JP2007104467A - Acoustic sensor and method of manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話等の携帯機器の受話器に好適な音響センサに関し、特にその耐熱性の改善に関するものである。 The present invention relates to an acoustic sensor suitable for a handset of a portable device such as a mobile phone, and more particularly to improvement of heat resistance thereof.
音響／電気変換素子としてのマイクロホンにおいて、その音響ピックアップ部を、振動板と、振動板に所定の間隔をもって対向配置される背極板とで一種のコンデンサを形成する構造のものを総称してコンデンサマイクロホンといい、種々の提案、開発、実用化がなされている。このコンデンサマイクロホンでは、入力される音は薄い振動板の変位として、すなわち振動板と背極板間の静電容量の変化として取り出される。このとき通常はコンデンサ成極電圧として数十ボルトから数百ボルトの外部電圧を印加する必要がある。しかし、大きな外部電圧を必要とするため小型化が困難であるという問題があった。 In a microphone as an acoustic / electrical conversion element, the acoustic pickup unit is a general term for a capacitor having a structure in which a kind of capacitor is formed by a diaphragm and a back electrode plate opposed to the diaphragm with a predetermined interval. It is called a microphone, and various proposals, developments, and practical applications have been made. In this condenser microphone, the input sound is taken out as a displacement of a thin diaphragm, that is, as a change in capacitance between the diaphragm and the back plate. At this time, it is usually necessary to apply an external voltage of several tens to several hundreds of volts as a capacitor polarization voltage. However, since a large external voltage is required, there is a problem that miniaturization is difficult.
この小型化できない問題を解決するためエレクトレットコンデンサマイクロホンが提案され、実用化されている。これは、エレクトレット効果により高分子薄膜に電荷を蓄積させ、成極用直流電圧を省略することができるため小型化に有効で、携帯電話用途など広範に利用されている。しかし、エレクトレット膜に蓄積された電荷は高温環境下で外部に放出される性質があり、高温処理であるはんだリフロー技術が適用できないため、組立コストを上昇させるなどやはり問題があった。 In order to solve the problem that cannot be reduced in size, an electret condenser microphone has been proposed and put into practical use. This is effective for miniaturization because charges can be accumulated in the polymer thin film by the electret effect and the DC voltage for polarization can be omitted, and is widely used for cellular phones and the like. However, the charge accumulated in the electret film has a property of being released to the outside in a high temperature environment, and the solder reflow technology that is a high temperature treatment cannot be applied.
前述の耐熱性に対する要求を解決すべく、半導体微細加工技術を基板としたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）加工技術により製造される音響センサが提案されている（特許文献１）。これらの音響センサの多くは、振動板と、振動板に所定の間隔をもって対向配置される背極板とで構成されるコンデンサマイクロホンとして構成され、振動波を受ける可動膜である振動板や、背極板の母材としてシリコンやシリコン窒化物などの半導体材料を使用して形成されている。これは、シリコンやシリコン窒化物などの半導体材料は耐熱性に優れるため、素子の耐熱性を向上できるためである。また、シリコンやシリコン窒化物は、軽い弾性材料であり、振動波を受ける可動膜である振動板の母材として優れており、ＭＥＭＳ加工技術による小型加工、高精度加工が適用できて薄膜化が容易に実現できる。 In order to solve the above-described requirement for heat resistance, an acoustic sensor manufactured by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) processing technique using a semiconductor micro-processing technique as a substrate has been proposed (Patent Document 1). Many of these acoustic sensors are configured as a condenser microphone composed of a diaphragm and a back electrode plate arranged to face the diaphragm at a predetermined interval. The diaphragm is a movable film that receives vibration waves, It is formed using a semiconductor material such as silicon or silicon nitride as a base material of the electrode plate. This is because a semiconductor material such as silicon or silicon nitride has excellent heat resistance, so that the heat resistance of the element can be improved. Silicon and silicon nitride are light elastic materials, and are excellent as base materials for diaphragms that are movable films that receive vibration waves. Small and high-precision processing using MEMS processing technology can be applied to reduce film thickness. It can be easily realized.
一方、背極板は、シリコン酸化膜などの絶縁膜によるスペーサを介して多結晶シリコンやシリコン窒化物などの半導体薄膜材料により構成される場合がある。これは、ＭＥＭＳ加工技術によりシリコン基板上に音響センサを一括形成できる利点などがあるためである。 On the other hand, the back electrode plate may be made of a semiconductor thin film material such as polycrystalline silicon or silicon nitride through a spacer made of an insulating film such as a silicon oxide film. This is because there is an advantage that acoustic sensors can be collectively formed on a silicon substrate by MEMS processing technology.
しかし、背極板は入力である振動波に対して不動であることが望ましく、たとえば多結晶シリコンを背極板の母材としたとき１０ミクロン程度以上の厚さが必要とされる場合があり、半導体製造技術によれば多結晶シリコンを成膜する時間が長く生産性が悪い。また、シリコン基板の表裏両面に成膜されてしまうため、あとで厚い不要な多結晶シリコンを除去する工程が付加される、また成膜プロセスが不安定化するという問題がある。 However, it is desirable that the back electrode plate be immobile with respect to the input vibration wave. For example, when polycrystalline silicon is used as the base material of the back electrode plate, a thickness of about 10 microns or more may be required. According to the semiconductor manufacturing technology, the time for forming a polycrystalline silicon film is long and the productivity is poor. Further, since the film is formed on both the front and back surfaces of the silicon substrate, there is a problem that a process for removing the unnecessary thick polycrystalline silicon is added later, and the film forming process becomes unstable.
前述の問題に対して、めっき技術により背極板を金属で形成する手法が有望である（特許文献２）。たとえば無電解めっき技術によりニッケル膜を１０ミクロン厚さ成膜する場合、成膜時間は１時間程度であり、かつシリコン基板の片面のみに選択成膜できるため生産性の向上が実現できる。 A technique for forming the back electrode plate with a metal by plating technology is promising for the above-mentioned problem (Patent Document 2). For example, when a nickel film having a thickness of 10 microns is formed by an electroless plating technique, the film formation time is about 1 hour, and selective film formation can be performed only on one side of a silicon substrate, thereby improving productivity.
しかし、振動板の材料であるシリコンやシリコン窒化物の線膨張率はニッケルの線膨張率に較べて小さいため、せっかく生産性良く形成した背極板をニッケルとした音響センサにおいても、素子の実装工程であるはんだリフロー処理時の高温度処理により振動板と背極板との間に熱歪みが発生してしまい振動板に撓みを引き起こして素子特性を不安定化させるなど、やはり問題となる場合がある。 However, since the linear expansion coefficient of silicon or silicon nitride, which is the material of the diaphragm, is smaller than that of nickel, even in an acoustic sensor using a back electrode plate formed with good productivity as nickel, the element mounting When high temperature treatment during the solder reflow process, which is a process, causes thermal distortion between the diaphragm and the back electrode plate, causing the diaphragm to bend and destabilize the element characteristics. There is.
この振動板と背極板との間に発生する熱歪みの問題を解消するため、図１９、２０、２１に示すような虫眼鏡形状の片持ち梁構造の振動板（黒の塗りつぶしで示す）を成極用直流電圧の静電引力により背極板に吸着させることによりコンデンサマイクロホンを構成する手法が提案されている（特許文献３）。この音響センサでは、耐熱性に優れる半導体材料で構造体を構成し、かつ振動板を完全に固定することなく静電引力により柔軟に固定することにより振動板と背極板との熱歪みの問題も解決でき、優れた耐熱性を実現できる。
しかし、前述の特許文献３の音響センサでは、厚さ１ミクロンの薄い振動板を脆性材料であるシリコン窒化物により形成しているため、落下などの衝撃に対しての強度が不十分であることが懸念される。たとえば携帯機器にこの音響センサを組み込む際には、筐体に衝撃緩和機構を設ける必要が発生するなど結局組立コストをさせてしまう可能性がある。 However, in the acoustic sensor of Patent Document 3 described above, since a thin diaphragm having a thickness of 1 micron is formed of silicon nitride which is a brittle material, the strength against impact such as dropping is insufficient. Is concerned. For example, when this acoustic sensor is incorporated into a portable device, there is a possibility that an assembly cost will be increased after all, such as the necessity of providing an impact mitigation mechanism in the housing.
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、優れた耐熱性を有し、かつ強い衝撃耐性を有する音響センサを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an acoustic sensor having excellent heat resistance and strong impact resistance.
前記前記課題を解決するため、本発明では、音響センサを次の（１）ないし（９）のとおりに構成し、音響センサの製造方法をつぎの（１０）のとおりに構成する。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the acoustic sensor is configured as described in the following (1) to (9), and the manufacturing method of the acoustic sensor is configured as described in the following (10).
（１）振動板と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板と、前記所定の間隔を保持するためのスペーサとを備えた容量検出型音響センサにおいて、
前記背極板は、その一箇所のみで前記スペーサを介して前記振動板に固着されている音響センサ。
(1) In a capacitance detection type acoustic sensor comprising a diaphragm, a back electrode plate disposed to face the diaphragm with a predetermined interval, and a spacer for maintaining the predetermined interval.
The back electrode plate is an acoustic sensor fixed to the diaphragm via the spacer only at one location.
（２）振動板と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板と、前記所定の間隔を保持するための複数のスペーサとを備えた容量検出型音響センサにおいて、
前記背極板は、その一箇所で前記複数のスペーサのうちの１個のスペーサを介して前記振動板に固着されており、前記固着部分を除く非固着部分において前記複数のスペーサのうちの他のスペーサに接触している音響センサ。
(2) In a capacitive detection type acoustic sensor comprising a diaphragm, a back electrode plate disposed to face the diaphragm with a predetermined interval, and a plurality of spacers for maintaining the predetermined interval.
The back electrode plate is fixed to the diaphragm through one spacer of the plurality of spacers at one location, and the other of the plurality of spacers in the non-fixed portion excluding the fixed portion. Acoustic sensor in contact with the spacer.
（３）前記（２）に記載の音響センサにおいて、
前記背極板に接触しているスペーサにおける接触部分に溝が設けられている音響センサ。
(3) In the acoustic sensor according to (2),
An acoustic sensor in which a groove is provided in a contact portion of a spacer in contact with the back electrode plate.
（４）前記（２）または（３）に記載の音響センサにおいて、
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の厚さは前記固着部分および前記非固着部分の厚さより薄く形成されている音響センサ。
(4) In the acoustic sensor according to (2) or (3),
The back electrode plate includes the fixed portion, the non-fixed portion, and a coupling portion that connects the fixed portion and the non-fixed portion, and the thickness of the coupling portion is the fixed portion and the non-fixed portion. The acoustic sensor is formed thinner than the thickness.
（５）前記（２）または（３）に記載の音響センサにおいて、
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の幅は前記固着部分および前記非固着部分の幅より狭く形成されている音響センサ。
(5) In the acoustic sensor according to (2) or (3),
The back electrode plate includes the fixed portion, the non-fixed portion, and a coupling portion that connects the fixed portion and the non-fixed portion, and the width of the coupling portion is the width of the fixed portion and the non-fixed portion. An acoustic sensor formed narrower than the width.
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記背極板はめっき技術により形成された金属を母材として形成されている音響センサ。
(6) In the acoustic sensor according to any one of (1) to (5),
The back electrode plate is an acoustic sensor formed using a metal formed by a plating technique as a base material.
（７）前記（６）に記載の音響センサにおいて、
前記金属はニッケルあるいは銅を主体とした金属で形成されている音響センサ。
(7) In the acoustic sensor according to (6),
The acoustic sensor is formed of a metal mainly composed of nickel or copper.
（８）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記背極板は金型成形技術により形成された導電性樹脂を母材として形成されている音響センサ。
(8) In the acoustic sensor according to any one of (1) to (5),
The back electrode plate is an acoustic sensor formed using a conductive resin formed by a mold forming technique as a base material.
（９）前記（１）ないし（８）のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記振動板は、シリコン窒化物膜と金属膜との積層膜、またはシリコン酸化膜と金属膜との積層膜、またはシリコン膜により構成されている音響センサ。
(9) In the acoustic sensor according to any one of (1) to (8),
The vibration plate is an acoustic sensor configured by a laminated film of a silicon nitride film and a metal film, a laminated film of a silicon oxide film and a metal film, or a silicon film.
（１０）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の音響センサの製造方法であって、
前記振動板の製造の際に、異方性プラズマエッチング技術を適用する音響センサの製造方法。
(10) The acoustic sensor manufacturing method according to any one of (1) to (5),
A method of manufacturing an acoustic sensor, to which an anisotropic plasma etching technique is applied when manufacturing the diaphragm.
本発明によれば、振動板と背極板との熱歪みを緩和できることにより優れた耐熱性を有し、かつ強い衝撃耐性を有する音響センサを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the acoustic sensor which has the outstanding heat resistance by being able to relieve | moderate the thermal distortion of a diaphragm and a backplate, and has strong impact resistance.
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
図１、２は実施例１である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１は音響センサの上面図であり、図２はその断面図である。なお、全体の大きさはｍｍオーダであるが、説明の便宜上、大きさを誇張して示している。図３は実施例１における背極板２の製造方法を示す図であり、図４は実施例１においてスペーサ３、４と振動板１を一体化したスペーサ付き振動板の製造方法を示す図である。 1 and 2 are diagrams showing the configuration of an “acoustic sensor” that is Embodiment 1, FIG. 1 is a top view of the acoustic sensor, and FIG. 2 is a sectional view thereof. Although the overall size is on the order of mm, the size is exaggerated for convenience of explanation. FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the back electrode plate 2 in the first embodiment, and FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing the diaphragm with spacer in which the spacers 3 and 4 and the diaphragm 1 are integrated in the first embodiment. is there.
製造された図４に示すスペーサ３、４付き振動板１に、図３に示す背極板２を固着することにより、図１、２に示す実施例１である音響センサが形成される。すなわち、前記背極板２はその固着部分において固着用スペーサ３を介して前記振動板１に固着され、かつその非固着部分においては非固着用スペーサ４に接触している。なお、前記背極板２に設けられている音響孔は振動板１が振動するときの振動阻害要因となる空気の粘性抵抗の影響を低減するための孔である。 4 is fixed to the manufactured diaphragm 1 with the spacers 3 and 4 shown in FIG. 4 to form the acoustic sensor of the first embodiment shown in FIGS. That is, the back electrode plate 2 is fixed to the diaphragm 1 through the fixing spacer 3 at the fixing portion, and is in contact with the non-fixing spacer 4 at the non-fixing portion. The acoustic hole provided in the back electrode plate 2 is a hole for reducing the influence of the viscous resistance of air that becomes a vibration inhibiting factor when the diaphragm 1 vibrates.
本実施例１における前記背極板２の製造方法を図３により説明する。シリコン基板上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりたとえば厚さ１０ミクロンのシリコン酸化膜を成膜したのち、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜を所望の形状にパターニングする（図３（ａ））。パターニングされた前記シリコン酸化膜は後のめっき工程において、前記非固着部分と前記固着部分とをつなぐ結合部分である背極板の溝を形成するためのめっき用モールドとして機能する。前記めっき用モールドとして機能するシリコン酸化膜パターンを形成した後、たとえば厚さ１ミクロンのシリコン酸化膜を熱酸化により成膜し、シリコン基板表面に絶縁膜を形成する（図３（ｂ））。次にめっき用シード層となるたとえば厚さ０．０５ミクロンのニッケルシード層を蒸着により成膜した後、フォトリソグラフィー技術によりたとえば厚さ２２ミクロンのフォトレジストを所望のパターンに形成する（図３（ｃ））。次に前記フォトレジストをめっき用モールドとしてめっき技術によりたとえば厚さ２０ミクロンのニッケルを成膜する（図３（ｄ））。前記めっき技術により成膜されたニッケルは前記背極板の母材となり、ここでは無電解めっき技術により成膜した。前記めっき用モールドであるフォトレジストをアセトンなどの有機溶剤により除去した後、イオンビームエッチング技術により前記シード層を除去し、リフトオフ技術により所望の位置にたとえば１ミクロン厚さの金をパターニングする（図３（ｅ））。ここではリフトオフ技術を用いて前記金パターンを形成したが、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術を用いて前記金パターンを形成しても良く、また、めっきにより形成したニッケルの表面全体にたとえば置換めっき技術と還元めっき技術により金を形成しても良い。次にフッ酸水溶液処理により金パターン付きニッケルで構成される前記背極板を前記シリコン基板から離脱させることにより本実施例１の背極板が形成できる（図３（ｆ））。 A method for manufacturing the back electrode plate 2 in the first embodiment will be described with reference to FIG. A silicon oxide film having a thickness of, for example, 10 microns is formed on a silicon substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and then the silicon oxide film is patterned into a desired shape by a photolithography technique and an etching technique (FIG. 3A )). The patterned silicon oxide film functions as a plating mold for forming a groove of a back electrode plate that is a connecting portion that connects the non-fixed portion and the fixed portion in a subsequent plating step. After forming the silicon oxide film pattern that functions as the plating mold, for example, a silicon oxide film having a thickness of 1 micron is formed by thermal oxidation to form an insulating film on the surface of the silicon substrate (FIG. 3B). Next, after depositing, for example, a nickel seed layer having a thickness of 0.05 microns to be a seed layer for plating, a photoresist having a thickness of 22 microns, for example, is formed into a desired pattern by photolithography (FIG. 3 ( c)). Next, for example, a nickel film having a thickness of 20 microns is formed by a plating technique using the photoresist as a mold for plating (FIG. 3D). Nickel formed by the plating technique becomes a base material of the back electrode plate, and here, the film is formed by the electroless plating technique. After removing the photoresist, which is the plating mold, with an organic solvent such as acetone, the seed layer is removed by an ion beam etching technique, and gold having a thickness of, for example, 1 micron is patterned at a desired position by a lift-off technique (see FIG. 3 (e)). Here, the gold pattern is formed using a lift-off technique. However, the gold pattern may be formed using a photolithography technique and an etching technique. Gold may be formed by a reduction plating technique. Next, the back electrode plate made of nickel with a gold pattern is separated from the silicon substrate by an aqueous hydrofluoric acid treatment, whereby the back electrode plate of Example 1 can be formed (FIG. 3F).
本実施例１における前記スペーサ付き振動板の製造方法を図４により説明する。シリコン基板上にＣＶＤ法によりたとえば厚さ０．５ミクロンの第一のシリコン窒化膜を成膜する（図４（ａ））。次にＣＶＤ法によりたとえば厚さ５ミクロンのシリコン酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜の所望の部分にたとえば深さ１．０ミクロンで線幅１００ミクロンの溝を形成する（図４（ｂ））。前記シリコン酸化膜の溝は非固着用スペーサ４となる部分に形成されており、この溝により非固着用スペーサ４と前記背極板２の接触面積を低減でき、前記非固着用スペーサと前記背極板との貼り付き不良を抑制することができる。また、本実施例１では適用していないが、前記シリコン酸化膜の溝は固着用スペーサ部に形成しても良く、固着用スペーサ部に溝を形成することにより、たとえば前記背極板と固着用スペーサとを接着剤などにより固着する場合、固着実効面積を大きくできるため固着強度を向上でき、また接着剤が溝を通って流れることができ接着剤の塗布均一性の向上や接着剤の厚さ制御性を向上できる。前記シリコン酸化膜の溝を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術によりシリコン酸化膜を所望の形状にパターニングして、固着用スペーサ３、および非固着用スペーサ４が形成される（図４（ｃ））。次に振動板用電極膜となるたとえば厚さ０．１ミクロンのアルミニウム膜を蒸着法により成膜した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により所望の形状にパターニングし、ＣＶＤ技術とフォトリソグラフィー技術とエッチング技術によりシリコン基板裏面側に第二のシリコン窒化膜パターンを形成する（図４（ｄ））。次に水酸化カリウム水溶液などによる結晶異方性エッチング技術により前記第二のシリコン窒化膜をエッチングマスクとして前記シリコン基板の裏面側の所望の部分をエッチング除去することにより本実施例１のスペーサ付き振動板が形成できる（図４（ｅ））。本実施例１では、裏面側のシリコン基板を除去することにより形成した振動板の一辺が１．０ｍｍないし１．２ｍｍとなるよう形成した。 The manufacturing method of the diaphragm with a spacer in the first embodiment will be described with reference to FIG. For example, a first silicon nitride film having a thickness of 0.5 microns is formed on the silicon substrate by CVD (FIG. 4A). Next, a silicon oxide film having a thickness of 5 microns, for example, is formed by a CVD method, and a groove having a depth of 1.0 microns and a line width of 100 microns is formed in a desired portion of the silicon oxide film by a photolithography technique and an etching technique. It forms (FIG.4 (b)). The groove of the silicon oxide film is formed in a portion to be the non-adhesion spacer 4, and the contact area between the non-adhesion spacer 4 and the back electrode plate 2 can be reduced by this groove, and the non-adhesion spacer and the back spacer 2 can be reduced. It is possible to suppress the sticking failure with the electrode plate. Although not applied in the first embodiment, the groove of the silicon oxide film may be formed in the fixing spacer portion. For example, the groove is formed in the fixing spacer portion to fix the groove to the back electrode plate, for example. When the spacer is fixed with an adhesive, etc., the fixing effective area can be increased, so that the fixing strength can be improved, and the adhesive can flow through the groove so that the application uniformity of the adhesive can be improved and the thickness of the adhesive can be increased. Controllability can be improved. After forming the groove of the silicon oxide film, the silicon oxide film is patterned into a desired shape by a photolithography technique and an etching technique to form a fixing spacer 3 and a non-fixing spacer 4 (FIG. 4C). )). Next, after forming an aluminum film having a thickness of, for example, 0.1 μm to be a diaphragm electrode film by vapor deposition, it is patterned into a desired shape by photolithography technique and etching technique, and CVD technique, photolithography technique and etching are performed. A second silicon nitride film pattern is formed on the back surface side of the silicon substrate by the technique (FIG. 4D). Next, by virtue of a crystal anisotropic etching technique using a potassium hydroxide aqueous solution or the like, using the second silicon nitride film as an etching mask, a desired portion on the back side of the silicon substrate is removed by etching, whereby the vibration with spacer of the first embodiment is applied. A plate can be formed (FIG. 4E). In the present Example 1, it formed so that one side of the diaphragm formed by removing the silicon substrate of the back surface side may be 1.0 mm to 1.2 mm.
このように製造した本実施例１の音響センサでは、振動板１と背極板２とを１つの固着用スペーサ３のみを介して固着できるため、背電極材料の線膨張率と振動板材料の線膨張率との違いにより発生する背極板と振動板との間の熱歪みを緩和することができる。また、コンデンサを構成する背極板と振動板との間隔は、ＭＥＭＳ加工技術により精度良く形成したスペーサの厚さにより決定できるため、高精度でばらつきの少ない音響センサが実現できる。また、背極板には厚さ方向の溝が備えられており、この溝の部分において背極板は薄いため応力緩和機能を有し、背極板と振動板とを固着するときの作業性を向上でき、またこの溝により背極板と振動板との固着用接着剤の振動板上への流れ込みを抑制することができる。また、背極板と振動板とを固着したとき、非固着用スペーサと背極板が接触せずギャップを生じてしまった場合においても、背極板と振動板との間に印加される電圧により発生する背極板／振動板間静電引力により、背極板は背極板の溝部において変形され、非固着用スペーサ部において発生していた背極板／非固着用スペーサ間ギャップを解消することができ、背極板と振動板間との間隔はスペーサの厚さでやはり決定できる。 In the acoustic sensor of the first embodiment manufactured in this way, the diaphragm 1 and the back electrode plate 2 can be fixed through only one fixing spacer 3, so that the linear expansion coefficient of the back electrode material and the diaphragm material Thermal strain between the back electrode plate and the diaphragm generated by the difference from the linear expansion coefficient can be reduced. Further, since the distance between the back electrode plate and the diaphragm constituting the capacitor can be determined by the thickness of the spacer formed with high precision by the MEMS processing technique, an acoustic sensor with high accuracy and little variation can be realized. In addition, the back electrode plate is provided with a groove in the thickness direction, and since the back electrode plate is thin in this groove portion, it has a stress relaxation function, and workability when the back electrode plate and the diaphragm are fixed. This groove can also prevent the adhesive for fixing the back electrode plate and the diaphragm from flowing into the diaphragm. In addition, when the back electrode plate and the diaphragm are fixed, the voltage applied between the back electrode plate and the diaphragm even when the non-adhering spacer and the back electrode plate are not in contact with each other and a gap is generated. Due to the electrostatic attractive force between the back electrode plate and the diaphragm generated by the The distance between the back electrode plate and the diaphragm can also be determined by the thickness of the spacer.
以上説明したように、本実施例１によれば、振動板と背極板を１つの固着用スペーサのみを介して固着しているため、背電極材料の線膨張率と振動板材料の線膨張率との違いにより発生する背極板と振動板との間の熱歪みを緩和することができ、耐熱性に優れた音響センサを提供することができる。また、非脆性材料であるニッケルを背極板に適用できるため衝撃耐性に優れた音響センサを提供することができる。 As described above, according to the first embodiment, since the diaphragm and the back plate are fixed only through one fixing spacer, the linear expansion coefficient of the back electrode material and the linear expansion of the diaphragm material are obtained. The thermal distortion between the back electrode plate and the diaphragm generated due to the difference with the rate can be reduced, and an acoustic sensor excellent in heat resistance can be provided. Further, since nickel, which is a non-brittle material, can be applied to the back electrode plate, an acoustic sensor excellent in impact resistance can be provided.
（変形）
実施例１では、背電極材料としてニッケルを適用したが、導電性を有する材料であれば良く、たとえば導電性樹脂や、銅などの金属でも構わない。また、実施例１では、めっき技術により背極板を形成したが、金型成形技術により形成しても良い。また、実施例１では、振動板電極材料としてアルミニウムを適用したが、金やチタンや銅やカーボンなどのように導電性材料であればなんでも良い。また実施例１では振動板材料としてシリコン窒化物を適用したが、シリコン酸化物などでも良い。また実施例１では、スペーサ材料としてシリコン酸化物を適用したが、絶縁性材料であればなんでも良く、たとえばシリコン窒化物やポリイミドなどの絶縁性有機物などでも良い。また実施例１では、１本の背極板の溝を形成したが、１本に限定されるものではなく、２本以上でも良く、また背極板の溝は必ずしも形成する必要は無く、図５、６に示すように工程簡略化のために省略しても構わない。図５、６に示すような背極板の溝を形成しない音響センサの背極板は、前記実施例１における背極板の製造方法において、図３（ａ）に示す厚さ１０ミクロンのシリコン酸化膜パターン形成工程を省略することにより容易に実現でき、背極板の製造工程を簡略化できる。
(Deformation)
In Example 1, nickel is applied as the back electrode material, but any material having conductivity may be used. For example, a conductive resin or a metal such as copper may be used. Moreover, in Example 1, although the back electrode plate was formed by the plating technique, it may be formed by a mold forming technique. In Embodiment 1, aluminum is used as the diaphragm electrode material, but any conductive material such as gold, titanium, copper, or carbon may be used. In Example 1, silicon nitride is used as the diaphragm material, but silicon oxide or the like may be used. In the first embodiment, silicon oxide is used as the spacer material, but any insulating material may be used. For example, an insulating organic material such as silicon nitride or polyimide may be used. Moreover, in Example 1, the groove | channel of one back electrode plate was formed, However, It is not limited to one, Two or more may be sufficient, and the groove | channel of a back electrode plate does not necessarily need to form, FIG. As shown in 5 and 6, it may be omitted to simplify the process. The back electrode plate of the acoustic sensor which does not form the groove of the back electrode plate as shown in FIGS. 5 and 6 is the silicon having a thickness of 10 microns shown in FIG. This can be easily realized by omitting the oxide film pattern forming step, and the manufacturing process of the back electrode plate can be simplified.
図７、８は実施例２である“音響センサ”の構成を示す図であり、図７は音響センサの上面図であり、図８はその断面図である。本実施例２は非固着用スペーサを用いない構成である点で実施例１とは異なる。 7 and 8 are diagrams showing the configuration of the “acoustic sensor” according to the second embodiment, FIG. 7 is a top view of the acoustic sensor, and FIG. 8 is a sectional view thereof. The second embodiment is different from the first embodiment in that the non-fixing spacer is not used.
実施例１と同様の方法で製造した背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例２である音響センサが形成される。 The acoustic sensor according to the second embodiment is formed by fixing the back electrode plate manufactured by the same method as in the first embodiment and the diaphragm with the spacer at the fixing spacer portion.
本実施例２では前記背極板は変形しないことが好ましく、背極板の溝は形成しないことが望ましいが、前記背極板の溝をたとえば５ミクロン程度に浅く形成しても背極板の強度を大きく低下させることなく、前記背極板と振動板との固着用接着剤の振動板部分への流れ込みを防止することができて効果的である。また、前記背極板と前記スペーサ付き振動板とを固着するときの接着剤厚さの制御性を向上させるため、前記固着用スペーサ部分において固着用スペーサの溝を備えている。 In the second embodiment, it is preferable that the back electrode plate is not deformed, and it is desirable not to form a groove of the back electrode plate. However, even if the groove of the back electrode plate is shallow, for example, about 5 microns, It is possible to prevent the adhesive for fixing the back electrode plate and the diaphragm from flowing into the diaphragm portion without greatly reducing the strength. Further, in order to improve controllability of the adhesive thickness when the back electrode plate and the diaphragm with spacer are fixed, a groove for fixing spacer is provided in the fixing spacer portion.
本実施例２の音響センサにおいても、振動板と背極板とを１つの固着用スペーサのみを介して固着できるため、背電極材料の線膨張率と振動板材料の線膨張率との違いにより発生する背極板と振動板との間の熱歪みを緩和することができる。また、コンデンサを構成する背極板と振動板との間隔は、ＭＥＭＳ加工技術により精度良く形成したスペーサの厚さにより決定できるため、高精度でばらつきの少ない音響センサが実現できる。 Also in the acoustic sensor of the second embodiment, since the diaphragm and the back electrode plate can be fixed through only one fixing spacer, the difference between the linear expansion coefficient of the back electrode material and the linear expansion coefficient of the diaphragm material is caused. The generated thermal strain between the back electrode plate and the diaphragm can be alleviated. Further, since the distance between the back electrode plate and the diaphragm constituting the capacitor can be determined by the thickness of the spacer formed with high precision by the MEMS processing technique, an acoustic sensor with high accuracy and little variation can be realized.
図９、１０は実施例３である“音響センサ”の構成を示す図であり、図９は音響センサの上面図であり、図１０はその断面図である。本実施例３は、背極板の結合部分に幅方向のくびれ（切り込みともいえる）９０を設けた点で実施例１と異なる。 FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating the configuration of an “acoustic sensor” according to the third embodiment, FIG. 9 is a top view of the acoustic sensor, and FIG. 10 is a cross-sectional view thereof. The third embodiment is different from the first embodiment in that a constriction (also referred to as a notch) 90 in the width direction is provided at the coupling portion of the back electrode plate.
実施例１と同様の方法で製造した背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例３である音響センサが形成される。 The acoustic sensor according to the third embodiment is formed by fixing the back electrode plate manufactured by the same method as in the first embodiment and the diaphragm with the spacer at the fixing spacer portion.
本実施例３では、背極板の溝を設ける代わりに前記背極板に図９に示すような幅方向くびれ９０を設けている。これにより、前記背極板は前記くびれの部分において応力緩和機能を有し、前記背極板と前記スペーサ付き振動板とを固着するときの作業性を向上でき、またこのくびれにより前記背極板と前記スペーサ付き振動板との固着用接着剤の振動板上への流れ込みを抑制することができる。また、前記背極板と前記スペーサ付き振動板とを固着したとき、前記非固着用スペーサと前記背極板が接触せずギャップを生じてしまった場合においても、背極板と振動板との間に印加される電圧により発生する背極板／振動板間静電引力により、前記背極板は前記背極板のくびれ部において変形され、非固着用スペーサ部において発生していた背極板／非固着用スペーサ間ギャップを解消することができ、背極板と振動板間との間隔はスペーサの厚さによりやはり高精度に決定できる。 In the third embodiment, a constriction 90 in the width direction as shown in FIG. 9 is provided on the back electrode plate instead of providing a groove on the back electrode plate. As a result, the back electrode plate has a stress relaxation function at the constricted portion, and can improve workability when the back electrode plate and the diaphragm with a spacer are fixed together. And the adhesive for fixing the diaphragm with the spacer can be prevented from flowing onto the diaphragm. Further, when the back electrode plate and the diaphragm with a spacer are fixed, even when the non-adhering spacer and the back electrode plate are not in contact with each other and a gap is formed, The back electrode plate is deformed in the constricted portion of the back electrode plate due to the electrostatic attraction between the back electrode plate / diaphragm generated by the voltage applied between the back electrode plate and the back electrode plate generated in the non-adhering spacer portion. / The gap between the non-adhering spacers can be eliminated, and the distance between the back electrode plate and the diaphragm can be determined with high accuracy according to the thickness of the spacer.
本実施例３によれば、背極板の製造工程を実施例１より簡略化でき、製造コストを低く抑えることができる。 According to the third embodiment, the manufacturing process of the back electrode plate can be simplified as compared with the first embodiment, and the manufacturing cost can be kept low.
図１１、１２は実施例４である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１１は音響センサの上面図であり、図１２はその断面図である。本実施例４は振動板を支持するシリコン基板の断面形状（エッチング側壁の傾斜角）および振動板の平面形状（円形）が実施例１とは異なる。実施例１と同様に、背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例４である音響センサが形成される。 11 and 12 are diagrams showing the configuration of an “acoustic sensor” that is Embodiment 4, FIG. 11 is a top view of the acoustic sensor, and FIG. 12 is a cross-sectional view thereof. The fourth embodiment differs from the first embodiment in the cross-sectional shape of the silicon substrate that supports the diaphragm (inclination angle of the etching sidewall) and the planar shape (circular shape) of the diaphragm. As in the first embodiment, the acoustic sensor of the fourth embodiment is formed by fixing the back electrode plate and the diaphragm with the spacer at the fixing spacer portion.
本実施例４における前記背極板は実施例１と同様の方法により形成できる。
本実施例４における前記スペーサ付き振動板の製造方法を図１３により説明する。シリコン基板上にＣＶＤ法によりたとえば厚さ１．０ミクロンの第一のシリコン酸化膜を成膜し、続いてたとえば厚さ０．５ミクロンの第一のシリコン窒化膜を成膜する。次にＣＶＤ法によりたとえば厚さ５ミクロンの第二のシリコン酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記第二のシリコン酸化膜の所望の部分にたとえば深さ１．０ミクロンで線幅１００ミクロンの溝を形成する（図１３（ａ））。前記第二のシリコン酸化膜の溝は実施例１の場合と同様に非固着用スペーサとなる部分に形成されている。前記第二のシリコン酸化膜の溝を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により第二のシリコン酸化膜を所望の形状にパターニングして、固着用スペーサ、および非固着用スペーサが形成される（図１３（ｂ））。次に振動板用電極膜となるたとえば厚さ０．１ミクロンのアルミニウム膜を蒸着法により成膜した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により所望の形状にパターニングし、フォトリソグラフィー技術により前記シリコン基板裏面側にフォトレジストパターンを形成する（図１３（ｃ））。次にフッ素系ガスなどによる異方性プラズマエッチング技術により前記フォトレジストをエッチングマスクとして前記シリコン基板の裏面側の所望の部分をエッチング除去する（図１３（ｄ））。次に酸素プラズマ処理などにより前記フォトレジストを除去し、次に裏面側から第一のシリコン酸化膜をフッ酸処理などにより除去することにより本実施例４のスペーサ付き振動板が形成できる（図１３（ｅ））。
The back plate in Example 4 can be formed by the same method as in Example 1.
A manufacturing method of the diaphragm with a spacer in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. A first silicon oxide film having a thickness of, for example, 1.0 μm is formed on the silicon substrate by a CVD method, and then a first silicon nitride film having a thickness of, for example, 0.5 μm is formed. Next, a second silicon oxide film having a thickness of, for example, 5 microns is formed by a CVD method, and a line having a depth of, for example, 1.0 micron is formed on a desired portion of the second silicon oxide film by a photolithography technique and an etching technique. A groove having a width of 100 microns is formed (FIG. 13A). The groove of the second silicon oxide film is formed in a portion that becomes a non-adhering spacer as in the first embodiment. After forming the groove of the second silicon oxide film, the second silicon oxide film is patterned into a desired shape by a photolithography technique and an etching technique to form a fixing spacer and a non-fixing spacer ( FIG. 13B). Next, an aluminum film having a thickness of, for example, 0.1 μm to be a diaphragm electrode film is formed by vapor deposition, and then patterned into a desired shape by photolithography technique and etching technique. A photoresist pattern is formed on the side (FIG. 13C). Next, a desired portion on the back side of the silicon substrate is removed by etching using the photoresist as an etching mask by an anisotropic plasma etching technique using a fluorine-based gas (FIG. 13D). Next, the photoresist is removed by oxygen plasma treatment or the like, and then the first silicon oxide film is removed from the back surface side by hydrofluoric acid treatment or the like, whereby the diaphragm with spacer of the fourth embodiment can be formed (FIG. 13). (E)).
このように製造した本実施例４の音響センサでは、裏面のシリコン基板のエッチング除去方法として、異方性プラズマエッチング技術を適用し、これにより前記裏面のシリコン基板のエッチング側壁の傾斜角を、実施例１の結晶異方性エッチング技術により裏面のシリコン基板を除去する場合に較べて、より垂直に形成できるため、より小型の音響センサを実現できる。また、シリコン基板の結晶方位の制約を受けないため、たとえば図１１に示すように円形の振動板を形成することができるなど設計自由度を大きくすることができる。 In the acoustic sensor of this Example 4 manufactured in this way, an anisotropic plasma etching technique is applied as a method for removing the etching of the backside silicon substrate, thereby implementing the inclination angle of the etching side wall of the backside silicon substrate. Compared with the case where the silicon substrate on the back surface is removed by the crystal anisotropic etching technique of Example 1, it can be formed more vertically, so that a smaller acoustic sensor can be realized. Further, since there is no restriction on the crystal orientation of the silicon substrate, the degree of freedom in design can be increased, for example, a circular diaphragm can be formed as shown in FIG.
図１４、１５は実施例５である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１４は音響センサの上面図であり、図１５はその断面図である。本実施例５は、非固着スペーサの数、位置が実施例１と異なる。 FIGS. 14 and 15 are diagrams showing the configuration of an “acoustic sensor” that is Embodiment 5, FIG. 14 is a top view of the acoustic sensor, and FIG. 15 is a sectional view thereof. The fifth embodiment is different from the first embodiment in the number and position of non-fixed spacers.
実施例１と同様に、背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより実施例５である音響センサが形成される。 As in the first embodiment, the acoustic sensor of the fifth embodiment is formed by fixing the back electrode plate and the diaphragm with the spacer at the fixing spacer portion.
本実施例５では、図１４に示すように非固着用スペーサを２箇所に備えており、固着用スペーサを含め、スペーサによる背極板の支持点を３箇所とすることにより、実施例１に示したスペーサによる背極板の支持点２箇所の場合に較べて、前記背極板を前記スペーサ付き振動板により安定に支持することができる。本実施例５では、支持点を３箇所としたが、支持点は３箇所に制限されるものではなく、４箇所以上でも構わない。 In Example 5, as shown in FIG. 14, non-adhesion spacers are provided at two locations, and the back electrode plate support points by the spacers including the adhesion spacers are set at three locations. The back electrode plate can be stably supported by the diaphragm with the spacer as compared with the two support points of the back electrode plate by the spacer shown. In the fifth embodiment, the number of support points is three, but the number of support points is not limited to three and may be four or more.
図１６、１７は実施例６である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１６は音響センサの上面図であり、図１７はその断面図である。本実施例６は、振動板材料が実施例１と異なる。 FIGS. 16 and 17 are diagrams showing the configuration of an “acoustic sensor” that is Embodiment 6, FIG. 16 is a top view of the acoustic sensor, and FIG. 17 is a cross-sectional view thereof. The sixth embodiment is different from the first embodiment in the diaphragm material.
実施例１と同様に、背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例６である音響センサが形成される。本実施例６は、チタンなどの金属や、不純物が導入されたシリコンを振動板として適用する例である。 Similar to the first embodiment, the acoustic sensor of the sixth embodiment is formed by fixing the back electrode plate and the diaphragm with the spacer at the fixing spacer portion. The sixth embodiment is an example in which a metal such as titanium or silicon into which an impurity is introduced is applied as a diaphragm.
本実施例６における前記背極板は実施例１と同様の方法により形成できる。
本実施例６における前記スペーサ付き振動板の製造方法を図１８により説明する。シリコン基板上に蒸着法によりたとえば厚さ０．５ミクロンのチタン膜を成膜する（図１８（ａ））。次にＣＶＤ法によりたとえば厚さ５ミクロンのシリコン酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜の所望の部分にたとえば深さ１．０ミクロンで線幅１００ミクロンの溝を形成する（図１８（ｂ））。前記シリコン酸化膜の溝は実施例１の場合と同様に非固着用スペーサとなる部分に形成されている。前記シリコン酸化膜の溝を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜を所望の形状にパターニングして、固着用スペーサ、および非固着用スペーサが形成される（図１８（ｃ））。次にＣＶＤ技術とフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン基板裏面側にシリコン窒化膜パターンを形成する（図１８（ｄ））。次に水酸化カリウム水溶液などによる結晶異方性エッチング技術により前記シリコン窒化膜をエッチングマスクとして前記シリコン基板の裏面側の所望の部分をエッチング除去することにより実施例６のスペーサ付き振動板が形成できる（図１８（ｅ））。
The back plate in Example 6 can be formed by the same method as in Example 1.
A manufacturing method of the diaphragm with a spacer in the sixth embodiment will be described with reference to FIG. A titanium film having a thickness of 0.5 microns, for example, is formed on the silicon substrate by vapor deposition (FIG. 18A). Next, a silicon oxide film having a thickness of 5 microns, for example, is formed by a CVD method, and a groove having a depth of 1.0 microns and a line width of 100 microns is formed in a desired portion of the silicon oxide film by a photolithography technique and an etching technique. It forms (FIG.18 (b)). The groove of the silicon oxide film is formed in a portion to be a non-adhering spacer as in the first embodiment. After forming the groove of the silicon oxide film, the silicon oxide film is patterned into a desired shape by a photolithography technique and an etching technique to form a fixing spacer and a non-fixing spacer (FIG. 18C). ). Next, a silicon nitride film pattern is formed on the back side of the silicon substrate by a CVD technique, a photolithography technique, and an etching technique (FIG. 18D). Next, the diaphragm with the spacer of Example 6 can be formed by etching and removing a desired portion on the back side of the silicon substrate using the silicon nitride film as an etching mask by crystal anisotropic etching technique using a potassium hydroxide aqueous solution or the like. (FIG. 18 (e)).
このように、本実施例６では、振動板として導電性の金属を適用しているため、振動板自体が振動板用電極としての機能も備えているため、振動板用電極を形成する工程を実施例１より省略することができる。また、本実施例６では、振動板材料としてチタンを適用したが、チタンに限られるものではなく、たとえば金やニッケルなどチタン以外の金属材料でも構わない。前記金やニッケルは水酸化カリウム水溶液に対して耐食性を有するため、チタンを適用した場合と同様の製造方法で実現できる。水酸化カリウム水溶液に耐食性の無いたとえばアルミニウムなどの金属材料を振動板に適用する場合は、振動板を形成する前にシリコン基板上にたとえば厚さ１．０ミクロンのシリコン酸化膜などの水酸化カリウム水溶液に耐食性を有する材料を成膜しておき、裏面シリコン基板を水酸化カリウム水溶液で除去した後、プラズマエッチング技術により前記シリコン酸化膜を振動板に対して選択的に除去するなどによりスペーサ付き振動板を実現できる。また、本実施例６と同様の手法により、高濃度のボロンが導入された層を有するシリコンウェハに、ボロンエッチングストップ技術を適用することにより、高濃度のボロンが導入されたシリコン層を振動板材料に適用できる。また、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いることにより、活性層（導電性が高い層）を振動板材料に適用できる。 As described above, in the sixth embodiment, since the conductive metal is applied as the diaphragm, the diaphragm itself also has a function as the diaphragm electrode. Therefore, the process of forming the diaphragm electrode is performed. This can be omitted from the first embodiment. In the sixth embodiment, titanium is used as the diaphragm material. However, the present invention is not limited to titanium, and a metal material other than titanium, such as gold or nickel, may be used. Since gold and nickel have corrosion resistance with respect to an aqueous potassium hydroxide solution, they can be realized by the same production method as when titanium is applied. When a metal material such as aluminum having no corrosion resistance is applied to the aqueous solution of potassium hydroxide, potassium hydroxide such as a silicon oxide film having a thickness of 1.0 micron is formed on the silicon substrate before forming the vibration plate. A material having corrosion resistance is formed in an aqueous solution, the backside silicon substrate is removed with an aqueous potassium hydroxide solution, and then the silicon oxide film is selectively removed from the diaphragm by plasma etching technology. A board can be realized. Further, by applying a boron etching stop technique to a silicon wafer having a layer into which high-concentration boron has been introduced in the same manner as in the sixth embodiment, the silicon layer into which high-concentration boron has been introduced is changed to a diaphragm. Applicable to material. In addition, by using an SOI (Silicon on Insulator) substrate, an active layer (a layer having high conductivity) can be applied to the diaphragm material.
以上、説明したように、本実施例６によれば、振動板と背極板との熱歪みを緩和できることにより耐熱性に優れる音響センサを提供できる。 As described above, according to the sixth embodiment, an acoustic sensor having excellent heat resistance can be provided by reducing thermal distortion between the diaphragm and the back electrode plate.
なお、本実施例６では製造工程を簡素化するために振動板とスペーサを一体部品として形成する方法を用いたが、振動板とスペーサとは一体部品である必要は必ずしもなく、振動板部品とスペーサ部品をそれぞれ別方法により形成した後、それぞれの部品を固着しても良く、また、背極板とスペーサとを一体部品として形成しても構わない。 In Example 6, the method of forming the diaphragm and the spacer as an integral part was used to simplify the manufacturing process. However, the diaphragm and the spacer do not necessarily have to be an integral part. After forming the spacer parts by different methods, the respective parts may be fixed, or the back electrode plate and the spacer may be formed as an integral part.
１ 振動板
２ 背極板
３ 固着用スペーサ
４ 非固着用スペーサ
1 Diaphragm 2 Back plate 3 Adhering spacer 4 Non-adhering spacer
Claims (10)
前記背極板は、その一箇所のみで前記スペーサを介して前記振動板に固着されていることを特徴とする音響センサ。 In a capacitive detection type acoustic sensor comprising a diaphragm, a back electrode plate disposed to face the diaphragm with a predetermined interval, and a spacer for maintaining the predetermined interval,
The acoustic sensor according to claim 1, wherein the back electrode plate is fixed to the diaphragm via the spacer only at one location.
前記背極板は、その一箇所で前記複数のスペーサのうちの１個のスペーサを介して前記振動板に固着されており、前記固着部分を除く非固着部分において前記複数のスペーサのうちの他のスペーサに接触していることを特徴とする音響センサ。 In a capacitance detection type acoustic sensor comprising a diaphragm, a back electrode plate disposed to face the diaphragm with a predetermined interval, and a plurality of spacers for maintaining the predetermined interval.
The back electrode plate is fixed to the diaphragm through one spacer of the plurality of spacers at one location, and the other of the plurality of spacers in the non-fixed portion excluding the fixed portion. An acoustic sensor that is in contact with the spacer.
前記背極板に接触しているスペーサにおける接触部分に溝が設けられていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to claim 2,
An acoustic sensor, wherein a groove is provided in a contact portion of the spacer in contact with the back electrode plate.
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の厚さは前記固着部分および前記非固着部分の厚さより薄く形成されていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to claim 2 or 3,
The back electrode plate includes the fixed portion, the non-fixed portion, and a coupling portion that connects the fixed portion and the non-fixed portion, and the thickness of the coupling portion is the fixed portion and the non-fixed portion. An acoustic sensor, characterized in that it is formed thinner than the thickness.
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の幅は前記固着部分および前記非固着部分の幅より狭く形成されていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to claim 2 or 3,
The back electrode plate includes the fixed portion, the non-fixed portion, and a coupling portion that connects the fixed portion and the non-fixed portion, and the width of the coupling portion is the width of the fixed portion and the non-fixed portion. An acoustic sensor characterized by being formed narrower than the width.
前記背極板はめっき技術により形成された金属を母材として形成されていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to any one of claims 1 to 5,
The back electrode plate is formed by using a metal formed by a plating technique as a base material.
前記金属はニッケルあるいは銅を主体とした金属で形成されていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to claim 6,
The acoustic sensor according to claim 1, wherein the metal is made of a metal mainly composed of nickel or copper.
前記背極板は金型成形技術により形成された導電性樹脂を母材として形成されていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to any one of claims 1 to 5,
The back electrode plate is formed using a conductive resin formed by a mold forming technique as a base material.
前記振動板は、シリコン窒化物膜と金属膜との積層膜、またはシリコン酸化膜と金属膜との積層膜、またはシリコン膜により構成されていることを特徴とする音響センサ。 The acoustic sensor according to any one of claims 1 to 8,
The vibration sensor is constituted by a laminated film of a silicon nitride film and a metal film, or a laminated film of a silicon oxide film and a metal film, or a silicon film.
前記振動板の製造の際に、異方性プラズマエッチング技術を適用することを特徴とする音響センサの製造方法。 A method for manufacturing an acoustic sensor according to any one of claims 1 to 5,
An acoustic sensor manufacturing method, wherein an anisotropic plasma etching technique is applied when manufacturing the diaphragm.
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