换能器制造技术

本发明专利技术提供一种换能器，其包括多个工作结构。工作结构包括第一电极、空腔定义层、第二电极及封止件。空腔定义层设置于第一电极上。空腔定义层具有振荡膜。振荡膜设置于第一电极的上方。振荡膜具有主要部及由主要部向外延伸的多个辅助部。振荡膜的主要部与第一电极之间具有空腔。振荡膜的多个辅助部与第一电极之间具有多个通道。振荡膜的多个辅助部分别具有多个贯孔。第二电极设置于振荡膜的主要部上。多个封止件设置于空腔定义层上和多个贯孔中。多个工作结构的第一工作结构的多个通道包括多个通道组。通道组的多个通道设置于第一工作结构的空腔的相对两侧。位于通道组的通道上的贯孔设置于第一工作结构的空腔与相邻的另一工作结构的空腔之间。

【技术实现步骤摘要】
换能器
本专利技术涉及一种换能器。
技术介绍
超音波换能器包括块材压电陶瓷换能器、电容式微机械超音波换能器及压电式微机械超音波换能器。近几年，许多厂商及研究单位纷纷投入电容式微机械超音波换能器的开发。此技术利用半导体工艺，可使超音波换能器的体积微小化，相较于传统的块材压电材料，更易整合至各种产品上。电容式微机械超音波换能器包括第一电极、位于第一电极上方的振荡膜以及位于振荡膜上的第二电极，其中第一电极与振荡膜之间具有一空腔。第一电极与第二电极之间的电场可使振荡膜在空腔中摆动，由此，便可发出超音波。目前制作空腔其中一种方式是：先在基板上形成牺牲图案层，再形成空腔定义层，以包覆牺牲图案层；之后，利用蚀刻液去除空腔定义层内的牺牲图案层；由此，便可形成多个空腔。然而，当靠近基板边缘的空腔内的牺牲图案层去除干净时，靠近基板中间的空腔内的牺牲图案层却尚未去除干净。为使所有空腔内的牺牲图案层皆去除干净，需增加工艺时间，而不利于量产。另一方面，若不增加工艺时间，残留在空腔内的牺牲图案层会造成空腔的均匀性下降，影响电容式微机械超音波换能器的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性能佳的换能器。本专利技术一实施例的换能器，包括多个工作结构。每一工作结构包括第一电极、空腔定义层、第二电极以及多个封止件。空腔定义层设置于第一电极上。空腔定义层具有振荡膜。振荡膜设置于第一电极的上方。振荡膜具有主要部以及由主要部向外延伸的多个辅助部。振荡膜的主要部与第一电极之间具有空腔。振荡膜的多个辅助部与第一电极之间具有多个通道，且振荡膜的多个辅助部分别具有多个贯孔。第二电极设置于振荡膜的主要部上。多个封止件设置于空腔定义层上和多个贯孔中。多个工作结构包括第一工作结构。第一工作结构的多个通道包括多个通道组。每一通道组的多个通道设置于第一工作结构的空腔的相对两侧。位于每一通道组的每一通道上的贯孔设置于第一工作结构的空腔与相邻的另一工作结构的空腔之间，且第一工作结构的多个通道组是交错设置。本专利技术另一实施例的换能器，包括多个工作结构。每一工作结构包括第一电极、空腔定义层、第二电极以及多个封止件。空腔定义层设置于第一电极上。空腔定义层具有振荡膜。振荡膜设置于第一电极的上方。振荡膜具有主要部以及由主要部向外延伸的多个辅助部。振荡膜的主要部与第一电极之间具有空腔。振荡膜的多个辅助部与第一电极之间具有多个通道，且振荡膜的多个辅助部分别具有多个贯孔。第二电极设置于振荡膜的主要部上。多个封止件设置于空腔定义层上和多个贯孔中。多个工作结构包括第一工作结构。第一工作结构的多个通道包括多个通道组。每一通道组的多个通道设置于第一工作结构的空腔的相对两侧。位于每一通道组的每一通道上的贯孔设置于第一工作结构的空腔与相邻的另一工作结构的空腔之间。附图说明图1为本专利技术一实施例的超音波探头的示意图。图2为本专利技术一实施例的换能器的示意图。图3为本专利技术一实施例的换能器的一个单元的俯视示意图。图4为本专利技术一实施例的一工作结构的放大示意图。图5为本专利技术一实施例的工作结构的剖面示意图。图6为本专利技术一实施例的工作结构的剖面示意图。图7为本专利技术一实施例的工作结构的剖面示意图。图8为本专利技术一实施例的换能器的一个单元100A的俯视示意图。图9为本专利技术一实施例的换能器的一个单元100B的俯视示意图。图10为本专利技术一实施例的换能器的一个单元100C的俯视示意图。图11为本专利技术一实施例的换能器的一个单元100D的俯视示意图。图12为本专利技术一实施例的换能器的一个单元100E的俯视示意图。附图标记如下：1:超音波探头10:换能器100、100A、100B、100C、100D、100E:单元110:基板120:第一电极130:空腔定义层130h:贯孔131:振荡膜131a:主要部131b:辅助部132:支撑部132a、132b:侧壁140:封止件150:第二电极151:第一部152:第二部A-A’:剖线B-B’:剖线C-C’:剖线D1、D2:厚度G1、G2、G3:通道组K:拟直线P1、P2:间距r:直径U:工作结构U1:第一工作结构V1:空腔V2、V2-1、V2-2、V2-3:通道W11、W12、W2、W3、L1、L2:宽度x、y、d1、d2:方向θ:夹角具体实施方式现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”可以是二元件间存在其它元件。本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本专利技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。图1为本专利技术一实施例的超音波探头1的示意图。图2为本专利技术一实施例的换能器10的示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，换能器10可包括多个单元100。每一单元100能接收第一电信号并根据第一电信号朝外界发射声波。每一单元100能接收来自于外界的声波并根据外界声波转换出第二电信号。举例而言，在本实施例中，换能器10可应用于医疗用的超音波探头1中，但本专利技术不以此为限。图3为本专利技术一实施例的换能器10的一个单元100的俯视示意图。请参照图2及图3，在本实施例中，换能器10的每一单元100包括多个工作结构U。同一单元100的多个工作结构U的多个第一电极120是彼此电性连接，且同一单元100的多个工作结构U的第二电极150是彼此电性连接。也就是说，同一单元100的多个工作结构U是用以同时发射/接收声波。请参照图3，单元100的多个工作结构U设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换能器，包括：/n多个工作结构，其中每一该工作结构包括：/n一第一电极；/n一空腔定义层，设置于该第一电极上，其中该空腔定义层具有一振荡膜，该振荡膜设置于该第一电极的上方，该振荡膜具有一主要部以及由该主要部向外延伸的多个辅助部，该振荡膜的该主要部与该第一电极之间具有一空腔，该振荡膜的多个所述辅助部与该第一电极之间具有多个通道，且该振荡膜的多个所述辅助部分别具有多个贯孔；/n一第二电极，设置于该振荡膜的该主要部上；以及/n多个封止件，设置于该空腔定义层上和多个所述贯孔中；/n其中，多个所述工作结构包括一第一工作结构，该第一工作结构的多个所述通道包括多个通道组，每一该通道组的多个通道设置于该第一工作结构的该空腔的相对两侧，位于每一该通道组的每一该通道上的一该贯孔设置于该第一工作结构的该空腔与相邻的另一该工作结构的该空腔之间，且该第一工作结构的多个所述通道组是交错设置。/n

【技术特征摘要】
20200310 TW 1091078321.一种换能器，包括：
多个工作结构，其中每一该工作结构包括：
一第一电极；
一空腔定义层，设置于该第一电极上，其中该空腔定义层具有一振荡膜，该振荡膜设置于该第一电极的上方，该振荡膜具有一主要部以及由该主要部向外延伸的多个辅助部，该振荡膜的该主要部与该第一电极之间具有一空腔，该振荡膜的多个所述辅助部与该第一电极之间具有多个通道，且该振荡膜的多个所述辅助部分别具有多个贯孔；
一第二电极，设置于该振荡膜的该主要部上；以及
多个封止件，设置于该空腔定义层上和多个所述贯孔中；
其中，多个所述工作结构包括一第一工作结构，该第一工作结构的多个所述通道包括多个通道组，每一该通道组的多个通道设置于该第一工作结构的该空腔的相对两侧，位于每一该通道组的每一该通道上的一该贯孔设置于该第一工作结构的该空腔与相邻的另一该工作结构的该空腔之间，且该第一工作结构的多个所述通道组是交错设置。


2.如权利要求1所述的换能器，其中每一该工作结构的该第二电极具有一第一部和一第二部，该第二电极的该第一部设置于该振荡膜的该主要部上，该第二电极的该第二部设置于该空腔外，且该第二电极的该第二部的在一方向上的一宽度小于该第二电极的该第一部在该方向上的一宽度。


3.如权利要求2所述的换能器，其中一拟直线通过该第一工作结构的一该通道组的多个所述通道上的多个所述贯孔，该第一工作结构的该第二电极的该第二部的一延伸方向与该拟直线具有一夹角θ，且10°≤θ≤80°。


4.如权利要求2所述的换能器，其中该第二电极的该第一部的该宽度为L1，该第二电极的该第二部的该宽度为L2，且0.01≤(L2/L1)≤1。


5.如权利要求1所述的换能器，其中多个所述工作结构设置于一基板上，该第一工作结构的一该贯孔于该基板上的一垂直投影位于该第一工作结构的一该通道于该基板上的一垂直投影以内。


6.如权利要求1所述的换能器，其中该每一该通道的一宽度落在3μm至8μm的范围。


7.如权利要求1所述的换能器，其中该第一工作结构的至少一该通道与相邻的另一该工作结构的至少一该通道直接地连接。


8.如权利要求1所述的换能器，其中该第一工作结构的至少一该通道与相邻的另一该工作结构的至少一该通道彼此分离。


9.如权利要求1所述的换能器，其中该第一工作结构的一该通道与相邻的另一该工作结构的一该通道直接地连接，且该第一工作结构的另一该通道与相邻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱品翔，黄泰翔，邱炜茹，陈政翰，李文渊，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71