專利名稱：電容式傳聲器芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容式傳聲器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種利用MEMS工藝制作的電容式傳聲器芯片。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，MEMS工藝制作的電容式傳聲器由于其穩(wěn)定性、可靠性、耐震性，以及頻率特性均較好，在手機(jī)通信等音頻設(shè)備中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)電容式傳聲器的要求也進(jìn)一步提高，需要更小的尺寸和更高的靈敏度?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)的電容式傳聲器中如果單純減小芯片尺寸，其靈敏度也會(huì)隨之降低，如果采用帶有紋膜結(jié)構(gòu)的電容式傳聲器，此種結(jié)構(gòu)可以顯著的提高電容式傳聲器的靈敏度，但是在工作時(shí)其振膜由于應(yīng)力的影響而局部變形過(guò)大，影響了電容式傳聲器的可靠性。因此，需要設(shè)計(jì)一種可以兼顧產(chǎn)品的可靠性、靈敏度，并不增加產(chǎn)品尺寸的電容式傳聲器。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高現(xiàn)有技術(shù)中電容式傳聲器的靈敏度并保證其可靠性，針對(duì)當(dāng)前電容式傳聲器的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供一種新的電容式傳聲器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的電容式傳聲器芯片包括具有貫通孔的基底、設(shè)置在基底上方與基底對(duì)應(yīng)的振膜支撐層、覆蓋于振膜支撐層上方的振膜、設(shè)置在振膜上方的背極支撐層和設(shè)置在背極支撐層上方的背極，其中，在所述振膜的邊緣地區(qū)設(shè)置有與所述振膜同心的環(huán)狀的紋膜。此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述振膜上紋膜的內(nèi)部設(shè)置有徑向凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的振膜加強(qiáng)筋；在所述振膜加強(qiáng)筋的上方還設(shè)置有徑向凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的背極加強(qiáng)筋。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述振膜在基底上方內(nèi)側(cè)位置設(shè)置有將振膜的中間與所述基底貫通孔相對(duì)應(yīng)的部分與振膜周圍部分?jǐn)嚅_的振膜隔斷。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述背極在背極支撐層內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有使背極中央部分和周圍部分?jǐn)嚅_的環(huán)形隔斷。另外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述振膜和所述背極的延伸部還分別設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)所述電容式傳聲器芯片與外部電路的電連接的振膜引出電極和背極引出電極。再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，在所述背極上還設(shè)置有貫通的聲孔，其中設(shè)置在背極周邊部分的聲孔的開孔稍大于設(shè)置在背極中央部分的聲孔的開孔。再者，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述背極為導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的復(fù)合層。采用上述方案后，不但振膜上的紋膜結(jié)構(gòu)能夠有效增加振膜的振幅，從而在不改變傳聲器芯片體積的前提下增加芯片中電容量的變化，進(jìn)而增加電容式傳聲器的靈敏度。 并且，由于在振膜上的紋膜的內(nèi)部設(shè)置的振膜加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)以及背極加強(qiáng)筋的作用，一方面使得振膜上在紋膜內(nèi)的有振膜加強(qiáng)筋的部分基本保持平動(dòng)，能夠避免振膜局部變形過(guò)大的問題，從而提高了電容式傳聲器芯片的可靠性。


通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)其實(shí)施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的上述特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的電容式傳聲器芯片的俯視圖；圖2為圖1的沿A-A虛線的剖面圖；圖3為圖2的沿B-B虛線的俯視具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1、圖2和圖3分別表示本發(fā)明實(shí)施例的電容式傳聲器芯片的俯視圖、圖1的沿 A-A虛線的剖面圖和圖2的沿B-B虛線的俯視圖。如圖1 圖3所示，本發(fā)明提供的電容式傳聲器芯片自下而上依次包括具有貫通孔的基底21、設(shè)置在基底上方與基底21對(duì)應(yīng)的振膜支撐層31、覆蓋于振膜支撐層31的貫通孔上方的振膜32、設(shè)置在振膜32上方具有與基底21的貫通孔相對(duì)應(yīng)的貫通孔的背極支撐層36 (同時(shí)也為犧牲層)和設(shè)置在背極支撐層 36上方的背極22。其中，在振膜32上與基底貫通孔相對(duì)應(yīng)的部分(在本實(shí)施例中為一圓形部分)的外圍、即振膜32上對(duì)應(yīng)基底上方內(nèi)側(cè)位置設(shè)置有將振膜的中間部分與振膜周圍部分?jǐn)嚅_的振膜隔斷37，振膜32在振膜隔斷37處與周圍部分?jǐn)嚅_，主要目的是把隔斷外部的區(qū)域 (不振動(dòng)部分)和內(nèi)部區(qū)域分開，從而能夠減少在傳聲器工作過(guò)程中基本不變化的部分無(wú)效電容(即不希望存在的寄生電容)，振膜32被振膜隔斷37分隔的內(nèi)部區(qū)域由振膜支撐層 31支撐。在振膜32的邊緣地區(qū)設(shè)置有與振膜33同心的環(huán)狀的紋膜33，在振膜上環(huán)狀紋膜的內(nèi)部有徑向凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的振膜加強(qiáng)筋34，在振膜加強(qiáng)筋34的上方還設(shè)置有與振膜加強(qiáng)筋34相對(duì)應(yīng)的具有凹陷或凸起結(jié)構(gòu)的背極加強(qiáng)筋沈，背極22覆蓋于背極支撐層36上方。另外，背極22上還設(shè)置有貫通的聲孔25、27 ；其中設(shè)置在背極周邊部分的聲孔27 的開孔稍大于設(shè)置在背極22中央部分的聲孔25的開孔，以利于背極支撐層36的釋放，并減小其邊緣部分與振膜之間形成的無(wú)效電容(即不希望存在的寄生電容)。另外，在振膜 32的延伸部設(shè)置有振膜引出電極M，在背極22的延伸部還設(shè)置有背極引出電極23 ；這兩個(gè)引出電極用于使傳聲器芯片與外部電路實(shí)現(xiàn)電連接。在圖1 圖3中所示的實(shí)施例中，電容式傳聲器芯片是一種背極在上、振膜在下的電容式傳聲器結(jié)構(gòu)，其所示為圓形振膜。當(dāng)然本發(fā)明提供的電容式傳聲器芯片結(jié)構(gòu)不限于圖1 圖3中所示的一種結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)或者應(yīng)用的需要對(duì)其中的上下順序和形狀進(jìn)行合理的調(diào)整，均不影響本發(fā)明的主旨。如圖2和圖3所示，在本實(shí)施例中，圓形振膜32四周固定，其靠近固定處有圓環(huán)狀的紋膜33，該紋膜33能夠有效增加振膜的振幅，從而在不改變芯片體積的前提下增加芯片中電容量的變化，進(jìn)而增加電容式傳聲器的靈敏度。并且，在振膜上環(huán)狀的紋膜33的內(nèi)部還設(shè)置有徑向的具有凸起或凹陷結(jié)構(gòu)振膜加強(qiáng)筋34，即振膜加強(qiáng)筋34方向可以為向上或者向下。因?yàn)榧訌?qiáng)筋結(jié)構(gòu)的作用，振膜32上在紋膜33內(nèi)的有振膜加強(qiáng)筋34的部分基本保持平動(dòng)，能夠避免振膜局部變形過(guò)大的問題，從而提高了電容式傳聲器芯片的可靠性。背極22為導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的復(fù)合層，在背極22上有徑向凹陷或凸起的背極加強(qiáng)筋26，其作用為增加背極22的硬度，使傳聲器工作時(shí)背極保持不動(dòng)；另一方面，背極加強(qiáng)筋沈和振膜加強(qiáng)筋34也可以契合對(duì)應(yīng)，這樣可以使得二者重合面積增加，從而增加了電容變化率，也提高了電容式傳聲器芯片的靈敏度。此外，背極22上還設(shè)置有貫通孔聲孔25、27，背極周邊部分的聲孔27可以開孔稍大以利于犧牲層的釋放。背極在背極支撐層內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)的位置具有環(huán)形的背極隔斷觀，使得背極中央部分和周圍部分在背極隔斷觀處斷開，以減少在傳聲器工作過(guò)程中基本不變化的部分電容，提高靈敏度。當(dāng)振膜振動(dòng)時(shí)，由于紋膜33和振膜加強(qiáng)筋34的作用使得振膜在紋膜的內(nèi)部部分基本保持平動(dòng)，背極加強(qiáng)筋26和振膜加強(qiáng)筋34在水平方向上的投影部分重合面積變化，增加了電容變化率，從而提高電容式傳聲器芯片的靈敏度。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所提供的電容式傳聲器芯片根據(jù)產(chǎn)品的需求可以有多種不同形式的實(shí)施方式，并不局限于以上優(yōu)選實(shí)施例。在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)和變形，都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種電容式傳聲器芯片，包括具有貫通孔的基底、設(shè)置在基底上方與基底對(duì)應(yīng)的振膜支撐層、覆蓋于振膜支撐層上方的振膜、設(shè)置在振膜上方的背極支撐層和設(shè)置在背極支撐層上方的背極，其特征在于在所述振膜的邊緣地區(qū)設(shè)置有與所述振膜同心的環(huán)狀的紋膜。
2.按照權(quán)利要求1所述的電容式傳聲器芯片，其特征在于，在所述振膜上紋膜的內(nèi)部設(shè)置有徑向凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的振膜加強(qiáng)筋；在所述振膜加強(qiáng)筋的上方還設(shè)置有徑向凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的背極加強(qiáng)筋。
3.按照權(quán)利要求2所述的電容式傳聲器芯片，其特征在于，所述振膜在基底上方內(nèi)側(cè)位置設(shè)置有將振膜的中間與所述基底貫通孔相對(duì)應(yīng)的部分與振膜周圍部分?jǐn)嚅_的振膜隔斷。
4.按照權(quán)利要求3所述的電容式傳聲器芯片，其特征在于，所述背極在背極支撐層內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有使背極中央部分和周圍部分?jǐn)嚅_的環(huán)形隔斷。
5.按照權(quán)利要求4所述的電容式傳聲器芯片，其特征在于，在所述振膜和所述背極的延伸部還分別設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)所述電容式傳聲器芯片與外部電路的電連接的振膜引出電極和背極弓丨出電極。
6.按照權(quán)利要求5所述的電容式傳聲器芯片，其特征在于，在所述背極上還設(shè)置有貫通的聲孔，其中設(shè)置在背極周邊部分的聲孔的開孔稍大于設(shè)置在背極中央部分的聲孔的開孔。
7.按照權(quán)利要求6所述的電容式傳聲器芯片，其特征在于，所述背極為導(dǎo)電材料或包含導(dǎo)電材料的復(fù)合層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電容式傳聲器芯片，包括具有貫通孔的基底、設(shè)置在基底上方與基底對(duì)應(yīng)的振膜支撐層、覆蓋于振膜支撐層上方的振膜、設(shè)置在振膜上方的背極支撐層和設(shè)置在背極支撐層上方的背極，其中，在所述振膜的邊緣地區(qū)設(shè)置有與所述振膜同心的環(huán)狀的紋膜。利用本發(fā)明的紋膜和加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，不但能夠有效增加振膜的振幅，從而在不改變芯片體積的前提下增加芯片中電容量的變化，進(jìn)而增加電容式傳聲器的靈敏度，還能夠使振膜上在紋膜內(nèi)的有振膜加強(qiáng)筋的部分基本保持平動(dòng)并增加傳聲器的電容變化率，避免振膜局部變形過(guò)大的問題，提高電容式傳聲器芯片的靈敏度并提高了電容式傳聲器芯片的可靠性。
文檔編號(hào)H04R19/04GK102244832SQ20101025636
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者宋青林, 潘昕, 隋鴻鵬 申請(qǐng)人:歌爾聲學(xué)股份有限公司