特許 7415728 コンデンサ及びマイクロフォン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】コンデンサ及びマイクロフォン

(51)【国際特許分類】

   H04R 19/04 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

H04R19/04

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020057328

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021158544

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】山内 愼吾

【審査官】金子 秀彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１３９５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１９９７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６７２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０１８９４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－０８６５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１６５９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２７２９９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に設けられた第１導電膜と、
前記基板及び前記第１導電膜上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜の上方に空洞を介して配置され振動フィルムと、
前記振動フィルムの前記基板側の主面上に設けられた第２導電膜と、
前記第１導電膜を囲み、前記絶縁膜と前記振動フィルムとを接着し、前記第２導電膜に電気的に接続された導電性シール材と、
を具備するコンデンサ。

【請求項2】

前記基板上に設けられ、前記第１導電膜に電気的に接続された第１端子と、
前記基板上に設けられ、前記導電性シール材に電気的に接続された第２端子と、
をさらに具備する請求項１に記載のコンデンサ。

【請求項3】

前記導電性シール材は、接着材と、前記接着材に混入された複数の導電性粒子とを含む
請求項１又は２に記載のコンデンサ。

【請求項4】

前記導電性シール材は、開口部を有する
請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサ。

【請求項5】

基板と、
前記基板上に設けられた第１導電膜と、
前記基板及び前記第１導電膜上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜の上方に空洞を介して配置され振動フィルムと、
前記振動フィルムの前記基板側の主面上に設けられた第２導電膜と、
前記第１導電膜を囲み、前記絶縁膜と前記振動フィルムとを接着する絶縁性シール材と、
を具備するコンデンサ。

【請求項6】

前記基板上に設けられ、前記第１導電膜に電気的に接続された第１端子と、
前記振動フィルム上に設けられ、前記第２導電膜に電気的に接続された接続電極と、
前記基板上に設けられた第２端子と、
前記接続電極と前記第２端子とを接続するコンタクトと、
をさらに具備する請求項５に記載のコンデンサ。

【請求項7】

前記絶縁膜と前記第２導電膜との間に設けられたスペーサをさらに具備する請求項１乃至６のいずれかに記載のコンデンサ。

【請求項8】

前記スペーサは、前記第１導電膜の外周と同じ平面形状を有する
請求項７に記載のコンデンサ。

【請求項9】

前記スペーサは、開口部を有する
請求項７又は８に記載のコンデンサ。

【請求項10】

前記基板は、ガラス、又はガラスエポキシで構成される
請求項１乃至９のいずれかに記載のコンデンサ。

【請求項11】

前記振動フィルムは、ポリイミド、ポリプロピレン、又は液晶ポリマーで構成される
請求項１乃至１０のいずれかに記載のコンデンサ。

【請求項12】

前記第１導電膜及び前記第２導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はモリブデン（Ｍｏ）を含む
請求項１乃至１１のいずれかに記載のコンデンサ。

【請求項13】

前記請求項１乃至１２のいずれかに記載のコンデンサで構成されたマイクロフォン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンデンサ、及びコンデンサを用いたマイクロフォンに関する。

【背景技術】

【0002】

コンデンサ型マイクロフォンが知られている。コンデンサ型マイクロフォンには、主として、ＥＣＭ（Electret Condenser Microphone）と、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical System：微小電気機械システム）を用いたマイクロフォン（ＭＥＭＳマイクロフォン）とがある。

【0003】

ＥＣＭは、検出用電極をスペーサ等を利用して機械的に振動板へ接近させて固定させるため、固定用部品の形状公差や高度な組み付け作業が要求される。

【0004】

ＭＥＭＳマイクロフォンは、シリコンなどの半導体基板上に半導体プロセスを用いてコンデンサ（振動板及び検出用電極を含む）を作成するため、素子構造や加工方法自体が複雑になりやすい。また、半導体プロセス上の加工バラツキによって振動板の厚さや応力などのバラツキが発生するため、各個体間のコンデンサ特性の均一化が難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３３７５２８４号公報

【文献】特許第５５１３８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、コストを低減することが可能なコンデンサ及びマイクロフォンを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るコンデンサは、基板と、前記基板上に設けられた第１導電膜と、前記基板及び前記第１導電膜上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上方に空洞を介して配置され振動フィルムと、前記振動フィルムの前記基板側の主面上に設けられた第２導電膜と、前記第１導電膜を囲み、前記絶縁膜と前記振動フィルムとを接着し、前記第２導電膜に電気的に接続された導電性シール材とを具備する。

【0008】

本発明の一態様に係るコンデンサは、基板と、前記基板上に設けられた第１導電膜と、前記基板及び前記第１導電膜上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜の上方に空洞を介して配置され振動フィルムと、前記振動フィルムの前記基板側の主面上に設けられた第２導電膜と、前記第１導電膜を囲み、前記絶縁膜と前記振動フィルムとを接着する絶縁性シール材とを具備する。

【0009】

本発明の一態様に係るマイクロフォンは、上記いずれか態様に係るコンデンサで構成される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、コストを低減することが可能なコンデンサ及びマイクロフォンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態に係るマイクロフォンの平面図である。

【図2】図２は、図１に示したＡ－Ａ´線に沿ったマイクロフォンの断面図である。

【図3】図３は、図１に示したＢ－Ｂ´線に沿ったマイクロフォンの断面図である。

【図4】図４は、基板側の構成を説明する平面図である。

【図5】図５は、図４に示したＡ－Ａ´線に沿った基板側の構成を説明する断面図である。

【図6】図６は、振動フィルム側の構成を説明する平面図である。

【図7】図７は、図６に示したＡ－Ａ´線に沿った振動フィルム側の構成を説明する断面図である。

【図8】図８は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図9】図９は、第１実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図10】図１０は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図11】図１１は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図12】図１２は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図13】図１３は、第１実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図14】図１４は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図15】図１５は、第１実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図16】図１６は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図17】図１７は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図18】図１８は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図19】図１９は、第１実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図20】図２０は、第２実施形態に係るマイクロフォンの平面図である。

【図21】図２１は、図２０に示したＡ－Ａ´線に沿ったマイクロフォンの断面図である。

【図22】図２２は、図２０に示したＢ－Ｂ´線に沿ったマイクロフォンの断面図である。

【図23】図２３は、第２実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図24】図２４は、第２実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図25】図２５は、第２実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図26】図２６は、第２実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図27】図２７は、第２実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図28】図２８は、第３実施形態に係るマイクロフォンの平面図である。

【図29】図２９は、図２８に示したＢ－Ｂ´線に沿ったマイクロフォンの断面図である。

【図30】図３０は、第４実施形態に係るマイクロフォンの平面図である。

【図31】図３１は、図３０に示したＣ－Ｃ´線に沿ったマイクロフォンの断面図である。

【図32】図３２は、基板側の構成を説明する平面図である。

【図33】図３３は、図３２に示したＣ－Ｃ´線に沿った基板側の構成を説明する断面図である。

【図34】図３４は、振動フィルム側の構成を説明する平面図である。

【図35】図３５は、図３４に示したＣ－Ｃ´線に沿った振動フィルム側の構成を説明する断面図である。

【図36】図３６は、第４実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図37】図３７は、第４実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図38】図３８は、第４実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図39】図３９は、第４実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図40】図４０は、第４実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図41】図４１は、第４実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図42】図４２は、第４実施形態に係る製造工程を説明する平面図である。

【図43】図４３は、第４実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図44】図４４は、第４実施形態に係る製造工程を説明する断面図である。

【図45】図４５は、第５実施形態に係るスピーカーモジュールのブロック図である。

【図46】図４６は、スピーカーに印加される電圧の一例を説明する図である。

【図47】図４７は、第６実施形態に係るスピーカーの平面図である。

【図48】図４８は、図４７に示したＡ－Ａ´線に沿ったスピーカーの断面図である。

【図49】図４９は、スピーカーモジュールのブロック図である。

【図50】図５０は、スピーカーに印加される電圧の一例を説明する図である。

【図51】図５１は、第７実施形態に係る振動センサーの平面図である。

【図52】図５２は、図５１に示したＡ－Ａ´線に沿った振動センサーの断面図である。

【図53】図５３は、振動センサーモジュールのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

【0013】

［１］ 第１実施形態
第１実施形態は、コンデンサの構成例、及びコンデンサを用いた装置の構成例である。具体的には、第１実施形態は、コンデンサを用いたマイクロフォン（コンデンサマイクロフォン）の構成例である。また、第１実施形態は、ＭＥＭＳを用いたマイクロフォン（ＭＥＭＳマイクロフォン）の構成例である。

【0014】

［１－１］ マイクロフォン１の構成
図１は、第１実施形態に係るマイクロフォン１の平面図である。図２は、図１に示したＡ－Ａ´線に沿ったマイクロフォン１の断面図である。図３は、図１に示したＢ－Ｂ´線に沿ったマイクロフォン１の断面図である。

【0015】

まず、基板１０側の構成について説明する。図４は、基板１０側の構成を説明する平面図である。図５は、図４に示したＡ－Ａ´線に沿った基板１０側の構成を説明する断面図である。

【0016】

基板１０は、音波によって変形しない強度を有する。基板１０は、固定基板とも呼ばれる。基板１０としては、ガラス、又はガラスエポキシなどが用いられる。基板１０は、例えば四角形である。

【0017】

基板１０上には、固定電極としての導電膜１１が設けられる。導電膜１１としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はモリブデン（Ｍｏ）などが用いられる。導電膜１１は、例えば円形である。導電膜１１は、バックプレート電極とも呼ばれる。

【0018】

基板１０上には、導電膜１１に電気的に接続された端子１２が設けられる。端子１２は、導電膜１１からＸ方向に引き出される。基板１０上には、振動フィルム２０側の振動電極を引き出すための端子１３が設けられる。端子１３は、Ｘ方向に延びる。端子１２、１３は、導電膜１１と同じ材料で構成される。なお、図１の例では、端子１２、１３は、端部において、Ｙ方向にさら延びるように構成される。端子１２、１３は、マイクロフォン１を外部機器と電気的に接続するために使用される。

【0019】

基板１０、導電膜１１、及び端子１２、１３上には、絶縁膜１４が設けられる。絶縁膜１４は、基板１０側の固定電極と、振動フィルム２０側の振動電極とが電気的に接続されるのを防ぐ機能を有する。絶縁膜１４としては、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、又はシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）などが用いられる。

【0020】

絶縁膜１４は、開口部１５、１６、１７を有する。開口部１５は、端子１３の一端を露出する。開口部１７は、端子１３の他端を露出する。開口部１６は、端子１２の一端を露出する。端子１２は、開口部１６を介して、外部機器と電気的に接続される。端子１３は、開口部１７を介して、外部機器と電気的に接続される。

【0021】

次に、振動フィルム２０の構成について説明する。図６は、振動フィルム２０側の構成を説明する平面図である。図７は、図６に示したＡ－Ａ´線に沿った振動フィルム２０側の構成を説明する断面図である。図６及び図７は、振動フィルム２０を、Ｙ方向（Ｘ方向に直交する方向）を基準にして図１の状態から１８０度回転させた様子を示している。

【0022】

絶縁膜１４の上方には、空洞２４を介して、振動フィルム２０が設けられる。振動フィルム２０は、物理的な力によって変形する材料で構成され、また、音波によって振動する機能を有する。振動フィルム２０としては、ポリイミド、ポリプロピレン、又は液晶ポリマーなどが用いられる。振動フィルム２０上（すなわち、振動フィルム２０の基板１０側の主面上）には、振動電極としての導電膜２１が設けられる。導電膜２１としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はモリブデン（Ｍｏ）などが用いられる。導電膜２１は、例えば円形である。導電膜２１は、メンブレン電極とも呼ばれる。

【0023】

振動フィルム２０上には、導電膜２１に電気的に接続された接続電極２２が設けられる。接続電極２２は、導電膜２１からＹ方向に延びる。接続電極２２は、導電膜２１と同じ材料で構成される。

【0024】

基板１０（具体的には、絶縁膜１４）と振動フィルム２０とは、導電性シール材２３によって接着される。導電性シール材２３は、例えば、円環形（中空円形）である。導電性シール材２３は、導電膜１１、２１を囲むように構成される。導電性シール材２３の内円のサイズは、導電膜１１、２１のサイズより若干大きい。

【0025】

導電性シール材２３は、絶縁膜１４に接するとともに、開口部１５を介して端子１３に接する。また、導電性シール材２３は、振動フィルム２０に接するとともに、接続電極２２に接する。これにより、導電膜２１は、接続電極２２及び導電性シール材２３を経由して、端子１３に電気的に接続される。

【0026】

導電性シール材２３によって囲まれた領域が空洞２４となる。導電性シール材２３は、空洞２４のギャップを規定するスペーサとしても機能する。導電性シール材２３は、接着材と、接着材に混入された複数の導電性粒子とで構成される。導電性粒子は、例えば球状の基材を（金など）で被覆して構成される。導電性粒子は、導電性シール材２３に導電性を付与する機能と、空洞２４のギャップを調整するギャップ材としての機能を有する。

【0027】

図３に示すように、振動フィルム２０のＸ方向におけるサイズは、基板１０のＸ方向におけるサイズより小さい。開口部１６及び端子１２は、振動フィルム２０から露出される。

【0028】

［１－２］ 動作
次に、上記のように構成されたマイクロフォン１の動作について説明する。

【0029】

端子１３、１２には、バイアス電圧は発生するバイアス回路（図示せず）と、検出回路（図示せず）とが接続される。導電膜１１と導電膜２１とには、端子１３、１２を介して、バイアス電圧（直流電圧）が印加される。

【0030】

振動フィルム２０側に設けられた導電膜２１とは、振動フィルム２０に印加される音圧に応じて振動する。すると、導電膜１１と導電膜２１とで構成される平行平板キャパシタ（平行平板コンデンサ）の静電容量が変化する。検出回路は、容量変化に比例した電圧変化を検出することにより、音を検出する。

【0031】

［１－３］ 製造方法
次に、マイクロフォン１の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、１個のマイクロフォン１を抽出して説明する。実際には、複数のマイクロフォン１が同一基板上に行列状に形成され、最終的に複数のマイクロフォン１が各小片に分離される。

【0032】

図８に示すように、基板１０上に、導電膜１１ａを蒸着する。続いて、図９及び図１０に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、導電膜１１ａを加工し、導電膜１１、及び端子１２、１３を形成する。

【0033】

続いて、図１１に示すように、基板１０、導電膜１１、及び端子１２、１３上に、絶縁膜１４を蒸着する。

【0034】

続いて、図４及び図５に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、絶縁膜１４を加工し、開口部１５、１６、１７を形成する。開口部１５は、端子１３の一端を露出する。開口部１７は、端子１３の他端を露出する。開口部１６は、端子１２の一端を露出する。

【0035】

続いて、図１２に示すように、振動フィルム２０上に、導電膜２１ａを蒸着する。続いて、図１３及び図１４に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、導電膜２１ａを加工し、導電膜２１、及び接続電極２２を形成する。

【0036】

続いて、図１５及び図１６に示すように、形状のひずみ等を抑制するために、固定用プレート３０上に、振動フィルム２０を吸着させ又は仮接着し、振動フィルム２０を固定する。

【0037】

続いて、スクリーン印刷、又はディスペンサでの塗布により、振動フィルム２０及び接続電極２２上に、円環形の導電性シール材２３を形成する。

【0038】

続いて、図１７に示すように、導電性シール材２３上に、基板１０を圧着する。空洞２４のギャップは、導電性シール材２３に含まれるギャップ材（導電性粒子）、及び／又は印加圧力などの条件に依存する。

【0039】

続いて、同一基板上に形成された複数のマイクロフォン１を各小片に分離する。図１８は、同一基板に形成された複数のマイクロフォン１を示している。図１８に示すように、基板１０に、ダイヤモンドカッターなどで分離用の切り込み３１を形成する。続いて、振動フィルム２０に、レーザー（ＹＡＧレーザー、又はＣＯ_２レーザーなど）などで分離用の切り込み３２を形成する。切り込み加工において、適宜、基板１０又は振動フィルム２０が固定用プレートに固定される。

【0040】

続いて、図１９に示すように、切り込み３１、３２を中心として折り曲げ及び引き離し工程を行い、小片に分離する。続いて、図３に示すように、レーザーなどを用いて、振動フィルム２０のＸ方向における一端をカットし、開口部１６及び端子１２を露出させる。このようにして、マイクロフォン１が製造される。

【0041】

［１－４］ 変形例
上記実施形態では、基板１０としてガラス等を使用している。しかし、これに限定されず、基板１０として、振動フィルム２０と同様な変形性に優れた基材を用いてもよい。具体的には、基板１０は、ポリイミド、ポリプロピレン、又は液晶ポリマーなどで構成してもよい。

【0042】

この変形例によれば、コンデンサ全体が変形可能となり、曲面への設置、総重量の削減、及び耐衝撃性の向上が期待できる。

【0043】

［１－５］ 第１実施形態の効果
第１実施形態によれば、ガラス基板を用いてマイクロフォン１を構成することができる。よって、半導体基板を用いてＭＥＭＳを形成する場合に比べて、マイクロフォン１のコストを低減することができる。

【0044】

また、基板１０と振動フィルム２０とを導電性シール材２３で接着することができる。そして、導電性シール材２３を用いて、基板１０と振動フィルム２０との間の空洞２４のギャップを調整することができる。これにより、数μｍ～数十μｍレベルを要求されるコンデンサの両電極間隔形成を、一般的なＬＣＤ（liquid crystal display）製造工程と同様の圧着工程のみで高精度かつ短時間に実現できる。よって、第１実施形態によれば、製造コストを低減することができる。

【0045】

また、基板１０と振動フィルム２０とを接着するためのシール材として導電性を有するシール材２３を用いている。そして、基板１０上に設けられた端子１３と、振動フィルム２０側に配置された導電膜２１とを導電性シール材２３を介して電気的に接続するようにしている。これにより、上下の導電膜１１、２１にそれぞれ電気的に接続された端子１２、１３を基板１０上に引き出すことができる。よって、マイクロフォン１と外部機器との接続を容易に行うことができる。

【0046】

また、振動フィルム２０を半導体プロセスを用いて製造ロット毎に形成するのではなく、汎用の樹脂フィルム等の既成弾性基材を利用することができる。これにより、振動フィルム２０の製造バラツキを低減できる。ひいては、マイクロフォン１の特性バラツキを低減できる。

【0047】

また、振動フィルム２０に使用される弾性基材が持つ厚み／弾性／共振周波数等の特性や、シール材２３の材料／設置箇所／平面形状等を変更することにより、振動フィルムの振動特性を容易に調整することが可能となる。

【0048】

また、半導体プロセスを用いるＭＥＭＳ方式は、原理的に製造時のウェハサイズを上回る大きさの振動部分を作成することができないが、基板がガラスであればそのサイズを大幅に上回ることも可能である。

【0049】

また、単一基板上に多数個のコンデンサを任意に配置でき、配線層数を増やせばコンデンサ間を任意接続させることができる。このため、例えばアレイ状のコンデンサ群を単一基板上に配置し、相互接続が可能である。

【0050】

［２］ 第２実施形態
第２実施形態は、基板１０と振動フィルム２０との間にスペーサを設け、このスペーサを用いて空洞２４のギャップを調整するようにしている。

【0051】

［２－１］ マイクロフォン１の構成
図２０は、第２実施形態に係るマイクロフォン１の平面図である。図２１は、図２０に示したＡ－Ａ´線に沿ったマイクロフォン１の断面図である。図２２は、図２０に示したＢ－Ｂ´線に沿ったマイクロフォン１の断面図である。

【0052】

マイクロフォン１は、スペーサ２５をさらに備える。スペーサ２５は、絶縁膜１４と導電膜２１との間に設けられ、絶縁膜１４と導電膜２１とに接する。スペーサ２５は、空洞２４のギャップを規定するために用いられる。スペーサ２５は、例えば、円環形（中空円形）である。スペーサ２５は、導電膜１１、２１の外形と概略同じ形状を有する。スペーサ２５としては、樹脂が用いられる。

【0053】

その他の構成は、第１実施形態と同じである。

【0054】

［２－２］ 製造方法
次に、マイクロフォン１の製造方法について説明する。導電膜２１を形成するまでの製造工程（第１実施形態で説明した図１４までの製造工程）は、第１実施形態と同じである。

【0055】

続いて、図２３及び図２４に示すように、固定用プレート３０上に、振動フィルム２０を吸着させ又は仮接着し、振動フィルム２０を固定する。

【0056】

続いて、スクリーン印刷、又はディスペンサでの塗布により、導電膜２１上に、円環形のスペーサ２５を形成する。

【0057】

続いて、図２５及び図２６に示すように、スクリーン印刷、又はディスペンサでの塗布により、振動フィルム２０及び接続電極２２上に、円環形の導電性シール材２３を形成する。

【0058】

続いて、図２７に示すように、導電性シール材２３上に、基板１０を圧着する。基板１０側の絶縁膜１４は、スペーサ２５に接する。空洞２４のギャップは、スペーサ２５によって規定される。

【0059】

その後の製造工程は、第１実施形態と同じである。

【0060】

［２－３］ 第２実施形態の効果
第２実施形態によれば、空洞２４のギャップをスペーサ２５によって調整できる。これにより、空洞２４のギャップをより均一化することができる。

【0061】

［３］ 第３実施形態
第３実施形態は、導電性シール材２３に開口部を設け、同様に、スペーサ２５に開口部を設けるようにしている。

【0062】

図２８は、第３実施形態に係るマイクロフォン１の平面図である。図２９は、図２８に示したＢ－Ｂ´線に沿ったマイクロフォン１の断面図である。

【0063】

導電性シール材２３は、開口部２３Ａを有する。すなわち、導電性シール材２３は、完全な円ではなく、部分的に欠損している。

【0064】

スペーサ２５は、開口部２５Ａを有する。すなわち、スペーサ２５は、完全な円ではなく、部分的に欠損している。開口部２５Ａは、開口部２３ＡとＸ方向に並んで配置される。

【0065】

その他の構成は、第２実施形態と同じである。

【0066】

第３実施形態によれば、空洞２４が開口部２３Ａ、２５Ａを介して外部に開放される。これにより、空洞２４が密封されるのを防ぐことができる。この結果、導電膜１１、２１が配置された領域に対応する振動領域の振幅可動量を大きくすることができる。

【0067】

なお、振動フィルム２０及び導電膜２１に開口部を設け、空洞２４を外部に開放するようにしてもよい。この変形例の場合、導電性シール材２３及びスペーサ２５に開口部を設けてもよいし、設けなくてもよい。

【0068】

［４］ 第４実施形態
第４実施形態は、絶縁性シール材２３を用いて、基板１０と振動フィルム２０とを接着するようにしている。

【0069】

［４－１］ マイクロフォン１の構成
図３０は、第４実施形態に係るマイクロフォン１の平面図である。図３１は、図３０に示したＣ－Ｃ´線に沿ったマイクロフォン１の断面図である。

【0070】

まず、基板１０側の構成について説明する。図３２は、基板１０側の構成を説明する平面図である。図３３は、図３２に示したＣ－Ｃ´線に沿った基板１０側の構成を説明する断面図である。

【0071】

端子１３は、Ｘ方向に延びる。基板１０、導電膜１１、及び端子１２、１３上には、絶縁膜１４が設けられる。絶縁膜１４は、開口部１５を有する。開口部１５は、端子１３の一端を露出する。

【0072】

次に、振動フィルム２０の構成について説明する。図３４は、振動フィルム２０側の構成を説明する平面図である。図３５は、図３４に示したＣ－Ｃ´線に沿った振動フィルム２０側の構成を説明する断面図である。図３５及び図３４は、振動フィルム２０を、Ｙ方向を基準にして図３１の状態から１８０度回転させた様子を示している。

【0073】

振動フィルム２０上には、導電膜２１に電気的に接続された接続電極２２が設けられる。接続電極２２は、導電膜２１からＹ方向に対して斜め方向に延びる。接続電極２２は、導電膜２１と同じ材料で構成される。

【0074】

基板１０（具体的には、絶縁膜１４）と振動フィルム２０とは、絶縁性シール材２３によって接着される。絶縁性シール材２３の平面形状は、第１実施形態で説明した導電性シール材と同じである。絶縁性シール材２３は、絶縁膜１４に接するとともに、振動フィルム２０に接する。絶縁性シール材２３は、絶縁性の接着材で構成される。

【0075】

スペーサ２５は、絶縁膜１４と導電膜２１との間に設けられ、絶縁膜１４と導電膜２１とに接する。スペーサ２５は、空洞２４のギャップを規定するために用いられる。スペーサ２５の平面形状は、第１実施形態で説明したスペーサと同じである。

【0076】

なお、スペーサ２５を省略して、絶縁性シール材２３によって、空洞２４のギャップを調整するようにしてもよい。この例の場合、絶縁性シール材２３は、樹脂などで構成された複数のギャップ材を含むように構成される。

【0077】

接続電極２２の一端上には、コンタクト２６が設けられる。コンタクト２６は、絶縁膜１４の開口部１５を通り、端子１３の一端に接する。これにより、導電膜２１は、接続電極２２及びコンタクト２６を経由して、端子１３に電気的に接続される。コンタクト２６は、銀（Ａｇ）などの金属を含む導電性ペーストで構成される。

【0078】

その他の構成は、第１実施形態と同じである。

【0079】

［４－２］ 製造方法
次に、マイクロフォン１の製造方法について説明する。

【0080】

図３６及び図３７に示すように、基板１０上に、導電膜を蒸着する。続いて、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、導電膜を加工し、導電膜１１、及び端子１２、１３を形成する。

【0081】

続いて、図３２及び図３３に示すように、基板１０、導電膜１１、及び端子１２、１３上に、絶縁膜１４を蒸着する。続いて、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、絶縁膜１４を加工し、開口部１５、１６、１７を形成する。開口部１５は、端子１３の一端を露出する。開口部１７は、端子１３の他端を露出する。開口部１６は、端子１２の一端を露出する。

【0082】

続いて、図３８及び図３９に示すように、振動フィルム２０上に、導電膜を蒸着する。続いて、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、導電膜を加工し、導電膜２１、及び接続電極２２を形成する。

【0083】

続いて、図４０及び図４１に示すように、形状のひずみ等を抑制するために、固定用プレート３０上に、振動フィルム２０を吸着させ又は仮接着し、振動フィルム２０を固定する。

【0084】

続いて、スクリーン印刷、又はディスペンサでの塗布により、導電膜２１上に、円環形のスペーサ２５を形成する。

【0085】

続いて、図４２及び図４３に示すように、スクリーン印刷、又はディスペンサでの塗布により、振動フィルム２０及び接続電極２２上に、円環形の絶縁性シール材２３を形成する。

【0086】

続いて、スクリーン印刷、又はディスペンサでの塗布により、接続電極２２の一端上に、コンタクト２６を形成する。

【0087】

続いて、図４４に示すように、絶縁性シール材２３上に、基板１０を圧着する。その後の製造工程は、第１実施形態と同じである。

【0088】

［４－３］ 第４実施形態の効果
第４実施形態によれば、絶縁性シール材２３を用いて、基板１０と振動フィルム２０とを接着することができる。その他の効果は、第１実施形態と同じである。

【0089】

なお、絶縁性シール材２３は、開口部を有していてもよい。また、スペーサ２５は、開口部を有していてもよい。また、スペーサを省略し、絶縁性シール材２３を用いて空洞２４のギャップを調整してもよい。

【0090】

［５］ 第５実施形態
第５実施形態は、コンデンサを用いたスピーカーの構成例である。

【0091】

図４５は、第５実施形態に係るスピーカーモジュール４０のブロック図である。スピーカーモジュール４０は、スピーカー１、及び電圧制御回路４１を備える。

【0092】

上記第１乃至第４実施形態で説明したコンデンサ１（すなわち、コンデンサを用いたマイクロフォン）は、スピーカーとして用いることができる。スピーカー１の構成は、上記第１乃至第４実施形態のいずれかのコンデンサと同じである。

【0093】

電圧制御回路４１は、スピーカー１の端子１２、１３に電気的に接続される。端子１２は、基板１０側の導電膜１１に電気的に接続され、端子１３は、振動フィルム２０側の導電膜２１に電気的に接続される。電圧制御回路４１は、端子１２、１３にそれぞれ電圧を印加する。

【0094】

図４６は、スピーカー１に印加される電圧の一例を説明する図である。電圧制御回路４１は、端子１２に電圧４２を印加し、端子１３に電圧４３を印加する。電圧４２は、直流電圧である。電圧４３は、交流電圧である。

【0095】

電圧制御回路４１は、端子１２と端子１３との間の電圧を変化させることができる。端子１２と端子１３との間の電圧に応じて、導電膜１１と導電膜２１との間隔が変化する。これにより、コンデンサをスピーカーとして用いることができる。

【0096】

［６］ 第６実施形態
第６実施形態は、スピーカーの他の構成例である。

【0097】

図４７は、第６実施形態に係るスピーカー１の平面図である。図４８は、図４７に示したＡ－Ａ´線に沿ったスピーカー１の断面図である。

【0098】

振動フィルム２０の導電膜２１が形成された面と反対側の面には、絶縁性シール材５０が設けられる。絶縁性シール材５０上には、補助電極５１が設けられる。補助電極５１の平面形状は、振動フィルム２０と概略同じである。補助電極５１としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はモリブデン（Ｍｏ）などが用いられる。

【0099】

その他の構成は、第２実施形態と同じである。

【0100】

図４９は、スピーカーモジュール４０のブロック図である。電圧制御回路４１は、スピーカー１の端子１２、１３、５２に電気的に接続される。端子５２は、補助電極５１に電気的に接続される。電圧制御回路４１は、端子１２、１３、５２にそれぞれ電圧を印加する。

【0101】

図５０は、スピーカー１に印加される電圧の一例を説明する図である。電圧制御回路４１は、端子１２に電圧４２を印加し、端子１３に電圧４３を印加し、端子５２に電圧４５を印加する。電圧４２は、直流電圧である。電圧４３は、交流電圧である。電圧４５は、直流電圧である。

【0102】

図５０の破線で示した電圧４４は、無信号時の端子１３に印加される直流電圧である。直流電圧４２は、交流電圧４３の最小値より低く設定される。直流電圧４５は、交流電圧４３の最大値より高く設定される。直流電圧４４は、直流電圧４２と直流電圧４５との間に設定される。

【0103】

第６実施形態によれば、振動フィルム２０側の導電膜２１に印加される電界を大きくすることができる。これにより、振動フィルム２０の振動振幅を大きくすることができるので、音圧を高くすることが可能となる。

【0104】

［７］ 第７実施形態
第７実施形態は、コンデンサを用いた振動センサーの構成例である。

【0105】

図５１は、第７実施形態に係る振動センサー１の平面図である。図５２は、図５１に示したＡ－Ａ´線に沿った振動センサー１の断面図である。

【0106】

振動フィルム２０の導電膜２１が形成された面と反対側の面には、重り６０が設けられる。重り６０は、接着剤によって振動フィルム２０に接着される。重り６０は、導電膜２１の中央に配置される。

【0107】

その他の構成は、第２実施形態と同じである。

【0108】

図５３は、振動センサーモジュール６１のブロック図である。振動センサーモジュール６１は、振動センサー１、及び検出回路６２を備える。

【0109】

検出回路６２は、振動センサー１の端子１２、１３に電気的に接続される。検出回路６２は、振動センサー１の容量変化を検出する。

【0110】

振動センサー１は、外部から加速度が印加された場合に、重り６０を含む振動領域が変形する。検出回路６２は、振動センサー１の変形量を容量変化として検出する。これにより、本発明のコンデンサを振動センサーとして動作させることができる。

【0111】

［８］ その他の実施例
上記実施形態では、コンデンサの構成例として、マイクロフォン、スピーカー、及び振動センサーを挙げている。これらの構成例以外でも、本発明は、コンデンサを利用した素子に幅広く適用可能である。

【0112】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0113】

１…マイクロフォン、１０…基板、１１…導電膜、１２，１３…端子、１４…絶縁膜、１５～１７…開口部、２０…振動フィルム、２１…導電膜、２２…接続電極、２３…シール材、２４…空洞、２５…スペーサ、２６…コンタクト、３０…固定用プレート、３１，３２…切り込み、４０…スピーカーモジュール、４１…電圧制御回路、５０…シール材、５１…補助電極、５２…端子、６０…重り、６１…振動センサーモジュール、６２…検出回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】