MEMS芯片及MEMS传感器的制作方法

本实用新型涉及电声技术领域，特别涉及一种mems芯片及mems传感器。

背景技术：

mems（microelectromechanicsystem，微机电系统）传感器已广泛地应用于各种可携式行动装置，其组件结构须于底部基材刻蚀出大直径的通孔作为背腔结构，而背腔与感测薄膜的相对位置，直接影响结构边界的应力变化及低频讯号的撷取。

作为一种典型的mems传感器，mems麦克风于语音设备中应用，其组件常于大音压环境下进行感测，因此在aop（acousticoverloadpoint声学过载点）大声压感测之线性输出日趋重要。

大音压操作过程中，mems麦克风组件为避免音压超载，其电容感测结构须透过提升感测结构的刚性，来降低每单位压力的位移量以扩大收音范围，但此举也会大幅降低组件灵敏度。

目前常采用双振膜结构或双背板结构，通过双层感测电容之反向电容输出特性结合差动电路来达成增加灵敏度的目的，但衍生的缺点是复杂的结构让组件成本大增。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提供一种可以有效解决上述问题的mems芯片和mems传感器。

一种mems芯片，包括基底、安装于基底上的膜片和背板，所述背板与所述膜片间隔相对从而在两者间形成电容，所述背板包括第一区域及围绕在第一区域外围的第二区域，所述第一区域开设第一通孔，所述第二区域开设第二通孔，所述第一区域的第一通孔的开孔率小于所述第二区域的第二通孔的开孔率。

在一些实施例中，所述第一区域的第一通孔之间的间隔大于所述第二区域的第二通孔之间的间隔。

在一些实施例中，所述第一区域的第一通孔的孔径等于所述第二区域的第二通孔的孔径。

在一些实施例中，所述第一区域的第一通孔的孔径小于所述第二区域的第二通孔的孔径。

在一些实施例中，所述第一区域的第一通孔之间的间隔距离为所述第二区域的第二通孔之间的间隔距离的2~3倍。

在一些实施例中，所述第一区域的第一通孔的孔径为所述第二区域的第二通孔的孔径的1/5至1/3。

在一些实施例中，所述基底设有背腔，所述第一区域的中心线与所述背腔的中心线共线。

在一些实施例中，所述第一区域的第一通孔的开孔率为所述第二区域的第二通孔的开孔率的1/5至1/3。

在一些实施例中，所述第二区域的面积为所述第一区域面积的3~5倍。

另一方面，本技术：还提供一种mems传感器，包括如上所述的mems芯片。

本申请的mems芯片，应用于mems传感器例如mems麦克风时，可以维持mems麦克风的原有结构，只需要针对背板的中央区域之通孔结构进行开孔率优化设计，透过缩小背板中央区域的开孔率来增加膜片与背板间的空气阻尼，借此降低每单位压力的位移量以扩大收音范围，并透过缩小背板中央区域的第一通孔的直径或增加第一通孔间的距离皆可以使形成于膜片与背板之间的电容的感测面积增加，进而使组件在相同的感测位移量中可得到更佳的电容讯号输出。

附图说明

图1所示为本实用新型一实施例的mems芯片的侧视示意图。

图2所示为本实用新型另一实施例的mems芯片的侧视示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本实用新型不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或组件排布。本实用新型可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某组件”时，本实用新型并不限定该组件的数量为一个，也可以包括多个。

图1所示为依照本实用新型一实施例的mems芯片的侧视示意图。

请参阅图1，一种mems芯片，包括基底10、安装于基底10上的膜片30和背板50，背板50与膜片30间隔相对并共同形成电容结构。膜片30和背板50的形状可以为圆形、方形、六边形等。

背板50包括位于中央位置的第一区域52及围绕在第一区域52外围的第二区域54，第一区域52开设第一通孔522，第二区域54开设第二通孔542，外界声压通过第一通孔522和第二通孔542进入背板50与膜片30之间的空隙内，并促使膜片30相对背板50运动，从而使得电容发生变化并输出相应的电信号。

第一区域52的第一通孔522的开孔率小于第二区域54的第二通孔542的开孔率。本申请所称的开孔率是指第一通孔522（或第二通孔542）的横截面面积之和与第一区域52（或第二区域54）的面积之比。

在一些实施例中，第一区域52的第一通孔522的开孔率为第二区域54的第二通孔542的开孔率的1/5至1/3。

在一些实施例中，第一区域52的第一通孔522之间的间隔大于第二区域54的第二通孔542之间的间隔。在一些实施例中，第一区域52的第一通孔522之间的间隔为第二区域54的第二通孔542之间的间隔的2~3倍。本申请所称的通孔之间的间隔是指相邻通孔的边界之间的最短距离。

在一些实施例中，第一区域52的第一通孔522的孔径等于第二区域54的第二通孔542的孔径。

图2所示为本实用新型另一实施例的mems芯片的侧视示意图。

请参阅图2，在一些实施例中，第一区域52的第一通孔522之间的间隔大于第二区域54的第二通孔542之间的间隔，且第一区域52的第一通孔522的孔径小于第二区域54的第二通孔542的孔径。

在一些实施例中，第一区域52的第一通孔522的孔径为第二区域54的第二通孔542的孔径的1/5至1/3。

在一些实施例中，基底10设有背腔12，第一区域52的中心线与背腔12的中心线共线。

在一些实施例中，第二区域54的面积为第一区域52面积的3~5倍。

本申请的mems芯片可用于mems传感器例如mems麦克风，应用于mems麦克风时，可以维持mems麦克风的原有结构，只针对背板50的第一区域（也即正对背腔12中央的区域）之声孔结构进行开孔率优化设计，透过缩小背板50中央区域的开孔率来增加膜片30与背板50间的空气阻尼，借此降低每单位压力的位移量以扩大收音范围，并透过缩小背板50中央区域的第一通孔522的直径或增加第一通孔522间的距离皆可以使形成于膜片与背板之间的电容的感测面积增加，进而使组件在相同的感测位移量中可得到更佳的电容讯号输出。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本实用新型的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

技术特征：

1.一种mems芯片，包括基底、安装于所述基底上的膜片和背板，所述背板与所述膜片间隔相对并共同形成电容结构，所述背板包括第一区域及围绕在所述第一区域外围的第二区域，其特征在于：所述第一区域开设第一通孔，所述第二区域开设第二通孔，所述第一区域的第一通孔的开孔率小于所述第二区域的第二通孔的开孔率。

2.如权利要求1所述的mems芯片，其特征在于，所述第一区域的第一通孔之间的间隔大于所述第二区域的第二通孔之间的间隔。

3.如权利要求2所述的mems芯片，其特征在于，所述第一区域的第一通孔的孔径等于所述第二区域的第二通孔的孔径。

4.如权利要求1或2所述的mems芯片，其特征在于，所述第一区域的第一通孔的孔径小于所述第二区域的第二通孔的孔径。

5.如权利要求2或3所述的mems芯片，其特征在于，所述第一区域的第一通孔之间的间隔距离为所述第二区域的第二通孔之间的间隔距离的2~3倍。

6.如权利要求4所述的mems芯片，其特征在于，所述第一区域的第一通孔的孔径为所述第二区域的第二通孔的孔径的1/5至1/3。

7.如权利要求1所述的mems芯片，其特征在于，所述基底设有背腔，所述第一区域的中心线与所述背腔的中心线共线。

8.如权利要求1所述的mems芯片，其特征在于，所述第一区域的第一通孔的开孔率为所述第二区域的第二通孔的开孔率的1/5至1/3。

9.如权利要求1所述的mems芯片，其特征在于，所述第二区域的面积为所述第一区域面积的3~5倍。

10.一种mems传感器，其特征在于，所述mems传感器包括如权利要求1至9任一项所述的mems芯片。

技术总结本实用新型提供一种MEMS芯片和MEMS传感器。芯片包括基底、安装于基底上的膜片和背板，所述背板与所述膜片间隔相对并共同形成电容结构，所述背板包括第一区域及围绕在第一区域外围的第二区域，所述第一区域开设第一通孔，所述第二区域开设第二通孔，所述第一区域的第一通孔的开孔率小于所述第二区域的第二通孔的开孔率。本实用新型的MEMS芯片，透过缩小背板中央区域的开孔率来增加膜片与背板间的空气阻尼，借此降低每单位压力的位移量以扩大收音范围，并透过缩小背板中央区域的通孔的直径或增加通孔间的距离皆可以使形成于膜片与背板之间的电容的感测面积增加，进而使组件在相同的感测位移量中可得到更佳的电容讯号输出。技术研发人员：詹竣凯;何宪龙;罗松成;李承勲受保护的技术使用者：共达电声股份有限公司技术研发日：2020.08.04技术公布日：2020.09.25