一種感測膜和微機電裝置的制作方法

文檔序號:18178945發布日期:2019-07-13 10:39
一種感測膜和微機電裝置的制作方法

本發明涉及一種微機電技術領域,尤其涉及一種感測膜和微機電裝置。



背景技術:

微機電裝置包括的電容式傳感器結構一般為一感測膜搭配一背極,形成兩平行板電容板結構以感測振動或壓力變化。其中,感測膜的材料特性決定組件感度性能,但于半導體加工過程所產生的熱殘留應力無法避免。而現有的制程技術仍無法精準的控制薄膜應力,進而微機電裝置的靈敏度較低。

因此,如何提供一種釋放應力效果好的感測膜,就成了現有技術的需求。



技術實現要素:

為了克服現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種感測膜和微機電裝置,其釋放應力的效果好。

為實現上述目的,本發明提供了一種感測膜,應用于微機電裝置中,所述感測膜包括應力分散部和感測部,所述應力分散部包括多個呈平面狀的振動彈簧,所述振動彈簧包括第一半簧和第二半簧,所述第一半簧和第二半簧交錯連接。

優選地,所述第一半簧上開設至少兩個位于不同圓周或直線上的第一開槽,所述第二半簧上開設至少兩個位于不同圓周或直線上的第二開槽,所述每一第一開槽和相應的一個第二開槽位于同一圓周或直線上,至少一個第一開槽和相鄰圓周或直線上的一個第二開槽連通。

優選地,所述第一開槽包括n個,所述第二開槽包括n個,n為正整數且n≥3,有n-2個第一開槽分別和相鄰圓周或直線上的一個第二開槽連通,第n個所述第一開槽和第n個所述第二開槽連通。

優選地,多個所述振動彈簧包括第一振動彈簧和第二振動彈簧,所述第一振動彈簧的第奇數個第二開槽和第二振動彈簧的第奇數個第一開槽連通,所述第一振動彈簧的第偶數個第二開槽和第一振動彈簧的第偶數個第一開槽斷開。

優選地,所述第一振動彈簧的第偶數個第二開槽和第二振動彈簧的第偶數個第一開槽之間,開設與所述第一開槽大致垂直的橫開槽。

優選地,所述橫開槽的長度大于或等于兩個相鄰的所述第一開槽的距離,所述橫開槽的兩端還分別開設一分隔開槽,所述分隔開槽和所述第一開槽大致平行,所述橫開槽的兩端分別和所述分隔開槽的中部連通。

優選地,所述第一開槽的孔壁上和/或所述第二開槽的孔壁上設置防粘結構。

優選地,所述防粘結構位于所述第一開槽長度方向的中部或所述第二開槽長度方向的中部,所述防粘結構包括所述第一開槽或第二開槽的中部一側壁邊設置矩形的凸起,所述防粘結構還包括所述第一開槽或第二開槽的中部的另一側壁邊設置凹槽,所述凹槽和所述凸起的位置對應。

優選地,所述感測膜還包括分隔部,所述應力分散部通過所述分隔部和所述感測部連接。

優選地,所述分隔部包括分隔板,所述分隔板呈環形,所述應力分散部通過所述分隔板和所述感測部連接,所述分隔板的高度大于所述感測部的厚度,所述應力分散部、所述分隔板和所述感測部的底面平齊;

或所述分隔部包括第一豎板、第二豎板和連接板,所述第一豎板、第二豎板和連接板都呈環形,所述應力分散部和所述第一豎板連接,所述感測部和所述第二豎板連接,所述第一豎板通過連接板和所述第二豎板連接,所述應力分散部和所述感測部在同一平面上,所述連接板和所述感測部在兩個不同的平面上。

本發明還提供一種微機電裝置,所述微機電裝置采用了上述的感測膜。

與現有技術相比,本發明的感測膜,包括多個呈平面狀的振動彈簧,振動彈簧釋放應力效果好,增加了感測膜的靈敏度,所述振動彈簧包括第一半簧和第二半簧,第一半簧和第二半簧交錯連接,在彈簧結構發生變形時,能有效抑制振動彈簧發生翹曲,增加了感測膜的可靠性。

本發明的感測膜,第一半簧上開設至少兩個位于不同圓周或直線上的第一開槽,第二半簧上開設至少兩個位于不同圓周或直線上的第二開槽,每一第一開槽和相應的一個第二開槽位于同一圓周或直線上,至少一個第一開槽和相鄰圓周或直線上的第二開槽連通,第一開槽和第二開槽連通時,和相鄰圓周上的開槽連通,造成振動彈簧的一個方向彈簧段不是一條直線上,為S形扭曲的,在開槽之間的結構發生變形時,振動彈簧發生翹曲不會很嚴重,增加了感測膜的可靠性。

本發明的感測膜,所述第一振動彈簧的第偶數個第二開槽和第二振動彈簧的第偶數個第一開槽斷開,所述第一振動彈簧的第n個第二開槽和第二振動彈簧的第n個第一開槽斷開,使振動彈簧之間連接的部位不會過多,進一步增加了應力釋放的效果。

本發明的第一振動彈簧的第偶數個第二開槽和第二振動彈簧的第偶數個第一開槽之間,開設與所述第一開槽大致垂直的橫開槽,橫開槽把兩個相鄰的振動彈簧間的相互連接的四個彈性段再次分割,使相互連接的四個彈性段之間有間隙,能增加兩個相鄰的振動彈簧之間的變形,增加了應力釋放的效率和速度,且變形不致過大,保持了感測膜的穩定性。

本發明的第一開槽的孔壁上和/或所述第二開槽的孔壁上設置防粘結構,防粘結構能使第一開槽和/或第二開槽兩個相對的孔壁在粘連時能自動分開。

本發明的感測膜還包括分隔部,所述應力分散部通過所述分隔部和所述感測部連接,分隔部把應力分散部和感測部分隔開來,避免在應力分散部發生變形時,把彈性變形產生的力傳遞到感測區域,以提高感測部的穩定性,提高了感測膜的線性輸出的穩定性。

與現有技術相比,本發明的微機電裝置采用了上述的感測膜,感測膜的第一開槽和第二開槽連通時,和相鄰圓周上的開槽連通,造成振動彈簧的一個方向彈簧段不是一條直線上,為S形扭曲的,在開槽之間的結構發生變形時,能有效抑制振動彈簧發生翹曲,增加了感測膜的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的一第一實施例的感測膜的結構示意圖;

圖2A為本發明的感測膜的進行彈簧劃分的結構示意圖;

圖2B為圖2A的局部放大示意圖;

圖3為本發明的一第二實施例的感測膜的結構示意圖;

圖4為本發明感測膜的局部結構示意圖;

圖5A為本發明的一第三實施例的感測膜的結構示意圖;

圖5B為圖5A中A處的放大結構示意圖;

圖6為本發明感測膜的局部放大結構示意圖;

圖7為本發明的一第一實施例的感測膜的剖視示意圖;

圖8A為本發明的一第二實施例的感測膜的剖視示意圖;

圖8B為圖8A中B處的放大結構示意圖;

圖9為本發明的一第四實施例的感測膜的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于區別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換,以便這里描述的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的內容以外的順序實施。此外,術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產 品或設備固有的其它步驟或單元。

需要說明的是,在本發明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外,各個實施例之間的技術方案可以相互結合,但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎,當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在,也不在本發明要求的保護范圍之內。

請參閱圖1,本發明的一實施例提供一種感測膜10,應用于微機電裝置中,如應用在微機電傳感器中,微機電式麥克風中。感測膜10包括應力分散部11、分隔部12和感測部13,應力分散部11通過分隔部12和感測部13連接。感測部13用于感測外部的壓力,如感測部13感測到聲壓可發生上下方向位移,應力分散部11用于分散感測膜10的殘余應力,分隔部12把應力分散部11和感測部13分隔開來,避免在應力分散部11發生變形時,把彈性變形產生的力傳遞到感測區域,以提高感測部13的穩定性,提高了感測膜10的線性輸出的穩定性。

其中,應力分散部11、分隔部12和感測部13可以一體成型。感測膜10的材質可以為碳基聚合物、硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅、二氧化硅、碳化硅、砷化物、碳,以及鍺、鎵、鈦、金、鐵、銅、鉻、鎢、鋁、鉑、鎳、鉭等金屬或其合金。感測膜10的形狀可以為方形或者圓形,在本實施例中,以圓形進行說明。

請一并參閱圖2A和圖2B,應力分散部11包括第一彈性環111、第二彈性環112,感測部13還包括多個呈平面狀的振動彈簧113,多個振動彈簧113的中心線穿過感測膜10的中心,多個振動彈簧113的側邊依次連接成環狀,第一彈性環111通過多個連接成環狀的振動彈簧113和第二彈性環112連接,第二彈性環112通過分隔部12和感測部13連接。第一彈性環111、第二彈性環112和多個振動彈簧113可以一體成型??梢岳斫?,所述“多個”意思為“至少兩個”。

第一彈性環111呈圓環狀。第一彈性環111可減小感測膜10在受到力時振動彈簧113遠離感測膜10的一端的變形和翹曲。在一些實施例中,第一彈性環111還可用于和其他元件連接。

第二彈性環112呈圓環狀。第二彈性環112可減小感測膜10在受到力時振動彈簧113靠近感測膜10的一端的變形和翹曲。

每個振動彈簧113的形狀和結構一致。本實施例中,僅對一個振動彈簧113的結構進行說明。振動彈簧113包括第一半簧1131和第二半簧1132,第一半簧1131和第二半簧1132連接。具體的,所述第一半簧1131和第二半簧1132交錯連接,在振動彈簧113發生變形時,振動彈簧113發生翹曲不會很嚴重,增加了感測膜10的可靠性。其中一振動彈簧113的第二半簧1132和相鄰的一振動彈簧113的第一半簧1131連接,多個振動彈簧113據此可連接成環狀。

第一半簧1131上開設至少兩個位于不同圓周上的第一開槽1133。第一開槽1133的數量可以為兩個,三個或四個等。在本實施例中,第一半簧1131上開設n個位于不同圓周上的第一開槽1133,n為正整數且n≥3。第一開槽1133為通孔,即第一開槽1133貫穿感測膜10。在感測膜10的徑向方向,兩個相鄰的第一開槽1133之間的距離為a。每兩個相鄰的、位于不同圓周上的第一開槽1133之間形成一第一彈性段1134。第一半簧1131包括n個第一開槽1133,則第一半簧1131包括n-1個第一彈性段1134。

與第一半簧1131相鄰的第二半簧1132上開設至少兩個位于不同圓周上的第二開槽1135。第二開槽1135的數量可以為兩個,三個或四個等。在本實施例中,與第一半簧1131相鄰的第二半簧1132上開設n個位于不同圓周上的第二開槽1135,第二開槽1135的數量和第一開槽1133的數量一致。第二開槽1135為通孔,即第二開槽1135貫穿感測膜10。在感測膜10的徑向方向,兩個相鄰的第二開槽1135之間的距離為b。其中,a等于b。每兩個相鄰的、位于不同圓周上的第二開槽1135之間形成一第二彈性段1136。第二半簧1132包括n個第二開槽1135,則第二半簧1132包括n-1個第二彈性段1136。其中,每一第二彈性段1136和相應的一個第一彈性段1134位于同一圓周上,每一第二開槽1135和相應的一個第一開槽1133位于同一圓周上。

在同一個振動彈簧113中,至少一個第一開槽1133和相鄰圓周或直線上的一個第二開槽1135連通,使第一半簧1131的至少一個第一彈性段1134和第二半簧1132的一個第二彈性段1136交錯連接。和相鄰圓周或直線上的一個第二開槽1135連通的第一開槽1133的數量不做限定,小于第一開槽1133的總數量即可。如第一開槽1133包括6個, 第二開槽1135包括6個,可以1個第一開槽1133和相鄰圓周或直線上的1個第二開槽1135連通,也可以2個第一開槽1133分別和相鄰圓周或直線上的1個第二開槽1135連通,也可以3個第一開槽1133分別和相鄰圓周或直線上的1個第二開槽1135連通,也可以4個第一開槽1133分別和相鄰圓周或直線上的1個第二開槽1135連通,也可以5個第一開槽1133分別和相鄰圓周或直線上的1個第二開槽1135連通。一個第二開槽1135僅和一個第一開槽1133連通。

在本實施例中,在第一開槽1133包括n個,第二開槽1135包括n個時,有n-2個或n-1個第二開槽1135分別和相鄰圓周上的一個第一開槽1133連通,即每一個第二開槽1135分別和相鄰圓周上的一個第一開槽1133連通,一個第二開槽1135僅和一個第一開槽1133連通,使n-2個第二彈性段1136分別和相鄰圓周上的第一彈性段1134連接,即第二開槽1135和第一開槽1133交錯連通,第二彈性段1136和第一彈性段1134交錯連接,能使的釋放殘余應力,能增加兩個相鄰的振動彈簧113之間的變形,增加了應力釋放的效率和速度,且變形不致過大,保持了感測膜10的穩定性,增加了感測膜10的靈敏度。

在本實施例中,有n-2個第一開槽1133和相鄰圓周上的第二開槽1135連通。最遠離感測部13的第一開槽1133為第1個第一開槽1133,最靠近感測部13的第一開槽1133為第n個第一開槽1133,最遠離感測部13的第二開槽1135為第1個第二開槽1135,最靠近感測部13的第二開槽1135為第n個第二開槽1135。第n個第一開槽1133和第n個第二開槽1135連通;第1個的第一開槽1133和其他第二開槽1135相互斷開,第n-1個第二開槽1135和其他第一開槽1133相互斷開,第i個第一開槽1133和第i-1個第二開槽1135相互連通,2≤i<n,i為正整數;或第一個第二開槽1135和其他第一開槽1133相互斷開,第n-1個第一開槽1133和其他第二開槽1135相互斷開,第i個第二開槽1135和第i-1個第一開槽1133相互連通,2≤i<n,i為正整數。第一開槽1133和第二開槽1135連通時,連通軌跡圓滑過渡。同一圓周上的第一開槽1133和第二開槽1135斷開時,第一開槽1133和第二開槽1135在圓周方向之間的斷開距離c約等于兩個相鄰第一開槽1133之間的距離a。具體的,c≥a。同一圓周上的第一開槽1133的長度約等于同一圓周上的第二開槽1135的長度,具體的,同一圓周上的第一開槽1133的長度可以為同一圓周上的第二開槽1135的長度的0.7~1.3倍??梢岳斫?,也可以使第n個第一開槽1133和第n個第二開槽1135不連通,使第一個第一開槽1133和第一個第二開槽1135相互連通??梢岳斫?,在同一個振動彈簧113中,也可以第n個第一開槽1133和第n個第二開槽1135斷開,且不和其他第一開槽1133、第二開槽1135連通。在一個實施例中,第一個第一開槽1133的懸空端向遠離感測部13的方向延伸。第n個第一開槽1133的懸空端向靠近感測部13的方向延伸,第n個第二開槽1135的懸空端向靠近感測部13的方向延伸。懸空端即為第一開槽1133或第二開槽1135沒有和其他開槽連通的一端??梢岳斫?,也可以以最靠近感測部13的第一開槽1133為第1個第一開槽1133,最遠離感測部13的第一開槽1133為第n個第一開槽1133,最靠近感測部13的第二開槽1135為第1個第二開槽1135,最遠離感測部13的第二開槽1135為第n個第二開槽1135。

具體的,在一實施例中,以n=4為例進行說明。即第一半簧1131上開設4個位于不同圓周的第一開槽1133,第一半簧1131包括3個第一彈性段1134。第二半簧1132上開設4個位于不同圓周上的第二開槽1135,第二半簧1132包括3個第二彈性段1136。有2個第二開槽1135和相鄰圓周上的第一開槽1133連通,使2個第二彈性段1136和相鄰圓周上的第一彈性段1134連接。最遠離感測部13的第一開槽1133為第1個第一開槽1133,最靠近感測部13的第一開槽1133為第n個第一開槽1133,最遠離感測部13的第二開槽1135為第1個第二開槽1135,最靠近感測部13的第二開槽1135為第n個第二開槽1135。具體的,第4個第一開槽1133和第4個第二開槽1135連通,第2個第一開槽1133和第1個第二開槽1135連通,第3個第一開槽1133和第2個第二開槽1135連通,第1個第一開槽1133和第1個第二開槽1135斷開,第3個第一開槽1133和第3個第二開槽1135斷開。

請參閱圖3,在一個振動彈簧113中,在有n-1個第一開槽1133分別和相鄰圓周上的第二開槽1135連通時,第1個的第一開槽1133和其他第二開槽1135相互斷開,第n個第二開槽1135和其他第一開槽1133相互斷開,第i個第一開槽1133和第i-1個第二開槽1135相互連通,2≤i≤n,i為正整數;或第一個第二開槽1135和其他第一開槽1133相互斷開,第n個第一開槽1133和其他第二開槽1135相互斷開,第i個第二開槽1135和第i-1個第一開槽1133相互連通,2≤i≤n,i為正整數。

請繼續參閱圖4,多個所述振動彈簧113包括第一振動彈簧114和第二振動彈簧115,第一振動彈簧114的第奇數個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第奇數個第一開槽1133連通,第一振動彈簧114的第偶數個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第偶數個第一開槽1133斷開??梢砸宰钸h離感測部13的第一開槽1133為第1個第一開槽1133、以最遠離感測部13的第二開槽1135為第1個第二開槽1135來判斷奇數或偶數,也可以以最靠近感測部13的第一開槽1133為第1個第一開槽1133、以最靠近感測部13的第二開槽1135為第1個第二開槽1135來判斷奇數或偶數。

具體的,在本實施例中,第一開槽1133包括n個,第二開槽1135包括n個,最遠離感測部13的第一開槽1133為第1個第一開槽1133,最靠近感測部13的第一開槽1133為第n個第一開槽1133,最遠離感測部13的第二開槽1135為第1個第二開槽1135,最靠近感測部13的第二開槽1135為第n個第二開槽1135。在第1個至第n-1個第一開槽1133和在第1個至第n-1個第二開槽1135中,第一振動彈簧114的第偶數個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第偶數個第一開槽1133斷開,第一振動彈簧114的第n個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第n個第一開槽1133斷開,n可以為奇數或偶數。使第一振動彈簧114的兩個相鄰第奇數個第二開槽1135之間的兩個第二彈性段1136,和分別位于同一圓周上的第二振動彈簧115的兩個第一彈性段1134連接。

在一實施例中,以n=4為例進行說明,即第一開槽1133和第二開槽1135的數量分別都為4個,第一振動彈簧114的第1個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第1個第一開槽1133連通,第一振動彈簧114的第3個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第3個第一開槽1133連通。在第1個至第3個第一開槽1133和在第1個至第3第二開槽1135中,第一振動彈簧114的第2個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第2個第一開槽1133斷開,第一振動彈簧114的第4個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第4個第一開槽1133斷開。使第一振動彈簧114的第1個第二開槽1135和第3個第二開槽1135之間的兩個第二彈性段1136,和位于同一圓周上的第二振動彈簧115的兩個第一彈性段1134連接。

請一并參閱圖5A和圖5B,在一個實施例中,一個所述第一振動彈簧114的第偶數個第二開槽1135和第二振動彈簧115的第偶數個第一開槽1133之間,開設與所述第一開槽1133大致垂直的橫開槽1137。橫開槽1137與第一開槽1133之間的夾角為80°~90°。橫開槽1137與第一開槽1133、第二開槽1135之間斷開,不相互連通,橫開槽1137的長度d大于或等于兩個相鄰第一開槽1133的距離a,即a≤d<2a。在本實施例中,橫開槽1137和第一開槽1133垂直,橫開槽1137同時位于第一振動彈簧114和第二振動彈簧115邊沿。橫開槽1137為通孔,即橫開槽1137貫穿感測膜10。橫開槽1137把兩個相鄰的振動彈簧113間的相互連接的四個彈性段再次分割,使相互連接的四個彈性段之間有間隙,能增加兩個相鄰的振動彈簧113之間的變形,增加了應力釋放的效率和速度,且變形不致過大,保持了感測膜10的穩定性。

橫開槽1137的兩端還分別開設一分隔開槽1138,分隔開槽1138和第一開槽1133大致平行,橫開槽1137的兩端分別和兩個分隔開槽1138的中部連通。橫開槽1137和與橫開槽1137兩端連接的分隔開槽1138的形狀大致呈“工”字形。分隔開槽1138和橫開槽1137連通時圓滑過渡。分隔開槽1138為通孔,即分隔開槽1138貫穿感測膜10。分隔開槽1138進一步增加了應力釋放的效率和速度,且保持了感測膜10的穩定性。

請參閱圖6,第一開槽1133的孔壁上設置防粘結構1139。第一開槽1133的兩相對的孔壁之間的距離較小,兩個相對的孔壁觸碰在一起容易粘連,且在無外力的作用下,由于分子力的作用不易分開,防粘結構1139能使兩個相對的孔壁自動分開。

防粘結構1139可以位于第一開槽1133長度方向的中部。作為一種變形,防粘結構1139包括所述第一開槽1133中部一側壁邊設置的凸起,防粘結構1139還包括第一開槽1133的中部的另一側壁邊開設的凹槽,凹槽和所述凸起的位置對應。其中,凸起為矩形,凹槽為圓形,振動彈簧113受到力變形時,第一開槽1133兩相對的側壁在防粘結構1139的位置接觸較少或難以接觸,在無外力時,第一開槽1133容易在感測自身的彈性變形的力而恢復原狀。

可以理解,防粘結構1139也可以設置在第二開槽1135的孔壁上。如防粘結構1139位于第二開槽1135的懸空端,防粘結構1139也可以位于第二開槽1135長度方向的中部??梢岳斫?,防粘結構1139可以同時設置在第一開槽1133和第二開槽1135上。

請參閱圖7,分隔部12包括分隔板,分隔板呈環形,應力分散部11的第二彈性環112通過分隔板和感測部13連接,分隔板的高度大于所述感測部13的厚度,應力分散部11、分隔板和感測部13的底面平齊。分隔板阻斷應力分散部11向感測部13傳輸的振動,提高了感測膜10的線性輸出的穩定性??梢岳斫?,分隔部12可以包括多個分隔板,如包括兩個分隔板,進一步加強了感測膜10的線性輸出的穩定性。

請一并參閱圖8A和圖8B,在一個實施例中,分隔部12包括第一豎板121、連接板122和第二豎板123,第一豎板121、第二豎板123和連接板122都呈環形,應力分散部11的第二彈性環112和第一豎板121連接,感測部13和所述第二豎板123連接,第一豎板121通過連接板122和第二豎板123連接,應力分散部11和所述感測部13在同一平面上,連接板122和所述感測部13在兩個不同的平面上。分隔部12可以包括多個該實施例的結構,如包括兩個分隔板,進一步加強了感測膜10的線性輸出的穩定性。

可以理解,分隔部12的結構不做限定,只要能實現其功能即可??梢岳斫?,也可以省略設置分隔部12,不會影響感測膜10的正常使用。

請參閱圖9,在一個實施例中,感測膜10的形狀為方形,感測膜10包括應力分散部11、分隔部12和感測部13,應力分散部11通過分隔部12和感測部13連接。感測部13包括第一彈性環111、第二彈性環112,還包括多個呈平面狀的振動彈簧113,多個振動彈簧113的中心線穿過感測膜10的中心,多個振動彈簧113的側邊依次連接成環狀,第一彈性環111通過多個連接成環狀的振動彈簧113和第二彈性環112連接,第二彈性環112通過分隔部12和感測部13連接。第一彈性環111、第二彈性環112和多個振動彈簧113可以一體成型。

第一半簧1131上開設n個位于不同直線上的第一開槽1133,n為正整數且n≥4。第一開槽1133為通孔,即第一開槽1133貫穿感測膜10。在感測膜10的徑向方向,兩個相鄰第一開槽1133之間的距離為a。每兩個相鄰的、位于不同直線上的第一開槽1133之間形成一第一彈性段1134。第一半簧1131包括n個第一開槽1133,則第一半簧1131包括n-1個第一彈性段1134。

第二半簧1132上開設n個位于不同直線上的第二開槽1135,第二開槽1135的數量和第一開槽1133的數量一致。第二開槽1135為通孔,即第二開槽1135貫穿感測膜10。在感測膜10的徑向方向,兩個相鄰第二開槽1135之間的距離為b,其中,a等于b。每兩個相鄰的、位于不同直線上的第二開槽1135之間形成一第二彈性段1136。第二半簧1132包括n個第二開槽1135,則第二半簧1132包括n-1個第二彈性段1136。其中,每一第二彈性段1136和每一第一彈性段1134位于同一直線上,每一第二開槽1135和每一第一開槽1133位于同一直線上,有n-2個或n-1個第二開槽1135分別和相鄰直線上的第一開槽1133連通,使n-2個第二彈性段1136分別和相鄰直線上的第一彈性段1134連接。

本發明還提供一種微機電裝置,微機電裝置可以是一微機電式麥克風。微機電裝置包括感測膜和背板。感測膜可采用上述任一實施例的感測膜10。背板平行設置在感測膜的下方,且背板與感測膜間隔設置。背板上開設入聲孔,外部的聲音穿過入聲孔接觸感測膜。感測膜感受到聲壓變化后發生振動,微機電裝置根據感測膜與背板間電容值的改變,進行電聲轉,其運作原理為本領域技術人員所熟知,不再加以贅述??梢岳斫?,此處微機電裝置僅以微機電式麥克風為例進行說明,微機電裝置也可為加速傳感器或超聲波傳感器等應用感測膜的微機電裝置。

與現有技術相比,本發明的感測膜,包括多個呈平面狀的振動彈簧,振動彈簧釋放應力效果好,增加了感測膜的靈敏度,所述振動彈簧包括第一半簧和第二半簧,第一半簧和第二半簧交錯連接,在彈簧結構發生變形時,振動彈簧發生翹曲不會很嚴重,增加了感測膜的可靠性。

本發明的感測膜,第一半簧上開設至少兩個位于不同圓周或直線上的第一開槽,第二半簧上開設至少兩個位于不同圓周或直線上的第二開槽,每一第一開槽和相應的一個第二開槽位于同一圓周或直線上,至少一個第一開槽和相鄰圓周或直線上的第二開槽連通,第一開槽和第二開槽連通時,和相鄰圓周上的開槽連通,造成振動彈簧的一個方向彈簧段不是一條直線上,為S形扭曲的,在開槽之間的結構發生變形時,能有效抑制振動彈簧發生翹曲,增加了感測膜的可靠性。

本發明的感測膜,所述第一振動彈簧的第偶數個第二開槽和第二振動彈簧的第偶數個第一開槽斷開,所述第一振動彈簧的第n個第二開槽和第二振動彈簧的第n個第一開槽斷開,使振動彈簧之間連接的部位不會過多,進一步增加了應力釋放的效果。

本發明的第一振動彈簧的第偶數個第二開槽和第二振動彈簧的第偶數個第一開槽之間,開設與所述第一開槽大致垂直的橫開槽,橫開槽把兩個相鄰的振動彈簧間的相互連接的四個彈性段再次分割,使相互連接的四個彈性段之間有間隙,能增加兩個相鄰的振動彈簧之間的變形,增加了應力釋放的效率和速度,且變形不致過大,保持了感測膜的穩定性。

本發明的第一開槽的孔壁上和/或所述第二開槽的孔壁上設置防粘結構,防粘結構能使第一開槽和/或第二開槽兩個相對的孔壁在粘連時能自動分開。

本發明的感測膜還包括分隔部,所述應力分散部通過所述分隔部所述和所述感測部連接,分隔部把應力分散部和感測部分隔開來,避免在應力分散部發生變形時,把彈性變形產生的力傳遞到感測區域,以提高感測部的穩定性,提高了感測膜的線性輸出的穩定性。

與現有技術相比,本發明的微機電裝置采用了上述的感測膜,感測膜的第一開槽和第二開槽連通時,和相鄰圓周上的開槽連通,造成振動彈簧的一個方向彈簧段不是一條直線上,為S形扭曲的,在開槽之間的結構發生變形時,能有效抑制振動彈簧發生翹曲,增加了感測膜的可靠性。

上述實施方式僅為本發明的優選實施方式,不能以此來限定本發明保護的范圍,本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本發明所要求保護的范圍。

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