[發(fā)明專利]膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)及膜層電學(xué)參數(shù)測試結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011295120.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112557775B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈宇;占瞻;石正雨;童貝
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞聲新能源發(fā)展（常州）有限公司科教城分公司;瑞聲聲學(xué)科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01R29/22
• 分類號: G01R29/22
• 代理公司: 深圳君信誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44636
• 代理人: 劉偉

1.一種膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)包括：

信號產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生檢測信號；

待測模塊，所述待測模塊包括待測試的壓電薄膜，所述待測模塊用于接收所述檢測信號，將根據(jù)該檢測信號在所述壓電薄膜通過逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生形變，并將所述形變轉(zhuǎn)換成電信號，再將該電信號在所述壓電薄膜通過正壓電效應(yīng)產(chǎn)生輸出電信號；所述壓電薄膜包括膜層結(jié)構(gòu)測試結(jié)構(gòu)；所述膜層電學(xué)參數(shù)測試結(jié)構(gòu)包括具有空腔的襯底、壓電層以及貼設(shè)于所述壓電層相對兩側(cè)的上電極和下電極；所述壓電層、所述上電極以及所述下電極形成一體結(jié)構(gòu)，所述一體結(jié)構(gòu)通過所述下電極與所述襯底連接并懸置于所述空腔上方；所述襯底、所述壓電層、所述上電極以及所述下電極共同形成諧振器電路；所述上電極包括位于所述壓電層相對兩端的第一上電極和第二上電極，所述下電極包括位于所述壓電層相對兩端的第一下電極和第二下電極，所述第一上電極與所述第一下電極對應(yīng)設(shè)置，所述第二上電極和所述第二下電極對應(yīng)設(shè)置；所述第一上電極作為信號輸入端，所述第二上電極作為信號輸出端，所述第一下電極和所述第二下電極接地，或所述第一上電極和所述第二上電極接地，所述第一下電極作為信號輸入端，所述第二下電極作為信號輸出端；

信號放大模塊，用于接收所述輸出電信號，再將接收的所述輸出電信號進行放大處理產(chǎn)生放大電信號；

信號處理模塊，用于分別接收所述檢測信號和所述放大電信號，再將所述檢測信號和所述放大電信號進行比較處理，獲得所述壓電薄膜的電學(xué)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電學(xué)參數(shù)包括壓電系數(shù)、頻率響應(yīng)曲線、品質(zhì)因數(shù)以及諧振頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測信號為高頻電信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理模塊為鎖相放大器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)處于真空狀態(tài)下進行測試。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一上電極包括多個，所述第一下電極包括多個；所述第二上電極包括多個，所述第二下電極包括多個。

7.一種膜層電學(xué)參數(shù)測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，其應(yīng)用于膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)，所述膜層結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)包括：

信號產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生檢測信號；

待測模塊，所述待測模塊包括待測試的壓電薄膜，所述待測模塊用于接收所述檢測信號，將根據(jù)該檢測信號在所述壓電薄膜通過逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生形變，并將所述形變轉(zhuǎn)換成電信號，再將該電信號在所述壓電薄膜通過正壓電效應(yīng)產(chǎn)生輸出電信號；信號放大模塊，用于接收所述輸出電信號，再將接收的所述輸出電信號進行放大處理產(chǎn)生放大電信號；

信號處理模塊，用于分別接收所述檢測信號和所述放大電信號，再將所述檢測信號和所述放大電信號進行比較處理，獲得所述壓電薄膜的電學(xué)參數(shù)；

所述壓電薄膜包括膜層結(jié)構(gòu)測試結(jié)構(gòu)；所述膜層電學(xué)參數(shù)測試結(jié)構(gòu)包括具有空腔的襯底、壓電層以及間隔貼設(shè)于所述壓電層相對兩側(cè)的多個電極層，所述電極層為三層且包括依次疊設(shè)的上電極層、中間電極層和下電極層，所述壓電層、所述上電極層與所述下電極層形成一體結(jié)構(gòu)，所述一體結(jié)構(gòu)的一端通過所述下電極層與所述襯底連接，另一端懸置于所述空腔上方形成懸臂梁；所述襯底、所述壓電層以及所述電極層共同形成諧振器電路；所述懸臂梁為5層堆疊結(jié)構(gòu)，所述壓電層為兩層且包括第一壓電層和第二壓電層；所述上電極層包括相互間隔的第一段上電極、第二段上電極以及第三段上電極；所述中間電極層包括相互間隔的第一段中間電極、第二段中間電極以及第三段中間電極；所述下電極層包括相互間隔的第一段下電極、第二段下電極以及第三段下電極；所述第一段中間電極為信號輸入端，所述第一段上電極、所述第一段下電極以及所述第二段中間電極均電連接至接地；所述第二段上電極、所述第二段下電極以及所述第三段中間電極均電連接并處于懸浮狀態(tài)，所述第三段上電極電連接至所述第三段下電極并作為信號輸出端。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜層電學(xué)參數(shù)測試結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一段上電極、所述第一段中間電極、所述第一段下電極在設(shè)置于所述壓電層的相對兩側(cè)的表面時沿著厚度方向的投影有重疊部分；所述第二段上電極、所述第二段中間電極、所述第二段下電極設(shè)置于所述壓電層的相對兩側(cè)的表面時沿著厚度方向的投影有重疊部分，所述第三段上電極、所述第三段中間電極、所述第三段下電極在分布于所述壓電層相對兩側(cè)的表面時沿著厚度方向的投影有重疊部分，以施加電信號時可在所述壓電層內(nèi)部產(chǎn)生電場。