【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及mems揚(yáng)聲器，尤其涉及一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器及其制造方法。
技術(shù)介紹
1、為了適應(yīng)數(shù)字時(shí)代的發(fā)展，電聲領(lǐng)域需要性能更加優(yōu)異的器件來改進(jìn)其電子系統(tǒng)，揚(yáng)聲器作為其中核心器件之一，盡管目前電子元件是數(shù)字的，但揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)需要發(fā)展到數(shù)字形式的模擬元件，以實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字音頻。
2、傳統(tǒng)的聲音重建技術(shù)使用單個(gè)到多個(gè)模擬揚(yáng)聲器，其聲壓級(jí)大小與振膜位移成比例，頻率由振膜隨時(shí)間運(yùn)動(dòng)決定。典型模擬揚(yáng)聲器由于其本身結(jié)構(gòu)和工作原理，無法實(shí)現(xiàn)平坦的頻率響應(yīng)以及線性輸出，尤其是在低頻波段，難以精準(zhǔn)還原音頻。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本專利技術(shù)的一個(gè)目的在于提出一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器及其制造方法，有助于維持聲音的高保真性，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)音頻還原。
2、第一方面，本專利技術(shù)提出了一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器，包括聲音重建發(fā)生組件和驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件安裝在所述聲音重建發(fā)生組件的一側(cè)，所述聲音重建發(fā)生組件與所述驅(qū)動(dòng)組件電信號(hào)連接；
3、所述聲音重建發(fā)生組件包括由下至上依次設(shè)置的襯底、埋氧層、第一背板、第一絕緣層、第一支撐層、振膜、第二支撐層、第二絕緣層和第二背板；
4、所述襯底開設(shè)有上下貫穿的透聲腔；
5、所述第一支撐層對(duì)應(yīng)所述透聲腔的位置上方開設(shè)有第一振動(dòng)空腔；
6、所述第二支撐層對(duì)應(yīng)所述第一振動(dòng)空腔的位置上方開設(shè)有第二振動(dòng)空腔
7、所述驅(qū)動(dòng)組件包括用于外接驅(qū)動(dòng)電路的電極，所述第二背板、振膜和第一背板上端均設(shè)置所述電極。
8、優(yōu)選地，所述第一背板的中部開設(shè)有多組同圓心且間隔角度相同的第一圓弧槽，每組所述第一圓弧槽之間的間隔形成圓弧形的第一懸臂梁，所述第一懸臂梁內(nèi)部靠近圓心的一側(cè)開設(shè)有多組第一通孔；
9、所述第二背板中部開設(shè)有多組同圓心且間隔角度相同的第二圓弧槽，每組所述第二圓弧槽之間的間隔形成圓弧形的第二懸臂梁，所述第二懸臂梁內(nèi)部靠近圓心的一側(cè)開設(shè)有多組第二通孔。
10、優(yōu)選地，所述振膜的下端靠近所述第一振動(dòng)空腔的一側(cè)設(shè)有第一緩沖錐，所述第二絕緣層靠近所述第二振動(dòng)空腔的一側(cè)設(shè)有第二緩沖錐。
11、優(yōu)選地，所述振膜的表面設(shè)有降噪環(huán)。
12、優(yōu)選地，所述第一背板和所述第二背板靠近所述振膜的一側(cè)分別設(shè)置有第二氮化鈦薄膜和第一氮化鈦薄膜。
13、第二方面，本專利技術(shù)提出了一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器的制造方法，所述方法步驟如下：
14、s1：設(shè)置襯底，并在襯底上表面形成埋氧層，埋氧層形成后執(zhí)行步驟s2；
15、s2：埋氧層上表面依次沉積形成第一背板和第一絕緣層，沉積完成后，在預(yù)設(shè)位置處刻蝕形成第一通孔和第一懸臂梁，刻蝕完成后執(zhí)行步驟s3；
16、s3：對(duì)步驟s3中刻蝕形成的空腔進(jìn)行沉積形成初步的第一犧牲層，沉積完成后，執(zhí)行步驟s4；
17、s4：第一絕緣層上表面沉積形成第一支撐層，沉積完成后，在預(yù)設(shè)位置處進(jìn)行刻蝕形成空腔，刻蝕完成后，執(zhí)行步驟s5；
18、s5：對(duì)步驟s4中刻蝕形成的空腔進(jìn)行沉積形成完整的第一犧牲層，并在第一犧牲層上端預(yù)設(shè)位置處預(yù)留第一緩沖錐形成孔，沉積完成后，執(zhí)行步驟s6；
19、s6：第一支撐層上表面沉積形成振膜和第一緩沖錐，在預(yù)設(shè)位置處刻蝕形成降噪環(huán)和振膜通孔，刻蝕完成后，執(zhí)行步驟s7；
20、s7：對(duì)步驟s6中刻蝕形成的空腔進(jìn)行沉積形成初步的第二犧牲層，沉積完成后，執(zhí)行步驟s8；
21、s8：振膜上表面沉積形成第二支撐層，沉積完成后，在預(yù)設(shè)位置處進(jìn)行刻蝕形成空腔，刻蝕完成后，執(zhí)行步驟s9；
22、s9：對(duì)步驟s8中形成的空腔進(jìn)行沉積形成完整的第二犧牲層，并在第二犧牲層的上端預(yù)設(shè)位置處預(yù)留第二緩沖錐形成孔，沉積完成后，執(zhí)行步驟s10；
23、s10：第二支撐層上表面依次沉積形成第二緩沖錐、第二絕緣層和第二背板，沉積完成后，執(zhí)行步驟s11；
24、s11：第二背板預(yù)設(shè)位置刻蝕形成第二通孔和第二懸臂梁，分別對(duì)振膜和第一背板預(yù)設(shè)的電極附著點(diǎn)位置進(jìn)行刻蝕，刻蝕完成后，分別在第二背板、振膜和第一背板上端預(yù)設(shè)位置處形成電極；
25、s12：襯底預(yù)設(shè)位置處形成透聲腔，透聲腔形成后執(zhí)行步驟s13；
26、s13：對(duì)第一犧牲層和第二犧牲層進(jìn)行釋放，形成第一振動(dòng)空腔和第二振動(dòng)空腔。
27、優(yōu)選地，所述用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器的數(shù)學(xué)模型為：
28、
29、其中，w(t)為氣閥中閘門的位移，為w(t)的一階導(dǎo)數(shù)，為w(t)的二階導(dǎo)數(shù)，ξ為阻尼系數(shù)，ωn為角固有頻率，fe(t)為施加在閘門上離散的機(jī)械脈沖力，m為系統(tǒng)模型中的等效質(zhì)量，fl(t)為氣流通過振膜時(shí)產(chǎn)生的力，cprton為氣流升力常數(shù)，ppump為空氣泵高于大氣壓力的恒定壓力。
30、本專利技術(shù)中的有益效果是：采用雙背板、外圍電極的結(jié)構(gòu)，通過雙電極將薄膜拉向兩側(cè)，以此來補(bǔ)償介質(zhì)恢復(fù)力，雙背板結(jié)構(gòu)能夠大幅度提高聲壓級(jí)，降低了將膜片下拉時(shí)不能恢復(fù)的可能性，有利于消除外界的干擾信號(hào)，提高信噪比，減少總諧波失；而外圍電極結(jié)構(gòu)可有效降低薄膜的壓膜阻尼，有助于維持聲音的高保真性，減少能量浪費(fèi)，有效提高電聲轉(zhuǎn)換效率。此外，本專利技術(shù)通過氮化鈦降低多層膜之間的殘余應(yīng)力，降低結(jié)構(gòu)出現(xiàn)翹曲的可能性，進(jìn)一步提高器件工作性能和使用時(shí)長。
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1.一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器，其特征在于：包括聲音重建發(fā)生組件和驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件安裝在所述聲音重建發(fā)生組件的一側(cè)，所述聲音重建發(fā)生組件與所述驅(qū)動(dòng)組件電信號(hào)連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器，其特征在于：所述第一背板(3)的中部開設(shè)有多組同圓心且間隔角度相同的第一圓弧槽，每組所述第一圓弧槽之間的間隔形成圓弧形的第一懸臂梁(12)，所述第一懸臂梁(12)內(nèi)部靠近圓心的一側(cè)開設(shè)有多組第一通孔(4)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器，其特征在于：所述振膜(5)的下端靠近所述第一振動(dòng)空腔(13)的一側(cè)設(shè)有第一緩沖錐(6)，所述第二絕緣層(21)靠近所述第二振動(dòng)空腔(16)的一側(cè)設(shè)有第二緩沖錐(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器，其特征在于：所述振膜(5)的表面設(shè)有降噪環(huán)(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器，其特征在于：所述第一背板(3)和所述第二背板(7)靠近所述振膜(5)的一側(cè)分別設(shè)置有第二氮化鈦薄膜
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器的制造方法，其特征在于，所述方法步驟如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器的制造方法，其特征在于，所述用于DSR的靜電MEMS揚(yáng)聲器的數(shù)學(xué)模型為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器，其特征在于：包括聲音重建發(fā)生組件和驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件安裝在所述聲音重建發(fā)生組件的一側(cè)，所述聲音重建發(fā)生組件與所述驅(qū)動(dòng)組件電信號(hào)連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器，其特征在于：所述第一背板(3)的中部開設(shè)有多組同圓心且間隔角度相同的第一圓弧槽，每組所述第一圓弧槽之間的間隔形成圓弧形的第一懸臂梁(12)，所述第一懸臂梁(12)內(nèi)部靠近圓心的一側(cè)開設(shè)有多組第一通孔(4)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于dsr的靜電mems揚(yáng)聲器，其特征在于：所述振膜(5)的下端靠近所述第一振動(dòng)空腔(13)的一側(cè)設(shè)有第一緩沖錐(6)，所述第二絕緣層(21)靠近所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許高斌，季旭，陳興，馬淵明，馮建國，于永強(qiáng)，陳士榮，王峰，尹盛華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：合肥工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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