CN103039091A - 用于麦克风的背板 - Google Patents

Abstract

一种麦克风，具有安装用于响应于压力波动而振动的隔膜(20)，面对隔膜并且比隔膜刚性更强的背板(30)，以及用于感测相对于背板的振动的电路(95)，所述背板形成具有预应力并且具有这样的几何形状，使得所述背板对结构载振动的响应与所述隔膜的相应响应匹配。这样有助于降低或者最小化这些表面之间由结构载振动造成的相对运动，因而改善了麦克风的信噪比。所述几何形状可以是毂和辐条的结构。

Description

用于麦克风的背板

技术领域

本发明涉及麦克风、具有这种麦克风的封装或者器件及其相应的设计或者制造方法。

背景技术

在许多具有麦克风的系统中(诸如手机，需要减小尺寸并且降低制造成本。与麦克风相关的电子产品包括预放大器(对于高阻抗电容换能器)、偏置电路(至少对于驻极体型麦克风)、A/D转换器和信号处理。PCB安装对于手机制造商通常是优选的，符合现有的高速装配生产线。常用的驻极体麦克风不具有与其相关电子产品集成所需的形式因子。已知可以使用MEMS型麦克风，如2003年9月In-Stat MDR的“the top tenreason for using MEMS in cell phones”中所讨论的。一个优势是这种MEMS型麦克风对于由焊接操作期间的加热所造成的损伤较不敏感。

典型地，电容式麦克风由四种元件组成：固定式穿孔背板，高度兼容的可移动隔膜(它们共同组成可变气隙电容器的两个极板)，诸如电压偏置电源之类的电路，以及缓冲放大器。所述隔膜必须高度地兼容并且相对于所述背板精确地定位，而所述背板必须更加刚性，以便保持固定并且对于流经它的气流呈现最小的阻力(resistance)。利用集成电路材料在尺寸小于1mm的麦克风中实现所有这些特征一直是具有挑战性的。在集成电路薄膜中的典型应力水平(如果不在最终的隔膜中释放的话)是所述隔膜由于过度硬化或者弯曲而变得不可用的应力水平的许多倍。对于给定的隔膜材料和厚度，柔量(compliance)随着尺寸的减小而快速地减小。本专利提出了一种替代的隔膜和背板结构，其中所述隔膜的形成基于一种悬臂梁，并且使用了适合亚毫米尺寸麦克风的，用于打孔所述背板的替代结构。

已知向所述背板提供预应力来增加刚性。还已知提供穿孔来减小空气阻尼效应。

WO 84/03410示出了提供一种硅背板和绝缘层来增加所述背板的刚性。可以对层进行构图来形成所述背板，并且可以利用辐条来提供额外的刚性。可以在每一个辐条之间形成孔洞。

US 2007261910示出了以相对电极板的形式形成背板，所述相对电极板层压在振动电极板上，两者之间具有牺牲层(氧化硅隔膜)。在制造工艺的最后阶段，通过去除所述牺牲层使其与振动电极板分离。这样减小了振动电极板粘住相对电极板的可能性。为了增加相对电极板的刚性同时也为了减小流经相对电极板中刻蚀孔的流体的阻力，相对电极板的孔小于振动电极板中的刻蚀孔。

N.L.Pedersen  在Technical Proceedings of the 2000International Conference on Modeling and Simulation ofMicrosystems的文章(ISBN：0-9666135-7-0)“On Design of a Backplateused in a Hearing Aid”示出了一种用于麦克风的MEMS形成预应力背板的拓扑优化，并且示出了通过最大化刚度来最大化电容的变化。这包括找到中心穿孔部分与外部框架之间连接的拓扑，从而最大化第一特征频率。

发明内容

本发明的目的是提供一种麦克风、具有这种麦克风的封装或者器件及其相应的设计或者制造方法。

根据第一方面，本发明提供了：

一种麦克风，包括：安装用于响应于压力波动而振动的隔膜，面对所述隔膜的背板以及用于感测相对于所述背板的振动的电路，所述背板具有这样的几何形状，使得所述背板对结构载振动(structure bornevibration)的响应与所述隔膜的相应响应匹配。

关于术语“辐条(spoke)”和“弦(string)”，它们在本文件通篇使用。申请人没有意指任何区别。

本发明可以有助于降低或者最小化这些表面之间由结构载振动造成的相对运动，因而改善了麦克风的信噪比却不消耗额外的功率。它代表了一种不同于传统的使背板尽可能刚性的方法。也可以通过匹配隔膜层和背板中的应力和/或两者具有不同的直径来实现提供用于抵消结构载声音的隔膜与背板的频率匹配。本解决方案既给出了相同的外径又能处理两层中较大应力差。本解决方案是纯几何的。

本发明的实施例可以具有增加的任何其他特征，在从属权利要求中列出了并且在下文中更详细地描述了一些这种附加特征。

其他方面提供了具有这种麦克风的相应的封装或者器件，或者设计这种麦克风的相应方法、制造这种麦克风、封装或器件的相应方法。

任何附加特征可以被组合在一起并且与任何方面组合。本领域普通技术人员应当理解其他优势，特别是与其他现有技术相比的优势。在不脱离本发明的权利要求的情况下可以做出许多变化和修改。因此，应当清楚地了解，本发明的形式只是示意性的而并非意欲限制本发明的范围。

附图说明

下面将以参考附图的示例的形式来描述本发明是如何被实施的，其中：

图1示出了麦克风的截面示意图；

图2示出了根据实施例所述的背板的平面示意图；

图3示出了具有用于背板构图的设计步骤的方法示例，使其具有匹配的谐振频率；

图4示出了背板另一个实施例的一部分的平面图；

图5示出了根据实施例所述的电性能曲线；

图6示出了包含在器件封装中的示例。

具体实施方式

将针对特定的实施例并且参考确定的附图描述本发明，但是本发明不局限于此，而是只限于权利要求。描述的附图只是示意的而非限定的。在附图中，为了说明的目的，夸张了一些元件的尺寸并没有按照比例绘制。在本说明书和权利要求中使用了术语“包括”，它不排除其他元件或者步骤。当涉及单数名词时使用了不定冠词或者定冠词，例如“a”或“an”、“the”，除非特别地说明，这包括该名词的复数。

在权利要求中使用的术语“包括”不应当被解释为对其后所列装置的限制。它不排除其他元件或者步骤。因此，表述“一种器件包括装置A和B”的范围应当不限于只包括部件A和B的器件。它意味着针对本发明，该器件的相关部件是A和B。

此外，在本说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于在类似的元件之间进行区分，不一定用于描述顺序或者时序。应当理解，这样使用的术语在适当的情况下是可以互换的，并且在此描述的本发明的实施例能够在不同于在此描述或者说明的顺序下运行。

此外，在本说明书和权利要求中的术语上、下、上面、下面等用于描述性目的，不一定用于描述相对位置。应当理解，这样使用的术语在适当的情况下是可以互换的，并且在此描述的本发明的实施例能够在不同于在此描述或者说明的其他位置下运行。

应当注意，在权利要求中使用的术语“包括”不应当被理解为对其后所列装置的限制。它不排除其他元件或者步骤。因此，它被理解为明确说明所述特征、整体、步骤或者部件的存在，但不排除一个或者多个其他特征、整体、步骤或者部件，或其组的存在或者增加。因此，表述“一种器件包括装置A和B”的范围应当不限于只包括部件A和B的器件。它意味着针对本发明，该器件的相关部件是A和B。

至于整个说明书中的“一个实施例”或“实施例”意味着在本发明的至少一个实施例中包括了所描述的与所述实施例相关的特征、结构或者特点。因此，在整个说明书的不同位置出现的短语“在一个实施例中”不一定但是可以涉及相同的实施例。此外，从本公开中本领域普通技术人员应当理解特定的特征、结构或者特点可以以任何适合的方式在一个或者多个实施例中组合。

类似地，应当理解，在本发明典型实施例的描述中，出于使本公开合理化以及有助于理解不同创造性方面中的一个或者多个的目的，本发明的不同特征有时候在单个实施例中组合。然而，这种公开的方法不能被理解为以下意图的反映，即与在每一个权利要求中特别列举的相比有请求权项的发明需要更多的特征。而是，如下述权利要求所反映的，创造性方面处于小于单个前述公开的实施例的全部特征。因此，附在详细描述后面的权利要求是被特别地写入该详细描述中的，其中每一个权利要求都是作为本发明一个单独的实施例而独立存在。

此外，本领域普通技术人员应当理解，当在此描述的一些实施例包括某些特征但不是包括在其他实施例中的其他特征时，不同实施例的特征的组合意味着在本发明的范围并且形成了不同的实施例。例如，在下面的权利要求中，任何有请求权项的实施例可以用在任何组合中。

在此提供的说明中，列出了许多具体的细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例。在其他情况下，为了不模糊对本说明书的理解，没有详细地示出公知的方法、结构和技术。

下面将通过本发明若干实施例的详细描述来说明本发明是如何实施的。显然，根据本领域普通技术人员的知识，在不背离本发明技术教导的情况下，能够形成本发明的其他实施例。本发明只受限于所附权利要求的条款。

电容式麦克风

将以介绍的方式讨论具有如图1示意性所示结构的电容式麦克风。它示出了隔膜20、面对隔膜的背板30以及后部腔体40(backchamber)。在隔膜与背板之间有气隙50。由于隔膜上的压力差，声压波强迫隔膜振动。为了良好的全方向性性能，隔膜的背面应当是声学隔离的。在这种情况下，隔膜与声学封闭的后部腔体40相连。这影响了隔膜柔量和截止频率下限。在后部腔体中的微孔典型地配置用于对大气压力的缓慢变化进行补偿。

为了感测声音，与声压成比例的电学可检测信号应当是可检测的。利用导体，由声学信号造成的两个平行板之间相对距离的变化将导致电容的变化。因此，电学可检测信号由于气隙的调制是可获得的。为了作为电容器工作，隔膜和背板都应当含有导电表面或者由导电材料形成。为了理想的声音转换，所述背板是刚性板并且只有隔膜因声压而位移。注意，隔膜和背板典型地由硅MEMS工艺制得，而后部腔体可以用封装或者产品本身限定。MEMS麦克风原理还在以下出版物中有解释：

P.R.Scheeper，A.G.H.van deer Donk，W.Olthuis and P.Bergveld，Fabrication of silicon condenser microphones usingsingle wafer technology，Journal of MicroelectromechanicalSystems，Vol.I，No.3，September 1992，

M.Pedersen，W.Olthuis and P.Bergveld，An Integrated siliconcapacitive microphone with frequency-modulated digital output，Sensors and Actuators A69(1998)，pp.267-275以及

J.J.Neumann Jr.and KJ.Gabriel，CMOS MEMS membrane for audio-frequency acoustic actuation，Sensors and Actuators A95(2002)，pp.175-182。

因为许多原因，用于手机的MEMS麦克风已经令人感兴趣。首先，为了将带有麦克风的电子产品集成到系统级封装(SiP)解决方案中，传统的驻极体麦克风不具有所需的形状因子。例如麦克风中的电子产品可以包括预放大器、偏置电路、A/D转换器、信号处理和总线驱动器。第二，PCB安装对于手机和其他器件的制造商通常是优选的。在上面提及的出版物中阐述了其他因素。

本体噪声抵消

由于机械振动，电容器两个平行板将经受相对运动，并且不需要的电信号被检测到。本体噪声或者结构载噪声是机械振动的干扰效应，导致了麦克风上的电输出(electrical output)。

一个示例是手机自己的扬声器串音到麦克风中，其具有非线性传递函数。这种效应不能通过信号处理补偿，因此必须利用对机械振动具有较低敏感度的麦克风设计来最小化上述效应。

为了避免机械振动(在可听频率下，即远低于隔膜或者背板的基频谐振)的影响，应当以这样一种方式设计隔膜和背板，使得它们对于机械振动显示出相等振幅的同相响应。只有这样，才能没有由于机械振动的电输出。

实现本体噪声抵消

为了实现本体噪声抵消(BNC)，背板的谐振频率应当与隔膜的谐振频率匹配。除了谐振频率匹配这一对于BNC最重要的参数之外，挠曲形状(deflection profile)是一个附加因素。在机械激励之后，应当减小或者彻底消除输出信号或者电容变化。然而，两个不同振动剖面的相等振幅仍然会造成调制的输出信号。理想地，想要隔膜和背板具有相同的谐振频率和挠曲形状。对于BNC在当前设计的实际实现以及与当前工艺技术的兼容性，需要寻求只影响背板的解决方案。此外，如果可能的话，为了简单起见并且最小化对现有制造生产线的改动，应当只作用于背板的布局，而不是其他因素，诸如三维形状、材料等。可以考虑其他选项。

因此，所描述的实施例包含利用具有预应力的背板以及具有某种几何形状来实现BNC，通过重新设计背板焊垫(footprint)使背板对结构载振动的响应与隔膜的相应响应相匹配。这可以通过使高应力背板的谐振频率与隔膜匹配以便减小或者最小化本体噪声来实现。

附加特征

一些附件特征如下：所述几何形状可以包括中心毂和位于毂与周围框架之间的辐条。其他结构是可以想象的，尽管很可能更复杂地分析。所述背板可以包括利用MEMS工艺形成的导致所述预应力的已构图层。所述匹配可以包括部件基频谐振频率在20％之内的匹配。

所述隔膜可以具有0.1至0.5微米的厚度，并且安装件之间的直径为0.5至2.5mm。所述背板可以在安装件之间的直径为0.5至2.5mm，并且厚度为2至4微米。所述背板可以具有截面积小于25平方微米的辐条。

所述毂可以具有小于所述背板直径一半的直径。所述辐条可以具有小于所述背板直径2％的宽度。所述麦克风可以具有两个或者多个隔膜和背板，以及配置用于感测并联连接隔膜的电容的电路。这样可以增加被感测的总电容值。所述背板可以实质上是平面的并且具有至少是隔膜厚度5倍的厚度。

所述麦克风可被合并在封装中，而所述封装可被合并在器件中。

另一个方面提供了一种制造麦克风的方法：形成所述隔膜使其安装用于响应于压力波动而振动，形成面对隔膜的背板并且使其比隔膜刚性更强，以及形成所述电路用于感测隔膜相对于背板的振动，所述背板形成为具有预应力并且具有这样的几何形状，使得所述背板对结构载振动的响应与所述隔膜的相应响应匹配。

所述方法可以包括形成所述背板的步骤，该步骤通过对利用MEMS工艺形成的层上进行构图来产生所述几何形状。

另一个方面提供了一种产生用于麦克风背板图案的方法，所述麦克风具有安装用于响应于压力波动而振动的隔膜，放置为面对隔膜并且比隔膜刚性更强的背板，以及所述麦克风具有用于感测隔膜相对于背板的振动的电路，所述背板具有预应力并且具有包括毂和辐条的几何形状，使得所述背板对结构载振动的响应与所述隔膜的相应响应匹配。所述方法包括以下步骤：确定隔膜的响应，为辐条选择截面，根据隔膜的响应、预应力的量、背板的直径、材料的密度和辐条的截面来确定毂的质量(mass)，以及根据所述质量确定辐条的数量和毂的直径，以便形成所述图案。

图2示出了具有匹配谐振频率的蛛网设计。

用于MEMS麦克风特别是用于背板的结构与所述隔膜匹配，以便减小由机械振动造成的噪声。一个重要的性能参数是对结构载声音的敏感度，由麦克风悬架(suspension)上的机械振动所造成的背板和隔膜之间的不需要的相对运动来控制。当背板的二维布局使其基频谐振频率与隔膜谐振频率相同时，对于包括隔膜和背板的本体上作用的机械振动，背板和隔膜之间将不出现相对运动。在常规的麦克风工作中，声压将造成隔膜显著的运动，而背板则由于其声音透过性(acoustic transparency)不受影响。在某些情况下，这种背板几何形状可以导致较高的来自麦克风的电信号输出，并且可以导致与背景电信号相比较高的电信号。当不应用本发明时，所述电信号将会退化，因为当所述隔膜由气压波动激发而所述背板由通过结构耦合的这些气压波动激发时，所述隔膜和麦克风表现出不同的机械响应。

即使挠曲形状没有理想地匹配，使得隔膜和背板的频率响应彼此匹配的背板几何形状调整(tailor)给出了很好的近似。

隔膜和背板的基频谐振典型地都远高于可听频率。然而在一维近似中，它们在可听频率下激励的响应的振幅将是基频谐振频率值的函数。因此，频率匹配导致了响应振幅匹配的足够良好的近似。当背板和隔膜的谐振频率在20％之内时，相对于机械振动预计有10dB的噪声抑制改善。对于20dB的改善，所述谐振频率需要匹配在大约5％之内。在用于应力控制背板的当前设计中，通过优化材料参数(诸如应力)来实现这一点，而优化材料参数在大规模生产中很难控制。

隔膜和背板典型地都用硅生产，但是在制造之后经受不同的残余应力。所述隔膜(在目前的制造形式中典型地是直径为920微米、厚度为0.3微米的盘)和所述背板(目前是具有相等直径、厚度为3微米的盘)分别受到30MPa和180MPa的张应力。对于不需要不同工艺流程的解决方案，只允许背板的几何形状或者焊垫变化。因此，使用上述厚度和预应力，背板焊垫的设计应当导致具有几乎相等的谐振频率的隔膜和背板。

图2示出了具有毂70和辐条60的示例的平面图，而非实心盘，通过分析具有预应力的弦(pre-stressed strings)可以预测所述谐振频率。尽管其他形状更难以精确地分析，但是所述轮廓不必是圆形的。所述蛛网的中心是巨大的盘，通过在中心的对弦进行质量负载起作用。稀疏的设计保证了背板所需的声音透过性。此外，稀疏的设计允许厚的高应力背板的频率与薄的低应力隔膜的频率匹配。

一些设计原则

如前所述，所述具有预应力的实心背板将被重新设计，使其焊垫具有类似蛛网的具有预应力的弦和实心的中心盘。不受理论限制，基于用能量推导出的基频模型提出了这种背板特征频率的预测。利用分段线性形状函数(弦-盘-弦如同斜坡-平台-斜坡)，特征频率对预应力或者张力T可被表达为：

${\mathrm{\ω}}_0=\sqrt{\mathrm{bT}}$

其中常数b依赖于假定的振形(modeshape)并且读作：

$b=\frac{24A}{6\mathrm{LM}+2{\mathrm{AL}}^2\mathrm{\ρ}}$

材料的杨氏模量E只出现在术语a中。这意味着对于较高的张力T，所述频率受控于张力和质量M。质量的增加导致较平坦的频率-张力曲线，呈现出所述设计的频率对预应力较不敏感。

长度L是满弦的长度；其积分达到L/2。此外，必须输入全部质量M，而不是每根弦的质量。

图3示出了设计步骤的示例。

发现质量负载弦以及因此所提出的蛛网的基频谐振的表达式与有限元模拟中找到的结果一致。因此，可以设计背板，使得隔膜和背板频率匹配。

作为示例，下面将要推导在30MPa的预应力下与0.3微米厚隔膜的90kHz谐振匹配所需的几何形状。按照目前背板的工艺流程，当实心盘被设计为背板时，所述设计是具有总厚度为3微米并且期待的预应力为180MPa的背板层。在蛛网结构中，所述应力被部分地释放：所述毂收缩至无应力状态，而所述弦被进一步拉伸。对于这样高的张力，可以使用线性振形假设。利用推导出的频率表达式，中心处所需的质量M可以重写为：

$M=A(\frac{T}{{f_0}^{2}L{\mathrm{\π}}^2}-\frac{\mathrm{L\ρ}}{3})$

使用以下数值：

使用这些数值，所述中心的刚体质量应当是M＝4.49 10^-11kg。这是每根弦的质量。在这种情况下，弦的数量从中心盘的实际质量中得出。假设圆形中心盘直径为920mu×0.2，蛛网中弦的数量应当为N＝M_tot/M＝4.09。

对于相同直径的中心盘，如果想要弦的数量更多，可以减少弦的截面积A。

在图3中列出了所述过程。在步骤100中，通过测量或者分析确定了隔膜的谐振频率。在步骤120中，选择或者确定了背板层的厚度。在步骤130中，选择或者确定了背板中的预应力大小。然后在步骤150中确定了辐条的截面积，并且随后在步骤160中可以根据上面列出的M的公式确定每根辐条的质量。在步骤170中，可以从M中确定辐条的数量和毂的直径。在步骤180中，可以完成所述设计并且用于对所述背板层进行构图。

在张力下释放

已经阐释了MEMS麦克风生产的工艺流程，以便形成具有预应力的背板。在生产中释放之后，步进式厚度变化或者平面几何中的锐角将导致附加应力局部化。为了避免背板失效，应当通过设计避免应力积累。背板的厚度是均匀的，但是弦的使用不可避免地造成了夹角。带有圆角的蛛网设计的静力计算显示出可以实现这种设计使得释放之后的应力积累是可以忽略的。图4示出了一种设计示例，图中示出了四分之一背板的平面图，其中N＝6并且在夹角处使用了10μm的圆角半径。

该图还示出了所述背板具有围绕背板周长的框架75，所述辐条终止于此。假定所述框架被安装在衬底上，或者形成衬底的一部分，隔膜也被安装在该衬底上。所述框架可以比所示的更大，并且可以延伸以便形成与例如用于感测的电路的电连接。

在该图中，黑色区域是具有较低应力的部分。

图5示出了电性能曲线：

声波造成了隔膜相对于不发声背板的振动。通过测量隔膜和背板之间电容的变化来感测该振动。

对于传统的设计，隔膜和背板都(几乎)是实心盘。对于典型的尺寸，在平衡位置下的电容(静态电容)是3pF。对于等于隔膜与背板之间间隙十分之一的隔膜振幅，电容的变化是5％(150fF)。

对于新的蛛网设计，在图5中绘制了隔膜振动期间的电容，该电容是中心盘半径(RI)的函数，该半径归一化至最大半径(R0)。这也是对于是所述间隙十分之一的隔膜振幅。对于较大的振幅，电气响应中严重的非线性将会显现，这在任何麦克风中都是不想要的。对于RI＝R0，实现了实心的全尺寸背板的传统情况。附图示出了相对于平衡位置的静态电容的电容变化。清楚地看出，当RI变小时，绝对电容变化小于传统情况。然而，与对于传统背板的5％的数字相比，归一化至静态电容的所述变化更大(在实际情况下达到7％或者8％)。

如果想要保持电容的绝对变化和在传统情况下的(150fF)一样高，人们可以：

把质量体从中心沿辐条向外移动。然后需要更多的质量体(即更大的占地面积)以便获得合适的特征频率。

用质量体填充辐条之间的空白空间。

两种变化都旨在减小在归一化至静态电容的数值中可见的改善。作为另外一个替代，可以将若干个这种麦克风并联耦合(以空间和成本为代价)。

结构载声响应

结合了本解决方案的麦克风对结构载声音或者传播到所述麦克风的机械振动是不敏感的。在电信号产生的核心处，本发明所述的麦克风抵消了这种振动的电效应。

图6示出了一种封装和器件。

图6示出了一个合并在器件里的封装中的背板示例的原理截面图。所述封装91具有Si衬底90，该衬底在所述背板30延伸的上方具有一个开孔。这形成了麦克风后部腔体的一部分。所述封装在器件85里，该器件的壳体封闭了所述开孔，形成了所述后部腔体的末端。绝缘体97在所述背板的外围分离了背板和隔膜20。所述背板可以是如图2或图4所示的设计或者其他具有匹配谐振频率的设计。所述隔膜和背板形成电容器的极板并且由导线相连至电路95，该电路用于感测由音频压力波所造成的电容变化。这种电路可以是传统电路，用于输出代表电容或者任何声音特征的数字或模拟信号。这可以按照已有做法，无需在此详述。电路的一部分可以位于其他地方，但是至少在衬底上的所述电路可以是简单地电接触，使得外部电路能够与隔膜和背板电耦合。用于其他功能的其他电路93可以合并在相同的衬底上或者在相同封装91中的其他PCB上。

所述封装可以是带有相关电子产品的集成麦克风，并且典型地在单个封装中具有MEMS麦克风芯片、CMOS芯片和一些外部无源部件。依赖于具体应用，所述电子产品可以包括例如以下选择：预放大器、电压倍增器、A/D转换器和数字信号处理电路中选择。外部无源部件可以用于电压倍增器或者用于例如去耦的目的。所述设备可以是手机、移动计算设备、耳机或者用于任何应用的其他计算设备。

可以在权利要求的范围内想象其他变化。

Claims (15)

1.一种麦克风，具有安装用于响应于压力波动而振动的隔膜(20)、面对隔膜并且比隔膜刚性更强的背板(30)以及根据隔膜相对于背板的振动来得出信号的电路(95)，所述背板具有预应力并且具有这样的几何形状，使得所述背板对结构载振动的响应与所述隔膜的相应响应匹配。

2.根据权利要求1所述的麦克风，所述几何形状包括中心毂(70)和位于毂与周围框架之间的辐条(60)。

3.根据权利要求1或2所述的麦克风，所述背板包括利用MEMS工艺形成的导致所述预应力的已构图层。

4.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述匹配包括与部件的基频谐振频率在20％之内的匹配，优选地在10％之内。

5.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述隔膜具有0.1至0.5微米的厚度，并且在安装件之间的直径为0.5至2.5mm。

6.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述背板在安装件之间的直径为0.5至2.5mm，并且厚度为2至4微米。

7.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述背板具有截面积小于25平方微米的辐条。

8.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述毂具有小于所述背板直径一半的直径。

9.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述辐条具有小于所述背板直径2％的宽度。

10.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述麦克风具有两个或者多个隔膜和背板，以及配置用于感测并联连接隔膜的电容的电路。

11.根据前述任一权利要求所述的麦克风，所述背板实质上是平面的并且具有至少是隔膜厚度5倍的厚度。

12.一种具有封装(91)的器件(85)，所述封装包括衬底(90)和在衬底上的根据前述任一权利要求所述的麦克风。

13.一种制造前述任一权利要求所述的麦克风的方法，该方法具有以下步骤：形成所述隔膜(20)使其安装用于响应于压力波动而振动，形成面对隔膜的背板(30)并且使其比隔膜刚性更强，以及形成所述电路(95)用于感测隔膜相对于背板的振动，所述背板形成为具有预应力并且具有这样的几何形状，使得所述背板对结构载振动的响应与所述隔膜的相应响应匹配。

14.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述背板的步骤包括通过对利用MEMS工艺形成的层进行构图来产生所述几何形状。

15.一种产生用于麦克风背板图案的方法，所述麦克风具有安装用于响应于压力波动而振动的隔膜(20)，放置为面对隔膜并且比隔膜刚性更强的背板(30)，以及所述麦克风具有用于感测隔膜相对于背板的振动的电路(95)，所述背板具有预应力并且具有包括毂(70)和辐条(60)的几何形状，使得所述背板对结构载振动的响应与所述隔膜的相应响应匹配，所述方法包括以下步骤：

-确定隔膜的响应，

-为辐条选择截面，

-根据隔膜的响应、预应力的量、背板的直径、材料密度和辐条的截面来确定毂的质量，以及

-根据所述质量，确定辐条的数量和毂的直径，以便形成所述图案。

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