CN214154839U - 压电麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种压电麦克风，包括至少一个压电组件，所述压电组件包括具有背腔的基底、振膜以及压电单元，所述振膜固定连接在所述基底上，所述振膜上设置有压电孔，所述压电单元嵌入在所述压电孔内。本实用新型通过在振膜上设置压电孔，使压电单元嵌入在压电孔内，一方面可以降低制备工艺的难度，另一方面可使灵敏度得到提升，此外，还可提高压电麦克风的谐振频率。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及麦克风技术领域，尤其涉及一种压电麦克风。
【背景技术】
目前压电麦克风，如图1所示，主要在振膜11的下方制备与振膜11上方的第一压电单元12结构相同的第二压电单元13，然后将第二压电单元13与第一压电单元12进行并联连接，该设计方法虽会小幅降低灵敏度，但是由于并联后电容增加了一倍，使其噪声会大幅度减小，因此，总的SNR(SIGNAL NOISE RATIO，信噪比)会有可观的提升。
但是，该压电麦克风在工艺实现上有较大的难度，其原因在于：在实际制备完成后，振膜的中间部位会有下沉，即振膜的下表面与第二压电单元的下表面处于同一平面，这样会削弱器件的灵敏度。
因此，有必要提供一种新的压电麦克风来解决上述技术问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供了一种工艺难度低且灵敏度高的压电麦克风。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种压电麦克风，包括至少一个压电组件，所述压电组件包括具有背腔的基底、振膜以及压电单元，所述振膜固定连接在所述基底上，所述振膜上设置有压电孔，所述压电单元嵌入在所述压电孔内。
优选的，所述压电孔沿所述振膜的振动方向贯穿所述振膜的两侧表面。
优选的，所述压电单元包括多个层叠的电极层，相邻两个所述电极层之间通过一压电层间隔设置。
优选的，所述压电单元沿所述振膜的振动方向包括依次层叠的第一电极层、压电层以及第二电极层。
优选的，所述压电单元还包括叠设在所述第二电极片上的第二压电层以及叠设在所述第二压电层上的第三电极片。
优选的，所述压电单元的厚度大于所述振膜的厚度的一半。
优选的，所述压电单元沿所述振膜的振动方向的投影呈正方形、矩形、星形或圆形。
优选的，所述压电组件还包括设置所述基底与所述振膜之间的氧化层。
优选的，所述压电麦克风包括多个所述压电组件，多个所述压电组件拼接成所述压电麦克风。
优选的，多个所述压电组件呈阵列结构分布。
本实用新型的有益效果在于：提供了一种工艺难度低且灵敏度高的压电麦克风，通过在振膜上设置压电孔，使压电单元嵌入在压电孔内。一方面可以显著降低制备工艺的难度；另一方面，由于压电单元嵌入在振膜的压电孔中，在相同声压作用下，压电单元由于振膜的弹性挤压作用将受到更大的应力，使灵敏度得到提升；此外，由于该压电麦克风消减了振膜的部分的弹性区域(振膜的对应压电孔的位置)，可提高压电麦克风的谐振频率。
【附图说明】
图1为现有技术的压电麦克风的结构示意图；
图2为本实用新型的压电麦克风的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
请参考图2，本实用新型提供了一种压电麦克风，包括至少一个压电组件20。若压电麦克风包括多个压电组件20，则可将多个所述压电组件20拼接形成所述压电麦克风，而且多个压电组件20呈阵列结构分布。在本实施中，压电组件20设有4个，其呈2*2阵列结构分布。当然了，在保证一定的灵敏度或信噪比的前提下，压电组件20也可设计成4*4阵列结构分布或者更多阵列式结构。
请参考图2，所述压电组件20包括具有背腔的基底21、振膜22、压电单元23以及氧化层24，所述振膜22固定连接在所述基底21上，所述氧化层24设置所述基底21与所述振膜22之间，所述振膜22上形成有沿所述振膜22的振动方向贯穿所述振膜22的两侧表面的压电孔221，所述压电单元23嵌入在所述压电孔221内。具体地，所述压电孔221可在振膜22形成后，通过对形成的振膜22进行刻蚀处理形成。之后，可沉积所述压电单元23，以嵌入所述振膜22的压电孔221中。优选的，振膜22位移较大或变形较大的部位均可嵌入压电单元23。
请参考图2，所述压电单元23包括多个电极层231，相邻两个所述电极层231之间通过一压电层232间隔设置。
优选的，请参考图2，所述压电单元23包括两个电极层231，两个电极层231分别标记为第一电极层231a及第二电极层231b，所述第一电极层231a与第二电极层231b之间通过压电层232间隔。具体地，所述压电单元23沿所述振膜33的振动方向包括依次层叠的第一电极层231a、压电层232以及第二电极层231b。
另一较佳实施例(图未示出)中，所述压电单元还可包括叠设在所述第二电极层上的第二压电层以及叠设在所述第二压电层上的第三电极层，此时，所述压电单元包括三个电极层。
优选的，请参考图2，所述压电单元23的厚度大于所述振膜22的厚度的一半。所述压电单元23沿所述振膜的振动方向的投影呈矩形。图未示出的其他实施例中，所述压电单元沿所述振膜的振动方向的投影的形状也可以为其他形状，如正方形、矩形、星形或圆形等。
本实用新型提供了一种压电麦克风20，通过在振膜22上设置压电孔221，使压电单元23嵌入在压电孔221内。一方面可以显著降低制备工艺的难度；另一方面，由于压电单元23嵌入在振膜的压电孔221中，在相同声压作用下，压电单元23由于振膜22的弹性挤压作用将受到更大的应力，使灵敏度得到提升；此外，由于消减了振膜22的部分的弹性区域(振膜22的对应压电孔221的位置)，可提高压电麦克风20的谐振频率。
本实用新型提出的将压电单元23嵌入振膜22的技术方案可为其他压电MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电***)器件在结构设计上提供更多的选择。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种压电麦克风，包括至少一个压电组件，所述压电组件包括具有背腔的基底、振膜以及压电单元，所述振膜固定连接在所述基底上，其特征在于：所述振膜上形成有压电孔，所述压电单元嵌入在所述压电孔内。
2.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电孔沿所述振膜的振动方向贯穿所述振膜的两侧表面。
3.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电单元包括多个层叠的电极层，相邻两个所述电极层之间通过一压电层间隔设置。
4.根据权利要求3所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电单元沿所述振膜的振动方向包括依次层叠的第一电极层、第一压电层以及第二电极层。
5.根据权利要求4所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电单元还包括叠设在所述第二电极层上的第二压电层以及叠设在所述第二压电层上的第三电极层。
6.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电单元的厚度大于所述振膜的厚度的一半。
7.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电单元沿所述振膜的振动方向的投影呈正方形、矩形、星形或圆形。
8.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电组件还包括设置所述基底与所述振膜之间的氧化层。
9.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电麦克风包括多个所述压电组件，多个所述压电组件拼接成所述压电麦克风。
10.根据权利要求9所述的压电麦克风，其特征在于：多个所述压电组件呈阵列结构分布。
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