(57)【要約】【課題】周波数特性を維持しつつ、大きな空気圧が加わったときの振動電極板の変位（変形）を抑制することによって静電容量型音響センサなどの応力集中や電極板の破損を回避する。【解決手段】基板２２は上下に貫通する空洞２３を有する。空洞２３の上面開口を覆うように、基板２２の上面にダイアフラム２４が配設される。基板２２の上面には、ダイアフラム２４を覆うようにしてドーム状のバックプレート２８が設けられる。バックプレート２８の下面には、ダイアフラム２４と対向して固定電極板２９が設けられる。バックプレート２８及び固定電極板２９には、複数個のアコースティックホール３１が設けられている。ダイアフラム２４の中央部には開口２４ａが設けられており、開口２４ａ内には、調整部２５が配置されている。調整部２５は、バックプレート２８の下面から下方へ向けて延出された支持部４４によって支持される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞を有する基板と、
前記基板の上方に配設された、圧力を逃がすための空隙部を有する振動電極板と、
前記基板の上方において、前記振動電極板と対向するように配置された固定電極板と、
前記振動電極板が変形していないときに前記空隙部を通過する空気圧の漏れを妨げ、前記振動電極板が圧力を受けて変形したときに前記空隙部が離れて前記空隙部を通過して圧力が逃げるように配置された漏れ圧調整部と、
を有することを特徴とする音響トランスデューサ。
【請求項２】
前記空隙部は、前記振動電極板に形成された開口であることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項３】
前記漏れ圧調整部は、変形していないときの前記振動電極板の前記開口に納められた板状の部材であることを特徴とする、請求項２に記載の音響トランスデューサ。
【請求項４】
前記漏れ圧調整部は、変形していない前記振動電極板の前記空隙部の上面開口と下面開口のうち一方を塞ぐように前記振動電極板の上面側又は下面側に対向させて配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項５】
前記漏れ圧調整部は、変形していない前記振動電極板の前記空隙部の下面開口を塞ぐように位置する前記基板の一部の上面であることを特徴とする、請求項４に記載の音響トランスデューサ。
【請求項６】
前記空隙部は、前記振動電極板の縁に形成された、振動電極板の内側へ向けて窪んだ窪みであることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項７】
前記漏れ圧調整部は、変形していないときの前記振動電極板の前記窪みに位置している板状の部材であることを特徴とする、請求項６に記載の音響トランスデューサ。
【請求項８】
前記漏れ圧調整部が、変形していない前記振動電極板の前記空隙部に位置しており、
前記漏れ圧調整部の縁と前記空隙部の縁との間にスリットが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項９】
前記スリットの幅が１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項８に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１０】
前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、
前記バックプレートの、前記振動電極板と対向する側の面に支持部が設けられ、
前記漏れ圧調整部が、前記支持部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１１】
前記支持部の水平断面積が、前記漏れ圧調整部の面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１０に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１２】
前記漏れ圧調整部が、複数の前記支持部により支持されていることを特徴とする、請求項１０に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１３】
前記支持部と前記支持部との中間において前記バックプレートに通孔が設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１４】
前記漏れ圧調整部が、前記基板の上面に設けた支持部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１５】
前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、
前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして前記バックプレートに設けられ、
前記バックプレート及び前記固定電極板に複数のアコースティックホールが開口され、
前記基板の上面に垂直な方向から見たとき、前記アコースティックホールの一部が前記空隙部と重なり合っていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１６】
前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、
前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして前記バックプレートに設けられ、
前記バックプレート及び前記固定電極板に複数のアコースティックホールが開口され、
前記基板の上面に垂直な方向から見たとき、前記アコースティックホールの一部が前記スリットと重なり合っていることを特徴とする、請求項８に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１７】
前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、
前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして前記バックプレートに設けられ、
前記バックプレート及び前記固定電極板に複数のアコースティックホールが開口され、
前記基板の上面に垂直な方向から見たとき、前記漏れ圧調整部の幅が前記アコースティックホール間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１８】
前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、
前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして、かつ、前記漏れ圧調整部と対向しないようにして前記バックプレートに設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項１９】
前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、
前記振動電極板の、前記空隙部に隣接する領域に対向させて、前記バックプレートに突起を設けていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項２０】
前記空隙部は、前記振動電極板の変位の大きい領域に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項２１】
前記振動電極板と前記漏れ圧調整部は、同じ材料により、同じ厚みに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項２２】
製造プロセスにおいて前記基板の上方に形成された薄膜をスリットで分割することにより、前記空隙部を有する振動電極板と前記漏れ圧調整部とを形成したことを特徴とする、請求項２１に記載の音響トランスデューサ。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか１項に記載の音響トランスデューサと、前記音響トランスデューサからの信号を増幅して外部に出力する回路部とを備えたマイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響トランスデューサ及びマイクロフォンに関する。具体的に言うと、本発明は、振動電極板（ダイアフラム）と固定電極板からなるコンデンサ構造によって構成された静電容量型の音響トランスデューサに関する。また、本発明は、該音響トランスデューサを用いたマイクロフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１（Ａ）は、従来の静電容量型の音響センサ（音響トランスデューサ）の構造を示す概略図である。この音響センサ１１では、シリコン基板等からなる基板１２に空洞１３が開口されており、空洞１３の上面開口を覆うようにして基板１２の上方にダイアフラム１４（振動電極板）が設けられている。たとえば矩形状のダイアフラム１４の場合であれば、その四隅部分をアンカー１５によって基板１２の上面で支持されている。基板１２の上面にはドーム状をしたバックプレート１６が形成されており、バックプレート１６はダイアフラム１４を覆っている。バックプレート１６の下面には固定電極板１７が設けられており、固定電極板１７はダイアフラム１４と対向している。また、バックプレート１６及び固定電極板１７には、音響振動の通路となるアコースティックホール１８が多数開口されている。バックプレート１６の下面には固定電極板１７から飛び出るようにして複数のストッパ１９が設けられている。ストッパ１９は、ダイアフラム１４が固定電極板１７にスティック（固着）して離れなくなるのを防ぐために設けられている。
【０００３】
この音響センサ１１においては、空洞１３から音響振動が入ってくると、音響振動（空気の圧力の変化）によってダイアフラム１４が振動し、それによってダイアフラム１４と固定電極板１７との距離が変化する。ダイアフラム１４と固定電極板１７は、互いにほぼ平行に対向していて可変コンデンサを構成しているので、音響振動によってダイアフラム１４が振動すると、音響振動は可変コンデンサの静電容量の変化に変換される。
【０００４】
しかし、このような静電容量型の音響センサ１１では、ダイアフラム１４に大きな圧力が加わると、ダイアフラム１４やバックプレート１６が破損するという問題があった。ダイアフラム１４に大きな圧力が加わる態様としては、たとえば音響センサ１１の落下試験の場合に空洞１３から入った空気の圧力がダイアフラム１４に加わる場合、音響センサ１１を組み込まれた携帯電話等の機器を落下させた場合、音響センサ１１を組み込まれた携帯電話の送話口に強く息を吹き込んだ場合、送話口を指先などで叩いた場合、ジェット機の衝撃波が空洞１３に入り込む場合などがある。このようにしてダイアフラム１４に大きな圧力Ｐが加わると、図１（Ｂ）に示すように、その圧力Ｐによってダイアフラム１４が大きく撓み、ダイアフラム１４がバックプレート１６に衝突する。そして、ダイアフラム１４が撓んでもダイアフラム１４に加わる圧力Ｐが逃げないので、ダイアフラム１４とバックプレート１６が図１（Ｃ）のようにさらに大きく変形する。この結果、ダイアフラム１４やバックプレート１６が大きく変形して破損したり、亀裂が生じたりすることがあり、音響センサ１１の破損耐性に問題があった。
【０００５】
なお、特許文献１に開示された音響センサでは、空洞の上面開口を覆うようにしてダイアフラムが設けられているが、ダイアフラムは基板に固定されていない。一方、バックプレートの下面にアンカーが設けられている。そして、この音響センサでは、ダイアフラムと固定電極板の間にバイアス電圧を印加すると、その静電吸引力のためにダイアフラムが上方へ引き付けられ、アンカーによってダイアフラムが支持される構造となっている。
【０００６】
特許文献１のような構造の音響センサでも、周波数特性を維持するために音響抵抗が高い、つまり圧力が逃げにくいため、ダイアフラムに大きな圧力が加わった場合には、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）のような現象が起こり、ダイアフラムやバックプレートが破損したり、亀裂が生じたりする心配がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示された音響センサでは、ダイアフラムをスプリングで支持し、ダイアフラムに大きな圧力が加わった場合には、ダイアフラム全体が大きく移動して空気の圧力を逃がす構造となっている。
【０００８】
しかし、特許文献２の音響センサでは、音響振動を感知するのに適したスプリングと空気の圧力を逃がすのに適したスプリングとを独立して設計することができず、設計上の柔軟性に欠ける。また、スプリングは、ダイアフラムと同じ材料により形成された、ジグザグに曲がった線状の部材であるため、スプリングの強度が弱い。しかも、ダイアフラム全体が動くので慣性力が大きいうえにバックプレートが設けられていないので、ダイアフラムに圧力以外の負荷、たとえば落下による加速度（慣性力）や製造工程中における外力などに対する強度が低いという不具合がある。
【０００９】
また、特許文献３に開示された音響センサでは、ダイアフラムの上面の縁に対向させて板状の変形抑制部材（upper finger portion）を設け、ダイアフラムが大きく変形したときにはダイアフラムが変形抑制部材に当接し、ダイアフラムの大きな変形を抑制するようになっている。
【００１０】
特許文献３のような構造では、ダイアフラムの変形を抑制することはできるが、ダイアフラムが大きく変形したときには、ダイアフラムの縁に変形抑制部材の先端が当たるので、その箇所に応力集中が発生し、ダイアフラムの強度が劣化しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６５３５４６０号明細書
【特許文献２】米国特許第８１１１８７１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／００３１４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的とするところは、音響振動検出時における周波数特性を維持しつつ、大きな空気圧が加わったときの振動電極板（ダイアフラム）の変形を抑制することによって応力集中や振動電極板及びバックプレートの破損を回避することのできる音響トランスデューサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る音響トランスデューサは、空洞を有する基板と、前記基板の上方に配設された、圧力を逃がすための空隙部を有する振動電極板と、前記基板の上方において、前記振動電極板と対向するように配置された固定電極板と、前記振動電極板が変形していないときに前記空隙部を通過する空気圧の漏れを妨げ、前記振動電極板が圧力を受けて変形したときに前記空隙部が離れて前記空隙部を通過して圧力が逃げるように配置された漏れ圧調整部とを有することを特徴としている。ここで、空隙部とは、開口や窪み（切欠き）、孔、スリット状の開口など圧力を逃がすことできる空間や隙間である。
【００１４】
本発明の音響トランスデューサにあっては、振動電極板に空隙部が設けられているが、振動電極板が変形していないときには当該空隙部を通過する空気圧の漏れは漏れ圧調整部によって妨げられている。したがって、通常の音響振動を感知しているときには、振動電極板の空隙部を通って音響振動が直接振動電極板を通り抜けにくく、音響抵抗が大きな状態に保たれている。よって、通常の音響振動を感知している状態では、低周波数領域における周波数特性が低下しにくい。一方、音響トランスデューサ内に大きな圧力が加わった場合には、その圧力で振動電極板が変形することによって振動電極板の空隙部が漏れ圧調整部から離れる。その結果、振動電極板の空隙部を通って圧力が逃げるので、振動電極板の変形が抑制され、振動電極板の破損や損傷が防止される。
【００１５】
本発明に係る音響トランスデューサのある実施態様は、前記空隙部が、前記振動電極板に形成された開口であることを特徴としている。この実施態様においては、前記漏れ圧調整部は、変形していないときの前記振動電極板の前記開口に納められた板状の部材であってもよい。また、前記漏れ圧調整部は、変形していない前記振動電極板の前記空隙部の上面開口と下面開口のうち一方を塞ぐように前記振動電極板の上面側又は下面側に対向させて配置されていてもよい（なお、本願においては、漏れ圧調整部で塞ぐというときは、密閉を意味しない。）。後者の場合には、変形していない前記振動電極板の前記空隙部の下面開口を塞ぐように位置する前記基板の一部の上面を漏れ圧調整部とすることもできる。かかる実施態様では、通常の動作状態では開口が漏れ圧調整部で塞がれていて圧力の漏れを阻止しているが、振動電極板が過剰な圧力によって大きく変形すると、振動電極板の開口が漏れ圧調整部から離れて開かれ、圧力を逃がすことができるようになる。
【００１６】
本発明に係る音響トランスデューサの別な実施態様は、前記空隙部が、前記振動電極板の縁に形成された、振動電極板の内側へ向けて窪んだ窪みであることを特徴としている。この実施態様においては、前記漏れ圧調整部は、変形していないときの前記振動電極板の前記窪みに位置している板状の部材であってもよい。かかる実施態様でも、通常の動作状態では窪みが漏れ圧調整部で塞がれていて圧力の漏れを阻止しているが、振動電極板が過剰な圧力によって大きく変形すると、振動電極板の窪みが漏れ圧調整部から離れて開かれ、圧力を逃がすことができるようになる。
【００１７】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記漏れ圧調整部が、変形していない前記振動電極板の前記空隙部に位置しており、前記漏れ圧調整部の縁と前記空隙部の縁との間にスリットが形成されていることを特徴としている。漏れ圧調整部と振動電極板が接触していると、振動電極板の振動が妨げられ、音響トランスデューサの感度が低下したり、Ｓ／Ｎ比が低下したりするためである。
【００１８】
上記実施態様においては、前記スリットの幅が１０μｍ以下であることが望ましい。スリットの幅が１０μｍよりも大きくなると、音響トランスデューサの低周波数領域における周波数特性が悪くなるからである。
【００１９】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、前記バックプレートの、前記振動電極板と対向する側の面に支持部が設けられ、前記漏れ圧調整部が、前記支持部に固定されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、漏れ圧調整部がバックプレートに固定されるので、大きな圧力が加わったときに漏れ圧調整部が振動電極板と同じように変形又は移動しないようにできる。
【００２０】
また、前記支持部の水平断面積（基板の上面と平行な断面の断面積）は、前記漏れ圧調整部の面積よりも小さいことが望ましい。支持部の水平断面積が漏れ圧調整部の面積よりも小さくなっていると、振動電極板が支持部側へ変形したときに、支持部の外周面と振動電極板の空隙部の縁との間に隙間が生じるので、この隙間を通過させて圧力を逃がすことができる。
【００２１】
また、前記漏れ圧調整部は、複数本の支持部により支持されていてもよい。複数本の支持部によって漏れ圧調整部を支持してあれば、漏れ圧調整部の剛性が増し、漏れ圧調整部が圧力で変形しにくくなる。この場合、前記支持部と前記支持部との中間において前記バックプレートに通孔が設けられていれば、圧力をこの通孔から外部へ逃がしやすくなる。
【００２２】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記漏れ圧調整部が、前記基板の上面に設けた支持部に固定されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、振動電極板が基板の上面に設けたアンカーで支持されている場合には、アンカーと支持部とを同時に作製することが可能になる。
【００２３】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして前記バックプレートに設けられ、前記バックプレート及び前記固定電極板に複数のアコースティックホールが開口され、前記基板の上面に垂直な方向から見たとき、前記アコースティックホールの一部が前記空隙部と重なり合っていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、変形した振動電極板の空隙部を通過した圧力を、バックプレートのアコースティックホールから外部へ逃がしやすくなる。
【００２４】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして前記バックプレートに設けられ、前記バックプレート及び前記固定電極板に複数のアコースティックホールが開口され、前記基板の上面に垂直な方向から見たとき、前記アコースティックホールの一部が前記スリットと重なり合っていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、変形した振動電極板の空隙部を通過した圧力を、バックプレートのアコースティックホールから外部へ逃がしやすくなる。
【００２５】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして前記バックプレートに設けられ、前記バックプレート及び前記固定電極板に複数のアコースティックホールが開口され、前記基板の上面に垂直な方向から見たとき、前記漏れ圧調整部の幅が前記アコースティックホール間の距離よりも大きいことを特徴としている。かかる実施態様によれば、漏れ圧調整部の上方に位置するアコースティックホールが振動電極板で塞がれにくくなり、過剰な圧力を確実に排出させることが可能になる。
【００２６】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、前記固定電極板が、前記振動電極板と対向するようにして、かつ、前記漏れ圧調整部と対向しないようにして前記バックプレートに設けられていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、漏れ圧調整部と固定電極板の間に発生する寄生容量を小さくすることができる。
【００２７】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記基板の上方に、前記振動電極板と対向するようにバックプレートが配置され、前記振動電極板の、前記空隙部に隣接する領域に対向させて、前記バックプレートに突起を設けていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、大きな圧力が加わって変形した振動電極板が突起に当たるので、振動電極板が固定電極板に固着して離れなくなるのを防ぐことができる。
【００２８】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記空隙部は、前記振動電極板の変位の大きい領域に設けられていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、圧力を効率よく空隙部から逃がすことができる。
【００２９】
本発明に係る音響トランスデューサのさらに別な実施態様は、前記振動電極板と前記漏れ圧調整部が、同じ材料により、同じ厚みに形成されていることを特徴としている。かかる実施態様では、漏れ圧調整部と振動電極板を同一材料により同一工程で作製することができ、音響トランスデューサの製造が簡略になる。たとえば、製造プロセスにおいて前記基板の上方に形成された薄膜をスリットで分割することにより、前記空隙部を有する振動電極板と前記漏れ圧調整部とを形成することができる。
【００３０】
本発明に係る音響トランスデューサは、回路部と組み合わせることによってマイクロフォンとして用いることもできる。
【００３１】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）は、従来の静電容量型の音響センサの概略断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の音響センサに大きな圧力が加わったときにダイアフラムが大きく変形する様子を示す概略断面図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）の音響センサにより大きな圧力が加わったときにダイアフラムとバックプレートが大きく変形する様子を示す概略断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の実施形態１による音響センサを示す平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す音響センサからバックプレート及び固定電極板を除いてダイアフラムを露出させた状態を示す平面図である。
【図３】図３は、図２（Ａ）に示す音響センサの拡大断面図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した音響センサの動作説明のための概略断面図である。
【図５】図５は、ＭＥＭＳマイクロフォンにおける典型的な周波数特性を示す図である。
【図６】図６（Ａ）−図６（Ｃ）は、音響センサにおける支持部と漏れ圧調整部とアコースティックホールの位置関係を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の実施形態２による音響センサを示す概略断面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す音響センサにおける支持部と漏れ圧調整部とアコースティックホールの位置関係を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は、ダイアフラムの開口及び漏れ圧調整部の変形例を示す図である。図８（Ｂ）は、ダイアフラムの変形例を示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、アコースティックホールの異なる配列を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態３による音響センサを示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態４による音響センサを示す概略断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の実施形態５による音響センサを示す概略断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す音響センサからバックプレート及び固定電極板を除いてダイアフラムを露出させた状態を示す平面図である。
【図１３】図１３は、図１２の音響センサに用いられている基板を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態６による音響センサを示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態７による音響センサを示す断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、本発明の実施形態８に係る音響センサの概略断面図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の音響センサにおいて、ダイアフラムに下方から大きな圧力が加わったときの状態を示す概略断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）は、図１６（Ａ）の音響センサの、バックプレートを取り除いた状態における平面図である。図１７（Ｂ）は、図１６（Ａ）の音響センサに用いられている基板の平面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、本発明の実施形態９に係る音響センサの、バックプレートを取り除いた状態における平面図である。図１８（Ｂ）は、実施形態９の音響センサに圧力が加わっているときの概略断面図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、本発明の実施形態１０に係る音響センサの、バックプレートを取り除いた状態における平面図である。図１９（Ｂ）は、本発明の実施形態１０の変形例による音響センサの、バックプレートを取り除いた状態における平面図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る音響センサを内蔵したマイクロフォンの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００３４】
（実施形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施形態１による音響トランスデューサ、すなわち音響センサ２１を説明する。図２（Ａ）は、本発明の実施形態１による音響センサ２１の平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の音響センサ２１からバックプレート２８と固定電極板２９を取り除いてダイアフラム２４を露出させた状態の平面図である。図３は、音響センサ２１の断面図である。
【００３５】
この音響センサ２１は、ＭＥＭＳ技術を利用して作製された静電容量型素子である。図３に示すように、この音響センサ２１は、シリコン基板等からなる基板２２の上にアンカー２７を介してダイアフラム２４（振動電極板）を設け、ダイアフラム２４と対向させてダイアフラム２４の上方に固定電極板２９を設けたものである。
【００３６】
基板２２には、上面から下面に貫通した矩形状の空洞２３が開口されている。図示例では、空洞２３は、基板２２の上面に垂直な壁面によって囲まれているが、基板２２の上面に対して傾いた壁面によって囲まれていて、テーパー状となっていてもよい。ダイアフラム２４は、空洞２３の上面開口を覆うようにして基板２２の上面に配置されている。ダイアフラム２４は、導電性を有するポリシリコン薄膜によって略矩形状に形成されていてダイアフラム２４自体が振動電極板となっている。
【００３７】
図２（Ｂ）に示すように、ダイアフラム２４の中央部には、空隙部すなわち円形の開口２４ａが形成されており、開口２４ａ内には、同じく円板状の漏れ圧調整部２５（以下、単に調整部２５という。）が位置している。ダイアフラム２４と調整部２５は、電気的にも機械的にも接触しておらず、両者は開口２４ａの内周面と調整部２５の外周面との間に形成された円形のスリット４１（隙間）によって分離されている。スリット４１の幅は、後述のように１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
調整部２５は、ダイアフラム２４と同一材料、同一製造プロセスによって形成されている。すなわち、調整部２５とダイアフラム２４は、ポリシリコン薄膜を成膜した後、エッチングによって円形のスリット４１を形成することで分離されてもよい。あるいは、最初からダイアフラム２４と調整部２５の間にスリット４１が形成されるようにポリシリコン薄膜を成膜してもよい。よって、ダイアフラム２４と調整部２５は同一平面内にあり、同じ厚みを有している。
【００３９】
ダイアフラム２４の４箇所のコーナー部には、それぞれ対角方向に向けて脚片２６が延出されている。空洞２３の外側において、基板２２の上面には４個のアンカー２７が配置されている。脚片２６は、アンカー２７によって支持されている。こうしてダイアフラム２４は、空洞２３の上面開口を覆うようにして基板２２の上に配置されており、空洞２３の上面開口及び基板２２の上面から浮いている。その結果、基板２２の上面とダイアフラム２４の下面とが対向している隙間には、ダイアフラム２４の下面側から上面側へ、あるいはダイアフラム２４の下面側から上面側へ音響振動を通過させるためのベントホール４２が形成される。
【００４０】
図３に示すように、基板２２の上面には、バックプレート２８が設けられている。ＳｉＮからなるバックプレート２８の下面には、導電性を有するポリシリコンからなる固定電極板２９が設けられている。バックプレート２８は、ドーム状に形成されていてその下に空洞部分を有しており、その空洞部分でダイアフラム２４を覆っている。固定電極板２９の下面とダイアフラム２４の上面との間には微小なエアギャップ３０が形成されている。
【００４１】
バックプレート２８と固定電極板２９には、上面から下面に貫通するようにして、音響振動を通過させるためのアコースティックホール３１（音響孔）が多数穿孔されている。図２（Ａ）に示すように、アコースティックホール３１は、規則的に配列されている。図示例では、アコースティックホール３１は、互いに１２０°又は６０°の角度を成す３方向に沿って三角形状に配列されているが、矩形状や同心円状などに配置されていてもよい。また、バックプレート２８の下面には、適宜間隔をあけてストッパ４３が突設されている。このストッパ４３は、静電吸引力などによってダイアフラム２４が固定電極板２９に固着して離れなくなるのを防ぐためのものである。
【００４２】
バックプレート２８の下面中央部からは、下方へ向けて１本の支持部４４が延出しており、支持部４４の下面に調整部２５が水平に固定されている。支持部４４の水平断面積は、調整部２５の面積よりも小さくなっている。すなわち、支持部４４の直径は調整部２５の直径よりも小さくなっている。ただし、支持部４４の断面形状は円形や矩形状などに限るものではない。
【００４３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ダイアフラム２４の１つの脚片２６からは引出配線３２が延出されている。引出配線３２の先端は、バックプレート２８の縁部上面に設けられた電極パッド３４に接続されている。よって、電極パッド３４は、ダイアフラム２４に導通している。一方、固定電極板２９からは、引出配線３３が延出されており、引出配線３３の先端は、バックプレート２８の縁部上面に設けられた電極パッド３５に接続されている。よって、電極パッド３５は、固定電極板２９に導通している。
【００４４】
つぎに、音響センサ２１が音響振動を感知しているときの動作と、ダイアフラム２４に大きな圧力が加わったときの音響センサ２１の動作を説明する。図４（Ａ）は、音響センサ２１の、ダイアフラム２４に高負荷の圧力が加わっていない状態を示す概略断面図である。図４（Ｂ）は、音響センサ２１の、ダイアフラム２４に高負荷の圧力が加わっている状態を示す概略断面図である。
【００４５】
音響センサ２１に高負荷の圧力が加わっておらず、音響振動だけを感知している場合には、ダイアフラム２４は図４（Ａ）のような平らな状態を中心として小さな振幅で上下に振動している。音響振動に感応してダイアフラム２４が振動すると、固定電極板２９とダイアフラム２４によって構成される可変コンデンサの静電容量が変化し、音響振動が静電容量の変化を通して電気信号に変換される。
【００４６】
このとき調整部２５が存在しないと仮定すると、ダイアフラム２４の中央部に開口２４ａがあいた状態となるので、音響振動は狭いベントホール４２を通るよりも開口２４ａを通り抜け易くなる。そのため、ダイアフラム２４の上面側と下面側との間の音響通路における音響抵抗が小さくなる。ダイアフラム２４に開口２４ａがあいていない場合の音響センサの周波数特性が図５に実線で示すカーブＱ１であったとすると、開口２４ａが開放されている場合には、音響抵抗が小さくなるために図５に破線で示すカーブＱ２のように低周波数領域で音響センサの感度が低下する。
【００４７】
しかし、本実施形態の音響センサ２１では、ダイアフラム２４に開口２４ａがあけられているが、音響振動の感知モードでは開口２４ａが調整部２５によってほぼ塞がれているので、音響抵抗が低下しにくく、低周波数領域における音響センサの感度が低下しにくい。
【００４８】
もっとも、ダイアフラム２４と調整部２５とが接触していると、ダイアフラム２４の振動が調整部２５によって妨げられ、音響センサ２１の感度が低下したり、Ｓ／Ｎ比が低下したりする恐れがある。そのため、調整部２５の面積は開口２４ａの開口面積よりも小さくなっていて、ダイアフラム２４と調整部２５が分離されている。すなわち、開口２４ａの内周面と調整部２５の外周面との間にはほぼ一定の幅ｗのスリット４１が設けられている。
【００４９】
一方、スリット４１の幅ｗが広過ぎると、ベンチレーションの効果が強くなり、スリット４１を介しての空気の抜けが大きくなり過ぎて、ロールオフ周波数の低下が発生し、低周波特性が悪化する恐れがある。この点について以下に詳述する。
【００５０】
前記図５は、ＭＥＭＳマイクロフォンにおける典型的な周波数特性を示しており、同図の横軸は音響振動の周波数（単位：Ｈｚ）であり、縦軸は相対感度（単位：ｄＢｒ）である。図５おいて、グラフが水平である範囲は、上記相対感度が上記音波の周波数に依存しないので、音波を良好に検出できる範囲となる。この範囲の下限の周波数はロールオフ周波数ｆroll-offと呼ばれる。
【００５１】
一般に、ロールオフ周波数ｆroll-offは、音響振動の通路における音響抵抗Ｒventhollと、空洞２３内の空気のコンプライアンス（空気バネ定数）Ｃbackchamberとに依存し、次式で表される。
ｆroll-off ∝ １／（Ｒventholl×Ｃbackchamber）      … 数式(1)
【００５２】
音響抵抗Ｒventhollは、スリット４１の長さによっても影響されるが、スリット４１の幅ｗが広いと低くなる。従って、上記数式(1)より、ロールオフ周波数ｆroll-offが上昇してしまい、その結果、低周波特性が悪化することになる。たとえば、スリット４１の幅ｗが１０μｍであればロールオフ周波数ｆroll-offは５００Ｈｚ以上にもなる。このため、スリット４１の幅ｗが１０μｍを超えると、低周波特性が著しく悪化し、音質が損なわれてしまうことになる。従って、スリット４１の幅ｗは１０μｍ以下であることが望ましい。
【００５３】
この音響センサ２１が落下試験に掛けられた場合、音響センサ２１を組み込まれた機器を落下させた場合、音響センサ２１に強く息を吹き込んだ場合などには、ダイアフラム２４に大きな圧力が加わる。音響センサ２１に空洞２３側から大きな圧力が加わった場合、ダイアフラム２４は大きな圧力Ｐを受けて変形するが、調整部２５は支持部４４によって支持されているのでダイアフラム２４に追従して移動することはない。また、調整部２５はダイアフラム２４に比べて小さいので、大きな圧力を受けてもダイアフラム２４に追従して調整部２５が変形することもない。そのため、ダイアフラム２４が大きく変形すると、調整部２５が開口２４ａから抜け出て開口２４ａが開放され、調整部２５よりも直径の小さな支持部４４の外周面と開口２４ａの内周面との間に圧力Ｐを通過させるための空間が生じる。その結果、図４（Ｂ）に示すように、圧力Ｐは開口２４ａとアコースティックホール３１を通って外部へ逃げ、ダイアフラム２４に加わる圧力が軽減されるので、ダイアフラム２４の変形が小さくなる。そのため、ダイアフラム２４がバックプレート２８に加える衝撃も小さくなり、ダイアフラム２４やバックプレート２８に大きな応力が発生しにくくなって、ダイアフラム２４やバックプレート２８に破損や亀裂が発生しにくくなる（すなわち、破損耐性が向上する）。
【００５４】
このとき開口２４ａを通り抜けた圧力Ｐをアコースティックホール３１から外部へスムーズに逃がすためには、図６（Ａ）−図６（Ｃ）に示すように、基板２２の上面に垂直な方向から見たとき、アコースティックホール３１の一部がダイアフラム２４の開口２４ａと重なり合っていることが望ましい。図６（Ａ）では、アコースティックホール３１間の中央部に設けた支持部４４によって調整部２５を支持し、支持部４４に最も近いアコースティックホール３１の一部が開口２４ａと重なり合うようにしている。図６（Ｂ）では、アコースティックホール３１を設けるべき位置の１箇所でアコースティックホール３１を設けないで、その箇所に設けた支持部４４によって調整部２５を支持し、支持部４４に最も近いアコースティックホール３１の一部が開口２４ａと重なり合うようにしている。また、図６（Ｃ）では、支持部４４に最も近いアコースティックホール３１の全体が開口２４ａと重なり合うようにしている。
【００５５】
また、調整部２５の幅は、アコースティックホール３１どうしの間の距離（縁どうしの距離）よりも大きくなっていることが望ましい。調整部２５の幅がアコースティックホール３１どうしの間の距離（縁どうしの距離）よりも小さいとアコースティックホール３１がダイアフラム２４の縁で塞がれて圧力Ｐを逃がすための通路が塞がれるからである。
【００５６】
ダイアフラム２４の開口２４ａは、ダイアフラム２４が最も大きく変形する箇所、すなわちダイアフラム２４の中央部に設けることが望ましい。ダイアフラム２４が最も大きく変形する箇所には、最も大きな圧力が加わっていると考えられるので、この箇所に開口２４ａを設けることで圧力を逃がす効果が大きくなるからである。
【００５７】
また、音響センサ２１によれば、ダイアフラム２４の音響振動を感知するのに適した弾性定数と、大きな圧力を逃がすのに適した調整部２５の弾性定数とを独立して設計することができるので、設計の自由度が高くなる。さらに、音響センサ２１のような構造であると、特許文献２の音響センサのように落下時の慣性力や製造プロセス中における外力などによってダイアフラム２４が大きく撓むこともなく、圧力以外の負荷にも強くなる。
【００５８】
さらに、この実施形態では、ダイアフラム２４が変形していない状態では、ダイアフラム２４と調整部２５が同一平面上にあって、スリット４１で分離されているだけであるので、ダイアフラム２４と調整部２５を同一材料により、また同一の成膜プロセスによって作製することができ、製造プロセスを簡略化することできる。さらに、１回のフォトリソグラフィと１回のエッチングでスリット４１を形成することができるので、幅の狭いスリット４１を形成することができ、音響抵抗を大きくできる。これにより、スリット４１を形成した場合でも低周波数特性を維持できる。
【００５９】
また、音響センサ２１においては、図４（Ａ）に示すように、調整部２５と対向する領域、すなわち基板２２の上面に垂直な方向から見たとき、調整部２５と重なり合う領域には、固定電極板２９を設けないことが望ましい。調整部２５と固定電極板２９が対向していると、両者の間に発生する寄生容量が大きくなるからである。
【００６０】
また、バックプレート２８の下面においては、ダイアフラム２４における開口２４ａの縁部と対向する領域に、一部のストッパ４３を配置している。この位置にストッパ４３を設けることで、大きな圧力Ｐで大きく変形したダイアフラム２４が固定電極板２９に固着して離れなくなるのを防ぐことができる。
【００６１】
（実施形態２）
図７（Ａ）は、本発明の実施形態２による音響センサ５１を示す概略断面図である。図７（Ｂ）は、音響センサ５１におけるバックプレート２８の中央部を拡大して示す平面図である。
【００６２】
音響センサ５１では、バックプレート２８の下面中央部から下方へ向けて複数本の支持部４４を延出させ、複数本の支持部４４によって調整部２５を支持させている。複数本の支持部４４によって調整部２５を支持すれば、調整部２５の剛性が高くなり、大きな圧力によっても調整部２５が変形しにくくなるので、変形したダイアフラム２４の開口２４ａの縁と調整部２５の縁との距離が短くなるのを防ぐことができる。
【００６３】
（変形例についての言及）
上記各実施形態では、開口２４ａ及び調整部２５が円形となっていたが、開口２４ａ及び調整部２５は、図８（Ａ）に示すように矩形状又は多角形状であってもよい。ただし、開口２４ａ及び調整部２５を矩形状又は多角形状とする場合には、それぞれの隅部と角部を丸くしておき、応力集中を軽減して破損を防ぐことが望ましい。
【００６４】
また、ダイアフラム２４は矩形状のものに限らず、円形であってもよい。図８（Ｂ）に示すダイアフラム２４では、アンカー２７に固定された１本の脚片２６によって円形のダイアフラム２４を片持ち状に支持させている。
【００６５】
また、アコースティックホール３１は、上記のように三角形状に配置されたものに限らず、直交する２方向に沿って矩形状に配置されたものであってもよい。たとえば、図９（Ａ）はアコースティックホール３１を矩形状に配置されたバックプレート２８の下方に、１本の支持部４４によって調整部２５を支持した様子を表している。図９（Ｂ）はアコースティックホール３１を矩形状に配置されたバックプレート２８の下方に、複数本の支持部４４によって調整部２５を支持した様子を表している。
【００６６】
（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３による音響センサ６１を示す断面図であって、固定電極板２９の上方にダイアフラム２４を設けたことを特徴としている。音響センサ６１では、基板２２の上面に絶縁層６２を介して平板状のバックプレート２８を設けている。バックプレート２８の上面には、固定電極板２９が形成されている。空洞２３の上方において、バックプレート２８及び固定電極板２９には複数のアコースティックホール３１が開口されている。また、バックプレート２８の上方には、固定電極板２９と対向させるようにしてダイアフラム２４が配設されている。ダイアフラム２４から延出した脚片２６は、バックプレート２８の上面に設けられたアンカー２７によって支持されている。
【００６７】
ダイアフラム２４の中央部には開口２４ａが開口しており、開口２４ａ内には調整部２５が配置されている。調整部２５は、バックプレート２８の上面に立てられた支持部４４の上端に固定されている。
【００６８】
（実施形態４）
また、ダイアフラム２４は、図１１に示す音響センサ７１のように、バックプレート２８の下面に設けられたアンカー２７により、バックプレート２８の下面側で支持されていてもよい。
【００６９】
（実施形態５）
図１２（Ａ）は、本発明の実施形態５による音響センサ８１を示す概略断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す音響センサからバックプレート及び固定電極板を除いてダイアフラムを露出させた状態を示す平面図である。音響センサ８１では、基板２２の上面に立てた支持部４４によって調整部２５を支持している。図１３に示すように、基板２２の空洞２３内には、支持部４４を設けるために仕切壁状の張出部２２ａを設けてあり、空洞２３の中央部で張出部２２ａの上面に支持部４４を設けている。調整部２５は支持部４４の上面に固定されている。かかる実施形態によれば、支持部４４とアンカー２７とを同一材料により、同一製造プロセスで作製することが可能になる。
【００７０】
（実施形態６）
図１４は、本発明の実施形態６による音響センサ９１を示す概略断面図である。音響センサ９１では、開口２４ａの下面を塞ぐようにしてダイアフラム２４の下面に調整部２５を配置している。図示例では、調整部２５はバックプレート２８の下面に設けた支持部４４によって支持されているが、実施形態５のように基板２２の上面に設けた支持部４４によって調整部２５を支持してもよい。
【００７１】
ただし、音響振動を感知するモードのときにダイアフラム２４が調整部２５と干渉すると、ダイアフラム２４の振動が妨げられるので、調整部２５の上面とダイアフラム２４の下面との間には、適当な距離ｄの隙間を設けておく必要がある。しかし、この隙間が大きくなると音響抵抗が低下するので、その場合には調整部２５とダイアフラム２４の重なり代の長さｅを大きくすればよい。
【００７２】
（実施形態７）
図１５は、本発明の実施形態７による音響センサ１０１を示す断面図である。この音響センサ１０１にあっては、固定電極板２９がドーム状に形成されており、必要な剛性を得られる程度の厚みを有している。固定電極板２９は、絶縁層１０２を挟んで基板２２の上面に設けられており、基板２２の上方に配設されたダイアフラム２４を覆っている。支持部４４は、基板２２に設けたブリッジ状の張出部２２ａの上面に設けられている。支持部４４の上面に固定された調整部２５は、ダイアフラム２４の開口２４ａ内に位置している。また、調整部２５との間の寄生容量を小さくするため、調整部２５と対応する領域では固定電極板２９を開口している。また、ダイアフラム２４が固定電極板２９と接触してショートしたり、スティックしたりすることを防止するため、固定電極板２９の下面には絶縁材料（たとえば、ＳｉＮ）からなるストッパ４３が適宜間隔で設けられている。この実施形態のように、音響センサは、バックプレートを用いないものであってもよい。
【００７３】
（実施形態８）
上記各実施形態では、通常の動作状態においては、ダイアフラム２４に設けた開口２４ａが調整部２５で塞がれるようにしているが、開口２４ａを基板２２の上面で塞ぐようにすることも可能である。
【００７４】
図１６（Ａ）は、本発明の実施形態８に係る音響センサ１１１の概略断面図である。図１６（Ｂ）は、音響センサ１１１において、ダイアフラム２４に下方から高負荷の大きな圧力が加わったときの状態を示す概略断面図である。また、図１７（Ａ）は、音響センサ１１１の、バックプレート２８を取り除いた状態における平面図である。図１７（Ｂ）は、音響センサ１１１に用いられている基板２２の平面図である。
【００７５】
この音響センサ１１１においては、図１７（Ａ）に示すように、ダイアフラム２４の中央部に開口２４ａが形成されている。一方、基板２２の空洞２３内には、図１７（Ｂ）に示すように、空洞２３内に仕切壁状又は梁状の張出部２２ａが設けられており、開口２４ａの下面を基板２２の上面、すなわち張出部２２ａの中央部上面に設けられた、開口２４ａとの対向面１１３で塞いでいる。ただし、張出部２２ａの上面は、ダイアフラム２４が音響振動を感知しているときでもダイアフラム２４が張出部２２ａに接触しない程度の隙間が張出部２２ａの上面とダイアフラム２４の下面との間に形成されている。
【００７６】
この音響センサ１１１では、通常の音響振動を感知している場合には、図１６（Ａ）のように開口２４ａが基板２２の上面（対向面１１３）で塞がれているので、音響センサ１１１の音響抵抗が低下しにくく、音響センサ１１１の低周波数領域における特性を維持することができる。これに対し、ダイアフラム２４に下方から高負荷の圧力Ｐが加わった場合には、図１６（Ｂ）のようにダイアフラム２４が上方へ浮き上がるので、開口２４ａが開放されて開口２４ａから圧力Ｐが逃げるようになる。
【００７７】
（実施形態９）
図１８（Ａ）は、本発明の実施形態９に係る音響センサ１２１の、バックプレート２８を取り除いた状態を示す平面図である。図１８（Ｂ）は、音響センサ１２１に高負荷の圧力Ｐが加わった状態を示す概略断面図である。実施形態９の音響センサ１２１では、図１８（Ａ）に示すように、ダイアフラム２４の縁辺（外周部）に、ダイアフラム２４の内側へ向けて切欠き状に窪んだ空隙部、すなわち窪み１２２を形成している。窪み１２２は、空洞２３の近傍まで届いていることが好ましく、さらには空洞２３の上方まで達していてもよい。そして、各窪み１２２には、調整部２５が嵌り込むように位置している。調整部２５は、バックプレート２８の下面に設けられた支持部４４によって支持されている。調整部２５は、ダイアフラム２４と同じ高さに位置しており、ダイアフラム２４とはスリット４１によって分離されている。この場合も、スリット４１の幅が１０μｍ以下であることが好ましい。
【００７８】
音響センサ１２１でも、空洞２３側からダイアフラム２４に高負荷の圧力Ｐが加わると、図１８（Ｂ）に示すように、ダイアフラム２４の縁辺も浮き上がり、窪み１２２の位置に圧力を逃がすための隙間が生じる。したがって、高負荷の圧力Ｐを逃がすことでダイアフラム２４の変形を小さくでき、ダイアフラム２４やバックプレート２８の破損を回避できる。
【００７９】
また、この実施形態では、ダイアフラム２４の電極として主要な働きをする領域（中央部）から外れた箇所に窪み１２２を設けているので、音響センサ１２１の感度に対する負の影響が小さくなる。ただし、この実施形態では、一つの窪み１２２の面積をあまり大きくすることができないので、窪み１２２を複数箇所に分けて設けることが望ましい。
【００８０】
（実施形態１０）
また、圧力を逃がすための空隙部は、円形や矩形状の開口に限らず、スリット状の開口であってもよい。たとえば、図１９（Ａ）は、本発明の実施形態１０に係る音響センサ１３１の、バックプレート２８を取り除いた状態を示す平面図である。この例では、ダイアフラム２４にスリット状の開口２４ａを設け、開口２４ａの内部に細長い矩形状の調整部２５を位置させている。
【００８１】
また、図１９（Ｂ）に示すように、電極パッド３４にスリット状の細長い開口２４ａを設け、基板２２に設けた張出部２２ａを開口２４ａの下面に対向させ、調整部２５である張出部２２ａの上面によって開口２４ａから空気圧が漏れるのを妨げている。
【００８２】
（マイクロフォンへの応用）
図２０は、本発明に係る音響センサ、たとえば実施形態１の音響センサ２１を内蔵したボトムポート型のマイクロフォン１４１の概略断面図である。このマイクロフォン１４１は、回路基板１４２とカバー１４３からなるパッケージ内に音響センサ２１と回路部である信号処理回路１４５（ＡＳＩＣ）とを内蔵したものである。音響センサ２１と信号処理回路１４５は、回路基板１４２の上面に実装されている。回路基板１４２には、音響センサ２１内に音響振動を導き入れるための音導入孔１４４が開口されている。音響センサ２１は、空洞２３の下面開口を音導入孔１４４に合わせ、音導入孔１４４を覆うようにして回路基板１４２の上面に実装されている。したがって、音響センサ２１の空洞２３がフロントチャンバとなり、パッケージ内の空間がバックチャンバとなる。
【００８３】
音響センサ２１と信号処理回路１４５は、ボンディングワイヤ１４６によって接続されている。さらに、信号処理回路１４５は、ボンディングワイヤ１４７によって回路基板１４２に接続されている。なお、信号処理回路１４５は、音響センサ２１へ電源を供給する機能や、音響センサ２１の容量変化信号を外部へ出力する機能を有する。
【００８４】
回路基板１４２の上面には、音響センサ２１及び信号処理回路１４５を覆うようにしてカバー１４３が取り付けられる。パッケージは電磁シールドの機能を有しており、外部からの電気的な外乱や機械的な衝撃から音響センサ２１や信号処理回路１４５を保護している。
【００８５】
こうして、音導入孔１４４から空洞２３内に入った音響振動は、音響センサ２１によって検出され、信号処理回路１４５によって増幅及び信号処理された後に出力される。このマイクロフォン１４１では、パッケージ内の空間をバックチャンバとしているので、バックチャンバの容積を大きくでき、マイクロフォン１４１を高感度化することができる。
【００８６】
なお、このマイクロフォン１４１においては、パッケージ内に音響振動を導き入れるための音導入孔１４４をカバー１４３の上面に開口していてもよい。この場合には、音響センサ２１の空洞２３がバックチャンバとなり、パッケージ内の空間がフロントチャンバとなる。
【符号の説明】
【００８７】
２１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１、１２１      音響センサ
２２      基板
２３      空洞
２４      ダイアフラム
２４ａ      開口
２５      調整部（漏れ圧調整部）
２８      バックプレート
２９      固定電極板
３１      アコースティックホール
４１      スリット
４２      ベントホール
４３      ストッパ
４４      支持部
１２２      窪み
１４１    マイクロフォン
ｗ      スリットの幅
【図１】
2015056832.tif 000003
【図２】
2015056832.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2015056832.tif 000019
【図１８】
2015056832.tif 000020
【図１９】
2015056832.tif 000021
【図２０】
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