[发明专利]静电电容式换能器及声音传感器

说明书

本发明提供在过大的压力作用在声音传感器的情况下，即使振动电极膜朝任意方向变形，都能够抑制振动电极膜的过度变形并避免振动电极膜破损的技术。静电电容式换能器具备背板(37)和以与背板(37)之间隔着空隙与背板(37)对置的方式配设的振动电极膜(35)，还具备：压力释放孔(35b)，其设置于振动电极膜(35)；凸部(37b)，其采用与背板(37)相同的部件与背板(37)一体设置，在振动电极膜(35)变形前的状态下进入压力释放孔(35b)；压力释放流路，其是通过压力释放孔(35b)和凸部(37b)的间隙形成的空气流路，凸部(37b)在背板(37)侧的规定区域具有截面积减小部，与凸状(37b)的比上述规定区域靠前端侧的区域相比，截面积减小部的截面积小。

技术领域

本申请涉及静电电容式换能器及具有该静电电容式换能器的声音传感器。更具体而言，本发明涉及通过由使用MEMS技术形成的振动电极膜和背板构成的电容器构造构成的静电电容式换能器及声音传感器。

背景技术

一直以来，作为小型麦克风，有时利用被称为ECM(Electret CondenserMicrophone，驻极体电容传声器)的声音传感器。但是，ECM不耐热，另外，在应对数字化及小型化方面，利用MEMS(Micro Electro Mechanical Syste ms，微机电系统)技术制造的静电电容式换能器的麦克风(以下，也称为M EMS麦克风)更为优异，因此，近年来正在采用MEMS麦克风(例如，参照专利文献1)。

在有些上述静电电容式换能器中，使用MEMS技术实现将受到压力而振动的振动电极膜隔着空隙与固定电极膜的背板对置配置的形式。这种静电电容式换能器的形式例如通过如下工序能够实现：在硅基板之上形成振动电极膜及覆盖振动电极膜的牺牲层后，在牺牲层之上形成背板，然后去除牺牲层。MEMS技术因以这种方式应用半导体制造技术，所以可得到极小的静电电容式换能器。

另一方面，使用MEMS技术制作的静电电容式换能器因由薄膜化的振动电极膜及背板构成，所以在作用过大压力等情况下振动电极膜可能会大幅变形、破损。这种不良例如在静电电容式换能器内施加了大声压的情况下发生，除此之外，在安装工序中吹空气的情况及该静电电容式换能器坠落的情况下也会发生。

对此，考虑过在振动电极膜设置释放压力的孔，在过大的压力作用时从该孔释放压力，但该措施有时会导致静电电容式换能器的频率特性恶化，特别是在低音域的灵敏度降低等。

另外，下述MEMS换能器的发明已被人所知，该MEMS换能器具有振动电极膜和插入部，插入部是用狭缝分隔所述振动电极膜而分离的一区域，插入部通过支承构造以与振动电极膜的其它部分相同的高度被支承于背板或基板。该发明中，振动电极膜响应膜两侧的压力差而位移，扩大与插入部之间的流动路径，从而释放过大的压力(例如，参照专利文献2)。

另外，在将声音振动转换为振动电极膜和背板的固定电极膜之间的静电电容的变化来进行检测的声音传感器中还具有下述技术：在振动电极膜变形前，处于一体设置于背板的凸部进入设置于振动电极膜的压力释放孔的状态，当振动电极膜受到过大压力而向背板的相反侧变形时，解除凸部向压力释放孔的进入，使空气流路的流路面积增大，由此，释放施加在振动电极膜的压力。

然而，在上述的振动电极膜受到过大的压力而向背板的相反侧变形时，通过解除凸部向压力释放孔的进入而使空气流路的流路面积增大的技术中，与背板一体设置的凸部的形状多为圆柱状或随着远离背板而直径变小的锥状。

于是，在声音传感器中，在压力从振动电极膜侧作用的情况下，振动电极膜向背板侧移动，因此，空气流路的流路面积不变或相反地变小，难以释放压力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开2011－250170号公报

专利文献2:美国专利第8737171号说明书

发明内容