(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
形成されるべき振動膜に相当する部分を露出したマスクをエッチングが可能な母材基板の表面に形成する工程と、前記露出した振動膜に相当する部分に振動膜となる非展延性金属薄膜のメッキを施す工程と、非展延性金属薄膜のメッキが施された部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、エッチングで除去された部分に母材基板の裏面側からリングを嵌め込んで、リングと前記非展延性金属薄膜とを接合するとともに、非展延性金属薄膜を振動膜として母材基板から分離する工程とを具備したことを特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法。
【請求項２】
エッチングが可能な母材基板の表面に振動膜となる非展延性金属薄膜をメッキする工程と、前記非展延性金属薄膜のうち、振動膜に相当する部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、非展延性金属薄膜を振動膜とし、エッチングで除去された母材基板の周囲をリングとすべくリング状に打ち抜く工程とを具備したことを特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法。
【請求項３】
形成されるべき振動膜に相当する部分を露出したマスクをエッチングが可能な母材基板の表面に形成し、前記露出した振動膜に相当する部分に振動膜となる非展延性金属薄膜のメッキを施し、非展延性金属薄膜のメッキが施された部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去し、エッチングで除去された部分に母材基板の裏面側からリングを嵌め込んで、リングと前記非展延性金属薄膜とを接合するとともに、非展延性金属薄膜を振動膜として母材基板から分離してなることを特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜。
【請求項４】
エッチングが可能な母材基板の表面に振動膜となる非展延性金属薄膜をメッキし、前記非展延性金属薄膜のうち、振動膜となるべき部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去し、非展延性金属薄膜を振動膜とし、エッチングで除去された母材基板の周囲をリングとすべく、母材基板をリング状に打ち抜いてなることを特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜。
【請求項５】
入力された音響を電気信号として出力するマイクロホン部と、このマイクロホン部を収納するケース部とを具備しており、前記マイクロホン部は、集積回路が形成されたウエハ部と、前記集積回路の上に積層されたエレクトレット層と、このエレクトレット層との間に所定の空間を有して設けられた振動膜とを有しており、前記振動膜は、請求項３又は４記載の振動膜であることを特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法と、この半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜と、この振動膜を用いた半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜は、アルミニウム等のエッチングが可能な金属からなる母材基板の一面にニッケル等の振動膜となる非展延性金属薄膜をメッキし、この非展延性金属薄膜にリングを貼り付けた後、母材基板をエッチングで除去することで、リングにのみ非展延性金属薄膜を振動膜として残すようにしていた。
【０００３】
また、ＦＥＰ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等からなるフィルムの片面に金属薄膜を蒸着で形成した振動膜がある。この振動膜は、リングに導電性接着剤等で張り付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この製造方法では、母材基板をすべてエッチングで除去するため生産効率に劣っていた。
【０００５】
また、ＦＥＰ、ＰＰＳ、ＰＥＴ等からなるフィルムの片面に金属を蒸着して構成された振動膜を使用した半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの実装を手半田で行うと、振動膜を構成するフィルムが手半田の熱によって劣化、変形することがある。リフロー半田を用いた場合でも、フィルムの劣化、変形が生じるおそれがある。フィルムの劣化、変形は、周波数特性の劣化の原因につながっていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、生産効率に優れた半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法と、この振動膜と、この振動膜を用い、リフロー半田を用いた実装の自動化が可能な半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法は、形成されるべき振動膜に相当する部分を露出したマスクをエッチングが可能な母材基板の表面に形成する工程と、前記露出した振動膜に相当する部分に振動膜となる非展延性金属薄膜のメッキを施す工程と、非展延性金属薄膜のメッキが施された部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、エッチングで除去された部分に母材基板の裏面側からリングを嵌め込んで、リングと前記非展延性金属薄膜とを接合するとともに、非展延性金属薄膜を振動膜として母材基板から分離する工程とを備えている。
【０００８】
また、本発明に係る他の半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法は、エッチングが可能な母材基板の表面に振動膜となる非展延性金属薄膜をメッキする工程と、前記非展延性金属薄膜のうち、振動膜に相当する部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、非展延性金属薄膜を振動膜とし、エッチングで除去された母材基板の周囲をリングとすべくリング状に打ち抜く工程とを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法の各工程を示す概略的断面図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法の各工程を示す概略的断面図、図３は本発明の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図である。
【００１０】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法は、図１に示すように、形成されるべき振動膜５００に相当する部分を露出したマスク２００をエッチングが可能な母材基板１００の表面１１０に形成する工程と、前記露出した振動膜５００に相当する部分１１１に振動膜５００となる非展延性金属薄膜３００のメッキを施す工程と、非展延性金属薄膜３００のメッキが施された部分の母材基板１００をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、エッチングで除去された部分１２１に母材基板１００の裏面１２０側からリング４００を嵌め込んで、リング４００と前記非展延性金属薄膜３００とを接合するとともに、非展延性金属薄膜３００を振動膜５００として母材基板１００から分離する工程とを備えている。
【００１１】
まず、母材基板１００は、エッチングが可能なアルミニウムの薄板である。図１（Ａ）に示すように、この母材基板１００の表面１１０に対して、形成されるべき振動膜５００に相当する部分１１１を露出するようにマスク２００を形成する。このマスク２００は、例えばアクリル樹脂を塩化メチレンで溶かしたものを塗布することで形成する。一般的に振動膜５００は円形であるから、前記部分１１１は円形になる。
【００１２】
次に、定法により前記部分１１１にニッケルメッキを施し、ニッケルからなる非展延性金属薄膜３００を形成する（図１（Ｂ）参照）。この非展延性金属薄膜３００は後に振動膜５００となるものである。なお、この非展延性金属薄膜３００は、クロム・チタン薄膜であってもよい。
【００１３】
次に、図１（Ｃ）に示すように、母材基板１００のうち、非展延性金属薄膜３００が形成された部分の母材基板１００を裏面１２０側、すなわち非展延性金属薄膜３００が形成されていない側からエッチングで除去する。すると、非展延性金属薄膜３００はマスク２００とマスク２００とに挟まれた状態となる。
【００１４】
略リング状に形成されたリング４００は、非展延性金属薄膜３００をニッケル薄膜で形成している場合には、ニッケルと金属膨張率が近似したＳＵＳ４３０から構成する。かかるリング４００を、図１（Ｄ）に示すように、母材基板１００のエッチングで除去された部分１２１から嵌め込む。そして、リング４００を母材基板１００の表面１１０側から抜くと、リング４００と前記非展延性金属薄膜３００とが接合されるとともに、非展延性金属薄膜３００は振動膜５００として母材基板１００から分離される（図１（Ｅ）参照）。
【００１５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法について説明する。
この本発明の第２の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法は、図２に示すように、エッチングが可能な母材基板１００の表面１１０に振動膜５００となる非展延性金属薄膜３００をメッキする工程と、前記非展延性金属薄膜３００のうち、振動膜５００に相当する部分１２２の母材基板１００をメッキが施されていない裏面１２０側からエッチングで除去する工程と、非展延性金属薄膜３００を振動膜５００とし、エッチングで除去された母材基板１００の周囲１３０をリング４００とすべく母材基板１００リング状に打ち抜く工程とを備えている。
【００１６】
まず、母材基板１００がエッチングが可能なアルミニウムの薄板である点は、上述した第１の実施の形態と同様である。しかし、この第２の実施の形態では、表面１１０の全面にニッケル薄膜からなる非展延性金属薄膜３００をメッキで形成する（図２（Ａ）参照）。なお、この非展延性金属薄膜３００は、クロム・チタン薄膜であってもよい。
【００１７】
次に、図２（Ｂ）に示すように、母材基板１００のうち、振動膜５００に相当する部分１２２の母材基板１００を裏面１２０側、すなわち非展延性金属薄膜３００が形成されていない側からエッチングで除去する。すると、非展延性金属薄膜３００は、浮かんだ状態になる。なお、一般的に振動膜５００は円形であるから、前記部分１２２は円形になる。
【００１８】
次に、図２（Ｃ）に矢印Ａで示す部分（図面では４箇所を示している）から、母材基板１００を非展延性金属薄膜３００とともに切断する。すなわち、エッチングで除去された部分１２２の周囲１３０をリング４００とするために、前記部分１２２を取り囲む位置で母材基板１００を非展延性金属薄膜３００とともに打ち抜くのである。
【００１９】
これにより、図２（Ｄ）に示すように、非展延性金属薄膜３００は振動膜５００となり、振動膜５００はリング４００に取り付けられた状態となる。
【００２０】
なお、上述した第１及び第２の実施の形態では、母材基板１００としてアルミニウムからなるとして説明したが、エッチングが可能な素材、例えば真鍮、ステンレス、鉄等であってもよい。
【００２１】
上述した第１の実施の形態に係る振動膜５００を用いた半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン６００は、図３に示すように、入力された音響を電気信号として出力するマイクロホン部６１０と、このマイクロホン部６１０を収納するケース部６２０とを備えており、前記マイクロホン部６１０は、集積回路が形成されたウエハ部６１１と、前記集積回路の上に積層されたエレクトレット層６１２と、このエレクトレット層６１２との間に所定の空間を有して設けられた振動膜５００とを有している。
【００２２】
前記マイクロホン部６１０を構成するウエハ部６１１は、増幅回路、ノイズフィルター回路等が集積回路として形成されており、上面に前記集積回路に積層される形でエレクトレット層６１２が形成されている。
【００２３】
また、前記ケース部６２０は、前記ウエハ部６１１が収納される凹部６２５が形成された本体部６２１と、この本体部６２１を閉塞する蓋部６２２とを有している。前記蓋部６２２には、音響を振動膜５００に導くための音孔６２３が開設されている。また、この蓋部６２２には、振動膜５００が取り付けられたリング４００を押さえ込むための突脈６２４が裏面側に突出形成されている。
【００２４】
振動膜５００は、リング４００をエレクトレット層６１２に向けた状態で、ウエハ部６１１の上に載置される。リング４００があるため、振動膜５００とエレクトレット層６１２との間には所定の空間が設けられる。この状態で、蓋部６２２をすると、前記突脈６２４によってリング４００が押さえ付けられ、振動膜５００が固定される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法は、形成されるべき振動膜に相当する部分を露出したマスクをエッチングが可能な母材基板の表面に形成する工程と、前記露出した振動膜に相当する部分に振動膜となる非展延性金属薄膜のメッキを施す工程と、非展延性金属薄膜のメッキが施された部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、エッチングで除去された部分に母材基板の裏面側からリングを嵌め込んで、リングと前記非展延性金属薄膜とを接合するとともに、非展延性金属薄膜を振動膜として母材基板から分離する工程とを備えている。
【００２６】
従って、従来のように、母材基板のすべてをエッチングするのではなく、振動膜となる非展延性金属薄膜のメッキが施された部分のみをエッチングするだけなので、生産効率が従来のものより優れている。また、振動膜が非展延性金属薄膜のみから構成されるため、従来の合成樹脂のフィルムに金属薄膜を蒸着してなる振動膜を使用するものより、半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの実装時の半田付けによる悪影響が極めて少ない。このため、リフロー半田による自動実装が可能となる。
【００２７】
また、本発明に係る他の半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法は、エッチングが可能な母材基板の表面に振動膜となる非展延性金属薄膜をメッキする工程と、前記非展延性金属薄膜のうち、振動膜に相当する部分の母材基板をメッキが施されていない裏面側からエッチングで除去する工程と、非展延性金属薄膜を振動膜とし、エッチングで除去された母材基板の周囲をリングとすべくリング状に打ち抜く工程とを備えている。
【００２８】
この製造方法でも、母材基板のエッチングでの除去が少ないため、生産効率が従来のものより優れている。このようにして製造された振動膜を使用した半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの実装時の半田付けによる振動膜に対する悪影響が少ない点も上述したものと同様である。
【００２９】
さらに、本発明に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンは、入力された音響を電気信号として出力するマイクロホン部と、このマイクロホン部を収納するケース部とを具備しており、前記マイクロホン部は、集積回路が形成されたウエハ部と、前記集積回路の上に積層されたエレクトレット層と、このエレクトレット層との間に所定の空間を有して設けられた振動膜とを有しており、前記振動膜は、上述した製造方法で製造した振動膜である。
【００３０】
従って、前記製造方法で製造された振動膜を使用する半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンも、生産効率に優れ、半田付け時の熱の影響が少ない、すなわち周波数特性が優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法の各工程を示す概略的断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの振動膜の製造方法の各工程を示す概略的断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図である。
【符号の説明】
１００    母材基板
１１０    （母材基板の）表面
１１１    振動膜に相当する部分
１２０    （母材基板の）裏面
１２１    エッチングで除去された部分
２００    マスク
３００    非展延性金属薄膜
４００    リング
５００    振動膜
【図１】
0003583350.tif 000002
【図２】
0003583350.tif 000003
【図３】
0003583350.tif 000004