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公开(公告)号：CN113316072A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110582544.3
申请日：2021-05-27
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明属于MEMS压电器件和半导体制造技术领域，公开了一种具有滤波作用的压电声学换能器及其制作方法。包括外壳、基板和MEMS芯片；外壳和基板围合形成容置腔，基板上开设有声孔，声孔与容置腔连通；MEMS芯片包括衬底、振膜和滤波层；衬底的一端与基板连接，振膜连接于衬底背离基板的另一端，振膜与基板之间形成背腔，滤波层将背腔分隔为顶部背腔和底部背腔，滤波层开设有若干个通孔，并对应多个不同大小的截面积。本发明能够有效地对杂波信号进行过滤，使得麦克风具有好的拾音效果。
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公开(公告)号：CN110560352B
公开(公告)日：2021-04-02
申请号：CN201910752992.6
申请日：2019-08-15
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明涉及一种基于Helmholtz共振腔的可调频超声传感器阵列，包括基材、布设于所述基材上的超声发射装置和声波接收装置，所述声波接收装置包括声学传感器以及设置在所述声学传感器上的Helmholtz共振腔。本发明将超声发射装置和接收装置布置在同一个晶片上，超声发射装置中的声学传感器和声波接收装置中的Helmholtz共振腔的共振频率一致，声波接收装置中声学传感器的共振频率高于或低于前两者的共振频率，可以避免阵列单元之间的串扰。
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公开(公告)号：CN110944274B
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN201911140181.7
申请日：2019-11-20
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明涉及传感器技术，尤其涉及一种基于Piston‑mode的带质量负载可调谐MEMS压电声换能器，包括MEMS压电声换能器和质量负载；质量负载设置于MEMS压电声换能器上并与MEMS压电声换能器的表面接触连接；质量负载或设置于MEMS压电声换能器的上表面，或设置于MEMS压电声换能器的下表面，或MEMS压电声换能器的上、下表面均设置质量负载。质量负载可将MEMS压电超声换能器的振动形式变为Piston‑mode，在该模式下，MEMS压电声换能器在振动时可以推动更多的空气，产生更大的声压。质量负载的加入会导致声换能器的谐振频率的改变，可以通过调节质量负载的结构、材料等参数调节声换能器的谐振频率。该换能器用于发射声波时，能提高电声能量转换效率；用于接收声波时，能提高换能器的灵敏度。
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公开(公告)号：CN110681560B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201910851350.1
申请日：2019-09-10
Applicant: 武汉大学
IPC: B06B1/06
Abstract: 一种MEMS超声定位传感器，包括：上层衬底(3)；亥姆霍兹谐振腔(2)，形成于上层衬底(3)内；压电式超声发射单元(9)，位于上层衬底(3)上，其上具有至少一个与亥姆霍兹谐振腔(2)连通的通孔(7)；超声接收单元(1)，位于亥姆霍兹谐振腔(2)底部；其中，亥姆霍兹谐振腔(2)的谐振频率与压电式超声发射单元(9)的谐振频率相同，超声接收单元(1)的谐振频率大于或等于压电式超声发射单元(9)的谐振频率。本公开的MEMS超声定位传感器，可以提高传感器的能量转换效率和避免传感器的串扰。
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公开(公告)号：CN110602616A
公开(公告)日：2019-12-20
申请号：CN201910799686.8
申请日：2019-08-28
Applicant: 武汉大学
Abstract: 一种高灵敏度MEMS压电式麦克风，包括具有空腔的晶圆衬底和多个具有压电叠层结构的悬臂梁，所述悬臂梁包括固定端和悬置于空腔上方的自由端，所述悬臂梁为一端窄另一端宽的结构，较窄的一端为固定端；所述空腔的底面中心设置有固定柱，多个所述悬臂梁的固定端均连接在所述固定柱的顶面，相邻的所述悬臂梁之间均设置有间隙，且相邻悬臂梁的自由端均连接有能使悬臂梁同步振动的柔性弹性件，其中一个所述间隙内设置有用于引出所述悬臂梁电信号的连接段。本发明通过改变MEMS压电式麦克风内悬臂梁的结构形式，提高了麦克风的灵敏度和信噪比。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110560348A
公开(公告)日：2019-12-13
申请号：CN201910749141.6
申请日：2019-08-14
Applicant: 武汉大学
IPC: B06B1/06
Abstract: 一种具有孔阵列Helmholtz共振腔的MEMS压电超声换能器，包括MEMS压电超声换能器以及孔阵列Helmholtz共振腔，所述孔阵列Helmholtz共振腔由所述MEMS压电超声换能器以及内部为腔体结构的硅衬底组成，所述MEMS压电超声换能器与硅衬底之间键合结合；其中，所述MEMS压电超声换能器为压电叠层结构，其压电叠层结构上设置有若干开孔形成孔阵列，将孔阵列Helmholtz共振腔与外界大气连通，所述孔阵列中的空气形成孔阵列Helmholtz共振腔的空气柱。本发明能够提升MEMS压电超声换能器能量转换效率，并提高MEMS压电超声换能器和Helmholtz共振腔匹配时的谐振频率。
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公开(公告)号：CN117353698A
公开(公告)日：2024-01-05
申请号：CN202311441991.2
申请日：2023-10-30
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种抑制横波泄露的体声波谐振器，该谐振器自上而下包括第一电极层、压电层、第二电极层和衬底；第一电极层设置于压电层上层即远离衬底的一侧，第一电极层的谐振区内设有顶电极；第二电极层设置于压电层下层即靠近衬底的一侧，第二电极层的谐振区内设有底电极；还包括若干声反射栅结构，声反射栅结构设置于第一电极层的谐振区外和/或第二电极层的谐振区外；若干声反射栅结构之间存在多个空气隙隔离层；衬底包括支撑结构和空腔结构。当声波传播到声反射栅结构时，由于其形状不规则、宽度不一且与谐振器谐振区边缘不平行，声波会被多次反射、折射和散射，使其传播路径变的复杂，有效抑制横向声波泄露及杂波响应，提高谐振器的Q值。
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公开(公告)号：CN112601169B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202011479067.X
申请日：2020-12-15
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种宽频带高灵敏度谐振式压电MEMS麦克风，包括基底和压电振膜，基底顶部设有中心支撑部和外周支撑部，中心支撑部和外周支撑部之间设有背腔，使得中心支撑部和外周支撑部之间形成中心振动区域和外周振动区域，悬置于背腔上的压电振膜，压电振膜包括多个膜片，中心振动区域设置安装在中心支撑部上的至少一个膜片，外周振动区域设置安装在外周支撑部上的至少一个膜片，多个膜片的形状、大小或厚度中的一项或多项不同，相邻膜片间设有缝隙，每一膜片的谐振频率不同，可以使麦克风的灵敏度曲线在压电振膜的最小谐振频率和最大谐振频率之间产生一段平坦的宽带，并且在该频带范围内具有较高灵敏度。
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公开(公告)号：CN112718437A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011485094.8
申请日：2020-12-16
Applicant: 武汉大学
IPC: B06B1/06
Abstract: 本发明公开了一种基于多振膜耦合的压电微机械超声换能器。该MEMS压电微机械超声换能器包括沉积于衬底上面的膜片以及活塞振膜。所述活塞振膜可替代MEMS压电微机械超声换能器的压电振膜，将振动模式从传统的高斯模态转换为活塞模式。工作在活塞模式下，换能器可以推动更多的空气，提高输出功率。活塞振膜可以改变换能器的刚度和质量，从而实现频率的调节。此外，通过引入活塞振膜，换能器可以同时工作在多种模态下，并且通过活塞振膜与MEMS压电微机械超声换能器压电膜片之间的互辐射作用，极大地提升了换能器的带宽。
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公开(公告)号：CN112601169A
公开(公告)日：2021-04-02
申请号：CN202011479067.X
申请日：2020-12-15
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种宽频带高灵敏度谐振式压电MEMS麦克风，包括基底和压电振膜，基底顶部设有中心支撑部和外周支撑部，中心支撑部和外周支撑部之间设有背腔，使得中心支撑部和外周支撑部之间形成中心振动区域和外周振动区域，悬置于背腔上的压电振膜，压电振膜包括多个膜片，中心振动区域设置安装在中心支撑部上的至少一个膜片，外周振动区域设置安装在外周支撑部上的至少一个膜片，多个膜片的形状、大小或厚度中的一项或多项不同，相邻膜片间设有缝隙，每一膜片的谐振频率不同，可以使麦克风的灵敏度曲线在压电振膜的最小谐振频率和最大谐振频率之间产生一段平坦的宽带，并且在该频带范围内具有较高灵敏度。
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