[实用新型]MEMS声换能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及声换能器领域，更准确地说，涉及一种具有梳齿结构的声换能器，例如MEMS发声装置或者其与MEMS麦克风的集成等。

背景技术

扬声器是重要的电声换能部件，大部分消费类电子产品中都设置有扬声器或扬声器模组。随着手机、平板电脑等消费类电子产品的逐渐发展，人们对扬声器的性能提出了更高的要求。

随着可携式产品的迅速发展，微型喇叭的需求已然是下一个微机电产品的重点，但MEMS组件的位移空间常取决于牺牲层的厚度，这是微型喇叭的最大限制，发音能力也因此受限。

此外可携式产品除了组件体积要缩小外，对于声音质量的要求与日俱增，采用数组的方式来满足高低频的声音讯号设计已然违背MEMS组件的尺寸需求。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种MEMS声换能器的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种MEMS声换能器,包括衬底以及振膜组件，所述振膜组件通过弹性梁与衬底连接在一起；其中，在所述振膜组件相对的两侧分别设置有至少一组第一可动梳齿，在所述振膜组件另外相对的两侧分别设置有至少一组第二可动梳齿；所述衬底上设置有用于与第一可动梳齿配合在一起的第一固定梳齿，以及用于与第二可动梳齿配合在一起的第二固定梳齿；

其中，在由所述第一可动梳齿与第一固定梳齿构成，以及由第二可动梳齿与第二固定梳齿构成的两组梳齿结构中，其中一组梳齿结构的可动梳齿高于固定梳齿，另一组梳齿结构中的可动梳齿低于固定梳齿；

所述振膜组件被配置为提供声换能器的振动状态；

所述两组梳齿结构被配置为：在各自的静电力作用下分别为振膜组件整体在两个相反方向上的位移提供驱动力。

可选地，所述第一可动梳齿高于第一固定梳齿，所述第二可动梳齿低于第二固定梳齿。

可选地，所述第一可动梳齿低于第一固定梳齿，所述第二可动梳齿高于第二固定梳齿。

可选地，所述振膜组件整体呈矩形，所述第一可动梳齿设置在振膜组件其中一对相对的侧壁上，所述第二可动梳齿设置在振膜组件另一对相对的侧壁上。

可选地，所述弹性梁设置有四条，分别连接的振膜组件的四个角。

可选地，所述振膜组件整体呈圆形，所述第一可动梳齿、第二可动梳齿均匀分布在振膜组件的圆周方向上。

可选地，所述衬底设置有容腔，所述振膜组件设置在衬底的容腔内，所述第一固定梳齿、第二固定梳齿设置在衬底容腔的内壁上。

可选地，所述弹性梁的材料选用液态金属薄膜或者高分子薄膜。

可选地，所述振膜组件包括位于外侧的框架，以及位于框架内的振膜。

可选地，所述框架与弹性梁是一体的，采用相同的材质。

可选地，所述振膜为发声装置的发声振膜，所述振膜选用压电陶瓷材料。

可选地，所述振膜为发声装置的发声振膜，还包括用于与振膜配合以使所述振膜振动的配合部。

可选地，所述振膜为输出音频信号的发声振膜；还包括用于与所述振膜构成平板电容结构的背极板；所述振膜与背极板构成了用于输入表征周围噪声信号的麦克风。

可选地，所述第一可动梳齿、第二可动梳齿、第一固定梳齿、第二固定梳齿采用单晶硅或者多晶硅。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种制造上述MEMS声换能器的方法,包括以下步骤：

a)提供衬底，在所述衬底上刻蚀出不同高度且呈梳状结构的第一沟槽、第二沟槽；

b)在衬底上沉积导电层，所述导电层填充在第一沟槽、第二沟槽内；

c)刻蚀所述导电层，在所述第一沟槽、第二沟槽内形成第一可动梳齿、第二可动梳齿、第一固定梳齿、第二固定梳齿；

d)在衬底的上端面沉积并刻蚀形成振膜组件的框架以及弹性梁；

e)在框架上沉积形成振膜；

f)刻蚀衬底，将振膜、框架、第一可动梳齿、第二可动梳齿、第一固定梳齿、第二固定梳齿、弹性梁释放出来。

本实用新型的MEMS声换能器，振膜组件本身可以输出高频的音频讯号，梳齿结构可以作为换能器的低频结构，且二者的驱动接口可以独立规划，并整合于一单体中可同时输出高低频讯号，从而提供准确的声音讯号。另外，本实用新型的声换能器，振膜组件在接受音频信号输出声音的同时，还可以形成麦克风结构从而为声音源的修正提供外界的噪音信号参数，提高了声换能器的抗噪能力。