微机电系统麦克风技术方案

本实用新型专利技术公开一种微机电系统麦克风，包括一基板、一背板、一振膜以及多个长孔。前述背板设置在前述基板的一侧，前述振膜活动地设置在前述基板与前述背板之间。前述长孔形成于前述振膜上，且彼此相隔一距离，其中前述长孔具有非均匀一致的宽度，用以降低前述振膜上的残余应力。余应力。余应力。

【技术实现步骤摘要】
微机电系统麦克风


[0001]本技术涉及一种声能传感器(acoustic transducer)，特别是涉及一种微机电系统(micro
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electro
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mechanical system,MEMS)麦克风。

技术介绍

[0002]目前电子装置(包括麦克风)已逐渐朝向薄型、小巧、轻便和高性能等趋势发展。举例而言，一般麦克风可以用于接收声波并将声信号转换为电信号，其中麦克风已被广泛应用于日常生活以及安装在例如电话、手机和录音笔等电子产品内部。
[0003]在一电容式麦克风(capacitive microphone)中，声压(acoustic pressure)的变化(即，由声波导致的环境大气压力的局部压力偏差)可迫使振膜(diaphragm)相应地变形，并且振膜的变形可引起电容的变化。因此，可以通过检测因电容变化所引起的电压差得知声波的声压变化。
[0004]与传统驻极体电容式麦克风(electret condenser microphones(ECM))的不同在于：微机电系统(MEMS)麦克风的机械和电子元件可以利用集成电路(IC)技术整合在一半导体材料上来制造微型麦克风，由于MEMS麦克风可具有小尺寸、轻巧和低功耗等优点，因此已成为微型麦克风的主流。
[0005]现有的MEMS麦克风虽具有前述优点，然而其仍然具有部分缺点。举例来说，在MEMS麦克风中检测到的声波的兼容(compatible)声压范围(即，动态范围)仍然具有可改进的空间，其中前述动态范围与最大兼容声压(即，声学过载点(acoustic overload point)，下文中简称作“AOP”)有关，其由MEMS麦克风的谐波失真率(即，总谐波失真(total harmonic distortion)，下文中简称作“THD”)所决定。
[0006]另一方面，如果振膜的弹性系数较小(即，刚性(stiffness)较低)，它可以用来感测较小的声压(即，具有较高的灵敏度)，但振膜的THD将相应地被牺牲(即，AOP将降低)，因此在技术上往往难以同时实现MEMS麦克风的高AOP和高灵敏度(即，无法实现更宽的动态范围)。

技术实现思路

[0007]有鉴于前述现有问题点，本技术的一实施例提供一种微机电系统麦克风，包括一基板、一背板、一振膜以及多个长孔。前述背板设置在前述基板的一侧，前述振膜活动地设置在前述基板与前述背板之间。前述长孔形成于前述振膜上的一环状区域内且彼此相隔一距离，其中前述长孔具有非均匀一致的宽度，用以降低前述振膜上的残余应力。
[0008]在一实施例中，前述长孔的至少其中之一形成有一本体以及从前述本体朝前述振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。
[0009]在一实施例中，前述长孔包含以同心圆方式排列的多个外侧孔以及多个内侧孔，前述外侧孔分别形成有一本体以及从前述本体朝前述振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。
[0010]在一实施例中，前述外侧孔分别定义有一中心线，且前述外侧孔的前述端部分别具有一中心点，其中前述中心点的位置都落在一圆形轨迹上，且前述中心线与前述圆形轨迹相切。
[0011]在一实施例中，前述长孔包含以同心圆方式排列的多个外侧孔以及多个内侧孔，前述内侧孔分别形成有一本体以及从前述本体朝前述振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。
[0012]在一实施例中，前述内侧孔分别定义有一中心线，且前述内侧孔的前述端部分别具有一中心点，其中前述中心点的位置都落在一圆形轨迹上，且前述中心线与前述圆形轨迹相切。
[0013]在一实施例中，前述长孔以同心圆方式排列，并且分别形成有一本体以及从前述本体朝前述振膜外侧方向延伸的两个端部。
[0014]在一实施例中，前述长孔以同心圆方式排列，并且分别形成有一本体以及从前述本体朝前述振膜内侧方向延伸的两个端部。
[0015]在一实施例中，前述长孔包含以同心圆方式排列的多个外侧孔以及多个内侧孔，前述外侧孔分别形成有一第一端部，前述内侧孔分别形成有一第二端部，其中前述第一端部以及前述第二端部朝相反方向延伸。
[0016]在一实施例中，该些长孔分别形成有一本体以及从该本体延伸而出的一个端部，且该端部的宽度大于该本体的宽度。
[0017]在一实施例中，该些长孔的宽度是从该些本体朝该些端部的方向逐渐递增。
[0018]本技术的一实施例还提供一种微机电系统麦克风，包括：基板；背板，设置在该基板的一侧；振膜，活动地设置在该基板与该背板之间；以及多个长孔，形成于该振膜上且以同心圆方式排列，其中该些长孔具有非均匀一致的宽度，用以降低该振膜上的残余应力。
[0019]在一实施例中，该些长孔的至少其中之一形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。
[0020]在一实施例中，该些长孔包含多个外侧孔以及多个内侧孔，该些外侧孔分别形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。
[0021]在一实施例中，该些外侧孔分别定义有中心线，且该些外侧孔的该些端部分别具有中心点，其中该些中心点的位置都落在圆形轨迹上，且该些中心线与该圆形轨迹相切。
[0022]在一实施例中，该些长孔包含多个外侧孔以及多个内侧孔，该些内侧孔分别形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。
[0023]在一实施例中，该些内侧孔分别定义有中心线，且该些内侧孔的该些端部分别具有中心点，其中该些中心点的位置都落在圆形轨迹上，且该些中心线与该圆形轨迹相切。
[0024]在一实施例中，该些长孔分别形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧方向延伸的两个端部。
[0025]在一实施例中，该些长孔分别形成有本体以及从该本体朝该振膜内侧方向延伸的两个端部。
[0026]在一实施例中，该些长孔包含多个外侧孔以及多个内侧孔，该些外侧孔分别形成有第一端部，该些内侧孔分别形成有第二端部，其中该些第一端部以及该些第二端部朝相
反方向延伸。
[0027]在一实施例中，该些长孔分别形成有本体以及从该本体延伸而出的一个端部，且该端部的宽度大于该本体的宽度。
[0028]在一实施例中，该些长孔的宽度是从该些本体朝该些端部的方向逐渐递增。
[0029]本技术的优点在于，提供一种微机电系统麦克风，其主要包含有一基板、一背板以及位于前述基板和背板间的一振膜。特别地是，多个外侧孔以及内侧孔形成于前述振膜上，且彼此相隔一距离，其中通过使前述外侧孔以及内侧孔具有非均匀一致的宽度设计，不仅可减轻振膜上的应力集中问题并大幅改善振膜对于风压的负荷能力，同时也能够有效降低振膜上的残余应力，从而改善微机电系统麦克风的声学过载点(AOP)以及灵敏度。
附图说明
[0030]图1A为本技术一实施例的MEMS麦克风M的剖视图；
[0031]图1B为本技术另一实施例的MEMS麦克风M的剖视图；
[0032]图1C为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电系统麦克风，其特征在于，该微机电系统麦克风包括：基板；背板，设置在该基板的一侧；振膜，活动地设置在该基板与该背板之间；以及多个长孔，形成于该振膜上的环状区域内且彼此相隔一距离，其中该些长孔具有非均匀一致的宽度，用以降低该振膜上的残余应力。2.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔的至少其中之一形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。3.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔包含以同心圆方式排列的多个外侧孔以及多个内侧孔，该些外侧孔分别形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。4.如权利要求3所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些外侧孔分别定义有中心线，且该些外侧孔的该些端部分别具有中心点，其中该些中心点的位置都落在圆形轨迹上，且该些中心线与该圆形轨迹相切。5.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔包含以同心圆方式排列的多个外侧孔以及多个内侧孔，该些内侧孔分别形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧或内侧方向延伸的两个端部。6.如权利要求5所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些内侧孔分别定义有中心线，且该些内侧孔的该些端部分别具有中心点，其中该些中心点的位置都落在圆形轨迹上，且该些中心线与该圆形轨迹相切。7.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔以同心圆方式排列，并且分别形成有本体以及从该本体朝该振膜外侧方向延伸的两个端部。8.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔以同心圆方式排列，并且分别形成有本体以及从该本体朝该振膜内侧方向延伸的两个端部。9.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔包含以同心圆方式排列的多个外侧孔以及多个内侧孔，该些外侧孔分别形成有第一端部，该些内侧孔分别形成有第二端部，其中该些第一端部以及该些第二端部朝相反方向延伸。10.如权利要求1所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔分别形成有本体以及从该本体延伸而出的一个端部，且该端部的宽度大于该本体的宽度。11.如权利要求10所述的微机电系统麦克风，其特征在于，该些长孔的宽度是从该...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建铭，许丰家，林文山，李新立，郭乃豪，
申请(专利权)人：美商富迪科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：