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静电转换器以及静电转换器的制造方法

文献发布时间:2024-01-17 01:13:28


静电转换器以及静电转换器的制造方法

技术领域

本发明涉及一种静电转换器以及静电转换器的制造方法。

背景技术

静电转换器是构成MEMS的基本元件之一。其基本的工作原理是,空出间隙设置对置的电极,并向它们之间施加偏压,将各电极的相对距离的变化作为静电容量的变化检测。该静电转换器也用作向两个电极之间施加电压并通过静电引力驱动这些电极的一方或者双方的致动器。如果使用该静电转换器,则能够检测或者控制MEMS的微小的动作。

另一方面,由于MEMS很微小,因此静电转换器的检测界限受噪声主导。在各种噪声中,有以存在于前述两个电极的间隙、即静电间隙中的气体(空气)造成的阻尼为产生源的噪音。这例如为在静电MEMS麦克风中为支配性的噪声。

为了消除静电间隙中的气体阻尼造成的噪声,只要对传感器进行真空密封即可。该方法例如在惯性传感器中是可能的,并且通常是这样做的。但是,也存在麦克风、超声波传感器、质量传感器、扫描探针等难以进行真空密封的设备。

这其中,关于麦克风,有在两个隔膜之间配置静电容量的检测部,并用柱子连接这些隔膜,使各隔膜间的封闭空间成为真空的麦克风(例如,参照专利文献1或者2)。在该麦克风中,柱子使两个隔膜的动作同步,并且防止隔膜间的封闭空间由于大气与真空的压力差而破坏。由此,来减少气体阻尼造成的噪声,提高SN比,并作为麦克风实现较高的声音识别率。

另外,在其它麦克风中,也有在设备平面内使隔膜与静电容量的检测部分离,将后者配置于真空空间,并用连杆机构连接二者的麦克风(例如参照非专利文献1或者2)。在该麦克风中,在连杆的一端连接有隔膜,在另一端连接有检测部,在连杆的中央部配置有作为支撑部的铰链。另外,静电容量的检测部是平行平板型,利用连杆机构像跷跷板那样活动,即向面外方向活动。

此外,作为MEMS麦克风(音响转换器)也有利用压电效应的麦克风。例如,作为压电型MEMS麦克风,有具有如下的结构的麦克风:被施加压力的板呈在一对电极层之间夹持有压电层的四个三角形的悬臂梁状,并以使它们成为四边形的方式配置(例如,参照专利文献3至5或者非专利文献3)。在压电型MEMS麦克风中,如果使被施加压力的板成为周边固定的隔膜状,则性能会由于压电膜的应力而劣化,因此采用这样的结构。在压电转换器中没有电极间隙,不产生以电极间隙中的气体阻尼为原因的噪声,但由于产生由压电膜的介质损耗引起的噪声,因此无法获得专利文献1或者2所述的MEMS麦克风那样的高SN比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利第9181080号说明书

专利文献2:美国专利申请公开第2016/0066099号说明书

专利文献3:日本专利第5936154号公报

专利文献4:美国专利第9055372号说明书

专利文献5:日本特开2011-4129号公报

非专利文献

非专利文献1:Samer Dagher,Carine Ladner,Stephane Durand and Loic Joet,“NOVEL HINGE MECHANISM FOR VACUUM TRANSDUCTION HIGH PERFORMANCE CAPACITIVEMEMS MICROPHONES(用于真空转换高性能电容MEMS麦克风的新型铰链机构),”Transducers2019-EUROSENSORS XXXIII,Berlin,GERMANY,23-27June 2019,p.663-666

非专利文献2:Samer Dagher,Frederic Souchon,Audrey Berthelot,StephaneDurand and Loic Joet,“FIRST MEMS MICROPHONE BASED ON CAPACITIVE TRANSDUCTIONIN VACUUM(基于真空中电容转换的第一MEMS麦克风),”IEEE MEMS 2020,Vancouver,CANADA,18-22January,2020,p.838-841

非专利文献3:Robert Littrell and Ronald Gagnon,“PIEZOELECTRIC MEMSMICROPHONE NOISE SOURCES(压电MEMS麦克风噪声源),”Solid-State Sensors,Actuatorsand Microsystems Workshop,2016,p.258-261

发明内容

(一)要解决的技术问题

专利文献1及2所记载的MEMS麦克风具有非常高的SN比,但由于检测静电容量的变化的检测部的配置限定于各隔膜之间的空间,因此存在其结构的自由度较小的技术问题。因此,该结构虽然在麦克风和超声波传感器中有效,但存在无法适用于例如质量传感器、扫描探针等其它传感器的技术问题。另外,即使在将其用作麦克风时,检测部的大小也限制在隔膜大小以下,由此也存在灵敏度或者SN比的提高受到限制的技术问题。

非专利文献1及2所记载的MEMS麦克风的隔膜的大小和静电容量的检测部的大小是独立的,能够按照期望的规格自由设计它们的大小。但是,将隔膜的动作向检测部传递的连杆通过位于该铰链部的隔膜从大气中连接到真空中,因此存在连杆的动作被隔膜妨碍,SN比降低的技术问题。此外,如果减薄或者增大隔膜,则隔膜的刚性下降,原理上连杆容易进行动作,但隔膜会由于大气与真空的压力差而发生形变,这成为传感器的误差,并且由于形变的隔膜的应力,最终连杆难以进行动作,SN比降低。

本发明着眼于这样的技术问题而完成,其目的在于提供一种静电转换器及静电转换器的制造方法,该静电转换器能够适用于各种传感器,能够获得较高的SN比,能够提高检测静电容量的变化的部分的配置以及结构的自由度。

(二)技术方案

为了实现上述目的,本发明的静电转换器的特征在于,具有:支撑体;位移板,其具有固定于所述支撑体的固定部、以及以能够相对于所述固定部变动的方式设置的变动部;以及检测单元,其以至少一部分能够与所述变动部一起变动的方式安装,并以能够将所述变动部的变动作为静电容量的变化进行检测的方式设置,所述检测单元配置于真空或者低压的空间。

优选本发明的静电转换器是MEMS设备。由于本发明的静电转换器的以能够将位移板的变动部的变动作为静电容量的变化检测的方式设置的检测单元配置于真空或者低压的空间,因此不易受到空气等气体、液体等周围的流体造成的阻尼等的影响。因此,能够降低噪声,能够获得较高的SN比。

另外,为了检测变动部的变动,只要以检测单元的至少一部分能够与变动部一起变动的方式安装即可,检测单元的另一部分(以下称为“变动检测部”)既可以配置于变动部,也可以配置于变动部以外的稳定的位置。另外,通过将变动检测部配置于不妨碍变动部变动的位置,从而能够比较自由地构成变动检测部的结构。这样,本发明的静电转换器能够提高检测静电容量的变化的检测单元的配置及结构的自由度。

关于本发明的静电转换器,由于将变动检测部配置于变动部以外的位置,能够使变动部和变动检测部分离,因此能够根据所要求的性能分别对它们进行独立设计,设计的自由度较高。例如,能够设为如下结构:减小变动部来提高针对过大的压力的输入、机械性碰撞的耐性,并且增大变动检测部来提高其灵敏度。此时,由于变动检测部配置于真空或者低压的空间,因此即使提高变动检测部的灵敏度也能够抑制噪声增加。

另外,关于本发明的静电转换器,由于检测单元配置于真空或者低压的空间,因此不需要非专利文献1及2所记载那样的在检测单元的中途隔开大气与真空或者减压空间的隔膜那样的结构,不会由于这样的结构而妨碍检测单元的动作。另外,在非专利文献1及2中,检测静电容量的部分是向面外方向活动的平行平板型,但本发明的静电转换器也能够将检测静电容量的部分设计成例如向面内方向及面外方向的任意方向活动的结构、或者向双方活动的结构。

在本发明的静电转换器中,作为将变动检测部配置到变动部以外的位置的结构,例如,所述检测单元也可以具有:一端固定于所述变动部,另一端朝向固定部侧延伸的细长的连结部;以及连接于所述连结部的所述另一端,以能够将其另一端的变动作为所述变动部的变动进行检测的方式设置的变动检测部。在这种情况下,能够利用连结部放大变动部的变动并传递给变动检测部。变动检测部只要是变动部以外的位置则可以设置在任意位置,例如可以设置于固定部或者支撑体。

在本发明的静电转换器中,变动检测部只要能够将变动部的变动作为静电容量的变化检测则可以是任何结构,例如,可以是用于检测静电容量的电极的间隔、重叠根据变动部的变动而变化的结构,也可以是差动型的结构。

本发明的静电转换器也可以具有以所述变动部向所述位移板的厚度方向单轴弯曲位移的方式设置的加强部。在这种情况下,能够高精度地捕捉位移板的厚度方向的单轴弯曲位移。另外,也能够防止位移板向期望的方向以外变动、扭转而破损。

在本发明的静电转换器中,也可以是,所述位移板设置成悬臂梁状,在一端侧具有所述固定部,在另一端侧具有所述变动部。另外,也可以是,所述位移板设置成双悬臂梁状,以夹持所述变动部的方式设置有所述固定部。另外,也可以是,所述位移板设置成隔膜状,在周缘具有所述固定部,在所述周缘的内侧具有所述变动部。

在本发明的静电转换器中,也可以是,在位移板设置成悬臂梁状的情况下,所述支撑体在中央具有开口,所述位移板以所述变动部向所述开口侧突出,且覆盖或者基本上覆盖所述开口的方式设置。或者,也可以是,本发明的静电转换器由多个构成,分别使各变动部成为内侧,用各支撑体包围各变动部的周围,并且以各变动部覆盖或者基本上覆盖用各支撑体包围的空间的方式配置。在这些情况下,能够如虚拟的隔膜那样例如作为静电麦克风使用。另外,当变动部变动时,优选所述变动部与所述支撑体的间隙或者相邻的位移板的所述变动部彼此的间隙是10μm以下,以防止空气等流体漏出而降低灵敏度。

本发明的静电转换器例如能够作为麦克风、超声波传感器等音响转换器、质量传感器、质量检测方式或者频率检测方式的化学传感器、位移传感器、位移检测方式的化学传感器、流量传感器、扫描探针等各种传感器使用。另外,由于检测单元配置于真空或者低压的空间,因此不仅能够在气体中使用,也能够在液体中使用。也能够将本发明的静电转换器作为致动器使用并使位移板驱动,用于声波的发送等,而不是作为传感器使用。

本发明的静电转换器的制造方法用于制造本发明的静电转换器,其特征在于,对在基层的表面按顺序层叠了第一层、第二层、第三层的层叠体从与所述第二层相反的表面侧对所述第三层进行加工而形成所述检测单元的结构,并且形成1个或者多个贯通至所述第二层的第一贯通孔,在所加工的所述第三层的与所述第二层相反的表面按顺序形成第四层和第五层,在所述第五层形成从与所述第四层相反的表面侧贯通至所述第四层的1个或者多个第二贯通孔,以所述第三层构成所述检测单元并且所述检测单元配置于真空或者低压的空间的方式,通过在所述第五层上形成的所述第二贯通孔、以及在所述第三层上形成的所述第一贯通孔除去了所述第四层以及所述第二层的一部分后,封闭在所述第五层上形成的所述第二贯通孔,以所述第一层构成位移板的方式除去与所述变动部的位置对应的所述基层。

本发明的静电转换器的制造方法能够适当制造本发明的静电转换器。本发明的静电转换器的制造方法可以一边对第一层到第五层分别进行成膜一边制造静电转换器,也可以使用市场销售的双SOI晶片、SOI晶片制造静电转换器。另外,当层叠第一层到第五层时,至少任意一层的层叠工序可以利用基板接合(wafer bonding)进行。另外,在本发明的静电转换器的制造方法中,也可以是,例如,第一层、第三层以及第五层由硅(Si)构成,第二层及第四层由氧化硅(SiO

在本发明的静电转换器的制造方法中,优选所述第五层由硅构成,用所述硅的表面流动封闭在所述第五层上形成的所述第二贯通孔。在这种情况下,仅通过热处理就能够容易地封闭第二贯通孔。另外,特别优选第五层是单晶硅。由此,即使进行用于表面流动的热处理,机械特性等也不会变化,能够制造高品质的静电转换器

另外,本发明的静电转换器的制造方法也可以对硅、氧化硅、氮化硅(Si

本发明的静电转换器的制造方法也可以在封闭第二贯通孔后,在氮气氛等氢分压较低的环境下退火。在这种情况下,能够通过扩散来排出配置有检测单元的空间的氢,能够提高真空度。

(三)有益效果

根据本发明,能够提供一种静电转换器及静电转换器的制造方法,该静电转换器能够适用于各种传感器,能够获得较高的SN比,能够提高检测静电容量的变化的部分的配置以及结构的自由度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的静电转换器的(a)俯视图,(b)沿A-A’线的剖视图。

图2是图1所示的静电转换器的、去除了密封罩的俯视图。

图3是表示本发明的实施方式的静电转换器的制造方法的(a)~(d)剖视图。

图4是表示本发明的实施方式的静电转换器的制造方法的、图3的后续的(a)~(f)剖视图。

图5是表示使用多个图1所示的静电转换器将变动部配置成隔膜状的变形例的俯视图。

图6是表示本发明的实施方式的静电转换器的、变动检测部沿着位移板的厚度方向移动的变形例的(a)变动部未变动的状态的剖视图、(b)变动部变动后的状态的剖视图。

图7是表示本发明的实施方式的静电转换器的、变动检测部设置于变动部的变形例的(a)俯视图、(b)沿着B-B’线的剖视图。

图8是图7所示的静电转换器的、去除了密封罩的俯视图。

具体实施方式

下面基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1至图8表示本发明的实施方式的静电转换器及静电转换器的制造方法。

如图1及图2所示,静电转换器10由MEMS设备构成,具有:支撑体11、位移板12、检测单元13、密封框14、加强部15以及密封罩16。

支撑体11呈具有规定的厚度的矩形板状。

位移板12呈较薄的板状,在一端侧具有平面形状呈矩形状的固定部12a,在另一端侧具有将固定部12a的一个长边作为底边的三角形状的变动部12b。位移板12以变动部12b从支撑体11突出的方式将固定部12a的一个表面粘贴于支撑体11的一个表面进行固定。由此,位移板12呈将固定部12a延长而设置的变动部12b能够相对于固定部12a变动的悬臂梁状。

检测单元13沿着位移板12的支撑体11的相反侧的表面在与该表面之间空出间隔设置。检测单元13具有细长的连结部21和变动检测部22。连结部21的一端配置于呈三角形状的变动部12b的顶点,另一端延伸至变动部12b的底边的中心的固定部12a。变动检测部22具有:第一梳齿状电极23,其配置于固定部12a,连接于连结部21的另一端;以及第二梳齿状电极24,其以与第一梳齿状电极23啮合的方式设置。第二梳齿状电极24排列成一排,在连结部21的延长线的左右各对称地设置有两组。第一梳齿状电极23排列成一排,在各第二梳齿状电极24的左右设置,相对于连结部21的延长线一共对称地设置有五个。

各第一梳齿状电极23具有:支撑部23a,其相对于连结部21的长度方向平行延伸;以及多个齿23b,其以从支撑部23a的左右(各第一梳齿状电极23中的正中的三个)、或者、左右任一个(各第一梳齿状电极23中的两端的两个)分别向连结部21的长度方向的垂直方向延伸的方式排列。各第一梳齿状电极23中的第二个及第四个第一梳齿状电极23具有从支撑部23a的连结部21的相反侧的端部呈弹簧状延伸的弹簧状连接部23c。各第二梳齿状电极24具有:支撑部24a,其相对于连结部21的长度方向平行延伸;以及多个齿24b,其以从支撑部24a的左右分别向连结部21的长度方向的垂直方向延伸的方式排列。变动检测部22以相邻的第一梳齿状电极23的齿23b与第二梳齿状电极24的齿24b啮合且检测相邻的齿的间隔的变化作为静电容量的变化的方式构成。

密封框14沿着位移板12的支撑体11的相反侧的表面与该表面相接而设置。密封框14以包围连结部21的两侧方以及变动检测部22的周围的方式在与连结部21及变动检测部22之间空出间隔设置。另外,密封框14连接于连结部21的一端。密封框14在包围变动检测部22的周围的部分中的、固定部12a的与变动部12b为相反侧的两个角落的附近连接有各弹簧状连接部23c。

加强部15由多个构成,以从设置于连结部21的两侧方的密封框14朝向外侧沿着连结部21的长度方向以规定的间隔向连结部21的长度方向的垂直方向延伸的方式设置。

检测单元13的连结部21的一端经由第一隔片17固定于位移板12的变动部12b。另外,检测单元13的第二梳齿状电极24的支撑部24a经由第一隔片17固定于位移板12的固定部12a。密封框14及加强部15经由第一隔片17固定于位移板12。这样,静电转换器10通过加强部15使变动部12b向位移板12的厚度方向进行单轴弯曲位移。

另外,关于静电转换器10,通过使连结部21的一端与变动部12b一起变动,从而使连结部21弯曲,并使得连结部21的另一端沿着其长度方向拉伸。另外,由此,相邻的第一梳齿状电极23的齿23b与第二梳齿状电极24的齿24b的间隔变化,其静电容量变化。这样,静电转换器10能够将变动部12b的变动作为静电容量的变化检测。此外,在图1及2所示的具体的一例中,变动检测部22构成为,当弯曲拉伸连结部21时,在连结部21的延长线的左侧及右侧的各自一个第二梳齿状电极24中,该齿24b与相邻的第一梳齿状电极23的齿23b的间隔(用于检测静电容量的齿彼此的间隔)变宽,在另外两个第二梳齿状电极24中,其间隔变窄。由此,静电转换器10进行差动检测。

密封罩16是较薄的板状,呈覆盖检测单元13的形状,以在与位移板12之间隔着检测单元13及密封框14的方式与检测单元13之间空出间隔配置。密封罩16经由第二隔片18固定于连结部21的一端、第二梳齿状电极24的支撑部24a、以及密封框14。加强部15的一部分由构成密封罩16的较薄的板构成。在该部分,构成密封罩16的较薄的板经由第二隔片18固定于位移板12。

静电转换器10的检测单元13通过位移板12、第一隔片17、密封框14、第二隔片18、以及密封罩16而在周围空出间隔密封。另外,静电转换器10的检测单元13的周围的空间19是真空或者低压,检测单元13配置于真空或者低压的空间19。

静电转换器10能够利用本发明的实施方式的静电转换器的制造方法适当制造。即,如图3及图4所示,在本发明的实施方式的静电转换器的制造方法中,首先,准备在基层30的表面按顺序层叠了第一层31、第二层32、和第三层33的层叠体(参照图3的(a))。此外,在图3的(a)所示的具体的一例中,作为层叠体而使用双SOI晶片,但层叠体也可以对各层进行成膜来形成。另外,基层30与Si层及SiO

接着,从与第二层32相反的表面侧对第三层33进行图案化加工,形成检测单元13、密封框14以及加强部15的结构,并且形成贯通至第二层32的1个或者多个第一贯通孔41(参照图3的(b)及图1)。接着,在加工的第三层33的与第二层32相反的表面按顺序形成第四层34和第五层35(参照图3(c)及(d))。此外,在图3的(c)及(d)所示的具体的一例中,在第三层33的表面对SOI晶片进行基板接合(参照图3的(c)),通过除去该SOI晶片的处理层(日语:ハンドル層)42和BOX层43,从而形成第四层34和第五层35(参照图3的(d)),也可以对各层进行成膜而形成。另外,第四层34对应SiO

接着,在第五层35上形成从与第四层34相反的表面侧贯通至第四层34的1个或者多个第二贯通孔44(参照图4的(a)及图1)。接着,以第三层33构成检测单元13、密封框14以及加强部15,并且检测单元13配置于真空或者低压的空间19,而且第二层32构成第一隔片17、第四层34构成第二隔片18、第五层35构成密封罩16的方式,通过在第五层35上形成的第二贯通孔44、以及在第三层33上形成的第一贯通孔41,通过蚀刻而除去了第四层34以及第二层32的一部分后(参照图4的(b)),封闭在第五层35上形成的第二贯通孔44(参照图4的(c))。此外,在图4的(c)所示的具体的一例中,由于第五层35由硅构成,因此通过所谓的硅迁移密封(SMS),利用第五层35的硅的氢中热处理造成的表面流动来封闭第二贯通孔44。另外,之后,通过在氢浓度足够低的气氛中进行热处理,通过热扩散现象从配置有检测单元13的空间19排出氢气,并使该空间19成为真空或者低压。

接着,在第一层31上形成位移板12的结构,并且以形成第三层33的变动检测部22的第一梳齿状电极23以及第二梳齿状电极24的端子用的孔45等的方式从第五层35的一侧对第二层32到第五层35进行形状加工(参照图4的(d)),并分别在所形成的各端子用的孔45中形成与第一梳齿状电极23的齿以及第二梳齿状电极24的齿电连接的金属端子46(参照图4的(e))。接着,以第一层31构成位移板12的方式通过深蚀刻(DRIE)除去与变动部12b的位置对应的基层30(参照图4的(f))。此外,基层30构成支撑体11。这样,能够制造静电转换器10。

由于静电转换器10的以能够将位移板12的变动部12b的变动作为静电容量的变化检测的方式设置的检测单元13配置于真空或者低压的空间19,因此难以受到空气等气体、液体等周围的流体造成的阻尼等的影响。因此,能够降低噪声,能够获得较高的SN比。

另外,静电转换器10的变动检测部22配置于在支撑体11上固定的固定部12a,不妨碍变动部12b的变动,很稳定。另外,由此,能够比较自由地构成变动检测部22的结构,能够提高检测静电容量的变化的检测单元13的配置以及结构的自由度。另外,由于能够使变动部12b和变动检测部22分离,因此能够根据所要求的性能分别对它们进行独立设计,设计的自由度较高。例如,能够设为如下的结构:减小变动部12b并提高针对过大的压力的输入、机械性碰撞的耐性,并且增加变动检测部22的第一梳齿状电极23以及第二梳齿状电极24的齿数来提高灵敏度。此时,由于变动检测部22配置于真空或者低压的空间19,因此即使提高变动检测部22的灵敏度也能够抑制噪声增加。

另外,关于静电转换器10,由于变动检测部22配置于不同于变动部12b的位置,因此能够抑制变动部12b变硬。另外,能够减轻与变动部12b一起变动的部分,能够提高变动部12b的共振频率。静电转换器10能够利用加强部15抑制变动部12b向位移板12的长度方向以外的方向挠曲,因此能够高精度地捕捉位移板12的单轴弯曲位移。另外,也能够防止位移板12向期望的方向以外变动并扭转而破损。

另外,静电转换器10利用第五层35的硅的表面流动仅通过热处理就容易地封闭第二贯通孔44,并且能够将检测单元13配置于真空或者低压的空间19。此时,通过由单晶硅构成第五层35,从而即使进行用于表面流动的热处理,机械特性等也不会变化,能够成为高品质的静电转换器。此外,静电转换器10的变动部12b的平面形状不限于三角形状,也可以是例如矩形状、细长的棒状等任何形状。

另外,关于静电转换器10,由于检测单元13配置于真空或者低压的空间19,因此不需要非专利文献1及2所记载那样的在检测单元的中途隔开大气与真空或者减压空间的隔膜那样的结构,不会由于这样的结构而妨碍检测单元13的动作。

此外,如图5所示,静电转换器10也可以配置成,由四个构成,使各变动部12b分别成为内侧,用各支撑体11包围各变动部12b的周围,并且在用各支撑体11包围的空间的中心部使三角形状的各变动部12b的顶点集中,并且各变动部12b基本上覆盖用各支撑体11包围的空间。在图5所示的具体的一例中,三角形状的各变动部12b的顶点是90°,各变动部12b与相邻的变动部12b的侧边之间空出些微的间隙12c配置。在这种情况下,能够如虚拟的隔膜那样例如作为麦克风使用。另外,当变动部12b变动时,优选相邻的变动部12b的侧边彼此的间隙12c是10μm以下,以防止空气等流体漏出而降低灵敏度,也可以消除该间隙12c并完全覆盖用各支撑体11包围的空间19。另外,静电转换器10不限于四个,只要是多个即可。另外,变动部12b的平面形状只要是能够完全覆盖或基本上覆盖用支撑体11包围的空间19的形状,则不限于三角形,也可以是任意的形状。

另外,静电转换器10也可以设置成,由一个构成,支撑体11在中央具有开口,位移板12也可以设置为变动部12b向开口侧突出并覆盖或者基本上覆盖开口。在这种情况下也能够如虚拟的隔膜那样例如作为麦克风使用。另外,当变动部12b变动时,优选变动部12b与支撑体11的间隙是10μm以下,以防止空气等流体漏出而降低灵敏度,也可以消除该间隙并完全覆盖支撑体11的开口。另外,变动部12b的平面形状也可以对应支撑体11的开口的形状而是任意的形状。此外,位移板12也可以以覆盖支撑体11的开口的方式设置成双悬臂梁状,并以夹持变动部12b的方式设置有固定部12a。另外,位移板12也可以以覆盖支撑体11的开口的方式设置成隔膜状,并在周缘上具有固定部12a,在该周缘的内侧具有变动部12b。

另外,静电转换器10的第一梳齿状电极23及第二梳齿状电极24不限于图1及图2所示的配置,也可以是任意的配置。另外,图1及图2所示的静电转换器10构成为当变动部12b变动时,连结部21与变动部12b一起弯曲,变动检测部22的第一梳齿状电极23沿着变动部12b的表面向面内方向移动,也可以如图6所示那样构成为当变动部12b变动时,连结部21不弯曲,连接于连结部21的另一端的变动检测部22沿着位移板12的厚度方向能够向面外方向移动。在这种情况下,也能够构成为,将变动部12b的变动检测为第一梳齿状电极23及第二梳齿状电极24的厚度方向的重叠的变化,或者,也能够构成为,将变动部12b的变动检测为变动检测部22与固定部12a的间隔的变化造成的静电容量的变化。

另外,如图7及图8所示,静电转换器10也可以设置成,没有连结部21,检测单元13的变动检测部22具有多个固定电极51和网状电极52,其中,该固定电极51沿着变动部12b的表面排列配置,并固定于变动部12b,该网状电极52与各固定电极51之间空出间隔,以沿着变动部12b的表面包围各固定电极51的周围的方式配置,且未固定于变动部12b,密封框14沿着变动部12b的周缘包围各固定电极51及网状电极52。在这种情况下,变动检测部22设置于变动部12b,但由于各固定电极51与网状电极52的间隔由于变动部12b的变动而变化,而使其静电容量变化,因此能够将变动部12b的变动检测为静电容量的变化。

另外,本发明的实施方式的静电转换器的制造方法在图3及图4所示的方法中,也可以是,当形成到第三层33后,仅在第三层33上进行图案化加工等(参照图3的(b)),当再形成到第五层35后,在第五层35上形成第二贯通孔44(参照图4的(a)),并且对第四层34及第二层32进行蚀刻加工(参照图4的(b)),但每当对第二层32到第五层35的各层进行成膜时,对各层进行图案化加工,当在第五层35上形成第二贯通孔44后,再对第四层34及第二层32进行蚀刻加工。

而且,在图3及图4所示的方法中,当在基层30上形成了第一层31、第二层32以及第三层33后(参照图3的(a)),进行蚀刻加工等,但连结部21、第二梳齿状电极24以及弹簧状连接部23c与位移板12也可以使用第三层33的材料作为第一隔片17而进行连接,在这种情况下,也可以对第二层32进行局部蚀刻后,对第三层33进行成膜。也可以对第四层和第五层进行相同的工序,连结棒21、第二梳齿状电极24以及弹簧状连接部23c与密封罩16也可以使用第五层35的材料作为第二隔片18进行连接,在这种情况下,可以对第四层34进行局部蚀刻后,对第五层35进行成膜。在图4的(b)的牺牲层蚀刻中,以留下第一隔片17和第二隔片18的方式进行控制,如果使用该方法,则其变得容易。

附图标记说明

10-静电转换器;11-支撑体;12-位移板;12a-固定部;12b-变动部;13-检测单元;21-连结部;22-变动检测部;23-第一梳齿状电极;23a-支撑部;23b-齿;23c-弹簧状连接部;24-第二梳齿状电极;24a-支撑部;24b-齿;14-密封框;15-加强部;16-密封罩;17-第一隔片;18-第二隔片;19-空间;30-基层;31-第一层;32-第二层;33-第三层;34-第四层;35-第五层;41-第一贯通孔;42-处理层;43-BOX层;44-第二贯通孔;45-孔;46-金属端子;51-固定电极;52-网状电极。

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