(57)【要約】【課題】  絶縁基板に窪みの開設をしなくてもコンデンサマイクロホンの通気性を確保することができ、ダイヤフラムが変形することも避けることができるコンデンサマイクロホンを提供する。【解決手段】  内部に収納空間５６を有するハウジング５と、収納空間５６内に配設されているコンデンサ体７とを備え、コンデンサ体７は、絶縁基板７１と、絶縁基板７１上に設けた背極板７３と、背極板７３の中央を除く周囲部の上に配設されたスペーサ７０と、背極板７３の中央を覆うようにスペーサ７０の上に掛渡されて背極板７３との間にギャップ７４を形成するダイヤフラム７２とからなり、ギャップ７４は、一つ以上の通気路７５，７６によって収納空間５６に開放していることを特徴とするコンデンサマイクロホン。【選択図】図２
2005229410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に収納空間を有するハウジングと、
前記収納空間内に配設されたコンデンサ体とを備え、
前記コンデンサ体は、絶縁基板と、
前記絶縁基板上に設けた背極板と、
前記背極板の中央を除く周囲部の上に配設されたスペーサと、
前記背極板の中央を覆うように前記スペーサの上に掛渡されて前記背極板との間にギャップを形成するダイヤフラムとからなり、
前記ギャップは、一つ以上の通気路によって前記収納空間に開放していることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ギャップを囲むように配設された複数の間隔ブロックであり、
前記通気路は、前記複数の間隔ブロックの間の隙間からなる第１通気路を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項３】
前記ダイヤフラムは、前記背極板の中央を覆う中央部と、前記中央部の外周から延びて前記スペーサの上に固定された複数の翼部とからなり、
前記通気路は、前記複数の翼部の隙間からなる第２通気路を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項４】
前記ダイヤフラムは、可撓性層と、該可撓性層上に積層された導電性膜とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項５】
前記絶縁基板には、前記ダイヤフラムと電気的に接続された電界効果トランジスタが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項６】
前記背極板と前記スペーサの間にエレクトレットが積層されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項７】
前記ハウジングの収納空間は、底壁と、該底壁の周縁から連続的に上向きに突出してなる周壁と、該周壁から連続的に内向きに突出してなる頂壁とにより画定され、
前記頂壁は、中央に開口部を有し、
該開口部は、音波の進入を制限する蓋板によって覆われていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のコンデンサマイクロホン。
【請求項８】
絶縁基板を用意するステップと、
前記絶縁基板に背極板を形成するステップと、
前記背極板の中央を除く周囲部の上に複数のスペーサと、該スペーサの隙間および前記背極板の中央を覆う前記スペーサと等しい厚みの犠牲層とを形成するステップと、
前記スペーサ及び犠牲層の上に可撓性層を形成するステップと、
前記可撓性層上に導電性膜を形成するステップと、
前記犠牲層を除去することで、前記可撓性層と前記背極板との間にギャップと、該ギャップを外部の空間に開放する通気路とを設けるステップと、
前記絶縁基板と、前記背極板と、前記スペーサと、前記可撓性層及び前記導電性膜からなるダイヤフラムとからなっている積層体をハウジング内に実装するステップとからなるコンデンサマイクロホンの製造方法。
【請求項９】
前記絶縁基板上に前記背極板を形成するステップの前に、電界効果トランジスタを形成するステップを有する請求項８に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサマイクロホン及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のコンデンサマイクロホンを示す。該従来のコンデンサマイクロホンは、半導体を造るマイクロマシニング技術で形成されたもので、コンデンサハウジングの底壁に設けられるシリコン基板３０と、前記シリコン基板３０に形成され、窪み３１１が形成された絶縁基板３１と、コンデンサマイクロホンの第１の電極として前記絶縁基板３１に形成される背極板３２と、前記背極板３２に形成されるスペーサ３３と、前記スペーサ３３に形成され、前記スペーサ３３によって囲まれて前記背極板３２とでギャップ３６を画定する可撓性層３４と、コンデンサマイクロホンの第２の電極として前記可撓性層３４に形成される導電性膜３５とから構成する可変ギャップ付コンデンサがコンデンサハウジング３００に実装されている。前記ギャップ３６は前記可撓性層３４と前記導電性膜３５からなったダイヤフラムの振動により変動可能である。そして電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２００が前記導電性膜３５に電気的に接続されるように前記絶縁基板３１に形成され、伝わってくる音波による可撓性層３４の変位に対応して変化する前記可変のギャップコンデンサの容量変化として電気信号に変換する。前記背極板３２及び前記絶縁基板３１の頂壁には複数の通孔３２１が形成され、前記絶縁基板３１をおいて前記ギャップ３６及び前記窪み３１１を空間的に互いに連通させることで、マイクロホンの操作時のギャップ３６における気流の抵抗を減らしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この従来のコンデンサマイクロホンは、バルクエッチングプロセスを行い前記絶縁層３１に前記窪み３１１を形成するが、そのエッチング深さは一般に３００から５００μｍであるので、時間がかかり、コスト低減の妨げになる。加えて、前記通孔３２１を形成するための手間もかかるので、なおも改善する余地がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、絶縁基板に窪みの開設をしなくてもコンデンサマイクロホンの通気性を確保することができ、ダイヤフラムが変形することも避けることができる生産性が高いコンデンサマイクロホン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によれば、本発明に係るコンデンサマイクロホンとして、内部に収納空間を有するハウジングと、前記収納空間内に収納される可変ギャップコンデンサとを備えるコンデンサマイクロホンを提供しようとするものである。前記可変ギャップコンデンサは、絶縁基板と、前記絶縁基板上に固着されている背極板と、前記背極板に所定のギャップをあけて配置されているダイヤフラムと、前記背極板及び前記ダイヤフラムの間に前記ギャップを形成するように介在するスペーサとからなる。前記ハウジング内において前記スペーサは複数の間隔ブロックであり、隣り合った前記間隔ブロック間の隙間が前記ギャップを前記収納空間に開放する少なくとも一つの通気路を形成することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るもう一つの観点によれば、（ａ）絶縁基板を用意するステップと、（ｂ）前記絶縁基板に背極板を形成するステップと、（ｃ）前記背極板の中央を除く周囲部の上に複数のスペーサと、該スペーサの隙間および前記背極板の中央を覆う前記スペーサと等しい厚みの犠牲層とを形成するステップと、（ｄ）前記スペーサ及び犠牲層の上に可撓性層を形成するステップと、（ｅ）前記可撓性層上に導電性膜を形成するステップと、（ｆ）前記犠牲層を除去することで、前記可撓性層と前記背極板との間にギャップと、該ギャップを外部の空間に開放する通気路とを設けるステップと、（ｇ）前記絶縁基板と、前記背極板と、前記スペーサと、前記可撓性層及び前記導電性膜からなるダイヤフラムとからなっている積層体をコンデンサハウジング内に実装するステップとからなるコンデンサマイクロホンの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、絶縁基板に窪みを開設しなくても前記通気路の形成によってコンデンサマイクロホンの通気性を確保することができ、ダイヤフラムが変形することも避けることができるので、製造コストを低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘らず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０００９】
図２は、本発明に係るコンデンサマイクロホンの第１の実施例を示す概略平面図、図３Ａは図２のIIIＡ−IIIＡ線縦断面図、図３Ｂは図２のIIIＢ−IIIＢ線縦断面図である。該コンデンサマイクロホン４は、図示の如く、プリント基板４００に電気的に接続されるよう配設されており、ハウジング５と、該ハウジング５内に配設されるコンデンサ体７とから構成されている。前記ハウジング５は、底壁５２と、該底壁５２の周縁から連続的に上向きに突出してなる周壁５３と、該周壁５３から連続的に内向きに突出してなる頂壁５１とにより収納空間５６を画定し、該頂壁５１の中央に開口部５１０を開けてあり、該開口部５１０は蓋板５４によって覆われて、伝わってくる音の進入を制限することができる。そして、表面実装技術（ＳＭＴ）により前記底壁５２に複数の導電性端子５５が設けられている。また、前記複数の導電性端子５５は、前記表面実装技術により前記コンデンサ体７と前記プリント基板４００とに電気的に接続されている。
【００１０】
前記コンデンサ体７は、絶縁基板７１上に順に、第１の電極とする背極板７３と、スペーサ７０と、可撓性層７２４及び第２の電極とする導電性膜７２３からなるダイヤフラム７２とが積層されてなる構成である。前記ダイヤフラム７２と前記背極板７３との間に前記スペーサ７０を介在させ、前記ダイヤフラム７２の中央部７２Ｃが前記背極板７３に対して上下揺動に可能であり、前記背極板７３及び前記ダイヤフラム７２の間に形成されるギャップ７４が変動可能になっている。また、前記スペーサ７０として、前記可変ギャップ７４のまわりを囲むよう複数の間隔ブロック７０４が形成され、前記複数の間隔ブロック７０４において隣り合った間隔ブロック７０４によって第１通気路７５を複数形成している。前記ハウジング５内の収納空間５６と前記ギャップ７４とは、前記複数の第１通気路７５によって空間的に連通している。そして、前記ダイヤフラム７２は前記ダイヤフラム７２の外周部に放射状に延ばした翼部７２Ｆが形成され、隣り合った前記翼部７２Ｆの間に第２通気路７６が形成されている（図３Ｂ参照）。前記複数の第２通気路７６によっても前記ハウジング５内の収納空間５６と前記可変ギャップ７４とが空間的に連通している。前記ダイヤフラム７２の複数の翼部７２Ｆによって前記ダイヤフラム７２の可撓性を向上させることができると共に、前記第２通気路７６によって前記ハウジング５内の収納空間５６と前記可変ギャップ７４とが空間的に連通するばかりでなく、該ダイヤフラム７２に加わる応力をも軽減することができる。
【００１１】
前記絶縁基板７１の材質として好ましくはシリコン材料を、前記背極板７３及び前記導電性膜７２３の材質は好ましくは金属材料を用いるとよい。前記スペーサ７０及び前記可撓性層７２４は、好ましくはシリコン、二酸化珪素、窒化珪素またはポリイミド樹脂、ＰＣＢ樹脂、ＢＣＢ樹脂、ＳＩＮＲ樹脂や、ＳＵ−８樹脂などのフォトレジストにより造られる。
【００１２】
また、前記絶縁基板７１には電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）６が前記導電性膜７２３と前記導電性端子５５とに電気的に接続されるよう実装されており、伝ってくる音波による前記ダイヤフラム７２の変位により変化する前記コンデンサ体７の容量変化として電気的に捉える。
【００１３】
図４は、本発明に係るコンデンサマイクロホン４の製造方法を概略示すフローチャートである。ステップＳ４１において、周知の半導体プロセス技術により電界効果トランジスタ６を形成してある絶縁基板７１を用意する（図５参照）。ステップＳ４２において、前記絶縁基板７１の前記電界効果トランジスタ６を除く部分に蒸着により背極板７３を形成する（図６参照）。ステップＳ４３において、前記背極板７３にスペーサ層を形成し、半導体プロセス技術によって前記スペーサ層をパターニングしスペーサ７０（間隔ブロック７０４）と犠牲層７７とが形成される（図７、８参照）。ステップＳ４４において、その上に可撓性層７２４を形成する（図９、１０参照）。ステップＳ４５において、可撓性層７２４に蒸着により導電性膜７２３が形成される（図１１、１２参照）。ステップＳ４６において、エッチングによって前記犠牲層７７が除去され前記可撓性層７２４と前記背極板７３との間に通気路７５が形成される（図３Ａ参照）。ステップＳ４７において、コンデンサハウジング５内に、前記絶縁基板７１と、前記背極板７３と、前記スペーサ７０（間隔ブロック７０４）と、可撓性層７２４及び第２の電極とする導電性膜７２３からなるダイヤフラム７２からなる積層体を実装する（図２参照）。上記ステップにより本実施例のコンデンサマイクロホン４が製造される。
【００１４】
さらに、図１３に示す第２の実施例のコンデンサマイクロホンにも前記のように通気路を設けることができる。この実施例に係るコンデンサマイクロホンとは、前記スペーサ７０が形成される前、まず前記背極板７３にエレクトレット層７８が形成されている構成である。従って、このマイクロホンも第１実施例のコンデンサマイクロホンと同様に、通気路７５を形成することによって、絶縁基板に窪みまたは通孔を開設しなくてもよいので、製造コストを低減することができ、マイクロホンの通気性も妨げず、ダイヤフラムが変形することも避けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明のコンデンサマイクロホンによれば、製造コスト低減を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のコンデンサマイクロホンの概略縦断面図。
【図２】本発明に係るコンデンサマイクロホンの第１の実施例を示す概略平面図。
【図３Ａ】図２のIIIＡ−IIIＡ線縦断面図。
【図３Ｂ】図２のIIIＢ−IIIＢ線縦断面図。
【図４】図２の第１の実施例の製造方法を概略示すフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施例の製造方法において絶縁基板に電界効果トランジスタを形成した状態の局部拡大断面図。
【図６】本発明の第１の実施例の製造方法において絶縁基板に背極板を積層した状態の局部拡大断面図。
【図７】本発明の第１の実施例の製造方法において背極板にスペーサ及び犠牲層を積層した状態の概略平面図。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図。
【図９】本発明の第１の実施例の製造方法においてスペーサ層及び犠牲層に可撓性層を積層した状態の概略平面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】本発明の第１の実施例の製造方法において可撓性層に導電性膜を形成した状態の概略平面図。
【図１２】図１１のＸII−ＸII線断面図。
【図１３】本発明に係るコンデンサマイクロホンの第２の実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００１７】
４．．．コンデンサマイクロホン
４００．．．プリント基板
５．．．ハウジング
５１．．．頂壁
５１０．．．開口部
５２．．．底壁
５３．．．周壁
５４．．．蓋板
５５．．．導電性端子
５６．．．収納空間
６．．．電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
７．．．コンデンサ体
７０．．．スペーサ
７０４．．．間隔ブロック
７１．．．絶縁基板
７２．．．ダイヤフラム
７２Ｃ．．．中央部
７２Ｆ．．．翼部
７２３．．．導電性膜
７２４．．．可撓性層
７３．．．背極板
７４．．．ギャップ
７５．．．第１通気路
７６．．．第２通気路
７７．．．犠牲層
７８．．．エレクトレット層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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】
2005229410.tif 000013
【図１１】
2005229410.tif 000014
【図１２】
2005229410.tif 000015
【図１３】
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