CN206948611U - 一种压电麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种压电麦克风，包括具有背腔的衬底，以及通过绝缘层连接在衬底上方的压电膜；所述压电膜上设置有至少一条贯穿其上下两端的狭槽；还包括位于背腔中且连接在所述衬底上的阻挡部，所述阻挡部位于狭槽的下方，且沿着狭槽的走向进行延伸；所述阻挡部与压电膜的狭槽之间具有间隙。本实用新型压电麦克风，在狭槽的下方设置阻挡部，所述阻挡部可以阻碍声音直接通过狭槽传出，从而可以大大降低该压电麦克风低频信号、中频信号的泄漏量，提高了压电麦克风的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风领域，更具体地，涉及一种压电麦克风。
背景技术
MEMS麦克风现已应用普及在消费性电子产品中。随着科技的进步，压电式硅麦克风逐渐开始发展起来。但是压电麦克风与电容器麦克风相比，影响其普及应用的最大缺点在于压电麦克风的灵敏度太低。也就是说压电膜感应音频信号的能力远低于电容式麦克风中振膜的能力。为了提升压电式麦克风的灵敏度，大多数厂商皆采用在压电膜上设置狭槽，但这种狭槽的设计使得低频信号甚至中频信号的泄漏非常严重；产品性能与理论数据有很大的差距，无法达成预期性能。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供了一种压电麦克风。
根据本实用新型的一个方面，提供一种压电麦克风，包括具有背腔的衬底，以及通过绝缘层连接在衬底上方的压电膜；所述压电膜上设置有至少一条贯穿其上下两端的狭槽；还包括位于背腔中且连接在所述衬底上的阻挡部，所述阻挡部位于狭槽的下方，且沿着狭槽的走向进行延伸；所述阻挡部与压电膜的狭槽之间具有间隙。
可选地，所述阻挡部与衬底采用相同的材料，二者一体成型。
可选地，所述狭槽至少设置有两条，其中至少一条狭槽位于压电膜的中心区域，至少一条狭槽位于压电膜的边缘区域；位于压电膜中心区域的狭槽与阻挡部配合在一起，且二者之间具有间隙；位于压电膜的边缘区域的狭槽与衬底重叠在一起，且二者之间形成间隙。
可选地，所述狭槽设置有三条，分别记为位于压电膜相对两侧边缘位置的第一狭槽、第二狭槽，以及位于压电膜中心区域并连通所述第一狭槽、第二狭槽的第三狭槽；所述第一狭槽、第二狭槽、第三狭槽呈工字形。
可选地，所述狭槽呈矩形、圆形、X形、Y形、十字形或米字形。
可选地，所述阻挡部的下端面与衬底的下端面齐平。
可选地，所述阻挡部的下端面高于所述衬底的下端面。
可选地，所述压电膜依次包括复合在一起的第一电极层、压电材料中间层、第二电极层。
可选地，所述第一电极层、压电材料中间层、第二电极层通过沉积的方式复合在一起。
可选地，所述压电麦克风为MEMS压电麦克风。
本实用新型压电麦克风，在狭槽的下方设置阻挡部，所述阻挡部可以阻碍声音直接通过狭槽传出，从而可以大大降低该压电麦克风低频信号、中频信号的泄漏量，提高了压电麦克风的性能。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型压电膜的俯视图。
图2是本实用新型衬底的俯视图。
图3是本实用新型压电麦克风沿图1中A-A位置的剖面图。
图4是本实用新型压电麦克风另一实施结构的剖面图。
图5是本实用新型压电麦克风沿图1中B-B位置的剖面图。
图6是本实用新型压电膜另一实施结构的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。
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，决不作为对本实用新型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和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术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至图3，本实用新型提供了一种压电麦克风，其可以是MEMS压电麦克风，包括衬底1，以及通过绝缘层2连接在衬底1上方的压电膜。衬底1的中部区域形成有背腔，所述压电膜的边缘通过绝缘层2支撑在衬底1的上方，从而保证压电膜与衬底1之间的绝缘，并使压电膜除边缘连接位置的其它区域悬置在衬底1、背腔的上方。
本实用新型的麦克风可以采用MEMS工艺制造，衬底1可选用单晶硅材质，绝缘层2可以采用二氧化硅材质，压电膜可以采用AIN、PZT材料。在本实用新型一个具体的实施方式中，所述压电膜依次包括复合在一起的第一电极层4、压电材料中间层3、第二电极层5。这种复合可以通过MEMS工艺中的依次沉积来实现，也可以通过压电材料领域所熟知的其它方式进行，在此不再具体说明。
本实用新型的压电膜与衬底1的形状相配，其可以选择圆形、矩形或者本领域技术人员所熟知的其它形状。其中，为了提高压电膜的敏感度，在所述压电膜上设置有至少一条贯穿其上下两端的狭槽。
在本实用新型一个具体的实施方式中，参考图1，所述狭槽设置有三条，分别记为位于压电膜相对两侧边缘位置的第一狭槽11、第二狭槽12，以及位于压电膜中心区域并连通所述第一狭槽11、第二狭槽12的第三狭槽10。所述第一狭槽11、第二狭槽12分布在压电膜相对的两侧边缘，二者可以是平行的。第三狭槽10分布在压电膜的中心区域，且其两端分别连通第一狭槽11、第二狭槽12，使得所述第一狭槽11、第二狭槽12、第三狭槽10整体呈工字形。
由于第一狭槽11、第二狭槽12位于压电膜的边缘区域，这就使得所述第一狭槽11、第二狭槽12可以与衬底1重叠在一起。参考图5，所述压电膜上的第一狭槽11、第二狭槽12位于衬底1的正上方，压电膜上的第一狭槽11、第二狭槽12位置与衬底1之间具有间隙。也就是说，压电膜上的第一狭槽11、第二狭槽12位置与衬底1之间没有绝缘层2，使得压电膜上的第一狭槽11、第二狭槽12位置悬空在衬底1的正上方。所述间隙与第一狭槽11、第二狭槽12一起被构造为连通所述背腔与压电膜上方的通道。
该结构设计使得第一狭槽11、第二狭槽12只有通过间隙才能构成连通压电膜两侧的通道，这就使得正常的发音只有通过间隙才能流通出去。相对传统的结构而言，本实用新型的间隙或者衬底可以提高声音经过狭槽的声阻，从而可以大大降低该压电麦克风低频信号、中频信号的泄漏量，提高了压电麦克风的性能。
本实用新型的压电麦克风，参考图3，还包括位于背腔中且连接在衬底1上的阻挡部7。所述阻挡部7将衬底1的背腔分隔成两个，例如可记为第一背腔6、第二背腔9。阻挡部7与衬底1可以采用相同的材质，二者是一体成型的；所述阻挡部7也可以看成是衬底1的一部分。
阻挡部7位于第三狭槽10的下方，且与压电膜的第三狭槽10之间形成有间隙8。所述阻挡部7沿着第三狭槽10的走向进行延伸。例如当所述第三狭槽10呈直线型时，所述阻挡部7呈与第三狭槽10匹配的矩形块；当第三狭槽10呈弧线状时，所述阻挡部2亦呈与其匹配的弧线形状。
与上述第一狭槽11、第二狭槽12的原理相同，第三狭槽10只有通过间隙8才能构成连通压电膜两侧的通道，这就使得正常的发音只有通过间隙8才能流通出去，从而可以提高声音穿过第三狭槽的声阻，大大降低了该压电麦克风低频信号、中频信号的泄漏量，提高了压电麦克风的性能。
在该实施例中，所述阻挡部7的下端面可以与衬底1的下端面齐平，参考图3。进一步优选的是，所述阻挡部7的下端面高于所述衬底1的下端面，参考图4，以减少阻挡部7占用的背腔容积。
在本实用新型另一具体的实施方式中，所述狭槽可以设置有一条，该狭槽例如可设置在压电膜的中心区域，以改善压电膜中心区域的灵敏度。所述狭槽与阻挡部7配合在一起，从而提高声音从该狭槽泄露的声阻，以改善麦克风的低频响应问题。
当然，对于本领域的技术人员而言，所述狭槽可以至少设置有两条，其中至少一条狭槽位于压电膜的中心区域，至少一条狭槽位于压电膜的边缘区域。通过这种在边缘区域以及中心区域设置的狭槽，可以明显提高整个压电膜的灵敏度。其中位于压电膜中心区域的狭槽与阻挡部7配合在一起；而位于压电膜的边缘区域的狭槽与衬底1重叠在一起。
本实用新型的狭槽还可以是X形，参考图6，阻挡部7的形状也需要呈与其相配的X形，以保证阻挡部7可以阻碍该狭槽每个位置的声泄露。对于本领域的技术人员而言，所述狭槽还可以呈矩形、圆形、Y形、十字星或米字形等，在此不再具体说明。
本实用新型的压电麦克风既可适用于上声源，也可适用于下声源。声音例如可以从背腔的下方进入，此时间隙可以降低低频、中频信号从狭槽的泄漏量。当声音从压电膜的上方进入，通过狭槽进入到间隙中时，间隙同样可以阻碍低频、中频信号的泄漏量。
虽然已经通过示例对本实用新型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，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种压电麦克风，其特征在于：包括具有背腔的衬底(1)，以及通过绝缘层(2)连接在衬底(1)上方的压电膜；所述压电膜上设置有至少一条贯穿其上下两端的狭槽；还包括位于背腔中且连接在所述衬底(1)上的阻挡部(7)，所述阻挡部(7)位于狭槽的下方，且沿着狭槽的走向进行延伸；所述阻挡部(7)与压电膜的狭槽之间具有间隙(8)。
2.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述阻挡部(7)与衬底(1)采用相同的材料，二者一体成型。
3.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述狭槽至少设置有两条，其中至少一条狭槽位于压电膜的中心区域，至少一条狭槽位于压电膜的边缘区域；位于压电膜中心区域的狭槽与阻挡部(7)配合在一起，且二者之间具有间隙(8)；位于压电膜的边缘区域的狭槽与衬底(1)重叠在一起，且二者之间形成间隙。
4.根据权利要求3所述的压电麦克风，其特征在于：所述狭槽设置有三条，分别记为位于压电膜相对两侧边缘位置的第一狭槽(11)、第二狭槽(12)，以及位于压电膜中心区域并连通所述第一狭槽(11)、第二狭槽(12)的第三狭槽(10)；所述第一狭槽(11)、第二狭槽(12)、第三狭槽(10)呈工字形。
5.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述狭槽呈矩形、圆形、X形、Y形、十字形或米字形。
6.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述阻挡部(7)的下端面与衬底(1)的下端面齐平。
7.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述阻挡部(7)的下端面高于所述衬底(1)的下端面。
8.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电膜依次包括复合在一起的第一电极层(4)、压电材料中间层(3)、第二电极层(5)。
9.根据权利要求8所述的压电麦克风，其特征在于：所述第一电极层(4)、压电材料中间层(3)、第二电极层(5)通过沉积的方式复合在一起。
10.根据权利要求1所述的压电麦克风，其特征在于：所述压电麦克风为MEMS压电麦克风。
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