The invention provides a piezoelectric ultrasonic transducer and preparation method thereof, piezoelectric ultrasonic transducer comprises a base and a composite diaphragm fixed on the substrate, a composite diaphragm includes stacked passive structure layer and a layer of piezoelectric material, piezoelectric material layer is arranged on the first electrode and the second electrode substrate includes a fixed composite vibration the film on the surface and the lower surface of the opposite substrate, including recessed from the upper surface to the lower surface of the direction of the composite diaphragm and the upper surface is attached to the plane including a flat face and to groove extending inside curved face, composite diaphragm cover and seal groove. The piezoelectric ultrasonic transducer can improve the output of sound pressure and realize the self focusing of the beam, and has good performance.
【技术实现步骤摘要】
压电超声换能器及其制备方法
本专利技术涉及超声传感器领域,尤其涉及一种压电超声换能器及其制备方法。
技术介绍
超声传感器在社会生产生活中具有广泛的应用,包括超声加工、超声定位、超声探测、超声成像等各方面。作为电能和机械能相互转换的器件,超声换能器是超声传感器的重要组成部件。传统的超声换能器通常基于机械加工制成,因而具有体积较大,加工精度较低,加工成本较高,难以形成阵列结构等缺点。基于MEMS(MicroelectromechanicalSystems,微机电系统)技术的超声换能器因采用微电子工艺加工而成,直径尺寸可降低到微米级别,谐振频率可达到几百兆赫兹,较高的谐振频率大幅增加了成像和探测的精度。另外,由MEMS工艺加工成的超声换能器单元可组成大规模阵列,单元一致性较好,便于运用相位控制技术实现超声波束的聚焦、离散、定向扫描等功能,大大增强了超声技术应用的灵活性。目前的MEMS超声换能器主要有电容式和压电式两种,其中MEMS电容式超声换能器由上下两个电极板构成,通过极板之间的静电力驱动,具有机电耦合系数较大、谐振频率较高的优点,但是也存在驱动电压较高、受寄生电容影响较大、电学输出阻抗较大难以匹配、接收效率和发射效率难以兼顾等缺点;与电容式超声换能器相比,压电式超声换能器由压电层、振动层及上下金属电极构成,具有驱动电压低、输出阻抗低、发射接收效率兼顾等优点,但是由于换能器工作时先依靠压电层产生横向应变,再经过振动层的协助转换成垂直于衬底方向的纵向形变,整个过程的机电耦合系数较低,电能和机械能的转换效率较低,限制了超声传感器的声压输出。另一方面,生物高分辨率成 ...
【技术保护点】
一种压电超声换能器,包括基底以及固定在所述基底上的复合振膜,所述复合振膜包括层叠设置的被动结构层、与所述被动结构层相连的压电材料层,所述压电材料层包括靠近所述被动结构层的第一表面及远离所述被动结构层的第二表面,所述压电超声换能器还包括设置于所述第一表面的第一电极及设置于所述第二表面的第二电极,所述基底包括靠近所述复合振膜的上表面和与之相对的下表面,其特征在于,所述基底包括自上表面向下表面方向凹陷的凹槽,所述复合振膜包括与所述上表面相贴设的平面部和自所述平面部向所述凹槽内部凹陷的曲面部,所述复合振膜覆盖并密封所述凹槽。
【技术特征摘要】
1.一种压电超声换能器,包括基底以及固定在所述基底上的复合振膜,所述复合振膜包括层叠设置的被动结构层、与所述被动结构层相连的压电材料层,所述压电材料层包括靠近所述被动结构层的第一表面及远离所述被动结构层的第二表面,所述压电超声换能器还包括设置于所述第一表面的第一电极及设置于所述第二表面的第二电极,所述基底包括靠近所述复合振膜的上表面和与之相对的下表面,其特征在于,所述基底包括自上表面向下表面方向凹陷的凹槽,所述复合振膜包括与所述上表面相贴设的平面部和自所述平面部向所述凹槽内部凹陷的曲面部,所述复合振膜覆盖并密封所述凹槽。2.根据权利要求1所述的压电超声换能器,其特征在于,所述曲面部位于所述平面部的中央。3.根据权利要求1所述的压电超声换能器,其特征在于,所述第一电极、所述第二电极均为贴设在所述压电材料层上的金属膜。4.根据权利要求1所述的压电超声换能器,其特征在于,所述被动结构层为玻璃膜层。5.根据权利要求1所述的压电超声换能器,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱雁青,兰晓东,童贝,李杨,
申请(专利权)人:瑞声科技新加坡有限公司,
类型:发明
国别省市:新加坡,SG
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