The invention discloses a MEMS ultrasonic probe, which comprises a silicon substrate (1), the silicon substrate (1) on the surface of the oxide layer (2), the oxide layer (2) on the surface is provided with a plurality of cavities (3), a plurality of cavities (3) in rows and columns. The oxide layer (2) on the surface of the bonding vibrating film (4), the vibration film (4) on the surface of the isolation layer is arranged on the isolation layer (5), (5) the edges and its interior is equipped with a groove sink (6), the isolation groove (6) through the isolation layer (5) and vibration (4), the film opened in the bottom oxide layer (2); the isolation layer (5) on the upper surface of each cavity (3) is the center position is provided with an upper electrode (7). The ultrasonic probe has the advantages of novel structure, small size, wide frequency band, high sensitivity, low noise and good stability.
【技术实现步骤摘要】
微机电超声探头及电路
本专利技术涉及MEMS传感器领域,具体是微机电超声传感器,特别是一种新型微机电超声探头结构及电路。
技术介绍
超声成像技术在医学诊断、医学治疗、无损检测、超声显微镜和海洋地貌探测等多个领域内得到了广泛的应用。超声换能器能够发射超声波和检测超声波,实现声-电转换和电-声转换,是超声成像诊断设备的核心部件。超声换能器的发展对提高医学超声诊断技术和设备的发展起着决定性作用。随超声换能器应用领域的扩大,超声探头中传统压电式超声换能器的不足之处也逐渐暴露出来了。其中最主要问题的是压电材料与工作介质如空气、水和人体组织等之间的声阻抗失配。除此以外,传统压电换能器无法集成制造,因此线性阵列的制作工艺难度大。近20年来,MEMS微加工技术得到了长足的发展,利用此技术设计的一种新型微机电超声换能器,既兼有电容换能器的宽频带和高机电转换效率的优势,也充分利用了MEMS微加工技术易于制作微型器件、适合制造阵列、批量化生产和硅材料与介质阻抗匹配好的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题,而提供了一种新型微机电超声探头结构及电路,使此种超声探头成功应用于医学成像中。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种微机电超声探头,包括硅衬底,所述硅衬底的上表面为氧化层,所述氧化层的上表面开设有若干空腔,所述氧化层的上表面键合振动薄膜,所述振动薄膜的上表面设隔离层,围绕隔离层的四周边缘处及其内部开设有下沉的隔离槽,所述隔离槽贯穿隔离层和振动薄膜后,其槽底开设于氧化层上;所述隔离层的上表面上正对每个空腔的中心位置处设有上电极。所述氧化层上的若干 ...
【技术保护点】
一种微机电超声探头,其特征在于:包括硅衬底(1),所述硅衬底(1)的上表面为氧化层(2),所述氧化层(2)的上表面开设有若干空腔(3),所述氧化层(2)的上表面键合振动薄膜(4),所述振动薄膜(4)的上表面设隔离层(5),围绕隔离层(5)的四周边缘处及其内部开设有下沉的隔离槽(6),所述隔离槽(6)贯穿隔离层(5)和振动薄膜(4)后,其槽底开设于氧化层(2)上;所述隔离层(5)的上表面上正对每个空腔(3)的中心位置处设有上电极(7);所述氧化层(2)上的若干空腔(3)位于同一隔离区域内后形成一个阵元;所述隔离层(5)的上表面位于一个阵元内的边缘处位置设有一个焊盘(8),一个阵元内每排的两个相邻上电极(7)之间以及每列的两个相邻上电极(7)之间通过金属引线(9)连接,所述焊盘(8)与离其最近的一个上电极(7)之间通过金属引线(9)连接;N个阵元排成一排就形成了N阵元线阵超声探头。
【技术特征摘要】
1.一种微机电超声探头,其特征在于:包括硅衬底(1),所述硅衬底(1)的上表面为氧化层(2),所述氧化层(2)的上表面开设有若干空腔(3),所述氧化层(2)的上表面键合振动薄膜(4),所述振动薄膜(4)的上表面设隔离层(5),围绕隔离层(5)的四周边缘处及其内部开设有下沉的隔离槽(6),所述隔离槽(6)贯穿隔离层(5)和振动薄膜(4)后,其槽底开设于氧化层(2)上;所述隔离层(5)的上表面上正对每个空腔(3)的中心位置处设有上电极(7);所述氧化层(2)上的若干空腔(3)位于同一隔离区域内后形成一个阵元;所述隔离层(5)的上表面位于一个阵元内的边缘处位置设有一个焊盘(8),一个阵元内每排的两个相邻上电极(7)之间以及每列的两个相邻上电极(7)之间通过金属引线(9)连接,所述焊盘(8)与离其最近的一个上电极(7)之间通过金属引线(9)连接;N个阵元排成一排就形成了N阵元线阵超声探头。2.根据权利要求1所述的微机电超声探头,其特征在于:N取值为64~1024。3.根据权利要求1或2所述的微机电超声探头,其特征在于:所述空腔(3)形状为正六边形或者圆形。4.一种微机电超声探头的电路,其特征在于:包括发射电路、开关电路和信号调理电路;所述发射电路由高压脉冲放大电路和直流偏置电压共同构成,同时作用于超声探头使其发射超声波;信号调理电路包括跨阻放大检测电路、滤波电路、低噪放大电路;...
【专利技术属性】
技术研发人员:何常德,张国军,张斌珍,薛晨阳,张文栋,赵蕾,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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