[發明專利]微加工超聲換能器

無效

• 申請號: 200910052196.8
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101898743A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 漆斌;莊雪鋒
• 申請（專利權）人: 漆斌;莊雪鋒
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C3/00;B81C1/00;B81B7/04
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

1.一種微加工超聲換能器，包括第一支撐層、第一支撐層上設置第一電極，第二支撐層、第二支撐層上設置第二電極，其特征在于：所述第二支撐層為基片，基片上設有開口結構，分上部分和下部分，第二電極設在上部分上；所述的第一支撐層為表面薄板，在第一支撐層與第二支撐層之間通過一垂直有彈性的連接器連接且形成有間隙。

2.根據權利要求1所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述的基片為連續的整片結構，表面薄板位于基片的上方通過多個垂直有彈性的連接器支撐并與基片連接，表面薄板與基片間形成有間隙。

3.根據權利要求1或2所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述的垂直有彈性的連接器包括彈簧層和一垂直的彈簧連接器，在第二支撐層下部分設有彈簧層，彈簧層連接不同位置處的多個支撐結構；多個彈簧連接器通過第二支撐層上的開口結構將第一支撐層和彈簧層連接，其中，所述的開口結構在邊緣凹進去并在第二個支撐層下形成的空隙，彈簧層連接在支撐結構的側面形成一個在空隙里的懸臂(梁)。

4.根據權利要求3所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述的第一電極為在表面薄板上的導電層；或者表面薄板為導電材料層；所述的第二電極為在基片的上部分設置一導電層，或者基片的上部分為導電材料層。

5.根據權利要求4所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述空隙的下表面上至少設有一限制表面薄板最大垂直位移的限位凸臺。

6.根據權利要求1或2所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述的垂直有彈性的連接器為垂直形或者彎曲形，分別連接表面薄板和基片的下部分，所述基片上部分有從表面到下部分的開口結構，其中，在開口結構中有垂直有彈性的連接器連接表面薄板和基片下部分。

7.根據權利要求6所述的微加工超聲換能器，其特征在于：在所述連接器底部和基片下部分設有具絕緣效果的彈簧支撐結構和/或在所述連接器頂部和表面薄板之間設有具絕緣效果的結構。

8.根據權利要求6所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述的基片為一連續結構，在其上開設數個朝上的開口，開口至基片下部分的上表面，每個開口底部用于連接垂直有彈性的連接器。

9.根據權利要求1或2所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述垂直有彈性的連接器包括一個第一垂直電極，為第一電極的延伸部，基片上部分有一個側壁包括第二個垂直電極，為第二電極的延伸部，第一垂直電極和第二垂直電極之間有空歇形成一個垂直的電容器。

10.根據權利要求1至9之一所述的微加工超聲換能器，其特征在于：所述的垂直有彈性的連接器與表面薄板之間設有一絕緣層；或者將表面薄板的下表面制作成絕緣材料層。

11.一種針對權利要求2至10之一所述的微加工超聲換能器的制作方法，采用晶片鍵和工藝按下述步驟制作：

步驟一、在基片上制作凹槽，形成支撐柱和需要的限位凸臺；

步驟二、將一SOI晶片鍵和在基片上，然后去掉SOI晶片的支撐部分和絕緣層而形成彈簧層，并使彈簧層呈設計要求的樣式，或者普通晶片鍵和到基片上，然后，把晶片成型為設計要求的樣式的彈簧層；

步驟三、將一晶片鍵和到彈簧層上并把晶片按設計厚度作為基片的上部分，并在基板上部分的上表面制作一層導電材料作為第二電極；

步驟四、在晶片上形成一連接表面薄板的絕緣層，并將晶片層刻蝕成作為有縫隙的基片的上部分以及在縫隙里的彈簧連接器；

步驟五、一晶片被鍵和在彈簧連接器上，然后按設計要求的厚度制作成表面薄板；

步驟六、表面薄板上形成一層金屬作為第一電極，或者，表面薄板為一導電材料層作為第一電極，制成換能器或換能器陣元，其中，在制成換能器或換能器陣元之間形成溝槽，使換能器或換能器陣元能夠相互獨立地工作。

12.根據權利要求11所述的微加工超聲換能器的制作方法，其特征在于：連接表面薄板的絕緣層高于電極間的絕緣層。

13.根據權利要求11所述的微加工超聲換能器的制作方法，其特征在于：所述步驟三之后，引進一個絕緣層562并制作成想要的樣式作為彈簧薄板連接器的一部分去支撐后面引進的表面薄板，再進行步驟四的操作。