專利名稱：聲音傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲音傳感器，具體而言，涉及使用MEMS(Micrc) Electro Mechanical Systems)技術(shù)制造的MEMS方式的聲音傳感器。
背景技術(shù)：
作為靜電電容方式的聲音傳感器，具有專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的傳感器。在專利文獻(xiàn)1 的聲音傳感器中，通過(guò)使薄膜的膜片和設(shè)于背板的固定電極膜隔開(kāi)微小的氣隙而相對(duì)，構(gòu)成電容器。而且，當(dāng)通過(guò)聲振動(dòng)使膜片振動(dòng)時(shí)，因該振動(dòng)而使膜片與固定電極膜的間隙距離發(fā)生變化，因此，通過(guò)檢測(cè)此時(shí)的膜片與固定電極膜之間的靜電電容的變化，檢測(cè)聲振動(dòng)。在這種靜電電容方式的聲音傳感器中，在其制造工序及使用中，往往將膜片固著在固定電極膜上(以下將膜片的一部分或大致整體固著在固定電極膜上消除縫隙的狀態(tài)、 或其現(xiàn)象稱作粘附)。當(dāng)膜片粘附于固定電極膜上時(shí)，防礙膜片的振動(dòng)，因此，存在不能通過(guò)聲音傳感器檢測(cè)聲振動(dòng)的問(wèn)題。在聲音傳感器上產(chǎn)生粘附的原因如下(專利文獻(xiàn)2中詳述)。在聲音傳感器的制造工序、例如保護(hù)層蝕刻后的清洗工序中，水分會(huì)浸入膜片與固定電極膜之間的氣隙。另外，在聲音傳感器的使用中，會(huì)在膜片與固定電極膜之間的氣隙因濕氣或水潤(rùn)濕而也浸入水分。另一方面，聲音傳感器的縫隙距離僅為數(shù)ym，而且，膜片的膜厚僅為Iym程度，彈性較弱。因此，當(dāng)水分浸入氣隙時(shí)，因其毛細(xì)管力乃至表面張力而使膜片吸附在固定電極膜上 (將其稱作粘附的第一階段)，水分蒸發(fā)后，因作用于膜片與固定電極膜之間的分子間力或表面張力、靜電力等而保持膜片的粘附狀態(tài)(將其稱作粘附的第二階段)。另外，也有大的音壓或落下沖擊對(duì)膜片作用而大幅位移的膜片附著于固定電極膜上、或膜片帶上靜電而附著于固定電極膜上，引起粘附的第一階段的情況。為了防止上述那種膜片的粘附，具有在固定電極膜的與膜片相對(duì)的面上設(shè)有多個(gè)擋塊(突起)的聲音傳感器。這種聲音傳感器例如公開(kāi)于專利文獻(xiàn)3中。圖1及圖2是表示具有擋塊的聲音傳感器的平面圖及剖面圖。另外，圖1及圖2 中，為了容易進(jìn)行與本發(fā)明實(shí)施方式1的比較，作為與實(shí)施方式1的聲音傳感器相同的方式進(jìn)行表示。在該聲音傳感器11中，背室15從硅基板12的上表面貫通下表面，并且以覆蓋背室15的上表面的方式在硅基板12的上表面配置有由多晶硅構(gòu)成的薄膜狀的膜片13。另外，在硅基板12的上表面，以覆蓋膜片13的方式固定有頂蓋狀的背板14。背板14為在由 SiN構(gòu)成的板部19的下表面設(shè)有由多晶硅構(gòu)成的固定電極膜20的結(jié)構(gòu)。在膜片13與固定電極膜20之間形成有微小的氣隙，通過(guò)膜片13和固定電極膜20構(gòu)成電容器。在背板14 整體上開(kāi)設(shè)有多個(gè)用于使聲振動(dòng)通過(guò)的聲孔18。另外，在背板14中與膜片13相對(duì)的區(qū)域的整個(gè)下表面大致等間隔地設(shè)有形成同一長(zhǎng)度且同一直徑的突起狀的多個(gè)擋塊22。根據(jù)這種聲音傳感器11，即使在膜片13大幅位移的情況下，通過(guò)擋塊22的前端面與膜片13抵接，也能夠防止膜片13過(guò)于接近背板14，可以防止膜片13的粘附。專利文獻(xiàn)1 日本特許第4338395號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2008-301430號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2006-157863號(hào)公報(bào)已知粘附的第二階段的膜片13與背板14之間的保持力同膜片13與背板14的接觸面積相關(guān)。即，即使在背板14上設(shè)置擋塊22，當(dāng)擋塊22的直徑大時(shí)，膜片13和擋塊22 的接觸面積也會(huì)增大，膜片13的保持力也增大。因此，即使在背板14上設(shè)置擋塊22，在擋塊22的直徑大的情況下，也難以引起粘附。因此，為了防止膜片13的粘附，優(yōu)選在背板14上設(shè)置擋塊22，同時(shí)盡可能地減小擋塊22的直徑，減小膜片13與背板14的接觸面積。但是，在實(shí)際使用時(shí)的落下事故或落下試驗(yàn)中，在聲音傳感器11落下時(shí)，膜片13 與擋塊22發(fā)生沖突，對(duì)膜片13施加機(jī)械的負(fù)荷。因此，當(dāng)擋塊22的直徑細(xì)時(shí)，聲音傳感器 11落下而膜片13與擋塊22發(fā)生沖突時(shí)，會(huì)對(duì)膜片13施加大的機(jī)械負(fù)荷，膜片13容易破損。因此，在現(xiàn)有的聲音傳感器中，防止粘附的性能和落下耐性為彼此相反的關(guān)系，不能制作滿足兩個(gè)特性的裝置。另外，專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有一種使擋塊的間隔根據(jù)設(shè)置擋塊的區(qū)域的不同而不同的方法，但這種方法中不能得到同時(shí)滿足防止粘附的性能和落下耐性的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的技術(shù)課題而作出的，其目的在于提供一種可防止膜片的粘附，因傳感器的落下時(shí)的沖擊也不易使膜片破損的聲音傳感器。本發(fā)明的聲音傳感器，具備背板，其由配設(shè)于半導(dǎo)體基板的上方的固定膜和設(shè)于所述固定膜上的固定電極膜構(gòu)成；振動(dòng)電極膜，其以經(jīng)由空隙與所述背板相對(duì)的方式配設(shè)在所述半導(dǎo)體基板的上方，將聲振動(dòng)變換為所述振動(dòng)電極膜與所述固定電極膜之間的靜電電容量的變化，其特征在于，在所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的所述空隙側(cè)的面設(shè)有多個(gè)突起，根據(jù)所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的突起形成區(qū)域使所述突起的截面面積不同。另外，在所述聲音傳感器中，也可以形成為所述半導(dǎo)體基板從其上表面朝向下方形成有空洞部，所述振動(dòng)電極膜配設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的上表面，所述背板以覆蓋所述振動(dòng)電極膜的方式被固定在所述半導(dǎo)體基板的上表面，在所述背板上開(kāi)設(shè)有多個(gè)聲孔?；蛘?， 可以形成為所述背板固定在所述半導(dǎo)體基板的上表面，所述振動(dòng)電極膜被配設(shè)在所述背板的上方。本發(fā)明的聲音傳感器中，由于具有截面面積不同的多種突起，使不易引起粘附的截面面積較小的突起的形成區(qū)域和可減小對(duì)振動(dòng)電極膜施加的沖擊的截面面積較大的突起的形成區(qū)域不同，因此，通過(guò)將截面面積不同的突起的形成區(qū)域最佳化，可以防止振動(dòng)電極膜的粘附，并且，不易因傳感器落下時(shí)的沖擊而引起振動(dòng)電極膜的破損。本發(fā)明的聲音傳感器的一方面，具有截面面積不同的三種以上的所述突起，所述突起從所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的中心朝向外周側(cè)依次減小其截面面積。在該方面，由于振動(dòng)電極膜成為自由端，在背板上粘附時(shí)的彈性恢復(fù)力弱的外周區(qū)域減小突起的截面面積，因此，可以減小振動(dòng)電極膜粘附時(shí)的外周區(qū)域的保持力，不易引起振動(dòng)電極膜的粘附。另外，由于在受到?jīng)_擊等時(shí)最初振動(dòng)電極膜容易與背板發(fā)生沖突的中央部，突起截面面積大，因此，可以緩和對(duì)振動(dòng)電極膜施加的沖擊。因此，根據(jù)該方面，可防止振動(dòng)電極膜的粘附，并且可以防止傳感器落下時(shí)的沖擊導(dǎo)致的振動(dòng)電極膜的破損。本發(fā)明的聲音傳感器的另一方面，在所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的外周區(qū)域設(shè)有截面面積較小的所述突起，在所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有截面面積較大的所述突起。該方面中，由于振動(dòng)電極膜成為自由端，在粘附于背板上時(shí)的彈性恢復(fù)力弱的外周區(qū)域，減小突起的截面面積，因此，可以減小振動(dòng)電極膜粘附時(shí)的外周區(qū)域的保持力，不易引起粘附。另外，由于在受到?jīng)_擊等時(shí)最初振動(dòng)電極膜容易與背板發(fā)生沖突的內(nèi)部區(qū)域，突起截面面積增大，因此，可以緩和對(duì)振動(dòng)電極膜施加的沖擊。因此， 根據(jù)該方面，可防止振動(dòng)電極膜的粘附，并且可以防止傳感器落下時(shí)的沖擊導(dǎo)致的振動(dòng)電極膜的破損。另外，在該方面中，理想的是，設(shè)有截面面積較小的所述突起的所述外周區(qū)域的寬度為所述背板或所述振動(dòng)電極膜的寬度的1/4以下。當(dāng)外周區(qū)域的寬度比其大時(shí)，在施加沖擊時(shí)，振動(dòng)電極膜與截面面積小的突起接觸而可能破損，可能損害耐沖擊性。另外，在半導(dǎo)體基板的上表面設(shè)置振動(dòng)電極膜，以覆蓋振動(dòng)電極膜的方式在半導(dǎo)體基板的上表面設(shè)置背板的方式中，可以形成為在所述振動(dòng)電極膜的下表面中與所述半導(dǎo)體基板的上表面相對(duì)的區(qū)域設(shè)有多個(gè)凸部，設(shè)于所述區(qū)域的外周部的所述凸部的截面面積比設(shè)于所述區(qū)域的內(nèi)周部的所述凸部的截面面積小。根據(jù)該方面，可以防止振動(dòng)電極膜粘附在半導(dǎo)體基板的上表面，并且可以防止振動(dòng)電極膜因沖擊等而與半導(dǎo)體基板發(fā)生沖突導(dǎo)致破損另外，用于解決本發(fā)明的所述課題的方式具有適當(dāng)組合以上說(shuō)明的構(gòu)成要素的特征，本發(fā)明可以通過(guò)這種構(gòu)成要素的組合進(jìn)行多種變更。


圖1是現(xiàn)有例的聲音傳感器的平面圖；圖2是圖1所示的聲音傳感器的剖面圖；圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的聲音傳感器的平面圖；圖4是表示實(shí)施方式1的聲音傳感器的剖面圖；圖5是實(shí)施方式1的聲音傳感器的背板的仰視圖；圖6是表示在實(shí)施例1的聲音傳感器中除去了背板后的狀態(tài)的平面圖；圖7是表示實(shí)施方式1的擋塊的配置的背板的仰視圖；圖8是用于說(shuō)明實(shí)施方式1的聲音傳感器的作用效果的概略剖面圖；圖9是用于說(shuō)明實(shí)施方式1的聲音傳感器的作用效果的概略剖面圖；圖10是用于說(shuō)明實(shí)施方式1的聲音傳感器的作用效果的概略剖面圖；圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的聲音傳感器的概略剖面圖；圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的聲音傳感器的概略剖面圖；圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的聲音傳感器的概略剖面圖；圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的聲音傳感器的概略剖面圖；圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的聲音傳感器的概略剖面圖16是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的聲音傳感器的平面圖；圖17是實(shí)施方式7的聲音傳感器中除去了板部后的狀態(tài)的平面圖；圖18是表示實(shí)施方式7的擋塊的配置的背板的仰視圖。標(biāo)記說(shuō)明31、61、62、63、64、65、66 聲音傳感器32 硅基板33 膜片34 背板38 聲孔39 板部40:固定電極膜42a、42b、42c、42d、42e 擋塊54 支承部55 襯墊56a、56b:凸部
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。(第一實(shí)施方式)參照?qǐng)D3 圖7對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式1的聲音傳感器31的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示實(shí)施方式1的聲音傳感器31的平面圖。圖4是聲音傳感器31的剖面圖。另外，圖5 是背板14的仰視圖。圖6是從聲音傳感器31取下了背板14后的狀態(tài)的平面圖。圖7是省略聲孔38僅表示擋塊42a、42b的背板14的仰視圖。該聲音傳感器31為利用MEMS技術(shù)制造的靜電電容型元件，如圖4所示，在硅基板 32(半導(dǎo)體基板)的上表面經(jīng)由固定器(7 >力一)37設(shè)有膜片33(振動(dòng)電極膜)，且在其上經(jīng)由微小的氣隙(空隙)固定背板34。在由單晶硅構(gòu)成的硅基板32上開(kāi)設(shè)有從表面貫通至背面的背室35 (空洞部)。背室35的內(nèi)周面可以為垂直面，也可以錐狀地傾斜。在硅基板32的上表面設(shè)有用于支承膜片33的梁部36的多個(gè)固定器37。另外，如圖6所示，在硅基板32的上表面，以包圍膜片33的方式形成有基臺(tái)部41。另外，硅基板32 的上表面的比基臺(tái)部41更外側(cè)的區(qū)域由比基臺(tái)部41薄的緊密貼合層47覆蓋。固定器37 及基臺(tái)部41由SW2形成。緊密貼合層47由SW2或多晶硅形成。如圖6所示，膜片33由具有導(dǎo)電性的大致圓板狀的多晶硅薄膜形成。從膜片33 的外周緣延伸多個(gè)梁部36，梁部36被等間隔地配置。另外，從膜片33朝向外側(cè)延伸帶板狀的引出配線43。膜片33以覆蓋背室35的上表面的方式配置在硅基板32的上表面，梁部36的下表面固定在固定器37上。由此，膜片33被懸空支承，同時(shí)，在膜片33的外周部下表面與硅基板32的上表面之間形成有用于使聲振動(dòng)通過(guò)的窄的通風(fēng)孔57。
背板34為在由SiN構(gòu)成的板部39 (固定膜)的下表面設(shè)有由多晶硅構(gòu)成的固定電極膜40的結(jié)構(gòu)。背板34形成為圓頂狀，在其下具有空洞部分，由該空洞部分覆蓋膜片 33。背板34之下的空洞部分的高度(從硅基板32的上表面到固定電極膜40的下表面的高度)從制造上的理由出發(fā)，與形成于硅基板32的上表面的基臺(tái)部41的厚度相等。在背板34的下表面(即固定電極膜40的下表面)與膜片33的上表面之間形成有微小的氣隙 (空隙)。固定電極膜40與膜片33彼此相對(duì)，構(gòu)成電容器。在背板34的大致整體，以從上表面貫通至下表面的方式穿設(shè)有多個(gè)用于使聲振動(dòng)通過(guò)的聲孔38(聲孔)。如圖3及圖5所示，聲孔38有規(guī)則地排列。圖示例中，聲孔38 以沿彼此構(gòu)成120°的角度的三個(gè)方向三角形狀地排列，但也可以配置成矩形狀或同心圓狀等。另外，如圖4及圖5所示，在背板34的下表面突出有形成圓柱狀的兩種微小的擋塊42a、42b (突起)。擋塊42a、42b從板部39的下表面一體突出，通過(guò)固定電極膜40突出到背板；34的下表面。擋塊42a、42b與板部39相同，由SiN構(gòu)成，因此具有絕緣性，擋塊42a 和擋塊42b具有相等的突出長(zhǎng)度，各擋塊42a、42b的下端面在同一平面上一致，但擋塊42a 具有比擋塊42b大的直徑。如圖7 (省略聲孔38)所示，細(xì)的擋塊42b設(shè)于背板34的外周區(qū)域，粗的擋塊42b 設(shè)于背板34的內(nèi)部區(qū)域(比外周區(qū)域更內(nèi)側(cè)的區(qū)域)。特別是，在實(shí)施方式1的圖示例中， 膜片33具有比固定電極膜40大的面積，在固定電極膜40的外側(cè)且與膜片33相對(duì)的區(qū)域設(shè)有細(xì)的擋塊42b。另外，在設(shè)有固定電極膜40的區(qū)域設(shè)有粗的擋塊42a。另外，擋塊4 及4 作為整體有規(guī)則地配置。擋塊42a、^b可以配置在被聲孔 38包圍的區(qū)域的中央，或者也可以設(shè)于與某一聲孔38接近的位置。從形成頂蓋狀的板部39的外周緣遍及整周連續(xù)地延伸保護(hù)膜53。保護(hù)膜53的內(nèi)周部構(gòu)成形成截面倒槽狀的基臺(tái)被覆部51，保護(hù)膜53的外周部構(gòu)成平坦部52。板部39 被固定在硅基板32的上表面，基臺(tái)被覆部51覆蓋基臺(tái)部41，平坦部52覆蓋緊密貼合層47 的上表面。引出配線43固定在基臺(tái)部41，從固定電極膜40延伸出的引出配線44也固定在基臺(tái)部41的上表面。另一方面，在基臺(tái)被覆部51上開(kāi)設(shè)有開(kāi)口，通過(guò)該開(kāi)口在引出配線43的上表面形成可動(dòng)側(cè)電極焊盤(pán)46，可動(dòng)側(cè)電極焊盤(pán)46與引出配線43(因此與膜片3 導(dǎo)通。 另外，設(shè)于板部39的上表面的固定側(cè)電極焊盤(pán)45經(jīng)由通孔等與引出配線44(因此與固定電極膜40)導(dǎo)通。這樣，在該聲音傳感器31中，當(dāng)聲振動(dòng)通過(guò)聲孔38進(jìn)入背板34與膜片33之間的空間時(shí)，薄膜即膜片33被聲振動(dòng)激勵(lì)而進(jìn)行振動(dòng)。當(dāng)膜片33振動(dòng)而使膜片33與固定電極膜40之間的間隙距離發(fā)生變化時(shí)，膜片33與固定電極膜40之間的靜電電容也發(fā)生變化。 其結(jié)果，在該聲音傳感器31中，膜片33感應(yīng)的聲振動(dòng)(音壓的變化)成為膜片33與固定電極膜40之間的靜電電容的變化，可作為電信號(hào)輸出。另外，該聲音傳感器31具有良好的耐沖擊性。膜片33通過(guò)梁部36保持外周部， 因此，在聲音傳感器31落下時(shí)，如圖8所示，膜片33的中央部首先與擋塊發(fā)生沖突。但是， 在該聲音傳感器31中，由于內(nèi)部區(qū)域的擋塊42a的直徑大，所以膜片33與擋塊4 發(fā)生沖突時(shí)的接觸面積增大，對(duì)膜片33作用的沖擊被緩和。因此，膜片33不易破損，聲音傳感器31的落下耐性提高另外，除聲音傳感器31落下時(shí)以外，在從背室35向膜片33施加風(fēng)壓的情況、及對(duì)聲音傳感器31施加加速度的情況等時(shí)，膜片33可能與擋塊發(fā)生沖突。這些情況下，由于膜片33的中央部與粗的擋塊4 發(fā)生沖突，所以沖擊被緩和，膜片33不易破損。因此，根據(jù)該聲音傳感器31，不限于落下耐性，還可提高膜片33的耐沖擊性。另外，該聲音傳感器31中，耐粘附性也提高。如圖9所示，即使膜片33整體粘附在擋塊42a、42b的下表面，膜片33的中央部相比外周部要返回本來(lái)位置的彈性恢復(fù)力也強(qiáng)，因此，即使擋塊42a的直徑大，膜片33的中央部如圖10所示也容易從擋塊4 剝離而還原。另外，由于膜片33的外周部(外周部中未由梁部36固定的部分)為自由端，因此， 膜片33的外周部相比中央部，彈性恢復(fù)力弱。但是，該聲音傳感器31中，由于擋塊42b的直徑小，所以膜片33的外周部與擋塊42b的接觸面積小，因此，即使為較小的彈性恢復(fù)力， 膜片33的外周部也容易從擋塊42b剝離而返回本來(lái)的位置，不易引起粘附。這樣根據(jù)聲音傳感器31，通過(guò)增大設(shè)于背板34的內(nèi)部區(qū)域的擋塊42a的直徑，減小設(shè)于外周區(qū)域的擋塊42b的直徑，可以實(shí)現(xiàn)聲音傳感器31的耐沖擊性提高和防止粘附這樣的相反的作用效果。接著，對(duì)可以將本發(fā)明的作用效果最優(yōu)化的擋塊42a、42b的尺寸等進(jìn)行說(shuō)明。設(shè)于中央?yún)^(qū)域的擋塊4 為了緩和落下試驗(yàn)時(shí)等的沖擊而優(yōu)選將其直徑設(shè)為Iym以上。如果直徑小于1 μ m，則與膜片33的接觸面積過(guò)小，膜片33沖突時(shí)的沖擊性的緩和不充分。設(shè)于外周區(qū)域的擋塊42b為防止膜片33的粘附而優(yōu)選其直徑為5 μ m以下(但必須比擋塊42a的直徑小。)。如果直徑大于5 μ m，則與膜片33的接觸面積過(guò)大，擋塊42b的保持力過(guò)大，不能可靠地防止膜片33的粘附。另外，如圖4所示，在將設(shè)置直徑小的擋塊42b的外周區(qū)域的寬度設(shè)為X，將膜片 33的變形區(qū)域的寬度設(shè)為W時(shí)，優(yōu)選外周區(qū)域的寬度X為膜片33的變形區(qū)域O寬度W的 1/4以下(即X彡W/4)。如果外周區(qū)域的寬度X比其大，則設(shè)置直徑小的擋塊42b的區(qū)域變寬，因此，在對(duì)聲音傳感器31施加沖擊時(shí)，膜片33的中央部附近會(huì)與直徑小的擋塊42b 接觸，有損害耐沖擊性的可能性。對(duì)于內(nèi)部區(qū)域的擋塊4 和外周區(qū)域的擋塊42b，如果其面積比(與長(zhǎng)度方向垂直的截面面積之比)過(guò)近，則在各區(qū)域不能充分發(fā)揮擋塊42a、42b的效果。因此，擋塊42b的截面面積相對(duì)于擋塊4 的截面面積之比優(yōu)選為0. 75以下，由此容易兼得耐沖擊性和耐粘附性。擋塊42a、42b的直徑及配置根據(jù)膜片3的強(qiáng)度、膜片33的彈簧常數(shù)、膜片33與背板34之間的距離(間隙距離)、施加的負(fù)荷等決定。例如膜片33為一邊的長(zhǎng)度為720 μ m 的大致正方形、其膜厚為1 μ m以下的情況下，膜片33的強(qiáng)度弱，因此，如果考慮內(nèi)部區(qū)域的耐沖擊性，則優(yōu)選內(nèi)部區(qū)域的擋塊4 的直徑為3μπι以上(例如直徑5 μ m)。另外，由于在外周區(qū)域，膜片33的恢復(fù)力小，因此，如果考慮膜片33的耐粘附性，則外周區(qū)域的擋塊42b 的直徑優(yōu)選為擋塊4 的截面面積的一半左右的直徑(例如，若擋塊4 的直徑設(shè)為5 μ m, 則擋塊42b的直徑為3.5 μ m程度。)。另外，該情況下，優(yōu)選外周區(qū)域的寬度X為50 μ m左右ο接著，對(duì)其它實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式2 6具有與實(shí)施方式1的聲音傳感器31大致相同的構(gòu)造，因此，詳細(xì)的構(gòu)造省略，表示以理解與實(shí)施方式1不同的點(diǎn)的方式描繪的概略圖。另外，對(duì)于與實(shí)施方式1相同的構(gòu)造的部分，在附圖中標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。(第二實(shí)施方式)圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的聲音傳感器61的概略剖面圖。實(shí)施方式1的聲音傳感器31中，將直徑不同的兩種擋塊42a、42b設(shè)于背板34的下表面，但也可以設(shè)置直徑不同的三種擋塊。圖11所示的聲音傳感器61中，在背板34的下表面，在最外周區(qū)域E設(shè)有直徑最小的擋塊42e，在比最外周區(qū)域E內(nèi)側(cè)的外周區(qū)域D設(shè)有直徑第二小的擋塊42d，在比外周區(qū)域D內(nèi)側(cè)的內(nèi)部區(qū)域C設(shè)有直徑最大的擋塊42c。(第三實(shí)施方式)圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的聲音傳感器62的概略剖面圖。實(shí)施方式1的聲音傳感器31中，在背板34上設(shè)有擋塊42a、42b，但在實(shí)施方式3的聲音傳感器62中，在膜片33的上表面設(shè)有擋塊42a、42b。該聲音傳感器62中，也在膜片33的上表面，在外周區(qū)域設(shè)有直徑小的擋塊42b，在內(nèi)部區(qū)域設(shè)有直徑大的擋塊42a。其結(jié)果，在該聲音傳感器62 中，可以使聲音傳感器62的耐沖擊性提高，同時(shí)可防止膜片33的粘附。另外，圖12中，在與擋塊42a、42b的前端面相對(duì)的部位，在固定電極膜40上設(shè)有孔，這是為防止膜片33的上表面與固定電極膜40電氣短路而設(shè)置的。另外，在固定電極膜40或膜片33的表面賦予非導(dǎo)電性材料的情況下，該孔也可以不需要。(第四實(shí)施方式)圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的聲音傳感器63的概略剖面圖。該聲音傳感器63 中，在硅基板32的上表面設(shè)有背板34，與背板34相對(duì)而在背板34之上設(shè)有膜片33。背板 34在板部39的上表面形成有固定電極膜40，其通過(guò)襯墊55固定在硅基板32的上表面。 膜片33通過(guò)固定在硅基板32上的支承部M被支承。擋塊42a、42b從背板34的上表面突出，在背板34的內(nèi)部區(qū)域排列直徑大的擋塊42a，在外周區(qū)域排列有直徑小的擋塊42b。(第五實(shí)施方式)圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的聲音傳感器64的概略剖面圖。該實(shí)施方式具有與實(shí)施方式4相同的膜片33及背板34的構(gòu)成。與實(shí)施方式4的不同之處是將擋塊42a、 42b設(shè)于膜片33的下表面。(第六實(shí)施方式)圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的聲音傳感器65的概略剖面圖。該聲音傳感器65 中，在通風(fēng)孔57內(nèi)、膜片33的下表面設(shè)有凸部56a、56b。設(shè)于外周區(qū)域的凸部56b的直徑比設(shè)于內(nèi)周區(qū)域的凸部56a的直徑小。該實(shí)施方式中，由于在膜片33的下表面設(shè)有凸部56a、56b，可以防止膜片33的邊緣粘附到硅基板32的上表面而使膜片33與背板34之間的間隙距離發(fā)生變化。另外，可防止通風(fēng)孔57變窄或通風(fēng)孔57堵塞。另外，在使聲音傳感器65落下的情況下，膜片33的內(nèi)周區(qū)域容易強(qiáng)烈地與硅基板 32沖突，但由于內(nèi)周區(qū)域的凸部56a的直徑大，所以可以緩和膜片33的沖擊。另一方面，成為自由端且容易粘附于硅基板32的外周區(qū)域的凸部56b的直徑小，與硅基板32的接觸面積減小，因此可以防止膜片33與硅基板32的粘附。(第七實(shí)施方式)圖16是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的聲音傳感器66的平面圖。圖17是將板部39取下后表示固定電極膜40和膜片33的平面圖。圖18是表示聲音傳感器66的擋塊42a、42b 的配置的背板34的仰視圖，將局部放大表示。該聲音傳感器66也具有與實(shí)施方式1的聲音傳感器31大致相同的構(gòu)造，但膜片 33及背板34為大致矩形狀。從大致矩形的膜片33的四角向?qū)欠较蜓由斐隽翰?6，梁部 36的下表面被固定器37支承。背板34為在形成大致矩形狀的板部39的下表面形成有八邊形的固定電極膜40的部件。該聲音傳感器66中，在背板34的下表面的外周區(qū)域突出有直徑小的擋塊42b，在內(nèi)部區(qū)域突出有直徑大的擋塊42a。因此，該聲音傳感器66中，可以提高膜片33的耐沖擊性而防止膜片33的破損，并且膜片33也不易引起粘附。
權(quán)利要求
1.一種聲音傳感器，其具備背板，其由配設(shè)于半導(dǎo)體基板的上方的固定膜和設(shè)于所述固定膜上的固定電極膜構(gòu)成；振動(dòng)電極膜，其以經(jīng)由空隙與所述背板相對(duì)的方式配設(shè)在所述半導(dǎo)體基板的上方， 將聲振動(dòng)變換為所述振動(dòng)電極膜與所述固定電極膜之間的靜電電容的變化，其特征在于，在所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的所述空隙側(cè)的面設(shè)有多個(gè)突起，根據(jù)所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的突起形成區(qū)域使所述突起的截面面積不同。
2.如權(quán)利要求1所述的聲音傳感器，其特征在于， 具有截面面積不同的三種以上的所述突起，所述突起從所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的中心朝向外周側(cè)依次減小其截面面積。
3.如權(quán)利要求1所述的聲音傳感器，其特征在于，在所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的外周區(qū)域設(shè)有截面面積較小的所述突起，在所述背板或所述振動(dòng)電極膜的至少一方的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有截面面積較大的所述突起。
4.如權(quán)利要求3所述的聲音傳感器，其特征在于，設(shè)有截面面積較小的所述突起的所述外周區(qū)域的寬度為所述背板或所述振動(dòng)電極膜的寬度的1/4以下。
5.如權(quán)利要求1所述的聲音傳感器，其特征在于，所述半導(dǎo)體基板從其上表面朝向下方形成有空洞部，所述振動(dòng)電極膜配設(shè)于所述半導(dǎo)體基板的上表面，所述背板以覆蓋所述振動(dòng)電極膜的方式被固定在所述半導(dǎo)體基板的上表面，在所述背板上開(kāi)設(shè)有多個(gè)聲孔。
6.如權(quán)利要求1所述的聲音傳感器，其特征在于，在所述振動(dòng)電極膜的下表面中與所述半導(dǎo)體基板的上表面相對(duì)的區(qū)域設(shè)有多個(gè)凸部，設(shè)于所述區(qū)域的外周部的所述凸部的截面面積比設(shè)于所述區(qū)域的內(nèi)周部的所述凸部的截面面積小。
7.如權(quán)利要求1所述的聲音傳感器，其特征在于，所述背板固定在所述半導(dǎo)體基板的上表面，所述振動(dòng)電極膜被配設(shè)在所述背板的上方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聲音傳感器，能夠防止膜片的粘附，并且由傳感器落下時(shí)的沖擊也不易使膜片破損。對(duì)音壓進(jìn)行感應(yīng)的膜片(33)與由板部(39)和固定電極膜(40)構(gòu)成的背板(34)相對(duì)，構(gòu)成靜電電容型的聲音傳感器(31)。在背板(34)上開(kāi)設(shè)有用于使振動(dòng)通過(guò)的聲孔(38)，另外，在與膜片(33)相對(duì)的面上突設(shè)有多個(gè)擋塊(42a、42b)。設(shè)于背板(34)的外周區(qū)域的擋塊(42b)的直徑小，設(shè)于內(nèi)部區(qū)域的擋塊(42a)的直徑大。
文檔編號(hào)H04R19/04GK102325294SQ201110120750
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者笠井隆 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社