[发明专利]整体尺寸减小的微机电传声器

说明书

本发明涉及一种整体尺寸减小的微机电传声器，包括：由第一基板制造的传声器单元，传声器单元包括能够在压差的作用下移动的可移动元件和用于测量所述可移动元件的位移的测量装置，由第二基板制造的盖，所述盖具有第一凹槽，用于将测量装置电连接到控制单元的第一装置，所述传声器单元和所述盖在所述传声器单元和所述盖之间界定出真空空间和第一腔，真空空间容纳测量装置，第一腔从第一凹槽延伸且部分地由可移动元件封闭，真空空间和第一腔以密封的方式彼此隔绝，所述传声器包括用于将可移动元件(4)的位移机械地传递至测量装置(10)的装置(8)以及密封隔绝元件(16)，传递装置(8)穿过密封隔绝元件(16)。

技术领域

本发明涉及一种微机电传声器以及一种用于制造微机电传声器的方法。

背景技术

微机电传声器或MEMS(微机电系统)传声器可装备多种物件，例如移动电话和个人数字助理。对微机电传声器的需求一直在增加。此外，业界试图制造具有更高效率及更小整体尺寸的传声器。但是，传声器尺寸的减小会影响其性能。

一种MEMS传声器，其包括对压力差敏感的元件，该元件的一个面与发射待获取声波的区域接触，且该元件的一个面与被称为后空间的空腔接触。后空间通常连接到外部环境，以允许在低频下将压力平衡到大气压力。该空腔通常具有几mm3至几十mm3的体积。该体积越大，与该体积相关联的声噪声越小。装置可测量敏感元件的位移。该测量装置通常是电容型的，敏感元件可形成电极以及与敏感元件相对设置的反电极。反电极被打孔以允许声波到达敏感元件。然而，反电极会形成声阻，降低检测阈值并且产生阻尼，而阻尼会降低传声器的带宽。

通常，制造MEMS传声器包括以下步骤：制造包括从衬底悬置的敏感元件的组件，以及用于测量敏感元件相对于衬底的位移的装置；在组件的一个面上装配支撑件，该支撑件包括与敏感元件对齐的至少一个通道，以将敏感元件连接到外部环境；以及在支撑件上传送盖，该盖与敏感元件一起界定后空间。此类传声器具有很大的整体尺寸，还存在因反电极而产生的声阻问题。

一种可能解决反电极的电阻问题的方法是将电容性的测量装置放置在受控的大气中。然而，在提供具有合理整体尺寸的传声器的同时又提供受控的大气空间和后空间会比较复杂，其封装步骤则比较简单。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种高性能微机电传声器，其换能装置被放置在受控的大气中，且其后空间被集成到MEMS中，简化了集成度并最小化了最终尺寸。本发明还提供了一种用于制造此类传声器的方法。

上述目的通过由两个经组装的基板制造的微机电传声器来实现，其第一基板中形成有传声器单元，第二基板形成盖，也称为封装件。第二基板包括至少一个凹槽，该凹槽与第一基板一起形成第一腔，该第一腔容纳传声器的敏感元件并界定出后空间。第一基板和第二基板还界定一个空间，在该空间中存在受控的大气(有利地，处于在低压下的大气)，该空间容纳用于测量敏感元件的位移的装置。该空间以密封的方式与第一腔隔绝。传递装置确保柱塞的位移传递到受控大气空间，并确保该空间与第一腔的隔绝。

因此，一旦组装两个衬底，则直接形成后空间和受控大气空间，以此方式，则不需要在组装之后制造后空间和受控大气空间。然后，在组装传声器单元和盖之后，传声器的功能直接实现。

基于本发明，传声器具有高集成度和减小的整体尺寸。

上述目的还通过一种用于制造微机电传声器的方法来实现，所述方法包括：制造第一子组件，所述第一子组件包括至少一个敏感元件和测量装置，所述敏感元件和所述测量装置基本上设置在同一平面内并通过臂连接，所述臂围绕被包含在所述平面内的轴线可旋转地铰接，所述臂将所述敏感元件的位移传递至所述测量装置；制造第二子组件，所述第二子组件包括用于所述敏感元件的至少一个第一腔；以及组装两个子组件，使得第一腔形成用于敏感元件的后空间，且使得两个子组件界定出用于测量装置并与外部环境隔绝的空间。