(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２のグループの接点要素を保持する第１面を有するＳｉベースのキャリア部材（２）と、
能動部材からなり、該能動部材が少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されている変換器要素（１）と、
少なくとも１つの接点要素を有する集積回路からなる電子デバイス（３）とからなるセンサーシステムにおいて、
前記変換器要素（１）の少なくとも１つの接点要素は、前記変換器要素（１）の能動部材とキャリア部材（２）の間の電気的接触を得るために、第１グループのキャリア部材（２）の接点要素の１つと合致し、
前記電子デバイス（３）の少なくとも１つの接点要素は、前記集積回路とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記変換器要素（１）と電子デバイス（３）が前記キャリア部材（２）の第１面に隣接して配置されるように、第２グループのキャリア部材（２）の接点要素の１つと合致し、
第１グループの少なくとも１つの接点要素は、前記変換器要素（１）の能動部材と前記電子デバイス（３）の集積回路との間の電気的接触を得るために、前記第２グループの少なくとも１つの接点要素に電気的に接続され、
前記キャリア部材（２）がさらに複数の接点要素を保持する第２面を有し、ここで前記第１と第２のグループの少なくとも１つの接点要素が、第２面によって保持されている接点要素の１つに電気的に接続され、
前記第１面と第２面が実質的に平行で互いに対向していることを特徴とするセンサーシステム。
【請求項２】
前記キャリア部材（２）がさらに凹部（１１）を有し、該凹部（１１）が前記変換器要素の能動部材と合致している請求項１に記載のセンサーシステム。
【請求項３】
前記変換器要素がさらにキャビティ（１０）を有し、前記能動部材が当該キャビティ（１０）の底を規定している請求項１又は２に記載のセンサーシステム。
【請求項４】
前記キャリア部材（２）の第２面と前記凹部（１１）の間に開口（２４）をさらに有する請求項２に記載のセンサーシステム。
【請求項５】
前記変換器要素（１）がＳｉベースである請求項１から４のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項６】
前記キャリア部材（２）、前記変換器部材（１）および前記電子デバイス（３）がＳｉベースである請求項１から５のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項７】
前記変換器要素の能動部材がコンデンサからなり、該コンデンサがフレキシブルダイヤフラム（１２）と実質的に剛性のあるバックプレート（１３）の組み合わせで形成されている請求項１に記載のセンサーシステム。
【請求項８】
前記変換器要素（１）がさらにリッド（５）を有し、該変換器要素（１）のリッド（５）と能動部材が前記キャビティ（１０）の上下の境界を規定している請求項３に記載のセンサーシステム。
【請求項９】
前記センサーシステムの外面の少なくとも１部が導電層（１６）を保持している請求項１から８のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１０】
前記導電層が金属層からなる請求項９に記載のセンサーシステム。
【請求項１１】
前記導電層が導電性ポリマー層からなる請求項９に記載のセンサーシステム。
【請求項１２】
前記接点要素が、Ｓｎ，ＳｎＡｇ，ＳｎＡｕまたはＳｎＰｂのようなはんだ材料からなる請求項１から１１のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１３】
前記変換器要素を密封シールするシール手段をさらに有する請求項３に記載のセンサーシステム。
【請求項１４】
第１と第２と第３のグループの接点要素を保持する第１面を有するＳｉベースのキャリア部材と、
能動部材からなり、該能動部材が少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されている第１変換器要素と、
能動部材からなり、該能動要素が少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されている第２変換器要素と、
少なくとも１つの接点要素を有する集積回路からなる電子デバイスとからなるセンサーシステムにおいて、
前記第１変換器要素の少なくとも１つの接点要素は、前記能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記第１グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致し、
前記第２変換器要素の少なくとも１つの接点要素は、前記第２変換器要素の能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記第１変換器要素と第２変換器要素が前記キャリア部材（２）の第１面に隣接して配置されるように、第２グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致し、
前記電子デバイスの少なくとも１つの接点要素は、集積回路とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記電子デバイスが前記キャリア部材（２）の第１面の第１と第２変換器要素に隣接して配置されるように、第３グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致し、
前記第１変換器要素の能動部材と前記集積回路との間、および前記第２変換器要素の能動部材と前記集積回路との間の電気的接触を得るために、第１グループの少なくとも１つの接点要素が前記第３グループの少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されるとともに、第２グループの少なくとも１つの接点要素が前記第３グループの少なくとも１つの接点要素に電気的に接続され、
前記キャリア部材（２）がさらに複数の接点要素を保持する第２面を有し、ここで前記第１と第２のグループの少なくとも１つの接点要素が、第２面によって保持されている接点要素の１つに電気的に接続され、
前記第１面と第２面が実質的に平行で互いに対向していることを特徴とするセンサーシステム。
【請求項１５】
前記キャリア部材がさらに複数の接点要素を保持する第２面を有し、ここで前記第１と第２と第３のグループの少なくとも１つの接点要素が、第２面によって保持されている接点要素の１つに電気的に接続されている請求項１４に記載のセンサーシステム。
【請求項１６】
前記第１面と第２面が実質的に平行で互いに対向している請求項１５に記載のセンサーシステム。
【請求項１７】
前記キャリア部材がさらに第１と第２の凹部を有し、該第１の凹部が前記第１の変換器要素の能動部材と合致し、前記第２の凹部が前記第２の変換器要素の能動部材と合致している請求項１４から１６のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１８】
前記第１と第２の変換器要素の各々がさらにキャビティを有し、該キャビティの底が前記第１と第２の変換器要素の能動部材によって規定されている請求項１４から１７のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項１９】
前記第１と第２の変換器要素がＳｉベースである請求項１４から１８のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項２０】
前記キャリア部材、前記第１と第２の変換器部材および前記電子デバイスがＳｉベースである請求項１４から１９のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項２１】
前記第１と第２の変換器要素の各々の能動部材がコンデンサからなり、該コンデンサがフレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のあるバックプレートの組み合わせで形成されている請求項１４から２０のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項２２】
前記第１と第２の変換器要素がさらにリッドを有し、該第１と第２の変換器要素のリッドと能動部材が前記それぞれのキャビティの上下の境界を規定している請求項１４から２１のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項２３】
前記センサーシステムの外面の少なくとも１部が導電層を保持している請求項１４から２２のいずれかに記載のセンサーシステム。
【請求項２４】
前記導電層が金属層からなる請求項２３に記載のセンサーシステム。
【請求項２５】
前記導電層が導電性ポリマー層からなる請求項２３に記載のセンサーシステム。
【請求項２６】
前記接点要素が、Ｓｎ，ＳｎＡｇ，ＳｎＡｕまたはＳｎＰｂのようなはんだ材料からなる請求項１４から２５のいずれかに記載のセンサーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、キャリア部材と、変換部材と、電子デバイスとからなるセンサーシステムに関する。本発明は特にフリップチップ技術を使用して組み立てられたコンデンサマイクロフォンシステムに関する。本発明はさらに、例えば印刷回路基板（ＰＣＢ）に表面実装されるように適合されたコンデンサマイクロフォンシステムに関する。
【０００２】
（発明の背景）
聴覚器具や移動通信システム工業において、主な目的の一つは、良好な電子音響性能を維持し、良好なユーザーフレンドリィ性と満足を与える一方、小サイズのコンポーネントを作成することである。技術的性能データは、感度、ノイズ、安定性、コンパクト性、堅牢性、電磁干渉（ＥＭＩ）その他の外部環境条件に対する非感応性を含む。過去においては、マイクロフォンシステムをより小さくする一方、技術的性能データを維持または向上する幾つかの試行がなされてきた。
【０００３】
これらのコンポーネント工業における他の問題は全体システムへの統合の容易性に関する。
【０００４】
ヨーロッパ特許ＥＰ５６１５６６は、同一チップ上に電界効果トランジスター（ＦＥＴ）回路とキャビティまたは音入口を有するソリッドステートコンデンサーマイクロフォンを開示している。ＦＥＴ回路を製造する技術およびプロセスは変換器要素を製造するのに使用される技術およびプロセスと全く異なっている。したがって、ＥＰ５６１５６６に開示されている変換器要素およびＦＥＴシステムは２つ（またはそれ以上）の別個の製造段階が必要であり、そのことが製造をより複雑にし、さらに高価にさせている。
【０００５】
ハイブリッド型の超小型電子機械システム（ＭＥＭＳ）は、近年著しく発展してきた。これは主としてこのようなシステムを製造する適切な技術の発展とともに行なわなければならない。このようなハイブリッドシステムの利点の一つは、機械電子変換器や特殊設計の電子デバイスを含む関連の複雑なシステムを製造することができるサイズに関係している。
【０００６】
米国特許ＵＳ５８８９８７２は、シリコンマイクロフォンと、その上に電気接続にワイヤボンディングを使用して実装された集積回路チップとからなるハイブリッドシステムを開示している。この解決手段はボンディングワイヤのための保護と空間が必要であるという欠点を有している。
【０００７】
米国特許ＵＳ５８５６９１４は、フリップチップ実装された例えばコンデンサーマイクロフォンのような超小型機械デバイスを開示している。この超小型デバイスが実装されるキャリアの一部は最終システムの一部を形成している。このシステムの欠点は、超小型機械デバイスがキャリアに実装する前にテストされることはないという事実である。このシステムの他の欠点は、選択された材料に関係している。超小型機械デバイスはＳｉで構成され、一方キャリアはＰＣＢまたはセラミック材料で形成されている。熱膨張係数の差は、そのような異なる材料の一体化を複雑にする。
【０００８】
Danish  journal  Elektronik  og  Data  の１９９８年第３巻第４−８頁に刊行された「ファーストシリコンベースの超小型マイクロフォン」の記事は、シリコンベースのマイクロフォンシステムをどのように設計し製造することができるかを開示している。この記事は３層マイクロフォンシステムを開示している。ここで、変換器要素は、該変換器要素をアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）のような電子デバイスに接続する中間層にフリップチップ実装されている。変換器要素は、可動ダイヤフラムと、実質的に剛性のあるバックプレート（back  plate）とからなっている。変換器要素の反対側には、バックチャンバーを形成するシリコンベースの構造物が実装されている。マイクロフォンシステムを電気的周辺に接続するためにワイヤボンディングや直接はんだが必要とされることは、価値がない。
【０００９】
本発明の目的は、センサーシステムを形成する異なる要素が標準のバッチ指向技術を適用してフリップチップ実装されるセンサーシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、例えばＰＣＢ上の最終位置とは無関係に動作することができる完全に機能的で被覆（encapsulated）されたセンサーシステムを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、最終実装前にテストすることができる完全に機能的で被覆されたセンサーシステムを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、フリップチップまたは表面実装技術を使用して例えばＰＣＢ上に実装するのに適し、ワイヤボンディングや複雑なシングルチップハンドリングを回避することができるセンサーシステムを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、変換器要素と電子回路との間の距離を減少して寄生（parasitics）や空間消費を減少することができるセンサーシステムを提供することである。
【００１４】
（発明の概要）
前述の目的は、第１の局面において、
第１と第２のグループの接点要素を保持する第１面を有するキャリア部材と、
能動部材（active  member）からなり、該能動要素が少なくとも１つの接点要素に電気的に接続され、能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも１つの接点要素が第１グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致している変換器要素と、
少なくとも１つの接点要素を有する集積回路からなり、集積回路とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも１つの接点要素が第２グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致している電子デバイスとからなり、
前記変換器要素の能動部材と前記電子デバイスの集積回路との間の電気駅接触を得るために、第１グループの少なくとも１つの接点要素が前記第２グループの少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されているセンサーシステムを提供することによって達成される。
【００１５】
変換器要素は、原則として、圧力変換器、加速度計、温度計のように、如何なる種類の変換器であってもよい。
【００１６】
センサーシステムが周囲と連通するために、キャリア部材はさらに、複数の接触面要素を保持する第２面を有していてもよい。第１と第２のグループの少なくとも１つの接触要素は、第２面によって保持される接触要素の一つと電気的に接続されている。第１面と第２面は実質的に平行で互いに対向していてもよい。
【００１７】
キャリア部材と変換器要素は、Ｓｉのような半導体材料をベースにしてもよい。熱応力を緩和するために、キャリア部材、変換器要素および電子デバイスは、同一の半導体材料をベースにしてもよい。その材料はＳｉであってもよい。
【００１８】
マイクロフォンに適用するためにバックチャンバ―を形成するために、キャリア部材はさらに変換器要素の能動部材と合致（align）する凹部（indentation）を有する。またマイクロフォンに適用するために、変換器要素の能動部材は、フレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のあるバックプレートとを組み合わせて形成されるコンデンサからなっていてもよい。さらに、変換器要素はキャビティ（cavity）または音入口（sound  inlet）を有する。キャビティの底は、変換器要素の能動部材によって規定され形成されてもよい。フレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のバックプレートは、変換器要素によって受け取られた信号をキャリア部材に転送するために、変換器要素の第１と第２の接点要素にそれぞれ電気的に接続されていてもよい。
【００１９】
集積回路は信号処理用に適合されてもよい。この集積回路はＡＳＩＣであってもよい。
【００２０】
指向性感度を得るために、センサーはさらに、キャリア部材の第２面と凹部の間に、開口または音入口を有していてもよい。
【００２１】
変換器要素を例えば粒子や湿気から保護するために、センサの外面は少なくとも部分的にリッド（lid）によって保護される。変換器要素のリッドと能動部材は、それぞれキャビティの上下の境界を規定してもよい。さらに、センサーシステムの少なくとも１つの外面は導電層を保持していてもよい。導電層は金属層または導電ポリマー層からなっていてもよい。
【００２２】
接点要素は、Ｓｎ，ＳｎＡｇ，ＳｎＡｕまたはＳｎＰｂのようなはんだ材料からなっていてもよい。さらに、センサーシステムは変換器要素を密封シールするシール手段を有していてもよい。
【００２３】
第２の局面では、本発明は、
第１と第２と第３のグループの接点要素を保持する第１面を有するキャリア部材と、
能動部材からなり、該能動部材が少なくとも１つの接点要素に電気的に接続され、能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも１つの接点要素が第１グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致している第１変換器要素と、
能動部材からなり、該能動要素が少なくとも１つの接点要素に電気的に接続され、能動部材とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも１つの接点要素が第２グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致している第２変換器要素と、
少なくとも１つの接点要素を有する集積回路からなり、集積回路とキャリア部材の間の電気的接触を得るために、前記少なくとも１つの接点要素が第３グループのキャリア部材の接点要素の１つと合致している電子デバイスとからなり、
前記第１変換器要素の能動部材と前記集積回路との間、および前記第２変換器要素の能動部材と前記集積回路との間の電気的接触を得るために、第１グループの少なくとも１つの接点要素が前記第３グループの少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されるとともに、第２グループの少なくとも１つの接点要素が前記第３グループの少なくとも１つの接点要素に電気的に接続されているセンサーシステムに関係している。
【００２４】
第２の局面によるセンサは、指向性（directional）検知圧力変換器のような指向性検知に適したものであってもよい。
【００２５】
Ｓｉベースキャリア部材のようなキャリア部材は、複数の接触要素を保持する第２面をさらに有していてもよい。第２面への電気的接続を得るために、第１と第２と第３のグループの少なくとも１つの接点要素は、第２面によって保持される接点要素の一つに電気的に接続されてもよい。第１面と第２面は、実質的に平行で互いに対向していてもよい。好ましくは、変換器要素と電子デバイスはＳｉベースである。
【００２６】
キャリア部材はさらに第１と第２の凹部を有していてもよい。第１の凹部は第１の変換器要素の能動部材と合致し、第２凹部は第２の変換器要素の能動部材と合致している。第１と第２の凹部はバックチャンバとして作用する。
【００２７】
第１と第２の変換器要素の各々は、さらにキャビティを有していてもよい。キャビティの底は、第１と第２の変換器要素の能動部材によって規定されてもよい。
【００２８】
例えば圧力変化を測定するために、第１と第２の変換器要素の各能動部材は、コンデンサを有していてもよい。このコンデンサはフレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のバックプレートとの組み合わせによって形成される。フレキシブルダイヤフラムと実質的に剛性のバックプレートとは、それぞれの変換器要素の接触要素に電気的に接続されてもよい。
【００２９】
第１と第２の変換器要素の各々はさらに、変換器要素を保護するためのリッドを有していてもよい。第１と第２の変換器要素のリッドと能動部材は、それぞれのキャビティの上下の境界を規定するように、配置されてもよい。
【００３０】
センサーシステムの外面の少なくとも一部は、導電層を保持してもよい。この導電層は金属層であってもよいし導電ポリマー層であってもよい。接点要素は、Ｓｎ，ＳｎＡｇ，ＳｎＡｕまたはＳｎＰｂのようなはんだ材料からなっていてもよい。
【００３１】
本発明によるソリッドステートシリコンベースコンデンサマイクロフォンは、バッチ生産に適している。マイクフォンシステムを形成する異なる要素の組み合わせは、従来技術に開示された他のシステムに比べてよりフレキシブルである。本発明は、例えばシステムの一方の側の開口によって、非常によく規定された（well  defined）環境とのインターフェースを提供することができる。この開口は、埃や、湿気その他の不純物がマイクロフォンの特性を妨害し汚染するのを防止するフィルムやフィルタによって覆うことができる。マイクロフォンシステムの異なる要素間の電気的接続は、フリップチップ技術を使用するシリコンキャリアを介して経済的かつ容易に達成される。
【００３２】
本発明は、集積電子回路チップ好ましくはＡＳＩＣを使用し、それらはマイクロフォンの変換器要素の設計と製造とは別個に独立して設計し製造されてもよい。これは、集積電子回路チップを製造する技術とプロセスは変換器要素を製造するのに使用されるものと異なり、各製造段階は独立して最適化されるので有利である。さらに、変換器要素とＡＳＩＣのテストはウェハーレベルで達成してもよい。
【００３３】
完全なセンサーシステムは、環境との前述のインターフェースと競合（conflict）しないシステムの一方の側に接点を対向させる表面実装技術によって外面に電気的に接続することができる。これにより、ユーザは全システムの組立に簡単で有効な表面実装技術を適用することができる。
【００３４】
（発明の実施形態の詳細な説明）
以下、添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
【００３５】
センサーシステムの異なる要素を製造するのに使用されるプロセスは、超小型技術の分野で公知の技術を必要とする。
【００３６】
図１には、１または複数の垂直にエッチングされたフィードスルーホール２０を含むシリコンキャリア基板２が示されている。シリコンキャリア基板２は、バルク（bulk）結晶シリコンであるが、第１面と第２面にはんだ凸部８，２２をそれぞれ有している。電気信号は第１面から第２面にフィードスルーライン２３を介して搬送される。第１面には、１または複数の変換器要素１が、シリコンキャリア基板２にフリップチップ実装されて、第１グループのはんだ凸部８により固着されている。また第１表面には、集積回路チップ３のような１または複数の電子デバイスがシリコンキャリア基板２にフリップチップ実装されて、第２グループのはんだ凸部８によって接続され固着されている。はんだ凸部８の材料は典型的には、Ｓｎ,ＳｎＡｇ，ＳｎＡｕまたはＳｎＰｂであるが、他の金属も使用することができる。
【００３７】
はんだシールリング９は、変換器要素１に対するシールを提供する。この場合、フィードスルーライン２３は、変換器要素１からシールリング９の下方を電子デバイス３まで電気信号を搬送するのに使用される。これは図５に詳細に示されている。信号は他の導電性経路によっても電子回路に搬送することができる。
【００３８】
電気導電性経路２３はまた例えばエッチングホール２０とその後の金属被覆（metallization）によってキャリアを貫通して形成されている。エッチングはウェットケミカルエッチングやドライプラズマエッチング技術によって行なうことができる。この経路２３は垂直フィードスルーと称され、変換器１または電子回路３からキャリアの第２表面に電気信号を搬送するのに使用することができる。
【００３９】
第２表面は例えばＰＣＢまたは他のキャリアに表面実装するためにはんだ凸部２２を備えている。
【００４０】
図２は、図１に示すものと同様のパッケージを示すが、この実施形態では、電子デバイス３は、１群のはんだ凸部８のほかアンダーフィル（underfill）や接着剤（glue）２１のような他の手段によって接続され固定されている。さらに、このパッケージはリッド５によって保護され、該リッドはフリップチップ実装された変換器要素１または電子デバイス３またはそれらの両方に固定されている。リッド５は、粒子や湿気に対するマイクロフォンの保護として、例えば音伝播グリッドまたはフィルタのような環境への適切に決定された（well−determined）アクセスを与える開口４を有している。リッドは、打抜き（punching）や射出成形によりそれぞれ例えば金属やポリマーから別個に形成することができる。
【００４１】
図３または４において、マイクロフォンに適用したシステムが示されている。これらの実施形態では、変換器要素１はマイクロフォンであり、バックチャンバ１１がシリコン基板２にエッチングされている。バックチャンバは、ＫＯＨやＴＭＡＨまたはＥＤＰのような反応物を使用するウェットエッチングプロセス、あるいは反応イオンエッチングのようなドライエッチングプロセスによりシリコンキャリアにエッチングされる。キャビティ１１はフィードスルーホール２０と同じ工程でエッチングすることができる。
【００４２】
図３と図４の相違は、図４のシステムはＥＭＩシールドを設けるためにフィルタ５で被覆されていることである。ＥＭＩシールド１６は、シルバーエポキシのような導電性ポリマー層、あるいは電気メッキあるいは蒸発（evaporated）されたＣｕまたはＡｕのような金属層である。さらに、図４に示す集積回路チップ３およびフィルタ５は、アンダーフィルや接着剤２１のような追加手段により接続され固着されている。
【００４３】
マクロフォンの機能は以下の通りである。開口４は音入口として機能し、周囲音圧は開口４を覆うフィルタ５を介して、マイクロフォンのフロントチャンバとして機能するキャビティ１０に進入する。音圧はダイヤフラム１２で反射し、これによりダイヤフラム１２とバックプレート１３の間の空気が多孔１９を通して流出する。
【００４４】
ダイヤフラムは、異なる方法で設計され製造してもよい。１つの例として、ダイヤフラムは２つの外層を有する３層構造として設計してもよい。外層はシリコン窒化物からなり、これに対し中間層は多結晶シリコンからなる。中間層を形成する多結晶シリコンはボロン（Ｂ）や燐（Ｐ）のいずれかがドープ（dope）されている。またバックプレートはＢ−やＰ−ドープの多結晶シリコンとシリコン窒化物からなっている。キャビティ１１はさらにマイクロフォンのバックチャンバとして機能する。
【００４５】
ダイヤフラム１２が入射音圧に応答して偏向すると、ダイヤフラム１２とバックプレート１３によって形成される電気コンデンサの電気容量は入射音圧に応答して変化する。集積回路チップ３上の回路は、ダイヤフラム１２とバックプレート１３にはんだ凸部８を介して電気的に接続されている。この回路は、ダイヤフラム１２とバックプレート１３によって形成されるコンデンサの電気容量の変化を検出するように設計されている。またこの回路は、電源や聴覚器具内の他の電気回路に電気的に接続するために、はんだ凸部８と垂直フィードスルーライン２３を介して、はんだ凸部２２に電気的に接続されている。
【００４６】
ダイヤフラム１２とバックプレート１３によって形成されたコンデンサを動作させるとき、バックプレート１３を充電するために、バックプレート１３はＤＣ電源に接続される。変化する音圧に応答してダイヤフラム１２とバックプレート１３の間の距離の変化により容量が変化すると、印加されたＤＣレベルの上にＡＣ電圧が重畳される。ＡＣ電圧の大きさは、容量変化に対する大きさ（measure）であり、またダイヤフラムによって経験する音圧に対する大きさである。
【００４７】
図５では、横フィードスルーライン２４とシールリング９の拡大が示されている。フィードスルー２４は絶縁層２５によりシールリング９と基板２から電気的に絶縁される。絶縁層２５は同様に変換器１のはんだ凸部８を基板２から絶縁する。電気変換器１のはんだ凸部８と回路チップ３のはんだ凸部８は、フィードスルーライン２４を介して電気的に接続される。
【００４８】
図６では、図３のものと類似するマイクロフォンが示されている。しかしながら、開口２４はバックチャンバ１１に導入されている。開口２４は膜偏向を引き起こし、この膜偏向は膜の圧力勾配を示し、この結果マイクロフォンの指向性感度を示す。
【００４９】
図７では、図３のものと類似するマイクロフォンが示されている。しかしながら、追加の変換器要素が付加され、マイクロフォンが２つの変換器要素を使用するようになっており、両者は膜１２とバックプレート１３を含む。両変換器要素は、はんだ凸部８とシールリング９によってキャリア部材３に接続され、各変換器要素のための凹部（indentation）１１を有するようになっている。この２つの変換器要素により、衝突音響波の位相差を測定し、この結果マイクロフォンの指向性感度を測定することができる。
【００５０】
検出要素の数を（図７に示すように）２から任意の数に増加し、例えば行列に配列することは、当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  シリコンベースのセンサーシステムを一般的に適用した実例を示す断面図。
【図２】  リッドを備えたシリコンベースのセンサーシステムを一般的に適用した実例を示す断面図。
【図３】  シリコンベースのセンサーシステムをマイクロフォンに適用した実例を示す断面図。
【図４】  包囲されたマイクロフォンの適用例を示す断面図。
【図５】  横フィードスルーおよびシールリングの拡大図。
【図６】  シリコンベースのセンサーシステムを指向性マイクロフォンに適用した実例を示す断面図。
【図７】  シリコンベースのセンサーシステムを第２の指向性マイクロフォンに適用した実例を示す断面図。
【符号の説明】
１  変換器要素
２  シリコンキャリア基板
３  集積回路チップ
９  はんだシールリング
８，２２  はんだ凸部
２３  フィードスルーライン
２０  フィードスルーホール
【図１】
0004459498.tif 000002
【図２】
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【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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