本发明实施例涉及声电转换领域，更具体地，涉及一种mems麦克风。
背景技术：
mems(micro-electro-mechanicalsystem微型机电系统)麦克风是基于mems技术制造的麦克风，其中的声学振膜、背极板是mems麦克风中的重要部件，声学振膜、背极板构成了平板电容的“极板”，并集成在mems芯片上。
现有的mems麦克风，如图1所示，包括pcb(printedcircuitboard印刷电路板)板1’、外壳2’围成的封装结构，封装结构内包括mems芯片3’、asic(application-specific-integrated-circuit专用集成电路)芯片4’，其中，mems芯片3’和asic芯片4’均固定在pcb板1’上，mems芯片3’和asic芯片4’之间通过金线5’电连接以实现声电信号转换，asic芯片4’与pcb板1’之间通过金线5’电连接以将与声音信号匹配的电信号进行传输。当声音(声压)信号通过声孔进入谐振空腔31’时，声压于谐振空腔内发生谐振，谐振产生的作用力推动声学振膜发生形变位移时，声学振膜的形变位移引起平板电容“极板”间距离的变化(即改变的极板电容的容值)，从而可以根据平板电容的变化检测声压变化，实现声电的转换。
技术实现要素：
本发明提供一种mems麦克风，旨在，当外界高气压透过声孔对振膜进行冲击，振膜产生大幅度的向上位移时；和/或当麦克风跌落撞击地面，振膜由于惯性产生大幅度的方向不确定的位移时，通过限位结构可以限制振膜的活动范围，避免与振膜连接的弹性结构因振膜位移过大而承受过大的负载并发生断裂。显著提高mems麦克风的抗高压冲击能力和抗摔能力。
一方面，本发明实施例提供了一种mems麦克风，其中：包括
一mems芯片，所述mems芯片包括一衬底、和一设置于所述衬底之上并通过一弹性部件连接的声学振膜；
限位结构，延所述声学振膜外缘表面设置，以使所述限位结构结合所述衬底形成一限定所述声学振膜形变位移的限位空腔。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述限位结构由限位板形成，所述限位板的底部固定设置于所述衬底表面，所述限位板的顶部设置于所述声学振膜的上方以形成所述限位空腔。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述限位结构由倒嵌式限位板形成，所述倒嵌式限位板呈“z”字形。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述倒嵌式限位板包括侧板、限位翼片和底板，所述侧板分别垂直于所述限位翼片、所述底板。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述声学振膜的底端朝向所述衬底方向的一侧设置有凸块。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述凸块为防粘块。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述弹性部件由弹片形成，所述弹片的一端连接所述衬底，所述弹片的另一端固定连接所述声学振膜。
优选地，上述的mems麦克风，其中，所述弹性部件由弹簧、弹簧阵脚形成，所述弹簧固定连接所述弹簧阵脚，所述弹簧阵脚的底部连接所述衬底，所述弹簧一端固定连接所述弹簧阵脚顶端，另一端固定连接所述声学振膜。
优选地，上述的mems麦克风，其中，还包括背极板，所述背极板固定设置于所述衬底的预定位置，以使所述背极板与所述声学振膜形成一平板电容结构。
与现有技术相比，本发明的有意效果在于：
当外界高气压透过声孔对振膜进行冲击，振膜会产生大幅度的向上位移；当麦克风跌落撞击地面，振膜会由于惯性产生大幅度的方向不确定的位移。对于上述两种情况，限位结构可以限制振膜的活动范围。通过在延所述声学振膜外缘表面设置一限位结构，当声学振膜的形变位移达到限位结构时，声学振膜与限位结构接触，超出声学振膜形变位移最大值的压力被传递至限位结构，限位结构吸收并释放该压力，限制声学振膜的形变位移，避免与振膜连接的弹性结构因振膜位移过大而承受过大的负载并发生断裂。限位结构能够显著提高麦克风的抗高气压冲击能力和抗摔能力。
附图说明
图1为现有技术中mems麦克风的剖面示意图；
图2是本发明实施例一中的mems麦克风的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图2为本发明实施例一提供的一种mems麦克风的剖面示意图，其中：包括
第一方面，本发明实施例提供了一种mems麦克风，其中：包括
一mems芯片1，所述mems芯片1包括一衬底11、和一设置于所述衬底11之上并通过一弹性部件连接的声学振膜12；进一步地，mems芯片1上还包括电极片14，电极片14用以实现电信号的传输。
限位结构2，延所述声学振膜12外缘表面设置，以使所述限位结构2结合所述衬底11形成一限定所述声学振膜12形变位移的限位空腔。进一步地，限位结构可以由导电材料制成，也可以由绝缘材料制成，此处不做具体限制。
本发明的工作原理是：
于高声压在谐振空腔中发生谐振状态下产生一推动声学振膜12发生形变的压力(同时带动弹性部件发生形变)，声学振膜12于压力的作用下向声孔的反方向发生形变位移，在声学振膜12的振动方向设置一限位结构2，当声学振膜12的振动幅度达到限位结构2时，声学振膜12与限位结构2接触，超出声学振膜12形变位移最大值的压力被传递至限位结构2进行释放，限制声学振膜12的形变位移，避免与声学振膜12连接的弹性结构因声学振膜12位移过大而承受过大的负载并发生断裂。
mems麦克风内部除声学振膜12外，其他所有元件均固定设置在衬底上。当mems麦克风从高空摔落时，在触地的瞬间，除声学振膜12外的其他所有元件的运动状态均发生突变。未固定在衬底上的声学振膜12由于自身的惯性，保持原来的运动状态，导致声学振膜12与固定在衬底上的弹簧阵脚13产生相对位移，进而导致分别与声学振膜12和弹簧阵脚13连接的弹簧产生形变。限位结构2能够有效限制该相对位移，防止弹簧因形变过大而发生断裂。
作为进一步优选实施方案，上述的mems麦克风，其中，所述限位结构由限位板形成，所述限位板的底部固定设置于所述衬底表面，所述限位板的顶部设置于所述声学振膜的上方以形成所述限位空腔。
作为进一步优选实施方案，上述的mems麦克风，所述限位结构2由倒嵌式限位板形成，所述倒嵌式限位板呈“z”字形。进一步地，所述倒嵌式限位板包括侧板22、限位翼片23和底板21，所述侧板22分别垂直于所述限位翼片23、所述底板21。限位翼片23位于声学振膜12上方、沿声学振膜12边缘设置,且朝向声学振膜12中心延伸，用以有效防止声学振膜12(或弹性部件)“超负荷”形变。
作为进一步优选实施方案，上述的mems麦克风，其中，所述声学振膜12的底端朝向所述衬底方向的一侧设置有凸块。进一步地，还包括背极板15，所述背极板15固定设置于所述衬底的预定位置，以使所述背极板15与所述声学振膜12形成一平板电容结构。声学振膜12为薄而有弹性的膜片，声学振膜12于物理谐振运动作用下发生形变位移，即声学振膜12于梯度压力作用下在偏离平衡位置的上下做往复振动，因声学振膜12的下方设置有背极板15，为了防止声学振膜12在向下振动时与背极板15发生黏贴，所述声学振膜12的底端朝向所述衬底方向的一侧设置有凸块。
进一步地，为了提高声学振膜12在向下振动时与背极板15之间的防黏效果，在所述声学振膜12的底端朝向所述衬底方向的一侧设置有防粘块，旨在mems麦克风声音采集的准确度，避免声学振膜12黏贴所述背极板15而无法继续发生形变位移。进一步地，防粘块可为导电材料，也可为不导电材料。此处对防粘块的材料不做具体限制。
上述技术方案中，上述的mems麦克风，其中所述弹性部件由弹片形成，所述弹片的一端连接所述衬底11，所述弹片的另一端固定连接所述声学振膜12。
上述技术方案中，上述的mems麦克风，所述弹性部件也可由弹簧阵脚13、弹簧形成，弹簧、弹簧阵脚13与声学振膜12连接处由导电材料制成，导电材料可为硅，弹簧、弹簧阵脚13与衬底连接处由绝缘材料制成，绝缘材料可为二氧化硅，需要说明的是，此处弹性结构的构成仅为一种举例方式，并未是对本发明的具体限定。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。