CN117501709A - 用于阻尼mems麦克风的内插器 - Google Patents

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Abstract

在第一方面，本发明涉及一种系统(1)，所述系统(1)包括MEMS麦克风(3)，该MEMS麦克风(3)包括声音入口开口(5)、可振动麦克风膜(7)和电子电路(9)，其中，当麦克风膜(7)被通过声音入口开口(5)进入的声波激励时，由麦克风膜(7)的振动生成依赖于声波的电信号。在声音入口开口(5)的上游安装有用于降低作用在麦克风膜(7)上的声波的声压级的阻尼元件(11)，其中，阻尼元件(11)包括弹性且振动的阻尼膜(11)，并且其中，所述声波除了引起麦克风膜(7)的振动之外还引起阻尼元件(11)的振动，使得声波的声能在阻尼膜(11)和麦克风膜(7)之间进行分配。这特别地使得可以在不失真的情况下将MEMS麦克风(3)的测量范围扩展到高声压级。

Description

用于阻尼MEMS麦克风的内插器
技术领域
在第一方面，本发明涉及一种系统，所述系统包括MEMS麦克风，该MEMS麦克风具有声音入口开口、可振动麦克风膜和电子电路，其中，当麦克风膜被通过声音入口开口进入的声波激励时，由麦克风膜的振动生成依赖于声波的电信号。在声音入口开口的前方安装有用于降低作用在麦克风膜上的声波的声压级的阻尼元件，其中，阻尼元件包括弹性且可振动的阻尼膜，并且其中，优选地，所述声波除了引起麦克风膜的振动之外还引起阻尼元件的振动，使得声波的声能在阻尼膜和麦克风膜之间进行分配。这特别地使得可以在不失真的情况下将MEMS麦克风的测量范围扩展到高声压级，该高声压级在以前不能用现有技术中已知的MEMS麦克风来测量。
在另一方面，本发明涉及根据本发明的系统用于气动声学测量的用途，优选地，根据本发明的系统用于测量车辆部件的表面上的声压波的用途。
背景技术
如今，微系统技术用于许多应用领域，用于生产紧凑的机械电子设备。通过这种方式生产的微机电系统(简称MEMS)非常紧凑(微米范围)，同时提供出色的功能和更低的生产成本。
特别地，基于MEMS技术的麦克风，即所谓的MEMS麦克风，在现有技术中是已知的。MEMS麦克风包括被配置成接收来自流体的声波的可振动麦克风膜。流体可以是气态流体或液态流体。压力波优选地是声压波。MEMS麦克风优选地将压力波转换成电信号。
MEMS麦克风的特征是设计简单且紧凑。这使得它们特别容易布置成阵列，这对于具有方向特征的声音测量非常重要。此外，它们可以使用广泛的、高度自动化的半导体技术工艺来生产。
大多数MEMS麦克风被设计成用于音频应用，即用于电话和/或助听器。这些应用的特征通常是带宽小于20kHz，以及声压级小于大约120dB。
在现有技术中，也存在设计用于气动声学应用的MEMS麦克风的方法。气动声学研究空气动力学产生的噪声的产生和传播及其减少。近年来，气动声学在航空和汽车工业中的重要性显著增加。在车辆声学方面，这是由于客户对舒适意识不断增强。
然而，用于音频应用的MEMS麦克风并不适合气动声学，因为气动声学对声音变量有不同的要求。
例如，喷气发动机附近的声压级可能非常高。因此，气动声学MEMS麦克风应能够在高达160dB或更高的情况下无失真运行。FAA(美国联邦航空管理局)要求商用飞机认证的频率范围高于45Hz<f≤11.2kHz。然而，飞机及其部件的气动声学测量通常是在比例模型上进行的，因此感兴趣的频率范围也会相应扩大。例如，1:8比例模型的频率范围扩展高达89.6kHz。因此，气动声学MEMS麦克风的带宽必须高达90kHz才能适合模型测试(有关此信息，请参阅DavidT等(2007)I.引言)。
在现有技术中，存在多种用于可用于气动声学测量的MEMS麦克风的方法。
马丁等人(2007)建议在麦克风膜之间附加两个额外的背板。在对应的生产过程中，首先将下背板涂覆到晶片上。下背板位于麦克风膜下方。一旦安装了麦克风膜，就将上背板应用到麦克风膜上方。两个背板都有穿孔。声音通过孔传到麦克风膜上，引起麦克风膜偏转。它们还具有减少麦克风膜和两个背板之间的空间阻尼的功能。背板和麦克风膜均由多晶硅制成。MEMS麦克风可以测量高达164dB的声压级(参考值为20μV/Pa)。没有公开较更高声压级的测量。
Sheplak等人(1999)公开了一种压阻式MEMS麦克风，其包括薄麦克风膜，当受到声压时该膜会产生机械弯曲应力。机械应力是通过由膜上压阻材料制成的结构的电阻变化来测量的。压敏电阻以惠斯通电桥配置放置在麦克风膜上。MEMS麦克风可以测量高达155dB的声压级。
Horowitz等人(2007)公开了一种适用于气动声学测量的压电MEMS麦克风。此处，当声音在由两个电极和压电层组成的夹层结构处激发时，偏转膜的机械电压会产生电压。然而，实现的灵敏度相对较低，并且麦克风可以测量至多169dB的最大声压级。
DE 10 2019 124236A1公开了一种具有安装在电路板上的声学MEMS传感器的声音测量装置，其中，除了在电路板中形成的音孔后面的MEMS传感器的可以通过声音偏转的传感器膜之外，阻尼膜横跨音孔的孔横截面并在边缘处被刚性支撑。通过提供阻尼膜，通过音孔的声音的声级将被降低，以便能够实现具有高的最大声级的测量方法。通过阻尼膜的适当弹性设计，应实现声压级的线性降低。没有公开关于声压级降低的具体值。
现有技术中还已知具有附加膜的其他MEMS麦克风，然而该附加膜并不是被设计来降低声压级的。
例如，US2019/335262 A1公开了一种包括MEMS换能器的麦克风装置，其中，MEMS换能器具有弹性体膜。弹性体膜用于防止污染，据说对声学性能的影响可忽略不计。特别地，弹性体膜应该是声学透明的并且引起SNR(信噪比)降低小于1％。
US2020/107096 A1公开了一种麦克装置，该麦克装置包括用于防止液体进入的端口膜。特别地，端口膜应当是可渗透的，以便对于声能是可渗透的或透明的。此外，声能应该能够在很少或没有阻尼的情况下传输。具体地，在US2020/107096 A1的公开内容的上下文中，约3.5dB的最大声功率损失应该是可接受的。除了端口膜之外，该麦克风装置还可以包括声学网，其被描述为金属丝网。金属丝网可以是声学透明的，或者实现频率相关的阻尼，从而可能使声学信号失真。
某些气动声学测量还需要能够测量高达180dB声压级的MEMS麦克风。现有技术中已知的MEMS麦克风并没有针对如此高的声压级而设计。
能够测量如此高声压级的麦克风具有较大的设计。然而，较大的设计的缺点在于：由于其尺寸，它们会影响气流本身。然而，为了确保准确的测量，避免影响通过麦克风本身的流量非常重要。特别是，如果麦克风太大，就不再可能测量流动行为的小横向分辨率。此外，大型麦克风不适合安装在技术表面诸如飞机表面或汽车部件上。
此外，能够测量如此高声压级的麦克风(这在气动声学中很重要)只能以非常高的成本获得。
现有技术中还没有已知可以测量非常高的声压级、特别适合气动声学、对气流中的最小湍流具有高横向分辨率并且生产成本低廉的MEMS麦克风。
发明目的
本发明的目的是消除现有技术的缺点并且提供一种改进的系统，其能够测量非常高的声压级，由此测量结果是高分辨率的并且测量结果不存在失真。特别地，一个目的是提供适合气动声学测量的系统。此外，该系统应该简单且成本低廉的生产。
发明内容
根据本发明的目的通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利实施方式在从属权利要求中描述。
在优选实施方式中，本发明涉及一种系统，该系统包括：
a)MEMS麦克风，MEMS麦克风包括声音入口开口、可振动麦克风膜和电子电路，其中，当通过声音入口开口进入的声波引起麦克风膜振动时，生成依赖于声波的电信号，以及
b)阻尼元件，所述阻尼元件用于降低作用在麦克风膜上的声波的声压级，
其特征在于，阻尼元件包括弹性且可振动的阻尼膜，该阻尼膜安装在声音入口开口的方。优选地，声波除了引起麦克风膜的振动之外还引起阻尼膜的振动，使得来自声波的声能优选地在阻尼膜和麦克风膜之间进行分配。
根据本发明的系统已被证明在许多方面都是有利的，这将在下面更详细地解释。
有利地，根据本发明的系统能够特别地测量高的声压级。特别地，该系统可以测量高达200dB的声压级，这对于现有技术中已知的MEMS麦克风来说是不可能的。
其技术原因是声能在麦克风膜和阻尼元件之间进行分配，阻尼元件包括弹性且可振动的阻尼膜。声波伴随着声音传播所采用的介质中粒子的交替移动。同时，部分介质交替被压缩和衰减。因此，声音所拥有的能量可以表示为动能和势能的总和。当声音进入时，声音首先撞击包括弹性且可振动的阻尼膜的阻尼元件，并将声音的能量的部分转移给阻尼元件。在本发明的上下文中，该能量转移可以被描述为第一能量转移。在通过声音的第一能量转移之后，声音通过声音入口开口到达麦克风膜上，这引起麦克风膜振动。在本发明的上下文中，声音到MEMS麦克风的麦克风膜的能量转移可以被理解为第二能量转移。
麦克风膜的振动优选地表示实际测量的信号，该信号是通过将振动传输到与MEMS麦克风连接的电气电路而生成的。
特别地，声能到阻尼元件和麦克风膜的分布在很大程度上是无损耗和无失真的。这是由于阻尼膜的弹性所致。阻尼膜的弹性是指它在施加了力时改变其形状并且在所施加的力被去除时恢复到其原来形状的性质，类似于弹簧。事实上，阻尼膜的振动是由于其有弹性的事实而引起的，而声波是由流体(特别是空气)在空间中的振动引起的机械振动的空间传播。当振动传播时，能量首先转移到阻尼膜，然后转移到麦克风膜。阻尼膜是弹性的并且特别是非塑性的，即它在声波的作用下改变其形状并返回到其原始状态。
优选地，阻尼元件和麦克风膜具有相同的振动行为，但是阻尼元件的振动具有比麦克风膜的振动更低的幅度。值得注意的是，在这种情况下，所测量的声音的整个带宽都被保留，并且特别是带宽的任何部分都没有丢失。麦克风膜的振动行为不会因提供弹性阻尼膜而发生质的改变。相反，通过分配声能，振动麦克风膜的幅度会降低，而不会在整个频谱上失真。例如，避免了与频率相关的阻尼，该阻尼在较高频率下比在较低频率下更明显。此外，通过在阻尼元件和麦克风膜之间分配入射声音的声能来维持所测量的声学信号的信噪比(SNR比)。
根据本发明的系统的操作模式可以在一定程度上通过与电气工程中的电平移位器的类比来解释。
在电气工程中，电平移位器是分立的或集成的电子电路，其使一个部件的信号电平(通常是电压电平)适应另一个部件(发射器和接收器)。由于并非所有部件都以相同的电压电平工作，因此有必要适应(调整)信息信号的信号电平以便这些部件能够彼此通信。根据要求，可以使用有源或无源电子电路来执行这种适应。在模拟电路中，发射器的信号电平通常通过放大器来适应接收器的信号电平。例如，麦克风的信号通过麦克风前置放大器适应放大器的AUX输入的输入信号电平范围。
然而，在某些应用中，信息信号的简单放大或衰减是不够的，并且信号还必须转移(shift)在电压范围内。例如，如果要对具有-100mV至100mV的典型电压范围的音频信号进行数字化，则不仅需要放大该信号，还需要通过添加偏移电压来对其进行转移，为此减法放大器电路是合适的。
通过类推，发明人认识到MEMS麦克风的麦克风膜不适合检测特别是在气动声学中出现的高声压级。通过将阻尼元件安装为弹性可振动膜，可以有利地使高声压级转移，使得麦克风膜可以测量转移后的范围。这是通过吸收高声压级的一部分以便麦克风膜可检测到声压级的另一部分来实现的。信号不会例如因频率相关阻尼而失真。
用于说明根据本发明的思想的另一物理模拟可以在两个弹簧的串联连接的机械作用原理中看出。在弹簧串联连接的情况下，作用力不会被分开(如并联连接中那样)，而是通过两个弹簧以相同的值作用。串联连接时弹簧可以具有不同的弹簧常数和不同的长度，这对整体长度的变化有相应的影响。阻尼元件和麦克风膜也被耦合，使得当输入声波向阻尼元件施加力时，麦克风膜也被在阻尼元件之后传播的未失真声波引起振动。
根据本发明的系统可以有利地用作仪器，特别是用于执行声音变量的高分辨率测量的仪器，诸如在风洞中的高声压级。根据本发明的系统还可以安装在出现高声压级值的表面上，例如飞行器的部件的表面上。还可以使用根据本发明的系统来测量声波在其他表面或车辆上的传播。本领域普通技术人员能够在各种领域中使用根据本发明的系统。
根据本发明的系统的另一个优点是其具有非常小的尺寸。特别地，根据本发明的系统的侧向延伸可以保持最小。这是有利的，因为根据本发明的系统不影响其周围流动的空气。因此，测量结果不会失真，并且可以特别准确地再现。具体地，可以检测在其周围流动的空气中最轻微的湍流，以便确定在其周围流动的流体(特别是空气)的精确流动行为，和/或非常详细的声音变量。特别地，有利的是可以确定声压级的非常低的侧向分辨率。
根据本发明的系统的小型化伴随着另外的优点。根据本发明的系统的小尺寸导致系统的更高密度，其可以例如沿着阵列形成。通过使用大量根据本发明的系统或MEMS麦克风，可以特别精确地确定测量结果。此外，由于数量较多，即使阵列中的单个系统因任何原因发生故障，测量质量也不会受到影响。
通过将根据本发明的系统布置成阵列，使用波束形成的应用也是可能的，例如专门确定来自特定方向的测量值。以这种方式，例如，可以从期望的位置引导并且以高准确度确定声压级。现有技术中已知各种形式的阵列，例如一维阵列、二维阵列和/或三维阵列。
另一个优点是，根据本发明，阻尼元件可以与MEMS麦克风安装在一起，因为MEMS麦克风可以在非常小的壳体中使用，该壳体尤其适合于SMT(表面安装技术)组装，而没有限制。MEMS麦克风还具有出色的温度特性。该系统的耐温性对于气动声学应用来说可能是特别希望的。
优选地，通过提供阻尼膜，该系统可以形成封闭系统，使得当根据本发明的系统安装在表面上时，阻止了不希望的物质(例如污垢、烟灰和/或灰尘)进入系统中。具体地，根据本发明的系统的内部部件，例如MEMS麦克风的内部部件，不会被损坏。因此，阻尼元件不仅具有将声压级转移到麦克风膜可以测量且不失真的范围的功能，而且还具有对环境的保护和屏障功能。此外，可以通过防粘涂层防止污垢的粘附或者特别容易地去除粘附到系统表面的污垢。
此外，根据本发明的系统优选地还适合安装在柔性表面上，例如其中使用柔性印刷电路板来定位阻尼元件和MEMS麦克风。这意味着根据本发明的系统不限于表面的固定形状或结构并且有利地具有广泛的应用。因此可以将系统附接至拐角、边缘、曲线和/或弯曲和/或弯折表面。
另外，根据本发明的系统可以使用标准化的半导体和微系统技术工艺来生产，使得可以使用半导体处理的经过验证的自动化方法并且可以实现具有成本效益的大规模生产。
MEMS麦克风优选地是指基于MEMS技术并且其声音接收结构的尺寸至少部分地在微米范围(约1μm至约1000μm)内的麦克风。声音接收结构被称为麦克风膜。优选地，麦克风膜可以具有宽度、高度和/或厚度在小于1000μm范围内的尺寸。特别地，麦克风膜是可振动的。
麦克风膜被配置成接收来自流体的声波。流体可以是气态流体或液态流体。压力波优选地是声压波。因此，MEMS麦克风优选地将压力波转换成电信号。优选地可以使用电子电路来读出可振动膜，其振动例如由膜上的压电、压阻或电容部件产生。麦克风膜优选地足够薄，使得其在由声波引起的气压变化的影响下弯曲并转变为振动行为。当麦克风膜振动时，电变量可能改变，诸如膜和后壁之间的电容。电变量的变化诸如电容的变化可以通过MEMS麦克风中内置的电气电路诸如ASIC或计算单元转换为电信号。电气电路测量这些电变量的变化，例如当麦克风膜在声波的影响下振动时发生的电压变化、电流变化或电容变化。
声音入口开口优选地指MEMS麦克风中的开口，声波可以穿过该开口并且与麦克风膜接触。优选地，声音入口开口沿流体、特别是空气的流动方向位于麦克风膜的前方。
电子电路优选地将麦克风膜的振动转换成电信号。这是基于以下事实的：当麦克风膜振动时，一个或更多个电变量诸如电压和/或电容发生变化。电子电路优选地包括与麦克风膜接触的电连接，例如电线。另外，电子电路可以具有ASIC(专用集成电路)、计算单元、集成电路(IC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器和/或其他电子电路元件。麦克风膜的振动导致电子电路生成电信号，该电信号取决于声波，因此也取决于麦克风膜的振动幅度。
声音优选地是指介质中以波的形式传播的机械变形。在流体中，声音始终是纵波，尤其是在空气中。因此，术语“声音”和“声波”可以同义使用。在气体诸如空气中，声音可以描述为叠加在静态气压上的声压波。在声波的情况下，状态变量压力和密度的波动相对于它们的控制变量通常很小。如果下面将空气讨论为声波流体，则本领域普通技术人员知道该解释也可以应用于其他流体。
阻尼元件优选地是指根据本发明的系统的部件，其优选地用于降低作用在麦克风膜上的声波的声压级。由于麦克风膜无法测量太高的声压级，因此阻尼元件使声波的声压级不失真地转移在麦克风膜可测量的范围内。特别地，不失真的转移意味着实际声压级的信息和/或值不会丢失。优选地，测量信号的带宽被保留并且信噪比保持不变。为此目的，声波的声能在麦克风膜和阻尼元件之间分配而没有失真，如上所述。为此目的，阻尼元件特别地包括弹性的、可振动的阻尼膜。当声波撞击系统时，这优选地以与麦克风膜相同的定性振动行为振动。
优选地，将阻尼元件安装在声音入口开口的前方是指根据本发明的系统的设计，其中声波在到达麦克风膜之前首先撞击阻尼元件。因此，从入射声波的角度来看，阻尼元件优选地是根据本发明的系统的第一部件。具体地，声波首先引起阻尼元件振动，然后引起麦克风膜振动。因此，阻尼元件和麦克风膜的振动可以是异相的。尽管阻尼元件和阻尼膜的振动行为本质上相同，但它们的幅度和相位不同。
术语诸如“基本上”、“大约”等优选地描述了小于±40％、优选地小于±20％、特别优选地小于±10％、甚至更优选地小于±5％并且特别地小于±1％的公差范围，并且特别地包括精确值。类似优选地描述近似相等的量。部分优选地描述至少5％、特别优选地至少10％、尤其是至少20％，在一些情况下至少40％。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：在阻尼膜和麦克风膜之间分配入射声波的声能导致作用在麦克风膜上的声压级降低至少10dB，优选地至少20dB，特别优选地至少30dB。
有利地，通过将作用在麦克风膜上的声压级减小所提到的值，可以测量特别高的声压级，诸如特别是在气动声学中发现的声压级，例如大约175dB，而无失真。这扩展了根据本发明的系统的应用范围。相比之下，现有技术中已知的MEMS麦克风不能测量如此高的声压级，例如至多170dB、175dB、180dB、185dB、190dB、195dB、200dB或更高。
例如，US2019/335262 A1和US2020/107096 A1中公开的膜不可能实现这种减少，并且在这些出版物的上下文中也是不期望的。US2019/335262A1和US2020/107096 A1的膜更确切地说用于防止污染，由此通过将膜设计为声学透明的可以精确地避免声功率的降低。DE 10 2019 124236A1中教导了降低声压级的一般可能性。然而，既没有公开上述特别优选的值，也没有公开相关的优点。
还有一个特别的优点是根据本发明的系统可以测量声压级的最低侧向分辨率。这里的侧向分辨率优选地是指横向于利用声波的测量路径的路线的分辨率。与侧向分辨率相反的是沿着测量路径(即声音的路径)的纵向路线的轴向分辨率。特别地，侧向分辨率是两个相邻物体(例如两个声源)之间的距离，其可以被映射为两个点。尽管声压级很高，这使得创建非常准确的声场图像成为可能。
声场优选地是指弹性介质中、尤其是空气中声波传播的区域。声压级(SPL)是测量声压的有效值与在声学中常用的其20μPa的参考值之间的二次关系的十进制对数。声能优选地是指声场或声音事件中包含的能量，如上所述，其可以表示为动能和势能的总和。相关联的对数变量是声能级。根据本发明，阻尼元件优选地是弹性体，其通过冲击声波的作用而被激发机械振动。作为机械波，声音不传输物质，但确实传输能量。声波的声能被传输并分配为阻尼元件的振动能和麦克风膜的振动能。
特别地，能量平衡的动能项包含声压。声压是指声音传播期间发生的介质特别是空气的压力波动。它通常表示为有效值，因为它特别是谐波现象。测量的声压有效值包含在以dB(分贝)给出的声压级中。这意味着声压级也通过在阻尼元件或阻尼膜与麦克风膜之间分配声能而降低，从而可以测量非常高的声压级。特别地，声压级不失真，信噪比保持不变。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：MEMS麦克风具有壳体，声音入口开口位于该壳体中。
MEMS麦克风的壳体优选地包括固体且特别是MEMS麦克风的保护性外壳。具体地，壳体有利地用于保护MEMS麦克风的部件，例如免受异物和/或损坏。然而，壳体还可以具有其他功能。例如，除了具有保护功能外，壳体还可以具有承载件功能。有利的是，省去附加的支撑结构减少了重量、部件的数量、组装工作并且因此也减少了生产成本。
优选地，壳体上存在附接区域以将MEMS麦克风连接至壳体。可以使用现有技术中已知的常规方法，诸如焊接和/或胶合。这样的附接选项和方法在本领域普通技术人员的知识范围内并且将不进行详细讨论。
优选地，声音入口开口位于麦克风膜上方的壳体上。声音入口开口不直接位于麦克风膜上方也可能是优选的。声音穿过声音入口开口至麦克风膜，该麦克风膜由声波引起振动。此外，电子电路还产生指示各种声音变量的信号，诸如声音偏转、声压、声压级、声能密度、声能、声流、声速、声阻抗、声强、声功率、声速、声幅和/或声辐射压力。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：阻尼膜由弹性材料形成，优选地，该弹性材料选自以下各者：单晶硅、多晶硅、二氧化硅、硅氮化物、硅碳化物、硅锗、硅氮化物、氮化物、锗、碳、砷化镓、氮化镓、磷化铟、玻璃和/或金属的组。优选地，这些材料尽可能具有理想的弹性，其中当用作阻尼膜时不会发生塑性变形。在另外优选的实施方式中，阻尼膜可以包括包含纤维塑料复合材料的材料。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：阻尼膜具有50nm至500μm、优选地100nm至200μm、特别优选地1μm至50μm的厚度。
前述材料和尺寸已被证明对于提供可振动阻尼膜特别有利。这是因为所提到的材料，特别是具有所提到的厚度的材料，已经显示出对于根据本发明的系统来说合适的弹性。当声波入射到阻尼膜上时，阻尼膜会振动。特别地，所提到的材料在声波的作用下发生弹性变形而不是塑性变形。因此，阻尼膜特别是可逆地变形。如果声波作用在阻尼膜上，平衡位置就会被扰乱，阻尼膜就会变形。由于声波是振动的传播，因此这些振动会传输到阻尼膜，从而也产生振动。
阻尼膜的振动行为优选地基本上对应于麦克风膜的振动行为。振动行为在幅度和相位方面存在差异；振动的形状或形式优选地基本上相同。有利地，声压级因此被转移到可测量值，使得甚至特别高的声压级也可以由根据本发明的系统检测到。特别有利的是，所测量的声音事件的带宽中的值不会丢失。此外，信噪比保持不变。有利地，测量信号被无失真地转移，使得可以在无失真的情况下测量高声压级，诸如175dB。
此外，使用前述材料作为阻尼膜是特别有利的，因为它们可以使用已知的且经过验证的现有技术方法非常容易地加工。除了上述合适的弹性之外，所提到的材料还稳健且稳定，使得即使在高声压级下它们也不会撕裂。它们还有利于采购和加工成本低廉。
此外，前述材料和值对于根据本发明的系统的制造过程是有利的，因为它们适合于大规模生产。特别地，标准化生产技术可以用于涂覆和/或机加工以形成阻尼膜。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：阻尼膜至少在声音入口开口上延伸，以及/或者阻尼膜具有100μm至2000μm、优选地200μm至1000μm的侧向延伸。
因此，阻尼膜至少覆盖声音入口开口，但也可以延伸超出声音入口开口或在声音入口开口上方的整个表面上延伸。
使阻尼膜在MEMS麦克风的声音入口开口上延伸提供了上述关于使高声压级转移到麦克风膜的可测量区域的优点。此外，阻尼膜为MEMS麦克风及其部件诸如电子电路和/或麦克风膜提供附加的保护。
优选地，通过附接阻尼膜并使其在声音入口开口上延伸来形成封闭系统。这优选地气密地密封了MEMS麦克风的内部部件。气密密封优选意味着绝对紧密的密封，特别是防止空气和/或水交换的密封。这有利地保护MEMS麦克风的部件并增加其服务寿命。
优选地，阻尼膜的侧向延伸与声音入口开口的侧向延伸匹配。
这里的侧向延伸优选地是指阻尼膜的侧向延伸，特别是向外和/或沿着表面延伸。侧向延伸优选地是指阻尼膜在其平面中的最大侧向延伸。因此，在圆形状的情况下，侧向延伸由直径给出。
在优选实施方式中，阻尼膜的侧向延伸可以基本上对应于MEMS麦克风的声音入口开口的侧向延伸。因此，可以优选的是，阻尼膜至少在声音入口开口上延伸，使得其完全被阻尼膜覆盖。然而，也可以优选的是，阻尼膜稍微小于声音入口开口，使得更小的可振动区域位于声音入口开口的前方。
在声音入口开口的直径例如为大约500μm的情况下，阻尼膜可以优选地具有至少大约500μm的直径，例如大约600μm、大约700μm、大约800μm、大约900μm、大约1000μm或更多的直径。然而，还可以优选的是，阻尼膜具有比声音入口开口更小的直径，相对于以上示例，例如大约400μm、大约300μm、大约200μm或更少的直径。
优选地，阻尼膜的侧向延伸与声音入口开口的侧向延伸的比率可以为大于0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、2、3或更多且/或小于10、9、8、7、6、5、4、3或更少。本领域技术人员将认识到，前述参数的中间范围可以是优选的，例如在0.8与3之间、在1.1与2之间或甚至在1.5与5之间。
阻尼膜的侧向延伸(例如直径或半径)是影响阻尼膜的效果的另一个参数。图9中的E示出了声压级的降低对阻尼膜的半径的依赖性。阻尼膜的较小的半径以及因此较小的侧向延伸导致更大的阻尼并增加声压级的可能的可测量范围。另一方面，具有至少基本上同样大的
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：MEMS麦克风为电容式MEMS麦克风、压电式MEMS麦克风和/或压阻式MEMS麦克风、和/或驻极体麦克风。
在压电式麦克风中，麦克风膜机械耦合到压电元件，该压电元件因压力波动而变形最小。压电效应由于压电元件的变形而导致电压波动。这些电压波动被传输到电子电路并被读出。压电式麦克风的优点是机械稳健并且设计简单。它们特别有利，因为它们不需要外部电源。它们对高温也不敏感。
压阻式麦克风基于麦克风膜上由压阻材料制成的结构的电阻变化来测量机械电压。压敏电阻器可以连接在麦克风膜上的惠斯通电桥电路中。由于设计简单，压阻式麦克风可以单片集成。
在电容式麦克风中，麦克风膜与例如由金属或半导体制成的电极层电绝缘，该电极层可特别地形成后壁。从技术角度来看，这种布置类似于具有空气电介质且具有电容的平板电容器。这取决于板面积和电容器板之间的距离。声音的入射导致麦克风膜振动，从而改变膜与对电极之间的距离，从而改变电容器的电容，这可以由电子电路检测到。电容式麦克风的基本设计和生产在现有技术中是已知的。它们有利地是高度敏感的并且对温度也不敏感。
驻极体麦克风也基于电容测量原理并具有驻极体。正如永磁体携带冻结的磁场一样，驻极体携带冻结的电场。这接管了冷凝麦克风所需的偏置电压，从而允许更简单的操作。由于高阻抗，大多数情况下需要阻抗转换器。
有三种类型的驻极体麦克风。在膜类型中，膜本身就是驻极体。在前驻极体类型中，驻极体安装在膜上。在背驻极体类型中，驻极体安装在固定电极层上，例如金属层或小金属板。有利的是，驻极体麦克风具有非常紧凑的设计和低生产成本以及良好的信号质量。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：MEMS麦克风呈现为顶部端口或底部端口设计，以及/或者MEMS麦克风集成在多层基板内，优选地，MEMS麦克风集成在晶片叠置件内。
在MEMS麦克风的发展过程中，已经建立了不同的壳体类型。这些可以根据声音传递的方式进行分类。如果声音通过壳体下侧到达麦克风膜，则称为底部端口MEMS麦克风。底部端口麦克风还需要在MEMS麦克风的部件所在的基板(也称为承载件基板)上有开口，因为这是声波到达麦克风膜的唯一路径。如果声音通过壳体顶部到达传感器，则称为顶部端口MEMS麦克风。
优选顶部端口麦克风还是底部端口麦克风通常取决于诸如麦克风在产品和/或制造方面的布置等因素。
有利地，根据本发明的阻尼膜可以设置在以顶部端口或底部端口设计的MEMS麦克风中。另外，MEMS麦克风和阻尼元件也可以设置在多层基板内，优选地，多层基板是半导体基板，其也称为晶片叠置件。
在优选实施方式中，MEMS麦克风呈现为底部端口版本，其也可以称为底部端口麦克风。
底部端口设计在MEMS麦克风的后部体积中具有大量空气，这使得麦克风膜更容易在声波的影响下移动。这又提高了麦克风的灵敏度和信噪比。大的后部体积对于根据本发明的系统对低频的响应也是有利的。
阻尼膜可以优选地放置在声音入口开口的前方，使得壳体装配在印刷电路板的腔内并且阻尼膜沿着声音入口开口延伸。在底部端口麦克风的情况下，阻尼膜因此优选地位于承载件基板上(参见例如图2中的A至B)。底部端口设计中的阻尼膜也可以优选地位于印刷电路板的腔内(参见图4中的B)。
特别优选的是，底部端口版本中的阻尼膜由内插器提供。阻尼膜与底部端口麦克风的组合是非常有利的，因为可以特别容易地处理内插器以确保提供阻尼膜及其与MEMS麦克风的连接。另外，内插器的使用使得可以有利地同时提供阻尼膜、电接触和声学密封。
特别是在底部端口设计中，还可以区分不同的组装方法。已知的组装方法是倒装芯片组装和引线接合组装，其也可以被提供用于根据本发明的系统。
在倒装芯片组装中，麦克风膜、电子电路和承载件基板之间的连接是使用焊料进行的。为此，将麦克风膜、电子电路和焊料施加到承载件基板，并使用回流工艺将其机械连接和电连接到彼此。
在回流工艺中，优选在组装之前将焊膏形式的软焊料施加到PCB。这是与诸如烙铁焊接、浸焊或波峰焊接等其他焊接工艺的主要区别。施加焊料的方式有多种，例如使用模板印刷(模板、丝网印刷)、分配器、焊料预成型件或电镀。然后组装部件。使用焊膏的优点是它有黏性，并且在组装期间部件直接粘附到焊膏。因此，它们不必单独胶合。将组装好的承载件基板(例如印刷电路板)充分地加热到足以熔化焊膏中包含的焊料。同时，升高的温度会激活焊膏凝胶中的助焊剂。用于此目的的加热工艺旨在尽可能均匀地加热电路板和部件。熔化焊料的表面张力将部件拉至着陆焊盘的中心。
倒装芯片安装的优点之一是部件尺寸小而紧凑。通过倒装芯片安装，不需要附加的键合线，因为电气连接和机械连接直接到承载件基板。与承载件基板的机械连接影响麦克风的温度响应。诸如硅、承载件基板、焊料和粘合剂等部件的材料的不同线性膨胀系数影响麦克风膜的机械张力。这导致偏转的变化，从而导致灵敏度的变化。
在引线键合中，麦克风膜、电子电路和承载件基板之间的连接优选地使用键合线进行。为此，麦克风膜和电子电路首先使用例如粘合剂机械连接到承载件基板，然后通过键合线电连接。具有引线键合组件设计的MEMS麦克风有利地具有大的后部体积。MEMS麦克风的声学分离或区域分离是通过分配前部体积和后部体积来实现的。前部体积优选地包括从声音入口开口到麦克风膜的体积，并且后部体积包括麦克风膜后面的体积。
在MEMS麦克风的顶部端口版本中，阻尼膜优选地在声音入口开口的前方或上方是平面的。例如，阻尼膜可以由壳体本身或附加的麦克风盖提供(参见例如图5至图6)。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：该系统包括内插器并且阻尼膜并入内插器中。在底部端口版本的MEMS麦克风中，特别优选的是安装内插器。
例如，可以通过将腔插入内插器中来将阻尼膜设置在内插器中。腔具有将腔与内插器的周围环境分开的边界层。该边界层用作阻尼膜，其优选地位于声音入口开口的前方(也参见图1)。如上所述，以底部端口版本的MEMS麦克风还可以将壳体设置在电路承载件的腔中，其中具有插入腔的内插器位于声音入口开口的前方(参见图2中的B)。
内插器中阻尼膜的存在已被证明是特别有利的。特别地，可以通过使用内插器同时提供阻尼膜、电接触和声学密封。这实现了可以以特别高效的生产方式—即通过附接内插器—提供的协同效应。内插器还被证明对于测量本发明上下文中的像这样的声音事件是有用的，因为它已经可以缩短传导路径，特别是关于电接触，从而实现优化的信号传递并同时实现单位面积的节能。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：MEMS麦克风与电路承载件(优选地印刷电路板)接触，其中，电路承载件(优选地印刷电路板)具有用于接纳MEMS麦克风的腔。优选地，内插器在MEMS麦克风和电路承载件(优选地印刷电路板)之间形成电接触。MEMS麦克风优选地放置在电路承载件上(参见图4中的B)。有利地，腔为MEMS麦克风提供最佳保护，因为MEMS麦克风完美地装配到腔中，并且MEMS麦克风所在的腔上方的阻尼元件防止不期望的物质进入。腔可以位于电路承载件中并且特别容易装配。电路承载件内的腔还有利于缩短传导路径并特别好且高效地传输电信号。MEMS麦克风还特别稳定、稳健并且固定在腔内，使得当根据本发明的系统受到例如由于发生位移和/或移动而导致的应力时，MEMS麦克风不会以任何方式发生位移。这有利地提高了根据本发明的系统的整体部件质量和服务寿命。因此，腔可以有利地被视为MEMS麦克风的保护空间，由此可以特别容易且有效地从MEMS麦克风所在的腔传输电信号和/或将电信号传输到MEMS麦克风所在的腔中。
腔是指具有体积的中空空间。MEMS麦克风可以位于该体积内。腔具有与MEMS麦克风基本上相同的尺寸，但可以根据需要具有更大或更小的尺寸。
有利地，内插器提供了为阻尼膜提供同时电接触的可能性。特别地，除了阻尼功能之外，内插器还允许提供中间电路、通孔和/或重新布线。此外，内插器还提供声学密封。
在现有技术中，内插器优选地是指介导两个或更多个端子之间的电连接的中间层或部件。内插器的用途通常是在更广泛的连接网格上分布连接或将连接重定向到另一个连接。内插器的一个示例涉及提供所谓的球栅阵列，其是集成电路的壳体形式，其中用于SMD组装的连接紧凑地位于部件的下侧。连接是小焊球，它们以由列和行组成的网格形式彼此相邻而布置。这些球在焊炉中的回流过程中熔化并连接到PCB上的接触焊盘。因此，作为内插器的球栅阵列提供了具有集成电路的管芯的端子(位于内插器的顶侧)和印刷电路板的端子或接触焊盘(位于内插器的底侧)之间的连接。
在本发明的上下文中，内插器优选地是提供MEMS麦克风的第一端子与电路承载件(优选地印刷电路板)的第二端子之间的连接的部件。该部件优选地是平坦的并且因此可以被描述为层。对于上述球栅阵列的示例，内插器是提供一侧(顶侧)与相反侧(底侧)上的连接之间的连接的中间层。
根据本发明，可以优选的是，内插器还提供了在用于MEMS麦克风与电路承载件(优选地印刷电路板)从内插器的一侧到另一侧的的连接之间连接。然而，特别优选地，内插器提供了在用于MEMS麦克风(特别是以底部端口设计)和电路承载件(优选地印刷电路板)在内插器同一侧上的的连接之间的连接(尤其参见，图1至图3)。
因此，在本发明的上下文中，内插器也可以优选地被称为覆盖物或盖层。特别优选地，内插器作为覆盖物或盖层从一侧(其上存在声音入口开口)封闭MEMS麦克风，并且优选地在接触MEMS麦克风的一侧上提供到印刷电路板的端子的连接。
内插器可以优选地包括柔性材料和刚性材料。刚性内插器是特别优选的，因为它们可以与MEMS麦克风建立特别牢固且稳健的连接并且以覆盖物或麦克风盖的方式保护MEMS麦克风(参见例如图6至图7)。
由于加工选项和低生产成本，硅、玻璃和/或聚酰亚胺是用于内插器的特别适合的材料。可以使用现有技术中已知的粘合剂、焊接和/或接合方法将内插器附接到MEMS麦克风。
阻尼膜优选地集成在内插器中，使得内插器同时用于建立MEMS麦克风和电路承载件之间的接触并且还提供有利的弹性阻尼。
在优选实施方式中，阻尼膜通过在内插器中引入腔而形成，内插器可以优选地用作MEMS麦克风上的盖层或覆盖物。例如，内插器可以以基本上由弹性材料组成的平面覆盖物或层的形式存在，其中，以使得期望厚度的阻尼膜保留在内插器中的方式引入腔。对于内插器的弹性材料(以及因此阻尼膜的弹性材料)，与上述解释类似，特别地，优选地，材料选自以下各者：单晶硅、多晶硅、二氧化硅、硅氮化物、硅碳化物、硅锗、硅氮化物、氮化物、锗、碳、砷化镓、氮化镓、磷化铟、玻璃和/或金属。
优选地，内插器中的腔的位置和侧向延伸可以被选择成使得内插器的阻尼膜在连接状态下位于MEMS麦克风的声音入口开口的前方或上方。
在优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：阻尼膜通过在内插器中引入腔而形成，其中，优选地，腔的深度被选择成使得形成在内插器中的阻尼膜具有50nm至500μm、优选地100nm至200μm、特别优选地1μm至50μm的厚度，以及/或者形成在内插器中的阻尼膜具有100μm至2000μm、优选地200μm至1000μm的侧向延伸。
所提到的关于由于内插器中形成腔而产生的阻尼膜的厚度和侧向延伸的值——特别是与所提到的材料相结合——已被证明是非常有利的，因为它们可以转移部分声压级而没有失真，使得麦克风膜可以测量特别高的声压级值。
通过选择弹性材料和厚度，可以有利地转移大约10dB、大约20dB、大约30dB、大约40dB、大约50dB或更多的值而不失真。
腔可以使用蚀刻工艺来实现，该蚀刻工艺在现有技术中已被证明是高效、快速、可靠和成本有效的。
术语“蚀刻方法”和“蚀刻工艺”可以同义使用。蚀刻方法优选地是指从表面去除材料。该去除可以采取留下腔的凹陷的形式，其中，到腔的边界层留下阻尼元件或阻尼膜。
用于形成具有期望厚度的阻尼膜的合适蚀刻方法例如是湿式化学蚀刻工艺和/或干式蚀刻工艺，优选地物理和/或化学干式蚀刻工艺，特别优选地通过反应离子蚀刻和/或反应离子深蚀刻(博世工艺)，或上述蚀刻工艺的组合。
在半导体技术和微系统技术中，干式蚀刻是指一组不基于湿式化学反应(诸如湿式化学蚀刻、化学机械抛光)的烧蚀微结构工艺。该材料可以通过加速粒子或在等离子体激活气体的帮助下去除。
干式蚀刻工艺可以分为三组：物理干式蚀刻工艺，其基于通过用粒子轰击去除材料；化学干式蚀刻工艺，其基于主要等离子体激活气体的化学反应而进行；以及物理化学干式蚀刻工艺，其使用两种作用机制。
在湿式化学蚀刻中，通过化学去除工艺将抗蚀刻掩模转移到晶片上。
等离子体蚀刻是一种材料去除、等离子体辅助干式蚀刻工艺。在等离子蚀刻中，由于化学反应导致的蚀刻去除与由于离子轰击导致的表面的物理去除之间存在区别。
在化学等离子体蚀刻中，通过化学反应去除材料。因此，它通常是各向同性的，并且由于其化学性质，它对材料的选择性也很强。物理等离子体蚀刻(也称为等离子体辅助离子蚀刻)是一种物理工艺。该工艺可以导致蚀刻攻击的某个优选方向，这就是该工艺可以在材料去除中表现出各向异性的原因。
特别地，这里应当提及的是反应离子蚀刻(RIE)，一种离子辅助反应工艺，具有非常好的蚀刻行为可控性，以及深度反应离子蚀刻(DRIE)，RIE的进一步发展。
所提到的蚀刻工艺对于本领域普通技术人员来说是已知的。根据所需的阻尼膜的厚度和/或内插器的材料，可以选择有利的工艺以确保有效实施。
在优选实施方式中，内插器具有至多1000μm、优选地至多700μm、特别优选地在400μm与700μm之间的厚度。
这样的层厚度确保内插器特别稳定和稳健，并且可以有效且安全地引入优选的厚度为50nm至500μm、优选地100nm至200μm、特别优选地1μm至50μm的阻尼膜。
电路承载件优选地是包括电绝缘材料的部件，该电绝缘材料上存在导电连接(导体轨道)和/或电子部件或组件，优选地来自半导体技术和微系统技术。
特别地，电路承载件具有金属导体轨道，使得可以进行电连接。它们优选地用于电流或电压供应、信号传输和/或温度耗散。
在优选实施方式中，电路承载件是印刷电路板，其中，可以使用常规(刚性)印刷电路板和柔性印刷电路。
印刷电路板包括电绝缘材料，其上附着有导电连接件、导体轨道。绝缘材料通常是纤维增强塑料，或者，对于更便宜的设备，绝缘材料是层压纸。导体轨道通常由铜薄层蚀刻而成。部件被焊接到焊接表面(焊盘)上或地带中。通过这种方式，它们以机械稳定且同时电连接的方式保持。较大的部件也可以使用电缆扎带、粘合剂或螺钉连接件附接到印刷电路板上。
提供具有集成的阻尼膜并且与电路承载件(优选地印刷电路板)的接触的内插器能够实现极其紧凑和稳健的系统设计。电路承载件还可以用于实现附加的电气和机械功能，并且可以设计成任何形状。
一个优点是通过内插器与印刷电路板接触时易于操作和自动化。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：在MEMS麦克风和内插器之间围绕声音入口开口形成封闭的电连接，该电连接优选地为焊环的形式，该电连接提供了MEMS麦克风和内插器之间的电接触以及声学密封。电接触优选地由焊环围绕底部端口版本的MEMS麦克风中的声音入口开口形成。
有利地，在MEMS麦克风和内插器之间形成特别稳定且鲁棒的电气和机械连接。特别地，该连接还充当MEMS麦克风的声学密封。
焊环优选地是指基本上环形的、即特别是封闭的、构造在内插器上的材料(优选地焊接材料)，并且用于优选地通过焊接工艺将MEMS麦克风附接至内插器。也可以使用其他工艺，诸如粘合和/或胶合。
声学密封优选地指与由声波生成的电信号相关的终端电阻器。终端电阻器是导体端部处的电阻器，其与导体或电气连接的阻抗相对应，并以正确的阻抗端接它。由于阻抗校正密封，在传输介质上传输的波可以无限远传播并且不能被反射(甚至不能被部分反射)。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：MEMS麦克风、内插器和/或电路承载件(优选地印刷电路板)之间的空间填充有填充材料。
有利地，用填充材料填充该空间导致特别高水平的稳定性和后部密封。特别地，就稳定性而言，填充材料很大程度上防止了耦合到阻尼膜的内插器和/或电路承载件的谐振。特别地，为了转移到可测量水平的目的，优选地仅使阻尼膜振动，即特别地使声音入口开口上方的区域振动，而不使内插器和/或中间电路的侧向区域振动。有利地，仅阻尼膜而不是整个内插器和/或电路承载件受到机械应力。这会产生特别准确的测量结果。特别地，声压级的高值不失真地转移到麦克风膜可以测量的范围。
这里的空间优选地是指MEMS麦克风、内插器和/或电路承载件之间的一个或更多个间隙。如果没有填充物，空间将仅包含空气或真空。当彼此接触的一个或更多个部件具有与矩形轮廓不同的形状时，就会出现空间。该空间可以是彼此不可移动地安装或彼此固定的部件的计划的预定断裂点或分离点。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：填充材料包含一种或更多种聚合物，优选地一种或更多种环状、直链、支链和/或交联的聚硅氧烷。
在这方面，所提到的材料作为填充材料是非常有利的，因为它们表现出良好的电阻行为。填充材料在宽的温度范围内(例如，从大约-40℃到大约+150℃)保持稳定，一方面在其机械性能方面，而且在其外观方面也保持稳定，即与其他塑料相比，随着时间的推移不会发生黄变。另一优点是上述材料具有一定的弹性。例如，当发生高机械应力时，例如由于如在气动声学中很常见的非常高的压力的影响，这可能是相关的。结果，尽管例如有很大的力的影响，根据本发明的系统的功能保持完整。由于上述材料的分子间键相对较弱，因此它们还具有低的粘度，这在生产和加工期间是有利的。相对较低的粘度还与生产相关的优势有关联。这些工艺更容易处理，可以实现短的周期时间，并且可以按照非常严格的公差进行生产。此外，由于材料的流动行为，可以成型非常复杂的几何形状。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：阻尼膜集成在麦克风盖中或由麦克风盖形成，其中，麦克风盖可选地包括开口，所述开口用于压力均衡。优选地，在顶部端口版本的MEMS麦克风的情况下，麦克风盖可以用作阻尼膜(参见例如图5至图6)。特别地，阻尼膜可以由壳体或附加附接的盖来提供。麦克风盖可以例如包括由金属、玻璃和/或一种或更多种聚合物形成的一个或更多个箔或膜。麦克风盖也可以是覆盖物的形式。还可能优选的是，麦克风盖附接到底部端口版本的MEMS麦克风(参见图7)。在底部端口版本中，麦克风盖优选地以这样的方式附接：其沿着声音入口开口侧向延伸并且位于承载件基板上。
有利地，将阻尼膜附接至麦克风盖特别容易，尤其是使用蚀刻工艺来形成阻尼膜。同时，麦克风膜为MEMS麦克风提供了极好的保护。麦克风盖可以位于声音入口开口的区域上方、另一区域上方或沿着声音入口开口上方的整个表面。此外，有利的是，特别容易在麦克风膜中形成开口，该开口优选地用于实现根据本发明的系统的周围环境与根据本发明的系统本身之间的压力均衡。特别地，麦克风盖可以包括可振动材料，例如可振动聚合物，使得在麦克风膜处测量的大声音变量诸如高声压级不失真地转移至可测量范围，例如至少约10dB、约20dB、约30dB或更多。特别地，测量信号的带宽没有损失，并且信噪比保持不变。
压力均衡优选地被定义为这样的过程，其中在优选地填充有相同的介质的根据本发明的系统和其周围环境之间建立基本上相同的压力。该介质可以是气体或液体，此外特别是空气。优选地，通过在周围环境和根据本发明的系统之间输送介质来实现压力均衡。有利地，压力均衡使得阻尼膜和麦克风膜能够实现基本上相同的振动行为。如果没有压力均衡，可能会对灵敏度和整体功能操作产生不利影响。因此，优选的是通过麦克风盖中的开口来实现压力均衡。
麦克风盖优选地是指根据本发明的系统的呈现出相对于其厚度而言大的平面延伸的部件。特别地，麦克风膜是具有分离和/或振动能力的双轴拉伸表面。例如，麦克风盖可以包括由金属、玻璃和/或一种或更多种聚合物形成的箔或膜。麦克风盖还可以以覆盖物、壳体或壳体的一部分的形式附接。
在另一优选实施方式中，根据本发明的系统的特征在于：该系统包括形成晶片叠置件的至少两个晶片，其中，MEMS麦克风存在于第一晶片中并且阻尼膜存在于第二晶片中。优选地，阻尼膜可以呈现为通过晶片内的腔。优选地，晶片以阻尼膜位于声音入口开口前方的方式接合在一起(参见图8中的A至B)。
多层基板(优选地晶片叠置件)的形成由至少两个晶片形成，但也可以包括3、4、5、6、7、10、15、20或更多个晶片。晶片可以在两个或更多个层中水平地和竖直地连结在一起以形成三维配置。不同晶片之间的竖直电连接可以通过通孔实现。诸如一个或更多个氧化物层之类的其他层也可以位于晶片叠置件的晶片之间。
有利的是，这导致更小的占地面积。更多的功能部件装配在部件承载件的较小区域上，例如电路板上。这使得MEMS麦克风更小，但同时更强大。该设计还有利地与较低的生产成本相关联。还有的优点是，与在单个基板上一起生产各个部件的情况相比，可以将各个部件的生产优化到高得多的程度。特别地，这意味着来自不同且不兼容的制造技术的部件可以组合在一个晶片叠置件中。这也导致更短的信号路径和更低的功耗。附加尺寸的使用可以实现部件连接的更高层次，从而为结构和设计带来新的可能性。
术语“晶片”和“基板”可以同义使用。晶片可以包括选自下述的材料：单晶硅、多晶硅、二氧化硅、硅碳化物、硅锗、硅氮化物、氮化物、锗、碳、砷化镓、氮化镓、磷化铟、和/或玻璃。
这些材料在半导体和/或微系统技术中加工起来特别容易且便宜，并且也非常适合于大规模产生。这些材料还特别适合于掺杂和/或涂覆，以便在某些区域实现所需的电、热和/或光学属性。由于标准化生产技术的可用性，上面提及的材料提供了多种优点，这些优点也特别适合于附加的部件的集成。
用于生产根据本发明的系统的加工特别简单。具体地，可以使用现有技术中建立的键合工艺来将晶片连结在一起。
例如，还可以优选使用来自微系统技术的已知抛光工艺来减薄各个晶片。晶片可以在键合之前或之后减薄。竖直电连接(通孔)也可以在键合之前或生产叠置件之后进行。
晶片的键合优选地描述了半导体和微系统技术中的工艺步骤，其中将例如由硅、石英、玻璃和/或上面提及的优选的材料制成的两个晶片或切片键合在一起。
可以优选地使用各种工艺来进行键合。这些也称为键合工艺或键合方法。优选的键合工艺包括直接键合、阳极键合、层间键合、玻璃料键合、粘合剂键合和/或选择性键合。
特别地硅晶片的直接键合中，优选地使晶片的亲水性表面和疏水性表面在高温下接触。优选地，一个晶片被中心地压靠在另一个晶片上，有利地产生了第一接触点。在接触区域中的这种机械连接优选地是基于氢气键和/或范德华相互作用的。通过连续地去除最初存在于这些表面之间的间隔区，将由此连接的接触区域优选地延伸至剩余的晶片表面。工艺温度优选地在1000℃与1200℃之间，并且在晶片上施加10兆帕(MPa)与25MPa之间的压力。直接键合可以优选地用于键合两个硅晶片和/或二氧化硅晶片。
在阳极键合中，特别使用具有增加的Na+离子浓度(优选地带正电的钠离子)的玻璃，优选地使其与硅晶片接触。施加特别地被配置成在玻璃上产生负极性的电压。因此，优选地并且特别地在增加的工艺温度的帮助下，钠离子(Na+)扩散至电极，优选地在界面处形成空间电荷区，这引起电场的增加并且产生Si-O-Si键。这些键合优选地在玻璃和硅之间的整个结合表面上连续扩展。以该方式，特别地可以将玻璃和硅晶片键合在一起。如果相应地调整工艺，也可以将两个硅层和/或硅金属层结合到玻璃上。阳极键合可以优选地发生在约400℃的温度下，其同样可以优选地发生在约180℃的“低温”下，由此优选地保存待被键合的材料。优选地，还可以键合各种前面提及的材料。
优选地，还可以使用在待被键合的晶片之间具有所谓的中间层的键合工艺(诸如共晶键合)，其优选地是基于使用共晶合金作为中间层来键合的，例如Si-Au(硅金)或Ge-Al(锗铝)。共晶合金优选地是其成分以使得整个合金在特定温度下变成液体或固体的比例混合的合金。例如，可以使用共晶键合来连结两个硅晶片。然而，优选地，也可以键合其他前面所提及的材料。
玻璃料键合优选地还是基于在待被键合的晶片之间使用中间层，由此键合特别地通过熔化玻璃焊料/玻璃料形成。玻璃焊料优选地包括具有低软化温度(例如约400℃)的玻璃。玻璃料优选地包括表面上熔融的玻璃粉末，该熔融的玻璃粉末中的玻璃粒子至少部分地烘烤或烧结在一起。这种类型的键合可以优选地将硅和/或二氧化硅晶片组合，但优选地也可以将其他前面所提及的材料键合在一起。
粘合剂键合优选地描述了通过包括粘合剂的中间层形成键合。优选地可以使用粘合剂结合来将各种前述材料结合在一起。
优选地可以通过光刻、蚀刻和/或剥离工艺来执行选择性键合。
对来自预处理晶片的结构进行键合允许复杂结构的简单产生，而这些复杂结构只能以很大的代价从单个晶片来产生。这意味着可以在无需费力地从内部机加工原材料以在晶片上提供阻尼膜的情况下生产半导体部件。
在另一方面，本发明涉及根据本发明的系统用于气动声学测量的用途，优选地用于测量车辆部件的表面上的声压波的用途。
特别是在对飞行器、飞行器部件、车辆诸如汽车系统和/或汽车部件进行测量或在其中进行测量的情况下，声音变量可以呈现非常高的值，特别是关于声压级。有利地，根据本发明的系统能够测量如此高的值，特别是对于与高声压级相关的测量。
特别地，声压级通过阻尼元件或阻尼膜转移到可测量的范围。这是通过使阻尼膜以与麦克风膜相同的方式振动来实现的。特别地，到可测量范围的转移基本上不失真并且没有信噪比损失。阻尼膜和麦克风膜表现出基本上相同的振动行为，尽管它们优选地在幅度和相位上不同。发生相移的原因是阻尼膜先于麦克风膜振动。例如，阻尼膜可以通过振动将声压级转移至少大约10dB、大约20dB、大约30dB或更多，使得根据本发明的系统可以在非常高的声压级下使用，例如在大约180dB下使用。特别是当相对于流动流体存在高相对速度(例如高流速和/或风速)时，实现这样的高声压级。
由于根据本发明的系统的小尺寸，流体的流动有利地不受影响并且仅受到非常轻微的影响，使得有利地使得诸如声压级之类的大声音变量的小侧向分辨率成为可能。
另外，根据本发明的系统具有基本上平面的设计，使得其可以非常容易且有效地集成在表面上。例如，可想象的是，根据本发明的系统可以安装在诸如升降舵、副翼等的飞行器部件上。
根据本发明的系统非常简单、高效并且已被证明在处理、生产精加工和进一步加工方面非常有利。
下面将使用示例更详细地解释根据本发明的系统，但不限于这些示例。
附图
附图说明
图1是其中将阻尼膜安装在内插器中的根据本发明的系统的优选实施方式的图示。
图2是其中安装在电路承载件上的根据本发明的系统的优选实施方式的图示。
图3是其中安装在电路承载件上并用填充材料填充中间空间的根据本发明的系统的优选实施方式的图示。
图4是其中将阻尼膜附接到电路承载件的腔的根据本发明的系统的优选实施方式的图示。
图5是其中将阻尼膜安装在麦克风盖中的根据本发明的系统的优选实施方式的图示。
图6是其中将阻尼膜安装在以顶部端口配置的麦克风盖中的根据本发明的系统的另一优选实施方式的图示。
图7是其中将阻尼膜安装在以底部端口配置的麦克风盖中的根据本发明的系统的另一优选实施方式的图示。
图8是晶片叠置件中的根据本发明的系统的另一优选实施方式的图示
图9是根据本发明的系统的对阻尼进行建模的图示。
具体实施方式
图1是优选系统1的图示，其中阻尼膜11插入到内插器15中。通过在内插器15中形成腔17来附接阻尼膜11。腔17可以使用现有技术中建立且已知的蚀刻工艺来形成，这些蚀刻工艺已在上面列出并且进行了描述。内插器15上的阻尼膜11放置在MEMS麦克风3的声音入口开口5的前方。对于气动声学应用或测量，声音入口开口5位于气流方向上。为了机械和/或电气接触，焊环19和金属焊盘31位于内插器15上和/或MEMS麦克风3上。MEMS麦克风3具有电子电路9、壳体13和可振动麦克风膜7，电子电路9可以是例如ASIC(由术语ASIC标识)的形式。声音可以通过声音入口开口5并到达麦克风膜7。当声波入射时，麦克风膜7被激励并发生振动。
由电子电路5生成依赖于声波的电信号，其中，可以测量和/或确定声波的声音变量。利用现有技术中已知的MEMS麦克风，不可能测量高声压级，例如175dB左右的声压级。已知的MEMS麦克风的麦克风膜没有被设计用于如此高的声压级。为了能够测量如此高的声压级，附接有阻尼膜11，当声波入射到其上时，阻尼膜11也发生振动。
阻尼膜11或内插器15包括可弹性变形但不可塑性变形的材料，例如，硅、硅氧化物、硅氮化物、玻璃、陶瓷或其他有机材料，其中图1中的蓝色旨在代表硅。这允许阻尼膜11和麦克风膜7具有基本上相同的振动行为。这是非常有利的，因为由于阻尼膜11的振动，声压级不失真地转移到麦克风膜7可以测量的范围。
特别地，测量信号的信噪比得以维持。声压级可以降低至少10dB、至少20dB或至少30dB。这是通过在阻尼膜11和麦克风膜7的振动之间分配声波的声能来实现的。根据本发明的系统1的另一主要优点是其具有小的尺寸。因此，流过其周围的空气的流动行为基本上不受影响或仅受到轻微影响，从而可以获得准确且真实的测量结果。此外，根据本发明的系统1具有平面设计，使得其可以特别容易且有效地集成在表面上。另外，根据本发明的系统1形成封闭系统，使得能够特别容易地去除污物粒子并且特别地污物粒子不能进入。这有利地提高了整体部件质量。
图2中的A至B示出了根据本发明的系统1的另一优选实施方式的图示。这里，根据本发明的系统1安装在电路承载件25上。图2中的A示出了在附接至电路承载件25之前的根据本发明的系统1。图2中的B示出了现在安装在电路承载件25上的根据本发明的系统1。例如，电路承载件可以是印刷电路板。
根据本发明的系统1以MEMS麦克风3位于电路承载件25的腔27内的方式放置在电路承载件上，由此可以在MEMS麦克风3、内插器15和/或电路承载件25之间形成空间29。腔27为MEMS麦克风提供最佳保护。在腔内，MEMS麦克风3特别稳定、稳健且固定，使得在应力的情况下，例如由于高气流速度引起的位移的情况下，不会发生对MEMS麦克风3的内部部件损坏。此外，通过这种方式可以实现非常紧凑的设计，这使得更容易将MEMS麦克风集成到表面中。此外，还缩短了导体路径并确保了电信号的有效传输。
图3示出了用填充材料填充中间空间29的优选实施方式的表示。填充材料可以包含一种或更多种聚合物，优选地，填充材料可以包含一种或更多种环状、直链、支链和/或交联的聚硅氧烷。通过用填充材料填充中间空间，实现了根据本发明的系统1的特别高程度的稳定性和后部封闭。另外，填充材料优选地尽可能地防止内插器和/或电路承载件发生谐振。为了将声压级转移到可测量的范围，优选地仅使阻尼膜发生振动，即特别是声音入口开口上方的区域发生振动。
图4中的A至B示出了其中将阻尼膜11附接到电路承载件25的腔27的根据本发明的系统的优选实施方式的图示。在图4中的A中，阻尼膜11首先附着在MEMS麦克风3的声音入口开口5上。它可以使用粘结、粘合剂和/或焊接工艺进行附接。在图4中的B中，这被放置在电路承载件25中，使得阻尼膜位于腔27内部。该实施方式与SMD(表面安装器件)技术特别相关。虽然常规部件的连接线通过安装孔馈入，并且必须焊接在PCB的背面(或通过内层)，但这在SMD技术或SMD部件中是不必要的。这使得非常密集的组装，最重要的是，在PCB的两侧进行组装。电路的电气特性受到积极影响，特别是在较高频率下。此外，减少了部件的空间需求。
图5示出了其中将阻尼膜11附接至麦克风盖21的根据本发明的系统1的优选实施方式的图示。在这种情况下，麦克风盖21本身可以充当阻尼膜。这意味着当声波出现时，麦克风盖21本身发生振动，并且声压级因此可以被转移，例如大约20dB。也可以仅声音入口开口5上方的区域—阻尼膜11—发生振动，使得声压级不失真地转移到可以由麦克风膜7测量的范围。开口23可以存在于麦克风盖21上，其使根据本发明的系统1与其周围环境之间的压力进行平衡。具体地，两个根据本发明的系统1位于一个电路承载件25上。因此，根据本发明的系统1还可以被设计为阵列，以实现例如气动声学中的高分辨率声音测量。
图6示出了其中将麦克风盖21附接在顶部端口版本的MEMS麦克风上的根据本发明的系统的另一优选实施方式的图示。在这种情况下，声音通过壳体的顶部入射到麦克风膜7上。具体地，MEMS麦克风3的顶部端口版本的后部体积具有比前部体积更小的空气体积。麦克风盖21可以是由弹性材料形成的盖和/或膜的形式。优选地，麦克风盖21的仅一个区域可以在声音入口开口5上方振动，或者其他侧向区域或整个表面可以振动，以便衰减来自麦克风膜7的可测量区域的声压级。
图7示出了与图6类似的图示，但图7示出了MEMS麦克风3的底部端口版本。在底部端口麦克风中，麦克风膜通常直接定位在声音入口开口5上方，这提供了许多优点。具体地，MEMS麦克风3的底部端口版本的后部体积具有比前部体积更大的后部体积。后部体积中的大量空气使得麦克风膜7更容易在声波的影响下移动。这又提高了MEMS麦克风3的灵敏度和信噪比。MEMS麦克风3对低频的响应也受益于后部体积。
图8示出了晶片叠置件内的根据本发明的系统的另一优选实施方式的表示。MEMS麦克风3包括第一晶片33中的麦克风膜7和第二晶片35中的阻尼膜11。这里，通过在第二晶片35中形成腔来提供阻尼膜11。图8中的A示出了接合之前的两个晶片33和35，图8中的B示出了在将两个晶片33和35接合在一起以形成晶片叠置件之后的两个晶片33和35。具体地，该图示示出了可以沿着第一晶片33形成MEMS麦克风3的阵列，以及可以沿着第二晶片35形成阻尼膜11的阵列。这里，用于生产晶片叠置件的处理特别简单。具体地，已建立的现有技术接合工艺可以用于将晶片33和35接合在一起。
图9中的A至D示出了根据本发明的系统1的优选实施方式，其中在等效电路图的背景下进行建模以及关于阻尼膜11的一些参数的模拟结果。
图9中的A示出了根据本发明的系统1的优选实施方式。腔17附接至内插器15，使得阻尼膜11形成在内插器15上。阻尼膜可以将高声压级转移到麦克风膜7可测量的范围，同时保持带宽，例如转移至少大约10dB、至少大约20dB或至少大约30dB或更多。这是通过在麦克风膜7和阻尼膜11的振动之间分配声能来实现的。高度h表示阻尼膜11的高度或厚度，以及参数R表示其半径。
图9中的B示出了与图9中的A中相同的实施方式，但是具有附加的等效电路图，其用于对根据本发明的系统1进行建模。用于供应电能的电压源示出在电路图的顶部，其在本发明的上下文中对应于用于供应声能的声波。电压源供应电流，该电流被馈送到电容器37，例如平板电容器。电容器37对应于根据本发明的系统的阻尼膜11。当声波入射到阻尼膜11上时，它被偏转并发生振动，其中，阻尼膜吸收声能，类似于平板电容器37中的电能存储。腔17和前部体积可以通过一个或更多个串联连接的线圈来调节。后部体积中的空气体积也是要考虑的因素，其也可以通过线圈39来建模，由此麦克风膜7和后壁也可以通过电路图中的电容器37来调制。
正如使用电子电路图对声学系统进行建模所示，振动行为以及降低声压级的能力取决于许多参数。这在图9中的C和图9中的D中变得很清楚。
对于图9中的C，在模拟中，阻尼膜的厚度或面板厚度h发生变化，但半径R保持恒定。y轴以负dB示出了声压级，x轴以对数表示形式示出频率。模拟结果表明，在很宽的频率范围内可以均匀、无失真地降低声压级。
此外，结果表明，可以通过选择面板厚度来具体设置所需的声压级降低。特别是，面板厚度h(阻尼膜的厚度)越大，声压级的降低就越大。与没有阻尼膜的情况相比，具有例如大约6.25μm的板厚度h的阻尼膜可以将声压级从大约-40dB(无板)降低至大约-60dB。大约200μm的面板厚度在很宽的频率范围内实现了到大约-150dB的声压级的降低。
在图9中的d中，进行相同的模拟，但是现在板厚度h保持恒定在400μm，同时板或阻尼膜11的半径R变化，其对应于阻尼膜11的侧向延伸。还可以通过选择阻尼膜的半径来设置所需的声压级降低。特别是，阻尼膜的半径越小，声压级的降低越高。
大约500μm的半径—几乎对应于声音入口开口—信号在100Hz至10kHz的宽频率范围内为大约-165dB，而大约300μm的半径将其降低至大约-200dB。
参考符号列表
1系统
3MEMS麦克风
5 声音入口开口
7 麦克风膜
9电子电路(例如ASIC)
11 阻尼膜
13 壳体
15 内插器
17 内插器中的腔
19 焊环
21 麦克风盖
23 麦克风盖中的开口
25 电路承载件
27 电路承载件中的腔
29 空间
31 金属焊盘
33 第一晶片
35 第二晶片
37 电容器
39 线圈
H 阻尼膜的高度或板厚度
R 阻尼膜的半径。
参考书目
Martin,David T.,et al."A micromachined dual-backplate capacitivemicrophone for aeroacoustic measurements."Journal of MicroelectromechanicalSystems 16.6(2007):1289-1302.
Sheplak,Mark,et al."A MEMS microphone for aeroacousticsmeasurements."37th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit.1999.
Horowitz,Stephen,et al."Development of a micromachined piezoelectricmicrophone for aeroacoustics applications."The Journal of the AcousticalSociety of America 122.6(2007):3428-3436。

Claims (15)

1.一种系统(1)，所述系统(1)包括：
a)MEMS麦克风(3)，所述MEMS麦克风(3)包括声音入口开口(5)、可振动麦克风膜(7)和电子电路(9)，其中，当通过所述声音入口开口(5)进入的声波引起所述麦克风膜(7)的振动时，生成依赖于所述声波的电信号，以及
b)阻尼元件，所述阻尼元件用于降低作用在所述麦克风膜(7)上的所述声波的声压级，
其特征在于，
所述阻尼元件包括弹性且可振动的阻尼膜(11)，所述阻尼膜(11)安装在所述声音入口开口(5)的前方，并且所述声波除了引起所述麦克风膜(7)的振动之外还引起所述阻尼膜(11)的振动，使得所述声波的声能在所述阻尼膜(11)和所述麦克风膜(7)之间进行分配。
2.根据前一权利要求所述的系统(1)，
其特征在于，
在所述阻尼膜(11)和所述麦克风膜(7)之间分配入射声波的声能导致作用在所述麦克风膜(7)上的声压级降低至少10dB，优选地，在所述阻尼膜(11)和所述麦克风膜(7)之间分配入射声波的声能导致作用在所述麦克风膜(7)上的声压级降低至少20dB，特别优选地，在所述阻尼膜(11)和所述麦克风膜(7)之间分配入射声波的声能导致作用在所述麦克风膜(7)上的声压级降低至少30dB。
3.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述阻尼膜(11)由弹性材料形成，优选地，所述弹性材料选自以下各者：单晶硅、多晶硅、二氧化硅、硅氮化物、硅碳化物、硅锗、硅氮化物、氮化物、锗、碳、砷化镓、氮化镓、磷化铟、玻璃和/或金属。
4.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述阻尼膜(11)具有50nm至500μm的厚度，优选地，所述阻尼膜(11)具有100nm至200μm的厚度，特别优选地，所述阻尼膜(11)具有1μm至50μm的厚度；以及/或者
所述阻尼膜(11)至少在所述声音入口开口(5)上延伸，以及/或者所述阻尼膜(11)具有100μm至2000μm的侧向延伸，优选地，所述阻尼膜(11)具有200μm至1000μm的侧向延伸。
5.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述MEMS麦克风(3)呈现为顶部端口设计或底部端口设计，以及/或者所述MEMS麦克风(3)集成在多层基板内，优选地，所述MEMS麦克风(3)集成在晶片叠置件内，以及/或者
所述MEMS麦克风(3)为电容式MEMS麦克风(3)、压电式MEMS麦克风(3)和/或压阻式MEMS麦克风(3)，以及/或者所述MEMS麦克风(3)为驻极体麦克风。
6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述系统(1)包括内插器(15)，并且所述阻尼膜(11)位于所述内插器(15)中。
7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述阻尼膜(11)通过在所述内插器(15)中引入腔(17)而形成，其中，优选地，所述腔(17)的深度被选择成使得形成在所述内插器(15)中的所述阻尼膜(11)具有50nm至500μm的厚度，优选地，形成在所述内插器(15)中的所述阻尼膜(11)具有100nm至200μm的厚度，特别优选地，形成在所述内插器(15)中的所述阻尼膜(11)具有1μm至50μm的厚度；以及/或者
形成在所述内插器(15)中的所述阻尼膜(11)具有100μm至2000μm的侧向延伸，优选地，形成在所述内插器(15)中的所述阻尼膜(11)具有200μm至1000μm的侧向延伸。
8.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述内插器(15)具有至多1000μm的厚度，优选地，所述内插器(15)具有至多700μm的厚度，特别优选地，所述内插器(15)具有在400μm至700μm之间的厚度，以及/或者
所述内插器(15)提供所述MEMS麦克风(3)与电路承载件(25)之间的电接触，优选地，所述内插器(15)提供所述MEMS麦克风(3)与印刷电路板之间的电接触。
9.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
在所述MEMS麦克风(3)与所述内插器(15)之间围绕所述声音入口开口(5)形成封闭的电连接，所述电连接优选地为焊环(19)的形式，所述电连接提供了所述MEMS麦克风(3)与所述内插器(15)之间的电接触以及声学密封。
10.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述阻尼膜(11)集成在麦克风盖(21)中或由麦克风盖(21)形成，所述麦克风盖(21)可选地包括开口(23)，所述开口(23)用于压力均衡。
11.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述系统包括至少两个晶片(33、35)，所述至少两个晶片(33、35)形成晶片叠置件，
其中，所述MEMS麦克风(3)存在于第一晶片(33)中并且所述阻尼膜(11)形成在第二晶片(35)中。
12.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述MEMS麦克风(3)与电路承载件(25)接触，优选地，所述MEMS麦克风(3)与印刷电路板接触，其中，所述电路承载件(25)具有用于接纳所述MEMS麦克风(3)的腔(27)，优选地，所述印刷电路板具有用于接纳所述MEMS麦克风(3)的腔(27)。
13.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)，
其特征在于，
所述MEMS麦克风(3)、内插器(15)和/或电路承载件(25)之间的空间(29)填充有填充材料，优选地，所述MEMS麦克风(3)、内插器(15)和/或印刷电路板之间的空间(29)填充有填充材料。
14.根据前一权利要求所述的系统(1)，
其特征在于，
所述填充材料包含一种或更多种聚合物，优选地，所述填充材料包含一种或更多种环状、直链、支链和/或交联的聚硅氧烷。
15.一种系统(1)用于气动声学测量的用途，优选地，所述系统(1)用于测量车辆部件的表面上的声压波的用途，所述系统(1)为根据前述权利要求中的一项或更多项所述的系统(1)。
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