CN112333615A - 一种扬声器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扬声器及其制造方法,涉及扬声器技术领域,用于在扬声器平面面积保持不变的情况下,提高扬声器的声量。所述扬声器包括第一透声层、第二透声层、以及位于第一透声层和第二透声层之间的发音层;沿着垂直于发音层的高度方向,发音层包括第一驱动部、第二驱动部、以及位于第一驱动部和第二驱动部之间的振动部;振动部与第一驱动部之间、以及振动部与第二驱动部之间具有间隙;振动部包括悬设在第一透声层和第二透声层之间的振梁结构;第一透声层内开设有第一通气孔,第二透声层内开设有第二通气孔,第一通气孔和第二通气孔均与间隙连通;沿着垂直于发音层的高度方向,第一通气孔与第二通气孔相对于振梁结构交错分布。
Description
技术领域
本发明涉及扬声器技术领域,尤其涉及一种扬声器及其制造方法。
背景技术
扬声器是一种能够把电信号转换为声信号的换能器件。扬声器是制作音响、声学有源降噪设备等的基础,因此,扬声器的性能对声学设备的制作具有关键性的影响。
在实际应用过程中,人们一方面希望扬声器具有较小的平面面积,以利于将扬声器集成于电子产品中。另一方面,人们期待能够提高扬声器的声量,以获得音质更佳的扬声器。但是,现有的扬声器难以在兼顾扬声器平面面积要求的同时,提高扬声器的声量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扬声器及其制造方法,用于在兼顾扬声器平面面积要求的同时,提高扬声器的声量,进而提高扬声器的品质。
为了实现上述目的,本发明提供了一种扬声器,该扬声器包括:第一透声层、第二透声层、以及位于第一透声层和第二透声层之间的发音层;
沿着垂直于发音层的高度方向,发音层包括第一驱动部、第二驱动部、以及位于第一驱动部和第二驱动部之间的振动部;振动部与第一驱动部之间、以及振动部与第二驱动部之间具有间隙;振动部包括悬设在第一透声层和第二透声层之间的振梁结构;
第一透声层内开设有第一通气孔,第二透声层内开设有第二通气孔,第一通气孔和第二通气孔均与间隙连通;沿着垂直于发音层的高度方向,第一通气孔与第二通气孔相对于振梁结构交错分布。
与现有技术相比,本发明提供的扬声器中,沿着垂直于发音层的高度方向,发音层包括第一驱动部、第二驱动部、以及位于第一驱动部和第二驱动部之间的振动部。该振动部与第一驱动部之间、以及该振动部与第二驱动部之间具有间隙。并且,该振动部包括悬设在第一透声层和第二透声层之间振梁结构。同时,第一透声层内具有与该间隙连通,且位于振梁结构一侧的第一通气孔,第二透声层内具有与该间隙连通,且位于振梁结构另一侧的第二通气孔。如此,振梁结构可以在第一驱动部和第二驱动部之间产生的静电力的吸引或排斥作用下,沿垂直于发音层高度的方向振动,使得外界空气从第一通气孔(或第二通气孔)吸入,吸入的空气推动间隙内的空气从第二通气孔(或第一通气孔)流出,进而使扬声器发出声音。一般地,扬声器发声的声量与振梁结构在振动过程中所推动的空气体积成正相关关系。本发明提供的扬声器,由于振梁结构沿垂直于发音层高度振动,振动中所推动的空气体积与振梁结构的高度成正比,即发音层高度成正比。在实际应用过程中,可以通过需求增加发音层高度来提高扬声器的声量,从而能够在兼顾扬声器平面面积要求的同时,提高扬声器的声量,进而提高扬声器的品质。
本发明还提供了一种扬声器的制造方法,该扬声器的制造方法包括:
提供第一基底,第一基底具有支撑面;
于支撑面,刻蚀第一基底,形成发音层;沿着垂直于发音层的高度方向,发音层包括第一驱动部、第二驱动部、以及位于第一驱动部和第二驱动部之间的振动部;振动部与第一驱动部之间、以及振动部与第二驱动部之间具有间隙;振动部包括的振梁结构;
在第一基底背离支撑面的一面形成第一透声层,以及在第一基底的支撑面上形成第二透声层;第一透声层内开设有第一通气孔,第二透声层内开设有第二通气孔;沿着垂直于发音层的高度方向,第一通气孔与第二通气孔相对于振梁结构交错分布;
由第一透声层和第二透声层之间释放振梁结构,使振梁结构悬设在第一透声层和第二透声层之间,以及使第一通气孔和第二通气孔均与间隙连通。
与现有技术相比,本发明提供的扬声器的制造方法的有益效果与上述技术方案扬声器的有益效果相同,此处不作赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例提供的扬声器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的扬声器的结构示意图的俯视图;
图3为本发明实施例中第一基底的结构示意图;
图4为本发明实施例中形成发音层后的结构示意图;
图5为本发明一实施例中键合第二基底后的结构示意图;
图6为本发明另一实施例中键合第二基底后的结构示意图;
图7为本发明实施例中形成第一通气孔和第二通气孔后结构示意图;
图8为本发明实施例中形成振梁结构后的结构示意图;
图9为本发明实施例中形成第一接触结构、第二接触结构及第三接触结构后结构示意图;
图10为本发明实施例提供的扬声器的制造方法流程图。
附图标记:
110为第一透声层,110-1为顶层硅,111为第一通气孔,120为第二透声层,120-1为硅衬底,121为第二通气孔,130为发音层,130-1为背衬底,131为第一驱动部,132为第二驱动部,133为振动部,1331为振梁结构,1332为第一支撑结构,1333为第二支撑结构,140为埋氧层,150为氧化层,161为第一接触孔,161-1为第一接触孔预形成结构,162为第二接触孔,162-1为第二接触孔预形成结构,171为第一接触结构,172为第二接触结构,173为第三接触结构。
具体实施方式
以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性地,而并非要限制本公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性地,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体地限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体地限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
扬声器是一种能够把电信号转换为声信号的换能器件。扬声器是制作音响、声学有源降噪设备等的基础,因此,扬声器的性能对声学设备的制作具有关键性的影响。
在实际应用过程中,人们一方面希望扬声器具有较小的平面面积,以利于将扬声器集成于电子产品中。另一方面,人们期待能够提高扬声器的声量,以获得音质更佳的扬声器。
现有扬声器具有沿垂直方向可振动的振膜结构,振膜结构在振动过程中所推动的空气体积与振膜结构的平面面积成正比,提高振膜结构的平面面积有利于提高扬声器的声量,但也会增加扬声器平面面积。因此现有的扬声器难以在兼顾扬声器平面面积要求的同时,提高扬声器的声量。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种扬声器及其制造方法。其中,本发明实施例提供的扬声器,发音层设置于第一透声层和第二透声层之间,将振梁结构沿垂直于发音层高度方向悬设于第一透声层和第二透声层之间,发音层的高度方向即第一透声层和第二透声层的层叠方向。基于此,振梁结构在振动过程中所推动的空气的体积与发音层的高度成正比,通过调整发音层高度来提高扬声器的声量,能够在兼顾扬声器平面面积要求的同时,提高扬声器的声量。
如图1和图2所示,本发明实施例提供了一种扬声器,该扬声器包括第一透声层110、第二透声层120、以及位于第一透声层110和第二透声层120之间的发音层130。
如图1和图2所示,沿着垂直于发音层130的高度方向,发音层130包括第一驱动部131、第二驱动部132、以及位于第一驱动部131和第二驱动部132之间的振动部133。振动部133与第一驱动部131之间、以及振动部133与第二驱动部132之间具有间隙。振动部133包括悬设在第一透声层110和第二透声层120之间振梁结构1331。
如图1和图2所示,上述第一透声层110内开设有第一通气孔111。上述第二透声层120内开设有第二通气孔121。第一通气孔111和第二通气孔121均与上述间隙连通。沿着垂直于发音层130的高度方向,第一通气孔111与第二通气孔121相对于振梁结构1331交错分布。
在实际的应用过程中,如图1所示,上述振梁结构1331和第一驱动部131之间、以及振梁结构1331和第二驱动部132之间均具有间隙,该间隙可以通过第一通气孔111和第二通气孔121连通至外界环境。并且,上述间隙沿垂直于发音层130的高度方向分设于振动部133两侧,能够为振动部133提供沿垂直于发音层130的高度方向的振动空间。基于此,在振梁结构1331、第一驱动部131和第二驱动部132分别外接外电路后,在第一驱动部131和第二驱动部132之间会产生静电场。在静电场的作用下,上述振梁结构1331可以在沿垂直于发音层130高度的方向振动。具体地,振梁结构1331振动的过程中,当振梁结构1331朝向第一驱动部131移动时,外界空气可以从第一透声层110远离发音层130的一侧,经过第一通气孔111进入到间隙中,并推动间隙内的空气从第二通气孔121逃逸至第二透声层120远离发音层130的一侧。相反地,当振梁结构1331朝向第二驱动部132移动时,外界空气从第二透声层120远离发音层130的一侧,经过第二通气孔121进入到间隙中,并推动该间隙内的空气从第一通气孔111逃逸至第一透声层110远离发音层130的一侧,由此,扬声器振动发声。
如图1和图2所示,基于上述对本发明实施例提供的扬声器的工作过程的描述可以看出,振梁结构1331振动过程中所推动的空气体积与振梁结构1331的高度成正比。并且,如图1所示,上述振梁结构1331的高度等于发音层130的高度,因此振梁结构1331振动过程中所推动的空气体积与发音层130的高度成正比。在上述情况下,因扬声器的声量与振梁结构1331所推动的空气体积成正相关关系,故可以通过提高发音层130的高度来提高扬声器的声量。但发音层130过厚会导致扬声器体积过大,综合考虑扬声器的体积及扬声器的声量要求,可以设置发音层130的高度为200μm~300μm。
如图1和图2所示,对于上述振动部133来说,在一些情况下,上述振动部133还可以包括固定连接在第一透声层110和第二透声层120之间的第一支撑结构1332和第二支撑结构1333。第一支撑结构1332连接在振梁结构1331的一端。第二支撑结构1333连接在振梁结构1331的另一端。振梁结构1331通过第一支撑结构1332和第二支撑结构1333悬设在第一透声层110和第二透声层120之间。
具体地,第一支撑结构1332和第二支撑结构1333的具体规格和形状可以根据实际应用场景设置,只要能够将振梁结构1331悬设在第一透声层110和第二透声层120之间即可。例如:如图2所示,第一支撑结构1332和第二支撑结构1333连接振梁结构1331的部分的长度延伸方向可以垂直于振梁结构1331的长度延伸方向。在此情况下,第一支撑结构1332和第二支撑结构1333连接振梁结构1331的部分的长度延伸方向与振梁结构1331的振动方向相同,此时第一支撑结构1332和第二支撑结构1333能够为振梁结构1331在振动过程中提供充足的支撑力,提高扬声器的工作性能。
如图1和图2所示,对于上述第一驱动部131和第二驱动部132来说,二者的具体结构可以根据振动部133的结构进行设置,只要能够应用到本发明实施例提供的扬声器中均可。而对于包括上述振动部133、第一驱动部131和第二驱动部132的发音层130来说,如图2所示,上述发音层130还可以包括支撑部,该支撑部间隔设置在第二驱动部132远离振动部133的一侧。该支撑部可以与第一驱动部131一体成型,此时,第一驱动部131和支撑部可以合围在振动部133和第二驱动部132的外周。此外,上述发音层130的制成材料可以为金属材料,也可以为半导体材料。例如:上述金属材料可以为铝、钛等。又例如:上述半导体材料可以为硅等。
如图1和图2所示,对于设置在振梁结构1331和第一驱动部131之间、以及振梁结构1331和第二驱动部132之间的间隙来说,该间隙的大小决定了振梁结构1331的振动幅度,因此该间隙的大小影响着扬声器的音质。为了获取更佳的音质,在一定范围内,较大的间隙是被期待的,但是过大的间隙容易造成扬声器的平面面积较大的问题,故可以根据实际应用场景中对扬声器的平面面积与音质的需求,设置适当大小的间隙,此处不作具体限定。
如图1和图2所示,沿垂直于发音层130的高度方向,上述第一透声层110内开设的第一通气孔111可以位于振梁结构1331的任一侧。上述第二透声层120内开设的第二通气孔121可以位于振梁结构1331远离第一通气孔111一侧。具体地,第一通气孔111可以位于振梁结构1331靠近第二驱动部132的一侧,第二通气孔121可以位于振梁结构1331靠近第一驱动部131的一侧。或者,第一通气孔111可以位于振梁结构1331靠近第一驱动部131的一侧,第二通气孔121可以位于振梁结构1331靠近第二驱动部132的一侧。
此外,如图2所示,第一通气孔111到振梁结构1331中轴线的距离和第二通气孔121到振梁结构1331的距离可以相等也可以不相等,本实施例对此不作具体限定。优选地,上述第一通气孔111关于振梁结构1331的几何中心与第二通气孔121中心对称。如此,能够使得扬声器更加均匀地发声,提升发声效果。再者,上述第一通气孔111和第二通气孔121的数量均可以为一个或多个,当第一通气孔111和第二通气孔121的数量分别为多个时,多个第一通气孔111和第二通气孔121的排布方式可以根据实际应用场景设置。例如:多个第一通气孔111和第二通气孔121可以呈矩阵排布、也可以呈放射状排布。
上述第一透声层和第二透声层所含有的材料可以为半导体材料。具体地,上述半导体材料可以为硅、锗或锗硅等。
综上所述,本发明实施例提供的扬声器中,振梁结构推动外界空气从第一通气孔、间隙及第二通气孔之间形成流动通路,以使扬声器发声。在振梁结构振动过程中,振梁结构所推动的空气的体积正比于振梁结构的高度,即发音层的高度,能够在保证扬声器平面面积不变的同时,提高扬声器的声量,进而获得发声品质更佳的扬声器。
在一种可能的实现方式中,如图1所示,上述第一透声层110和发音层130之间可以设置有埋氧层140。第二透声层120和发音层130之间可以设置有氧化层150。上述振梁结构1331与第一驱动部131之间的区域、以及振梁结构1331与第二驱动部132之间的区域构成空腔区域。沿发音层130的高度方向,埋氧层140和氧化层150位于空腔区域的部分为镂空部。可以理解的是,如图1和图2所示,去除埋氧层140、氧化层150位于空腔区域的部分,形成上述镂空部,使得振梁结构1331与第一透声层110之间、以及振梁结构1331与第二透声层120之间相互不接触。
如图2所示,在扬声器还包括埋氧层140和氧化层150的情况下,如前文所述当振动部133还包括第一支撑结构1332和第二支撑结构1333时,可以保留第一支撑结构1332和第一透声层110之间的埋氧层140,和/或,保留第一支撑结构1332和第二透声层120之间的氧化层150,使得第一支撑结构1332通过埋氧层140和/或氧化层150连接于第一透声层110和第二透声层120之间。同理,可以保留第二支撑结构1333和第一透声层110之间的埋氧层140,和/或,保留第二支撑结构1333和第二透声层120之间的氧化层150,使得第二支撑结构1333通过埋氧层140和/或氧化层150连接于第一透声层110和第二透声层120之间。
具体地,上述埋氧层和氧化层的材质可以为二氧化硅。
在一种示例中,如图1和图2所示,上述扬声器还可以包括形成在第二透声层120和氧化层150内的引线图形。该引线图形可以包括与第一驱动部131电连接的第一接触结构171、与第二驱动部132电连接的第二接触结构172、以及与振梁结构1331电连接第三接触结构173。
具体来说,如图1和图2所示,第二透声层120和氧化层150内可以开设有贯穿第二透声层120及氧化层150的第一接触孔161、第二接触孔162及第三接触孔。其中,上述第一接触孔161的孔底设置有第一接触结构171。该第一接触结构171电连接至第一驱动部131。上述第二接触孔162的孔底设置有第二接触结构172。该第二接触结构172电连接至第二驱动部132。上述第三接触孔的孔底设置有第三接触结构173。该第三接触结构173电连接至振梁结构1331。
其中,上述第一接触结构、第二接触结构及第三接触结构的厚度和材质可以根据实际应用场景设置。例如:第一接触结构、第二接触结构及第三接触结构的厚度可以为1μm~10μm,三者所含有的材料可以为铝、铜、钨、银、钛等导电材料。
在实际的应用过程中,可以通过上述第一接触结构为第一驱动部提供第一电位,通过第二接触结构为第二驱动部提供第二电位,以及通过第三接触结构为振梁结构提供第三电位。其中,第一电位和第二电位之间存在电位差。第三电位可以为正电位、也可以为负电位。具体地,第一电位、第二电位和第三电位的大小情况可以根据实际应用场景中需要扬声器所发出的声音的情况进行设置,此处不做具体限定。
本发明实施例还提供了一种扬声器的制造方法。图10为本发明实施例提供的扬声器制造方法流程图。如图10所示,本发明实施例提供的扬声器的制造方法包括:
步骤101:提供第一基底。该第一基底具有支撑面。
具体地,第一基底可以为绝缘体上硅衬底、绝缘体上锗衬底或者绝缘体上锗硅衬底。优选地,如图3所示,第一基底为绝缘体上硅衬底。该绝缘体上硅衬底包括依次设置的背衬底130-1、埋氧层140及顶层硅110-1,背衬底130-1远离顶层硅110-1的一侧表面作为支撑面。
步骤102:如图4所示,于支撑面,刻蚀第一基底,形成发音层130。沿着垂直于发音层130的高度方向,发音层130包括第一驱动部131、第二驱动部132、以及位于第一驱动部131和第二驱动部132之间的振动部133。振动部133与第一驱动部131之间、以及振动部133与第二驱动部132之间具有间隙。振动部133包括振梁结构1331。
示例性地,如图4所示,以第一基底为绝缘体上硅衬底为例,可以于背衬底130-1远离顶层硅110-1的一侧表面上形成光刻胶,经曝光显影形成预设图案。并以预设图案为刻蚀掩膜,通过离子刻蚀工艺对背衬底130-1进行刻蚀,刻至背衬底130-1靠近顶层硅110-1的一侧表面终止,形成发音层130。此时,发音层130所包括的振动部133通过埋氧层140与顶层硅110-1连接。
具体地,如图2和图4所示,上述振动部133、第一驱动部131、第二驱动部132的具体结构,以及三者的位置关系等情况可以参考前文。其中,上述振动部133还可以包括固定连接在第一透声层110和第二透声层120之间的第一支撑结构1332和第二支撑结构1333。第一支撑结构1332连接在振梁结构1331的一端,第二支撑结构1333连接在振梁结构1331的另一端。振梁结构1331通过第一支撑结构1332和第二支撑结构1333悬设在第一透声层110和第二透声层120之间。第一支撑结构1332和第二支撑结构1333的具体规格和形状等可以参考前文。
步骤103:如图7所示,在第一基底背离支撑面的一面形成第一透声层110,以及在第一基底的支撑面上形成第二透声层120。第一透声层110内开设有第一通气孔111。第二透声层120内开设有第二通气孔121。沿着垂直于发音层130的高度方向,第一通气孔111与第二通气孔121相对于振梁结构1331交错分布。
在一种示例中,如图7所示,当第一基底为绝缘体上硅衬底时,上述在第一基底背离支撑面的一面形成第一透声层110,包括:
步骤103a:如图6和图7所示,刻蚀绝缘体上硅衬底的顶层硅110-1形成第一透声层110。
示例性地,如图6和图7所示,可以从顶层硅110-1远离背衬底130-1的一侧表面开始刻蚀,至顶层硅110-1靠近背衬底130-1的一侧表面终止,在顶层硅110-1内形成第一通气孔111,得到第一透声层110。具体地,第一通气孔111在第一透声层110上的开设位置、以及第一通气孔111的个数可以参考前文,此处不再赘述。
在一种示例中,如图5至图7,上述在第一基底的支撑面上形成第二透声层120,包括:
步骤103b.1:提供第二基底,第二基底具有键合面。
具体地,如图5所示,第二基底还可以包括硅衬底120-1,以及沿硅衬底120-1的厚度方向形成在硅衬底120-1两侧的氧化层150。在此情况下,上述键合面可以为任一氧化层150远离硅衬底120-1的一侧表面。
或者,如图6所示,上述第二基底可以包括硅衬底120-1,以及位于硅衬底120-1一侧的氧化层150。在此情况下,上述氧化层150远离硅衬底120-1的一侧表面作为键合面。
步骤103b.2:键合第一基底的支撑面和第二基底的键合面。
具体地,以键合的方式,通过上述支撑面和键合面将第一基底和第二基底连接在一起。在实际的应用过程中,键合工艺可以为硅硅直接键合、聚合物黏结层键合工艺、金属表面键合工艺或共晶键合工艺中的任意一种。
步骤103b.3:对第二基底背离键合面的一面进行减薄。
具体地,如图5和图6所示,在第二基底所包括的硅衬底120-1的厚度大于后续基于该硅衬底120-1形成的第二透声层120的厚度的情况下,当键合第一基底与第二基底后,可以通过减薄抛光工艺,对第二基底背离键合面的一面进行减薄,以使得硅衬底120-1的厚度满足形成第二透声层120的厚度要求。示例性地,如图5和图6所示,当第二基底包括硅衬底120-1以及位于硅衬底120-1两侧的氧化层150时,在键合第一基底和第二基底后,对硅衬底120-1远离发音层130一侧的氧化层150及硅衬底120-1进行减薄处理,得到所需厚度的硅衬底120-1。具体地,上述硅衬底120-1减薄后的厚度为1μm~10μm。
需要说明的是,若在提供的第二基底所包括的硅衬底的厚度等于后续形成的第二透声层的厚度的情况下,可以在执行完步骤103b.2的操作后,直接进行后续的步骤,无需对第二基底进行减薄。
步骤103b.4:如图7所示,于第二基底背离键合面的一面,刻蚀第二基底,形成第二透声层120。
示例性地,如图7所示,可以采用光刻和反应离子刻蚀工艺,由硅衬底120-1远离氧化层150的一侧表面开始刻蚀,至硅衬底120-1靠近氧化层150的一侧表面终止,在硅衬底120-1内形成第二通气孔121,得到第二透声层120。其中,第二通气孔121在第二透声层120上的开设位置、以及第二通气孔121的个数可以参考前文,此处不再赘述。
可以理解的是,上述形成第一透声层和形成第二透声层的步骤可以同时进行,也可以在具有先后顺序的步骤中分别完成,本实施例对此不作具体限定。
在一种示例中,如图7所示,在制造的扬声器还包括引线图形的情况下,在第二基底远离键合面的一面形成第二透声层120后,或者在形成第二透声层120的同时,上述扬声器的制造方法还包括:
步骤103-4:如图7所示,在第二透声层120内形成第一接触孔预形成结构161-1、第二接触孔预形成结构162-1以及第三接触孔预形成结构。
示例性地,如图7所示,可以采用光刻和反应离子刻蚀工艺,从硅衬底120-1远离氧化层150的一侧表面开始刻蚀,刻至硅衬底120-1靠近氧化层150的一侧表面结束,形成第一接触孔预形成结构161-1、第二接触孔预形成结构162-1以及第三接触孔预形成结构。
可以理解的是,如图6和图7所示,在第二基底远离键合面的一面形成第二透声层120,第二透声层120内开设有第二通气孔121的步骤,以及在第二透声层120内形成第一接触孔预形成结构161-1、第二接触孔预形成结构162-1以及第三接触孔预形成结构的步骤,也可以在具有先后顺序的若干个步骤中完成,本实施方式对此不作具体限定。
步骤104:如图8所示,由第一透声层110和第二透声层120之间释放振梁结构1331,使振梁结构1331悬设在第一透声层110和第二透声层120之间,以及使第一通气孔111和第二通气孔121均与间隙连通。
可以理解的是,如图7所示,在第一基底为绝缘体上硅衬底,并且,第二基底包括硅衬底120-1和氧化层150的情况下,在刻蚀第一基底形成发音层130后,埋氧层140整层铺设在发音层130与第一透声层110之间。在键合支撑面和键合面后,氧化层150整层铺设在发音层130与第二透声层120之间。此时,振梁结构1331的顶部和底部分别与氧化层150和埋氧层140接触。并且,第一通气孔111和第二通气孔121的孔底分别与埋氧层140和氧化层150接触。在此情况下,为使得振梁结构1331悬设在第一透声层110和第二透声层120之间,以及使第一通气孔111和第二通气孔121均与间隙连通,还需要去除埋氧层140和氧化层150位于空腔区域的部分形成镂空部。其中,该空腔区域由振梁结构1331与第一驱动部131之间的区域、以及振梁结构1331与第二驱动部132之间的区域构成。
示例性地,如图8所示,可以采用HF释放刻蚀工艺去除埋氧层140和氧化层150位于空腔区域的部分。其中,HF释放刻蚀工艺中的HF可以为气相HF或液相HF。此外,去除埋氧层140位于空腔区域的部分、以及去除氧化层150位于的步骤可以同时进行,或者各步骤之间也可以具有先后顺序,本实施例在此不作具体限定。
在一种示例中,如图8所示,在制造的扬声器还包括引线图形的情况下,在上述释放振梁结构1331的步骤的同时,或之后,上述扬声器的制造方法还包括:
步骤105.1:如图8所示,去除氧化层150分别位于第一接触孔预形成结构161-1、第二接触孔预形成结构162-1以及第三接触孔预形成结构的部分,形成第一接触孔161、第二接触孔162及第三接触孔。
示例性地,如图7和图8所示,在第二透声层120内形成第一接触孔预形成结构161-1、第二接触孔预形成结构162-1以及第三接触孔预形成结构之后,可以通过HF释放刻蚀工艺去除氧化层150位于第一接触孔预形成结构161-1、第二接触孔预形成结构162-1以及第三接触孔预形成结构的部分,形成第一接触孔161、第二接触孔162以及第三接触孔。
步骤105.2:如图9所示,在第一接触孔161的孔底形成与第一驱动部131电连接的第一接触结构171,在第二接触孔162的孔底形成与第二驱动部132电连接的第二接触结构172,以及在第三接触孔的孔底形成与振梁结构1331电连接的第三接触结构173。
示例性地,如图9所示,可以在第二透声层120上放置金属掩膜板,并通过溅射或蒸发等金属化工艺分别在第一接触孔161的孔底、第二接触孔162的孔底和第三接触孔的孔底沉积形成第一接触结构171、第二接触结构172及第三接触结构173。具体地,上述金属掩膜板暴露出的区域为第一接触孔161、第二接触结构172及第三接触结构173所在的区域。
此外,上述第一接触结构、第二接触结构及第三接触结构所含有的材料和厚度可以参考前文,此处不再赘述。
值得注意的是,由上述内容可以看出,本发明实施例提供的扬声器的制造方法是通过微电子机械加工技术制造扬声器。因微电子机械加工技术融合了光刻、腐蚀、薄膜、硅微加工、非硅微加工等多种微细加工技术,可实现高精度的三维立体微结构的制造,故通过微电子机械加工方式可以批量制造的情况下获得高性能的扬声器,从而可以确保每个扬声器的品质。
在以上的描述中,对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解,可以通过各种技术手段,来形成所需形状的层、区域等。另外,为了形成同一结构,本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外,尽管在以上分别描述了各实施例,但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围,本领域技术人员可以做出多种替代和修改,这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (10)
1.一种扬声器,其特征在于,包括:第一透声层、第二透声层、以及位于所述第一透声层和所述第二透声层之间的发音层;
沿着垂直于所述发音层的高度方向,所述发音层包括第一驱动部、第二驱动部、以及位于所述第一驱动部和所述第二驱动部之间的振动部;所述振动部与所述第一驱动部之间、以及所述振动部与所述第二驱动部之间具有间隙;所述振动部包括悬设在所述第一透声层和所述第二透声层之间的振梁结构;
所述第一透声层内开设有第一通气孔,所述第二透声层内开设有第二通气孔,所述第一通气孔和所述第二通气孔均与所述间隙连通;沿着垂直于所述发音层的高度方向,所述第一通气孔与所述第二通气孔相对于所述振梁结构交错分布。
2.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述第一通气孔关于所述振梁结构的几何中心与所述第二通气孔中心对称。
3.根据权利要求1所述的扬声器,其特征在于,所述振动部还包括固定连接在所述第一透声层和所述第二透声层之间的第一支撑结构和第二支撑结构;
所述第一支撑结构连接在振梁结构的一端,所述第二支撑结构连接在振梁结构的另一端;所述振梁结构通过所述第一支撑结构和所述第二支撑结构悬设在所述第一透声层和所述第二透声层之间。
4.根据权利要求1~3任一项所述的扬声器,其特征在于,所述扬声器还包括位于所述第一透声层与所述发音层之间的埋氧层、位于所述发音层与所述第二透声层之间的氧化层;
所述振梁结构与所述第一驱动部之间的区域、以及所述振梁结构与所述第二驱动部之间的区域构成空腔区域;沿所述发音层的高度方向,所述埋氧层和所述氧化层位于所述空腔区域的部分为镂空部。
5.根据权利要求4所述的扬声器,其特征在于,所述扬声器还包括形成在所述第二透声层和所述氧化层内的引线图形;
所述引线图形包括与所述第一驱动部电连接的第一接触结构、与所述第二驱动部电连接的第二接触结构以及与所述振梁结构电连接第三接触结构。
6.一种扬声器的制造方法,其特征在于,包括:
提供第一基底,所述第一基底具有支撑面;
于所述支撑面,刻蚀所述第一基底,形成发音层;沿着垂直于所述发音层的高度方向,所述发音层包括第一驱动部、第二驱动部、以及位于所述第一驱动部和所述第二驱动部之间的振动部;所述振动部与所述第一驱动部之间、以及所述振动部与所述第二驱动部之间具有间隙;所述振动部包括的振梁结构;
在所述第一基底背离所述支撑面的一面形成第一透声层,以及在所述第一基底的所述支撑面上形成第二透声层;所述第一透声层内开设有第一通气孔,所述第二透声层内开设有第二通气孔;沿着垂直于所述发音层的高度方向,所述第一通气孔与所述第二通气孔相对于所述振梁结构交错分布;
由所述第一透声层和所述第二透声层之间释放所述振梁结构,使所述振梁结构悬设在所述第一透声层和所述第二透声层之间,以及使所述第一通气孔和所述第二通气孔均与所述间隙连通。
7.根据权利要求6所述的扬声器的制造方法,其特征在于,所述在所述第一基底的所述支撑面上形成第二透声层,包括:
提供第二基底,所述第二基底具有键合面;
键合所述第一基底的支撑面和所述第二基底的键合面;
对所述第二基底背离所述键合面的一面进行减薄;
于所述第二基底背离所述键合面的一面,刻蚀所述第二基底,形成所述第二透声层。
8.根据权利要求7所述的扬声器的制造方法,其特征在于,所述第一基底为绝缘体上硅衬底,所述支撑面为所述绝缘体上硅衬底所包括的背衬底背离埋氧层的一面;所述第二基底至少包括硅衬底、以及形成在所述硅衬底上的氧化层;所述键合面为所述硅衬底背离所述氧化层的一面;
所述由所述第一透声层和所述第二透声层之间释放所述振梁结构,包括:
采用HF释放蚀刻工艺去除所述氧化层和所述绝缘体上硅衬底所包括的埋氧层位于空腔区域的部分;其中,
所述空腔区域由所述振梁结构与所述第一驱动部之间的区域、以及所述振梁结构与所述第二驱动部之间的区域构成。
9.根据权利要求8所述的扬声器的制造方法,其特征在于,所述在所述第一基底的所述支撑面上形成第二透声层后,所述扬声器的制造方法还包括:
对所述第二透声层和所述氧化层进行处理,形成引线图形;其中,
所述引线图形包括与所述第一驱动部电连接的第一接触结构、与所述第二驱动部电连接的第二接触结构、以及与所述振梁结构电连接第三接触结构。
10.根据权利要求6~9任一项所述的扬声器的制造方法,其特征在于,所述振动部还包括固定连接在所述第一透声层和所述第二透声层之间的第一支撑结构和第二支撑结构;
所述第一支撑结构连接在所述振梁结构的一端,所述第二支撑结构连接在所述振梁结构的另一端;所述振梁结构通过所述第一支撑结构和所述第二支撑结构悬设在所述第一透声层和所述第二透声层之间。
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