【嘉德点评】虽然歌尔的该专利正在处于无效程序之中,专利权是否稳定尚未可知,但此专利还是通过巧妙的泄气结构设计,前瞻性的解决了当前MEMS麦克风的膜受压易破损等现象。
集微网消息,从MEMS传感器/麦克风推出至今,歌尔已经成为国内MEMS方向最具有代表性的供应商之一,但最近却陷入了MEMS相关专利的纠纷当中。
MEMS是微机电系统,而MEMS传感器就是把一颗MEMS芯片和专用集成电路芯片(ASIC芯片)封装在一块后形成的器件。它具有体积小、质量轻、成本低、功耗低、可靠性高,适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点。
目前MEMS麦克风的振膜通常为单一厚度,并且是全膜设计的。而此振膜需要满足机械冲击、跌落、吹气等相关强度的性能要求。然而现有的全膜设计的MEMS麦克风的膜,在突然受到大的气压冲击时,容易造成膜的破损。
为了解决上述问题,歌尔申请了一项名为“一种MEMS传感器和MEMS麦克风”的实用新型专利(申请号:201420741131.0),申请人为歌尔声学股份有限公司。
图1 MEMS电容传感器纵截面示意图
图1是此实用新型专利提出的一种MEMS电容传感器的纵截面示意图,如上图所示,MEMS电容传感器主要包括:基底105、背极板101、振膜103、绝缘层104和支撑层102。从图中我们可以看到在振膜103的外边缘上,还设有一个缺口1031,与之对应的背极板101上也设有开槽1011,并且开槽1011位于在振膜103的缺口1031处。此外,在每个缺口1031处的振膜103下方还形成用于泄气的泄气通道(图1中双箭头所示即为泄气通道)。
图2 MEMS电容传感器俯视图
图2是MEMS电容传感器的俯视图,其中左侧俯视图与图1电容相对应。为了能够更好地实现泄气效果,保证振膜在受到大的气压冲击时也不会受损,还可以在振膜103上设置泄气结构1032,如图2右侧俯视图所示,它在外气压超过预设值后才会开启。
图3 图2(右)中的振膜正常情况下的剖视图
图4 图2(右)中的振膜受冲击情况下的剖视图
图3、4分别是图2(右)中的振膜正常/受冲击情况下的剖视图。在正常使用的情况下,泄气结构1032两侧的振膜103相对平滑,不发生形变;但当受到冲击,如外气压超过预设值时,泄气结构1032两侧的振膜130发生形变,并快速泄压,从而保护振膜103免受损坏。
虽然这篇专利正在处于无效程序之中,饱受争议,但此专利还是通过巧妙的泄气结构设计,前瞻性的解决了当前MEMS麦克风的膜受压易破损等现象。