[發明專利]一種硅電容式麥克風及其制備方法

有效

• 申請號: 201410078845.2
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN104902410B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 萬蔡辛;楊少軍;蔡鬧鬧
• 申請（專利權）人: 山東共達電聲股份有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

本發明提供了一種使用柔性背極的硅電容式麥克風，背極與振膜形成相對的可動結構，即可變電容。使用柔性背極可以自由的定義背極和振膜，從而提供了更大的設計空間；根據振膜和背極的剛度分布情況及敏感運動振型需要，可在振膜和背極之間設置一個或多個不導電的連接振膜和背極的中部連接，從而允許制備更大尺寸的振膜；通過中部連接將振膜分成相對獨立的幾個部分，從而提供額外的可靠性；將中部連接做成支撐還可以將振膜做成各種形狀；振膜和背極上都可以設置褶皺。本發明在兼容現有通用制備工藝水平的前提下，通過優化結構尺寸和振膜與背極的振型，提高了硅電容式麥克風的靈敏度、線性度、信噪比等性能指標，以及可靠性、環境適應性等工程指標。

技術領域

本發明涉及麥克風領域，具體而言，涉及一種硅電容式麥克風及其制備方法。

背景技術

微機電（MEMS micro-electro-mechanical system）麥克風或稱硅麥克風因其體積小、適于表面貼裝等優點而被廣泛用于平板電子裝置的聲音采集，例如：手機、MP3、錄音筆和監聽器材等。為滿足人民群眾日益增長的物質文化需求，硅麥克風的體積、成本、信噪比等指標也在不斷地優化提高。為了達到這一目的，有將多個電容麥克風并聯以降低信噪比的，如US20100092020，US20120039499；有在振膜上設置褶皺以改變其物理性質的，如CN201320112230.8，US20060280319；有設置一個或多個錨區，以改變振膜的振動模式的，如CN201345734，CN101841758A；以及其他種種方法和設計。在這些設計中，多要求一個剛性背極和一個與其相對的柔性振膜。本發明的提出，解放了對背極的剛性的要求，使得振膜和背極的關系可以根據要求而交互定義，從而提供了更大的設計空間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兼容現有的設計技術并且能提供更大的電路設計自由度的硅電容式麥克風。為實現這一目的，本發明提供了一種硅電容麥克風，包括：外殼以及外殼內部的基板、兩塊柔性薄膜、集成電路，其中，

基板上設有一聲腔，基板中部設有一個開孔；

兩塊柔性薄膜分別為振膜和柔性背極，其中，振膜被聲壓波激發時實現機械振動，振膜用于接收聲音信號并將其轉化為電信號；

柔性背極上設有開孔或開槽；

振膜和柔性背極上分別設置有用于引出電極的焊盤，柔性背極與振膜之間設有氣隙，柔性背極、氣隙與振膜構成一個電容器；

集成電路封裝于硅電容式麥克風內部，集成電路用于處理電信號。

優選的，柔性背極的可動部分與振膜的可動部分之間設有中部連接。

優選的，中部連接為機械連接而非電氣連接，從而可以優化振膜與/或背極的振動模式；

優選的，振膜的材料為導電多晶硅，通過淀積的工藝實現。

優選的，柔性背極的材料為導電多晶硅，通過淀積的工藝實現。

優選的，振膜和柔性背極的剛度相等或不相等。

優選的，柔性背極的剛度為振膜的剛度的1～30倍。

優選的，柔性背極上設置有褶皺，從而可以優化背極的振動模式，消除背極的內應力，提高麥克風的工作壽命和敏感度；

優選的，振膜上設置有褶皺，從而可以優化振膜的振動模式，消除振膜的內應力，提高麥克風的工作壽命和敏感度；

許多發明都提到了在振膜上設置褶皺，例如CN201320112230.8，US20060280319。這些設計雖然在一定程度上改善了振膜的性能，但是都沒有考慮到改善背極的性能。通過使用本發明，可以進一步改善背極的各個工作參數，提高麥克風的總體壽命和敏感度，同時還提供了更大的設計空間。