阵列式扬声器悬空振动薄膜及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阵列式扬声器悬空振动薄膜及制备方法，制备方法包括：

【技术实现步骤摘要】
阵列式扬声器悬空振动薄膜及制备方法


[0001]本专利技术涉及扬声器领域，具体涉及一种阵列式扬声器悬空振动薄膜及制备方法
。

技术介绍

[0002]mems
扬声器的工作原理是利用薄膜层在电学信号的驱动下，将电学信号转化为机械振动，进而产生声音，驱动方式一般有三种，压电，静电及电磁
。
薄膜厚度很薄，尺寸很小，能效出色，响应快速，音频性能优异，可以覆盖
20hz
‑
20khz
的整个频率范围
。
[0003]目前，目前市面上扬声器的梁膜结构如图
1、
图
2、
图3所示，图
2、
图3中的白色区域是薄膜，阴影区域是掏空的，都是类似的这种梁膜结构，利用电信号转化为薄膜的机械振动进而产生声音
。
本申请的专利技术人发现，这种梁膜结构振动薄膜的有效面积较小，特别是阵列式麦克风，由于每个单元
(
管芯
)
图形必定会有部分面积作为支撑，而且支撑部分还会布上金属导线，需要打线，必定要空留出一定的面积，将来还会激光划片割开，而且将来还要进行封装，粘管座等，导致了可动薄膜占比更低，造成目前的压电
mems
扬声器声压级输出较低
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服相关技术的缺陷，提供一种阵列式扬声器悬空振动薄膜制备方法，它可以制作完整的一块振动薄膜，增大振动薄膜面积，进而提高输出声压级/>。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种阵列式扬声器悬空振动薄膜制备方法，包括：
[0006]S1
，在扬声器晶圆表面制作若干顶层支撑柱，采用深反应离子刻蚀在扬声器晶圆背面进行背腔刻蚀，表面形成梁膜；
[0007]S2
，在玻璃片表面涂覆
PPC
材料作为分离层，并烘烤，使
PPC
材料固化，然后在在分离层表面涂覆聚酰亚胺材料，玻璃片的尺寸大于扬声器晶圆尺寸；
[0008]S3
，将扬声器晶圆反扣在玻璃片的聚酰亚胺材料上，形成贴合物；
[0009]S4
，保持水平状态，将贴合物放入
N2烘箱进行升温加热，利用扬声器晶圆的重力及
PPC
材料的膨胀力将聚酰亚胺材料与顶层支撑柱粘合，并去除聚酰亚胺材料内部
95
％以上的溶剂；
[0010]S5
，翻转贴合物，架住玻璃片边缘，使贴合物悬空；
[0011]S6
，根据聚酰亚胺材料的固化温度曲线进行升温固化，在固化聚酰亚胺材料的同时，
PPC
材料液化挥发，扬声器晶圆脱离，聚酰亚胺材料在顶层支撑柱的顶层形成悬空薄膜
。
[0012]进一步，
S1
中，在扬声器晶圆表面制作若干顶层支撑柱，包括：
[0013]先利用
PECVD
工艺在扬声器晶圆表面制作一层
SiO
或
Sin
或
Si
介质层；
[0014]然后利用光刻刻蚀工艺在介质层制作顶层支撑柱
。
[0015]进一步，
S1
中，在扬声器晶圆表面制作若干顶层支撑柱，包括：
[0016]先利用
sputter
工艺在扬声器晶圆表面溅射
Al
或
Si
或
SiO
介质膜；
[0017]然后利用光刻刻蚀工艺在介质膜制作顶层支撑柱
。
[0018]进一步，
S1
中，在扬声器晶圆表面制作若干顶层支撑柱，包括：
[0019]光刻显影后在扬声器晶圆表面制作顶层支撑柱
。
[0020]进一步，
S2
中，烘烤温度为
100
‑
120℃
，时间为
90
‑
180s。
[0021]进一步，
S4
中，升温加热的步骤为：
[0022]先维持室温
20℃3min
；
[0023]然后以
3℃/min
升温至
60
±
3℃
后，维持
5min
；
[0024]再以
5℃/min
加热至
90
±
3℃
后，维持至少
90s。
[0025]本专利技术还提供了一种阵列式扬声器悬空振动薄膜，采用阵列式扬声器悬空振动薄膜制备方法制得
。
[0026]本专利技术还提供了一种阵列式扬声器悬空振动薄膜，包括：
[0027]扬声器晶圆，背面刻蚀有若干背腔，表面形成梁膜；
[0028]若干顶层支撑柱，下端连接在扬声器晶圆表面；
[0029]悬空振膜，形成在顶层支撑柱上端
。
[0030]进一步，悬空振膜的材质为聚酰亚胺材料
。
[0031]采用上述技术方案后，本专利技术采用贴膜工艺和牺牲层释放工艺，在顶层制作完整的一块悬空薄膜作为振动薄膜，增大振动薄膜面积以提高输出声压级，在同样的驱动信号下，提供更高的声压级输，并且，可以对
MEMS
扬声器的可动单元部分进行保护，使单个器件起到防水防尘的功效，增强可靠性，另外，本专利技术利用
PPC
材料高温熔化
、
特定高温直接挥发的特性，来将所生成的悬空薄膜与玻璃片剥离，简化了工艺流程，提高了良率
。
附图说明
[0032]图1为现有扬声器的梁膜结构示意图；
[0033]图2为一种梁膜结构俯视图；
[0034]图3为另一组梁膜结构示意图；
[0035]图4为本专利技术的阵列式扬声器悬空振动薄膜的结构示意图；
[0036]图5为本专利技术的阵列式扬声器悬空振动薄膜的制备流程图；
[0037]图中，
1、
扬声器晶圆；
2、
顶层支撑柱；
3、
背腔；
4、
梁膜；
5、
玻璃片；
6、PPC
材料；
7、
聚酰亚胺材料；
[0038]图5中，
(a)
表示制作顶层支撑柱步骤；
(b)
表示背腔刻蚀
、
表面形成梁膜步骤；
(c)
表示玻璃片表面涂覆
PPC
材料和聚酰亚胺材料步骤；
(d)
表示扬声器晶圆反扣于聚酰亚胺材料步骤；
(e)
表示在烘箱里烘片
、
翻转
、
晶圆脱落步骤
。
具体实施方式
[0039]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阵列式扬声器悬空振动薄膜制备方法，其特征在于，包括：
S1
，在扬声器晶圆
(1)
表面制作若干顶层支撑柱
(2)
，采用深反应离子刻蚀在扬声器晶圆
(1)
背面进行背腔
(3)
刻蚀，表面形成梁膜
(4)
；
S2
，在玻璃片
(5)
表面涂覆
PPC
材料
(6)
作为分离层，并烘烤，使
PPC
材料
(6)
固化，然后在在分离层表面涂覆聚酰亚胺材料
(7)
，玻璃片
(5)
的尺寸大于扬声器晶圆
(1)
尺寸；
S3
，将扬声器晶圆
(1)
反扣在玻璃片
(5)
的聚酰亚胺材料
(7)
上，形成贴合物；
S4
，保持水平状态，将贴合物放入
N2烘箱进行升温加热，利用扬声器晶圆
(1)
的重力及
PPC
材料
(6)
的膨胀力将聚酰亚胺材料
(7)
与顶层支撑柱
(2)
粘合，并去除聚酰亚胺材料
(7)
内部
95
％以上的溶剂；
S5
，翻转贴合物，架住玻璃片
(5)
边缘，使贴合物悬空；
S6
，根据聚酰亚胺材料
(7)
的固化温度曲线进行升温固化，在固化聚酰亚胺材料
(7)
的同时，
PPC
材料
(6)
液化挥发，扬声器晶圆
(1)
脱离，聚酰亚胺材料
(7)
在顶层支撑柱
(2)
的顶层形成悬空薄膜
。2.
根据权利要求1所述的阵列式扬声器悬空振动薄膜制备方法，其特征在于，
S1
中，在扬声器晶圆
(1)
表面制作若干顶层支撑柱
(2)
，包括：先利用
PECVD
工艺在扬声器晶圆
(1)
表面制作一层
SiO
或
Sin
或
Si<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕焕，葛斌，
申请(专利权)人：常州元晶电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：