[发明专利]压电传感器

说明书

一种压电传感器，包括基材、压电层及加强结构。基材具有腔室。压电层配置于基材上且包括位移区、多个感测区、多个缝隙、多个上电极及多个下电极。位移区位于腔室上方。多个感测区环绕连接于位移区的外缘且位于腔室上方。多个缝隙分别成形于多个感测区中任两相邻的感测区之间，各缝隙连通腔室。多个上电极分别配置于各感测区的顶面。多个下电极分别配置于各感测区的底面。加强结构配置于位移区的底部。

技术领域

本发明涉及一种压电传感器，特别是涉及一种应用于声波感测的压电传感器。

背景技术

麦克风是一种可将声音转换成电子信号的换能器，包括多种形式，如动圈式、电容式及压电式等。压电式麦克风是结合压电材料所制成的一种压电传感器。压电材料的特点在于：可将作用于压电材料上的机械振动转化成电信号，或将施加于压电材料上的电压转化为变形量。

现有的压电传感器的主要架构如下：在基材上透过微机电工艺制作振动膜，再将压电组件配置在振动膜上。当外力如声波作用于振动膜时，声波的压力挤压振动膜产生振动变形，也同时带动压电组件产生变形，以使压电组件产生相对应的电信号，并透过电极将电信号传递至外部的放大器或其它电子组件。

然而，现有配置在压电传感器上的振动膜多数为整体结构，当外力作用于压电传感器时，振动膜整体均会产生变形，而并非集中于压电组件的位置，致使压电组件读出的电信号过于微弱而不易达成高灵敏。因此，现有压电传感器的感测性能仍具有改善的空间。

发明内容

基于此，有必要针对压电传感器不灵敏的问题，提供一种可有效提升声波感测灵敏度，同时平衡传感器内部的静态压力的压电传感器，。

一种压电传感器，包括基材、压电层及加强结构。基材具有腔室。压电层配置于基材上且包括位移区、多个感测区、多个缝隙、多个上电极及多个下电极。位移区位于腔室上方。多个感测区环绕连接于位移区的外缘且位于腔室上方。多个缝隙分别成形于多个感测区中任两相邻的感测区之间，各缝隙连通腔室。多个上电极分别配置于各感测区的顶面。多个下电极分别配置于各感测区的底面。加强结构配置于位移区的底部。其中，当声波传递至压电层时，推动位移区与加强结构相对于基材产生位移，并使多个感测区产生变形以产生电信号，且多个缝隙用以平衡腔室内的压力。

在其中一个实施例中，还包括弹性层，配置于基材与压电层之间，且附着于位移区及多个感测区。加强结构成形于弹性层上且对应位移区的底部。

在其中一个实施例中，上述的弹性层具有多个穿孔，各穿孔连通相应的各缝隙，以使各缝隙连通腔室。

在其中一个实施例中，上述的腔室的形状为矩形，各缝隙的长度不大于腔室的对角长度的三分之一。

在其中一个实施例中，上述的腔室的形状为矩形，该位移区的第一面积介于该腔室的第二面积的1/2至1/9之间。

在其中一个实施例中，上述的位移区及加强结构位于腔室的中央处，腔室的内缘与位移区的外缘之间配置各感测区。

在其中一个实施例中，上述的各感测区是朝向腔室的该内缘而宽度渐增的梯形梁。

在其中一个实施例中，上述的各上电极与各下电极均为对应各感测区设置的梯形电极。

在其中一个实施例中，上述的各上电极的面积小于各下电极的面积。

在其中一个实施例中，上述的加强结构包括多个延伸于腔室内的肋条。

在其中一个实施例中，上述的加强结构包括延伸于腔室内的块体。

在其中一个实施例中，上述的腔室、位移区及加强结构的形状为多边形。