CN109688525B - 转换器 - Google Patents

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Abstract

一种转换器，维持背板的强度的同时，提高信噪比。转换器具备基板、与基板相对配置的背板、与背板相对配置的隔膜，背板具有主体部、支承主体部且与基板连接的支承部、贯通主体部的多个贯通孔，主体部具有：具有多个贯通孔的一部分的中央区域和连续或离散地包围中央区域且具有多个贯通孔的其它部分的三个以上的周边区域，各周边区域连续或离散地包围中央区域，中央区域及各周边区域的贯通孔的开口率相互不同，中央区域及各周边区域的开口率在中央区域内及各周边区域内为一定，中央区域的开口率比各周边区域的开口率高，主体部的外周侧的周边区域的开口率比中央区域侧的周边区域的开口率低。

Description

转换器
技术领域
本发明涉及一种转换器(transducer)。
背景技术
近年来，采用利用了使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术制造的静电电容型转换器的麦克风(以下，均称为MEMS麦克风)。静电电容型转换器中，将接收压力进行振动的振动电极膜经由空隙与固定有电极膜的背板相对配置，并在背板上设置有多个贯通孔。提出有一种音响变换器，该音响变换器具备：具有备有多个穿孔的平坦的表面的罩部件、安装于罩部件的基板、设置于罩部件与基板之间的振动板(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4338395号公报
发明所要解决的课题
设置于背板的贯通孔的开口率越高，信噪比(SNR：Signal to Noise Rate)越高。但是，当设置于背板的贯通孔增大时，背板的强度降低。
发明内容
鉴于上述这种状况，本发明的目的在于，维持背板的强度，同时提高信噪比。
本发明中，为了解决所述课题，采用以下的技术方案。即，本发明的转换器具备：基板，其具有孔；背板，其与基板的孔的开口相对配置；隔膜，其在与背板之间经由空隙与背板相对配置，背板具有主体部、支承主体部且与基板连接的支承部、贯通主体部的多个贯通孔，主体部具有：具有多个贯通孔的一部分的中央区域和连续或离散地包围中央区域且具有多个贯通孔的其它部分的三个以上的周边区域，三个以上的周边区域各自连续或离散地包围中央区域，中央区域及三个以上的周边区域各自的贯通孔的开口率相互不同，中央区域及三个以上的周边区域各自的开口率在中央区域内及各周边区域内一定，中央区域的所述开口率比三个以上的周边区域各自的开口率高，主体部的外周侧的周边区域的开口率比中央区域侧的周边区域的所述开口率低。
中央区域的贯通孔的开口率为中央区域所包含的多个贯通孔合计的开口面积相对于中央区域的面积的比率。各周边区域的贯通孔的开口率为各周边区域所包含的多个贯通孔合计的开口面积相对于各周边区域的面积的比率。在所述转换器中，背板的中央区域的贯通孔的开口率高，背板的主体部的外周侧的周边区域的贯通孔的开口率比主体部的中央区域侧的周边区域的贯通孔的开口率低。即，从背板的主体部的中央区域侧朝向主体部的外周侧，背板的主体部的中央区域及各周边区域的贯通孔的开口率逐渐减少。由此，通过维持背板的强度的同时，提高中央区域及各周边区域的贯通孔的开口率，能够提高信噪比。
在所述转换器中，从背板的与隔膜的相对面的法线方向观察，主体部也可以为具有相对的两边的多边形状，从主体部的外周到中央区域的外周的距离为相对的两边之间的距离的25％以下。所述转换器中，从背板的与隔膜的相对面的法线方向观察，主体部也可以为圆形状，从主体部的外周到中央区域的外周的距离为圆形状的直径的25％以下。通过这些，能够较高地保持背板的开口率，且维持背板的强度。背板的开口率为贯通孔合计的开口面积相对于背板的与隔膜的相对面或相对面的相反面的总面积的比率。
所述转换器中，中央区域的贯通孔的开口率也可以为50％以上。中央区域的对转换器的噪声的影响较大，因此，通过将中央区域的贯通孔的开口率设为50％以上，能够提高转换器的信噪比。
所述转换器中，贯通孔也可以具有从背板的与隔膜的相对面朝向相反面而扩展的锥形状的内表面，贯通孔的内表面相对于背板的与隔膜的相对面的角度为70度以上且90度以下。由此，背板的梁的截面系数变大，能够提高相对于背板的梁的弯矩的强度。背板的梁是背板的相邻的两个贯通孔之间的部分。另外，能够相对于背板密集地配置贯通孔，因此，背板的开口率的提高是容易的。
所述转换器中，支承部的一部分也可以接触于隔膜的与背板的相对面。由此，背板由基板支承，并且也由隔膜支承，由此，背板的强度提高。所述转换器中，主体部和支承部也可以为一体。通过主体部和支承部为一体，背板的强度提高。所述转换器中，主体部和支承部也可以由不同的部件形成。由此，背板的制造变得容易。所述转换器中，贯通孔的开口的形状也可以为从由圆形、椭圆形、多边形及角为圆形的多边形构成的组中选择的一种以上的形状。
所述转换器中，三个以上的周边区域中的至少一个区域的贯通孔的开口的形状也可以为从由圆形及椭圆形构成的组中选择的一种以上的形状。由此，至少一个周边区域所包含的贯通孔的周围的背板的强度提高。
所述转换器中，中央区域和三个以上的周边区域中最接近主体部的外周的周边区域以外的周边区域的贯通孔的开口的形状也可以为大致六边形。通过将中央区域所包含的贯通孔的开口的形状设为大致六边形，能够提高中央区域的贯通孔的开口率。所述转换器中，中央区域所包含的多个贯通孔规则地配置。
所述转换器中，三个以上的周边区域中的至少一个区域的贯通孔的开口的形状也可以为椭圆形，椭圆形的长边方向也可以朝向中央区域。由此，在贯通孔的椭圆形的短边方向上，贯通孔的间距变大。其结果，三个以上的周边区域中的至少一个区域的贯通孔的周围的背板的梁的截面系数变大，背板的梁的相对于弯曲应力的强度提高。所述转换器中，基板的孔也可以不贯通基板。
根据本发明，能够维持背板的强度的同时，提高信噪比。
附图说明
图1是静电电容型转换器的示意图；
图2是背板的俯视图；
图3是静电电容型转换器的示意图；
图4是静电电容型转换器的示意图；
图5A是背板的俯视图；
图5B是背板的示意图；
图5C是背板的示意图；
图5D是背板的俯视图；
图5E是背板的俯视图；
图6A是参考例的背板的俯视图；
图6B是参考例的背板的俯视图；
图7A是参考例的背板的示意图；
图7B是参考例的背板的示意图；
图8A是表示参考例的背板的应力模拟结果的图；
图8B是表示参考例的背板的应力模拟结果的图；
图9是表示实施方式的背板及参考例的背板的应力模拟结果的图；
图10A是背板的俯视图；
图10B是背板的俯视图；
图10C是背板的俯视图；
图11A是背板的俯视图；
图11B是背板的剖面图；
图11C是背板的剖面图；
图12是静电电容型转换器的示意图。
附图标记说明
1 静电电容型转换器
2 硅基板
3 背板
4 隔膜
21 孔
31 主体部
32 支承部
33 贯通孔
34 中央区域
35A、35B、35C 周边区域
具体实施方式
以下，参照附图说明实施方式。以下所示的实施方式为本发明申请的一个方式，但不限定本发明申请的技术范围。
(应用例)
本发明可应用于静电电容型的MEMS器件。例如，作为静电电容型的MEMS器件，可举出：压力传感器、音响传感器、扬声器、加速度传感器、微型镜等。以下，对静电电容型转换器的一例的音响传感器进行说明。
图1为静电电容型转换器1的示意图。静电电容型转换器1具备：具有孔21的硅基板2、与硅基板2的孔21的开口相对配置的背板3、在与背板3之间经由空隙与背板3相对配置的隔膜4。图2是背板3的俯视图。背板3具有：主体部31、支承主体部31且支承于硅基板2的支承部32、贯通主体部31的多个贯通孔33。隔膜4上也可以具有用于相对于大气压的变化不混乱的通风用的孔或狭缝。
主体部31具有俯视时主体部31的四角突出的突出部310。支承部32支承主体部30及突出部310。图2所示的背板3的例子中，俯视时，主体部31的四角突出，但也可以是俯视时，主体部31的四角不突出。主体部31具有：具有多个贯通孔33的一部分的中央区域34；包围中央区域34，且具有多个贯通孔33的其它部分的三个以上的周边区域35。三个以上的周边区域35各自包围中央区域34。中央区域34及三个以上的周边区域35各自的贯通孔33的开口率相互不同。中央区域34的贯通孔33的开口率为中央区域34所包含的多个贯通孔33合计的开口面积相对于中央区域34的面积的比率。各周边区域35的贯通孔33的开口率为各周边区域所包含的多个贯通孔33合计的开口面积相对于各周边区域35的面积的比率。
中央区域34的贯通孔33的开口率在中央区域34内为一定。三个以上的周边区域35各自的贯通孔33的开口率在各周边区域35内为一定。中央区域34的贯通孔33的开口率比三个以上的周边区域35各自的贯通孔33的开口率高。主体部31的外周侧的周边区域35的贯通孔33的开口率比中央区域34侧的周边区域35的贯通孔33的开口率低。因此，三个以上的周边区域35各自的贯通孔33的开口率从中央区域34侧朝向主体部31的外周侧逐渐减少。
(实施例)
图3是静电电容型转换器1的示意图。静电电容型转换器1是使用MEMS技术制造的静电电容型元件。静电电容型转换器1具备硅(Si)基板2、背板3、隔膜4。硅基板2为基板的一例。硅基板2具有孔21。图3中，孔21贯通硅基板2，但也可以如图4所示，孔21不贯通硅基板2。即，孔21也可以是设置于硅基板2的表面的凹部。通过在硅基板2设置孔21，硅基板2与隔膜4之间成为一定距离以上，因此，能够降低硅基板2与隔膜4之间的阻力。
背板3具有固定板36和与固定板36相接的固定电极膜37。背板3以覆盖硅基板2的孔21的开口的方式设置于硅基板2上。即，背板3与硅基板2的孔21的开口相对配置。背板3的外周部分与硅基板2连接，背板3从硅基板2隆起成圆顶状，背板3的中央部分配置于比硅基板2高的位置。
背板3具有贯通背板3的多个贯通孔33。隔膜4经由与背板3之间的空隙(空隙)与背板3相对配置。背板3的下表面38与隔膜4的上表面41相对，背板的上表面39及隔膜4的上表面41朝向相同的方向。隔膜4以覆盖硅基板2的孔21的开口的方式配置于硅基板2上。隔膜4利用设置于隔膜4的下表面42的固定部43而固定于硅基板2。隔膜4根据音压而上下地振动。隔膜4上也可以具有用于相对于大气压的变化不混乱的通风用的孔或狭缝。
静电电容型转换器1接收声音，隔膜4振动，隔膜4与固定电极膜37之间的距离变化。隔膜4与固定电极膜37之间的距离变化时，隔膜4与固定电极膜37之间的静电电容变化。通过对与隔膜4电连接的电极焊盘和与固定电极膜37电连接的的电极焊盘之间施加直流电压，并将静电电容的变化作为电信号进行取出，从而将音压作为电信号进行检测。
图5A为背板3的俯视图。图5B及图5C为背板3的示意图。背板3具有主体部31和以包围主体部31的外周的方式设置于主体部31的支承部32。如图5B所示，主体部31和支承部32也可以为一体。即，主体部31和支承部32也可以利用同一部件形成。如图5C所示，主体部31和支承部32也可以为分体。即，主体部31和支承部32也可以由不同的部件形成。在主体部31和支承部32为分体的情况下，将主体部31和支承部32连接。也可以将主体部31和支承部32利用粘接材料连接。通过在主体部31设置突起部，在支承部32设置槽，并将主体部31的突起部插入支承部32的槽，也可以将主体部31和支承部32连接。通过在主体部31设置槽，在支承部32设置突起部，将支承部32的突起部插入主体部31的槽，也可以将主体部31和支承部32连接。主体部31由支承部32支承，支承部32与硅基板2连接。通过将主体部31和支承部32由不同的部件形成，背板3的制造变得容易。
贯通孔33贯通主体部31。主体部31具有中央区域34和包围中央区域34的三个以上的周边区域35。图5A的背板3的例子中，主体部31具有中央区域34和包围中央区域34的三个周边区域35(35A～35C)。周边区域35A～35C各自也可以连续地包围中央区域34。周边区域35A～35C也可以为框状(周状)。周边区域35A为三个周边区域35中最接近中央区域34的周边区域35，并连续地包围中央区域34。周边区域35B连续地包围中央区域34及周边区域35A。周边区域35C为三个周边区域35中最接近主体部31的外周的周边区域35，连续地包围中央区域34及周边区域35A、35B。因此，周边区域35A～35C从中央区域34侧朝向主体部31的外周侧依次排列。不限定于图5A的背板3的例子，主体部31也可以具有中央区域34和包围中央区域34的4个以上的周边区域35。
周边区域35A～35C的宽度的大小也可以相互相同，也可以相互不同。例如，周边区域35A的宽度的大小和周边区域35B的宽度的大小也可以相同，周边区域35C的宽度也可以比周边区域35B的宽度大。中央区域34及周边区域35A～35C的各区域具有多个贯通孔33。中央区域34及周边区域35A～35C所包含的多个贯通孔33也可以规则地配置，也可以不规则(随机)地配置。例如，也可以中央区域34所包含的多个贯通孔33规则地配置，且周边区域35A～35C所包含的多个贯通孔33不规则地配置。但是，为了均匀地完成且在短时间内制造背板3，优选中央区域34及周边区域35A～35C所包含的多个贯通孔33规则地配置。
中央区域34及周边区域35A～35C各自的贯通孔33的开口率相互不同。中央区域34的贯通孔33的开口率(以下，均记载为中央区域34的开口率)为中央区域34所包含的多个贯通孔33合计的开口面积相对于中央区域34的面积的比率。周边区域35A的贯通孔33的开口率(以下，均记载为周边区域35A的开口率)为周边区域35A所包含的多个贯通孔33合计的开口面积相对于周边区域35A的面积的比率。周边区域35B的贯通孔33的开口率(以下，均记载为周边区域35B的开口率)为周边区域35B所包含的多个贯通孔33合计的开口面积相对于周边区域35B的面积的比率。周边区域35C的贯通孔33的开口率(以下，均记载为周边区域35C的开口率)为周边区域35C所包含的多个贯通孔33合计的开口面积相对于周边区域35C的面积的比率。贯通孔33的开口面积以背板3的下表面38为基准。为了计算静电电容型转换器1的噪声，优选以背板3的下表面38为基准。但是，贯通孔33的开口面积也可以以背板3的上表面39为基准。
中央区域34的开口率在中央区域34内为一定。周边区域35A的开口率在周边区域35A内为一定。周边区域35B的贯通孔33的开口率在周边区域35B内为一定。周边区域35C的开口率在周边区域35C内为一定。中央区域34的开口率比周边区域35A～35C的各开口率高。周边区域35B的开口率比周边区域35A的开口率小。周边区域35C的开口率比周边区域35B的开口率小。这样，主体部31的外周侧的周边区域35的贯通孔33的开口率比中央区域34侧的周边区域35的贯通孔33的开口率低。因此，从主体部31的中央区域34侧朝向主体部31的外周侧，中央区域34及周边区域35A～35C的开口率逐渐减少。
也可以是，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的开口的大小(面积)相互不同，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的间距相同。贯通孔33的间距为相邻的两个贯通孔33的中心之间的距离。也可以是，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的开口的大小相同，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的间距相互不同。图5D为背板3的俯视图。图5D的背板3的例子中，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的开口的大小相互不同，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的间距相同。图5D的背板3的例子中，从主体部31的中央区域34侧朝向主体部31的外周侧，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的开口的大小逐渐变小。
贯通孔33的开口的形状也可以为圆形、椭圆形及四边形(包含大致四边形)、六边形(包含大致六边形)等的多边形。另外，贯通孔33的开口的形状也可以是角为圆形的多边形。中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的开口的形状也可以相同。中央区域34及周边区域35A～35C所包含的各贯通孔33的开口的形状也可以相互不同。中央区域34所包含的贯通孔33的开口的形状和周边区域35A～35C中的至少一个区域所包含的贯通孔33的开口的形状也可以相同。
图5A的背板3的例子中，相对于周边区域35A～35C，以两列配置多个贯通孔33。但不限定于图5A的背板3的例子，也可以相对于周边区域35A～35C以3列以上配置多个贯通孔33。另外，也可以如图5E所示，相对于周边区域35A～35C，以1列配置多个贯通孔33。
图6A及图6B是参考例的背板100的俯视图。图6A表示气压试验前的背板100，图6B表示气压试验后的背板100。气压试验中，通过对背板100施加压缩空气，测量背板100的强度。如图6A所示，从背板100的中心到外周，将具有均匀大小的开口的多个贯通孔101以均匀的间隔配置时，应力容易集中于最外周的贯通孔101的附近，背板100的强度降低。如图6B所示，从外部对背板100施加较大的压力时，背板100的外周附近的贯通孔101可能破损。在背板100的开口率变大的情况下，在最外周的贯通孔101的附近，应力更容易集中，背板100的强度进一步降低。背板100的开口率为贯通孔101合计的开口面积相对于背板100的上表面的总面积的比率。
参照图7A及图7B说明背板100的破损地方。图7A及图7B为参考例的背板100的示意图，背板100设置于硅基板110上。如图7A所示，在背板100的开口率较低的情况下，从外部对背板100施加较大的压力时，背板100的外周部分破坏。弯曲应力σ能够根据弯矩M/截面系数Z求得。在距背板100的加压点最远的背板100的外周部分，弯矩M(＝L×P)成为最大，因此，在背板100的外周部分产生最大应力。如图7B所示，在背板100的开口率较高的情况下，从外部对背板100施加较大的压力时，配置于最外侧的贯通孔101的周围的部分被破坏。在背板100的开口率较高的情况下，背板100的贯通孔101的周围的部分的宽度变细，由此，截面系数Z变小，在配置于最外侧的贯通孔101的周围的部分产生最大应力。
图8A及图8B是表示参考例的背板100的应力模拟的结果的图。图8A表示背板100的开口率为45％时的应力模拟的结果。图8B表示背板100的开口率为60％时的应力模拟的结果。应力模拟中，对背板100的中央部分施加向上的压力，计算在背板100上产生的应力。图8A及图8B的纵轴表示产生于背板100的应力，图8A及图8B的横轴表示距背板100的中心的距离。如图8A所示，在背板100的开口率为45％的情况下，当从外部对背板100施加较大的压力时，应力从背板100的中心向外周增加，并在背板100的外周产生最大应力。如图8B所示，在背板100的开口率为60％的情况下，从外部对背板100施加较大的压力时，应力从背板100的中心向外周增加，且在配置于最外侧的贯通孔101的周围的部分产生最大应力。
通过提高中央区域34及周边区域35A～35C的各开口率，抑制存在于背板3与隔膜4之间的气体的流动阻力(挤压膜阻尼阻力)。因此，静电电容型转换器1的信噪比(SNR：signal-noise ratio)提高。在将所有的贯通孔33的开口设为一定的大小，且增大所有的贯通孔33的开口的情况下，从外部对背板3施加较大的压力时，主体部31的外周附近的贯通孔33的周围的部分破损。于是，在实施方式的静电电容型转换器1中，以中央区域34及周边区域35A～35C的开口率从中央区域34侧朝向主体部31的外周侧逐渐减少的方式，相对于背板3配置贯通孔33。通过这种贯通孔33的配置，能够维持背板3的机械强度，同时，提高中央区域34及周边区域35A～35C的开口率，并提高静电电容型转换器1的信噪比。
图9是表示实施方式的背板3及参考例的背板100的应力模拟结果的图。图9的实线A表示背板3的应力模拟的结果。图9的虚线B表示背板100的开口率较低时的背板100的应力模拟的结果。图9的虚线C表示背板100的开口率较高时的背板100的应力模拟的结果。图9的纵轴表示产生于背板3的应力或产生于背板100的应力。图9的横轴表示距背板3的中央部分的距离或距背板100的中央部分的距离。图9的实线A的背板3的开口率与图9的虚线C的背板100的开口率相等。背板3的开口率为贯通孔33合计的开口面积相对于背板3的下表面38或上表面39的总面积的比率。
如图9的实线A所示，在距离E存在应力峰值。背板3的距离E相当于从背板3的中心到外周的距离。因此，在背板3的外周存在应力峰值(图9的(a))。如图9的虚线B所示，在距离E存在应力峰值。背板100的距离E相当于从背板100的中心到外周的距离。因此，在背板100的开口率较低的情况下，在背板100的外周存在应力峰值(图9的(a))。如图9的虚线C所示，在距离D存在应力峰值。背板100的距离D相当于从背板100的中心到配置于最外侧的贯通孔101的距离。因此，在背板100的开口率较高的情况下，在配置于背板100中的最外侧的贯通孔101的位置存在应力峰值(图9的(b))。配置于背板3中的最外侧的贯通孔33的位置的应力降低(图9的(c))，且在背板3的外周存在应力峰值(图9的(a))。如根据图9可知，能够在提高了背板3的开口率的状态下降低背板3的应力峰值，因此，能够提高背板3的破坏强度。
如图10A所示，周边区域35A～35C也可以离散地包围中央区域34。周边区域35A为三个周边区域35中最接近中央区域34的周边区域35，并离散地包围中央区域34。周边区域35B离散地包围中央区域34及周边区域35A。周边区域35C为三个周边区域35中最接近主体部31的外周的周边区域35，且离散地包围中央区域34及周边区域35A、35B。因此，周边区域35A～35C从中央区域34侧朝向主体部31的外周侧依次排列。图10A的背板3的例子中，中央区域34的四角向主体部31的四角伸展。应力容易集中于主体部31的边，应力难以集中于主体部31的四角。因此，即使中央区域34的四角向主体部31的四角伸展，也能够较高地保持背板3的开口率，且降低背板3的应力峰值，并能够维持背板3的强度。
也可以组合图5A的背板3的中央区域34及周边区域35A～35C的配置例和图10A的背板3的中央区域34及周边区域35A～35C的配置例。例如，周边区域35A也可以离散地包围中央区域34，周边区域35B离散地包围中央区域34及周边区域35A，周边区域35C连续地包围中央区域34及周边区域35A、35B。
图10B为背板3的俯视图。如图10B所示，从背板3的下表面38的法线方向观察(俯视时)，主体部31也可以为四边形状。图10B的背板3的一例中，俯视时，主体部31的4角不突出。背板3的下表面38为与背板3的隔膜4的相对面。图10B中，省略支承部32的图示。图10B的背板3的一例中，从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1为主体部31的相对的两边之间的距离D2的25％以下。图10B的背板3的一例中，主体部31为具有相对的两边的四边形状，但主体部31也可以为具有相对的两边的多边形状。从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1优选为主体部31的相对的两边之间的距离D2的20％以下。更优选从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离为主体部31的相对的两边之间的距离D2的15％以下。通过使从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1为主体部31的相对的两边之间的距离D2的25％以下，能够较高地保持背板3的开口率，同时，降低背板3的应力峰值，能够维持背板3的强度。另外，主体部31具有突出部310的情况与图10B的背板3的一例一样。例如，俯视时，除突出部310以外的主体部31为四边形状，从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1为主体部31的相对的两边之间的距离D2的25％以下，也可以为20％以下或15％以下。
图10C为背板3的俯视图。如图10C所示，俯视时，主体部31也可以为圆形状。图10C的背板3的一例中，俯视时，主体部31的4角未突出。图10C中，省略支承部32的图示。中央区域34及周边区域35A～35C也可以是中央区域34及周边区域35A～35C的直径相互不同的同心圆。图10C的背板3的一例中，从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1为圆形状的直径D2的25％以下。从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1优选为圆形状的直径D2的20％以下。从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离更优选为圆形状的直径D2的15％以下。通过使从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1为圆形状的直径D2的25％以下，能够较高地保持背板3的开口率，同时，降低背板3的应力峰值，并能够维持背板3的强度。另外，主体部31具有突出部310的情况与图10C的背板3的一例一样。例如，俯视时，除突出部310以外的主体部31为圆形状，从主体部31的外周50到中央区域34的外周51的距离D1为圆形状的直径D2的25％以下，也可以为20％以下或15％以下。
中央区域34的开口率也可以为50％以上。中央区域34的对静电电容型转换器1的噪声的影响较大。通过将中央区域34的开口率设为50％以上，能够提高静电电容型转换器1的信噪比。
图11A为背板3的俯视图，图11A中表示有背板3的一部分。图11B及图11C为背板3的剖面图，表示沿着图11A的虚线A1－A2的截面。贯通孔33具有从背板3的下表面38向背板3的上表面39扩展的锥形状的内表面。背板3的下表面38为背板3的与隔膜4的相对面，背板3的上表面39为背板3的下表面38的相反面。图11B的背板3的一例中，贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度为70度。图11C的背板3的一例中，贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度为90度。贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度也可以为70度以上且90度以下。
通过将贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度设为70度以上且90度以下，背板3的梁62的截面系数变大，能够提高背板3的梁62的相对于弯曲应力的强度。背板3的梁62为背板3中的相邻的贯通孔33与贯通孔33之间的部分。通过将贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度设为70度以上且90度以下，能够相对于背板3密集地配置贯通孔33，背板3的开口率的提高容易。在贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度低于70度的情况下，当相对于背板密集地配置贯通孔33时，存在背板3的梁62的上边消失的风险。通过将贯通孔33的内表面61相对于背板3的下表面38的角度设为70度以上且90度以下，即使相对于背板密集地配置贯通孔33，也可避免背板3的梁62的上边消失的风险。其结果，背板3的生产稳定性提高。
图12是静电电容型转换器1的示意图。支承部32的一部分以与隔膜4的上表面41接触的方式折弯，并在支承部32的折弯的部分的内侧配置隔膜4。例如，支承部32具有与隔膜4平行地折弯的折弯部分，支承部32的被折弯的部分与隔膜4的上表面41接触。另外，支承部32也可以具有突出部，且支承部32的突出部与隔膜4的上表面41接触。隔膜4在被硅基板2及支承部32夹持的状态下，利用固定部43固定于硅基板2。支承部32的一部分与隔膜4的上表面41接触，因此，背板3利用硅基板2支承，并且也利用隔膜4支承。由此，背板3的强度提高。
在贯通孔33的开口的形状为圆形或椭圆形的情况下，与贯通孔33的开口的形状为多边形的情况相比，贯通孔33的周围的部分的强度较高。在中央区域34及周边区域35A～35C所包含的贯通孔33的开口的形状为从由圆形及椭圆形构成的组中选择的一种以上的形状的情况下，中央区域34及周边区域35A～35C所包含的贯通孔33的周围的背板3的强度提高。如图9所示，在背板3的外周存在应力峰值，因此，优选提高背板3的外周附近的贯通孔33的周围的部分的强度。例如，在周边区域35C所包含的贯通孔33的开口的形状为从由圆形及椭圆形构成的组中选择的一种以上的形状的情况下，周边区域35C所包含的贯通孔33的周围的部分的强度提高。
在周边区域35A～35C所包含的贯通孔33的开口的形状为椭圆形的情况下，贯通孔33椭圆形的长边方向也可以朝向中央区域34。对于周边区域35A～35C所包含的多个贯通孔33，通过贯通孔33的椭圆形的长边方向朝向中央区域34，在贯通孔33的椭圆形的短边方向上，相邻的两个贯通孔33之间的距离变大。其结果，周边区域35A～35C所包含的多个贯通孔33的周围的背板3的梁62的截面系数变大，背板3的梁62的相对于弯曲应力的强度提高。椭圆形的短边方向为与椭圆形的长边方向正交的方向。
通过将中央区域34所包含的贯通孔33的开口的形状设为六边形(包含大致六边形)，能够提高中央区域34的开口率。即使在周边区域35A～35C的形状包含直线性的形状及曲线性的形状的情况下，通过将周边区域35A～35C的各区域所包含的贯通孔33的开口的形状设为六边形(包含大致六边形)，也能够提高周边区域35A～35C的各开口率。

Claims (13)

1.一种转换器，具备：
基板，其具有孔；
背板，其与所述基板的所述孔的开口相对配置；
隔膜，其在与所述背板之间经由空隙与所述背板相对配置，
所述背板具有主体部、支承所述主体部且与所述基板连接的支承部、贯通所述主体部的多个贯通孔，
所述主体部具有：具有所述多个贯通孔的一部分的中央区域和连续或离散地包围所述中央区域且具有所述多个贯通孔的其它部分的三个以上的周边区域，
所述三个以上的周边区域各自连续或离散地包围所述中央区域，
所述中央区域及所述三个以上的周边区域各自的所述贯通孔的开口率相互不同，
所述中央区域及所述三个以上的周边区域各自的所述开口率在所述中央区域内及所述各周边区域内一定，
所述中央区域的所述开口率比所述三个以上的周边区域各自的所述开口率高，
所述中央区域及所述三个以上的周边区域的所述开口率从所述中央区域朝向所述主体部的最外侧的所述周边区域逐渐减小，
从所述背板的与所述隔膜的相对面的法线方向观察，所述主体部为具有相对的两边的多边形状，
从所述主体部的外周到所述中央区域的外周的距离为所述相对的两边之间的距离的25％以下。
2.一种转换器，具备：
基板，其具有孔；
背板，其与所述基板的所述孔的开口相对配置；
隔膜，其在与所述背板之间经由空隙与所述背板相对配置，
所述背板具有主体部、支承所述主体部且与所述基板连接的支承部、贯通所述主体部的多个贯通孔，
所述主体部具有：具有所述多个贯通孔的一部分的中央区域和连续或离散地包围所述中央区域且具有所述多个贯通孔的其它部分的三个以上的周边区域，
所述三个以上的周边区域各自连续或离散地包围所述中央区域，
所述中央区域及所述三个以上的周边区域各自的所述贯通孔的开口率相互不同，
所述中央区域及所述三个以上的周边区域各自的所述开口率在所述中央区域内及所述各周边区域内一定，
所述中央区域的所述开口率比所述三个以上的周边区域各自的所述开口率高，
所述中央区域及所述三个以上的周边区域的所述开口率从所述中央区域朝向所述主体部的最外侧的所述周边区域逐渐减小，
从所述背板的与所述隔膜的相对面的法线方向观察，所述主体部为圆形状，
从所述主体部的外周到所述中央区域的外周的距离为所述圆形状的直径的25％以下。
3.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述中央区域的所述开口率为50％以上。
4.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述贯通孔具有从所述背板的与所述隔膜的相对面朝向相反面而扩展的锥形状的内表面，
所述贯通孔的所述内表面相对于所述背板的与所述隔膜的相对面的角度为70度以上且90度以下。
5.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述支承部的一部分接触于所述隔膜的与所述背板的相对面。
6.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述主体部和所述支承部为一体。
7.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述主体部和所述支承部由不同的部件形成。
8.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述贯通孔的开口的形状为从由圆形、椭圆形、多边形及角为圆形的多边形构成的组中选择的一种以上的形状。
9.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述三个以上的周边区域中的至少一个区域的所述贯通孔的开口的形状为从由圆形及椭圆形构成的组中选择的一种以上的形状。
10.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述中央区域和所述三个以上的周边区域中最接近所述主体部的外周的所述周边区域以外的所述周边区域的所述贯通孔的开口的形状为大致六边形。
11.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述中央区域的多个所述贯通孔规则地配置。
12.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述三个以上的周边区域中的至少一个区域的所述贯通孔的开口的形状为椭圆形，
所述椭圆形的长边方向朝向所述中央区域。
13.如权利要求1或2所述的转换器，其中，
所述基板的所述孔不贯通所述基板。
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