CN103338427A

CN103338427A - Mems芯片以及mems麦克风

Info

Publication number: CN103338427A
Application number: CN2013103020252A
Authority: CN
Inventors: 万景明
Original assignee: Shandong Gettop Acoustic Co Ltd
Current assignee: Shandong Gettop Acoustic Co Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-10-02

Abstract

本发明提供了一种MEMS芯片，包括焊盘、基座、以及膜片，所述膜片上设置有泄压单元，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，泄压单元泄去部分声压或者气压。本发明解决了现有的MEMS芯片当有较大声压或气压施加到膜片上时，膜片很容易发生破损的问题。本发明中由于在MEMS芯片上设置多个泄压单元，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，泄压单元泄去部分声压或者气压，使得MEMS芯片能承受外界较大气压或较大声压。本发明还提供了一种MEMS麦克风，包括印刷电路板、MEMS芯片，所述MEMS芯片即采用上述的MEMS芯片。

Description

MEMS芯片以及MEMS麦克风

技术领域

本发明涉及一种MEMS芯片和包括所述MEMS芯片的MEMS麦克风。

背景技术

MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，即微机电系统）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。如今，MEMS芯片具有非常广泛的应用，既可用于MEMS麦克风、智能手机，也可以用于其它消费类电子产品上。

如图1-2所示，现有的MEMS芯片包括焊盘1、基座2、一个刚性穿孔背极板、以及一片用作电容器的膜片3，以下将刚性穿孔背极板简称为极板5。极板5上开有极板孔6，膜片3与极板5之间存在间隙7。膜片3采用振膜材料，振膜材料通常为既薄又脆弱的单晶或者多晶硅结构，所以又称为弹性硅膜，该膜片3将声波转化为电容的变化。

以下MEMS麦克风为例，MEMS芯片作为MEMS麦克风的关键性器件，由于MEMS芯片采用的振膜材料既薄又脆弱，在较大声或者较大气压冲击下会产生过度形变而破碎，由此会导致MEMS麦克风因振膜材料损坏而无声音信号输出。另外，在MEMS芯片的生产过程中，也会由于MEMS芯片破损造成一定的资源浪费，甚至会影响到产品的用户体验。

现有技术中至少存在如下问题：MEMS膜片为整张，且既薄又脆弱，当有较大声压或气压施加到膜片上时，膜片很容易发生破损，即MEMS芯片的抗吹击性能较弱，在外界较大声或者较大气压冲击下会产生过度形变而破碎。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种MEMS芯片，能够大大增加MEMS芯片的抗吹击性能，即大大提高了MEMS芯片承受外界较大气压或较大声压的能力。

本发明提供一种MEMS芯片，包括焊盘、基座、以及膜片，所述膜片上设置有泄压单元，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，泄压单元泄去部分声压或者气压。

优选的，所述泄压单元为开合结构，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，该开合结构处于打开状态；当没有外界声压或者气压施加到所述膜片上时，该开合结构处于闭合状态。

优选的，所述开合结构为开设在所述膜片上的一条以上的可供外界声压或者气压通过的狭缝。

优选的，所述狭缝为一条，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

优选的，所述狭缝为多条，多条狭缝在所述膜片上的分布为一个或多个同心圆。

优选的，所述多条狭缝之间为等间隔分布，在形成的同心圆上，相邻的狭缝之间的间距范围为0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

优选的，所述狭缝为多条，所述多条狭缝在所述膜片上的分布为一条或者多条弦。

优选的，所述多条狭缝之间为等间隔分布，在形成的弦上，相邻的狭缝之间的间距范围为0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

优选的，所述狭缝为圆弧状，且在膜片上，狭缝的弯曲方向相同，且弧长和弧度均相等。

一种MEMS麦克风，包括印刷电路板、MEMS芯片，所述MEMS芯片采用上述的MEMS芯片。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果：由于在MEMS芯片上设置泄压单元，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，泄压单元泄去部分声压或者气压，使得MEMS芯片能承受外界较大气压或较大声压。

附图说明

图1是现有的MEMS芯片结构示意图；

图2是现有的MEMS芯片的剖视图；

图3是本发明MEMS芯片实施例1的结构示意图；

图4是本发明MEMS芯片实施例1中的芯片工作状态示意图1；

图5是本发明MEMS芯片实施例1中的芯片工作状态示意图2；

图6是本发明MEMS芯片实施例1中的芯片工作状态示意图3；

图7是本发明MEMS芯片实施例1中的芯片工作状态示意图4。

图中：1-焊盘；2-基座；3-膜片；4-狭缝；5-极板；6-极板孔；7- 间隙。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

MEMS芯片实施例1

参照图3，示出了本发明一种MEMS芯片，包括焊盘1、基座2、以及膜片3，膜片3上设置有泄压单元，当外界声压或者气压施加到膜片3上时，泄压单元泄去部分声压或者气压。

本实施例中，泄压单元为开合结构，当外界声压或者气压施加到膜片3上时，该开合结构处于打开状态；当没有外界声压或者气压施加到膜片3上时，该开合结构处于闭合状态。

本实施例中，开合结构为开设在膜片3上的多条可供外界声压或者气压通过的狭缝4，狭缝为多条，多条狭缝在膜片上的分布为一条或者多条弦。优选的，多条狭缝之间为等间隔分布，在形成的弦上，相邻的狭缝之间的间距范围为0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

本实施例中，狭缝为圆弧状。在实际加工工艺中，MEMS芯片上开设的狭缝的长度因应膜片的大小而定，狭缝的尺寸应能保证膜片的完整性，不会使得膜片因为开设狭缝而产生裂痕，甚至破碎。

由于在MEMS芯片上设置多条狭缝，当外界声压或者气压施加到所述膜片3上时，狭缝泄去更多的声压或者气压，使得MEMS芯片能承受外界更多的气压或声压。

参照图4-7所示，图4-7所示为本发明中的MEMS芯片的工作状态示意图，在实际的设计中，MEMS芯片的膜片3可设置于极板5上部，也可以设置于极板5下部。

图4所示为MEMS芯片的膜片3设置于极板5下部的情形，此时，当有外界声压施加到MEMS芯片上时，声压按照图示箭头方向，即自下而上进入，声压对膜片3的下表面施压，膜片因受到外界施加的声压而振动。但要注意膜片3不能与极板5接触。

图5所示为MEMS芯片的膜片3设置于极板5下部的情形，此时，当有外界声压施加到MEMS芯片上时，声压按照图示箭头方向，即自上而下进入，声压对膜片3的上表面施压，膜片因受到外界施加的声压而振动。

图6所示为MEMS芯片的膜片3设置于极板5上部的情形，此时，当有外界声压施加到MEMS芯片上时，声压按照图示箭头方向，即自上而下进入，声压对膜片3的上表面施压，膜片因受到外界施加的声压而振动。

图7所示为MEMS芯片的膜片3设置于极板5上部的情形，此时，当有外界声压施加到MEMS芯片上时，声压按照图示箭头方向，即自下而上进入，声压对膜片3的下表面施压，膜片因受到外界施加的声压而振动。

MEMS芯片实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，狭缝为多条，多条狭缝在膜片上的分布为一个或多个同心圆。狭缝为圆弧状，弯曲方向相同，弧长和弧度均相等，且相邻的两条圆弧状狭缝的中点之间的距离相等，距离范围为0.05-0.5mm。多条狭缝之间为等间隔分布，在形成的同心圆上，相邻的狭缝之间的间距范围为0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

MEMS芯片实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，开合结构为一条狭缝。本实施例中，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

MEMS芯片实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中，狭缝为直线段，狭缝的线段长度均相等，狭缝所在的直线重合或者相互平行，且处在同一直线上的相邻两条狭缝的距离相等，距离范围为0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

MEMS麦克风实施例1

一种MEMS麦克风，包括印刷电路板、MEMS芯片，MEMS芯片采用上述的MEMS芯片。

本发明中的MEMS芯片和包括MEMS芯片的MEMS麦克风在外界较大的声压或者气压施加在膜片上时，狭缝打开，声压或者气压通过狭缝而得以分散，对外界较大的气压或者声压起到缓冲的作用，使得膜片不会因为突然受到很大的压力而破碎。当没有外界气压或者声压施加的情况下，狭缝自动会关闭。可见，由于在MEMS芯片上设置狭缝，当外界声压或者气压施加到所述膜片3上时，狭缝泄去部分声压或者气压，使得MEMS芯片能承受外界较大气压或较大声压。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种MEMS芯片和包括MEMS芯片的麦克风，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种MEMS芯片，包括焊盘、基座、以及膜片，其特征在于，所述膜片上设置有泄压单元，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，泄压单元泄去部分声压或者气压。

2.根据权利要求1所述的MEMS芯片，其特征在于，所述泄压单元为开合结构，当外界声压或者气压施加到所述膜片上时，该开合结构处于打开状态；当没有外界声压或者气压施加到所述膜片上时，该开合结构处于闭合状态。

3.根据权利要求2所述的MEMS芯片，其特征在于，所述开合结构为开设在所述膜片上的一条以上的可供外界声压或者气压通过的狭缝。

4.根据权利要求3所述的MEMS芯片，其特征在于，所述狭缝为一条，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

5.根据权利要求3所述的MEMS芯片，其特征在于，所述狭缝为多条，多条狭缝在所述膜片上的分布为一个或多个同心圆。

6.根据权利要求5所述的MEMS芯片，其特征在于，所述多条狭缝之间为等间隔分布，在形成的同心圆上，相邻的狭缝之间的间距范围为 0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

7.根据权利要求3所述的MEMS芯片，其特征在于，所述狭缝为多条，所述多条狭缝在所述膜片上的分布为一条或者多条弦。

8.根据权利要求7所述的MEMS芯片，其特征在于，所述多条狭缝之间为等间隔分布，在形成的弦上，相邻的狭缝之间的间距范围为0.05-0.5mm，狭缝的长度尺寸的范围为0.005-0.5mm。

9.根据权利要求3所述的MEMS芯片，其特征在于，所述狭缝为圆弧状，且在膜片上，狭缝的弯曲方向相同，且弧长和弧度均相等。

10.一种MEMS麦克风，包括印刷电路板、MEMS芯片，其特征在于，所述MEMS芯片采用权利要求1-9任一所述的MEMS芯片。