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公開番号2025149863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024208752
出願日2024-11-29
発明の名称電気音響変換装置
出願人ミツミ電機株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04R 17/00 20060101AFI20251001BHJP(電気通信技術)
要約【課題】MEMSデバイスと周辺部品との組み付け精度を向上した電気音響変換装置を提供する。
【解決手段】電気音響変換装置1Bは、基板10と、基板10上に配置されるMEMSデバイス20と、MEMSデバイス20上に配置されるメンブレン30と、を有し、MEMSデバイス20は、枠状の固定部21、平面視で固定部21の内側に配置される可動部22、固定部21と可動部22とを各々の上面よりも下面に近い位置で接続する捻じれ梁23及び駆動梁24並びに駆動梁24の下面に配置され、交流信号の入力に応じて振動する駆動源を有し、基板10の上面の、平面視で固定部21と重なる領域に、駆動源に供給する信号の経路となる1対の内部接続用パッド11a、11bと、高さ合わせ用パッド14と、が配置され、基板10の上面に、内部接続用パッド11a、11b及び高さ合わせ用パッド14を挟んで、固定部21の下面が接合されている。
【選択図】図24
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されるＭＥＭＳデバイスと、
前記ＭＥＭＳデバイス上に配置されるメンブレンと、を有し、
前記ＭＥＭＳデバイスは、枠状の固定部、平面視で前記固定部の内側に配置される可動部、前記固定部と前記可動部とを各々の上面よりも下面に近い位置で接続する捻じれ梁及び駆動梁、並びに前記駆動梁の下面に配置される駆動源、を有し、
前記基板の上面の、平面視で前記固定部と重なる領域に、前記駆動源に供給する信号の経路となる１対の内部接続用パッドと、高さ合わせ用パッドと、が配置され、
前記基板の上面に、前記内部接続用パッド及び前記高さ合わせ用パッドを挟んで、前記固定部の下面が接合されている、電気音響変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
平面視で、前記基板は、対向する第１辺及び第２辺と、対向する第３辺及び第４辺と、を有する矩形であり、
前記内部接続用パッドは、前記第１辺に沿って配置され、
前記高さ合わせ用パッドは、前記第２辺、前記第３辺、及び前記第４辺に沿って１つずつ配置されている、請求項１に記載の電気音響変換装置。
【請求項３】
平面視で、前記基板は、対向する第１辺及び第２辺と、対向する第３辺及び第４辺と、を有する矩形であり、
前記内部接続用パッドは、前記第１辺に沿って配置され、
前記高さ合わせ用パッドは、前記第２辺と前記第３辺とを接続する角部、及び前記第２辺と前記第４辺とを接続する角部に沿って１つずつ配置されている、請求項１に記載の電気音響変換装置。
【請求項４】
平面視で、前記基板は、対向する第１辺及び第２辺と、対向する第３辺及び第４辺と、を有する矩形であり、
前記内部接続用パッドは、前記第１辺に沿って配置され、
前記高さ合わせ用パッドは、前記第２辺に沿って配置され、さらに前記第２辺と前記第３辺とを接続する角部、及び前記第２辺と前記第４辺とを接続する角部に延伸するように１つ配置されている、請求項１に記載の電気音響変換装置。
【請求項５】
前記基板の上面の、平面視で前記固定部の外側に位置する領域に、第１位置合わせ用パッドが複数個配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気音響変換装置。
【請求項６】
前記第１位置合わせ用パッドは、
前記基板の各々の辺の両端部に沿って１つずつ配置されている、請求項５に記載の電気音響変換装置。
【請求項７】
前記基板の上面の、平面視で前記固定部の外側に位置する領域に、第２位置合わせ用パッドが複数個配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気音響変換装置。
【請求項８】
前記第２位置合わせ用パッドは、
基板の対向する１組の辺に沿って１つずつ配置されている、請求項７に記載の電気音響変換装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に配置されるＭＥＭＳデバイスと、
前記ＭＥＭＳデバイス上に配置されるメンブレンと、を有し、
前記ＭＥＭＳデバイスは、枠状の固定部、平面視で前記固定部の内側に配置される可動部、前記固定部と前記可動部とを各々の上面よりも下面に近い位置で接続する捻じれ梁及び駆動梁、並びに前記駆動梁の下面に配置される駆動源、を有し、
平面視で、前記固定部は矩形の枠状であり、
前記固定部の１辺に沿う部分の幅は、他の３辺に沿う部分の幅よりも広く、前記固定部の外縁の中心と前記可動部の中心とが一致しない、電気音響変換装置。
【請求項１０】
前記固定部の前記１辺に沿う部分の下面に、１対の導通用パッドが配置されている、請求項９に記載の電気音響変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気音響変換装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）における微細加工技術によって作製されたＭＥＭＳデバイスが開発されている。ＭＥＭＳデバイスは、半導体プロセスにより製造されることから、ばらつきが少なく、小型、薄型、軽量、低消費電力、良好な周波数特性等の多くの特長がある。ＭＥＭＳデバイスは、固定部と可動部を有し、可動部を駆動することにより、例えば、イヤホンやマイク等の電気音響変換装置に用いることができる（例えば、特許文献１参照）。電気音響変換装置では、ＭＥＭＳデバイスを周辺部品に精度よく組み付ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許明細書第９９８００５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、ＭＥＭＳデバイスと周辺部品との組み付け精度を向上した電気音響変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施形態に係る電気音響変換装置は、基板と、前記基板上に配置されるＭＥＭＳデバイスと、前記ＭＥＭＳデバイス上に配置されるメンブレンと、を有し、前記ＭＥＭＳデバイスは、枠状の固定部、平面視で前記固定部の内側に配置される可動部、前記固定部と前記可動部とを各々の上面よりも下面に近い位置で接続する捻じれ梁及び駆動梁、並びに前記駆動梁の下面に配置される駆動源、を有し、前記基板の上面の、平面視で前記固定部と重なる領域に、前記駆動源に供給する信号の経路となる１対の内部接続用パッドと、高さ合わせ用パッドと、が配置され、前記基板の上面に、前記内部接続用パッド及び前記高さ合わせ用パッドを挟んで、前記固定部の下面が接合されている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ＭＥＭＳデバイスと周辺部品との組み付け精度を向上した電気音響変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する上面側斜視図である。
第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する下面側斜視図である。
第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する上面図である。
第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する下面図である。
第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する断面図である。
ＭＥＭＳデバイス２０における応力の低減について説明する図（その１）である。
図６に示す構造の効果を示す図である。
ＭＥＭＳデバイス２０における応力の低減について説明する図（その２）である。
ＭＥＭＳデバイス２０における応力の低減について説明する図（その３）である。
ＭＥＭＳデバイス２０における応力の低減について説明する図（その４）である。
ＭＥＭＳデバイス２０における共振周波数のシミュレーション結果である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置を例示する上面側斜視図である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置を例示する下面側斜視図である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置を例示する断面図である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置を例示する上面側分解斜視図である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置を例示する下面側分解斜視図である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置の製造方法について説明する図（その１）である。
第１実施形態に係る電気音響変換装置の製造方法について説明する図（その２）である。
第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する上面図である。
ＭＥＭＳデバイス２０ＡとＭＥＭＳデバイス２０との比較結果を示す図である。
第３実施形態に係る電気音響変換装置を例示する上面側分解斜視図である。
ＭＥＭＳデバイス及びメンブレンにおける共振周波数のシミュレーション結果である。
捻じれ梁及び駆動梁の厚さを変えたときの共振周波数のシミュレーション結果である。
第４実施形態に係る電気音響変換装置を例示する上面側分解斜視図である。
第４実施形態に係る電気音響変換装置を構成する基板を例示する上面図である。
基板上にＭＥＭＳデバイスを配置する工程を示す上面図である。
基板上にＭＥＭＳデバイスを配置する工程を示す断面図である。
第４実施形態の変形例１に係る電気音響変換装置を構成する基板を例示する上面図である。
第４実施形態の変形例２に係る電気音響変換装置を構成する基板を例示する上面図である。
第４実施形態の変形例３に係る電気音響変換装置を構成する基板を例示する上面図である。
基板上にＭＥＭＳデバイスを位置合わせした様子を示す上面図である。
第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおける配線を例示する下面図である。
ＭＥＭＳデバイスの可動部を可動させたときの応力分布のシミュレーション結果である。
第５実施形態の変形例１に係るＭＥＭＳデバイスにおける配線を例示する下面図である。
第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおける金属膜を例示する下面図である。
ＭＥＭＳデバイス２０Ｃを用いた電気音響変換装置１Ｃの下面図である。
可動部の変位の測定フローである。
第６実施形態の変形例１に係るＭＥＭＳデバイスにおける金属膜を例示する下面図である。
第６実施形態の変形例２に係るＭＥＭＳデバイスにおける金属膜を例示する下面図である。
第７実施形態に係る電気音響変換装置を例示する断面図である。
メンブレン３０Ｄを例示する上面図である。
第７実施形態の変形例１に係る電気音響変換装置を例示する部分断面図である。
第７実施形態の変形例２に係る電気音響変換装置を例示する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【０００９】
〈第１実施形態〉
（ＭＥＭＳデバイス）
図１は、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する上面側斜視図である。図２は、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する下面側斜視図である。図３は、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する上面図である。図４は、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する下面図である。図５は、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを例示する断面図であり、図１のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。
【００１０】
なお、各図面において、参考のためＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する直交座標を示す場合がある。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれにおいて、矢印の向く側を「＋側」、その反対側を「－側」と称する場合がある。また、各部材のＺ＋側の面を上面、Ｚ－側の面を下面と称する場合がある。ただし、これらは、実施形態に係るＭＥＭＳデバイス等の使用時における向きを制限するものではなく、実施形態に係るＭＥＭＳデバイス等の向きは任意である。また、対象物をＺ＋側からＺ－側に視る、又は対象物をＺ－側からＺ＋側に視ることを平面視と称する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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