CN207070353U - 一种mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种MEMS麦克风，包括具有背腔的衬底，在所述衬底上设置有由振膜、背极、支撑部构成的平板电容器结构；所述振膜上设置有由缝隙限制成的泄压阀，所述背极上设置有朝向振膜方向延伸的凸起部，所述凸起部与振膜泄压阀的位置相对。本实用新型的麦克风在正常工作时，正常的声压会从缝隙中通过；在受到较大冲击时，振膜受压发生大变形并贴于背极上；泄压阀在随之发生大变形时会被凸起部所阻止，这就使得泄压阀与振膜的其它位置之间产生了位差，从而扩大了泄气路径的尺寸，可以快速平衡前后腔的压差。
Description
技术领域
本实用新型涉及声电转换领域，更具体地，本实用新型涉及一种MEMS麦克风。
背景技术
MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，其中的振膜、背极板是MEMS麦克风中的重要部件，振膜、背极板构成了电容器并集成在硅晶片上，实现声电的转换。
当MEMS麦克风受到机械冲击、吹气、跌落时，其中的MEMS芯片会受到较大的声压冲击，这往往会使振膜受到过大的压力而导致破裂受损，或者在大气冲击时会因气流扰动而扭曲变形导致振膜破裂，从而导致整个麦克风的失效。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供了一种MEMS麦克风。
根据本实用新型的一个方面，提供一种MEMS麦克风，包括具有背腔的衬底，在所述衬底上设置有由振膜、背极、支撑部构成的平板电容器结构；所述振膜上设置有由缝隙限制成的泄压阀，所述背极上设置有朝向振膜方向延伸的凸起部，所述凸起部与振膜泄压阀的位置相对。
可选地，所述泄压阀设置有一个，位于振膜的中心区域。
可选地，所述泄压阀设置有多个，均匀分布在振膜的圆周方向上。
可选地，所述泄压阀整体呈U形、S形、矩形、梯形、圆形、半圆形或半椭圆形。
可选地，所述衬底上形成的是背极在下、振膜在上的平板电容器结构。
可选地，所述衬底上形成的是背极在上、振膜在下的平板电容器结构。
可选地，所述缝隙在沉积形成振膜时，通过刻蚀的方式形成。
本实用新型的麦克风在正常工作时，正常的声压会从缝隙中通过；在受到较大冲击时，振膜受压发生大变形并贴于背极上；泄压阀在随之发生大变形时会被凸起部所阻止，这就使得泄压阀与振膜的其它位置之间产生了位差，从而扩大了泄气路径的尺寸，可以快速平衡前后腔的压差。
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是本实用新型麦克风的结构示意图。
图2是本实用新型麦克风在受到较大声压时的状态示意图。
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，本实用新型公开了一种MEMS麦克风，包括具有背腔的衬底1，在所述衬底1上设置有振膜3以及背极5。本实用新型的振膜3、背极5可通过依次沉积的方式形成在衬底1上，所述衬底1可以采用单晶硅材料，所述振膜3、背极5可以采用单晶硅或者多晶硅材料，这种材料的选择以及沉积的工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
所述背极5与振膜3构成了平板电容器结构，该平板电容器结构例如可以是背极5在上、振膜3在下的方式，也可以是背极5在下、振膜3在上的方式。为了便于描述，现以背极5在上、振膜3在下的平板电容器结构为例来描述本实用新型的技术方案。
为了实现振膜3与衬底1之间的绝缘，在所述振膜3与衬底1之间连接的位置设置有绝缘层2，该绝缘层2可以采用本领域技术人员所熟知的二氧化硅材料。为了保证背极5与振膜3之间可以构成具有一定间隙的平板电容器结构，在所述背极5与振膜3之间还设置有用于支撑的支撑部4，所述支撑部4在起到支撑背极5的同时，还可以保证背极5与振膜3之间的绝缘。这种电容器的MEMS麦克风结构属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
本实用新型的MEMS麦克风，在所述背极5上设置有通孔50，使得可以均衡振膜3与背极5之间的压力。通孔50的数量根据需要可以设置多个，均匀分布在背极5上。
在所述振膜3上设置有由缝隙30限制成的泄压阀31，该缝隙30可以在沉积形成振膜3时，通过刻蚀的方式形成，这种沉积、刻蚀的工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
在振膜3上按照预定的形状形成缝隙30，并通过所述缝隙30在振膜3上形成了泄压阀31。初始状态时，泄压阀31与振膜3整体是齐平的，也就是说泄压阀31处于关闭状态；当受到例如机械冲击、吹气、跌落所带来的较大声压时，泄压阀31可以以各自的颈部为支点向上或向下翘起，从而形成了有效的泄压路径，以达到泄压的目的。
本实用新型的MEMS麦克风，在所述背极5上还设置有与泄压阀31相对的凸起部51，参考图1。所述凸起部51与背极5可以是一体的，通过沉积、刻蚀等工艺形成。所述凸起部51从背极5上朝向振膜3的方向延伸，其可以是圆柱形状，也可以是矩形柱结构等。
本实用新型的麦克风在正常工作时，正常的声压会从缝隙中通过；在受到较大冲击时，参考图2，振膜受压发生大变形并贴于背极上；泄压阀在随之发生大变形时会被凸起部所阻止，这就使得泄压阀与振膜的其它位置之间产生了位差，从而扩大了泄气路径的尺寸，可以快速平衡前后腔的压差。
本实用新型的泄压阀31可以采用本领域技术人员所熟知的结构，例如可以采用U形、S形、矩形、梯形、圆形、半圆形或半椭圆形等。泄压阀31的结构可以设置有一个，其位于振膜3的中心区域。所述泄压阀31也可以设置有多个，均匀分布在振膜3的圆周方向上，此时背极5上的凸起部51也需要设置多个，分别与各泄压阀31相对布置。
本实用新型泄压阀31与凸起部51的结构可应用于背极5在上、振膜3在下的电容器结构，也可应用于背极5在下、振膜3在上的电容器结构。图1示出的电容器结构中，背极5在上、振膜3在下。当采用背极5在下、振膜3在上的结构时，凸起部51由背极5的上端面向上延伸，并与位于其上方的泄压阀31对应起来，在此不再具体说明。
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 (7)
1.一种MEMS麦克风，其特征在于：包括具有背腔的衬底(1)，在所述衬底(1)上设置有由振膜(3)、背极(5)、支撑部(4)构成的平板电容器结构；所述振膜(3)上设置有由缝隙(30)限制成的泄压阀(31)，所述背极(5)上设置有朝向振膜(3)方向延伸的凸起部(51)，所述凸起部(51)与振膜(3)泄压阀(31)的位置相对。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述泄压阀(31)设置有一个，位于振膜(3)的中心区域。
3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述泄压阀(31)设置有多个，均匀分布在振膜(3)的圆周方向上。
4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述泄压阀(31)整体呈U形、S形、矩形、梯形、圆形、半圆形或半椭圆形。
5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述衬底(1)上形成的是背极(5)在下、振膜(3)在上的平板电容器结构。
6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述衬底(1)上形成的是背极(5)在上、振膜(3)在下的平板电容器结构。
7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述缝隙(30)在沉积形成振膜(3)时，通过刻蚀的方式形成。
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