CN109195075B - 一种麦克风振膜及麦克风 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种麦克风振膜及麦克风。该麦克风振膜包括：圆形膜片以及设置于所述圆形膜片边缘区域的多个缓冲结构，多个所述缓冲结构沿所述圆形膜片的圆周均匀分布；所述缓冲结构包括圆心位于所述圆形膜片的边界的第一圆弧形沟槽，以及与所述圆形膜片同心的第二圆弧形沟槽；所述第一圆弧形沟槽和所述第二圆弧形沟槽的深度小于所述圆形膜片的厚度。本发明实施例的方案可以缓冲麦克风振膜制备过程中的机械应力，提升麦克风振膜的灵敏度，从而提升麦克风的产品性能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及麦克风振膜技术，尤其涉及一种麦克风振膜及麦克风。
背景技术
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多。人们对通话质量的要求越来越高。目前应用较多的是微机电***麦克风(micro electro mechanical systemmicrophone，MEMS)。
硅MEMS麦克风采用电容式的原理，由一个MEMS振膜和麦克风中的背板形成电容结构。当MEMS振膜感受到外部的音频声压信号后，MEMS振膜与背板之间的距离改变，电容改变，通过测量该电容变化确定音频声压信号。
现有技术中，硅MEMS麦克风的振膜一般采用多晶硅薄膜，在制备过程中不可避免存在机械应力，影响MEMS麦克风的产品性能。
发明内容
本发明提供一种麦克风振膜及麦克风，以缓冲麦克风制备过程中的机械应力，提升麦克风振膜的灵敏度，从而提升麦克风的产品性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种麦克风振膜，该麦克风振膜包括：
圆形膜片以及设置于所述圆形膜片边缘区域的多个缓冲结构，多个所述缓冲结构沿所述圆形膜片的圆周均匀分布；
所述缓冲结构包括圆心位于所述圆形膜片的边界的第一圆弧形沟槽，以及与所述圆形膜片同心的第二圆弧形沟槽；所述第一圆弧形沟槽和所述第二圆弧形沟槽的深度小于所述圆形膜片的厚度。
可选的，所述第一圆弧形沟槽与所述第二圆弧形沟槽相交，且所述第二圆弧形沟槽在所述第一圆弧形沟槽处截止。
可选的，所述缓冲结构包括多个同心设置的第一圆弧形沟槽，且沿所述圆形膜片的直径方向，多个所述同心设置的第一圆弧形沟槽的间距相等。
可选的，所述缓冲结构包括多个半径不同的第二圆弧形沟槽，且沿所述圆形膜片的直径方向，所述多个半径不同的第二圆弧形沟槽的间距相等。
可选的，所述第二圆弧形沟槽的最小半径大于或等于所述圆形振膜的半径的二分之一。
可选的，所述第一圆弧形沟槽的最大半径小于或等于所述圆形振膜的半径的二分之一。
可选的，所述圆形膜片的厚度为0.5微米-2微米。
可选的，所述第一圆弧形沟槽和所述第二圆弧形沟槽的深度为0.3微米-0.7微米。
第二方面，本发明实施例还提供了一种麦克风，该麦克风包括本发明任意实施例所述的麦克风振膜。
本发明实施提供的麦克风振膜通过在圆形膜片上设置缓冲结构，该缓冲结构的第一圆弧形沟槽可以对圆形膜片受到的轴向应力起到缓冲作用，同时可以增加了麦克风振膜的机械振动强度，提高麦克风振膜的灵敏度，第二圆弧形沟槽可以对圆形膜片受到的径向应力起到缓冲作用，避免工艺制造过程中热应力使圆形膜片产生挤压形变，提高了产品的加工良率及产品性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种麦克风振膜的示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种麦克风振膜的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本实施例提供了一种麦克风振膜，图1是本发明实施例提供的一种麦克风振膜的示意图，参考图1，该麦克风振膜包括：
圆形膜片10以及设置于圆形膜片10边缘区域的多个缓冲结构20，多个缓冲结构20沿圆形膜片10的圆周均匀分布；
缓冲结构20包括圆心位于圆形膜片10的边界的第一圆弧形沟槽21，以及与圆形膜片10同心的第二圆弧形沟槽22，第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22的深度小于圆形膜片10的厚度。
其中，圆形膜片10包括中央区域11，中央区域11主要用于对音频声压信号产生响应，发生形变，中央区域11之外的区域即边缘区域，边缘区域上设置有缓冲结构，用于对圆形膜片10受到的机械应力进行缓冲。其中，边缘区域可以为圆形膜片10二分之一半径之外的区域，也可以根据需要设置其大小，本实施例并不做具体限定。多个缓冲结构20沿圆形膜片10的圆周均匀分布使得应力在圆形膜片10上均匀分布，避免某一处应力集中造成圆形膜片10破裂。
第一圆弧形沟槽21沿圆形膜片10的圆周均匀分布即相邻第一圆弧形沟槽21的圆心的连线为正多边形，示例性的可以为正方形。第一圆弧形沟槽21可以对振膜受到的轴向应力起到缓冲作用，同时可以增加振膜的机械振动强度，提高麦克风振膜的灵敏度。
第二圆弧形沟槽22与圆形膜片10同心，其可以为围绕圆心一周的圆形沟槽，也可以为多个圆弧段，当第二圆弧形沟槽22为多个圆弧段时，第二圆弧形沟槽22沿圆形膜片10的圆周均匀分布即同一半径的多个圆弧段的弧度相等，且多个圆弧段沿圆周方向的间距相等，使得相邻圆弧段的中点的连线组成正多边形。第二圆弧形沟槽22可以对振膜受到的径向应力起到缓冲作用，避免工艺制造过程中热应力使振膜产生挤压形变，提高了产品的加工良率及产品性能。
另外，第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22的深度小于圆形膜片10的厚度，保证了振膜的完整性，使得振膜在受到高气压冲击或跌落产生的剧烈振动时，可以通过圆形膜片10中央区域11的膜片带动缓冲结构20弹性形变运动，将应力释放到振膜的边缘固定区，降低了振膜破裂的可能性。其中，图1中并未示出振膜的边缘固定区，并非对本发明的限定，在实际应用中振膜还包括边缘固定区，用于将振膜固定到硅基上。
本实施例提供的麦克风振膜通过在圆形膜片上设置缓冲结构，该缓冲结构的第一圆弧形沟槽可以对圆形膜片受到的轴向应力起到缓冲作用，同时可以增加麦克风振膜的机械振动强度，提高麦克风振膜的灵敏度，第二圆弧形沟槽可以对圆形膜片受到的径向应力起到缓冲作用，避免工艺制造过程中热应力使圆形膜片产生挤压形变，提高了产品的加工良率及产品性能。
需要说明的是，本实施例对沿圆周方向第一圆弧形沟槽和第二圆弧形沟槽的个数并不做具体限定，可以根据需要设置。
可选的，参考图1，第一圆弧形沟槽21与第二圆弧形沟槽22相交，且第二圆弧形沟槽22在第一圆弧形沟槽21处截止。即沿圆形膜片10的圆周方向第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22交替设置，使得缓冲结构20占用的空间较小，在圆形膜片10的边缘区域可以设置更多的缓冲结构20，对应力起到更好的缓冲作用，且这样设置，沿同一圆周上第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22连为一体，可以同时对轴向应力和径向应力起到缓冲作用，更好的对振膜受到的机械应力进行缓冲。
图2是本发明实施例提供的另一种麦克风振膜的示意图，参考图2，缓冲结构20包括多个同心设置的第一圆弧形沟槽21，且沿圆形膜片10的直径方向，多个同心设置的第一圆弧形沟槽21的间距相等。
其中，多个同心设置的第一圆弧形沟槽21组成包络状弹簧结构，可以更好的对轴向应力起到缓冲作用，同时进一步增加了振膜的机械振动强度，提升振膜的灵敏度。另外通过设置多个同心设置的第一圆弧形沟槽21的间距相等，使得各第一圆弧形沟槽21受到的应力较为均匀，避免应力集中对第一圆弧形沟槽21产生破坏，影响产品性能。
可选的，参考图2，缓冲结构20包括多个半径不同的第二圆弧形沟槽22，且沿圆形膜片10的直径方向，多个半径不同的第二圆弧形沟槽22的间距相等。
其中，多个半径不同的第二圆弧形沟槽22组成弹簧结构，可以更好的对径向应力起到缓冲作用，进一步避免制造过程中热应力使振膜产生挤压形变，提高了产品的加工良率及产品性能。且通过设置多个半径不同的第二圆弧形沟槽22的间距相等，使得各第二圆弧形沟槽22受到的应力较为均匀，避免应力集中对第二圆弧形沟槽22产生破坏，影响产品性能。
可选的，第二圆弧形沟槽22的最小半径大于或等于圆形振膜10的半径的二分之一。这样设置，使得圆形振膜10的中央区域11较大，可以更好的响应对音频声压信号，提升检测灵敏度。
可选的，第一圆弧形沟槽21的最大半径小于或等于圆形振膜的半径的二分之一。这样设置，使得圆形振膜10的中央区域11较大，可以更好的响应对音频声压信号，提升检测灵敏度。
可选的，圆形膜片10的厚度为0.5微米-2微米。这样设置，保证了振膜感受到外部的音频声压信号后，其具有较大的形变，提升检测灵敏度，且避免圆形膜片10的厚度过薄而容易破裂。
可选的，第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22的深度为0.3微米-0.7微米。
具体的，当第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22的深度过小时，其与圆形膜片10表面的高度差较小，对应力的缓冲作用较弱，当第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22的深度过大时，沟槽处保留的膜层较薄，容易破裂，通过将当第一圆弧形沟槽21和第二圆弧形沟槽22的深度设置为0.3微米-0.7微米，一方面保证了其与圆形膜片10表面具有较大的高度差，可以对应力起到较好的缓冲作用，另一方面保证了沟槽出具有较厚的膜层，避免破裂。
本实施例还提供了一种麦克风，该麦克风包括本发明任意实施例提供的麦克风振膜。
本实施例提供的麦克风，其麦克风振膜通过在圆形膜片上设置缓冲结构，该缓冲结构的第一圆弧形沟槽可以对圆形膜片受到的轴向应力起到缓冲作用，同时可以增加麦克风振膜的机械振动强度，提高麦克风振膜的灵敏度，第二圆弧形沟槽可以对圆形膜片受到的径向应力起到缓冲作用，避免工艺制造过程中热应力使圆形膜片产生挤压形变，提高了产品的加工良率及产品性能。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (7)
1.一种麦克风振膜，其特征在于，包括：
圆形膜片以及设置于所述圆形膜片边缘区域的多个缓冲结构，多个所述缓冲结构沿所述圆形膜片的圆周均匀分布；
所述缓冲结构包括圆心位于所述圆形膜片的边界的第一圆弧形沟槽，以及与所述圆形膜片同心的第二圆弧形沟槽；所述第一圆弧形沟槽和所述第二圆弧形沟槽的深度小于所述圆形膜片的厚度；
所述第一圆弧形沟槽与所述第二圆弧形沟槽相交，且所述第二圆弧形沟槽在所述第一圆弧形沟槽处截止；
所述缓冲结构包括多个同心设置的第一圆弧形沟槽，且沿所述圆形膜片的直径方向，多个所述同心设置的第一圆弧形沟槽的间距相等。
2.根据权利要求1所述的麦克风振膜，其特征在于：
所述缓冲结构包括多个半径不同的第二圆弧形沟槽，且沿所述圆形膜片的直径方向，所述多个半径不同的第二圆弧形沟槽的间距相等。
3.根据权利要求1所述的麦克风振膜，其特征在于：
所述第二圆弧形沟槽的最小半径大于或等于所述圆形膜片的半径的二分之一。
4.根据权利要求1所述的麦克风振膜，其特征在于：
所述第一圆弧形沟槽的最大半径小于或等于所述圆形膜片的半径的二分之一。
5.根据权利要求1所述的麦克风振膜，其特征在于：
所述圆形膜片的厚度为0.5微米-2微米。
6.根据权利要求5所述的麦克风振膜，其特征在于：
所述第一圆弧形沟槽和所述第二圆弧形沟槽的深度为0.3微米-0.7微米。
7.一种麦克风，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的麦克风振膜。
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