(57)【要約】【課題】コンデンサーマイクロフォン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コンデンサーマイクロフォンを提供する。【解決手段】シリコンベースの可動ダイヤフラムとバックプレートとを有し、可動ダイヤフラムがバックプレートと対向している変換器要素と、変換器要素に電気的に接続され、変換器要素から入力信号を受信し、変換器要素からの入力信号に対応する出力信号を提供する処理回路と、第１面と該第１面にほぼ平行で対向する第２面を有するキャリアとからなる。第１面は凹部を有し、第１面は変換器要素が凹部上に位置するように変換器要素を保持し、第２面は複数の接点を有し、該接点の少なくとも１つは処理回路に電気的に接続され、処理回路からの出力信号を外部基板に伝送し、シリコンコンデンサーマイクロフォンは、接点を介して外部基板に表面実装可能である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンコンデンサーマイクロフォンであって、
シリコンベースの可動ダイヤフラム（１２）とバックプレート（１３）とを有し、前記可動ダイヤフラムが前記バックプレートと対向している変換器要素（１）と、
前記変換器要素に電気的に接続され、前記変換器要素から入力信号を受信し、前記変換器要素からの入力信号に対応する出力信号を提供する処理回路（３）と、
第１面と該第１面にほぼ平行で対向する第２面を有するキャリア（２）とからなり、
前記第１面は凹部（１１）を有し、前記第１面は前記変換器要素が前記凹部上に位置するように前記変換器要素を保持し、前記第２面は複数の接点（２２）を有し、該接点の少なくとも１つは前記処理回路に電気的に接続され、前記処理回路からの出力信号を外部基板に伝送し、
前記シリコンコンデンサーマイクロフォンは、前記接点（２２）を介して前記外部基板に表面実装可能であるシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項２】
前記変換器要素の上に配置されたカバーをさらに有し、
前記カバーは、該カバーに形成された開口（４）を有し、
前記カバーはさらに、電磁シールドインターフェースを形成する導電部（１６）を有する請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項３】
前記導電部は前記カバーに形成された導電層を有する請求項２に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項４】
前記導電部は導電性ポリマー層を有する請求項２に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項５】
前記開口に隣接して環境保護構造（５）をさらに有する請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項６】
前記凹部（１１）は前記変換器要素のためのバックボリュームからなる請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項７】
前記第１面は、前記キャリア（２）を前記変換器要素（１）に保持する複数の変換器はんだ凸部（８）を有し、
前記変換器要素は前記複数の変換器はんだ凸部の少なくとも１つを介して前記第１面にフリップチップ実装されている請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項８】
前記変換器要素は導電性シールリング（９）により前記キャリアの第１面に接続されている請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項９】
前記処理回路（３）は、前記キャリア（２）に実装されたシリコンベースの集積回路を有する請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１０】
前記キャリア（２）は、前記処理回路（３）を前記キャリア（２）に実装するための複数の処理回路はんだ凸部（８）を有する請求項９に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１１】
前記キャリア（２）は、前記複数の処理回路はんだ凸部（８）の少なくとも１つを前記キャリア（２２）の第２面上の接点の１つと電気的に接合するためのエッチングされたフィードスルーホール（２３）を有する請求項１０に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１２】
前記第１面は、前記変換器要素を前記キャリア（２）に保持するための複数の変換器はんだ凸部（８）を有する請求項１０に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１３】
前記複数の処理回路はんだ凸部（８）と前記複数の変換器はんだ凸部（８）は前記キャリア上の金属層（２４）を介して相互接続されている請求項１２に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１４】
前記複数の処理回路はんだ凸部（８）は、前記キャリア（２）の第１面に配置されている請求項１３に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１５】
前記複数の接点（８，２２）は、はんだ可能な材料からなる請求項１に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１６】
前記複数の接点（８，２２）は、前記第１面と第２面の間に位置するエッチングされたフィードスルーホール（２３）を介して前記処理回路（３）に電気的に接続されている請求項１５に記載のシリコンコンデンサーマイクロフォン。
【請求項１７】
シリコンコンデンサーマイクロフォンを製造する方法であって、
シリコンベースのキャリア（２）の第１面に凹部（１１）をエッチングし、
前記シリコンベースのキャリアの第１面と対向する第２面（２２）に接点を追加し、
前記シリコンベースのキャリアの第１面にシリコンベースの変換器要素（１）を実装し、前記シリコンベースの変換器要素が前記凹部の少なくとも１部と重複して前記シリコンベースの変換器要素に隣接するボリュームを形成するようにし、
前記シリコンベースのキャリアにシリコンベースの処理回路（３）を実装し、
前記シリコンベースの処理回路を前記接点（８，２２）に電気的に接続する方法。
【請求項１８】
前記シリコンベースの処理回路の実装は、前記処理回路を前記シリコンベースのキャリアのフリップチップ実装することを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記電気的接続は、前記第１面と第２面の間にフィードスルーホールをエッチングすること、及び前記フィードスルーホール内に金属層を付加することを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記シリコンベースの変換器要素の上にカバーを形成することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記シリコンベースの変換器要素を密封シールすることをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記キャリアを前記接点を介して印刷回路基板に表面実装することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記シリコンベースの変換器要素を実装する工程は、前記シリコンベースの変換器要素を前記第１面にフリップチップ実装することを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記シリコンベースの処理回路を実装する工程は、前記シリコンベースの処理回路を前記キャリアにフリップチップ実装することを含み請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】ヨーロッパ特許ＥＰ５６１５６６
【特許文献２】米国特許ＵＳ５８８９８７２
【特許文献３】米国特許ＵＳ５８５６９１４
【非特許文献１】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」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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つと整列され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つと整列され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整列（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つと整列されている第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、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つと整列されている第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つと整列され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整列し、第２凹部は第２の変換器要素の能動部材と整列している。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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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】
【００５１】
【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】
【００５２】
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】
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【図２】
2007028671.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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