检测膜体、传感器及电子设备制造技术

本发明专利技术公开了一种检测膜体，包括位于同一膜面内的：框体部；膜本体部，所述膜本体部连接在所述框体部上，且被配置为当受到外力时，在垂直于膜面的方向上发生形变；固定部，所述固定部连接在所述框体部上；可移动部，所述可移动部被配置为当膜本体部发生形变时，驱动可移动部发生在膜面内的转动，以靠近或者远离所述固定部；其中，在所述固定部与可移动部上设置有检测机构，用于输出表征可移动部转动的电信号。根据本公开的一个检测膜体，不再受限于空气阻力、后腔容积等，而且工艺也容易实现。

Detection Membrane, Sensor and Electronic Equipment

The invention discloses a detection membrane body, including a frame part located on the same membrane surface; a membrane body part, which is connected to the frame part and is configured to deform in the direction perpendicular to the film surface when subjected to external forces; a fixing part, which is connected to the frame part; and a movable part, which is configured to be sent when the film body part is subjected to external forces. When deformation occurs, the driving movable part rotates in the film surface to be close to or far from the fixed part, where a detection mechanism is arranged on the fixed part and the movable part for outputting an electric signal representing the rotation of the movable part. A detection membrane according to the present disclosure is no longer limited by air resistance, rear chamber volume, etc., and the process is easy to realize.

【技术实现步骤摘要】
检测膜体、传感器及电子设备
本专利技术涉及换能领域，更具体地，涉及一种检测膜体；本专利技术还涉及一种应用此检测膜体的传感器，以及应用此传感器的电子设备。
技术介绍
现有主流的传感器，例如麦克风、压力传感器、位移传感器等，均是通过平板电容器的原理进行检测。例如在麦克风的结构中，通常包括衬底以及形成在衬底上的背极板、振膜，其中，背极板与振膜之间具有间隙，使得背极板、振膜共同构成了平板式的电容器感测结构。为了充分利用振膜的机械灵敏度，麦克风需要设计一个具有环境压力的巨大后腔，以确保流动空气的刚性远远超过振膜。后腔的容积通常远大于1mm3，例如后腔的容积通常设计为1-15mm3。而且麦克风芯片在封装的时候，需要开放其腔体。这就限制了MEMS麦克风最小尺寸封装的设计(>3mm3)。这时如果麦克风的后腔容积过小，则非常不利于空气的流通，这种空气的刚性会大大降低振膜的机械灵敏度。另外，为了均衡后腔内的压力，在背极板上通常会设计密集的导通孔，而由于空气粘度造成的间隙或穿孔中的空气流动阻力成为MEMS麦克风噪声的主导因素，从而会在一定程度上限制麦克风的高信噪比性能，最终会导致麦克的性能不佳。并且，为了使振膜能抵抗外界的压力，就要求振膜要具有较好的刚性，使其能承受更大的外界压力，但是这会导致振膜的机械灵敏度大大的降低，造成麦克风的开路灵敏度相对较低，最终也会影响到麦克风的性能。对于传统无背板的磁传感器结构，磁传感器和磁铁放置在相对移动的平面上，声压会使振膜在平面外变形，从而改变GMR和磁铁之间的间隙。这种结构的传感器，需要精确控制静止位置的间隙，对于大于2E5T/m磁体空间灵敏度(梯度)而言，通常需要小于2％的控制精度，这对于半导体制造来说不容易。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种检测膜体的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种检测膜体，包括位于同一膜面内的：框体部；膜本体部，所述膜本体部连接在所述框体部上，且被配置为当受到外力时，在垂直于膜面的方向上发生形变；固定部，所述固定部连接在所述框体部上；可移动部，所述可移动部被配置为当膜本体部发生形变时，驱动可移动部发生在膜面内的转动，以靠近或者远离所述固定部；其中，在所述固定部与可移动部上设置有检测机构，用于输出表征可移动部转动的电信号。可选地，所述膜本体部的其中一侧连接在所述框体部上；所述可移动部包括悬臂梁部，所述悬臂梁部通过连接部与所述膜本体部的另一侧连接。可选地，所述膜本体部设置有两个，分别记为对称设置的第一膜本体部、第二膜本体部；所述第一膜本体部、第二膜本体部的外侧连接在所述框体部上；所述悬臂梁部相对于框体部悬空，且位于第一膜本体部、第二膜本体部之间；所述第一膜本体部通过第一连接部与所述悬臂梁部连接，所述第二膜本体部通过第二连接部与所述悬臂梁部连接，且所述第一连接部与第二连接部相互错开。可选地，所述可移动部还包括设置在悬臂梁部两端的承载部，所述检测机构设置在所述承载部与固定部上。可选地，所述检测机构包括设置在承载部、固定部其中一个上的磁传感器，以及设置在承载部、固定部中另一个上的磁体。可选地，每个磁传感器与一个磁体配合，构成一个检测机构。可选地，每个磁传感器对应两个磁体，分别记为第一磁体、第二磁体，磁传感器设置在第一磁体、第二磁体形成的共同磁场中；初始位置时，所述磁传感器位于第一磁体的磁场方向与第二磁体的磁场方向相反的位置；所述磁传感器与第一磁体、第二磁体构成一个检测机构，且被配置为在承载部转动的过程中感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化而输出变化的电信号。可选地，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在承载部上，所述磁传感器设置在固定部上与第一磁体、第二磁体相对应的位置；或者，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在固定部上，所述磁传感器设置在承载部上与第一磁体、第二磁体相对应的位置。可选地，每个承载部对应两个固定部，分别记为第一固定部、第二固定部；所述第一固定部、第二固定部分布在承载部转动方向上相对的两侧；所述磁传感器设置在承载部上，所述第一磁体、第二磁体分别设置在位于承载部两侧的第一固定部、第二固定部上，且第一磁体、第二磁体以磁极方向相反的方式进行布置。可选地，初始位置时，所述磁传感器受到第一磁体的磁场，与受到第二磁体的磁场大小相等，方向相反。可选地，所述磁体、磁传感器通过MEMS的工艺形成在承载部、固定部上。可选地，所述磁传感器为AMR传感器、GRM传感器或TMR传感器。可选地，每个承载部对应两个固定部，分别记为第一固定部、第二固定部；所述第一固定部、第二固定部分布在承载部转动方向上的两侧；所述检测机构包括设置在承载部上的磁体以及分别设置在第一固定部、第二固定部上的第一磁传感器、第二磁传感器；所述第一磁传感器与磁体构成第一检测机构；所述第二磁传感器与磁体构成第二检测机构；所述第一检测机构与第二检测机构构成差分检测机构。可选地，所述检测膜体通过MEMS工艺形成，所述框体部、膜本体部、固定部、可移动部通过检测膜体上设置的缝隙形成。可选地，所述缝隙是声学密封的。可选地，所述膜本体部、固定部、可移动部受压后在膜面内具有形变的顺应性。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种传感器，包括衬底以及设置在衬底上的上述检测膜体。可选地，所述衬底具有后腔，所述检测膜体的框体部固定在衬底上，所述检测膜体除框体部的位置相对于衬底悬空。可选地，所述检测膜体通过支撑部支撑在衬底上，并与所述衬底围成容腔。可选地，所述传感器为麦克风，所述检测膜体被配置为在声压的作用下发生形变。可选地，所述传感器为位移传感器，还包括驱动检测膜体发生形变的传导装置。可选地，还包括设置在衬底上且对环境敏感的敏感膜；所述敏感膜与所述衬底围成了真空腔；所述检测膜体设置在真空腔内并与所述敏感膜相对设置；还包括用于将敏感膜形变传递至检测膜体上的传导装置。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种电子设备，包括上述的传感器。根据本公开的一个检测膜体，可移动部在膜面内发生位移，检测机构设置在膜面内，这与传统背极板式的结构相比，不再受限于空气阻力、后腔容积等，而且工艺也容易实现。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术检测膜体的结构示意图。图2是固定部与可移动部运动的等效示意图。图3是本专利技术双磁体结构的第一实施结构示意图。图4是本专利技术双磁体结构的第二实施结构示意图。图5是本专利技术传感器第一实施方式的结构示意图。图6是本专利技术传感器第二实施方式的结构示意图。图7是本专利技术传感器第三实施方式的结构示意图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测膜体，其特征在于，包括位于同一膜面内的：框体部；膜本体部，所述膜本体部连接在所述框体部上，且被配置为当受到外力时，在垂直于膜面的方向上发生形变；固定部，所述固定部连接在所述框体部上；可移动部，所述可移动部被配置为当膜本体部发生形变时，驱动可移动部发生在膜面内的转动，以靠近或者远离所述固定部；其中，在所述固定部与可移动部上设置有检测机构，用于输出表征可移动部转动的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种检测膜体，其特征在于，包括位于同一膜面内的：框体部；膜本体部，所述膜本体部连接在所述框体部上，且被配置为当受到外力时，在垂直于膜面的方向上发生形变；固定部，所述固定部连接在所述框体部上；可移动部，所述可移动部被配置为当膜本体部发生形变时，驱动可移动部发生在膜面内的转动，以靠近或者远离所述固定部；其中，在所述固定部与可移动部上设置有检测机构，用于输出表征可移动部转动的电信号。2.根据权利要求1所述的检测膜体，其特征在于，所述膜本体部的其中一侧连接在所述框体部上；所述可移动部包括悬臂梁部，所述悬臂梁部通过连接部与所述膜本体部的另一侧连接。3.根据权利要求2所述的检测膜体，其特征在于，所述膜本体部设置有两个，分别记为对称设置的第一膜本体部、第二膜本体部；所述第一膜本体部、第二膜本体部的外侧连接在所述框体部上；所述悬臂梁部相对于框体部悬空，且位于第一膜本体部、第二膜本体部之间；所述第一膜本体部通过第一连接部与所述悬臂梁部连接，所述第二膜本体部通过第二连接部与所述悬臂梁部连接，且所述第一连接部与第二连接部相互错开。4.根据权利要求3所述的检测膜体，其特征在于，所述可移动部还包括设置在悬臂梁部两端的承载部，所述检测机构设置在所述承载部与固定部上。5.根据权利要求4所述的检测膜体，其特征在于，所述检测机构包括设置在承载部、固定部其中一个上的磁传感器，以及设置在承载部、固定部中另一个上的磁体。6.根据权利要求5所述的检测膜体，其特征在于，每个磁传感器与一个磁体配合，构成一个检测机构。7.根据权利要求5所述的检测膜体，其特征在于，每个磁传感器对应两个磁体，分别记为第一磁体、第二磁体，磁传感器设置在第一磁体、第二磁体形成的共同磁场中；初始位置时，所述磁传感器位于第一磁体的磁场方向与第二磁体的磁场方向相反的位置；所述磁传感器与第一磁体、第二磁体构成一个检测机构，且被配置为在承载部转动的过程中感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化而输出变化的电信号。8.根据权利要求7所述的检测膜体，其特征在于，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在承载部上，所述磁传感器设置在固定部上与第一磁体、第二磁体相对应的位置；或者，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在固定部上，所述磁传感器设置在承载部上与第一磁体、第二磁体相对应的位置。9.根据权利要求7所述的检测膜体，其特征在于，每个承载部对应两个固定部，分别记为第一固定部、第二固定部；所述第一固定部、第二固定部分布在承载部转动方向上相对的两侧；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹泉波，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37