CN215529302U - 一种mems麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种MEMS麦克风，其特征在于，包括具有背腔的基底和固定于基底上的电容系统，电容系统包括相互间隔设置的背板和振膜，背板包括背板绝缘层和固定于背板绝缘层的背板电极层，背板绝缘层上设有多个贯穿背板绝缘层的声孔，声孔包括多个靠近背板电极层的外边缘的边缘声孔和多个被边缘声孔围绕的主声孔，边缘声孔在背板绝缘层上的开孔率小于主声孔在背板绝缘层上的开孔率，背板电极层上设有多个与背板绝缘层上的声孔对应贯通的开孔。本实用新型的MEMS麦克风可以延长背板绝缘层与背板电极层边界位置裂纹扩展成断裂的路径，增加裂纹扩展的难度，提升了吹气跌落等场景下背板电极层边界位置的可靠性。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电声转换领域，尤其涉及一种MEMS麦克风。
【背景技术】
现有的电容式MEMS麦克风主要由电容系统和基底部分构成。电容系统包括振膜和背板，背板朝向振膜的一侧设有背板电极，当声压作用于振膜时，正对背板与背对背板的振膜两面存在压强差，使得振膜做靠近背板或远离背板的运动，从而引起振膜与背板间电容的变化，实现声音信号到电信号的转换。
在MEMS麦克风的制作过程中，背板与背板电极分别由绝缘材料和导电材料沉积而成，两种不同材料先后沉积，在交界处会出现裂纹，在吹气跌落等场景下这些裂纹发生扩展甚至导致背板断裂，带来很大的可靠性隐患。
因此，有必要提供一种新型的MEMS麦克风来解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种MEMS麦克风。
本实用新型的技术方案如下：一种MEMS麦克风，包括具有背腔的基底和固定于所述基底上的电容系统，所述电容系统包括相互间隔设置的背板和振膜，所述背板包括背板绝缘层和固定于所述背板绝缘层近所述振膜一侧的背板电极层，所述背板绝缘层上设有多个贯穿所述背板绝缘层的声孔，所述声孔包括多个靠近所述背板电极层的外边缘的边缘声孔和多个被所述边缘声孔围绕的主声孔，所述边缘声孔在所述背板绝缘层上的开孔率小于所述主声孔在所述背板绝缘层上的开孔率，所述背板电极层上设有多个与所述背板绝缘层上的声孔对应贯通的开孔。
优选的，所述声孔围绕所述背板绝缘层的中心呈环形阵列设置，与所述背板电极层的外边缘最接近的一圈所述声孔为所述边缘声孔，其余所述声孔为所述主声孔。
优选的，所述边缘声孔的孔径小于所述主声孔的孔径。
优选的，相邻所述边缘声孔之间的间距大于相邻所述主声孔之间的间距。
优选的，所述边缘声孔设置于所述背板电极层的外边缘的内侧。
优选的，所述边缘声孔设置于所述背板电极层的外边缘的外侧。
优选的，所述背板电极层的外边缘设有缺口，所述背板上设有与所述缺口对应的背板孔。
优选的，所述背板绝缘层包括与所述振膜固定连接的固定背板和与所述背板电极层固定连接的绝缘背板，所述固定背板的中部具有用于嵌设所述绝缘背板的内孔。
优选的，所述绝缘背板的径向尺寸大小与所述背板电极层的径向尺寸大小相同。
优选的，所述边缘声孔设置于所述固定背板或所述绝缘背板上。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型在背板电极层的外边缘处设置开孔率更小的边缘声孔，与现有结构相比，通过降低背板电极层边界附近的声孔的开孔率，延长了背板绝缘层与背板电极层边界位置裂纹扩展成断裂的路径，改善了此处的应力分布，增加了裂纹扩展的难度，提升了吹气跌落等场景下背板电极层边界位置的可靠性。
【附图说明】
图1为本实用新型实施例一提供的MEMS麦克风的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的MEMS麦克风的分解图；
图3为图1沿A-A线的剖视图；
图4为图1的B向视图；
图5为本实用新型实施例二提供的MEMS麦克风的结构示意图。
【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。
如附图1-3所示，为本实用新型实施例一提供的一种MEMS麦克风100，包括具有背腔11的基底10和固定于基底10上的电容系统20。电容系统20包括相互间隔设置的背板21和振膜22，背板21包括背板绝缘层211和固定于背板绝缘层211的背板电极层212。在声压作用下，振膜22相对背板21运动，从而引起振膜22与背板21间电容的变化，实现声音信号到电信号的转换。本实施例优选的，背板电极层212的外边缘设有至少一个缺口2122，背板21上设有与缺口2122对应的背板孔2133，背板电极层212的外边缘穿过背板21的背板孔2133，可以减少背板21的应力集中，降低背板21断裂等结构失效的风险。
背板绝缘层211上设有多个用于通过声音且贯穿背板绝缘层211的声孔213，背板电极层212上设有多个与背板绝缘层211上的声孔213对应贯通的开孔2121，声音可依次通过声孔213和开孔2121传至振膜22。根据声孔213距离背板电极层212的外边缘的位置将声孔213进行划分，声孔213包括多个靠近背板电极层212的外边缘的边缘声孔2131和多个被边缘声孔2131围绕的主声孔2132。本实施例优选的声孔213围绕背板绝缘层211的中心呈环形阵列设置，与背板电极层212的外边缘最接近的一圈声孔213为边缘声孔2131，其余声孔213为主声孔2132。边缘声孔2131在背板绝缘层211上的开孔率小于主声孔2132在背板绝缘层211上的开孔率。通过降低背板电极层211边界附近的声孔213的开孔率，延长了背板绝缘层211与背板电极层212边界位置裂纹扩展成断裂的路径，改善了此处的应力分布，增加了裂纹扩展的难度，提升了吹气跌落等场景下背板电极层212边界位置的可靠性。
可通过多种方式降低边缘声孔2131的开孔率，如附图3、4所示，本实施例优选的边缘声孔2131的孔径小于主声孔2132的孔径，通过减小边缘声孔2131的孔径，降低边缘声孔2131的开孔面积，实现降低边缘声孔2131的开孔率的目的。边缘声孔2131可相对背板电极层212的外边缘开设在不同位置，本实施例优选的边缘声孔2131设置于背板电极层212的外边缘的内侧，因边缘声孔2131覆盖在背板电极层212上，为方便声音穿过，背板电极层212上设有与边缘声孔2131贯通的开孔2121。边缘声孔2131也可设置于背板电极层212的外边缘的外侧，此处的边缘声孔2131未覆盖在背板电极层212上，此处的边缘声孔2131除了用于声音通过，还可作为泄气孔。当然，边缘声孔2131也可同时设于背板电极层212的外边缘的内侧和外侧。
为方便安装，本实施例优选的背板绝缘层211包括与振膜22固定连接的固定背板2111和与背板电极层212固定连接的绝缘背板2112。固定背板2111的中部具有用于嵌设绝缘背板2112的内孔，本实施例的绝缘背板2112为圆形结构，绝缘背板2112内嵌在固定背板2111中，并与固定背板2111固定连接。边缘声孔2131设置于固定背板2111或绝缘背板2112上。本实施例优选的绝缘背板2112的径向尺寸大小与背板电极层212的径向尺寸大小相同，背板电极层212固定在绝缘背板2112靠近基底10的一侧，当边缘声孔2131选择开设在背板电极层212的外边缘的外侧时，边缘声孔2131设置于固定背板2111上。
如附图5所示，为本实用新型实施例二提供的一种MEMS麦克风100，实施例二与实施例一的结构相似，主要区别点在于，降低边缘声孔2131的开孔率的方式。实施例二的相邻边缘声孔2131之间的间距大于相邻主声孔2132之间的间距，通过拉大间距，减小边缘声孔2131的开孔数量，降低边缘声孔2131的开孔率。当然，实施例二也可采用在拉大间距的基础上增加实施例一的减小孔径的方式，即开设比主声孔2132的孔径更小、间距更大的边缘声孔2131。
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 (10)
1.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括具有背腔的基底和固定于所述基底上的电容系统，所述电容系统包括相互间隔设置的背板和振膜，所述背板包括背板绝缘层和固定于所述背板绝缘层靠近所述振膜一侧的背板电极层，所述背板绝缘层上设有多个贯穿所述背板绝缘层的声孔，所述声孔包括多个靠近所述背板电极层的外边缘的边缘声孔和多个被所述边缘声孔围绕的主声孔，所述边缘声孔在所述背板绝缘层上的开孔率小于所述主声孔在所述背板绝缘层上的开孔率，所述背板电极层上设有多个与所述背板绝缘层上的声孔对应贯通的开孔。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述声孔围绕所述背板绝缘层的中心呈环形阵列设置，与所述背板电极层的外边缘最接近的一圈所述声孔为所述边缘声孔，其余所述声孔为所述主声孔。
3.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述边缘声孔的孔径小于所述主声孔的孔径。
4.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于：相邻所述边缘声孔之间的间距大于相邻所述主声孔之间的间距。
5.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述边缘声孔设置于所述背板电极层的外边缘的内侧。
6.根据权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述边缘声孔设置于所述背板电极层的外边缘的外侧。
7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述背板电极层的外边缘设有缺口，所述背板上设有与所述缺口对应的背板孔。
8.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述背板绝缘层包括与所述振膜固定连接的固定背板和与所述背板电极层固定连接的绝缘背板，所述固定背板的中部具有用于嵌设所述绝缘背板的内孔。
9.根据权利要求8所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述绝缘背板的径向尺寸大小与所述背板电极层的径向尺寸大小相同。
10.根据权利要求8所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述边缘声孔设置于所述固定背板或所述绝缘背板上。
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