CN102264021A - 一种mems麦克风芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MEMS麦克风芯片，包括中部设置有孔洞的基底、振膜以及与所述振膜相对设置的固定极板，所述振膜被悬空设置的悬梁结构支撑，所述悬梁结构上设置有加强结构；这种设计的MEMS麦克风芯片，其振膜应力小、灵敏度高，并且产品可靠性好、不会因外力作用而导致振膜的支撑部分损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种MEMS麦克风芯片。
背景技术
随着手机、笔记本、助听器等电子产品对内部零件的尺寸要求越来越小、性能要求越来越高，大量尺寸较小、品质较好的MEMS麦克风被应用。MEMS麦克风的关键零部件为其内部的MEMS麦克风芯片，MEMS麦克风芯片的结构一般包括中部设置有孔洞的基底、振膜以及与振膜相对设置的固定极板，例如专利申请号为CN200920109776.1的中国专利体现了一种MEMS麦克风芯片结构。对于MEMS麦克风芯片，为了达到较好的灵敏度，一般会将支撑振膜的部分设置成悬梁结构，可以使得膜片在振动中取得较好的顺性，从而取得较高的灵敏度，并且振膜上的电极通过悬梁导出。然而，这种悬梁结构支撑膜片时，非常容易受到外力的冲击而造成悬梁断裂，显然这将导致MEMS麦克风芯片失效。
所以，需要设计一种可以达到更高的灵敏度、产品可靠性好的新结构MEMS麦克风芯片。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以达到更高的灵敏度、产品可靠性好的新结构MEMS麦克风芯片。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种MEMS麦克风芯片，包括中部设置有孔洞的基底、振膜以及与所述振膜相对设置的固定极板，其特征在于，所述振膜被悬空设置的悬梁结构支撑，所述悬梁结构上设置有加强结构。
本技术方案的改进在于，所述加强结构为多个条状加强筋。
本技术方案的改进在于，所述加强结构为多个条状金属层。
本技术方案的改进在于，所述加强结构为与所述振膜同种材质的条状凸起。
本技术方案的改进在于，所述振膜通过所述加强结构连接到所述悬梁结构一端设置的金属焊点。
本技术方案的改进在于，所述加强结构与所述金属焊点为同种材料。
本技术方案的改进在于，所述加强结构均匀分布于所述悬梁结构上。
本技术方案的改进在于，所述加强结构贯穿分布于所述悬梁结构和所述振膜主体上。
由于采用了上述技术方案，一种MEMS麦克风芯片，包括中部设置有孔洞的基底、振膜以及与所述振膜相对设置的固定极板，所述振膜被悬空设置的悬梁结构支撑，所述悬梁结构上设置有加强结构；这种设计的MEMS麦克风芯片，其振膜应力小、灵敏度高，并且产品可靠性好、不会因外力作用而导致振膜的支撑部分损坏。
附图说明
图1是本发明实施例一的俯视图。
图2是本发明实施例一的仰视图。
图3是图1的A-A向剖面示意图。
图４是本发明实施例二振膜结构示意图。
图5是本发明实施例三振膜结构示意图。
具体实施方式
实施案例一、
如图1表示了本实施例的俯视图，主要展示了MEMS麦克风芯片的振膜结构；如图2表示了本实施例的仰视图，主要展示了MEMS麦克风芯片的基底和极板结构；图3是图1的A-A向剖面示意图，主要展示了MEMS麦克风芯片各层结构分布。一种MEMS麦克风芯片，包括方形的基底1，基底1为单晶硅材料制作，其中心部设置有圆柱形的贯穿孔1a；基底1上方设置有阻挡层2，阻挡层2为氧化硅材料制作，阻挡层2和贯穿孔1a对应的位置也设置有形状和贯穿孔1a一致的贯穿孔2a；阻挡层2上方设置有近似方形的背极板3，背极板3为多晶硅材料制作，如图1、3所示，背极板3的外部有一个连接点3b，背极板3通过一个狭窄的连接筋3a和连接点3b连接，连接点3b上设置有用于连接外部电路的金属焊点3c，背极板3上还设置有多个用于透气的小孔3d；背极板层3上方设置有绝缘的隔离层4，隔离层4为氧化硅材料制作，在本实施例中，隔离层4为几个支撑支柱的形状；隔离层4上方设置有近似方形的振膜5，振膜5为多晶硅材料制作，如图1所示，振膜5的外部有多个连接点5b，连接点5b设置在隔离层4的上端，振膜5通过多个狭窄、悬空的悬梁结构5a和连接点5b连接，连接点5b上设置有用于连接外部电路的金属焊点5c，振膜5通过多个悬空的悬梁结构5a支撑在隔离层4上，悬梁结构5a呈螺旋状分布在振膜5的的四个边上；在悬梁结构5a上，还设置有加强结构5d；在本实施案例中，加强结构5d为多个条状的加强筋，加强筋5d为和金属焊点5c相同材质的金属层，并且加强筋5d和金属焊点5c相互连通结合。
依靠这种结构，在MEMS麦克风芯片在收到外力作用较大时，加强筋5d可以有效地保证连接点5b与振膜5之间的悬梁结构5a稳定，不会造成断裂，并且这种结构的振膜在振动中的灵敏度也同时得以保证。
在本实施例中，加强筋5d和金属焊点5c相互连通结合，可以保证悬梁结构5a更加稳定，并且加强筋5d还可以起到导电连通的作用。
在本实施例中，加强筋5d采用和金属焊点5c相同的材质制作，从而二者可以采用相同工艺制作，不会增加产品生产成本。
在本实施例中，加强筋5d设置于悬梁结构5a一个表面，同样可以设置于两个表面或者是嵌入悬梁结构5a内部，都可以起到较好的加强效果。
实施案例二、
如图4表示了本实施例的振膜结构示意图，主要展示了MEMS麦克风芯片的振膜结构。近似方形的振膜5为多晶硅材料制作，振膜5的四个角部设置有连接点5b，振膜5通过多个T形结构、悬空的悬梁结构5a和连接点5b连接，连接点5b上设置有用于连接外部电路的金属焊点5c；在悬梁结构5a上，还设置有环形的加强筋5d，在本实施案例中，加强筋5d为和振膜5相同材质的多晶硅材料制作的条状凸起，并且加强筋5d和金属焊点5c相互连通结合。这种环形的加强筋5d为和振膜5相同材质的多晶硅材料制作，可以采用同一种工艺制作，结构简单，生产成本低廉。
实施案例三、
如图5表示了本实施例的振膜结构示意图，主要展示了MEMS麦克风芯片的振膜结构。与实施案例二不同的是，在本实施案例中，加强筋5d贯穿分布于悬梁结构5a和振膜5主体上，这种结构可以取得更好的效果。
在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种MEMS麦克风芯片，包括中部设置有孔洞的基底、振膜以及与所述振膜相对设置的固定极板，其特征在于，所述振膜被悬空设置的悬梁结构支撑，所述悬梁结构上设置有加强结构。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强结构为多个条状加强筋。
3.如权利要求2所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强结构为多个条状金属层。
4.如权利要求2所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强结构为与所述振膜同种材质的条状凸起。
5.如权利要求2所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述振膜通过所述加强结构连接到所述悬梁结构一端设置的金属焊点。
6.如权利要求5所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强结构与所述金属焊点为同种材料。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强结构均匀分布于所述悬梁结构上。
8.如权利要求1-6任一权利要求所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强结构贯穿分布于所述悬梁结构和所述振膜主体上。
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2010
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