用于MEMS转换器的至少一个膜单元的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于MEMS转换器的至少一个膜单元(1)的制造方法，其中在载体(2)上形成数个各具有至少一个电极层(4、5)和至少一个压电层(6)的压电式转换器单元(3)。根据本发明专利技术，从所述转换器单元(3)移除所述载体(2)，并且将所述转换器单元(3)中的至少一者布置在膜(10)上并与所述膜连接，以形成所述至少一个膜单元(1)。此外，本发明专利技术还涉及所述膜单元(1)。

【技术实现步骤摘要】
用于MEMS转换器的至少一个膜单元的制造方法
本专利技术涉及一种用于MEMS转换器的至少一个膜单元的制造方法，其中在载体上形成数个各具有至少一个电极层和至少一个压电层的压电式转换器单元。
技术介绍
由DE60313715T2已知一种制造MEMS转换器的方法。该方法是在衬底上施覆牺牲层。而后依次施覆膜层、下电极层、活性层和上电极层。这种制造方法的缺点是灵活度有限。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是能够将MEMS转换器的膜单元的制造方法设计得更灵活。这个目的通过本专利技术的制造方法而达成。本专利技术提出一种用于MEMS转换器的至少一个膜单元的制造方法。MEMS是一个缩写，代表的是微机电系统。借助MEMS转换器可将电信号转换成运动以及将运动转换成电信号。因此，MEMS转换器可用于产生和/或检测声波。MEMS转换器由此可用作扬声器和/或传声器。其中，MEMS转换器将包括音频信号的电信号转换成声音。然而，MEMS转换器也可以检测声音并将其转换成仍包括音频信号的电信号。其中，MEMS转换器将电信号转换成偏移，该偏移可被传递到膜单元的膜上。偏移对周围介质(特别是空气)产生压力并激发周围介质振动，从而产生声音。反之，当有例如声音形式的压力波动抵达膜时，膜发生偏移并将偏移传递至转换器单元，转换器单元将偏移转换成电信号。这样就可以检测声音。MEMS转换器还可用于检测且/或产生可听波长谱中的声音。MEMS转换器例如可应用在智能手机、计算机、MP3播放器或者用于播放音乐或用于记录声音的其他设备中。补充地或替代地，借助MEMS转换器也可以产生且/或检测超声波范围内的声音。因此，MEMS转换器例如可用于试验设备、接近传感器或测距传感器，或者说可用于测量距离。补充地或替代地，MEMS转换器也可用于泵装置，以便对介质施加压力。MEMS转换器例如可应用在微型泵或者说微机械系统中。膜单元例如可布置在印制电路板上以形成MEMS转换器。举例而言，膜单元可通过开口和/或孔洞而布置在印制电路板中，以便膜单元能自由振动。由此形成能够产生且/或检测声音的MEMS转换器。膜单元可以通过开口和/或孔洞而张紧。补充地或替代地，膜单元也可以布置在壳体中，特别是被夹紧在壳体中，以便例如形成入耳式耳机(例如听力设备)。所述制造方法是在载体上形成数个各具有至少一个电极层和至少一个压电层的压电式转换器单元。压电层由压电材料形成。压电层被施加电信号时发生偏移。反之，压电层自身偏移时则产生电信号。载体可例如是硅晶片、玻璃板、金属、金属箔和/或外延晶片。载体用作底架，在该底架上构建转换器单元。载体例如可具有至少为500μm的厚度。特别地，载体为几毫米厚。这样就可以很方便地操作载体。借助至少一个电极层可将电信号引向压电层以及从压电层引走电信号。在至少一个电极层与压电层之间有利地形成电连接。转换器单元至少包括至少一个电极层和至少一个压电层。根据本专利技术，从所述转换器单元移除所述载体。借此将转换器单元至少部分地彼此分离，使得转换器单元可被暂存并且按需要接受进一步处理。可以在还不必确定后续将以何种方式形成膜单元的情况下形成多个转换器单元。转换器单元的制造基本上与膜单元的制造无关。转换器单元的制造可以标准化。通过这种方式并且通过制造大量彼此间可以高度相似的转换器单元，使得膜单元和MEMS转换器的制造具有高度灵活性。在下个制造步骤中，可将转换器单元以近乎任意的方式布置在膜上，从而使膜单元和MEMS转换器在形状和设计上具有大量不同的可能性。进一步地，将所述转换器单元中的至少一者布置在所述膜上并与所述膜连接，以形成所述至少一个膜单元。也就是说，所述制造方法包括以下步骤：先制造转换器单元，再将转换器单元布置到可以是已经存在的膜上并与膜连接。这样就可以例如在不必规划膜单元的未来外观的情况下大量制造转换器单元。还可以对转换器单元进行功能测试并且从生产中剔除有瑕疵的转换器单元。此外，可以在实施制造方法期间重新确定或更改膜单元的设计。另外，可将转换器单元以任意的形式、布置方式、设计和/或几何形状放置在膜上。再者，需要时也可以由数个转换器单元形成一个膜单元。举例而言，可以在将转换器单元布置到膜上时将转换器单元分组以形成膜单元。有利的是：将所述转换器单元彼此分离地形成在所述载体上。借此简化后续处理，这是因为例如在从转换器单元移除载体时，单体的转换器单元已经分离。不再需要将转换器单元彼此分离。作为补充方案或替代方案，可以在移除所述载体之前或之后将所述转换器单元彼此分离。如果在转换器单元还布置在载体上时将转换器单元彼此分离，就可以更方便地操作带有转换器单元的载体。反之，如果在移除载体之后分离转换器单元，就可以灵活地例如在需要转换器单元时才分离转换器单元。作为补充方案或替代方案，也可以仅对所需数量的转换器单元进行分离。有利的是：所述转换器单元以某种方式彼此分离地形成且/或被彼此分离，从而形成至少一个单体化的转换器单元。由此形成单体的转换器单元，这些转换器单元例如可按要求以特定的几何形状或布置方式布置在膜上。作为补充方案或替代方案，所述转换器单元也可以以某种方式彼此分离地形成且/或被彼此分离，从而形成至少一个由至少两个转换器单元构成的联合组。当例如按照要求或者为方便使用起见而需要膜单元包括至少两个转换器单元时，这样就能简化转换器单元在膜上的布置。有利的是：在所述载体上形成承载层，将所述转换器单元的所述至少一个电极层和所述至少一个压电层形成在所述承载层上。借助承载层例如可以补偿载体的不平度，从而形成用于至少一个电极层和至少一个压电层的明确表面。然而，承载层也可用于从转换器单元移除载体。举例而言，回收利用载体是有利的。载体例如可形成为购置价格较贵的硅晶片，因此，回收利用硅晶片是有意义的。借助承载层可以更方便地从转换器单元移除载体。举例而言，可部分移除承载层，以便能从转换器单元移除载体。承载层例如可作为外延层形成在载体上。补充地或替代地，承载层也可构成转换器单元的一部分。举例而言，承载层可以比压电层具有更高的刚度，使得压电层能够朝承载层偏移。承载层由此可形成用于转换器单元的紧固元件。如此一来，承载层可用作锚定点或保持层。作为补充方案或替代方案，可将所述至少一个电极层、所述至少一个压电层和/或所述承载层上下叠置地形成在所述载体上。借此逐层构建转换器单元并使其从载体延伸开去。有利地，在所述载体上形成第一和第二电极层。借助两个电极层可以形成包含压电层的电流回路。其中，两个电极层中的一者可用作接地(Masse)或者说基准电位。作为补充方案或替代方案，有利的是：将所述压电层形成在所述第一与第二电极层之间。以此方式，借助两个电极层从上方和下方对压电层进行接触。有利的是：先形成所述第一电极层，再形成所述压电层，而后形成所述第二电极层。借此可逐层形成转换器单元，其中压电层形成在两个电极层之间。作为补充方案或替代方案，可以首先形成所述承载层。在此情况下，承载层是最底层。有利地，借助沉积方法(特别是选择性沉积方法)和/或涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于MEMS转换器的至少一个膜单元(1)的制造方法，/n其中在载体(2)上形成数个各具有至少一个电极层(4、5)和至少一个压电层(6)的压电式转换器单元(3)，/n其特征在于，/n从所述转换器单元(3)移除所述载体(2)，并且将所述转换器单元(3)中的至少一者布置在膜(10)上并与所述膜连接，以形成所述至少一个膜单元(1)。/n

【技术特征摘要】
20181108 EP 18306463.31.一种用于MEMS转换器的至少一个膜单元(1)的制造方法，
其中在载体(2)上形成数个各具有至少一个电极层(4、5)和至少一个压电层(6)的压电式转换器单元(3)，
其特征在于，
从所述转换器单元(3)移除所述载体(2)，并且将所述转换器单元(3)中的至少一者布置在膜(10)上并与所述膜连接，以形成所述至少一个膜单元(1)。


2.根据上述权利要求所述的制造方法，其特征在于，将所述转换器单元(3)彼此分离地形成在所述载体(2)上，且/或，在移除所述载体(2)之前或之后将所述转换器单元(3)彼此分离。


3.根据上述权利要求中任一项或数项所述的制造方法，其特征在于，所述转换器单元(3)以某种方式彼此分离地形成且/或被彼此分离，从而形成至少一个单体化的转换器单元(3)且/或形成至少一个由至少两个转换器单元(3)构成的联合组(9)。


4.根据上述权利要求中任一项或数项所述的制造方法，其特征在于，在所述载体(2)上形成承载层(7)，将所述转换器单元(3)的所述至少一个电极层(4、5)和所述至少一个压电层(6)形成在所述承载层上，且/或，将所述至少一个电极层(4、5)、所述至少一个压电层(6)和/或所述承载层(7)上下叠置地形成在所述载体(2)上。


5.根据上述权利要求中任一项或数项所述的制造方法，其特征在于，在所述载体(2)上形成第一和第二电极层(4、5)，
且/或，
将所述压电层(6)形成在所述第一与第二电极层(4、5)之间。


6.根据上述权利要求中任一项或数项所述的制造方法，其特征在于，先形成所述第一电极层(4)，再形成所述压电层(6)，而后形成所述第二电极层(5)，且/或，首先形成所述承载层(7)。


7.根据上述权利要求中任一项或数项所述的制造方法，其特征在于，在所述载体(2)上整面地形成所述承载层(7)、所述至少一个电极层(4、5)和/或所述压电层(6)，且/或，在所述转换器单元(3)之间将所述承载层(7)、所述至少一个电极层(4、5)和/或所述压电层(6)至少部分地移除，从而将所述转换器单元(3)至少部分地彼此分离。


8.根据上述权利要求中任一项或数项所述的制造方法，其特征在于，分离所述转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·韦斯高尼·克莱里西·贝尔特拉米，费鲁乔·博托尼，尼克·雷诺贝慈特，
申请(专利权)人：悠声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT