Estudio y diseño de micrófonos en tecnología de sistemas microelectromecánicos para aplicaciones en frecuencias audibles

Abstract

En este trabajo se presenta el estudio y diseño de micrófonos en tecnología de sistemas microelectromecánicos, MEMS, que trabajen en el rango de las frecuencias audibles, el objetivo del trabajo además de obtener diseños novedosos, es fortalecer las bases de sistemas microelectromecánicos en el laboratorio de sistemas embebidos facilitando el desarrollo de trabajos futuros sobre la misma área. Se presenta un estudio de micrófonos en tecnología MEMS abarcando proceso de fabricación, tipos de materiales y geometrías usadas, lo cual permite mostrar lo que se ha realizado en esta área y lo que es posible aportar para corregir o mejorar las características que presentan los dispositivos que ya se han desarrollado. En este trabajo se realizan algunos diseños de micrófonos haciendo cambios a la geometría de los diafragmas, se proponen estructuras de micrófono en los cuales los diafragmas están soportados por resortes, de tal forma que la deflexión de la placa central del diafragma sea plana y no en forma parabólica como lo presentan las versiones anteriores. Además de los diseños de las estructuras soportadas por resortes se incorporan una serie de enfoques matemáticos para calcular la deflexión de los diafragmas, se incluyen también una serie de simulaciones realizadas en ANSYS Workbench para la deflexión y estrés, de tal forma que con las simulaciones y los enfoques matemáticos se obtienen datos característicos del comportamiento de las estructuras diseñadas para los propósitos que sean necesarios.