一种具有耐压结构的压电MEMS水听器制造技术

本发明专利技术属于水听器技术领域，公开了一种具有耐压结构的压电MEMS水听器，以解决目前压电MEMS水听器耐压性差的问题。水听器包括透声壳、基底、SOI层以及感测层；在透声壳与由基底、SOI层以及感测层组成的整体之间形成液体充填区域；感测层包括多个感测单元；SOI层背面对应每个感测单元处分别设置背腔；SOI层背面还设有用于连通液体充填区域以及各个背腔的微流道；背腔内充满空气，在液体充填区域内充填有液体，由微流道、背腔、感测层以及液体充填区域的液体共同组成耐压的静水压力平衡结构。本发明专利技术利于提高压电MEMS水听器的耐压性能，满足在深海环境下应用的耐压需求。深海环境下应用的耐压需求。深海环境下应用的耐压需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有耐压结构的压电MEMS水听器


[0001]本专利技术涉及水听器
，特别涉及一种具有耐压结构的压电MEMS水听器。

技术介绍

[0002]声波是水下信息传输的重要载体，为实现水下远距离探测和信息传输提供了可能。随着对海洋的不断探索和开发，海洋信息的采集工作也变得尤为重要，水声技术已被广泛用于深海探测、海洋环境监测和海洋安全防卫等具有重要前瞻性的海洋战略性技术研究中。水听器是感知水下声音的装置，能够将水下声信号转化为电信号。水听器广泛用于水下噪声监测、水下通信和导航等方面，是声呐系统的核心部件。传统的水听器由于体积大、造价高、难以形成阵列等缺点，在很大程度上限制了其实际应用。微纳加工技术制备的微机电系统（MEMS）水听器在结构和性能上都比传统的水听器有着巨大的提升。基于压电材料的压电效应进行研制的压电MEMS水听器，具有小型化、低功耗、低成本和灵敏度高的特点，并易实现批量化生产。目前，MEMS水听器应用的压电材料主要有PZT、ZnO和AlN等。
[0003]压电MEMS水听器通常采用薄膜作为接收信号的敏感单元。为了减少水听器在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有耐压结构的压电MEMS水听器，包括透声壳以及位于透声壳内侧的基底、SOI层以及感测层，基底、SOI层以及感测层由下向上依次设置；其特征在于，在透声壳与由基底、SOI层以及感测层组成的整体之间形成液体充填区域；所述感测层包括多个呈阵列式排布的感测单元；所述SOI层的背面对应每个所述感测单元的位置分别设置一个背腔；所述SOI层的背面还设有用于连通所述液体充填区域以及各个所述背腔的微流道；其中，在背腔内充满空气，在液体充填区域内充填有液体；在液体表面张力的作用下微流道内形成一段液柱，进而在该微流道内形成气液界面。2.根据权利要求1所述的具有耐压结构的压电MEMS水听器，其特征在于，所述微流道的一端具有与所述液体填充区域连通的进液口。3.根据权利要求2所述的具有耐压结构的压电MEMS水听器，其特征在于，当外部静水压力增加时，液体充填区域的液体经由进液口被挤压进入微流道，补偿背腔内空气的体积变化，感测层两侧的压力实现平衡，感测层恢复至初始平衡位置不变形。4.根据权利要求2所述的具有耐压结构的压电MEMS水听器，其特征在于，所述微流道包括用于实现各相邻背腔之间连通的第一微流道段，以及用于将连通后的所有背腔整体连接至液体充填区域的第二微流道段，第二微流道段采用多圈环绕设置；所述第二微流道段的一端与其中一个背腔相连，第二微流道段的另一端连接至进液口处。5.根据权利要求1所述的具有耐压结构的压电MEMS水听器，其特征在于，所述微流道的长度和截面积的计算过程如下：定义微流道长度为L，微流道截面积为S，则微流道的体积V=L
×
S；当静水压力增加时，微流道内空气体积减小，而空气量不变，故...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华，张颖，张浩，邹晓萌，
申请(专利权)人：青岛国数信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：