JP2011055474A - ピストン・ダイアフラムを有した圧電型マイクロスピーカ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャビティを有した基板110と、基板上に配されてキャビティ112の少なくとも中心部を覆う振動膜122と、振動膜上に配された圧電駆動部120と、キャビティ内に配されたピストン・ダイアフラム130とを具備する圧電型マイクロスピーカである。これにより、圧電駆動部120によって振動膜122が振動することになれば、ピストンバーを介して振動膜122に連結されたピストン・ダイアフラム130がキャビティ内でピストン運動を行いつつ音響を発生させる。
【選択図】図1
Description
112 キャビティ、
114 酸化膜、
116 SOI基板、
117 第1シリコン層、
118 酸化膜層、
119 第2シリコン層、
120,220,320,420 圧電駆動部、
122,222,322,422 振動膜、
124,224,324 第1電極層
124a,128a,422a 延長部、
126,226,326 圧電層、
128,228,328 第2電極層、
130 ピストン・ダイアフラム、
132 ピストンバー、
134 トレンチ。
Claims (20)
- キャビティを有した基板と、
前記基板上に配され、前記キャビティの少なくとも中心部を覆う振動膜と、
前記振動膜上に配され、前記振動膜を振動させる圧電駆動部と、
前記キャビティ内に配され、前記振動膜に連結されたものであり、前記振動膜の振動によってピストン運動を行うピストン・ダイアフラムと、を具備するマイクロスピーカ。 - 前記キャビティの中心部に配され、前記ピストン・ダイアフラムと前記振動膜とを連結するピストンバーをさらに具備し、前記圧電駆動部による振動膜の振動が、前記ピストンバーを介して、前記ピストン・ダイアフラムに伝達されることを特徴とする請求項1に記載のマイクロスピーカ。
- 前記キャビティの内周面と、前記ピストン・ダイアフラムの外周面との間には、ギャップが形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロスピーカ。
- 前記キャビティは、実質的に円筒形状を有し、前記ピストン・ダイアフラムは、実質的に円板形状を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロスピーカ。
- 前記ピストン・ダイアフラムの外径は、前記キャビティの内径より小さいことを特徴とする請求項4に記載のマイクロスピーカ。
- 前記振動膜は、前記キャビティ全体を覆うように形成され、前記圧電駆動部は、前記キャビティより小さい面積で前記振動膜上に形成されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のマイクロスピーカ。
- 前記圧電駆動部は、前記キャビティの中心部を横切るブリッジ形状を有し、前記振動膜は、前記キャビティの内側で前記圧電駆動部と相応するブリッジ形状を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のマイクロスピーカ。
- 前記圧電駆動部は、前記基板の上面から前記キャビティの中心部まで延びたカンチレバー形状を有し、前記振動膜は、前記圧電駆動部と相応するように、前記キャビティの中心部まで延びたバー形状を有することを特徴とする請求項1に記載のマイクロスピーカ。
- 前記圧電駆動部は、前記キャビティ両側の基板上面から、それぞれ前記キャビティの内部に向かって延びた2つのカンチレバー状の圧電駆動部を含み、前記振動膜は、前記キャビティ内側に延長され、前記2つの圧電駆動部を連結する連結部を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロスピーカ。
- 前記連結部は、前記2つの圧電駆動部間に配され、サーペンティン形状を有することを特徴とする請求項9に記載のマイクロスピーカ。
- 前記振動膜は、絶縁物質からなり、前記圧電駆動部は、前記振動膜上に順次積層された第1電極層、圧電層、及び第2電極層を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のマイクロスピーカ。
- 基板の一側表面をエッチングして所定深さのキャビティを形成する段階と、
前記基板の一側表面上に、前記キャビティを覆う振動膜を形成する段階と、
前記振動膜上に、前記振動膜を振動させる圧電駆動部を形成する段階と、
前記基板の他側表面をエッチングし、前記キャビティのエッジ部と連通されるトレンチを形成することによって前記基板から分離され、前記振動膜の振動によって、前記キャビティ内でピストン運動を行うピストン・ダイアフラムを形成する段階と、を含むマイクロスピーカの製造方法。 - 前記キャビティを形成する段階で、前記キャビティの中心部に、前記振動膜とピストン・ダイアフラムとを連結するピストンバーを形成することを特徴とする請求項12に記載のマイクロスピーカの製造方法。
- 前記キャビティは、実質的に円筒状に形成され、前記ピストン・ダイアフラムは、前記キャビティの内径より小さい外径を有した実質的に円板状に形成されることを特徴とする請求項12または13に記載のマイクロスピーカの製造方法。
- 前記振動膜を形成する段階は、
前記基板に、第1シリコン層、酸化膜層、及び第2シリコン層が積層された構造を有したSOI基板をボンディングし、前記キャビティを覆う段階と、前記SOI基板の第2シリコン層と酸化膜層とを除去し、前記第1シリコン層だけ残存させる段階と、前記第1シリコン層上に、前記振動膜を形成する段階とを含むことを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載のマイクロスピーカの製造方法。 - 前記振動膜は、前記キャビティ全体を覆うように形成され、前記圧電駆動部は、前記キャビティより小さい面積で前記振動膜上に形成されることを特徴とする請求項12〜15のいずれか1項に記載のマイクロスピーカの製造方法。
- 前記圧電駆動部を形成する段階で、前記圧電駆動部は、前記キャビティの中心部を横切るブリッジ状に形成され、
前記ピストン・ダイアフラムを形成する段階後に、前記振動膜は、前記圧電駆動部と対応するブリッジ状にパターニングされることを特徴とする請求項12に記載のマイクロスピーカの製造方法。 - 前記圧電駆動部を形成する段階で、前記圧電駆動部は、前記基板の上面から前記キャビティの中心部まで延びたカンチレバー状に形成され、
前記ピストン・ダイアフラムを形成する段階後に、前記振動膜は、前記圧電駆動部と対応するように、前記キャビティの中心部まで延びたバー状にパターニングされることを特徴とする請求項12に記載のマイクロスピーカの製造方法。 - 前記圧電駆動部を形成する段階で、前記キャビティ両側の基板上面から、それぞれ前記キャビティの内部に向かって延びた2つのカンチレバー状の圧電駆動部が形成され、
前記ピストン・ダイアフラムを形成する段階後に、前記振動膜をパターニングし、前記2つの圧電駆動部を連結する連結部を形成することを特徴とする請求項12に記載のマイクロスピーカの製造方法。 - 前記連結部は、前記2つの圧電駆動部間でサーペンティン状に形成されることを特徴とする請求項19に記載のマイクロスピーカの製造方法。
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