双振膜声波传感器的制造方法

文档序号:8000264阅读:355来源:国知局
双振膜声波传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种双振膜声波传感器,包含有:一基板,具有一第一侧面、一背对该第一侧面的第二侧面,以及一贯穿该第一、第二侧面的镂空槽;一声波感测单元,设于该基板的第一侧面且对应于该镂空槽,并且具有一内振膜及一外振膜,该外振膜环绕在该内振膜的周围;以及一支撑单元,具有至少二第一弹性支撑件,该二第一弹性支撑件相对地连接在该声波感测单元的内、外振膜之间。本发明的双振膜声波传感器利用该内、外振膜的配置,让该内、外振膜在同时受到声压作用,该内振膜会产生比该外振膜更大的位移量而提高灵敏度,使得本发明可以在不增加感测面积的情况下达到提高灵敏度的功效。
【专利说明】双振膜声波传感器

【技术领域】
[0001] 本发明属于声波传感器领域,特别是涉及一种双振膜声波传感器。
[0002]

【背景技术】 随着4C电子产业的蓬勃发展,特别像是智能型手机、蓝牙耳机、麦克风等移动通讯产 品为目前4C电子产业的主流,由于前述移动通讯产品对于声音质量的要求日益增高,相对 于应用在前述移动通讯产品的声波传感器(acoustic transducer)就必须同时具备良好的 灵敏度。
[0003] 就声波传感器的相关先前技术而言,如台湾公告第1372570号专利案所揭露的电 容式传感器在基材表面设置一第一电极及一第二电极,第一电极对应一感测组件,第二电 极对应一活动式基座,活动式基座与感测组件之间借由一弹簧连接在一起。当感测组件受 到声波的压力作用时会相对第一电极产生垂直位移(如前述专利案的图8B所示),使两者之 间的电容值产生改变,进而造成电压的变化。然而在此专利案中是采用单一感测组件(即单 振膜)的设计,使得感测组件往往无法对极小音量进行感测而缺乏良好的灵敏度,若要提高 灵敏度就必须加大感测组件的感测面积,但是感测面积的加大势必会连带影响整体结构的 尺寸配置。


【发明内容】

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种双振膜声波传感器,其能提升感应声压的范围且 能在不增加感测面积的情况下提高灵敏度。
[0005] 为了达成上述目的,本发明所述的双振膜声波传感器包含有一基板、一声波感测 单元,以及一支撑单元。该基板具有一第一侧面、一背对该第一侧面的第二侧面,以及一贯 穿该第一、第二侧面的镂空槽;该声波感测单元设于该基板的第一侧面且对应于该镂空槽, 并且具有一内振膜及一外振膜,该外振膜环绕在该内振膜的周围;该支撑单元具有至少二 弹性支撑件,该二弹性支撑件相对地连接在该声波感测单元内、外振膜之间。
[0006] 更优的,该支撑单元还具有一固定于该基板的支撑座,该支撑座可以供该外振膜 直接固定,也可以借由另外二相对的弹性支撑件连接该外振膜,用来提供支撑效果。
[0007] 更优的,该基板的第一侧面设有一覆盖该声波感测单元的背板,该背板朝该声波 感测单7Π 的一侧面设有一电极单兀,该电极单7Π 具有一内电极及一外电极,该内、外电极分 别对应于该内、外振膜,使得该内、外电极与该内、外振膜之间分别形成一电容,当该电容因 该内、外振膜的振动而产生变化时会引起电压改变,使电流随之变化而输出信号。
[0008] 本发明的双振膜声波传感器利用该内、外振膜的配置,让该内、外振膜在同时受到 声压作用,该内振膜会产生比该外振膜更大的位移量而提高灵敏度,使得本发明可以在不 增加感测面积的情况下达到提高灵敏度的功效。
[0009]

【专利附图】

【附图说明】 图1为本发明第一实施例的立体示意图; 图2为本发明第一实施例的局部仰视示意图; 图3为本发明第一实施例的俯视示意图; 图4为本发明第一实施例的剖视图。; 图5为本发明第一实施例在操作时的剖视图; 图6为本发明第二实施例的俯视示意图。
[0010]【符号说明】 10双振膜声波传感器;20基板;202第一侧面;204第二侧面; 22硅底层;24绝缘层;26镂空槽;30声波感测单元;32内振膜; 34外振膜;40支撑单元;41支撑座;42第一弹性支撑件; 422第一连接段;424第一连续弯曲段;43第二弹性支撑件; 432第二连接段;434第二连续弯曲段;50背板;52第一穿孔; 60电极单元;62内电极;64外电极;66第二穿孔

【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0012] 实施例1请参阅图1-图3,为本实施例所述的双振膜声波传感器10,包含有一基 板20、一声波感测单元30,以及一支撑单元40。
[0013] 请配合参阅图4,基板20具有一硅底层22及一绝缘层24,绝缘层24布设于硅底 层22的顶面,使得绝缘层24的顶面及硅底层22的底面分别形成基板20的一第一侧面202 及一第二侧面204。此外,基板20具有一贯穿第一、第二侧面202、204的镂空槽26,用来供 声波通过。
[0014] 如图3及图4所示,声波感测单元30设于基板20的第一侧面202且对应于镂空 槽26,并具有一内振膜32及一环绕在内振膜32周围的外振膜34。内振膜32的形状以圆形 为最佳选择,当然也可以是矩形或其它几何形状,外振膜34的形状以圆环状为最佳选择, 当然也可以是矩形环或其他呈环状的几何形状。
[0015] 如图3所示,支撑单元40在本实施例中具有一支撑座41、四个第一弹性支撑件 42,以及四个第二弹性支撑件43。支撑座41固定于基板20的第一侧面202且环绕在外振 膜34的周围;这些第一弹性支撑件42两两成对地设于内、外振膜32、34之间,并且具有两 个第一连接段422及一第一连续弯曲段424,该两个第一连接段422分别连接内振膜32之 外周缘及外振膜34的内周缘,第一连续弯曲段424连接在该二第一连接段422之间;这些 第二弹性支撑件43两两成对地设于支撑座41与外振膜34之间,并且具有两个第二连接段 432及一第二连续弯曲段434,该两个第二连接段432分别连接支撑座41的内周缘及外振 膜34的外周缘,第二连续弯曲段434连接在该两个第二连接段432之间。在此需要补充说 明的是,第一、第二弹性支撑件42、43的数目不一定要四个,实际上只要至少两个或三个都 能提供弹性支撑效果,以四个为最佳选择。
[0016] 除上述结构之外,本发明所述的双振膜传感器10还包含有一背板50及一电极单 元60,如图1、2及4所示,背板50固定于基板20的第一侧面202且覆盖声波感测单元30, 电极单兀60设于背板50朝声波感测单兀30的一侧面且具有一内电极62及一外电极64, 内、外电极62、64分别对应于内、外振膜32、34,使得内、外电极62、64与内、外振膜32、34之 间分别形成一电容。此外,背板50具有多数个第一穿孔52,内、外电极62、64分别具有多数 个第二穿孔66,这些第一穿孔52分别连通第二穿孔66,用来供声波通过。
[0017] 请配合参阅图4及5,当声波进入基板20的镂空槽26之后,外振膜34会受到声波 的压力作用而朝背板50的方向产生位移,并且在位移的过程中由各第一弹性支撑件42带 动内振膜32朝背板50的方向位移,再加上内振膜32本身也会因为受到声波的压力作用而 朝背板50的方向产生位移,所以在声波压力及外振膜34的拉力的双重作用之下,内振膜32 会产生比外振膜34更大的位移量,此时在内、外振膜32、34与内、外电极62、64之间的电容 会因为内、外振膜32、34的位移而产生变化,使电压与电流随的改变以分别输出一声音信 号。
[0018] 当声波消失之后,内、外振膜32、34会由各第一、第二弹性支撑件42、43所提供的 弹性回复力而与内、外电极62、64之间保持适当的距离,以避免与内、外电极62、64之间产 生沾黏的问题。
[0019] 综上所述,本发明所述的双振膜声波传感器10利用内、外振膜32、34的配置,再搭 配多数个弹性支撑件42、43的连接关系,让内振膜32在与外振膜34同时受到声压作用下 会产生比外振膜34更大的垂直位移量而提高灵敏度,使得内振膜32可以用来负责高感度 声波,外振膜34则是可以用来负责高音压声波,利用内、外振膜分别对应较小与较大声压 可达到提升感应声压范围的功效,同时将内、外振膜34所感测的不同声音信号加以结合之 后还能进一步提高信噪比,所以无论声音大小,本发明的双振膜声波传感器10都能提供优 化的感测效果。
[0020] 实施例2最后需要补充说明的是,本发明的结构可以有不同变化,如图6所示,夕卜 振膜34的外周缘可以直接固定在支撑座41,并不一定要透过第二弹性支撑件43,简化整体 结构,如此的结构配置在声波的压力作用下,外振膜34的位移量虽然没有前述实施例来得 大,但是仍然能够透过各第一弹性支撑件42加大内振膜32的垂直位移量,以达到提高灵敏 度的效果。
【权利要求】
1. 一种双振膜声波传感器,其特征是,包含有: 一基板,具有一第一侧面、一背对该第一侧面的第二侧面,以及一贯穿该第一、第二侧 面的镂空槽; 一声波感测单元,设于该基板的第一侧面且对应于该镂空槽,并且具有一内振膜及一 外振膜,该外振膜环绕在该内振膜的周围;以及 一支撑单元,具有至少二第一弹性支撑件,该二第一弹性支撑件相对地连接在该声波 感测单元的内、外振膜之间。
2. 如权利要求1所述的双振膜声波传感器,其特征是:其中各第一弹性支撑件具有两 个第一连接段及一第一连续弯曲段,该两个第一连接段分别连接该内振膜的外周缘及该外 振膜的内周缘,该第一连续弯曲段连接在第一连接段之间。
3. 如权利要求1所述的双振膜声波传感器,其特征是:其中该支撑单元还具有一支撑 座与至少两个第二弹性支撑件,该支撑座固定于该基板的第一侧面且环绕在该外振膜的周 围,该两个第二弹性支撑件连接在该支撑座与该外振膜之间。
4. 如权利要求3所述的双振膜声波传感器,其特征是:其中各该第二弹性支撑件具有 两个第二连接段及一第二连续弯曲段,该两个第二连接段分别连接该支撑座的内周缘与该 外振膜的外周缘,该第二连续弯曲段连接在第二连接段之间。
5. 如权利要求1所述的双振膜声波传感器,其特征是:其中该支撑单元还具有一支撑 座,该支撑座固定于该基板的第一侧面且环绕在该外振膜的周围,该外振膜的外周缘直接 连接于该支撑座。
6. 如权利要求1所述的双振膜声波传感器,其特征是:其中该基板的第一侧面设有一 背板,该背板覆盖该声波感测单元,且该背板朝该声波感测单元的一侧面设有一电极单元, 该电极单兀具有一内电极及一外电极,该内、外电极分别对应于该内、外振膜。
7. 如权利要求6所述的双振膜声波传感器,其特征是:其中该背板具有多数个第一穿 孔,该电极单元的内、外电极分别具有多数个第二穿孔,所述第一穿孔分别对应连通该些第 二穿孔。
【文档编号】H04R1/20GK104219598SQ201310212451
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】邓嘉文 申请人:美律电子(深圳)有限公司
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