CN101415137A - 电容式麦克风 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电容式麦克风，包括基底，一空腔穿过该基底；定支撑，与基底相连并位于所述空腔中，该定支撑包括远离基底的第一平面和靠近基底的第二平面，一收容部贯穿定支撑的第一平面和第二平面；振膜，与定支撑相连并收容于该定支撑的收容部；定支撑包括固定部和由固定部向定支撑的中心突出的若干定电极；振膜包括振动部和支撑部，振动部设置有若干由振动部向远离振膜中心突出的动电极；所述定电极和所述动电极均为梳齿形状，定电极与动电极在空间上分离并且定电极与动电极相互交叉。此种结构的电容式麦克风线性度好。

Description

电容式麦克风
技术领域
本发明涉及一种电容式麦克风，尤其涉及一种微电机系统麦克风。
背景技术
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要，移动电话的麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计好坏直接影响通话质量。
而目前应用较多且性能较好的麦克风是微电机系统麦克风(Micro-Electro-Mechanical-System Microphone，简称MEMS麦克风)，如图1所示，为一种与本发明相关的麦克风剖断示意图。该麦克风10包括背板11、与背板11相对并通过支撑部121相连接的振膜12，振膜12可相对背板11上下振动，背板11另设有声孔111，该声孔111可将声音气流传递到振膜12上并引起振膜12振动，振膜12与背板11之间形成了声腔13；振膜12与背板11上分别设有导电层并可加电，但加电的部分相互绝缘，这样，振膜12与背板11就组成了具有电容的电容器。但由于电容的值与电容两个板之间的正对面积成正比，与电容两个板之间的距离成反比，此种结构的麦克风振膜12振动变形受电场力干扰变形较大，导致振膜12与背板11之间的距离呈曲线变化，所以此种结构的电容式麦克风其线性度较差，所以麦克风的灵敏度差、频响度差，噪音大。
发明内容
本发明的要解决的技术问题在于提供一种具有良好灵敏度、频响度和噪音小的电容式麦克风。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种电容式麦克风，包括：
基底，一空腔穿过该基底；
定支撑，与基底相连并位于所述空腔中，该定支撑包括远离基底的第一平面和靠近基底的第二平面，一收容部贯穿定制撑的第一平面和第二平面；
振膜，与定支撑相连并收容于所述定支撑的收容部，振膜包括远离定支撑的第三平面和靠近定支撑的第四平面；其中
定支撑包括固定部和由固定部向定支撑的中心突出的若干定电极，该定电极包括靠近振膜的第一顶面、靠近基底的第一底面和第一顶面和第一底面间的第一厚度；
振膜包括振动部和与振动部相连的支撑部，振动部设置有若干由振动部向远离振膜中心突出的动电极，该动电极包括远离定支撑的第二顶面、靠近定支撑的第二底面和第二顶面和第二底面间的第二厚度；
所述定电极和所述动电极均为梳齿状排布，定电极与动电极在空间上分离并且定电极与动电极相互交叉；
基底上设有用于放置振膜支撑部的连接部，定支撑相应位置设置有振膜支撑部的让位，所述连接部表面为绝缘层；
定支撑的固定部上设有用于给所述定电极通电的定电极引出端；
振膜的支撑部上设置有用于给所述动电极通电的动电极引出端。
优选的，所述定电极的第一厚度和所述动电极的第二厚度相同。
优选的，所述定电极的第一顶面和所述动电极的第一顶面共面；所述振膜的支撑部远离定支撑的平面和所述动电极引出端共面；所述定支撑远离基底的第一平面与振膜远离定支撑的第三平面共面。
优选的，所述定电极的第一顶面、所述动电极的第一顶面、所述振膜的支撑部远离定支撑的平面、所述动电极引出端、所述定支撑远离基底的第一平面和振膜远离定支撑的第三平面共面。
优选的，所述振膜的支撑部为若干等分所述振膜的悬臂，悬臂的一端固定在振膜上，另一端突出于振膜的周侧，所述悬臂指向振膜的中心。
优选的，所述悬臂有4个。
优选的，用于给所述动电极通电的动电极引出端设置在悬臂上。
优选的，所述振膜的形状是关于中心对称的图形。
优选的，所述振膜的形状为圆形或正方形。
优选的，所述定支撑为与所述振膜的形状相匹配的关于中心对称的图形。
本发明的有益效果在于，由于电容的值与电容两个板之间的正对面积成正比，与电容两个板之间的距离成反比，本发明提供的电容式麦克风中定电极和动电极均为梳齿形状，定电极与动电极在空间上分离并且定电极与动电极相互交叉，所以在定电极和动电极通电后，定电极和动电极之间就形成了电容，且其之间的距离不变，面积取决于定电极和动电极各自厚度的重叠面积，所以本发明提供的电容式麦克风的线性度好，提高了电容式麦克的风的灵敏度、频响度和减小了噪音。同时，由于电容大小基本不受振膜大小的限制，所以可有效缩小振膜的结构，便于向微型化发展；加工所需掩膜次数较少，加工工艺简单；由于舍弃了背板，所以使得声腔体积获得有效提高；本发明还可以消除横向扰动的噪音干扰。
在本发明的一个优选实施例中，定电极的第一厚度和动电极的第二厚度相同，可以更好的提高电容式麦克风的性能。
附图说明
图1是与本发明相关的一种麦克风的结构；
图2是本发明提供的电容式麦克风的立体结构示意图；
图3是本发明提供的电容式麦克风的俯视图；
图4是本发明提供的电容式麦克风立体分解结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图2，本发明提供的电容式麦克风2，主要用于手机上，接受声音并将声音转化为电信号。
本发明提供的电容式麦克风2，请参图4，主要包括基底21、与基底相连的定支撑22和位于该定支撑内的振膜23。
其中，基底21，有一空腔211穿过基底21；空腔211上部设有台阶213，定支撑22与基底21相连设置于台阶213上，在本发明提供的优选实施中，该定支撑22为圆环形，该定支撑22还包括远离基底21的第一平面221和靠近基底21的第二平面222，一收容部226贯穿该定支撑22的第一平面221和第二平面222；电容式麦克风2的振膜23收容于定支撑22的收容部226并位于设置在基底11上的台阶213上，振膜23包括远离定支撑22的第三平面231和靠近定支撑22的第四平面232。在本发明提供的优选实施例中，振膜为圆形。
定支撑22包括固定部224和由固定部224向定支撑22的中心突出的若干定电极225，该定电极225包括靠近振膜23的第一顶面2251、靠近基底22的第一底面2252和第一顶面2251与和第一底面2252间的第一厚度h1。
振膜23包括振动部234和与振动部234相连的支撑部233，振动部234设置有若干由振动部234向远离振膜23中心突出的动电极235，该动电极235包括远离定支撑22的第二顶面2351、靠近定支撑22的第二底面2352和第二顶面2351与第二底面2352间的第二厚度h2。
请参见图3，定电极225和动电极235均为梳齿形状，定电极225与动电极235在空间上分离并且定电极225与动电极235相互交叉。
参图4，基底21上设有用于放置振膜23支撑部233的连接部212，该连接部212设置在台阶213上，定支撑22相应位置设置有振膜23支撑部233的让位223。振膜23支撑部233放置于基底21上的连接部212中，连接部212表面为绝缘层。
定支撑22的固定部224上设有用于给定电极225通电的定电极引出端(未图示)；振膜23的支撑部233上设置有用于给动电极235通电的动电极引出端(未图示)。
由于电容的值与电容两个板之间的正对面积成正比，与电容两个板之间的距离成反比，即C＝kε0εrS/d，k为常数，ε0为常数，εr为常数。当电容式麦克风制作出来后，ε0εr的值也就固定了，S是电容两个电板之间正对的面积，d为两个电板之间的距离，所以本发明提供的电容式麦克风中定电极225和动电极235均为梳齿状分布，定电极225与动电极235在空间上分离并且定电极225与动电极235相互交叉，所以在定电极225和动电极235通电后，定电极225和动电极235之间就形成了电容，且其之间的距离d不变，面积取决于第一厚度h1和第二厚度h2之间的正对面积，所以本发明提供的电容式麦克风2的线性度好。同时，由于电容大小基本不受振膜23大小的限制，所以可有效缩小振膜23的结构，便于向微型化发展；加工所需掩膜次数较少，加工工艺简单；由于舍弃了背板，所以使得声腔体积获得有效提高；本发明还可以消除横向扰动的噪音干扰。
在本发明提供的一个优选实施例中，定电极225的第一厚度h1和动电极235的第二厚度h2相同，这样可以进一步提高电容式麦克风2的的性能。
为了更好地提高电容式麦克风2的性能，定电极225的第一顶面2251和动电极235的第二顶面2351共面；振膜23的支撑部233远离定支撑22的平面(未标号)和动电极引出端共面；定支撑22远离基底21的第一平面221与振膜23远离定支撑22的第三平面231共面。当然，参见图2，也可以使得定电极225的第一顶面2251、动电极235的第二顶面2351、振膜23的支撑部233远离定支撑22的平面(未标号)、动电极引出端、定支撑22远离基底21的第一平面221和振膜23远离定支撑22的第三平面231共面。
在本发明提供的电容是麦克风2中，振膜23的支撑部为若干等分振膜23的悬臂233，悬臂233的一端固定在振膜上，另一端突出于振膜23的周侧，悬臂233指向振膜23的中心。参见图4，悬臂为4个且等分振膜23。用于给动电极235通电的动电极引出端设置在悬臂上，但悬臂不限于4个，可以是2个，也可以是5个或6个等。
振膜23的形状不限于圆形，也可以是正方形等关于中心对称的图形。定支撑22也不限于圆形，可以是与振膜23的形状相匹配的关于中心对称的图形，如正方形。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种电容式麦克风，包括
基底，一空腔穿过该基底；
定支撑，与基底相连并位于所述空腔中，该定支撑包括远离基底的第一平面和靠近基底的第二平面，一收容部贯穿定制撑的第一平面和第二平面；
振膜，与定支撑相连并收容于所述定支撑的收容部，振膜包括远离定支撑的第三平面和靠近定支撑的第四平面；其特征在于：
定支撑包括固定部和由固定部向定支撑的中心突出的若干定电极，该定电极包括靠近振膜的第一顶面、靠近基底的第一底面及第一顶面和第一底面间的第一厚度；
振膜包括振动部和与振动部相连的支撑部，振动部设置有若干由振动部向远离振膜中心突出的动电极，该动电极包括远离定支撑的第二顶面、靠近定支撑的第二底面及第二顶面和第二底面间的第二厚度；
所述定电极和所述动电极均为梳齿状排布，定电极与动电极在空间上分离并且定电极与动电极相互交叉；
基底上设有用于放置振膜支撑部的连接部，定支撑相应位置设置有振膜支撑部的让位，所述连接部表面为绝缘层；
定支撑的固定部上设有用于给所述定电极通电的定电极引出端；
振膜的支撑部上设置有用于给所述动电极通电的动电极引出端。
2、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于：所述定电极的第一厚度和所述动电极的第二厚度相同。
3、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于：所述定电极的第一顶面和所述动电极的第一顶面共面；所述振膜的支撑部远离定支撑的平面和所述动电极引出端共面；所述定支撑远离基底的第一平面与振膜远离定支撑的第三平面共面。
4、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于：所述定电极的第一顶面、所述动电极的第一顶面、所述振膜的支撑部远离定支撑的平面、所述动电极引出端、所述定支撑远离基底的第一平面和振膜远离定支撑的第三平面共面。
5、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于：所述振膜的支撑部为若干等分所述振膜的悬臂，悬臂的一端固定在振膜上，另一端突出于振膜的周侧，所述悬臂指向振膜的中心。
6、根据权利要求5所述的电容式麦克风，其特征在于：所述悬臂有4个。
7、根据权利要求5所述的电容式麦克风，其特征在于：用于给所述动电极通电的动电极引出端设置在悬臂上。
8、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于：所述振膜的形状是关于中心对称的图形。
9、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于：所述振膜的形状为圆形或正方形。
10.根据权利要求8所述的电容式麦克风，其特征在于：所述定支撑为与所述振膜的形状相匹配的关于中心对称的图形。
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