高感度聲波傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，尤其是涉及一種在振膜中央設(shè)有定位件，進(jìn)而定義出可自由振動(dòng)的一振動(dòng)部，并且在振動(dòng)部的周緣設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)彈性件，使振動(dòng)部產(chǎn)生近似活塞位移的上下振動(dòng)，進(jìn)而提升聲波傳感器的靈敏度的聲波傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電麥克風(fēng)具有體積小以及制作工藝簡(jiǎn)單容易的優(yōu)點(diǎn)，因此大量運(yùn)用于手機(jī)。請(qǐng)參考圖1，一般現(xiàn)有的聲波傳感器80具有一基板81、一背板82以及一振膜83,其中，振膜83覆蓋在基板81的開孔811上，背板82具有一電極單元85且設(shè)置于基板81而與振膜83之間相隔有一間隙84，背板82還具有一連接部821圍繞固定振膜83的外周緣。因此，當(dāng)聲波傳感器80接收到聲波時(shí)，振膜83能夠振動(dòng)并改變其與電極單元85之間的距離，進(jìn)而造成電容值的改變。
[0003]當(dāng)聲波傳感器80接收聲波而使振膜83朝聲波行進(jìn)方向形變時(shí)，由于振膜83只有以其周緣固定在基板81上，因此振膜83越接近其中央?yún)^(qū)域的部分將產(chǎn)生較大的變形量，使得振膜83呈現(xiàn)一開口朝下的弧形，如此不均勻的變形方式將會(huì)造成振膜83的有效感測(cè)面積A遠(yuǎn)小于振膜83的整體面積，進(jìn)而影響聲波傳感器80的靈敏度以及訊噪比。目前既有的做法是利用增加振膜厚度或縮小振膜整體面積等方式來增加振膜剛性，以避免振膜產(chǎn)生弧形變形，容易造成制作工藝復(fù)雜度或是制作成本高的缺陷，因此，目前仍缺乏可行的技術(shù)方案來解決此一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高感度聲波傳感器，能夠控制振膜的變形寬度，讓振膜產(chǎn)生近似平移的運(yùn)動(dòng)，有效提升其聲音接收的靈敏度以及訊噪比。
[0005]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供了一種高感度聲波傳感器，包含一基板、一背板以及一振膜，振膜以其外周緣固定設(shè)于基板并覆蓋基板之一開孔，并且背板具有一定位件連結(jié)振膜，進(jìn)而定義出至少一振動(dòng)部，以及復(fù)數(shù)個(gè)彈性件環(huán)設(shè)于振動(dòng)部的周緣。
[0006]本發(fā)明不需要變動(dòng)振膜的厚度或是尺寸，振動(dòng)部的變形寬度會(huì)比振膜的整體寬度來得小，使振動(dòng)部的剛性增加，當(dāng)聲波傳感器接收聲波時(shí)，彈性件會(huì)優(yōu)先產(chǎn)生變形并使振動(dòng)部產(chǎn)生類似平移的上下振動(dòng)，有效提升其聲音接收的靈敏度以及訊噪比，也有助于維持制程穩(wěn)定性與制作成本。
[0007]較佳地，定位件為一實(shí)心柱、一空心柱或是由復(fù)數(shù)個(gè)實(shí)心柱排列構(gòu)成，除了能定義單一振動(dòng)部之外，也能使振動(dòng)部的數(shù)量在兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0008]較佳地，振膜設(shè)呈圓形而定位件連結(jié)于振膜的中央位置，使振動(dòng)部為圓環(huán)形，或者，當(dāng)振膜設(shè)呈矩形時(shí)，定位件是呈直線而定義出兩個(gè)矩形的振動(dòng)部，同樣具有均勻的變形與作動(dòng)。
【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有聲波傳感器的剖視圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例聲波傳感器的橫斷面剖視圖。
[0011]圖3為本發(fā)明實(shí)施例聲波傳感器以圖3中3-3剖視線的縱斷面剖視圖。
[0012]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例聲波傳感器的剖視圖。
[0013]圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例聲波傳感器的剖視圖。
[0014]【符號(hào)說明】
I聲波傳感器；10基板；11硅底層；12絕緣層；13鏤空槽 14開孔；20振膜；21振動(dòng)部；30背板；31定位件 32連接部；33音孔；35表面；40彈性件；50電極單元 G間隙洱變形寬度；W邊長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了能更了解本發(fā)明的特點(diǎn)所在，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)說明。
[0016]第一實(shí)施例:請(qǐng)參考圖2及圖3，本發(fā)明的主要組件包含有一基板10、一振膜20、一背板30以及復(fù)數(shù)個(gè)彈性件40，各組件的結(jié)構(gòu)以及相互間的關(guān)系詳述如下:
請(qǐng)參考圖2，基板10為一硅底層11以及布設(shè)于硅底層11上方的一絕緣層12所構(gòu)成，基板10更具有一鏤空槽13貫穿基板10的兩面，且鏤空槽13在絕緣層12上形成一呈圓形的開孔14，以供聲波通過。
[0017]振膜20以其周緣固定設(shè)置于基板10上而覆蓋開孔14，在本實(shí)施例中，振膜20的形狀為圓形。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可視情況改用方形或其他幾何形狀的振膜，同時(shí)對(duì)應(yīng)改變開孔14的外形。
[0018]背板30罩設(shè)于絕緣層12的上方,具有面向基板10的一表面35而與振膜20之間相隔有一間隙G。此外，背板30具有一定位件31從表面35朝振膜20延伸而成，用來限制振膜20的中央?yún)^(qū)域產(chǎn)生振動(dòng)。背板30另開設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)音孔33，以供聲波通過，其開設(shè)數(shù)目可依實(shí)際需要改變，并且依照封裝方式的不同，聲波傳感器I也可改為從音孔33到振膜20傳播聲波。請(qǐng)參考圖3，借由定位件31可以定義出能自由振動(dòng)的振動(dòng)部21。在本實(shí)施例中，振動(dòng)部21是介于定位件31周緣與振膜20連接基板10的周緣之間而呈現(xiàn)圓環(huán)形。在本實(shí)施例中，定位件31為一實(shí)心圓柱，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可將定位件31改為其他幾何外形的實(shí)心柱或是空心柱，進(jìn)而改變振動(dòng)部21的幾何形狀或數(shù)量。
[0019]彈性件40是環(huán)設(shè)于振動(dòng)部21相對(duì)靠近與遠(yuǎn)離該定位件的內(nèi)外周緣，其設(shè)置的數(shù)量可依實(shí)際需求加以改變。
[0020]當(dāng)聲波經(jīng)過鏤空槽13或音孔33而到達(dá)振膜20時(shí)，如圖2及圖3所示，具較大彈性的彈性件40將優(yōu)先產(chǎn)生形變，再加上振動(dòng)部21的變形寬度R小于振膜20的整體寬度而使得剛性增加，變形的幅度也隨之減少，因此振動(dòng)部21與彈性件40在聲波的作用下會(huì)產(chǎn)生近似平移的上下運(yùn)動(dòng)。相較于沒有設(shè)置定位件31的情況，雖然會(huì)犧牲振膜20的部分感測(cè)面積，卻能夠增加有效感測(cè)面積，讓聲波傳感器I能在不改變振膜20厚度與材質(zhì)的前提下，有效地提升聲音接收的靈敏度以及訊噪比。
[0021]第二實(shí)施例:請(qǐng)參考圖4，其主要組件與第一實(shí)施例大致相同，主要差異在于:定位件31的形狀為一中空?qǐng)A柱且其外徑小于開孔14的孔徑，此時(shí)定位件31可以將振膜20區(qū)分為二個(gè)區(qū)域，形成分別位于定位件31內(nèi)側(cè)與外側(cè)的兩振動(dòng)部21，且各振動(dòng)部21周緣環(huán)設(shè)復(fù)數(shù)個(gè)彈性件40，因此能夠由復(fù)數(shù)個(gè)振動(dòng)部21分別對(duì)應(yīng)不同的聲音動(dòng)態(tài)范圍。
[0022]第三實(shí)施例:請(qǐng)參考圖5，其主要組件與第一實(shí)施例大致相同但主要差異在于:開孔14為方孔且振膜20呈矩形，而定位件31為復(fù)數(shù)個(gè)連接柱以平行于一邊長(zhǎng)W的方向直線排列而成。在此情況下，定位件31所圍繞的部分仍能限制振膜20的部分區(qū)域產(chǎn)生振動(dòng)，并使得振動(dòng)部21的數(shù)量為兩個(gè)，各振動(dòng)部21的周緣環(huán)設(shè)復(fù)數(shù)個(gè)彈性件40，而能同樣地調(diào)整振動(dòng)部21的變形寬度。
[0023]最后，必須再次說明的是，本發(fā)明于前述實(shí)施例中所揭露的構(gòu)成組件僅為舉例說明，并非用來限制本案的保護(hù)范圍，凡其他易于思及的結(jié)構(gòu)變化或與其他等效組件的替代，均應(yīng)為本案的保護(hù)范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高感度聲波傳感器，包含一基板、一背板以及一振膜，該振膜以其外周緣固定設(shè)于該基板并覆蓋該基板的一開孔，其特征在于:還包括一定位件連結(jié)于該背板與該振膜之間，進(jìn)而定義出至少一振動(dòng)部，以及復(fù)數(shù)個(gè)彈性件環(huán)設(shè)于該振動(dòng)部的周緣。
2.如權(quán)利要求1所述的高感度聲波傳感器，其特征是:所述定位件為一實(shí)心柱。
3.權(quán)利要求1所述的高感度聲波傳感器,其特征是:所述定位件為一空心柱。
4.權(quán)利要求1所述的高感度聲波傳感器，其特征是:所述定位件是由復(fù)數(shù)個(gè)連接柱排列構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的高感度聲波傳感器，其特征是:所述定位件，是從該背板朝向該振膜延伸而連接該振膜。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的高感度聲波傳感器，其特征是:所述定位件是從該振膜朝向該背板延伸而連接該背板。
7.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的高感度聲波傳感器，其特征是:所述振膜設(shè)呈圓形，該定位件連結(jié)于該振膜的中央位置并使該振動(dòng)部為圓環(huán)形。
8.如權(quán)利要求3或者4所述的高感度聲波傳感器，其特征是:該振膜呈圓形，該定位件連結(jié)于該振膜的中央位置，并使該至少一振動(dòng)部的數(shù)量為兩個(gè)。
9.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的高感度聲波傳感器，其特征是:振膜呈矩形，該定位件直線排列，使該至少一振動(dòng)部的數(shù)量為兩個(gè)且設(shè)呈矩形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高感度聲波傳感器，包含一基板、一背板以及一振膜，振膜以其外周緣固定設(shè)于基板并覆蓋基板之一開孔，并且背板具有一定位件連結(jié)振膜，進(jìn)而定義出至少一振動(dòng)部，以及復(fù)數(shù)個(gè)彈性件環(huán)設(shè)于振動(dòng)部的周緣。本發(fā)明不需要變動(dòng)振膜的厚度或是尺寸，振動(dòng)部的變形寬度會(huì)比振膜的整體寬度來得小，使振動(dòng)部的剛性增加，當(dāng)聲波傳感器接收聲波時(shí)，彈性件會(huì)優(yōu)先產(chǎn)生變形并使振動(dòng)部產(chǎn)生類似平移的上下振動(dòng)，有效提升其聲音接收的靈敏度以及訊噪比，也有助于維持制程穩(wěn)定性與制作成本。
【IPC分類】H04R7-04
【公開號(hào)】CN104581549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310483915
【發(fā)明人】陳振頤, 張朝森, 王俊杰, 張?jiān)佅?
【申請(qǐng)人】美律電子(深圳)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月16日