硅麥克風(fēng)器件設(shè)計(jì)綜述-展示頁
2025-07-09 06:59本頁面
【正文】 硅麥克風(fēng)的大小。ADI公司的MEMS產(chǎn)品是應(yīng)用了回流焊技術(shù)，最重要的是沒有影響精度，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)場音訊捕捉，多重麥克風(fēng)波束成型算法則的應(yīng)用，低功耗等優(yōu)點(diǎn)，ADI 的產(chǎn)品廣泛用于類比信號(hào)和數(shù)碼信號(hào)處理領(lǐng)域，相信在接下來的發(fā)展中，一定會(huì)生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。由于耐熱性強(qiáng)，MEMS麥克風(fēng)可承受260℃的高溫回流焊，而性能不會(huì)有任何變化。穩(wěn)定有效的偏置將使MEMS麥克風(fēng)在整個(gè)操作溫度范圍內(nèi)都可保持穩(wěn)定的聲學(xué)和電氣參數(shù)，還支持具有不同敏感性的麥克風(fēng)設(shè)計(jì)。這樣就在很多環(huán)境下有了很大的限制，在MEMS麥克風(fēng)的制造過程中，SMT回流焊簡化了制造流程，這樣就可以省略一個(gè)手工操作的步驟，從而節(jié)約成本。圖1 硅麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)圖在MEMS麥克風(fēng)設(shè)計(jì)中，電路是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它將影響到微麥克風(fēng)的操作、感測，以及系統(tǒng)的靈敏度。該彈性硅膜將聲波轉(zhuǎn)換為電容變化。 硅麥克風(fēng)內(nèi)含兩個(gè)芯片——MEMS芯片和專用集成電路(ASIC)芯片，兩枚芯片封裝在一個(gè)表面貼裝器件封裝體中。MEMS微電容極頭包括接受聲音的硅振膜和硅背極，硅振膜可以直接接收到音頻信號(hào)，經(jīng)過MEMS微電容傳感器傳輸給微集成電路，微集成電路把高阻的音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換并放大成低阻的電信號(hào)，同時(shí)經(jīng)RF抗噪電路濾波，輸出與前置電路匹配的電信號(hào)，就完成了聲電轉(zhuǎn)換。二、硅麥克風(fēng)工作原理傳統(tǒng)麥克風(fēng)是根據(jù)聲波產(chǎn)生的空氣流動(dòng)對(duì)薄片的沖擊，使其產(chǎn)生形變，從而改變電容，是輸出電信號(hào)改變，從而反映出入口處的聲波的頻率和幅度的變化。由于采用硅材料制作，這種具有革新意義的麥克風(fēng)汲取了半導(dǎo)體工藝技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)。硅麥克風(fēng)是一種低成本、高性能以取代傳統(tǒng) ECM 麥克風(fēng)的新技術(shù)。在消費(fèi)性應(yīng)用市場方面，未來將朝個(gè)人可攜式的產(chǎn)品發(fā)展，通訊應(yīng)用市場則以RF MEMS、MEMS麥克風(fēng)為主。. . . .. .硅麥克風(fēng)器件設(shè)計(jì)綜述一、 硅麥克風(fēng)概述麥克風(fēng)學(xué)名為傳聲器，能夠?qū)⒙曇粜盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，也稱話筒，麥克風(fēng)，微音器。硅微型麥克風(fēng)，通過利用集成電路技術(shù)將微型機(jī)械系統(tǒng)與電子組件集成于硅晶面板的表面。未來低成本、高性能的MEMS麥克風(fēng)取代ECM麥克風(fēng)將成為趨勢，其中MEMS麥克風(fēng)于手機(jī)上將率先廣泛使用。和傳統(tǒng)麥克風(fēng)需要客戶在應(yīng)用中離線、手動(dòng)裝配不一樣的是硅麥克風(fēng)是封裝在卷帶中的，因此可以利用傳統(tǒng)的表面貼片設(shè)備完成自動(dòng)裝配。這樣生產(chǎn)出來的麥克風(fēng)集生產(chǎn)高度重復(fù)性、優(yōu)異的聲音性能和將來靈活的擴(kuò)展性能于一身。硅麥克風(fēng)的組成一般是由MEMS微電容傳感器、微集成轉(zhuǎn)換電路、聲腔、RF抗干擾電路這幾個(gè)部分組成的。通過對(duì)電信號(hào)的讀取，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的識(shí)別。MEMS芯片包括一個(gè)剛性穿孔背電極和一片用作電容器的彈性硅膜。ASIC芯片用于檢測電容變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。圖2 硅麥克風(fēng)應(yīng)用電路模型傳統(tǒng)麥克風(fēng)一般的尺寸一般比硅麥克風(fēng)大一倍多，因?yàn)槠涔に嚨乃疁?zhǔn)，并且不能進(jìn)行表面貼裝操作。MEMS麥克風(fēng)的小型振動(dòng)膜還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，直徑不到1mm的小型薄膜的重量同樣輕巧，這意味著，與ECM相比，MEMS麥克風(fēng)會(huì)對(duì)由安裝在同一PCMEMS麥克風(fēng)需要ASIC提供的外部偏置，ASIC中的電荷泵裝置提供外部直流偏置電壓，而ECM沒有這種偏置。與ECM的聚合材料振動(dòng)膜相比，硅在本質(zhì)上能夠耐受表面安裝時(shí)所需的高溫環(huán)境，而其封裝結(jié)構(gòu)又能使這種麥克風(fēng)系統(tǒng)的總體高度降低，同時(shí)由于沒有任何的電荷存于其中，所以MEMS麥克風(fēng)在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定，其敏感性不會(huì)受溫度、振動(dòng)、濕度和時(shí)間的影響。由于組裝前后敏感性變化很小，還可以節(jié)省制造過程中的音頻調(diào)試成本。三、硅麥克風(fēng)的特點(diǎn)作為MEMS 中重要的器件，硅麥克風(fēng)很早就進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)室。眾所周知，麥克風(fēng)是人們的生活中十分普遍，又相當(dāng)重要的電子器件。所以人們很早就開始了對(duì)麥克風(fēng)的研究。目前市面上最流行的就是駐極體麥克風(fēng)，它的面積已經(jīng)達(dá)到比較小的水平，一般直徑在35mm。硅麥克風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)主要在于如下幾個(gè)方面：(1)性能好：硅麥克風(fēng)在靈敏度上沒有降低外，還提高了抗干擾能力，防潮。(2)體積?。后w積的縮小可以大大減小其對(duì)聲場的影響，在一些特殊場合，比方說超靜密室里測試微量聲波。(3)可集成：在制作工藝上，硅麥克風(fēng)是和集成電路工藝兼容的，如果把硅麥克風(fēng)制作入片上系統(tǒng)（SOC）中，那么麥克風(fēng)就不單單只是個(gè)器件，它可以根據(jù)用戶需求完成特定的功能，并且體積不增加。麥克風(fēng)陣列就成為
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