[发明专利]用于在彼此隔离的两个区域之间传递移动和力的设备

说明书

用于在以密封方式彼此隔离的第一区域与第二区域之间传递移动和力的设备，该设备包括：在平面中延伸的支撑件；传递元件(8)，该传递元件能够借助于枢轴铰链(22)相对于支撑件旋转地移动，该枢轴铰链具有平行于支撑平面的旋转轴线；在支撑件中的孔(18)，传递元件(8)穿过该孔，并且枢轴铰链(22)被定位在该孔的水平处，传递元件包括在支撑平面的一侧上的至少一个第一传递臂(20.1)和在支撑平面的另一侧上的第二传递臂(20.2)；以及密封的隔离装置(16)，该密封的隔离装置被定位在开口中，使得密封的隔离装置将第一区域与第二区域以密封的方式隔离，并且密封的隔离装置允许传递元件(8)的旋转移动。

技术领域

本发明涉及在微电子领域中、特别是在微电子机械系统(microelectromechanical system，MEMS)和/或纳电子机械系统(nanoelectromechanicalsystem，NEMS)类型的微设备领域中，用于在彼此密封地分离的两个区域之间传递移动和力的设备。这样的设备可例如在用于测量压力变化的设备中实现，以便例如制作麦克风或制作压力传感器。

背景技术

微电子机械学和/或纳电子机械学中的麦克风代表了不断增长的市场，特别是借助于诸如平板电脑、智能手机型便携式电话和其他连接对象的移动器械的市场，在移动器械的市场中，微电子机械学和/或纳电子机械学中的麦克风逐渐取代驻极体麦克风。

麦克风测量压力变化，因此麦克风包括与外部环境接触的至少一个部件。

目前生产的大多数MEMS麦克风是电容检测麦克风，该电容检测麦克风的一个实施例在文献A中被描述。Dehe：硅麦克风的开发和应用，(2007)传感器和驱动器，A：物理版，133(2SPEC.ISS.)，第283-287页。

例如，该电容检测麦克风包括将外部环境与称为后部体积的封闭室分离的柔性膜，该柔性膜用作压力参考。膜在膜的两个面之间的压力差的作用下变形。膜形成电极，并且固定的和刚性的反电极被设置成面向膜。膜和反电极形成电容，电容的值在电容的两个表面之间的压力差的作用下随着膜变形的变化而变化。

膜中的孔(称为通气孔)确保外部环境与麦克风的后部体积之间的压力均衡。因此，例如由于高度变化、反气旋或低气压，大气压的长期漂移(大气压的幅度比声音的幅度高多个数量级)对膜没有作用，因为它们在膜的两侧均衡。孔的尺寸被设置成使得该无效仅应用于通常在1Hz至100Hz之间的低频，而不是对音频进行过滤。

反电极也被穿孔并且让空气通过，使得可以在膜表面上设定压力。

该结构具有许多优点，但是，特别是由于反电极的存在，该结构具有缺点。实际上，反电极处于声波路径中。虽然反电极带有孔，但反电极具有声阻，即反电极具有对空气流的阻力，从而进行压力设定。该阻力产生热噪声，从而导致检测阈值退化。该阻力还产生阻尼，这会减少麦克风带通。

为了限制该阻力，可以增加被孔覆盖的反电极的面积，但是这直接导致面对的面积减小，这相应地减少了电容检测。因此，降低了转换增益并且较少地掩蔽了电子部件的噪声，这再次导致检测阈值的退化。

因此，特别是由于声阻和电子器件的噪声，在满足所需的带通的同时，要找到折中的办法，以使检测阈值的总体退化最小化。

可以设想增加膜和反电极的面积以增加面对的面积。但是这种增加导致芯片的尺寸增加，从而导致成本增加。此外，较高面积的膜将通过变形使更多的空气移动。该体积的移动空气造成后腔中的压力增加/减小，从而在膜上施加与移动相反的力。该力正比于膜面积平方与后部体积之比。该力作为另一弹簧作用到膜上，这将阻碍移动。因此，如果希望保持等效的膜移动，则膜面积的增加将伴随后部体积的尺寸的增加，包装件的尺寸因此也会增加。