[發明專利]MEMS聲換能器及其制造方法

在審

• 申請號: 201710138893.X
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106911990A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 詹竣凱;蔡孟錦
• 申請（專利權）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙)11442
• 代理人: 王昭智,馬佑平

1.一種MEMS聲換能器,其特征在于：包括襯底(1)以及振膜組件，所述振膜組件通過彈性梁(4)與襯底(1)連接在一起；其中，在所述振膜組件相對的兩側分別設置有至少一組第一可動梳齒(5)，在所述振膜組件另外相對的兩側分別設置有至少一組第二可動梳齒(7)；所述襯底(1)上設置有用于與第一可動梳齒(5)配合在一起的第一固定梳齒(6)，以及用于與第二可動梳齒(7)配合在一起的第二固定梳齒(8)；

其中，在由所述第一可動梳齒(5)與第一固定梳齒(6)構成，以及由第二可動梳齒(7)與第二固定梳齒(8)構成的兩組梳齒結構中，其中一組梳齒結構的可動梳齒高于固定梳齒，另一組梳齒結構中的可動梳齒低于固定梳齒；

所述振膜組件被配置為提供聲換能器的振動狀態；

所述兩組梳齒結構被配置為：在各自的靜電力作用下分別為振膜組件整體在兩個相反方向上的位移提供驅動力。

2.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述第一可動梳齒(5)高于第一固定梳齒(6)，所述第二可動梳齒(7)低于第二固定梳齒(8)。

3.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述第一可動梳齒(5)低于第一固定梳齒(6)，所述第二可動梳齒(7)高于第二固定梳齒(8)。

4.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述振膜組件整體呈矩形，所述第一可動梳齒(5)設置在振膜組件其中一對相對的側壁上，所述第二可動梳齒(7)設置在振膜組件另一對相對的側壁上。

5.根據權利要求4所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述彈性梁(4)設置有四條，分別連接的振膜組件的四個角。

6.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述振膜組件整體呈圓形，所述第一可動梳齒(5)、第二可動梳齒(7)均勻分布在振膜組件的圓周方向上。

7.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述襯底(1)設置有容腔，所述振膜組件設置在襯底(1)的容腔內，所述第一固定梳齒(6)、第二固定梳齒(8)設置在襯底(1)容腔的內壁上。

8.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述彈性梁(4)的材料選用液態金屬薄膜或者高分子薄膜。

9.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述振膜組件包括位于外側的框架(3)，以及位于框架(3)內的振膜(2)。

10.根據權利要求9所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述框架(3)與彈性梁(4)是一體的，采用相同的材質。

11.根據權利要求9所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述振膜(2)為發聲裝置的發聲振膜，所述振膜(2)選用壓電陶瓷材料。

12.根據權利要求9所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述振膜(2)為發聲裝置的發聲振膜，還包括用于與振膜(2)配合以使所述振膜振動的配合部。

13.根據權利要求9所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述振膜(2)為輸出音頻信號的發聲振膜；還包括用于與所述振膜(2)構成平板電容結構的背極板；所述振膜(2)與背極板構成了用于輸入表征周圍噪聲信號的麥克風。

14.根據權利要求1所述的MEMS聲換能器,其特征在于：所述第一可動梳齒(5)、第二可動梳齒(7)、第一固定梳齒(6)、第二固定梳齒(8)采用單晶硅或者多晶硅。

15.一種制造如權利要求1至13任一項所述MEMS聲換能器的方法,其特征在于，包括以下步驟：

a)提供襯底(1)，在所述襯底(1)上刻蝕出不同高度且呈梳狀結構的第一溝槽(1a)、第二溝槽(1b)；

b)在襯底(1)上沉積導電層(14)，所述導電層(14)填充在第一溝槽(1a)、第二溝槽(1b)內；

c)刻蝕所述導電層(14)，在所述第一溝槽(1a)、第二溝槽(1b)內形成第一可動梳齒(5)、第二可動梳齒(7)、第一固定梳齒(6)、第二固定梳齒(8)；

d)在襯底(1)的上端面沉積并刻蝕形成振膜組件的框架(3)以及彈性梁(4)；

e)在框架(3)上沉積形成振膜(2)；

f)刻蝕襯底(1)，將振膜(2)、框架(3)、第一可動梳齒(5)、第二可動梳齒(7)、第一固定梳齒(6)、第二固定梳齒(8)、彈性梁(4)釋放出來。