本公开涉及mems传感器(例如mems麦克风或压力传感器)、mems传感器系统、以及提供mems传感器系统的方法。本公开还涉及具有两个声音进入开口的mems麦克风(双端口麦克风)。
背景技术：
具有膜的微机电系统(mems)可以用硅技术制造，并且可以具有基于膜偏移的功能。这种mems的示例如mems麦克风和/或mems扬声器，其基于可逆操作，将电信号转换为声压(扬声器)或将声压的变化转换为电信号(麦克风)。基于将声压转换成电信号的原理，压力传感器也可以以mems方式实现。
技术实现要素：
期望具有mems传感器、mems传感器系统和制造mems传感器系统的方法，该mems传感器系统具有使用下文的mems传感器的各种装置或系统。
实施例提供mems传感器，该传感器包括：传感器壳体和布置在传感器壳体中的膜，其中传感器壳体的第一子容积与膜的第一主侧面相邻，并且传感器壳体的第二子容积与膜的第二主侧相邻，其中第二主侧面与第一主侧面相对地布置。mems传感器包括传感器壳体中的第一开口，该开口将第一子容积与传感器壳体的外部环境声学连接。mems传感器包括传感器壳体中的第二开口，该开口将第二子容积与传感器壳体的外部环境声学连接。这允许在不同系统中使用mems传感器，该传感器具有相同或类似的单个部件的设计。例如，可以不同地构造后备容积以影响或调节膜的频率响应，使得不同系统(后备容积)中的相同mems模块显示出不同的特性并因此可以灵活地使用。
根据实施例，mems传感器包括传感器壳体和布置在传感器壳体中的膜。传感器壳体的第一子容积与膜的第一主侧面相邻，并且传感器壳体的第二子容积与膜的第二主侧面相邻。第二主侧面与第一主侧面相对地布置。传感器壳体中的第一开口将第一子容积与传感器壳体的外部环境透声地连接。传感器壳体中的第二开口与第二子容积相邻。mems传感器包括弹性元件，该弹性元件布置在第二开口中，并且被构造为基于外部环境中的流体压力改变第二子容积的含量。这允许通过柔性元件的偏移来调节第二子容积中的压力，从而调节膜的频率响应，使得可以灵活地使用该mems传感器。
实施例提供了一种mems传感器系统，该mems传感器系统包括具有系统容积的传感器壳体。该mems传感器系统包括mems传感器，其中系统容积通过第一开口或第二开口与第一子容积耦合，其中mems传感器通过第一开口和第二开口中的另一个开口与mems传感器系统的环境流体耦合。该系统容积针对mems传感器系统的环境中的流体声音来调节膜的共振频率。
根据实施例，用于制造mems传感器系统的方法包括：将膜布置在mems传感器系统的系统容积中，使得膜布置在mems传感器系统的第一子容积与mems传感器系统的第二子容积之间。第二子容积被构造为，使得膜响应于系统环境中的压力变化的频率响应匹配目标预设，所述系统环境与第一子容积流体耦合。
附图说明
下面参考附图说明实施例。其中：
图1示出了根据实施例的mems传感器的示意性侧剖视图；
图2示出了根据实施例的mems传感器的示意性侧剖视图，该传感器具有多部件的mems壳体；
图3示出了根据实施例的mems传感器系统的示意性透视图；
图4示出了根据实施例的mems传感器系统的示意性侧剖视图，该传感器系统具有多部件的壳体；
图5示出了mems传感器系统的示意性侧剖视图，其中透声材料布置在开口中；
图6示出了根据其他实施例的mems传感器系统的示意性侧剖视图，该传感器系统包括根据实施例的mems传感器，其中系统容积布置在另一侧(如图5)；
图7示出了具有根据实施例的mems传感器的mems传感器系统的示意性侧剖视图，与图6的mems传感器相比，该传感器在开口中具有透声材料；
图8a示出了根据实施例的mems传感器系统中的压力分布的示意性侧剖视图；
图8b示出了图8a的mems传感器系统的示意性侧剖视图，其中示出了子容积中的流体速度；
图8c示出了图8a的mems传感器系统的示意性侧剖视图，其中示出了壳体结构的加热；
图9a示出了底部开口麦克风的示意性频率响应
图9b示出了根据实施例的mems传感器的示意性频率响应；
图10示出了根据实施例的mems传感器的示意性侧剖视图，该传感器具有位于子容积和系统容积之间的开口中的弹性元件；
图11示出了根据实施例的mems传感器系统的示意性侧剖视图，其中图10的mems传感器布置在系统壳体中；和
图12示出了根据实施例的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在下面参考附图更详细地解释实施例之前，要指出的是，不同附图中的相同、功能相同或等同的元件、对象和/或结构被规定具有相同的附图标记，从而在不同的实施例中示出的这些元素的描述是可互换的或可以相互应用。
下文的实施例涉及mems传感器、mems传感器系统以及用于制造mems传感器的方法。特别地，以下陈述涉及mems传感器和微机电系统，其中借助于电信号检测膜的移动或偏移，和/或基于电信号激励膜的移动或偏移。虽然以下内容针对mems传感器(例如麦克风或压力传感器)，但是本文描述的特定构造也可以应用于mems扬声器。替代地或附加地，为了用作声换能器或麦克风，mems传感器还可以用作压力传感器(例如压差传感器)，其中不同压力通过膜14上的不同开口(端口)起作用。
mems例如可以使用硅技术制造，例如通过提供或生成具有一个或多个半导体的层堆叠，其中掺杂相同材料和/或使用其他材料如电绝缘材料和/或金属材料是可能的。
图1示出了根据实施例的mems传感器10的示意性侧剖视图。mems传感器10包括传感器壳体12，该壳体可以被构成为单件或多部件的，并且例如可以包括塑料材料、金属材料和/或半导体材料。该mems传感器10还包括布置在传感器壳体12中的膜14，并且传感器壳体中的容积被分为第一子容积16和第二子容积18。第一子容积16与膜的第一主侧面221相邻，而第二子容积18与膜14的第二主侧面222相邻。主侧面221和222彼此相对地布置，并且例如由在面积上具有最大膜伸展的表面形成。例如，非做任何限定的，当膜14布置在水平平面中时，这可以是膜的上侧和下侧。例如，如果膜14布置在垂直平面中，则主侧面221和222可以是例如左侧面和右侧面、前侧面和后侧面等，其中这些名称仅仅是示例性的，并且基于mems传感器10的位置的变化而在空间上变化。
传感器壳体12具有第一开口241和第二开口242，其中第一子容积16通过开口241与mems传感器的外部环境26透声地连接。通过开口242，第二子容积18与外部环境26透声地连接和/或流体耦合。根据实施例，开口241和242是传感器壳体12中的未封闭且未阻塞的开口。其他实施例提供mems传感器，其中透声材料布置在第一开口和/或第二开口中，其中透声应理解为，可获得至多3db(a)、至多2.5db(a)或至多2db(a)的声音衰减。
根据使用方式，mems传感器可用于通过压力或压力变化导致的膜14的偏移来检测第一子容积16或第二子容积18中的压力或压力变化。特别是在动态偏移的区域中，例如用于声音检测或使用光声传感器时，可以通过相对的子容积18或16中的压力和/或大小来影响或确定膜14的灵敏度和/或频率响应。作为后备容积使用的子容积与外部环境的流体且透声的耦合能够使用系统壳体中的mems传感器10，其内部容积随后影响后备容积，使得膜14(包括相应转角频率)的所得频率响应由系统容积确定。这使得可以基于系统壳体调节mems传感器10的频率特性，从而简化或完全消除对不同系统壳体的应用的特定适配。
可能存在于第一子容积16和第二子容积18之间的声学短路能够通过随后安装在系统壳体中而被补救或被消除，通过系统壳体将(与膜14流体耦合的)外部区域与系统容积的内部之间分离。
图2示出了根据实施例的mems传感器20的示意性侧剖视图，其中壳体由两个壳体部分121和122构成。例如壳体部分122可以包括电路板(pcb)，该壳体部分例如承载包括膜14的麦克风结构27和/或评估膜14的专用集成电路(asic)或评估装置28。壳体部分121例如可以包括或提供保护壳体，该保护壳体在专业术语中也称为盖子。该盖子可以在mems传感器20的处理或制造期间提供保护，并且因此提供协同的双重用途，除了保护功能之外，还可以实现与系统容积的流体耦合。评估装置28可以被构造为，从膜14接收关于膜14偏移的信息的偏移信号。评估装置(asic)可以被构造为，基于偏移信号的处理提供经处理的输出信号，其中评估装置可以布置在传感器壳体12内。
膜14可以包括一个或多个通气孔32，其提供子容积16和18之间的流体耦合，但是在流体阻力的作用下，通气孔32至少部分地不透声，使得子容积16或18中的压力变化导致膜14的偏移。膜14中的通气孔32可用于膜14的侧面之间的压力平衡。尽管膜开口将第一子容积16和第二子容积18流体耦合，但是这种耦合可能至少部分地不透声。例如，通过膜开口的耦合可以用作子容积16和/或18中的压力变化的低通。
图3示出了mems传感器系统的示意性透视图，该系统例如包括mems传感器20，该壳体包围mems传感器20，其中壳体34可以被构造为单件或多部件的。例如，壳体34包括壳体盖341，该壳体盖包围安装在壳体部分342上的mems传感器20，其中壳体部分342包括具有电路结构的电路板，从而与mems传感器20电接触。壳体部分342可以具有开口，该开口至少部分地与开口242重合，从而在麦克风结构27和外部环境26之间提供流体耦合。替代地，壳体34可具有开口361，该开口361可以进一步可选地与开口241至少部分地对应，从而允许膜14通过孔241和361与下方容积的流体耦合，这例如可以由外部环境26提供。在这种情况下，已经可以防止声学短路，例如，如果通过开口242和241的传播时间差具有可以评估的差异。也就是说，系统壳体34被构造为，避免开口241和242之间的流体短路。
图4示出了根据实施例的mems传感器系统40的示意性侧剖视图。该装置的壳体34包括壳体部分341和342，可以与mems传感器20一起提供附加的容积或背侧容积扩展(后备容积扩展)，其中容积16和38的组合联合地影响或调节膜14(相对开口242上或子容积18中的压力变化的)频率响应。通过容积16和38的共同作用，可以通过子容积38的相应调整来设置、调整或补偿(可能被视为预设值的)子容积16的特性。为此目的，可以对容积38进行设计，例如作为壳体的含量或形状，因此容积38也可以称为系统容积。这允许(针对不同的附加容积或系统容积38的)子容积16被未改变地制造，其中在制造mems传感器系统40的过程中，可以调整或执行壳体34的配置以获得膜14的期望频率响应。然而，这可以独立于mems传感器20的生产和/或设计来完成。
在这种情况下，所描述的系统容积38可用于设定相应的参考压力并在必要时改变它。这意味着，可变压力可以经由系统容积施加到膜14上，例如通过子容积16。
虽然mems传感器系统30和40被描述为包括mems传感器20，但是替代地或附加地，可以布置mems传感器10。
受系统容积34中的mems传感器20的布置的影响，子容积18可以提供压力进入开口或声音开口，该开口例如被称为底部声音开口。相反，开口241可以被称为顶部声音开口(上声音开口)，其中术语“底部/顶部”可以任意改变或可互换。
mems传感器系统40的电子数据处理可以基于接收的偏移信号，该偏移信号表示膜14的偏移，并且通过asic28接收。该asic28可以执行对偏移信号的预处理，并且通过壳体部分122的电路结构提供预处理的偏移信号，其可以通过壳体部分342的电路结构未经处理或进一步处理，并且作为传感器信号提供给mems传感器系统40。也就是说，mems传感器系统可以包括电路122形式的读取电路，该读取电路被配置为，获得和/或提供经处理的偏移信号，该信号与膜14的偏移相关，并且例如通过asic28获得。该mems传感器系统具有系统电路，该系统电路可以集成在例如系统壳体的客户侧电路中，例如在壳体部分342中，并且与读取电路(即壳体部分122的电路结构)电连接。
也就是说，根据本文描述的实施例的mems传感器可以包括读取电路，该读取电路被配置为，获得基于膜14的偏移的经处理的偏移信号，例如通过将相应的信号从asic传递到壳体部分122中的电路结构。此外，mems传感器可以被构造为提供传感器信号，其中读取电路可以与系统电路电连接。系统电路例如可以至少部分地被构造为壳体部分342中的电路结构。
图5示出了mems传感器系统50的示意性侧剖视图，其中透声材料42布置在开口241中。替代地或附加地，透声材料42也可以布置在开口242中。该透声材料具有至多3db(a)、至多2.5db(a)或至多2db(a)的信号衰减或声音衰减或声音降低。该透声材料42例如适合于限制或防止颗粒和/或湿气通过开口241或242进入，从而为膜14提供保护功能。该mems传感器系统50包括mems传感器，该传感器55在开口241中具有透声材料42。
该透声材料42可以是声学耦合的，即它可以位于mems传感器系统50或mems传感器55的声学相关区域中。这例如通过以下方式实现：透声材料42将子容积16与容积扩展(即系统容积38)流体耦合，和/或透声材料42将容积422与外部环境26流体耦合。
例如，透声材料42可以被构造为多孔的，因此提供对水分、湿气和/或颗粒的机械屏障，同时获得对mems的轻微或可忽略的声学影响。替代地，也可以实现预定的影响，使得基于透声材料，除了机械保护之外还获得声学调整。也就是说，尽管透声材料42优选地对子容积16和系统容积38之间的声学耦合具有很小的影响，但是根据其他优选实施例，还可以提供相邻子容积和外部环境之间的声学耦合的调节。特别地，这种透声材料可以被构造为多孔的并且让声波通过，但使它们适应膜14的频率响应。为此目的，可以使用不同的材料，这些材料吸收特定的频率范围或较少吸收或衰减。
图6示出了根据另一实施例的mems传感器系统60的示意性侧剖视图，其包括根据实施例的mems传感器65。mems传感器65被构造为使得开口241和242布置在壳体12的同一侧上，例如布置在壳体部分122中，其中开口241和242中的每一个独立地可以布置在壳体12的任何壳体侧上。
系统容积38可以布置成使得它不围绕壳体部分121(例如如图2所示)，但是壳体部分341布置在壳体部分342的相对侧，作为mems传感器65。因此，通过开口241与壳体部分342中的开口的匹配，可以实现子容积16与系统容积38的流体耦合。
本文描述的实施例涉及通过后备容积扩展(即系统容积)来调节膜(例如膜14)的后备容积。根据实施例，调节的组合容积可以布置在膜14的第一侧面221或第二侧面222上。基于此，第一开口241或第二开口242可以与系统容积38耦合，并且另一开口与环境26流体耦合。在两种情况下，系统容积可以调节膜14的共振频率，针对mems传感器系统60的环境26中的流体声音。调节可以通过组合容积和/或单个容积16和/或38的膜偏移(即物理扩展)进行，例如借助于系统容积38和/或子容积16中的压力和/或通过容积的含量。尽管系统容积38示出为单个容积，但是也可以将系统容积38分成多个子容积。
图7示出了mems传感器系统70的示意性侧剖视图，该mems传感器系统70具有根据实施例的mems传感器75，与图6的mems传感器65相比，在开口241中具有透声材料42。替代地或附加地，透声材料42也可以布置在系统壳体的相应开口中，例如开口361。
在根据本文描述的实施例的mems传感器中，评估电路(诸如带孔的asic28)可以覆盖有透明材料，其也被称为球形顶部。这允许asic28的光学屏蔽和/或机械保护。
asic和膜结构可以布置在公共载体上，例如电路板(pcb)，其允许电路的简单评估。
实施例涉及将被称为“顶部开口配置”的麦克风结构(即盖子中的孔)和被称为“底部开口配置”(pcb中的孔)合并。这允许将壳体12用作标准盖子。这还能够使用pcb作为标准pcb，特别地作为mems麦克风的标准载体。与已知的生产概念相比，这允许不变的生产过程。通过扩展子容积16和/或18，膜14的转角频率能够通过系统容积38减小。替代地或附加地，可以扩展麦克风的频率范围。
实施例使得可以使用传统的基于mems的麦克风作为超灵敏的压差传感器，因为频率响应是可调整的。特别地，实施例允许在现场使用mems传感器期间对下转角频率进行微调。通过调整频率响应的可能性获得模块的即插即用功能。正在进行的制造或组装过程中，实施例能够对预先测试的和质量标准的相应部件进行使用或安装。
参考以下图8a、图8b和图8c解释本文描述的实施例的其他有利方面。
图8a示出了mems传感器系统80中的压力梯度的示意性侧剖视图。通过子容积16与系统容积38的结合构成背侧容积，其中壳体12布置在中间，为膜14提供冷却，这是有利的。通过子容积16相对较小的容积，在膜14的运动时，在子容积16中产生相对较高的压力。这可以导致子容积16中的温度梯度(如参考图8a所示)，其中开口241布置在asic28附近。根据替代实施例，开口241也可以布置在膜14附近或其他位置。朝向开口241，子容积16中的温度可能下降。膜可以通过相应的压力变化而偏移。在一个或两个子容积中产生的压缩可导致其加热。第二开口221可以构造成至少部分地减少加热。系统容积38可以具有相对较低的温度值，使得壳体12可以用作子容积16的散热器。
图8b示出了mems传感器系统80的示意性侧剖视图，其中示出了子容积16和系统容积38中的流体速度。相对于子容积16和系统容积38中的其他位置，速度在开口241的区域中增加。
图8c示出了mems传感器系统80的示意性侧剖视图，其中示出了壳体结构121和341的加热。显然，壳体结构也通过子容积16的加热而被加热，其中从其中释放出的热能从子容积16中移除。而且，图8c示出了壳体121可以直接冷却子容积16中的相邻流体，这可以改善mems麦克风的性能。
参考图9a和图9b，将底部开口麦克风(图9a)与根据本文描述的实施例(图9b)的双开口麦克风进行示意性比较。由于附加的声音开口(即与系统容积38组合)，响应频率的下部区域48如中间区域52略微升高。然而，上频率范围54中的转角频率减小，这示出了设计参数。
参考图10描述了根据实施例的mems传感器，该传感器可以布置在mems传感器系统中，作为本文描述的其他mems传感器的替代或补充。
图10示出了mems传感器100的示意性侧剖视图。该mems传感器100包括传感器壳体12和布置在传感器壳体中的膜14，例如针对mems传感器10所描述的。通过布置膜14将传感器壳体12中的容积分开，使得至少形成第一子容积16和第二子容积18，其与膜14的不同主侧面221和222相邻。如针对mems传感器10所描述的，传感器壳体12具有开口241和242。与mems传感器10相比，虽然开口被构造为透声的，使得例如子容积16(或者子容积18)与传感器壳体12的外部环境26相连接。然而，例如到达子容积18或子容积16的第二开口222设置有弹性元件44，该弹性元件44布置在开口242中。该弹性元件44被构造为，如果进行适当的整合，基于外部环境38中的流体压力或mems传感器系统的系统容积中的流体压力，则改变子容积18的含量，如阴影区域46所示。该弹性元件44可以被构造为流体密封的。这意味着，通过外部环境26或系统容积38中的压力，可以实现弹性元件44的偏移，使得传感器壳体12内部的子容积16是可变的，例如减小或者替代地增大。
这允许通过相应的子容积中存在的压力来调整膜14的频率响应，这可以作为替代或者额外地改变容积。
根据有利的实施例，mems传感器系统包括控制单元，被构造为评估第一开口和第二开口之间的声信号的传播时间差，并且使用基于膜14的偏移的偏移信号或者基于从偏移信号导出的信号(例如通过信号处理)，提供关于偏移信号的主动声音抑制。例如，声波通过开口221的传播时间与通过开口222的传播时间的差异可能导致，相同或同一声音模式在不同时间点撞击膜14，这样对膜14产生时间延迟的影响。这可以在膜14中被评估。替代地，也可以例如在开口221和222中评估相应的各个信号波形。这例如可以通过第一膜和第二膜的布置来完成。mems传感器系统可以具有读取电路，该读取电路例如可以集成在(构成为电路的)壳体部分122中。读取电路可以被配置为，获得和/或提供与膜14的偏移相关联的经处理的偏移信号。为此目的，壳体部分122的电路结构例如可以与asic相连接。弹性元件的布置可以与本文描述的其他实施例组合。因此，例如，mems传感器10、20、40、55和/或65和/或75可以配备有这种弹性元件。
图11示出了mems传感器系统110的示意性侧剖视图，其中mems传感器100布置在系统壳体34中。该mems传感器系统110包括压力控制装置56，用于控制系统容积38中的流体压力p。该压力p的控制可以基于与要调节的膜14的频率响应相关联的预设信息完成。这可以是表(查找表)和/或压力的预定值，该压力在系统容积38和/或子容积16中调节。压力控制装置56可以被构造为，基于其调节系统容积38和/或子容积16中的流体压力p。压力调节器56可以包括驱动器，例如与流体储存器(例如单独提供的容积或装置的环境)相耦合的泵，从而将流体从系统容积38和/或子容积16的储存器导出以增加压力p。替代地或附加地，压力调节器56可以被构造为，使流体从系统容积38和/或子容积16转移以降低压力p。替代地或附加地，压力调节器56可以被构造为，基于流体的热膨胀来控制压力。为此，压力调节器56可以例如包括加热元件(例如红外加热器)，以通过产生或提供热能来产生容积膨胀和压力增加，其中降低加热功率可以用于减压。
根据本文描述的实施例的mems传感器还可以包括光发射器和/或热发射器，使得mems传感器被构成为光声气体传感器。这种光声气体传感器(如mems麦克风)能够利用可偏移的膜，基于所发射的热辐射与子容积16和/或18中的气体之间的相互作用而偏移，该偏移能够推导光学和/或热发射器与膜14之间的气体。
图12示出了用于制造mems传感器系统的方法1200的示意性流程图，该mems传感器系统例如是根据本文描述的实施例的mems传感器系统。方法1200包括步骤1210，其中将膜布置在mems传感器系统的系统容积中，使得膜布置在mems传感器系统的第一子容积和mems传感器系统的第二子容积之间。第二子容积被构造为，使得膜响应于系统环境中的压力变化的频率响应匹配目标预设，该系统环境与第一子容积流体耦合。频率响应包括转角频率。这通常可以调节在至少1hz和至多200hz、至少1.5hz和至多150hz、或至少2hz并且至多90hz的范围内。
方法1200可以设计为，将膜提供为压差传感器，该压差传感器被构成为没有壳体，其中膜的布置包括将压差传感器集成到系统容积中。
也就是说，例如再次参见图2，mems传感器在没有传感器壳体的情况下形成，以直接使相应的mems传感器能够集成到系统容积38中。盖子意味着传感器壳体12或壳体部分121可以用于，例如防止在mems传感器的制造和/或运输期间对膜14的机械损坏。如果可以避免相应的保护任务或者如果没有提出该要求，则可以基于系统容积38对频率响应的调整来省去盖子的布置。
mems传感器和mems传感器系统能够实现mems传感器的简单且稳健地处理和/或传输。根据实施例可以避免将芯片(mems传感器)施加到系统芯片或载体上，这也被称为芯片接合过程，由于这可以在mems传感器系统(例如移动电话等)的制造期间直接完成，因此在mems传感器的制造期间可以省略。同样构成的mems传感器可以用于大量不同的mems传感器系统，因为可以通过系统容积来完成对相应任务区域的调整。这也允许快速制造过程。对于最终用户，这提供了优势，使得可以通过系统容积相应地调整来定义膜14的频率响应，特别是转角频率本身。绝对压力和/或环境压力可以与系统容积相关联。这还允许附加的传感器选项，例如绝对压力传感器作为第二膜，布置在外部的壳体上。可以在保持现有布局的同时集成这些可能性。根据示例，可以使用完全相同的几何形状和/或未改变的连接引导(引出线)。信号的特性仍然可以改变。
尽管已经在设备的上下文中描述了一些方面，但是应该理解，这些方面也呈现了所述方法的描述，使得设备的块或部件也可以被理解为相应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地，结合方法步骤或作为方法步骤描述的方面，还描述了相应设备的相应块或细节或特征。
在一些实施例中，可编程逻辑元件(例如，现场可编程门阵列，fpga)可用于执行本文描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以执行本文描述的任何方法。在一些实施例中，该方法通常由任何硬件设备执行。这可以是通用硬件(例如计算机处理器(cpu))或针对该方法的专用硬件(例如asic)。
上述实施例仅用于说明本发明的原理，应当理解，本文所述的布置和细节的修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因此，意图是本发明仅受所附权利要求的范围限制，而不受本文实施例的描述和说明中呈现的具体细节限制。
技术特征：
1.一种mems传感器，包括：
传感器壳体(12)；
膜(14)，布置在所述传感器壳体(12)中，其中所述传感器壳体(12)的第一子容积(16)与所述膜(14)的第一主侧面(221)相邻，并且所述传感器壳体(12)的第二子容积(18)与所述膜(14)的第二主侧面(222)相邻，其中所述第二主侧面(222)与所述第一主侧面(221)相对地布置；
在所述传感器壳体(12)中的第一开口(241)，所述第一开口(241)将所述第一子容积(16)与所述传感器壳体(12)的外部环境(26)透声地连接；和
在所述传感器壳体(12)中的第二开口(242)，所述第二开口(242)将所述第二子容积(18)与所述传感器壳体(12)的所述外部环境(26)透声地连接。
2.根据权利要求1所述的mems传感器，被构造为以避免所述第一开口(241)和所述第二开口(242)之间的流体短路的方式集成到mems传感器系统中。
3.根据权利要求1或2所述的mems传感器，包括：
透声材料(42)，所述透声材料布置在所述第一开口(241)和/或所述第二开口(242)中，并且具有至多3db(a)的信号衰减。
4.根据权利要求3所述的mems传感器，其中所述透声材料(42)是声学耦合的。
5.根据权利要求3或4所述的mems传感器，其中所述透声材料(42)被构成为多孔的。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的mems传感器，其中所述透声材料(42)为所述第一子容积(16)或所述第二子容积(18)提供抗水性和/或对于颗粒通过的障碍。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的mems传感器，其中所述透声材料(42)提供对相邻子容积(16；18)与所述外部环境(26)之间的声学耦合的调节。
8.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，其中所述第二子容积(18)能够通过压力变化被加热，其中所述第二开口(242)被配置为至少部分地减少所述加热。
9.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，所述mems传感器被构成为mems声换能器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，包括：
弹性元件(46)，所述弹性元件布置在所述第一开口(241)或所述第二开口(242)中，并且被构造为基于所述外部环境(26)中的流体压力(p)改变第一子容积(16)或第二子容积(18)的含量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，其中所述膜(14)具有至少一个膜开口(32)，所述膜开口(32)将所述第一子容积(16)和所述第二容积(18)彼此流体耦合，其中通过所述膜开口(32)的耦合被用作对于所述第一子容积(16)和/或所述第二子容积(18)中的压力变化的低通。
12.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，包括：
评估装置(28)，被配置为获得所述膜(14)的偏移信号，所述偏移信号具有关于所述膜(14)的偏移的信息，并且所述评估装置(28)被配置为基于对所述偏移信号的处理而提供经处理的偏移信号，其中所述评估装置(28)布置在所述传感器壳体(12)内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，包括：
读取电路，被配置为获得基于所述膜的偏移的经处理的偏移信号，并且提供传感器信号，其中所述读取电路能够与系统电路电连接。
14.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，所述mems传感器具有光学发射器，并且被构成为光声气体传感器。
15.一种mems传感器，包括：
传感器壳体(12)；
膜(14)，布置在所述传感器壳体(12)中，其中所述传感器壳体(12)的第一子容积与所述膜(14)的第一主侧面(221)相邻，并且所述传感器壳体(12)的第二子容积(18)与所述膜(14)的第二主侧面(222)相邻，其中所述第二主侧面(222)与所述第一主侧面(221)相对地布置；
在所述传感器壳体(12)中的第一开口(241)，所述第一开口(241)将所述第一子容积(16)与所述传感器壳体(12)的外部环境(26)透声地连接；和
在所述传感器壳体(12)中的第二开口(242)，所述第二开口(242)与所述第二子容积(18)相邻；
弹性元件(46)，布置在所述第二开口(242)中，并且被构造为基于所述外部环境(26)中的流体压力(p)改变所述第二子容积(18)的含量。
16.一种mems传感器系统，包括：
系统壳体(34)，具有系统容积(38)；和
根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器，其中所述系统容积(38)通过所述第一开口(241)或所述第二开口(242)与所述第一子容积(16)相耦合，其中所述mems传感器通过所述第一开口和所述第二开口中的另一个开口与所述mems传感器系统的环境(26)流体耦合；
其中所述系统容积针对所述mems传感器系统的所述环境中的流体声音来调节所述膜(14)的共振频率。
17.根据权利要求16所述的mems传感器系统，包括：
读取电路，被配置为获得和/或提供经处理的偏移信号，所述偏移信号与所述膜(14)的偏移相关联，
其中所述mems传感器系统具有与所述读取电路电连接的系统电路。
18.根据权利要求16或17所述的mems传感器系统，其中所述系统壳体(34)被构造为，避免所述第一开口(241)和所述第二开口(242)之间的流体短路。
19.根据前述权利要求中任一项所述的mems传感器系统，包括：
控制单元，被构造为评估所述第一开口(241)和所述第二开口(242)之间的声学信号的传播时间差，并且通过使用基于所述膜(14)的偏移的偏移信号或基于从所述偏移信号导出的信号，提供关于所述偏移信号的主动声音抑制。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的mems传感器系统，包括：
多孔材料(42)，布置在所述mems传感器和所述系统容积(38)之间的开口中。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的mems传感器系统，包括：
弹性元件(46)，布置在所述第一开口(241)或所述第二开口(242)中，使得所述第一子容积(16)或所述第二子容积(18)和所述系统容积(38)通过所述弹性元件(46)彼此间隔开，其中所述弹性元件(46)被构造为，基于所述系统容积(38)中的流体压力(p)影响所述膜(14)的频率响应。
22.根据权利要求21所述的mems传感器系统，包括：
压力控制装置(56)，用于基于与要调节的所述膜(14)的频率响应相关联的预设信息来控制所述系统容积(38)中的流体压力(p)。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的mems传感器系统，被实现为移动设备，特别是移动电话。
24.一种用于制造mems传感器系统的方法(1200)，包括以下步骤：
将膜布置(1210)在mems传感器系统的系统容积中，使得所述膜布置在所述mems传感器系统的第一子容积和所述mems传感器系统的第二子容积之间，其中所述第二子容积(18)被构造为，使得所述膜响应于系统环境中的压力变化的频率响应匹配目标预设，所述系统环境与所述第一子容积流体耦合。
25.根据权利要求24所述的制造方法，其中所述膜被提供为压差传感器，所述压差传感器被构成为没有壳体，其中所述膜的布置包括将所述压差传感器集成到所述系统容积中。
技术总结
本公开涉及MEMS传感器，包括传感器壳体和布置在传感器壳体中的膜，其中传感器壳体的第一子容积与膜的第一主侧面相邻，并且传感器壳体的第二子容积与膜的第二主侧面相邻，其中第二主侧面与第一主侧面相对地布置。该MEMS传感器包括传感器壳体中的第一开口，该第一开口将第一子容积与传感器壳体的外部环境透声地连接。该MEMS传感器包括传感器壳体中的第二开口，该第二开口将第二子容积与传感器壳体的外部环境透声地连接。
技术研发人员：D·图姆波德;D·迈尔
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：.05.13
技术公布日：.11.26
