雙振膜聲波傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙振膜聲波傳感器，包含有：一基板，具有一第一側(cè)面、一背對(duì)該第一側(cè)面的第二側(cè)面，以及一貫穿該第一、第二側(cè)面的鏤空槽；一聲波感測(cè)單元，設(shè)于該基板的第一側(cè)面且對(duì)應(yīng)于該鏤空槽，并且具有一內(nèi)振膜及一外振膜，該外振膜環(huán)繞在該內(nèi)振膜的周圍；以及一支撐單元，具有至少二第一彈性支撐件，該二第一彈性支撐件相對(duì)地連接在該聲波感測(cè)單元的內(nèi)、外振膜之間。本發(fā)明的雙振膜聲波傳感器利用該內(nèi)、外振膜的配置，讓該內(nèi)、外振膜在同時(shí)受到聲壓作用，該內(nèi)振膜會(huì)產(chǎn)生比該外振膜更大的位移量而提高靈敏度，使得本發(fā)明可以在不增加感測(cè)面積的情況下達(dá)到提高靈敏度的功效。
【專利說(shuō)明】雙振膜聲波傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聲波傳感器領(lǐng)域，特別是涉及一種雙振膜聲波傳感器。
[0002]

【背景技術(shù)】 隨著4C電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，特別像是智能型手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)、麥克風(fēng)等移動(dòng)通訊產(chǎn) 品為目前4C電子產(chǎn)業(yè)的主流，由于前述移動(dòng)通訊產(chǎn)品對(duì)于聲音質(zhì)量的要求日益增高，相對(duì) 于應(yīng)用在前述移動(dòng)通訊產(chǎn)品的聲波傳感器（acoustic transducer)就必須同時(shí)具備良好的 靈敏度。
[0003] 就聲波傳感器的相關(guān)先前技術(shù)而言，如臺(tái)灣公告第1372570號(hào)專利案所揭露的電 容式傳感器在基材表面設(shè)置一第一電極及一第二電極，第一電極對(duì)應(yīng)一感測(cè)組件，第二電 極對(duì)應(yīng)一活動(dòng)式基座，活動(dòng)式基座與感測(cè)組件之間借由一彈簧連接在一起。當(dāng)感測(cè)組件受 到聲波的壓力作用時(shí)會(huì)相對(duì)第一電極產(chǎn)生垂直位移(如前述專利案的圖8B所示)，使兩者之 間的電容值產(chǎn)生改變，進(jìn)而造成電壓的變化。然而在此專利案中是采用單一感測(cè)組件(即單 振膜）的設(shè)計(jì)，使得感測(cè)組件往往無(wú)法對(duì)極小音量進(jìn)行感測(cè)而缺乏良好的靈敏度，若要提高 靈敏度就必須加大感測(cè)組件的感測(cè)面積，但是感測(cè)面積的加大勢(shì)必會(huì)連帶影響整體結(jié)構(gòu)的 尺寸配置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種雙振膜聲波傳感器，其能提升感應(yīng)聲壓的范圍且 能在不增加感測(cè)面積的情況下提高靈敏度。
[0005] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所述的雙振膜聲波傳感器包含有一基板、一聲波感測(cè) 單元，以及一支撐單元。該基板具有一第一側(cè)面、一背對(duì)該第一側(cè)面的第二側(cè)面，以及一貫 穿該第一、第二側(cè)面的鏤空槽；該聲波感測(cè)單元設(shè)于該基板的第一側(cè)面且對(duì)應(yīng)于該鏤空槽， 并且具有一內(nèi)振膜及一外振膜，該外振膜環(huán)繞在該內(nèi)振膜的周圍；該支撐單元具有至少二 彈性支撐件，該二彈性支撐件相對(duì)地連接在該聲波感測(cè)單元內(nèi)、外振膜之間。
[0006] 更優(yōu)的，該支撐單元還具有一固定于該基板的支撐座，該支撐座可以供該外振膜 直接固定，也可以借由另外二相對(duì)的彈性支撐件連接該外振膜，用來(lái)提供支撐效果。
[0007] 更優(yōu)的，該基板的第一側(cè)面設(shè)有一覆蓋該聲波感測(cè)單元的背板，該背板朝該聲波 感測(cè)單7Π 的一側(cè)面設(shè)有一電極單兀，該電極單7Π 具有一內(nèi)電極及一外電極，該內(nèi)、外電極分 別對(duì)應(yīng)于該內(nèi)、外振膜，使得該內(nèi)、外電極與該內(nèi)、外振膜之間分別形成一電容，當(dāng)該電容因 該內(nèi)、外振膜的振動(dòng)而產(chǎn)生變化時(shí)會(huì)引起電壓改變，使電流隨之變化而輸出信號(hào)。
[0008] 本發(fā)明的雙振膜聲波傳感器利用該內(nèi)、外振膜的配置，讓該內(nèi)、外振膜在同時(shí)受到 聲壓作用，該內(nèi)振膜會(huì)產(chǎn)生比該外振膜更大的位移量而提高靈敏度，使得本發(fā)明可以在不 增加感測(cè)面積的情況下達(dá)到提高靈敏度的功效。
[0009]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體示意圖； 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的局部仰視示意圖； 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的俯視示意圖； 圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的剖視圖。； 圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例在操作時(shí)的剖視圖； 圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例的俯視示意圖。
[0010]【符號(hào)說(shuō)明】 10雙振膜聲波傳感器；20基板；202第一側(cè)面；204第二側(cè)面； 22硅底層；24絕緣層；26鏤空槽；30聲波感測(cè)單元；32內(nèi)振膜； 34外振膜；40支撐單元；41支撐座；42第一彈性支撐件； 422第一連接段；424第一連續(xù)彎曲段；43第二彈性支撐件； 432第二連接段；434第二連續(xù)彎曲段；50背板；52第一穿孔； 60電極單元；62內(nèi)電極；64外電極；66第二穿孔

【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0012] 實(shí)施例1請(qǐng)參閱圖1-圖3,為本實(shí)施例所述的雙振膜聲波傳感器10,包含有一基 板20、一聲波感測(cè)單元30,以及一支撐單元40。
[0013] 請(qǐng)配合參閱圖4,基板20具有一硅底層22及一絕緣層24,絕緣層24布設(shè)于硅底 層22的頂面，使得絕緣層24的頂面及硅底層22的底面分別形成基板20的一第一側(cè)面202 及一第二側(cè)面204。此外，基板20具有一貫穿第一、第二側(cè)面202、204的鏤空槽26,用來(lái)供 聲波通過(guò)。
[0014] 如圖3及圖4所示，聲波感測(cè)單元30設(shè)于基板20的第一側(cè)面202且對(duì)應(yīng)于鏤空 槽26,并具有一內(nèi)振膜32及一環(huán)繞在內(nèi)振膜32周圍的外振膜34。內(nèi)振膜32的形狀以圓形 為最佳選擇，當(dāng)然也可以是矩形或其它幾何形狀，外振膜34的形狀以圓環(huán)狀為最佳選擇， 當(dāng)然也可以是矩形環(huán)或其他呈環(huán)狀的幾何形狀。
[0015] 如圖3所示，支撐單元40在本實(shí)施例中具有一支撐座41、四個(gè)第一彈性支撐件 42,以及四個(gè)第二彈性支撐件43。支撐座41固定于基板20的第一側(cè)面202且環(huán)繞在外振 膜34的周圍；這些第一彈性支撐件42兩兩成對(duì)地設(shè)于內(nèi)、外振膜32、34之間，并且具有兩 個(gè)第一連接段422及一第一連續(xù)彎曲段424,該兩個(gè)第一連接段422分別連接內(nèi)振膜32之 外周緣及外振膜34的內(nèi)周緣，第一連續(xù)彎曲段424連接在該二第一連接段422之間；這些 第二彈性支撐件43兩兩成對(duì)地設(shè)于支撐座41與外振膜34之間，并且具有兩個(gè)第二連接段 432及一第二連續(xù)彎曲段434,該兩個(gè)第二連接段432分別連接支撐座41的內(nèi)周緣及外振 膜34的外周緣，第二連續(xù)彎曲段434連接在該兩個(gè)第二連接段432之間。在此需要補(bǔ)充說(shuō) 明的是，第一、第二彈性支撐件42、43的數(shù)目不一定要四個(gè)，實(shí)際上只要至少兩個(gè)或三個(gè)都 能提供彈性支撐效果，以四個(gè)為最佳選擇。
[0016] 除上述結(jié)構(gòu)之外，本發(fā)明所述的雙振膜傳感器10還包含有一背板50及一電極單 元60,如圖1、2及4所示，背板50固定于基板20的第一側(cè)面202且覆蓋聲波感測(cè)單元30， 電極單兀60設(shè)于背板50朝聲波感測(cè)單兀30的一側(cè)面且具有一內(nèi)電極62及一外電極64， 內(nèi)、外電極62、64分別對(duì)應(yīng)于內(nèi)、外振膜32、34,使得內(nèi)、外電極62、64與內(nèi)、外振膜32、34之 間分別形成一電容。此外，背板50具有多數(shù)個(gè)第一穿孔52,內(nèi)、外電極62、64分別具有多數(shù) 個(gè)第二穿孔66,這些第一穿孔52分別連通第二穿孔66,用來(lái)供聲波通過(guò)。
[0017] 請(qǐng)配合參閱圖4及5,當(dāng)聲波進(jìn)入基板20的鏤空槽26之后，外振膜34會(huì)受到聲波 的壓力作用而朝背板50的方向產(chǎn)生位移，并且在位移的過(guò)程中由各第一彈性支撐件42帶 動(dòng)內(nèi)振膜32朝背板50的方向位移，再加上內(nèi)振膜32本身也會(huì)因?yàn)槭艿铰暡ǖ膲毫ψ饔枚?朝背板50的方向產(chǎn)生位移，所以在聲波壓力及外振膜34的拉力的雙重作用之下，內(nèi)振膜32 會(huì)產(chǎn)生比外振膜34更大的位移量，此時(shí)在內(nèi)、外振膜32、34與內(nèi)、外電極62、64之間的電容 會(huì)因?yàn)閮?nèi)、外振膜32、34的位移而產(chǎn)生變化，使電壓與電流隨的改變以分別輸出一聲音信 號(hào)。
[0018] 當(dāng)聲波消失之后，內(nèi)、外振膜32、34會(huì)由各第一、第二彈性支撐件42、43所提供的 彈性回復(fù)力而與內(nèi)、外電極62、64之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以避免與內(nèi)、外電極62、64之間產(chǎn) 生沾黏的問(wèn)題。
[0019] 綜上所述，本發(fā)明所述的雙振膜聲波傳感器10利用內(nèi)、外振膜32、34的配置，再搭 配多數(shù)個(gè)彈性支撐件42、43的連接關(guān)系，讓內(nèi)振膜32在與外振膜34同時(shí)受到聲壓作用下 會(huì)產(chǎn)生比外振膜34更大的垂直位移量而提高靈敏度，使得內(nèi)振膜32可以用來(lái)負(fù)責(zé)高感度 聲波，外振膜34則是可以用來(lái)負(fù)責(zé)高音壓聲波，利用內(nèi)、外振膜分別對(duì)應(yīng)較小與較大聲壓 可達(dá)到提升感應(yīng)聲壓范圍的功效，同時(shí)將內(nèi)、外振膜34所感測(cè)的不同聲音信號(hào)加以結(jié)合之 后還能進(jìn)一步提高信噪比，所以無(wú)論聲音大小，本發(fā)明的雙振膜聲波傳感器10都能提供優(yōu) 化的感測(cè)效果。
[0020] 實(shí)施例2最后需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以有不同變化，如圖6所示，夕卜 振膜34的外周緣可以直接固定在支撐座41，并不一定要透過(guò)第二彈性支撐件43,簡(jiǎn)化整體 結(jié)構(gòu)，如此的結(jié)構(gòu)配置在聲波的壓力作用下，外振膜34的位移量雖然沒(méi)有前述實(shí)施例來(lái)得 大，但是仍然能夠透過(guò)各第一彈性支撐件42加大內(nèi)振膜32的垂直位移量，以達(dá)到提高靈敏 度的效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙振膜聲波傳感器，其特征是，包含有： 一基板，具有一第一側(cè)面、一背對(duì)該第一側(cè)面的第二側(cè)面，以及一貫穿該第一、第二側(cè) 面的鏤空槽； 一聲波感測(cè)單元，設(shè)于該基板的第一側(cè)面且對(duì)應(yīng)于該鏤空槽，并且具有一內(nèi)振膜及一 外振膜，該外振膜環(huán)繞在該內(nèi)振膜的周圍；以及 一支撐單元，具有至少二第一彈性支撐件，該二第一彈性支撐件相對(duì)地連接在該聲波 感測(cè)單元的內(nèi)、外振膜之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙振膜聲波傳感器，其特征是：其中各第一彈性支撐件具有兩 個(gè)第一連接段及一第一連續(xù)彎曲段，該兩個(gè)第一連接段分別連接該內(nèi)振膜的外周緣及該外 振膜的內(nèi)周緣，該第一連續(xù)彎曲段連接在第一連接段之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的雙振膜聲波傳感器，其特征是：其中該支撐單元還具有一支撐 座與至少兩個(gè)第二彈性支撐件，該支撐座固定于該基板的第一側(cè)面且環(huán)繞在該外振膜的周 圍，該兩個(gè)第二彈性支撐件連接在該支撐座與該外振膜之間。
4. 如權(quán)利要求3所述的雙振膜聲波傳感器，其特征是：其中各該第二彈性支撐件具有 兩個(gè)第二連接段及一第二連續(xù)彎曲段，該兩個(gè)第二連接段分別連接該支撐座的內(nèi)周緣與該 外振膜的外周緣，該第二連續(xù)彎曲段連接在第二連接段之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的雙振膜聲波傳感器，其特征是：其中該支撐單元還具有一支撐 座，該支撐座固定于該基板的第一側(cè)面且環(huán)繞在該外振膜的周圍，該外振膜的外周緣直接 連接于該支撐座。
6. 如權(quán)利要求1所述的雙振膜聲波傳感器，其特征是：其中該基板的第一側(cè)面設(shè)有一 背板，該背板覆蓋該聲波感測(cè)單元，且該背板朝該聲波感測(cè)單元的一側(cè)面設(shè)有一電極單元， 該電極單兀具有一內(nèi)電極及一外電極，該內(nèi)、外電極分別對(duì)應(yīng)于該內(nèi)、外振膜。
7. 如權(quán)利要求6所述的雙振膜聲波傳感器，其特征是：其中該背板具有多數(shù)個(gè)第一穿 孔，該電極單元的內(nèi)、外電極分別具有多數(shù)個(gè)第二穿孔，所述第一穿孔分別對(duì)應(yīng)連通該些第 二穿孔。
【文檔編號(hào)】H04R1/20GK104219598SQ201310212451
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】鄧嘉文 申請(qǐng)人:美律電子(深圳)有限公司