具有固定的内部区域的微机电麦克风制造技术

微机电麦克风具有固定区域或另一类型的机械支撑的区域，其可以减轻或避免微机电麦克风中的机械不稳定性。固定区域可以通过经由刚性电介质构件将膜片的内部部分刚性地附接到微机电麦克风的背板而形成在微机电麦克风的膜片中。刚性电介质构件可以在背板和膜片之间延伸。在某些实施方案中，电介质构件可以是中空的，形成中心对称或具有另一种对称类型的外壳。在其它实施方案中，电介质构件可以界定芯‑壳结构，其中第一电介质材料的外部外壳界定用第二电介质材料填充的内部开口。多个电介质构件可以将膜片刚性地附接到背板。延伸的电介质构件可以将非平面膜片刚性地附接到背板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有固定的内部区域的微机电麦克风优先权要求本专利要求2015年12月8日提交的名称为“MICROMECHANICALMICROPHONEHAVINGASTATIONARYINNERREGION”的序列号为14/962,182的美国专利申请的优先权，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。背景微机电麦克风(microelectromechanicalmicrophone)中膜片的机械不稳定性对装置的性能和功能可能是有害的。在具有大的膜片的微机电麦克风中，响应于声波的应力和/或大跨度位移矢量(largespanofdisplacementvector)可导致膜片塌陷或以其它方式朝向或远离背板变形。因此，表示声波的电容信号可能会失真，使微机电麦克风的保真度降低，或者以其它方式导致声波的感测中的伪像。概述为了提供对一个或更多个实施方案的基本理解，以下呈现了一个或更多个实施方案的简化的概述。该概述并非本文中描述的实施方案的穷尽的综述。并非意图识别实施方案的关键或必要元素，也并非意图划定实施方案或权利要求的任何范围。该概述的唯一目的是以简化的形式呈现实施方案的一些概念，作为稍后呈现的更详细的描述的前序。还应理解的是，详细描述可以包括除了在该概述部分中所描述的实施方案之外的另外的或可选的实施方案。在至少某些实施方案中，本公开认识到并解决了微机电麦克风中的膜片的屈曲不稳定性的问题。本公开提供了具有固定的内部区域的微机电麦克风的实施方案，该固定的内部区域在声学上是非活动性的并且提供机械稳定性。更具体地，但不是排他地，固定的内部区域可以经由电介质构件(dielectricmember)形成在微机电麦克风的膜片处，该电介质构件将膜片的内部部分刚性地附接到微机电麦克风的背板。在一个实施方案中，本公开提供了一种微机电麦克风，该微机电麦克风包括固定板和活动板(movableplate)，固定板界定多个开口，活动板界定外部部分以及大体上以活动板的几何中心为中心的内部开口。在某些实施方式中，活动板可以经由从固定板的表面延伸到活动板的表面的中空的电介质构件在内部开口附近刚性地附接到固定板。包含活动板与中空的电介质构件之间的界面的区域在声学上是非活动性的。在某些实施方式中，中空的电介质构件界定大体上中心对称的外壳，该大体上中心对称的外壳具有厚度，该厚度比大体上中心对称的外壳的横截面的宽度小约一个数量级。在一个示例中，大体上中心对称的外壳的厚度和大体上中心对称的外壳的横截面的宽度可以至少由形成活动板的材料和形成中空的电介质构件的材料来确定。下面更详细地描述了其它实施方案和各种示例、方案和实施方式。以下描述和附图阐述了说明书的某些说明性实施方案。然而，这些实施方案仅仅指示可以被本说明书的原理采用的各种方式中的一些方式。根据说明书的以下详细描述，当结合附图理解时，所描述的实施方案的其它优点和新颖特征将变得明显。附图简要说明图1图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风的示例。图2图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片和背板的示例的透视图。图3图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的示例的俯视图。图4A图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风管芯的示例的横截面图。图4B图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的电介质构件的示例的透视图。图4C图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的电介质构件的另一示例的透视图。图4D图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的电介质构件的又一示例的透视图。图4E图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风管芯的示例的横截面图。图5A-5B图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的具有相应边界条件的膜片的示例的俯视图。图6图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风管芯的示例的横截面图。图7图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的示例的透视图和俯视图。图8图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的另一示例的透视图和俯视图。图9图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风管芯的示例的横截面图。图10图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的电介质构件的相应示例的透视图。图11-14图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的其它示例的透视图。图15图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的另一个示例的透视图。图16图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风管芯的示例的横截面图。图17A图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的示例的顶部透视图。图17B图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的微机电麦克风中的膜片的示例的顶部透视图。图18A图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的具有微机电麦克风管芯的封装的麦克风的顶部透视图。图18B图示了图18A中所示的封装的麦克风的底部透视图。图18C图示了图18A中所示的封装的麦克风的横截面图。图18D图示了根据本公开的一个或更多个实施方案的具有微机电麦克风管芯的封装的麦克风的另一个示例的横截面图。详细描述在至少某些实施方案中，本公开意识到并解决了微机电麦克风中的膜片的屈曲不稳定性的问题。在不受本文中所使用的理论和/或模型的束缚的情况下，“不稳定性”是指变形模式或位移值的突然变化，之后结构不回到其原始平衡状态，其中这种变化响应结构的任何小的扰动(或摄动)。另外，“屈曲不稳定性”是指由屈曲载荷导致的不稳定性，屈曲载荷是结构元件或结构的当前的平衡状态从稳定状态突然变化为不稳定状态的载荷，屈曲载荷同时是平衡状态从以前的稳定构造变化到另一个稳定的构造，具有或不具有伴随的大的反应(例如，变形或挠曲)的载荷。因此，屈曲载荷是结构元件或结构的平衡稳定性存在于初始平衡构造中的最大载荷。因此，可以理解的是，膜片的屈曲不稳定性可能导致膜片塌陷，从而导致微机电麦克风中的功能和/或性能问题。在某些情况下，由于微机电麦克风中的膜片和背板物理接触，过度变形或塌陷可导致性能下降。例如，对声波的敏感度和/或信噪比(SNR)可能降低。又例如，声波的电表示(例如，指示话语或其它类型的语音的波)的保真度也可能降低。本公开的实施方案提供了具有可减轻或避免机械不稳定性的固定区域或另一类型的机械支撑区域的微机电麦克风。固定区域在声学上是非活动性的，例如，它可以响应于撞击在固定区域上的声波而保持固定。然而，由固定区域提供的机械稳定性可以允许增加微机电麦克风内的膜片或另一类型的活动板的尺寸，从而增加灵敏度和/或保真度。在不意图受理论和/或模型的束缚的情况下，这样的机械稳定性可以源于允许膜片和背板共同地或以其它同步的方式移动，和/或源于对于包括膜片和背板的结构避免达到临界载荷。如下面更详细描述的，本公开的微机电麦克风内的固定区域可以形成在包括在微机电麦克风中的膜片或其它类型的活动板内。为此，在某些实施方案中，膜片的内部区域可以刚性地附接到背板或另一种类型的穿孔固定板。从背板的表面延伸到膜片的表面的刚性电介质构件可以将膜片刚性地附接到背板。在一个示例中，电介质构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电麦克风，包括：固定板，其界定多个开口；和活动板，其界定外部部分和大体上以所述活动板的几何中心为中心的内部开口，所述活动板经由从所述固定板的表面延伸到所述活动板的表面的中空的电介质构件在所述内部开口附近刚性地附接至所述固定板，其中包含所述活动板与所述中空的电介质构件之间的界面的区域在声学上是非活动性的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.08 US 14/962,1821.一种微机电麦克风，包括：固定板，其界定多个开口；和活动板，其界定外部部分和大体上以所述活动板的几何中心为中心的内部开口，所述活动板经由从所述固定板的表面延伸到所述活动板的表面的中空的电介质构件在所述内部开口附近刚性地附接至所述固定板，其中包含所述活动板与所述中空的电介质构件之间的界面的区域在声学上是非活动性的。2.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中，所述中空的电介质构件界定大体上中心对称的外壳，所述大体上中心对称的外壳具有厚度并且界定横截面，并且其中所述横截面的宽度与所述厚度之间的比率在约10至约25的范围内。3.根据权利要求2所述的微机电麦克风，其中，所述固定板包括硅，并且其中所述活动板包括硅，并且另外其中所述中空的电介质构件包括二氧化硅。4.根据权利要求2所述的微机电麦克风，其中，所述大体上中心对称的外壳的所述厚度和所述大体上中心对称的外壳的横截面的宽度中的每一个至少基于形成所述活动板的材料和形成所述中空的电介质构件的材料。5.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中，所述外部部分界定第一横截面，并且其中所述开口界定第二横截面。6.根据权利要求5所述的微机电麦克风，其中，所述第一横截面是八边形横截面或圆形横截面中的一种，并且其中所述第二横截面是第二八边形横截面或第二圆形横截面中的一种。7.根据权利要求6所述的微机电麦克风，其中，所述圆形横截面的半径与所述第二圆形横截面的第二半径之间的比率在约2至约10的范围内。8.根据权利要求7所述的微机电麦克风，其中，所述中空的电介质构件界定圆形横截面、椭圆形横截面、方形横截面、五边形横截面、六边形横截面、七边形横截面、八边形横截面或十边形横截面中的一种。9.根据权利要求7所述的微机电麦克风，其中，所述中空的电介质构件界定具有多边形周界的第一横截面或具有非多边形周界的第二横截面中的一种。10.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中，所述活动板机械地联接到邻近所述外部部分的层，并且其中附接到所述固定板的第二电介质构件覆盖在所述层上面。11.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中，所述活动板机械地联接到邻近所述外部部分的层，并且其中所述层覆盖在附接到所述固定板的第二电介质构件上面。12.根据权利要求11所述的微机电麦克风，其中，所述外部部分与所述层一起形成界面。13.根据权利要求11所述的微机电麦克风，其中，所述外部部分柔性地联接到所述层。14.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中，所述固定板包括以下中的一种：非晶硅；多晶硅；晶体硅；锗；硅和锗的合金；含有硅、锗和氧的化合物；III-V半导体；II-VI半导体；电介质材料；或前述中的两种或更多种的组合。15.根据权利要求1所述的微机电麦克风，其中，所述活动板包括以下中的一种：非晶硅；多晶硅；晶体硅；锗；硅和锗的合金；含有硅、锗和氧的化合物；III-V半导体；II-VI半导体；电介质材料；或前述中的两种或更多种的组合。16....

【专利技术属性】
技术研发人员：勒娜特·梅拉穆德·伯杰，S·巴拉坦，托马斯·陈，
申请(专利权)人：应美盛公司，
类型：发明
国别省市：美国,US