容器。本实用新型的可动极板15a、固定极板15b均可设置多个。其中，在衬底I上还设置有用于将所有可动极板15a信号引出的电极(视图未给出)，以及将所有固定极板15b信号引出的电极(视图未给出)等。
[0039]当敏感膜2发生下凹或上凸的形变时，可动极板15a朝向或远离固定极板15b的方向移动，从而改变了可动极板15a与固定极板15b之间的间隙，使得该平板电容器输出变化的电信号。
[0040]在本实用新型一个优选的实施方式中，上述可动极板通过锚点3连接在敏感膜2的中部，由于敏感膜2中部的形变较为规则，从而可以保证可动极板在单一方向上移动，而不会产生翘起或偏转的现象。
[0041]本实用新型的环境传感器，参考图3，在所述衬底I上还设置有第一参考极板7、第二参考极板(视图未给出)，所述第一参考极板7、第二参考极板构成了电容量不随外界环境变化的基准电容器，所述环境敏感型电容器与基准电容器构成了差分电容结构。由于环境敏感型电容器与基准电容器所处的应用环境相同，因此能够对外界共模干扰产生基本一致的响应，这样，利用基准电容器的输出信号便可以至少部分地滤除环境敏感型电容器输出信号中的共模干扰信号，进而提高环境敏感型电容器输出信号的稳定性及分辨率。
[0042]为了进一步使环境敏感型电容器和基准电容器对外界共模干扰的响应基本一致，以最大程度地滤除环境敏感型电容器输出信号中的共模干扰信号，并消除基准电容器输出信号对环境敏感型电容器输出信号中有效信号的影响，该环境敏感型电容器特别是与基准电容器具有相同的结构，从而可以使环境敏感型电容器与基准电容器具有基本相同的初始电容量，该相同的结构包括二者对应部分的材料、形状、尺寸等。
[0043]例如当本实用新型的环境敏感型电容器为叉指式电容器8时，则与其对应的基准电容器9包括多个第一参考极板9a、多个第二参考极板9b，且第一参考极板9a、第二参考极板9b的数量、性状、布置方式甚至材料都与可动极板8a、固定极板Sb相同。其中，在衬底I上还设置有用于将所有第一参考极板9a信号引出的电极12，以及将所有第二参考极板9b信号引出的电极13等。
[0044]当本实用新型的敏感型电容器为平板电容器时，则与其对应的基准电容器包括第一参考极板16a、第二参考极板16b，且第一参考极板16a、第二参考极板16b的数量、性状、布置方式甚至材料都与可动极15a、固定极板16b相同。其中，在衬底I上还设置有用于将所有第一参考极板16a信号引出的电极(视图未给出)，以及将所有第二参考极板16b信号引出的电极(视图未给出)等。
[0045]本实用新型还提供了一种环境传感器的制造方法，参考图4，其包括以下步骤:
[0046]S1:对衬底I的背面进行刻蚀，以形成容腔以及位于容腔上方的敏感膜2;对衬底I的背面进行刻蚀，形成贯通衬底I下端的容腔，并在衬底I的上端形成敏感膜2，使敏感膜2悬置在容腔的上方;本实用新型的敏感膜2与衬底I是一体的。
[0047]S2:对该容腔的下端进行密封，形成密闭腔体5;例如可通过本领域技术人员所熟知的密封件6对容腔的下端进行密封，使其成为一密闭腔体5。
[0048]S3:在衬底1、敏感膜2的上方沉积牺牲层；
[0049]S4:在牺牲层的上方沉积导电层，并对其进行图形化刻蚀，以形成可动极板、固定极板;在本实用新型一个具体的实施方式中，如果形成的是叉指式电容器，可直接对该导电层进行图形化刻蚀，在该导电层上同时形成叉指式电容器的可动极板8a、固定极板Sb。在本实用新型另一具体的实施方式中，如果形成的是平板电容器，则可依次沉积导电层、牺牲层、导电层，在两个导电层上分别形成可动极板15a、固定极板15b。这种通过沉积导电层、牺牲层形成可动极板、固定极板的方法属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
[0050]S5:将牺牲层腐蚀掉，将可动极板释放出来;使得可动极板可以随着敏感膜2的形变而发生位移。
[0051]在本实用新型一个优选的实施方式中，为了形成基准电容器，在所述步骤S4中，还包括对导电层进行图形化刻蚀，以形成第一参考极板、第二参考极板的步骤。
[0052]本实用新型还提供了另一种环境传感器的制造方法，参考图5，其包括以下步骤:
[0053]S100:在衬底I的上方沉积一层敏感膜层，并对其进行刻蚀形成位于衬底I上方的敏感膜2;为了使敏感膜2与衬底I之间绝缘，可首先在衬底I的上方沉积一层绝缘层，之后再沉积敏感膜层。
[0054]S200:在衬底1、敏感膜2的上方沉积牺牲层，并进行刻蚀；
[0055]S300:在牺牲层的上方沉积导电层，并对其进行图形化刻蚀，以形成可动极板、固定极板。在本实用新型一个具体的实施方式中，如果形成的是叉指式电容器，可直接对该导电层进行图形化刻蚀，在该导电层上同时形成叉指式电容器的可动极板8a、固定极板Sb。在本实用新型另一具体的实施方式中，如果形成的是平板电容器，则可依次沉积导电层、牺牲层、导电层，在两个导电层上分别形成可动极板15a、固定极板15b。这种通过沉积导电层、牺牲层形成可动极板、固定极板的方法属于本领域技术人员的公知常识，在此不再具体说明。
[0056]S400:将牺牲层腐蚀掉，以将可动极板释放出来，使得可动极板可以随着敏感膜2的形变而发生位移。
[0057]S500:对衬底I的背面进行刻蚀，形成位于敏感膜2下方的容腔，之后，对该容腔进行密封，例如可通过本领域技术人员所熟知的密封件6对容腔的下端进行密封，使其成为一密闭腔体5。
[0058]在本实用新型一个优选的实施方式中，为了形成基准电容器，在所述步骤S300中，还包括对导电层进行图形化刻蚀，以形成第一参考极板、第二参考极板的步骤。
[0059]上述的制造方法采用的是依次沉积、刻蚀的方法，当然还可以采用成型并键合的方式来制造本实用新型的环境传感器，例如预先在衬底I上形成容腔以及固定电极，然后通过沉积刻蚀等方式形成连接在敏感膜上的可动极板，之后通过键合的方式将敏感膜键合在衬底的容腔位置，并对衬底的容腔进行密封，最终形成了本实用新型的环境传感器。
[0060]虽然已经通过例子对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种电容式的环境传感器，其特征在于:包括具有容腔的衬底(I)，在所述衬底(I)上设置有悬置在容腔上方的敏感膜(2)，所述敏感膜(2)与衬底(I)的容腔围成了密闭腔体(5);还包括可动极板(4、8a、15a)，所述可动极板(4、8a、15a)连接在所述敏感膜(2)上;还包括与可动极板(4、8a、15a)构成环境敏感型电容器的固定极板(8b、15b)。2.根据权利要求1所述的环境传感器，其特征在于:所述可动极板(8a)与固定极板(8b)构成了基于面积变化的叉指式电容器。3.根据权利要求2所述的环境传感器，其特征在于:所述可动极板(Sa)设置有多个，该多个可动极板(Sa)呈平行布置的叉指状，所述固定极板(Sb)设置有多个，该多个固定极板(Sb)呈平行布置的叉指状;所述多个可动极板(Sa)分别与对应固定极板(Sb)的侧壁相对，构成了基于面积变化的叉指式电容器。4.根据权利要求1所述的环境传感器，其特征在于:所述可动极板(15a)与固定极板(15b)构成了基于间隙变化的平板电容器。5.根据权利要求4所述的环境传感器，其特征在于:所述固定极板(15b)通过绝缘层固定在衬底(I)上，且位于可动极板(15a)的正下方。6.根据权利要求1至5任一项所述的环境传感器，其特征在于:在所述衬底(I)上还设置有第一参考极板(7、9a、16a)、第二参考极板(9b、16b)，所述第一参考极板(7、9a、16a)、第二参考极板(9b、16b)构成了电容量不随外界环境变化的基准电容器;所述环境敏感型电容器与基准电容器构成差分电容结构。7.根据权利要求6所述的环境传感器，其特征在于:所述基准电容器与环境敏感型电容器的形状、结构一致。8.根据权利要求1所述的环境传感器，其特征在于:所述可动极板(4、8a、15a)通过锚点(3)连接在敏感膜(2)的中部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电容式的环境传感器，包括具有容腔的衬底，在衬底上设置有悬置在容腔上方的敏感膜，敏感膜与衬底的容腔围成了密闭腔体；还包括可动极板，可动极板连接在所述敏感膜上；还包括与可动极板构成环境敏感型电容器的固定极板。本实用新型的环境传感器，可动极板连接在敏感膜上，当外界环境发生变化时，敏感膜会受到外界环境的影响而发生相应的形变(例如上凸或下凹)，使得与其连接的可动极板发生上升或下降的位移，最终通过构成的环境敏感型电容器输出相应的电信号。本实用新型的环境传感器，将敏感膜的形变转换为可动极板在单一方向(例如水平方向)上的变化，由此可大幅度提高环境敏感型电容器的线性性能。
【IPC分类】G01D5/12
【公开号】CN205175426
【申请号】CN201520978160
【发明人】张俊德
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月30日