微機電系統麥克風技術方案

本實用新型專利技術公開一種微機電系統麥克風，包括一基板、一背板、一振膜以及多個長孔。前述背板設置在前述基板的一側，前述振膜活動地設置在前述基板與前述背板之間。前述長孔形成于前述振膜上，且彼此相隔一距離，其中前述長孔具有非均勻一致的寬度，用以降低前述振膜上的殘余應力。余應力。余應力。

【技術實現步驟摘要】
微機電系統麥克風


[0001]本技術涉及一種聲能傳感器(acoustic transducer)，特別是涉及一種微機電系統(micro
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electro
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mechanical system,MEMS)麥克風。

技術介紹

[0002]目前電子裝置(包括麥克風)已逐漸朝向薄型、小巧、輕便和高性能等趨勢發展。舉例而言，一般麥克風可以用于接收聲波并將聲信號轉換為電信號，其中麥克風已被廣泛應用于日常生活以及安裝在例如電話、手機和錄音筆等電子產品內部。
[0003]在一電容式麥克風(capacitive microphone)中，聲壓(acoustic pressure)的變化(即，由聲波導致的環境大氣壓力的局部壓力偏差)可迫使振膜(diaphragm)相應地變形，并且振膜的變形可引起電容的變化。因此，可以通過檢測因電容變化所引起的電壓差得知聲波的聲壓變化。
[0004]與傳統駐極體電容式麥克風(electret condenser microphones(ECM))的不同在于：微機電系統(MEMS)麥克風的機械和電子元件可以利用集成電路(IC)技術整合在一半導體材料上來制造微型麥克風，由于MEMS麥克風可具有小尺寸、輕巧和低功耗等優點，因此已成為微型麥克風的主流。
[0005]現有的MEMS麥克風雖具有前述優點，然而其仍然具有部分缺點。舉例來說，在MEMS麥克風中檢測到的聲波的兼容(compatible)聲壓范圍(即，動態范圍)仍然具有可改進的空間，其中前述動態范圍與最大兼容聲壓(即，聲學過載點(acoustic overload point)，下文中簡稱作“AOP”)有關，其由MEMS麥克風的諧波失真率(即，總諧波失真(total harmonic distortion)，下文中簡稱作“THD”)所決定。
[0006]另一方面，如果振膜的彈性系數較小(即，剛性(stiffness)較低)，它可以用來感測較小的聲壓(即，具有較高的靈敏度)，但振膜的THD將相應地被犧牲(即，AOP將降低)，因此在技術上往往難以同時實現MEMS麥克風的高AOP和高靈敏度(即，無法實現更寬的動態范圍)。

技術實現思路

[0007]有鑒于前述現有問題點，本技術的一實施例提供一種微機電系統麥克風，包括一基板、一背板、一振膜以及多個長孔。前述背板設置在前述基板的一側，前述振膜活動地設置在前述基板與前述背板之間。前述長孔形成于前述振膜上的一環狀區域內且彼此相隔一距離，其中前述長孔具有非均勻一致的寬度，用以降低前述振膜上的殘余應力。
[0008]在一實施例中，前述長孔的至少其中之一形成有一本體以及從前述本體朝前述振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。
[0009]在一實施例中，前述長孔包含以同心圓方式排列的多個外側孔以及多個內側孔，前述外側孔分別形成有一本體以及從前述本體朝前述振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。
[0010]在一實施例中，前述外側孔分別定義有一中心線，且前述外側孔的前述端部分別具有一中心點，其中前述中心點的位置都落在一圓形軌跡上，且前述中心線與前述圓形軌跡相切。
[0011]在一實施例中，前述長孔包含以同心圓方式排列的多個外側孔以及多個內側孔，前述內側孔分別形成有一本體以及從前述本體朝前述振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。
[0012]在一實施例中，前述內側孔分別定義有一中心線，且前述內側孔的前述端部分別具有一中心點，其中前述中心點的位置都落在一圓形軌跡上，且前述中心線與前述圓形軌跡相切。
[0013]在一實施例中，前述長孔以同心圓方式排列，并且分別形成有一本體以及從前述本體朝前述振膜外側方向延伸的兩個端部。
[0014]在一實施例中，前述長孔以同心圓方式排列，并且分別形成有一本體以及從前述本體朝前述振膜內側方向延伸的兩個端部。
[0015]在一實施例中，前述長孔包含以同心圓方式排列的多個外側孔以及多個內側孔，前述外側孔分別形成有一第一端部，前述內側孔分別形成有一第二端部，其中前述第一端部以及前述第二端部朝相反方向延伸。
[0016]在一實施例中，該些長孔分別形成有一本體以及從該本體延伸而出的一個端部，且該端部的寬度大于該本體的寬度。
[0017]在一實施例中，該些長孔的寬度是從該些本體朝該些端部的方向逐漸遞增。
[0018]本技術的一實施例還提供一種微機電系統麥克風，包括：基板；背板，設置在該基板的一側；振膜，活動地設置在該基板與該背板之間；以及多個長孔，形成于該振膜上且以同心圓方式排列，其中該些長孔具有非均勻一致的寬度，用以降低該振膜上的殘余應力。
[0019]在一實施例中，該些長孔的至少其中之一形成有本體以及從該本體朝該振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。
[0020]在一實施例中，該些長孔包含多個外側孔以及多個內側孔，該些外側孔分別形成有本體以及從該本體朝該振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。
[0021]在一實施例中，該些外側孔分別定義有中心線，且該些外側孔的該些端部分別具有中心點，其中該些中心點的位置都落在圓形軌跡上，且該些中心線與該圓形軌跡相切。
[0022]在一實施例中，該些長孔包含多個外側孔以及多個內側孔，該些內側孔分別形成有本體以及從該本體朝該振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。
[0023]在一實施例中，該些內側孔分別定義有中心線，且該些內側孔的該些端部分別具有中心點，其中該些中心點的位置都落在圓形軌跡上，且該些中心線與該圓形軌跡相切。
[0024]在一實施例中，該些長孔分別形成有本體以及從該本體朝該振膜外側方向延伸的兩個端部。
[0025]在一實施例中，該些長孔分別形成有本體以及從該本體朝該振膜內側方向延伸的兩個端部。
[0026]在一實施例中，該些長孔包含多個外側孔以及多個內側孔，該些外側孔分別形成有第一端部，該些內側孔分別形成有第二端部，其中該些第一端部以及該些第二端部朝相
反方向延伸。
[0027]在一實施例中，該些長孔分別形成有本體以及從該本體延伸而出的一個端部，且該端部的寬度大于該本體的寬度。
[0028]在一實施例中，該些長孔的寬度是從該些本體朝該些端部的方向逐漸遞增。
[0029]本技術的優點在于，提供一種微機電系統麥克風，其主要包含有一基板、一背板以及位于前述基板和背板間的一振膜。特別地是，多個外側孔以及內側孔形成于前述振膜上，且彼此相隔一距離，其中通過使前述外側孔以及內側孔具有非均勻一致的寬度設計，不僅可減輕振膜上的應力集中問題并大幅改善振膜對于風壓的負荷能力，同時也能夠有效降低振膜上的殘余應力，從而改善微機電系統麥克風的聲學過載點(AOP)以及靈敏度。
附圖說明
[0030]圖1A為本技術一實施例的MEMS麥克風M的剖視圖；
[0031]圖1B為本技術另一實施例的MEMS麥克風M的剖視圖；
[0032]圖1C為本實用本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種微機電系統麥克風，其特征在于，該微機電系統麥克風包括：基板；背板，設置在該基板的一側；振膜，活動地設置在該基板與該背板之間；以及多個長孔，形成于該振膜上的環狀區域內且彼此相隔一距離，其中該些長孔具有非均勻一致的寬度，用以降低該振膜上的殘余應力。2.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔的至少其中之一形成有本體以及從該本體朝該振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。3.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔包含以同心圓方式排列的多個外側孔以及多個內側孔，該些外側孔分別形成有本體以及從該本體朝該振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。4.如權利要求3所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些外側孔分別定義有中心線，且該些外側孔的該些端部分別具有中心點，其中該些中心點的位置都落在圓形軌跡上，且該些中心線與該圓形軌跡相切。5.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔包含以同心圓方式排列的多個外側孔以及多個內側孔，該些內側孔分別形成有本體以及從該本體朝該振膜外側或內側方向延伸的兩個端部。6.如權利要求5所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些內側孔分別定義有中心線，且該些內側孔的該些端部分別具有中心點，其中該些中心點的位置都落在圓形軌跡上，且該些中心線與該圓形軌跡相切。7.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔以同心圓方式排列，并且分別形成有本體以及從該本體朝該振膜外側方向延伸的兩個端部。8.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔以同心圓方式排列，并且分別形成有本體以及從該本體朝該振膜內側方向延伸的兩個端部。9.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔包含以同心圓方式排列的多個外側孔以及多個內側孔，該些外側孔分別形成有第一端部，該些內側孔分別形成有第二端部，其中該些第一端部以及該些第二端部朝相反方向延伸。10.如權利要求1所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔分別形成有本體以及從該本體延伸而出的一個端部，且該端部的寬度大于該本體的寬度。11.如權利要求10所述的微機電系統麥克風，其特征在于，該些長孔的寬度是從該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建銘，許豐家，林文山，李新立，郭乃豪，
申請(專利權)人：美商富迪科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：