CN109218870B

CN109218870B - 一种麦克风

Info

Publication number: CN109218870B
Application number: CN201810886842.XA
Authority: CN
Inventors: 邹泉波; 冷群文
Original assignee: Beihang University Qingdao Research Institute; Goertek Inc
Current assignee: Qingdao Research Institute of Beijing University of Aeronautics and Astronautics; Weifang Goertek Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2038-08-06
Also published as: CN109218870A; WO2020029359A1

Abstract

本发明公开了一种麦克风，膜板的中部位置通过弹性扭梁连接在衬底上，形成了跷跷板结构；在膜板第二侧的位置设置有多个供声音穿过的镂空；在所述膜板的第一侧、第二侧还分别形成了用于表征膜板相应侧偏转电信号的第一检测结构、第二检测结构。本发明的麦克风，灵敏度高，且受后腔容积的影响较低，可以实现麦克风的轻薄化发展并保证麦克风的性能。

Description

一种麦克风

技术领域

本发明涉及测量领域，更准备地说，本发明涉及一种可以实现声电转换的麦克风。

背景技术

现有主流的麦克风，均是通过平板电容器的原理进行检测的电容式麦克风。在麦可风的结构中，平板电容器包括衬底以及形成在衬底上的背极板、振膜，背极板与振膜之间具有间隙，使得背极板、振膜构成了平板式的电容器感测结构。

为了充分利用振膜的机械灵敏度，麦克风需要设计一个具有环境压力的巨大后腔，以确保流动空气的刚性远远振膜。背腔的容积通常远大于1mm³，例如通常设计为1-15mm³。而且麦克风芯片在封装的时候，需要开放其腔体。这就限制了MEMS麦克风最小尺寸封装的设计(>3mm³)。

这是由于如果后腔容积过小，则不利于空气的流通，这种空气的刚性则会大大降低振膜的机械灵敏度。另外，为了均压，背极板上通常会设计密集的通孔，由于空气粘度造成的间隙或穿孔中的空气流动阻力成为MEMS麦克风噪声的主导因素，从而限制了麦克风的高信噪比性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种麦克风的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种麦克风，包括衬底、膜板，所述膜板的中部位置通过弹性扭梁连接在衬底上，所述膜板在衬底上形成了跷跷板结构；以弹性扭梁为界，所述膜板发生偏转运动的相对两侧分别记为第一侧、第二侧，其中在膜板第二侧的位置设置有多个供声音穿过的镂空；所述膜板被配置为受到声音信号时以弹性扭梁为轴发生偏转；

在所述膜板的第一侧、第二侧还分别形成了用于表征膜板相应侧偏转电信号的第一检测结构、第二检测结构；所述第一检测结构和第二检测结构构成了差分结构；

所述第一检测结构、第二检测结构分别包含磁体以及用于与磁体配合在一起的磁阻传感器。

可选地，第一检测结构、第二检测结构中的磁阻传感器分别至少设置有一个，第一检测结构、第二检测结构中的磁阻传感器构成了惠斯通电桥。

可选地，每个磁阻传感器对应一个磁体，所述磁体和磁阻传感器中的一个设置在膜板上，另一个设置在衬底上。

可选地，所述第一检测结构、第二检测结构的结构相同，每个磁阻传感器对应两个磁体，分别记为第一磁体、第二磁体，磁阻传感器设置在第一磁体、第二磁体形成的共同磁场中；初始位置时，所述磁阻传感器位于第一磁体的磁场方向与第二磁体的磁场方向相反的位置；所述磁阻传感器被配置为在膜板的偏转过程中感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化而输出变化的电信号。

可选地，初始位置时，所述磁阻传感器受到第一磁体的磁场，与受到第二磁体的磁场大小相等，方向相反。

可选地，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在膜板上，所述磁阻传感器设置在衬底上与第一磁体、第二磁体相对应的位置；

或者，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在衬底上，所述磁阻传感器设置在膜板上与第一磁体、第二磁体相对应的位置。

可选地，还设置有位于膜板上方的承载部，所述磁阻传感器设置在膜板上，所述第一磁体、第二磁体分别设置在位于振膜两侧的衬底、承载部上，且第一磁体、第二磁体的以磁极方向相反的方式进行布置。

可选地，所述第一磁体、第二磁体相对于磁阻传感器对称。

可选地，所述衬底上具有与膜板第一侧对应的第一中空腔，以及与膜板第二侧对应的第二中空腔。

可选地，在所述衬底远离膜板的一端还设置有将第一中空腔、第二中空腔封闭的基板。

可选地，所述第一中空腔、第二中空腔连通在一起。

可选地，还包括调节膜板初始位置的驱动装置。

可选地，所述驱动装置为设置在弹性扭梁位置的压电片，所述压电片被配置为驱动弹性扭梁变形。

可选地，所述驱动装置为用于给膜板提供偏转静电力的电极片。

根据本发明的麦克风，当声音信号作用到膜板上时，膜板第一侧会响应该声音信号，而膜板的第二侧由于具有镂空，因此对声音信号不敏感。此时进入的声波会使膜板倾斜，从而发生跷跷板式的运动。通过设置的第一检测结构和第二检测结构可以检测该偏转的程度，以表征声音信号。这种结构的麦克风，灵敏度高，且受后腔容积的影响较低，可以实现麦克风的轻薄化发展并保证麦克风的性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明麦克风第一实施方式的结构示意图。

图2是本发明麦克风第二实施方式中原理图。

图3是本发明麦克风第三实施方式的结构示意图。

图4a是图2所示实施例中磁阻传感器与两个磁体的坐标图。

图4b是图2所示实施例中磁场分布的仿真图。

图4c是图4b中示意磁阻传感器线性检测区域的放大图。

图5是本发明麦克风第四实施方式的结构示意图。

图6a是图5所示实施例中磁阻传感器与两个磁体的坐标图。

图6b是图5所示实施例中磁场分布的仿真图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1、图2，本发明提供了一种麦克风，其包括衬底1以及通过弹性扭梁4连接在衬底1上的膜板，膜板通过弹性扭梁4在衬底1上形成了跷跷板结构。

本发明的衬底1可以采用单晶硅材质，衬底1可以具有一个中空腔；在本发明另一个实施方式中，也可以具有两个中空腔，分别记为第一中空腔11、第二中空腔12。在衬底1的中部区域还可形成有支撑衬底5，该支撑衬底5与衬底1可以是一体的，例如可通过体硅刻蚀的方式在衬底1上形成用于分隔第一中空腔11、第二中空腔12的支撑衬底5，在此不再具体说明。

膜板可通过位于其相对两侧的弹性扭梁4连接在支撑衬底5上，或者连接在支撑衬底5的锚点上。该弹性扭梁4例如可设置在膜板的中部区域，通过该弹性扭梁4连接后，使得在弹性扭梁4的作用下，膜板可以在衬底1上发生类似跷跷板式的偏转。其中，弹性扭梁4可以设置在膜板中，例如可在膜板的中部区域形成中心孔，弹性扭梁的一端可以连接在膜板中心孔位置的内壁上，另一端连接在衬底1或者支撑衬底5上，同样可以实现膜板做跷跷板式的运动。

本发明的膜板可以采用多晶硅、单晶硅或者本领域技术人员所熟知的其它材质。该膜板需要有足够的硬度，以避免膜板自身发生形变。本领域的技术人员可通过对膜板厚度的控制是获得满足需求的膜板，在此不再具体说明。

以弹性扭梁4为界，膜板相对的两侧分别记为膜板的第一侧2以及膜板的第二侧3。其中在膜板第二侧3的位置设置有镂空10，镂空10可以设置多个，呈矩阵排列。该多个镂空10可以减轻膜板第二侧3的质量，以使得第一侧2的质量大于第二侧3的质量。另外，该镂空10还可以供声音穿过。

由于膜板第一侧2、第二侧3的质量不相等，这就使得膜板两侧的力矩不平衡，当膜板的第一侧2受到外界的声音信号时，使得整个膜板会以弹性扭梁4为轴发生类似跷跷板式的偏转。即膜板的第一侧2会朝向接近衬底1的方向运动，膜板的第二侧3会朝向远离衬底1的方向运动。

当外界的声音作用在膜板的第二侧3后，由于在第二侧3上设置多个镂空10，声音会穿过膜板的第二侧3，因此膜板的第二侧3不会受到声压的作用，即膜板的第二侧3对声音不敏感，膜板不会发生偏转。此时，即使膜板两侧的质量相等，膜板也会在声压差的作用下发生偏转。

膜板的第一侧2可以与第一中空腔11对应，膜板的第二侧3可以与第二中空腔12相对应。第一中空腔11、第二中空腔12的设置，使得减少膜板偏转时对空气的阻力，提高膜板偏转的灵敏度。优选的是，第一中空腔11和第二中空腔12也可以连通在一起，以均衡膜板两侧在偏转时受到的空气阻力，在此不再具体说明。

当然，在本发明另一个实施方式中，在衬底1远离膜板的一端还设置有将第一中空腔11、第二中空腔12封闭的基板15，参考图3。基板15将第一中空腔11、第二中空腔12封闭住，第一中空腔11、第二中空腔12连通起来，第二中空腔12通过膜板第二侧3上的镂空10与外界连通。基板15可以是电路板，在此不再具体说明。

具体地，例如支撑衬底5可以延伸至衬底1相对的两侧，以将第一中空腔11和第二中空腔12间隔开。此时两个中空腔的连通可以依靠设置在支撑衬底5上的通孔。也可以是，当膜板依靠弹性扭梁连接在支撑衬底5上后，膜板与支撑衬底5之间会留有间隙，通过该间隙实现两个中空腔的连通。

在膜板的两侧设置偏转的检测结构后，可以检测到膜板两侧的偏转信息，并根据输出的电信号来表征声音信号。

例如，在膜板的第一侧2、第二侧3分别形成用于表征膜板相应侧偏转电信号的第一检测结构、第二检测结构；该第一检测结构和第二检测结构构成了差分结构。

本发明的麦克风，当声音信号作用到膜板上时，膜板第一侧会响应该声音信号，而膜板的第二侧由于具有镂空，因此对声音信号不敏感。此时进入的声波会使膜板倾斜，从而发生跷跷板式的运动。通过设置的第一检测结构和第二检测结构可以检测该偏转的程度，以表征声音信号。这种结构的麦克风，灵敏度高，且受后腔容积的影响较低，可以实现麦克风的轻薄化发展并保证麦克风的性能。

在本发明一个具体的实施方式中，第一检测结构、第二检测结构分别包含磁体以及用于与磁体配合在一起的磁阻传感器。通过磁阻传感器与磁体之间距离的变化可以使磁阻传感器输出变化的电信号。磁阻传感器可以选用例如巨磁阻传感器(GMR)或者隧道磁阻传感器(TMR)。通过采用高灵敏度的巨磁阻传感器(GMR)或者隧道磁阻传感器(TMR)来获得检测的电信号，可以保证麦克风的声学性能。

在本发明一个具体的实施方式中，参考图1，第一检测结构包括设置在膜板第一侧2的一个磁体a 6以及设置在衬底1上的一个磁阻传感器a 7。磁体a 6可以是磁性薄膜。磁性薄膜可以直接采用磁性材质，也可以是形成薄膜后对该薄膜进行充磁。在本发明一个具体的实施方式中，磁性薄膜可以采用CoCrPt或者CoPt材质。

磁体a 6可以设置在膜板第一侧2上远离磁阻传感器a 7的一面，或者靠近磁阻传感器a 7的一面，或者是设置在膜板的结构内，在此不再具体说明。

磁阻传感器a 7设置在衬底1上。具体在制作的时候，可以首先在衬底1上沉积一层绝缘层，然后在绝缘层上形成磁阻传感器a 7，为了保护磁阻传感器a 7，还可以在绝缘层上沉积一层将磁阻传感器a 7覆盖住的钝化层，绝缘层、钝化层可以选用本领域技术人员所熟知的材质，在此对其不再具体说明。

为了将磁阻传感器a 7的电信号引出，可以设置引线部与磁阻传感器a7连接在一起，并最终在麦克风外侧相应的位置形成焊盘14，在此不再具体说明。

当膜板的第一侧2朝向衬底1的方向偏转时，此时第一侧2上的磁体a 6靠近磁阻传感器a 7，从而使得磁阻传感器a 7可以感应磁场的变化，输出变化的电信号，实现了声电的转换。

第二检测结构包括设置在膜板第二侧3的一个磁体b 8以及设置在衬底1上的一个磁阻传感器b 9，磁体b 8、磁阻传感器b 9与磁阻传感器a7、磁体a 6的设置方式可以是一样的，在此不再具体说明。当膜板的第二侧3朝远离衬底1的方向偏转时，此时第二侧2上的磁体b 8远离磁阻传感器b 9，从而使得磁阻传感器b 9可以感应磁场的变化，输出变化的电信号，实现了声电的转换。

磁阻传感器a 7与磁阻传感器b 9可以连接在一起，形成惠斯通半桥电路，使得整个麦克风可以输出表征声音变化信息的电信号。

当然，对于本领域的技术人员而言，磁阻传感器a 7、磁阻传感器b 9也可以设置在膜板上，磁体a 6、磁体b 8设置在衬底上，同样可以实现电信号的检测，在此不再具体说明。需要注意的是，当磁阻传感器设置在膜板上时，为了避免引线对膜板的偏转带来影响，引线部可以经过弹性扭梁4的位置引出，在此不再具体说明。

在本发明另一个具体的实施方式中，磁阻传感器a 7、磁阻传感器b 9可以各设置有多个，例如分别设置了两个磁阻传感器a 7、两个磁阻传感器b 9。每个磁阻传感器对应一个磁体。两个磁阻传感器a 7、两个磁阻传感器b 9可以构成惠斯通全桥电路，使得麦克风可以输出表征声音变化信息的电信号。

单磁体、单磁阻传感器结构中，可能会由于磁阻传感器的线性范围很窄，造成磁阻传感器的检测灵敏度很低。

因此在本发明一个具体的实施方式中，第一检测结构、第二检测结构选用双磁体结构。第一检测结构、第二检测结构的结构相同，现以第一检测结构为例，对双磁体结构进行详尽的描述。

第一检测结构、第二检测结构均包括第一磁体、第二磁体，以及设置在第一磁体、第二磁体形成共同磁场中的磁阻传感器。第一磁体、第二磁体对应布置在一起，使得二者的磁场相互作用在一起。磁阻传感器同时感应第一磁体、第二磁体的磁场，从而使得磁阻传感器在振膜的振动过程中可以感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化，从而输出变化的电信号。

在第一磁体、第二磁体的共同磁场中，某些位置时，两个磁体的磁场方向相反，在该位置，磁阻传感器受到的两个磁体的共同磁场较单个磁体而言会减弱。磁阻传感器初始位置即位于第一磁体的磁场与第二磁体的磁场方向相反的位置。

优选的是，初始位置时，所述磁阻传感器受到第一磁体的磁场，与受到第二磁体的磁场大小相等，方向相反。也就是说，在该位置时，磁阻传感器受到两个磁体的磁场大小相等，方向相反。此时，磁阻传感器受到的两个磁体的共同磁场为零。

双磁体实施例1

具体地，参考图2，第一磁体60、第二磁体61设置在膜板的第一侧2位置，第一磁体60、第二磁体61可以采用磁性薄膜，磁性薄膜可以直接采用磁性材质，也可以是形成薄膜后对该薄膜进行磁化。在本发明一个具体的实施方式中，磁性薄膜可以采用CoCrPt或者CoPt材质。

该第一磁体60、第二磁体61可以通过沉积或者本领域技术人员所熟知的其它手段形成在膜板的第一侧2。还可以通过绝缘层、钝化层对第一磁体60、第二磁体61进行保护，在此对其不再具体说明。

第一磁体60、第二磁体61相邻设置，且以磁极方向相同的方式依次水平布置在膜板的第一侧2上。例如在制作的时候，先形成两个独立的薄膜，然后对该两个薄膜同时进行磁化。磁化后，参考图2的视图方向，第一磁体60、第二磁体61的上侧均为N极，下侧均为S极；反之亦可。

磁阻传感器70设置在衬底1上与第一磁体60、第二磁体61对应的位置。当膜板第一侧2受到外界的声压时，膜板第一侧2向衬底1的方向发生偏转，此时膜板第一侧2上的第一磁体60、第二磁体61靠近磁阻传感器70，从而使得磁阻传感器70可以感应第一磁体60、第二磁体61的共同磁场的变化，从而输出变化的电信号，实现了声电的转换。

磁阻传感器70可以设置在第一磁体60、第二磁体61中心线上。当第一磁体60、第二磁体61的上侧均为N极，下侧均为S极时，第一磁体60、第二磁体61的磁场方向均为由N极回到S极。因此在第一磁体60、第二磁体61中心线上的某个位置，第一磁体60、第二磁体61的磁场方向相反、磁场强度近似相同。该位置即为磁阻传感器70的初始位置。

由于磁阻传感器70同时受到两个磁体的作用，该两个磁体配合在一起，降低了整个磁场的强度，并在磁阻传感器70的线性范围内提高了磁场变化的灵敏度，最终提高了磁阻传感器70的检测灵敏度。

图4a示出了图2所示实施例中两个磁体与磁阻传感器分布的坐标图。在该坐标图中，原点位置位于两个磁体中心的位置。图4b、图4c示出了图2所示实施例中的磁场分布仿真图。两个磁体的尺寸均为6μm*4μm*0.5μm，两个磁体之间的间隙为2μm。图4b、图4c中的横坐标代表磁阻传感器相对于两个磁体中心位置的竖直距离z(m)，纵坐标代表磁场强度B(T)以及磁场变化梯度dB/dx(T/m)。图中的线a1代表B(T)随z(m)的变化曲线，线b1代表磁场变化梯度dB/dx(T/m)随z(m)的变化曲线。

磁阻传感器70初始位置的磁场强度为0，即线a1中B(T)为0的位置，此时z(m)约为4μm，即磁阻传感器70的初始位置为磁阻传感器70至两个磁体中心距离4μm的位置。在该初始位置时，线b1的值约为2.0*10⁵T/m。即在该位置时磁场变化梯度为2.0*10⁵T/m。相对于传统的单磁体结构而言，大大提高了磁场变化的灵敏度。另外线b1在该初始位置左右两侧的区域表现的较为平坦，这保证了磁阻传感器70可以处于其线性检测区域内。

在本发明一个优选的实施方式中，第一检测结构中的磁阻传感器可以设置有多个，例如图2示出的实施例，分别设置了两个磁阻传感器，每个磁阻传感器对应两个磁体。第一检测结构和第二检测结构的结构相同，且对称设置，使得两个检测结构可以构成惠斯通全桥电路，以保证麦克风可以输出表征声音变化信息的电信号。

对于本领域的技术人员而言，也可以将第一磁体60、第二磁体61设置在衬底1上，将磁阻传感器70设置在膜板第一侧2的相应位置上。当膜板偏转的时候，带动磁阻传感器70的位置发生变化，同样可以实现相同的效果，在此不再具体说明。需要注意的是，当磁阻传感器设置在膜板上时，为了避免引线对膜板的偏转带来影响，引线部可以经过弹性扭梁4的位置引出，在此不再具体说明。

双磁体实施例2

在本发明一个具体的实施方式中，膜板的上方还设置有承载部15，参考图5。承载部15可以通过间隔部直接或者间接连接在衬底1上，承载部15与膜板之间具有一定的间隙，使得承载部15不会阻碍膜板偏转。

参考图5，第一检测结构的第一磁体63、第二磁体62分别设置在衬底1上、承载部15上。第一磁体63、第二磁体62可以采用磁性薄膜，磁性薄膜可以直接采用磁性材质，也可以是形成薄膜后对该薄膜进行充磁。在本发明一个具体的实施方式中，磁性薄膜可以采用CoCrPt或者CoPt材质。为了保护磁体，第一磁体63、第二磁体62分别可以设置保护结构，例如通过绝缘层、钝化层进行覆盖等，在此不再具体说明。

第一磁体63、第二磁体62以磁极方向相反的方式分别布置在衬底1、承载部15上。参考图5的视图方向，当第一磁体63的左侧为N极、右侧为S极时，则第二磁体62的左侧为S极、右侧为N极；反之亦可。

参考图5的实施例，磁阻传感器71设置在膜板的第一侧2上与第一磁体63、第二磁体62相对应的位置，为了将磁阻传感器71的电信号引出，可以在膜板上设置引线部，该引线部一端与磁阻传感器71连接，另一端在膜板上延伸并通过弹性扭梁4的位置引出，在此不再具体说明。

当膜板的第一侧2受到外界的声压时，膜板的第一侧2向衬底1的方向发生偏转，此时膜板第一侧2上的磁阻传感器71靠近第一磁体63、远离第二磁体62，从而使得磁阻传感器71可以感应第一磁体63、第二磁体62的共同磁场的变化，输出变化的电信号，实现了声电的转换。

优选的是，第一磁体63、第二磁体62优选相对于磁阻传感器71对称，磁阻传感器71的该位置即为其初始位置。

当第一磁体63的左侧为N极，右侧为S极，而第二磁体62的左侧为S极，右侧为N极时，第一磁体63、第二磁体62的磁场方向均由N极回到S极。这种竖直的布置方式，使得在第一磁体63、第二磁体62中心的位置，第一磁体63、第二磁体62的磁场方向相反、磁场强度近似相同。

当磁阻传感器71随着膜板偏转时，磁阻传感器71会以该中心位置为初始位置进行上下振动。在该初始位置时，磁阻传感器71受到两个磁体的磁场大小一致，方向相反。例如当膜板第一侧2朝向承载部15的方向偏转时，磁阻传感器71靠近第二磁体62而远离第一磁体63，根据磁体的特点可以得知，磁阻传感器71受到第二磁体62的影响大于其受到第一磁体63的影响；反之亦然。

由于磁阻传感器71同时受到两个磁体的作用，该两个磁体配合在一起，降低了整个磁场的强度，并在磁阻传感器71的线性范围内提高了磁场变化的灵敏度，最终提高了磁阻传感器71的检测灵敏度。

图6a示出了图5所示实施例中两个磁体与磁阻传感器分布的坐标图。在该坐标图中，原点位置位于下磁体(第一磁体63)的中心位置。图6b示出了图5所示实施例中的磁场分布仿真图。两个磁体的尺寸均为2μm*1μm*0.1μm，两个磁体之间的距离为2μm。图6b中的横坐标代表磁阻传感器相对于下磁体中心位置的竖直距离z(m)，纵坐标代表磁场强度Bx(T)以及磁场变化梯度dB/dz(T/m)。图中的线a2代表Bx(T)随着z(m)的变化曲线，线b2代表磁场变化梯度dB/dz(T/m)随z(m)的变化曲线。

磁阻传感器71初始位置的磁场强度为0，即线a2中Bx(T)为0的位置，此时z(m)约为1μm(1.0E-06)，即磁阻传感器71的初始位置为磁阻传感器71至下磁体(第一磁体63)中心距离1μm的位置。在该初始位置时，线b2的值约为1.6*10⁶T/m。即在该位置时磁场变化梯度为1.6*10⁶T/m。相对于传统的单磁体结构而言，大大提高了磁场变化的灵敏度。另外线b2在该初始位置左右两侧的区域表现的较为平坦，这保证了磁阻传感器71可以处于其线性检测区域内。

在本发明一个优选的实施方式中，第一检测结构中的磁阻传感器可以设置有多个，例如第一检测结构和第二检测结构中分别设置了两个磁阻传感器，每个磁阻传感器对应两个磁体。第一检测结构和第二检测结构的结构相同，且对称设置，使得两个检测结构可以构成惠斯通全桥电路，以保证麦克风可以输出表征声音变化信息的电信号。

无论是双磁体结构还是单磁体结构，都需要对膜板的初始位置进行校准。这是因为在制造、装配的时候，难免会因为误差对初始位置造成影响，因此需要设置一驱动装置来调节膜板的初始位置。

参考图2，该驱动装置例如可以为设置在弹性扭梁4位置的压电片16，该压电片16被配置为驱动弹性扭梁4变形。压电片16可以选用本领域技术人员所熟知的AlN、PZT或ZnO材质等。通过对压电片施加直流偏压，使得压电片16驱动弹性扭梁发生一定程度的变形，从而达到调整膜板初始位置的目的。

在本发明另一个实施方式中，驱动装置可以为用于给膜板提供偏转静电力的电极片。通过该电极片可以对振膜的第一侧或者第二侧施加静电力，以使膜板发生一定的偏转，同样实现了位置的调节。

本发明的麦克风在应用到装配结构中时，可以采用顶部安装(TOP型)的方式，也可以采用底部安装(Bottom型)结构，优选的是，封装结构的声孔可以与膜板的第一侧2正对或者靠近，使得声音可以直接作用在膜板的第一侧2上，在此不再具体说明。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种麦克风，其特征在于：包括衬底、膜板，所述膜板的中部位置通过弹性扭梁连接在衬底上，所述膜板在衬底上形成了跷跷板结构；以弹性扭梁为界，所述膜板发生偏转运动的相对两侧分别记为第一侧、第二侧，其中在膜板第二侧的位置设置有多个供声音穿过的镂空；所述膜板被配置为受到声音信号时以弹性扭梁为轴发生偏转；

所述第一检测结构、第二检测结构分别包含磁体以及用于与磁体配合在一起的磁阻传感器；

所述磁体和磁阻传感器中的一个设置在膜板上，另一个设置在衬底上。

2.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于：第一检测结构、第二检测结构中的磁阻传感器分别至少设置有一个，第一检测结构、第二检测结构中的磁阻传感器构成了惠斯通电桥。

3.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于：每个磁阻传感器对应一个磁体，所述磁体和磁阻传感器中的一个设置在膜板上，另一个设置在衬底上。

4.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于：所述第一检测结构、第二检测结构的结构相同，每个磁阻传感器对应两个磁体，分别记为第一磁体、第二磁体，磁阻传感器设置在第一磁体、第二磁体形成的共同磁场中；初始位置时，所述磁阻传感器位于第一磁体的磁场方向与第二磁体的磁场方向相反的位置；所述磁阻传感器被配置为在膜板的偏转过程中感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化而输出变化的电信号。

5.根据权利要求4所述的麦克风，其特征在于，初始位置时，所述磁阻传感器受到第一磁体的磁场，与受到第二磁体的磁场大小相等，方向相反。

6.根据权利要求4所述的麦克风，其特征在于，所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在膜板上，所述磁阻传感器设置在衬底上与第一磁体、第二磁体相对应的位置；

7.根据权利要求4所述的麦克风，其特征在于，还设置有位于膜板上方的承载部，所述磁阻传感器设置在膜板上，所述第一磁体、第二磁体分别设置在位于振膜两侧的衬底、承载部上，且第一磁体、第二磁体的以磁极方向相反的方式进行布置。

8.根据权利要求7所述的麦克风，其特征在于，所述第一磁体、第二磁体相对于磁阻传感器对称。

9.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述衬底上具有与膜板第一侧对应的第一中空腔，以及与膜板第二侧对应的第二中空腔。

10.根据权利要求9所述的麦克风，其特征在于，在所述衬底远离膜板的一端还设置有将第一中空腔、第二中空腔封闭的基板。

11.根据权利要求9或10所述的麦克风，其特征在于，所述第一中空腔、第二中空腔连通在一起。

12.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，还包括调节膜板初始位置的驱动装置。

13.根据权利要求12所述的麦克风，其特征在于，所述驱动装置为设置在弹性扭梁位置的压电片，所述压电片被配置为驱动弹性扭梁变形。

14.根据权利要求12所述的麦克风，其特征在于，所述驱动装置为用于给膜板提供偏转静电力的电极片。