(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メンブレン（Ｍ）と、
前記メンブレンと平行であるが離間して配置されたバックプレート（ＢＰ）と、
前記メンブレンと前記バックプレートとを一緒に固定する、または前記メンブレンと前記バックプレートとを共通の基板本体（ＳＢ）に固定する固定手段（ＡＭ）と、を備え、
前記メンブレンは、非円形状であり、それゆえに、たわみ時に弛緩状態からの不均一な機械的応力分布を有し、
前記不均一な機械的応力分布は、前記メンブレンの応力分布と反対の応力分布を提供する前記バックプレートの相殺機構により相殺される、
コンデンサマイク。
【請求項２】
前記メンブレン（Ｍ）と前記バックプレート（ＢＰ）とは、類似の形状であり、
前記メンブレンの第一の直径に平行な方向の前記メンブレン内の応力は、前記第一の直径と異なる前記メンブレンの第二の直径に沿った応力よりも高く、
前記相殺機構は、前記メンブレンの前記第一の直径に平行な方向に応力を解放する応力解放手段（Ｈ）を備える、
請求項１に記載のコンデンサマイク。
【請求項３】
前記メンブレン（Ｍ）と前記バックプレート（ＢＰ）とは、類似の形状であり、
前記メンブレンの第一の直径に平行な方向の応力が、前記第一の直径とは異なる前記メンブレンの第二の直径に平行な方向に沿った応力よりも高くなるように、固有の応力分布は、前記メンブレン内で不均一であり、
前記相殺機構は、前記メンブレンの前記第二の直径に平行な方向に応力を増大させる応力増大手段（ＳＥＭ）を備える、
請求項１に記載のコンデンサマイク。
【請求項４】
前記応力解放手段は、前記バックプレート（ＢＰ）内に、前記メンブレン（Ｍ）及び前記バックプレートの形状と調和した形状を有する、孔（Ｈ）の配列を備える、
請求項２に記載のコンデンサマイク。
【請求項５】
前記応力増大手段（ＳＥＭ）は、前記メンブレン及び前記バックプレートの形状と調和した形状を有する、強化機構の配列を備える、
請求項３に記載のコンデンサマイク。
【請求項６】
前記第二の直径に平行な方向よりも前記第一の直径に平行な方向に沿って、応力解放手段（Ｈ）の密度がより高くなるように、前記相殺機構は、前記バックプレートに分配された、前記応力解放手段の配列を備える、
請求項２または４に記載のコンデンサマイク。
【請求項７】
前記第一の直径に平行な方向よりも前記第二の直径に平行な方向に沿って、応力増大手段の密度がより高くなるように、前記相殺機構は、前記バックプレートに分配された、前記応力増大手段の配列を備える、
請求項３または５に記載のコンデンサマイク。
【請求項８】
前記第一の直径は前記第二の直径よりも小さく、
前記第一の直径は、前記第二の直径に対して垂直に配置されている、
請求項２から７のいずれか１項に記載のコンデンサマイク。
【請求項９】
前記メンブレン及び前記バックプレートの形状は、類似しており、楕円である、
請求項１から８のいずれか１項に記載のコンデンサマイク。
【請求項１０】
前記メンブレン及び前記バックプレートの形状は、類似しており、ともに角が丸い矩形である、
請求項１から８のいずれか１項に記載のコンデンサマイク。
【請求項１１】
前記強化機構は、前記バックプレートが、厚くなっている領域、またはコーティングされている領域である、
請求項５、または請求項５に従属する請求項７から１０のいずれか１項に記載のコンデンサマイク。
【請求項１２】
前記コンデンサマイクは、結晶シリコン内に、または結晶シリコン上に、超小型に製造されたＭＥＭＳマイクである、
請求項１から１１のいずれか１項に記載のコンデンサマイク。
【請求項１３】
前記相殺機構は、隣接する手段が拡張により単一の結合した手段になるように修正された応力解放手段又は応力増大手段の規則的なパターンに基づいている、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のコンデンサマイク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非円形メンブレン型コンデンサマイクに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサＭＥＭＳマイク装置は、少なくとも一部は導電性を有する柔らかいメンブレンと、対電極として固いバックプレートとから成る。
【０００３】
メンブレンとバックプレートとは、メンブレンとバックプレートとのほぼ全周の端部を固定する固定手段を形成する構造薄膜によって全体に浮かされていてもよい。他の解決策は、いくつかの位置だけで固定され、浮かされており、より自由度のある動きが可能なメンブレンを使用することである。
【０００４】
メンブレンが全体に浮かされたているために、ＭＥＭＳマイクの感度は、メンブレンの応力水準に大きく左右される。非円形のメンブレンが全体に浮かされたているために、メンブレンの固有応力分布は均一ではなく、メンブレンが弛緩位からたわんだ後、異なる軸に沿って測定する時、引張応力は異なっている。不均一な応力分布が問題であるのは、音波のような外力によって、衝撃のあった方向と異なる方向の衝撃をメンブレンが受けるからである。これにより、マイクの感度に衝撃を与える方向が決まる。この影響は、望ましいものではなく、故に憂慮すべきものである。これまで、この問題の解決策が説明されることがなかったので、従ってＭＥＭＳマイクは、通常、円形に設計されたメンブレンを備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
メンブレンの不均一応力分布による攪乱作用を回避し、攪乱作用を生じることなく任意にメンブレンを形成されたコンデンサマイクを提供するのが、この発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的及び他の目的は、請求項１に係る発明によって解決される。本発明の実施形態及び有利な変形例は、さらなる下位請求項によって与えられる。
【０００７】
本発明についての基本的な考えは、メンブレン自身の何らかの構造的な変化によってメンブレンへの衝撃を与える応力を均一化することではなく、バックプレートを適正に設計することによって応力を相殺することである。
【０００８】
本発明によるコンデンサマイクは、メンブレンと、前記メンブレンに平行であるが離間して配置されているバックプレートとを有する。固定手段は、前記メンブレンと前記バックプレートとを一緒に固定する、あるいは共通の基板本体に前記メンブレンと前記バックプレートとを固定する。
【０００９】
メンブレンの不均一応力分布は、固有（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）なものであり得、または、外力の衝撃を受けた際、非円形の形状のメンブレンの非円形形状の結果であり得、または、より一般的には、異なる力から異なる軸に沿ってメンブレンに不変に作用する。この不均一応力分布は、バックプレートの相殺機構によって相殺される。相殺機構は、メンブレンの応力分布と反対の応力分布を提供し、好ましくは、メンブレンの不均一応力分布を完全に相殺するように構成されるとよい。
【００１０】
ところで、基板本体によるメンブレンとバックプレートとの密着した機械的接触がバックプレートの応力相殺機構によりメンブレンの応力分布をより均一にするので、メンブレンの応力分布は、弛緩して、より均一になる。
【００１１】
その結果、本発明に係るマイクは、メンブレンが非円形形状であることによる攪乱作用や、おそらくは有害作用も本発明により減少させられる、あるいは十分に相殺される限りは、メンブレンの形状に関してこれ以上制限はない。更なる利点は、メンブレンそれ自身の構造を変化させる必要が無いことであり、従って、更なる利点は他の仕様書によって最適化できる。他の利点は、非円形状の孔による、粒子の復元力の増大である。
【００１２】
バックプレートは、通常、固い装置として形成されているので、バックプレートに相殺機構を提供するとき、悪影響は生じていない。
【００１３】
所定の実施形態において、メンブレンとバックプレートとは類似又は同じ形状であり、いずれも非円形の形状をしている。仮想ｘ軸に平行なバックプレートの第二の直径は、仮想ｙ軸と平行した第一の直径に対して引き延ばされている。 メンブレンは、バックプレートに対してと同様に基板本体に対して浮遊している。 それゆえに、メンブレンに衝撃を与えるあらゆる応力あるいは他の機械的影響は、同様にバックプレートに衝撃を与え、逆もまた同じである。 その結果、弛緩状態からのメンブレンのたわみの後、ｙ軸に平行なメンブレンの応力は、ｘ軸に沿った応力より高くなるであろう。本発明によるマイクにおいて、この不均一性応力分布は、バックプレートの相殺機構によって相殺される。
【００１４】
第一の実施形態によると、相殺機構は、メンブレンの第一の直径に平行な方向に応力を解放する応力解放手段を備える。それゆえに、メンブレンが第一の直径に沿ってより高い応力を有する場所で、バックプレートは、第二の直径に沿った応力よりも低い第一の直径に沿った応力を有する。それゆえに、メンブレン内の応力の相殺が生じる。
【００１５】
本発明の着想を利用した他の解決策としては、メンブレン中の不均一応力を相殺することであり、応力増大手段を備える相殺機構を提供することである。前述した機構に関して、メンブレンとバックプレートとの第二の直径が引き延ばされているところで、応力増大手段は、メンブレンの第二の直径に平行な方向に、応力を増大させる。 それゆえに、第二の直径に沿ったメンブレンの低い応力は、バックプレートの第二の直径に沿った高い応力によって相殺される。
【００１６】
一つの実施例によると、応力解放手段は、バックプレート内の孔の配列を備える。少なくとも、いくつかの孔は、第一の直径に対して引き延ばされた第二の直径を備えた形状を有する。そのような形状は、メンブレンとバックプレートとの形状に適合することができる。
【００１７】
そのような引き延ばされた穴は、第二の直径に沿った応力よりも、第一の直径と平行な応力を、大きく減少させる。
【００１８】
バックプレートの孔は、貫通していてもよく、ほぼ垂直な側壁を有していてもよい。貫通していない孔や、垂直側壁を有さない孔も同様に応力を減少させていることは明らかである。バックプレートに存在する孔である応力解放機構は、従来のバックプレートに既に存在している孔であり得る。しかし、従来のバックプレートにおいて、孔は横断面が円形に形成されている。
【００１９】
他の言及が無ければ、本発明に係るすべての実施形態において、コンデンサマイクは、同一または類似する形状を備えるメンブレンとバックプレートとを備える。その第一の直径に平行な方向のメンブレンの応力は、その第二の直径に沿った応力より高く、第一の直径と第二の直径とは異なっている。
【００２０】
他の実施形態によると、第二の直径に平行な方向よりも第一の直径に平行な方向に沿って応力解放手段の密度が高くなるように、バックプレートの相殺機構は、バックプレートに分配された応力解放手段の配列を備える。それゆえに、相殺機構の不均一性は、応力解放手段の分配のみに起因しており、主として応力解放手段の形状に起因するというわけではない。それゆえに、応力解放手段は、任意の形状の孔から成っていてもよいが、円形の孔から成ることが好ましい。応力解放手段を備えるコンデンサマイクを製造するとき、そのような円形の孔は、より容易に製造でき、それゆえに、労力を減らすことができる。
【００２１】
他の実施形態では、第一の直径に平行な方向よりも第二の直径に平行な方向に沿って応力増強手段の密度が高くなるように、相殺機構は、バックプレートに分配された応力増強手段の配置を備える。この分配は、応力解放手段の分配とは反対であるが、同じ影響と同じ利点を有する。
【００２２】
好ましい実施形態では、メンブレンとバックプレートとの第一の直径は、引き延ばされた第二の直径に対して垂直に配置されている。一つの可能性のある好ましい形状は、楕円形である。他の好ましい形状は、角の丸い矩形の形状である。最後に言及した好ましい形態のバリエーションでは、短辺の側端が直線に沿って伸びておらず、全ての側端の角に沿って、曲がっているか、全体で丸くなるように、短辺の側端の角の丸い形状は、直接的に隣接している。
【００２３】
バックプレートの応力増強手段は、メンブレンとバックプレートとの形状に調和した形状を有する強化機構からなっていてもよい。また、強化機構は、通常円形に形成され、既に言及した応力増強機構の分配に調和した配列に分配されている。
【００２４】
強化機構は、バックプレートが厚くなっている領域、あるいは厚みを増すためのコーティングされた領域として形成されていてもよい。好ましくは、強化機構は、追加的に適用されうる、あるいは厚さを変化しうる金属化によって形成されている。また、強化機構は、バックプレートの表面に広がる枠として形成されていてもよい。
【００２５】
好ましい実施形態によると、コンデンサマイクは、結晶シリコンのような結晶の組織内または組織上に製造あるいは形成された超小型化ＭＥＭＳマイクである。このようなＭＥＭＳマイクのこのような機構或いは製造物は、知られており、さらに言及する必要は無い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＭＥＭＳマイクのメンブレンとバックプレートとを切断した横断面を示す。
【図２】他のＭＥＭＳマイクの二重バックプレート構造を示す。
【図３Ａ】従来のバックプレートとバックプレート孔の平面図である。
【図３Ｂ】非円形バックプレートと従来のバックプレート円形孔の平面図である。
【図４Ａ】第一実施形態に係るバックプレートの平面図である。
【図４Ｂ】第一実施形態に係るバックプレートの平面図である。
【図５Ａ】本発明の他の実施形態に係るバックプレートの平面図である。
【図５Ｂ】本発明の他の実施形態に係るバックプレートの平面図である。
【図６Ａ】規則的な格子状の相殺機構の実施形態を示す。
【図６Ｂ】規則的な格子状の相殺機構の実施形態を示す。
【図６Ｃ】規則的な格子状の相殺機構の実施形態を示す。
【図６Ｄ】規則的な格子状の相殺機構の実施形態を示す。
【図７】本発明におけるバックプレート及びメンブレンの他の可能な形状を示す。
【図８】本発明におけるバックプレートを切断した横断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るバックプレートの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の詳細とある実施形態の詳細とを示した添付の図面を参照して、本発明がより詳細に説明されている。同一の構成要素は、同一の参照符号を割り当てられる。一部の部品をこの詳細でよく見せるために拡大するので、図面は概略であって、正しい縮尺ではない。
【００２８】
図１は、本発明により具体化されうるＭＥＮＳマイクの横断面図を示す。このマイクは、凹部Ｒが形成された基板本体ＳＢを備える。メンブレンＭは、頂部から凹部を覆っていて、メンブレンは基板材料から連続した板であってもよいが、層堆積プロセスによって後で又は別途形成されてもよい。凹部Ｒは音波が自由にアクセスできるように使用されてもよく、又はメンブレンの下部の音量を定義してもよい。
【００２９】
メンブレンＭの上端の上で、バックプレートＢＰは、メンブレンＭまでの短い距離に配置されている。バックプレートＢＰと基板とメンブレンＭとの間に密着した機械的接触が生じるように、固定手段ＡＭは、基板本体上のバックプレートＢＰを支持している。バックプレートＢＰは、従来のマイクのバックプレートに連続的に分配され得る孔Ｈの配列を備える。孔は、マイクに頂部又は底部から衝撃を与える音波が自由にアクセスできるように、働く（図２参照）。バックプレートＢＰは、通常、メンブレンＭのようには音波の衝撃を、偏向させることのない堅い素材から形成されている。
【００３０】
図２は、二重バックプレートＢＰ１，ＢＰ２を有するＭＥＭＳマイクの他の実施形態を示す。図１の実施形態に対する相違は、メンブレンＭの上部と下部とに対称的に配置された２つのバックプレートがあることである。２つの静電容量、すなわち、一方は頂部のバックプレートＢＰ１とメンブレンＭとの間の静電容量であり、他方はメンブレンＭと底部のバックプレートＢＰ２との間の電位によって生じる静電容量、が測定される時、この対称的な配置によって、より騒音を減らすことができる。このようなＭＥＭＳマイク自体は、この技術分野において知られている。
【００３１】
図３Ａは、基板本体ＳＢの凹部の上に跨設された従来のバックプレートＢＰの平面図を示す。図３Ａは、バックプレートＢＰの円形の形状に渡って均一に配置された従来の孔の配列を示している。対称的な円形状のバックプレートＢＰとバックプレートの孔Ｈの均一な分配とによって、この従来のバックプレートＢＰは、均一な応力分布を示す。メンブレンは、この円形状のバックプレートとともに機能し、好ましくは、メンブレンは均一で連続しているとよい。均一な応力分布を有する、対称的なバックプレートの設計と形状とによって、メンブレンへの衝撃応力が均一であるので、メンブレンへの応力分布もまた均一である。
【００３２】
より具体的に言うと、バックプレートの応力は、ｙ方向にＤｙだけ、ｘ方向にＤｘだけ、固体の基板本体ＳＢでの変位を生じる。メンブレンのｙ方向の寸法に対するＤｙの割合が、ｙ方向でのメンブレンへの衝撃応力を生み出す。同様に、メンブレンのｘ方向の寸法に対するＤｘの割合が、ｘ方向でのメンブレンへの衝撃応力を生み出す。
【００３３】
図２に示すような従来の設計では、ＤｘとＤｙとは寸法が等しく、メンブレンが円形なので、衝撃応力もまたｘ方向とｙ方向で等しい。
【００３４】
図３Ｂは、基板本体ＳＢの凹部の上に跨設された、バックプレートＢＰの平面図を示す。図３Ｂは、バックプレートの上に均一に配置された、孔Ｈの従来の配列を示す。但し、ここで、バックプレートは、円形から外れている。例えば、楕円形の形状が図３Ｂに描写されている。
【００３５】
このようなバックプレートとこれに対応するメンブレンとは、ｘ軸に平行な第二の直径よりも短い、ｙ軸に平行な第一の直径を有する。円形状のバックプレートの孔は、基板本体ＳＢが装置のｘ方向の寸法がより長いためにＤｘに比べてＤｙの変位がより容易であるので、基板本体ＳＢの不均一な変位につながる。メンブレンのｙ方向の寸法に対するＤｙの割合は、今回メンブレンのｘ方向の寸法に対するＤｘの割合に比べて大きくなっている。最終的には、メンブレンの応力へのバックプレートの衝撃はｘ方向に比べてｙ方向で大きくなる。
【００３６】
図４Ａは、本発明の第一実施形態に係るバックプレートＢＰの平面図を示す。まず、バックプレートは、円形状から外れている。例えば、楕円形の形状が図４Ａに示されている。このようなバックプレートとこれに対応するメンブレンとは、ｘ軸に平行な第二の直径よりも短い、ｙ軸に平行な第一の直径を有する。すなわち、楕円形状の対称性の低さによって、ｙ軸に平行な（第一の直径）たわみ時の応力は、ｘ軸に沿った応力よりも大きくなる。
【００３７】
メンブレンと密着して支持されたバックプレートとに衝撃を与える応力を相殺するために、本実施形態において、孔Ｈの配列として形成されたバックプレートに、相殺手段が提供される。少なくともいくつかの孔は、ｙ軸に平行な方向の第一の直径に対して引き延ばされたｘ軸に平行な方向の第二の直径を有している。孔同士の形状は、バックプレートの形状に従っていてもよく、従っていなくてもよい。さらに、孔の形状は、異なっていてもよい。いくつかの孔は、他の孔の第二の直径よりも長い第二の直径を有している。いくつかの孔は、これまでのように円形状であってもよい。
【００３８】
孔は応力解放手段として作用し、それによって、ｘ軸に沿った応力よりも、ｙ軸に沿った応力のほうが、より大きく解放される。配列は、均一であってもよい。異なった形状の孔を使用することにより、あるいは、選ばれた孔だけを引き延ばすことにより、メンブレンの固有応力とは反対の、望ましい応力分布が設計されうる。
【００３９】
図４Ｂは、同じ発想を利用するが、ｘ軸に沿った応力を増大させることにより、不均一な応力分布を相殺する。応力解放手段を用いた実施形態と同じような方法、図４Ａの応力解放手段の形状に従って引き延ばされた形状であるが、バックプレートの形状に対して９０度回転させた、応力増大手段ＳＥＭを形成することによって、これを達成できる。
【００４０】
応力増大手段ＳＥＭは、強化手段として形成されてもよく、バックプレートが厚くなっている領域からなっていてもよい。あるいは、応力増大手段ＳＥＭは、上述の形状すなわち横断面の応力増大手段ＳＥＭを形成するように構成されたコーティングによって形成されていてもよい。
【００４１】
図５Ａは、不均一に分配された応力解放手段が、代替の方法で応力を相殺するために選ばれた、応力解放手段の実施形態を示す。応力解放手段は、ｙ軸に沿った孔Ｈの密度がｘ軸に沿った孔の密度より高くなるように分配された孔Ｈとして、形成されている。これにより、図４に示す応力解放孔である、形状を与えられた応力解放手段の配置と同じ効果を有する。
【００４２】
その配列は、均一であってもよい。あるいは、応力解放手段は、同じ配列の範囲内で異なった形状からなっていてもよい。
【００４３】
図５Ｂには、応力増大手段ＳＥＭが、ｘ方向に高い密度に、ｙ方向に低い密度に配置されるようにバックプレートＢＰに渡って不均一に分配されているという、他の解決手段が示されている。この実施形態の効果は、図４Ｂに示すように形状を与えられた応力増大手段ＳＥＭの効果と同等である。
【００４４】
その配列は、均一であってもよい。あるいは、応力増大手段ＳＥＭは、同じ配列又は分配の範囲内で、異なった形状からなっていてもよい。
【００４５】
図６は、バックプレートの応力相殺機構をどのように配置し分配するのかを示す特に好ましい実施形態である。この実施形態は、均一なグリッドを与えられたモジュール構造をベースとしている。このグリッドは、六角形であってもよいし、市松模様であってもよいし、他の均一な模様であってもよい。図６Ａは、孔Ｈすなわち応力増大手段ＳＥＭであってもよい円形の手段の亀甲模様の配列を示す。相殺機構をここで構成するため、この模様は、メンブレンの不均一な応力分布と反対の応力分布を有するバックプレートを提供するように、変化する。この概念は、応力解放手段に有効であると同様に応力増大手段にも有効である。
【００４６】
図６Ｂ，６Ｃ及び６Ｄに示す相殺機構は、円形の孔と、相互接続された円形の孔、例えば引き延ばされて砂時計の形に形成された孔との配置からなる。引き延ばされた砂時計形の孔Ｈの１又は複数のより好ましい方向に沿った配向は、バックプレートの望ましい応力分布になるように選ばれ、最終的にはメンブレンの均一な応力分布になるように選ばれる。引き延ばされたバックプレート手段の方向性、密度及び長さは、基本の均一なピッチ、例えば亀甲模様を壊すことなく容易にバックプレートの全域で変化させることができるので、このようなモジュール設計は、メンブレンのより均一な応力分布を、より柔軟に達成する。このモジュール設計は、孔の被覆率を高くする均一なフレームの幅によってマイクのノイズを全体的に減少させるというさらなる利点を有している。
【００４７】
図６Ｂは、単一の孔Ｈ０が、ペアの孔Ｈ１１及び孔Ｈ１２と混合されているパターンからなる。ここで、２つの隣接する孔がペアになっている。このようなペアは、孔Ｈ１１のように水平方向に拡張し、孔Ｈ１２のように斜め方向に拡張し、垂直方向に拡張してもよく、あるいは配列は、ペアになったあるいはペアになっていない異なった配向の手段の組み合わせを備える。
【００４８】
図６Ｃは、３つの隣接する孔Ｈ１２３と、２つの孔がペアになり共通の孔になっている孔Ｈ１２との組合せを示す。
【００４９】
図６Ｄは、単一の孔と、ペアになった孔と、３つが組合せられた孔からなる孔Ｈ１２３とを含むバックプレートをより詳細を示す。
【００５０】
図７は、本発明に係る非円形状のマイクに使用してもよい、異なる形状のバックプレートＢＰの平面図を示す。Ａ）は、角の丸い矩形のバックプレートを示している。Ｂ）は、側端が丸い他の矩形状のバックプレートを示している。例Ｃ）は、楕円状のバックプレートＢＰを示す。好ましくはないが使用可能であるのは、Ｄ）に示す矩形の形状、又は六角形に描写されたＥ）に示す多角形のバックプレートＢＰである。
【００５１】
バックプレートの形状に関して言及する限り、割り当てられたメンブレンは、技術的な理由により、同じ或いはほぼ同じ形状を有することは明らかである。
【００５２】
図８は、バックプレートＢＰの横断面を示し、孔Ｈは応力解放手段を表すために形成されている。孔の横断面は、任意に選んでもよい。図８は、考えられる横断面の孔Ｈの複数の可能性を示すが、本発明は、これらに示された実施形態に限られるわけではない。図８は、左から右へ、矩形の横断面、台形の横断面及び円錐の横断面を示す。孔は、同じ横断面を有する必要はないが、技術的な理由によって、また、製造上の理由により、孔は通常同じ横断面を有する。
【００５３】
図９は、例えば図４及び５に示された配列に配置された小領域のコーティングとして、応力増大手段ＳＥＭが形成された、或いは配置された、バックプレートＢＰの横断面が示されている。矩形状の横断面、角の丸い矩形状の横断面、又は球状キャップのような全体的に丸く形成された横断面からなる応力増大手段の横断面は、典型的であるが異なるものが示されている。他の横断面の応力増大手段ＳＥＭもまた可能である。図は、バックプレートの中にも存在するバックプレートの孔を示していない。しかし、これらの孔は、従来のようにバックプレートに形成されていてもよい。
【００５４】
本発明によるマイクの構造は、円形の形状のバックプレート及びメンブレンに限定されないという大きな利点を有する。孔Ｈのような応力解放手段を用いた本発明の実施形態に係るマイクの製造は、追加の手順を必要としない。応力増大手段を用いた本実施形態は、バックプレートを製造する時には追加の手順を必要とするが、追加の手順は問題無く実行可能である。
【００５５】
本発明によるマイクは、非円形の幾何学的形状のメンブレンによる歪みとして均一な応力分布を有し、バックプレートは、バックプレートの相殺機構によって相殺される。このように、マイクは、音波がマイクに衝撃を与える方向と無関係に、信頼性高く動作する。攪乱作用は考慮しなくてよい。応力解放手段及び応力増大手段の寸法は、制限されないが、例えば図３に示すような孔の配列をあらかじめ備えた従来のバックプレートの構造に従ってもよい。孔又は応力増大手段の直径は、例えば６μｍ程度が可能である。楕円形の孔、或いは引き延ばされた孔は、その第一及び第二の直径に沿って測定すると、例えば３．５μｍと１．８μｍの寸法であってもよい。しかしながら、他の寸法にすることも可能である。
【００５６】
マイクのメンブレンのより小さい寸法を大きく減少させる時、応力の相殺とバックプレートの孔からの増大する音響ノイズとの間にはトレードオフの関係が存在することに気をつけるべきである。
【００５７】
本発明は、示された図や記述された実施形態に限定されるわけではなく、他の方法で基本的理念が具体化されていてもよい。
【００５８】
（付記）
（付記１）
メンブレン（Ｍ）と、
前記メンブレンと平行であるが離間して配置されたバックプレート（ＢＰ）と、
前記メンブレンと前記バックプレートとが密着して機械的に接触するように、前記メンブレンと前記バックプレートとを一緒に固定する、または前記メンブレンと前記バックプレートとを共通の基板本体（ＳＢ）に固定する固定手段（ＡＭ）と、を備え、
前記メンブレンは、非円形状であり、それゆえに、たわみ時に弛緩状態からの不均一な機械的応力分布を有し、
前記不均一な機械的応力分布は、前記メンブレンの応力分布と反対の応力分布を提供する前記バックプレートの相殺機構により相殺される、
コンデンサマイク。
【００５９】
（付記２）
前記メンブレン（Ｍ）と前記バックプレート（ＢＰ）とは、類似の形状であり、
前記メンブレンの第一の直径に平行な方向の前記メンブレン内の応力は、前記第一の直径と異なる前記メンブレンの第二の直径に沿った応力よりも高く、
前記相殺機構は、前記メンブレンの前記第一の直径に平行な方向に応力を解放する応力解放手段（Ｈ）を備える、
付記１に記載のコンデンサマイク。
【００６０】
（付記３）
前記メンブレン（Ｍ）と前記バックプレート（ＢＰ）とは、類似の形状であり、
前記メンブレンの第一の直径に平行な方向の応力が、前記第一の直径とは異なる前記メンブレンの第二の直径に平行な方向に沿った応力よりも高くなるように、固有の応力分布は、前記メンブレン内で不均一であり、
前記相殺機構は、前記メンブレンの前記第二の直径に平行な方向に応力を増大させる応力増大手段（ＳＥＭ）を備える、
付記１に記載のコンデンサマイク。
【００６１】
（付記４）
前記応力解放手段は、前記バックプレート（ＢＰ）内に、前記メンブレン（Ｍ）及び前記バックプレートの形状と調和した形状を有する、孔（Ｈ）の配列を備える、
付記２に記載のコンデンサマイク。
【００６２】
（付記５）
前記応力増大手段（ＳＥＭ）は、前記メンブレン及び前記バックプレートの形状と調和した形状を有する、強化機構の配列を備える、
付記３に記載のコンデンサマイク。
【００６３】
（付記６）
前記メンブレン（Ｍ）と前記バックプレート（ＢＰ）とは、類似の形状であり、
前記メンブレンの第一の直径に平行な方向の前記メンブレン内の応力が、前記第一の直径とは異なる前記メンブレンの第二の直径に沿った応力よりも高く、
前記第二の直径に平行な方向よりも前記第一の直径に平行な方向に沿って、応力解放手段（Ｈ）の密度がより高くなるように、前記相殺機構は、前記バックプレートに分配された、前記応力解放手段の配列を備える、または、
前記第一の直径に平行な方向よりも前記第二の直径に平行な方向に沿って、応力増大手段の密度がより高くなるように、前記相殺機構は、前記バックプレートに分配された、前記応力増大手段の配列を備える、
付記１に記載のコンデンサマイク。
【００６４】
（付記７）
前記第一の直径は前記第二の直径よりも小さく、
前記第一の直径は、前記第二の直径に対して垂直に配置されている、
付記１から６のいずれか１つに記載のコンデンサマイク。
【００６５】
（付記８）
前記メンブレン及び前記バックプレートの形状は、類似しており、楕円である、
付記７に記載のコンデンサマイク。
【００６６】
（付記９）
前記メンブレン及び前記バックプレートの形状は、類似しており、ともに角が丸い矩形である、
付記７に記載のコンデンサマイク。
【００６７】
（付記１０）
前記強化機構は、前記バックプレートが、厚くなっている領域、またはコーティングされている領域である、
付記５から９のいずれか１つに記載のコンデンサマイク。
【００６８】
（付記１１）
前記コンデンサマイクは、結晶シリコン内に、または結晶シリコン上に、超小型に製造されたＭＥＭＳマイクである、
付記１から１０のいずれか１つに記載のコンデンサマイク。
【００６９】
（付記１２）
前記応力相殺機構は、隣接する手段が拡張により単一の結合した手段になるように修正された応力解放手段又は応力増大手段の規則的なパターンに基づいている、
付記１から１１のいずれか１つに記載のコンデンサマイク。
【符号の説明】
【００７０】
ＭＩＣ  ＭＥＭＳマイク
Ｍ      メンブレン
ＢＰ    バックプレート
ＡＭ    固定手段
ＳＢ    基板本体
相殺機構
Ｘ      第一の直径よりも長い、メンブレンの第二の直径に平行な方向の軸
Ｙ      第二の直径よりも短い、メンブレンの第一の直径に平行な方向の軸
Ｈ      孔、すなわち応力解放手段（すなわち、孔）
ＳＥＭ  応力増大手段（すなわち、強化機構）、すなわちバックプレート内の孔の配列
ＢＶ    バックボリューム
【図１】
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【図２】
0006292313.tif 000003
【図３Ａ−３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0006292313.tif 000006
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0006292313.tif 000008
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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