WO2023206642A1 - 振膜及mems传感器 - Google Patents

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王琳琳
赵转转
王凯杰
石正雨
阮玉明
张睿
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    • H04R2201/003—Mems transducers or their use

Abstract

一种振膜（2）及应用该振膜的MEMS传感器（100），振膜（2）为矩形振膜，振膜包括振膜主体部（21）及设置于振膜主体部（21）外侧且位于振膜（2）四个角部的固定部（22），振膜（2）的四个角部向振膜主体部（21）方向凹陷形成凹陷部（23），固定部（22）包括沿振膜（2）形成凹陷部（23）的边缘设置的至少两个固定锚点（220）。振膜（2）的设计提高了振膜（2）的有效感应面积及MEMS传感器（100）的声学性能。

Description

振膜及MEMS传感器 技术领域
本实用新型涉及一种振膜及应用该振膜的MEMS传感器，尤其涉及振膜上的固定结构。
 背景技术
随着无线通讯的发展，用户对移动电话的通话质量要求越来越高，麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计的好坏直接影响移动电话的通话质量。
 技术问题
目前在移动电话应用较为广泛的麦克风是 MEMS 麦克风，一种与本实用新型相关的MEMS传感器包括基底以及由振膜和背板组成的电容系统，振膜和背板相对并间隔设置。振膜在声波的作用下产生振动，导致振膜和背板之间的距离发生变化，进而使电容系统的电容发生改变，从而将声波信号转化为了电信号。但是由于振膜的固定方式一般是将振膜的整个外侧部分贴合至基底上固定，如此使得振膜的感应区域有所牺牲，导致MEMS传感器的声学性能较低。
因此，有必要提供一种新的振膜及应用该振膜的MEMS传感器以解决上述技术问题。
 技术解决方案
本实用新型的目的在于提供一种增加有效感应区域面积的振膜。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种振膜，所述振膜为矩形振膜，所述振膜包括振膜主体部及设置于所述振膜主体部外侧且位于所述振膜四个角部的固定部，所述矩形振膜的四个角部向所述振膜主体部方向凹陷形成的凹陷部，所述固定部包括沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘设置的至少两个固定锚点。
优选的，所述固定锚点为两个，所述固定锚点对称设置于所述振膜形成所述凹陷部的边缘的两端。
优选的，各角部处的所述凹陷部沿振膜对角线的深度不超过所述矩形振膜对角线长度的1/10。
优选的，所述固定锚点的数量大于两个，所述固定锚点自沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘延伸至所述矩形振膜的直线边缘处。
优选的，所述振膜包括设置于所述凹陷部后方的弧形波纹部。
优选的，所述波纹部由若干等间距设置的同心弧形凸起部组成。
本实用新型还提供了一种MEMS传感器，所述MEMS传感器包括具有空腔的基底、固定于所述基底上的振膜及覆盖所述振膜的背板，所述振膜为矩形振膜，所述振膜包括振膜主体部及设置于所述振膜主体部外侧且位于所述振膜四个角部的固定部，所述矩形振膜的四个角部向所述振膜主体部方向凹陷形成的凹陷部，所述固定部包括沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘设置的至少两个固定锚点。
优选的，所述背板包括背板主体部及自所述背板主体部弯折延伸固定于所述基底的支撑部。
 有益效果
与相关技术相比，本实用新型提供了一种用于MEMS传感器的振膜，所述振膜为矩形振膜，所述振膜包括振膜主体部及设置于所述振膜主体部外侧且位于所述振膜四个角部的固定部，所述矩形振膜的四个角部向所述振膜主体部方向凹陷形成的凹陷部，所述固定部包括沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘设置的至少两个固定锚点。本实用新型主要通过在振膜的振膜主体部外侧设置固定锚点，整个振膜通过固定锚点固定，以增大振膜的有效感应面积，从而达到提升MEMS传感器声学性能的目的。
 附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本实用新型MEMS传感器的立体结构示意图；
图2为如图1所示的MEMS传感器的分解图；
图3为沿图1中A-A线的剖示图;
图4为如图1所示的MEMS传感器的俯视图;
图5为本实用新型另一种振膜的立体结构示意图;
图6为现有技术中一种传感器中基底及振膜的俯视图;
图7为现有技术中另一种传感器中基底及振膜的俯视图。
 本发明的实施方式
需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、内、外、顶部、底部……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请同时参阅图1-5，本实用新型提供的一种MEMS传感器100，可用于电子设备中，所述MEMS传感器100包括具有空腔10的基底1、固定于所述基底1上的振膜2及覆盖所述振膜2的背板3。
所述空腔10贯穿所述基底1设置。
所述振膜2为矩形振膜，所述振膜2包括振膜主体部21及设置于所述振膜主体部21外侧且位于所述振膜2四个角部的固定部22，所述矩形振膜的四个角部向所述振膜主体部21方向凹陷形成的凹陷部23，所述固定部22包括沿所述振膜2形成所述凹陷部23的边缘设置的至少两个固定锚点220。如图4所示，该实施例中每个角部处的所述固定锚点220可以为两个，所述固定锚点220对称设置于所述振膜2形成所述凹陷部23的边缘的两端。当然，所述固定锚点220的数量也可以大于两个，如图5所示，每个角部处的所述固定锚点220自沿所述振膜2形成所述凹陷部23的边缘延伸至所述矩形振膜的直线边缘处，在图4所示的实施例中，整个振膜2的固定锚点220的数量为6个，在其他实施例中，可根据实际需求，例如，不同的振膜刚度需求来调整固定锚点的数量、尺寸大小和分布的位置。
各角部处的所述凹陷部23沿振膜对角线的深度不超过所述矩形振膜对角线长度的1/10。所述振膜2包括设置于所述凹陷部23后方的弧形波纹部24，所述波纹部24由若干等间距设置的同心弧形凸起部240组成。所述固定锚点220自沿所述振膜2形成所述凹陷部23的边缘延伸至所述矩形振膜的直线边缘处，且未延伸至所述波纹部24。
如图4所示，本实用新型的传感器若设置成整体尺寸为1mm×1mm的正方形为例，其边长X为1mm，由于本实用新型振膜通过设置凹陷部及固定锚点固定，所述振膜的有效感应区域面积a能达到整个振膜面积的68%。以现有技术中两种振膜为例，请参照图6，为第一种现有技术的传感器中基底及振膜的俯视图，传感器包括振膜4，振膜4也为正方形振膜，整体的传感器边长为Y，振膜4包括本体部41、设置于本体部41外侧且设置于振膜四个角部位置处的若干延伸部42、及设置于所延伸部42端部的固定部43，该传感器在设置成整体尺寸为1mm×1mm时，即边长Y为1mm，其振膜的有效感应区域面积b只能达到整个振膜面积的45%。请再参照图7，为第二种现有技术的传感器中基底及振膜的俯视图，振膜5为圆形振膜，传感器为正方形，边长为Z，振膜5包括本体部51、设置于本体部51外侧延伸的若干延伸部52、及设置于所延伸部52端部的固定部53，该传感器在设置成整体尺寸为1mm×1mm时，即外边框边长Z为1mm，其振膜的有效感应区域面积c只能达到整个振膜面积的44%。
由上可见，本实用新型能最大程度上利用振膜的有效感应区域面积，从而提高传感器的灵敏度。
所述背板3上设有贯穿其上的若干穿孔30，所述背板3包括背板主体部31及自所述背板主体部31弯折延伸固定于所述基底1的支撑部32。所述背板主体部31和支撑部32围设成收容空间，所述振膜2收容于所述收容空间中。
与相关技术相比，本实用新型提供了一种用于MEMS传感器的振膜，所述振膜为矩形振膜，所述振膜包括振膜主体部及设置于所述振膜主体部外侧且位于所述振膜四个角部的固定部，所述矩形振膜的四个角部向所述振膜主体部方向凹陷形成的凹陷部，所述固定部包括沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘设置的至少两个固定锚点。本实用新型主要通过在振膜的振膜主体部外侧设置固定锚点，整个振膜通过固定锚点固定，以增大振膜的有效感应面积，从而达到提升MEMS传感器声学性能的目的。
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 (8)

  1. 一种振膜，其特征在于：所述振膜为矩形振膜，所述振膜包括振膜主体部及设置于所述振膜主体部外侧且位于所述振膜四个角部的固定部，所述矩形振膜的四个角部向所述振膜主体部方向凹陷形成的凹陷部，所述固定部包括沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘设置的至少两个固定锚点。
  2. 根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述固定锚点为两个，所述固定锚点对称设置于所述振膜形成所述凹陷部的边缘的两端。
  3. 根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，各角部处的所述凹陷部沿振膜对角线的深度不超过所述矩形振膜对角线长度的1/10。
  4. 根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述固定锚点的数量大于两个，所述固定锚点自沿所述振膜形成所述凹陷部的边缘延伸至所述矩形振膜的直线边缘处。
  5. 根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述振膜包括设置于所述凹陷部后方的弧形波纹部。
  6. 根据权利要求5所述的振膜，其特征在于，所述波纹部由若干等间距设置的同心弧形凸起部组成。
  7. 一种MEMS传感器，其特征在于，所述MEMS传感器包括具有空腔的基底、固定于所述基底上的振膜及覆盖所述振膜的背板，所述振膜为如权利要求1-6任一权利要求所述的振膜。
  8. 根据权利要求7所述的MEMS传感器，其特征在于，所述背板包括背板主体部及自所述背板主体部弯折延伸固定于所述基底的支撑部。
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