[發(fā)明專利]一種硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710082342.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN107071673B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐波;徐金國;吳逸飛;朱志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 漢得利（常州）電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H04R19/02
• 分類號(hào): H04R19/02
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11813
• 代理人: 倪青華

1.一種硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器，其特征在于：

包括基板，

多個(gè)MEMS微聲單元，多個(gè)MEMS微聲單元陣列在基板上，所述MEMS微聲單元有1024個(gè)；

MEMS微聲單元包括作為中間電極的振膜、連接在振膜上下表面的上絕緣片和下絕緣片以及作為上電極的上傳導(dǎo)板和作為下電極的下傳導(dǎo)板，上傳導(dǎo)板安裝在上絕緣片上，下傳導(dǎo)板安裝在下絕緣片上，所述上絕緣片和下絕緣片上都設(shè)有中心孔，上傳導(dǎo)板設(shè)有多個(gè)與中心孔連通的發(fā)音孔，下傳導(dǎo)板上設(shè)有與中心孔連通的通氣孔；

其中，單個(gè)MEMS微聲單元的聲壓級(jí)通過如下算法進(jìn)行設(shè)定：

S1，通過comsol模擬得出單個(gè)MEMS微聲單元的振膜的諧振頻率F0為X；

S2，預(yù)設(shè)硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器的諧振頻率F0為Y；

S3，那么硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器在1m處F0點(diǎn)的聲壓級(jí)，公式中a為MEMS微聲單元的單個(gè)數(shù)量，b為MEMS陣列揚(yáng)聲器中MEMS微聲單元的總數(shù)量，即單個(gè)微聲單元的聲壓級(jí)；

S4，驗(yàn)證S3中的SPL₁，通過帶有電荷的膜片受到上下極板交變電場(chǎng)的作用，膜片上單元運(yùn)動(dòng)滿足振動(dòng)方程：

，

m為單元質(zhì)量，c為阻尼，k為剛度，u為位移向量，t為時(shí)間，f(t)為電場(chǎng)力載荷；

滿足波動(dòng)方程：

，

其中波數(shù)，w為角頻率，C₀為聲速，p(x)為傳播方向x處聲壓，

取參考聲壓為Po＝2×10-5Pa，空間內(nèi)任一處聲壓級(jí)Lp為：

，公式中p為該處聲壓；

計(jì)算得出微聲單元在1cm的聲壓SPLa，再通過公式，公式中L_a為a處的距離，L_b為b處的距離，得出微聲單元SPL₁進(jìn)行驗(yàn)證。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器，其特征在于：單個(gè)MEMS微聲單元的形狀為等邊六邊形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器，其特征在于：所述振膜包括正六邊形的邊緣部和圓形的中間部，中間部位于邊緣部的中心，中間部與邊緣部之間通過S型懸掛線連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器，其特征在于：所述S型懸掛線有四條。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種硅基MEMS陣列揚(yáng)聲器，其特征在于：所述振膜和懸掛線的材質(zhì)都為硅膜。