一种双背极MEMS发声装置及电子设备的制作方法

本发明涉及换能器领域，更准确地说，本发明涉及一种发声装置；本发明还涉及一种电子设备。

背景技术：

发声装置是电子设备中的重要声学部件，作为一种把电信号转变为声信号的换能器件，其已经普遍应用在手机、笔记本电脑等电子产品上。现有的扬声器模组，包括外壳，以及设置在外壳内的振动系统、磁路系统，其中振动系统包括振膜以及设置在振膜上用于驱动振膜发声的音圈，磁路系统包括磁铁、华司等。线圈的一端连接在振膜上，另一端伸入至磁路系统的磁间隙内。

这种发声装置的结构较为复杂，使得发声装置的体积较大，而且多为人工流水线组装，自动化程度不高，远远不能满足现代化的发展需求。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种双背极MEMS发声装置的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种双背极MEMS发声装置，包括衬底，在所述衬底上通过沉积、刻蚀的方式依次设置有下背极、振膜、上背极，所述下背极、振膜、上背极之间通过绝缘层进行支撑；所述衬底上设置有与下背极对应设置的背腔；所述上背极、下背极被配置为分别持续施加相反电压的直流电信号，所述振膜被配置为施加交流电信号。

可选地，所述振膜整体由导电材料构成。

可选地，所述振膜包括非导电层以及导电层，所述导电层设置在非导电层的下方、上方或者内部。

可选地，所述导电层通过沉积、印刷、喷涂、电镀或者化学镀的方式与非导电层结合在一起。

可选地，还包括基板以及与基板构成封装结构的壳体，所述衬底位于封装结构内并安装在基板上，在所述壳体上设置有音孔。

可选地，所述基板为电路板。

可选地，所述振膜包括位于边缘用于连接的连接部，位于中心位置的振动部，以及位于连接部与振动部之间的折环部。

可选地，在所述上背极上设置有第一贯通孔；或/和在所述下背极上设置有第二贯通孔。

可选地，所述发声装置为扬声器或者受话器。

根据本发明的另一方面，还提供了一种电子设备，包括上述的双背极MEMS发声装置。

本发明的发声装置，上背极、下背极构成了一平行板电容器结构，在上背极与下背极之间形成了电场，带交流信号的振膜会受到上背极与下背极之间的电场力作用，从而使得振膜随信号频率发生振动，实现了振膜的发声。本发明的这种发声装置，可以应用到受话器或者扬声器当中，其突破了传统线圈、磁铁的安装结构，使其体积更小，而且可以采用MEMS工艺进行制造。

本发明的发明人发现，在现有技术中，发声装置的结构较为复杂，其体积较大，而且多为人工流水线组装，自动化程度不高，远远不能满足现代化的发展需求。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明发声装置的结构示意图。

图2是本发明发声装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1，本发明提供了一种双背极MEMS发声装置，其包括衬底3、振膜5、上背极6、下背极4等。本发明的衬底3可以采用单晶硅，这种硅衬底的材料属于本领域技术人员的公知常识。所述下背极4、振膜5、上背极6依次通过沉积、刻蚀的方式形成在衬底2上，且所述下背极4、振膜5、上背极6之间通过绝缘部进行支撑，使得下背极4、振膜5、上背极6之间均具有一定的间隙。在所述衬底3上对应下背极4的位置还设置有背腔结构。

本发明的振膜5可以为一平整的膜层，在本发明一个优选的试实施方式中，参考图2，所述振膜5包括位于边缘位置的连接部11，以及位于中部位置的振动部12，以及位于振动部12与连接部11之间的折环部10。所述振膜5的连接部11搭载在下背极4上，振膜5中部区域的振动部12可以悬置在下背极4的上方；折环部10可以呈波纹状或者锯齿状，通过该折环部10可以提高振膜5的振动效果。

在本发明一个具体的实施方式中，所述下背极4可以采用多晶硅或者金属材料等本领域技术人员所熟知的导电材料。在制作的时候，例如可以在衬底3上沉积背极层，然后通过刻蚀的方式形成下背极4的图案。为了保证衬底3与下背极4之间的绝缘性，在所述衬底3与下背极4之间接触的区域可设置第一绝缘层7，该第一绝缘层7可以采用二氧化硅等本领域技术人员所熟知的绝缘材料。

所述振膜5通过沉积、刻蚀的方式形成在下背极4上，例如可在下背极4上沉积振膜层，之后通过刻蚀的方式形成振膜5的图案。为了保证下背极4与振膜5之间的绝缘性，以及为了使下背极4与振膜5之间具有一定的间隙，在所述下背极4与振膜5之间接触的区域设置有第二绝缘层8，该第二绝缘层8可以采用本领域技术人员所熟知的二氧化硅等材料。

本发明的振膜5为导电振膜，其可以采用导电金属、多晶硅等本领域技术人员所熟知的导电材料等。在本发明一个具体的实施方式中，所述振膜5整体采用导电材料，也就是说，振膜5仅由导电材料构成；第二绝缘层8设置在所述振膜5与下背极4之间，以保证二者之间的绝缘。

在本发明另一个具体的实施方式中，所述振膜5包括导电层以及非导电层，该非导电层例如可以采用本领域技术人员所熟知的非导电振膜材料。非导电层通过MEMS工艺沉积在衬底3上，所述导电层可设置在非导电层的下方、上方或者内部。优选的是，根据导电层与非导电层之间的关系以及导电层的材质，所述导电层可以选择通过沉积、印刷、喷涂、光刻胶、电镀或者化学镀的方式与非导电层结合在一起。

例如在制作的时候，可以首先在下背极4上沉积第二绝缘层8，在第二绝缘层8的上方沉积导电层，在导电层的上方沉积非导电层，从而得到导电层在下、非导电层在上的振膜结构。

或者是，首先沉积非导电层，在非导电层的上方沉积、印刷、喷涂、光刻胶、电镀或者化学镀的方式形成导电层，从而得到导电层在上、非导电层在下的振膜结构。

或者是，首先沉积非导电层，在非导电层的上方沉积、印刷、喷涂、光刻胶、电镀或者化学镀的方式形成导电层，在导电层上继续沉积一层非导电层，从而形成了夹心的多层结构。

本发明的发声装置，所述上背极6可以采用多晶硅或者金属等本领域技术人员所熟知的材料，所述上背极6通过沉积、刻蚀的方式形成在振膜5上，例如可在振膜5上沉积背极层，之后通过刻蚀的方式形成上背极6的图案。为了保证上背极6与振膜5之间的绝缘性，以及为了使上背极6与振膜5之间具有一定的间隙，在所述上背极6与振膜5之间接触的区域设置有第三绝缘层9，该第三绝缘层9可以采用本领域技术人员所熟知的二氧化硅等材料。

本发明的发声装置，所述上背极6、下背极4被配置为分别持续施加相反电压的直流电信号，所述振膜5被配置为施加交流电信号。也就是说，上背极6、下背极4施加的电荷是相反的，例如上背极6持续施加直流的正电荷，下背极4持续施加直流的负电荷，这就使得上背极6、下背极4构成了一平行板电容器结构，在上背极6与下背极4之间形成了电场。此时，为振膜输入交流电信号，带交流信号的振膜5会受到上背极6与下背极4之间的电场力，从而使得振膜5随信号频率发生振动，实现了振膜的发声。

本发明的这种发声装置，可以应用到受话器或者扬声器当中，其突破了传统线圈、磁铁的安装结构，使其体积更小，而且可以采用MEMS工艺进行制造。

本发明的发声装置，还可以包括基板1以及设置在基板1上的壳体2；该基本1优选为电路板，所述壳体2固定在基板1上后，形成了封装结构。衬底3、下背极4、振膜5、上背极6等结构均设置在封装结构的内部，例如可以将衬底3贴装在基板1上，使得基板1封闭住衬底3的背腔，以完成发声装置的封装。其中，在所述壳体2上还设置有音孔20，以便振膜5发出的声音可以流出。其中，可在基板1上与振膜5对应的位置上设置泄压孔13，通过该泄压孔13可以均衡发声装置后声腔中的气压，以提高振膜5的振动效果。

本发明的发声装置，可以对上背极6进行图案化，以在上背极6上形成有第一贯通孔60，通过该第一贯通孔60使得外界与振膜5连通起来，以此来均衡气压；或者，可以对下背极4进行图案化，以在下背极4上形成第二贯通孔40，通过该第二贯通孔40使得振膜5可以与衬底3的背腔连通起来，也就是说，使得发声装置具有较大的后声腔，以提高发声装置的发音效果。或者是，可以在上背极6、下背极4上分别设置第一贯通孔60、第二贯通孔40，以保证振膜5的振动效果。而且在通过MEMS工艺进行制造的时候，还可以通过第一贯通孔60、第二贯通孔40对第二绝缘层8、第三绝缘层9进行腐蚀，从而将振膜5、下背极4、上背极6释放出来，这种腐蚀的工艺属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。

本发明的发声装置可以应用到各电子设备中，为此本发明还提供了一种电子设备，其包括上述的驻极体发声装置。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。