KR101938584B1

KR101938584B1 - 멤스 마이크로폰

Info

Publication number: KR101938584B1
Application number: KR1020170136619A
Authority: KR
Inventors: 이제형
Original assignee: 소스트 주식회사
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-01-15
Also published as: CN109952770A; WO2019078532A1

Abstract

본 발명은 음압에 의한 손상을 방지하기 위한 멤스 마이크로폰에 관한 것이다. 멤스 마이크로폰은 일부가 개방된 개구부를 갖는 기판과 개구부의 상부에 설치되는 멤스 트랜스듀서 사이에 음향 유입부가 결합된다. 음향 유입부는 외부로부터 음향 신호를 인가하는 복수 개의 음향 유입구가 구비된다. 멤스 트랜스듀서는 상부에 진동판이 구비된다. 진동판은 가장자리에 복수 개의 벤트홀이 형성된다. 벤트홀은 음향 신호의 에어 압력에 의해 개방 영역이 증가되는 구조를 갖는다. 본 발명에 의하면, 기판의 개구부와 멤스 트랜스튜서 사이에 음향 유입부를 구비하고, 멤스 트랜스듀서의 진동판 가장자리에 개방 영역이 가변되도록 복수 개의 벤트홀을 형성함으로써, 음향 신호의 에어 압력에 의한 진동판의 파손을 방지하고, 방수 및 광대역 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

멤스 마이크로폰{MEMS MICROPHONE}

본 발명은 멤스 마이크로폰에 관한 것으로, 더 구체적으로는 일부가 개방된 인쇄회로기판과 음향 신호를 센싱하는 멤스 트랜스듀서 사이에 복수 개의 음향 유입구가 형성된 음향 유입부를 배치하고 멤스 트랜스듀서의 진동판에 개방 영역의 면적이 가변되는 복수 개의 벤트홀을 형성하여, 음향 신호의 에어 압력에 의한 진동판의 파손을 방지하고, 방수 및 광대역 주파수 특성을 향상시키기 위한 멤스 마이크로폰에 관한 것이다.

마이크로폰은 음향 신호를 전기신호로 변환하는 장치로써, 음향기기, 통신기기 또는 의료기기 등에 내장되어 사용되고 있다. 마이크로폰이 내장되는 다양한 기기들이 소형화되어 감에 따라 마이크로폰의 초소형화가 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 멤스 마이크로폰의 개발이 활발히 이루어지고 있다.

멤스 마이크로폰은 초소형화가 가능하고 부품 간의 분리된 생산공정을 일괄적으로 수행할 수 있어 성능과 생산효율에 있어서 크게 각광을 받고 있다.

최근 들어 미세 장치의 집적화를 위해 사용되는 기술로서 마이크로 머시닝을 이용한 반도체 가공기술이 있다. 멤스(MEMS)라고 불리는 이러한 기술은 반도체 공정 특히 집적회로 기술을 응용한 마이크로머시닝 기술을 이용하여 마이크로미터(㎛) 단위의 초소형 센서나 액츄에이터 및 전기 기계적 구조물을 제조할 수 있다. 이러한 마이크로머시닝 기술을 이용하여 제조하는 멤스 마이크로폰은 초정밀 미세 가공을 통하여 소형화, 고성능화, 다기능화 및 집적화가 가능하다. 또한, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

멤스 마이크로폰은 주로 압전형(piezo type) 및 콘덴서형(condenser type)으로 나뉘어 이루어지고 있다. 음성을 포함한 음향 대역의 우수한 주파수 응답 특성 때문에 멤스 마이크로폰은 콘덴서형이 주로 사용되고 있다.

그러나 기존의 멤스 마이크로폰은 음향 신호가 높은 압력으로 인가되는 경우, 음향 신호를 전기적으로 변환하는 멤스 트랜스듀서의 진동판이 파손되는 경우가 빈번하다.

대한민국 등록특허공보 제10-1452402호(공고일 2014.10.22) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0018695호(공개일 2015.02.24) 대한민국 등록특허공보 제10-1333573호(공고일 2013.11.27) 대한민국 등록특허공보 제10-1758017호(공고일 2017.07.13)

본 발명에 따른 멤스 마이크로폰은 다음과 같은 해결과제를 가진다.

첫째, 음향 신호의 에어 압력에 의한 멤스 트랜스듀서의 손상을 방지하기 위한 멤스 마이크로폰을 제공하고자 한다.

둘째, 기판과 멤스 트랜스튜서 사이에 음향 유입부를 구비하여 방수 및 광대역 주파수 특성을 향상시키기 위한 멤스 마이크로폰을 제공하고자 한다.

셋째, 멤스 트랜스듀서의 진동판 가장자리에 개방 영역의 면적이 가변되도록 복수 개의 벤트홀을 형성하여 음향 신호의 에어 압력에 의한 진동판의 파손을 방지하고, 신호 대 잡음비(SNR) 특성 및 광대역 주파수 특성을 향상시키기 위한 멤스 마이크로폰을 제공하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 멤스 마이크로폰은, 기판과 멤스 트랜스듀서 사이에 음향 신호를 인가하는 음향 유입부를 구비하고, 멤스 트랜스듀서의 진공판에 음향 신호의 배출 시, 개방 영역의 면적을 증가시키는 복수 개의 벤트홀을 구비하는 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 멤스 마이크로폰은, 방수 및 광대역 주파수 특성을 향상시키고, 음향 신호의 에어 압력에 의한 멤스 트랜스듀서의 손상을 방지할 수 있다.

이 특징에 따른 본 발명의 멤스 마이크로폰은, 일부가 개방된 개구부를 통해 외부로부터 음향 신호가 유입되는 기판; 상기 기판의 상기 개구부의 상부에 배치되고, 상부에 복수 개의 벤트홀이 형성된 진동판을 구비하여, 상기 개구부로 유입된 음향 신호를 받아서 전기적인 신호로 변환하는 멤스 트랜스듀서; 상기 기판과 상기 멤스 트랜스듀서 사이에 설치되고, 유입된 음향 신호를 상기 멤스 트랜스듀서로 제공하는 복수 개의 음향 유입구가 형성되는 음향 유입부; 및 상기 기판과 결합되어 상기 기판 상에 상기 멤스 트랜스듀서와 상기 음향 유입부가 설치되는 내부 공간을 밀폐시키는 커버;를 포함한다.

이 특징의 일 실시예에 있어서, 상기 음향 유입부는; 복수 개가 중앙부와 가장자리 각각에 구비되고, 중앙부에 형성된 음향 유입구보다 가장자리에 형성된 음향 유입구가 더 큰 직경을 갖는다.

다른 실시예에 있어서, 상기 진동판은; 상기 벤트홀이 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되고, 음향 신호의 배출 시, 상기 벤트홀의 양단 사이 부분이 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성하여, 상기 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비한다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 진동판은; 상기 벤트홀의 양단 사이 부분이 일정 각도로 휘어지는 절곡 형상으로 형성된다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 진동판은; 상기 벤트홀의 양단 사이 부분의 일면에 절곡홈이 형성된다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 진동판은; 상기 벤트홀의 양단 사이 부분의 양측이 서로 다른 두께를 갖도록 단차지게 형성된다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 진동판은; 상기 벤트홀의 양단 사이 부분의 양면이 요철 형상으로 형성된다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 벤트홀은 한쌍의 서로 다른 형상을 갖는 제 1 및 제 2 벤트홀을 포함하되; 상기 제 1 벤트홀은 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되고, 상기 제 2 벤트홀은 상기 제 1 벤트홀의 중심 내측에 구비되어 일정 직경을 갖는 원형으로 개방되며; 그리고 상기 진동판은 상기 음향 신호의 배출 시, 상기 제 1 벤트홀의 양단과 상기 제 2 벤트홀의 사이 부분이 각각 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성하여, 상기 제 1 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비한다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 진동판은; 상기 제 1 벤트홀의 일단과 상기 제 2 벤트홀의 사이 부분, 상기 제 1 벤트홀의 타단과 상기 제 2 벤트홀의 사이 부분 각각이 일정 각도로 휘어지는 절곡 형상, 절곡홈 형상, 서로 다른 두께를 갖는 단차 형상 그리고 양면에 요철 형상 중 어느 하나로 형성된다.

본 발명에 따른 멤스 마이크로폰은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 개구부가 형성된 기판과 개구부의 상부에 설치되는 멤스 트랜스듀서 사이에 음향 신호를 인가하는 음향 유입부를 결합 배치함으로써, 방수 및 광대역 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은 멤스 트랜스듀서의 진동판 가장자리에 개방 영역의 면적을 증가시키는 복수 개의 벤트홀을 구비함으로써, 음향 신호의 에어 압력에 의한 진공판의 파손을 방지할 수 있다.

셋째, 본 발명은 진동판의 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되게 구비함으로써, 개방 영역의 면적이 작을 경우, 신호 대 잡음비(SNR) 특성과 광대역 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 바텀 타입(bottom type)의 멤스 마이크로폰의 구성을 도시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 음향 유입부의 실시예에 따른 구성을 나타내는 평면도들,
도 3은 도 1에 도시된 멤스 트랜스듀서의 진동판을 나타내는 평면도,
도 4는 도 3에 도시된 진동판의 일부 구성을 나타내는 도면,
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 진동판의 실시예에 따른 일부 구성을 나타내는 A-A' 단면도들, 그리고
도 6은 도 3에 도시된 진동판의 다른 실시예에 따른 일부 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 멤스 마이크로폰은 바텀 타입(bottom type)으로 예를 들어 설명된다. 본 발명은 기판과 멤스 트랜스듀서(MEMS transducer) 사이에 복수 개의 음향 유입구가 형성된 음향 유입부를 구비한다. 또 본 발명의 멤스 마이크로폰은 멤스 트랜스듀서의 진동판에 복수 개의 벤트홀이 형성된다. 벤트홀들은 진동판의 가장자리에 균등한 간격으로 배치되고, 일부가 진동판에 절개되지 않은 반원 형상으로 개구된다. 벤트홀은 높은 압력의 음향 신호가 유입되면, 진동판에 절개되지 않은 부분이 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어짐이 발생해서 개방 영역의 면적이 증가된다.

이러한 본 발명의 멤스 마이크로폰은 음향 유입부에 의해 방수 및 광대역 주파수 특성을 향상시키고, 진동판의 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되어, 벤트홀에 의해 음향 신호의 에어 압력에 의한 진동판의 파손을 방지할 수 있으며, 신호 대 잡음비(SNR) 특성 향상, 주파수 증대 및 감쇠(roll off) 등의 광대역 주파수 특성이 개선될 수 있다.

이하에서는 도면을 중심으로 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 바텀 타입(bottom type)의 멤스 마이크로폰의 구성을 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 멤스 마이크로폰(MEMS microphone)(100)은 바텀 타입(bottom type)의 구조를 갖는다. 즉, 본 발명의 멤스 마이크로폰(100)은 기판(110)의 하부로부터 상부로 음향 신호를 받아들여서 음향 신호를 센싱한다.

이를 위해 본 발명의 멤스 마이크로폰(100)은 일부가 개방된 개구부(112)를 갖는 기판(110)과 상부에 진동판(140)이 형성된 멤스 트랜스듀서(130) 사이에 음향 유입부(170)가 결합 배치되고, 멤스 트랜스듀서(130)의 진동판(140)에 복수 개의 벤트홀(도 3의 190)이 구비된다. 음향 유입부(170)는 상하로 관통되어 기판(110)의 개구부(112)를 통해 유입되는 음향 신호를 받아들여서 멤스 트랜스듀서(130)로 전달하는 복수 개의 음향 유입구(180)가 구비된다. 벤트홀(190)은 진동판(140)의 탄성에 의해 음향 신호의 에어 압력에 따라 개방 영역의 면적이 증가되는 구조를 갖는다.

이러한 본 발명의 멤스 마이크로폰(100)은 음향 유입부(170)와 벤트홀(190)에 의해 음향 신호의 에어 압력이 높은 경우, 진동판(140)이 파손되는 것을 방지하고, 방수 특성과 신호 대 잡음비(SNR) 특성 및 주파수 증가 및 감쇠 등의 광대역 주파수 특성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 멤스 마이크로폰(100)은 기판(110)과, 커버(120)와, 멤스 트랜스듀서(130)와, 진동판(140)과, 반도체 집적회로(ASIC)(150)와, 복수 개의 본딩 와이어(160) 및 음향 유입부(170)를 포함한다.

기판(110)은 예컨대, 인쇄회로기판(PCB)으로 구비되고, 일측에 일부가 관통 개방되는 개구부(112)가 형성된다. 개구부(112)는 외부 즉, 하부로부터 유입되는 음향 신호를 받아서 음향 유입부(170)로 제공한다. 개구부(112)의 상부면에는 음향 유입부(170)가 결합된다.

커버(120)는 예컨대, 금속 재질의 캔(can)으로 구비되고 기판(110)의 상부면의 가장자리에 결합되어 내부 공간(102)을 형성한다. 내부 공간(102)에는 멤스 트랜스듀서(130), 반도체 집적회로(150), 본딩 와이어(160) 및 음향 유입부(170)가 설치된다.

음향 유입부(170)는 기판(110)의 개구부(112) 상부에 배치되고, 기판(110)과 멤스 트랜스듀서(130) 사이에 결합된다. 음향 유입부(170)는 예를 들어, 실리콘 웨이퍼로 구비되고, 복수 개의 음향 유입구(180)들이 상하로 관통 형성된다. 음향 유입구(180)들은 음향 유입부(170)의 중앙부에 배치되거나, 음향 유입부(170)의 중앙부와 가장자리에 배치된다.

멤스 트랜스듀서(130)는 예컨대, 실리콘 웨이퍼에 형성되고, 음향 유입부(170)의 상부에 결합 배치되며 상부에 진동판(140)이 구비된다. 멤스 트랜스듀서(130)는 유입된 음향 신호에 의해 진동판(140)이 진동되면, 이를 감지한다.

멤스 트랜스듀서(130)는 음향 유입부(170)로부터 제공되는 음향 신호를 받아서 진동판(140)의 진동에 대응하는 전기적인 신호로 변환한다. 멤스 트랜스듀서(130)는 복수 개의 본딩 와이어(160)를 통해 반도체 집적회로(150)와 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서 음향 유입부(170)는 실리콘 웨이퍼로 구비되고, 멤스 트랜스듀서(130)와 웨이퍼 대 웨이퍼(wafer to wafer) 본딩 방식으로 결합된다.

진동판(140)은 가장자리에 복수 개의 벤트홀(190)이 형성된다. 진동판(140)은 음향 유입부(170)를 통해 인가되는 음향 신호에 대응하여 진동한다. 벤트홀(190)은 음향 신호의 에어 압력에 의해 진동판(140)의 일부가 휘어져 개방 영역의 면적이 증가되는 구조를 갖는다. 이러한 진동판(140)에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 6에서 상세히 설명한다.

그리고 반도체 집적회로(160)는 예컨대, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)으로 구비되고, 기판(110) 상에 설치되어 멤스 트랜스듀서(130)로부터 전기적인 신호를 받아들이고, 전기적인 신호를 증폭하여 아날로그 신호 또는 디지털 신호로 출력하도록 신호 처리한다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 음향 유입부의 실시예에 따른 구성을 나타내는 평면도들이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예의 음향 유입부(170a)는 중앙부에 복수 개의 음향 유입구(180a)가 균등하게 배치된다. 이 때, 음향 유입구(180a)는 동일한 직경을 갖는다.

다른 실시예의 음향 유입부(170b)는 중앙부와 가장자리에 복수 개의 음향 유입구(180b, 180c)가 구비된다. 이 때, 음향 유입구(180b, 180c)는 중앙부와 가장자리에 서로 다른 직경을 갖는다. 이 실시예에서는 중앙부에 형성된 음향 유입구(180b)보다 가장자리에 형성된 음향 유입구(180c)가 더 큰 직경을 갖는다.

그리고 도 3은 도 1에 도시된 멤스 트랜스듀서의 진동판을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 벤트홀의 구성을 나타내는 진동판의 평면도이며, 그리고 도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 진동판의 실시예에 따른 구성을 나타내는 A-A' 단면도들이다.

도 3 내지 도 5d를 참조하면, 본 발명의 진동판(140)은 가장자리에 복수 개의 벤트홀(190)이 구비된다. 벤트홀(190)은 진동판(140)의 가장자리에 균등하게 배치된다. 벤트홀(190)은 음향 신호의 에어 압력에 의해 진동판(140)의 일부가 휘어져 개방 영역의 면적이 증가되는 구조를 갖는다.

구체적으로, 벤트홀(190)은 일정 폭(d)을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되어, 슬롯 형태의 내측 즉, 진동판(140)의 중심(C)에 인접하는 일측이 진동판(140)으로부터 절개되지 않게 형성된다. 진동판(140)으로부터 절개되지 않은 부분(B)에는 개방 영역 가변 조절부(142)가 구비된다. 개방 영역 가변 조절부(142)는 도 4에 도시된 바와 같이, 벤트홀(190)의 양단 사이에 위치한다. 개방 영역 가변 조절부(142)는 진동판(140)으로 음향 신호가 배출될 때, 음향 신호의 에어 압력에 의해 휨이 발생되어 벤트홀(190)의 개방 영역의 면적이 증가된다.

이러한 벤트홀(190)은 개방 영역의 면적이 작을 경우, 멤스 마이크로폰(100)의 신호 대 잡음비(SNR) 성능을 향상시킬 수 있고, 광대역 주파수 특성을 개선시킬 수 있다. 그러나, 개방 영역의 면적이 작은 경우, 음향 신호의 에어 압력이 높게 인가되면, 진동판(140)이 파손되는 현상이 발생된다. 따라서 본 발명의 벤트홀(190)은 개방 영역의 면적이 축소된 상태로 구비되고, 음향 신호가 인가될 때, 개방 영역 가변 조절부(142)에 의해 개방 영역의 면적이 증가되는 구조를 갖는다.

그러므로 본 발명의 멤스 마이크로폰(100)은 음향 신호의 에어 압력이 높게 인가될 경우, 개방 영역 가변 조절부(142)에 의해 휨이 발생하여 개방 영역의 면적이 증가되어 음향 신호의 높은 에어 압력에 의해서도 진동판(140)이 파손되지 않는다. 본 발명의 개방 영역 가변 조절부(142)는 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

제 1 실시예의 진동판(140a)은 도 5a에 도시된 바와 같이, 진동판(140a)으로부터 절개되지 않은 부분(B1)에 일정 각도로 휘어지는 절곡 형상으로 형성되어 개방 영역 가변 조절부(142a)를 구성한다.

제 2 실시예의 진동판(140b)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 진동판(140b)으로부터 절개되지 않은 부분(B2)의 일면에 절곡홈이 형성되어 개방 영역 가변 조절부(142b)를 구성한다.

제 3 실시예의 진동판(140c)은 도 5c에 도시된 바와 같이, 진동판(140c)으로부터 절개되지 않은 부분(B3)의 양측이 서로 다른 두께를 갖도록 단차지게 형성되어 개방 영역 가변 조절부(142c)를 구성한다. 이 실시예의 개방 영역 가변 조절부(142c)는 벤트홀(190c) 측이 진동판(140c)의 중심측보다 얇게 형성된다.

그리고 제 4 실시예의 진동판(140d)은 도 5d에 도시된 바와 같이, 진동판(140d)으로부터 절개되지 않은 부분(B4)의 일부 양면이 요철 형상으로 형성되어 개방 영역 가변 조절부(142d)를 구성한다.

이러한 개방 영역 가변 조절부(142a ~ 142d) 각각은 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어져 벤트홀(190a ~ 190d) 각각의 개방 영역의 면적을 증가시킨다.

계속해서 도 6은 도 3에 도시된 진동판의 다른 실시예에 따른 일부 구성을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 이 실시예의 진동판(140')은 서로 다른 형상의 한쌍이 벤트홀(190')을 구비한다. 즉, 벤트홀(190')은 제 1 및 제 2 벤트홀(192, 194)을 포함한다. 제 1 벤트홀(192)는 대체로 도 4의 벤트홀(190)과 동일하거나 유사한 형상을 갖는다. 예컨대, 제 1 벤트홀(192)은 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방된다. 제 2 벤트홀(194)은 제 1 벤트홀(192)의 중심 내측에 구비되어 일정 직경을 갖는 원형으로 개방된다.

이러한 진동판(140') 역시 도 4와 마찬가지로 음향 신호의 배출 시, 제 1 벤트홀(192)의 양단과 제 2 벤트홀(194)의 사이 부분(B' : B5, B6)이 각각 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성되어, 제 1 벤트홀(192)의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비된다. 이를 위해 진동판(140')은 제 1 벤트홀(192)의 일단과 제 2 벤트홀(194)의 일측 사이 부분(B5), 제 1 벤트홀(192)의 타단과 제 2 벤트홀(194)의 타측 사이 부분(B6) 각각이 진동판(140')의 중심에 인접하는 일측이 진동판(140')으로부터 절개되지 않게 형성된다. 진동판(140')으로부터 절개되지 않은 부분(B')에는 개방 영역 가변 조절부(142')가 구비된다.

개방 영역 가변 조절부(142')는 제 1 벤트홀(192)의 일단과 제 2 벤트홀(194)의 일측 사이와, 제 1 벤트홀(192)의 타단과 제 2 벤트홀(194)의 타측 사이에 각각 위치한다. 개방 영역 가변 조절부(142')는 진동판(140')으로 음향 신호가 배출될 때, 음향 신호의 에어 압력에 의해 휨이 발생되어 제 1 벤트홀(192)의 개방 영역의 면적이 증가된다.

이러한 개방 영역 가변 조절부(142')는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 절곡 형상이나, 절곡홈 형상이나, 서로 다른 두께를 갖는 단차 형상 또는 양면에 요철 형상 등이 형성되어 음향 신호의 에어 압력에 의해 일정 각도로 휘어져서 제 1 벤트홀(192)의 개방 영역의 면적을 증가시킨다.

따라서 이 실시예의 진동판(140') 또한 음향 신호의 에어 압력이 높게 인가될 경우, 개방 영역 가변 조절부(142')에 의해 휨이 발생하여 개방 영역의 면적이 증가되므로, 음향 신호의 높은 에어 압력에 의해서도 진동판(140')이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시예 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 멤스 마이크로폰
110 : 기판
120 : 커버
130 : 멤스 트랜스듀서
140 : 진동판
142 : 개방 영역 가변 조절부
150 : 반도체 집적회로
160 : 본딩 와이어
170 : 음향 유입부
180 : 음향 유입구
190 : 벤트홀

Claims

멤스 마이크로폰에 있어서:
일부가 개방된 개구부를 통해 외부로부터 음향 신호가 유입되는 기판; 상기 기판의 상기 개구부의 상부에 배치되고, 상부에 복수 개의 벤트홀이 형성된 진동판을 구비하여, 상기 개구부로 유입된 음향 신호를 받아서 전기적인 신호로 변환하는 멤스 트랜스듀서; 상기 기판과 상기 멤스 트랜스듀서 사이에 설치되고, 유입된 음향 신호를 상기 멤스 트랜스듀서로 제공하는 복수 개의 음향 유입구가 형성되는 음향 유입부; 및 상기 기판과 결합되어 상기 기판 상에 상기 멤스 트랜스듀서와 상기 음향 유입부가 설치되는 내부 공간을 밀폐시키는 커버를 포함하며,
상기 진동판은 상기 벤트홀이 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되고, 음향 신호의 배출 시, 상기 벤트홀의 양단 사이 부분이 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성하여, 상기 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비되며,
상기 진동판은 상기 벤트홀의 양단 사이 부분의 일면에 절곡홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
멤스 마이크로폰에 있어서:
일부가 개방된 개구부를 통해 외부로부터 음향 신호가 유입되는 기판; 상기 기판의 상기 개구부의 상부에 배치되고, 상부에 복수 개의 벤트홀이 형성된 진동판을 구비하여, 상기 개구부로 유입된 음향 신호를 받아서 전기적인 신호로 변환하는 멤스 트랜스듀서; 상기 기판과 상기 멤스 트랜스듀서 사이에 설치되고, 유입된 음향 신호를 상기 멤스 트랜스듀서로 제공하는 복수 개의 음향 유입구가 형성되는 음향 유입부; 및 상기 기판과 결합되어 상기 기판 상에 상기 멤스 트랜스듀서와 상기 음향 유입부가 설치되는 내부 공간을 밀폐시키는 커버를 포함하며,
상기 진동판은 상기 벤트홀이 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되고, 음향 신호의 배출 시, 상기 벤트홀의 양단 사이 부분이 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성하여, 상기 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비되며,
상기 진동판은 상기 벤트홀의 양단 사이 부분의 양측이 서로 다른 두께를 갖도록 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
멤스 마이크로폰에 있어서:
일부가 개방된 개구부를 통해 외부로부터 음향 신호가 유입되는 기판; 상기 기판의 상기 개구부의 상부에 배치되고, 상부에 복수 개의 벤트홀이 형성된 진동판을 구비하여, 상기 개구부로 유입된 음향 신호를 받아서 전기적인 신호로 변환하는 멤스 트랜스듀서; 상기 기판과 상기 멤스 트랜스듀서 사이에 설치되고, 유입된 음향 신호를 상기 멤스 트랜스듀서로 제공하는 복수 개의 음향 유입구가 형성되는 음향 유입부; 및 상기 기판과 결합되어 상기 기판 상에 상기 멤스 트랜스듀서와 상기 음향 유입부가 설치되는 내부 공간을 밀폐시키는 커버를 포함하며,
상기 진동판은 상기 벤트홀이 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되고, 음향 신호의 배출 시, 상기 벤트홀의 양단 사이 부분이 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성하여, 상기 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비되며,
상기 진동판은 상기 벤트홀의 양단 사이 부분의 양면이 요철 형상이 형성되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 음향 유입부는;
복수 개가 중앙부와 가장자리 각각에 구비되고, 중앙부에 형성된 음향 유입구보다 가장자리에 형성된 음향 유입구가 더 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
멤스 마이크로폰에 있어서:
일부가 개방된 개구부를 통해 외부로부터 음향 신호가 유입되는 기판; 상기 기판의 상기 개구부의 상부에 배치되고, 상부에 복수 개의 벤트홀이 형성된 진동판을 구비하여, 상기 개구부로 유입된 음향 신호를 받아서 전기적인 신호로 변환하는 멤스 트랜스듀서; 상기 기판과 상기 멤스 트랜스듀서 사이에 설치되고, 유입된 음향 신호를 상기 멤스 트랜스듀서로 제공하는 복수 개의 음향 유입구가 형성되는 음향 유입부; 및 상기 기판과 결합되어 상기 기판 상에 상기 멤스 트랜스듀서와 상기 음향 유입부가 설치되는 내부 공간을 밀폐시키는 커버를 포함하며,
상기 벤트홀은 한쌍의 서로 다른 형상을 갖는 제 1 및 제 2 벤트홀을 포함하되;
상기 제 1 벤트홀은 일정 폭을 갖는 반원의 슬롯 형태로 개방되고, 상기 제 2 벤트홀은 상기 제 1 벤트홀의 중심 내측에 구비되어 일정 직경을 갖는 원형으로 개방되며;
상기 진동판은 상기 음향 신호의 배출 시, 상기 제 1 벤트홀의 양단과 상기 제 2 벤트홀의 사이 부분이 각각 음향 신호의 에어 압력에 의해 휘어지게 형성하여, 상기 제 1 벤트홀의 개방 영역의 면적이 가변되도록 구비하는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
청구항 5에 있어서,
상기 진동판은;
상기 제 1 벤트홀의 일단과 상기 제 2 벤트홀의 사이 부분, 상기 제 1 벤트홀의 타단과 상기 제 2 벤트홀의 사이 부분 각각이 일정 각도로 휘어지는 절곡 형상, 절곡홈 형상, 서로 다른 두께를 갖는 단차 형상 그리고 양면에 요철 형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
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