[发明专利]一种硅基MEMS阵列扬声器

说明书

本发明涉及一种硅基MEMS阵列扬声器，包括基板，多个MEMS微声单元，多个MEMS微声单元阵列在基板上；MEMS微声单元包括作为中间电极的振膜、连接在振膜上下表面的上绝缘片和下绝缘片以及作为上电极的上传导板和作为下电极的下传导板，上传导板安装在上绝缘片上，下传导板安装在下绝缘片上，所述上绝缘片和下绝缘片上都设有中心孔，上传导板设有多个与中心孔连通的发音孔，下传导板上设有与中心孔连通的通气孔。本发明具有厚度薄，音质好等特点。

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，具体涉及一种硅基MEMS阵列扬声器。

背景技术

目前市场上扬声器通常为动圈式扬声器，动铁式扬声器，压电式扬声器及静电扬声器，而市场对扬声器要求厚度更薄、音质更清晰需求的日益增长，整个电子行业已将大部分产品数字化和小型化，现有的扬声器已满足不了电子行业的需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种解决上述问题的硅基MEMS阵列扬声器。

实现本发明的技术方案如下：

一种硅基MEMS阵列扬声器，包括基板，多个MEMS微声单元，多个MEMS微声单元阵列在基板上；

MEMS微声单元包括作为中间电极的振膜、连接在振膜上下表面的上绝缘片和下绝缘片以及作为上电极的上传导板和作为下电极的下传导板，上传导板安装在上绝缘片上，下传导板安装在下绝缘片上，所述上绝缘片和下绝缘片上都设有中心孔，上传导板设有多个与中心孔连通的发音孔，下传导板上设有与中心孔连通的通气孔。

进一步地，单个MEMS微声单元的形状为等边六边形。

进一步地，所述振膜包括正六边形的边缘部和圆形的中间部，中间部位于边缘部的中心，中间部与边缘部之间通过S型悬挂线连接。

进一步地，所述S型悬挂线有四条。

进一步地，所述振膜和悬挂线的材质都为硅膜。

进一步地，所述MEMS微声单元有1024个。

包括它的声压级设定，声压级的算法如下；

S1，通过comsol模拟得出单个MEMS微声单元的振膜的谐振频率F0为X；

S2，预设硅基MEMS阵列扬声器的谐振频率F0为Y；

S3，那么硅基MEMS阵列扬声器在1m处F0点的声压级即单个微声单元的声压级

S4，验证S3中的SPL₁，通过带有电荷的膜片受到上下极板交变电场的作用，膜片上单元运动满足振动方程：

m为单元质量，c为阻尼，k为刚度，u为位移向量，t为时间，f(t)为电场力载荷；

膜片以20um幅值往复振动，带动周围空气运动，将声波由近及远传播，满足波动方程：

其中波数w为角频率，Co为声速，p(x)为传播方向x处声压，

取参考声压为Po＝2×10-5Pa，空间内任一处声压级Lp为：

计算得出微声单元在1cm的声压SPLa，再通过公式(公式中La为a处的距离，Lb为b处的距离)得出微声单元SPL₁进行验证。