CN204316746U - 一种mems传感器和mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种MEMS麦克风、MEMS电容传感器。本实用新型提供的一种MEMS电容传感器，包括：基底、背极板、振膜、绝缘层和支撑层；所述振膜的外边缘上设有至少一个缺口，所述背极板上设有开槽，所述开槽与所述振膜的缺口处对应设置；所述背极板、振膜、支持层、绝缘层和基底相互配合，在每个缺口处的所述振膜下方形成用于泄气的泄气通道。本实用新型提供的技术方案能解决现有的MEMS振膜在突然受到大的气压冲击时如吹气，容易造成破损的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风技术领域，特别是涉及一种MEMS传感器和MEMS麦克风。
背景技术
目前的MEMS麦克风的振膜通常为单一厚度，并且是全膜设计的。对于MEMS麦克风的振膜，需要满足机械冲击、跌落、吹气等相关强度的性能要求。然而现有的全膜设计的MEMS麦克风的振膜，在突然受到大的气压冲击，如吹气时，容易造成振膜的破损。
由上述可知，现有的MEMS振膜在突然受到大的气压冲击时如吹气，容易造成破损的问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种MEMS电容传感器和一种MEMS麦克风。本实用新型提供的技术方案能够解决现有的MEMS振膜在突然受到大的气压冲击时如吹气，容易造成破损的问题。
本实用新型公开了一种MEMS电容传感器，包括：基底、背极板、振膜、绝缘层和支撑层；其特征在于，
所述振膜的外边缘上设有至少一个缺口，所述背极板上设有开槽，所述开槽与所述振膜的缺口处对应设置；
所述背极板、振膜、支持层、绝缘层和基底相互配合，在每个缺口处的所述振膜下方形成用于泄气的泄气通道。
可选的，所述泄气通道的个数为N个；其中N为小于等于20的自然数。
可选的，所述N个泄气通道均匀分布在所述振膜的外边缘上。
可选的，其特征在于，所述背极板上的开槽的横截面的宽度为5um～100um。
可选的，所述振膜为全封闭振膜。
可选的，所述振膜上设有在外气压超过预设值后开启的泄气结构。
可选的，所述泄气结构的个数为N个；其中N为小于等于50的自然数。
可选的，所述N个泄气结构均匀地分布在所述振膜的边缘上。
可选的，所泄气结构的横截面的宽度范围为0.1um～10um；所泄气结构的横截面的长度范围为1um～200um。
本实用新型还公开了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括如上述任意一项所述的MEMS电容传感器。
综上所述，在本实用新型所提供的技术方案中，通过在振膜的外边缘上设有至少一个缺口，在背极板上设有开槽，使得背极板、振膜、支持层、绝缘层和基底相互配合，在每个缺口处的所述振膜下方形成用于泄气的泄气通道。使得振膜能够在受到气压冲击时，能够通过形成的泄气通道实现泄气，从而保护振膜不因大的气压冲击而损坏，从而解决了现有的MEMS振膜在突然受到大的气压冲击时如吹气，容易造成破损的问题。
附图说明
图1是本实用新型一种MEMS电容传感器的纵截面示意图；
图2是图1所述MEMS电容传感器的俯视图；
图3是本实用新型一种实施例中的MEMS电容传感器的俯视图；
图4是本实用新型另一种实施例中的MEMS电容传感器的俯视图；
图5是图4中的振膜正常情况下的剖视图；
图6是图4中的振膜受冲击情况下的剖视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作还地详细描述。
为达到上述目的本实用新型的技术方案是这样实现的：
图1是本实用新型一种MEMS电容传感器的纵截面示意图，图2是图1所述MEMS电容传感器的俯视图。如图1、2所示，所述MEMS电容传感器包括：基底105、背极板101、振膜103、绝缘层104和支撑层102；所述振膜103的外边缘上设有至少一个缺口1031，背极板101上设有开槽1011，开槽1011设置在振膜103的缺口1031处。
其中，背极板101、振膜103、支持层102、绝缘层104和基底105相互配合，在每个缺口1031处的振膜103下方形成用于泄气的泄气通道。参见图1中双箭头所示即为泄气通道。
在本实用新型的一种实施例中，在MEMS电容传感器上设置的泄气通道的个数为N个；其中N为小于等于20的自然数。
在本实用新型的一种实施例中，N个泄气通道均匀分布在所述振膜的外边缘上。
图3是本实用新型一种实施例中的MEMS电容传感器的俯视图。参见图3所述，图3中设置了5个缺口处，因此该MEMS电容传感器设有5个泄气通道。
在本实用新型的一种实施例中，为了在保证该MEMS电容传感器正常使用的情况下，在背极板101上的开槽1011的横截面的宽度为5um～100um。
在本实用新型的上述实施例中，振膜103可以为全封闭振膜，即振膜103可以为全膜设计。
由上述可知，本实用新型中，通过在振膜103上设置多个缺口1031，并在背极板101上设置开槽1011，进而通过背极板101、振膜103、支持层102、绝缘层104和基底105相互配合，在每个缺口1031处的振膜103下方形成用于泄气的泄气通道。其中，该泄气通道是在该MEMS电容传感器封装完毕之后就形成的。
图4是本实用新型另一种实施例中的MEMS电容传感器的俯视图，图5是图4中的振膜正常情况下的剖视图。图6是图4中的振膜受冲击情况下的剖视图。为了能够更好地实现泄气的效果，保证振膜在受到大的气压冲击时也不会受损。参见图4所述，还可以在振膜103上设有在外气压超过预设值后开启的泄气结构1032。
在本实用新型的一种实施例中，所述泄气结构为设置在振膜103上的贯穿振膜103的缝隙。参见图5和图6所示，在正常使用的情况下，泄气结构1032两侧的振膜103相对平滑，并不发生形变；在受到冲击，如外气压超过预设值时，泄气结构1032两侧的振膜130发生形变，使得泄气结构1032的缝隙变大，使得更加快速地泄压，从而保护振膜103不被气压冲击而损坏。即在泄气通道正常泄气的基础上，还能通过振膜103上的泄气结构1032进行泄气。
在本实用新型的一种实施例中，为了在外气压超过预设值后，能够更好地保护振膜103，可以在振膜103上设置N个泄气结构1032。其中N为小于等于50的自然数。
在本实用新型的一种实施例中，为了能够更好地保证振膜的工作性能，可以将N个泄气结构1032均匀地分布在振膜103的边缘上。即在本实施例中，可以保证振膜103中间部分的完整性，在不影响振膜103的正常使用的情况下，能够外气压增大时，泄气结构1032能够通快速的泄气，减少外气压对振膜103的冲击，从而能够更好地保护振膜103。即在上述实施例中采用非全膜设计。
在本实用新型的一种实施例中，泄气结构1032的横截面为平滑曲线。在本实用新型的上述实施例中，横截面为平滑曲线的优点在于，能够保证在泄气结构1032打开的状态下，不会影响振膜103的正常使用。
在本实用新型的一种实施例中，泄气结构1032包括V型、C型、S型、卐型或者X型。
在本实用新型的一种实施例中，泄气结构1032为型，或者所述泄气结构为型。
在本实用新型的上述实施例中，在保证振膜103能够正常使用的情况下，还可以将泄气结构1032设置成其他形状，如雪花型，牛角型等。
在本实用新型的一种具体实施例中，在保证振膜103能够正常使用的情况下，泄气结构1032的横截面的宽度范围为0.1um～10um。在本实施例中，泄气结构1032的横截面的宽度是指对应的振膜103上的缝隙的宽度。其中，泄气结构1032宽度设置为0.1um～10um，使得泄气结构101在受到气压冲击时能够及时发生形变，打开泄气结构101实现排气。并且在未受到气压冲击的情况下，保证振膜10的正常使用。
在本实用新型的一种具体实施例中，在保证振膜103能够正常使用的情况下，泄气结构1032的横截面的长度范围为1um～200um。在本实施例中，泄气结构1032的横截面的长度是指对应的振膜10上的缝隙的总长度。其中，泄气结构1032长度设置为1um～200um，使得在单位面积内，泄气结构1032所占的面积更大，从而能够更好地实现泄气的功能。
本实用新型还提供了一种MEMS麦克风，该麦克风包括上述实施例中的MESM传感器。
综上，本实用新型所提供的技术方案中，通过在振膜的外边缘上设有至少一个缺口，背极板上设有开槽，开槽设置在振膜的缺口处；使得背极板、振膜、支持层、绝缘层和基底相互配合，在每个缺口处的所述振膜下方形成用于泄气的泄气通道。进一步的，还可以在MEMS麦克风的振膜上设置泄气结构。从而在振膜受到大的气压冲击时，能够通过泄气通道，和/或泄气结构实现泄气。减少气压对振膜的冲击，保护振膜不会因冲击而受损。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种MEMS电容传感器，包括：基底、背极板、振膜、绝缘层和支撑层；其特征在于，
所述振膜的外边缘上设有至少一个缺口，所述背极板上设有开槽，所述开槽对应所述振膜的缺口处设置；
所述背极板、振膜、支持层、绝缘层和基底相互配合，在每个缺口处的所述振膜下方形成用于泄气的泄气通道。
2.根据权利要求1所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所述泄气通道的个数为N个；其中N为小于等于20的自然数。
3.根据权利要求2所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所述N个泄气通道均匀分布在所述振膜的外边缘上。
4.根据权利要求1所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所述背极板上的开槽的横截面的宽度为5um～100um。
5.根据权利要求1-4任一项所述的MEM电容传感器，其特征在于，所述振膜为全封闭振膜。
6.根据权利要求1所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所述振膜上设有在外气压超过预设值后开启的泄气结构。
7.根据权利要求6所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所述泄气结构的个数为N个；其中N为小于等于50的自然数。
8.根据权利要求7所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所述N个泄气结构均匀地分布在所述振膜的边缘上。
9.根据权利要求6所述的MEMS电容传感器，其特征在于，所泄气结构的横截面的宽度范围为0.1um～10um；所泄气结构的横截面的长度范围为1um～200um。
10.一种MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风包括如权利要求1～9中任意一项所述的MEMS电容传感器。
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