[发明专利]带有压力释放的麦克风

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月17日提交的美国临时专利申请No. 60/885,314的优先权，该专利申请的全部公开内容在此通过引用并入这 里。

技术领域

本发明一般地涉及一种麦克风，并且更具体地，本发明涉及麦克 风膜片耐用性。

背景技术

许多类型的麦克风具有与固定构件形成可变电容器的膜片。在使 用中，入射音频信号使得膜片相对于固定构件移动。因此，这种移动 改变了可变电容器的电容，从而产生表示入射音频信号的电信号。最 后，该电信号可以被处理，以在扬声器上再现入射音频信号。

一些麦克风具有借助多个弹簧与其下面的固定构件可移动地连接 的膜片。例如，美国专利No.5,146,435示出这种麦克风。与具有以鼓 状方式连接到固定构件的膜片的麦克风不同，该类型的麦克风更易于 由于集中在弹簧上的应力而导致损坏。具体而言，基于弹簧的麦克风 将力集中在相对较小的区域上(即在弹簧上)，而不是围绕整个周围连 接构件分布力。结果，当经受相对较较高力情况，诸如高的机械和/或 声震情况(即门撞击或喷气发动机)时，一个或多个弹簧可能损坏， 因此，使得麦克风不可用。

这种问题的一种解决方案是，使用鼓状膜片方法。虽然可以更耐 用，然而，鼓状膜片方法对于其他设计原因(例如考虑灵敏度)来说 可能不是期望的构造。

发明内容

根据本发明的一个实施例，麦克风具有拥有至少一个内凹陷的固 定部分。所述麦克风进一步包括具有静止位置的可移动膜片，其中， 当可移动膜片处于静止位置时，可移动膜片的至少一部分位于内凹陷 中。弹簧组可移动地联接膜片与固定部分。响应于较高力情况，膜片 移动到内凹陷的外部，产生空气逸出的路径。弹簧组能够使膜片从凹 陷的外部位置返回到凹陷的内部的静止位置。

弹簧组可以采取各种构造并且具有不同数量的弹簧(例如能够具 有两个或更多弹簧)。例如，除此之外，弹簧组可以包括至少一个迂回 曲折形弹簧、具有压力释放功能的至少一个弹簧，具有变化的宽度的 至少一个弹簧、和/或大体上直的弹簧。

麦克风可以包括与膜片形成电容器的背板。可以产生输出信号作 为膜片响应于输入音频信号移动的结果。

麦克风可具体化为微电子机械系统(MEMS)装置，其中麦克风 的部件的每一个使用微机械加工技术从普通硅基板开始制造。麦克风 芯片可以包括使用集成电路制造工艺制造的电气元件。在某些实施例 中，硅可以是单晶硅。此外，膜片可以由多晶硅形成。背板也可以由 单晶硅形成。

在一个实施例中，麦克风芯片包括膜片，该膜片包括第一表面和 至少一个侧面。膜片可以由多晶硅形成。麦克风芯片包括具有至少一 个侧面的固定部分。固定部分可以是硅基板的一部分。此外，麦克风 芯片包括多个联接到膜片和固定部分的弹簧，其中在固定部分的侧面 与膜片的侧面之间存在具有某个尺寸的间隙。此外，弹簧可以在由音 频输入信号对膜片的第一表面施加的力的作用下伸长，增加尺寸。弹 簧在基本上垂直于膜片的第一侧面的方向上延伸。麦克风芯片也可以 包括与膜片形成电容器的背板。背板可以由单晶硅形成。电容器响应 于音频输入信号产生电输出信号。背板可以具有一个或多个孔，这些 孔允许可听见的输入信号穿过并且接触膜片。

附图说明

本领域的技术人员从下面参考以下紧接着概括的附图而讨论的 “具体实施方式”将更加完整理解本发明各种实施例的优点。

图1A示意性示出麦克风的顶部透视图，该麦克风可以根据本发明 的示例性实施例制造。

图1B示意性示出图1A的麦克风在静止位置时的横截面视图。

图1C示意性示出图1A的麦克风在延伸位置时的横截面视图。

图2A和2B示意性示出使用第一类型的迂回曲折形弹簧的本发明 的实施例。

图3A和3B示意性示出使用第二类型的迂回曲折形弹簧的本发明 的实施例。

图4A和4B示意性示出使用另一类型弹簧的本发明的实施例。

具体实施方式