脚片26，而从硅基板12的上面浮起被支承。如图4所示，在邻接的锚固件16a之间，在第一隔膜13a的外周部下面和硅基板12的上面之间形成有用于使音响振动通过的狭窄的通气孔22a。
第二隔膜13b在硅基板12的上面利用锚固件16b支承其两短边，而从硅基板12的上面浮起被支承。在第二隔膜13b的长边下面和硅基板12的上面之间形成有用于使音响振动通过的狭窄的通气孔22b。
第一隔膜13a和第二隔膜13b处于距硅基板12的上面相等的高度。即，通气孔22a和通气孔22b成为相等的高度间隙。另外，设于硅基板12上面的引出配线27与隔膜13连接。另外，在硅基板12的上面以包围隔膜13的方式形成有带状的基座部21。锚固件16a、16b及基座部21由SiO2形成。
如图4所示，顶盖部14在由SiN构成的背板18的下面设置由多晶硅构成的固定电极板19。顶盖部14形成圆顶状，在其下方具有空洞部分，利用该空洞部分覆盖隔膜13a、13b。在顶盖部14的下面(即，固定电极板19的下面)和隔膜13a、13b的上面之间形成有微小的气隙20(空隙)。
固定电极板19分割成与第一隔膜13a相对的第一固定电极板19a和与第二隔膜13b相对的第二固定电极板19b，固定电极板19a、19b彼此电气分离。第一固定电极板19a具有比第二固定电极板19b大的面积。从第一固定电极板19a引出有引出配线28，从第二固定电极板19b引出有引出配线29。
利用隔着气隙20而相对的第一隔膜13a和第一固定电极板19a形成电容器构造的第一音响传感部23a。另外，利用隔着气隙20而相对的第二隔膜13b和第二固定电极板19b形成电容器构造的第二音响传感部23b。第一音响传感部23a中的气隙20的间隙距离和第二音响传感部23b中的气隙20的间隙距离相等。此外，第一及第二隔膜13a、13b的分割位置和第一及第二固定电极板19a、19b的分割位置在图示例中一致，但也可以偏移。
第一音响传感部23a中，在顶盖部14(即，背板18和第一固定电极板19a)上，以从上面贯通至下面的方式穿孔有多个用于使音响振动通过的声孔24a(音响孔)。第二音响传感部23b中，在顶盖部14(即，背板18和第二固定电极板19b)上，以从上面贯通至下面的方式穿孔有多个用于使音响振动通过的声孔24b(音响孔)。
如图5及图6所示，声孔24a、24b分别有规则地排列。图示例中，声孔24a、24b沿着相互构成120°角度的3个方向排列成三角形状，但也可以配置成矩形状或同心圆状等。声孔24a、24b以相同的间距或相同的分布密度(数密度)设置，但第一音响传感部23a的声孔24a的每一个开口面积比第二音响传感部23b的声孔24b的每一个开口面积大。因此，背板18中，第二音响传感部23b中的刚性比第一音响传感部23a中的刚性大。
如图4所示，即使是第一音响传感部23a和第二音响传感部23b，在顶盖部14的下面均突出有形成圆柱状的微小的止动件25(突起)。止动件25从背板18的下面一体突出，贯通第一及第二固定电极板19a、19b并向顶盖部14的下面突出。止动件25与背板18相同，由SiN构成，因此，具有绝缘性。该止动件25防止各隔膜13a、13b因静电固定于各固定电极板19a、19b上而不能分离的情况。
从形成顶盖状的背板18的外周缘到整周，连续延伸出有保护膜30。保护膜30覆盖基座部21和基座部21外侧的硅基板表面。
在保护膜30的上面设有共用电极焊盘31、第一电极焊盘32a、第二电极焊盘32b及接地电极焊盘33。与隔膜13连接的引出配线27的另一端与共用电极焊盘31连接。从第一固定电极板19a引出的引出配线28与第一电极焊盘32a连接，从第二固定电极板19b引出的引出配线29与第二电极焊盘32b连接。另外，电极焊盘33与硅基板12连接，并保持接地电位。
在该音响传感器11中，当音响振动进入腔室15(前腔)时，作为薄膜的各隔膜13a、13b因音响振动而以相同的相位振动。当各隔膜13a、13b振动时，各音响传感部23a、23b的静电容量变化。其结果，在各音响传感部23a、23b中，隔膜13a、13b感知的音响振动(声压的变化)成为隔膜13a、13b和固定电极板19a、19b之间的静电容量的变化，并作为电信号输出。另外，在不同的使用方式即将腔室15设为后腔的使用方式的情况下，音响振动通过声孔24a、24b并进入顶盖部14内的气隙20中，使作为薄膜的各隔膜13a、13b振动。
另外，第二隔膜13b的面积比第一隔膜13a的面积小，因此，第二音响传感部23b成为中音量～大音量的声压区域用的低灵敏度的音响传感器，第一音响传感部23a成为小音量～中音量的声压区域用的高灵敏度的音响传感器。因此，通过混合两音响传感部23a、23b并利用后述的处理电路输出信号，可以扩大音响传感器11的动态范围。例如，如果将第一音响传感部23a的动态范围设为约30－120dB，且将第二音响传感部23b的动态范围设为约50－140dB，则通过组合两音响传感部23a、23b，可以将动态范围扩大成约30－140dB。另外，如果将音响传感器11分成小音量～中音量的第一音响传感部23a和中音量～大音量的第二音响传感部23b，则可以在大音量时不使用第一音响传感部23a的输出，第一音响传感部23a在较大的声压区域中，谐波失真率即使变大也没关系。因此，可以提高第一音响传感部23a对小音量的灵敏度。
另外，在该音响传感器11中，第一音响传感部23a和第二音响传感部23b形成于同一基板上。而且，第一音响传感部23a和第二音响传感部23b由分割隔膜13的第一隔膜13a及第二隔膜13b和分割固定电极板19的第一固定电极板19a及第二固定电极板19b构成。即，将本来成为一个传感部的部件分割成两个并混合第一音响传感部23a和第二音响传感部23b，因此，与在一个基板上设置独立的两个传感部的现有例或在不同的基板上分别设置传感部的现有例相比，第一音响传感部23a和第二音响传感部23b中，与检测灵敏度相关的偏差类似。其结果，可以减小两音响传感部23a、23b之间的检测灵敏度偏差。另外，两音响传感部23a、23b共用上述隔膜和固定电极板，因此，可以抑制与频率特性、相位等音响特性相关的失配。
图7A是内置有实施方式1的音响传感器11的传声器41的局部剖断的平面图，表示除去罩43的上面的内部。图7B是该传声器41的纵剖面图。
该传声器41在由电路基板42和罩43构成的封装内内置有音响传感器11和信号处理电路44(ASIC)。音响传感器11和信号处理电路44安装于电路基板42的上面。在电路基板42上开口有用于向封装内导入音响振动的声音导入孔45。音响传感器11以使腔室15的下面开口对应声音导入孔45并覆盖声音导入孔45的方式安装于电路基板42的上面。因此，音响传感器11的腔室15成为前腔，封装内的空间成为后腔。
音响传感器11的电极焊盘31、32a、32b及33分别利用接合线46与信号处理电路44的各焊盘47连接。在电路基板42的下面设有多个用于将传声器41与外部电连接的端子48，在电路基板42的上面设有与端子48导通的各电极部49。安装于电路基板42的信号处理电路44的各焊盘50分别利用接合线51与电极部49连接。此外，信号处理电路44的焊盘50具有向音响传感器11供给电源的功能或向外部输出音响传感器11的容量变化信号的功能。
在电路基板42的上面安装罩43，以覆盖音响传感器11及信号处理电路44。封装具有电磁屏蔽的功能，保护传声器41以免受到来自外部的电磁干扰或机械性的冲击。
这样，从声音导入孔45进入封装内的音响振动被音响传感器11检测，并在由信号处理电路44进行放大及信号处理后输出。在该传声器41中，将封装内的空间设为后腔，因此，可增大后腔的容积，且可以使传声器41高灵敏度化。
此外，在该传声器41中，也可以在罩43的上面开口用于向封装内导入音响振动的声音导入孔45。在该情况下，音响传感器11的腔室15成为后腔，封装内的空间成为前腔。
图8是图7所示的MEMS传声器41的电路图。如图8所示，音响传感器11具备容量因音响振动而变化的高灵敏度的第一音响传感部23a和低灵敏度的第二音响传感部23b。
另外，信号处理电路44是具备供给泵52、低灵敏度用放大器53、高灵敏度用放大器54、ΣΔ(ΔΣ)型ADC(模拟数字转换器Analog-to-Digital Converter)55、56、基准电压产生器57及缓冲器58的构造。
供给泵52对第一音响传感部23a及第二音响传感部23b施加高电压HV，从第二音响传感部23b输出的电信号被低灵敏度用放大器53放大，另外，从第一音响传感部23a输出的电信号被高灵敏度用放大器54放大。由低灵敏度用放大器53放大的信号在ΣΔ型ADC55中转换成数字信号。同样，由高灵敏度用放大器54放大的信号在ΣΔ型ADC56中转换成数字信号。在ΣΔ型ADC55、56中转换的数字信号经由缓冲器58形成PDM(脉冲密度调制)信号并向外部输出。另外，虽然未图示，但在从缓冲器58输出的信号强度较大的情况下(即，声压较大的情况下)，将ΣΔ型ADC55的输出保持成接通，将ΣΔ型ADC56的输出保持成切断。因此，由第二音响传感部23b检测的声压较大的音响振动的电信号从缓冲器58输出。相反，在从缓冲器58输出的信号强度较小的情况下(即，声压较小的情况下)，将ΣΔ型ADC56的输出保持成接通，将ΣΔ型ADC55的输出保持成切断。因此，由第一音响传感部23a检测的声压较小的音响振动的电信号从缓冲器58输出。这样，根据声压自动切换第一音响传感部23a和第二音响传感部23b。
此外，图8的例子中，混载在ΣΔ型ADC55、56中转换的两个数字信号，并于一个数据线上输出，但也可以将上述两个数字信号于各个数据线上输出。
但是，在设有高灵敏度用和低灵敏度用的音响传感部的音响传感器或内置有该音响传感器的传声器中，由于落下时的风压，隔膜可能破损。根据本发明的实施方式1的音响传感器11，可以防止这种破损。其原因如下。
图9表示使安装于设备61的传声器41向地面62落下时的情形。在设备61中，与传声器41的声音导入孔45对应地设有贯通孔63。这样，当使安装于设备61的传声器41向由白色箭头表示的方向落下时，如图9中粗线箭头所示，从贯通孔63及声音导入孔45向腔室15内吹入空气。因此，腔室15内的空气被压缩，腔室15内的压力变高，而向上方挤压隔膜13a、13b。另外，由于向腔室15内吹入的空气的风压或冲击力，也向上方挤压隔膜13a、13b。
图10表示这样挤压隔膜的比较例的音响传感器。在比较例的音响传感器中，与实施方式1的音响传感器11不同，设有均匀的声孔24。即，第一音响传感部23a的声孔24和第二音响传感部23b的声孔24以相同的分布密度设置，且各声孔24的孔径(开口面积)也相等。第二隔膜13b的面积比第一隔膜13a的面积小，因此，在压力较小的情况下，第二隔膜13b的平均位移量比第一音响传感部23a的平均位移量小。但是，在对隔膜13a、13b施加的压力较大的情况下，大幅度位移的第一隔膜13a和第二隔膜13b与背板18的止动件25碰撞，因此，成为同程度的位移量。因此，正因为第二隔膜13b面积小，其变形比第一隔膜13a大，特别是第二隔膜13b的周边部因大幅度变形而产生较大的内部应力。而且，第二音响传感部23b中也形成与第一音响传感部23a相同的声孔24，因此，第二音响传感部23b中的背板18的刚性比较小，与第一音响传感部23a中的背板18的刚性相同。因此，当变形的第二隔膜13b与背板18碰撞时，第二音响传感部23b的背板18也挠曲，第二隔膜13b的平均位移量越来越大。其结果，在比较例的音响传感器中，如图10所示，第二隔膜13b大幅度变形且周边部等易于破损。
为了缩小第二隔膜13b的变形而使第二隔膜13b难以破损，只要提高背板18的刚性，即使隔膜13a、13b碰撞，背板18也难以变形即可。因此，只要缩小设于背板18的声孔24的孔径即可。但是，在比较例中，在背板18的整体中设有相同孔径的声孔24，因此，当缩小声孔24的孔径时，在第一音响传感部23a中，作为热杂音的原因的空气分子难以排放。因此，在第一音响传感部23a中，热杂音产生的噪音变大，第一音响传感部23a的灵敏度降低。
另外，为了提高背板18的刚性，还考虑增大背板18的厚度的方法。但是，即使在增大背板18的厚度的情况下，在第一音响传感部23a中，作为热杂音的原因的空气分子也难以排放。因此，在第一音响传感部23a中，热杂音产生的噪音变大，第一音响传感部23a的灵敏度降低。
与之相对，在实施方式1的音响传感器11中，第二音响传感部23b中的声孔24b的孔径比第一音响传感部23a中的声孔24a的孔径小。其结果，可以提高第二音响传感部23b中的背板18的刚性。因此，如图11所示，即使由于落下冲击或风压、在腔室15内压缩的空气等，第二隔膜13b变形并与背板18碰撞，第二音响传感部23b的背板18也难以变形。因此，利用背板18可以抑制第二隔膜13b过度的变形或内部应力，并可以防止第二隔膜13b的破损。
另一方面，第一音响传感部23a中，如果将声孔24a的孔径设为一般的尺寸，且将背板18的厚度也设为一般的厚度，则第一音响传感部23a中的热杂音不会变大。因此，在对S/N比要求严格的第一音响传感部23a侧，不会降低小音量区域的灵敏度。另外，第二音响传感部23b在得到比噪音级充分高的输出的大音量区域中使用，因此，对S/N比的要求不严格，也可以缩小声孔24b的孔径。因此，根据实施方式1的音响传感器11，不降低小音量侧的灵敏度，就可以防止第二隔膜13b的破损。
另外，音响传感器11中的声孔24b的孔径优选为声孔24a的孔径的1/2以下。特别优选声孔24b的孔径为4μm以上且10μm以下。
图12A表示通过模拟求得对背板18和固定电极板19施加一定的空气压(假定为落下时施加的空气压)而使背板18和固定电极板19变形的情况下的第一固定电极板19a的位移量的结果。另外，图12B表示此时的第二固定电极板19b的位移量。图12A及图12B表示，将声孔24a的孔径设为D1、将声孔24b的孔径设为D2时，D1＝17μm、D2＝17μm(比较例)的情况和D1＝17μm、D2＝6μm(实施方式1)的情况。
根据图12B可知，如果将声孔24b的孔径D2从17μm缩小成6μm，则第二固定电极板19b的位移量减少18％，可提高刚性。由此，可以抑制落下时的空气压引起的第二隔膜13b的变形，且可防止第二隔膜13b的破损。
另外，根据图12A可知，通过缩小声孔24b的孔径D2，也可以减少第一固定电极板19a的位移。
图13表示，在孔径D1和D2均为17μm的比较例的音响传感器中，对隔膜13a、13b逐渐施加较大的压力，使隔膜13b与止动件25接触，并进一步施加压力，使第二隔膜13b破坏时的压力值。另外，图13中还表示，在孔径D1为17μm且孔径D2为6μm的实施方式1的音响传感器11中，对隔膜13a、13b逐渐施加较大的压力，使隔膜13b与止动件25接触，并进一步施加压力，使第二隔膜13b破坏时的压力值。根据图13，在声孔24b的孔径与声孔24a的孔径相同的情况下，78kPa时，第二隔膜13b破坏，但如果将声孔24b的孔径缩小成6μm，则第二隔膜13b的破坏强度提高到95kPa左右(提高22％)。
图14是表示具有孔径D1和D2均为17μm的声孔24a、24b的背板18和固定电极板19的比较例的图。在此，根据白黑的浓度的不同表示对背板18和固定电极板19施加一定压力使之变形时的各部的变形量。越白，变形量越大，越黑，变形量越小。
另外，图15是表示具有孔径D1为17μm的声孔24a和孔径D2为6μm的声孔24b的背板18和固定电极板19的实施方式1的图。在此，也根据白黑的浓度不同表示与图14相同条件下的背板18和固定电极板19各部的变形量。
根据图14及图15的模拟可知，通过缩小声孔24b的孔径，可减少第二固定电极板19b(及第一固定电极板19a)的位移量，可提高刚性。由此，可抑制因落下时的空气压产生的第二隔膜13b的变形，可防止第二隔膜13b的破损。
另外，实施方式1的音响传感器11及传声器41除了可防止落下时等隔膜的破损以外，还具有各种效果。
首先，实施方式1的音响传感器11具有容易导入的优点。即，(i)也可以仅变更第二音响传感部23b侧的声孔24b的孔径，因此，第一音响传感部23a的特性(灵敏度或S/N比等)不会受到影响。(ii)不需要增厚背板18的膜厚，因此，背板18的堆积时间不会变长，因此，音响传感器的生产率良好。另外，只要变更用于使声孔24a、24b开口的掩模设计即可，可容易地变更设计。(iii)仅变更掩模设计，就可以导入。(iv)另外，如果将声孔24a、24b的排列间距设为一定，则变更牺牲层蚀刻所需要的时间是轻微的。其结果，可以使用以往的生产设备，制造工艺也不会增加，因此，可容易导入。
另外，根据实施方式1的音响传感器11，(i)第二固定电极板19b的电极面积增加，因此，提高第二音响传感部23b的输出灵敏度，(ii)缩小声孔24b的孔径时，通过边缘效应，可实现与使用未设置孔的固定电极板的情况相同的静电容量，因此，可以提高音响传感器11的输出灵敏度。
根据实施方式1的音响传感器11，通过缩小第二音响传感部23b中的声孔24b的孔径，尘埃或灰尘难以从声孔24b浸入内部。其结果，尘埃或灰尘附着于隔膜上而使音响传感器11的特性变化的可能性变少。
根据实施方式1的音响传感器11，背板18的刚性变高，因此，由于音响传感器11的制造工艺产生的残留应力的偏差引起的背板18的弯曲减少，背板18的形状稳定。
根据实施方式1的音响传感器11，背板18的刚性变高，因此，背板18相对于落下试验等冲击的强度提高。
若第一隔膜13a在大音量时与背板18碰撞，则在第一音响传感部23a中，在背板18上产生变形较大的振动。若通过背板18，第一音响传感部23a和第二音响传感部23b相互干扰，且该变形较大的振动传递至第二音响传感部23b侧，则有时第二音响传感部23b中的谐波失真率变大，而第二音响传感部23b的特性劣化。但是，根据实施方式1的音响传感器11，背板18的刚性变高，因此，在第一音响传感部23a产生的变形较大的振动难以传递至第二音响传感部23b。其结果，改善第二音响传感部23b中的谐波失真率。
(实施方式1的变形例)
图16是表示本发明的实施方式1的变形例的音响传感器的平面图，表示除去背板18或保护膜30等的状态。如该音响传感器，隔膜13也可以被狭缝17完全分离成第一隔膜13a和第二隔膜13b，且第一固定电极板19a和第二固定电极板19b利用连结部64一体连接。
(实施方式2)
图17是表示本发明实施方式2的音响传感器71的平面图。在该音响传感器71中，第二音响传感部23b的声孔24b的分布密度(数密度)比第一音响传感部23a的声孔24a的分布密度(数密度)小。即，声孔24b的排列间距比声孔24a的排列间距大。声孔24b的排列间距优选为声孔24a的排列间距的2倍以上。另一方面，第一音响传感部23a的声孔24a和第二音响传感部23b的声孔24b具有相同的孔径。关于除此以外的点，由于该音响传感器71具有与实施方式1的音响传感器11相同的构造，因此，省略说明。
在音响传感器71中，声孔24b的分布密度比声孔24a的分布密度小，因此，声孔24b的开口率小，第二音响传感部23b中的背板18的刚性变高。其结果，即使第二隔膜13b与背板18碰撞，背板18也难以变形，还抑制第二隔膜13b的位移量或变形量。其结果，第二隔膜13b上难以产生较大的应力，可以防止第二隔膜13b的破损。另外，由于声孔24b的数量变少，因此，尘埃或灰尘难于从声孔24b进入音响传感器71内。
此外，上述音响传感器71中，声孔24a的孔径和声孔24b的孔径相等，但也可以使声孔24b的分布密度比声孔24a小，并且声孔24b的孔径也比声孔24a小。
另外，如果作为声孔24b整体的开口率比声孔24a的开口率小，则也可以使声孔24b的孔径比声孔24a的孔径小，且声孔24b的分布密度比声孔24a的分布密度大。相反，如果作为声孔24b整体的开口率比声孔24a的开口率小，则也可以使声孔24b的分布密度比声孔24a的分布密度小，且声孔24b的孔径比声孔24a的孔径大。
(实施方式3)
图18是表示本发明实施方式3的音响传感器81的剖面图。该音响传感器81中，第二音响传感部23b中的背板18即背板18b的厚度比第一音响传感部23a中的背板18即背板18a的厚度厚。声孔24a和声孔24b的分布密度或孔径也可以相同。关于除此以外的点，由于该音响传感器71具有与实施方式1的音响传感器11相同的构造，因此，省略说明。
音响传感器81中，背板18b的厚度比背板18a的厚度厚，因此，第二音响传感部23b中的背板18b的刚性变高。其结果，即使第二隔膜13b与背板18b碰撞，背板18b也难以变形，也可抑制第二隔膜13b的位移量或变形量。其结果，第二隔膜13b上难以产生较大的应力，可以防止第二隔膜13b的破损。
(实施方式4)
图19是表示本发明实施方式4的音响传感器91的构造的平面图，表示除去背板或保护膜等的状态。该音响传感器91具有3个音响传感部23a、23b、23c。音响传感部23a是由隔膜13a和固定电极板19a构成的电容器构造。音响传感部23c是由隔膜13c和固定电极板19c构成的电容器构造。音响传感部23a及23c是小声压区域用的高灵敏度的传感部。音响传感部23b是由隔膜13b和固定电极板19b构成的电容器构造且大声压区域用的低灵敏度的传感部。
该音响传感器91中，在硅基板12的腔室15的上方配设有大致矩形状的隔膜13。隔膜13被两条狭缝17a、17b分割成具有大致相同面积的大致矩形状的第一隔膜13a及第三隔膜13c和形成面积比第一及第三隔膜13a、13c小的大致矩形状的第二隔膜13b。另外，与第一隔膜13a相对地配置有固定电极板19的一部分即第一固定电极板19a。同样，与第二隔膜13b相对地配置有固定电极板19的一部分即第二固定电极板19b。固定电极板19的一部分即第三固定电极板19c与第三隔膜13c相对。固定电极板19a、19b及19c以相互分离且覆盖隔膜13的方式设于在硅基板12的上面固定的背板18的下面。
在高灵敏度且小声压用的音响传感部23a及23c中的背板18及固定电极板19a、19c上开口有多个声孔24a及24c。在低灵敏度且大声压用的音响传感部23b的背板18及固定电极板19b上开口有多个声孔24b。音响传感部23b的声孔24b的开口率比音响传感部23a、23c的声孔24a、24c的开口率小(图19中，声孔24b的孔径比声孔24a、24c的孔径小，但间距也可以变大。)，音响传感部23b的背板18的刚性比音响传感部23a、23c高。因此，低灵敏度的音响传感部23b的耐冲击性变高。
如该音响传感器91，在设有3个(或3个以上)的音响传感部的情况下，可以从一个传感器输出3个(或3个以上)的探测信号。
(实施方式5)
图20是表示本发明实施方式5的音响传感器101的构造的平面图，表示除去背板或保护膜等的状态。该音响传感器101也具有3个音响传感部23a、23b、23c。音响传感部23a是由隔膜13a和固定电极板19a构成的电容器构造且小声压区域用的高灵敏度的传感部。音响传感部23b是由隔膜13b和固定电极板19b构成的电容器构造且大声压区域用的低灵敏度的传感部。音响传感部23c是由隔膜13c和固定电极板19c构成的电容器构造且中声压区域用的中灵敏度的传感部。
该音响传感器101中，在硅基板12的腔室15的上方配设有大致矩形状的隔膜13。隔膜13被两条狭缝17a、17b分割成大致矩形状的第一隔膜13a、面积比第一隔膜13a小的大致矩形状的第三隔膜13c、面积比第三隔膜13c小的大致矩形状的第二隔膜13b。另外，与第一隔膜13a相对地配置有第一固定电极板19a。同样，与第二隔膜13b相对地配置有第二固定电极板19b。第三固定电极板19c与第三隔膜13c相对。固定电极板19a、19b及19c以相互分离且覆盖隔膜13的方式设于在硅基板12的上面固定的背板18的下面。
在高灵敏度且小声压用的音响传感部23a中的背板18及固定电极板19a上开口有多个声孔24a。在低灵敏度且大声压用的音响传感部23b和中间灵敏度且中声压用的音响传感部23c中，在各个背板18和固定电极板19b、19c上开口有多个声孔24b、24c。音响传感部23b、23c的声孔24b、24c的开口率比音响传感部23a的声孔24a的开口率小(图20中，声孔24b、24c的孔径比声孔24a的孔径小，但间距也可以变大。)，音响传感部23b、23c的背板18的刚性比音响传感部23a高。因此，低灵敏度的音响传感部23b和中灵敏度的音响传感部23c的耐冲击性变高。此外，声孔24c的开口率也可以比声孔24a的开口率小且比声孔24b的开口率大。
根据这种构造的音响传感器101，可以进一步扩大其动态范围，而且，由此，音响传感器101的耐冲击性不易恶化。
(其它)
分割隔膜13或固定电极板19的方式不限定于上述实施方式。例如，也可以将固定电极板19分割成其外周区域和其内侧区域，且将位于外周区域的面积较小并形成大致环状的区域设为灵敏度较低的第二固定电极板19b，将处于其内侧的区域设为灵敏度较高的第一固定电极板19a(参照特愿2011－002313的图1)。隔膜13也同样。
此外，上述各实施方式中，通过使第一隔膜13a的面积和第二隔膜13b的面积不同，而使施加相同的声压时的各隔膜13a、13b的位移量不同，由此，使第一音响传感部23a和第二音响传感部23b的灵敏度不同。除此以外，例如也可以通过使第二隔膜13b的膜厚比第一隔膜13a的膜厚厚，来减少第二隔膜13b的位移，并降低第二音响传感部23b的灵敏度。另外，也可以通过使第二隔膜13b的固定间距比第一隔膜13a的固定间距小，来减少第二隔膜13b的位移，并降低第二音响传感部23b的灵敏度。另外，也可以通过利用梁构造支承第一隔膜13a，来增大第一隔膜13a的位移，并提高第一音响传感部23a的灵敏度。
在以上所述中，对音响传感器及使用了该音响传感器的传声器进行了说明，但本发明也可以适用于压力传感器等音响传感器以外的静电容量传感器。

Claims (12)

1.一种静电容量型传感器，具备：
振动电极板，其形成于基板的上方；
背板，其以覆盖所述振动电极板的方式形成于所述基板的上方；
固定电极板，其以与所述振动电极板相对的方式设于所述背板，其特征在于，
所述振动电极板和所述固定电极板中至少一方被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部，
从多个所述传感部输出灵敏度不同的多个信号，
所述传感部中的至少一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，
在所述传感部中，所述振动电极板的面积较小的一部分传感部的区域中的背板刚性比所述振动电极板的面积较大的其它传感部中的背板刚性高。
2.一种静电容量型传感器，具备：
振动电极板，其形成于基板的上方；
背板，其以覆盖所述振动电极板的方式形成于所述基板的上方；
固定电极板，其以与所述振动电极板相对的方式设于所述背板，其特征在于，
所述振动电极板和所述固定电极板中至少一方被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部，
从多个所述传感部输出灵敏度不同的多个信号，
所述传感部在所述背板及所述固定电极板上分别形成多个开口，
所述传感部中的至少一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，
在所述传感部中的所述振动电极板的面积不同的至少一对传感部中，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的所述开口的开口率比振动电极板的面积较大的一侧的传感部中的所述开口的开口率小。
3.如权利要求2所述的静电容量型传感器，其特征在于，
所述背板的开口率通过所述开口的孔径调整。
4.如权利要求3所述的静电容量型传感器，其特征在于，
所述振动电极板和所述固定电极板中的至少一方被分割成两个区域，从而形成两个所述传感部，
振动电极板的面积较小的一侧的所述传感部中的所述开口的孔径是振动电极板的面积较大的一侧的所述传感部中的所述开口的孔径的1/2以下。
5.如权利要求4所述的静电容量型传感器，其特征在于，
振动电极板的面积较小的一侧的所述传感部中的所述开口的孔径为10μm以下。
6.如权利要求2所述的静电容量型传感器，其特征在于，
所述背板的开口率通过所述开口的分布密度调整。
7.如权利要求6所述的静电容量型传感器，其特征在于，
所述振动电极板和所述固定电极板中的至少一方被分割成两个区域，从而形成两个所述传感部，
振动电极板的面积较小的一侧的所述传感部中的所述开口的排列间距为振动电极板的面积较大的一侧的所述传感部中的所述开口的排列间距的2倍以上。
8.如权利要求2所述的静电容量型传感器，其特征在于，
所述背板的开口率通过所述开口的孔径及分布密度调整。
9.一种静电容量型传感器，具备：
振动电极板，其形成于基板的上方；
背板，其以覆盖所述振动电极板的方式形成于所述基板的上方；
固定电极板，其以与所述振动电极板相对的方式设于所述背板，其特征在于，
所述振动电极板和所述固定电极板中至少一方被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部，
从多个所述传感部输出灵敏度不同的多个信号，
所述传感部中的至少一部分传感部的振动电极板的面积与其它传感部的振动电极板的面积不同，
在所述传感部中的所述振动电极板的面积不同的至少一对传感部中，振动电极板的面积较小的一侧的传感部中的背板的厚度比振动电极板的面积较大的一侧的传感部中的背板的厚度厚。
10.如权利要求1、2或9所述的静电容量型传感器，其特征在于，
所述振动电极板被分割成多个区域，在被分割的各区域中分别形成由所述振动电极板和所述固定电极板构成的传感部。
11.一种音响传感器，其为利用了权利要求1、2或9所述的静电容量型传感器的音响传感器，其特征在于，
在所述背板及所述固定电极板上形成用于使音响振动通过的多个开口，
根据与音响振动感应的所述隔膜和所述固定电极板之间的静电容量的变化，从所述传感部输出信号。
12.一种传声器，其特征在于，
具备：权利要求11所述的音响传感器、放大来自所述音响传感器的信号并向外部输出的电路部。
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