[发明专利]MEMS传声器

说明书

本发明的MEMS传声器(10)包括基板(20)以及设置在基板(20)上、将声音转换成电信号的第1转换部(10A)和第2转换部(10B)，第1转换部(10A)具有第1贯通孔(21A)、覆盖第1贯通孔(21A)的第1膜片(30A)和隔着第1气隙(G1)与第1膜片(30A)面对面的第1背板(40A)，第2转换部(10B)具有第2贯通孔(21B)、覆盖第2贯通孔(21B)的第2膜片(30B)和隔着第2气隙(G2)与第2膜片(30B)面对面的第2背板(40B)，在基板(20)的厚度方向上，第2气隙(G2)的尺寸(T2)大于第1气隙(G1)的尺寸(T1)。

技术领域

本发明涉及MEMS传声器。

背景技术

近年来，包括MEMS传声器在内的超小型的传声器模块的需要升高。例如，在日本特开2011-055087号公报(专利文献1)、日本特开2015-502693号公报(专利文献2)、日本特开2007-295487号公报(专利文献3)中，公开有在硅基板上隔着气隙相对配置有膜片与背板的结构的MEMS传声器。在这样的MEMS传声器中，由膜片和背板形成电容器结构，当膜片受到声压而振动时电容器结构的电容发生变化。该电容变化ASIC芯片转换成电信号并作放大处理。

发明内容

但是，在上述的MEMS传声器能够应对的声压级(即，动态范围)方面存在制约。发明人进行锐意研究的结果是发现了用于扩大MEMS传声器的动态范围的新技术。

根据本发明，提供能够实现动态范围的扩大的MEMS传声器。

本发明的一个方式的MEMS传声器包括基板和设置在基板上、将声音转换成电信号的第1转换部和第2转换部，第1转换部具有贯通基板的第1贯通孔、在基板的一个面侧覆盖第1贯通孔的第1膜片和在基板的一个面侧覆盖第1贯通孔、且隔着第1气隙与第1膜片面对面的第1背板，第2转换部具有贯通基板的第2贯通孔、在基板的一个面侧覆盖第2贯通孔的第2膜片和在基板的一个面侧覆盖第2贯通孔、且隔着第2气隙与第2膜片面对面的第2背板，从基板的厚度方向看，第2气隙的尺寸大于第1气隙的尺寸。

该MEMS传声器包括第1转换部与第2转换部，在基板的厚度方向上，第2转换部的第2气隙的尺寸大于第1转换部的第1气隙的尺寸。通过这样第2气隙的尺寸大于第1气隙的尺寸，在输入大的声压级的情况下能够在第2膜片与第2背板不易接触的第2转换部进行应对。因此，能够通过第1转换部和第2转换部双方应对宽的范围的声压级，能够实现MEMS传声器的动态范围的扩大。

在另一方式的MEMS传声器中，在基板的厚度方向上，第2气隙的尺寸也可以为第1气隙的尺寸的1.1倍以上2.0倍以下。在该结构中，也在第2转换部抑制第2膜片与第2背板的接触。因此，能够通过第2转换部应对大的声压级，能够实现MEMS传声器的动态范围的扩大。

在另一方式的MEMS传声器中，第1转换部也可以具有抑制第1膜片与第1背板的接触的接触抑制部。根据该结构，因为抑制第1膜片与第1背板的接触，所以能够抑制第1转换部的特性下降。

本发明的一个方式的MEMS传声器包括：具有贯通孔的基板；在基板的一个面侧覆盖所述贯通孔的膜片；在基板的一个面侧覆盖贯通孔且隔着与第1气隙膜片面对面的第1背板；和第2背板，其相对于膜片设置在第1背板的相反侧并且在基板的一个面侧覆盖贯通孔，且隔着第2气隙与膜片面对面，在基板的厚度方向上，第2气隙的尺寸大于第1气隙的尺寸。

在该MEMS传声器中，在基板的厚度方向上，第2气隙的尺寸大于第1气隙的尺寸。由此，在输入大的声压级的情况下，也能够抑制膜片与第2背板的接触。因此，能够通过由膜片和第2背板构成的电容器结构应对大的声压级，能够实现MEMS传声器的动态范围的扩大。

在另一方式的MEMS传声器中，在基板的厚度方向上，第2气隙的尺寸也可以大于第1气隙的尺寸的1.1倍以上2.0倍以下。在该结构中，也能够抑制膜片与第2背板的接触。因此，能够通过由膜片和第2背板构成的电容器结构应对大的声压级，能够实现MEMS传声器的动态范围的扩大。