JPH1188992A - Integrated capacitive transducer and its manufacture - Google Patents
Integrated capacitive transducer and its manufactureInfo
- Publication number
- JPH1188992A JPH1188992A JP25594797A JP25594797A JPH1188992A JP H1188992 A JPH1188992 A JP H1188992A JP 25594797 A JP25594797 A JP 25594797A JP 25594797 A JP25594797 A JP 25594797A JP H1188992 A JPH1188992 A JP H1188992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- electret
- integrated
- spacer
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/01—Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
- H04R19/016—Electrostatic transducers characterised by the use of electrets for microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
- H04R31/006—Interconnection of transducer parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バックエレクトレ
ット方式のコンデンサマイクロホン等に使用される集積
型容量性変換器及びその製造方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an integrated capacitive converter used for a back electret type condenser microphone and the like, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】携帯電話には小型化が容易なエレクトレ
ットコンデンサマイクロホンが多用さている。このコン
デンサマイクロホンの方式の一つとしてバックエレクト
レット方式がある。バックエレクトレット方式のコンデ
ンサマイクロホンの従来構造を図3に示す。2. Description of the Related Art Electret condenser microphones, which can be easily miniaturized, are frequently used in portable telephones. One of the condenser microphone systems is a back electret system. FIG. 3 shows a conventional structure of a back electret type condenser microphone.
【0003】この方式のコンデンサマイクロホンは、カ
プセル1内に後面側から前面側へプリント基板2、保持
体3、背極板4、エレクトレット層5、スペーサ6、振
動膜7及びリング8を順番に配置し、保持体3の内側に
IC素子9を配置した構造になっている。In a condenser microphone of this type, a printed circuit board 2, a holder 3, a back electrode plate 4, an electret layer 5, a spacer 6, a vibrating membrane 7, and a ring 8 are sequentially arranged in a capsule 1 from the rear side to the front side. Then, the structure is such that the IC element 9 is arranged inside the holder 3.
【0004】エレクトレット層5は、振動膜7と共にコ
ンデンサ部を形成するが、この方式では、このエレクト
レット層5は、スペーサ6により形成された空間を介し
て振動膜7の後面側に位置している。このため、この方
式はバックエレクトレット方式と呼ばれている。そして
エレクトレット層5は、背極板4の表面に12.5〜2
5μmの高分子フィルム(通常FEP)を溶着すること
により形成されている。The electret layer 5 forms a capacitor portion together with the vibrating film 7. In this method, the electret layer 5 is located on the rear side of the vibrating film 7 via a space formed by the spacer 6. . For this reason, this method is called a back electret method. Then, the electret layer 5 is formed on the surface of the back electrode plate 4 by 12.5 to 2
It is formed by welding a 5 μm polymer film (usually FEP).
【0005】また、IC素子9はインピーダンス変換用
のFETであり、その入力端子9aは前面側の背極板4
と接続され、出力端子9bは後面側のプリント基板2と
接続されている。そしてプリント基板2は図示されない
アンプ回路、ノイズキャンセル回路等の外部回路と接続
される。The IC element 9 is an FET for impedance conversion, and its input terminal 9a is connected to the back plate 4 on the front side.
The output terminal 9b is connected to the printed circuit board 2 on the rear side. The printed circuit board 2 is connected to an external circuit such as an amplifier circuit and a noise cancel circuit (not shown).
【0006】なお、カプセル1の前面部には音孔1aが
設けられており、その表面には前面クロス1′が貼り付
けられている。A sound hole 1a is provided on the front surface of the capsule 1, and a front cloth 1 'is attached to the surface thereof.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のバッ
クエレクトレット式コンデンサマイクロホンにあって
は、インピーダンス変換のために独立したIC素子9
(FET)が使用されており、しかも、そのIC素子9
はアンプ回路、ノイズキャンセル回路等の外部回路と接
続されるため、外部回路基板までを含めた全体的な規模
は相当大きなものとなる。In such a conventional back electret condenser microphone, an independent IC element 9 is used for impedance conversion.
(FET) is used, and the IC element 9
Is connected to an external circuit such as an amplifier circuit and a noise canceling circuit, so that the entire scale including the external circuit board is considerably large.
【0008】この方式のエレクトレットコンデンサマイ
クロホンは、前述したように携帯電話に多用されてい
る。この用途では周知のとおり可能な限りの小型化が要
求されているが、上述したように、外部回路を含めた全
体的な規模が十分に小型化されているとは言えないのが
現状である。The electret condenser microphone of this type is frequently used in portable telephones as described above. As is well known, this application requires the smallest possible size, but as described above, the current situation is that the overall scale including the external circuit cannot be said to be sufficiently small. .
【0009】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、バックエレクトレット方式のコンデンサマイ
クロホンに適用して、その全体的な規模を従来よりも大
幅に小型化することができる集積型容量性変換器及びそ
の製造方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of such circumstances, and is applied to a back-electret type condenser microphone, whereby the overall scale of the integrated microphone can be greatly reduced as compared with the conventional one. It is an object to provide a converter and a method for manufacturing the same.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る集積型容量性変換器は、IC素子を含
む電子回路を集積させた半導体チップと、半導体チップ
の表面に背極として形成された導電膜と、導電膜の表面
に直接成膜により形成されたエレクトレット膜と、エレ
クトレット膜の外縁部表面に印刷により形成されたスペ
ーサと、スペーサの表面に貼り付けられることによりエ
レクトレット膜の前面側に空間を介して固定された振動
膜とを具備している。In order to achieve the above object, an integrated capacitive converter according to the present invention comprises a semiconductor chip on which electronic circuits including IC elements are integrated, and a back electrode on a surface of the semiconductor chip. And an electret film formed by directly forming a film on the surface of the conductive film, a spacer formed by printing on the outer edge surface of the electret film, and an electret film formed by being attached to the surface of the spacer. And a vibrating membrane fixed via a space on the front side.
【0011】本発明に係る集積型容量性変換器は、前記
半導体チップ、導電膜、エレクトレット膜、スペーサ及
び振動膜が一体化された変換器素子を、前面部に音孔が
設けられたカプセル内に組み込み、カプセルの前面部表
面に前面クロスを貼り付けることにより、バックエレク
トレット方式のコンデンサマイクロホンを構成すること
ができる。[0011] An integrated capacitive transducer according to the present invention is characterized in that the transducer element in which the semiconductor chip, the conductive film, the electret film, the spacer, and the vibrating film are integrated is provided in a capsule having a front surface provided with a sound hole. And a back electret-type condenser microphone can be formed by attaching a front cross to the front surface of the capsule.
【0012】ここにおける電子回路は、マイクロホン用
のFETと、アンプ回路及び/又はノイズキャンセル回
路等とを含むのが好ましい。The electronic circuit here preferably includes a microphone FET, an amplifier circuit and / or a noise canceling circuit, and the like.
【0013】また、本発明に係る集積型容量性変換器の
製造方法は、半導体ウェハにIC素子を含む多数の電子
回路を集積させて多数のチップ部を形成する工程と、そ
の半導体ウェハの表面に背極として導電膜を形成する工
程と、導電膜の表面に直接成膜によりエレクトレット膜
を形成する工程と、エレクトレット膜の表面に前記各チ
ップ部に対応してスペーサを印刷する工程と、スペーサ
の表面に振動膜を貼り付ける工程と、振動膜の貼り付け
後に半導体ウェハを各チップ部にカッティングする工程
とを含むことを特徴としている。Further, according to a method of manufacturing an integrated capacitive converter according to the present invention, a step of forming a large number of chip portions by integrating a large number of electronic circuits including IC elements on a semiconductor wafer; Forming a conductive film as a back electrode, forming an electret film by directly forming a film on the surface of the conductive film, printing a spacer corresponding to each of the chip portions on the surface of the electret film, And a step of cutting the semiconductor wafer to each chip portion after attaching the vibration film.
【0014】本発明に係る集積型容量性変換器において
は、IC素子を含む電子回路を集積させた半導体チップ
の表面に、背極としての導電膜とエレクトレット膜を成
膜により形成することにより、半導体チップ、導電膜、
エレクトレット膜、スペーサ及び振動膜が一体化された
1チップの変換器素子が形成される。しかも、半導体チ
ップに集積させた電子回路中に、マイクロホン用のアン
プ回路やノイズキャンセル回路を構成することができ
る。In the integrated capacitive converter according to the present invention, a conductive film as a back electrode and an electret film are formed by film formation on the surface of a semiconductor chip on which electronic circuits including IC elements are integrated. Semiconductor chips, conductive films,
A one-chip transducer element in which the electret film, the spacer, and the vibration film are integrated is formed. In addition, an amplifier circuit for a microphone and a noise canceling circuit can be configured in an electronic circuit integrated on a semiconductor chip.
【0015】従って、バックエレクトレット方式のコン
デンサマイクロホンに適用することにより、外部回路を
含む主要構成部品が1チップ化され、その全体的な規模
が大幅に小型化される。Therefore, by applying the present invention to the back electret type condenser microphone, the main components including the external circuit are integrated into one chip, and the overall scale is greatly reduced.
【0016】また、そのチップをカプセル内に組み込む
だけで外部回路を含むマイクロホンが構成されるので、
量産性も非常に高い。Further, since the microphone including the external circuit is constituted simply by incorporating the chip in the capsule,
Mass production is also very high.
【0017】また、エレクトレット膜を成膜により形成
することにより、歪みの発生回避されると共に、その膜
厚が1μm程度まで薄くなる。これらのために、変換器
としての性能も大幅に向上する。Further, by forming the electret film by film formation, the occurrence of distortion is avoided, and the film thickness is reduced to about 1 μm. Because of these, the performance as a converter is greatly improved.
【0018】本発明に係る集積型容量性変換器の製造方
法による場合には、半導体ウェハ上に導電膜、エレクト
レット膜、スペーサ及び振動膜を形成した後に各チップ
に切断するので、1チップ化された変換器素子が高能率
に製造される。According to the method of manufacturing an integrated capacitive transducer according to the present invention, a conductive film, an electret film, a spacer, and a vibration film are formed on a semiconductor wafer and then cut into individual chips. Transducer elements are manufactured with high efficiency.
【0019】半導体チップ及び半導体ウェハにおける半
導体材質はSiが好適である。The semiconductor material of the semiconductor chip and the semiconductor wafer is preferably Si.
【0020】背極としての導電膜は、例えば厚みが0.
1μm程度のAl膜により形成することができる。The conductive film serving as the back electrode has a thickness of, for example, 0.1 mm.
It can be formed by an Al film of about 1 μm.
【0021】エレクトレット膜の材質としては、SiO
2 やFEP等を用いることができる。その成膜方法とし
ては、スピンナ・コートが上げられ、それ以外に抵抗加
熱蒸着、EB蒸着(電子ビーム蒸着)、スパッタリング
(高周波、イオンビーム、プレナーマグネトロン等によ
るスパッタリング)、CVD(プラズマ、減圧、常圧、
光等による化学気相成長)等の周知の成膜方法を用いる
ことができる。The material of the electret film is SiO.
2 or FEP can be used. Examples of the film forming method include spinner coating, resistance heating evaporation, EB evaporation (electron beam evaporation), sputtering (sputtering by high frequency, ion beam, planar magnetron, etc.), and CVD (plasma, reduced pressure, normal Pressure,
A known film forming method such as chemical vapor deposition by light or the like can be used.
【0022】エレクトレット膜の厚みは、成膜が可能な
範囲内で薄いほど好ましく、1〜5μmの範囲内が好適
である。1μm未満では均一な膜厚の成膜が困難であ
る。10μmを超えた場合は、変換器としての大幅な性
能向上を期待できない。The thickness of the electret film is preferably as thin as possible within a range in which the film can be formed, and more preferably in the range of 1 to 5 μm. If it is less than 1 μm, it is difficult to form a film having a uniform thickness. If it exceeds 10 μm, a significant improvement in performance as a converter cannot be expected.
【0023】スペーサの厚みは、通常5〜15μm程度
である。The thickness of the spacer is usually about 5 to 15 μm.
【0024】振動膜としては、例えば片面にNiを蒸着
した厚みが2μm程度のPPSフィルムを用いることが
できる。As the vibrating film, for example, a PPS film having a thickness of about 2 μm with Ni deposited on one side can be used.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の実施形態に係る集積
型容量性変換器(エレクトレットコンデンサマイクロホ
ン)の縦断面図、図2は同集積型容量性変換器に使用さ
れるマイクロホン素子の製造方法を示す半導体ウェハの
平面図及び部分拡大図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an integrated capacitive transducer (electret condenser microphone) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a semiconductor wafer showing a method of manufacturing a microphone element used in the integrated capacitive transducer. It is a top view and a partial enlarged view.
【0026】本発明の実施形態に係る集積形容量性変換
器は、本発明をバックエレクトレット方式のコンデンサ
マイクロホンに適用したものである。An integrated capacitive transducer according to an embodiment of the present invention is one in which the present invention is applied to a back electret type condenser microphone.
【0027】このコンデンサマイクロホンは、図1に示
されるように、1チップ化された変換器素子としてのマ
イクロホン素子10と、マイクロホン素子10を収容す
るカプセルとしてのセラミックパッケージ20とを備え
ている。As shown in FIG. 1, the condenser microphone includes a microphone element 10 as a converter element formed as one chip, and a ceramic package 20 as a capsule for accommodating the microphone element 10.
【0028】マイクロホン素子10は、半導体チップ1
1の表面に背極としての導電膜12、エレクトレット膜
13、スペーサ14及び振動膜15を順に積層した構造
になっている。The microphone element 10 includes the semiconductor chip 1
1 has a structure in which a conductive film 12 as a back electrode, an electret film 13, a spacer 14, and a vibration film 15 are sequentially laminated.
【0029】半導体チップ11はSiチップであり、こ
れには、インピーダンス変換用のFETと、更にアンプ
回路及び/又はノイズキャンセル回路等が積層される。
導電膜12は、半導体チップ11の表面に蒸着等により
形成された厚みが0.1μm程度のAl膜である。The semiconductor chip 11 is a Si chip, on which an FET for impedance conversion, an amplifier circuit and / or a noise canceling circuit and the like are stacked.
The conductive film 12 is an Al film having a thickness of about 0.1 μm formed on the surface of the semiconductor chip 11 by vapor deposition or the like.
【0030】エレクトレット膜13は、スピンナ・コー
ト、それ以外に抵抗加熱蒸着、EB蒸着(電子ビーム蒸
着)、スパッタリング(高周波、イオンビーム、プレナ
ーマグネトロン等によるスパッタリング)、CVD(プ
ラズマ、減圧、常圧、光等による化学気相成長)等の周
知の成膜方法を用いて、導電膜12の表面にSiO2や
FEP等を直接成膜して形成した厚みが2μm程度の薄
膜である。スペーサ14は、エレクトレット膜13の周
縁部表面にスクリーン印刷により5〜30μm程度の厚
みに形成されている。The electret film 13 is formed by spinner coating, resistance heating evaporation, EB evaporation (electron beam evaporation), sputtering (high frequency, ion beam, sputtering by a planar magnetron, etc.), and CVD (plasma, reduced pressure, normal pressure, This is a thin film having a thickness of about 2 μm formed by directly forming a film of SiO 2 or FEP on the surface of the conductive film 12 by using a known film forming method such as chemical vapor deposition by light or the like. The spacer 14 is formed on the peripheral surface of the electret film 13 by screen printing to a thickness of about 5 to 30 μm.
【0031】振動膜15は片面にNiを蒸着した厚みが
2μm程度のPPSフィルムであり、スペーサ14の表
面に接着されることにより、エレクトレット膜13の前
面側に所定の空間を介して固定されている。The vibrating film 15 is a PPS film having a thickness of about 2 μm on which Ni is vapor-deposited on one side, and is fixed to the front side of the electret film 13 via a predetermined space by being adhered to the surface of the spacer 14. I have.
【0032】セラミックパッケージ20は、前面部に音
孔21を有し、その前面部の表面には前面クロス30が
貼り付けられている。半導体チップ11の端子部11
a,11aは、セラミックパッケージ20の後面部を貫
通して半田付けする。The ceramic package 20 has a sound hole 21 on the front surface, and a front cloth 30 is attached to the surface of the front surface. Terminal portion 11 of semiconductor chip 11
Reference numerals a and 11a penetrate the rear surface of the ceramic package 20 and solder them.
【0033】次に、マイクロホン素子10の製造方法に
ついて図2を参照して説明する。Next, a method for manufacturing the microphone element 10 will be described with reference to FIG.
【0034】図2に示すように、例えば6インチのSi
ウェハ40に、半導体チップ11に対応する多数のチッ
プ部41,41・・・を形成する。次いで、Siウェハ
40の表面全体に、メッキや蒸着等により導電膜を形成
する。その上に、スピンナ・コート抵抗加熱蒸着、EB
蒸着、スパッタリング、CVD等の周知の成膜方法を用
いて、SiO2 やFEP等を直接成膜することにより、
厚みが1μm程度の薄膜を形成する。更にその上に、各
チップ部41に対応してスペーサ14をスクリーン印刷
により接着剤を含むスクリーン印刷剤で形成する。更に
その上に、振動膜15を接着する。As shown in FIG. 2, for example, a 6-inch Si
A large number of chip portions 41, 41... Corresponding to the semiconductor chips 11 are formed on the wafer 40. Next, a conductive film is formed on the entire surface of the Si wafer 40 by plating, vapor deposition, or the like. On top of that, spinner coat resistance heating evaporation, EB
By using a known film forming method such as evaporation, sputtering, or CVD, by directly forming a film such as SiO 2 or FEP,
A thin film having a thickness of about 1 μm is formed. Further, the spacers 14 are formed thereon by screen printing using a screen printing agent containing an adhesive, corresponding to each chip portion 41. Further, the vibration film 15 is bonded thereon.
【0035】振動膜15の接着が終わると、Siウェハ
40をその表面上の形成物と共にチップ部41,41・
・・に図2に示す切断線Lにて(スクリーン印刷が行わ
れた中央部)切断分離する。これにより、マイクロホン
素子10が製造され、製造されたマイクロホン素子10
をセラミックパッケージ20内に収容することにより、
バックエレクトレット方式のコンデンサマイクロホンが
完成する。When the bonding of the vibrating film 15 is completed, the Si wafer 40 is replaced with the chip portions 41, 41.
(2) Cut off and separate at the cutting line L (the center where screen printing was performed) shown in FIG. Thereby, the microphone element 10 is manufactured, and the manufactured microphone element 10 is manufactured.
Is accommodated in the ceramic package 20,
The back electret condenser microphone is completed.
【0036】本発明の実施形態に係る集積型容量性変換
器(コンデンサマイクロホン)は、従来のコンデンサマ
イクロホンと比べて次のような特徴を有する。The integrated capacitive transducer (condenser microphone) according to the embodiment of the present invention has the following features as compared with the conventional condenser microphone.
【0037】外部回路を含めた主要構成部品をマイクロ
ホン素子10に1チップ化したので、極めて小型であ
り、組立も簡単である。また、マイクロホン素子10も
Siウェハ40を使用することにより、効率的に製造す
ることができる。Since the main components including the external circuit are integrated into one chip in the microphone element 10, it is extremely compact and easy to assemble. Also, the microphone element 10 can be efficiently manufactured by using the Si wafer 40.
【0038】背極としての導電膜12の表面に直接成膜
を行ってエレクトレット膜13を形成するので、エレク
トレット膜13に歪みが生じず、機械的応力も生じな
い。このため、エレクトレット膜13の機械的応力に起
因する性能低下が回避され、その性能が向上する。Since the electret film 13 is formed by directly forming a film on the surface of the conductive film 12 as the back electrode, no distortion occurs in the electret film 13 and no mechanical stress occurs. For this reason, performance degradation due to mechanical stress of the electret film 13 is avoided, and the performance is improved.
【0039】ちなみに、このエレクトレット膜を高分子
フィルムの溶着により形成する従来のコンデンサマイク
ロホンの場合は、エレクトレット膜の歪みを避け得ず、
その歪みに起因する機械的応力が性能低下の原因となっ
ていた。In the case of a conventional condenser microphone in which this electret film is formed by welding a polymer film, distortion of the electret film cannot be avoided.
The mechanical stress resulting from the distortion has caused a decrease in performance.
【0040】エレクトレット膜13の厚みを2μm程度
に薄くできる点からも、マイクロホンの性能が向上す
る。その理由は次のように説明される。The performance of the microphone is also improved in that the thickness of the electret film 13 can be reduced to about 2 μm. The reason is explained as follows.
【0041】振動膜とエレクトレット膜とにより形成さ
れるコンデンサ部の出力eは式1により表される。式1
中のkは定数、C1 は振動膜とエレクトレット膜の間に
形成された空間の容量、C2 はエレクトレット膜の容
量、ΔC1 は音圧が加わったときの前記空間の容量変化
分である。 e=k・〔ΔC1 /(C1 +C2 )〕・sin(ωt+φ)・・・(1)The output e of the capacitor section formed by the vibrating film and the electret film is expressed by the following equation (1). Equation 1
Where k is a constant, C 1 is the capacity of the space formed between the diaphragm and the electret film, C 2 is the capacity of the electret film, and ΔC 1 is the amount of change in the capacity of the space when sound pressure is applied. . e = k · [ΔC 1 / (C 1 + C 2 )] · sin (ωt + φ) (1)
【0042】エレクトレット膜として高分子フィルムを
使用する従来のコンデンサマイクロホンの場合、空間の
厚み(スペーサの厚み)は30μm程度で、高分子フィ
ルムの厚みは12.5〜25μmである。概略的に空間
の容量と高分子フィルムの容量を等しいとすると、そう
したときのコンデンサ部の出力e1 は式2により表され
る。 e1 ≒k・(1/2)・(ΔC1 /C1 )・sin(ωt+φ)・・・(2)In the case of a conventional condenser microphone using a polymer film as the electret film, the thickness of the space (thickness of the spacer) is about 30 μm, and the thickness of the polymer film is 12.5 to 25 μm. Assuming that the capacity of the space is roughly equal to the capacity of the polymer film, the output e 1 of the capacitor unit in such a case is expressed by Equation 2. e 1 ≒ k · (1/2) · (ΔC 1 / C 1 ) · sin (ωt + φ) (2)
【0043】一方、導電膜の表面に直接成膜を行ってエ
レクトレット膜を形成することにより、その厚みを1μ
m程度まで減じた場合は、C2 ≒0とみなすことができ
るので、そうしたときのコンデンサ部の出力e2 は式3
により表される。 e2 ≒k・(ΔC1 /C1 )・sin(ωt+φ)・・・(3)On the other hand, by forming an electret film directly on the surface of the conductive film to form an electret film, the thickness of the electret film is reduced to 1 μm.
m, it can be considered that C 2 ≒ 0, and the output e 2 of the capacitor section in such a case is expressed by the following equation (3).
Is represented by e 2 ≒ k · (ΔC 1 / C 1 ) · sin (ωt + φ) (3)
【0044】式2と式3の比較から分かるように、導電
膜の表面に直接成膜を行ってエレクトレット膜を薄膜化
することにより、2倍の出力が得られ、感度としては6
dB向上する。即ち、準コンデンサ型のマイクロホンが
得られ、感度が大幅に向上するのである。As can be seen from the comparison between the equations (2) and (3), the output is doubled by forming the film directly on the surface of the conductive film to reduce the thickness of the electret film, and the sensitivity is 6 times.
Improve dB. That is, a quasi-condenser type microphone is obtained, and the sensitivity is greatly improved.
【0045】スペーサ14については、スクリーン印刷
によって形成することにより、量産性が向上する。ちな
みに、従来のコンデンサマイクロホンでは高分子フィル
ムを打ち抜いて形成したスペーサが使用されていたが、
抜きバリや挿入枚数の間違いが多く発生し、量産性が低
かった。スペーサ14の形成にスクリーン印刷を用いる
ことにより、これらの問題が解決されるのである。The mass productivity is improved by forming the spacer 14 by screen printing. By the way, in the conventional condenser microphone, a spacer formed by punching a polymer film was used,
Many burrs and mistakes in the number of inserts occurred, resulting in low mass productivity. The use of screen printing for forming the spacers 14 solves these problems.
【0046】なお、上記実施形態は本発明に係る集積型
容量性変換器をエレクトレットコンデンサマイクロホン
に適用したものであるが、振動膜をTi箔やSUS箔に
することで圧力や加速度等を検出する半導体センサ等へ
の適用も可能である。In the above embodiment, the integrated capacitive converter according to the present invention is applied to an electret condenser microphone. However, pressure, acceleration, and the like are detected by using a Ti foil or a SUS foil as a vibrating film. Application to a semiconductor sensor or the like is also possible.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明に係る集
積型容量性変換器は、IC素子等の電子回路を含む主要
構成部品を1チップ化したので、例えばバックエレクト
レット方式のコンデンサマイクロホンに適用して、その
全体的な規模を従来よりも大幅に小型化することがで
き、携帯電話等に適した超小型コンデンサマイクロホン
の提供を可能にする。As described above, the integrated capacitive converter according to the present invention has a main component including an electronic circuit such as an IC element integrated into one chip, and is thus applied to, for example, a back electret type condenser microphone. As a result, the overall size can be significantly reduced as compared with the conventional case, and it is possible to provide an ultra-small condenser microphone suitable for a mobile phone or the like.
【0048】その1チップ化に際し、エレクトレット膜
を成膜による薄膜としたので、性能も大幅に向上させる
ことができる。Since the electret film is formed into a thin film when forming one chip, the performance can be greatly improved.
【0049】そのチップの量産性が高いので、製造コス
トの低減を図ることができる。Since the mass productivity of the chip is high, the manufacturing cost can be reduced.
【0050】また、本発明に係る集積型容量性変換器の
製造方法は、半導体ウェハを用いてそのチップを効率よ
く製造することができるので、その製造コストの低減に
寄与する。Further, the method of manufacturing an integrated capacitive converter according to the present invention can efficiently manufacture a chip using a semiconductor wafer, thereby contributing to a reduction in the manufacturing cost.
【図1】本発明の実施形態に係る集積型容量性変換器
(エレクトレットコンデンサマイクロホン)の縦断面図
である。FIG. 1 is a vertical sectional view of an integrated capacitive transducer (electret condenser microphone) according to an embodiment of the present invention.
【図2】同集積型容量性変換器(エレクトレットコンデ
ンサマイクロホン)に使用されるマイクロホン素子の製
造方法を示す半導体ウェハの平面図及び部分拡大図であ
る。2A and 2B are a plan view and a partially enlarged view of a semiconductor wafer showing a method for manufacturing a microphone element used in the integrated capacitive transducer (electret condenser microphone).
【図3】従来のエレクトレットコンデンサマイクロホン
の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional electret condenser microphone.
10 マイクロホン素子(変換器素子) 11 半導体チップ 12 導電膜 13 エレクトレット膜 14 スペーサ 15 振動膜 20 セラミックパッケージ(カプセル) 21 音孔 30 前面クロス 40 Siウェハ(半導体ウェハ) 41 チップ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microphone element (transducer element) 11 Semiconductor chip 12 Conductive film 13 Electret film 14 Spacer 15 Vibration film 20 Ceramic package (capsule) 21 Sound hole 30 Front cross 40 Si wafer (semiconductor wafer) 41 Chip part
Claims (5)
導体チップと、半導体チップの表面に背極として形成さ
れた導電膜と、導電膜の表面に直接成膜により形成され
たエレクトレット膜と、エレクトレット膜の外縁部表面
に印刷により形成されたスペーサと、スペーサの表面に
貼り付けられることによりエレクトレット膜の前面側に
空間を介して固定された振動膜とを具備することを特徴
とする集積型容量性変換器。A semiconductor chip on which an electronic circuit including an IC element is integrated, a conductive film formed as a back electrode on the surface of the semiconductor chip, and an electret film formed directly on the surface of the conductive film by: An integrated type comprising: a spacer formed by printing on the outer edge surface of an electret film; and a vibrating film attached to the front surface of the electret film via a space by being attached to the surface of the spacer. Capacitive transducer.
ット膜、スペーサ及び振動膜が一体化された変換器素子
を、前面部に音孔が設けられたカプセル内に組み込み、
カプセルの前面部表面に前面クロスを貼り付けて、バッ
クエレクトレット方式のコンデンサマイクロホンを構成
することを特徴とする請求項1に記載の集積型容量性変
換器。2. A transducer element in which the semiconductor chip, the conductive film, the electret film, the spacer, and the vibration film are integrated into a capsule having a front surface provided with a sound hole,
2. The integrated capacitive converter according to claim 1, wherein a front cross is attached to a front surface of the capsule to form a back electret type condenser microphone.
あることを特徴とする請求項2に記載の集積型容量性変
換器。3. The integrated capacitive transducer according to claim 2, wherein said capsule is a ceramic package.
は、マイクロホン用のFETと、アンプ回路及び/又は
ノイズキャンセル回路とを含むことを特徴とする請求項
2又は3に記載の集積型容量性変換器。4. The integrated capacitive element according to claim 2, wherein the electronic circuit integrated on the semiconductor chip includes a microphone FET, an amplifier circuit and / or a noise canceling circuit. converter.
子回路を集積させて多数のチップ部を形成する工程と、
その半導体ウェハの表面に背極として導電膜を形成する
工程と、導電膜の表面に直接成膜によりエレクトレット
膜を形成する工程と、エレクトレット膜の表面に前記各
チップ部に対応してスペーサを印刷する工程と、スペー
サの表面に振動膜を貼り付ける工程と、振動膜の貼り付
け後に半導体ウェハを各チップ部にカッティングする工
程とを含むことを特徴とする集積型容量性変換器の製造
方法。5. A step of forming a large number of chip portions by integrating a large number of electronic circuits including IC elements on a semiconductor wafer;
A step of forming a conductive film as a back electrode on the surface of the semiconductor wafer, a step of forming an electret film by directly forming a film on the surface of the conductive film, and printing spacers on the surface of the electret film corresponding to the respective chip portions. Performing a step of: attaching a vibrating film to the surface of the spacer; and, after attaching the vibrating film, cutting the semiconductor wafer to each chip portion.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25594797A JPH1188992A (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Integrated capacitive transducer and its manufacture |
TW087114007A TW387198B (en) | 1997-09-03 | 1998-08-25 | Audio sensor and its manufacturing method, and semiconductor electret capacitance microphone using the same |
DE19839978A DE19839978A1 (en) | 1997-09-03 | 1998-09-02 | Sound measurement transducer for semiconducting electret microphone for portable telephone |
KR10-1998-0035963A KR100458111B1 (en) | 1997-09-03 | 1998-09-02 | Acoustic sensor, manufacturing method thereof, and semiconductor electret condenser microphone using the acoustic sensor |
US10/274,198 US7080442B2 (en) | 1997-09-03 | 2002-10-21 | Manufacturing method of acoustic sensor |
US11/185,775 US7204009B2 (en) | 1997-09-03 | 2005-07-21 | Manufacturing method of acoustic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25594797A JPH1188992A (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Integrated capacitive transducer and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1188992A true JPH1188992A (en) | 1999-03-30 |
Family
ID=17285797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25594797A Pending JPH1188992A (en) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | Integrated capacitive transducer and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1188992A (en) |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002037893A1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-10 | Bse Co., Ltd. | An electret condenser microphone |
US6417560B1 (en) | 1999-10-04 | 2002-07-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
US6420203B1 (en) | 1999-09-16 | 2002-07-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of producing semiconductor electret condenser microphone |
JP2002345092A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-29 | Citizen Electronics Co Ltd | Manufacturing method for condenser microphone |
JP2003503923A (en) * | 1999-06-24 | 2003-01-28 | センサント・コーポレイション | Micromachined transducer formed on other circuit components on integrated circuit chip and method of making same |
JP2003125495A (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Citizen Electronics Co Ltd | Electret capacitor microphone |
US6566728B1 (en) | 1999-10-04 | 2003-05-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP2004222091A (en) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Citizen Electronics Co Ltd | Electret condenser microphone |
KR100484999B1 (en) * | 2001-05-16 | 2005-04-25 | 가부시키가이샤 시티즌 덴시 | Electret microphone |
KR100486870B1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-05-03 | 주식회사 비에스이 | Self electret condenser microphone |
KR100486869B1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-05-03 | 주식회사 비에스이 | A conductive cap for microphone |
KR100502171B1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-07-22 | 주식회사 비에스이 | An external bias type condenser microphone |
KR100506591B1 (en) * | 2002-11-27 | 2005-08-08 | 전자부품연구원 | Method of manufacturing electret microphone |
JP2006010539A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Yamatake Corp | Capacitive pressure sensor and its manufacturing method |
KR100567240B1 (en) * | 2003-10-22 | 2006-04-04 | 정규문 | Ceramic condenser microphone and manufacturing method thereof |
WO2006132193A1 (en) | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of turning condenser microphone into electret, electret-turning device and method of producing condenser microphone using this |
KR100758510B1 (en) | 2005-07-07 | 2007-09-13 | 주식회사 비에스이 | Semi-Conductor Base, Condenser Microphpne having Semi-Conductor Base and Assembly Methode thereof |
JP2008510427A (en) * | 2004-08-19 | 2008-04-03 | ノールズ エレクトロニクス エルエルシー | Silicon condenser microphone and method of manufacturing the same |
JP2008099271A (en) * | 2000-11-28 | 2008-04-24 | Knowles Electronics Llc | Miniature silicon condenser microphone and method for producing same |
JP2008112755A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for making electret |
KR100870991B1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-12-01 | 주식회사 비에스이 | Condenser microphone using ceramic package |
JP2009123999A (en) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Panasonic Corp | Method for manufacturing micro condenser microphone |
JP2009124387A (en) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Panasonic Corp | Method of fabricating ultra-small condenser microphone |
US7620191B2 (en) | 2004-12-15 | 2009-11-17 | Citizen Electronics Co., Ltd. | Condenser microphone and method for manufacturing the same |
WO2010113384A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
US8073166B2 (en) | 2006-03-28 | 2011-12-06 | Panasonic Corporation | Electretization method and apparatus |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP25594797A patent/JPH1188992A/en active Pending
Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003503923A (en) * | 1999-06-24 | 2003-01-28 | センサント・コーポレイション | Micromachined transducer formed on other circuit components on integrated circuit chip and method of making same |
US6420203B1 (en) | 1999-09-16 | 2002-07-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of producing semiconductor electret condenser microphone |
US6479878B1 (en) | 1999-09-16 | 2002-11-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor electret condenser microphone |
EP1085784A3 (en) * | 1999-09-16 | 2003-04-23 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device, semiconductor electret condenser microphone, and method of producing semiconductor electret condenser microphone |
US6417560B1 (en) | 1999-10-04 | 2002-07-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
US6566728B1 (en) | 1999-10-04 | 2003-05-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
WO2002037893A1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-10 | Bse Co., Ltd. | An electret condenser microphone |
JP2008099271A (en) * | 2000-11-28 | 2008-04-24 | Knowles Electronics Llc | Miniature silicon condenser microphone and method for producing same |
KR100518134B1 (en) * | 2001-05-15 | 2005-10-04 | 가부시키가이샤 시티즌 덴시 | Condenser microphone and method for manufacturing condenser microphones |
JP2002345092A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-29 | Citizen Electronics Co Ltd | Manufacturing method for condenser microphone |
KR100484999B1 (en) * | 2001-05-16 | 2005-04-25 | 가부시키가이샤 시티즌 덴시 | Electret microphone |
JP2003125495A (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Citizen Electronics Co Ltd | Electret capacitor microphone |
KR100486869B1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-05-03 | 주식회사 비에스이 | A conductive cap for microphone |
KR100502171B1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-07-22 | 주식회사 비에스이 | An external bias type condenser microphone |
KR100486870B1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-05-03 | 주식회사 비에스이 | Self electret condenser microphone |
KR100506591B1 (en) * | 2002-11-27 | 2005-08-08 | 전자부품연구원 | Method of manufacturing electret microphone |
JP2004222091A (en) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Citizen Electronics Co Ltd | Electret condenser microphone |
KR100567240B1 (en) * | 2003-10-22 | 2006-04-04 | 정규문 | Ceramic condenser microphone and manufacturing method thereof |
JP2006010539A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Yamatake Corp | Capacitive pressure sensor and its manufacturing method |
JP4548771B2 (en) * | 2004-06-25 | 2010-09-22 | 株式会社山武 | Manufacturing method of capacitive pressure sensor |
JP2008510427A (en) * | 2004-08-19 | 2008-04-03 | ノールズ エレクトロニクス エルエルシー | Silicon condenser microphone and method of manufacturing the same |
US7620191B2 (en) | 2004-12-15 | 2009-11-17 | Citizen Electronics Co., Ltd. | Condenser microphone and method for manufacturing the same |
WO2006132193A1 (en) | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of turning condenser microphone into electret, electret-turning device and method of producing condenser microphone using this |
KR100758510B1 (en) | 2005-07-07 | 2007-09-13 | 주식회사 비에스이 | Semi-Conductor Base, Condenser Microphpne having Semi-Conductor Base and Assembly Methode thereof |
US8073166B2 (en) | 2006-03-28 | 2011-12-06 | Panasonic Corporation | Electretization method and apparatus |
JP2008112755A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for making electret |
KR100870991B1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-12-01 | 주식회사 비에스이 | Condenser microphone using ceramic package |
JP2009124387A (en) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Panasonic Corp | Method of fabricating ultra-small condenser microphone |
JP2009123999A (en) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Panasonic Corp | Method for manufacturing micro condenser microphone |
WO2010113384A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH1188992A (en) | Integrated capacitive transducer and its manufacture | |
KR100458111B1 (en) | Acoustic sensor, manufacturing method thereof, and semiconductor electret condenser microphone using the acoustic sensor | |
JP5054703B2 (en) | MEMS microphone, method for manufacturing MEMS microphone, and method for incorporating MEMS microphone | |
KR100931575B1 (en) | Piezoelectric element micro speaker using MEMS and its manufacturing method | |
JP5200737B2 (en) | Differential microphone unit | |
JP3835739B2 (en) | Electret condenser microphone | |
EP2506598A2 (en) | Dual cell MEMS assembly | |
US6898292B2 (en) | Electret microphone | |
US7873176B2 (en) | Electrostatic microphone | |
JP2002345088A (en) | Pressure sensing device and manufacturing method for semiconductor substrate used for it | |
JP2001069596A (en) | Manufacture of semiconductor electret condenser microphone and the semiconductor electret condenser microphone | |
JP2001054196A (en) | Electret condenser microphone | |
JP2000050393A (en) | Electret condenser microphone | |
CN117354705B (en) | Acoustic-electric conversion structure, manufacturing method thereof, microphone and electronic equipment | |
JP2008211466A (en) | Microphone package, microphone mounting body, and microphone device | |
JP3472502B2 (en) | Semiconductor electret condenser microphone | |
JP3363359B2 (en) | Electret condenser microphone | |
KR20130042445A (en) | Electret condenser microphone | |
JP3338376B2 (en) | Acoustic sensor, method of manufacturing the same, and semiconductor electret condenser microphone using the acoustic sensor | |
JP4476055B2 (en) | Condenser microphone and manufacturing method thereof | |
JP3389536B2 (en) | Electret condenser microphone | |
JP3377957B2 (en) | Electret condenser microphone | |
WO2006025138A1 (en) | Piezoelectric electroacoustic transducer | |
JP2000165998A (en) | Integral composite electret condenser microphone | |
JP2004222091A (en) | Electret condenser microphone |