[发明专利]压电MEMS扬声器及其设计方法、电子设备

权利要求书

1.一种压电MEMS扬声器，其特征在于，

所述压电MEMS扬声器包括N个彼此相邻的振膜，所述N个彼此相邻的振膜的结构不对称，N为大于1的正整数，所述彼此相邻的振膜之间具有第一间隙，并且/或者，

所述压电MEMS扬声器包括至少一个振膜和至少一个临近该振膜的边界元件，所述边界元件的高度不高于该振膜的高度，所述振膜与所述边界元件之间具有第二间隙，

其中，所述第一间隙和/或所述第二间隙的尺寸满足预设条件，使得当所述振膜在机械谐振点振动时发生声短路现象，并且当所述振膜静止时不发生声短路现象。

2.根据权利要求1所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述边界元件的高度低于所述振膜的高度。

3.根据权利要求1所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述预设条件包括：

当所述振膜在机械谐振点振动时，所述第一间隙和/或所述第二间隙的间隙尺寸大于20μm，或者，所述第一间隙和/或所述第二间隙的间隙面积大于扬声器面积的5％；并且

当所述振膜静止时，所述第一间隙和/或所述第二间隙的间隙尺寸小于20μm，或者，所述第一间隙和/或所述第二间隙的间隙面积小于扬声器面积的5％。

4.根据权利要求1所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述N个彼此相邻的振膜的结构不对称包括：所述N个彼此相邻的振膜的振膜形状、振膜尺寸、振膜厚度中一者或多者不相同。

5.根据权利要求1所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述压电MEMS扬声器包括N个彼此相邻的振膜，所述N个彼此相邻的振膜的结构不对称，并且振膜设计满足如下特征：

所述N个彼此相邻的振膜拼接成多边形振膜区域，各个振膜的固定端位于所述多边形振膜区域的轮廓上，并且各个振膜的自由端具有同一个共同点，该共同点是所述多边形振膜区域内部的偏心点；并且/或者，

所述N个彼此相邻的振膜呈N级嵌套式设计，其中，各级振膜的固定端共线。

6.根据权利要求5所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述N个彼此相邻的振膜呈N级嵌套式设计，并且其中至少两个振膜的形状不同。

7.根据权利要求1所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，在所述压电MEMS扬声器中包括至少一个振膜和至少一个临近该振膜的边界元件，所述边界元件的高度不高于该振膜的高度，并且所述边界元件的边缘与所述振膜的自由端的至少一条边平行。

8.根据权利要求7所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述振膜的固定端尺寸小于自由端的尺寸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述振膜包括：

纵向堆叠的结构层、底电极层、一个压电层和顶电极层；或者，

纵向堆叠的底电极层、交替设置的N个压电层与N-1个中间电极层、以及顶电极层，其中N为大于1的正整数。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，还包括：基底，并且所述边界元件由所述基底的一部分组成，所述边界元件的材料为硅。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，所述振膜的固定端与振膜支撑层连接，所述振膜支撑层的材料为硅。

12.一种压电MEMS扬声器的设计方法，其特征在于，包括：

设置N个彼此相邻的振膜，所述N个彼此相邻的振膜的结构不对称，N为大于1的正整数，所述彼此相邻的振膜之间具有第一间隙；并且/或者，

设置至少一个振膜和至少一个临近该振膜的边界元件，所述边界元件的高度不高于该振膜的高度，所述振膜与所述边界元件之间具有第二间隙；

设置所述第一间隙和/或所述第二间隙的尺寸满足预设条件，使得当所述振膜在机械谐振点振动时发生声短路现象，并且当所述振膜静止时不发生声短路现象。