[发明专利]压电式MEMS麦克风

说明书

本发明提供了一种压电式MEMS麦克风，其包括具有背腔的基底和设置在所述基底上的压电振膜，所述压电振膜包括多个膜片，每一所述膜片包括与所述基底连接的固定端和与所述固定端连接并悬置于所述背腔上方的自由端，相邻两个所述膜片之间间隔设置或相接触，所述压电式EMES麦克风还包括位于所述压电振膜中央区域的约束结构，至少两个所述膜片的自由端与所述约束结构连接。与相关技术相比，本发明提供的压电式MEMS麦克风通过设置约束结构将膜片的自由端限制在同一平面内，提升了产品性能的均匀性，抗跌落性能更好。

【技术领域】

本发明涉及声电技术领域，尤其涉及一种压电式MEMS麦克风。

【背景技术】

近年来，越来越多的移动设备开始使用微电机系统麦克风(Micro ElectroMechanical System，MEMS)代替原来的驻极体麦克风。由于移动设备的使用环境多变，这对MEMS麦克风的可靠性提出了更高的要求。

目前，MEMS麦克风主要分为电容式MEMS麦克风和压电式MEMS麦克风。压电式MEMS麦克风能够克服一些传统的电容式MEMS麦克风的缺点，在防尘和防水等方面有着较好的表现，有着更加广泛的应用领域。不同于电容式麦克风的振膜结构，如图1所示，压电式MEMS麦克风的振膜由多个膜片21组成，每个膜片21一端与基底1相连，另一端采用了悬臂梁结构来避免工艺中的残余应力对声学性能的影响。但是，在残余应力的作用下，膜片21的自由端会发生形变，而且由于整个振膜2在加工工艺过程中的应力分布不均，造成不同压力传感器芯片的膜片21形变各有不一，这一悬臂梁结构上的差异进一步影响了麦克风的性能表现，导致麦克风的灵敏度、抗跌落性能等差异较大，不能满足实际的要求。

如图2所示，不同的膜片21由于残余应力不同，所出现的形变也略有不同，膜片21之间的间隙也会发生变化，这一差异会进一步造成不同压力传感芯片的声阻不同，进而影响不同的压电式MEMS麦克风的性能差异。

因此，有必要对振膜的悬臂梁结构进行改进，减小加工造成的形变带来的性能差异。

【发明内容】

针对相关技术中压电式MEMS麦克风振膜的自由端由于加工工艺过程中的应力分布不均导致形变不一，进而影响麦克风灵敏度和抗跌落性能的技术问题，本发明提供了一种新型结构的压电式MEMS麦克风。

一种压电式MEMS麦克风，包括具有背腔的基底和设置在所述基底上的压电振膜，所述压电振膜包括多个膜片，每一所述膜片包括与所述基底连接的固定端和与所述固定端连接并悬置于所述背腔上方的自由端，相邻两个所述膜片之间间隔设置或相接触，所述压电式EMES麦克风还包括位于所述压电振膜中央区域的约束结构，且至少两个所述膜片的自由端与所述约束结构连接。

优选的，所述约束结构与所述压电振膜一体成型。

优选的，所述约束结构与所述压电振膜处于同一平面内。

优选的，所述自由端与所述约束结构的连接方式包括刚性连接或柔性连接中的至少一种。

优选的，所述约束结构包括本体部和贯穿所述本体部设置的多个开孔，所述自由端与所述本体部连接。

优选的，所述约束结构为对称结构或非对称结构。

优选的，多个所述膜片的大小和形状均相同，且多个所述膜片与所述约束结构配合围成圆形结构。

优选的，且多个所述膜片与所述约束结构配合围成正多边形结构。

优选的，所述背腔的横截面积小于所述压电振膜的横截面积，所述约束结构的横截面积小于所述背腔的横截面积。