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公开(公告)号：CN114890374A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210525263.9
申请日：2022-05-15
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种L型连接梁声发射器件及其制备方法。该声发射器件由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第n层介质层上刻蚀有矩形空腔，空腔顶部形成矩形振膜、L型连接梁及上电极，空腔底部形成下电极。制备时，使用COMS工艺的后端（BEOL）层作为MEMS器件的结构层，COMS电子层在MEMS器件层下方集成，各金属层间通过钨塞互连，最后通过刻蚀形成矩形空腔、矩形振膜及L型连接梁。本发明L型连接梁声发射器件具有可靠性好、体积小、灵敏度高、制造成本低、易于批量生产等优点。
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公开(公告)号：CN111416593A
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201911086051.X
申请日：2019-11-08
Applicant: 中北大学
IPC: H03H9/25
Abstract: 本发明公开了一种增强驻波声场特性的声表面波芯片的设计方法，在确定普通压电基底材料的声表面波器件对比测试实验基础上构建铜柱阵列微结构的声场增强实验方案，通过实验获取基于声表面波信号控制的声学铜柱阵列微结构的多参数调节规律，并进行数据记录和分析，构建基于声学铜柱阵列微结构的声表面波模型，进行声波频率控制模拟实验，通过计算获得分析结果，获得多参数调节与声场分布特性的变化规律，加工并制作具有声场增强效果的铜柱阵列微结构的声表面波芯片的器件，不同的铜柱间距以及不同的铜柱阵列，对声场的调控以及增强效果是不一样的，实现多尺度、多功能的微流控需要，有效地对表面波声场进行调控，使声表面波芯片做到“按需定制”。
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公开(公告)号：CN111130500A
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201911085838.4
申请日：2019-11-08
Applicant: 中北大学
IPC: H03H9/64
Abstract: 本发明提供一种声表面波器件，包括基片、第一换能器、第二换能器及声波聚焦装置，声波聚焦装置设置在基片上用于聚焦通过基片传输的第一换能器输出的声信号并将声信号进行调控通过基片输出至第二换能器；本发明提出一种声表面波器件的设计方法，该声学微结构为基础的声表面波器件不仅能对特定的频率的声波聚集吸收，同时形成的声场特性要明显优于普通声表面波器件，实现了传统声表面波器件难以实现的局域聚焦现象；同时，与声学结构有机结合的声表面波器件能对形成的声场进行有效调控，可以突破传统声表面波器件单一声场的局限性，对微流控等相关领域的应用都极具实际意义。
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公开(公告)号：CN114890374B
公开(公告)日：2025-03-18
申请号：CN202210525263.9
申请日：2022-05-15
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种L型连接梁声发射器件及其制备方法。该声发射器件由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第n层介质层上刻蚀有矩形空腔，空腔顶部形成矩形振膜、L型连接梁及上电极，空腔底部形成下电极。制备时，使用COMS工艺的后端（BEOL）层作为MEMS器件的结构层，COMS电子层在MEMS器件层下方集成，各金属层间通过钨塞互连，最后通过刻蚀形成矩形空腔、矩形振膜及L型连接梁。本发明L型连接梁声发射器件具有可靠性好、体积小、灵敏度高、制造成本低、易于批量生产等优点。
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公开(公告)号：CN114871083B
公开(公告)日：2023-07-11
申请号：CN202210559051.2
申请日：2022-05-22
Applicant: 中北大学
IPC: B06B1/02
Abstract: 本发明公开了一种电容式微机械超声换能器柔性柱面阵，属于MEMS技术领域。该柱面阵由多个相同的曲面阵对接拼装而成，单个曲面阵主要由叠置的模具、柔性PCB板和CMUT晶圆组成，CMUT晶圆划割形成多条线阵，线阵之间填充PDMS，CMUT晶圆顶面设置有金属上电极、底面设置有金属下电极。本发明柔性柱面阵具有高密度、高一致性的优点，能够包围在乳腺四周进行筛查，可在孔径为20cm的CMUT柱面阵空间内实现对乳腺组织的检测，在超声成像领域将具有很好的成本和性能优势。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114871083A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210559051.2
申请日：2022-05-22
Applicant: 中北大学
IPC: B06B1/02
Abstract: 本发明公开了一种电容式微机械超声换能器柔性柱面阵，属于MEMS技术领域。该柱面阵由多个相同的曲面阵对接拼装而成，单个曲面阵主要由叠置的模具、柔性PCB板和CMUT晶圆组成，CMUT晶圆划割形成多条线阵，线阵之间填充PDMS，CMUT晶圆顶面设置有金属上电极、底面设置有金属下电极。本发明柔性柱面阵具有高密度、高一致性的优点，能够包围在乳腺四周进行筛查，可在孔径为20cm的CMUT柱面阵空间内实现对乳腺组织的检测，在超声成像领域将具有很好的成本和性能优势。
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公开(公告)号：CN113751297A
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202111058690.2
申请日：2021-09-10
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法，属于MEMS技术领域。该换能器由SOI片和氧化片通过共晶键合技术制备而成，包括沉积在SOI片器件层的金属上电极、氧化片的氧化层图形化空腔结构后沉积金属下电极，SOI片器件层和氧化片金属图形化面共晶键合形成密封真空电容腔，SOI片衬底层刻蚀有硅波导管。本发明换能器设计了集成硅波导管结构，上下电极在同侧引出，具有发射超声波束能量集中，改善了CMUT的方向性，能抑制阵元间的串扰等优点。
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公开(公告)号：CN114804008A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210525264.3
申请日：2022-05-15
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种单晶硅振膜的MEMS电容式声传感器结构，属于超声换能器技术领域。本发明包括自上而下叠层设置的振膜层、环状支撑壁层和衬底层，振膜层形成有若干个呈阵列排布的振膜，振膜层和衬底层之间的环状支撑壁层上形成有若干个呈阵列排布的空腔，空腔与振膜相互对应；振膜上均布设置有若干通孔，衬底层的顶面上形成有延伸孔；振膜层、通孔、衬底层、延伸孔上均形成有绝缘层；振膜层上设置有上电极层，衬底层底面设置有下电极层。本发明电容式声传感器结构整体尺寸小，便于后续的封装和使用；本发明电容式声传感器结构制备方法简单，整体工艺流程少，制造成本低，便于后续的批量生产。
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公开(公告)号：CN113751297B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202111058690.2
申请日：2021-09-10
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法，属于MEMS技术领域。该换能器由SOI片和氧化片通过共晶键合技术制备而成，包括沉积在SOI片器件层的金属上电极、氧化片的氧化层图形化空腔结构后沉积金属下电极，SOI片器件层和氧化片金属图形化面共晶键合形成密封真空电容腔，SOI片衬底层刻蚀有硅波导管。本发明换能器设计了集成硅波导管结构，上下电极在同侧引出，具有发射超声波束能量集中，改善了CMUT的方向性，能抑制阵元间的串扰等优点。
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公开(公告)号：CN110992925A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911311356.6
申请日：2019-12-18
Applicant: 中北大学
Abstract: 管状声学超材料透镜的设计装置，包括：环氧树脂基体；圆环金属层；以及橡胶层，包裹所述圆环金属层的外侧，并嵌入所述环氧树脂基体。采用本技术方案，在近场点声源所产生的声波通过本方案的设计装置，声波在传输声子晶体内部后，在声波的作用下，环氧树脂构成基体首先振动，带动橡胶包覆层振动，由于橡胶包覆层紧紧连接金属芯，金属芯势必也会发生振动。在系统共振频率附近得到了负质量参数，在板两界面表面经过两次负折射后，得到一完全由衰逝波组成的亚波长近场外部像点，通过该像点可以获得制造声学透镜的反射、透射系数。故本设计装置可用于声学透镜的研究与分析，弥补了这一研究模型装置的设计空缺。
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