一种换能器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种换能器及其制备方法和应用，所述换能器包括：第一组件、第二组件以及用于连接第一组件和第二组件的第三组件；所述第一组件包括上级板层和第一引线层；所述第二组件包括下级板层和第二引线层；所述第三组件包括绝缘层以及位于绝缘层内部的导电层、派瑞林层和空心层；所述上极板层、第一引线层和第二引线层均悬设在下极板层的上方；所述上极板层和第一引线层通过第三组件中的导电层相连；所述下极板层和第二引线层通过第三组件中的导电层相连；换能器在具有较好超声强度以及超声频率的前提下，能够大大降低器件面积，便于换能器阵列化。

A transducer and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种换能器及其制备方法和应用
本专利技术属于微机电
，涉及一种换能器及其制备方法和应用，尤其涉及一种基于非衍射声场的同心圆环电容式微机械超声换能器及其制备方法和应用。
技术介绍
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，它具有频率高、波长短、绕射现象小、方向性好能够成为射线而定向传播等特点。超声波，能够传递信息，易于获得较集中的声能。超声波对液体、固体的穿透能力强，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。因此超声波检测广泛应用在工业、农业、国防、医学等方面。通常，超声换能器由诸如PZT的压电陶瓷材料或诸如PVDF的压电聚合物形成。目前换能器可以通过半导体工艺来制成。这样的换能器由其中振动膜生成并且接收超声能量的微小的半导体单元形成，并且被称为微机械超声换能器(MUT)。两种这样的换能器类型是：在膜上利用压电材料的那些，被称为压电微机械超声换能器(PMUT)；以及那些利用导电膜与另一电极之间的电容效应的那些，被称为电容式微机械超声换能器(CMUT)。个体换能器元件可以由一致操作的数十个或数百个这样的MUT单元形成。由于这些单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换能器，其特征在于，所述换能器包括：第一组件、第二组件以及用于连接第一组件和第二组件的第三组件；/n所述第一组件包括上级板层和第一引线层；/n所述第二组件包括下级板层和第二引线层；/n所述第三组件包括绝缘层以及位于绝缘层内部的导电层、派瑞林层和空心层；/n所述上极板层、第一引线层和第二引线层均悬设在下极板层的上方；/n所述上极板层和第一引线层通过第三组件中的导电层相连；/n所述下极板层和第二引线层通过第三组件中的导电层相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种换能器，其特征在于，所述换能器包括：第一组件、第二组件以及用于连接第一组件和第二组件的第三组件；
所述第一组件包括上级板层和第一引线层；
所述第二组件包括下级板层和第二引线层；
所述第三组件包括绝缘层以及位于绝缘层内部的导电层、派瑞林层和空心层；
所述上极板层、第一引线层和第二引线层均悬设在下极板层的上方；
所述上极板层和第一引线层通过第三组件中的导电层相连；
所述下极板层和第二引线层通过第三组件中的导电层相连。


2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述上极板层包括第一金属层、环设在第一金属层外周缘的第二金属层以及环设在第二金属层外周缘的第三金属层；
优选地，所述第一金属层为实心圆柱体，所述圆柱体的底面半径为0-100μm，优选5μm，侧面高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第二金属层为空心圆柱体，所述空心圆柱体的底面外圆半径为4-400μm，优选15μm，底面内圆半径为2-200μm，优选7μm，侧面高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第三金属层为空心圆柱体，所述空心圆柱体的底面外圆半径为8-700μm，优选25μm，底面内圆半径为6-500μm，优选17μm，侧面高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第一引线层设置在第三金属层的外周缘，且与第三金属层间隔设置；
优选地，所述第一引线层的形状为长方体，所述长方体的长度为15-25μm，优选20μm，宽度为0.3-0.7μm，优选0.5μm，高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述上极板层和第一引线层的材质均为铝。


3.根据权利要求1或2所述的换能器，其特征在于，所述下极板层包括金属层以及位于金属层下底面的下绝缘层；
优选地，所述金属层的材质为铝；
优选地，所述下绝缘层的材质为二氧化硅；
优选地，所述金属层的形状为长方体，所述长方体的长度为250-350μm，优选300μm，宽度为250-350μm，优选300μm，高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述下绝缘层的形状为长方体，所述长方体的长度为250-350μm，优选300μm，宽度为250-350μm，优选300μm，高度为1.5-1.8μm，优选1.65μm；
优选地，第二引线层的形状为长方体，所述长方体的长度为15-25μm，优选20μm，宽度为0.3-0.7μm，优选0.5μm，高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第二引线层的材质为铝。


4.根据权利要求1-3任一项所述的换能器，其特征在于，所述绝缘层的材质为二氧化硅；
优选地，所述导电层包括铝层以及与垂直于铝层设置的钨层；
优选地，所述钨层包括从平行间隔设置的第一钨层、第二钨层和第三钨层；
优选地，所述上极板层的电信号依次通过第一钨层、铝层以及第二钨层传导至第一引线层；
优选地，所述下极板层的电信号通过第三钨层传导至第二引线层；
优选地，所述铝层的形状为长方体，所述长方体的长度为2-100μm，优选8μm，宽度为0.3-0.7μm，优选0.5μm，高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第一钨层的形状为长方体，所述长方体的长度为0.1-20μm，优选5μm，宽度为0.3-0.7μm，优选0.5μm，高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第二钨层的形状为长方体，所述长方体的长度为0.1-20μm，优选5μm，宽度为0.3-0.7μm，优选0.5μm，高度为0.5-0.6μm，优选0.55μm；
优选地，所述第三钨层的形状为长方体，所述长方体的长度为0.1-20μm，优选5μm，宽度为0.3-0.7μm，优选0.5μm，高度为2.5-3μm，优选2.75μm；
优选地，所述派瑞林层和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉俊，彭本贤，于峰崎，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44