KR101816257B1

KR101816257B1 - Mems acoustic sensor

Info

Publication number: KR101816257B1
Application number: KR1020160168482A
Authority: KR
Inventors: 권용세; 강영진
Original assignee: (주)다빛센스
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-01-08

Abstract

The present invention provides a MEMS acoustic sensor with high flatness, flexibility, and vibration efficiency of a diaphragm at an operating voltage while preventing damage to the diaphragm and reducing the undesired deformation of the diaphragm. The MEMS acoustic sensor includes a base substrate on which one back chamber is formed, the diaphragm which is formed on a first support unit formed on the base substrate, and a back plate which is formed on a second support unit formed on the diaphragm and on which a plurality of acoustic holes and a counter electrode are formed.

Description

[0001] MEMS ACOUSTIC SENSOR [0002]

본 발명은 멤스(MEMS) 음향센서에 관한 것이다. The present invention relates to a MEMS acoustic sensor.

일반적으로 멤스(MEMS) 음향센서는 음향신호를 전기적 신호로 변환하는 장치로서 마이크로폰의 핵심부품이다. 마이크로폰은 재질이나 작동원리에 따라 매우 다양한 종류가 있다. 재질에 따라서는 카본 마이크로폰, 크리스탈 마이크로폰, 마그네틱 마이크로폰 등으로 구분되고, 음향센서의 작동원리에 따라서는 자기장에 의한 유도기전력을 이용하는 다이내믹 마이크로폰과, 멤브레인의 진동에 따른 커패시턴스 변화를 이용하는 콘덴서 마이크로폰으로 구분될 수 있다.In general, a MEMS acoustic sensor is a device for converting a sound signal into an electrical signal and is a key component of a microphone. Microphones are available in a wide variety of materials, depending on the material and operating principle. Depending on the material, it is classified into a carbon microphone, a crystal microphone, and a magnetic microphone. Depending on the operation principle of the acoustic sensor, a dynamic microphone using an induced electromotive force by a magnetic field and a condenser microphone using a capacitance change due to the vibration of the membrane .

컴퓨터, 이동통신단말기, MP3녹음기, 카세트 녹음기, 캠코더, 헤드셋 등과 같은 휴대용 또는 소형 전자기기에는 ECM(Electret Condenser Microphone), MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크로폰 등과 같은 초소형 콘덴서 마이크로폰이 주로 사용되고 있다. ECM 마이크로폰은 일렉트릿이라는 분극 유전체 물질을 이용한다. ECM 마이크로폰은 바이어스 전압이 인가되지 않는 동안 전하를 축적하는 기능을 갖고 있다. 일렉트릿 물질의 전하는 온도에 민감하고 Long-Term Drift로 인해 특성이 악화되어 마이크로폰 감도를 떨어뜨린다. 그래서, 일렉트릿 물질로 테프론(Teflon)을 마이크로폰에 적용했지만 표준 양산공정에 테프론(Teflon)을 적용하는 것은 많은 어려운 문제점들을 만들어 내었다.2. Description of the Related Art Micro condenser microphones such as ECM (Electret Condenser Microphone) and MEMS (Micro Electro Mechanical System) microphones are mainly used in portable or small electronic devices such as computers, mobile communication terminals, MP3 sound recorders, cassette recorders, camcorders and headsets. The ECM microphone uses a polarizable dielectric material called an electret. The ECM microphone has a function of accumulating charge while the bias voltage is not applied. Electronic charge of the electret material is sensitive to temperature and deteriorates microphone sensitivity due to long-term drift. So, applying Teflon as an electret material to microphones, but applying Teflon to standard mass production processes has created many difficult problems.

반면, 콘덴서 마이크로폰은 일렉트릿 물질이 필요하지 않고, 전하를 축적하기 위해 바이어스 전압을 인가해 준다. 콘덴서 마이크로폰은 온도에 대해 감도 변화가 없고 적절한 Sensing 감도를 갖는다. 작은 사이즈와 저비용 양산화를 위해 대개 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System )공정으로 제조된다.Condenser microphones, on the other hand, do not require electret material and apply a bias voltage to store the charge. The condenser microphone has no sensitivity change with respect to temperature and has appropriate sensitivity. It is usually fabricated in a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) process for small size and low cost mass production.

콘덴서 마이크로폰은 두 개의 평판으로 구성된 캐패시턴스, 즉 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트를 포함하며 두 개의 평판은 유전물질로 작용하는 에어 갭을 통해 분리된다. 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트를 지지하는 베이스기판에는 백 챔버(Back Chamber)가 형성된다. 백플레이트에는 다수의 음향홀이 형성되어 에어 댐핑(Air Damping)을 완화시키는 역할을 하게 된다. 백플레이트의 음향홀을 통해 인입된 음파는 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)을 진동시키는 원인이 되고, 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트 간의 캐패시턴스는 에어 갭의 거리 변화에 따라 변한다. 판독 회로(Readout Circuit)를 구성하여 캐패시턴스 변화를 전기적 신호로 변환한다. 지금까지 마이크로폰 상용화 제조 업체들은 감도 개선 및 노이즈 레벨(Noise Level)을 낮추기 위해 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트의 구조와 물질을 계속 개선해 왔다.The condenser microphone includes a capacitance consisting of two plates: a diaphragm (membrane or diaphragm) and a back plate, and the two plates are separated through an air gap acting as a dielectric material. A back chamber is formed on the diaphragm (membrane or diaphragm) and the base substrate supporting the back plate. A plurality of acoustic holes are formed in the back plate to mitigate air damping. The sound waves introduced through the acoustic holes of the back plate cause the diaphragm (membrane or diaphragm) to vibrate, and the capacitance between the diaphragm (membrane or diaphragm) and the back plate changes with the distance change of the air gap. A readout circuit is configured to convert the capacitance change into an electrical signal. Microphone commercialization manufacturers have continued to improve the structure and materials of diaphragms (membranes or diaphragms) and backplates to improve sensitivity and reduce noise levels.

콘덴서 마이크로폰에서 음압에 따라 변화하는 정전용량의 변화를 판독회로에서 읽어서 전기 신호로 변환한다. 그래서 감도와 SNR(신호 대 잡음비)을 높이려면 음압의 변화에 따른 콘덴서 마이크로폰의 정전용량의 변화가 커야 한다. In a condenser microphone, a change in capacitance that varies with sound pressure is read in a reading circuit and converted into an electrical signal. Therefore, in order to increase the sensitivity and SNR (signal-to-noise ratio), the capacitance of the condenser microphone must be changed according to the change of the sound pressure.

종래 음향센서는 도 1 에 도시한 바와 같이, 베이스기판(10) 위에 형성된 제1 지지부(40)에 진동판(20)이 형성되고, 진동판(20)의 중심 부근에는 멤브레인 전극(21)이 형성된다. 진동판(20) 위에는 백플레이트(30)를 지지하는 제2 지지부(41)가 형성된다. 백플레이트(30)에는 멤브레인 전극(21)과 마주하는 대향 전극(31)과 복수의 음향홀(32)이 형성된다.1, a diaphragm 20 is formed on a first support portion 40 formed on a base substrate 10, and a membrane electrode 21 is formed in the vicinity of the center of the diaphragm 20 . A second support portion 41 for supporting the back plate 30 is formed on the diaphragm 20. The back plate 30 is provided with a counter electrode 31 facing the membrane electrode 21 and a plurality of acoustic holes 32.

멤브레인 전극(21)에 바이어스 전압을 걸면 멤브레인 전극(21)과 대향 전극(31)에 전하가 축적되면서 양 전극(21, 31) 사이에 전기력이 발생한다. 이때 진동판(20)이 백플레이트(30) 방향으로 끌려 올라가서 진동판(20)의 중심이 위로 볼록한 포물면이 형성된다. 바이어스 전압이 멤브레인 전극(21)에 걸린 상태에서 음압이 가해지면 진동판(20)은 위, 아래로 움직인다. 이때 진동판(20)의 중심 부근은 음압에 의한 거리 변화가 크지만 주변부로 갈수록 줄어든다. When a bias voltage is applied to the membrane electrode 21, electric charges are accumulated in the membrane electrode 21 and the counter electrode 31, and an electric force is generated between the electrodes 21 and 31. At this time, the diaphragm 20 is pulled up toward the back plate 30 so that the diaphragm 20 is convex upward. When a negative voltage is applied while the bias voltage is applied to the membrane electrode 21, the diaphragm 20 moves up and down. At this time, the distance near the center of the diaphragm 20 changes largely by the negative pressure, but decreases toward the periphery.

멤브레인 전극(21)과 대향 전극(31) 사이의 정전용량은 전극 사이의 거리에 반비례하므로 음향센서는 양 전극(21, 31)의 중심 부근에서는 정전용량의 변화량은 크지만 주변부로 갈수록 정전용량의 변화에 더욱 기여하지 못한다. 결국, 감도와 SNR(신호 대 잡음비)을 높이려면 진동판(20)이 진동할 때 멤브레인 전극(21)은 수평면을 유지해야 하고 음파에 의한 진폭은 늘려야 한다.Since the capacitance between the membrane electrode 21 and the counter electrode 31 is inversely proportional to the distance between the electrodes, the acoustic sensor has a large variation in capacitance near the center of both electrodes 21 and 31, It does not contribute much to change. As a result, in order to increase sensitivity and SNR (signal-to-noise ratio), the membrane electrode 21 must maintain a horizontal plane when the diaphragm 20 vibrates, and the amplitude due to the sound waves must be increased.

이러한 조건을 만족시키기 위해 진동판은 일례로, 도 2에 도시한 바와 같이, 연결부(200)와 진동부(201), 및 유연 스프링(22)을 포함하여 구현된다. 유연 스프링(22)은 원주 방향의 패턴을 포함하며 연결부(200)와 진동부(201) 사이에 삽입되어 연결부(200)와 진동부(201)의 강성을 완화해 준다. 그러나 이러한 진동판의 구조는 공정이나 패키지 과정에서 스트레스로 인해 유연 스프링(22)이 쉽게 변형되며 이로 인해 에어 갭(12) 간격이 변하거나 멤브레인 전극(21)이 비정상적으로 동작할 여지가 있다. In order to satisfy such a condition, the diaphragm is embodied, for example, as shown in FIG. 2, including a connection portion 200, a vibration portion 201, and a flexible spring 22. The flexible spring 22 includes a circumferential pattern and is inserted between the connection part 200 and the vibration part 201 to alleviate the rigidity of the connection part 200 and the vibration part 201. However, the diaphragm has a structure in which the flexible spring 22 is easily deformed due to stress during a process or a package process, thereby changing the gap of the air gap 12 or allowing the membrane electrode 21 to operate abnormally.

도 3 은 진동판의 외곽 원주 전체가 연결부(200)이며 진동판의 중심 부근의 진동부(201)와 연결부(200) 사이에 강성을 완화하기 위해서 이중 슬릿(Slit)(23)을 삽입하였다. 이러한 진동판의 구조는 스트레스에 의한 변형 발생이 적지만 이중 슬릿(Slit)(23) 사이의 좁은 부분에 거리 변화가 집중되어 파손의 위험성이 있다.3, the entire circumference of the diaphragm is a connecting portion 200, and a double slit 23 is inserted between the vibrating portion 201 and the connecting portion 200 near the center of the diaphragm in order to alleviate the rigidity. The structure of such a diaphragm is less likely to be deformed due to stress, but there is a risk of breakage due to concentration of a distance change in a narrow portion between the double slits (23).

도 4 는 진동판의 외곽 원주 전체가 연결부(200)이며 진동판의 중심 부근의 진동부(201)와 연결부(200) 사이에 강성을 완화하기 위해서 원주형 함몰부(203)를 한 개 이상 삽입하였다. 그러나 이러한 진동판의 구조는 강성을 완화하는 효과가 적고 스트레스 등에 의한 뒤틀림이 발생할 수 있는데 원주형 함몰부(203)가 전체 원주에 대하여 연결돼 있기 때문에 뒤틀림의 영향이 진동판 전체로 확산될 문제점이 있다. FIG. 4 is a perspective view of the diaphragm according to another embodiment of the present invention; FIG. 4 is a cross-sectional view of a diaphragm according to another embodiment of the present invention; However, since the structure of the diaphragm is less effective in reducing stiffness and may be distorted due to stress and the like, the columnar depression 203 is connected to the entire circumference, so that the influence of distortion is diffused throughout the diaphragm.

한국등록특허 제10-1462375호(등록일 2014.11.11)Korean Registered Patent No. 10-1462375 (Registered on Nov. 11, 2014)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 진동판의 파손 방지 및 원하지 않는 변형을 줄이면서 동작전압에서 진동판의 평탄도와 연성 및 진동효율이 좋은 멤스 음향센서를 제공한다.The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art, and provides a MEMS acoustic sensor having a flatness, a ductility and a vibration efficiency of a diaphragm at an operating voltage while preventing breakage of the diaphragm and undesired deformation.

또한, 본 발명은 출력전압의 감도가 우수한 멤스 음향센서를 제공한다.Further, the present invention provides a MEMS acoustic sensor having excellent sensitivity of an output voltage.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 멤스 음향센서는 상, 하로 관통된 하나의 백 챔버(Back chamber)가 형성된 베이스기판과; 상기 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부에 형성되는 진동판과; 상기 진동판 위에 형성된 제2 지지부에 형성되며, 다수의 음향홀과 대향 전극이 형성되는 백플레이트를 포함하는 멤스 음향센서로서,
상기 진동판은, 상기 제1 지지부와 각기 접촉하는 복수의 연결부; 상기 각 연결부에 이격되게 형성되는 복수의 개구부; 상기 각 연결부로부터 연장형성되며 멤브레인 전극이 설치된 진동부; 및 상기 진동부와 상기 복수의 연결부 사이에, 상기 진동부의 중심과 상기 각 연결부를 연결하는 가상의 선에 중심을 두는 원호형 천공 형태로 원주방향으로 서로 이격되게 형성되는 복수의 원호형 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멤스 음향센서에서, 상기 진동판은 상기 각 연결부에 하나의 제1 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a MEMS acoustic sensor according to the present invention includes: a base substrate having a back chamber formed therein; A diaphragm formed on a first support portion formed on the base substrate; And a back plate formed on a second support part formed on the diaphragm and having a plurality of acoustic holes and a counter electrode,
Wherein the diaphragm comprises: a plurality of connection portions that are in contact with the first support portion; A plurality of openings spaced apart from each other; A vibrating part extending from each of the connecting parts and having a membrane electrode; And a plurality of arc-shaped slits spaced apart from each other circumferentially in an arcuate perforation shape centering on an imaginary line connecting the center of the vibrating portion and the connecting portions, between the vibrating portion and the plurality of connecting portions .
In addition, in the MEMS acoustic sensor, the diaphragm has one first depression at each of the connection portions.

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상기와 같은 구성에 따르면, 본 발명에 따른 멤스 음향센서는 다음과 같은 효과가 있다.According to the above configuration, the MEMS acoustic sensor according to the present invention has the following effects.

첫째, 진동판의 진동부가 수평을 유지하면서 음파에 의한 진동폭을 향상시켜 충분한 정전용량의 변화를 확보할 수 있고, 구조적 변형이나 뒤틀림으로 인하여 일어나는 비정상적인 동작을 방지할 수 있다. First, it is possible to secure a sufficient capacitance change by improving the vibration width by sound waves while maintaining the vibration part of the diaphragm horizontally, and to prevent the abnormal operation due to structural deformation or distortion.

둘째, 진동판의 연결부와 진동부 사이에 원호형 슬릿을 형성하고 각 연결부에 함몰부를 형성함으로써, 강성을 완화하여 파손 방지와 진동효율을 개선하였다.Second, by forming an arc-shaped slit between the connecting portion and the vibrating portion of the diaphragm and forming a depression at each connecting portion, the rigidity is alleviated to prevent breakage and improve the vibration efficiency.

도 1 은 종래 음향센서를 도시한다.
도 2 는 유연 스프링이 형성된 종래 진동판을 도시한다.
도 3 은 이중 슬릿(Slit)이 형성된 종래 진동판을 도시한다.
도 4 는 원주형 함몰부가 동심원으로 형성된 종래 진동판을 도시한다.
도 5 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동판을 도시한 예시도이다.
도 6 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동판을 도시한 예시도이다.
도 7 은 본 발명의 제3 실시예에 따른 진동판을 도시한 예시도이다.
도 8 은 본 발명의 제4 실시예에 따른 진동판을 도시한 예시도이다.
도 9 는 본 발명의 제5 실시예에 따른 진동판을 도시한 예시도이다.
도 10 은 본 발명의 제6 실시예에 따른 진동판을 도시한 예시도이다.Figure 1 shows a conventional acoustic sensor.
Fig. 2 shows a conventional diaphragm with a flexible spring formed thereon.
Fig. 3 shows a conventional diaphragm having a double slit formed therein.
Fig. 4 shows a conventional diaphragm in which a circumferential depression is concentrically formed.
5 is an exemplary view showing a diaphragm according to the first embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing a diaphragm according to a second embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view showing a diaphragm according to a third embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view showing a diaphragm according to a fourth embodiment of the present invention.
9 is an exemplary view showing a diaphragm according to a fifth embodiment of the present invention.
10 is an exemplary view showing a diaphragm according to a sixth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the present embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명에 따른 멤스 음향센서는 도 1 에 도시한 바와 같이 크게 상, 하로 관통된 하나의 백 챔버(Back chamber)가 형성된 베이스기판(10)과, 베이스기판(10) 위에 형성된 제1 지지부(40)에 형성되는 진동판(20)과, 진동판(20) 위에 형성된 제2 지지부(41)에 형성되며 대향 전극(31)과 다수의 음향홀(32)이 형성되는 백플레이트(30)를 포함한다.1, the MEMS acoustic sensor according to the present invention includes a base substrate 10 having a back chamber formed with a large upper and lower passages, a first support portion 40 formed on the base substrate 10, And a back plate 30 formed on the second support portion 41 formed on the diaphragm 20 and having opposite electrodes 31 and a plurality of acoustical holes 32 formed therein.

진동판은 일례로, 도 5 에 도시한 바와 같이 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)와 접촉하는 연결부(200), 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 연결부(200)로부터 연장형성되며 멤브레인 전극(도 1의 참조부호 21)이 설치된 진동부(201), 및 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 원주방향으로 서로 이격되게 형성되는 복수의 원호형 슬릿(202)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the diaphragm includes a connection portion 200 contacting the first support portion (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate, a plurality of openings 200B spaced apart from the connection portion 200, A vibrating part 201 extending from the connecting part 200 and provided with a membrane electrode (reference numeral 21 in Fig. 1), and a vibration part 201 formed to be spaced apart from each other in the circumferential direction between the vibrating part 201 and the plurality of connecting parts 200 And includes a plurality of arc-shaped slits 202.

진동판의 외곽 부분에 복수의 개구부(200B)을 파내어 연결부(200)에서 진동부(201)까지의 영역의 강성을 완화하는 구조로 만들고, 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 복수의 원호형 슬릿(202)을 원주상에 동일한 간격으로 배치한다. 원호형 슬릿(202)은 도 5에 도시된 바와 같이 진동부(201)의 중심과 각 연결부(200)를 연결하는 가상의 선에 중심을 두는 원호형 천공으로 형성된다. 복수의 개구부(200B)과 원호형 슬릿(202)은 식각하여 만든다. 연결부(200)는 베이스기판(도 1의 참조부호 10) 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)에 부착되어 스프링 역할을 해서 강성을 완화한다. 복수의 원호형 슬릿(202)은 추가적으로 강성을 완화하면서 연결부(200)와 진동부(201)를 분리하는 역할을 한다. A plurality of openings 200B are dug into the outer portion of the diaphragm to reduce the rigidity of the region from the connecting portion 200 to the vibrating portion 201 and a structure in which a plurality of openings 200B are formed between the vibrating portion 201 and the plurality of connecting portions 200 Shaped slits 202 are arranged on the circumference at equal intervals. As shown in FIG. 5, the arc-shaped slit 202 is formed by an arc-shaped perforation centered on a virtual line connecting the center of the vibration portion 201 and each connection portion 200. The plurality of openings 200B and the arc-shaped slits 202 are formed by etching. The connection part 200 is attached to the first support part (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate (reference numeral 10 in FIG. 1) to serve as a spring to alleviate rigidity. The plurality of arc-shaped slits 202 further serve to separate the connection portion 200 and the vibration portion 201 while mitigating the rigidity.

본 발명에 따른 멤스 음향센서는 음파에 의한 멤브레인 전극과 대향 전극 간의 거리변화가 강성을 완화하는 구조에서 일어나므로, 진동부(201)가 가능한 수평면을 유지하면서 진동하도록 하였다. 또한, 거리변화가 일어나는 영역이 도 3 의 이중 슬릿(Slit)(23)에 비하여 넓어서 파손이 잘 일어나지 않는다. 그리고 진동판이 인장 스트레스를 받는 정상적인 상황이라면 모든 강성을 완화하는 구조가 동일하게 외곽 방향으로 인장 스트레스를 받기 때문에 원하지 않는 변형이 잘 일어나지 않는다.Since the MEMS acoustical sensor according to the present invention has a structure in which a change in distance between a membrane electrode and a counter electrode due to a sound wave alleviates stiffness, the vibration unit 201 vibrates while maintaining a horizontal plane as much as possible. In addition, the area where the distance change occurs is wider than the double slit 23 in FIG. 3, so that breakage does not occur well. If the diaphragm is under normal tensile stress, undesirable deformation does not occur because all of the stiffness mitigating structures are equally stressed outwardly.

진동판은 다른 예로, 도 6 에 도시한 바와 같이 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)와 접촉하는 연결부(200), 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 연결부(200)로부터 연장형성되며 멤브레인 전극(도 1의 참조부호 21)이 설치된 진동부(201), 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 서로 이격되게 형성되는 복수의 원호형 슬릿(202), 및 연결부(200)에 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 함몰부(200A)를 포함한다. As shown in FIG. 6, the diaphragm may include a connection portion 200 contacting the first support portion (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate, a plurality of openings 200B spaced apart from the connection portion 200, A vibrating part 201 extending from the connecting part 200 and provided with a membrane electrode (reference numeral 21 in FIG. 1), a plurality of arcuate parts 201 formed to be spaced apart from each other between the vibrating part 201 and the plurality of connecting parts 200, A slit 202, and at least one first depression 200A formed in the connection part 200. [

도 6 에 따른 진동판은 도 5 에 도시한 진동판의 연결부(200)에 제1 함몰부(200A)를 삽입하여 추가적으로 강성을 완화시킨 것이다. 제1 함몰부(200A)는 도 6에 도시된 바와 같이 진동부(201)의 중심과 원호형 슬릿(202) 및 각 연결부(200)를 연결하는 가상의 선 상에 형성되어 강성 완화 효과를 증대한다. 도 6 에 따른 진동판에서 진동부의 거리변화를 일으키는 힘은 강성을 완화하도록 개구부(200B) 사이에 형성된 연결부(200) 구조와 제1 함몰부(200A)와 원호형 슬릿(202)으로 분산되어 작용하고 인장 스트레스는 방사상 구조 방향으로 작용하므로 제1 함몰부(200A)에서 발생하는 뒤틀림은 적다. 또한 제1 함몰부(200A)가 모두 하나의 원주로 연결되어 있지 않기 때문에 진동판 전체로 뒤틀림이 확산되지 않는다.The diaphragm according to FIG. 6 is obtained by additionally inserting the first depressed portion 200A into the connection portion 200 of the diaphragm shown in FIG. 6, the first depressed portion 200A is formed on an imaginary line connecting the center of the vibrating portion 201 with the circular arc-shaped slit 202 and each connecting portion 200 to increase the stiffness reducing effect do. 6, the force causing the change in the distance of the vibrating part is dispersed and acted by the structure of the connection part 200 formed between the openings 200B and the first depressed part 200A and the arc-shaped slit 202 so as to alleviate the rigidity Since the tensile stress acts in the radial direction, the distortion occurring in the first depression (200A) is small. Also, since the first depressed portions 200A are not connected to one circumference, the distortion does not spread over the entire diaphragm.

진동판은 또다른 예로, 도 7 에 도시한 바와 같이 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)와 접촉하는 연결부(200), 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 연결부(200)로부터 연장형성되며 멤브레인 전극(도 1의 참조부호 21)이 설치된 진동부(201), 및 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 형성되며 위에서 바라볼 때 하나의 띠 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 제2 함몰부(711)를 포함한다. As shown in FIG. 7, the diaphragm may include a connecting portion 200 contacting the first supporting portion (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate, a plurality of openings 200B spaced from the connecting portion 200 A vibrating part 201 extending from the connection part 200 and provided with a membrane electrode (reference numeral 21 in FIG. 1), and a vibrating part formed between the vibrating part 201 and the plurality of connecting parts 200, And at least one second depression (711) formed in the shape of a band of the second depression (711).

도 7 에 따른 진동판은 연결부(200)에서 시작하여 적어도 하나 이상의 제2 함몰부(711)에서 끝나는 강성을 완화하는 구조와 적어도 하나 이상의 제2 함몰부(711)가 거리변화를 일으키는 작용을 분담하므로 변형이 잘 일어나지 않고, 파손에 대한 저항력이 강하다.The diaphragm according to FIG. 7 has a structure that alleviates the rigidity ending at the at least one second depression 711 starting from the connecting portion 200, and at least one of the second depressions 711 shares the action of causing the distance change Deformation does not occur well and resistance to breakage is strong.

진동판은 또다른 예로, 도 8 에 도시한 바와 같이 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)와 접촉하는 연결부(200), 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 연결부(200)로부터 연장형성되며 멤브레인 전극(도 1의 참조부호 21)이 설치된 진동부(201), 및 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 형성되며 위에서 바라볼 때 불연속적인 띠 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 함몰부(811)를 포함한다. 제3 함몰부(811)는 도 8에 도시된 바와 같이 진동부(201)의 중심과 각 연결부(200)를 연결하는 가상의 선에 중심을 두는 원호형 함몰부로 형성된다.As shown in FIG. 8, the diaphragm may include a connection portion 200 contacting the first support portion (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate, a plurality of openings 200B spaced apart from the connection portion 200 A vibrating part 201 extending from the connecting part 200 and provided with a membrane electrode (reference numeral 21 in FIG. 1), and a vibration part formed between the vibrating part 201 and the plurality of connecting parts 200, And at least one third depression (811) formed in a strip shape. 8, the third depressed portion 811 is formed as an arc-shaped depression centering on a virtual line connecting the center of the vibration portion 201 and each connecting portion 200. [

도 8 에 따른 진동판은 불연속적인 띠 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 함몰부(811)가 포함되도록 구현되어 뒤틀림이 진동판 전체로 확산되는 것을 막아준다. 강성을 완화시키는 정도는 작지만 파손과 뒤틀림에 대한 저항력이 강해야 하는 응용에 적합하다.The diaphragm according to FIG. 8 includes at least one third depression 811 formed in a discontinuous band shape to prevent the distortion from spreading to the entire diaphragm. It is suitable for applications where the degree of stiffness relaxation is small but the resistance against breakage and warping should be strong.

진동판은 또다른 예로, 도 9 에 도시한 바와 같이 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)와 접촉하는 연결부(200), 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 연결부(200)로부터 연장형성되며 멤브레인 전극(도 1의 참조부호 21)이 설치된 진동부(201), 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 형성되며 위에서 바라볼 때 띠 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 제2 함몰부(711), 및 연결부(200)에 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 함몰부(200A)를 포함한다.As shown in FIG. 9, the diaphragm may include a connecting portion 200 contacting the first supporting portion (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate, a plurality of openings 200B spaced from the connecting portion 200 A vibrating part 201 extending from the connecting part 200 and provided with a membrane electrode (reference numeral 21 in FIG. 1), a vibrating part 201 formed between the vibrating part 201 and the plurality of connecting parts 200, And at least one first depression (200A) formed in the connection part (200).

도 9 에 따른 진동판은 연결부(200)에 적어도 하나 이상의 제1 함몰부(200A)가 포함하여 구현되어 추가적으로 강성을 완화시키고, 파손에 대한 저항력이 강하다.The diaphragm according to FIG. 9 includes at least one first depressed portion 200A in the connection portion 200 to further reduce rigidity, and has a strong resistance against breakage.

진동판은 또다른 예로, 도 10 에 도시한 바와 같이 베이스기판 위에 형성된 제1 지지부(도 1의 참조부호 40)와 접촉하는 연결부(200), 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 연결부(200)로부터 연장형성되며 멤브레인 전극(도 1의 참조부호 21)이 설치된 진동부(201), 진동부(201)와 복수의 연결부(200) 사이에 형성되며 위에서 바라볼 때 불연속적인 띠 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 함몰부(811), 및 연결부(200)에 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 함몰부(200A)를 포함한다.As shown in FIG. 10, the diaphragm may include a connecting portion 200 contacting the first supporting portion (reference numeral 40 in FIG. 1) formed on the base substrate, a plurality of openings 200B spaced apart from the connecting portion 200 A vibrating part 201 extending from the connection part 200 and provided with a membrane electrode (reference numeral 21 in FIG. 1), a vibration part formed between the vibrating part 201 and the plurality of connecting parts 200, At least one third depression (811) formed in a band shape, and at least one first depression (200A) formed in the connection part (200).

도 10 에 따른 진동판은 연결부(200)에 이격되게 형성되는 복수의 개구부(200B), 불연속적인 띠 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 함몰부(811) 및 연결부(200)에 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 함몰부(200A)를 포함하여 구현되어 파손에 대한 저항력이 강하면서 뒤틀림이 진동판 전체로 확산되지 않으면서 강성을 완화시키는 정도가 우수하다.The diaphragm according to FIG. 10 includes a plurality of openings 200B spaced apart from the connection part 200, at least one third depression part 811 formed in a discontinuous band shape, and at least one The first depressed portion 200A is implemented to have a strong resistance to breakage, and the distortion is not diffused to the entire diaphragm, and the degree of relieving the rigidity is excellent.

지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.

10: 베이스기판
11: 백 챔버(Back chamber)
12: 에어 갭(Air gap)
20: 진동판
200: 연결부
200A: 제1 함몰부
200B: 개구부
201: 진동부
202: 원호형 슬릿(Slit)
203: 원주형 함몰부
21: 멤브레인 전극
22: 유연 스프링
23: 이중 슬릿(Slit)
30: 백플레이트
31: 대향 전극
32: 음향 홀(Acoustic hole)
40: 제1 지지부
41: 제2 지지부
711: 제2 함몰부
811: 제3 함몰부10: base substrate
11: Back chamber
12: Air gap
20: diaphragm
200: Connection
200A: first depression portion
200B: opening
201:
202: Circular slit (Slit)
203: circumferential depression
21: Membrane electrode
22: Flexible spring
23: Double Slit
30: back plate
31: opposing electrode
32: Acoustic hole
40: first support portion
41: second support portion
711: second depression portion
811: Third depression portion

Claims

A base substrate on which a back chamber is formed;
A diaphragm formed on a first support portion formed on the base substrate;
And a back plate formed on a second support part formed on the diaphragm and having a plurality of acoustic holes and a counter electrode,
The diaphragm includes:
A plurality of connection portions each of which is in contact with the first support portion;
A plurality of openings spaced apart from each other;
A vibrating part extending from each of the connecting parts and having a membrane electrode;
And a plurality of arcuate slits spaced circumferentially from each other between the vibrating portion and the plurality of connecting portions in an arcuate perforation shape centering on a virtual line connecting the center of the vibrating portion and the connecting portions, MEMS acoustic sensors.

The method according to claim 1,
The diaphragm includes:
A first depression is formed in each of the connection portions,
The MEMS acoustic sensor.

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