[發明專利]壓電傳感器

有效

• 申請號: 201810176129.6
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108419189B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 陳振頤;張朝森;蔣鎧宇;彭瑞欽
• 申請（專利權）人: 美律電子(深圳)有限公司
• 主分類號: H04R17/00
• 分類號: H04R17/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 盧曉霞

一種壓電傳感器，包括基材、壓電層及加強結構。基材具有腔室。壓電層配置于基材上且包括位移區、多個感測區、多個縫隙、多個上電極及多個下電極。位移區位于腔室上方。多個感測區環繞連接于位移區的外緣且位于腔室上方。多個縫隙分別成形于多個感測區中任兩相鄰的感測區之間，各縫隙連通腔室。多個上電極分別配置于各感測區的頂面。多個下電極分別配置于各感測區的底面。加強結構配置于位移區的底部。

技術領域

本發明涉及一種壓電傳感器，特別是涉及一種應用于聲波感測的壓電傳感器。

背景技術

麥克風是一種可將聲音轉換成電子信號的換能器，包括多種形式，如動圈式、電容式及壓電式等。壓電式麥克風是結合壓電材料所制成的一種壓電傳感器。壓電材料的特點在于：可將作用于壓電材料上的機械振動轉化成電信號，或將施加于壓電材料上的電壓轉化為變形量。

現有的壓電傳感器的主要架構如下：在基材上透過微機電工藝制作振動膜，再將壓電組件配置在振動膜上。當外力如聲波作用于振動膜時，聲波的壓力擠壓振動膜產生振動變形，也同時帶動壓電組件產生變形，以使壓電組件產生相對應的電信號，并透過電極將電信號傳遞至外部的放大器或其它電子組件。

然而，現有配置在壓電傳感器上的振動膜多數為整體結構，當外力作用于壓電傳感器時，振動膜整體均會產生變形，而并非集中于壓電組件的位置，致使壓電組件讀出的電信號過于微弱而不易達成高靈敏。因此，現有壓電傳感器的感測性能仍具有改善的空間。

發明內容

基于此，有必要針對壓電傳感器不靈敏的問題，提供一種可有效提升聲波感測靈敏度，同時平衡傳感器內部的靜態壓力的壓電傳感器，。

一種壓電傳感器，包括基材、壓電層及加強結構。基材具有腔室。壓電層配置于基材上且包括位移區、多個感測區、多個縫隙、多個上電極及多個下電極。位移區位于腔室上方。多個感測區環繞連接于位移區的外緣且位于腔室上方。多個縫隙分別成形于多個感測區中任兩相鄰的感測區之間，各縫隙連通腔室。多個上電極分別配置于各感測區的頂面。多個下電極分別配置于各感測區的底面。加強結構配置于位移區的底部。其中，當聲波傳遞至壓電層時，推動位移區與加強結構相對于基材產生位移，并使多個感測區產生變形以產生電信號，且多個縫隙用以平衡腔室內的壓力。

在其中一個實施例中，還包括彈性層，配置于基材與壓電層之間，且附著于位移區及多個感測區。加強結構成形于彈性層上且對應位移區的底部。

在其中一個實施例中，上述的彈性層具有多個穿孔，各穿孔連通相應的各縫隙，以使各縫隙連通腔室。

在其中一個實施例中，上述的腔室的形狀為矩形，各縫隙的長度不大于腔室的對角長度的三分之一。

在其中一個實施例中，上述的腔室的形狀為矩形，該位移區的第一面積介于該腔室的第二面積的1/2至1/9之間。

在其中一個實施例中，上述的位移區及加強結構位于腔室的中央處，腔室的內緣與位移區的外緣之間配置各感測區。

在其中一個實施例中，上述的各感測區是朝向腔室的該內緣而寬度漸增的梯形梁。

在其中一個實施例中，上述的各上電極與各下電極均為對應各感測區設置的梯形電極。

在其中一個實施例中，上述的各上電極的面積小于各下電極的面積。

在其中一個實施例中，上述的加強結構包括多個延伸于腔室內的肋條。

在其中一個實施例中，上述的加強結構包括延伸于腔室內的塊體。

在其中一個實施例中，上述的腔室、位移區及加強結構的形狀為多邊形。