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公開番号2025026012
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131330
出願日2023-08-10
発明の名称トランスデューサ及びトランスデューサの製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20250214BHJP(電気通信技術)
要約【課題】圧電素子を有する振動部と周囲の隙間を適切に確保可能なトランスデューサ及びトランスデューサの製造方法を提供する。
【解決手段】トランスデューサである音波発生デバイス1は、第1空洞5を有する支持基板4と、振動デバイス6と、第2空洞3aを有し振動デバイス6に接着剤100によって接合されている蓋体3と、を備える。振動デバイス6は、第1枠部61と、振動部であるカンチレバー62と、を有する。カンチレバー62の一部は第1枠部61に接続されており、接続部分以外は、スリット9によって第1枠部61から分離され、第1空洞5と第2空洞3aは、スリット9によって連通する。第1枠部61は、蓋体3との接合面に凸部8が形成されており、スリット9に面する内面615に、第1段差S1が形成されている。
【選択図】図3A
特許請求の範囲【請求項１】
第１空洞を有する支持基板と、
前記支持基板に支持された振動デバイスと、
第２空洞を有するとともに、前記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体と、
を備え、
前記振動デバイスは、
前記蓋体からみて、前記第１空洞を取り囲んでとともに、前記蓋体と前記接着剤によって接合される第１接合面を有する第１枠部と、
前記第１空洞に対向しているとともに、圧電素子を有する振動部と、
を有し、
前記振動部は、前記振動部の一部が前記第１枠部に接続されており、
前記振動デバイスと前記蓋体の接合方向からみて前記振動部のうち前記振動部と前記第１枠部の接続部以外の部分は、前記振動デバイスを前記接合方向に貫通するスリットよって前記第１枠部から分離されており、
前記蓋体は、前記第２空洞を取り囲むとともに、前記第１接合面に前記接着剤によって接合される第２接合面を含む第２枠部を有し、
前記第１空洞と前記第２空洞は、前記スリットによって連通しており、
前記第１接合面には前記第２接合面に向けて凸である凸部が形成されており、
前記第１枠部におけるスリットに面する内面には、前記第１接合面から前記蓋体と反対に向けて凹んだ第１段差が形成されている、
トランスデューサ。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記第２接合面における前記第２空洞に面する内面には、前記振動デバイスと反対に向けて凹んだ第２段差が形成されている、
請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３】
前記第２接合面には複数の凹部が形成されている、
請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項４】
前記振動デバイスは、
前記支持基板に積層されているとともに、シリコンを含む活性層と、
前記活性層に対して前記支持基板と反対に積層された酸化シリコン層と、
を有する、
請求項１～３の何れか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項５】
第１空洞を有する支持基板と、
前記支持基板に支持された振動デバイスと、
第２空洞を有するとともに、前記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体と、
を備え、
前記振動デバイスは、
前記蓋体からみて、前記第１空洞を取り囲んでとともに、前記蓋体と前記接着剤によって接合される第１接合面を有する第１枠部と、
前記第１空洞に対向しているとともに、圧電素子を有する振動部と、
を有し、
前記振動部は、前記振動部の一部が前記第１枠部に接続されており、
前記振動デバイスと前記蓋体の接合方向からみて前記振動部のうち前記振動部と前記第１枠部の接続部以外の部分は、前記振動デバイスを前記接合方向に貫通するスリットによって前記第１枠部から分離されており、
前記蓋体は、前記第２空洞を取り囲むとともに、前記第１接合面に前記接着剤によって接合される第２接合面を含む第２枠部を有し、
前記第１空洞と前記第２空洞は、前記スリットによって連通しており、
前記第１接合面には前記第２接合面に向けて凸である凸部が形成されており、
前記第２接合面における前記第２空洞に面する内面には、前記振動デバイスと反対に向けて凹んだ段差が形成されている、
トランスデューサ。
【請求項６】
第１空洞を有する支持基板と、
前記支持基板に支持された振動デバイスと、
第２空洞を有するとともに、前記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体と、
を備え、
前記振動デバイスは、
前記蓋体からみて、前記第１空洞を取り囲んでとともに、前記蓋体と前記接着剤によって接合される第１接合面を有する第１枠部と、
前記第１空洞に対向しているとともに、圧電素子を有する振動部と、
を有し、
前記振動部は、前記振動部の一部が前記第１枠部に接続されており、
前記振動デバイスと前記蓋体の接合方向からみて前記振動部のうち前記振動部と前記第１枠部の接続部以外の部分は、前記振動デバイスを前記接合方向に貫通するスリットによって前記第１枠部から分離されており、
前記蓋体は、前記第２空洞を取り囲むとともに、前記第１接合面に前記接着剤によって接合される第２接合面を含む第２枠部を有し、
前記第１空洞と前記第２空洞は、前記スリットによって連通しており、
前記第１接合面には前記第２接合面に向けて凸である凸部が形成されており、
前記接合方向からみて、前記第２空洞の大きさは、前記第１空洞の大きさより大きい、トランスデューサ。
【請求項７】
第１空洞を有する支持基板と、前記支持基板に積層された振動デバイスと、第２空洞を有するとともに、前記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体とを備えるトランスデューサの製造方法であって、
前記支持基板となるべき第１基板と前記振動デバイスの積層体を形成する積層体製造工程と、
前記蓋体を製造する蓋体製造工程と、
前記蓋体を前記振動デバイスに接合する接合工程と、
前記第１基板における第１空洞形成予定領域に第１空洞を形成する空洞形成工程と、
を備え、
前記積層体製造工程は、
前記第１基板上に積層された振動膜形成層と、前記振動膜形成層のうち前記第１空洞形成予定領域の上方に設けられた圧電素子と、前記圧電素子及び前記振動膜形成層を覆う絶縁膜とを有する中間積層体を形成する工程と、
前記中間積層体において前記第１空洞形成予定領域の外周縁のうち一部以外の領域に前記外周縁に沿って前記絶縁膜側から溝部を形成する工程と、
前記絶縁膜において、前記第１空洞形成予定領域の外側に凸部を形成する工程と、
前記溝部の底面の一部に前記中間積層体を貫通する貫通孔を形成することによって、前記中間積層体を、前記圧電素子を含む振動部と、前記振動部と一部において接続されており前記振動部を取り囲む枠部とに分離することによって前記振動デバイスを得る工程と、
を有し、
前記蓋体製造工程は、前記溝部及び前記貫通孔を通して前記第１空洞と連通すべき第２空洞を、前記蓋体となるべき第２基板に形成することによって蓋体を得る工程を有し、
前記接合工程では、前記蓋体において前記振動デバイスとの接合面に接着剤を塗布した状態で、前記振動デバイスにおいて前記凸部が形成されている面に前記蓋体を貼り合わせることで、前記蓋体と前記振動デバイスを接合し、
前記空洞形成工程では、前記第１基板に前記第１空洞を形成することで、前記第１空洞が形成された支持基板を得る、
トランスデューサの製造方法。
【請求項８】
前記振動膜形成層は、
前記支持基板に積層された、シリコンを含む活性層と、
前記活性層において前記支持基板と反対に形成された酸化シリコン層と、
を有する、
請求項７に記載のトランスデューサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トランスデューサ及びトランスデューサの製造方法に関する。
続きを表示（約 4,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、キャビティを有する膜支持部と、カンチレバー型の振動膜と、振動膜に形成された圧電素子とを含むトランスデューサが記載されている。特許文献１のトランスデューサでは、膜支持部は、振動膜の周囲を囲み、振動膜の１辺と連結されている。振動膜の残りの３辺と膜支持部との間には、隙間が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５２３０５号公報
【０００４】
［概要］
特許文献１のトランスデューサでは、圧電素子に駆動電圧が印加されると、振動膜が上側への変位及び下側への変位を交互に繰り返す。この振動により、振動膜の周囲の空気が振動され、空気の振動が音波として出力される。この場合、振動膜とその周囲を取り囲む膜支持部の隙間が適切に確保されていない場合、音特性に影響がでるおそれがある。
【０００５】
本開示は、圧電素子を有する振動部と周囲の隙間を適切に確保可能なトランスデューサ及びトランスデューサの製造方法を提供する。
【０００６】
本開示の一側面に係るトランスデューサは、第１空洞を有する支持基板と、上記支持基板に支持された振動デバイスと、第２空洞を有するとともに、上記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体と、を備え、上記振動デバイスは、上記蓋体からみて、上記第１空洞を取り囲んでとともに、上記蓋体と上記接着剤によって接合される第１接合面を有する第１枠部と、上記第１空洞に対向しているとともに、圧電素子を有する振動部と、を有し、上記振動部は、上記振動部の一部が上記第１枠部に接続されており、上記振動デバイスと上記蓋体の接合方向からみて上記振動部のうち上記振動部と上記第１枠部の接続部以外の部分は、上記振動デバイスを上記接合方向に貫通するスリットによって上記第１枠部から分離されており、上記蓋体は、上記第２空洞を取り囲むとともに、上記第１接合面に上記接着剤によって接合される第２接合面を含む第２枠部を有し、上記第１空洞と上記第２空洞は、上記スリットによって連通しており、上記第１接合面には上記第２接合面に向けて凸である凸部が形成されており、上記第１枠部におけるスリットに面する内面には、上記第１接合面から上記蓋体と反対に向けて凹んだ第１段差が形成されている。
【０００７】
本開示の一側面に係るトランスデューサの他の例は、第１空洞を有する支持基板と、上記支持基板に支持された振動デバイスと、第２空洞を有するとともに、上記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体と、を備え、上記振動デバイスは、上記蓋体からみて、上記第１空洞を取り囲んでとともに、上記蓋体と上記接着剤によって接合される第１接合面を有する第１枠部と、上記第１空洞に対向しているとともに、圧電素子を有する振動部と、を有し、上記振動部は、上記振動部の一部が上記第１枠部に接続されており、上記振動デバイスと上記蓋体の接合方向からみて上記振動部のうち上記振動部と上記第１枠部の接続部以外の部分は、上記振動デバイスを上記接合方向に貫通するスリットによって上記第１枠部から分離されており、上記蓋体は、上記第２空洞を取り囲むとともに、上記第１接合面に上記接着剤によって接合される第２接合面を含む第２枠部を有し、上記第１空洞と上記第２空洞は、上記スリットによって連通しており、上記第１接合面には上記第２接合面に向けて凸である凸部が形成されており、上記第２接合面における上記第２空洞に面する内面には、上記振動デバイスと反対に向けて凹んだ段差が形成されている。
【０００８】
本開示の一側面に係るトランスデューサの更に他の例は、第１空洞を有する支持基板と、上記支持基板に支持された振動デバイスと、第２空洞を有するとともに、上記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体と、を備え、上記振動デバイスは、上記蓋体からみて、上記第１空洞を取り囲んでとともに、上記蓋体と上記接着剤によって接合される第１接合面を有する第１枠部と、上記第１空洞に対向しているとともに、圧電素子を有する振動部と、を有し、上記振動部は、上記振動部の一部が上記第１枠部に接続されており、上記振動デバイスと上記蓋体の接合方向からみて上記振動部のうち上記振動部と上記第１枠部の接続部以外の部分は、上記振動デバイスを上記接合方向に貫通するスリットによって上記第１枠部から分離されており、上記蓋体は、上記第２空洞を取り囲むとともに、上記第１接合面に上記接着剤によって接合される第２接合面を含む第２枠部を有し、上記第１空洞と上記第２空洞は、上記スリットによって連通しており、上記第１接合面には上記第２接合面に向けて凸である凸部が形成されており、上記接合方向からみて、上記第２空洞の大きさは、上記第１空洞の大きさより大きい。
【０００９】
本開示の他の側面に係るトランスデューサの製造方法は、第１空洞を有する支持基板と、上記支持基板に積層された振動デバイスと、第２空洞を有するとともに、上記振動デバイスに接着剤によって接合されている蓋体とを備えるトランスデューサの製造方法であって、上記支持基板となるべき第１基板と上記振動デバイスの積層体を形成する積層体製造工程と、上記蓋体を製造する蓋体製造工程と、上記蓋体を上記振動デバイスに接合する接合工程と、上記第１基板における第１空洞形成予定領域に第１空洞を形成する空洞形成工程と、を備え、上記積層体製造工程は、上記第１基板上に積層された振動膜形成層と、上記振動膜形成層のうち上記第１空洞形成予定領域の上方に設けられた圧電素子と、上記圧電素子及び上記振動膜形成層を覆う絶縁膜とを有する中間積層体を形成する工程と、上記中間積層体において上記第１空洞形成予定領域の外周縁のうち一部以外の領域に上記外周縁に沿って上記絶縁膜側から溝部を形成する工程と、上記絶縁膜において、上記第１空洞形成予定領域の外側に凸部を形成する工程と、上記溝部の底面の一部に上記中間積層体を貫通する貫通孔を形成することによって、上記中間積層体を、上記圧電素子を含む振動部と、上記振動部と一部において接続されており上記振動部を取り囲む枠部とに分離することによって上記振動デバイスを得る工程と、を有し、上記蓋体製造工程は、上記溝部及び上記貫通孔を通して上記第１空洞と連通すべき第２空洞を、上記蓋体となるべき第２基板に形成することによって蓋体を得る工程を有し、上記接合工程では、上記蓋体において上記振動デバイスとの接合面に接着剤を塗布した状態で、上記振動デバイスにおいて上記凸部が形成されている面に上記蓋体を貼り合わせることで、上記蓋体と上記振動デバイスを接合し、上記空洞形成工程では、上記第１基板に上記第１空洞を形成することで、上記第１空洞が形成された支持基板を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、第１実施形態に係る音波発生デバイスの平面図である。
図２は、第１実施形態に係る音波発生デバイスの底面図である。
図３Ａは、図１におけるＩＩＩａ－ＩＩＩａ線に沿った音波発生デバイスの断面図である。
図３Ｂは、図１におけるＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線に沿った音波発生デバイスの断面図である。
図４は、図１におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った音波発生デバイスの断面図である。
図５は、第１実施形態に係る音波発生デバイスの分解断面図である。
図６は、図１に示した音波発生デバイスにおける基板アセンブリの平面図である。
図７は、図６のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿った断面図である。
図８は、図３Ａに示した領域Ａの拡大図である。
図９は、図１に示した音波発生デバイスが有する蓋体を振動デバイス側からみた図面である。
図１０は、第１実施形態に係る音波発生デバイスの製造方法の一例のうち基板アセンブリ仕掛品（積層体）の製造手順の一工程を示す断面図である。
図１１は、図１０に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図１２は、図１１に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図１３は、図１２に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図１４Ａは、図１３に示される工程に続いて実施される工程を示す平面図である。
図１４Ｂは、図１４ＡにおけるＸＩＶｂ―ＸＩＶｂ線に沿った断面図である。
図１５Ａは、図１４Ａ及び図１４Ｂに示される工程に続いて実施される工程を示す平面図である。
図１５Ｂは、図１５ＡにおけるＸＶｂ―ＸＶｂ線に沿った断面図である。
図１６は、第１実施形態に係る音波発生デバイスの製造方法の一例のうち蓋体の製造手順の一工程を示す断面図である。
図１７Ａは、図１６に示される工程に続いて実施される工程を示す平面図である。
図１７Ｂは、図１７ＡのＸＶＩＩｂ―ＸＶＩＩｂ線に沿った断面図である。
図１８Ａは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示される工程に続いて実施される工程を示す平面図である。
図１８Ｂは、図１８ＡにおけるＸＶＩＩＩｂ―ＸＶＩＩＩｂに沿った断面図である。
図１９は、図１８Ａ及び図１８Ｂに示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図２０は、図１９に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図２１は、図２０に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図２２は、図２１に示される工程に続く工程を実施することで得られる蓋体の断面図である。
図２３は、第１実施形態に係る音波発生デバイスの製造方法の一例のうち製造された基板アセンブリ仕掛品（積層体）と蓋体の接合工程を示す図面である。
図２４は、シリコン層に孔部を形成する方法の参考例を説明するための図面である。
図２５は、シリコン層上に酸化シリコン膜が存在する場合に、シリコン基板に孔部を形成する方法を説明する図面である。
図２６は、第２実施形態に係る音波発生デバイスの平面図である。
図２７は、図２６に示したＸＸＶＩ―ＸＸＶＩ線に沿った音波発生デバイスの断面図である。
図２８は、図２６に示した音波発生デバイスが有する蓋体を振動デバイス側からみた図面である。
図２９は、第２実施形態に係る音波発生デバイスが有する蓋体の製造手順の一工程を示す断面図である。
図３０は、図２９に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図３１は、図３０に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。
図３２は、第３実施形態に係る音波発生デバイスの平面図である。
図３３は、図３２におけるＸＸＸＩＩＩ－ＸＸＸＩＩＩ線に沿った音波発生デバイスの断面図である。
図３４は、第４実施形態に係る音波発生デバイスの平面図である。
図３５は、図３４におけるＸＸＸＶ－ＸＸＸＶ線に沿った音波発生デバイスの断面図である。
図３６は、変形例１に係る音波発生デバイスの平面図である。
図３７は、図３６におけるＸＸＸＶＩＩ－ＸＸＸＶＩＩ線に沿った音波発生デバイス１の断面図である。
図３８は、図３６におけるＸＸＸＩＩＩ－ＸＸＸＩＩＩ線に沿った音波発生デバイス１の断面図である。
図３９は、変形例２を説明するための図面である。
（【００１１】以降は省略されています）

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