具体实施方式

在以下基于附图详细说明本发明实施例之前，应该注意的是，在不同的附图中，相同的和具有相同的功能或动作的元件、对象和/或结构设置有相同或相似的附图标记，使得这些元件在不同实施例中的描述是可互换和/或相互适用的。

在下文中，根据一个实施例，所使用的弯曲换能器包括沿第二轴x的方向或在第二轴x的方向上延伸的质心纤维。仅在某些实施例中，质心纤维平行于第二轴延伸。质心纤维表示例如弯曲换能器的对称轴或备选地例如布置在第一电极和第二电极之间的中心电极。

图1示出了微机械声换能器100，包括悬置在一侧上的多个弯曲换能器3₁至3₅，多个弯曲换能器3被配置用于在振动平面(x，y)内偏转110₁到110₅。弯曲换能器3沿第一轴y并排布置。例如，第一弯曲换能器3₁被布置为靠近第二弯曲换能器3₂。可选地，弯曲换能器3彼此平行对准。多个弯曲换能器3沿第二轴x延伸，第二轴x横向于或垂直于第一轴y。弯曲换能器交替地悬置在相对的侧上并彼此啮合。例如，弯曲换能器3₁、3₃和3₅固定在第一侧120₁上，并且弯曲换能器3₂和3₄固定在与第一侧120₁相对的第二侧120₂上。因此，例如，弯曲换能器3₂位于弯曲换能器3₁和弯曲换能器3₃之间，并且至少部分地在沿第一轴y的投影内与弯曲换能器3₁和3₃重叠，由此弯曲换能器彼此啮合。

根据实施例，在沿第一轴y的投影内，弯曲换能器3在悬置在相对的侧120₁、120₂中的第一侧120₁上的第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅与悬置在相对的侧120₁、120₂中的第二侧120₂上的第二弯曲换能器3₂和3₄的悬置位置之间重叠多于15％的面积、35％的面积、50％的面积、65％的面积、70％的面积、75％的面积、80％的面积或85％的面积。换言之，当相邻的弯曲换能器被“叠置”时，即当一个弯曲换能器被投影到相邻的弯曲换能器上时(例如，当沿第一轴y的第一弯曲换能器被投影到第二弯曲换能器的位置时)，它们将按面积重叠上述指定百分比。第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅相对于第二弯曲换能器3₂和3₄具有偏移9。

根据实施例，在沿第一轴y的投影内，弯曲换能器3在第一弯曲换能器和第二弯曲换能器的悬置位置之间重叠最多50％的面积、60％的面积、70％的面积或85％的面积。

根据实施例，弯曲换能器3可以具有图2或图5所述的弯曲换能器的特征和功能。可选地，弯曲换能器3可以被设计为如图12a至图14b所示。

在图1中，例如，示出了微机械声换能器100的一部分。除了别的以外，其他的弯曲换能器可以沿第一轴y以它们彼此啮合的方式交替地悬置在相对的侧120₁和120₂上。例如，这由三个点指示。

根据实施例，每个弯曲换能器3具有第一电极130₁至130₅和第二电极132₁至132₂，它们被定位成沿第一轴y彼此相对。可选地，在第一电极130₁至130₅与第二电极132₁至132₅之间，可以存在至少一个间隙134₁至134₅、至少一个绝缘体(或绝缘层)12和/或第三电极，第三电极也可以被称为中心电极。如图1所示，例如，第一电极130和第二电极132之间的间隙134可以在几个点处被绝缘层12中断。换言之，第一电极130在离散点处以电绝缘的方式连接到第二电极132。

根据实施例，弯曲换能器3可以具有沿第二轴x或平行于第二轴x延伸的质心纤维6，该质心纤维6也可以被称为对称轴。弯曲换能器3相对于质心纤维6对称或不对称。这意味着，例如，限定弯曲换能器3的形状的弯曲换能器3的轮廓是对称的或不对称的。例如，在图1中，弯曲换能器3在这方面是对称的。可选地，弯曲换能器3相对于质心纤维6的设计可以是对称的或不对称的。在这方面，在图1中，弯曲换能器3被设计为非对称的，例如，因为第一电极130和第二电极132沿第一轴y具有不同的延伸，并且例如间隙134被布置为沿第一轴y从质心纤维6偏移。在图2、图5和图12a至14b的上下文中，示出和描述了备选形状和/或结构。

根据一个实施例，电压140的施加导致弯曲换能器3沿第一轴y的偏转110。相邻弯曲换能器的相互面对的电极通过横向连接部7₁至7₄电连接。横向连接部7以横向于第一轴y的方式跨越振动平面(x，y)。横向连接部7被形成为使得对于悬置在相对的侧120₁、120₂中的第一侧120₁上的第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅，面向沿第一轴y的第一方向112的电极(根据图1，例如第二电极132₁、132₃和132₅)彼此连接(例如经由第一侧1201上的连接部131)并与悬置在相对的侧120₁、120₂中的第二侧120₂上的第二弯曲换能器3₂和3₄的面向第二方向114(与第一方向112相对)的电极(例如第一电极130₂和130₄)连接，并且使得对于第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅，面向沿第一轴y的第二方向114的电极(根据图1，例如第一电极130₁、130₃和130₅)例如经由第二侧120₂上的连接部133彼此电连接(根据图1)并与第二弯曲换能器3₂和3₄的面向第一方向112(根据图1，例如第二电极132₂和132₄)的电极连接。横向连接部7也可以被称为电位横向连接部。横向连接部7是载流层。

根据一个实施例，微机械声换能器100具有信号端口142和参考端口144。例如，第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅的面向沿第一轴y的第一方向112的电极(根据图1，例如第二电极132₁、132₃和132₅)与第二弯曲换能器3₂和3₄的面向沿第一轴y的第二方向114的电极(根据图1，例如第一电极130₂和130₄)耦接到信号端口142。第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅的面向沿第一轴y的第二方向114的电极(根据图1，例如第一电极130₁、130₃和130₅)与第二弯曲换能器3₂和3₄的面向沿第一轴y的第一方向112的电极(根据图1，例如第二电极132₂和132₄)耦接到参考端口144。

根据一个实施例，在信号端口142和参考端口144之间施加电压140导致第一弯曲换能器3₁、3₃和3₅相对于第二弯曲换能器3₂和3₄沿第一轴y反向偏转110。例如，图10a、图10b和图13a至14b示出并描述了可以在此处使用的备选连接部。

根据一个实施例，弯曲换能器3被布置在由第一衬底和第二衬底平行于振动平面(x，y)而界定的空间内，并且沿第一方向112将该空间划分为布置在相邻弯曲换能器3之间的腔体150₁至150₄。例如，第一腔体150₁位于弯曲换能器3₁和3₂之间。例如，每个腔体150经由一个或多个开口流体地耦接到周围环境。开口在图1中未示出，但可以具有如结合图3、图4、图6b、图11a和/或图11b所示出和描述的特征和功能。

根据实施例，沿第一轴y的腔体150各自被横向连接部7之一划分为第一子腔体26₁至26₄和第二子腔体27₁至27₄。第一子腔体26和第二子腔体27之间的横向连接部7形成例如面积在5％到95％之间、面积在7％到93％之间或面积在8％到90％之间的流体阻塞，并限制与横向连接部件7相邻的弯曲换能器3的偏转110，从而防止弯曲换能器偏转过多并且因此防止被损坏，或防止声换能器变得有缺陷。

根据实施例，横向连接部件7具有沿第三轴z的延伸(高度)。横向连接部件7的高度可以用于设置微机械声换能器的衰减。根据实施例，更高的横向连接部7通常意味着更强的(流体)阻尼。高度可以在沿第三轴z的方向上在一个部分(例如，腔体的例如沿第二轴x的纵向延伸)内被结构化多次。用比喻来说，例如：降低z1；降低z2，降低z1、z2、z1等(一种竖直梳)。原因是：不仅激发总孔径，而且也激发特定位置(例如，具有最大偏转的杆(beam)的自由端)处的单个孔径本身(侧向看到的开口尺寸)。

根据实施例，每个弯曲换能器3可以布置在弯曲换能器腔体内，该弯曲换能器腔体由与相应的弯曲换能器相邻的第一子腔体26和第二子腔体27形成。第一子腔体26和第二子腔体27通过布置在弯曲换能器腔体内的弯曲换能器3而彼此分界。经由弯曲换能器3的上方和下方(即沿第三轴z的方向)的连接，第一子腔体26和第二子腔体27可以彼此连接。根据实施例，上方定义了沿垂直于振动平面(x，y)的第三轴z的第一方向，并且下方定义了沿第三轴z的第二方向(与第一方向相反)。根据图1，例如，弯曲换能器3₂具有由第一子腔体26₂和第二子腔体27₁形成的弯曲换能器腔体。

根据一个实施例，在弯曲换能器的自由端，存在距周围衬底的非常小的距离(这在技术上大致是可行的)，以免产生声学短路。根据一个实施例，通过将面向弯曲换能器的自由端的衬底以衬底跟随弯曲换能器的偏转的方式成形，来实现非常小的间距。例如，这在图6a、图6b以及图10a至图11b中被示出。

根据一个实施例，第一子腔体26₁至26₄和第二子腔体27₁至27₄流体地连接。这例如经由第一衬底和/或第二衬底中的一个或多个开口、经由第一衬底或第二衬底中的公共开口、或经由降低的横向连接部7来实现。

根据实施例，横向连接部7至少部分地与微机械声换能器100的第一衬底和/或第二衬底连接。例如，这在图8中被示出。

根据一个实施例，横向连接部7在最大偏转处遵循弯曲换能器3的轮廓。

根据实施例，横向连接部7的第一延伸部在最大偏转处与弯曲换能器3沿垂直于振动平面的第三轴z的延伸相对应。横向连接部件7的第一延伸例如沿第二轴x变化。

图2示出了根据本发明实施例的包括多个悬置弯曲换能器3₁至3₄的微机械声换能器100的示意性表示。多个弯曲换能器3被配置为在振动平面(x，y)内偏转110并且沿第一轴y并排布置在振动平面(x，y)内。弯曲换能器3沿与第一轴y横向的第二轴x延伸。根据实施例，图2的微机械声换能器100可以具有图1的微机械声换能器100的特征和功能，即使它们没有在图2中画出。

弯曲换能器3通过信号端口142处的信号以相互相邻的弯曲换能器3沿第一轴y在相反方向被偏转的方式进行偏转。例如，第一弯曲换能器3₁沿第一轴y在第一方向112上偏转，而第二弯曲换能器3₂沿第一轴y在第二方向114上偏转。这种偏转如图2中的虚线111、113所示。相互相邻的弯曲换能器的相互面对的侧具有沿第二轴x相互对准的凹陷部160和突出部162，使得在相互相邻的弯曲换能器反向偏转110的情况下，相互面对的弯曲换能器侧的第一弯曲换能器侧的突出部162朝向或远离所述相互面对的弯曲换能器侧的第二弯曲换能器侧的凹陷部160移动，并且所述第一弯曲换能器侧的凹陷部160朝向或远离所述相互面对的弯曲换能器侧的第二弯曲换能器侧的突出部162移动。

在图2中，由附图标记111和113以虚线示出了两个相互面对的弯曲换能器侧朝向彼此的移动。例如，相邻弯曲换能器3₁和3₂中的第一弯曲换能器3₁具有面向第一方向112的第一弯曲换能器侧170，第二弯曲换能器3₂具有面向第二方向114的第二弯曲换能器侧172。第一弯曲换能器侧170因此被布置为面向第二弯曲换能器侧172。例如，第一弯曲换能器侧170具有两个凹陷部160₁和160₂以及两个突出部162₁和162₂，第二弯曲换能器侧172也具有两个凹陷部160₃和160₄以及两个突出部162₃和162₄。当弯曲换能器3₁和3₂朝向彼此移动时(如111和113所示)，例如，第二弯曲换能器侧172的突出部162₃和162₄向第一弯曲换能器侧170的凹陷部160₁和160₂移动，并且第二弯曲换能器侧172的凹陷部160₃和160₄向第一弯曲换能器侧170的突出部162₁和162₂移动。

根据实施例，如图2所示，弯曲换能器3可以悬置在一侧上，或者如图5所示，悬置在两侧上。与图2一样，图5还示出了具有突出部162和凹陷部160的弯曲换能器3的可能偏转。图5所示的微机械声换能器100可以具有图2中描述的用于图5示出的微机械声换能器100的特征和功能。在图2中，仅示意性地描绘了弯曲换能器3。弯曲换能器可以是静电(如图1所述)、压电或热机械弯曲换能器。相比之下，图5中的弯曲换能器3具有第一电极130和第二电极132。因此，图5中的弯曲换能器3可以是图1所述的静电或压电弯曲换能器；间隙、绝缘层、其他电极或至少压电层被布置在第一电极130和第二电极132之间。因此，图5表示微机械声换能器100的实施例，该实施例是图1和图2中的实施例的备选并且可以具有关于图1和图2所述的特征和功能。可选地，图1、图2和图5的微机械声换能器100也可以具有图3和/或图4所述的微机械声换能器的特征和功能。

图3示出了根据本发明实施例的包括多个悬置弯曲换能器3₁至3₅的微机械声换能器100，左侧是平面图，右侧是平面图中沿切割边缘A-A的截面。多个弯曲换能器3被配置为在振动平面(x，y)内实施并且沿第一轴y并排布置在振动平面(x，y)内。多个弯曲换能器3沿与第一轴y横向的第二轴x延伸。弯曲换能器3由于信号端口142处的信号而偏转，使得相互相邻的弯曲换能器沿第一轴y在相反方向上偏转。

弯曲换能器3布置在由第一衬底180和第二衬底182平行于振动平面而界定的空间内，并沿第一轴y的第一方向112将所述空间划分为布置在相邻级别转换器3之间的腔体150₁至150₄。

通过在第一衬底180和/或第二衬底182中形成第一通道190、190₁、190₂的第一凹陷部以及在第一衬底180和/或第二衬底182中形成第二通道192、192₁、192₂的第二凹陷部，沿第一方向112交替地扩大腔体150。因此，微机械声换能器100的流体体积增加，允许以高填集密度实现高声压级。第一通道190、190₁、190₂和第二通道192、192₁、192₂沿第二轴x在相反方向上延伸，以用于空间与周围环境的流体地耦接。例如，第一通道190、190₁、190₂沿第二轴x在第一方向116上延伸出空间，第二通道192、192₁、192₂沿第二轴x在第二方向118上延伸出空间。换言之，通道(第一通道190、190₁、190₂和/或第二通道192、192₁、192₂)在空间内开始并沿它们各自的行进方向116或118延伸到周围环境。根据一个实施例，相邻腔体150具有沿第二轴x在相反方向上延伸的通道。

在沿切割边缘A-A穿过微机械声换能器100的截面中，可以看出，对于每个腔体150，在第一衬底180和第二衬底182中形成有通道。因此，俯视图的第一通道190在截面AA中由第一衬底180中的通道190₁和第二衬底182中的通道190₂表示，俯视图中的第二通道192在截面AA中由第一衬底180中的通道192₁和第二衬底182中的通道192₂表示。备选地，第一通道190可以仅形成在第一衬底180中或仅形成在第二衬底182中，和/或第二通道192可以仅形成在第一衬底180中或仅形成在第二衬底182中。

根据实施例，图3中的微机械声换能器还可以具有图1和图2中的微机械声换能器的特征和功能。例如，如果图3中的微机械声换能器100具有如图1所述的弯曲换能器之间的横向连接部，则根据一个实施例，横向连接部可以至少部分地覆盖通道190₁和/或通道190₂。这针对弯曲换能器3₁和3₂之间的横向连接部7进行了示意性描绘。备选地，第一通道190、190₁、190₂和第二通道192、192₁、192₂可以以偏离横向连接部7的方式沿第一轴y布置。这在图1中被示意性地示出为具有通道190和192的可选特征。

可以通过例如图4a或图4b所示的微机械声换能器100的弯曲换能器模块来形成图1、图2和/或图3所示的弯曲换能器布置。如图4a或图4b所示，沿第二轴x并排布置的弯曲换能器模块3可以经由第一通道190和第二通道192彼此连接。在图4a和图4b中，示出了用于实现微机械声换能器100中的弯曲换能器阵列的不同变型。

在图4a中，例如，第一通道190在各个弯曲换能器模块之间的分隔壁200₁至200₃中与第二通道192汇聚，在那里它们可以经由横向行进通过第一衬底和/或第二衬底的开口进行连接，该开口划分出弯曲换能器3平行于振动平面(x，y)布置在相对的侧上的空间。因此，腔体可以经由第一通道190和/或第二通道192以及相关联的开口将腔体与周围环境流体地耦接。备选地，开口可以布置为在第一通道190和/或第二192通道的任何点处横向通过第一衬底和/或第二衬底。可选地，通道190、192还可以具有沿其整个长度横向通过第一和/或第二衬底的开口。换言之，开口以垂直于振动平面(x，y)的方式横向延伸通过第一和/或第二衬底。

然而，在图4b中，第一通道190和第二通道192行进通过沿第二轴x布置的所有弯曲换能器模块并且侧向地向周围环境开放。例如，第一通道190在微机械声换能器100的第一侧120₁上开口，第二通道192在第二侧120₂的相对侧上开口。因此，例如，第一通道190穿过除外壁200₅之外的所有分隔壁200₁至200₄，而第二通道192穿过除外壁200₁之外的所有分隔壁200₂至200₅。

因此，可以通过微机械声换能器100的模块化设计来实现非常有效的声换能器。尤其是通过将单个模块与第一通道190和/或第二通道192耦接，可以产生高声级，因为许多弯曲换能器3可以在小空间内彼此作用并且因此可以对微机械声换能器中的流体施加较高的力。

即使在图4a和图4b中，弯曲换能器3仅悬置在一侧上，弯曲换能器3也可以悬置在两侧上。

本文描述的微机械声换能器的其他实施例将在下面换句话进行描述。

本文描述的微机械声换能器是例如在MEMS中具有多个电位的致动器元件(可以被称为弯曲换能器)的布置。本发明描述了换能器的进一步显著发展。主要应用是在闭合体积内使用，例如在入耳式耳机中。在本发明中，气室的容积使用的基本原理在此得到显著扩展。

附图标记列表：

1 第一竖直流动方向

2 第二竖直流动方向

3 弯曲换能器

4 遵循致动器的弯曲以使腔体闭合的轮廓

5 屏障壁

6 质心纤维

7 电位横向连接部(横向连接部)

8 夹住

9 偏移

10 第一移动方向

11 第二移动方向

12 电绝缘

13 盖中的缝隙

14 器件晶片

15 处理中的缝隙

16 弯曲换能器的移动方向

17 弯曲换能器的对称轴

18 换能器的背对侧壁的侧表面与缝隙的背对侧壁的侧表面一致

19 盖中的开口

20 腔体深度

21 流体流动的方向

22 电路径

23 距离层

24 载体硅(处置-Si)

25 基底中的开口(处置-Si)

26 第一子腔体

27 第二子腔体

120₁ 器件晶片中的第一衬底侧

120₂ 器件晶片中的第二衬底侧

30 第一电位V+

31 第二电位V-

32 第三电位G

33 第一水平侧向开口

34 第二水平侧向开口

35 电位横向连接部被降低的区域

36 体积流速率

图6a所示的实施例示出：

·第一竖直流动方向1和第二竖直流动方向2(例如，在第一时间点处；流动方向1和2可以在第二时间点处反转；在第一时间点处，弯曲换能器经受例如第一偏转，而在第二时间点处，弯曲换能器经受例如与第一偏转相反的第二偏转)。

·两个弯曲换能器3(在一侧上夹住并在推拉模式下操作)以各个换能器的相应的相反形状彼此啮合的方式偏移9，

ο推拉的优点：补偿惯性力

ο致动器的形状在图中以简化形式示出。形状和布置实现了“增加填集密度”的发明目的

·当第一换能器沿方向10移动时，来自腔体的体积流沿2被输送并通过1进入腔体

ο在相同的时间间隔内，第二弯曲换能器远离第一弯曲换能器移动，因此，体积流被输送到腔体中

·电位横向连接部7被布置为两个腔体之间的分隔。电位横向连接部7是例如腔体的边缘(将在下面描述)

·弯曲换能器3具有质心纤维6

·腔体4的闭合轮廓遵循弯曲换能器3的移动轮廓，间隙尽可能窄

·第一子腔体26由弯曲换能器3的第一侧和相邻的电位横向连接部7以及在夹住区域中的衬底和弯曲换能器3的可自由移动端形成

·第二子腔体27由与弯曲换能器3的第一侧相对的侧和与该侧相邻的电位横向连接部7以及在夹住区域中的衬底和弯曲换能器3的可自由移动端形成

·电位横向连接部同时表示例如子腔体26和27的边界。

图6a示出了遵循弯曲换能器的轮廓的侧壁(电位横向连接部7)的示例。根据一个实施例，将弯曲换能器彼此电连接的横向连接部7被升高。这意味着，例如横向连接部7具有沿垂直于振动平面(x，y)的第三轴z的延伸部，并且不代表如在电路板上描绘的导体路径。横向连接部7遵循弯曲换能器3的轮廓的情况防止其与横向连接部接触。

根据实施例，移动方向10和11对应于图1和图2所示的弯曲换能器的偏转110。

在根据图6b的实施例中，19a和19b附加地示出了盖开口的两种备选设计(抽象表示)：

·19a盖开口不遵循侧壁(电位横向连接部)的轮廓

·19b基底开口遵循侧壁(电位横向连接部)。根据一个实施例，开口19b遵循致动器(例如弯曲换能器)的形状

·在盖和基底中的开口可以遵循侧壁(电位横向连接部)或具有备选轮廓

对图6b的可选注释：

盖例如限定了弯曲换能器3上方的子腔体26、27的边界，基底限定了例如弯曲换能器3下方的子腔体26、27的边界。换言之，盖限定了例如沿垂直于振动平面(x，y)的第三轴z在第一方向上平行于振动平面(x，y)的边界，基底限定了例如沿第三轴z在与第一方向相反的第二方向上平行于振动平面(x，y)的边界。根据实施例，基底可以被称为第一衬底，盖可以被称为第二衬底。

尽管19a被称为盖开口而19b被称为基底开口，但是很明显，根据一个实施例，19a也可以表示基底开口而19b也可以表示盖开口。

换言之，在图6b中，例如，在第一子腔体26和/或第二子腔体27的第一衬底和/或第二衬底中的至少一个开口(例如基底开口19b)的轮廓至少部分地遵循面向相应开口的弯曲换能器侧的形状。

根据实施例，在弯曲换能器被布置的空间中的彼此背对的侧上布置一个或多个开口(例如盖开口19a和/或基底开口19b)，对于每个弯曲换能器3，与相应弯曲换能器3的沿第一轴y彼此背对的弯曲换能器侧相邻的腔体26、27经由所述一个或多个开口流体地耦接到周围环境。

根据实施例，腔体流体地耦接到周围环境的一个或多个开口横向行进通过第一衬底和/或第二衬底。

例如，第一子腔体26和第二子腔体27在第一衬底或第二衬底中各自具有至少一个开口19a、19b。仅通过横向连接部件7彼此隔开的相邻子腔体26、27可以共享一个开口。相反，例如，通过弯曲换能器彼此隔开的子腔体26、27各自具有单独的开口。

根据实施例，第一子腔体26和/或第二子腔体27的至少一个开口19a、19b沿与开口相邻的弯曲换能器的整个延伸部(extension)沿第二轴延伸，或至少部分地沿相邻弯曲换能器的延伸部沿第二轴延伸。

根据实施例，弯曲换能器3和/或横向连接部件7以弯曲换能器3不扫掠(sweep)开口19a、19b的方式布置。

结合图6a和图6b描述的特征和功能可以包括在图1至图5的实施例中。

根据图7的实施例示出了具有多个弯曲换能器3₁至3_n的弯曲换能器系统的一部分(例如微机械声换能器的一部分)的抽象表示。所示的是相邻弯曲换能器的反向夹住、弯曲换能器的偏移和遵循换能器轮廓的电位横向连接部7。

根据图8的实施例以截面图(参见图7)示出了从硅片生产具有凹槽的电位横向连接部7的方法步骤。首先示出的是未加工的硅片(阴影线)。在它下方(中心)，还示出了要计算出的虚线区域(凹槽)。最底部的示意图示出了电位横向连接部7，该电位横向连接部7以位于硅内的电路径210不被损坏并且位于凹槽下方的方式加工。换言之，图8示出了用于减小或调整高度(沿第三轴z的延伸)的蚀刻技术。由此产生的凹槽用于不同的腔体彼此耦接(连接)。换言之，例如两个子腔体经由降低的横向连接部件7彼此流体连接。在横向连接部7下方，例如布置连续间隔层23，连续间隔层23将横向连接部7与衬底(例如，与盖或基底)电绝缘。

图9示出了用于增加腔体的体积的实施例。在每种情况下示出了弯曲换能器3的截面。

·第一时间间隔：弯曲换能器3未被偏转。

·第二时间间隔：弯曲换能器3被偏转。

·在器件晶片14的上方和下方，盖晶片和处理晶片中存在缝隙13和15。根据实施例，处理晶片可以被称为第一衬底180，而盖晶片可以被称为第二衬底182。例如，缝隙13和15是可以形成第一通道和/或第二通道的缝隙，例如，如图1或图3至图4b所示出和描述的。

·在最大偏转状态(第二时间间隔)下，弯曲换能器位于例如缝隙13和15的区域中。根据实施例，弯曲换能器3不一定位于该点处。然而，例如，弯曲换能器不能偏转得比所示更远。

ο与腔体的侧壁(电位横向连接部)相对的缝隙的那一侧遵循弯曲换能器(偏转到最大值)的与侧壁(电位横向连接部)背对的那一侧的轮廓。(图4)它们因此形成了线18。

ο根据实施例，电位横向连接部位于器件晶片14的位置处。根据图9所示的微机械声换能器的截面，例如弯曲换能器3和横向连接部(器件晶片14中的电位横向连接部)之间的腔体(在沿第一轴y的相反侧上)侧向完全闭合。经由横向连接部中和/或第一衬底180中和/或第二衬底182中的开口(未绘制)，腔体可以耦接到周围环境和/或耦接到相邻的腔体。

ο根据实施例，在第一方向上与弯曲换能器3相邻的腔体1501的沿第一轴y面向第一方向112的侧194遵循弯曲换能器3在最大偏转(参见例如线18)处的面向第二方向114的侧172的轮廓。这也以镜像方式适用于例如在第二方向114上与弯曲换能器3相邻的腔体1502：在第二方向上与弯曲换能器3相邻的腔体1502的沿第一轴y面向第二方向114的侧遵循弯曲换能器3在最大偏转处的面向第一方向112的侧170的轮廓。

·这种配置的优点是可以更大的体积可用，因此可以产生更高的声压。即，例如，这与缝隙13、15是否被布置在盖晶片和/或处理晶片中和/或布置在纵向侧上无关。

ο通过增加体积，可以有利地获得弯曲换能器的高填集密度，而不必受体积方面的限制。在实施例中，可以在填集密度不变的情况下实现更高的体积。

尽管在图1以及图3至图4b中示出了每个腔体150仅一个通道(例如由缝隙13和/或15形成)，但是每个子腔体26、27也可以形成一个通道。根据实施例，相邻子腔体(例如被横向连接部件7隔开)的通道沿第二轴x在相反方向上或者在相同方向上行进。

图10a和图10b必须一起考虑。图10a示出了交替布置的弯曲换能器3的互连的实施例。为清楚起见，未示出盖晶片1和处理晶片2中的开口以及第三电位32。子腔体的标识已被省略。

在器件-晶片级，电位横向连接部7作为第一腔体26或第二腔体27的侧壁靠近弯曲换能器3布置。相对定位的衬底侧120₁和120₂具有不同电位的区域，这些区域通过绝缘层12彼此电隔离。两个相对的衬底侧120₁和120₂的电连接受电位横向连接部的影响。弯曲换能器3以相邻电极具有相同电位进行布置。

图10b示出了两个相邻弯曲换能器3的截面以及连接的进一步细节。为清楚起见，未示出入口1和出口2。子腔体的标识已被省略。第三电位32进而被绝缘层12电隔离。

根据实施例，本文描述的声换能器(参见图1至图9)具有图10a和/或图10b所示的布线。

图11a和图11b示出了多个相邻弯曲换能器3的实施例和截面：

·侧向布置的开口33和34用于允许液体或气体(例如流体)进出

·弯曲换能器3和电位横向连接部7，第一电位30和第二电位31，

·与弯曲换能器3的侧向偏转垂直的开口33和34交替地布置。例如，它们可以耦接到第一通道和/或第二通道(参见例如图1、或图3至图4b)。

ο例如，每个电位都分配了一个开口。

·120₁和120₂是第一衬底侧和第二衬底侧。

·电位横向连接部7的区域35被降低以允许体积流跨越电位横向连接部；由液体或气体同时流过由电位横向连接部隔开的相邻子腔体

·优点：耦接两个弯曲换能器3，从而使作用在液体或气体上的所得到的力加倍。

·图11a示出了第一时间间隔，其中两个相邻的弯曲换能器3(其相互面对的电极具有相同的电位3)朝向彼此移动并因此产生体积流36，该体积流36通过第二水平开口34从相应的子腔体中移除液体或气体。同时，体积流36通过第一开口33(垂直于侧向偏转布置)将液体或气体输送到相邻的子腔体中。

·图11b示出了紧跟在第一时间间隔之后的第二时间间隔，其中弯曲换能器沿相反方向11移动，因此，体积流36通过第二开口34(垂直于侧向偏转布置)将流体输送到子腔体中，并且体积流36通过第一水平开口将流体输送出子腔体。

图11a和/或图11b的可选注释：

根据实施例，在空间的彼此背对的侧上(例如，在第一衬底侧120₁和/或在第二衬底侧120₂上)布置一个或多个开口(例如，侧向布置的开口33和34)，对于每个弯曲换能器3，与相应弯曲换能器3的沿第一轴彼此背对的弯曲换能器侧相邻的腔体流体地耦接到周围环境。换言之，相邻腔体的一个或多个开口位于空间的彼此背对的侧上。

根据实施例，对于每个第一腔体(例如，由与公共弯曲换能器相邻的两个子腔体26和27形成的腔体)，微机械声换能器在弯曲换能器被悬置在相应的第一腔体内的那一侧具有至少一个侧向开口(33、34)。换言之，开口布置在弯曲换能器3的夹住区域中的器件衬底(弯曲换能器3与其连接)中的振动平面(x，y)内。备选地，开口33和/或34可以位于弯曲换能器3的自由振动端的一侧上。例如，通过横向连接部件7彼此隔开布置的两个相邻子腔体26和27可以形成第二腔体(在前述实施例中也被称为腔体150)，每个第二腔体也仅具有一个侧向开口。

根据一个实施例，腔体流体地耦接到周围环境的一个或多个开口侧向行进通过第一衬底和/或第二衬底(第一衬底和/或第二衬底例如沿第三轴z在第一方向上平行于振动平面(x，y)延伸)。这样，例如可以实现如结合图1或图3至图4b所述的第一通道和/或第二通道。

图12a至图12d示出了在本发明的声换能器中使用的弯曲换能器的不同设计。

图12a和图12b都示出了相同的对称轮廓，但结构不同。例如，图12a中的弯曲换能器3具有三个电极(第一电极130、第二电极132和中心电极135)，而图12b中的弯曲换能器3具有例如第一电极130、第二电极132和电绝缘层12。每个电极之间形成有间隙134。

根据图12a中的实施例，中心电极135布置在第一电极130和第二电极132之间。第一间隙134布置在第一电极130和中心电极135之间，而第二间隙134布置在第二电极132和中心电极135之间。

图12c示出了一种备选方案，其中第一电极130和第二电极132在离散区域处以绝缘方式彼此连接(参见121至124)。因此，例如，两个电极130、132之间的间隙134在几个地方处中断。

图12d示出了包括不对称轮廓的弯曲换能器。弯曲换能器具有第一电极130、第二电极132和它们之间的间隙134。

图12a至图12d的弯曲换能器3具有突出部162和凹陷部160的情况允许实现高填集密度。

图12a至图12d中所示的弯曲换能器3可以用于上述微机械声换能器100中。

在下面的图13a到图14b中，示出了在声音换能器内对弯曲换能器布线的不同可能性。

图13a、图13b示出了作为可变形元件在一侧上夹住的杆的示例(平面图1200和截面图1300)。这里，绝缘材料303(例如前述的绝缘层12)和导电材料301(例如前述的第二电极132)被施加在导电杆1201(例如前述的第一电极130)上方。绝缘材料303可以例如通过使用牺牲层技术侧向结构化，使得在电极1201和301之间形成薄空隙304。空隙具有介电牺牲层的厚度，并且因此限定了电容器的板间距。如果在电极1201和301之间施加电压，则静电场的竖直力导致在杆表面上的侧向扩展。作为表面应变的结果，杆被偏转(类似于上述双晶或单晶原理)。如图13a、图13b所示，如果使用规则的侧向几何形状，则表面应变将近似恒定，并且将建立球形变形轮廓w(x)。

换言之，图13a和图13b示出了包括电极301和可变形元件1201的微机械组件，可变形元件1201在当前情况下被设计为夹在一侧的杆或板，但可以被设计为不同，因为它也是下文描述的附图的主题，并且包括绝缘间隔层303，其中电极301经由绝缘间隔层303固定到可变形元件1201，并且其中绝缘间隔层303沿与图13a和13b中的x方向重合的横向方向305被结构化为图13a和图13b中斜线示出的几个间隔开的段，从而通过在电极301和可变形元件1201之间施加电压，产生侧向拉力或压力，该侧向拉力或压力沿侧向方向305(这里是指正z方向或负z方向)使可变形元件弯曲。如图13b所示，各段可以具有横向于侧向方向305的纵向延伸方向。在图13a和图13b的实施例中，段具有带状设计。当然，这同样适用于它们之间的空隙304。

可变形元件1201不必一定是板或杆。它也可以被设计为壳、膜或条。具体地，可以用通过沿垂直于侧向方向305的侧向方向(在这种情况下为y方向)施加电压U而使可变形元件1201保持不弯曲的方式，来将可变形元件1201悬置和夹住(如图13a和图13b的情况)。然而，以下实施例还将示出可变形元件可以用下面的方式来悬置和夹住：当沿垂直于侧向方向305的侧向方向在电极和可变形元件之间施加电压U时，可变形元件将在与沿侧向方向305相同的方向上弯曲。结果是碗状或头盔状的弯曲(其中例如方向305对应于径向)，并弯曲的沿绝缘层303的厚度的上述共同方向从电极301指向可变形元件1201。

如图13a和图13b中的坐标系所示，衬底中的微机械组件(例如，晶片或芯片)可以被形成为使得电极301在衬底厚度方向(即，z方向)上固定在可变形元件1201的上方或下方，使得通过可变形元件1201的弯曲，可变形元件1201弯曲超出例如与可变形元件1201的静止位置相对应的衬底平面，即沿弯曲方向(在图13a和图13b的情况下，指向z的相反方向)。然而，下面还将描述备选实施例，根据这些实施例，微机械组件还可以形成在衬底中，例如，以这样的方式：电极301被侧向固定到可变形元件，使得可变形元件的弯曲(curvature)使其在当前衬底平面内弯曲。

可以通过改变电压来主动改变杆或板或可变形元件1201的偏转程度。

图14a和图14b再次示出了基于弯曲换能器并作为致动器操作(借助于在一端处夹住的杆)的组件的结构。在导电杆135的两侧，设置有绝缘间隔层12和导电材料151(例如前述的第一电极130)以及154(例如前述的第二电极132)。绝缘间隔层12可以例如通过牺牲层技术侧向结构化，使得在可偏转元件沿纵向方向x被分割成的每个段169中在电极135和151之间和/或在电极135和154之间形成薄空隙1304和1404(例如前述的间隙134)，在段边界处留下绝缘间隔物12。空隙具有介电牺牲层的厚度，因此限定了电容器的板间距。如果现在在电极135和151之间和/或电极135和154之间施加电压，则在静电场的y方向上起作用的力导致在杆表面上沿x方向的侧向扩展。由于表面应变，杆135被偏转。如果使用规则的侧向几何形状，则表面应变将近似恒定，并且将产生球形变形轮廓。

以这样的方式制作电布线：直流电压U_B被施加到外部电极151和154，而交流信号电压U_S(例如，音频信号)施加到中心电极或条。电偏压被施加到外部电极151和154。信号交流(AC)电压U_S的幅度等于或优选地小于电偏压U_B。系统中的最高电位必须以经济合理的方式选择，并且可以符合当前的指令和标准。由于外部电极的电偏压，杆的弯曲跟随交流信号电压U_S。交流信号电压U_S的正半波引起杆135在负y方向上的弯曲。负半波引起杆135在正y方向上的弯曲。图14a和图14b示出了电接触的变型。

与图14b的表示相比，图14a示出了施加有直流电压但具有相反的电位的各个外部电极。

备选地，可以将电偏压施加到内部电极。例如，然后将信号电压施加到外部电极。

代替向外部电极或内部电极施加偏压，外部电极或内部电极作为驻极体(例如，二氧化硅)可以永久极化。可以使用电流源代替前面附图所示的电压源。

电极的形貌可以是结构化的。此外，可以设想不同形状(例如，圆顶状)的电极。为了进一步增加电容器表面并因此增加可沉积静电能，可以设想梳状电极。

要弯曲的元件(例如，弯曲换能器3)可以在一侧或两侧上被夹住。

换言之，微机械声换能器可以具有信号端口Us、第一参考端口U_B和第二参考端口U_B。中心电极135耦接到信号端口。沿第一轴y面向第一方向112的电极151耦接到第一参考端口，并且沿第一轴y面向第二方向114的电极154耦接到第二参考端口。相邻弯曲换能器的两个外部电极的互连可以根据图1所述的电极的布线来执行。

在信号端口和第一参考端口之间施加第一电压以及在信号端口和第二参考端口之间施加第二电压导致例如相邻弯曲换能器沿第一轴y反向偏转。

根据实施例，第一电极和中心电极形成第一电容器，而第二电极和中心电极形成第二电容器，以在沿第一轴y彼此相对定位的弯曲换能器侧中的每一个上形成一个电容器。每个弯曲换能器的电容器在施加电压时沿第一轴在相反方向上偏转，这取决于施加的电压。

在下文中，将描述根据本发明的其他可能的实施例：

通过例如布置包括腔体的弯曲换能器来实现根据本发明的目的。

通过以下方式实现根据本发明的目的：

·通过交替地夹住弯曲换能器来布置弯曲换能器

·通过偏移相邻的弯曲换能器

·通过用侧壁对腔体界定边界，该侧壁同时表示电位横向连接部

·通过使腔体彼此偏移

·在器件晶片中靠近弯曲换能器并作为相应腔体的边界来布置电位横向连接部

弯曲换能器

·弯曲换能器是一种本身已知并沿其纵向方向分段的微机电弯曲换能器(声音和超声波)

ο弯曲换能器的电极的形貌可以是屋顶状或圆顶状，它们可以像梳子一样彼此啮合

ο在第一实施例中，弯曲换能器被夹在一侧

ο在另一个实施例中，弯曲换能器被夹在两侧

·弯曲换能器总是以相反的方式被夹住并在推拉模式下操作。它们优选为等长

ο备选方案是较短的弯曲换能器，该较短的弯曲换能器用于补偿两个弯曲换能器之间的偏移

腔体

·大量腔体

·每个腔体都包含一个微机械弯曲换能器

·腔体由第一子腔体和第二子腔体组成

ο第一子腔体受第一侧壁(电位横向连接部)和弯曲换能器的与第一侧壁(电位横向连接部)相对的那个侧表面限制。

ο第二子腔体受第二侧壁(电位横向连接部)和弯曲换能器的与第二侧壁(电位横向连接部)相对的那个侧表面限制

ο第一子腔体和第二子腔体在基底的区域和盖的区域中(弯曲换能器的上方和下方)彼此连接

ο在弯曲换能器夹在一侧的情况下，第一子腔体和第二子腔体在弯曲换能器的自由端的区域中彼此连接

·在一个实施例中，腔体在基底和/或盖中具有竖直开口(入口和出口)

ο在一个实施方式中，在基底和/或盖中的开口以以下方式进行设计：两个相邻的子腔体在每种情况下通过一个开口彼此连接。子腔体通过侧壁(电位横向连接部)在竖直方向上彼此隔开。

ο开口沿弯曲换能器的整个长度延伸

ο开口部分地沿弯曲换能器的整个长度延伸

ο在第一实施方式中，开口的轮廓遵循腔体的轮廓

ο在另一实施方式中，开口的轮廓与腔体的轮廓无关

·在备选实施方式中，腔体在两侧夹住的弯曲换能器的夹住的区域中或在一侧夹住的弯曲换能器的自由端的且夹住的区域中具有侧向开口

ο开口垂直于侧向移动方向布置

ο开口具有优选的矩形截面或与其不同的截面

ο开口沿第三方向延伸跨越弯曲换能器的整个高度，或者更小

ο开口沿第二方向延伸跨越第一或第二子腔体的宽度或者更小并且在夹住区域中闭合。在一侧夹住的弯曲换能器的自由端的一侧上，开口彼此分开

ο在腔体的这种实施方式中，为了增加截面，基底和盖可以有缝隙

ο布置缝隙

缝隙沿第一方向延伸

缝隙沿第二方向布置在弯曲杆的最大偏转的区域中

与腔体的侧壁(电位横向连接部)相对的缝隙的那一侧遵循最大偏转弯曲换能器的背对侧壁(电位横向连接部)的那一侧的轮廓。

(图4)

ο缝隙具有偏离矩形形状的截面

ο盖晶片和处理晶片是有利的

·腔体以处理晶片中的电路径在腔体下方被引导的方式来形成。

·在备选实施方式中，盖晶片和处理晶片的缝隙跨越腔体的整个长度布置，使得它们纵向于弯曲换能器

ο与腔体的侧壁(电位横向连接部)相对的间隙的那一侧遵循最大偏转弯曲换能器的背对侧壁(电位横向连接部)的那一侧的轮廓。(图4)它们因此形成了线18

侧壁(电位横向连接部)

·侧壁(电位横向连接部)的轮廓在偏转状态下遵循弯曲换能器的轮廓

·侧壁(电位横向连接部)的高度对应于弯曲换能器的高度或更小

ο侧壁(电位横向连接部)的高度沿弯曲换能器的第一方向变化

·侧壁(电位横向连接部)的厚度从1nm到1000μm，优选地在500nm和200μm之间，特别优选地在1μm和30μm之间

ο侧壁(电位横向连接部)的厚度沿弯曲换能器的第一方向变化

·侧壁(电位横向连接部)连接到基底的区域中的基底

ο或侧壁(电位横向连接部)部分连接到基底

ο非连接侧壁(电位横向连接部)区域的距离沿第一方向变化

ο间距从100nm至10mm，优选地在1μm和1mm之间，特别优选地在25μm和150μm之间

·侧壁(电位横向连接部)部分连接到盖

ο侧壁(电位横向连接部)的未连接到盖的那些子区域在第三方向上的距离沿第一方向变化

ο距离从100nm至10mm，优选地在1μm和1mm之间，特别优选地在25μm和150μm之间

·侧壁(电位横向连接部)被配置为使得其通过概括单独的接触部(例如在组件的边缘处)能够实现对所有弯曲换能器的完全电控制

·侧壁(电位横向连接部)被配置为使得频率响应有利地受阻尼(流体、机械、电)影响(可以设置较低的质量)

·侧壁(电位横向连接部)的高度由弯曲换能器的高度决定。侧壁(电位横向连接部)高度的选择用于同时调整阻尼。(例如，电位横向连接部不能被扫掠，因为它总是表示腔体的边缘)

布置腔体

·腔体在第一方向上彼此偏移弯曲换能器的分段的至少四分之一的值

·腔体在第二方向上彼此偏移第一或第二子腔体的宽度

用于输送位于腔体内的流体的过程

·在基底和盖中有开口的实施方式中

ο在第一时间间隔中，在两个相邻的子腔体内形成第一体积，使得流体沿这些子腔体的方向输送。同时，与弯曲换能器相对的子腔体的体积被压缩，使得其中包含的流体被输送出该子腔体。

ο在第二时间间隔中，该体积减小，使得从相邻的子腔体中移除其中包含的流体。

·在夹住区域或自由振动端区域中具有开口的实施方式中

ο在第一时间间隔中，第一子腔体中的第一体积增加以将流体输送到第一子腔体中。同时，与弯曲换能器相对的第二子腔体的第二体积减小，从而从该子腔体中移除流体。

ο在第二时间间隔中，第二子腔体中的第二体积增加，从而将流体输送到该子腔体中。同时，与弯曲换能器相对的第一子腔体的第一体积减小并且其中包含的流体从该子腔体中被移除。