一种振膜及MEMS麦克风的制作方法

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种振膜及应用该振膜的mems麦克风。

背景技术：

mems(数字)麦克风是基于mems制造技术制造的麦克风，mems是微机电系统的缩写。mems麦克风常被用于各种移动设备中用于拾取语音信号，并将语音信号转化成电信号进行传输，mems麦克风一般由mems微电容传感器、mems微电容极头、微集成转换电路、声腔和fr抗干扰电路组成，mems微电容极头包括振膜，振膜可以直接接受到音频信号，经过mems微电容传感器传输给微集成转换电路，微集成转换电路将高频电信号转换并放大成低阻的电信号，同时经fr抗干扰电路滤波，输出与前置电路匹配的电信号，通过对电信号的读取从而实现对声音的识别。相比于传统ecm麦克风，mems麦克风具有稳定性强、体积小、质量轻、耐热性能好、制作工艺简单且能够有效地抑制电源电压的波动的优点。

然而，现有mems麦克风的低频响应特性差，抗高气压冲击能力以及抗摔能力很差，一旦不小心将包含mems麦克风的电子设备掉至地上，mems麦克风内的振膜将很容易发生破损或者破裂，从而使mems麦克风接受到的声音信号失真，影响声音信号与电信号的转化精度，或者根本就无法再接受到声音信号，严重影响电子设备的正常使用以及使用者的体验。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种振膜，该振膜的不仅低频响应特性好、灵敏度高、抗高气压冲击能力好，还具有良好的抗摔能力和抗热应力性能，能够有效地降低振膜破裂的风险。

本发明的另一个目的在于提供一种应用上述振膜的mems麦克风，该mems麦克风抗摔能力好、使用寿命长、低频响应特性好、音质还原度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种振膜，包括：

薄膜本体，其呈平面型，所述薄膜本体的边缘处设置有第一弧形孔群和第二弧形孔群，所述第一弧形孔群和所述第二弧形孔之间形成环形带状区域，所述第一弧形孔群包括多个第一气孔，每一所述第一气孔内均设置有一第一弧形挡片，所述第二弧形孔群包括多个第二气孔，每一所述第二气孔内均设置有一第二弧形挡片，多个所述第一气孔和多个所述第二气孔均呈圆形阵列排布，且均以所述薄膜本体的中心轴为阵列中心；

连接部，所述连接部由所述薄膜本体的边缘处向外延伸，所述薄膜本体能够以所述连接部所在平面为平衡位置进行往复振动。

作为优选，所述第一弧形挡片一端与所述薄膜本体固定连接，所述第一弧形挡片的另一端向所述第一气孔的内部延伸，所述第一弧形挡片与所述第一气孔之间形成第三气孔，所述第三气孔呈月牙状，且所述第三气孔的弧形边朝所述薄膜本体中心处的方向弯曲凸起。

作为优选，所述第二弧形挡片一端与所述薄膜本体固定连接，所述第二弧形挡片的另一端向所述第二气孔的内部延伸，所述第二弧形挡片与所述第二气孔之间形成第四气孔，第四气孔呈月牙状，且所述第四气孔的弧形边朝远离所述薄膜本体中心处的方向弯曲凸起。

作为优选，所述第一气孔与所述第二气孔交错设置，所述第一气孔距离所述薄膜本体边缘处的最大距离小于所述第二气孔距离所述薄膜本体边缘处的最小距离。

作为优选，所述第一气孔与所述第二气孔的数量相等。

作为优选，所述第一气孔为椭圆形孔。

作为优选，多个所述第一气孔的长轴均与同一个圆周相切。

作为优选，所述第二气孔为椭圆形孔。

作为优选，多个所述第二气孔的长轴均与另一圆周相切。

一种mems麦克风，包含上项所述的振膜。

本发明的有益效果：

本发明所提供的振膜通过在薄膜本体上设置第一弧形孔群和第二弧形孔群，能够有效地降低振膜硬度，提高振膜的灵敏度，第一弧形孔群和第二弧形孔群之间形成的环形带状区域，不仅能够有效地降低生产过程中热应力对振膜的影响，还能够提高振膜的抗高气压冲击能力和抗摔能力。通过在每一第一气孔内均设置有第一弧形挡片，在每一第二气孔内均设置有一第二弧形挡片，能够在保证良好的抗摔能力、抗气压冲击能力和抗热应力能力的前提下，有效地改善低频响应特性，提高电子产品的音质。且通过在振膜上设置连接部，有利于将振膜固定到其他元件上，薄膜本体以连接部所在平面为平衡位置进行振动能够提高薄膜本体振动的稳定性。

附图说明

图1是本发明所提供的振膜的俯视图；

图2是本发明所提供的振膜去除第一弧形挡片和第二弧形挡片后的俯视图。

图中：1、薄膜本体；2、连接部；3、第一气孔；4、第二气孔；5、第一弧形挡片；6、第二弧形挡片；7、第三气孔；8、第四气孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，振膜包括薄膜本体1和连接部2，薄膜本体1呈平面型，连接部2由薄膜本体1的边缘处向外延伸，薄膜本体1能够以所述连接部2所在平面为平衡位置进行往复振动，薄膜本体1的边缘处设置有第一弧形孔群和第二弧形孔群，第一弧形孔群和第二弧形孔之间形成环形带状区域，第一弧形孔群由多个第一气孔3组成，每一所述第一气孔3内均设置有一第一弧形挡片5，第二弧形孔群由多个第二气孔4组成，每一所述第二气孔4内均设置有一第二弧形挡片6，多个第一气孔3和多个第二气孔4均呈圆形阵列排布，且均以薄膜本体1的中心轴为阵列中心。

在振膜接受声音信号时，利用振膜的连接部2将振膜固定在其他元件上，使得薄膜本体1悬空，从而使薄膜本体1能够以连接部2所在平面为平衡位置进行往复振动，在薄膜本体1边缘处设置连接部2降低了振膜与其他元件连接的难度，便于将振膜固定在其他元件上，从而在薄膜本体1做往复振动时为振膜提供有效地固定，防止振膜脱落，提高了薄膜本体1振动的稳定性。

通过在薄膜本体1边缘处设置第一弧形孔群和第二弧形孔群，能够有效地降低振膜的硬度，提高振膜的灵敏度，且由于第一弧形孔群和第二弧形孔群的弧形孔的弧形边是平滑曲线，当振膜受到高气压冲击时，或者在跌落触地的瞬间，因振膜形变所产生的机械应力可分布在弧形孔的边缘处，位于弧形孔的边缘处上的某一点的曲率半径越大，该处的机械应力就越小，由于该弧形孔上处处平滑连接，没有任何拐点，曲率半径相对较大，故振膜在收到高压冲击或者巨大震动时，第一弧形孔群和第二弧形孔群之间的环形带状区域能够提供有效缓冲，从而避免了应力集中，降低了振膜破裂的可能性，提高了振膜的抗高气压冲击能力和抗摔能力。且该环形带状区域能够在振膜的生产过程中释放部分热应力，避免了制造时热应力集中，从而防止振膜由于热应力集中而发生破裂。在提高抗摔性能、抗热应力性能和抗冲击能力的同时，通过在第一气孔3内设置有第一弧形挡片5，在第二气孔4内设置有第二弧形挡片6，能够有效地减少从第一气孔3和第二气孔4内通过的气流，改善麦克风的低频相应。

具体的，第一弧形挡片5一端与薄膜本体1固定连接，第一弧形挡片5的另一端向第一气孔3的内部延伸，第一弧形挡片5与第一气孔3之间形成第三气孔7，第三气孔7呈月牙状，且第三气孔7的弧形边朝薄膜本体1中心处的方向弯曲凸出。第二弧形挡片6一端与薄膜本体1固定连接，第二弧形挡片6的另一端向第二气孔4的内部延伸，第二弧形挡片6与第二气孔4之间形成第四气孔8，第四气孔8朝远离薄膜本体1中心处的方向弯曲凸出。

当振膜在做往复运动时，气流会快速从第三气孔7和第四气孔8中通过，虽然第一弧形孔群和第二弧形孔群能够有效地提高振膜的抗热应力能力、抗高气压冲击能力和抗摔能力，但是气流从第一弧形孔群和第二弧形孔群快速通过会严重影响携带有该振膜的麦克风的低频响应特性。在本实施例中，通过在第一气孔3内设置有第一弧形挡片5，在第二气孔4内设置有第二弧形挡片6，且将第一弧形挡片5和第二弧形挡片6的延伸方向反向设置，能够在保证不影响第一弧形孔群和第二弧形孔群中间区域形状的基础上，减小漏气对振膜的影响，改善该麦克风的低频响应特性。

为了增大环形带状区域的有效缓冲面积，提高缓冲效果，在本实施例中将第一气孔3和第二气孔4交错设置，且第一气孔3距离薄膜本体1边缘处的最大距离小于第二气孔4距离薄膜本体1边缘处的最小距离。此处有效的缓冲面积为第一气孔3和第二气孔4相交叉部分的面积，如果第一气孔3和第二气孔4正对设置，则有效缓冲面积仅为第一气孔3和第二气孔4之间正对着的区域，两个相邻第一气孔3之间的区域或者两个相邻第二气孔4之间的区域并不是有效的缓冲区域。

具体的，任意一个第一气孔3的中心和与其相邻的两个第二气孔4的中心连线构成三角形；任意一个第二气孔4的中心和与其相邻的两个第一气孔3的中心连线同样构成三角形。在本实施例中，为了进一步保证振膜的强度，将上述三角形设置为等边三角形，等边三角形能够保证第一气孔3与其相邻的第一气孔3和第二气孔4之间的距离相等，从而使环形带状区域内各处强度相对比较均匀，防止因强度不均导致振膜破裂。

进一步的，第一气孔3为椭圆形孔，且呈圆形阵列排布的每一第一气孔3的长轴与同一个圆周相切，相比于圆形孔，在相同面积的前提下，椭圆孔的边线周长更长，从而能够进一步增大第一气孔3和第二气孔4之间形成的带状区域的有效缓冲面积，有利于在保证振膜强度的前提下更好的消除应力，因此在本实施例中，将第一气孔3设置为椭圆形孔。同理，将第二气孔4设置为椭圆形孔，且将每一第二气孔4的长轴与另一圆周相切。除此之外，通过将第一气孔3和第二气孔4设置为椭圆形孔，能够增大第一气孔3和第二气孔4相互交叉部分的曲率半径，从而进一步降低机械应力以及热应力集中，进一步降低生产过程中热应力对振膜的影响，还能够提高振膜的抗高气压冲击能力和抗摔能力。

为了进一步提高振膜的声学性能，保证振膜在接受声音信号时的振动具有稳定性，将第一气孔3和第二气孔4的数量设置为相等，弧形孔的数量可以根据振膜的大小具体设定，在本实施例中，第一气孔3和第二气孔4的数量均为12个。为了便于将振膜与其他元件固定连接，将连接部2的延伸平面与薄膜本体1的中心轴线垂直设置。

本实施例还提供了一种应用上述振膜的mems麦克风，该mems麦克风具有抗摔能力好、使用寿命长、低频响应特性好、音质还原度高等优点，能够满足客户对mems麦克风更高的要求。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。