CN213938322U - 电容式mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电容式MEMS麦克风。本实用新型提供的电容式MEMS麦克风包括具有背腔的基底以及设于基底上的电容系统，电容系统包括背板及与背板相对间隔设置的振膜，其通过在背板面向振膜的一面设置背板凸起和/或在振膜面向基底的一面凸设多个振膜凸起，在背板凸起上设置贯穿背板的第一孔洞，并在振膜凸起上设置贯穿振膜的第二孔洞，将背板凸起和振膜凸起均设置为空心结构，从而可防止背板与振膜相粘连及防止振膜与基底相粘连，提高了所述电容式MEMS麦克风的可靠性，同时，由于背板凸起为空心结构，从而还可适当增加声学孔占空比，因而也有利于降低背板的声学噪音。

Description

电容式MEMS麦克风

【技术领域】

本实用新型涉及电声转换技术领域，尤其涉及一种电容式MEMS麦克风。

【背景技术】

微机电系统(Micro-Elecro-Mechanical System，MEMS)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上，可以采用表贴工艺进行制造，能够承受很高的回流焊温度，容易与CMOS工艺及其它音频电路相集成，并具有改进的噪声消除性能与良好的频响特性。

相关技术的MEMS麦克风包括具有背腔的基底、振膜和与所述振膜相对间隔设置的背板，背板和/或振膜上设置有防止粘连的防粘凸起，通过所述防粘凸起减小所述振膜和所述背板的粘附面积，降低粘附力，避免粘连现象。然而，现有技术的防粘凸起设计通常都是实心的，在极端情况下仍有接触后不容易瞬间弹开的风险，若振膜与背板粘连，或振膜与基底相粘连，会造成MEMS麦克风失效，降低该MEMS麦克风的可靠性。

因此，有必要提供一种新的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克服上述问题，提供一种可靠性较好的电容式MEMS麦克风。

本实用新型的技术方案如下：一种电容式MEMS麦克风，包括具有背腔的基底以及设于所述基底上的电容系统，所述电容系统包括背板及与所述背板相对间隔设置的振膜，所述背板面向所述振膜的一面凸设有多个背板凸起和/或所述振膜面向所述基底的一面凸设有多个振膜凸起，所述背板凸起具有贯穿该所述背板凸起的第一孔洞，且所述第一孔洞延伸贯穿所述背板，所述振膜凸起上具有贯穿该所述振膜凸起的第二孔洞，且所述第二孔洞延伸贯穿所述振膜。

具体地，所述背板上设有与所述第一孔洞相通的背板凹槽，所述背板凹槽与所述第一孔洞正对设置，且所述背板凹槽的孔径尺寸大于或等于所述第一孔洞的孔径尺寸。

具体地，所述振膜上设置有与所述第二孔洞相通的振膜凹槽，所述振膜凹槽与所述第二孔洞正对设置，所述振膜凹槽的孔径尺寸大于或等于所述第二孔洞的孔径尺寸。

进一步地，所述背板凸起和所述振膜凸起为圆柱形、方柱形或其它正多边形形状。

具体地，所述背板凸起等间距分布于所述背板上。

具体地，所述振膜包括设于所述背腔上方的振膜本体以及自所述振膜本体的边缘朝背离所述振膜本体的方向平行延伸形成的悬臂片，所述振膜通过所述悬臂片固定于所述基底上。

进一步地，所述振膜凸起设置于所述振膜本体和所述悬臂片的过渡连接位置。

具体地，所述悬臂片设置有四个，所述四个悬臂片分别设于所述振膜本体的四个角落处。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型实施例提供的电容式MEMS麦克风通过在背板面向振膜的一面设置背板凸起和/或在振膜面向基底的一侧设置振膜凸起，并在背板凸起上设置贯穿背板的第一孔洞，在振膜凸起上设置贯穿振膜的第二孔洞，将背板凸起和振膜凸起均设置为空心结构，从而可防止背板与振膜相粘连及防止振膜与基底相粘连，从而可防止所述电容式MEMS麦克风因粘连而失效，提高了所述电容式MEMS麦克风的可靠性，同时，由于背板凸起为空心结构，从而还可适当增加声学孔占空比，也有利于降低背板的声学噪音。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例提供的电容式MEMS麦克风的立体示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的电容式MEMS麦克风的爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电容式MEMS麦克风的背板凸起和振膜凸起的剖视示意图；

图4为图2的A部分的放大示意图；

图5为图2的B部分的放大示意图。

【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。

本实用新型实施例提供了一种电容式MEMS麦克风100，如图1至图5所示，为本实用新型实施例提供的电容式MEMS麦克风100的各相关附图，参见图1至图3,本实用新型实施例提供的电容式MEMS麦克风100包括具有背腔11的基底10以及设于基底10上的电容系统20，该电容系统20包括背板21及设置于背板21靠近背腔11侧且与背板21相对间隔设置的振膜22，背板21面向振膜22的一面凸设有多个背板凸起211，振膜22面向基底10的一面凸设有多个振膜凸起221，背板凸起211上设置有贯穿该背板凸起211的第一孔洞212，且该第一孔洞212延伸贯穿背板21，由于第一孔洞212为贯穿背板21，因而可减小背板凸起211与振膜22接触面积，且还能使得背板21面向振膜22的一侧和背板21背离振膜22的一侧在第一孔洞212处可形成空气对流，从而可避免背板21与振膜22接触的瞬间产生气压吸合现象，二者在接触的瞬间即可弹开，可防止背板21与振膜22相粘连，从而保证振膜22可持续正常工作，同时，背板凸起211采用空心结构，还可适当增加声学孔占空比，也有利于降低背板21的声学噪音，使得所述电容式MEMS麦克风的音效效果更佳；同样地，振膜凸起221上具有贯穿该振膜凸起221的第二孔洞222，且第二孔洞222延伸贯穿振膜22，振膜凸起221的设置可同样避免振膜22与基底10之间形成负压吸合现象，从而使得振膜22在振动时即使与基底10相粘连，也可瞬间弹开，从而提高整个电容式MEMS麦克风100的可靠性。

在其他实施例中，也可只在背板21上设置具有贯穿该背板凸起211的第一孔洞212的背板凸起211或只在振膜22上设置具有贯穿该振膜凸起221的第二孔洞222的振膜凸起221。

在一些实施例中，所述背板凸起211和所述振膜凸起221可以为圆柱形、方柱形或其它正多边形形状，其形状并不引以为限。

所述基底10可由半导体材料制成，例如可采用多晶硅或单晶硅等材料制成，所述背板21可采用氮化硅材料制成，所述背腔11可通过蚀刻形成。

作为一具体实施方式，所述多个背板凸起211可等间距分布于背板21上。这样，不仅可有利于避免背板21与振膜22相粘连，同时也可使得间隙处的气压更均衡，从而使得所述电容式MEMS麦克风100的音效质量更佳。

作为一具体实施方式，参见图2、图3和图4，背板21上设有与第一孔洞212相通的背板凹槽213，且背板凹槽213与背板凸起211上的第一孔洞212为正对设置，背板凹槽213的孔径尺寸大于第一孔洞212的孔径尺寸，即背板凹槽213与第一孔洞212贯通形成阶梯孔，从而可避免形成负压，继而避免背板凸起211处形成气压吸合现象；可以理解的是，背板凹槽213的孔径尺寸也可以等于第一孔洞212的孔径尺寸，其同样可达到防止背板21与振膜22相粘连的效果。

作为一具体实施方式，参见图3，背板21面向振膜22的一侧还连接有多晶硅背板电极23，多晶硅背板电极23上开设有透孔，以供背板凸起211穿过。作为一具体实施方式，参见图2、3和图5，振膜22上设置有与第二孔洞222相通的振膜凹槽223，振膜凹槽223与第二孔洞222为正对设置，振膜凹槽223的孔径尺寸大于第二孔洞222的孔径尺寸，即振膜凹槽223与第二孔洞222贯通同样可形成阶梯孔，这样，可使得振膜22远离基底10的一侧和振膜22面向基底10的一侧的气压加速流动，从而可更好的避免负压吸合，避免振膜22与基底10相粘连而导致所述电容式MEMS麦克风100失效，当然，可以理解的是，振膜凹槽223的孔径尺寸也可设置为等于第二孔洞222的孔径尺寸，其同样可达到防止粘连的效果，在此不予赘述。

作为一具体实施方式，参见图2和图5，振膜22包括设于背腔11上方的振膜本体224及自振膜本体224的边缘朝背离振膜本体224的方向平行延伸形成的悬臂片225，振膜22通过悬臂片225固定于基底10上。

作为一具体实施例，参见图2和图5，振膜本体224可为方形，悬臂片225共设置有四个，该四个悬臂片225分别设于方形振膜本体224的四个角落处，而振膜凸起221设置于振膜本体224和悬臂片225的过渡连接位置，并可在四个过渡连接的位置均设置多个振膜凸起221，本实施例中，将悬臂片225分设于方形振膜本体224的四个角落处，有利于将振膜22稳固地固定在基底10上，使其受力更均衡，从而使其振动时更均衡，音效更佳。因振膜22的四个角落距离基底10的上表面的相对距离较近，发生粘连的概率相对较高，故相应地，将振膜凸起221设置于振膜本体224和悬臂片225的过渡连接位置，可较好地起到防止振膜22与基底10的上表面相粘连的作用。

在具体实施时，背板凸起211和振膜凸起221均可采用沉积、光刻的工艺方法进行加工，此为本领域的常用加工工艺，在此不予赘述。

以上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 (8)

1.一种电容式MEMS麦克风，包括具有背腔的基底以及设于所述基底上的电容系统，所述电容系统包括背板及与所述背板相对间隔设置的振膜，其特征在于，所述背板面向所述振膜的一面凸设有多个背板凸起和/或所述振膜面向所述基底的一面凸设有多个振膜凸起，所述背板凸起具有贯穿该所述背板凸起的第一孔洞，且所述第一孔洞延伸贯穿所述背板，所述振膜凸起上具有贯穿该所述振膜凸起的第二孔洞，且所述第二孔洞延伸贯穿所述振膜。

2.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风，其特征在于：所述背板上设有与所述第一孔洞相通的背板凹槽，所述背板凹槽与所述第一孔洞正对设置，且所述背板凹槽的孔径尺寸大于或等于所述第一孔洞的孔径尺寸。

3.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风，其特征在：所述振膜上设置有与所述第二孔洞相通的振膜凹槽，所述振膜凹槽与所述第二孔洞正对设置，所述振膜凹槽的孔径尺寸大于或等于所述第二孔洞的孔径尺寸。

4.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风，其特征在于：所述背板凸起和所述振膜凸起为圆柱形、方柱形或其它正多边形形状。

5.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风，其特征在于：所述背板凸起等间距分布于所述背板上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电容式MEMS麦克风，其特征在于：所述振膜包括设于所述背腔上方的振膜本体以及自所述振膜本体的边缘朝背离所述振膜本体的方向平行延伸形成的悬臂片，所述振膜通过所述悬臂片固定于所述基底上。

7.根据权利要求6所述的电容式MEMS麦克风，其特征在于：所述振膜凸起设置于所述振膜本体和所述悬臂片的过渡连接位置。

8.根据权利要求6所述的电容式MEMS麦克风，其特征在于：所述悬臂片设置有四个，所述四个悬臂片分别设于所述振膜本体的四个角落处。

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