[發明專利]換能器、包括換能器的MEMS設備及用于制造換能器的方法

有效

• 申請號: 202011112281.1
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112672260B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: L·塞吉齊;F·韋爾切西;C·佩德里尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H04R17/00
• 分類號: H04R17/00;H04R31/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

1.一種換能器，包括：

支撐體；

懸置結構，機械地耦合到所述支撐體，具有沿軸線彼此相對的第一表面和第二表面，并且被配置為沿著具有與所述軸線平行的至少一個分量的振蕩方向振蕩；

第一壓電換能器，在所述懸置結構的所述第一表面上；以及

第二壓電換能器，在所述懸置結構的所述第二表面上；

其中所述第一壓電換能器或所述第二壓電換能器中的至少一個壓電換能器被布置在所述懸置結構的致動的區域處，在所述區域處，所述第一壓電換能器或所述第二壓電換能器中的所述至少一個壓電換能器的致動使所述懸置結構沿著所述振蕩方向的偏轉最大化；

其中當所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器被同時驅動時，所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器之一能夠平衡或補償所述懸置結構的可能的殘余應力，并且所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器中的另一個壓電換能器能夠偏轉所述懸置結構。

2.根據權利要求1所述的換能器，其中所述第一壓電換能器包括第一堆疊體，所述第一堆疊體具有第一電極、第二電極以及在所述第一電極與所述第二電極之間的第一壓電層，并且所述第二壓電換能器包括第二堆疊體，所述第二堆疊體具有第三電極、第四電極以及介于所述第三電極與所述第四電極之間的第二壓電層，

其中所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器的所述第一壓電層和所述第二壓電層分別包括以下各項中的至少一項：氮化鋁、PZT、摻雜鈮的PZT、摻雜鈧的氮化鋁、KNN、BaTiO3或PZT-Mn。

3.根據權利要求1所述的換能器，其中所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器相對于平行于所述第一表面和所述第二表面且穿過所述懸置結構的幾何中心的對稱平面彼此對稱地布置。

4.根據權利要求1所述的換能器，其中所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器相對于平行于所述第一表面和所述第二表面且穿過所述懸置結構的幾何中心的對稱平面彼此交錯地布置。

5.根據權利要求1所述的換能器，其中所述懸置結構是懸臂型的，具有耦合到所述支撐體的第一端和在所述振蕩方向上自由振蕩的第二端，所述致動區域在所述第一端的附近。

6.根據權利要求1所述的換能器，其中所述懸置結構是膜型的，具有至少部分地被約束至所述支撐體的邊緣區域以及由所述邊緣區域圍繞的、在所述振蕩方向上自由振蕩的中心區域，所述致動區域在所述邊緣區域附近延伸。

7.一種換能器，包括：

支撐體；

懸置結構，機械地耦合到所述支撐體，具有沿軸線彼此相對的第一表面和第二表面，并且被配置為沿著具有與所述軸線平行的至少一個分量的振蕩方向振蕩；

第一壓電換能器，在所述懸置結構的所述第一表面上；以及

第二壓電換能器，在所述懸置結構的所述第二表面上；

其中所述第一壓電換能器或所述第二壓電換能器中的至少一個壓電換能器被布置在所述懸置結構的檢測區域中，所述檢測區域被配置為當所述懸置結構響應于所述換能器外部的力而偏轉時經受最大變形；

其中當所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器被同時驅動時，所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器之一能夠平衡或補償所述懸置結構的可能的殘余應力，并且所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器中的另一個壓電換能器能夠偏轉所述懸置結構。

8.根據權利要求7所述的換能器，其中所述懸置結構是懸臂型的，具有耦合到所述支撐體的第一端和在所述振蕩方向上自由振蕩的第二端，所述檢測區域在所述第二端的附近。

9.根據權利要求7或8所述的換能器，其中所述第一壓電換能器和所述第二壓電換能器相對于平行于所述第一表面和所述第二表面且穿過所述懸置結構的幾何中心的對稱平面彼此交錯地布置。