WO2006089640A2 - Mikrofonmembran und mikrofon mit der mikrofonmembran - Google Patents

Mikrofonmembran und mikrofon mit der mikrofonmembran Download PDF

Info

Publication number
WO2006089640A2
WO2006089640A2 PCT/EP2006/001120 EP2006001120W WO2006089640A2 WO 2006089640 A2 WO2006089640 A2 WO 2006089640A2 EP 2006001120 W EP2006001120 W EP 2006001120W WO 2006089640 A2 WO2006089640 A2 WO 2006089640A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microphone
membrane
conductive surface
metal layer
conductive
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/001120
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2006089640A3 (de
Inventor
Anton Leidl
Wolfgang Pahl
Ulrich Wolff
Original Assignee
Epcos Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epcos Ag filed Critical Epcos Ag
Priority to US11/816,960 priority Critical patent/US20090129611A1/en
Priority to JP2007556515A priority patent/JP4928472B2/ja
Publication of WO2006089640A2 publication Critical patent/WO2006089640A2/de
Publication of WO2006089640A3 publication Critical patent/WO2006089640A3/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/02—Microphones

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mikrofonmembran (M1), die zwei piezoelektrische Schichten (PS1, PS2) mit gleichsinnig gerichteten c-Achsen aufweist. In der mittleren Metallschicht ist eine erste elektrisch leitende Fläche (E11) ausgebildet, die mit einem ersten elektrischen Potential beaufschlagt ist. Die piezoelektrischen Schichten (PS1, PS2) sind jeweils zwischen der mittleren Metallschicht (ML2) und einer außenliegenden Metallschicht (ML1, ML3) angeordnet. In einer bevorzugten Variante weist die Membran (M1) bezüglich der Schichtenfolge und der Schichtendicke einen weitgehend symmetrischen Aufbau auf.

Description

Beschreibung
Mikrofonmembran und Mikrofon mit der Mikrofonmembran
Angegeben wird eine Mikrofonmembran, die mindestens eine piezoelektrische Schicht umfasst .
Aus der Druckschrift US 4816125 ist eine Mikrofonmembran mit einer piezoelektrischen Schicht aus ZnO und mehreren konzentrisch angeordneten Elektroden bekannt .
In der Druckschrift Mang-Nian Niu and Eun Sok Kim „Piezoe- lectric Bimorph Microphone Built on Micromachined Parylene Diaphragm", Journal of Microelectromechanical Systems, Band 12, 2003 IEEE, Seiten 892 bis 898, ist ein piezoelektrisches Mikrofon beschrieben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine hochempfindliche piezoelektrische Mikrofonmembran mit einem hohen Signal- Rausch-Verhältnis anzugeben.
Es wird eine Mikrofonmembran angegeben, die zwei übereinander angeordnete piezoelektrische Schichten mit einer dazwischen liegenden mittleren Metallschicht umfasst, wobei die c-Achsen der beiden piezoelektrischen Schichten gleichsinnig gerichtet sind.
Die Membran weist vorzugsweise einen weitgehend symmetrischen Aufbau bezüglich der Schichtenfolge und der Schichtendicke auf. Dabei kompensieren sich auch bei erheblichen Temperatursprüngen insbesondere Biegemomente, die aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten aufeinander folgender Schichten entstehen. Damit können Verwölbungen der Membran in einem breiten Temperaturbereich vermieden werden. Die mittlere Metallschicht ist vorzugsweise in der Symmetrieebene angeordnet .
Die Mikrofonmembran wird vorzugsweise in einem Mikrofon eingesetzt. Das Mikrofon ist vorzugsweise als ein Mikrofonchip mit einem Trägersubstrat vorhanden, welches eine Ausnehmung aufweist, über der die Membran aufgespannt ist und schwingen kann. Der Mikrofonchip weist auf seiner Oberfläche von außen zugängliche Außenkontakte auf. Der Mikrofonchip kann in einem Gehäuse mit einem akustischen Rückvolumen (auf Englisch back volume) angeordnet sein.
Als Material für das Trägersubstrat ist z. B. Silizium geeignet. Für die piezoelektrische Schicht sind ZnO, Bleizirkonat- titanat (PZT), Aluminiumnitrid besonders gut geeignet.
Die piezoelektrischen Schichten sind jeweils zwischen der mittleren Metallschicht und jeweils einer außenliegenden Metallschicht angeordnet. In der mittleren Metallschicht ist eine erste elektrisch leitende Fläche ausgebildet, die mit einem ersten elektrischen Potential beaufschlagt ist und eine erste Innenelektrode des Mikrofons bildet .
Eine mit einem zweiten elektrischen Potential beaufschlagte zweite elektrisch leitende Fläche, die eine zweite Innenelektrode des Mikrofons bildet, kann in einer Variante in derselben Metallschicht wie die erste Innenelektrode angeordnet sein. Dabei ist in den nach außen gewandten Metallschichten vorzugsweise jeweils mindestens eine floatende Struktur ausgebildet, die der ersten und der zweiten elektrisch leitenden Fläche gegenüber liegt. Die zweite Innenelektrode kann aber auch durch in den außenliegenden Metallschichten angeordnete leitende Flächen gebildet sein.
Als Innenelektroden bzw. Elektroden werden mit elektrischem Potential beaufschlagte Metallstrukturen bezeichnet. Die Innenelektroden sind über Leiterbahnen und ggf. vertikale e- lektrische Verbindungen an die Außenelektroden des Mikrophonchips angeschlossen. Die Außenelektroden können z. B. in einer der außenliegenden Schichten ausgebildet sein, wobei die Innenelektroden mittels Zuleitungen und vertikaler elektrischer Verbindungen (d. h. in der jeweiligen piezoelektrischen Schicht angeordneter Durchkontaktierungen) mit den Außenelektroden leitend verbunden sind.
Bei einem bimorphen Membranaufbau sind durch drei Metall- schichten und die dazwischen angeordneten piezoelektrischen Schichten zwei übereinander angeordnete Kapazitäten mit einer gemeinsamen Elektrode gebildet. Bei Durchbiegung erfährt die erste piezoelektrische Schicht Dehnung und die zweite piezoelektrische Schicht Stauchung, oder umgekehrt. Dabei entstehen in den beiden piezoelektrischen Schichten mit gleicher Orientierung der c-Achse gegensinnige Piezopotentiale, die sich aber addieren, wenn die übereinander angeordneten Kapazitäten parallel verschaltet werden, wobei insbesondere ihre gemeinsame Elektrode in der zwischen den beiden piezoelektrischen Schichten angeordneten Ebene ausgebildet ist . Die gemeinsame Elektrode, die im Sinne der Erfindung der ersten o- der der zweiten Innenelektrode entspricht, ist also mit einem elektrischen Potential beaufschlagt und vorzugsweise an einen Außenkontakt des Mikrofonchips angeschlossen. Die in den außenliegenden Metallschichten ausgebildeten, der gemeinsamen Elektrode gegenüber liegenden Metallstrukturen sind in einer Variante - beispielsweise über Zuleitungen und Durchkontak- tierungen - leitend miteinander und mit einem weiteren Außenkontakt des Mikrofonchips verbunden.
Mit einem bimorphen Membranaufbau gelingt es, bei der gleichen Membranauslenkung wie bei einer Membran mit nur einer piezoelektrischen Schicht ein doppelt so großes elektrisches Signal zu gewinnen, da sich bei der entsprechenden Beschal- tung Piezopotentiale der beiden piezoelektrischen Schichten aufsummieren.
Bei der Auslenkung einer fest am Rand eingespannten Membran ist vor allem ihr Randbereich sowie ihr mittlerer Bereich den größten mechanischen Spannungen ausgesetzt. Dabei wird bei Stauchung des mittleren Bereichs der Randbereich gedehnt, und umgekehrt. Im (ringförmigen) Randbereich und im (kreisförmigen) Mittelbereich entstehen daher betragsmäßig im Wesentlichen gleiche entgegengesetzte hohe elektrische Potentiale. Als Bereich des hohen Potentials wird ein Bereich der piezoelektrischen Schicht bezeichnet, der unterhalb der Potentialgrenze von 70% des maximalen Potentials liegt. Im weiteren wird der mittig angeordnete Bereich des hohen Potentials als erster Bereich des hohen Potentials und der mit diesem konzentrische im Randbereich angeordnete Bereich des hohen Potentials als zweiter Bereich des hohen Potentials bezeichnet. Die in verschiedenen Bereichen eines hohen Potentials in derselben Metallschicht angeordneten, mit entgegengesetzt gepolten Außenelektroden verbundenen Elektroden sind vorzugsweise voneinander isoliert, da sonst der Potentialausgleich stattfinden würde.
Es ist möglich, eine Innenelektrode durch in verschiedenen Metallschichten ausgebildete, elektrisch z. B. durch vertikale elektrische Verbindungen miteinander verbundene leitende Flächen zu realisieren. In einer Variante ist in der mittleren Metallschicht eine erste leitende Fläche und eine zweite leitende Fläche angeordnet, wobei die erste leitende Fläche in außenliegenden Metallschichten angeordneten dritten leitenden Flächen gegenüber liegt, und wobei die zweite leitende Fläche in außenliegenden Metallschichten angeordneten vierten leitenden Flächen gegenüber liegt. Die erste leitende Fläche ist dabei an die erste Außenelektrode und die vierten leitenden Flächen an die zweite Außenelektrode angeschlossen. Die zweite leitende Fläche ist mittels in der angrenzenden piezoelektrischen Schicht angeordneter Durchkontaktierungen mit den dritten leitenden Flächen elektrisch leitend verbunden.
Die erste leitende Fläche kann einem ersten Bereich eines hohen Potentials und die zweite leitende Fläche einem zweiten Bereich eines hohen Potentials zugewiesen sein, oder umgekehrt .
Die entgegengesetzt gepolten Elektroden sind vorzugsweise in derselben (mittleren) Metallschicht angeordnet. In der zweiten Metallschicht ist dann mindestens eine floatende leitende Struktur bzw. Fläche ausgebildet, die mit der jeweiligen E- lektrode über die dazwischen liegende piezoelektrische Schicht kapazitiv gekoppelt ist. Dabei werden zwei hintereinander geschaltete Kapazitäten gebildet, deren galvanisch miteinander verbundene Elektroden durch die floatende leitende Struktur gebildet sind. Die floatende leitende Fläche kann zur Verringerung der Streukapazität so strukturiert werden, dass sie z. B. zwei vergleichsweise breite, vorzugsweise durch eine schmale Leiterbahn miteinander verbundene Bereiche bildet, die im Wesentlichen die Form der gegenüberliegenden Elektrode der jeweiligen Kapazität wiederholen. Es ist vorteilhaft, die Metallschicht zur Bildung von Elektroden so zu strukturieren, dass der zwischen dem mittleren Bereich und dem Randbereich angeordnete Zwischenbereich - Bereich eines niedrigen Potentials - im Wesentlichen frei von der Metallisierung bleibt.
Ein (der ersten Metallschicht zugeordneter) Bereich des hohen Potentials kann in mindestens zwei Unterbereiche aufgeteilt werden, wobei in einem ersten Unterbereich eine erste Elektrode angeordnet ist, die von einer einem zweiten Unterbereich zugeordneten zweiten Elektrode elektrisch isoliert ist. Beide Elektroden liegen einer - ggf. in zwei galvanisch miteinander verbundene, den Elektroden gegenüberliegende Teile unterteilten - floatenden leitenden Fläche gegenüber. Beide Elektroden weisen vorzugsweise die gleiche Fläche auf. Dabei werden zwei Kapazitäten gebildet, die über die floatende leitende Fläche in Serie miteinander verbunden sind. Mit einer solchen Elektrodenteilung gelingt es, gegenüber einer Ausführung mit ungeteilten Elektroden bei den gleichen Membranabmessungen die SignalSpannung um Faktor zwei zu erhöhen. Möglich ist auch, mehr als nur zwei wie oben gebildete Kapazitäten in Serie miteinander zu verschalten. Diese Kapazitäten sind vorzugsweise gleich.
Die galvanische Verbindung der seriell verschalteten Kapazitäten erfolgt in einer Variante über eine floatende leitende Fläche, wobei diese Flächen bei mehr als zwei hintereinander geschalteten Kapazitäten in der ersten und der zweiten Metallschicht angeordnet sind.
Eine Serienschaltung der Kapazitäten ist in einer weiteren Variante über vertikale elektrische Verbindungen, z. B. über die in der piezoelektrischen Schicht angeordneten Durchkon- taktierungen möglich.
Es können auch beide entgegengesetzt gepolten Bereiche des hohen Potentials wie oben beschrieben zur Bildung von mehreren hintereinander geschalteten Kapazitäten in Unterbereiche mit zugeordneten Elektroden aufgeteilt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführung wird ein piezoelektrisches Mikrofon mit einem Trägersubstrat und einer über einer darin ausgebildeten Ausnehmung aufgespannten Membran angegeben, wobei die Membran auf dem Trägersubstrat nur einseitig eingespannt ist, wobei ihr dem eingespannten Ende gegenüberliegendes Ende beim Anlegen eines akustischen Signals frei schwingen kann. Die Membran weist vorzugsweise einen bimorphen Aufbau auf .
In einer Variante kann die Membran auf dem Trägersubstrat brückenartig eingespannt sein, wobei ihre zwei gegenüberliegenden Enden auf dem Trägersubstrat befestigt und ihre zwei weiteren gegenüberliegenden Enden nicht befestigt sind.
Das Mikrofon kann einen schwingfähigen Träger - z. B. eine elastische Folie (z.B. aus Metall oder Polymer) oder eine dünne SiO2 -Schicht - umfassen, auf dem die Membran angeordnet ist. Der schwingfähige Träger geht über das freie Ende der Membran hinaus und verbindet dabei die gegenüberliegenden Wände der Ausnehmung miteinander.
Im folgenden werden Mikrofonmembranen anhand von Ausführungs- beispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen schematisch
Figur IA ein Mikrofon mit einer Membran, die eine bimorphe Struktur aufweist;
Figur IB Ersatzschaltbild des Mikrofons gemäß Figur IA;
Figur 2A eine Variante des in Figur IA gezeigten Mikrofons mit einer strukturierten mittleren Metalllage;
Figur 2B Ersatzschaltbild des Mikrofons gemäß Figur 2A;
Figur 3 eine Variante des in Figur IA gezeigten Mikrofons mit zu Elektroden strukturierten Metalllagen;
Figur 4A ausschnittsweise die Zusammenschaltung der Elektroden bei einem Mikrofon gemäß Figur 2;
Figur 4B Ersatzschaltbild des Mikrofons gemäß Figur 4A;
Figuren 5, 6A, 7A, 7B eine erste Metalllage (links), eine zweite Metalllage (in der Mitte) und eine dritte Metalllage (rechts) eines Mikrofons mit einer bimorphen Membran;
Figur 6B eine Membran mit gemäß Figur 6A strukturierten Metallschichten in einem schematischen Querschnitt;
Figuren 8A, 8B, 8C jeweils ein Mikrofon mit einer einseitig eingespannten Membran, die eine piezoelektrische Schicht um- fasst ;
Figuren 9 bis 14 jeweils ein Mikrofon mit einer einseitig eingespannten Membran, die zwei piezoelektrische Schichten umfasst .
Figur IA zeigt in einem schematischen Querschnitt ausschnittsweise einen Mikrofonchip mit einem Trägersubstrat SU und einer darauf aufgespannten Membran Ml mit einer bimorphen Struktur. Die Membran Ml kann über einer im Trägersubstrat ausgebildeten Ausnehmung AU schwingen.
Die Membran Ml weist eine erste piezoelektrische Schicht PSl auf, die zwischen einer äußeren Metallschicht ML3 und einer mittleren Metallschicht ML2 angeordnet ist, sowie eine zweite piezoelektrische Schicht PS2 , die zwischen einer äußeren Metallschicht MLl und der mittleren Metallschicht ML2 angeordnet ist. Mit Pfeilen ist die Richtung der c-Achse in den beiden piezoelektrischen Schichten PSl, PS2 gekennzeichnet.
Figur IB zeigt, dass zwischen den einander gegenüberliegenden, in den Metallschichten ML2, ML3 ausgebildeten leitenden Flächen Ell, E31 eine erste Kapazität Ci gebildet ist. Zwischen den in den Metallschichten MLl und ML2 ausgebildeten leitenden Flächen Ell, E21 ist eine zweite Kapazität C2 gebildet . Diese Kapazitäten weisen eine gemeinsame an einen ersten Außenkontakt AEl angeschlossene erste Elektrode auf. Die zweiten Elektroden dieser Kapazitäten sind an einen zweiten Außenkontakt AE2 angeschlossen. Die Kapazitäten Ci, C2 sind zwischen den Außenkontakten AEl, AE2 parallel geschaltet .
Die Schichtdicken der die Membran Ml bildenden Schichten sind bezogen auf eine Symmetrieebene, die der Metalllage ML2 entspricht, vorzugsweise symmetrisch ausgewählt. Dabei weisen die piezoelektrischen Schichten die gleiche Dicke und die gleichsinnige Orientierung der c-Achsen auf. Die beiden äußeren Metalllagen MLl, ML3 sind auch gleich dick ausgebildet.
In Figur IA sind die entgegengesetzt gepolten, mit verschiedenen Außenkontakten des Mikrofons verbundene Elektroden ü- bereinander angeordnet . Die Anordnung beider Elektroden in einer Ebene ist in Figur 2A gezeigt.
In Figur 2A ist eine Variante einer bimorphen Membran vorgestellt, bei der in den beiden äußeren Metallschichten MLl, ML3 floatende leitende Flächen FEl bzw. FE2 ausgebildet sind, welche den an die Außenkontakte angeschlossenen leitenden Flächen Ell, E12 gegenüberliegen. Die im mittleren Bereich des hohen Potentials angeordnete, vorzugsweise runde oder quadratische erste leitende Fläche Ell ist an den Außenkontakt AEl angeschlossen. Die im zweiten Bereich des hohen Potentials angeordnete, ringförmige zweite leitende Fläche E12 ist an den Außenkontakt AE2 angeschlossen.
Das Ersatzschaltbild ist in Figur 2B gezeigt. Zwischen der leitenden Fläche Ell und der floatenden Fläche E12 ist eine erste Kapazität C1 gebildet. Zwischen der leitenden Fläche Ell und der floatenden Fläche FEl ist eine zweite Kapazität C2 gebildet. Ähnlich ist die dritte bzw. vierte Kapazität C3, C4 zwischen der leitenden Fläche E12 und den floatenden Flächen FEl, FE2 gebildet. Die Serienschaltung der Kapazitäten C1 und C3 ist parallel zu der Serienschaltung der Kapazitäten C2 und C4 geschaltet.
Die Draufsicht auf die Metallschichten der Membran gemäß Figur 2A ist in Figur 5 gezeigt. In Figur 3 ist angedeutet, dass alle drei Metallschichten MLl bis ML3 zur Bildung von leitenden Flächen Ell, Ξ12 , E21, E22, E31, E32 strukturiert sein können. Die mittig angeordneten, vorzugsweise runden oder quadratischen leitenden Flächen Ell, E21, E31 und/oder die im Randbereich angeordneten, vorzugsweise ringförmigen leitenden Flächen E12, E22 und E32 können in einer Variante zu Teilflächen strukturiert werden, siehe z. B. Figur 7B .
Figuren 4A, 4B zeigen eine Variante mit einer vorteilhaften Verschaltung von in drei verschiedenen Metallschichten ausgebildeten leitenden Flächen zur Bildung von mehreren Kapazitäten, die miteinander in Serie und parallel verschaltet sind, im Querschnitt sowie das entsprechende Ersatzschaltbild. Figur 4A zeigt den Mikrofonchip nur ausschnittsweise, wobei die leitenden Flächen im Querschnitt vorzugsweise wie in Figur 3, also im Wesentlichen konzentrisch ausgebildet sind.
In der mittleren Metalllage ist eine erste leitende Fläche Ell und eine zweite leitende Fläche E12 ausgebildet. In den beiden äußeren Metalllagen sind jeweils eine dritte leitende Fläche E21, E31 und eine vierte leitende Fläche E22, E32 ausgebildet .
Die erste leitende Fläche Ell ist an einen Außenkontakt ersten AEl angeschlossen und zwischen den dritten leitenden Flächen E21, E31 angeordnet. Dadurch sind zwei hintereinander geschaltete Kapazitäten C1 und C2 gebildet. Die erste leitende Fläche Ell bildet dabei eine gemeinsame Elektrode dieser Kapazitäten.
Die zweite leitende Fläche E12 ist zwischen den vierten leitenden Flächen E22, E32 angeordnet. Dadurch sind zwei hinter- einander geschaltete Kapazitäten C3 und C4 gebildet. Die zweite leitende Fläche E12 bildet dabei eine gemeinsame E- lektrode dieser Kapazitäten. Die zweite leitende Fläche E12 ist über Durchkontaktierungen DK mit den beiden dritten leitenden Flächen E21, E31 elektrisch verbunden, mit denen sie eine floatende leitende Struktur bildet. Die vierten leitenden Flächen E22, E32 sind an einen zweiten Außenkontakt AE2 angeschlossen .
Die erste leitende Fläche Ell ist z. B. im mittig angeordneten ersten Bereich des hohen Potentials und die zweite leitende Fläche E12 im Randbereich der Membran, also im zweiten Bereich des hohen Potentials angeordnet.
In Figuren 4A, 4B ist die Verschaltung von leitenden Flächen vorgestellt, bei der die Parallelschaltung von Kapazitäten Ci, C2 in Serie mit der Parallelschaltung von weiteren Kapazitäten C3, C4 geschaltet ist. Es ist möglich, auch mehr als nur zwei Parallelschaltungen von Kapazitäten hintereinander anzuordnen und zwischen den Außenkontakten AEl, AE2 zu schalten. Dabei können z. B. die vierten leitenden Flächen E22, E32 anstatt an den Außenkontakt AE2 über vertikale elektrische Verbindungen an eine in der mittleren Metalllage angeordnete weitere leitende Fläche angeschlossen sein und eine floatende Struktur bilden. Die Anordnung der weiteren leitenden Fläche zwischen zwei hier nicht dargestellten leitenden Flächen bzw. deren Anbindung entspricht vorzugsweise der Anordnung der zweiten leitenden Fläche E12.
Auch ist es möglich, anstatt die erste leitende Fläche Ell an den Kontakt AEl anzuschließen diese leitende Fläche einer weiteren floatenden Struktur zuzuordnen. Die Anordnung der ersten leitenden Fläche Ell zwischen zwei hier nicht darge- stellten leitenden Flächen bzw. deren Anbindung entspricht • vorzugsweise der Anordnung der zweiten leitenden Fläche E12.
Mit vertikalen elektrischen Verbindungen gelingt es also, die Anzahl der Kapazitäten pro Membran und somit auch die Signal- Spannung zu erhöhen .
In Figuren 5, 6A, 6B, 7A und 7B sind verschiedene Varianten zur Ausbildung von Elektrodenstrukturen in drei Metalllagen MLl, ML2 und ML3 bei einer Membran mit einem bimorphen Aufbau gezeigt. In den Figuren 5, 6A, 7A, 7B in der Mitte ist die mittlere Metalllage ML2 der Membran mit darin ausgebildeten Metallstrukturen gezeigt .
In Figur 5 ist eine runde erste leitende Fläche Ell im ersten Bereich eines hohen Potentials und eine ringförmige zweite leitende Fläche E12 im zweiten Bereich des hohen Potentials angeordnet. Die leitenden Flächen Ell, E12 bilden jeweils eine Innenelektrode und sind über horizontal verlaufende Leiterbahnen und vertikale elektrische Verbindungen - Durchkon- taktierungen DKl, DK2 - jeweils an einen in der außenliegenden - hier oberen - Metallschicht ML3 angeordneten Außenkontakt AEl bzw. AE2 angeschlossen. Die Außenkontakte AEl, AE2 des Mikrofons können in einer Variante in derselben Metallschicht wie die leitenden Flächen Ell, E12 angeordnet und an die leitenden Flächen Ell, E12 über horizontale elektrische Verbindungen (Zuleitungen) angeschlossen sein.
In den beiden äußeren Metallschichten MLl und ML3 ist jeweils eine durchgehende floatende leitende Fläche FEl, FE2 ausgebildet, die einerseits der ersten leitenden Fläche Ell und andererseits der zweiten leitenden Fläche E12 gegenüber liegt . Zu einem langsamen Druckausgleich ist .eine durch die Membran hindurchgehende Ventilationsöffnung VE vorgesehen, deren Querschnittsgrößer deutlich kleiner als die Querschnittsgröße der Membran ist .
Eine Abwandlung der Membran gemäß Figur 5 ist in Figuren 6A und 6B vorgestellt. Hier sind anstatt durchgehender floatender leitender Flächen FEl, FE2 strukturierte floatende Flächen vorgesehen. Die kreisförmige erste leitende Fläche Ell ist zwischen zwei im wesentlichen die gleiche Form aufweisenden Flächen FEIl und FE21 angeordnet. Die ringförmige zweite leitende Fläche E12 ist zwischen zwei im wesentlichen die gleiche Form aufweisenden Flächen FE12 , FE22 angeordnet. Die im Mittenbereich und im Randbereich angeordneten Flächen FEIl, FE12 sind mittels schmaler Leiterbahnen miteinander verbunden. Die im Mittenbereich und im Randbereich angeordneten Flächen FE21, FE22 sind auch mittels schmaler Leiterbahnen miteinander verbunden. Diese Variante zeichnet sich durch geringe parasitäre Kapazitäten aus.
In Figur 6B ist die Membran mit gemäß Figur 6A ausgebildeten Metallschichten MLl, ML2 , ML3 in einem schematischen Querschnitt gezeigt .
In Figur 7A ist eine weitere Variante zur Ausbildung von Metallschichten einer bimorphen Membran gezeigt.
In der mittleren Metallschicht ML2 ist eine erste floatende Struktur ausgebildet, die eine erste Teilfläche E12b und eine mittels einer schmalen Leiterbahn mit dieser verbundene zweite Teilfläche Ella aufweist. In der ersten äußeren Metallschicht MLl ist eine zweite floatende Struktur FEIa und eine von ihr elektrisch isolierte dritte floatende Struktur FEIb angeordnet . In der zweiten äußeren Metalllage ML3 sind eine zweite floatende Struktur FE2a, eine von ihr isolierte dritte floatende Struktur FE2b und Außenkontakte AEl, AE2 angeordnet.
Die zweiten floatenden Strukturen FEIb, FE2b liegen der ersten leitenden Fläche ElIb und einer ersten Teilfläche E12b der ersten floatenden Struktur gegenüber. Die dritten floatenden Strukturen FEIa, FE2a liegen der zweiten leitenden Fläche E12a und einer zweiten Teilfläche Ella der ersten floatenden Struktur gegenüber. In diesem Ausführungsbeispiel, da die einander gegenüberliegenden Metallstrukturen kapazitiv gekoppelt sind, sind insgesamt acht miteinander verschaltete Kapazitäten realisiert. Das Ersatzschaltbild entspricht der Hintereinanderschaltung von zwei Kapazitätsschaltungen gemäß Figur 2B .
Die erste leitende Fläche ElIb und die zweite Teilfläche Ella der ersten floatenden Struktur sind im ersten Bereich des hohen Potentials angeordnet. Die zweite leitende Fläche E12a und die erste Teilfläche E12b der ersten floatenden Struktur sind in einem zweiten Bereich des hohen Potentials angeordnet .
In Figur 7B ist eine Abwandlung der Variante gemäß Figur 7A gezeigt. Die in den außenliegenden Metallschichten MLl, ML3 ausgebildeten floatenden Strukturen FEIa, FEIb, FE2a, FE2b sind jeweils so strukturiert, dass sie mittels schmaler Leiterbahnen leitend miteinander verbundene Teilflächen aufwei- sen, deren Form im Wesentlichen der Form der ihnen gegenüberliegenden Strukturen Ella, ElIb, E12a, E12b entspricht.
Die in derselben Metalllagen angeordneten, leitend miteinander verbundenen Strukturen können grundsätzlich durch eine durchgehende leitende Fläche (ohne Aussparungen) ersetzt werden. Eine durchgehende leitende Fläche kann durch leitend miteinander verbundene leitende Teilflächen, deren Form an die Form gegenüberliegender Metallstrukturen angepasst ist, ersetzt werden.
In Figuren 8A bis 8C ist die Ausführung eines Mikrofonchips mit einer einseitig eingespannten Membran Ml vorgestellt, deren freies Ende quasielastisch mit dem Trägersubstrat TS verbunden ist. Die Membran Ml weist eine zwischen strukturierten Metalllagen MLl, ML2 angeordnete piezoelektrische Schicht PS auf. In der Metalllage MLl sind erste leitende Flächen Ell, E12 und in der Metalllage ML2 zweite leitende Flächen E21, E22 ausgebildet. Die Membran Ml ist über einer im Substrat TS ausgebildeten Ausnehmung AU und nur auf einer Seite über dem Trägersubstrat SU angeordnet, so dass ein Ende der Membran frei schwingen kann. Die Ausnehmung AU stellt vorzugsweise eine durchgehende Öffnung im Trägersubstrat dar.
In der in Figur 8A gezeigten Variante ist das freie Ende der Membran über eine in der unteren Metalllage MLl ausgebildete leitende Fläche Ell mit dem Trägersubstrat SU quasielastisch verbunden .
In Figur 8B ist über der Ausnehmung AU ein schwingfähiger Träger TD mit der darauf angeordneten und fest damit verbundenen Membran Ml aufgespannt. Der schwingfähige Träger TD ist vorzugsweise hochelastisch und erlaubt dem freien Ende der Membran eine große Auslenkungsamplitude und daher einen großen Membranhub .
In Figur 8C umfasst die Membran Ml zusätzlich eine Schicht Sil z. B. aus Siliziumdioxid. Auf der Oberseite der Membran ist ein schwingfähiger Träger TD, z. B. eine elastische Folie, vorzugsweise eine Kunststofffolie aufgetragen bzw. auf- laminiert, welche das freie Ende der Membran mit dem Trägersubstrat verbindet . Die Folie ist hier bis zur untersten Membranschicht heruntergezogen.
In Figuren 9 bis 14 sind verschiedene Varianten einer einseitig eingespannten Membran mit einem bimorphen Aufbau gezeigt.
Die guasielastische Anbindung des freien Endes der Membran kann wie in Figur 3 über eine in der untersten Metalllage ausgebildete Metallstruktur E erfolgen (Fig. 9) . Die Metallstruktur E kann auch in der oberen oder mittleren Metalllage ausgebildet und bis zur der untersten Membranschicht entsprechenden Ebene heruntergezogen sein (Fig. 10, 11) .
In der Variante gemäß Figur 12 ist eine einseitig (links) eingespannte bimorphe Membran gezeigt, deren freies Ende mittels eines schwingfähigen Trägers TD mit dem Trägersubstrat SU verbunden ist. Der schwingfähige Träger TD bedeckt hier nur einen Teil der Oberseite der Membran, kann aber wie in Figur 4 die Oberseite der Membran komplett bedecken.
In Figur 13 ist eine Variante der Anbindung des freien Endes der auf einem schwingfähigen Träger TD angeordneten Membran mittels des schwingfähigen Trägers TD und einer weiteren darüber angeordneten Metallstruktur E gezeigt, welche in der Figur 14 fehlt . In Figuren 9 bis 13 ist eine zusätzliche Metallstruktur angeordnet, welche die Oberseite der Membran an ihrem eingespannten Ende mit der Oberseite der Trägersubstrats verbindet .
Die Mikrofonmembranen können auch in weiteren piezoelektrischen akustischen Sensoren, z. B. mit Ultraschall arbeitende Abstandssensoren, eingesetzt werden. Ein Mikrofonchip mit einer Mikrofonmembran kann in beliebigen Signalverarbeitungsmodulen eingesetzt werden. Verschiedene Varianten können miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
AEl, AE2 Außenkontakte
AU Öffnung im Trägersubstrat SU
Ci, C2 Kapazitäten
DKl, DK2 Durchkontaktierung
El, E2 erste und zweite Elektrode
Ell, ElIb erste leitende Fläche
Ella, E12b leitende Teilfläche
E12 , E12a zweite leitende Fläche
E21, E31 dritte leitende Fläche
E22, E32 vierte leitende Fläche
FEl, FE2 floatende Fläche
FEIa, FE2a zweite floatende Struktur
FEIb, FE2b dritte floatende Struktur
Ml Membran
MLl, ML2, ML3 Metallschichten
PS, PSl, PS2 piezoelektrische Schicht
TD schwingfähiger Träger
SU Trägersubstrat
U1, 'O2 Spannung
VE Ventilationsöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Mikrofonmembran (Ml), umfassend zwei übereinander angeordnete piezoelektrische Schichten (PSl, PS2) mit einer dazwischen liegenden mittleren Metallschicht (ML2) , wobei die c-Achsen der beiden piezoelektrischen Schichten (PSl, PS2) gleichsinnig gerichtet sind.
2. Mikrofonmembran nach Anspruch 1, wobei die piezoelektrischen Schichten (PSl, PS2) jeweils zwischen der mittleren Metallschicht (ML2) und einer außenliegenden Metallschicht (MLl, ML3 ) angeordnet sind.
3. Mikrofonmembran nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Membran (Ml) bezüglich der Schichtenfolge und der Schichtendicke einen im wesentlichen symmetrischen Aufbau aufweist, wobei die mittlere Metallschicht (ML2) in einer Symmetrieebene angeordnet ist .
4. Mikrofonmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der mittleren Metallschicht (ML2) eine erste e- lektrisch leitende Fläche (Ell, ElIb) ausgebildet ist, die mit einem ersten elektrischen Potential beaufschlagt ist .
5. Mikrofonmembran nach Anspruch 4 , wobei in den außenliegenden Metallschichten (MLl, ML2) jeweils eine zweite leitende Fläche (E21, E31) ausgebildet ist, die der ersten leitenden Fläche (Ell, ElIb) gegenüber liegt, wobei die zweiten leitenden Flächen (E21, E31) mit einem zweiten elektrischen Potential beaufschlagt sind.
6. Mikrofonmembran nach Anspruch 4, wobei in der mittleren Metallschicht (ML2) eine zweite elektrisch leitende Fläche (E12, E12a) ausgebildet ist, die mit einem zweiten elektrischen Potential beaufschlagt ist .
7. Mikrofonmembran nach Anspruch 6, wobei in mindestens einer der nach außen gewandten Metallschichten (MLl, ML3) eine leitende Struktur (FEl, FE2) ausgebildet ist, die der ersten und der zweiten e- lektrisch leitenden Fläche (Ell, E12) gegenüber liegt.
8. Mikrofonmembran nach Anspruch 7 , wobei die leitende Struktur eine floatende Struktur (FEl, FE2) ist.
9. Mikrofonmembran nach Anspruch 7 oder 8, wobei die erste leitende Fläche (Ell) in einem mittig angeordneten Bereich eines hohen Potentials und die zweite leitende Fläche (E12) in einem im Randbereich angeordneten Bereich eines hohen Potentials liegt, oder umgekehrt.
10.Mikrofonmembran nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die elektrisch leitenden Flächen (Ell, E12) jeweils über eine vertikale elektrische Verbindung (DKl, DK2) mit einer in einer der außenliegenden Metallschichten (MLl, ML3) ausgebildeten Außenelektrode (AEl, AE2) leitend verbunden ist.
11. Mikrofonmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in der mittleren Metallschicht (ML2) eine zweite elektrisch leitende Fläche (E12) ausgebildet ist, wobei 'die erste leitende Fläche (Ell) in außenliegenden Metallschichten (MLl, ML3) angeordneten dritten leitenden Flächen (E21, E31) gegenüber liegt, wobei die zweite leitende Fläche (E12) in außenliegenden Metallschichten (MLl, ML3) angeordneten vierten leitenden Flächen (E22, E32) gegenüber liegt.
12. Mikrofonmembran nach Anspruch 11, wobei die erste leitende Fläche (Ell) mit einem ersten e- lektrischen Potential beaufschlagt ist, wobei die vierten leitenden Flächen (E22, E32) mit einem zweiten elektrischen Potential beaufschlagt sind, wobei die zweite leitende Fläche (E12) mittels in der angrenzenden piezoelektrischen Schicht (PSl, PS2) angeordneter Durchkontaktierungen (DK) mit den dritten leitenden Flächen (E21, E31) elektrisch leitend verbunden ist.
13.Mikrofonmembran nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei in der mittleren Metallschicht (ML2) eine erste floatende Struktur (Ella, E12b) ausgebildet ist, wobei in mindestens einer der außenliegenden Metall - schichten eine zweite floatende Struktur (FEIa, FE2a) und eine elektrisch von dieser isolierte dritte floatende Struktur (FEIb, FE2b) angeordnet ist, wobei die zweite floatende Struktur (FEIb, FE2b) der ersten leitenden Fläche (ElIb) und einem ersten Teil der ersten floatenden Struktur (E12b) gegenüberliegt, wobei die dritte floatende Struktur (FEIa, FE2a) der zweiten leitenden Fläche (E12a) und einem zweiten Teil der ersten floatenden Struktur (Ella) gegenüberliegt.
14.Mikrofonmembran nach Anspruch 13, wobei die erste leitende Fläche (ElIb) und der zweite Teil der ersten floatenden Struktur (Ella) in einem ers- ten Bereich des hohen Potentials angeordnet sind, wobei die zweite leitende Fläche (E12a) und der erste . Teil der ersten floatenden Struktur (E12b) in einem zweiten Bereich des hohen Potentials angeordnet sind.
15. Mikrofon mit einer Membran (Ml) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Membran (Ml) über einer in einem Trägersubstrat (SU) vorgesehenen Ausnehmung (AU) aufgespannt ist.
16. Mikrofon nach Anspruch 15, wobei die Membran (Ml) auf dem Trägersubstrat (SU) nur einseitig eingespannt ist, wobei ihr gegenüberliegendes Ende beim Anlegen eines akustischen Signals frei schwingen kann.
17. Mikrofon nach Anspruch 15, wobei zwei gegenüberliegende Enden der Membran (Ml) auf dem Trägersubstrat (SU) befestigt sind, wobei ihre zwei weiteren gegenüberliegenden Enden nicht befestigt sind und frei schwingen können.
18. Mikrofon, umfassend ein Trägersubstrat (SU) , eine über eine im Trägersubstrat (SU) vorgesehene Ausnehmung (AU) aufgespannte Membran (Ml) , die auf dem Trägersubstrat (SU) nur einseitig eingespannt ist, wobei ihr gegenüberliegendes Ende beim Anlegen eines akustischen Signals frei schwingen kann.
19. Mikrofon, umfassend ein Trägersubstrat (SU) , eine über eine im Trägersubstrat (SU) vorgesehene Ausneh- mung (AU) aufgespannte Membran (Ml) , deren zwei gegenüberliegenden Enden auf dem Trägersubstrat (SU) befestigt sind, wobei ihre zwei weiteren gegenüberliegenden Enden nicht befestigt sind und frei schwingen können.
2 O.Mikrofon nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Membran (Ml) mindestens eine piezoelektrische Schicht (PS, PSl, PS2) aufweist.
21.Mikrofon nach einem der Ansprüche 15 bis 20, ferner umfassend einen elastischen schwingfähigen Träger (TD) , mit dem die Membran (Ml) fest verbunden ist, wobei der schwingfähige Träger (TD) über das freie Ende der Membran (Ml) hinausgeht und die gegenüber liegende Wände der Ausnehmung (AU) miteinander verbindet.
22. Mikrofon nach Anspruch 21, wobei die Membran (Ml) auf dem schwingfähigen Träger (TD) angeordnet ist .
23. Mikrofon nach Anspruch 21, wobei der schwingfähige Träger (TD) entlang der Oberseite und der Seitenfläche des freien Endes der Membran (Ml) verläuft .
24. Mikrofon nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei eine fest mit der Membran (Ml) verbundene Metallstruktur vorgesehen ist, die über das freie Ende der Membran (Ml) hinausgeht und dieses Ende mit der ihm gegenüber liegenden Wand der Ausnehmung (AU) miteinander verbindet .
25. Mikrofon nach Anspruch 24, wobei die Metallstruktur in der untersten Metallschicht der Membran (Ml) ausgebildet ist.
26. Mikrofon nach Anspruch 24, wobei die Metallstruktur teilweise in der mittleren oder obersten Metallschicht der Membran (Ml) und entlang der Seitenfläche des freien Endes der Membran verläuft.
PCT/EP2006/001120 2005-02-24 2006-02-08 Mikrofonmembran und mikrofon mit der mikrofonmembran WO2006089640A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/816,960 US20090129611A1 (en) 2005-02-24 2006-02-08 Microphone Membrane And Microphone Comprising The Same
JP2007556515A JP4928472B2 (ja) 2005-02-24 2006-02-08 マイクロフォンダイアフラムおよびマイクロフォンダイアフラムを有するマイクロフォン

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005008514.8A DE102005008514B4 (de) 2005-02-24 2005-02-24 Mikrofonmembran und Mikrofon mit der Mikrofonmembran
DE102005008514.8 2005-02-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2006089640A2 true WO2006089640A2 (de) 2006-08-31
WO2006089640A3 WO2006089640A3 (de) 2006-10-26

Family

ID=36384495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/001120 WO2006089640A2 (de) 2005-02-24 2006-02-08 Mikrofonmembran und mikrofon mit der mikrofonmembran

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20090129611A1 (de)
JP (1) JP4928472B2 (de)
DE (1) DE102005008514B4 (de)
WO (1) WO2006089640A2 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100303274A1 (en) * 2009-05-18 2010-12-02 William Ryan Microphone Having Reduced Vibration Sensitivity
TW201515474A (zh) * 2013-10-04 2015-04-16 Fan-En Yueh 收音裝置及其製造方法
DE102013114826A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 USound GmbH Mikro-elektromechanischer Schallwandler mit schallenergiereflektierender Zwischenschicht
DE102016125082B3 (de) 2016-12-21 2018-05-09 Infineon Technologies Ag Halbleitervorrichtung, mikrofon und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung
JP6787553B2 (ja) * 2017-02-14 2020-11-18 新日本無線株式会社 圧電素子
JP2019007749A (ja) 2017-06-20 2019-01-17 ヤマハ株式会社 圧力センサー
KR101994583B1 (ko) * 2018-01-30 2019-06-28 김경원 Mems 압전형 마이크로폰
CN110793708B (zh) * 2019-11-15 2021-12-03 联合微电子中心有限责任公司 一种压电式mems声传感器
EP4082961A4 (de) * 2019-12-25 2023-10-25 Denso Corporation Piezoelektrisches element, piezoelektrische vorrichtung und herstellungsverfahren eines piezoelektrischen elementes
WO2021134671A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 瑞声声学科技(深圳)有限公司 压电mems麦克风及压电mems麦克风的制备方法
WO2021235080A1 (ja) * 2020-05-20 2021-11-25 ローム株式会社 トランスデューサ、及びその駆動方法、並びにシステム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2105010A (en) * 1933-02-25 1938-01-11 Brush Dev Co Piezoelectric device
US3447217A (en) * 1964-02-05 1969-06-03 Hitachi Ltd Method of producing ceramic piezoelectric vibrator
US4816125A (en) * 1987-11-25 1989-03-28 The Regents Of The University Of California IC processed piezoelectric microphone

Family Cites Families (105)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3587322A (en) * 1969-06-17 1971-06-28 Simmonds Precision Products Pressure transducer mounting
JPS4941573B1 (de) * 1970-12-22 1974-11-09
US3735211A (en) * 1971-06-21 1973-05-22 Fairchild Camera Instr Co Semiconductor package containing a dual epoxy and metal seal between a cover and a substrate, and method for forming said seal
US3968193A (en) * 1971-08-27 1976-07-06 International Business Machines Corporation Firing process for forming a multilayer glass-metal module
JPS5017544B2 (de) 1972-08-25 1975-06-21
JPS5830394Y2 (ja) * 1978-11-15 1983-07-04 日本特殊陶業株式会社 圧電マイクロフオン
US4454440A (en) * 1978-12-22 1984-06-12 United Technologies Corporation Surface acoustic wave (SAW) pressure sensor structure
JPS55112864U (de) * 1979-02-02 1980-08-08
JPS622879Y2 (de) * 1981-03-25 1987-01-22
CH642504A5 (en) * 1981-06-01 1984-04-13 Asulab Sa Hybrid electroacoustic transducer
JPS57202196A (en) * 1981-06-05 1982-12-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Piezoelectric type electroacoustic converter
US4424419A (en) * 1981-10-19 1984-01-03 Northern Telecom Limited Electret microphone shield
JPS60111200U (ja) * 1983-12-27 1985-07-27 日本圧電気株式会社 圧電型マイクロホン
US4641054A (en) * 1984-08-09 1987-02-03 Nippon Ceramic Company, Limited Piezoelectric electro-acoustic transducer
JPS61252799A (ja) * 1985-04-30 1986-11-10 Nippon Atsudenki Kk 電気・音響変換器
JPH0224319Y2 (de) * 1985-06-29 1990-07-03
JPS628798A (ja) 1985-07-05 1987-01-16 松下電器産業株式会社 洗濯機の排水装置
JPS62173814A (ja) * 1986-01-28 1987-07-30 Alps Electric Co Ltd 弾性表面波素子搭載ユニツト
ATA74486A (de) * 1986-03-20 1987-04-15 Akg Akustische Kino Geraete Richtmikrophon nach dem elektrostatischen oder elektrodynamischen wandlerprinzip
JPS62231591A (ja) * 1986-03-31 1987-10-12 Ngk Spark Plug Co Ltd 圧電送受波器
US5091051A (en) * 1986-12-22 1992-02-25 Raytheon Company Saw device method
JPS63181098U (de) * 1987-05-15 1988-11-22
JPS6424700A (en) * 1987-07-21 1989-01-26 Nippon Chemicon Piezoelectric acoustic transducer
NL8702589A (nl) * 1987-10-30 1989-05-16 Microtel Bv Elektro-akoestische transducent van de als elektreet aangeduide soort, en een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke transducent.
US5216490A (en) * 1988-01-13 1993-06-01 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Bridge electrodes for microelectromechanical devices
US4906840A (en) * 1988-01-27 1990-03-06 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr., University Integrated scanning tunneling microscope
US4985926A (en) 1988-02-29 1991-01-15 Motorola, Inc. High impedance piezoelectric transducer
US4825335A (en) * 1988-03-14 1989-04-25 Endevco Corporation Differential capacitive transducer and method of making
US4984268A (en) * 1988-11-21 1991-01-08 At&T Bell Laboratories Telephone handset construction
US5101543A (en) * 1990-07-02 1992-04-07 Gentex Corporation Method of making a variable capacitor microphone
JP2772739B2 (ja) * 1991-06-20 1998-07-09 いわき電子株式会社 リードレスパッケージの外部電極構造及びその製造方法
US5184107A (en) * 1991-01-28 1993-02-02 Honeywell, Inc. Piezoresistive pressure transducer with a conductive elastomeric seal
US5178015A (en) * 1991-07-22 1993-01-12 Monolithic Sensors Inc. Silicon-on-silicon differential input sensors
US5490220A (en) * 1992-03-18 1996-02-06 Knowles Electronics, Inc. Solid state condenser and microphone devices
FR2697675B1 (fr) * 1992-11-05 1995-01-06 Suisse Electronique Microtech Procédé de fabrication de transducteurs capacitifs intégrés.
US5475606A (en) * 1993-03-05 1995-12-12 International Business Machines Corporation Faraday cage for a printed circuit card
JPH07111254A (ja) * 1993-10-12 1995-04-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の製造方法
US6191928B1 (en) * 1994-05-27 2001-02-20 Littelfuse, Inc. Surface-mountable device for protection against electrostatic damage to electronic components
JP3171043B2 (ja) * 1995-01-11 2001-05-28 株式会社村田製作所 弾性表面波装置
JPH08205273A (ja) 1995-01-24 1996-08-09 Mitsubishi Electric Corp 骨伝導音声振動検出素子および骨伝導音声振動検出装置
US5506919A (en) * 1995-03-27 1996-04-09 Eastman Kodak Company Conductive membrane optical modulator
US6033935A (en) * 1997-06-30 2000-03-07 Formfactor, Inc. Sockets for "springed" semiconductor devices
DK172085B1 (da) * 1995-06-23 1997-10-13 Microtronic As Mikromekanisk mikrofon
TW332166B (en) * 1995-10-06 1998-05-21 Laurance Lewellin Richard Method for making articles with rice hulls
US5674785A (en) * 1995-11-27 1997-10-07 Micron Technology, Inc. Method of producing a single piece package for semiconductor die
JP3432982B2 (ja) * 1995-12-13 2003-08-04 沖電気工業株式会社 表面実装型半導体装置の製造方法
DE19548046C2 (de) * 1995-12-21 1998-01-15 Siemens Matsushita Components Verfahren zur Herstellung von für eine Flip-Chip-Montage geeigneten Kontakten von elektrischen Bauelementen
US6242842B1 (en) * 1996-12-16 2001-06-05 Siemens Matsushita Components Gmbh & Co. Kg Electrical component, in particular saw component operating with surface acoustic waves, and a method for its production
US5748758A (en) * 1996-01-25 1998-05-05 Menasco, Jr.; Lawrence C. Acoustic audio transducer with aerogel diaphragm
US5888845A (en) * 1996-05-02 1999-03-30 National Semiconductor Corporation Method of making high sensitivity micro-machined pressure sensors and acoustic transducers
JPH11510666A (ja) * 1996-05-24 1999-09-14 シーメンス マツシタ コンポーネンツ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング ウント コンパニコマンデイート ゲゼルシヤフト 電子デバイス、特に表面音波で作動するデバイス―ｓａｗデバイス
WO1997050127A1 (en) * 1996-06-24 1997-12-31 International Business Machines Corporation Stacked semiconductor device package
US5889872A (en) * 1996-07-02 1999-03-30 Motorola, Inc. Capacitive microphone and method therefor
US5740261A (en) * 1996-11-21 1998-04-14 Knowles Electronics, Inc. Miniature silicon condenser microphone
JP3576727B2 (ja) * 1996-12-10 2004-10-13 株式会社デンソー 表面実装型パッケージ
US5870482A (en) * 1997-02-25 1999-02-09 Knowles Electronics, Inc. Miniature silicon condenser microphone
JP3336913B2 (ja) * 1997-06-30 2002-10-21 株式会社村田製作所 電子部品のパッケージ構造
TW387198B (en) * 1997-09-03 2000-04-11 Hosiden Corp Audio sensor and its manufacturing method, and semiconductor electret capacitance microphone using the same
DE19806550B4 (de) * 1998-02-17 2004-07-22 Epcos Ag Elektronisches Bauelement, insbesondere mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement - OFW-Bauelement
DE19806818C1 (de) * 1998-02-18 1999-11-04 Siemens Matsushita Components Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, insbesondere eines mit akustischen Oberflächenwllen arbeitenden OFW-Bauelements
DE19818824B4 (de) * 1998-04-27 2008-07-31 Epcos Ag Elektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19822794C1 (de) * 1998-05-20 2000-03-09 Siemens Matsushita Components Mehrfachnutzen für elektronische Bauelemente, insbesondere akustische Oberflächenwellen-Bauelemente
US6052464A (en) * 1998-05-29 2000-04-18 Motorola, Inc. Telephone set having a microphone for receiving or an earpiece for generating an acoustic signal via a keypad
FI105880B (fi) * 1998-06-18 2000-10-13 Nokia Mobile Phones Ltd Mikromekaanisen mikrofonin kiinnitys
US6078245A (en) * 1998-12-17 2000-06-20 Littelfuse, Inc. Containment of tin diffusion bar
US7003127B1 (en) * 1999-01-07 2006-02-21 Sarnoff Corporation Hearing aid with large diaphragm microphone element including a printed circuit board
US6838972B1 (en) * 1999-02-22 2005-01-04 Littelfuse, Inc. PTC circuit protection devices
US6182342B1 (en) * 1999-04-02 2001-02-06 Andersen Laboratories, Inc. Method of encapsulating a saw device
US6522762B1 (en) * 1999-09-07 2003-02-18 Microtronic A/S Silicon-based sensor system
US6732588B1 (en) * 1999-09-07 2004-05-11 Sonionmems A/S Pressure transducer
DE19961842B4 (de) * 1999-12-21 2008-01-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mehrschichtleiterplatte
US6236145B1 (en) * 2000-02-29 2001-05-22 Cts Corporation High thermal resistivity crystal resonator support structure and oscillator package
DE10016867A1 (de) * 2000-04-05 2001-10-18 Epcos Ag Bauelement mit Beschriftung
US6384473B1 (en) * 2000-05-16 2002-05-07 Sandia Corporation Microelectronic device package with an integral window
JP2002001857A (ja) * 2000-06-21 2002-01-08 Nitto Denko Corp 樹脂基板及び液晶表示装置
US6530515B1 (en) * 2000-09-26 2003-03-11 Amkor Technology, Inc. Micromachine stacked flip chip package fabrication method
US6566672B1 (en) * 2000-09-29 2003-05-20 Heidelberger Druckmaschinen Ag Light sensor for sheet products
US7434305B2 (en) * 2000-11-28 2008-10-14 Knowles Electronics, Llc. Method of manufacturing a microphone
US7166910B2 (en) * 2000-11-28 2007-01-23 Knowles Electronics Llc Miniature silicon condenser microphone
GB2386030B (en) * 2000-12-22 2004-08-18 Bruel & Kjaer Sound & Vibratio A micromachined capacitive transducer
DE10104574A1 (de) * 2001-02-01 2002-08-08 Epcos Ag Substrat für ein elektrisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
JP3794292B2 (ja) * 2001-07-03 2006-07-05 株式会社村田製作所 圧電型電気音響変換器およびその製造方法
WO2003032484A1 (de) * 2001-09-28 2003-04-17 Epcos Ag Verfahren zur verkapselung eines elektrischen bauelementes und damit verkapseltes oberflächenwellenbauelement
DE10164494B9 (de) * 2001-12-28 2014-08-21 Epcos Ag Verkapseltes Bauelement mit geringer Bauhöhe sowie Verfahren zur Herstellung
DE60326822D1 (de) * 2002-02-08 2009-05-07 Ngk Insulators Ltd Mehrschichtiges piezoelektrisches element und herstellungsverfahren dafür
JP3945292B2 (ja) * 2002-04-10 2007-07-18 松下電器産業株式会社 ダイヤフラム型トランスデューサ
US7217588B2 (en) * 2005-01-05 2007-05-15 Sharp Laboratories Of America, Inc. Integrated MEMS packaging
US6850133B2 (en) * 2002-08-14 2005-02-01 Intel Corporation Electrode configuration in a MEMS switch
US6781231B2 (en) * 2002-09-10 2004-08-24 Knowles Electronics Llc Microelectromechanical system package with environmental and interference shield
US7492019B2 (en) * 2003-03-07 2009-02-17 Ic Mechanics, Inc. Micromachined assembly with a multi-layer cap defining a cavity
JP3966237B2 (ja) * 2003-06-19 2007-08-29 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス、圧電デバイスを搭載した電子機器
US7233679B2 (en) * 2003-09-30 2007-06-19 Motorola, Inc. Microphone system for a communication device
KR20060127166A (ko) * 2004-03-09 2006-12-11 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 일렉트릿 컨덴서 마이크로폰
JP3875240B2 (ja) * 2004-03-31 2007-01-31 株式会社東芝 電子部品の製造方法
DE102004037817B4 (de) * 2004-08-04 2014-08-07 Epcos Ag Elektrisches Bauelement in Flip-Chip-Bauweise
US7608789B2 (en) * 2004-08-12 2009-10-27 Epcos Ag Component arrangement provided with a carrier substrate
US7157836B2 (en) * 2004-10-19 2007-01-02 Seiko Epson Corporation Piezoelectric device
DE102005008512B4 (de) * 2005-02-24 2016-06-23 Epcos Ag Elektrisches Modul mit einem MEMS-Mikrofon
US7202552B2 (en) * 2005-07-15 2007-04-10 Silicon Matrix Pte. Ltd. MEMS package using flexible substrates, and method thereof
SG130158A1 (en) * 2005-08-20 2007-03-20 Bse Co Ltd Silicon based condenser microphone and packaging method for the same
DE102005046008B4 (de) * 2005-09-26 2007-05-24 Infineon Technologies Ag Halbleitersensorbauteil mit Sensorchip und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102005050398A1 (de) * 2005-10-20 2007-04-26 Epcos Ag Gehäuse mit Hohlraum für ein mechanisch empfindliches elektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
DE102005053765B4 (de) * 2005-11-10 2016-04-14 Epcos Ag MEMS-Package und Verfahren zur Herstellung
DE102006019118B4 (de) * 2006-04-25 2011-08-18 Epcos Ag, 81669 Bauelement mit optischer Markierung und Verfahren zur Herstellung
DE102006025162B3 (de) * 2006-05-30 2008-01-31 Epcos Ag Flip-Chip-Bauelement und Verfahren zur Herstellung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2105010A (en) * 1933-02-25 1938-01-11 Brush Dev Co Piezoelectric device
US3447217A (en) * 1964-02-05 1969-06-03 Hitachi Ltd Method of producing ceramic piezoelectric vibrator
US4816125A (en) * 1987-11-25 1989-03-28 The Regents Of The University Of California IC processed piezoelectric microphone

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIU M-N ET AL: "PIEZOELECTRIC BIMORPH MICROPHONE BUILT ON MICROMACHINED PARYLENE DIAPHRAGM" JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, Bd. 12, Nr. 6, Dezember 2003 (2003-12), Seiten 892-898, XP001200226 ISSN: 1057-7157 in der Anmeldung erw{hnt *

Also Published As

Publication number Publication date
JP4928472B2 (ja) 2012-05-09
JP2008532370A (ja) 2008-08-14
WO2006089640A3 (de) 2006-10-26
DE102005008514B4 (de) 2019-05-16
US20090129611A1 (en) 2009-05-21
DE102005008514A1 (de) 2006-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005008514B4 (de) Mikrofonmembran und Mikrofon mit der Mikrofonmembran
EP3320694B1 (de) Mems-leiterplattenmodul mit integrierter piezoelektrischer struktur sowie schallwandleranordnung
DE102005008512B4 (de) Elektrisches Modul mit einem MEMS-Mikrofon
EP3381202B1 (de) Flexible mems-leiterplatteneinheit sowie schallwandleranordnung
US7061166B2 (en) Laminated structure and method of manufacturing the same
DE102007017480B4 (de) Vibrationssensor und Verfahren zur Vibrationserkennung
DE3731196C2 (de)
EP2163121B1 (de) Akustisches sensorelement
DE19922148C2 (de) Piezoelektrisches akustisches Bauteil
DE19643893A1 (de) Ultraschallwandler in Oberflächen-Mikromechanik
DE102008053327A1 (de) Anordnung mit einem Mikrofon
WO2015097035A1 (de) Mikro-elektromechanischer schallwandler mit schallenergiereflektierender zwischenschicht
DE102014224170A1 (de) Mikrofon und verfahren zum herstellen des gleichen
EP1277243A1 (de) Piezokeramischer mehrschichtbauteil für messgeräte sowie dessen herstellungsverfahren
DE102005002980B3 (de) Monolithischer Vielschichtaktor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE112022003130T5 (de) Wandler und elektronische vorrichtung
DE102020126959A1 (de) Niederfrequenz-schwingungsaktorvorrichtung
WO2011012365A1 (de) Piezoelektrischer energiewandler zum umwandeln mechanischer energie in elektrische energie mit hilfe von druckschwankungen, verfahren zum umwandeln von mechanischer energie in elektrische energie unter verwendung des energiewandlers und verwendung des verfahrens
DE102006034110A1 (de) Sensorvorrichtung mit einem Sensorelement und einem Schaltungselement
EP2054953B1 (de) Piezotransformator
DE10236428A1 (de) Piezoelektrisches Bauelement, Abzweigfilter und Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Bauelements
EP2130238A1 (de) Transformatoranordnung mit einem piezoelektrischen transformator
DE10013673C2 (de) Mikromechanischer elektroakustischer Wandler
EP2057698B1 (de) Piezoelektrischer transformator
DE112010002244T5 (de) Piezoelektrische gestapelte Stellanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007556515

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11816960

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06706760

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 6706760

Country of ref document: EP