MEMS扬声器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了MEMS扬声器及其制造方法，其中，MEMS扬声器包括基底、振动组件、隔膜以及连接杆，基底包括基座和自基座一侧延伸的支撑座，基座沿其厚度方向贯穿设有第一腔体，支撑座呈环形并围合形成与第一腔体连通的第二腔体，第一腔体沿垂直于厚度方向的内径小于第二腔体；振动组件固定于基底且至少覆盖部分第一腔体，连接杆的一端与振动组件连接、另一端经第一腔体延伸至第二腔体并与隔膜连接，隔膜悬设于第二腔体中并与支撑座的内壁间隔设置。本发明专利技术的MEMS扬声器，通过振动构件带动隔膜做活塞运动而产生声音，使其在单位时间内可以排开更多体积的空气，从而提高了MEMS扬声器的声音输出。

MEMS loudspeaker and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
MEMS扬声器及其制造方法
本专利技术涉及声电转换
，尤其涉及一种MEMS扬声器及该MEMS扬声器的制造方法。
技术介绍
扬声器是一种将电学信号转换为声音信号的换能器件，被广泛应用在各种音响和移动终端设备中，扬声器性能的优劣将直接影响到音响或移动终端设备的音质。现有技术中，扬声器中的振膜通常都是通过振膜振动产生声音的，但由于振膜的边缘通常都需要固定至其它部件，因此振膜的中心部位振动幅度大，而周边部分振动幅度小，从而导致扬声器的声音输出较低。因此，有必要提供一种改进的扬声器来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于之一提供一种MEMS扬声器，其具有声音输出高的优点。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种MEMS扬声器，包括基底、振动组件、隔膜以及连接杆，所述基底包括基座和自所述基座一侧延伸的支撑座，所述基座沿其厚度方向贯穿设有第一腔体，所述支撑座呈环形并围合形成与所述第一腔体连通的第二腔体，所述第一腔体沿垂直于所述厚度方向的内径小于所述第二腔体；所述振动组件固定于所述基底且至少覆盖部分所述第一腔体，所述连接杆的一端与所述振动组件连接、另一端经所述第一腔体延伸至所述第二腔体并与所述隔膜连接，所述隔膜悬设于所述第二腔体中并与所述支撑座的内壁间隔设置。作为一种改进，所述基座间隔开设有至少两个所述第一腔体，各所述第一腔体均与所述第二腔体连通，所述第一腔体与所述振动组件及所述连接杆一一对应，且所述振动组件均通过对应的所述连接杆与同一所述隔膜连接。作为一种改进，所述振动组件包括设于所述基座远离所述支撑座一侧的振动构件和设于所述振动构件的驱动器，所述振动构件至少覆盖部分所述第一腔体。作为一种改进，每一所述振动组件都包括两个所述驱动器，两个所述驱动器固定于所述振动构件远离所述支撑座的一侧且对称设置于所述连接杆的相对两侧。作为一种改进，所述驱动器包括与所述振动构件连接的第一电极层、设于所述第一电极层远离所述振动构件一侧的压电层、以及设于所述压电层远离所述第一电极层一侧的第二电极层。作为一种改进，所述振动构件包括振膜和连接梁，所述振膜的一侧与所述基座连接、另一侧朝向所述连接杆延伸并与所述连接杆间隔设置，所述连接梁连接在所述振膜与所述连接杆之间。作为一种改进，所述振膜设有至少两个且对称设置于所述连接杆的外周，且每个所述振膜远离所述基座的一侧都设有一个所述驱动器。作为一种改进，所述连接梁为L形或者蛇形。作为一种改进，所述振膜悬置于所述第一腔体且仅远离所述连接杆的一侧与所述基座固定。作为一种改进，所述MEMS扬声器为方形或圆形，所述连接杆等间距分布。本专利技术的目的之二还提供一种MEMS扬声器制造方法，包括：提供具有第一表面和第二表面的第一硅晶片，在所述第一硅晶片上蚀刻出若干从所述第一表面朝向所述第二表面延伸的第一凹腔，蚀刻后的所述第一硅晶片包括设有所述第一凹腔的第一晶片主体和设于所述第一凹腔中的第一凸柱；在蚀刻后的所述第一硅晶片远离所述第二表面的一侧覆盖缓冲层；提供SOI晶片，所述SOI晶片包括第一硅层、第二硅层以及夹设于所述第一硅层与所述第二硅层之间的氧化硅层，将所述第一硅层固定在所述缓冲层远离所述第一硅晶片的一侧，除去所述第二硅层和所述氧化硅层，并将所述第一硅层减薄至一定厚度；对减薄后的所述第一硅层进行加工以形成振动构件，在所述振动构件上设置驱动器以形成振动组件；对应所述第一凹腔的位置对所述第二表面进行蚀刻，以使所述第一凹腔贯穿所述第一晶片主体，制得具有第一腔体的基座；提供第二硅晶片，在所述第二硅晶片上蚀刻出第二凹腔，蚀刻后的所述第二硅晶片包括设有所述第二凹腔的第二晶片主体和设于所述第二凹腔中的第二凸柱；将蚀刻后的所述第二硅晶片固定在所述第一硅晶片远离所述缓冲层的一侧，所述第二晶片主体与所述第一晶片主体连接以使所述第一腔体与所述第二凹腔连通，所述第二凸柱与所述第一凸柱连接以形成连接杆；对应所述第二凹腔的位置对所述第二晶片主体远离所述第一晶片主体的一侧进行蚀刻以形成第三凹腔，所述第三凹腔与所述第二凹腔通过与所述连接杆连接的隔板隔开；蚀刻掉所述隔板的边缘以形成连通所述第二凹腔与所述第三凹腔的缝隙，制得支撑座和隔膜，所述支撑座围合形成用于容纳所述隔膜的第二腔体。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过在基座上设置第一腔体，支撑座围合形成第二腔体，振动组件设于第一腔体，隔膜设置于第二腔体，且二者通过连接杆连接，振动组件在振动时会通过连接杆驱动隔膜做活塞运动，隔膜做活塞运动时会推压空气从而产生声音，振动组件由于需要固定至基座，因此在振动时会受到基座的阻碍，导致振动组件的整体振幅较小，而隔膜由于是通过连接杆悬设在第二腔体中的，且与支撑座的内壁间隔设置，因此其运动过程中不会受到支撑座的阻碍，隔膜可产生更大幅度的运动，也即，隔膜具有更大幅度的振幅，使其在单位时间内以排开更多体积的空气，因此，通过隔膜活塞运动而产生声音，相比于直接通过振动组件振动发声，可以提高MEMS扬声器的声音输出；而且由于隔膜和振动组件不是安装在同一个腔体内，因此隔膜的尺寸不会受到第一腔体尺寸的影响，而且第二腔体内径大于第一腔体的内径，因此可以设置尺寸大于第一腔体尺寸的隔膜，使隔膜在单位时间内可以排开更多体积的空气，从而进一步提升MEMS扬声器的声音输出。【附图说明】图1为本专利技术实施例一提供的MEMS扬声器的结构示意图；图2为图1的沿A～A线的剖视示意图；图3为图1中所示MEMS扬声器另一角度的结构示意图；图4为图3中B处的局部放大示意图；图5为本专利技术实施例一提供的MEMS扬声器制造过程中的结构变化示意图；图6为本专利技术实施例二提供的MEMS扬声器的结构示意图；图7为本专利技术实施例三提供的MEMS扬声器的结构示意图。附图标记：100、MEMS扬声器；10、基底；20、振动组件；30、隔膜；40、连接杆；11、基座；12、支撑座；111、第一腔体；121、第二腔体；122、内壁；21、振动构件；22、驱动器；221、第一电极层；222、压电层；223、第二电极层；211、振膜；212、连接梁；213、镂空区；50、第一硅晶片；51、第一表面；52、第二表面；53、第一凹腔；54、第一晶片主体；55、第一凸柱；60、缓冲层；70、SOI晶片；71、第一硅层；72、第二硅层；73、氧化硅层；80、第二硅晶片；81、第二凹腔；82、第二晶片主体；83、第二凸柱；84、第三凹腔；85、隔板；86、缝隙；200、MEMS扬声器；11'、基座；111'、第一腔体；300、MEMS扬声器；21"、振动构件；11"、基座；111"、第一腔体。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。需要说明的是，本专利技术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……)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS扬声器，其特征在于，包括基底、振动组件、隔膜以及连接杆，所述基底包括基座和自所述基座一侧延伸的支撑座，所述基座沿其厚度方向贯穿设有第一腔体，所述支撑座呈环形并围合形成与所述第一腔体连通的第二腔体，所述第一腔体沿垂直于所述厚度方向的内径小于所述第二腔体；所述振动组件固定于所述基底且至少覆盖部分所述第一腔体，所述连接杆的一端与所述振动组件连接、另一端经所述第一腔体延伸至所述第二腔体并与所述隔膜连接，所述隔膜悬设于所述第二腔体中并与所述支撑座的内壁间隔设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS扬声器，其特征在于，包括基底、振动组件、隔膜以及连接杆，所述基底包括基座和自所述基座一侧延伸的支撑座，所述基座沿其厚度方向贯穿设有第一腔体，所述支撑座呈环形并围合形成与所述第一腔体连通的第二腔体，所述第一腔体沿垂直于所述厚度方向的内径小于所述第二腔体；所述振动组件固定于所述基底且至少覆盖部分所述第一腔体，所述连接杆的一端与所述振动组件连接、另一端经所述第一腔体延伸至所述第二腔体并与所述隔膜连接，所述隔膜悬设于所述第二腔体中并与所述支撑座的内壁间隔设置。


2.根据权利要求1所述的MEMS扬声器，其特征在于，所述基座间隔开设有至少两个所述第一腔体，各所述第一腔体均与所述第二腔体连通，所述第一腔体与所述振动组件及所述连接杆一一对应，且所述振动组件均通过对应的所述连接杆与同一所述隔膜连接。


3.根据权利要求1所述的MEMS扬声器，其特征在于，所述振动组件包括设于所述基座远离所述支撑座一侧的振动构件和设于所述振动构件的驱动器，所述振动构件至少覆盖部分所述第一腔体。


4.根据权利要求3所述的MEMS扬声器，其特征在于，每一所述振动组件都包括两个所述驱动器，两个所述驱动器固定于所述振动构件远离所述支撑座的一侧且对称设置于所述连接杆的相对两侧。


5.根据权利要求3所述的MEMS扬声器，其特征在于，所述驱动器包括与所述振动构件连接的第一电极层、设于所述第一电极层远离所述振动构件一侧的压电层、以及设于所述压电层远离所述第一电极层一侧的第二电极层。


6.根据权利要求3所述的MEMS扬声器，其特征在于，所述振动构件包括振膜和连接梁，所述振膜的一侧与所述基座连接、另一侧朝向所述连接杆延伸并与所述连接杆间隔设置，所述连接梁连接在所述振膜与所述连接杆之间。


7.根据权利要求6所述的MEMS扬声器，其特征在于，所述振膜设有至少两个且对称设置于所述连接杆的外周，且每个所述振膜远离所述基座的一侧都设有一个所述驱动器。


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【专利技术属性】
技术研发人员：程诗阳，李杨，但强，朱国，
申请(专利权)人：瑞声科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32