[发明专利]硅晶电容式麦克风

说明书

技术领域

本发明是与微机电组件有关，特别是指一种硅晶电容式麦克风。

背景技术

一般电容式麦克风主要包含有一背板与一振动膜，早期所使用振动膜材料为多孔性铁氟龙化合物(Tefl on)，但是由于此类材质应力大且控制不易，造成感度分布范围过宽，且驻极电荷易受温度影响而造成感度衰减的缺失。

为解决上述问题，有业者发展出利用半导体工艺与硅微细加工技术所制作的硅晶电容式麦克风，振动膜的材质是以硅或硅的化合物所制成，其主要目的在于可以使振动膜具有较低且易控制的固有内应力(intrinsic stress)，以提高振动膜的灵敏度。此外，硅晶电容式麦克风可通过稳压IC提供电荷来源，感度具有不受温度影响的稳定性。

如美国专利公告编号第5,146,435号专利案「Acoustictransducer」以及美国专利公告编号第5,490,220号专利案「Solidstate condenser and microphone devices」；上述两案的结构主要包含有一平坦振动膜(membrane)以及一背板(backplate)；其中该振动膜的结构边界是为四边固定，其结构上能够具有较高的内应力；然而，此等结构对于声波的灵敏度容易受到制造方法变异的影响而不容易掌握。

如美国专利公告编号第5,870,482号专利案揭露有一种「Miniature silicon condenser microphone」；其主要是运用悬臂梁(cantilever)结构，可以使振动膜的应力降低，以提高灵敏度；但是，由于此案的结构于实际可变电容的面积较小，故其所能产生的讯号也较小，具有讯号较弱的缺点。再者，一般麦克风在设计上要求振动膜的自然共振频率必须大于麦克风所需要的声音频率，但是此种结构的振动膜的自然共振频率相较一般设计要求为偏低，不容易达到一般的设计要求，具有设计不易的缺点。另外，此案的振动膜具有皱折结构而容易产生应力集中的问题，具有造成振动膜使用寿命缩短的缺点。

请参阅图1及图2，其是为一种公知硅晶电容式麦克风1的结构示意图。硅晶电容式麦克风1包含有一基板2、一背板3以及一振动膜4。背板3设于基板2且具有多数皱折结构5，振动膜4设于背板3的皱折结构5并与基板2相隔预定距离；通过振动膜4的振动位移以达到检测声波变化的目的。然而，由于背板3与振动膜4的连接处在结构性较为薄弱，当振动膜4于松弛状态(release)时，背板3以及振动膜4的连接处容易因高频振动而造成断裂；换言之，此种结构在工艺上，具有次品率高的缺点。再请参阅图3，由于基板2与振动膜4之间的间隙极小，振动膜4上所带有的电荷容易与基板2形成感应电容6的问题而有待克服。

请参阅图4，其是为另一种公知硅晶电容式麦克风7的结构示意图。一硅晶电容式麦克风7包含有一振动膜8，其是通过一悬臂9设于硅晶电容式麦克风7的基板，使振动膜8相较于前述常用者能够具有较佳的灵敏度；但振动膜8的有效动作方向为垂直方向，而悬臂9仅供支撑振动膜8，无法限制振动膜8于水平方向的动作，使得振动膜8并无法确实地将物理性振动转换为电子讯号，造成收音效果不佳的缺点。

综上所述，公知硅晶电容式麦克风具有上述缺失而有待改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种硅晶电容式麦克风，其能够降低振动膜应力，并兼具有低噪声以及高灵敏度的特色。

本发明的另一目的在于提供一种硅晶电容式麦克风，其于工艺上容易制作，具有提高合格率的特色。

为达成上述目的，本发明揭露一种硅晶电容式麦克风，包含有一基板(substrate)、一振动膜(diaphragm)、一背板(backplate)以及多数电极(electrode)；其中，该基板是具有一腔体(chamber)；该振动膜是具有一作用区以及至少三连接部，该作用区且遮蔽该腔体的开口，各该连接部是自该作用区向外侧延伸，该连接部是相隔预定距离且分别设于该基板；该背板是设于该基板且具有多数穿孔，该穿孔是对应于该振动膜，该背板遮蔽该振动膜开放侧，且与该振动膜相隔预定距离；该电极是布设于该背板。

本发明的硅晶电容式麦克风能够降低振动膜应力，防止该振动膜因高频发生断裂；此外，该连接部能够限制该振动膜只能沿其垂直方向动作，并将该振动膜的电荷进行导接，相较于常用者，具有低噪声以及高灵敏度的特色。另外，本发明的硅晶电容式麦克风于工艺上容易制作，具有提高良率的特色。

附图说明

图1是公知硅晶电容式麦克风的结构示意图；

图2是图1A的放大图；