專利名稱：音響傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用MEMS技術(shù)制作的音響檢測元件(MEMS傳聲器芯片)以及具有該音響檢測元件的音響傳感器。
背景技術(shù)：
圖1 (a)是表示現(xiàn)有的音響傳感器結(jié)構(gòu)的概略剖面圖，圖1 (b)是音響傳感器在除去罩的狀態(tài)下的概略俯視圖，圖1(c)是音響傳感器在安裝有罩的狀態(tài)下的俯視圖。該音響傳感器11中，在由基體基板12和罩13構(gòu)成的殼體內(nèi)收納有音響檢測元件14和處理電路部15 (IC芯片)，由熱固型的粘接劑M將音響檢測元件14的下表面粘接在基體基板12的上表面，另外，由粘接劑固定處理電路部15。音響檢測元件14具有形成有上下貫通的后室 17的硅基板16，與后室17的上表面開口相對而在硅基板16的上表面配置有薄膜振動電極板18，利用與振動電極板18相對而配置的固定電極板19將振動電極板18覆蓋。振動電極板18的四角被腳部20支承，四角之外的部分被懸空支承在硅基板16的上方。另外，在罩 13上開設(shè)有用于將音響振動導(dǎo)向殼體內(nèi)的開口 21，在固定電極板19上開設(shè)有多個用于將音響振動導(dǎo)入振動電極板18的音響孔22(音孔)。而且，根據(jù)通過與音響振動共振而使振動電極板18振動所產(chǎn)生的振動電極板18與固定電極板19之間的靜電容量的變化，將音響振動轉(zhuǎn)換成電信號并輸出。專利文獻(xiàn)1 (日本)特表2008-510427號公報(bào)(粘接劑的向上流動)但是，在上述的音響傳感器11中，利用熱固型粘接劑M將具有上下貫通的后室17 的硅基板16的下表面粘接在基體基板12的上表面，因此剛涂敷后還處于流動狀態(tài)的粘接劑M由于表面張力的作用而沿著后室17的壁面向上流動，容易到達(dá)硅基板16的上表面。 特別是，在棱柱狀或金字塔狀的后室17的情況下，粘接劑M可以很容易沿著槽線(即后室 17的側(cè)壁面之間所成的角部分)到達(dá)硅基板16的上表面。若這樣粘接劑M到達(dá)硅基板 16的上表面，則粘接劑M會進(jìn)入硅基板16的上表面與振動電極板18的邊緣部下表面之間的間隙(通風(fēng)孔23)中，振動電極板18的原本必須從硅基板16浮起的部分就會固著(粘附)在硅基板16上，從而抑制振動電極板18的振動。因此，當(dāng)粘接振動電極板18和硅基板16由于粘接劑M的向上流動而固著時，固定電極板19與振動電極板18之間的距離就會擴(kuò)大，靜電容量的值也會降低。由此，成為音響傳感器11的靈敏度降低，特性發(fā)生變化的原因。另外，若要防止粘接劑M的向上流動，則會出現(xiàn)粘接劑M選擇范圍縮小，成本增加的問題。(硅基板遇熱或外力的變形)在上述結(jié)構(gòu)的音響傳感器11中，作為基體基板12的材質(zhì)，優(yōu)選線膨脹率與硅基板 16大致相同的硬質(zhì)材料，例如陶瓷。但是，由于陶瓷基板造價(jià)高，會增加音響傳感器11的成本，因此一般會使用樹脂基板或樹脂多層基板等有機(jī)基板。這樣的有機(jī)基板的線膨脹率與音響檢測元件14的硅基板16有很大的區(qū)別，因此，由于處理電路部15的散熱和來自外部的熱量會使硅基板16與基體基板12之間產(chǎn)生熱應(yīng)力，有可能會使硅基板16和基體基板12發(fā)生彎曲。所以，作為用于將硅基板16的下面與基體基板12粘接的粘接劑M，使用軟質(zhì)(低楊氏模量)粘接劑，可以用軟質(zhì)粘接劑對來緩解基體基板12與硅基板16之間產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。這樣，硅基板16與基體基板12之間的粘接部分成為具有柔韌性的結(jié)構(gòu)，而且，在硅基板16也因上下貫通有后室17而剛性相對降低。因此，如果產(chǎn)生熱應(yīng)力或是施加外力的話，硅基板16容易變形。當(dāng)硅基板16變形時，振動電極板18與固定電極板19之間的距離縮小而使靈敏度下降，或者特性發(fā)生變化，音響傳感器11就有可能作廢。因此，振動電極板18與固定電極板19之間的空隙不能太小，限制了音響傳感器11靈敏度的提高。(振動電極板18的脆性)另外，當(dāng)硅基板16變形時，振動電極板18產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力而使得振動電極板18 的強(qiáng)度下降。而且，為了通過音響傳感器11來檢測微弱的音響振動，振動電極板18的厚度必須非常薄，所以振動電極板非常脆，很容易因音響傳感器的落下等而損壞。所以說，如果考慮強(qiáng)度的話，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上很難將振動電極板的厚度進(jìn)一步變薄。(粘接不牢造成后室的漏損)如果硅基板16和基體基板12變形，則有可能造成粘接劑M脫落引起粘接不牢。 另外，當(dāng)用粘接劑M粘接硅基板16的下表面時，有時因粘接不牢而在硅基板16的下表面與基體基板12之間產(chǎn)生間隙。而且，如果發(fā)生這樣的粘接不牢時，音響振動會從其間隙進(jìn)入而減小振動電極板18的表面背面中的聲壓差，使得音響傳感器11的靈敏度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)課題而提出的，其目的在于防止用于將音響檢測元件固定在基體基板上的粘接劑通過后室向上流動的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明的另一目的在于防止后室從音響檢測元件的下表面的漏損。而且，本發(fā)明的又一目的在于減小音響檢測元件的變形， 提高音響傳感器的靈敏度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的音響檢測元件具有具備后室的基板、與所述后室的上表面開口相對而設(shè)置在所述基板表面的振動電極板、與所述振動電極板相對且開設(shè)有音響孔的固定電極板，根據(jù)所述振動電極板的位移引起的所述振動電極板與固定電極板之間的靜電容量的變化而輸出電信號，其特征在于，由所述基板將所述后室的下表面堵住成袋狀。在本發(fā)明的音響檢測元件中，由于后室的下表面被元件基板堵住，所以在利用粘接劑將音響檢測元件的下表面與基體基板等粘接的情況下，其粘接劑也不會沿著后室的壁面向上流動。因此，能夠防止由于粘接劑而將振動電極板固著(粘附)在元件基板上的情況，能夠使振動電極板的振動特性穩(wěn)定，并且可防止音響傳感器的靈敏度下降并且提高其
可靠性。另外，將音響檢測元件粘接在基體基板等上時，即使音響檢測元件的粘接不牢，也不會從后室的下表面導(dǎo)入音響振動，不會因后室的漏損而引起音響傳感器靈敏度的降低。 由此，可以提高傳感器生產(chǎn)工序的成品率。
還有，由于元件基板的剛性提高，音響檢測元件的耐沖擊性提高。特別是振動電極板不易因落下沖擊而損壞，所以可以將振動電極板設(shè)計(jì)得較薄，提高音響檢測元件的靈敏度。更進(jìn)一步說，由于元件基板的剛性提高，音響檢測元件不易因熱應(yīng)力或外力而發(fā)生變形，所以能夠防止靈敏度下降及特性變化。因此，能夠縮小振動電極板與固定電極板之間的間隙，提高音響檢測元件的靈敏度。本發(fā)明的音響檢測元件的一方面，通過將副基板與具有貫通表面背面的貫通孔的主基板的背面接合而形成所述基板，由所述副基板將所述貫通孔的下表面堵住，從而由包含所述貫通孔的空間形成所述后室。根據(jù)該方面，僅將形成有貫通孔的主基板與副基板的背面接合，就能夠制作出下表面?zhèn)缺欢伦〉暮笫?，制造工序變得容易。在具有所述主基板和所述副基板的所述方面中，也可以在所述副基板形成與所述貫通孔連通的凹部，由所述貫通孔和所述凹部形成后室。根據(jù)該方面，比起后室僅僅由貫通孔構(gòu)成的情況，可以增大后室的容積，也能夠提高音響檢測元件的靈敏度。另外，在具有所述主基板和所述副基板的方面中，理想的是通過不使用粘接劑的方法將所述主基板和所述副基板接合。由于不使用粘接劑將兩基板接合，故而粘接劑不會通過主基板的貫通孔而向上流動并附著在振動電極板上，音響檢測元件可靠性提高，并且生產(chǎn)時的成品率提高。還有，在具有所述主基板和所述副基板的方面中，理想的是所述主基板和所述副基板由線膨脹率大致相等的材質(zhì)形成。根據(jù)該方面，在主基板與副基板之間不易因溫度變化而發(fā)生翹曲，振動電極板與固定電極板之間的空隙難以發(fā)生變化，音響檢測元件的溫度特性穩(wěn)定。而且，振動電極板不易因翹曲而固著(粘附)在固定電極板上。本發(fā)明的音響傳感器，利用粘接劑將本發(fā)明的音響檢測元件的下表面粘接在基體基板的上表面，將所述音響檢測元件覆蓋而在所述基體的上表面安裝有罩。再者，本發(fā)明中用于解決上述課題的方式具有將以上說明的構(gòu)成要素適當(dāng)組合的特征，本發(fā)明可以通過將上述構(gòu)成要素組合而進(jìn)行多種變更。


圖1 (a)是表示現(xiàn)有音響傳感器結(jié)構(gòu)的剖面圖，(b)是該音響傳感器在卸下了罩的狀態(tài)下的俯視圖，(C)是該音響傳感器在安裝有罩的狀態(tài)下的俯視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施方式1的概略剖面圖；圖3是實(shí)施方式1的音響傳感器所使用的音響檢測元件的分解立體圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施方式2的音響傳感器的概略剖面圖；圖5是表示實(shí)施方式2的音響傳感器所使用的音響檢測元件的元件基板的分解立體圖；圖6 (a) (f)是實(shí)施方式2的音響檢測元件的制造工序的概略圖；圖7(a) (c)是表示實(shí)施方式2的音響檢測元件的不同制造工序的局部的概略圖；圖8是實(shí)施方式2的變形例的音響傳感器的概略剖面圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施方式3的音響傳感器的概略剖面圖10是實(shí)施方式3的音響傳感器所使用的音響檢測元件的元件基板的分解立體圖；圖11是表示實(shí)施形態(tài)3中的音響檢測元件的元件基板的其它形狀的分解立體圖；圖12(a)是實(shí)施方式3的變形例的音響檢測元件的概略剖面圖，(b)是表示其副基板的立體圖；圖13(a)是實(shí)施方式的其它變形例的音響檢測元件的概略剖面圖，(b)是表示其副基板的立體圖；圖14(a) (c)分別是實(shí)施方式3的其它變形例的音響檢測元件的概略剖面圖；圖15(a) (c)分別是實(shí)施方式3的其它變形例的音響檢測元件的概略剖面圖；圖16(a) (c)分別是實(shí)施方式3的其它變形例的音響檢測元件的概略剖面圖。符號說明31、61、68、71 音響傳感器32、62、72 82 音響檢測元件33 電路元件34 基體基板41 元件基板41a 主基板41b 副基板43:振動電極板44:固定電極板45a 貫通孔45b:凹部49 振動片55 音響孔56 粘接劑
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式，可在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。(第一實(shí)施方式)以下，參照圖2及圖3對本發(fā)明實(shí)施方式1的音響傳感器31進(jìn)行說明。圖2是音響傳感器31的概略剖面圖。該音響傳感器31主要由音響檢測元件32和電路元件33(IC 芯片)構(gòu)成，音響檢測元件32及電路元件33的下表面通過熱固化型粘接劑(熱固化性樹脂粘接劑)與形成有配線圖案的基體基板34的上表面進(jìn)行粘接。音響檢測元件32及電路元件33被與基體基板34的上表面接合的電磁屏蔽用的罩35覆蓋，并被收納在由基體基板 34和罩35形成的空間36內(nèi)。圖3是表示音響檢測元件32的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。音響檢測元件32是利用 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)技術(shù)制作的微小靜電容量型元件(MEMS轉(zhuǎn)換器)，在作為硅基板的元件基板41的上表面，經(jīng)由絕緣覆膜42設(shè)置有振動電極板43，且在其上隔著微小間隙(空隙)設(shè)有固定電極板44。如圖2及圖3所示，元件基板41具有利用濕式蝕刻從表面向背面凹陷設(shè)置的后室 45。后室45未到達(dá)元件基板41的下表面，后室45僅在元件基板41的上表面形成開口且被元件基板41的下表面堵住成袋狀。另外，后室45的內(nèi)周面既可以為垂直面，也可以錐狀地傾斜。元件基板41的尺寸在俯視時為1 1.5mm見方左右(也可以比其小。)，元件基板41的厚度為400 500 μ m左右。在元件基板41的上表面形成有由氧化膜(SiO2膜)等構(gòu)成的絕緣覆膜42。振動電極板43由膜厚Iym左右的多晶硅薄膜形成。振動電極板43為大致矩形的薄膜，在其四角部分向?qū)欠酵鈧?cè)延伸出支承腳47。此外，從支承腳47的一只腳延伸出延伸部48。振動電極板43將后室45的上表面覆蓋而配置在元件基板41的上表面，將四角的各支承腳47和延伸部48固定在絕緣覆膜42之上。振動電極板43中的在后室45的上方被懸空地支承的部分(在該實(shí)施方式中為支承腳47及延伸部48以外的部分)成為振動片49 (振動膜)，感應(yīng)音響振動(空氣振動)而振動。固定電極板44在由氮化膜構(gòu)成的背板50的上表面設(shè)置有由金屬薄膜構(gòu)成的固定電極51。固定電極板44在與振動片49相對的區(qū)域隔出3 μ m左右的微小間隙而將振動片 49覆蓋，固定電極51與振動片49相對而構(gòu)成電容器。固定電極板44的外周部，即與振動片49相對的區(qū)域的外側(cè)部分，經(jīng)由氧化膜等構(gòu)成的絕緣覆膜42固定在元件基板41之上。從固定電極51延伸出引出部52，在引出部52的前端設(shè)有與固定電極51相導(dǎo)通的電極盤53 (Au膜)。此外，在固定電極板44上設(shè)有與振動電極板43的延伸部48相接合并使之與振動電極板43導(dǎo)通的電極盤M (Au膜)。電極盤53配置在背板50的上表面，電極盤M通過背板50的開口而與延伸部48接合。在固定電極板51及背面板50上，從上表面貫通到下表面而開設(shè)有多個用于使音響振動通過的音響孔55(音孔)。另外，振動電極板43與音響振動或機(jī)械振動共振而進(jìn)行振動，因此，雖然為1 μ m左右的薄膜，但是固定電極板44是不能被音響振動或機(jī)械振動激振的電極，所以其厚度較厚，例如為2μ m以上。音響檢測元件32的整個背面通過熱固化性樹脂構(gòu)成的粘接劑56與基體基板34 的上表面接合。另外，用于處理音響檢測元件32的輸出信號的電路元件33也利用熱固化性樹脂而粘接于基體基板34的上表面。音響檢測元件32和電路元件33利用接合線或者通過基體基板34的配線圖案進(jìn)行連接。罩35為了將來自外部的電磁干擾遮斷而具有電磁屏蔽功能。為此，罩35本身可由導(dǎo)電性金屬制成，也可由電鍍等的金屬覆膜覆蓋樹脂制的罩的內(nèi)面。另外，罩35上形成有開口 57，開口 57與音響孔55之間的空間36成為用于傳播音響振動的路徑。此外，基體基板34也使接地用配線圖案的一部分具有電磁屏蔽的功能。在該音響傳感器31中，通過罩35的開口 57而向空間36中傳播的音響振動經(jīng)由音響孔55傳入音響檢測元件32內(nèi)，振動片49利用音響振動而進(jìn)行振動。當(dāng)振動片49振動時，振動片49與固定電極板44之間的間隙距離發(fā)生變化，故而振動片49與固定電極51 之間的靜電容量發(fā)生變化。因此，只要在電極盤5354之間施加直流電壓，且將該靜電容量的變化作為電信號而獲得，即可將音響振動轉(zhuǎn)換成電信號并進(jìn)行檢測。
另外，在音響傳感器31中，由于后室45的下表面被元件基板41堵住，故而在利用由熱固化性樹脂制成的粘接劑56將音響檢測元件32的下表面粘接在基地基板34上時，固化前的流動狀態(tài)的粘接劑56因表面張力的作用而不會從后室45內(nèi)的壁面向上流動。其結(jié)果是，粘接劑不會像現(xiàn)有例那樣進(jìn)入到元件基板41的上表面與振動電極板43之間的間隙 (通風(fēng)口)而使振動電極板43固著(粘附)在元件基板41上。因此，根據(jù)此音響傳感器 31，可以防止振動電極板43向元件基板41固著(粘附)，使振動片49的振動特性穩(wěn)定，可以在防止音響傳感器31靈敏度降低的同時，提高其可靠性。另外，因粘接劑56不會在后室 45向上流動，所以粘接劑M的選擇范圍變大，可以使音響傳感器31低成本化。再有，由于后室45的下表面被堵住，假設(shè)基體基板34與音響檢測元件32粘接時的粘接情況不佳，音響振動也不會因后室45的漏損而從音響檢測元件32的下表面進(jìn)入，可以防止因漏損引起的音響傳感器31靈敏度下降，提高傳感器制造工序中的成品率。另外，因?yàn)樵谠?1上開口(后室45)沒有上下貫通，與現(xiàn)有的音響傳感器中的元件基板相比，元件基板41的剛性提高。因此，可以用剛性高的元件基板41支承振動電極板43，從而提高音響檢測元件32的耐沖擊性，音響檢測元件32或振動電極板43不易因落下而導(dǎo)致破損。再有，因?yàn)樵?1的剛性提高，即使發(fā)生熱應(yīng)力或施加外力的情況，音響檢測元件32也不易變形。因此，振動電極板43與固定電極板44的間隙不易發(fā)生變化，可以預(yù)防音響傳感器31靈敏度下降或特性的改變。其結(jié)果，能夠?qū)⒄駝悠?9薄膜化，可以使振動電極板43與固定電極板44之間的間隙變狹窄，可提高音響傳感器31的靈敏度。(第二實(shí)施方式)圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的音響傳感器61的概略剖面圖。該音響傳感器61 與實(shí)施方式1的音響傳感器31相比，元件基板41的結(jié)構(gòu)不同。圖5是表示實(shí)施方式2的元件基板41的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。在實(shí)施方式1中，通過將一片硅基板蝕刻成凹陷狀而在元件基板41上形成下表面被堵住的后室45，但是在該實(shí)施方式2中，如圖5所示，將副基板41b與主基板41a的背面接合而構(gòu)成元件基板41。主基板41a由硅基板或SOI (Silicon On Insulator)基板構(gòu)成， 在主基板41a上貫通表面背面而形成有后室45。副基板41b為表面平坦的平板。副基板 41b使用與硅基板、SOI基板等主基板41a相同材質(zhì)的基板，或者派拉克斯玻璃(Pyrex注冊商標(biāo))或石英等玻璃基板、陶瓷基板等具有與主基板41a相同程度的線膨脹率的基板。主基板41a與副基板41b的接合方法只要是，粘接劑等接合材料不會在后室45向上流動而到達(dá)主基板41a的上表面的方法即可。例如有將由Si制成的主基板41a和由Si 制成的副基板41b的接合面通過等離子體處理等進(jìn)行活性化，并且在使接合面重合的狀態(tài)下施加壓力，將主基板41a和副基板41b進(jìn)行常溫接合的方法。另外，具有在將由SOI構(gòu)成的主基板41a的SW2面和由SOI制成副基板41b的SW2面重合的狀態(tài)下進(jìn)行加熱加壓而將主基板41a和副基板41b接合的方法。再有，具有使由Si制成的主基板41a和由Si制成的副基板41b重合，一邊對兩基板41a、41b加熱加壓，一邊施加電壓進(jìn)行陽極接合的方法。另外，也可以在由Si制成的主基板41a的接合面和由Si制成的副基板41b的接合面上分別形成Au等金屬薄膜，使兩基板41a、41b的接合面彼此重合并進(jìn)行加熱加壓等，將兩基板41a、41b接合。另外，也可以在由Al構(gòu)成的副基板41b (或者，在接合面形成有Al薄膜的由硅基板構(gòu)成的副基板41b)的接合面(Al表面)進(jìn)行親水化處理后，使該副基板41b 和由Si制成的主基板41a重合并加熱，使用氫鍵將兩基板41a、41b接合?；蛘?，也可以使用環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂、橡膠系粘接劑等在粘接時不易引起滲出或向上流動的粘接劑， 將主基板41a和副基板41b接合。若通過這些方法將主基板41a和副基板41b接合，粘接劑等接合材料等就不會從后室45的壁面向上流動而到達(dá)主基板41a的上表面。另外，若在后室45貫通的主基板41a 上接合副基板41b而制作元件基板41，則元件基板41的制造工序變得簡單。即，在實(shí)施方式1那樣的結(jié)構(gòu)中，為了通過蝕刻形成后室45，必須以蝕刻不能到達(dá)后室41底面的方式，深切地注意蝕刻深度而進(jìn)行時間管理。對此，在實(shí)施方式2中，只要后室45貫通主基板41a 即可，所以容易進(jìn)行后室45的蝕刻操作，后室45的深度由主基板41a的厚度決定，所以能夠精確地控制后室45的深度。接下來，對該音響檢測元件62的制造工序進(jìn)行說明。圖6(a) (f)表示音響檢測元件62的制造工序之一例。在制造音響檢測元件62時，首先在主基板41a(Si晶片)的上表面通過熱氧化法等形成絕緣覆膜42 (SiO2膜)，如圖6 (a)所示，與后室開口位置對齊而開設(shè)開口 63并在其上層疊保護(hù)層64。進(jìn)而，如圖6(b)所示，在保護(hù)層64上形成多晶硅薄膜，將多晶硅薄膜形成規(guī)定形狀而制作振動電極板43，進(jìn)而在振動電極板43上再次層疊保護(hù)層64，將保護(hù)層64形成固定電極板44內(nèi)的空間形狀。接著，在保護(hù)層64及絕緣覆膜42 之上形成固定電極板44(背板50及固定電極51)，在固定電極板44上開設(shè)音響孔55。圖 6(c)表示該狀態(tài)。這樣，在主基板41a上形成振動電極板43、保護(hù)層64及固定電極板44之后，如圖 6(b)所示，在主基板41a的下表面，利用SW2或SiN形成蝕刻用掩模65，在該掩模65上開設(shè)蝕刻窗66。然后通過蝕刻窗66對主基板41a從下表面利用濕式蝕刻或干式蝕刻而進(jìn)行各向異性蝕刻，蝕刻到主基板41a的上表面就停止蝕刻，使后室45上下貫通主基板41a。之后，如圖6(e)所示，除去下表面的蝕刻用掩模66，通過如上所述的方法在主基板41a的下表面接合副基板41b (晶片)，制成元件基板41。接下來，通過上表面的音響孔陽等使蝕刻液與保護(hù)層64接觸，如圖6(f)所示，蝕刻除去固定電極板44內(nèi)的保護(hù)層64， 使振動片49在固定電極板44內(nèi)從主基板41a的上表面浮起，在一片主基板41a(Si晶片) 上制作多個音響檢測元件62。接下來，將音響檢測元件62洗凈后，對元件基板41 (被接合的兩片晶片)進(jìn)行切割而將音響檢測元件62切離，得到單個的音響檢測元件62。另外，音響檢測元件62也可以利用圖7(a) (c)那樣的工序制造。0 7(a)和圖 6(a)同樣，在圖6(a) (d)那樣的工序中，在主基板41a的上表面設(shè)有振動電極板43、保護(hù)層64和固定電極板44，通過蝕刻窗66在主基板41a上形成有后室45。之后，通過上表面的音響孔55等使蝕刻液接觸保護(hù)層64，如圖7(b)所示蝕刻除去固定電極板44內(nèi)的保護(hù)層64，使振動片49在固定電極板44內(nèi)從主基板41a的上表面浮起，在一片主基板41a(Si晶片)上制作多個音響檢測元件62。接著，如圖7(c)所示，除去下表面的蝕刻用掩模65，通過如上所述的方法在主基板41a的下表面接合副基板41b (晶片)而制成元件基板41。接著，將音響檢測元件62洗凈后，對元件基板41 (被接合的兩片晶片)進(jìn)行切割而將音響檢測元件62切離，得到單個的音響檢測元件62。
(第二實(shí)施方式的變形例)在主基板41a上設(shè)置的后室45的形狀，只要是可制作的形狀，可以是任何形狀。例如在圖8所示的變形例的音響傳感器68中，后室的形狀形成上半部分為越向上越窄的棱錐臺狀，下半部分為越向下方越窄的倒棱錐臺狀的后室45。(第三實(shí)施方式)圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的音響傳感器71的概略剖面圖。在實(shí)施例2的音響傳感器61中，作為與主基板41a的下表面接合的副基板41b，采用了表面平坦的平板，而在實(shí)施方式3的音響傳感器71中，如圖10所示在副基板41b上也形成有凹部45b。S卩，該音響傳感器71的元件基板41是在具有貫通表面背面的貫通孔4 的主基板41a的下表面， 接合上表面形成有凹部45b的副基板41b，由主基板41a和副基板41b形成元件基板41，并且由互相連通的貫通孔4 和凹部45b構(gòu)成后室45實(shí)施方式3的音響檢測元件62也可以與實(shí)施方式2的情況同樣地進(jìn)行制造，另外，主基板41a和副基板41b的接合方法也可以采用與實(shí)施方式2同樣的方法。在該音響傳感器71中，通過在副基板41b上設(shè)置凹部4 可以進(jìn)一步增大后室45 的容積，所以，能夠提高音響傳感器71的靈敏度。另外，凹部45b的角可以如圖10所示地形成棱角，也可以如圖11所示地形成倒角。另外，若將凹部45b的上表面開口的開口徑設(shè)計(jì)為大于貫通孔45a的下表面開口的開口徑，則可以增大凹部45b，進(jìn)而可以增大后室45的容積，所以，能夠進(jìn)一步提高音響檢測元件32的靈敏度。(第三實(shí)施方式的變形例)在實(shí)施方式3中設(shè)置在主基板41a的貫通孔4 或設(shè)置在副基板41b的凹部4 的形狀可以為各種形狀。例如，圖12(a)所示的音響檢測元件72中，與棱柱狀的貫通孔45a 的下表面連通，設(shè)有圖12(b)那樣的倒棱錐臺狀的凹部45b。另外，圖13(a)所示的音響檢測元件73中，與棱柱狀的貫通孔45a的下表面連通，設(shè)有圖13(b)那樣的球面狀的凹部45b。除了圖12、圖13所示的結(jié)構(gòu)以外，也可以為各種變形例。在圖14(a) (c)所示的音響檢測元件74 76中，與越向上方越窄的棱錐臺狀的貫通孔4 的下表面連通，分別設(shè)有矩形、倒棱錐臺形、球面形的凹部45b。另外，在圖15(a) (c)所示的音響檢測元件 77 79中，與越向上方越寬的倒棱錐臺狀的貫通孔45a的下表面連通，分別設(shè)有矩形、倒棱錐臺形、球面形的凹部45b。此外，在圖16(a) (c)所示的音響檢測元件80 82中， 與上半部分為越向上方越窄的棱錐臺狀、下半部分為越向下方越窄的倒棱錐臺狀的貫通孔 45a的下表面連通，分別設(shè)有矩形、倒棱錐臺形、球面形的凹部45b。
權(quán)利要求
1.一種音響檢測元件，具備基板，其具有后室；振動電極板，其與所述后室的上表面開口相對而設(shè)置在所述基板的表面；固定電極板，其與所述振動電極板相對，并且開設(shè)有音響孔，根據(jù)所述振動電極板的位移引起的所述振動電極板與所述固定電極板之間的靜電容量的變化而輸出電信號，其特征在于，由所述基板將所述后室的下表面堵住成袋狀。
2.如權(quán)利要求1所述的音響檢測元件，其特征在于，通過在具有貫通表面和背面的貫通孔的主基板的背面接合副基板而形成所述基板，通過由所述副基板將所述貫通孔的下表面堵住，從而利用包含所述貫通孔的空間形成所述后室。
3.如權(quán)利要求2所述的音響檢測元件，其特征在于，在所述副基板上與所述貫通孔連通而形成凹部，由所述貫通孔和所述凹部形成所述后室。
4.如權(quán)利要求2所述的音響檢測元件，其特征在于，所述主基板和所述副基板通過不使用粘接劑的方法進(jìn)行接合。
5.如權(quán)利要求2所述的音響檢測元件，其特征在于，所述主基板和所述副基板是由線膨脹率大致相等的材質(zhì)形成。
6.一種音響傳感器，其特征在于，利用粘接劑將權(quán)利要求1中所述的音響檢測元件的下表面固著在基體基板的上表面，以將所述音響檢測元件覆蓋的方式在所述基體基板的上表面安裝有罩。
全文摘要
一種音響傳感器，防止用于將音響檢測元件固定在基體基板上的粘接劑通過后室向上流動的現(xiàn)象。另外，防止后室自音響檢測元件的下表面的漏損。而且，減小音響檢測元件的變形，提高音響傳感器的靈敏度。音響檢測元件(32)將其下表面由熱固化粘接劑(56)與基體基板(34)的上表面粘接在一起。音響檢測元件(32)是在元件基板(41)的上表面制作振動電極板(43)和與振動電極板(43)相對的固定電極板(44)而制成的。在元件基板(41)形成有后室(45)。后室(45)在元件基板(41)的上表面設(shè)有開口，后室(45)的下表面由元件基板(41)堵住而形成袋狀。振動電極板(43)位于后室(45)上表面的開口處，在固定電極板(44)設(shè)有用于使音響振動通過的音響孔(55)。
文檔編號H04R19/04GK102164333SQ201110003378
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者大村英一, 小澤尚志, 若林秀一 申請人:歐姆龍株式會社