MEMS麥克風(fēng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)加速取代傳統(tǒng)駐極體麥克風(fēng)

    愿景：完全集成的單芯片高級(jí)麥克風(fēng)音頻系統(tǒng)

    想象一下尺寸不到手表大小并帶有集成麥克風(fēng)的微型單芯片手機(jī)。想象一下內(nèi)置麥克風(fēng)的單芯片藍(lán)牙耳機(jī)。

    想象一下比普通麥克風(fēng)小的多并帶有集成回聲抵消和噪聲消除系統(tǒng)的麥克風(fēng)。

    新型MEMS（微型機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)的市場(chǎng)潛力包括麥克風(fēng)還有待挖掘。但是第一批采用這種技術(shù)的產(chǎn)品如MEMS麥克風(fēng)已經(jīng)在多種應(yīng)用中體現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢(shì)，特別是中高端手機(jī)。

    半導(dǎo)體傳感器替代傳統(tǒng)傳感器并打開新的應(yīng)用領(lǐng)域

    MEMS及其它半導(dǎo)體系統(tǒng)包含光學(xué)、電磁、射頻、機(jī)械和微流體工作原理�；�于這些系統(tǒng)的傳感器有溫度、磁場(chǎng)、指尖、加速度、壓力或氣流傳感器。

    基于MEMS技術(shù)的壓力傳感器包括復(fù)雜的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、簡(jiǎn)單的用于測(cè)高計(jì)和MEMS麥克風(fēng)的消費(fèi)設(shè)備壓力傳感器。

    半導(dǎo)體傳感器不僅替代了傳統(tǒng)傳感器，而且打開了新的應(yīng)用領(lǐng)域，比如消費(fèi)設(shè)備（游戲控制器或手機(jī)）中的加速度傳感器。

    MEMS麥克風(fēng)不僅取代了現(xiàn)有麥克風(fēng)，而且為應(yīng)用帶來了新的價(jià)值。

    MEMS麥克風(fēng)的工作原理是將一個(gè)微型電容器蝕刻到半導(dǎo)體中

    英飛凌麥克風(fēng)SMM310內(nèi)含兩塊芯片：MEMS芯片和ASIC（專用集成電路）芯片。兩顆芯片被封裝在一個(gè)表面貼裝器件中。如圖1所示。MEMS芯片包括一個(gè)剛性穿孔背電極和一片彈性硅膜。

    MEMS芯片用作電容，將聲壓轉(zhuǎn)換為電容變化。MEMS芯片的截面圖如圖2所示。在英飛凌的設(shè)計(jì)中，硅膜的典型直徑為900μm左右。在該設(shè)計(jì)中，彈性硅膜的面積在總的芯片表面中是最大的。因此，優(yōu)化了特定芯片尺寸上的信噪比。

    ASIC芯片用于檢測(cè)MEMS電容變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳遞給相關(guān)處理器件，如基帶處理器或放大器等。ASIC芯片是標(biāo)準(zhǔn)的IC技術(shù)。因此，這種雙芯片式方法能夠快速向ASIC增添額外功能。這種功能既可以是額外構(gòu)件，如音頻信號(hào)處理、RF屏蔽，也可以是任何可以集成在標(biāo)準(zhǔn)IC上的功能。

    MEMS麥克風(fēng)外型小巧，功能強(qiáng)大，并且可進(jìn)行回流焊接，而不會(huì)降低靈敏度

    今天我們使用的大多數(shù)麥克風(fēng)都是駐極體電容器麥克風(fēng)(ECM)，這種技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史。ECM的工作原理是利用具有永久電荷隔離的聚合材料振動(dòng)膜。

    與ECM的聚合材料振動(dòng)膜相比，MEMS麥克風(fēng)在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定，不會(huì)受溫度、振動(dòng)、濕度和時(shí)間的影響。由于耐熱性強(qiáng)，MEMS麥克風(fēng)可承受260℃的高溫回流焊，而靈敏度不會(huì)有任何變化。

    MEMS麥克風(fēng)需要ASIC提供外部偏置。而ECM則不需要這種偏置。有效的偏置將使整個(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)。

    傳統(tǒng)ECM的尺寸通常比MEMS麥克風(fēng)大，并且不能進(jìn)行SMT操作。SMT回流焊簡(jiǎn)化了制造流程，可以省略一個(gè)制造步驟，而該步驟現(xiàn)在通常以手工方式進(jìn)行。這種麥克風(fēng)現(xiàn)在是標(biāo)準(zhǔn)的SMT元器件，像其它SMT元器件一樣，它不需要進(jìn)行特殊處理。