TW202418851A

TW202418851A - 電聲換能器裝置

Info

Publication number: TW202418851A
Application number: TW112140688A
Authority: TW
Inventors: 陳昱辰; 詹竣凱; 鄭旭翔; 鄭銘景
Original assignee: 神譜科技股份有限公司
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2023-10-25
Publication date: 2024-05-01
Also published as: US20240137709A1; TWM654371U; US20240236582A9; TWM652673U

Abstract

本案揭露一種電聲換能器裝置，其包括：具有空心盤體的第一發聲單元，空心盤體具有內部鏤空的盤形主體，鏤空處形成共振腔，其中，空心盤體中心區域相對的兩表面分別開設有中央傳聲口，其中，相對的中央傳聲口之間形成環狀開口，環狀開口定義進出空心盤體內共振腔的路徑；及第二發聲單元，環繞於中央傳聲口上方。

Description

電聲換能器裝置

相關申請案

本申請專利申請案主張2022 年 10 月 25 日提交的美國臨時專利申請號：63/380,802 以及2023 年 04月 28 日提交的美國專利申請號：18/308980的優先權，其中每一者讓渡給其受讓人且其中每一者全部以引用的方式明確併入本文中。

本申請屬於電聲換能器件領域。在一些實施方式中，示例性換能器包括具有擴展輸出頻率範圍的小型壓電發聲構件，其能提供較高的調整彈性，進而適用於高頻、高指向性的超聲波應用領域。

電聲換能器在將電信號轉換為聲音信號方面起著重要作用，其已成為現代多媒體設備不可或缺的組成部分。其身影可見於，例如，集成或獨立揚聲器等自由場式聲音設備，或如穿戴式耳機等的壓力場式聲音設備。隨著便攜式多媒體設備不斷尋求減小外形尺寸，縮小發聲部件的尺寸同時保持/提高其輸出能力以確保音質已成為一項挑戰。

現已存在各種類型的發聲裝置（例如，電磁型、微機電系統／MEMS 型等），每一種都能夠表現出不同的性能特徵。例如，MEMS型換能器與傳統音圈揚聲器相比具有一致性高、功耗低和體積小的優點。 MEMS 型換能器通常將適用於集成製造的固態材料（例如壓電材料）結合到微型功能結構中（例如，帶有薄膜壓電致動器的懸浮矽結構）；它們也可以適應性地配置成平面或三維結構。

平面結構配置中的 MEMS 型換能器即已有利於減小外形尺寸，其通常使用聲學驅動部件（例如壓電板）與振動和發聲部件（例如彈性／共振膜）耦合。然而，平面結構中的振動部件有時會限制聲學驅動器部件的形變，使得形變位移的整體幅度減小。這會影響音頻輸出質量並限制電聲換能器設備的聲學性能。另一方面，雖然三維配置通常將驅動器和振動部件解耦，但由於需要額外的傳輸部件，整體穩定性通常會降低，這可能容易引起影響輸出音質的不穩定模式。這種佈置也可能導致換能器裝置更容易掉落失效或結構穩定性變差，從而導致較低的可靠性。

本申請揭露涉及一種電聲換能器裝置，其包括：具有空心盤體的第一發聲單元，空心盤體具有內部鏤空的盤形主體，鏤空處形成共振腔，其中，空心盤體中心區域相對的兩表面分別開設有中央傳聲口，其中，相對的中央傳聲口之間形成環狀開口，環狀開口定義進出空心盤體內共振腔的路徑；及第二發聲單元，環繞於中央傳聲口上方。

本申請揭露進一步涉及一種電聲換能器裝置，其包括：板狀構件，其上設有中央傳聲口，中央傳聲口實質定義一傳播軸線，其中，傳播軸線垂直於板狀構件而延伸，其中，中央傳聲口圍繞傳播軸線；及微機電發聲單元，環繞傳播軸線而設於中央傳聲口上方，其中微機電發聲單元包括：錨設於板狀構件的中央傳聲口周圍的基部；由基部延伸而出的彈簧部分；及被彈簧部分懸掛支撐的諧振膜部分。

本申請揭露進一步涉及一種電聲換能器裝置，其包括：錨設於板狀構件的中央傳聲口周圍的基部；由基部延伸而出的彈簧部分；及被彈簧部分懸掛支撐的諧振膜部分，其中彈簧部分由以不相交錯的線狀平面圖案構成。

為使能更進一步瞭解本申請的特徵及技術內容，請參閱以下有關本申請的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本申請加以限制。

現在將在下文中參考附圖更全面地描述本申請，其中示出了本申請的示例佈置。然而，本申請可以以許多不同的形式來體現並且不應被解釋為限於在此闡述的示例佈置。相反，提供這些示例佈置是為使本申請徹底與完整，並將本申請的範圍充分地傳達給本領域的技術人員。相似的附圖標記自始至終指代相似的元件。

本文中使用的術語僅用於描述特定示例佈置的目的，而不旨在限制本申請。如本文所用，單數形式“一”、“一個” 和“該” 旨意也包括複數形式，除非上下文另有明確指示。還應理解，術語“包含”和/或“包括”或“具有”在本文中使用時指定該特徵、區域的存在、整數、步驟、操作、元素和/或部件，但不排除存在或添加一個或多個其他特徵、區域、整數、步驟、操作、元素、部件和/或其組合。

如本文所用，術語“基材／基板／襯底”通常指在其上形成附加材料的基礎材料或構造。在一些示例中，在微型部件級別上，襯底可以指代半導體襯底、支撐結構上的基底半導體層、金屬電極、或具有形成在其上的一個或多個層、結構或區域的半導體襯底。襯底可以是常規的矽襯底或包括半導體材料層的其他體襯底。在宏觀封裝層面，基板可以指為其他功能器件部件提供結構支撐和信號連接的部件，例如印刷電路板（PCB）。

如本文所用，術語“配置”是指至少一種結構中的一種或多種的尺寸、形狀、材料成分、材料分佈、方向和佈置以及促進一種或多種結構的操作的至少一種設備結構和設備以預定的方式。

如本文所用，術語“縱向”、“垂直”、“橫向”和“水平”是參照基板的主平面（例如，基礎材料、基礎結構、基礎結構等）定義的。在其中或上面形成了一個或多個結構和/或特徵，並且不一定由地球引力場定義。 “橫向”或“水平”方向是基本上平行於襯底主平面的方向，而“縱向”或“垂直”方向是基本上垂直於或橫穿襯底主平面的方向襯底的主平面由與襯底的其他表面相比具有相對大面積的襯底表面限定。在一些示例中，主平面在本申請的附圖中顯示為水平的。

如本文所用之空間相關術語，例如“下方”、“下面”、“下頭”、“底部”、“上方”、“上面”、“上頭”、“前方”、“後方”、“ 左、“右”等是利於描述的方便，以描述一個元素或特徵與另一個元素或特徵的關係，如圖中所示。除非另有說明，否則空間相關術語旨在涵蓋除了圖中描繪的方向之外的材料的不同方向。例如，如果部件的佈置在圖中顛倒，則描述為“低於”或“位於”其他元素或特徵的元素將被定向為“高於”或“位於頂部” 的其他元素或特徵。因此，術語“下方”可以包括上方和下方的方向，這取決於附圖中描繪元件的方式，這對於本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。

如本文所用，術語“連接”和“被連接”指的是操作耦合或鏈接。連接的部件可以直接相互耦合，也可以間接耦合，例如通過另一組部件。

如本文所用，術語“基本上”和“實質上”指的是相當大的程度或範圍。當與事件或情況結合使用時，這些術語可以指事件或情況準確發生的情況以及事件或情況發生的情況非常接近，例如考慮製造的典型公差水平此處描述的操作。例如，“實質上所有”通常是指至少 90%、至少 95%、至少 99% 和至少 99.9%。

如本文所用，關於特定參數的數值的“約”或“大約”包括該數值、以及與該數值的差異程度在本領域普通技術人員所理解的特定參數的可接受公差範圍內的數值。

圖1描繪了根據本申請一些實施例的示例性電聲換能器裝置的部件的分解圖。例如，所示的換能器裝置100以插入式耳機的形式呈現，且是採用雙換能器部件（例如，第一換能器部件110、第二換能器部件120）的複合式設計。

從示例性圖示的左到右，換能器裝置100設置有用於連接用戶耳廓的第一外殼構件（例如，前殼構件）100-1；第一換能器部件110（例如：高頻聲學單元）；第二換能器部件120（例如：低頻聲學單元）；和第二外殼構件（例如，後殼構件）100-2。第一外殼構件100-1可以設置有突出的耳塞構件（例如，在實施例中以傾斜/成角度的佈置示出），其定義了用於連接用戶的外耳道的前腔室。第二外殼構件100-2可以形成用於容納附加設備部件的後腔室，例如，用於容置無線耳機設置的藍牙模組或用於有線配置的信號電纜部件。

在示例性佈置中，第一和第二換能器部件110、120中的每一者包括實質平面的構造。例如，第一換能器部件110包括具有相對較薄輪廓（例如，較高的半徑與厚度比）且中心區域鏤空的大體盤形主體。此外，聲輸出的傳播軸線A被定義為實質垂直於所示具有中央孔洞之平面體，且傳播軸線穿過中央孔洞（中央傳聲口）。此外，示例性第一換能器部件110的平面主體相對於傳播軸線A基本上呈幾何對稱。

示例性第二換能器部件120包括具有較厚輪廓、大致呈圓柱形的盤形本體，其本體結構環繞第一換能器部件110的中央孔洞而設。第二換能器部件120的傳播軸線也被定義為通過其中心區域基本垂直於其盤形本體。如所示佈置所示，第一換能器部件110和第二換能器部件120的傳播軸線基本上以同軸對齊的方式佈置。在一些佈置中，換能器部件的圓盤狀板體具有實質上的幾何對稱性（例如，所示實施例的圓形平面輪廓相對於傳播軸線A具有高度對稱性）。因此，傳播軸線實質上通過第一、第二換能器部件110、120各自的幾何中心。然而，完美的幾何對稱不是強制性的。在某些情況下，雖然換能器部件的中心聲音諧振部分（例如其中心孔周圍的部分；為力求圖式清晰而未在圖1中標示；請見後圖與對應描述）具有更高程度的幾何對稱性，但外部周圍部分（例如，邊緣部分）並不需要如此（例如，可見邊緣部分具有局部不對稱的凹口結構)。

第一和第二換能器部件110、120可以包括具有不同操作原理和性能特徵的不同類型的發聲單元。例如，在一些佈置中，第一換能器部件110可以包括專用於更高範圍的輸出頻譜的壓電聲學單元。相反，第二換能器部件120可以是配置用於中頻輸出的MEMS型聲學單元、專用於低頻範圍輸出的線圈型聲學單元、或平衡電樞等。特別地，可以通過現代半導體製造技術實現換能器部件的小外型尺寸（form factor），例如使用壓電型或MEMS型聲學單元（如圖9所示）。在所示的示例中，較高頻率的第一換能器部件110被佈置得更靠近佩戴者的耳膜，而較低頻率的第二換能器部件120以環繞第一換能器部件110的中央傳聲口的方式與之耦合、圍設在中央傳聲口所定義之傳聲路徑的上游方向。

值得注意的是，雖然圖示的實施例是以微型插入式耳機裝置來做為示例，但本申請的配置可用於其他應用，例如頭罩式耳機、移動電話、膝上型揚聲器、或甚至是具有適合特定應用規範的各種尺寸的獨立的發聲設備。

圖2描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的示例性換能器部件的等軸視圖和局部剖切增幅圖。例如，圖2圖示了換能器裝置200及其示例性換能器部件的局部剖視圖。

示例性換能器裝置 200 包括空心盤體，它實質地定義傳了傳播軸線A。例如，雖然不具有完美的幾何對稱性，換能器裝置200的空心盤體具有基本上圓形的平面形狀，在其中心區域形成有孔，使得穿過中心孔的假想線（例如，傳播軸線A）與空心盤體的幾何對稱軸基本重合。在一些實施例中，換能器裝置200可以對應於圖1中所示的第一換能器部件110。

所示換能器裝置 200 的空心盤體由一對板狀構件組成。在一些實施例中，所述板狀構件可包括一對實質上以垂直傳播軸線A方向而延伸的共振板212-1、212-2。

在圖示的例子中，板狀構件整體的平面輪廓呈圓形，其幾何中心便利地定義了傳播軸線。然而，應用上可以針對不同的應用要求採用其他平面輪廓。例如，在一些應用中，可以使用凸多邊形形狀。應注意的是，完美的幾何對稱並不是強制性的。

在一些實施方式中，共振板212-1、212-2中的每一者都具有圍繞傳播軸線A所開設的中央傳聲口O。換能器裝置200的空心盤體進一步包括周邊圍護結構（例如，環形墊片 216），其接合對共振板212-1、212-2於它們各自的外邊緣部分，從而在對板狀構件之間形成共振腔。因此，在板狀構件的中央傳聲口O之間形成了圍繞傳播軸線的環狀開口 R，以提供能夠進出共振腔的路徑。從通過中央傳聲口O 的外部角度來看，環狀開口 R類似於具有環形輪廓的狹縫，它允許流體連通到定義於對共振板212-1、212-2之間的共振腔中。

在一些實施方式中，成對的對板狀構件中的至少一個是主動發聲單元。在一些實施方式中，主動發聲單元可包括附接於共振板的壓電構件。以圖2為例，示例性換能器裝置200被示為擁有一對主動發聲單元。

在一些實施方式中，每個主動發聲單元具有一個如上所述的板狀結構（例如，共振板212-1、212-2），並且進一步包括同樣具有圓盤形體、且形成有對應於中央傳聲口O的中心孔的壓電構件214-1 (或214-2)。共振板212-1、212-2 將作為聲學共振膜，其可被同呈板狀之壓電構件214-1、214-2在施加電壓後所驅動，藉以構成用於產生聲音輸出的單層壓電片（unimorph）結構。在一些實施方式中，每個主動發聲單元的共振板上可以設置有一對壓電構件，分別佈置在板狀構件的每個平面上，從而構成雙層壓電片（bimorph）結構以增強聲音驅動性能。

壓電構件214-1、214-2 可以包括能展現壓電行為的壓電材料，其可通過施加電壓以驅動材料膨脹或收縮（進而產生振動）。示例性材料可以包括壓電陶瓷，例如鋯鈦酸鉛（PZT）、鈦酸鋇，以及鈦酸鉛、氮化鎵、氧化鋅。有機聚合物，例如 PVDF，或具有鈣鈦礦結構的鐵電材料（例如，BaTiO3 [BT]、(Bi1/2Na1/2) TiO3 [BNT]、(Bi1/2K1/2) TiO3 [BKT]、KNbO3 [KN] , (K, Na) NbO3 [KNN]) 也可能適用。共振板可以包括能夠被驅動產生振動的彈性材料。適用於共振板的材料可包括能夠承受沖壓或衝擊成型工藝的金屬/合金。

在所示示例中，換能器裝置200包括了實質定義傳播軸線A的空心盤體。示例性空心盤體包括一對共振板212-1、212-2，每個基本上以垂直於傳播軸線A的方向延伸。此外，共振板212-1、212-2中的每一個都具有圍繞傳播軸線而佈置的中央傳聲口O。換能器裝置200的空心盤體還包括周邊圍護結構（例如環形墊片216），其接合對共振板212-1、212-2各自的外緣部分，從而定義出位於對板狀構件之間的共振腔。同時，圍繞傳播軸線A的環狀開口R被形成於共振板212-1、212-2的中央傳聲口O之間，提供了能夠進出共振腔的路徑。換能器裝置200還包括一對主動發聲單元。每個主動發聲單元包括附接到板狀構件（共振板212-1、212-2）的驅動構件（例如，壓電構件214-1、214-2）。

與傳統的單層壓電片設計相比，本申請所揭露之電聲換能器裝置能在擴展的輸出頻率範圍中提供額外的聲壓水平，其可以在部件尺寸增加幅度最少的情況下顯著地提高換能器性能。以圖2所示的換能器 200為例，其壓電構件由於逆壓電效應而被輸入電信號驅動以產生聲音。其中由該共振板212-1、212-2分離佈置所形成的共振腔，在通過擠壓腔室中的空氣而促使產生附加共振，從而可在其擴展的頻帶中獲得聲壓級（sound pressure level, SPL）的提升。因此，輸出的聲壓級可以在整個頻率響應中獲得連續帶寬範圍的增加。在一些實施方式中，優化的頻率帶寬大約在20kHz至400kHz的範圍。申請人潛心研究發現，由於聲波的指向性與頻率成反比，若聲電換能器裝置的輸出信號落在一般人耳可聽見的頻率範圍是(20 Hz ~ 20 kHz)，其指向性較差。在實際應用中，20kHz至400kHz 所屬的高頻運用領域能為揚聲器裝置提供更佳的信號輸出指向性。若以超聲波作為載波，將人耳可聽範圍的頻率訊號載入其中，由揚聲器發出，透過空氣自然的非線性解調作用，可產生具有指向性的可聽見聲波，實現指向性揚聲器。指向性揚聲器具有極佳的聽眾針對性，用於手機中可避免通話內容外洩、確保隱私；用於穿戴式裝置（例如，虛擬實境／VR）時，揚聲器將更不受傳統耳機結構形態的限制；僅將指向性揚聲器指向耳內即可傳遞聲音信號給使用者，進而增加產品設計的彈性。

圖3描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的示例性換能器部件的各種組裝配置。例如，圖3顯示了適用於以平板式板狀構件佈局的換能器裝置300之示例性結構配置。

在一些實施例中，換能器裝置300的空心盤體基本上由一對實質平坦的板狀構件組成。示例性換能器裝置300的一對板狀構件之中，至少有一個為主動發聲構件310，其實質上由共振板312-1和驅動構件314組成。在一些佈置中，驅動構件 314和共振板312-1都具有基本上環形的平面輪廓。在一些佈置中，共振板312-1的外徑大於驅動構件314的外徑。在一些佈置中，驅動構件314和共振板312-1是彼此實質上同心耦合。

在一些佈置中，環形墊片316 可以置於一對共振板312-1、312-2之間，以共同形成共振腔。可以藉由調整環形墊片316 的厚度以使共振腔對應於所需的工作輸出頻率範圍發揮作用。相應地，環形墊片316的外表面至少部分地形成空心盤體的周邊圍護結構。例如，示例性環形墊片316 的外圓周表面可（至少部分地）構成換能器裝置 300 基本平坦之空心盤體的側面／橫向表面。部件的周緣可以通過膠合（例如環氧樹脂）或焊接（例如激光焊接）方式達到結構上的連接。需要注意的是，雖然所示示例展現出高度的幾何對稱性（例如，同心圓），但在一些實際應用中它可能不是嚴格的要求。

驅動構件314（例如，壓電構件）的數量和位置可以採用各種不同的佈置方式，其取決於性能或其他應用要求。例如，為了更高的性能要求，可以使用雙驅動構件配置（如驅動構件對314a／314b／314c所示）。在這種情況下，驅動構件（例如，驅動構件對314a／314b／314c）可以駐留在共振腔內或共振腔外。此外，墊片（例如，環形墊片316a／316b／316c）的厚度可以被對應地調整以適應驅動構件對的放置形式。另一方面，對於注重預算或尺寸的實施例，則可以使用單個驅動構件設置（如單一驅動構件314d／314e所示）。

圖4描繪了根據本申請電聲換能器裝置的複合式換能器的多種示例性集成配置。

在一些實施方式中，可僅使用一個主動發聲構件（如圖4左側所示之配置（a）、（b）、（c）、（d）中使用的單一主動發聲裝置（如，換能器單元410）。此外，在一些實施方式中，共同定義共振腔的一對板狀構件中的一者可以共體地形成為換能器外殼的一部分（例如，殼體構件400）。例如，如配置（a）-（d）所示，殼體構件400設置有內隔間壁，並且在內隔間壁上佈置有空穴以定義共振腔。此外，內隔間壁朝向外殼構件中心軸線（例如，傳播軸線A）而減小的厚度（例如，示例為階梯結構）可以被作為一體形成的換能器板狀構件（例如，先前已述的第一板狀構件）。因此，本示例中所示的換能器單元410可以設置在內隔間壁的相對側（即，與較薄的壁區域相對並且跨入共振腔），從而在結構功能上形成複合式換能器裝置中的第一換能器部件（例如，如圖1所示的第一換能器部件110）。

在一些實施方式中，可使用一對主動發聲單元（例如，換能器單元410a、410b）來增強聲學輸出性能（如圖4右側所示的 (e)、(f)、(g)、(h) 配置方式）。例如，換能器單元410a、410b 可以設置在內隔間壁的相對兩側上，其中在它們之間保持間隙以形成用於定義共振腔的空間容積。藉此，複合式換能器裝置中的第一換能器裝置（例如，如圖1所示的第一換能器部件110）得以形成。

在圖示的實施方式中，殼體構件400還被配置為可容納額外的換能器裝置。例如，不同類型的電聲換能器的附加換能器裝置亦可以整合於其內。例如，附加換能器裝置可以是線圈型聲音發聲器，其在聲音輸出的較低頻譜方面表現出色。在一些實施例中，附加換能器裝置可以是以圖9所示的方式集成設置在主動發聲單元（例如，換能器單元 910）上的MEMS型聲學單元（例如，增幅單元 920）。這將在後面對應圖9的部分進一步描述。

換能器單元420的傳播軸線A沿著主動發聲單元410的傳播軸線同軸佈置。本示例之複數集成換能器裝置中的中央傳聲口（圖中未特別標示）被設置用來輸出來自兩個換能器裝置410、420所集成的混合聲信號。

圖5描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的示例性換能器部件的平面圖和截面圖。例如，圖5示出了示例性換能器部件500、500'，其具有用於增強聲學耦合性能的附加聲音通道設計（例如，當與如圖4所示之第二換能器部件420組合後）。

在兩個所示圖例中，兩者皆具有外圍聲學端口Op，其圍設於示例性換能器部件500／500' 的外圍部位（例如，邊緣部分）並呈周向佈置。

以換能器部件 500 為例，其採用環形墊片的配置方案。其中除了中央傳聲口 Oc之外，更具有沿著環形墊片516 的圓形外圍區域所開設的多個外圍聲學端口 Op。一對板狀構件512a、512b分別被設在環形墊片516的兩側（類似於圖3中描繪的夾設方式）。然而，在本實例中，環形墊片516的直徑實質上大於板狀構件512a、512b的直徑，使得額外提供的外圍聲學端口Op可以沿著傳播軸線A的方向從板狀構件512a／512b暴露而不受到干擾。

在圖示的示例中，外圍聲學端口Op以大致等距間隔、基本上對稱的方式圍繞傳播軸線A而設置。應注意，實際應用時可根據特定應用要求使用其他放置模式。在一些佈置中，外圍聲學端口Op具有圓形輪廓並且尺寸小於中央傳聲口Oc的尺寸。

以換能器部件 500'為例，其採用碗形配置方案。其中具有較大半徑的板狀構件 512a' 耦合至碗形之板狀構件 512b' 而形成的共振腔。除了中央傳聲口Oc'之外，沿著板狀構件512a' 的外圍沿著圓周的區域另設置有多個外圍聲學端口Op'。為了避免干擾，外圍聲學端口Op'的位置被佈置在碗形板狀構件512b' 的圓周範圍之外。

在圖示的示例中，外圍聲學端口 Op' 以大致等距相間、基本上對稱的方式圍繞傳播軸線A而設置。應注意，實際應用時可根據特定應用要求使用其他放置模式。在一些佈置中，外圍聲學端口Op'具有圓形輪廓並且尺寸小於中央傳聲口Oc'的尺寸。

當與第二換能器部件耦合時（如圖 4 所示的同軸佈置的低頻聲學單元 420），來自第二換能器部件的低範圍輸出信號可以通過高頻換能器部件（例如換能器410／420）周圍的外圍聲學端口Op／Op' 發送，以環繞從中央處發出的高頻信號，從而能夠產生具有聲學深度以及從低音到高音平順過渡的不同聽覺感受。

圖6描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的換能器耦合佈置的平面圖和截面圖。例如，圖6示出在壓電換能器單元（例如，換能器單元 610／610’／610”）搭配使用外部安裝機構（例如，固持環 600／600'／600"）的示例性佈置態樣。

對於空間要求更嚴格的應用（例如，耳塞/插入式耳機），可以使用尺寸適合用戶耳道的較小安裝支架（例如固持環 600／600'／600"）。例如，可以提供具有適當小直徑的圓環型安裝支架以容納根據本申請的小型化壓電換能器（例如，換能器單元610）。換能器單元610可以在結構設計上與前面的例子類似（例如圖1-3中描述的裝置）。另一方面，固持環600可以是獨立的部件，亦可是與殼體構件集成的結構（如圖4所示之殼體構件400的內隔間壁）。

固持環600的中心中空區域的尺寸可以略小於換能器單元610的直徑，以便建立用於固持的機械界面。在一些佈置中，換能器單元610可以採用類似圖5中換能器部件500’所示的碗型配置，其底部的階梯狀輪廓被配置為適合固持環600的中心空心區域，從而建立較大的耦合介面。

除了中心空心區域之外，附加的外圍聲學端口可以集成地設在固持環上。例如，在固持環600’ 較厚的邊緣部分中可設置多個外圍聲學端口Op。在本示例中，外圍聲學端口 Op 的放置位置被投影地保持在換能器 610' 的圓周之外，以防止對低頻信號輸出的干擾（例如，來自第二換能器單元，例如圖4中所示的部件420的低頻輸出）。

類似地，多個外圍聲學端口Op沿示例性固持環600”的外圍區域呈圓周佈置，且更進一步向外設置並局部穿過其較厚的邊緣部分。應注意的是，外圍聲學端口Op的具體數量、形狀、位置取決於實際應用需求，不應局限於本圖中所示的示例性配置。

圖7描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的換能器耦合佈置的平面圖和截面圖。例如，圖7示出了根據本申請用於同時容納一個或多個壓電換能器部件（例如，換能器710／710-1／710-2／710-3）的示例性安裝支架（例如，固持構件700／700'）。

對於更大尺寸和／或更高輸出要求的應用（例如，諸如耳罩式耳機的可穿戴設備，或者甚至諸如揚聲器單元的固定設備），可以使用具有多個安裝插槽的更大型安裝支架（固持構件700／700'）。例如，可以運用具有多個固持槽S的圓盤型的固持構件700／700’以同時容納一個或多個小型化壓電換能器（例如，換能器710、710-1、710-2、710-3）。換能器710在結構設計上可與先前示例中描述的那些相比擬（例如，圖1-3）。另一方面，固持構件700／700’可以是一個獨立的部件，也可以是集成於外殼構件上的一體結構（如，圖4所示之殼體構件400的內隔間壁）。

由於壓電式的換能器 710、710-1、710-2、710-3 個體單元的小外型尺寸性質，在固持構件700／700' 中同時提供多個固持槽 S 可以靈活地實現換能器在數量和／或放置位置上的選擇，從而滿足廣泛的應用需求。例如，在固持構件700上的居中位置所單獨設置的換能器710提供較經濟實惠的設置方案。相反地，對於需要更高輸出能力的更大應用，可以在固持構件700’上同時採用多個換能器配置（例如，換能器 710-1、710-2 和 710-3），以最小的硬件改變來滿足更高的性能要求。

圖8描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的換能器部件的示例性結構佈置。例如，圖8示出示例性電聲換能器裝置800的平面圖和相應的截面圖。

換能器裝置800包括圓形且大致呈板狀的空心盤體，其中心區域形成有孔。換能器裝置800的空心盤體包括一對板狀構件812-1、812-2，它們呈平行佈置並且彼此保持分離（例如，通過環形墊片相隔，本圖未具體標記），從而限定了其之間的共振腔。板狀構件812-1、812-2中的每一個都設置有中央傳聲口O。藉此，環形開口被形成於該對板狀構件812-1、812-2分別的中央傳聲口O之間；環形開口供了進出共振腔的路徑。

在圖示的實施方式中，板狀構件812-1、812-2兩者自身均為主動發聲單元。例如，板狀構件812-1、812-2中的每一者都具有附接於其上的驅動構件814-1／814-2（例如，壓電層，其佈置在共振腔外）。設置於驅動構件814和板狀構件812之上的一個（或多個）導電佈線822被設置用來傳輸電信號。導電佈線822可以包括有利於減小外型尺寸和器件可靠性的平面信號傳導結構。例如，導電佈線822可以是藉由諸如電鍍或物理氣相沉積（PVD）技術的合適方法設置、或者集成在柔性印刷電路（FPC）構件上的導電佈線圖案。

在當前圖示中，電觸點818佈置在導電佈線822與板狀構件812和驅動構件814之間，以實現信號連接。導電層824可設置在驅動構件814的平坦表面上。可以在導電層824上進一步形成保護層（例如，鈍化層826）。

圖9示出了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的橫截面圖。例如，圖9示出了複合型電聲換能器部件900，其使用了同軸配置的換能器單元910（例如，如前所述的壓電式換能器 200）和增幅單元920（例如，MEMS式換能器）的垂直集成架構。

換能器單元910可為前例所述的板狀裝置（例如圖1所示的第一換能器部件110），其中心區域形成有孔。具體地，所示換能器單元 910包括一對板狀構件（未具體標記），其平行排列並通過環形墊片（未具體標記）保持彼此分離，從而定義共振腔 C1。每個板狀構件都設有一個中央傳聲口。因此，在板狀構件的中央傳聲口之間形成了一個環狀開口，可以允許進出共振腔C1。此外，換能器單元910的中心區域是懸空的並且沒有受到物理障礙（例如，與其他設備部件有實質形式的結構連接／附接）。

此外，圖中所示的換能器單元 910 的兩個板狀構件皆屬於主動發聲單元，其具有附接到其上的相應驅動構件（例如佈置在共振腔外的壓電驅動層，本圖沒有特別標註）。一對導電佈線被提供用以將電信號傳輸到換能器部件。此外，電觸點佈置在導電佈線和驅動構件之間以實現信號連接。換能器單元910實質具有與其輸出音場相應的第一傳播軸線，其定義方式與示例所討論的相似（例如，圖1所示的傳播軸線A）。例如，換能器單元910音場輸出的傳播軸線被定義為實質垂直於所示具有中心孔的平面體、穿過其中央孔洞（中央傳聲口）；示例性換能器單元910的平面主體相對於傳播軸線亦基本上呈幾何對稱。

附加的增幅單元920（例如，圖1所示的第二換能器部件120）可以包括與半導體製造工藝的微處理技術兼容的MEMS結構。增幅單元920實質上定義了與其輸出音場相應的第二傳播軸線，其佈置成與換能器單元910的傳播軸線基本對齊。在所示示例中，增幅單元920係佈置在換能器單元910的其中一個共振板上，且其呈環狀中空的結構環繞於換能器單元910的中央傳聲口上方。例如，所示增幅單元 920的部分結構部件於投影方向覆蓋（cover over）了定義此裝置傳聲路徑的中央傳聲口。在一些應用情境中，換能器單元910 為輸出頻率範圍較高的基礎發聲單元，其被佈置得更靠近佩戴者的耳膜；而附加的增幅單元920以環繞換能器單元910的中央傳聲口的方式與之耦合，並圍設在中央傳聲口所定義之傳聲路徑、離配戴者耳膜較遠的上游方向。如此傳播軸相互重疊對齊的設置促使基礎發聲單元和增幅單元之間進一步的聲學激勵，從而提高設備的輸出性能。增幅單元920包括與換能器單元910相接、並圍繞中央傳聲口O且呈環形的基部921。在一些實施方式中，基部921可以包括電路板層。

材料層922（例如，半導體材料）進一步設置在基部921上，並且投影佈置在換能器單元910的中央傳聲口上方。材料層922可以包括錨固在基部921 上的驅動部分922a、從驅動部分922a 延伸而出的彈簧部分922s、以及被彈簧部分922s 懸掛並對準中央傳聲口上方的諧振膜部分922m。在一些實施方式中，材料層922可以由矽襯底製成。利用材料層922在中央傳聲口投影上方形成的懸臂結構，可以在增幅單元920和換能器單元910之間定義出附加共振腔C2。

在一些應用中，附加的增幅單元可為被動式單元、其可由半導體材料所製成的微機械結構形成。在一些應用中，與基礎發聲單元（例如，板狀壓電式的換能器單元910）共軸設置的被動式的增幅單元雖然本身不具有驅動部件（例如，壓電材料層），但藉由輸出傳播軸線的對齊，得以形成額外加成的共振效果，進而在材料與製造成本的考量下仍進一步優化裝置的聲音輸出特性與性能（圖17提供進一步討論）。在一些應用中，附加的增幅單元（如圖所示的增幅單元920）可以進一步具備驅動結構（如，驅動構件923）。

圖9所示的示例中，驅動構件 923 佈置在材料層922的驅動部分922a 之上，被配置成在接收到電信號（例如電壓）時施加驅動力以通過彈簧部分922s引起諧振膜部分922m的振動。在一些實施方式中，驅動構件 923包括與之前描繪的壓電層相當的MEMS致動器。導電層結構（例如，電極層）924可進一步設置在驅動構件923上。

在所示的佈置中，驅動構件 923 以及導電層結構 924 橫向延伸剛好接近半導體層的彈簧部分 922s。也就是說，彈簧部分 922s和諧振膜部分 922m基本上沒有受到額外的材料覆蓋。因此，諧振膜部分 922m和彈簧部分 922s可以具有比驅動部分 922a更薄的厚度。這樣的佈置可以幫助諧振膜部分 922m得到更好的振動自由度，進一步增強裝置的聲學性能。

封裝蓋 925 可進一步設置在基部 921 上，以提供對下方精密的換能器部件的屏蔽。封裝蓋 925還配置有與諧振膜部分 922m／中央傳聲口對齊的中心開口。

圖10示出了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的橫截面圖、以及其所對應的示例性輸出頻率圖。

例如，圖10示出了複合型電聲換能器裝置1000橫向截面圖，以及與之對應的示意性輸出與頻率圖。所示複合型電聲換能器裝置1000包括被以垂直集成方式配置的發聲單元（作為提供基礎激勵的基礎換能器，例如板狀壓電式的第一發聲單元1010）以及配置為用以產生增強聲壓的發聲單元（作為增幅單元，例如微機電式的第二發聲單元1020）。在一些實施方式中，第一發聲單元1010可以利用如前實施例所揭露的空心板狀換能器構件。在一些實施方式中，第二發聲單元1020可以是與半導體製造工藝的微處理技術兼容的微機電（MEMS）結構。然而，在一些實施方式中，兩個發聲單元1010、1020的發聲頻段與之間的主／被動角色可以互換（以下將具體描述）。

第一發聲單元1010，其上設有中央傳聲口O，以及設置在中央傳聲口O上方的第二發聲單元1020。中央傳聲口O實質定義了傳播軸線A。如圖10所示，傳播軸線A以實質垂直第一發聲單元1010的方向延伸。同時，中央傳聲口O圍繞傳播軸線A。如此安排使電聲換能器裝置1000所產生的音場輸出將大致以傳播軸線A為幾何對稱基準、並沿著其方向行徑。

第二發聲單元1020包括了錨設於第一發聲單元1010的中央傳聲口O周圍的基部1021；由基部1021延伸而出的彈簧部分1022s；以及被彈簧部分1022s懸掛支撐的諧振膜部分1022m。與前面的示例類似，基礎換能器單元（如，板狀壓電式的第一發聲單元1010）和附加的增幅單元（如，微機電式的第二發聲單元1020）呈現同軸配置。所示第二發聲單元1020的部分結構部件（例如，諧振膜部分1022m）於投影方向覆蓋開設於第一發聲單元1010中央部位的中央傳聲口O。在一些應用情境中，第一發聲單元1010被佈置得更靠近佩戴者的耳膜；而第二發聲單元1020以環繞第一發聲單元1010的中央傳聲口O的方式與之耦合，並圍設在中央傳聲口O周圍、離配戴者耳膜較遠的上游方向。

具體地，圖10所示的示例展示了第一發聲單元1010與第二發聲單元1020均為主動發聲裝置的實施態樣。

例如，在所示實施例中，第一發聲單元1010為具有作為驅動構件的壓電材料層1014的主動發聲單元。所示驅動構件亦為中央部位開設有穿孔的板狀結構，其上的穿孔與的中央傳聲口O相應對齊。同時，在所示實施例中，第二發聲單元1020亦為主動發聲裝置，其具有連接於基部1021與彈簧部分1022s之間、用以驅動諧振膜部分1022m之驅動部分1022a。在圖示之例中，第二發聲單元1020係設置在第一發聲單元1010的驅動構件（如，壓電材料層1014）上。不過，在一些應用中，共軸設置的兩個發聲單元1010、1020可以採用成本較低的主、被動式搭配。例如，兩個同軸相疊的發聲單元1010、1020 的其中一者可為不具備驅動構件的被動式發聲單元，作為被另一者驅動而產生共振效果的增幅單元使用。

在沿著傳播軸線A的方向上，第一發聲單元1010和第二發聲單元1020之間因縱向集成形成附加的共振腔C，可促發增強的共振效應。舉例而言，第二發聲單元1020的較低諧振頻率和第一發聲單元1010的較高諧振頻率可產生疊加聲壓的效果，從而滿足大頻帶寬的工作要求。例如，第二發聲單元1020在通電時可產生基本聲壓；由於第一發聲單元1010 被第二發聲單元1020進一步激勵，可以增生額外頻率的聲壓（如圖10下方的聲壓頻率輸出圖所示，由輸出O ₁₀₁₀與輸出O ₁₀₂₀所集成而得的總輸出O _f），從而增加整體頻率響應中高聲壓的連續帶寬。

此外，通過半導體工藝的微製造技術，可以製造不同幾何形狀的揚聲器結構。當輔以壓電材料的應用時，主動部件（例如壓電致動器）和無源部件（例如共振膜和彈簧）的集成可以在單個晶圓上實現。此外，利用微製造技術提供的設計靈活性、彈簧剛度（如彈簧係數）、和振膜質量（如質量）都可以根據揚聲器應用頻段的需要進行調整。

圖11顯示了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的微機電式換能器部件的各種視圖。例如，圖11提供了可顯示示例性微機電式換能器裝置1100的示意性佈局佈置的平面圖和截面圖，以及其在操作中的示意圖。

從中心到外圍區域，示例性微機電式換能器裝置1100包括諧振膜部分1122m（具有質量m）、彈簧部分1122s，其可由半導體材料（例如，矽）經圖案化製成（例如，通過光刻技術）而形成、以及呈懸臂配置的驅動部分 1122a，其圍繞並支撐彈簧部分1122s和諧振膜部分（諧振膜部分）1122m。

驅動部件（例如，壓電致動層，圖中未標示）佈置在驅動部分1122a上方並且被配置為在接收到電信號時施加驅動力以通過彈簧部分1122s而引起共振膜部分1122m的振動。驅動構件橫向延伸剛好接近彈簧部分1122s，使得彈簧部分1122s和諧振膜部分1122m基本上不受到額外的材料覆蓋。

通過半導體工藝的微製造技術，可以製造不同幾何形狀的MEMS結構。例如，通過利用微製造技術提供的設計靈活性，可以微調彈簧剛度 (𝑘) 和膜質量 (𝑚) 以滿足特定應用的頻帶要求。

圖12描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型換能器部件的示例性配置圖。例如，圖12展示了根據本申請實施例的數種可行的電聲換能器結構配置（例如，換能器裝置1200A、1200B）。

在圖12（A）的示例中，換能器裝置1200A包括第一發聲構件1210，以及與第一發聲構件1210的輸出傳播軸線實質同軸而設的第二發聲構件1220。圖例所示的第二發聲構件1220可類似於前述的微機電式發聲單元（例如，如圖11所示的裝置1100）。

與前述實施例類似，所示第一發聲構件1210具有基本呈板狀的結構輪廓，在其幾何中心區域設有中央傳聲口O。中央傳聲口O實質定義了第一發聲構件1210音場輸出的傳播軸線A。如前例所述，傳播軸線A以大致垂直第一發聲構件1210板狀本體的方向延伸。中央傳聲口O為貫穿第一發聲構件1210板狀本體的出音孔，其在位置上圍繞傳播軸線A。

圖12（A）與圖12（B）所示的第一發聲構件1210皆為主動式發聲單元，其進一步包括驅動構件1214／1214’（例如，壓電材料層）。在一些應用（如圖12（A）的示例）中，第二發聲構件1220設置於驅動構件1214之上。具體地，驅動構件1214亦為中央部位開設有穿孔的板狀結構，其上的穿孔與中央傳聲口O相應對齊。在一些應用（如圖12（B）的示例）中，電聲換能器裝置1200B具有設置在第一發聲構件1210’之共振板1212上的第二發聲構件1220’。即，在圖12（B）的示例中，第二發聲構件1220’並不與第一發聲構件1210’的驅動構件1214’物理接觸。此種設計在一些使用情境中可進一步促使整體結構厚度的縮減，進而增加裝置整合運用的彈性。然而，在一些應用中，第一發聲構件1210亦可是如前例所述、不具備驅動構件的被動式附加增幅單元。

第二發聲構件1220具有實質環形中空的結構輪廓（如本示例所示，如同盆口朝下而面向第一發聲構件1210的半開放式碗狀結構），其環繞傳播軸線A而設於第一發聲構件1210的中央傳聲口O上方。所示第二發聲構件1220包括了錨設於第一發聲構件1210之中央傳聲口O周圍的基部1221；由基部1221延伸而出的彈簧部分1222s；及被彈簧部分1222s懸掛支撐的諧振膜部分1222m。此等部件與前述示例（如圖10、11所示之例）雷同，在此不再贅述。

圖13描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型換能器部件的示例性配置圖。例如，圖13展示了根據本申請實施例的數種可行的電聲換能器結構配置（例如，換能器裝置1300A、1300B）。

在圖13（A）的示例中，換能器裝置1300A包括具有空心盤體的第一發聲單元1310，空心盤體具有內部鏤空的盤形主體，鏤空處形成共振腔C。其中，第一發聲單元1310之空心盤體中心區域的相對兩面分別開設有中央傳聲口O1、O2。相對而設的中央傳聲口O1、O2對應了第一發聲單元1310的音場輸出傳播軸線A。換能器裝置1300A進一步包括與傳播軸線A實質同軸而設的第二發聲單元1320。圖例所示的第一發聲器單元1310可類似於先前圖3所示的單驅外置式（如，驅動構件314d）板狀構件，而第二發聲單元1320可類似於前述的微機電式發聲單元（例如，如圖11所示的裝置1100）。其中，第二發聲單元1320環繞設置於中央傳聲口O2的上方。在多數應用中，第二發聲單元1320被設置在沿著傳播軸線A輸出方向的上游處。

第二發聲單元1320可為微機電式的發聲單元，其具有實質環形中空的結構輪廓（如本示例所示，如同盆口朝下而設置的半開放式碗狀結構），其環繞傳播軸線A而設於中央傳聲口O2上方。所示第二發聲單元1320所具備的各部件與圖10、11所示之例雷同，故在此不再贅述。

第一發聲單元1310的驅動構件1314（例如，環狀的壓電材料層）被鋪設在板狀構件（如，第一共振板1312-1）之外表面，圍繞於中央傳聲口O1周圍。另一方面，第二發聲單元1320被設在與第一共振板1312-1相對的第二共振板1312-2的中央朝內部位，因而處於共振腔C之中。在一些應用中，第二共振板1312-2可以是開設有中央傳聲口O2以及外圍聲學端口Op的板狀結構（例如，類似圖6所示的固持環600’）。在一些應用中，第二共振板1312-2可以是具有中央傳聲口O2以及以環狀方式佈設之外圍聲學端口Op的電路板，其用以耦合第一共振板1312-1並同時承載第二發聲單元1320。如此結構安置可讓第一共振板1312-1同時扮演第二發聲單元1320的保護／封裝蓋。

在圖13（B）的示例中，換能器裝置1300B包括具有空心盤體的第一發聲單元1310’，空心盤體具有內部鏤空的盤形主體，鏤空處形成共振腔C’。第一發聲單元1310’之空心盤體中心區域的相對兩面分別開設有中央傳聲口O1’、O2’。相對而設的中央傳聲口O1’、O2’對應了第一發聲單元1310’的音場輸出傳播軸線A’。換能器裝置1300B進一步包括與傳播軸線A’實質同軸而設的第二發聲單元1320’。

第一發聲單元1310’的驅動構件1314’（例如，環狀的壓電材料層）被鋪設在板狀構件（如，第一共振板1312-1’）之外表面，圍繞於中央傳聲口O1’周圍。另一方面，第二發聲單元1320’被設在與第一共振板1312-1’相對的第二共振板1312-2’的中央朝內部位，因而處於共振腔C’之中。在一些應用中，第二共振板1312-2’可以是開設有中央傳聲口O2’以及外圍聲學端口Op’的板狀結構（例如，類似圖5所示的固持環500’）。第二發聲單元1320’可類似於的微機電式發聲單元（例如，如圖11所示的裝置1100）。其中，第二發聲單元1320’環繞設置於中央傳聲口O2’的上方。在一些應用中，第二發聲單元1320’被設置在沿著傳播軸線A’輸出方向的上游處。所示第二發聲單元1320’所具備的各部件與示例（如圖10、11所示之例）雷同，故在此不再贅述。

圖14描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型換能器部件的示例性配置圖。例如，圖14展示了根據本申請實施例的數種可行的電聲換能器結構配置（例如，換能器裝置1400A、1400B）。

在圖14（A）的示例中，換能器裝置1400A包括第一發聲單元1410，以及圍繞第一發聲單元1410之傳播軸線A、由複數第二發聲單元1420共同組成的發聲單元陣列。圖示陣列中的每一個第二發聲單元1420可類似於前述的微機電式的發聲單元（例如，如圖11所示的裝置1100），其結構部件細節不再贅述。

與前述實施例類似，所示第一發聲單元1410具有基本呈板狀的結構輪廓，在其幾何中心區域設有中央傳聲口O。中央傳聲口O實質定義了第一發聲單元1410音場輸出的傳播軸線A，其以大致垂直第一發聲單元1410板狀本體的方向延伸。中央傳聲口O為貫穿第一發聲單元1410板狀本體的出音孔，其在位置上圍繞傳播軸線A。

第一發聲單元1410為主動式發聲單元，其進一步包括驅動構件1414（例如，壓電材料層）。在所示圖例中，驅動構件1414被設置在第一發聲單元1410不與第二發聲單元1420直接接觸的板狀結構的下表面。類似於前述諸例，驅動構件1414為中央部位開設有穿孔的板狀結構，其上的穿孔與中央傳聲口O相應對齊。

圖14（A）示例中的發聲單元陣列係由環設於中央傳聲口O周圍的四個第二發聲單元1420所組成。所示的複數第二發聲單元1420實質上以傳播軸線A為基準呈幾何對稱方式分佈。藉此，複數第二發聲單元1420所組成的陣列得以形成一個等效發聲單元，其共同定義了對應於該發聲單元陣列之音場輸出的第二傳播軸線。而如圖所示之環狀幾何對稱的圍設方式，使得第一發聲單元1410與發聲單元陣列（由第二發聲單元1420、1420-2、1420-3、1420-4等組成）所對應的等效傳播軸線實質同軸對準。在一些應用中，發聲單元陣列環繞設置於中央傳聲口O的上方。在一些應用中，發聲單元陣列被設置在沿著傳播軸線A輸出方向的上游處。

實際應用中，發聲單元陣列所包含的具體發聲單元數量與其陣列圖案分佈的方式可視設計需求而調整，而不需侷限於圖中所示的態樣。例如，圖14（A）的示例中，複數發聲單元陣列（如，第二發聲單元1420、1420-2、1420-3、1420-4）不與中央傳聲口O投影重疊，而僅是圍設於其周邊區域。然而，在一些應用中，陣列中的一個或多個發聲單元亦可以完全或部分投影覆蓋的方式設置於中央傳聲口O上方。如諸多前例所述，此等設計得以使兩個音域不同之換能器部件（如，第一、第二發聲單元1410、1420）的輸出達到更加的聲學耦合，從而能夠產生具有聲學深度以及平順過渡的輸出效果。

在圖14（B）的示例中，換能器裝置1400B包括板狀構件1410’，其具有開設於幾何中心部位的中央傳聲口O’與圍設在中央傳聲口O’周圍的多個外圍聲學端口Op’；以及設在中央傳聲口O’上方的第二發聲單元1420’。圖示之板狀構件1410’可類似於前例（如圖6）所描述之安裝結構（例如，固持環600’／600”）；而圖示之第二發聲單元1420’可類似於諸多前例中所述的裝置（例如，如圖11所示的裝置1100），故其結構部件細節不再贅述。

圖15描繪了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置運用陣列式發聲單元的示例性配置圖。例如，圖15（A）的平面圖與圖15（B）的對應截面圖（取自圖15（A）中的切線A-A’）展示了根據本申請一些實施例之電聲換能器結構中所適用的陣列式微機電式發聲裝置1520。

示例性陣列式微機電式發聲裝置1520包括複數個具有環形平面輪廓的基部1521、1521’；由該等基部延伸而出、並被驅動構件（如，壓電層結構1514、1514’）覆蓋的驅動部分1522a／1522a’；由該等驅動部分延伸而出的彈簧部分1522s／1522s’；以及被這些彈簧部分懸掛支撐的諧振膜部分1522m／1522m’。在所示陣列中，複數發聲單元的複數個基部、複數個彈簧部分、及複數個諧振膜部分係集成於同一半導體基材。例如，圖15所示的高重複性結構布局係可藉由半導體材料（例如，矽）經圖案化製成（例如，通過光刻技術）而形成。陣列式微機電式發聲裝置1520中的每一個發聲單元與其中部件可適用前述諸例所描述的微機電式的發聲單元（例如，如圖11所示的裝置1100），故其結構細節不再贅述。

在此例中，陣列式微機電式發聲裝置1520具有九個以［3x3］方形矩陣方式布局的發聲單元。然而，在實際應用中，發聲單元陣列所包含的具體發聲單元數量與其陣列圖案分佈的方式可視設計需求而調整，而不需侷限於圖中所示的態樣。例如，在一些實施例中，發聲單元陣列可以環形徑向對稱的方式布局。

圖16反映出根據本申請示例換能器部件的性能增強的輸出與頻率圖。具體地，圖16顯示了雙主動發聲單元（如，基礎發聲單元1610與增幅發聲單元1620）的複合型電聲換能器裝置1600的聲壓輸出與對應頻率圖，並呈現其與傳統單層壓電片式換能器裝置1600’的性能對比。

複合型電聲換能器裝置1600的結構設置可與圖10所示的裝置1000雷同，其同樣具有呈板狀的基礎發聲單元1610以及附加其上的增幅發聲單元1620。如同先前示例（如，圖10）所述（如，裝置1000），兩個發聲單元1610、1620均為具有驅動構件（例如，壓電層1614）的主動式裝置。由於裝置部件的結構細節特徵相似，在此不再贅述。

相較於僅能產生單頻域單聲壓峰值的傳統的單層壓電片裝置1600’（其輸出圖由虛線顯示）相比，複合型電聲換能器裝置1600的兩個發聲單元1610、1620各別對應的共振頻域、以及兩者之間形成的共振腔C能夠協同產生三個輸出聲壓峰值。且由於增幅發聲單元1620亦為主動式裝置，其所對應的低頻段輸出聲壓峰值亦相對較高。藉此，相對於傳統單層壓電片式換能器裝置1600’，複合型電聲換能器裝置1600在輸出頻域的聲壓水平能得到顯著的擴展（如圖16中實線所示）。

圖17示出了反映出根據本申請示例換能器部件的性能增強的輸出與頻率圖。具體地，圖17顯示了單主動發聲單元的複合型電聲換能器裝置1700的聲壓輸出與對應頻率圖，並呈現其與傳統單層壓電片式換能器裝置1700’的性能對比。例如，發聲單元1710、1720中僅有發聲單元1710為主動式裝置；發聲單元1720則為不具備驅動構件的被動式裝置。

複合型電聲換能器裝置1700的結構設置如先前示例（圖10）所描述，與所示基礎發聲單元（發聲單元1710）共軸設置的被動式增幅單元（發聲單元1720）雖然本身不具備驅動部件，但藉由兩者輸出傳播軸線的對齊，得以形成額外加成的共振效果，進而能夠進一步優化裝置的聲音輸出特性與性能。除了發聲單元1720不具備驅動構件之外，複合型電聲換能器裝置1700可與先前示例（如，圖10）所述的裝置1000雷同。由於裝置部件的結構細節特徵相似，在此不再贅述。

相較於僅能產生單頻域單聲壓峰值的傳統的單層壓電片裝置1700’（其輸出圖由虛線顯示）相比，複合型電聲換能器裝置1700的兩個發聲單元1710、1720各別對應的共振頻域、以及兩者之間形成的共振腔C能夠協同產生三個輸出聲壓峰值。雖然發聲單元1720並非主動式發聲裝置，但其產生的共振效果仍能對應產生較高的低頻段輸出聲壓峰值。因此，相對於傳統裝置，複合型電聲換能器裝置1700在輸出頻域的聲壓水平仍能得到提升（如圖17中實線所示）。

圖18顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件細部結構設計示意圖。例如，圖18展示了根據本申請實施例中，對應不同功能考量而適用於電聲換能器裝置（例如，如圖11所示的微機電式換能器裝置1100）的數個彈簧部分圖形設計方案。

具體地，圖18顯示了示例性電聲換能器裝置 1800-1～1800-6 的俯視圖，以展示其所使用的多種不同彈簧部分之圖案設計。各示例性電聲換能裝置的結構部件設置可與前述諸多示例相通（例如，包括諧振膜部分、彈簧部分、驅動部分、以及基部等），故在此不再贅述。其中，微機電式換能器裝置的彈簧部分可由半導體材料（例如，矽基材）藉圖案化製程（例如，蝕刻技術）所形成的複數蝕刻狹縫而實現。在一些實施例中，所述蝕刻狹縫可為實質為線狀、鑿穿半導體基材上下表面的線性狹縫，其共同構成所需設計的彈簧圖案。在一些實施例中，構成前述彈簧部分的蝕刻狹縫亦可是由未完全鑿穿半導體基材的盲溝結構。在一些實施例中，蝕刻狹縫可具有大致均等的線寬。在一些實施例中，前述線性的狹縫圖案可由數個實質呈直線的區段、以互不相交的方式構成。在一些實施例中，線性的狹縫圖案可進一步包括彎曲、非直線的局部居區段。在一些實施例中，複數狹縫區段之長度可以互不相同，但所構成的整體圖案以實質幾何對稱的方式布局。

不同的圖案設計可帶來不同的操作特性以對應不同的應用訴求。例如，裝置1800-1運用了最為簡約、以聲壓輸出效率為主要考量的直接連接式彈簧圖案，其線性圖案包含了複數個互相不分歧交錯、並以鈍角彎折而延伸直線區段圍設在大致呈方形的中央共振膜部分周圍。圖中虛線方框實質顯示了此直接連接式彈簧圖案的懸浮範圍。此類形圖案設計以保留作多基材材料的方式確保較大的振膜位移，進而提高聲壓輸出能力。

裝置1800-2同樣以聲壓輸出效能為主要考量，但同時考慮到結構可靠性的階梯式彈簧圖案設計。其中，多個更短並且分歧的直線圖案區段圍設在大致呈方形的中央共振膜部分周圍，藉以提供較多的緩衝能力，進而增加裝置結構的可靠性。

裝置1800-3～1800-6 顯示了繞折式的彈簧圖案設計，其以結構可靠性為主要考量。此類設計較大幅度的運用密度較高、線長較短的狹縫圖案，藉以幫助釋放製程中在結構中殘餘的應力。雖然可能因此影響發聲裝置整體聲壓輸出的能力，但卻能更妥善地確保元件運作時不易失效。例如，裝置1800-3 運用了繞折式彈簧圖案設計，其具有較多垂直分歧的短狹縫區段。裝置1800-4 運用了鰭狀式彈簧圖案設計，其具有較高密度、短促而相互平行不分歧交錯的狹縫區段。裝置1800-5 運用了蛇紋式彈簧圖案設計，其具有多個以弧線延伸、戶不分歧交錯的非直線狹縫區段。而裝置1800-6 運用了鋸齒式彈簧設計，其中央區域由多個呈線性曲折、但不相互交錯的鋸齒形狹縫區段構成。

圖19顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件細部結構設計示意圖。例如，圖19展示了根據本申請實施例中，適用於電聲換能器裝置（例如，如圖11所示的微機電式換能器裝置1100）的數個彈簧部分圖形設計方案以及對應的橫向截面圖。

具體地，圖19顯示了示例性電聲換能器裝置 1900-1～1900-3 的俯視圖和與其對應的橫向截面圖，以展示適用於本申請實施例的多種不同彈簧部分設計方案。各示例電聲換能器裝置的結構部件設置可與前述諸多示例相通（例如，包括諧振膜部分、彈簧部分、驅動部分、以及基部等），故在此不再贅述。

電聲換能器裝置1900-1運用了與先前示例（如，圖18所示的裝置1800-1）相似的直接連接式彈簧圖案，其線性圖案包含了複數個互相不分歧交錯、並以鈍角彎折而延伸直線區段圍設在大致呈方形的中央共振膜部分周圍。圖中陰影的部分標示了未被驅動構件（例如，壓電層）覆蓋的方形被動區域，即對應顯示了大致呈梯形且以徑向分布在裝置四個邊的四個驅動構件覆蓋區域（主動區）。此外，虛線方框實質顯示了此直接連接式彈簧圖案的懸浮範圍。

電聲換能器裝置1900-2 運用了可將振膜部分之面積極大化的對角式菱形彈簧圖案，其線性圖案均為較長的直線式區段，並以彼此錯位、互不相交錯的方式佈設。圖中陰影的部分標示了未被驅動構件（例如，壓電層）覆蓋的菱形被動區域，即對應顯示了大致呈扇形且以徑向分布在裝置四個角落的四個驅動構件覆蓋區域（主動區）。此外，虛線框實質標示了此直接連接式彈簧圖案的八邊形懸浮範圍。

在多數應用中，不論是梯形、扇形或方形振膜，直線式彈簧最大的優點在於能保有最大的振膜面積，且能應用於各種不同尺寸的單元上。由於通常在高頻裝置的應用中 (例如，＞20 kHz)，會使用較小尺寸的結構單元 (例如，＜1 mm)，但是蝕刻狹縫的寬度存在製程上的限制 (例如，線寬＞1 um)。因此，在一些應用中，若採用較複雜的彈簧結構，可能會犧牲10%以上的振膜面積，意味著發聲效率將會下降。因此，在一些應用中，直線式彈簧圖案將比其他設計適合運用在小尺寸、陣列式的高頻揚聲器中。

然而，在微機電結構製程中所用的壓電層材料，常具有晶格方向性，因此在晶圓上的殘餘應力也會有方向性。在一些實際應用中，多邊形的振膜設計（如電聲換能器裝置1900-1、1900-2）在結構懸浮後，受到具有方向性的殘餘應力影響，容易產生不對稱的翹曲（例如：在X、Y方向的翹曲量會不一樣）。在一些情況下，相鄰振膜區域之間的狹縫會因而被擴大，從而增加揚聲器漏音問題（例如，聲學短路／acoustic short circuit）的可能性。

對此，圓形振膜的設計能降低有方向性的殘餘應力對元件性能的影響。例如，電聲換能器裝置1900-3 運用了實質無直邊／菱角的圓形彈簧圖案，其彈簧狹縫圖案由類似先前示例（如，圖18之裝置1800-5）所述、具有多個以弧線延伸、互不分歧／交錯的蛇紋式彈簧圖案構成。圖中陰影的部分標示了未被驅動構件（例如，壓電層）覆蓋的圓形被動區域，即對應顯示了大致呈圓環狀分布的驅動構件覆蓋區域（主動區）。此外，虛線框實質標示了對應此種彈簧圖案的圓形懸浮範圍。

在一些應用中，電聲換能器裝置的彈簧部分可由半導體材料（例如，矽基材）藉圖案化製程（例如，蝕刻技術）所形成的複數蝕刻狹縫實現（如橫截面 S1 所示）。然而，在一些應用中，電聲換能器裝置中的彈簧部分可由覆蓋在線性蝕刻狹縫上的高分子材料膜來實現（如，橫截面 S2 中所示的薄膜1922f）。在一些應用中，適用的高分子薄膜材料可保括聚醯亞胺（polyimide）、聚對二甲苯（Parylene）、聚二甲基矽氧烷（PDMS）等。在一些應用中，高分子膜的厚度可在100 nm - 100 um的範圍。

圖20顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件設計與對應的輸出與頻率圖。具體地，圖20左側顯示了兩個電聲換能裝置的俯瞰佈局圖，其分別標示出未被驅動構件（如，壓電材料）覆蓋的被動區域面積以及振膜總面積。圖20右側顯示了被動區域佔振膜總面積之不同百分比所對應的輸出聲壓，從而比較主/被動部位比例關係對揚聲器裝置性能的影響。

具體地，圖20以根據本申請之示例性微機電式電聲換能器2000為例，其平面佈局包含由驅動構件（如，經圖案化而得的壓電材料層結構）所佈蓋的主動區域、以及由彈簧部分（如，由如前所述之蝕刻狹縫所定義的區域）和諧振膜部分（如，如前所述的中央振膜區域）所構成的被驅動（被動）區域。其中，壓電層的平面覆蓋面積定義一主動部位面積（A _a），未被壓電層覆蓋的彈簧部分與諧振膜部分共同定義一被動部位面積（A _p），而微機電式電聲換能器2000 具有總面積 A _total（即，A _total= A _a+A _p）。若單以輸出聲壓來看，純懸臂樑結構設計（即，被動區域為 0% 、不具備專有的被動中央振膜區域）的發聲效率會是最高，但對應的音質也會較差。反之，隨著被動部位的面積比例增加，輸出聲壓會逐漸降低，但揚聲器的音質將有所提升。經申請人潛心研究發現，將被動部位面積 A _p設計在總面積 A _total之 5%~50% 的範圍內能夠同時顧及聲壓與音質的水平。

此外，如先前示例所述（如，圖10所示之例），在設計時可以選擇是否要將彈簧與被動振膜上的壓電層／驅動構件移除，以達到更佳的發聲效能。例如，若在製程上取用選擇式移除的方式（例如，乾／濕式蝕刻）將原本覆蓋於彈簧與被動振膜區域上的壓電層移除，則在相同的元件尺寸下，雖然裝置所對應的共振頻率會往高頻處挪移，但整體發聲效率會變高，且在遠離共振頻段的區域，輸出聲壓比壓電層保留的設計更高。相對地，若將原本覆蓋於彈簧與被動振膜區域上的壓電層保留，則在相同的元件尺寸下，能得到較低的共振頻率，應用頻段得以往低頻處移。圖21（A）與圖21（B）顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件設計與對應的輸出與頻率圖。具體地，圖21（A）顯示了將壓電層局部移除後，壓電材料殘餘應力對裝置輸出聲壓造成的影響。其中，實線L2對應了理想狀況中，壓電材料在製程中無殘餘應力的模擬數據圖；虛線L1則對應了線實狀況中，壓電材料在製程中留下殘餘應力的模擬數據圖。圖21（B）顯示了將壓電層保留而不選擇性移除時，壓電材料殘餘應力對裝置輸出聲壓造成的影響。其中，實線L2’對應了理想狀況中，壓電材料在製程中無殘餘應力的模擬數據圖；虛線L1’則對應了線實狀況中，壓電材料在製程中留下殘餘應力的模擬數據圖。

將彈簧部分與被動振膜區域上的壓電層移除，除了能帶來如前例所述的效果外，還能避免驅動構件／壓電層在製程沉積過程中產生的殘餘應力對元件性能產生的影響。從圖21（A）與圖21（B）的模擬結果對比可以看出，移除被動振膜上的壓電層，能有效降低揚聲器裝置因殘餘應力造成的共振頻飄移（圖中實線L2／L2’反映了存在製程殘留應力的聲壓輸出與對應頻率之關係；虛線L1／L1’則反映了無殘留應力的較理想狀況）。從圖中可見，透過彈簧結構的佈設以及選擇性壓電材料層的移除，及／或將彈簧部分的至少一些線狀平面圖案（如，蝕刻狹縫圖案）設置於諧振膜部分的投影範圍中，揚聲器裝置的共振飄移狀況得以得到縮減，裝置性能的可靠性／可預測性同時能獲得提高。

圖22顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件設計與對應的輸出與頻率圖。

在揚聲器應用中，用以形成微機電式電聲換能器裝置之彈簧結構（例如，設置在驅動部份2222a與共振膜部份2222m之間的彈簧部份2222s）的蝕刻狹縫寬度（w）存在一定的限制。例如，當寬度過寬，會使低頻的輸出聲壓顯著衰減。考量製程線寬的極限，若將寬度設計在 0.1~9.0 um 的範圍內，可兼顧揚聲器裝置在高、低頻的整體性能表現。

圖23顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件細部結構設計示意圖。

在一些應用中，為進一步增加微機電式電聲換能器部件的可靠性，可在其諧振膜部分進一步包括朝向其背面延伸的肋補強結構。在所示實施例中（例如，圖23（A）所示的微機電式換能器裝置2300，與圖23（B）所示的微機電式換能器裝置2300’），用以提供結構補強的肋補強結構2322mr／2322mr’為設置於微機電式電聲換能器裝置2300／2300’之中央諧振膜區域表面、具有較大厚度的線性延伸結構。相對於諧振膜部分之中心部位（例如，對應於微機電式換能器裝置2300／2300’ 之輸出傳播軸線），肋補強結構2322mr／2322mr’ 具有呈幾何對稱的圖案輪廓。肋補強結構可以自下而上（bottom-up）的沉積方式、或是自上而下（top-down）的蝕刻方式形成，其可增加振膜剛性，使振膜更加平坦以提升發聲效率，並避免不需要的高頻模態。具體地，肋結構可包含柱狀、環狀、交叉狀等有助於提升剛性之設計。例如，在示例性微機電式換能器裝置2300中，肋補強結構2322mr是以相互交叉的兩條線性凸肋結構、在諧振膜區域之幾何中心處交會而成。而在示例性微機電式換能器裝置2300’中，肋補強結構2322mr’是以圍繞諧振膜區域幾何中心的環狀方形城牆式結構而形成。

本申請以上所公開的內容僅為本申請的優選可行實施例，並非因此侷限本申請的申請專利範圍，所以凡是運用本申請說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本申請的申請專利範圍內。

100:換能器裝置 100-1:第一外殼構件 100-2:第二外殼構件 110:第一換能器部件 120:第二換能器部件 A／A’:傳播軸線 200:換能器裝置 212-1:共振板 212-2:共振板 214-1:壓電構件 214-2:壓電構件 216:環形墊片 O／O’:中央傳聲口 R:環狀開口 300:換能器裝置 310:主動發聲構件 312-1/312-2/312a:共振板 314:驅動構件 314a／b／c／d／e:驅動構件 316／316a／b／c／d／e:環形墊片 400:殼體構件 410／410a／410b／420:換能器單元 500／500’:換能器部件 512a／512b／512a’／512b’:板狀構件 516:環形墊片 Op／Op’:外圍聲學端口 Oc／Oc’:中央傳聲口 600／600’／600”:固持環 610/610’/610”:換能器單元 700／700’:固持構件 710／710-1／710-2／710-3:換能器 S:固持槽 800:換能器裝置 812-1／812-2:板狀構件 814-1／814-2:驅動構件 818:電觸點 822:導電佈線 824:導電層 826:鈍化層 900:複合型電聲換能器部件 910:換能器單元 920:增幅單元 921:基部 922:材料層 922a:驅動部分 922s:彈簧部分 922m:諧振膜部分 923:驅動構件 924:導電層結構 925:封裝蓋 C1:共振腔 C2:附加共振腔 1000:複合型電聲換能器裝置 1010:發聲單元 1014:壓電材料層 1020:發聲單元 1021:基部 1022a:驅動部分 1022s:彈簧部分 1022m:諧振膜部分 C／C’:共振腔 1100:微機電式換能器裝置 1122a:驅動部分 1122s:彈簧部分 1122m:諧振膜部分 1200A／1200B:換能器裝置 1210／1210’:第一發聲構件 1212: 共振板 1214／1214’:驅動構件 1220／1220’:第二發聲構件 1221: 基部 1222a:驅動部分 1222s:彈簧部分 1222m:諧振膜部分 1300A／1300B:換能器裝置 1310／1310’:第一發聲單元 1320／1320’:第二發聲單元 1312-1／1312-1’:第一共振板 1312-2／1312-2’:第二共振板 1314／1314’:驅動構件 O1／O2／O1’／O2’:中央傳聲口 1400A／1400B:換能器裝置 1410／1410’:第一發聲單元 1414:驅動構件 1420／1420-2／1420-3／1420-4／1420’:第二發聲單元 1520:發聲裝置 1514／1514’:壓電層結構 1521／1521’:基部 1522a／1522a’:驅動部分 1522s／1522s’:彈簧部分 1522m／1522m’:諧振膜部分 1600:複合型電聲換能器裝置 1610:基礎發聲單元 1614:壓電層 1620:增幅發聲單元 1600’:單層壓電片式換能器裝置 1700:複合型電聲換能器裝置 1710／1720:發聲單元 1700’:單層壓電片式換能器裝置 1800-1／1800-2／1800-3／1800-4／1800-5／1800-6:電聲換能器裝置 1900-1／1900-2／1900-3:電聲換能器裝置 1922f:薄膜 2000:微機電式電聲換能器 2222a:驅動部分 2222s:彈簧部分 2222m:諧振膜部分 2300／2300’:換能器裝置 2322mr／2322mr’:肋補強結構

圖1描繪了根據本申請一些實施例的示例性電聲換能器裝置的部件的分解圖。

圖2描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的示例性換能器部件的等軸視圖和局部剖切增幅圖。

圖3描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的示例性換能器部件的示例性組裝配置。

圖4描繪了根據本申請的一些電聲換能器裝置的多種複數換能器集成配置。

圖5描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的示例性換能器部件的平面圖和截面圖。

圖6描繪了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的換能器耦合佈置的平面圖和截面圖。

圖7示出了根據本申請的一些實施例中，用於電聲換能器裝置的換能器耦合佈置的平面圖和截面圖。

圖8描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的換能器部件的示例性結構佈置。

圖9描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的橫截面圖。

圖10示出了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的橫截面圖。

圖11描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的MEMS換能器部件的各種視圖。

圖12（A）與圖12（B）描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的示例性配置圖。

圖13（A）與圖13（B）描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的示例性配置圖。

圖14（A）與圖14（B）描繪了根據本申請實施例中，用於電聲換能器裝置的複合型電聲換能器部件的示例性配置圖。

圖15（A）與圖15（B）描繪了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置運用陣列式發聲單元的示例性配置圖。

圖16反映出根據本申請示例換能器部件的性能增強的輸出與頻率圖。

圖17反映出根據本申請示例換能器部件的性能增強的輸出與頻率圖。。

圖18顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件設計與對應的輸出與頻率圖。

圖19顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件設計與對應的輸出與頻率圖。

圖20顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件設計與對應的輸出與頻率圖。

圖21（A）與圖21（B）顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件細部結構設計示意圖。

圖22顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件細部結構設計示意圖。

圖23（A）與圖23（B）顯示了根據本申請實施例中，電聲換能器裝置之發聲單元部件細部結構設計示意圖。

900:複合型電聲換能器部件

910:換能器單元

C1:共振腔

C2:附加共振腔

920:增幅單元

921:基部

922:材料層

922a:驅動部分

922s:彈簧部分

922m:諧振膜部分

923:驅動構件

924:導電層結構

925:封裝蓋

A:傳播軸線

Claims

一種電聲換能器裝置，包括：具有空心盤體的第一發聲單元，該空心盤體具有內部鏤空的盤形主體，鏤空處形成共振腔，其中，該空心盤體中心區域相對的兩表面分別開設有中央傳聲口，其中，該相對的中央傳聲口之間形成環狀開口，該環狀開口定義進出該空心盤體內該共振腔的路徑；及第二發聲單元，環繞於該中央傳聲口上方。
如請求項1所述的裝置，其中該空心盤體包含一對相對而置的板狀構件; 其中該對板狀構件中的至少一者為具有驅動構件的主動發聲構件; 其中該板狀構件與該驅動構件分別具有中央部位開設有穿孔的板狀結構，其上的該穿孔相應對齊而形成該空心盤體的該中央傳聲口；該第二發聲單元設置於該主動發聲構件上。
如請求項2所述的裝置，其中該第二發聲單元設置於該主動發聲構件的該驅動構件上。
如請求項2所述的裝置，其中，該空心盤體實質定義一第一傳播軸線，其中，該第一傳播軸線垂直於該板狀構件而延伸，其中，該中央傳聲口圍繞該第一傳播軸線。
如請求項4所述的裝置，其中該第二發聲單元實質定義一第二傳播軸線，其中該第二傳播軸線與該第一發聲單元的該第一傳播軸線實質同軸對準。
如請求項5所述的裝置，其中該第二發聲單元包括：錨設於該空心盤體的該中央傳聲口周圍的基部；由該基部延伸而出的彈簧部分；及被該彈簧部分懸掛支撐的諧振膜部分。
如請求項6所述的裝置，其中該第二發聲單元進一步包括：連接於該基部與該彈簧部分之間，配置用以驅動該諧振膜部分的驅動部。
如請求項7所述的裝置其中該驅動部分的厚度大於該諧振膜部分的厚度。
如請求項6所述的裝置，其中該第二發聲單元數量為單一，其中該第二傳播軸線實質形成於穿過該諧振膜部分的中央區域，其中該諧振膜部分與該第一發聲單元的該中央傳聲口投影重疊。
如請求項6所述的裝置，其中該第二發聲單元數量為複數，呈陣列方式平面分布，其中該複數第二發聲單元陣列圍繞該第二傳播軸線。
如請求項10所述的裝置，其中該複數第二發聲單元陣列不與該第一發聲單元的該中央傳聲口投影重疊。
如請求項6所述的裝置，其中該彈簧部分由複數線狀蝕刻狹縫以不相交的分布方式構成。
如請求項6所述的裝置，其中該諧振膜部分進一步包括朝向該中央傳聲口突出延伸的肋補強結構；其中該肋補強結構具有相對於該第二傳播軸線幾何對稱的圖案輪廓。
一種電聲換能器裝置，包括：板狀構件，其上設有中央傳聲口，該中央傳聲口實質定義一傳播軸線，其中，該傳播軸線垂直於該板狀構件而延伸，其中，該中央傳聲口圍繞該傳播軸線；及微機電發聲單元，環繞該傳播軸線而設於該中央傳聲口上方，其中該微機電發聲單元包括：錨設於該板狀構件的該中央傳聲口周圍的基部；由該基部延伸而出的彈簧部分；及被該彈簧部分懸掛支撐的諧振膜部分。
如請求項14所述的裝置，其中該板狀構件為具有驅動構件的主動發聲構件，其中該驅動構件為中央部位開設有穿孔的板狀結構，其上的該穿孔與該板狀構件的該中央傳聲口相應對齊。
如請求項15所述的裝置，其中該微機電發聲單元設置於該主動發聲構件上。
如請求項14所述的裝置，其中該第二發聲單元進一步包括：連接於該基部與該彈簧部分之間，配置用以驅動該諧振膜部分的驅動部。
如請求項17所述的裝置，其中該驅動部分的厚度大於該諧振膜部分的厚度。
如請求項14所述的裝置，其中該微機電發聲單元數量為單一，其中該傳播軸線實質形成於穿過該諧振膜部分的中央區域，其中該諧振膜部分與該板狀構件的該中央傳聲口投影重疊。
如請求項14所述的裝置，其中該微機電聲單元為一數量為複數的陣列，其中該複數發聲單元陣列圍繞該傳播軸線。
如請求項20所述的裝置，其中該複數發聲單元陣列不與該第一發聲單元的該中央傳聲口投影重疊。
如請求項21所述的裝置，其中該複數發聲單元陣列的複數個該基部、複數個該彈簧部分、及複數個該諧振膜部分係集成於同一半導體基材。
如請求項14所述的裝置，其中該彈簧部分由複數線狀蝕刻狹縫以不相交的分布方式構成。
如請求項14所述的裝置，其中該諧振膜部分進一步包括朝向該中央傳聲口突出延伸的肋補強結構；其中該肋補強結構具有相對於該第二傳播軸線幾何對稱的圖案輪廓。
一種電聲換能器裝置，包括：錨設於一板狀構件中央傳聲口周圍的基部；由該基部延伸而出的彈簧部分；及被該彈簧部分懸掛支撐的諧振膜部分，其中該彈簧部分由以不相交錯的線狀平面圖案構成。
如請求項25所述的裝置，其進一步包括：連接於該基部與該彈簧部分之間，配置用以驅動該諧振膜部分的驅動部分，其中，其中該驅動部分的厚度大於該諧振膜部分與該彈簧部分的厚度。
如請求項26所述的裝置，其中，該驅動部分包含設置於該基部之上、呈環狀平面圖案的壓電層，其中，該壓電層橫向延伸接近但不覆蓋該彈簧部分。
如請求項27所述的裝置，其中，該彈簧部分的部分線狀平面圖案設置於該諧振膜部分的投影範圍中。
如請求項28所述的裝置，其中，該壓電層的平面覆蓋面積定義一主動部位面積，未被該壓電層覆蓋的該彈簧部分與該諧振膜部分共同定義一被動部位面積，其中，該被動部位面積佔兩者之和的5% - 50%。
如請求項25所述的裝置，其中，該彈簧部分的該線狀圖案由蝕刻狹縫構成。
如請求項30所述的裝置，其中該彈簧部分的該複數線狀蝕刻狹縫圖案具有0.1 – 0.9um範圍的線寬。
如請求項25所述的裝置，其中該諧振膜部分進一步包括朝向其背面延伸的肋補強結構；其中該肋補強結構具有相對於該諧振膜部分之中心呈幾何對稱的圖案輪廓。