CN204046818U - 电容mems麦克风 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种电容MEMS麦克风，包括具有空腔的基底和设置在所述基底上的传声部，所述电容MEMS麦克风还包括置于所述空腔中并与所述基底连接的隔层件，所述隔层件包括隔板和开设在所述隔板上的通气孔，所述隔板将所述空腔分隔成上腔体和下腔体，所述通气孔用于供所述上腔体和下腔体相连通。本实用新型的电容MEMS麦克风，通过基底空腔的谐振，提高了高频时振膜处的声压，从而提高其在高频段时的灵敏度。

Description

电容MEMS麦克风
【技术领域】
本实用新型涉及一种微型麦克风领域，具体指一种应用于电子设备上，在高频段具有更高灵敏度的电容MEMS(micro-electro-mechanical system)麦克风。
【背景技术】
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要，移动电话的麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计好坏直接影响通话质量。
通常MEMS麦克风包括具有空腔的基底、设置在基底上的背板、与背板相对的振膜，背板上设有导声孔，该导声孔可将声音气流传递到振膜上，声压驱动振膜相对背板振动，所述振膜与背板之间形成一个声腔；振膜与背板上分别设有导电层并可加电，但加电的部分相互绝缘，这样振膜与背板之间的声腔就组成具有电容的电容器，电容的值与电容两个板之间的正对面积成正比，与电容两个板之间的距离成反比。然而，对于一般MEMS麦克风产品而言，在超声频段可用于收拾识别等领域，在高频段(30 kHz-60kHz)时，灵敏度较低。这是由于外界的声压到达振膜，在低频时，振膜处的声压可保持不变，但在高频时会明显降低，如60kHz时振膜处的声压比1kHz时振膜处的声压低10dB，因此，MEMS麦克风在高频时灵敏度急剧下降。
因此，有必要提供一种新型的电容MEMS麦克风以解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种在高频段灵敏度较高的电容MEMS麦克风。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种电容MEMS麦克风，包括具有空腔的基底和设置在所述基底上的传声部，所述电容MEMS麦克风还包括置于所述空腔中并与所述基底连接的隔层件，所述隔层件包括隔板和开设在所述隔板上的至少一个通气孔，所述隔板将所述空腔分隔成上腔体和下腔体，所述通气孔用于供所述上腔体和下腔体相连通。
优选地，所述隔板与所述传声部相平行。
优选地，所述隔层件还包括沿所述隔板向远离所述传声部的方向延伸的凸台，至少一个所述通气孔贯穿所述凸台。
优选地，所述凸台沿垂直所述隔板的方向延伸。
优选地，所述传声部包括设置在所述基底上的背板、与背板相对设置的振膜，所述背板中设有与所述空腔相连通的导声孔。
本实用新型的电容MEMS麦克风，通过在基底的空腔里设置隔层件，将空腔分隔成两个子腔体，此时，通过空腔的谐振，提高高频时振膜处的声压，进而提高MEMS麦克风的高频段的灵敏度。
【附图说明】
图1为本实用新型电容MEMS麦克风的立体结构图；
图2为图1所示沿A-A线的剖视图；
图3为本实用新型电容MEMS麦克风的隔层件的第一实施例的立体结构图；
图4为本实用新型电容MEMS麦克风的隔层件的第二实施例的立体结构图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
本实用新型电容MEMS麦克风主要用于手机上，接受声音并将声音转化为电信号，本实用新型是通过在基底的空腔中增加隔层件的方式达到提高电容MEMS麦克风高频段灵敏度的效果。
如图1和图2所示，为本实用新型的较佳实施例，电容MEMS麦克风10包括基底12、设置在基底12上的传声部11和置于空腔120中并与基底12连接的隔层件13。
基底12包括由硅材料制成的侧壁121和由该侧壁121围合成的空腔120。空腔120包括由隔层件13分隔成的、层叠设置的上腔体1201和下腔体1202。
传声部11包括设置在基底12上的背板113、位于背板113上方并与背板113相对设置的振膜112以及用于将振膜112固定在基底12上的固定件111。背板112上开设有多个用于传导声音及平衡声压的导声孔1130，该导声孔1130与空腔120相连通以便声音气流传递到振膜112上。在其他实施例中，振膜112也可以设置在背板113的下方。为了与振膜112形成电容结构，背板113要求具有良好的导电性，用硅腐蚀工艺形成；振膜112与背板113各自相对形成很小的间隙构成电场。在工作状态时，振膜112在声压的作用下发生形变，振膜112与背板113之间电场的电容值发生变化，电容变化值反映出声压的大小，由于背板113不会发生形变，所以振膜112形变的大小直接影响电容值。电容值是这样计算的：电容值与振膜112与背板113之间的正对面积成正比，与振膜112与背板113之间的距离成反比，即C＝kε0εrS/d，k为常数，ε0为常数，εr为常数。当电容MEMS麦克风制作出来后，ε0εr的值也就固定了，S是电容两个电板之间正对的面积，d为两个电板之间的距离，所以振膜112的灵敏度至关重要。
参考图3，根据第一实施例，隔层件13包括将空腔120分隔成上腔体1201和下腔体1202的隔板131和开设在隔板131上的多个通气孔130。通气孔130贯穿隔板131以用于供上、下腔体1201、1202中的气体流通。在本实施例中，隔板131设置成与传声部11(具体为背板113)相平行，但隔板131的设置并不局限于与背板113平行，只要其不与背板113垂直均可。隔板131大致为圆形平板，隔板131的边缘与侧壁121密封连接，较佳与侧壁121一体成型，从而提高隔板131与侧壁121之间连接的稳定性，并保证上、下腔体的气密性。隔板131的形状与空腔120的形状相适配。可以理解的是，隔板131在空腔120中的位置(即隔板131与背板113之间的距离)以及通气孔130的数量均可根据实际需求来调节，通过对上述参数的调节，可以调整高频时到达振膜处的声压，从而提高高频段时的灵敏度。
参考图4，根据第二实施例，隔层件13大致呈T型，其包括隔板131和沿隔板131朝向远离传声部11的(具体为背板113)方向延伸形成的凸台132，较佳沿垂直隔板131的方向延伸。凸台132位于隔板131的中心处，但不会遮住通气孔130。在其他实施例中，凸台132也可以设置在隔板131的两侧区域中。在本实施例中，凸台132大致呈圆柱形，其直径远小于隔板131的直径。在本实施例中，隔板131上仅设有一个通气孔130，其设置成由隔板131延伸至贯穿凸台132。设置凸台132以增加通气孔130的深度，从而更有效地利用空腔、控制声音质量。通气孔130较佳与背板113、振膜112同轴设置。可以理解的是，隔板131在空腔120中的位置、通气孔130的直径和数量以及凸台132的高度均可根据实际需求来调节，通过对上述参数的调节，可以调整高频时到达振膜处的声压，从而提高高频段时的灵敏度。
本实用新型通过在基底的空腔中设置隔层件将空腔分隔成上、下腔体，声音振动产生的气流经下腔体、通气孔进入上腔体中，上、下腔体之间形成气压差，从而使得空腔产生谐振，进而使得高频段时振膜处的声压提高，提高电容MEMS麦克风在高频段时的灵敏度。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电容MEMS麦克风，包括具有空腔的基底和设置在所述基底上的传声部，其特征在于，所述电容MEMS麦克风还包括置于所述空腔中并与所述基底连接的隔层件，所述隔层件包括隔板和开设在所述隔板上的至少一个通气孔，所述隔板将所述空腔分隔成上腔体和下腔体，所述通气孔用于供所述上腔体和下腔体相连通。
2.根据权利要求1所述的电容MEMS麦克风，其特征在于，所述隔板与所述传声部相平行。
3.根据权利要求2所述的电容MEMS麦克风，其特征在于，所述隔层件还包括沿所述隔板向远离所述传声部的方向延伸的凸台，至少一个所述通气孔贯穿所述凸台。
4.根据权利要求3所述的电容MEMS麦克风，其特征在于，所述凸台沿垂直所述隔板的方向延伸。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电容MEMS麦克风，其特征在于，所述传声部包括设置在所述基底上的背板、与所述背板相对设置的振膜，所述背板中设有与所述空腔相连通的导声孔。
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