JP5591632B2 - 振動膜に取付けられた質量体を有する圧電型マイクロスピーカ - Google Patents

Description

本発明は、圧電型マイクロスピーカに係り、さらに詳細には、振動膜に取り付けられた質量体を有する圧電型マイクロスピーカに関する。

個人的な音声通信及びデータ通信のための端末機の急速な発展に伴い、送受信可能なデータの量が持続的に増加している一方で、端末機は、小型化及び多機能化が基本的な趨勢になっている。

かような趨勢に対応し、最近になって、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）技術を利用した音響機器（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）関連の研究が進められてきた。特に、ＭＥＭＳ技術及び半導体技術を利用したマイクロスピーカの製作は、一括工程によって、小型化、低価格化などを可能にし、周辺回路との集積が容易であるという長所を有している。

かかるＭＥＭＳ技術を利用したマイクロスピーカは、静電型（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｔｙｐｅ）と、電磁気型（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｙｐｅ）と、圧電型（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｙｐｅ）とが主流をなしている。特に、圧電型マイクロスピーカは、静電型に比べて、低い電圧で駆動が可能であり、電磁気型に比べて、構造が単純であって薄型化に有利であるという長所を有している。

特開昭５７−１０７６９９号公報

本発明の目的は、振動膜に取り付けらされた質量体を有する圧電型マイクロスピーカを提供するところにある。

本発明の一側面によるマイクロスピーカは、厚み方向に貫通したキャビティを有する基板と、前記キャビティを覆うように、前記基板上に配されるものであり、前記キャビティに対応する領域に形成された振動膜を含むダイアフラムと、前記振動膜上に配され、前記振動膜を振動させる圧電駆動部と、前記キャビティ内に配され、前記振動膜の中心部に取り付けられた質量体と、を含む。

前記質量体は、柱状をなしており、その重心は、前記キャビティの中心線上に位置しうる。そして、前記質量体は、前記基板と同じ物質からなり、その長さは、前記基板の厚みと同じであるか、それよりも短くすることができる。また、前記質量体は、円柱状をなしており、その直径は、５０μｍ〜１，０００μｍでありうる。

前記圧電駆動部は、前記振動膜上に配された第１電極層と、前記第１電極層上に配された圧電層と、前記圧電層上に配された第２電極層と、を含むことができる。そして、前記ダイアフラム上には、前記第１電極層に連結される第１リード線と、前記第２電極層に連結される第２リード線とが形成され、前記第１リード線及び第２リード線それぞれの端部には、電極パッドが設けられうる。

前記ダイアフラムの振動膜は、前記キャビティの中心部に位置する第１領域に配された第１振動膜と、前記キャビティのエッジ部に位置する第２領域に配され、前記第１振動膜とは異なる物質からなる第２振動膜と、を含むことができる。この場合、前記圧電駆動部は、前記第１振動膜上に配され、前記質量体は、前記第１振動膜の中心部に取り付けられうる。

前記第２振動膜は、前記第１振動膜に比べて弾性係数が低い物質、例えば、ポリマー薄膜からなりうる。そして、前記第２振動膜は、前記第２領域、前記第２領域内側の前記圧電駆動部の上面、及び前記第２領域外側の前記ダイアフラムの上面に配されうる。

本発明のマイクロスピーカによれば、振動膜の中心部に取り付けられた質量体が振動膜全体の質量を増大させるので、振動膜の共振周波数が低くなり、低周波帯域での音圧を向上させることができる。

本発明の一実施形態による圧電型マイクロスピーカを示した平面図である。 図１のＳ１−Ｓ２線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図である。 図１のＳ３−Ｓ４線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図である。 本発明の他の実施形態による圧電型マイクロスピーカで、第２振動膜を除去した状態を示した平面図である。 図３のＳ１−Ｓ２線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図である。 図３のＳ３−Ｓ４線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図である。 図３に示された圧電型マイクロスピーカにおいて、質量体の質量増加による共振周波数の変化をシミュレーションした結果を示したグラフである。 図３に示された圧電型マイクロスピーカにおいて、質量体の直径による周波数１ＫＨｚでの音圧の変化をシミュレーションした結果を示したグラフである。 図１に示されたマイクロスピーカを製造する方法について段階別に説明するための図である。 図６Ａに後続する図である。 図６Ｂに後続する図である。 図６Ｃに示された質量体の長さを、基板の厚みより短く形成する方法を説明するための図である。 図７Ａに後続する図である。 図３に示されたマイクロスピーカを製造する方法について段階別に説明するための図である。 図８Ａに後続する図である。 図８Ｂに後続する図である。 図８Ｃに後続する図である。 図８Ｄに後続する図である。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の技術的思想による実施形態について詳細に説明する。しかし、以下に例示された実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明について、当該技術分野での当業者に十分に説明するために提供されるものである。以下の図面で同じ参照符号は、同じ構成要素を指し、図面上で各構成要素の大きさは、説明の明瞭性及び便宜性のために誇張されていることがある。

図１は、本発明の一実施形態による圧電型マイクロスピーカを示した平面図であり、図２Ａは、図１のＳ１−Ｓ２線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図であり、図２Ｂは、図１のＳ３−Ｓ４線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図である。

図１、図２Ａ、及び図２Ｂを共に参照すれば、一実施形態による圧電型マイクロスピーカは、キャビティ１１２を有する基板１１０と、前記キャビティ１１２を覆うように、前記基板１１０上に形成されたダイアフラム１２０と、前記ダイアフラム１２０上に形成された圧電駆動部（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ）１３０と、前記キャビティ１１２内に配された質量体（ｗｅｉｇｈｔ）１４０とを含む。

具体的には、前記基板１１０としては、微細加工性にすぐれるシリコンウェーハが使われうる。前記キャビティ１１２は、前記基板１１０の所定領域を厚み方向に貫通するように形成され、例えば、円筒状に形成されうる。

前記ダイアフラム１２０は、前記基板１１０の一側表面に所定厚みに形成されうる。前記ダイアフラム１２０は、前記キャビティ１１２に対応する領域に形成された振動膜１２１を含む。すなわち、前記ダイアフラム１２０のうち、前記キャビティ１１２を覆う部分は、振動膜１２１としての役割を担うのである。前記ダイアフラム１２０は、シリコン窒化物のような絶縁物質、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４からなり、このため、前記振動膜１２１も、これと同じ物質からなりうる。

前記圧電駆動部１３０は、前記振動膜１２１を振動させる役割を担うものであり、前記振動膜１２１上に順次積層された第１電極層１３２、圧電層１３４、及び第２電極層１３６を含むことができる。前記第１電極層１３２と第２電極層１３６は、導電性金属物質からなり、前記圧電層１３４は、圧電物質、例えば、ＡｌＮ、ＺｎＯまたはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなりうる。

前記ダイアフラム１２０上には、前記圧電駆動部１３０の第１電極層１３２に連結される第１リード線１３２ａと、第２電極層１３６に連結される第２リード線１３６ａとを形成することができる。前記第１リード線１３２ａと第２リード線１３６ａは、前記圧電駆動部１３０の中心を基準に、互いに反対側に配されうる。そして、前記第１リード線１３２ａの端部には、第１電極パッド１３２ｂが設けられ、第２リード線１３６ａの端部には、第２電極パッド１３６ｂが設けられうる。

前記質量体１４０は、前記キャビティ１１２内に配され、前記振動膜１２１の底面中心部に取り付けられる。前記質量体１４０は、多様な形状、例えば、柱状を有することができ、その重心が、前記キャビティ１１２の中心線Ｃ上に位置しうる。例えば、前記質量体１４０は、円柱状を有することができる。前記質量体１４０は、前記基板１１０と同じ物質からなり、その長さは、前記基板１１０の厚みと同じであるか、それよりも短くすることもできる。例えば、前記基板１１０の厚みは、ほぼ５００μｍであって、その場合、前記質量体１４０の長さは、ほぼ２５０μｍ〜５００μｍほどでありうる。

前記質量体１４０は、圧電駆動部１３０の変形による振動変位が最も大きい振動膜１２１の中心部に取り付けられ、振動膜１２１の全体質量を増大させる役割を担う。これによって、振動膜１２１の共振周波数が低くなり、低周波帯域での音圧が向上しうる。そして、前記質量体１４０の直径を小さくするならば、例えば、直径を５０μｍ〜１，０００μｍほどにすれば、質量体１４０と振動膜１２１との接触面積が小さくなる。従って、前記質量体１４０が圧電駆動部１３０の変形にほとんど影響を及ぼさず、振動膜１２１の振動が妨害されない。これについては、後ほど図５Ａと図５Ｂとを参照しつつ、再び説明する。

図３は、本発明の他の実施形態による圧電型マイクロスピーカで、第２振動膜を除去した状態を示した平面図であり、図４Ａは、図３のＳ１−Ｓ２線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図であり、図４Ｂは、図３のＳ３−Ｓ４線に沿って切り取った圧電型マイクロスピーカの断面図である。

図３、図４Ａ、及び図４Ｂを共に参照すれば、他の実施形態による圧電型マイクロスピーカにおいて、キャビティ２１２を覆うように、基板２１０上に形成されたダイアフラム２２０は、前記キャビティ２１２に対応する領域に形成された振動膜２２１，２２２を有するが、前記振動膜２２１，２２２は、互いに異なる物質からなる第１振動膜２２１と第２振動膜２２２とを含む。そして、前記第１振動膜２２１上に、圧電駆動部２３０が形成され、前記第１振動膜２２１の中心部底面に、質量体２４０が取り付けられる。

具体的には、前記ダイアフラム２２０は、前記基板２１０の一側表面に、所定厚みに形成されうる。前記第１振動膜２２１は、前記キャビティ２１２の中心部に位置する前記ダイアフラム２２０の第１領域Ａ１に形成され、前記第２振動膜２２２は、前記キャビティ２１２のエッジ部に位置する前記ダイアフラム２２０の第２領域Ａ２に形成される。すなわち、前記第２振動膜２２２は、前記第１振動膜２２１の外側から前記第１振動膜２２１を取り囲む形状に形成される。そして、前記第２振動膜２２２は、基板２１０上に位置したダイアフラム２２０と第１振動膜２２１との間に配され、それらを互いに連結することによって、第１振動膜２２１と、その上に形成される圧電駆動部２３０とを、基板２１０に対して支持する役割を担うのである。一方、前記第２振動膜２２２は、前記第２領域Ａ２だけではなく、第２領域Ａ２内側の圧電駆動部２３０の上面、並びに第２領域Ａ２外側のダイアフラム２２０の上面まで延長して形成されうる。その場合、後述する第１電極パッド２３２ｂと第２電極パッド２３６ｂとを外部に露出させるために、前記第２振動膜２２２には、開口２２８が形成されうる。

前記第１振動膜２２１と第２振動膜２２２は、互いに異なる物質からなりうる。前記第２振動膜２２２は、第１振動膜２２１に比べて、容易に変形されうるように、弾性係数が低いソフトな物質からなりうる。前記第１振動膜２２１は、ほぼ５０ＧＰａ〜５００ＧＰａほどの弾性係数を有する物質、例えば、前述のようにシリコン窒化物からなり、第２振動膜２２２は、ほぼ１００ＭＰａ〜５ＧＰａほどの弾性係数を有する物質、例えば、ポリマー薄膜からなりうる。

前記圧電駆動部２３０は、前記第１振動膜２２１上に順次積層された第１電極層２３２、圧電層２３４、及び第２電極層２３６を含むことができる。前記第１電極層２３２と第２電極層２３６は、導電性金属物質からなり、前記圧電層２３４は、圧電物質、例えば、ＡｌＮ、ＺｎＯまたはＰＺＴからなりうる。

前記ダイアフラム２２０上には、前記圧電駆動部２３０の第１電極層２３２に連結される第１リード線２３２ａと、第２電極層２３６に連結される第２リード線２３６ａとを形成することができる。前記第１リード線２３２ａと第２リード線２３６ａは、前記圧電駆動部２３０の中心を基準に、互いに反対側に配されうる。そして、前記第１リード線２３２ａの端部には、第１電極パッド２３２ｂが設けられ、第２リード線２３６ａの端部には、第２電極パッド２３６ｂが設けられうる。そして、前記第２領域Ａ２には、前記第１リード線２３２ａと第２リード線２３６ａとを支持する支持部２２６を形成することができる。前記支持部２２６は、前記第１振動膜２２１と同じ物質からなり、前記第２領域Ａ２を横切って、第１振動膜２２１と、基板２１０上に位置したダイアフラム２２０とを連結するように形成されうる。前述のように、前記第２振動膜２２２が、基板２１０上に位置したダイアフラム２２０と第１振動膜２２１とを連結することになるが、前記第１リード線２３２ａと第２リード線２３６ａとが形成された部分に限っては、前記支持部２２６が、基板２１０上に位置したダイアフラム２２０と第１振動膜２２１とを連結する。

前記質量体２４０は、前記キャビティ２１２内に配され、前記第１振動膜２２１の底面中心部に取り付けられる。前記質量体２４０は、図１ないし図２Ｂに示された質量体１４０と同一であるので、これについての詳細な説明は、重複を避けるために省略する。

前記の通り、図３ないし図４Ｂに示された実施形態でも、第１振動膜２２１の中心部底面に質量体２４０が取り付けられるので、図１ないし図２Ｂに示された実施形態と同じ効果を得ることができる。そして、キャビティ２１２のエッジ部に位置するダイアフラム２２０の第２領域Ａ２に、相対的に低い弾性係数を有するソフトな物質からなる第２振動膜２２２が配されることによって、全体ダイアフラム２２０の構造的剛性が低くなり、その変形量も増加し、音響出力が向上しうる。

図５Ａは、図３に示された圧電型マイクロスピーカにおいて、質量体の質量増加による共振周波数の変化をシミュレーションした結果を示したグラフであり、図５Ｂは、図３に示された圧電型マイクロスピーカにおいて、質量体の直径による周波数１ＫＨｚでの音圧の変化をシミュレーションした結果を示したグラフである。

図５Ａを参照すれば、質量体の質量が増加するにつれて、共振周波数が低くなる。このように、共振周波数が低くなれば、共振周波数より低い低周波帯域での音圧が増大することになる。そして、図５Ｂを参照すれば、共振周波数が１ＫＨｚ以上であるとき、質量体の直径がほぼ１，０００μｍ以上である場合には、質量体の直径が増大するほど、１ＫＨｚでの音圧がだんだんと低下する。しかし、質量体の直径がほぼ１，０００μｍ以下である場合には、質量体がない場合に比べて、１ＫＨｚでの音圧が高くなる。一方、質量体の直径が小さくなり過ぎると、例えば、５０μｍより小さくなると、質量体の質量も小さくなり過ぎるので、共振周波数の低下効果を期待できなくなる。従って、前記シミュレーション結果から、質量体の直径は、ほぼ５０μｍ〜１，０００μｍが適当であると判断される。

以下、前記構成を有する圧電型マイクロスピーカの製造方法について、段階別に説明する。

図６Ａないし図６Ｃは、図１に示されたマイクロスピーカを製造する方法について、段階別に説明するための図である。以下の図面は、図１のＳ３−Ｓ４線に沿って切り取った断面図である。

まず、図６Ａを参照すれば、基板１１０を準備するが、前記基板１１０としては、微細加工性にすぐれるシリコンウェーハを使用できる。次に、前記基板１１０の一側表面上に、ダイアフラム１２０を所定の厚みに形成する。具体的には、前記ダイアフラム１２０は、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を利用し、シリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）のような絶縁物質、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４を基板１１０の一側表面上に、０．５〜３μｍ厚に蒸着することにより、形成することができる。前記ダイアフラム１２０のうち、後述する図６Ｃに示された段階で形成されるキャビティ１１２を覆う部分は、振動膜１２１としての役割を担うことになる。

次に、図６Ｂに示されているように、前記ダイアフラム１２０の振動膜１２１上に、圧電駆動部１３０を形成する。前記圧電駆動部１３０は、前記振動膜１２１上に、第１電極層１３２、圧電層１３４、及び第２電極層１３６を順次積層することによって形成されうる。具体的には、前記第１電極層１３２は、導電性金属物質、例えば、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、またはＰｔなどをスパッタリングやエバポレーション（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を利用し、前記振動膜１２１上に、０．１μｍ〜３μｍほどの厚みに蒸着した後、エッチングによって所定の形状にパターニングすることによって形成することができる。このとき、前記第１電極層１３２は、単層または多層の金属膜からなりうる。そして、前記第１電極層１３２の形成と同時に、前記ダイアフラム１２０上に、前記第１電極層１３２に連結される第１リード線１３２ａと、前記第１リード線１３２ａの端部に連結される第１電極パッド１３２ｂとを形成することができる。そして、前記圧電層１３４は、圧電物質、例えば、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＰＺＴ、ＰｂＴｉＯ_３、またはランタン添加チタン酸鉛（ＰＬＴ）などを、スパッタリングまたはスピンコーティング法を使用し、第１電極層１３２上に０．１μｍ〜３μｍほどの厚みに形成されうる。このとき、前記圧電層１３４は、前記第１電極層１３２と、後述する第２電極層１３６との絶縁のために、前記第１電極層１３２を覆うように、第１電極層１３２より若干広く形成されうる。前記第２電極層１３６は、前記の第１電極層１３２の形成方法と同じ方法で、前記圧電層１３４上に形成されうる。このとき、前記第２電極層１３６の形成と同時に、前記ダイアフラム１２０上に、前記第２電極層１３６に連結される第２リード線１３６ａと、前記第２リード線１３６ａの端部に連結される第２電極パッド１３６ｂとを形成することができる。そして、前記第２リード線１３６ａは、前記圧電駆動部１３０の中心を基準に、前記第１リード線１３２ａの反対側に配されうる。

次に、図６Ｃに示されているように、前記基板１１０の他側表面を、前記振動膜１２１が露出されるまでエッチングし、前記基板１１０を厚み方向に貫通するキャビティ１１２を形成する。このとき、前記キャビティ１１２の中心部に該当する部分は、エッチングマスクを使用し、エッチングされないようにする。それにより、前記振動膜１２１の底面中心部に取り付けられた柱状の質量体１４０が、前記キャビティ１１２内に残存する。このように形成される質量体１４０は、基板１１０と同じ物質からなることになるので、前記基板１１０の厚みと同じ長さ、例えば、ほぼ５００μｍほどの長さを有することになる。そして、前記質量体１４０は、円柱状を有することができ、その重心が、キャビティ１１２の中心線Ｃ上に位置しうる。

一方、前記質量体１４０は、前記基板１１０の厚みより短い長さを有するように形成されうる。図７Ａ及び図７Ｂには、図６Ｃに示された質量体１４０の長さを、基板１１０の厚みより短く形成する方法が示されている。

まず、図７Ａに示されているように、基板１１０の底面のうち、キャビティ１１２が形成される部分を除外した部分に、第１エッチングマスクＭ１を形成した後、基板１１０をエッチングし、キャビティ１１２を所定の深さほど形成する。

次に、前記キャビティ１１２の底面のうち、質量体１４０が形成される部分に、第２エッチングマスクＭ２を形成した後、振動膜１２１が露出されるまで、基板１１０をさらにエッチングする。それにより、キャビティ１１２の内部に、基板１１０の厚みより短い長さ、例えば、ほぼ２５０μｍほどの長さを有する質量体１４０を形成することができる。

図８Ａないし図８Ｅは、図３に示されたマイクロスピーカを製造する方法について、段階別に説明するための図である。以下の図面は、図３のＳ１−Ｓ４線に沿って切り取った断面図である。

まず、図８Ａを参照すれば、基板２１０として、例えば、微細加工性にすぐれるシリコンウェーハを準備する。次に、前記基板２１０の一側表面上に、ダイアフラム２２０を所定の厚みに形成する。前記ダイアフラム２２０の具体的形成方法は、図６Ａに示されたダイアフラム１２０の形成方法と同一である。

次に、図８Ｂに示されているように、前記ダイアフラム２２０をエッチングし、後述する図８Ｅの段階で形成されるキャビティ２１２のエッジ部に位置する第２領域Ａ２に、トレンチ２２４を形成する。それにより、前記キャビティ２１２の中心部に位置する第１領域Ａ１には、前記トレンチ２２４によって囲まれた第１振動膜２２１が定義される。このとき、前記第２領域Ａ２のうち、後述する図８Ｃの段階で、第１リード線２３２ａと第２リード線２３６ａとが形成される部位には、トレンチ２２４が形成されずに、前記第１リード線２３２ａと第２リード線２３６ａとを支持する支持部２２６が残存しうる。

次に、図８Ｃに示されているように、前記第１振動膜２２１上に、圧電駆動部２３０を形成する。前記圧電駆動部２３０は、前記第１振動膜２２１上に、第１電極層２３２、圧電層２３４、及び第２電極層２３６を順次積層することによって形成されうる。前記圧電駆動部２３０の具体的形成方法は、図６Ｂに示された圧電駆動部１３０の形成方法と同一であるので、これについての詳細な説明は、反復を避けるために省略する。

そして、前記第１電極層２３２の形成と同時に、前記ダイアフラム２２０上に、前記第１電極層２３２に連結される第１リード線２３２ａと、前記第１リード線２３２ａの端部に連結される第１電極パッド２３２ｂとを形成でき、前記第２電極層２３６の形成と同時に、前記ダイアフラム２２０上に、前記第２電極層２３６に連結される第２リード線２３６ａと、前記第２リード線２３６ａの端部に連結される第２電極パッド２３６ｂとを形成することができる。このとき、前記第１リード線２３２ａと第２リード線２３６ａは、前記の通り、支持部２２６の表面上に形成されうる。

次に、図８Ｄを参照すれば、前記圧電駆動部２３０を形成した後、前記トレンチ２２４内に、前記第１振動膜２２１とは異なる物質からなる第２振動膜２２２を形成する。前記第２振動膜２２２は、第１振動膜２２１に比べて容易に変形できるように、弾性係数が低いソフトな物質からなりうる。具体的には、前記第１振動膜２２１は、例えば、前述のようにシリコン窒化物からなり、第２振動膜２２２は、例えば、０．５〜１０μｍ厚に蒸着されたポリマー薄膜からなりうる。

このとき、前記第２振動膜２２２は、前記第２領域Ａ２だけではなく、第２領域Ａ２内側の圧電駆動部２３０の上面、並びに第２領域Ａ２外側の前記ダイアフラム２２０の上面まで延長して形成されうる。その場合、前記第１電極パッド２３２ｂと第２電極パッド２３６ｂとを外部に露出させるために、前記第２振動膜２２２には、開口２２８が形成されうる。

次に、図８Ｅに示されているように、前記基板２１０の他側表面を、前記第１振動膜２２１と第２振動膜２２２とが露出されるまでエッチングし、前記基板２１０を厚み方向に貫通するキャビティ２１２を形成する。このとき、前記キャビティ２１２の中心部に該当する部分は、エッチングマスクを使用し、エッチングされないようにする。それにより、前記第１振動膜２２１の底面中心部に取り付けられた柱状の質量体２４０が、前記キャビティ２１２内に残存する。

前記質量体２４０は、図６Ｃに示された質量体１４０と同一であるので、これに係わる詳細な説明は、重複を避けるために省略する。また、前記質量体２４０は、図７Ａ及び図７Ｂに示されているように、基板２１０の厚みより短い長さを有するように形成されもする。

これによって、キャビティ２１２の中心部に位置する第１領域Ａ１に、第１振動膜２２１が配され、キャビティ２１２のエッジ部に位置する第２領域Ａ２に、ソフトな物質からなる第２振動膜２２２が配され、前記第１振動膜２２１の底面中心部に、質量体２４０が取付けられた構造を有する圧電型マイクロスピーカが完成する。

以上、本発明の理解を助けるために、図面に示された実施形態を基準として、本発明について説明した。しかし、かような実施形態は、例示的なものに過ぎず、当分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決まるものである。

１１０，２１０ 基板、
１１２，２１２ キャビティ、
１２０，２２０ ダイアフラム、
１２１ 振動膜、
１３０，２３０ 圧電駆動部、
１３２，２３２ 第１電極層、
１３２ａ，２３２ａ 第１リード線、
１３２ｂ，２３２ｂ 第１電極パッド、
１３４，２３４ 圧電層、
１３６，２３６ 第２電極層、
１３６ａ，２３６ａ 第２リード線、
１３６ｂ，２３６ｂ 第２電極パッド、
１４０，２４０ 質量体、
２２１ 第１振動膜、
２２２ 第２振動膜、
２２４ トレンチ、
２２６ 支持部、
２２８ 開口。

Claims (9)

1. 厚み方向に貫通したキャビティを有する基板と、
   前記キャビティを覆うように、前記基板上に配されるものであり、前記キャビティに対応する領域に形成された振動膜を含むダイアフラムと、
   前記振動膜上に配され、前記振動膜を振動させる圧電駆動部と、
   前記キャビティ内に配され、前記振動膜の中心部に取り付けられた質量体と、を具備し、
   前記ダイアフラムの振動膜は、前記キャビティの中心部に位置する第１領域に配された第１振動膜と、前記キャビティのエッジ部に位置する第２領域に配され、前記第１振動膜とは異なる物質からなる第２振動膜と、を含み、
   前記圧電駆動部は、前記第１振動膜上に配され、前記質量体は、前記第１振動膜の中心部に取り付けられる、マイクロスピーカ。
2. 前記質量体は、柱状をなしており、その重心は、前記キャビティの中心線上に位置することを特徴とする請求項１に記載のマイクロスピーカ。
3. 前記質量体は、前記基板と同じ物質からなり、その長さは、前記基板の厚みと同じであるか、前記基板の厚みよりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロスピーカ。
4. 前記質量体は、円柱状をなしており、その直径は、５０μｍ〜１，０００μｍであることを特徴とする請求項２または３に記載のマイクロスピーカ。
5. 前記圧電駆動部は、前記振動膜上に配された第１電極層と、前記第１電極層上に配された圧電層と、前記圧電層上に配された第２電極層と、を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロスピーカ。
6. 前記ダイアフラム上には、前記第１電極層に連結される第１リード線と、前記第２電極層に連結される第２リード線と、が形成され、前記第１リード線及び第２リード線それぞれの端部には、電極パッドが設けられたことを特徴とする請求項５に記載のマイクロスピーカ。
7. 前記第２振動膜は、前記第１振動膜に比べて弾性係数が低い物質からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロスピーカ。
8. 前記第２振動膜は、ポリマー薄膜からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロスピーカ。
9. 前記第２振動膜は、前記第２領域、前記第２領域内側の前記圧電駆動部の上面、及び前記第２領域外側の前記ダイアフラムの上面に配されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロスピーカ。

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