MEMS-Mikrofone mit hohem Signal zu Rausch Abstand und geringen Sensitivitatsstreuungen

摘要

Um einen hohen Signal zu Rausch Abstand (SNR) zu erreichen wurde ein mikroelektromechanischer Mikrofonchip mit zwei starren Gegenelektroden und einer beweglichen Membran entwickelt. Durch eine symmetrische Signalerzeugung kann so eine um 6 dB hohere Sensitivitat erreicht werden. Integriert man diesen Chip mittels Flip-Chip Technologie in ein Mikrofongehause liefert der Sensor-Chip in Kombination mit einem grossen Ruckvolumen ein Signal zu Rausch Abstand von 66 dB(A) bei einer Sensitivitat von -38 dBV/Pa. Die elektroakustischen Parameter des Mikrofons schwanken aufgrund von Streuungen der Fertigungsprozesse. So fuhrten zum Beispiel Fertigungstoleranzen im Front-End Prozess oder durch den Gehausungsprozess aufgetretene Verspannungen am Sensor-Chip zu einer Streuung der Mikrofonsensitivitaten. Durch eine nachtragliche Programmierung der einzelnen Mikrofonparameter konnte die Sensitivitatsstreuung auf ±1 dB bei 3σ reduziert werden. Weiter konnte durch eine Optimierung des Testequipments die Gesamtmesszeit um 50% reduziert werden.