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歌尔MEMS传声器如何解决寄生电容

歌尔的此项技术方案能够有效避免寄生电容的产生,进而提高了微机电传声器芯片的灵敏度,在实际应用中也为麦克风等传声器的使用带来福音。

集微网消息,歌尔公司作为国内MEMS传声器方向的奠基人和开拓者之一,在业内具有举足轻重的份量,然而近日歌尔在2012年申请的一项关于MEMS传感器芯片的专利却陷入无效程序中。

微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Mechanica1 System)是指可批量制作的集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

目前,随着手机、笔记本电脑等便携式电子产品的高性能要求,对其内部的电子元器件如传声器(麦克风)等零部件的性能要求更为严格,而微机电传声器芯片因其高性能的特点得到了广泛应用。

在传统结构的微机电传声器芯片中,振膜与背极正对,其中振膜振动区域所对应的部分为振膜和背极之间的有效正对曲积,除了有效正对面积外,振膜与背极之间正对的其它部分之间容易产生寄生电容,该寄生电容降低了微机电传声器芯片的灵敏度,进而影响使用该微机电传声器芯片的元器件性能。

为了解决这一问题,歌尔申请了一项名为“一种微机电传声器芯片”的实用新型专利(申请号:201220605844.5),申请人为歌尔声学股份有限公司。

图1 微机电传声器芯片的导电层分布的俯视图

图2 沿图1虚线的剖面图

图1是该专利中的一种微机电传声器芯片的导电层分布的俯视示意图,图2是沿图1虚线处的剖面图。从上面两图中可以看到,微机电传声器芯片主要包括:基底1、阻挡层2、振膜3、支撑层5、背极板9、第一金属电极8和第二金属电极4。其中,背极板9由导电层6和绝缘层7构成。

参照图2,支撑层的中心有一与背腔10对应的贯通孔,使得振膜与背极板之间形成气隙11,而背腔10与气隙11之间隔着振膜3,该部分即为振膜的振动区域。可见,在此项发明中,微机电传声器芯片中是形成了背极在上,振膜在下的电容结构。

背极板9上有向下竖直开的上电极孔13和下电极孔14。其中,第一金属电极8设置在上电极孔13中并与导电层6直接接触,而第二金属电极4设置在下电极孔14中并与振膜3直接接触。

作为一篇2012年的专利技术,此项技术方案能够有效避免寄生电容的产生,进而提高了微机电传声器芯片的灵敏度,在实际应用中也为麦克风等传声器的使用带来福音。