[发明专利]压电麦克风芯片及压电麦克风

说明书

本发明提供一种声压检测信号的灵敏度高且适合装配于封装的压电麦克风芯片及压电麦克风。在本发明的压电麦克风芯片中，具备：1张薄板；隔板支撑构件，设置于薄板的一面，并由支撑薄板外缘的外缘支撑部及与外缘支撑部相互作用以将薄板分隔为多个隔板的分离支撑部构成；单个或多个压电转换部，在各隔板上，从各隔板侧依次层叠第1电极、压电体膜及第2电极而成；及信号检测电路，检测来自设置于多个隔板上的压电转换部的输出，并且将外缘支撑部的厚度t₁、分离支撑部的厚度t₂、薄板(10)的厚度td的关系设为13.3×td＜t₂＜t₁‑20μm。

技术领域

本发明涉及一种将压电元件作为传感器而具备的压电麦克风芯片及具备该芯片的压电麦克风，尤其，涉及一种使用半导体集成电路制作技术而制作的微电机系统(MEMS：Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)压电麦克风芯片及压电麦克风。

背景技术

近年来，要求一种小型且高SN比的麦克风，作为对此的解決方案而MEMS麦克风受到关注。其中，利用了压电效果的MEMS压电麦克风由于不需要驱动偏压且位移的动态范围广等，因此期待广泛应用于现有的静电型压电麦克风。

作为用以MEMS压电麦克风的声压检测的现有结构，可以举出隔板结构。现有的麦克风由单个隔板结构和该隔板结构上的压电元件构成，单个隔板结构由一个型腔和包覆其上方的振动膜构成。具备单个隔板结构的麦克风芯片配置于封装内而成。由于是单个隔板结构，因此共振频率及灵敏度等元件参数由振动膜的厚度、隔板的尺寸及形状来决定，自由度少。因此，无法应对进一步的灵敏度需求。

另一方面，作为用作超声波换能器的压电传感器，已知有一种具备压电元件组的压电传感器，所述压电元件组在配置成阵列状的多个隔板结构上分别具备压电元件，以生成超声波图像(日本专利公开2013-005137号公报、日本专利公开2012-253405号公报等)。在日本专利公开2013-005137号公报及日本专利公开2012-253405号公报中提出有如下结构：将压电元件组中的多个压电元件串联连接，并将检测信号相加以提高接收灵敏度。

发明内容

发明要解决的技术课题

在检测人类可听区域的声波的麦克风和在超声波图像诊断的探针等中所使用的超声波换能器中，检测灵敏度、封装的大小等所要求的规格不同。对麦克风要求进一步小型化，需要提高从每一元件面积的声压到电信号的转换效率。并且，作为MEMS压电麦克风芯片，要求灵敏度不会因装配于封装而降低，而且要求容易包装。

本发明的目的在于提供一种声压检测信号的灵敏度高且适合装配于封装的压电麦克风芯片及具备该压电麦克风芯片的压电麦克风。

用于解决技术课题的手段

本发明的压电麦克风芯片具备：1张薄板；

隔板支撑构件，设置于薄板的一面，并由支撑薄板外缘的外缘支撑部及与外缘支撑部相互作用以将薄板分隔为多个隔板的分离支撑部构成；单个或多个压电转换部，在各隔板上，从各隔板侧依次层叠第1电极、压电体膜及第2电极而成；及信号检测电路，检测来自设置于多个隔板上的压电转换部的输出，外缘支撑部的厚度t₁、分离支撑部的厚度t₂、薄板的厚度td的关系为13.3×td＜t₂＜t₁-20μm。

本发明的压电麦克风芯片优选为，信号检测电路将多个压电转换部的各压电转换部的电压输出相加而进行检测。

在本发明的压电麦克风芯片中，优选在多个压电转换部中的至少两个压电转换部的电压输出为相同相位的情况下，信号检测电路具有将两个压电转换部中的一个第2电极和另一个第1电极进行电连接的导线，由此两个压电转换部的电压输出相加。