[发明专利]具有膜电极、对电极、以及至少一个弹簧的传感器

说明书

公开了一种传感器，该传感器具有膜电极、对电极、以及至少一个弹簧。尤其是，根据示例的传感器可以包括：结构(12)；膜电极(14)，其作为受到压力的结果是可变形的，并且与结构(12)接触；对电极(16)，其被机械地连接到结构(12)，并且通过间隙(18)与膜电极(14)分隔开；以及至少一个弹簧(20)，其被机械地连接到膜电极(14)和对电极(16)，以便在膜电极(14)和对电极(16)之间施加弹性力。

技术领域

本文件涉及传感器(例如，压力传感器和/或声学传感器，例如： 用于麦克风)，该传感器具有膜电极、对电极和插入在膜电极和对 电极之间的至少一个弹簧。

本文件还涉及用于制造传感器(诸如，上述传感器)的方法。

背景技术

压力传感器(诸如，声学传感器)可以包括至少两个电极(例 如，至少一个膜电极和至少一个对电极)。例如，膜电极可以作为 受到压力(例如，由声音导致的压力)的结果是可变形的。对电极 可以是不可变形的，并且对电极可以被固定到固定结构。膜电极可 以被连接到对应于膜边缘的传感器的固定结构。

膜电极可以被制造为存在拉伸应力，例如：用于抵消在膜电极 与对电极之间的吸引静电力。

凭借由于压力引起的变形，应力的高度集中可以被限定为对应 于膜边缘。因此，传感器的鲁棒性总体上被降低。

由于组装工艺，不同封装材料的热膨胀和材料封装的老化在膜 电极和对电极之间导致附加应力。这种附加应力改变了膜的柔顺性， 从而例如降低了灵敏度。这引起显著的产量损失。

因为膜电极的边缘被固定到结构，所以膜的大面积运动受到限 制。因此，整体信号幅度被减小。因此，该芯片传递受限制的信号 和/或信噪比(SNR)被降低。总体上，传感器需要被设计为比所需 要的更大，因此增加了达到满意信号和SNR值的成本。

此外，在制造期间的公差导致膜电极具有不完美的定位。因此， 通常需要执行校准，以相对于结构适配膜的特定位置。因此，不经 校准，很难实现不同传感器(名义上相同)恰好以相同灵敏度操作 的结果。然而，校准意味着软件和硬件的复杂化。

此外，在膜上的应力也取决于外部温度。因此，很难实现在所 有气候条件下都能运作的传感器。

受限制的机械鲁棒性可能会引起现场故障，并且需要附加测量、 限制和成本。因此更厚的膜需要被使用。

因此，本文件旨在找出至少部分减少上述缺陷的技术。

发明内容

根据一个示例，提供了一种传感器，包括：结构；膜电极，该 膜电极作为受到压力的结果是可变形的，并且该膜电极与结构接触； 对电极，该对电极被机械连接到结构，并且对电极通过间隙与膜电 极分隔开；以及至少一个弹簧，其在膜电极和对电极之间，以便在膜电极和对电极之间施加弹性力。

根据一方面，传感器可以包括：柔性膜连接件，该柔性膜连接 件将膜电极连接到结构。

根据一个示例，提供了一种方法，该方法用于制造半导体压力 传感器和/或声学传感器，该方法包括：

在基底上制备第一元件，其中第一元件在膜电极和对电极之间 选择；

制备至少一个弹簧元件，该至少一个弹簧原件邻接在第一元件 上；

制备第二元件，使得至少一个弹簧元件邻接在第二元件上，并 且使得至少一个弹簧元件被弹性地连接至第一元件和第二元件，其 中第二元件是对电极或膜电极，其中第二元件是在对电极和膜电极 之间选择的未被选择用于第一元件的元件。

附图说明

图1、图2示出了根据示例的传感器。

图3示出了根据示例的元件。