压电MEMS麦克风的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及压电mems麦克风领域。

背景技术：

现有压电麦克风3层(电极/压电材料/电极)或5层(电极/压电材料/电极/压电材料/电极)悬臂梁结构，存在悬臂梁振幅较大，并且压电材料应变不大而导致电信号输出不够的问题。

因此，有必要提供一种解决上述问题的压电麦克风。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种压电mems麦克风，旨在产生更大的应变，从而产生更大的输出。

本实用新型的技术方案如下：

一种压电mems麦克风，包括：

具有背腔的基底；

固定于所述基底的至少一个悬臂梁；

所述悬臂梁包括固定于所述基底上的固定部和自所述固定部延伸并悬置于所述背腔的振动部；

所述悬臂梁沿振动方向包括至少两层声传感器层以及夹设于相邻两所述声传感器层之间的结构层，所述声传感器层包括第一电极层、第二电极层和设于所述第一电极层和所述第二电极层之间的压电层。

进一步地，所述结构层的杨氏模量小于所述声传感器层。

进一步地，所述结构层的厚度大于所述第一电极层的厚度和所述压电层的厚度。

进一步地，所述结构层的厚度大于所述声传感器层。

进一步地，所述固定部呈环形结构，至少两个所述振动部沿所述固定部的周向间隔设置，各所述振动部自所述固定部朝所述固定部的中心会聚。

进一步地，还包括悬置于所述背腔的平衡部以及连接在所述平衡部与所述振动部之间的弹性连接件，所述振动部绕设于所述平衡部且位于所述平衡部与所述固定部之间。

进一步地，所述振动部包括与所述固定部固定的延伸部以及绕设在所述延伸部外周并与所述固定部间隔设置的振动臂，所述振动臂包括与所述延伸部远离所述固定部的一侧固定的第一振动臂以及自所述第一振动臂朝所述固定部弯折延伸且位于所述延伸部两侧的翼部，所述翼部与所述延伸部间隔设置。

进一步地，所述延伸部的所述第一电极层与所述振动臂的所述第一电极层相互绝缘。

进一步地，所述弹性连接件包括位于所述平衡部与所述振动部之间的弹力臂以及分别自所述弹力臂的相对两端部弯折延伸至所述平衡部或所述振动部的连接臂，两所述连接臂的延伸方向相反。

进一步地，所述平衡部或所述振动部对应开设有用于避让所述弹性连接件的避让槽。

进一步地，所述平衡部呈多边形，每一所述振动部分别对应连接于所述平衡部的每一侧边。

本实用新型的有益效果在于：通过在声传感器层之间设置结构层，使得悬臂梁的曲率半径更大，在产生相同弯曲角度时将产生更大的应变，从而产生更大的输出。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例提供的压电mems麦克风的结构示意图；

图2为图1沿a-a的剖面图；

图3为图1中b处的局部放大图。

图中：

100、压电mems麦克风；1、基底；10、背腔；11、悬臂梁；2、声传感器层；21、第一电极层；22、第二电极层；23、压电层；3、绝缘结构层；211、固定部；212、振动部；213、平衡部；214、弹性连接件；215、延伸部；216、振动臂；2161、第一振动臂；2162、翼部；2141、弹力臂；2142、连接臂；210、避让槽。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参照图1和图2，一种压电mems麦克风100，包括：

具有背腔10的基底1；

固定于所述基底1的至少一个悬臂梁11；

所述悬臂梁11包括固定于所述基底1上的固定部211和自所述固定部211延伸并悬置于所述背腔10的振动部212；

所述悬臂梁11沿振动方向包括至少两层声传感器层2以及夹设于相邻两所述声传感器层2之间的结构层3，所述声传感器层2包括第一电极层21、第二电极层22和设于所述第一电极层21和所述第二电极层22之间的压电层23。

在两声传感器层2之间设置绝缘结构层3，使得悬臂梁11的曲率半径更大，在产生相同弯曲角度时将产生更大的应变，从而产生更大的输出。

优选结构层3的杨氏模量低于所述第一电极层21和所述压电层23，使得声能转化的机械能集中在压电层中，从而产生更大的输出。

所述结构层3的厚度大于所述第一电极层21的厚度和所述压电层23的厚度。进一步使得悬臂梁11的曲率半径更大，在产生相同弯曲角度时将产生更大的应变，从而产生更大的输出。

优选所述绝缘结构层3的厚度大于所述声传感器层2。进一步使得悬臂梁11的曲率半径更大，在产生相同弯曲角度时将产生更大的应变，从而产生更大的输出。

优选所述固定部211呈环形结构，至少两个所述振动部212沿所述固定部211的周向间隔设置，各所述振动部212自所述固定部211朝所述固定部211的中心会聚。

优选还包括悬置于所述背腔10的平衡部213以及连接在所述平衡部213与所述振动部212之间的弹性连接件214，所述振动部212绕设于所述平衡部213且位于所述平衡部213与所述固定部211之间。设置平衡部213进一步避免在声压作用下振动部212的自由端发生翘曲，导致锚定部位的振动部212受力产生电信号,振动部212沿平衡部213的周向分布。结构层3的杨氏模量低于所述第一电极层21和所述压电层23，使得声能转化的机械能集中在压电层中，从而产生更大的输出。

优选所述振动部212包括与所述固定部211固定的延伸部215以及绕设在所述延伸部215外周并与所述固定部211间隔设置的振动臂216，所述振动臂216包括与所述延伸部215远离所述固定部211的一侧固定的第一振动臂以2161及自所述第一振动臂2161朝所述固定部211弯折延伸且位于所述延伸部215两侧的翼部2162，所述翼部2162与所述延伸部215间隔设置。如此，提高紧凑性和结构一致性。

优选所述延伸部215的所述第一电极层21与所述振动臂216的所述第一电极层21相互绝缘。延伸部215与振动臂216相互绝缘，可使延伸部215形成电极。如图1所示，通过表层刻蚀使延伸部215和振动臂216相互绝缘，但整体不分离，由此可在保证整体发生振动的前提下，在延伸部215设置不同的电极感应区域。

优选所述弹性连接件214包括位于所述平衡部213与所述振动部212之间的弹力臂2141以及分别自所述弹力臂2141的相对两端部弯折延伸至所述平衡部213或所述振动部212的连接臂2142，两所述连接臂2142的延伸方向相反。弹性连接件214结构简单，便于加工，一致性好，且弹性较好。

优选所述平衡部213或所述振动部212对应开设有用于避让所述弹性连接件214的避让槽210。设置避让槽210容置弹性连接件214，使得结构紧凑且一致性好。

优选所述平衡部213呈多边形，每一所述振动部212分别对应连接于所述平衡部213的每一侧边。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。