JP2001500258A

JP2001500258A - ウェーハ製造された電気音響トランスデューサ

Info

Publication number: JP2001500258A
Application number: JP10512922A
Authority: JP
Inventors: アール．ビーバーズ、ボブ
Original assignee: ノースロップグラマンコーポレイション
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2001-01-09
Also published as: WO1998010252A2; TW344903B; AU727839B2; US6308398B1; IL128722A; ZA977995B; US5854846A; IL128722A0; WO1998010252A3; EP1009977B1; US6145186A; CA2268053A1; DE69730165D1; KR20010029481A; AU4182597A; EP1009977A2; DE69730165T2

Abstract

(57)【要約】電気絶縁性の基板(１９)、トランスデューサの第１の電極を形成する基板の上面の一部を覆って配置される導電性材料の層(１６)、トランスデューサの第２の電極を形成し、第１の電極に対して撓むことが可能である導電性のダイアフラム(２２)、及び、第１及び第２の電極を電気的、物理的に分離し、互いに離間した位置関係に保持してコンデンサを構成するための構造（１８）を備える容量性電気音響トランスデューサ。このトランスデューサは基板及びダイアフラムがほぼ同じ熱膨張係数を有する材料にて形成されることに部分的に起因する高い熱安定性を示す。この特徴により、温度が変化する場合にもダイアフラムの張力は一定に維持されるため、トランスデューサの感度が一定に維持される。更に、第１の電極と第２の電極との間の間隔を最小化して熱膨張の経路を短くすることが可能である。この短い経路長により温度変化に伴うトランスデューサの応答の変化は最小に抑えられる。更に、このトランスデューサはバッチ製造することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】ウェーハ製造された電気音響トランスデューサ発明の背景技術分野本発明はマイクロホンなどの電気音響トランスデューサに関する。本発明は、更に詳細にはウェーハ製造方法を用いてバッチ生産される容量性電気音響トランスデューサに関する。技術的背景容量性電気トランスデューサが静圧及び動圧の測定に広く用いられている。従来、マイクロフォンに使用されているような容量性トランスデューサの製造においては、コンデンサ部分の電極の一方が導電性のダイアフラムにて形成されていた。このダイアフラムはコンデンサ部分の他方の電極を形成する固定電極に隣接して配置されるが、固定電極からは絶縁されている。２個の電極は空気の間隙を挟んで互いに離間している。電極間に比較的高いDCバイアス電圧が印加される。ダイアフラムに作用する音波エネルギーの力に応じたダイアフラムの撓みに伴う電極間の間隔の変化のため、キャパシタンスが変化する。容量性トランスデューサには検出ネットワークが接続されており、キャパシタンスの変化が検出され、ダイアフラムに作用する音波エネルギーの力に比例した電気信号に変換される。容量性電気音響トランスデューサの感度及び性能は、ダイアフラムと固定電極との間の静止状態における間隔に密接に関係している。したがってこの間隔は正確に制御される必要がある。間隔の大きさをを正確に取るため、トランスデューサを構成する部品の加工公差には高い精度が求められる。大量生産において、要求される公差を維持することは極めて困難である。したがってトランスデューサが使用される特定の用途に応じて求められる応答や感度特性を得るため、これらの装置はしばしば機械加工部品から人の手で加工される。こうした人の手による加工によりトランスデューサの製造コストは嵩む。更にこのように製造された個々のトランスデューサは位相、マグニチュードにおける応答が微妙に異なる。容量性電気音響トランスデューサの感度及び応答はトランスデューサの熱安定性にも密接に関係している。こうした熱安定性は、温度変化に曝された場合のトランスデューサの要素の膨張や収縮によるダイアフラムと固定電極との間の間隔の変化に依存する部分がある。従来の容量性トランスデューサでは温度変化の大きい環境で臨界電極間隔を維持することは困難であった。これは要素の長手方向において膨張による長さの変化が大きい場合に特にあてはまる。例として、多くの従来のトランスデューサでは膨張長さは約０．２５インチ（約０．６４センチメートル）である。膨張長さが大きいということはトランスデューサの要素の膨張、収縮によって電極間の距離が大きく変化することを意味する。この離間距離の変化が大きい場合、トランスデューサの応答は変化する。更に、ケースの膨張率がダイアフラムの膨張率と異なることによる、ダイアフラムに作用する張力の変化もやはりトランスデューサの熱安定性に影響する。ダイアフラムの張力が温度と共に変化する場合、トランスデューサの応答は変化する。したがって、一定かつ再現性のあろ応答及び感度性能特性を有し、バッチ生産が可能であると共に、温度変化の大きい環境においてこれらの特性が保たれる容量性電気音響トランスデューサが求められている。発明の概要したがって本発明の目的の一つは、人の手による加工を行うことなく、ダイアフラムとトランスデューサの平面状電極との聞の望ましい静止時の間隔を与える、再現性のある方法によって製造される容量性電気音響トランスデューサの提供にある。また、本発明の別の目的として、上記のように製造された個々のトランスデューサ間における応答及び感度性能特性が再現性を有しかつ一定であるようにバッチ生産することが可能である容量性電気音響トランスデューサの提供がある。また、本発明の別の更なる目的の一つとして、温度変化の大きい環境下において応答及び感度性能特性が一定に維持される容量性電気音響トランスデューサの提供がある。以上の目的は、電気絶縁性の基板と、基板の上面の一部に配置され、トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層と、トランスデューサの第２の電極を形成し、第１の電極に対して撓むことが可能な導電性ダイアフラムと、第１及び第２の電極を電気的、物理的に分離し、該第１及び第２の電極を互いに離間した位置関係に保持することによりコンデンサを構成する構造とを備える容量性電気音響トランスデューサによって達成される。こうした電気的、物理的な分離によって第１及び第２の電極間に形成される電場が第２の電極の撓みに応じて変化し、電気信号と音響信号との間の変換が行われる。更に、基板及び第１の電極は、ダイアフラムと基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を基板の裏側の表面付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を有することが可能である。この孔の数及び直径により前述の空気の流れに対する抵抗の大きさが決まり、ひいてはトランスデューサの応答特性が部分的に決まる。更に、ダイアフラムは、ダイアフラムの外側の空気圧と、ダイアフラムの内側の空気圧を等しくするための換気孔を備える。外気圧が変化した場合にもトランスデューサの性能特性が安定しているためにはこのような圧力の平衡化が必要である。更に、換気孔の大きさを変えてトランスデューサの応答特性を調整することが可能である。分離構造は、基板の上面の外縁に配置され、第１の電極から離間したダイアフラム装着リングであることが好ましい。このリングは、ダイアフラムと第１の電極の間の望ましい間隔に相当する分だけ第１の電極よりも大きな厚さを有する。ダイアフラムはその外縁部においてダイアフラム装着リングに接着される。更に、基板の反対側の面上で基板の上面のダイアフラム装着リングに対応する部分に補償リングを配置することも可能である。この補償リングはダイアフラム装着リングと同じ物理的な大きさを有し、ダイアフラム装着リングと同じ材料にて形成される。この補償リングの目的はダイアフラム装着リングの熱膨張及び収縮により基板の内部に生じる応力を平衡化することである。更に、ダイアフラム装着リングと補償リングとを導電性の材料にて形成して電気的に接続することにより、装着リングを接地したり、基板の裏側から電子要素に接続することが可能である。導電性材料の層を貫通孔の内面及び基板の底面上に配置して第１の電極と基板の底面の導電性材料の層との間において電流の流路を形成することが可能である。この電流の流路により第１の電極のトランスデューサの電子部品に対する接続が容易になる。上述のトランスデューサは高い熱安定性を示すが、この安定性は、基板及びダイアフラムがほぼ等しい熱膨張係数を有する材料にて形成されていることに部分的に起因している。この特徴により、温度変化が大きい場合にもダイアフラムの張力は一定に維持され、このためトランスデューサの感度も一定に維持される。基板はフォルステライトセラミック材料から、ダイアフラムはチタニウム箔から形成されることが好ましい。これらの材料はほぼ等しい熱膨張係数を有する。更に第１と第２の電極との間の間隔は熱膨張経路を短くするために最小化される。この短い経路長により、温度変化によるトランスデューサの応答の変化は最小に抑えられる。第１の電極と第２の電極との間の間隔は約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）であることが好ましい。基板及びダイアフラムが異なる熱膨張係数を有する材料にて形成されることが好ましい場合、熱補償のための別の方法が用いられる。熱補償材料の第１の層を第１の電極と基板との間に配置し、熱補償材料の第２の層を基板の反対側の面上で基板の上面の第１の層に対応する部分に配置する。熱補償材料は、前記基板が前記ダイアフラムと同様の割合で膨張及び収縮するような熱膨張係数を有する。これによりトランスデューサの感度は温度が変化する場合にも一定に維持される。更に、熱補償材料の第３の層を基板とダイアフラム装着リングとの間に配置し、熱補償材料の第４の層を基板の反対側の面上で、基板の上面の第３の層の位置に相当する部分に配置することが可能である。この熱補償材料の更なる使用により、上述の安定化効果が更に高められる。本発明に基づいた容量性電気音響トランスデューサは、電気絶縁性の基板を形成する工程と、基板の上面の一部を覆うように第１の電極を形成する工程と、第１の電極をダイアフラムから電気的、物理的に分離するための構造を形成する工程と、ダイアフラムを取り付ける工程とを含む方法により製造される。電気絶縁性の基板を形成する工程は、電気絶縁性の材料にて形成されたウェーハに円形スロットを切り抜くことを含む。円形スロットは、円形スロットによって包囲される、基板を形成する円形部分とウェーハの残りの部分とを連結する少なくとも２ヶ所のタブによって分断される。これらのタブは基板をウェーハの残りの部分から分離するために破断することが可能である。基板の上面の一部を覆うように第１の電極を形成する工程は、基板の中央部分に金属の層を配置することを含む。同様に、第１の電極をダイアフラムから電気的、物理的に分離するための構造を形成する工程は、ダイアフラム装着リングを形成するために金属の層を配置することを含む。この中央導電体及びダイアフラム装着リングは、最初に基板の上面を覆うように金属の層を配置し、次にこの金属をエッチングして形成することも可能である。導電性のダイアフラムを取り付ける上述の工程は、好ましくは熱拡散によりダイアフラムの外縁をダイアフラム装着リングに接着することを含むが、必要に応じて従来の接着剤を使用することも可能である。容量性電気音響トランスデューサを製造するための方法はまた、基板及び第１の電極に、ダイアフラムと基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を基板の裏側の表面付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を形成することを含む。更に、貫通孔の内面及び基板の底面上の上述の導電性材料の層はこれらの表面上に金属を配置することにより形成することが可能である。更に、基板の底面上に導電性材料の層を形成する工程は、基板の中央部分に配置される材料の第１の層を形成し、補償リングを形成する材料の第２の層を形成することを含む。補償リングは基板の底面の外縁に第１の層とは離間して配置される。更に、この第１の層は第１の電極と同じ物理的な大きさを有し、第１の電極と同じ材料にて形成される。補償リングはダイアフラム装着リングと同じ物理的な大きさを有し、ダイアフラム装着リングと同じ材料にて形成される。ダイアフラム装着リングと補償リングとを電気的に接続することも可能である。最後に、基板とダイアフラムとが異なる熱膨張係数を有する材料にて形成されている場合、基板上に上述の熱補償材料の層を形成することが可能である。以上に述べられた製造方法は一度に１個のトランスデューサを製造することに限定されず、同時に多数のトランスデューサを製造するために用いることが可能である。これは大型のウェーハに複数の円形スロットを切り抜くことにより複数の電気絶縁性の基板を形成することで実現される。各円形スロットは先に示した例と同様、少なくとも２個のタブによって分断される。この構成によりタブを破断することでウェーハの残りの部分から基板を容易に分離することが可能である。更に、各トランスデューサにおいて第１の電極を形成するために各基板の上面の一部を覆うように導電性材料の層が形成される。同様に、第１の電極を第２の電極から電気的、物理的に分離するための構造は金属の層を配置してダイアフラム装着リングを形成することにより、各基板の上面の一部を覆うように形成される。次に、トランスデューサの第２の電極を形成する導電性ダイアフラムが各ダイアフラム装着リングに取り付けられる。これはダイアフラムを形成する材料を含む１枚の材料シートを延伸し、この延伸材料シートをウェーハ上に置かれたダイアフラム装着リングのそれぞれにシートの一部が接触するようにウェーハ上に載置することにより実現される。次に、延伸材料シートの、各ダイアフラム装着リングに接触する部分を各リングに接着する。最後に各ダイアフラム装着リングの外縁よりも外側の延伸シートの余分な部分を切除する。本発明の以上に述べられた目的は本発明の上述の実施形態によって達成される。更に、本発明の他の目的及び利点は以下に示される説明文及びこれに付随する図面を参照することにより明らかとなろう。図面の簡単な説明本発明の上記及び他の特徴、及び利点は以下の説明文、付属の請求項、及び図面を参照することでより深く理解されるであろう。図１Ａは、本発明の特徴を取り入れた容量性電気音響トランスデューサの斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示されたトランスデューサの断面図である。図２は、図１Ａに示されたトランスデューサを組み込んだマイクロフォンを示す部分切り欠き図である。図３Ａ〜Ｄは、本発明の方法に基づいた異なる製造段階における図１Ａのトランスデューサを示す斜視図である。図４Ａ〜Ｂは、本発明の方法に基づいた異なる製造段階において同時にバッチ生産される複数の図１Ａのトランスデューサを示す斜視図である。図５は、熱補償材料の層を用いた本発明に基づくトランスデューサの別の一実施形態を示す断面図である。好ましい実施形態の詳細な説明本発明の好ましい実施形態を図面を参照しながら説明する。図１Ａ及びＢには本発明の好ましい一実施形態に基いた容量性電気音響トランスデューサ１０が示されている。トランスデューサ１０は絶縁材料にて形成された円柱状基板１２を備える。この絶縁材料はフォルステライトセラミックであることが好ましく、基板１２は約０．３０インチ（０．７６センチメートル）の直径、及び約０．０２５インチ（０．０６３センチメートル）の均一な厚さを有することが好ましい。基板１２の中央部は薄い導電性の層によって覆われ、トランスデューサ１０の中央電極１６を形成する。この導電層は約１０００Ａ〜０．５ミリメートルの範囲の厚さを有する金の薄層であることが好ましい。更に、中央電極１６は約０．２インチ（約０．５１センチメートル）の直径を有する円形であることが好ましい。基板１２の外周はダイアフラム装着リング１８を形成する環状導電層によって覆われる。好ましくはこのリングはやはり金にて形成される。リング１８は中央電極１６の導電層よりも大きな厚さを有し、環状領域２０によって中央電極１６の導電層から隔てられている。環状領域２０は好ましくは約０．２インチ（約０．５１センチメートル）の幅を有する。基板１２のダイアフラム装着リング１８とは反対側の側面に補償リング１７が配置されている。この補償リング１７は装着リング１８と同じ寸法を有し、同じ材料（好ましくは金）にて形成される。リング１７は、基板１２と装着リング１８とが異なる熱膨張係数を有するものと仮定して、装着リング１８の熱膨張または収縮によりリング１８によって基板１２に作用する応力を均等化するために用いられる。この応力によって基板が曲がり、トランスデューサ１０の性能特性の変化につながる可能性があるため、応力は均等化されることが好ましい。基板１２の反対側の側面に補償リング１７を備えることにより、生じる応力はすべて平衡化される。更に、装着リング１８と補償リング１７とを基板の周囲にて金属層１９を介して電気的に接続することも可能である。この金属層１９により、トランスデューサ１０の裏側から装着リング１８を接地するか、電子要素に接続することが可能である。この裏側からの接続の利点に関しては、トランスデューサのマイクロフォン内への収納の説明に関連して以下により詳細に述べる。図１Ｂに示されるように、薄い導電性ダイアフラム２２が中央電極１６を覆って配置され、外縁部においてリング１８に取り付けられている。このダイアフラム２２は約０．０００１インチ（約０．０００２５センチメートル）の厚さのチタニウム箔にて形成されることが好ましい。この厚さのチタニウム箔により音響入力に対して必要な感度が与えられると同時にダイアフラム２２が構造的に安定するうえで必要な機械的強度が与えられる。装着リング１８は中央電極１６よりも大きな厚さを有するため、ダイアフラム２２は空間２４を隔てて中央電極１６の上方に配置される。これにより中央電極１６が固定電極を形成し、ダイアフラム２２が可動電極を形成する容量性構造が構成される。ダイアフラム装着リング１８と中央電極１６との間の環状領域２０により要素間の電気的表面障壁が形成され、容量性構造が構成される。２個の電極１６、２２間の間隔は好ましくは約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）である。すなわち装着リング１８は中央電極１６よりも約０．００１インチ大きな厚さを有する。更に、ダイアフラム２２には小換気孔２６が形成され、ダイアフラム２２の外側の空気の圧力とダイアフラム２２の内側の空間２４の圧力とは等しくなる。これにより、周辺の空気圧の変化による不必要なダイアフラム２２の撓みが防止される。更に、換気孔２６の直径によりトランスデューサの応答の低周波数側のカットオフ値が決まる。換気孔２６の直径は約０．００１５インチ（０．００３８センチメートル）であることが好ましい。従来のレーザトリミング方法を使用してこの直径を有する孔２６をダイアフラム２２に形成することが可能である。更に、基板１２及び基板上の中央電極１６を通じて一定の間隔を置いた複数の孔１４が穿設される。孔１４の数及び直径によってトランスデューサ１０の応答は部分的に決定する。孔径が約０．０２５インチ（０．０６３センチメートル）であるものとし、孔１４が多数（例、１２個）形成される場合、ダイアフラム２２と、基板１２及び中央電極１６の上面との間に形成される空間からの空気の流れにはほとんど抵抗が生じない。このことによりほぼ一定の位相を有するが、共振状態における応答ピークが大きいトランスデューサの応答が与えられる。こうした特性は一定の位相が必要とされる用途において望ましい。電圧のスパイクは濾過電子部品を使用して平坦化することが可能であるが、孔１４の数が少ない場合には、空気の流れに対する抵抗が増大する。流れに対する抵抗が大きいことによりトランスデューサの応答の電圧スパイクは平坦化されるが、位相における上記のような一定性は与えられない。この後者のアプローチにおける、より平坦化された応答特性は用途によっては有利な点がある。好ましい寸法及び１２個の孔１４を備えた、上述の容量性電気音響トランスデューサ１０は約５Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲で応答が見られ、約−４０Ｄｂ_vの感度を有する。無論、トランスデューサの寸法を変えることにより、特定の用途に合わせてこれらの性能特性を変えることが可能である。孔１４と、基板１２の中央電極１６とは反対側の表面とをやはり金属化することにより中央電極１６と基板１２の底面との間において電流の流路が与えられる。これにより図２に例として示されるようにマイクロフォンの内部にトランスデューサ１０を容易に収納することが可能である。トランスデューサ１０は導電性ケーシング２８内に設置されるが、ケーシング２８は、ダイアフラム２２にぶつかる音波の力によって引き起こされるトランスデューサ１０のキャパシタンスの変化を検出、処理するために必要な電子要素３０を更に内蔵する。中央電極は、基板１２の反対側の面上の前述の金属部分に接触するバネ式接点３２により電子要素３０に接続される。一方、ダイアフラム２２と電子要素３０との間には導電性ケーシング２８、または前述の補償リングを介して電流の流路が設けられている。ダイアフラム２２は、ケーシング２８とダイアフラム２２の外周との間に配置された導電性スペーサリング３４によりケーシング２８に電気的に接続されている。このスペーサリング２８は更に、ダイアフラム２２の振動部分をケーシング２８の上部から隔離し、２つの構造の間の干渉を防止する。ケーシング２８の上部には孔が穿設される。音波はこの孔を通過してダイアフラム２２にぶつかる。ケーシング２８の底部は密封され、音波が侵入してダイアフラム２２の後面にぶつかることを防止する。このような構成を有さなければ、ダイアフラム２２の前面及び後面に作用する音波がダイアフラム２２の振動を減衰、低減させるため、装置の機能は損なわれてしまう。図３Ａ〜Ｄには本発明に基づいた容量性電気音響トランスデューサを製造するための好ましい一連の順序が示されている。最初の工程はウェーハ１０２から始まる。図３Ａに示されるように、ウェーハ１０２をレーザ加工して貫通孔１０４及びトランスデューサの基板１０８の円形外周１０６を形成する。基板１０８はウェーハ１０８の残りの部分に２ヶ所の細いスポーク１１０によって連結され、トランスデューサの製造工程が完了した後にスポーク１１０を破断することにより容易に分離することが可能である。スポーク１１０は２ヶ所であることが好ましいが、必要に応じてこれより多くても少なくてもよい。完成したトランスデューサは機械的に分離することが可能であるためウェーハ１０２に対してのこ引きを行う必要がない。のこ引きを行うためにはトランスデューサは、本発明に基づくより実用的な円形ではなく、ほぼ四角形でなくてはならない。更にのこ引き加工において生じる有害な塵芥の心配がない。図３Ｂには第１の金属化工程が示されている。この工程においては基板１０８の上に薄い金属層が配置され、中央電極１１２及びダイアフラム装着リングのベース１１４を形成する。更に貫通孔１０４の内側面及び基板１０８の中央電極１１２とは反対側の底面にも金属が配される。図３Ｃには第２の金属化工程が示されている。この工程ではダイアフラム装着リングベースの上に金属が配され、リング１１６を形成する。形成されたリングの高さは、ダイアモンドの保持器を用いた固定具にてリングの上面をラップ仕上げすることにより完全に均一化される。この後、ダイアフラム１１８を望ましい張力、好ましくは１０００Ｎ／ｍを有するように延伸し、図３Ｄに示されるようにダイアフラム装着リング１１６の上面に接着する。従来の接着剤を用いてダイアフラム１１８をリング１１６に接着することが可能であるが、熱拡散法が用いられることが好ましい。リング１１６の外周からはみでたダイアフラムの余剰材料は、後の加工中に剥離することを防止するため接着後に除去される。以上、薄膜形成の好ましい一例について述べたが、この説明は本発明をこの方法に限定することを目的としたものではなく、同様の結果はスクリーニングや電気メッキなどの厚膜形成法によっても得ることが可能である。更に、削減法を用いることも可能である。削減法においては導電性材料の厚い層を選択的にエッチング除去して前述のようなトランスデューサ構造を形成する。ここまでに述べてきた方法は全て当該技術分野においてよく知られているものばかりであり、本発明の新規な側面を構成するものではない。したがって個々の方法をここで詳細に述べることはしない。当業者によれば、容量性電気音響トランスデューサを製造するための上述の方法はバッチプロセスに適していることは理解されよう。図４Ａに示されるように、ダイアフラムを取り付けていない状態の複数のトランスデューサ２００をウェーハ２０２上に互いに重なり合わないように形成する。ウェーハ２０２を覆う程度に充分な大きさを有するチタニウム箔を望ましい張力を有するように延伸し、ダイアフラム装着リングのそれぞれに接触するようにウェーハ２０２の上に被せる。この箔をリングに接着し、各リングの外側の余分な箔をレーザにて切除して個々のトランスデューサ要素が分離可能な状態とする。これによって図４Ｂに示されるトランスデューサ２００が完成する。後は各トランスデューサをウェーハに対して保持しているタブを破断するだけでよい。試験を行った本発明の一実施形態においては、２×２インチ四方（５．０８× ５．０８センチメートル四方）のウェーハ上で同時に２３個のトランスデューサが製造された。この試験実施形態においては、市販の３．５インチ（８．９センチメートル）幅のチタニウム箔をウェーハ上に広げダイアフラム装着リングのそれぞれに接着することが可能であるように、２×２インチ四方（５．０８×５．０８センチメートル四方）のウェーハを使用したが、市販のより大型のウェーハ及びチタニウム箔を使用して上記の試験実施形態と比較してより多くのトランスデューサを同時に製造することが可能である。１個の適当な大きさのウェーハ上に１００個以上のトランスデューサを製造することが考えられる。こうしたバッチプロセスにより、従来技術において一般的な人の手による加工と比較して大幅にコストが削減される。更に、今日のレーザ加工及び金属化／エッチング処理の精度の高さにより、ウェーハ上に形成されたトランスデューサの寸法は基本的には同じである。したがって、このように製造されたトランスデューサのそれぞれにおける応答及び感度性能特性は特定のウェーハから得られる他の全てのトランスデューサの性能特性と同じである。更に、異なるウェーハにおいて同じ特性を維持することが可能であり、再現性が高く、予め決められた応答及び感度性能特性を備えたトランスデューサの定常的な製造が可能となる。以上好ましい材料及び寸法的な仕様について述べたが、トランスデューサの性能特性を変えるためにこれらを変更することは容易に可能である点は重要である。すなわち、本発明に基づく製造方法により、ほとんど困難を伴わずにトランスデューサの性能特性をカスタマイズすることが更に可能となる。本発明の好ましい実施形態に基いて製造される容量性電気音響トランスデューサはまた、優れた熱安定性を示す。上述したように、熱安定性は、温度変化によるトランスデューサ要素の膨張または収縮によって引き起こされる、ダイアフラムと固定電極との間の距離の変化に部分的に依存している。ダイアフラムと固定電極との間の間隔が小さい場合、上述の膨張や収縮によって引き起こされる変化は比較的小さい。本発明の好ましい実施形態の場合、この間隔、すなわち熱膨張経路長は非常に小さく、約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）程度でしかない。したがって、温度変化の大きい環境下においても、膨張、収縮によるトランスデューサの応答における変化はほとんどない。やはり前述したように、ダイアフラムの膨張率と基板の膨張率とが異なることによるダイアフラムの張力の変化によっても、装置の感度が変化するためトランスデューサの熱安定性は影響される。しかし、本発明の好ましい実施形態においてはこうした不安定性の原因はほとんど取り除かれている。好ましいフォルステライトセラミック基板とチタニウム箔ダイアフラムの熱膨張特性はほぼ一致しており、これらはほぼ同じ割合にて膨張、収縮する。したがって、ダイアフラムの張力は一定に維持される。両材料の膨張係数は約１０．２×１０^-6／度である。ダイアフラムの張力を一定に維持するためには上記のように熱膨張係数を一致させることが好ましい方法であるが、別の方法を用いることも可能である。この別の方法では、基板上に熱補償材料の層を配置して要素の膨張率を変化させる。例として、図５に示されるように、ダイアフラムよりも低い熱膨張係数を有する基板が使用される場合に、高い膨張率を示す熱補償材料の層３０２を基板３０４上で中央電極３０６の下と場合によりダイアフラム装着リングの下に配置し、更に基板３０４の反対側の面の対応する部分に配置する。温度変化に曝された場合、この更なる材料によりその下の基板材料はより高い率で膨張または収縮する。この材料は、ダイアフラムの膨張、収縮率にほぼ一致するように膨張、収縮率を増大させるようなものが選択される。したがってダイアフラムの張力は一定に維持され、ひいてはトランスデューサの感度が一定に維持される。変化した基板の膨張、収縮を均等化するために基板の底面上に熱補償材料の層を配置する必要がある点は重要である。この材料が基板の上面にしか配置されないものとすると基板の上部の膨張、収縮が、基板の下部の膨張、収縮とは異なったものとなり、基板が歪んで、中央電極とダイアフラムとの間の間隔が均一でなくなる。以上本発明を上述の好ましい実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の変更、改良が行い得ることは理解されよう。例として、ここでは容量性電気音響トランスデューサを、マイクロフォンの場合のように、ダイアフラムにぶつかる音響信号をこの信号に比例した電気信号に変換することに関連して説明したが、この逆もまた可能である。変化する電気信号をトランスデューサの電極（中央電極とダイアフラム）において固定されたＤＣバイアスに重ね合わせることが可能である。これにより電極間の電界の変化によってダイアフラムが振動する。したがって音響出力信号が発生し、トランスデューサはスピーカとして機能する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１１月３０日（１９９８．１１．３０）【補正内容】請求の範囲１．（補正）容量性電気音響トランスデューサであって、（ａ）電気絶縁性の基板と、（ｂ）前記基板の上面の一部に配置され、トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層と、（ｃ）トランスデューサの第２の電極を形成し、前記第１の電極に対して撓むことが可能な導電性ダイアフラムと、（ｄ）導電性材料にて形成され、前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的、物理的に分離して互いに離間した位置関係に保持することによってコンデンサを形成し、第１の電極と第２の電極との間に形成された電場が第２の電極の撓みに応じて変化することにより電気信号と音響信号との間の変換が行われるように、前記基板の上面の外縁に第１の電極から離間して配置されるダイアフラム装着リングであって、ダイアフラムと第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ第１の電極よりも大きな厚さを有し、ダイアフラムの外縁部に接着される前記ダイアフラム装着リングと、（ｅ）前記基板の反対側の面上で前記基板の上面のダイアフラム装着リングに対応する部分に配置される補償リングであって、前記ダイアフラム装着リングと物理的な大きさが同じであり、かつダイアフラム装着リングと同じ導電性材料にて形成される前記補償リングとを備えるトランスデューサ。２．前記基板及び前記第１の電極は、前記ダイアフラムと前記基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を基板の裏側の表面付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。３．削除４．前記貫通孔の内面及び前記基板の底面上に導電性材料の層を更に備えることにより、前記第１の電極と前記基板の底面上の導電性材料の層との間において電流の流路が形成されることを特徴とする請求項２に記載のトランスデューサ。５．削除６．（補正）前記ダイアフラム装着リング及び前記補償リングは導電性であり、トランスデューサは更にダイアフラム装着リングと補償リングとを電気的に接続するための手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。７．前記基板及びダイアフラムは熱膨張係数がほぼ等しい材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。８．（ａ）前記基板はフォルステライトセラミック材料にて形成されることと、（ｂ）前記ダイアフラムはチタニウム箔を含むこととを特徴とする請求項７に記載のトランスデューサ。９．熱膨張経路を短くするために前記第１及び第２の電極間の間隔を最小化することにより温度変化によるトランスデューサの応答の変化を最小に抑えることを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。１０．前記第１及び第２の電極間の間隔は約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）であることを特徴とする請求項９に記載のトランスデューサ。１１．（補正）前記基板及びダイアフラムは異なる熱膨張係数を有する材料を含むトランスデューサであって、（ａ）前記第１の電極と前記基板との間に配置される熱補償材料の第１の層と、（ｂ）前記基板の反対側の面上で基板の上面の前記第１の層に対応する部分に配置される熱補償材料の第２の層とを備え、（ｃ）前記熱補償材料は前記基板が前記ダイアフラムと同じ割合で膨張及び収縮するような熱膨張係数を有することを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。１２．（ａ）前記基板と前記ダイアフラム装着リングとの間に配置される熱補償材料の第３の層と、（ｂ）前記基板の反対側の面上で、基板の上面の前記第３の層の位置に相当する部分に配置される熱補償材料の第４の層とを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のトランスデューサ。１３．前記ダイアフラムは、ダイアフラムの外側の空気圧と、ダイアフラムの内側の空気圧を等しくするための換気孔を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。１４．削除１５．削除１６．削除１７．削除１８．削除１９．削除２０．削除２１．削除２２．削除２３．削除２４．削除２５．削除２６．削除２７．削除２８．(追加)（ａ）電気絶縁性の基板と、（ｂ）前記基板の上面の一部に配置され、トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層と、（ｃ）トランスデューサの第２の電極を形成し、前記第１の電極に対して撓むことが可能な導電性ダイアフラムと、（ｄ）前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的、物理的に分離して互いに離間した位置関係に保持することによってコンデンサを形成し、第１の電極と第２の電極との間に形成された電場が第２の電極の撓みに応じて変化することにより電気信号と音響信号との間の変換が行われるセパレータであって、（ｉ）該セパレータは、前記基板の上面の外縁に第１の電極から離間して配置され、ダイアフラムと第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ第１の電極よりも大きな厚さを有するダイアフラム装着リングを含み、（ｉｉ）前記ダイアフラムは外縁部においてダイアフラム装着リングに接着される前記セパレータとを備え、（ｅ）前記基板及びダイアフラムは異なる熱膨張係数を有する、容量性電気音響トランスデューサであって、（ｉ）前記第１の電極と前記基板との間に配置される熱補償材料の第１の層と、（ｉｉ）前記基板の反対側の面上で基板の上面の前記第１の層に対応する部分に配置される熱補償材料の第２の層とを更に備え、（ｉｉｉ）前記熱補償材料は前記基板が前記ダイアフラムと同じ割合で膨張及び収縮するような熱膨張係数を有することを特徴とするトランスデューサ。２９．（追加）（ａ）前記基板と前記ダイアフラム装着リングとの間に配置される熱補償材料の第３の層と、（ｂ）前記基板の反対側の面上で、基板の上面の前記第３の層の位置に相当する部分に配置される熱補償材料の第４の層とを更に備えることを特徴とする請求項２８に記載のトランスデューサ。３０．（追加）前記基板及び前記第１の電極は、前記ダイアフラムと前記基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を基板の裏側の表面付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を有することを特徴とする請求項２８に記載のトランスデューサ。３１．（追加）前記貫通孔の内面及び前記基板の底面上に導電性材料の層を更に備えることにより、前記第１の電極と前記基板の底面上の導電性材料の層との間において電流の流路が形成されることを特徴とする請求項３０に記載のトランスデューサ。３２．（追加）前記基板の反対側の面上で前記基板の上面のダイアフラム装着リングに対応する部分に配置される補償リングであって、前記ダイアフラム装着リングと物理的な大きさが同じであり、かつダイアフラム装着リングと同じ材料にて形成される前記補償リングを更に備えることを特徴とする請求項２８に記載のトランスデューサ。３３．（追加）前記ダイアフラム装着リング及び前記補償リングは導電性であり、トランスデューサは更にダイアフラム装着リングと補償リングとを電気的に接続するためのコネクタを備えることを特徴とする請求項３２に記載のトランスデューサ。３４．（追加）熱膨張経路を短くするために前記第１及び第２の電極間の間隔を最小化することにより温度変化によるトランスデューサの応答の変化を最小に抑えることを特徴とする請求項２８に記載のトランスデューサ。３５．（追加）前記第１及び第２の電極間の間隔は約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）であることを特徴とする請求項３４に記載のトランスデューサ。３６．（追加）前記ダイアフラムは、ダイアフラムの外側の空気圧と、ダイアフラムの内側の空気圧を等しくするための換気孔を更に備えることを特徴とする請求項２８に記載のトランスデューサ。３７．（追加）容量性電気音響トランスデューサであって、（ａ）電気絶縁性の基板と、（ｂ）前記基板の上面の一部に配置され、トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層と、（ｃ）トランスデューサの第２の電極を形成し、前記第１の電極に対して撓むことが可能な導電性ダイアフラムと、（ｄ）前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的、物理的に分離して互いに離間した位置関係に保持することによってコンデンサを形成し、第１の電極と第２の電極との間に形成された電場が第２の電極の撓みに応じて変化することにより電気信号と音響信号との間の変換が行われるセパレータとを備え、（ｅ）前記基板及び前記第１の電極は、前記ダイアフラムと前記基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を基板の裏側の表面付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を備え、該貫通孔は、前記第１の電極と前記基板の底面上の導電性材料の層との間において電流の流路を形成するために前記貫通孔の内面及び前記基板の底面上に導電性材料の層を更に備えることと、（ｆ）前記基板の上面の外縁に第１の電極から離間して配置され、ダイアフラムと第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ第１の電極よりも大きな厚さを有するダイアフラム装着リングを前記セパレータは含むことと、（ｇ）該ダイアフラムは外縁部において前記ダイアフラム装着リングに接着されることと、（ｈ）前記基板の反対側の面上で前記基板の上面のダイアフラム装着リングに対応する部分に配置され、前記ダイアフラム装着リングと物理的な大きさが同じであり、かつダイアフラム装着リングと同じ材料にて形成される補償リングを備えることとを特徴とするトランスデューサ。３８．（追加）前記ダイアフラム装着リング及び前記補償リングは導電性であり、トランスデューサは更にダイアフラム装着リングと補償リングとを電気的に接続するための手段を備えることを特徴とする請求項３７に記載のトランスデューサ。３９（追加）熱膨張経路を短くするために前記第１及び第２の電極間の間隔を最小化することにより温度変化によるトランスデューサの応答の変化を最小に抑えることを特徴とする請求項３７に記載のトランスデューサ。４０．（追加）前記第１及び第２の電極間の間隔は約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）であることを特徴とする請求項３９に記載のトランスデューサ。４１．（追加）前記ダイアフラムは、ダイアフラムの外側の空気圧と、ダイアフラムの内側の空気圧を等しくするための換気孔を更に備えることを特徴とする請求項３７に記載のトランスデューサ。４２．(追加)前記基板及びダイアフラムは熱膨張係数がほぼ等しい材料を含み、該基板はフォルステライトセラミック材料にて形成され、該ダイアフラムはチタニウム箔にて形成されることを特徴とする請求項３７に記載のトランスデューサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．容量性電気音響トランスデューサであって、（ａ）電気絶縁性の基板と、（ｂ）前記基板の上面の一部に配置され、トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層と、（ｃ）トランスデューサの第２の電極を形成し、前記第１の電極に対して撓むことが可能な導電性ダイアフラムと、（ｄ）前記第１及び第２の電極を電気的、物理的に分離するための手段であって、該第１及び第２の電極を互いに離間した位置関係に保持することによりコンデンサを構成し、前記第１及び第２の電極間に形成される電場が第２の電極の撓みに応じて変化することにより電気信号と音響信号との間の変換が行われる前記分離手段とを備えるトランスデューサ。２．前記基板及び前記第１の電極は、前記ダイアフラムと前記基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を基板の裏側の表面付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。３．（ａ）前記基板の上面の外縁に配置され、前記第１の電極から離間したダイアフラム装着リングを前記分離手段は有し、該リングは前記ダイアフラムと第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ前記第１の電極よりも厚さが大きいことと、（ｂ）前記ダイアフラムは該ダイアフラムの外縁部において前記ダイアフラム装着リングに接着されることとを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。４．前記貫通孔の内面及び前記基板の底面上に導電性材料の層を更に備えることにより、前記第１の電極と前記基板の底面上の導電性材料の層との間において電流の流路が形成されることを特徴とする請求項２に記載のトランスデューサ。５．前記基板の反対側の面上で前記基板の上面のダイアフラム装着リングに対応する部分に配置される補償リングであって、前記ダイアフラム装着リングと物理的な大きさが同じであり、かつダイアフラム装着リングと同じ材料にて形成される前記補償リングを更に備えることを特徴とする請求項３に記載のトランスデューサ。６．前記ダイアフラム装着リング及び補償リングは導電性であり、トランスデューサは該ダイアフラム装着リングと補償リングとを電気的に接続する手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載のトランスデューサ。７．前記基板及びダイアフラムは熱膨張係数がほぼ等しい材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。８．（ａ）前記基板はフォルステライトセラミック材料にて形成されることと、（ｂ）前記ダイアフラムはチタニウム箔を含むこととを特徴とする請求項７に記載のトランスデューサ。９．熱膨張経路を短くするために前記第１及び第２の電極間の間隔を最小化することにより温度変化によるトランスデューサの応答の変化を最小に抑えることを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。１０．前記第１及び第２の電極間の間隔は約０．００１インチ（０．００２５センチメートル）であることを特徴とする請求項９に記載のトランスデューサ。１１．前記基板及びダイアフラムは異なる熱膨張係数を有する材料を含み、トランスデューサは、 (ａ)前記第１の電極と前記基板との間に配置される熱補償材料の第１の層と、 (ｂ)前記基板の反対側の面上で基板の上面の前記第１の層に対応する部分に配置される熱補償材料の第２の層とを備えることと、 (ｃ)前記熱補償材料は、前記基板が前記ダイアフラムと同様の割合で膨張及び収縮するような熱膨張係数を有することを特徴とする請求項３に記載のトランスデューサ。１２．（ａ）前記基板と前記ダイアフラム装着リングとの間に配置される熱補償材料の第３の層と、（ｂ）前記基板の反対側の面上で、基板の上面の前記第３の層の位置に相当する部分に配置される熱補償材料の第４の層とを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のトランスデューサ。１３．前記ダイアフラムは、ダイアフラムの外側の空気圧と、ダイアフラムの内側の空気圧を等しくするための換気孔を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のトランスデューサ。１４．容量性電気音響トランスデューサを製造するための方法であって、 (ａ)電気絶縁性の基板を形成する工程と、 (ｂ)トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層を前記基板の上面の一部を覆うように配置する工程と、 (ｃ)前記基板の上面の一部を覆う部分において前記第１の電極を第２の電極から電気的、物理的に分離する手段であって、第１の電極と第２の電極とを互いに離間した位置関係に保持することによりコンデンサを構成する前記分離手段を形成する工程と、 (ｄ)トランスデューサの前記第２の電極を形成する導電性ダイアフラムであって、前記第１の電極に対して撓むことが可能であることにより、前記第１及び第２の電極の間に形成される電界が前記第２の電極の撓みに応じて変化して電気信号と音響信号との間の変換が行われる前記ダイアフラムを取り付ける工程とを含む方法。１５．電気絶縁性基板を形成する前記工程は、電気絶縁性材料を含むウェーハに形成される円形スロットであって、該円形スロットに包囲され、前記基板を構成する円形部分と前記ウェーハの残りの部分とを連結し、該基板を該ウェーハの残りの部分から分離するために破断することが可能である少なくとも２ヶ所のタブによって分断される前記円形スロットを切り抜く工程を含む請求項１４に記載の方法。１６．前記基板の上面の一部を覆うように導電性材料の層を配置する前記工程は、前記基板の中央部分に金属の層を配置する工程を含む請求項１４に記載の方法。１７．前記第１の電極を第２の電極から電気的、物理的に分離するための手段を形成する前記工程は、前記基板の上面の外縁部に配置され、前記第１の電極から離間したダイアフラム装着リングであって、前記ダイアフラムと前記第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ第１の電極よりも大きな厚さを有する前記リングを形成するために金属の層を配置する工程を含む請求項１４に記載の方法。１８．導電性ダイアフラムを取り付ける前記工程は、該ダイアフラムの外縁部を熱拡散により前記ダイアフラム装着リングに接着する工程を含む請求項１４に記載の方法。１９．前記基板の上面の一部を覆うように導電性材料の層を形成する前記工程と、前記第１の電極を第２の電極から電気的、物理的に分離するための手段を形成する前記工程とは、 (ａ)前記基板の上面を覆うように金属の層を配置する工程と、 (ｂ)前記基板の中央部分に配置される第１の金属層と、前記基板の上面の外縁部に配置され、前記第１の電極から離間したダイアフラム装着リングを形成する第２の金属層とを形成するために前記金属をエッチングする工程とを含み、 (ｃ)前記リングは前記ダイアフラムと前記第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ前記第１の金属層よりも大きな厚さを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。２０．前記ダイアフラムと前記基板及び第１の電極の上面との間に形成される空間に捉われた空気を前記基板の裏側の付近に逃がすための少なくとも１個の貫通孔を前記基板及び第１の電極に形成する工程を更に含む請求項１４に記載の方法。２１．前記第１の電極と前記基板の底面上の導電性材料の層との間において電流の流路を形成するために前記貫通孔の内面及び前記基板の底面上に導電性材料の層を形成する工程を更に含む請求項２０に記載の方法。２２．前記基板の底面上に導電性材料の層を形成する前記工程は、 (ａ)前記基板の中央部分に配置される材料の第１の層と、前記基板の底面の外縁部に配置され、前記第１の層から離間した補償リングを形成する材料の第２の層とを形成する工程を含み、 (ｂ)前記第１の層は、前記第１の電極と同じ物理的な大きさを有すると共に第１の電極と同じ材料にて形成されることと、 (ｃ)前記補償リングは、前記ダイアフラム装着リングと同じ物理的な大きさを有すると共にダイアフラム装着リングと同じ材料にて形成されることとを特徴とする請求項２１に記載の方法。２３．前記ダイアフラム装着リングと前記補償リングとを電気的に接続する工程を更に含む請求項２２に記載の方法。２４．前記基板とダイアフラムとは異なる熱膨張係数を有し、 (ａ)前記第１の電極と前記基板との間に配置される熱補償材料の第１の層を形成する工程と、 (ｂ)前記基板の反対側の面上で基板の上面の前記第１の層に対応した部分に配置される前記熱補償材料の第２の層を形成する工程とを更に含み、 (ｃ)前記熱補償材料は、前記基板が前記ダイアフラムとほぼ同じ割合にて膨張及び収縮するような熱膨張係数を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。２５．前記ダイアフラムの外側の空気圧とダイアフラムの内側の空気圧とを等しくするためにダイアフラムに換気孔を形成する工程を更に含む請求項１４に記載の方法。２６．複数の容量性電気音響トランスデューサを同時に製造するための方法であって、（ａ）電気絶縁性材料を含むウェーハに、複数の円形スロットであって、前記円形スロットに包囲された、前記基板を形成する円形部分を前記ウェーハの残りの部分に連結すると共に前記基板を前記ウェーハから分離するために破断することが可能なタブによって少なくとも２ヶ所においてそれぞれが分断される前記円形スロットを切り抜くことにより複数の電気絶縁性の基板を形成する工程と、（ｂ）それぞれの前記基板の上面の一部を覆うように、トランスデューサの第１の電極を形成する導電性材料の層を形成する工程と、（ｃ）各基板の上面の一部を覆う部分において前記第１の電極と第２の電極とを互いに離間した位置関係に保持するために前記第１の電極を前記第２の電極から電気的、物理的に分離する手段であって、各基板の上面の外縁部に配置され、前記第１の電極から離間したダイアフラム装着リングを形成するために金属の層を配置することによってコンデンサを構成し、前記リングは前記ダイアフラムと前記第１の電極との間の望ましい間隔に相当する分だけ前記第１の電極よりも大きな厚さを有する前記分離手段を形成する工程と、（ｄ）トランスデューサの前記第２の電極を形成する導電性のダイアフラムであって、前記第１の電極に対して撓むことにより前記第１及び第２の電極間に形成される電場が該第２の電極の撓みに応じて変化して電気信号と音響信号との間の変換を行う前記ダイアフラムを前記ダイアフラム装着リングのそれぞれに取り付ける工程とを含む方法。２７．トランスデューサの前記第２の電極を形成する導電性ダイアフラムを前記ダイアフラム装着リングのそれぞれに取り付ける前記工程は、 (ａ)ダイアフラムを形成する材料を含む材料シートを望ましい張力を有するように延伸する工程と、 (ｂ)前記延伸材料シートを、該シートの一部が前記ウェーハ上の前記ダイアフラム装着リングのそれぞれに接触するようにウェーハ上に載置する工程と、 (ｃ)前記延伸材料シートの、前記ダイアフラム装着リングのそれぞれに接触している部分を該リングのそれぞれに接着する工程と、 (ｄ)それぞれの前記ダイアフラム装着リングの外縁よりも外側の前記材料シートの余分な部分を切除する工程とを含む請求項２６に記載の方法。