高性能 MEMS 麦克风的设计策略:新兴技术综述

在智能设备、可穿戴设备和语音界面大行其道的时代、 MEMS 麦克风技术 在确保捕捉水晶般清晰的声音方面发挥着至关重要的作用。随着人们对 高灵敏度, 低噪音宽频响应因此,工程师和研究人员正在不断探索新的设计方法,以突破 电容式和压电式 MEMS 麦克风.

无锡硅源科技有限公司(SiSTC)通过提供最先进的产品和服务,我们始终走在创新的前沿。 MEMS 麦克风产品 为消费电子、智能家居、汽车和工业应用量身定制。

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概述:MEMS 麦克风设计演变

微机电系统 (MEMS) 麦克风 MEMS 麦克风因其体积小、批量制造能力强以及与现代电子系统兼容而大受欢迎。传统的电容式 MEMS 麦克风因其具有以下优点而在市场上占据主导地位:

  • 高灵敏度
  • 平坦的音频频率响应
  • 固有噪音低

然而,挑战依然存在,特别是与以下方面有关的问题 残余应力 在薄膜隔膜和 粘性阻尼损失 由于采用了传统的穿孔背板设计。

全向性能和传导机制

全向麦克风MEMS 麦克风可以均匀地捕捉来自各个方向的声音,是移动设备、语音助手和会议系统的理想之选。MEMS 麦克风采用的核心传导技术包括

  • 电容式:行业标准,线性度和灵敏度极佳
  • 压电:直接从隔膜应力产生电压,无需外部偏压
  • 光学和压阻:用于特殊应用的小众选项

压电 MEMS 麦克风:材料与几何形状

最近的研究强调了 压电材料 例如

  • 氧化锌(ZnO) - 易于制造,压电性好
  • 氮化铝(AlN) - 与 CMOS 兼容,电阻率更高
  • 锆钛酸铅(PZT) - 压电系数高,具有铁电特性

创新的隔膜设计,例如 圆形与方形悬臂与双悬臂 结构在优化性能方面发挥着至关重要的作用。值得注意的是 悬臂隔膜 有助于减轻随着时间推移而降低灵敏度的残余应力。

此外 电极定位 膜片上的电荷(中心分布与边缘分布)对电荷感应和信号质量有很大影响。

单芯片架构与双芯片架构

审查还探讨了 制造工艺 用于单芯片和双芯片 MEMS 麦克风配置,利用各种材料,如 单晶硅, 多晶硅氮化硅.每种材料都在机械强度、应力承受能力和集成复杂性之间做出了不同的权衡。

硅源科技在微机电系统创新中的作用

在 SiSTC,我们将这些设计见解融入到我们的 MEMS 麦克风产品开发路线图中。例如,我们积极探索 残余应力消除机制, 组合结构电容式传感新一代包装 来运送麦克风:

  • 卓越的信噪比
  • 减少阻尼损失
  • 更高的长期稳定性

您还可以探索我们在相关领域的解决方案,例如 智能设备和高端声学元件.

结论:未来指南

本全面审查报告既是 技术摘要 为工程师和 研究人员的实际出发点 在 MEMS 音频传感器领域。随着智能音频传感需求的加速增长,硅源科技的创新型 MEMS 麦克风设计(如硅源科技的麦克风设计)将继续为以下领域树立标杆 声学清晰度, 微型化功率效率.

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