具体实施方式

一个或多个波纹状压电膜被用在具有波纹状压电麦克风和波纹 状压电振动传感器(换能器)的组合式微机电系统(MEMS)器件中。 组合式MEMS设备可以与放大器或其他处理电路封装在一起。下文 所述的波纹状压电膜技术被用于提供稳健、稳定、可制造并且经济的 MEMS器件。在一个实施例中，波纹状压电传声器和具有中心质量的 基于压电膜的振动传感器的组合可以有利地以相同的技术来制造，并 且因此也可以在相同的晶片上制造。在一个实施例中，振动传感器的 中心质量可以由块硅、薄膜结构或两者形成。由于两个换能器的读出 原理相同，因此在实施例中，两个器件可以使用相同或相似的专用集 成电路(ASIC)或模拟前端电路，或者甚至共享最新的差分模拟麦克 风ASIC。在仅使用单个模拟差分麦克风ASIC的情况下，一个感测信 道将麦克风作为单端输入读取，并且另一信道将振动传感器也作为单 端输入而并行读取。ASIC因此可以具有成本效益，并且可以从现有 产品中重复使用。以下进一步详细描述本发明的实施例的这些方面和 其他方面。

图1图示了示例性的微机电换能器100。微机电换能器100可以 具有保持件102以及紧固到保持件102的可移位膜104。膜104的至 少一部分可以由压电材料形成。可以由合适的读出电路测量的电压能 够通过膜104的位移而在压电材料中被感应。待检测的变量的特性， 诸如例如待检测的声音或待检测的加速度，可以根据所测量的电压来 确定。备选地，电压可以被施加到膜104，以将膜104移位，例如从 而生成声音。

如果换能器100被形成为加速度传感器或者加速度传感器的一部 分，则惯性质量103可以被提供在膜104上，例如被提供在膜104的 中央部分上，以增加通过待检测的加速度而施加在膜104上的力。惯 性质量103可以与膜104单独形成。所述惯性质量可以例如由诸如硅 的半导体材料形成。

如图1所示，膜104可以在其边缘区域104R处、以周向方式而 被紧固至保持件102。膜104可以被形成为闭合组件，使得在膜104 的边缘区104R的两个任意点之间、沿膜104存在无间断连接。膜104 因此可以以没有流体通道开口的方式形成，当流体(诸如例如气体)流过这样的流体通道开口时，流体通道开口可以用作噪声源。与具有 可以彼此独立地偏转的多个悬臂的压电膜相比，膜104中缺少流体通 道开口可构成相当大的优点。闭合的膜104也特别稳健，因为任何悬 臂以特别灵敏的方式对极端的机械负载起反应，极端的机械负载例如 在碰撞的情况下可能导致具有悬臂的膜损坏。然而，这并不排除此处 描述的膜104能够具有一个或多个开口来将阻力最小化，阻力可以由 在膜104的侧面上收集的气体(例如，空气)引起。这可以确保膜104 的高度弹性。

图1所示的膜104可以被形成为平面组件。术语“平面”本质上 是指膜104沿第一空间方向X和正交于第一空间方向X的第二空间 方向Y具有比沿第三空间方向基本上更大的延伸，第三空间方向正交 于第一空间方向X和第二空间方向Y并且限定了膜104的轴向方向A。

膜104可以具有波状区段106，波状区段106包括至少一个波动 峰108和至少一个波动谷110，或者包括多个波动峰108和多个波动 谷110。波动峰108和波动谷110以交替的方式被连续地布置在膜104 的径向方向R上。波动峰108或/和波动谷110可以具有圆形或圆形 分段形状的设计，并且例如围绕膜104的中心点M而被同心地布置。 波动峰108和波动谷110(未示出)的圆形分段形状配置允许例如在 膜104上径向铺设进料管线。

由于波动峰108或/和波动谷110的圆形或圆形分段形状的形成， 膜104主要被设置为检测在周向方向C上的挠曲。

以上讨论的机械应力可以通过波状区段106的提供来补偿，因为 波状区段106可以用作弹性元件，弹性元件可以通过拉伸或压缩来吸 收在开始时讨论的机械应力，其结果是由机械应力引起的膜104的变 形可以被限制。这可以确保膜104具有良好限定的设计并且因此以良 好限定的方式挠曲，由此可以实现可再现的行为。

此外，膜104的波状区段106可以被用于减少或消除在开始时讨 论的感应电场的补偿。以下参考图2来对此进行解释，图2示出了沿 图1所示的线III-III而穿过膜104的截面。

如图2所示，在每个情况下，压电单位单元112可以被提供在多 个波动峰108或/和多个波动谷110中，或者甚至被提供在每个波动峰 108或/和每个波动谷110中，其中该压电单位单元具有压电层114以 及与压电层114电接触的至少一个电极116。在波状区段106中，膜 104的中性纤维NF在轴向方向A上位于波动峰108与波动谷110之 间。其结果是，膜104在轴向方向A上被中性纤维NF划分为两个区， 在膜104发生挠曲的情况下，两个区域均经受拉伸载荷或压力载荷。 因此，例如在膜104挠曲的情况下，波动峰108可以仅经受拉伸载荷，而波动谷110可以仅经受压力载荷，反之亦然。结果是，在波动峰108 或波动谷110中感应出具有一致符号的电场，使得与在开始时讨论的 常规压电膜相比，压电层114内的电场没有补偿发生，这将限制可以 被分接的净电压。结果，在膜104的预定挠曲的情况下，比常规压电 换能器更高的电压U最终可以被分接，这使得与常规微机电换能器相 比，可以实现更高的灵敏度。此外，膜104的经限定的挠曲可以通过 向相应电极116施加电压来实现。

图2中所示的压电单位单元112可以仅具有单个电极116，单个 电极116可以被提供在相应压电层114的相同侧上。该配置可以使得 微机电换能器100的制造特别简单，因为电极116可以同时被气相沉 积或/和构造。

基本上，任何导电材料都可以用作电极116的材料，例如诸如铝 的金属。相应压电单位单元112的压电层114例如可以由氮化铝 (AlN)、氧化锌(ZnO)或锆钛酸铅(PZT)制成。

如图2所示，在波动峰108处提供的压电单位单元112的电极116 可以通过线118而被彼此并联电连接，而在波动谷110中提供的压电 单位单元112的电极116可以通过线120而被彼此并联电连接。在一 个实施例中，压电单位单元112的电极116可以被串联电连接。结果， 在波动峰108处或在波动谷110中的相应的压电单位单元112中感应 的电势可以借助于相应的电极116来分接，并且随后被求和，由此较 高净电压U可以被分接。

相应的压电单位单元112的压电层114可以被彼此一体地形成。 如图1和图2所示，两个相邻压电单位单元112的压电层114可以通 过基本上在轴向方向A上延伸的连接区段122而被彼此一体地连接。 由于压电层114的一体形成，膜104可以整体上以简单的方式来制造， 同时在制造波状区段106时，压电单位单元112的压电层114也可以 被制造。

图3示出了未在图1和图2中具体示出的、与保持件1030耦合 的波纹状压电膜1021的一部分。波纹状压电膜1021包括导电层1014、 压电层1016、电极1022、接触焊盘1026、接触焊盘1028、保持件1030 以及可选的惯性质量1032。

如图3所示，接触焊盘1026被用于接触导电层1014。另外的接 触焊盘1028也可以被形成在压电层1016上形成的电极1022处，以 与所述压电层电接触。在根据图3的示例性图示中，惯性质量1032 被提供在膜1021的波状区段上。所述惯性质量可以被提供在膜1021的中央区中，该中央区不是波状的。图3仅示出了膜1021的一部分， 该部分具有波状区段以及与保持件1030连接的非波状的区。

波纹状压电膜的进一步描述可以在于2018年7月10日提交的待 审的美国第2019/0016588号专利申请中找到，该申请的全部内容通过 引用合并于此。

图4是根据一个实施例的可以与波纹状压电振动传感器组合的波 纹状压电麦克风的简化截面图。在图4的简化截面图中，为清楚起见， 实际上未示出波纹状压电膜208中的波纹。

波纹状压电麦克风200包括第一保持件或机械固定装置202A、 第二保持件或机械固定装置202B、夹持层204、块硅部分206、波纹 状压电膜208、通风孔210、膜限定层212和接触焊盘214。在一个实 施例中，夹持层204可以包括硅或电介质层。在一个实施例中，膜限定层212限定了被暴露的膜的量并且可以包括金属、硅或电介质层。 其他这样的波纹状压电麦克风也可以被用于与图5所示并且在以下描 述的波纹状压电振动传感器组合。

波纹状压电麦克风200被用于将来自波纹状压电膜208上方或下 方的气压变化转换为接触焊盘214处的对应输出电压。在实施例中， 保持件202A和202B可以包括块硅部分206和夹持层204，夹持层 204被设置在块硅部分206上，夹持层204可以包括一个或多个硅或 电介质薄膜层，用于紧固波纹状压电膜208的端部。通风孔210被设 计为将波纹状压电膜208的流动阻力最小化，并且在实施例中，可以 包括多个通风孔210的图案。对于圆形波纹状压电膜208，可以使用 圆形图案的通风孔210。在实施例中，膜限定层212可以被定位在块 硅部分206与夹持层204之间，并且可以包括硅、电介质或金属层或 者这些层的组合。膜限定层212的目的是限定波纹状压电膜208的可 接受暴露面积。在某些应用中，保护波纹状压电膜208的边缘免于直 接暴露于来自下方的气压变化，以保护膜208的结构完整性可能是有 利的。膜限定层212的确切横向范围可以根据波纹状压电麦克风200 的应用而改变。在一些实施例中，膜限定层212是可选的并且根据需 要可以被去除。接触焊盘214可以包括在夹持层的上部中形成、并且 与如前所述的波纹状压电膜208的上表面直接接触的金属或金属合金 接触焊盘。

图5是根据一个实施例的可以与波纹状压电麦克风组合的波纹状 压电振动传感器的简化截面图。在图5的简化截面图中，为清楚起见， 实际上未示出波纹状压电膜308中的波纹。

波纹状压电振动传感器300包括第一保持件或机械固定装置 302A、第二保持件或机械固定装置302B、惯性质量302C、夹持层304、 块硅部分或块质量306、波纹状压电膜308、通风孔310、膜限定层 312、薄膜层316和薄膜质量318。在一个实施例中，夹持层304可以 包括硅或电介质层。在一个实施例中，膜限定层312限定了所暴露的 膜的量，并且可以包括金属、硅或电介质层。薄膜层可以包括硅、氧 化物、电介质或金属层。其他这样的波纹状振动传感器也可以被用于 与图4所示和以上描述的波纹状麦克风组合。

如图5所示，不同的层堆叠可以被用于向波纹状压电膜308提供 惯性质量(标准质量)。惯性质量可以包括块质量306、薄膜质量318 或两者。块硅质量306提供最大的质量，这有利于降低谐振频率并且 增加振动传感器300的灵敏度。薄膜质量318可以包括膜限定层312、 夹持层304和薄膜层316中的一个或多个。薄膜质量318可以包括一 个或多个硅、氧化物、电介质和/或金属层。几微米厚度的这些层的直 接从压电麦克风的集成获得。但是，薄膜质量小于块硅质量。因此， 在实施例中，组合器件可能需要更大来实现必要的振动灵敏度。然而， 在一些实施例中，具有薄膜惯性质量的器件可能比具有块硅惯性质量 的器件更稳健。通过添加适当数量的通风孔310，用于压力耦合的低 频滚降可以被调节至kHz范围。如果需要进一步抑制振动传感器300 的音频灵敏度，则如图7和图8所示并且在下文更详细地描述，可以 使用盖来遮蔽振动传感器300使得其免受声音的影响。

图6是根据一个实施例的可以与一个或多个波纹状压电振动传感 器300D组合来形成根据一个实施例的组合式MEMS结构400的波纹 状压电麦克风200的简化截面图。在图5的简化截面图中，为清楚起 见，实际上未示出波纹状压电膜208和308中的波纹。图6因此包括 与选定的波纹状压电振动传感器300D组合的波纹状压电麦克风200， 其进而包括具有块惯性质量306的第一波纹状压电振动传感器300A、 具有薄膜惯性质量的第二波纹状压电振动传感器300B或者具有块惯 性质量306和薄膜惯性质量318的第三波纹状压电振动传感器300C。 以下将参考图7和图8来更详细地描述组合式MEMS结构400的更 多细节。

根据实施例，波纹状压电振动传感器300D的选择中的一个或多 个可以与波纹状压电麦克风200组合来形成组合式MEMS器件。振 动传感器中的任一个可以被使用，并且应用可以利用每个振动传感器 的不同振动响应特性。第一波纹状压电振动传感器300A包括与波纹 状压电膜308的底表面耦合的块惯性质量306。由于块惯性质量306 的质量相对较高，波纹状压电振动传感器300A将具有稳健的振动响 应。第二波纹状压电振动传感器300AB包括与波纹状压电膜308的 顶表面和底表面耦合的薄膜惯性质量318。由于薄膜惯性质量318的 质量相对较低，波纹状压电振动传感器300B可以具有较小的振动响 应幅度。然而，压电振动传感器300B可以具有与波纹状压电振动传 感器300A不同的频率响应。最后，第三波纹状压电振动传感器300C 包括与波纹状压电膜308的底表面耦合的块惯性质量306以及与波纹 状压电膜308的顶表面和底表面耦合的薄膜惯性质量318。波纹状压 电振动传感器300A由于相对较大的块惯性质量306与薄膜惯性质量 318组合，将具有最大的振动响应幅度。

图7是根据一个实施例的经封装的组合式MEMS结构500的简 化截面图，经封装的组合式MEMS结构500包括组合式MEMS结构 400，组合式MEMS结构400包括波纹状压电麦克风200和波纹状压 电振动传感器300。在图5的简化截面图中，为清楚起见，实际上未 示出波纹状压电膜208和308中的波纹。

在一个实施例中，在相关部分中，波纹状压电麦克风200和波纹 状压电振动传感器300共享所共享的保持件或机械固定装置524，以 形成组合式MEMS结构400。尽管在图7中示出了各自固定到共享的 保持件524的单独波纹状膜208和308，但是在一个实施例中，单个 组合式波纹状膜可以包括波纹状膜208和308，作为延伸穿过共享的 保持件524的单个组合式波纹状膜的一部分。虽然振动传感器300被 示出为具有薄膜惯性质量，但是可以使用块惯性质量或两种惯性质量 的组合。尽管在图7中仅组合了一个波纹状压电麦克风200和一个波 纹状压电振动传感器300，但是麦克风和振动传感器的其他配置也是 可能的。例如，在一个实施例中，一个波纹状压电麦克风200可以与 多个波纹状压电振动传感器组合。

图7因此示出了包括衬底506的经封装的组合式MEMS结构500， 衬底506具有声音端口508。在实施例中，衬底506可以包括电介质、 塑料、玻璃纤维或任何其他合适的材料。经封装的组合式MEMS结 构还包括附接至衬底506的外壳502，外壳502包围内部体积，内部体积包括组合式MEMS结构400、ASIC 528以及组合式MEMS结构 400与ASIC 528之间的内部布线。外壳502可以包括金属或层状金属 结构，或者具有绝缘层或电介质层和金属层的结构。在实施例中也可 以使用任何其他合适的材料。在一个实施例中，如果振动传感器的灵敏度太高而导致由通过声音端口508进入并穿过麦克风200的音频信 号引起的串扰，则可以使用晶片键合盖504或其他类型的盖。波纹状 压电振动传感器300的波纹状膜包括至少一个通风孔510。在一个实 施例中，通过在振动传感器中引入通风孔，用于压力响应的低频滚降 可以被上移至个位数kHz范围，使得低于该滚降频率的不希望的音频 灵敏度可以根据需要而在没有盖504的情况下被抑制。在实施例中， 通风孔和盖可以被一起使用。

在一个实施例中，经封装的组合式MEMS结构500还包括ASIC 528，ASIC 528可以是差分输入和差分输出ASIC。在实施例中，可以 使用其他自定义的或通常可用的放大器集成电路。ASIC 528包括与波 纹状压电麦克风200的输出耦合的第一输入Sens1 512以及第二输入 Sens2 514。在一个实施例中，输入512和514可以包括差分输入对的 单端输入。在一个实施例中，ASIC 528包括第一正输出OutP 516， 第一正输出OutP 516被耦合到延伸穿过衬底506的麦克风信号焊盘 520。在一个实施例中，麦克风信号焊盘520提供模拟麦克风输出信 号。在一个实施例中，ASIC 528包括第二负输出OutN 518，第二负 输出OutN 518被耦合到延伸穿过506的振动传感器信号焊盘522。在 一个实施例中，振动传感器信号焊盘522提供模拟振动传感器输出信 号。

虽然在图7中示出了一个实施例的经封装的组合式MEMS结构 500，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，组合式MEMS 结构、ASIC 528、信号焊盘520和522、盖504和外壳502的其他组 合和放置可以被设想。例如，ASIC 528可以包括一个或多个集成电路。外壳502可以被制成包围其他组件，或者仅包围图7所示的某些组件。 根据需要，可以使用附加的信号焊盘。

图8是根据另一实施例的包括波纹状压电麦克风200和波纹状压 电振动传感器300的经封装的组合式MEMS结构600的简化截面图。 在图8的简化截面图中，为清楚起见，实际上未示出组合式MEMS 结构400中的波纹。

基本上相对于图7所示的经封装的组合式MEMS结构而言，经 封装的组合式MEMS结构600包括外壳602、ASIC 604、衬底606、 声音端口608和通风孔610。ASIC 604包括与波纹状压电麦克风200 的输出耦合的麦克风信号输入612以及与波纹状压电振动传感器300 的输出耦合的振动传感器信号输入614。波纹状压电麦克风200和波 纹状压电振动传感器如前所述使用共享的保持件624而被合并在一 起。ASIC 604包括与组合式MEMS输出焊盘618耦合的单个输出信 号616。在一个实施例中，组合式MEMS输出焊盘618提供将输入 612和614上的放大信号组合的多路输出信号。在一个实施例中，组 合式MEMS结构400不包括如前所述的盖，但是使用ASIC 604的底 表面代替盖。换言之，ASIC 604提供放大功能和屏蔽功能，以帮助将 波纹状压电振动传感器300与借助声音端口608和压电麦克风200输 入的音频信号隔离。在图8中，ASIC 604被示出为安装在波纹状压电 振动传感器300的顶表面上。

图9是根据一个实施例的波纹状压电振动传感器的平面图700A 和截面图700B，波纹状压电振动传感器被配置为用于确定三维加速 度方向的加速度计700。尽管加速度计700在图9中被示出为独立组 件，但是根据需要，加速度计700可以与波纹状压电麦克风200组合 为组合式MEMS器件，这将在下文进一步详细说明。

在各种应用中，可能需要独立于振动传感器器件的取向来拾取振动。 波纹状膜，具体是与根据实施例的长块硅惯性质量组合的波纹状膜，不 仅对垂直于其表面(Z轴)的加速度产生反应，而且由于作用在质量上 的扭矩，它还将感测面内加速度(X轴和Y轴)。如果如平面图700A 和截面图700B所示针对加速度计700选择了多区段电极设计，则这些 加速度甚至可以被分解。在加速度计700的示例中，四个膜区段被使用 并且在下文进行描述。虽然其他数量的膜区段可以被使用，但是以下列 出的对应的加速度等式可能必须被更新为反映针对特定设计选择的膜区 段数量。

加速度计700包括保持件710，在一个实施例中，保持件710包 括与单个圆形波纹状膜712耦合的单个保持件。在其他实施例中，多 个单独的保持件可以被用来支撑波纹状膜712。在一个实施例中，波 纹状膜712具有四个区段，用于生成四个对应信号：信号1(s1)、信号2、信号3(s3)和信号4(s4)。每个膜区段包括一个或多个高 电极702和一个或多个低电极704。根据一个实施例，波纹状膜712 的中央部分包括多个通风孔706，多个通风孔706可以被用于调谐加 速度计700的频率响应。波纹状膜712被耦合到包括块硅部分的惯性 质量708。惯性质量越长，对于给定加速度，在加速度计中将生成越 多的扭矩713。对于薄膜层质量，针对给定加速度的输出信号可能会 小得多。图9在X轴上限定了加速度方向714，其中Y轴方向与图9 的平面中的X轴方向正交，并且其中Z轴方向与从图9平面延伸出 的X轴方向正交。

通过评估四个信号(信号1、信号2、信号3和信号4)的和以及 差，可以计算X、Y和Z方向的加速度。

X轴方向上的加速度由以下等式来确定。

信号1＝信号3

信号2＝信号4

信号1≈-信号2

Y轴方向上的加速度由以下等式来确定。

信号1＝信号2

信号3＝信号4

信号1≈-信号3

Z轴方向上的加速度由以下等式来确定。

信号1＝信号2＝信号3＝信号4

加速度信号比例alpha(α)和beta(β)是对加速度条件s1到s4 (来自四个波纹状膜区段的信号)的设计特定灵敏度，由以下等式来 描述。

a_x∝α(s1+s3–s2–s4)

a_y∝α(s1+s2–s3–s4)

a_z∝β(s1+s3+s2+s4)

根据需要，如果单个保持件710被使用，通过将保持件710的边 缘中的一个与波纹状压电麦克风200的保持件中的一个组合，加速度 计700可以与波纹状压电麦克风200组合为组合式MEMS器件。如 果多个保持件710被使用，通过将多个保持件710中的一个与波纹状压电麦克风200的保持件中的一个组合，加速度计700可以与波纹状 压电麦克风200组合为组合式MEMS器件。

图10是根据一个实施例的与具有单独谐振频率的多个波纹状压 电振动传感器组合的波纹状压电麦克风的简化截面图。在图10的简 化截面图中，为清楚起见，实际上未示出组合式MEMS结构800中 的波纹。

在一个实施例中，具有不同谐振频率的多个波纹状压电振动传感 器器件可以与波纹状压电麦克风组合。虽然单独器件可以被使用，但 是麦克风和振动传感器均可以使用共享的保持件而被耦合在一起，以 形成组合式MEMS器件。在实施例中，单独波纹状膜可以被使用， 或者延伸到所有器件的单个波纹状膜可以被使用。为了实现不同的谐 振频率，可以使用不同重量的惯性质量，或者通过成型侧向波纹状膜 和重量尺寸或者两者来实现。

图10示出了组合式MEMS结构800，组合式MEMS结构800包 括波纹状压电麦克风802以及多个调谐的波纹状压电振动传感器，多 个调谐的波纹状压电振动传感器包括波纹状压电振动传感器804A、 波纹状压电振动传感器804B和波纹状压电振动传感器804C。虽然三个振动传感器被示出，但是在实施例中可以使用任何数量。虽然波纹 状麦克风802和对应的压电振动传感器被示出为单独的MEMS器件， 但是这些器件中的两个或更多个可以使用经合并的保持件824而被合 并，经合并的保持件824可以被制成单个保持件，诸如图7中所示的 共享的保持件524或者图8中所示的共享的保持件624。图10还示出 了音频频谱，音频频谱从较高频音频信号延伸到较低频振动信号，较 高频音频信号来自组合式MEMS结构800到外部压力信号的压力耦 合，较低频振动信号来自组合式MEMS结构到外部环境的结构耦合。 图10还示出了组合式MEMS结构800中的每个器件的频率响应，频 率响应包括波纹状压电麦克风802的频率响应806、波纹状振动传感 器804A的频率响应808A、波纹状振动传感器804B的频率响应808B 以及波纹状振动传感器804C的频率响应808C。ASIC 814被用来放 大与组合式MEMS结构800相关联的信号。ASIC 814的选择器电路 816包括与波纹状压电麦克风802耦合的波纹状压电麦克风输入810、 与波纹状压电振动传感器804A耦合的波纹状振动传感器输入812A、 与波纹状压电振动传感器804B耦合的波纹状振动传感器输入812B 以及与波纹状压电振动传感器804C耦合的波纹状振动传感器输入 812C。在一个实施例中，混频器电路818可以被用于在混频器输出 822处将选择器输出组合。选择器电路816还包括选择器输入820， 用于控制选择器电路816的信道选择。

总而言之，已示出并描述了在封装中与使用相同波纹状压电技术 的一个或多个基于波纹状压电膜的振动传感器组合的波纹状压电膜 麦克风的实施例，波纹状压电膜麦克风的实施例适用于包括耳机或头 戴式耳机应用的各种应用。

此处总结了本发明的示例实施例。根据本文提交的整个说明书和 权利要求书，也可以理解其他实施例。

示例1.根据一个实施例，组合式MEMS结构包括：第一压电膜， 包括一个或多个第一电极，第一压电膜被固定在第一保持件与第二保 持件之间；以及第二压电膜，包括惯性质量和一个或多个第二电极， 第二压电膜被固定在第二保持件与第三保持件之间。

示例2.根据示例1所述的组合式MEMS结构，其中第一压电膜 被配置为在一个或多个第一电极处提供麦克风信号输出，并且其中第 二压电膜被配置为在一个或多个第二电极处提供惯性传感器信号输 出。

示例3.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其中 第一压电膜和第二压电膜包括单个膜。

示例4.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其中 第一压电膜和第二压电膜中的至少一个包括波纹状膜。

示例5.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其中 惯性质量包括块质量。

示例6.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其中 惯性质量包括薄膜质量。

示例7.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其中 惯性质量包括块质量和薄膜质量。

示例8.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，还包 括多个附加压电膜，多个附加压电膜被配置为提供附加惯性传感器信 号输出。

示例9.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其中 多个附加压电膜包括各自具有不同谐振频率的单独调谐的膜。

示例10.根据前述示例中任一项所述的组合式MEMS结构，其 中多个附加压电膜中的至少一个包括波纹状膜。

示例11.根据一个实施例，经封装的MEMS结构包括：衬底， 包括声音端口和接触焊盘；第一压电膜，包括一个或多个第一电极， 第一压电膜被固定在第一保持件与第二保持件之间；第二压电膜，包 括惯性质量和一个或多个第二电极，第二压电膜被固定在第二保持件 与第三保持件之间，其中第一保持件、第二保持件和第三保持件被紧 固到衬底；放大器，具有与一个或多个第一电极以及一个或多个第二 电极耦合的第一输入和第二输入，以及与接触焊盘耦合的输出；以及 外壳，被紧固到衬底，外壳包围第一压电膜、第二压电膜和放大器。

示例12.根据示例11所述的经封装的MEMS结构，其中第一压 电膜被配置为在一个或多个第一电极处提供麦克风信号输出，并且其 中第二压电膜被配置为在一个或多个第二电极处提供惯性传感器信 号输出。

示例13.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中第一压电膜和第二压电膜包括单个压电膜。

示例14.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中第一压电膜和第二压电膜中的至少一个包括波纹状膜。

示例15.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 还包括在第二压电膜之上的盖，盖被紧固至第二保持件和第三保持 件。

示例16.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中放大器被配置为在第二压电膜之上，所述放大器被固定至第二保 持件和第三保持件。

示例17.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中放大器包括差分输入。

示例18.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中放大器包括与接触焊盘和附加接触焊盘耦合的差分输出。

示例19.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中惯性质量包括块质量。

示例20.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中惯性质量包括薄膜质量。

示例21.根据前述示例中任一项所述的经封装的MEMS结构， 其中惯性质量包括块质量和薄膜质量。

示例22.根据一个实施例，MEMS加速度计包括：压电膜，包括 至少一个电极和惯性质量，压电膜被固定到保持件；以及电路，被配 置用于评估与至少一个电极相关联的信号的和以及差来确定三维加 速度方向。

示例23.根据示例22所述的MEMS加速度计，其中压电膜包括 圆形膜。

示例24.根据前述示例中任一项所述的MEMS加速度计，其中 压电膜包括波纹状膜。

示例25.根据前述示例中任一项所述的MEMS加速度计，其中 至少一个电极包括分段电极。

示例26.根据前述示例中任一项所述的MEMS加速度计，其中 分段电极包括四个分段区域。

示例27.根据前述示例中任一项所述的MEMS加速度计，其中 分段电极包括多个高电极区段和多个低电极区段。

示例28.根据前述示例中任一项所述的MEMS加速度计，其中 压电膜包括多个通风孔。

虽然已参考例示性实施例描述了本发明，但是该描述并非旨在以 限制性的意义来解释。通过参考说明书，例示性实施例以及本发明的 其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员将是显而易见的。 因此，意图是所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。