CN101568055B - 硅基电容式麦克风 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅基电容式麦克风，包括中心设有空腔的基底、背极板、与背极板相对且间隔一定距离的振膜，所述振膜包括位于中央位置的振动主体和由振动主体外周侧延伸而出并与基底相连的多个支撑臂，所述基底在支撑臂中间段的正下方设有自空腔内壁向远离空腔中心凹陷的让位槽。与现有技术相比，本发明在使振膜动主体尺寸不减少的情况下，使支撑臂与基底相连的位置至振动主体的距离延长，即使振膜的转动力臂得到延长，从而提高振膜振动幅度，以达到提高产品的灵敏度。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种微机电系统硅基电容式麦克风。
【背景技术】
目前应用较多的麦克风包括传统的驻极体麦克风和新兴的微机电系统麦克风(Micro-Electro-Mechanical-System Microphone，简称MEMS麦克风)，MEMS麦克风是基于硅基半导体材料制成，故又称硅基麦克风。其封装体积比传统的驻极体麦克风小，性能也佳。因而，近几年，硅基MEMS麦克风取得了很大的发展空间。
如图1所示，为相关的MEMS硅基麦克风2的剖视示意图，其包括中心设有空腔200的基底20、收容于空腔内的背极板21、与背极板相对且间隔一定距离的振膜22，振膜包括位于中央位置的振动主体220和由振动主体外周侧延伸而出的多个支撑臂221，振膜通过支撑臂与基底相连。当声音气流传递到振膜上时，振动主体以支撑臂为转动力臂，上下振动以产生位移。但是，该类麦克风由于振动主体外周侧接近基底空腔20的内壁201，故作为转动力臂的支撑臂的有效距离很短，导致振动主体的振幅有限。为了解决这个问题，有方案将振动主体的尺寸减小，让振动主体离基底空腔内壁的距离增大，从而使作为转动力臂的支撑臂的有效距离增大，这样虽然可有效地提高振动主体的振幅，但是振动主体的尺寸减少，产品的灵敏度会有所下降。
因而，有必要研究一种新的解决方案使支撑臂的有效距离增大，同时又不减小振动主体的尺寸。
【发明内容】
本发明需解决的技术问题是提供一种灵敏度高的硅基电容式麦克风。
根据上述需解决的技术问题，本发明设计了一种硅基电容式麦克风，包括中心设有空腔的基底、收容于空腔内的背极板、与背极板相对且间隔一定距离的振膜，基底包括上表面，所述振膜包括位于中央位置的振动主体和由振动主体外周侧延伸而出的多个支撑臂，所述支撑臂包括与振动主体周侧相连的首端、与基底上表面相连的末端、及首端与末端之间的中间段，所述基底在支撑臂中间段的正下方设有自空腔内壁向远离空腔中心凹陷的让位槽，所述让位槽的宽度略大于支撑臂中间段的宽度。
作为本发明进一步改进，所述让位槽的深度自支撑臂延伸至背极板。
作为本发明进一步改进，所述让位槽与支撑臂的形状相匹配。
作为本发明进一步改进，所述多个支撑臂关于振动主体的中心点相对称。
作为本发明进一步改进，所述多个支撑臂分别与振动主体的中心点位于一条直线上。
作为本发明进一步改进，所述支撑臂至少为4个。
与现有技术相比，本发明通过设有的让位槽，可根据调整让位槽和支撑臂的尺寸，实现调整振膜的转动力臂的长度。在使振动主体尺寸不减少的情况下，可使支撑臂与基底相连的位置至振动主体的距离延长，即使振膜的转动力臂得到延长，从而提高振膜振动幅度，以达到提高产品的灵敏度。
【附图说明】
图1是相关MEMS硅基麦克风的剖视示意图；
图2是本发明硅基电容式麦克风的立体示意图；
图3是图2中去除掉振膜的示意图；
图4是图2的半剖示意图；
图5是图4中A处的放大图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图2和图4所示，本发明硅基电容式麦克风1包括基底10、固持于基底10的背极板11、振膜12。基底10包括上表面101，中心设有空腔100，空腔包括内壁1000。背极板上设有导气孔110，其收容于空腔100内。
振膜12与背极板11相对，且间隔一定距离。振膜包括位于中央位置的振动主体120和由振动主体外周侧延伸而出的多个支撑臂121，支撑臂的数量至少4个以上，本实施例的支撑臂数量为8个，当然也可为6个、12个等等。该8个支撑臂121分别与振动主体的中心点位于一条直线上，即，该8个支撑臂以振动主体的中心，呈发射状分布在振动主体的外周侧。该8个支撑臂均匀分布，并且关于振动主体的中心点相对称。
支撑臂121包括与振动主体周侧相连的首端121a、与基底上表面相连的末端121b、及首端与末端之间的中间段121c。振膜12通过支撑臂的末端121b与上表面101相连而被支承在基底上。
如图3和图5所示，基底10在支撑臂中间段的下方设有自空腔内壁向远离空腔中心凹陷的让位槽102。该让位槽102的宽度L1略大于支撑臂中间段的宽度L2，即使支撑臂中间段与基底不接触，相当于支撑臂悬置于让位槽之上。让位槽与支撑臂的形状相匹配，如本实施例中，支撑臂为条形，让位槽也为条形，当然，两者的形状也可为其他形状。在本实施例中，让位槽的深度自支撑臂延伸至背极板上。
本发明产品在应用时，当声音气流传递到振膜上时，振动主体以支撑臂的中间段为转动力臂，上下振动以产生位移，与背极板形成电容效应。电容量的改变使电容器的输出端产生相应的交变电场，形成与声波信号对应的电信号，从而完成声电转换的功能。
与现有技术相比，本发明通过设有的让位槽，可根据调整让位槽和支撑臂的尺寸，来调整振膜的的尺寸。在使振动主体尺寸不减少的情况下，可使支撑臂的中间段延长，即使振膜的转动力臂得以延长，从而提 高振膜振动幅度，以达到提高产品的灵敏度。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种硅基电容式麦克风，包括基底、固持于所述基底的背极板、与背极板相对且间隔一定距离的振膜，所述基底的中心设有空腔，基底包括上表面，所述振膜包括位于中央位置的振动主体和由振动主体外周侧延伸而出的多个支撑臂，所述支撑臂包括与振动主体周侧相连的首端、与基底上表面相连的末端、及首端与末端之间的中间段，其特征在于：所述基底在支撑臂中间段的下方设有自空腔内壁向远离空腔中心凹陷的让位槽，所述让位槽的宽度略大于支撑臂中间段的宽度。
2.根据权利要求1所述的硅基电容式麦克风，其特征在于：所述让位槽的深度自基底上表面延伸至背极板。
3.根据权利要求1所述的硅基电容式麦克风，其特征在于：所述让位槽与支撑臂的形状相匹配。
4.根据权利要求1、2、或3所述的硅基电容式麦克风，其特征在于：所述多个支撑臂关于振动主体的中心点相对称。
5.根据权利要求1、2、或3所述的硅基电容式麦克风，其特征在于：所述多个支撑臂分别与振动主体的中心点位于一条直线上。
6.根据权利要求1、2、或3所述的硅基电容式麦克风，其特征在于：所述支撑臂至少为4个。
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