静电容量式传感器、声音传感器以及麦克风制造技术

在硅基板(22)上开设有在上下方向上贯通的腔(23)。以覆盖腔(23)的上表面开口的方式将隔膜(24)配置于硅基板(22)的上表面。在隔膜(24)的内侧，隔膜(24)的角部设有脚片(26)。隔膜(24)与脚片(26)被狭缝(25)分离，脚片(26)沿着隔膜(24)的对角方向伸出。脚片(26)在隔膜(24)的外周侧的端部与隔膜(24)结合，隔膜(24)的中心侧的端部被设于硅基板(22)的上表面的固定构件(27)支撑。以覆盖隔膜(24)的方式在硅基板(22)的上方设有背板(28)，在背板(28)的下表面与隔膜(24)相向地设有固定电极板(29)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是涉及一种静电容量式传感器、声音传感器以及麦克风。具体而言，本专利技术涉及一种由电容器结构构成的静电容量式传感器，该电容器结构由振动电极板(隔膜:diaphragm)和固定电极板构成。另外，本专利技术涉及一种将声音振动转换为电信号并输出的声音传感器(声音变换器)、以及使用该声音传感器的麦克风。
技术介绍
就用于声音传感器的隔膜而言，为了增大因声音振动而引起的隔膜的位移，提高声音传感器的灵敏度，利用脚片支撑隔膜。图1中的(A)是示出以往的声音传感器的俯视图。不过，在图1中的(A)中，去除背板、固定电极板，露出隔膜。在图1中的(A)所示的声音传感器中，以覆盖在基板11开设的腔(未图示)的方式，在基板11的上表面配置矩形的隔膜12。脚片13从隔膜12的角部沿着对角方向向外伸出。在腔的边缘，基板11的上表面设有4个固定构件14，脚片13的顶端部下表面分别由固定构件14支撑。因此，隔膜12是由刚性的很小的脚片13支撑于基板11的上表面，通过声音振动而在上下方向上产生较大的位移的结构。作为具有如这样的结构的隔膜的声音传感器，例如专利文献I中披露的、专利文献2中披露的。但是，如图1中的(A)那样，在脚片13从隔膜12向外侧伸出的结构的情况下，在脚片13与脚片13之间的区域，即在图1中的⑶中用阴影表示的区域不存在隔膜12，没有有效利用该区域。因此，与隔膜的面积相比较，基板的面积增大，在使声音传感器小型化方面，成为不利因素。或者，若是相同的基板尺寸，则隔膜的面积减小，声音传感器的灵敏度下降。考虑到具有如图1中的㈧的支撑结构的隔膜12，若想要增大该隔膜12的面积，则例如图2那样，隔膜12向脚片13与脚片13之间的区域伸出。但是，若是如图2的隔膜12，则向脚片13与脚片13之间伸出的部分12a通过由脚片13支撑的部分(图1中的(A)的原本是隔膜12的部分)支撑为悬臂梁状。因此，伸出部分12a容易受到隔膜12固有的翘曲的影响，容易向上方或者下方反折。由于如这样的反折的方向、程度是因生产工序中的晶圆之间或者批量之间的波动而产生的，所以如图2的结构的隔膜成为使声音传感器的灵敏度等出现波动的原因。另外，根据情况，有反折的部分12a碰撞基板11或者背板的危险。另外，为了增大隔膜12的面积，只要缩短脚片13的长度即可。但是，若缩短脚片13的长度，则由于脚片13的刚性升高，隔膜12的位移量减小，声音传感器的灵敏度下降。现有技术文献专利文献专利文献1:美国专利申请公开第2010/0158279号说明书(US 2010/0158279 Al)专利文献2:美国专利申请公开第2009/0190782号说明书(US 2009/0190782 Al)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种能够既使传感器尺寸小型化，又提高灵敏度的声音传感器等静电容量式传感器。用于解决问题的手段本专利技术的静电容量式传感器的特征在于，具有:基板，具有至少在上表面开设的空洞，振动电极板，以覆盖所述空洞的上表面的方式形成于所述基板的上方，固定电极板，配置为与所述振动电极板相向；还具有脚片，所述脚片的整周被所述振动电极板包围，并且，所述脚片的一部分与所述振动电极板结合，所述脚片能够被静止构件支撑。此处，振动电极板是不包括脚片的概念。另外，振动电极板是能够产生位移的部分，不包括固定于基板无法产生位移的部分。在本专利技术的静静电容量式传感器中，振动电极板包围能够被静止构件支撑的脚片的整周。即，脚片设于振动电极板的内部。因此，由于在脚片与脚片之间不产生无效的区域，所以能够扩大振动电极板的面积，能够提高静电容量式传感器的灵敏度。另外，由于脚片设于振动电极板的内部，脚片不从振动电极板向外侧伸出，所以能够使静静电容量式传感器小型化。另外，由于振动电极板的脚片之间的部分不形成悬臂梁状，利用静止构件至脚片施加张力，所以在脚片之间的部分不易产生翘曲。本专利技术的静电容量式传感器的一个实施方式的特征在于，所述脚片与所述振动电极板被狭缝分离。在本实施方式中，由于利用狭缝分离脚片与振动电极板，所以脚片容易挠曲。因此，能够增大振动电极板的位移量，能够更加提高静电容量式传感器的灵敏度。本专利技术的静电容量式传感器的其他的实施方式的特征在于，所述脚片位于所述振动电极板的外边缘部。若采用本实施方式，则能够通过脚片稳定地支撑振动电极板。另外，基板的空洞难以变窄。另外，所述脚片可以从与所述振动电极板结合的位置向所述振动电极板的中心方向延伸，或者，所述脚片也可以从与所述振动电极板结合的位置向所述振动电极板的外周方向延伸。本专利技术的静电容量式传感器的又一个的实施方式的特征在于，所述脚片能够在与结合于所述振动电极板的位置一侧相反的一侧的端部通过固定构件被所述静止构件支撑。若采用本实施方式，由于能够增长脚片的变形部分，所以振动电极板的位移量增大，传感器的灵敏度提高。本专利技术的静电容量式传感器的进一步地其他的实施方式的特征在于，从与所述基板的上表面垂直的方向观察，所述空洞向所述脚片之间的区域伸出。若采用本实施方式，能够增大基板的空洞的容量。另外，本专利技术的静电容量式传感器的特征在于，所述静止构件可以是所述基板，所述脚片通过固定构件固定于所述基板的上方。此时，脚片可以通过固定构件固定于所述基板，也可以固定于在所述基板的上表面上设置的绝缘膜或者保护膜的上方。或者，在以覆盖所述振动电极板的方式，在所述基板的上方形成背板的情况下，所述静止构件可以是所述背板，所述脚片可以通过固定构件被所述背板的下表面支撑。另外，所述静止构件可以是所述固定电极板，所述脚片通过固定构件固定于所述固定电极板。其中，在脚片通过固定构件固定于基板的上表面的情况下，所述脚片与所述基板也可以通过贯通所述固定构件的内部的导电部导通。若采用本实施方式，则由于不需要从振动电极板引出布线，所以能够使传感器尺寸小型化。本专利技术的声音传感器是一种利用本专利技术的静电容量式传感器的声音传感器，其特征在于，在所述背板以及所述固定电极板上形成有多个用于使声音振动通过的多个孔。由于本专利技术的声音传感器利用本专利技术的静静电容量式传感器，所以能够提高声音振动的检测灵敏度，并且使传感器尺寸小型化。另外，本专利技术的声音传感器能够通过与如下的电路部组合构成麦克风，该电路部将来自声音传感器的信号放大并向外部输出。此外，为了解决本专利技术中的所述问题的手段具有将以上说明的构成要素适当组合得到的特征，本专利技术通过组合构成要素，能够有多种变形。【附图说明】图1中的(A)是以往的声音传感器的去除背板以及固定电极板的状态下的俯视图。图1中的(B)是示出图1中的(A)的声音传感器的无效区域的图。图2是示出在图1中的(A)的隔膜的基础上，扩大该隔膜的面积的比较例的俯视图。图3中的(A)是示出本专利技术的实施方式I的声音传感器的俯视图。图3中的(B)是示出从图3中的(A)所示的声音传感器去除背板以及固定电极板，露出隔膜的状态的俯视图。图4中的㈧是图3中的㈧所示的声音传感器的放大剖视图。图4中的⑶是放大示出图4中的(A)的X部的剖面的图。图5是示出在图3中的(B)的声音传感器中，隔膜产生位移的情况下的剖视图。图6是示出本专利技术的实施方式I的声音传感器的变形例的俯视图。图7中的㈧以及图7中的⑶分别是示出本专利技术的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电容量式传感器，其特征在于，具有：基板，具有至少在上表面开设的空洞，振动电极板，以覆盖所述空洞的上表面的方式形成于所述基板的上方，固定电极板，配置为与所述振动电极板相向；还具有脚片，所述脚片的整周被所述振动电极板包围，并且，所述脚片的一部分与所述振动电极板结合，所述脚片能够被静止构件支撑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上匡志，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP