CN214315604U - Mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括具有背腔的基底、与所述基底间隔设置的振膜、固定于所述基底并环绕在所述振膜外周的锚定部、以及连接所述振膜和所述锚定部之间的弹性支撑件；所述锚定部绕设于所述振膜外周并与所述振膜间隔形成环绕所述振膜的间隙，所述振膜悬置于所述背腔一侧且沿所述基底的轴向的正投影落入所述背腔内，所述振膜对应背腔的区域处凸设有挡板。本实用新型可以改善传统MEMS麦克风膜片间隙在残余应力或振动过程中缝隙扩大的问题，以降低其低频灵敏度的损失，从而提高了MEMS麦克风的使用寿命。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及声电技术领域，尤其涉及一种MEMS麦克风。
【背景技术】
MEMS麦克风的应用越来越广泛，对麦克风的可靠性要求也越来越高。以电容式MEMS麦克风为例，该芯片包括具有背腔的基底，以及位于基底上部的振膜和背板结构，其中，振膜和背板结构形成了电容***。外部声压通过背板结构的通孔引起振膜运动，该种运动将改变振膜与背板结构之间的距离，从而改变电容并最终转化为电信号。
现有技术的压电MEMS麦克风可分为悬臂梁式(Cantilever)麦克风和振膜式(Diaphragm)麦克风。请参考图1至图2，其中，对于振膜式麦克风，振膜式麦克风包括具有背腔21’的基底20’、与所述基底20’间隔设置的振膜30’、固定于所述基底20’并环绕在所述振膜30’外周的锚定部40’、以及连接所述振膜30’和所述锚定部40’之间的弹性支撑件50’，所述锚定部40’绕设于所述振膜30’外周并与所述振膜30’间隔形成环绕所述振膜30’的间隙。现有的结构在声压作用下，振膜振动的过程中，间隙的宽度会变大，导致气体从间隙中间流过，而作用在振膜的气体减小，导致其低频灵敏度降低。此外，现有的结构在膜片存在残余应力时，应力释放后会造成振膜与平面形成一个高度差，间隙的宽度变大，导致较低的低频灵敏度。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供了一种防止因间隙变大导致振膜灵敏度降低的MEMS麦克风。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括具有背腔的基底、与所述基底间隔设置的振膜、固定于所述基底并环绕在所述振膜外周的锚定部、以及连接所述振膜和所述锚定部之间的弹性支撑件；所述锚定部绕设于所述振膜外周并与所述振膜间隔形成环绕所述振膜的间隙，所述振膜悬置于所述背腔一侧且沿所述基底的轴向的正投影落入所述背腔内，所述振膜对应背腔的区域处凸设有挡板。
优选的，多个所述弹性支撑件对称设置于所述振膜外周。
优选的，所述挡板沿所述振膜周缘延伸且位于相邻两所述弹性支撑件之间。
优选的，各所述挡板沿所述振膜的周缘对称且间隔设置。
优选的，单个所述挡板沿所述轴向形成有凹槽。
优选的，所述挡板沿所述间隙的宽度方向的尺寸小于所述挡板沿所述轴向的长度尺寸。
优选的，所述振膜沿振动方向包括依次层叠的第一电极片、压电膜片和第二电极片，所述第一电极片设置于所述振膜靠近所述背腔的一侧。
优选的，所述挡板设置于所述第一电极片远离所述压电膜片的一侧；和/或，所述挡板设置于所述第二电极片远离所述压电膜片的一侧。
本实用新型的有益效果在于：提供了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括具有背腔的基底、与所述基底间隔设置的振膜、固定于所述基底并环绕在所述振膜外周的锚定部、以及连接所述振膜和所述锚定部之间的弹性支撑件；所述锚定部绕设于所述振膜外周并与所述振膜间隔形成环绕所述振膜的间隙，所述振膜悬置于所述背腔一侧且沿所述基底的轴向的正投影落入所述背腔内，所述振膜对应背腔的区域处凸设有挡板。本实用新型可以改善传统MEMS麦克风膜片间隙在残余应力或振动过程中缝隙扩大的问题，降低其低频灵敏度的损失，从而提高了MEMS麦克风的使用寿命。
【附图说明】
图1为现有技术中提供的一种振膜式麦克风的结构示意图；
图2为图1中所述振膜式麦克风的剖视示意图；
图3为本实用新型提供的一种振膜式麦克风的结构示意图；
图4为本实用新型提供的另一种振膜式麦克风的结构示意图；
图5为图3所述振膜式麦克风翘曲的结构示意图；
图6为图4所述振膜式麦克风翘曲的结构示意图。
【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。
参见图3至图6，本实用新型提供了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括具有背腔21的基底20、与所述基底20间隔设置的振膜30、固定于所述基底20并环绕在所述振膜30外周的锚定部40、以及连接所述振膜30和所述锚定部40之间的弹性支撑件50。
具体的，所述锚定部40绕设于所述振膜30外周并与所述振膜30间隔形成环绕所述振膜30的间隙，所述振膜30悬置于所述背腔21一侧且沿所述基底20的轴向的正投影落入所述背腔21内，所述振膜30对应背腔21的区域处凸设有挡板60，所述挡板60用来解决残余应力或振动过程中导致间隙扩大的问题。
具体的，所述基底20由半导体材料制成，例如硅。所述背腔21贯穿所述基底20设置，所述背腔21可以通过体硅微加工工艺或蚀刻形成。
具体的，所述振膜30可由多晶硅掺杂或单晶硅掺杂导电材料制成。
具体的，所述弹性支撑件50设有多个，所述多个弹性支撑件50对称设置于所述振膜30外周。在一个实施例中，所述振膜30大致呈方型，所述弹性支撑件50为四个，所述四个弹性支撑件50均一端连接着振膜30的一角，另一端对应连接着所述锚定部40。
在一个实施例中，请重点参考图3和图5，所述挡板60沿所述振膜30周缘延伸且位于相邻两所述弹性支撑件50之间。进一步的，各所述挡板60沿所述振膜30的周缘对称且间隔设置，再进一步的，单个所述挡板60沿所述轴向形成有凹槽601，所述凹槽601使整个振膜30的刚度保持不变，不会影响振膜30在工作状态下的正常的翘曲高度。另外的，所述挡板60沿所述轴向形成城墙体结构，环绕所述振膜30的间隙在残余应力翘曲或膜片振动过程中，所述城墙体结构起到减小间隙的作用。
在一个实施例中，请重点参考图4和图6，所述挡板60沿所述振膜30周缘延伸且位于相邻两所述弹性支撑件50之间，所述挡板60为非间隔挡板，以形成完整体的墙体结构。该等挡板60可以调整所述振膜30的结构状态，可以改变整个振动***的刚度与等效质量，调整振动***的谐振频率，且优化振膜30在残余应力作用下的翘曲高度。
根据实际情况，以上所述挡板60可以单独存在，也可以一起存在。
在一个实施例中，根据以上情况，所述挡板60还可以包括形成在所述振膜30的中部位置的挡板60，以进一步的调整所述振膜30的结构状态。
根据以上不同的实施例，进一步的，所述挡板60沿所述间隙的宽度方向的尺寸小于所述挡板60沿所述轴向的长度尺寸。
在一个实施例中，从所述振膜30的材料构成来说，所述振膜30沿振动方向包括依次层叠的第一电极片31、压电膜片32和第二电极片33，所述第一电极片31设置于所述振膜30靠近所述背腔21的一侧。
进一步的，所述挡板60设置于第一电极片31远离所述压电膜片32的一侧；和/或，所述挡板设置于第二电极片33远离所述压电膜片32的一侧。具体的，所述挡板60可以根据实际需求进行调整，所述挡板60可以单独设置在振膜30的上方，也可以单独设置在振膜30的下方，或者振膜30的上下位置处均有分布。
在一个实施例中，所述挡板60的横截面为矩形、圆形、扇形或多边形中的一种或多种的组合，在声压作用在振膜30上，气流会沿着翘曲的弧度从间隙流出，放置的挡板60起到了一个阻挡气流的作用，增大了器件的灵敏度。
在一个实施例中，所述挡板60的侧面与所述振膜30呈角度设置，该挡板60的侧面可以是垂直于振膜30，也可以是倾斜的，或有一定弧度的。优选的，所述挡板60的侧面与所述振膜30呈垂直状态。
本实用新型提供了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括具有背腔的基底、与所述基底间隔设置的振膜、固定于所述基底并环绕在所述振膜外周的锚定部、以及连接所述振膜和所述锚定部之间的弹性支撑件；所述锚定部绕设于所述振膜外周并与所述振膜间隔形成环绕所述振膜的间隙，所述振膜悬置于所述背腔一侧且沿所述基底的轴向的正投影落入所述背腔内，所述振膜对应背腔的区域处凸设有挡板。本实用新型可以改善传统MEMS麦克风膜片间隙在残余应力或振动过程中缝隙扩大的问题，降低其低频灵敏度的损失，从而提高了MEMS麦克风的使用寿命。
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 (8)
1.一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括具有背腔的基底、与所述基底间隔设置的振膜、固定于所述基底并环绕在所述振膜外周的锚定部、以及连接所述振膜和所述锚定部之间的弹性支撑件；所述锚定部绕设于所述振膜外周并与所述振膜间隔形成环绕所述振膜的间隙，所述振膜悬置于所述背腔一侧且沿所述基底的轴向的正投影落入所述背腔内，其特征在于，所述振膜对应背腔的区域处凸设有挡板。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：多个所述弹性支撑件对称设置于所述振膜外周。
3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述挡板沿所述振膜周缘延伸且位于相邻两所述弹性支撑件之间。
4.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于：各所述挡板沿所述振膜的周缘对称且间隔设置。
5.根据权利要求3所述的MEMS麦克风，其特征在于：单个所述挡板沿所述轴向形成有凹槽。
6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述挡板沿所述间隙的宽度方向的尺寸小于所述挡板沿所述轴向的长度尺寸。
7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述振膜沿振动方向包括依次层叠的第一电极片、压电膜片和第二电极片，所述第一电极片设置于所述振膜靠近所述背腔的一侧。
8.根据权利要求7所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述挡板设置于所述第一电极片远离所述压电膜片的一侧；和/或，所述挡板设置于所述第二电极片远离所述压电膜片的一侧。
Priority Applications (1)
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| CN202023286822.0U CN214315604U (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | Mems麦克风 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN214315604U true CN214315604U (zh) | 2021-09-28 |
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ID=77820867
Family Applications (1)
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| CN202023286822.0U Active CN214315604U (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | Mems麦克风 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN214315604U (zh) |
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2020
- 2020-12-30 CN CN202023286822.0U patent/CN214315604U/zh active Active
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