MEMS芯片结构及MEMS声学传感器的制作方法

本发明属于声音设备，具体涉及一种mems芯片结构及mems声学传感器。

背景技术：

1、mems(micro-electro-mechanical system，微型机电系统)麦克风是基于mems技术制造的麦克风，麦克风内的mems芯片上的振膜和背极板构成了电容器，并集成在基底上，通过声压使振膜相对于背极板振动，从而改变电容，实现将声音信号转变为电信号，然后将电信号通过导线传输至asic(application specific integrated circuit，用于供专门应用的集成电路)芯片。但是现有的mems声学传感器从声孔遇到较大气流时会对膜片产生损坏，进而缩短了mems声学传感器的使用寿命，同时降低了可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是至少解决现有mems声学传感器遇到大气流会损坏的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

2、本发明的第一方面提出了一种mems芯片结构，包括：

3、衬底，内具有容纳腔；

4、第一膜片组件，设于所述容纳腔且周向与所述衬底相连，所述第一膜片组件包括第一可形变阀片；

5、第二膜片组件，设于所述容纳腔且周向与所述衬底相连，沿所述容纳腔的延伸方向，所述第一膜片组件和所述第二膜片组件间隔设置且之间形成间隔空间，所述第二膜片组件包括第二可形变阀片，所述第一可形变阀片和所述第二可形变阀片能够分别沿所述容纳腔的延伸方向形变，以使所述第一膜片组件背离所述第二膜片组件的一侧通过所述间隔空间与所述第二膜片组件背离所述第一膜片组件的一侧相连通。

6、根据本发明的mems芯片结构，衬底能够分别对第一膜片组件和第二膜片组件进行支撑和固定，第一可形变阀片和第二可形变阀片能够分别沿容纳腔的延伸方向形变，以使第一膜片组件背离第二膜片组件一侧的空气通过间隔空间与第二膜片组件背离第一膜片组件一侧的空气相连通，保证mems芯片结构在遇到大气流时能够进行泄气，进而减轻大气流对mems芯片结构产生的冲击，提升了mems芯片结构的可靠性，其中，第一膜片组件和第二膜片组件沿容纳腔的延伸方向间隔设置且之间形成间隔空间，能够保证第一膜片组件的第一可形变阀片和第二膜片组件的第二可形变阀片在形变时不会发生干涉，且能够通过间隔空间使得间隔空间两侧的空气流通，进一步提升了可靠性。

7、另外，根据本发明的mems芯片结构，还可具有如下附加的技术特征：

8、在本发明的一些实施方式中，所述mems芯片结构具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述第一可形变阀片和所述第二可形变阀片平行配合，以使所述第一膜片组件背离所述第二膜片组件一侧通过所述间隔空间与所述第二膜片组件背离所述第一膜片组件一侧相连通，处于第二状态时，所述第一可形变阀片和所述第二可形变阀片吸合配合，以使所述第一膜片组件背离所述第二膜片组件一侧的空气与所述第二膜片组件背离所述第一膜片组件一侧相隔绝。

9、在本发明的一些实施方式中，所述第一可形变阀片包括第一形变部和第一气流感应部，所述第一形变部的一端与所述第一气流感应部相连，所述第一形变部的另一端与所述衬底相连；

10、所述第二可形变阀片包括第二形变部和第二气流感应部，所述第二形变部的一端与所述第二气流感应部相连，所述第二形变部的另一端与所述衬底相连，沿所述容纳腔的延伸方向，所述第一形变部与所述第二形变部对应设置，所述第一气流感应部与所述第二气流感应部对应设置，处于第一状态时，所述第一形变部与所述第二形变部平行配合，处于第二状态时，所述第一形变部与所述第二形变部呈角度配合，且所述第一气流感应部和所述第二气流感应部吸合配合。

11、在本发明的一些实施方式中，所述第一气流感应部上设有第一空气流量传感器。

12、在本发明的一些实施方式中，所述第二气流感应部上设有第二空气流量传感器。

13、在本发明的一些实施方式中，所述第一膜片组件还包括第一拾音膜片，所述第一拾音膜片套设于至少部分所述第一可形变阀片外，所述第一拾音膜片的周向与所述衬底相连；

14、所述第二膜片组件还包括第二拾音膜片，所述第二拾音膜片套设于至少部分所述第二可形变阀片外，所述第二拾音膜片的周向与所述衬底相连。

15、在本发明的一些实施方式中，沿第一方向，沿第一方向，所述第一可形变阀片与所述第一拾音膜片之间具有第一间隙宽度，所述第二可形变阀片与所述第二拾音膜片之间具有第二间隙宽度，所述第一间隙宽度和所述第二间隙宽度分别小于5μm，所述第一方向与所述容纳腔的延伸方向垂直设置。

16、在本发明的一些实施方式中，所述第一可形变阀片上和所述第二可形变阀片上分别间隔连接有第一焊盘和第二焊盘，所述第一拾音膜片上和所述第二拾音膜片上分别间隔连接有第三焊盘和第四焊盘。

17、本发明第二方面提出了一种mems声学传感器，包括：

18、外壳组件，包括基板和设于所述基板上的壳体，所述壳体和所述基板合围形成容置腔，所述基板上设有声孔；

19、声音转换组件，包括相互电连接的mems芯片结构和asic芯片结构，所述mems芯片结构和所述asic芯片结构均设于所述基板朝向所述容纳腔的一侧，所述mems芯片结构与所述声孔对应设置，所述mems芯片结构为上述的mems芯片结构。

20、在本发明的一些实施方式中，所述asic芯片结构包括支撑板、气流信号处理模块和声音信号处理模块，所述气流信号处理模块和所述声音信号处理模块分别设于所述支撑板上，所述气流信号处理模块和所述声音信号处理模块分别与所述mems芯片结构电连接。

技术特征：

1.一种mems芯片结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems芯片结构，其特征在于，所述mems芯片结构具有第一状态和第二状态，处于第一状态时，所述第一可形变阀片和所述第二可形变阀片平行配合，以使所述第一膜片组件背离所述第二膜片组件一侧通过所述间隔空间与所述第二膜片组件背离所述第一膜片组件一侧相连通，处于第二状态时，所述第一可形变阀片和所述第二可形变阀片吸合配合，以使所述第一膜片组件背离所述第二膜片组件一侧的空气与所述第二膜片组件背离所述第一膜片组件一侧相隔绝。

3.根据权利要求2所述的mems芯片结构，其特征在于，所述第一可形变阀片包括第一形变部和第一气流感应部，所述第一形变部的一端与所述第一气流感应部相连，所述第一形变部的另一端与所述衬底相连；

4.根据权利要求3所述的mems芯片结构，其特征在于，所述第一气流感应部上设有第一空气流量传感器。

5.根据权利要求3或4所述的mems芯片结构，其特征在于，所述第二气流感应部上设有第二空气流量传感器。

6.根据权利要求1所述的mems芯片结构，其特征在于，所述第一膜片组件还包括第一拾音膜片，所述第一拾音膜片套设于至少部分所述第一可形变阀片外，所述第一拾音膜片的周向与所述衬底相连；

7.根据权利要求6所述的mems芯片结构，其特征在于，沿第一方向，所述第一可形变阀片与所述第一拾音膜片之间具有第一间隙宽度，所述第二可形变阀片与所述第二拾音膜片之间具有第二间隙宽度，所述第一间隙宽度和所述第二间隙宽度分别小于5μm，所述第一方向与所述容纳腔的延伸方向垂直设置。

8.根据权利要求6所述的mems芯片结构，其特征在于，所述第一可形变阀片上和所述第二可形变阀片上分别间隔连接有第一焊盘和第二焊盘，所述第一拾音膜片上和所述第二拾音膜片上分别间隔连接有第三焊盘和第四焊盘。

9.一种mems声学传感器，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的mems声学传感器，其特征在于，所述asic芯片结构包括支撑板、气流信号处理模块和声音信号处理模块，所述气流信号处理模块和所述声音信号处理模块分别设于所述支撑板上，所述气流信号处理模块和所述声音信号处理模块分别与所述mems芯片结构电连接。

技术总结
本发明属于声音设备技术领域，具体涉及一种MEMS芯片结构及MEMS声学传感器。本发明中的MEMS芯片结构包括衬底、第一膜片组件和第二膜片组件，衬底内具有容纳腔，第一膜片组件设于容纳腔且周向与衬底相连，第一膜片组件包括第一可形变阀片，第二膜片组件设于容纳腔且周向与衬底相连，第一膜片组件和第二膜片组件间隔设置且之间形成间隔空间，第二膜片组件包括第二可形变阀片，第一可形变阀片和第二可形变阀片能够分别沿容纳腔的延伸方向形变，以使第一膜片组件背离第二膜片组件的一侧通过间隔空间与第二膜片组件背离第一膜片组件的一侧相连通。根据本发明的MEMS芯片结构，保证MEMS芯片结构在遇到大气流时能够进行泄气。

技术研发人员：袁兆斌
受保护的技术使用者：歌尔微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7