CN210609708U - Mems麦克风和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种MEMS麦克风和电子设备,MEMS麦克风包括具有背腔的基底以及设置在基底上的电容系统,电容系统包括第一背极以及与第一背极相对的第一振膜,第一背极与第一振膜间隔设置并形成第一振动间隙,第一振膜在第一振动间隙和背腔之间振动,其特征在于,MEMS麦克风还包括至少一个第一绝缘支撑件,第一绝缘支撑件位于第一振动间隙内,第一绝缘支撑件设于第一背极表面和第一振膜表面中的至少一个,第一绝缘支撑件在高度方向的高度d与第一振动间隙在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s‑d≤1um。本实用新型技术方案旨在保证振膜在振动过程中不与背板粘接的基础上,使得振膜良好地振动,降提高MEMS麦克风的灵敏度和信噪比。
Description
技术领域
本实用新型涉及电声器件技术领域,特别涉及一种MEMS麦克风和应用该MEMS麦克风的电子设备。
背景技术
MEMS(Micro Electro Mechanic System,微型机电系统)麦克风是一种用微机械加工技术制作出来的电能换声器,其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、薄型化发展,MEMS麦克风被越来越广泛地运用到这些设备上。
相关技术中的MEMS麦克风包括硅基底以及由振膜和背板组成的平板电容,振膜与背板相对并相隔一定距离。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,导致平板电容的电容发生改变,从而将声波信号转化为了电信号。但是这种MEMS麦克风的灵敏度和信噪比会随着其振膜和背板面积的扩大而降低,由于对背极和振膜上电后,振膜会朝向背极运动,此时振膜在振动过程中容易与背板粘接,而示例性技术中不能在保证振膜在振动过程中不与背板粘接的基础上,使得振膜良好地振动,降低了MEMS麦克风的灵敏度和信噪比。
以上仅用于辅助理解本实用新型的技术方案,并不代表承认为现有技术。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种MEMS麦克风,旨在保证振膜在振动过程中不与背板粘接的基础上,使得振膜良好地振动,降提高MEMS麦克风的灵敏度和信噪比。
为实现上述目的,本实用新型提供的MEMS麦克风,包括具有背腔的基底以及设置在所述基底上的电容系统,所述电容系统包括第一背极以及与所述第一背极相对的第一振膜,所述第一背极与第一振膜间隔设置并形成第一振动间隙,所述第一振膜在所述第一振动间隙和所述背腔之间振动,所述MEMS麦克风还包括至少一个第一绝缘支撑件,所述第一绝缘支撑件位于所述第一振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第一背极的表面和所述第一振膜的表面中的至少一个表面,定义所述第一振动间隙具有高度方向,所述第一绝缘支撑件在高度方向的高度d与所述第一振动间隙在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一绝缘支撑件的数量为多个,多个所述第一绝缘支撑件沿所述第一振动间隙的宽度方向间隔设置。
在本实用新型的一些实施例中,部分所述第一绝缘支撑件与所述第一背极朝向所述第一振膜的表面固定连接,另一部分所述第一绝缘支撑件与所述第一振膜朝向所述第一背极的表面固定连接;
或者,多个所述第一绝缘支撑件均与所述第一背极朝向所述第一振膜的表面固定连接;
或者,多个所述第一绝缘支撑件均与所述第一振膜朝向所述第一背极的表面固定连接。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一背极设置有多个贯穿孔,多个所述贯穿孔均匀分布于所述第一背极,所述第一绝缘第一支撑块连接于所述贯穿孔之间的第一背极区域;
在所述第一绝缘支撑件的自由端设于所述第一振膜朝向所述第一背极的表面时,所述第一绝缘支撑件的自由端可活动地抵接于所述贯穿孔之间的第一背极区域。
在本实用新型的一些实施例中,所述MEMS麦克风还包括第二绝缘支撑件,所述第二绝缘支撑件设于所述第一振动间隙内,所述第二绝缘支撑件的一端与所述第一背极固定连接,另一端与所述第一振膜固定连接,所述第一绝缘支撑件与所述第二绝缘支撑件间隔设置。
在本实用新型的一些实施例中,在所述第一绝缘支撑件的数量为多个时,多个所述第一绝缘支撑件环绕所述第二绝缘支撑件设置。
在本实用新型的一些实施例中,所述电容系统还包括第一支撑块,所述第一支撑块设于所述第一背极和所述第一振膜之间,所述第一支撑块的两侧分别与所述第一背极和所述第一振膜固定连接,所述第一支撑块、所述第一背极和所述第一振膜共同围合形成所述第一振动间隙;
且/或,所述基底包括基底本体和设于所述基底本体的第二支撑块,所述第一振膜设于所述第二支撑块背离所述基底本体的表面,所述基底本体和所述第二支撑块共同围合形成所述背腔。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一振膜还包括振动孔,所述振动孔的数量为多个,多个所述振动孔环绕所述第一支撑块的内侧间隔设置。
在本实用新型的一些实施例中,所述电容系统还包括位于所述第一振膜和基底之间的第二背极,所述第二背极与所述第一振膜间隔设置并形成第二振动间隙,所述第一振膜于所述第一振动间隙和所述第二振动间隙之间振动,至少一个所述第一绝缘支撑件位于所述第二振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第二背极的表面和所述第一振膜的表面中的至少一个表面;
或者,所述电容系统包括位于所述第一背极背离所述第一振膜一侧的第二振膜,所述第二振膜与所述第一背极间隔设置并形成第三振动间隙,所述第一振膜于所述第一振动间隙和所述第三振动间隙之间振动,至少一个所述第一绝缘支撑件位于所述第三振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第二振膜的表面和所述第一背极的表面中的至少一个表面。
本实用新型还提出一种电子设备,包括MEMS麦克风,该MEMS麦克风包括具有背腔的基底以及设置在所述基底上的电容系统,所述电容系统包括第一背极以及与所述第一背极相对的第一振膜,所述第一背极与第一振膜间隔设置并形成第一振动间隙,所述第一振膜在所述第一振动间隙和所述背腔之间振动,所述MEMS麦克风还包括至少一个第一绝缘支撑件,所述第一绝缘支撑件位于所述第一振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第一背极的表面和所述第一振膜的表面中的至少一个表面,定义所述第一振动间隙具有高度方向,所述第一绝缘支撑件在高度方向的高度d与所述第一振动间隙在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um。
本实用新型的技术方案通过设置具有背腔的基底,以及在所述基底上设置电容系统,其中,电容系统包括第一背极以及与所述第一背极相对的第一振膜,该第一背极与第一振膜间隔设置并形成第一振动间隙,第一振膜在所述第一振动间隙和所述背腔之间振动,并且进一步设置位于第一振动间隙内的至少一个第一绝缘支撑件,并使第一绝缘支撑件在高度方向的高度d与所述第一振动间隙在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um,在该MEMS麦克风不工作时,一所述第一绝缘支撑件的自由端与所述第一背极或第一振膜相隔,在该MEMS麦克风通电工作时,第一背极和第一振膜都会被上电,从而第一振膜朝向第一背极运动,所述第一绝缘支撑件的自由端与所述第一背极或第一振膜抵接,以使所述第一振膜分为至少两个振动单元,使得原来是单一振动单元产生大振幅的振动形式,变为至少两个振动单元产生均匀度接近的振动形式,降低了振幅,并且,当第一绝缘支撑件在高度方向的高度d与所述第一振动间隙在高度方向的高度s的高度差小于0.01um时,会使第一振膜可振动的高度较小,不利于响应细微的外部激励振动,降低MEMS麦克风的振动响应灵敏度,当高度差大于1um时,会使得第一振膜的振动幅度较大,不利于保证振动的均匀性,降低了信噪比,当高度差位于0.01um至1um时,一方面可以使得第一振膜在细微振动时具有一定的振动高度,保证了MEMS麦克风对细微的外部激励振动的响应,另一方面,保证了MEMS麦克风振动的均匀性,提高了信噪比,并且任一所述振动单元均与所述第一背极形成电容,从而进一步保证MEMS麦克风的整体灵敏度和信噪比。因此,本实用新型的技术方案可以保证振膜在振动过程中不与背板粘接的基础上,使得振膜良好地振动,降提高MEMS麦克风的灵敏度和信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型MEMS麦克风一实施例的结构示意图;
图2为本实用新型MEMS麦克风另一实施例的结构示意图;
图3为本实用新型MEMS麦克风振动状态下一实施例的结构示意图;
图4为本实用新型MEMS麦克风具有多个第一绝缘支撑件一实施例的结构示意图;
图5为本实用新型MEMS麦克风具有第二绝缘支撑件和多个第一绝缘支撑件一实施例的结构示意图;
图6为本实用新型MEMS麦克风具有第二绝缘支撑件和多个第一绝缘支撑件又一实施例的结构示意图;
图7为本实用新型MEMS麦克风具有多个第二绝缘支撑件和多个第一绝缘支撑件一实施例的结构示意图;
图8为本实用新型MEMS麦克风具有多个第二绝缘支撑件和多个第一绝缘支撑件又一实施例的结构示意图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
100 | MEMS麦克风 | 222 | 振动单元 |
10 | 基底 | 23 | 第一振动间隙 |
11 | 基底本体 | 24 | 第一支撑块 |
12 | 第二支撑块 | 25 | 第二背极 |
13 | 背腔 | 26 | 第二振动间隙 |
20 | 电容系统 | 27 | 第二振膜 |
21 | 第一背极 | 28 | 第三振动间隙 |
211 | 贯穿孔 | 30 | 第一绝缘支撑件 |
22 | 第一振膜 | 40 | 第二绝缘支撑件 |
221 | 振动孔 |
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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、运动情况等,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。
另外,在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种MEMS麦克风100。
参照图1至图3,本实用新型技术方案提出的MEMS麦克风100包括具有背腔13的基底10以及设置在所述基底10上的电容系统20,所述电容系统20包括第一背极21以及与所述第一背极21相对的第一振膜22,所述第一背极21与第一振膜22间隔设置并形成第一振动间隙23,所述第一振膜22在所述第一振动间隙23和所述背腔13之间振动,所述MEMS麦克风100还包括至少一个第一绝缘支撑件30,所述第一绝缘支撑件30位于所述第一振动间隙23内,所述第一绝缘支撑件30设于所述第一背极21的表面和所述第一振膜22的表面中的至少一个表面,定义所述第一振动间隙23具有高度方向,所述第一绝缘支撑件30在高度方向的高度d与所述第一振动间隙23在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um。
可以理解的是,该第一绝缘支撑件30的可以采用陶瓷材料或者橡胶材料或者硅胶材料等进行制作,由于第一振膜22和第一背极21之间需要形成电容,因此采用上述材料可以较好的防止第一振膜22和第一背极21短路。以及,第一绝缘支撑件30可以通过胶水黏贴固定于第一背极21的表面或者第一振膜22的表面,或者采用其他的固定方式,只要便于保证MEMS麦克风100的工作稳定即可。
在本实施例中,第一振膜22是矩形的,在第一振膜22的几何中心设有一第一绝缘支撑件30,并且可以理解的,第一振膜22也可以是其他的形状,例如圆形、椭圆形等,而且绝缘支撑件可以不过振膜的几何中心。在MEMS麦克风100通电工作时,第一振膜22与第一背极21将会带上极性相反的电荷,形成电容系统20,因此第一振膜22在静电力的作用下会朝着第一背极21移动,直至第一绝缘支撑件30抵接在第一背极21上(或者第一振膜22抵接在第一绝缘支撑件30上),从而将第一振膜22分为了两个振动单元222,每一个振动单元222都与第一背极21形成电容,并且这两个电容是并联的,值得注意的是,要形成两个电容第一背极21上应当相应设置两个电极(未标号),两个电极是彼此绝缘的。在本实施例中,这两个电极分别覆盖在背板上标号为B1和B2的区域,并且分别与两个振动单元222对应。振膜上可以仅设置一个电极,也可以设置两个电极。或者,也可以在振膜上标号为B1和B2的区域分别设置两个电极,而在背板上设置一个电极或者两个电极。借由此,MEMS麦克风100在实际上被分为了两个独立工作的MEMS麦克风100单元。
本实用新型的技术方案通过设置具有背腔13的基底10,以及在所述基底10上设置电容系统20,其中,电容系统20包括第一背极21以及与所述第一背极21相对的第一振膜22,该第一背极21与第一振膜22间隔设置并形成第一振动间隙23,第一振膜22在所述第一振动间隙23和所述背腔13之间振动,并且进一步设置位于第一振动间隙23内的至少一个第一绝缘支撑件30,并使第一绝缘支撑件30在高度方向的高度d与所述第一振动间隙23在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um,在该MEMS麦克风100不工作时,一所述第一绝缘支撑件30的自由端与所述第一背极21或第一振膜22相隔,在该MEMS麦克风100通电工作时,第一背极21和第一振膜22都会被上电,从而第一振膜22朝向第一背极21运动,所述第一绝缘支撑件30的自由端与所述第一背极21或第一振膜22抵接,以使所述第一振膜22分为至少两个振动单元222,使得原来是单一振动单元222产生大振幅的振动形式,变为至少两个振动单元222产生均匀度接近的振动形式,降低了振幅,并且,当第一绝缘支撑件30在高度方向的高度d与所述第一振动间隙23在高度方向的高度s的高度差小于0.01um时,会使第一振膜22可振动的高度较小,不利于响应细微的外部激励振动,降低MEMS麦克风100的振动响应灵敏度,当高度差大于1um时,会使得第一振膜22的振动幅度较大,不利于保证振动的均匀性,降低了信噪比,当高度差位于0.01um至1um时,一方面可以使得第一振膜22在细微振动时具有一定的振动高度,保证了MEMS麦克风100对细微的外部激励振动的响应,另一方面,保证了MEMS麦克风100振动的均匀性,提高了信噪比,并且任一所述振动单元222均与所述第一背极21形成电容,从而进一步保证MEMS麦克风100的整体灵敏度和信噪比。因此,本实用新型的技术方案可以保证振膜在振动过程中不与背板粘接的基础上,使得振膜良好地振动,降提高MEMS麦克风100的灵敏度和信噪比。
可以理解的是,当第一绝缘支撑件30在高度方向的高度d与所述第一振动间隙23在高度方向的高度s的高度差(s-d)的取值为:0.02um、0.05um、0.07un、0.09um、0.1um、0.2um、0.3um、0.4um、0.5um、0.6um、0.7um、0.8um、0.9um等或者前述任意二者之间的数值时,均可以一方面可以使得第一振膜22在细微振动时具有一定的振动高度,保证了MEMS麦克风100对细微的外部激励振动的响应,另一方面,保证了MEMS麦克风100振动的均匀性,提高了信噪比。
参照图4至图6,在本实用新型的一些实施例中,所述第一绝缘支撑件30的数量为多个,多个所述第一绝缘支撑件30沿所述第一振动间隙23的宽度方向间隔设置。本实施例中,通过设置多个第一绝缘支撑件30,使得多个第一绝缘支撑件30可以在多处对第一振膜22和第一背极21之间的距离进行控制,保证在MEMS麦克风100在设置时在多处均不会出现第一振膜22与第一背极21贴合,进一步提高了MEMS麦克风100振动的均匀性,提高了信噪比。设置多个第一绝缘支撑件30,使得即使第一振膜22的面积较大时,也可以保证MEMS麦克风100的工作稳定性,并且增加了MEMS麦克风100的激励感测面积。
参照图4至图8,在本实用新型的一些实施例中,部分所述第一绝缘支撑件30与所述第一背极21朝向所述第一振膜22的表面固定连接,另一部分所述第一绝缘支撑件30与所述第一振膜22朝向所述第一背极21的表面固定连接;如此设置,一方面可以较好地保证制作的良品率,并且可以较好地限制第一振膜22的振动幅度,另一方面可以使得第一绝缘支撑件30类似质量块的功能,增加第一振膜22的振动惯性,在MEMS麦克风100接收振动或压力信号后,第一绝缘支撑件30带动第一振膜22振动,从而引起电容变化。如此设置可以使MEMS的感应效果更好,可以在细微振动下具有更敏感的响应。
或者,多个所述第一绝缘支撑件30均与所述第一背极21朝向所述第一振膜22的表面固定连接;考虑到第一振膜22的厚度较小,并且为了便于振动,其需要设置为柔性可振动的结构,设置在第一振膜22有可能会降低制作时的良品率,将第一绝缘支撑件30设置在质地较硬的第一背极21,可以较好地保证制作的良品率,并且可以较好地限制第一振膜22的振动幅度。
或者,多个所述第一绝缘支撑件30均与所述第一振膜22朝向所述第一背极21的表面固定连接。将第一绝缘支撑件30设置于第一振膜22的表面使得一方面可以较好地限制第一振膜22的振动幅度,另一方面可以使得第一绝缘支撑件30类似质量块的功能,增加第一振膜22的振动惯性,在MEMS麦克风100接收振动或压力信号后,第一绝缘支撑件30带动第一振膜22振动,从而引起电容变化。如此设置可以使MEMS的感应效果更好,可以在细微振动下具有更敏感的响应。
参照图1至图6,在本实用新型的一些实施例中,所述第一背极21设置有多个贯穿孔211,多个所述贯穿孔211均匀分布于所述第一背极21,所述第一绝缘第一支撑块24连接于所述贯穿孔211之间的第一背极21区域;
在所述第一绝缘支撑件30的自由端设于所述第一振膜22朝向所述第一背极21的表面时,所述第一绝缘支撑件30的自由端可活动地抵接于所述贯穿孔211之间的第一背极21区域。
需要说明的是,该MEMS麦克风100的第一背极21在保证结构强度的情况下,可以设置有多个贯穿孔211,多个所述贯穿孔211相互间隔设置(可以呈环形阵列排布,或者沿直线方向排布,只要便于MEMS麦克风100的感测即可),设置多个贯穿孔211可以提高MEMS麦克风100与外部环境的接触面积,更好的让MEMS麦克风100感测外部环境的状况,提高MEMS麦克风100的检测灵敏度和测量的准确度。在第一背极21具有多个贯穿孔211时,可以设置多个防尘结构,从而防止外部杂物干扰MEMS麦克风100的正常工作。此时,一个防尘结构可以盖合于多个贯穿孔211,和/或,一个防尘结构罩盖一个贯穿孔211,只要便于防止外部异物从贯穿孔211进入MEMS麦克风100内部,保证MEMS麦克风100正常工作即可。当然,也可以采用防尘结构作为第一绝缘支撑件30,从而对第一振膜22的振幅进行限制,保证第一振膜22不会与第一背极21黏贴。以及,使得第一绝缘支撑件30的自由端可活动地抵接于所述贯穿孔211之间的第一背极21区域,从而保证第一振膜22朝向第一背极21运动时,第一绝缘支撑件30的自由端得到良好的支撑,继而对第一振膜22的振幅进行限制,保证第一振膜22不会与第一背极21黏贴。
参照图5至图8,在本实用新型的一些实施例中,所述MEMS麦克风100还包括第二绝缘支撑件40,所述第二绝缘支撑件40设于所述第一振动间隙23内,所述第二绝缘支撑件40的一端与所述第一背极21固定连接,另一端与所述第一振膜22固定连接,所述第一绝缘支撑件30与所述第二绝缘支撑件40间隔设置。通过设置两端分别与第一振膜22和第一背极21连接的第二绝缘支撑件40,直接将第一振膜22分隔形成两个振动单元222,进而在设置第一绝缘支撑件30,第一振膜22振动时,又将第一振膜22分隔形成更多的振动单元222,一方面可以使得第一振膜22在细微振动时具有一定的振动高度,保证了MEMS麦克风100对细微的外部激励振动的响应,另一方面,保证了MEMS麦克风100振动的均匀性,提高了信噪比,并且任一所述振动单元222均与所述第一背极21形成电容,从而进一步保证MEMS麦克风100的整体灵敏度和信噪比。
参照图5至图8,在所述第一绝缘支撑件30的数量为多个时,多个所述第一绝缘支撑件30环绕所述第二绝缘支撑件40设置。通过将第一绝缘支撑件30环绕第二绝缘支撑件40设置,使得分隔形成的振动单元222是均匀的,进而便于保证MEMS麦克风100检测的均匀性,提高整体灵敏度和信噪比。在一实施例中,第二绝缘支撑件40投影于第一振膜22形成投影区域,该投影区域位于第一振膜22的几何中心,使得第一振膜22被分隔成若干振动单元222后振动均匀,从而进一步保证MEMS麦克风100检测的均匀性,提高整体灵敏度和信噪比。
参照图1至图8,在本实用新型的一些实施例中,所述电容系统20还包括第一支撑块24,所述第一支撑块24设于所述第一背极21和所述第一振膜22之间,所述第一支撑块24的两侧分别与所述第一背极21和所述第一振膜22固定连接,所述第一支撑块24、所述第一背极21和所述第一振膜22共同围合形成所述第一振动间隙23;本实施例中,第一支撑块24可以通过沉积工艺形成,并通过刻蚀工艺形成中空部分,以对振膜的振动进行避让,该第一支撑块24还可以与第一背极21呈一体设置,设置第一支撑块24可以增加第一背极21与第一振膜22的距离,从而形成振动间隙。
在本实用新型的一些实施例中,所述基底10包括基底本体11和设于所述基底本体11的第二支撑块12,所述第一振膜22设于所述第二支撑块12背离所述基底本体11的表面,所述基底本体11和所述第二支撑块12共同围合形成所述背腔13。本实施例中,第二支撑块12可以通过沉积工艺形成,并通过刻蚀工艺形成中空部分,以对振膜的振动进行避让,该第二支撑块12还可以与第基底本体11呈一体设置,设置第二支撑块12可以增加背腔13的空间,从而更便于第一振膜22振动。
参照图4至图8,在本实用新型的一些实施例中,所述第一振膜22还包括振动孔221,所述振动孔221的数量为多个,多个所述振动孔221环绕所述第一支撑块24的内侧间隔设置。通过设置环绕第一支撑块24内侧的振动孔221,可以降低第一振膜22的强度,从而使得第一振膜22的振动幅度变大,在细微的外部振动激励作用于MEMS麦克风100时,第一振膜22即可以振动,提高MEMS麦克风100的检测灵敏度。
参照图7,在本实用新型的一些实施例中,所述电容系统20还包括位于所述第一振膜22和基底10之间的第二背极25,所述第二背极25与所述第一振膜22间隔设置并形成第二振动间隙26,所述第一振膜22于所述第一振动间隙23和所述第二振动间隙26之间振动,至少一个所述第一绝缘支撑件30位于所述第二振动间隙26内,所述第一绝缘支撑件30设于所述第二背极25的表面和所述第一振膜22的表面中的至少一个表面;本实施例中,还可以设置第二背极25,使得第一振膜22无论在那个振动方向均能产生与背极的电容差,保证了第一振膜22振动的利用率,在第二振动间隙26内也设置第一绝缘支撑件30,从而使得第一振膜22在朝向第二背极25的振动均匀,提高MEMS麦克风100的检测灵敏度。当设置第二振动间隙26时,该第一绝缘支撑件30的设置与其在第一振动间隙23内的设置类似,第二振动间隙26与第一绝缘支撑件30的高度差也可以位于0.01um至1um之间,以及第一绝缘支撑件30的设置位置,数量以及达到的效果,均可参考第一振动间隙23内的第一绝缘支撑件30,在此不做赘述。
参照图8,在本实用新型的一些实施例中,所述电容系统20包括位于所述第一背极21背离所述第一振膜22一侧的第二振膜27,所述第二振膜27与所述第一背极21间隔设置并形成第三振动间隙28,所述第一振膜22于所述第一振动间隙23和所述第三振动间隙28之间振动,至少一个所述第一绝缘支撑件30位于所述第三振动间隙28内,所述第一绝缘支撑件30设于所述第二振膜27的表面和所述第一背极21的表面中的至少一个表面。本实施例中,通过设置第二振膜27,使得MEMS麦克风100用于对外部激励响应的响应面积增大,提高了MEMS麦克风100检测的灵敏度。在第三振动间隙28内也设置第一绝缘支撑件30,从而使得第二振膜27在朝向第二一背极的振动均匀,提高MEMS麦克风100的检测灵敏度。当设置第三振动间隙28时,该第一绝缘支撑件30的设置与其在第一振动间隙23内的设置类似,第三振动间隙28与第一绝缘支撑件30的高度差也可以位于0.01um至1um之间,以及第一绝缘支撑件30的设置位置,数量以及达到的效果,均可参考第一振动间隙23内的第一绝缘支撑件30,在此不做赘述。
本实用新型还提出一种电子设备(未图示),该电子设备包括MEMS麦克风100,该MEMS麦克风100包括具有背腔13的基底10以及设置在所述基底10上的电容系统20,所述电容系统20包括第一背极21以及与所述第一背极21相对的第一振膜22,所述第一背极21与第一振膜22间隔设置并形成第一振动间隙23,所述第一振膜22在所述第一振动间隙23和所述背腔13之间振动,所述MEMS麦克风100还包括至少一个第一绝缘支撑件30,所述第一绝缘支撑件30位于所述第一振动间隙23内,所述第一绝缘支撑件30设于所述第一背极21的表面和所述第一振膜22的表面中的至少一个表面,定义所述第一振动间隙23具有高度方向,所述第一绝缘支撑件30在高度方向的高度d与所述第一振动间隙23在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um。在一实施例中,该电子设备可以为骨传导麦克风。该电子设备还包括安装孔,从而便于将MEMS麦克风100的具有贯穿孔211的部分显露,从而便于感应振动。
由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种MEMS麦克风,包括具有背腔的基底以及设置在所述基底上的电容系统,所述电容系统包括第一背极以及与所述第一背极相对的第一振膜,所述第一背极与第一振膜间隔设置并形成第一振动间隙,所述第一振膜在所述第一振动间隙和所述背腔之间振动,其特征在于,所述MEMS麦克风还包括至少一个第一绝缘支撑件,所述第一绝缘支撑件位于所述第一振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第一背极的表面和所述第一振膜的表面中的至少一个表面,定义所述第一振动间隙具有高度方向,所述第一绝缘支撑件在高度方向的高度d与所述第一振动间隙在高度方向的高度s的关系为:0.01um≤s-d≤1um。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述第一绝缘支撑件的数量为多个,多个所述第一绝缘支撑件沿所述第一振动间隙的宽度方向间隔设置。
3.如权利要求2所述的MEMS麦克风,其特征在于,部分所述第一绝缘支撑件与所述第一背极朝向所述第一振膜的表面固定连接,另一部分所述第一绝缘支撑件与所述第一振膜朝向所述第一背极的表面固定连接;
或者,多个所述第一绝缘支撑件均与所述第一背极朝向所述第一振膜的表面固定连接;
或者,多个所述第一绝缘支撑件均与所述第一振膜朝向所述第一背极的表面固定连接。
4.如权利要求1所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述第一背极设置有多个贯穿孔,多个所述贯穿孔均匀分布于所述第一背极,所述第一绝缘第一支撑块连接于所述贯穿孔之间的第一背极区域;
在所述第一绝缘支撑件的自由端设于所述第一振膜朝向所述第一背极的表面时,所述第一绝缘支撑件的自由端可活动地抵接于所述贯穿孔之间的第一背极区域。
5.如权利要求1至4中任一项所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述MEMS麦克风还包括第二绝缘支撑件,所述第二绝缘支撑件设于所述第一振动间隙内,所述第二绝缘支撑件的一端与所述第一背极固定连接,另一端与所述第一振膜固定连接,所述第一绝缘支撑件与所述第二绝缘支撑件间隔设置。
6.如权利要求5所述的MEMS麦克风,其特征在于,在所述第一绝缘支撑件的数量为多个时,多个所述第一绝缘支撑件环绕所述第二绝缘支撑件设置。
7.如权利要求1所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述电容系统还包括第一支撑块,所述第一支撑块设于所述第一背极和所述第一振膜之间,所述第一支撑块的两侧分别与所述第一背极和所述第一振膜固定连接,所述第一支撑块、所述第一背极和所述第一振膜共同围合形成所述第一振动间隙;
且/或,所述基底包括基底本体和设于所述基底本体的第二支撑块,所述第一振膜设于所述第二支撑块背离所述基底本体的表面,所述基底本体和所述第二支撑块共同围合形成所述背腔。
8.如权利要求7所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述第一振膜还包括振动孔,所述振动孔的数量为多个,多个所述振动孔环绕所述第一支撑块的内侧间隔设置。
9.如权利要求8所述的MEMS麦克风,其特征在于,所述电容系统还包括位于所述第一振膜和基底之间的第二背极,所述第二背极与所述第一振膜间隔设置并形成第二振动间隙,所述第一振膜于所述第一振动间隙和所述第二振动间隙之间振动,至少一个所述第一绝缘支撑件位于所述第二振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第二背极的表面和所述第一振膜的表面中的至少一个表面;
或者,所述电容系统包括位于所述第一背极背离所述第一振膜一侧的第二振膜,所述第二振膜与所述第一背极间隔设置并形成第三振动间隙,所述第一振膜于所述第一振动间隙和所述第三振动间隙之间振动,至少一个所述第一绝缘支撑件位于所述第三振动间隙内,所述第一绝缘支撑件设于所述第二振膜的表面和所述第一背极的表面中的至少一个表面。
10.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的MEMS麦克风。
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