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公开(公告)号：CN117900111A
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202410262773.0
申请日：2024-03-07
Applicant: 西安交通大学
Inventor： 李支康 , 雒瑞炎 , 袁佳炜 , 秦和烽 , 谭鸿强 , 赵一鹤 , 袁铮 , 王小章 , 赵立波 , 赵子龙 , 马琦 , 张世旺 , 李嘉柱 , 李梓璇 , 李杰 , 秦韶辉 , 石璇 , 王彤
IPC: B06B1/06
Abstract: 本发明公开了一种压电式柔性MEMS超声换能器及制备工艺，其工艺步骤均采用标准的MEMS工艺进行制造。换能器的外包裹为柔性材料，电极材料均为柔性材料。本发明利用其制造按照MEMS工艺来保证制造中的高效率、大批量生产；利用柔性材料的包裹保证器件整体的柔性；利用柔性电极及蛇形电路保证其具有弯曲、扭转、拉伸等柔性功能；利用具体的制造标准保证制造中的高一致性。
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公开(公告)号：CN117082392A
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202311238995.0
申请日：2023-09-22
Applicant: 西安交通大学
IPC: H04R1/08
Abstract: 本发明公开了具有声波聚焦功能的硅麦克风封装结构及麦克风，该封装结构包括超表面声学透镜结构以及封装结构本体，封装结构包含有振动膜片，超表面声学透镜结构设置于振动膜片与声源之间的声传播路径上，超表面声学透镜结构能够对经过其的声波聚焦；当封装结构本体上设有透声孔时，透声孔位于振动膜片与声源之间的声传播路径上，且超表面声学透镜结构位于透声孔与声源之间的声传播路径上，超表面声学透镜结构的焦点位于透声孔的中心；当封装结构本体上未设有透声孔时，超表面声学透镜结构的焦点位于振动膜片的中心。本发明通过对硅麦克风封装结构进行优化，在不增大破透声孔尺寸的情况下，能够提高硅麦克风的灵敏度。
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公开(公告)号：CN116939413A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202311007043.8
申请日：2023-08-10
Applicant: 西安交通大学
IPC: H04R1/08
Abstract: 本发明公开了一种基于声学超表面的声波调控麦克风防尘装置及麦克风，防尘装置包括均为超表面的阻抗匹配区和声波调控区，阻抗匹配区的整体形状为一圆盘形，声波调控区的整体形状为一平凹透镜形，声波调控区的平面一侧与阻抗匹配区连接，阻抗匹配区上与声波调控区连接的一侧设有声波出口，阻抗匹配区上与声波调控区相对的一侧设有声波入口；阻抗匹配区和声波调控区同心设置，阻抗匹配区的厚度≤1/4声波波长，声波调控区的厚度≥阻抗匹配区的厚度；阻抗匹配区和声波调控区的整体厚度≤半个声波波长；声波调控区能够将经过阻抗匹配区的声波聚焦。本发明在提高了吸声系数的同时能够实现声波的调控，具有鲁棒性好、防尘透声的特点。
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公开(公告)号：CN115770720A
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202211527622.0
申请日：2022-11-30
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种具有隔离凹槽低应力双压电层结构的PMUT及其工作和制备方法，PMUT自上而下包括圆形多层复合薄膜、绝缘层、上基底、键合层和下基底。多层复合薄膜包括上压电层、下压电层、上电极层、中电极层和下电极层多层复合薄膜上具有同心的环形凹槽，并覆盖整个空腔的区域。本发明在有效降低PMUT单元间串扰、减小薄膜应力的同时实现薄膜内压电驱动弯矩的大幅增加，进而实现超声发射和接收性能提升，以满足小管径流量检测应用对低功耗、高性能超声换能器的迫切需求。
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公开(公告)号：CN114408853B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN202111452700.0
申请日：2021-11-30
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开刚柔融合电容式柔性MEMS超声换能器及其制备方法，换能器的振动薄膜和下电极采用刚性材料；基底和支柱采用柔性材料。振动薄膜和下电极对应于支柱表面的区域设置凹槽，贯穿振动薄膜和下电极的厚度方向。本发明利用刚性振动薄膜来保证高谐振频率，实现MEMS超声换能器频率的灵活设计；利用柔性基底和支柱来实现MEMS超声换能器的柔性，解决传感器频率和柔性设计相互制约的难题；利用柔性支柱与刚性薄膜形成二级串联振动系统，提高输出声压和接收灵敏度；利用刚性下电极和刚性振动薄膜减小振动过程中上下电极间正对面积的变化，提高工作频率、机电耦合系数、收/发灵敏度等性能的稳定性；利用MEMS工艺来实现微型化、高密度二维柔性超声换能器的制备。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116493234A
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN202310467430.3
申请日：2023-04-26
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于KNN和应力释放凹槽的TFT‑PMUTs及其制备方法和应用，该TFT‑PMUTs包括压电式微机械超声换能器和薄膜晶体管，压电式微机械超声换能器中每个单元的底电极的轴心设有单元中心支柱，每个压电式微机械超声换能器阵元的中心设置阵元中心支柱；KNN压电层在压电式微机械超声换能器阵元的中心位置空白区域设置阵元中心支柱；结构层上设有应力释放凹槽；阵元中心支柱和单元中心支柱与薄膜晶体管的电压开关一一正对连接，每个阵元中心支柱处的顶电极、以及每个单元中心支柱对应的底电极与薄膜晶体管上和他们位置相对的电压开关电连接；单元边界支柱与薄膜晶体管表面键合连接。本发明传感器能够进行触觉感知和轨迹检测，且灵敏度较高，可进行批量化制造。
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公开(公告)号：CN116493234B
公开(公告)日：2025-04-15
申请号：CN202310467430.3
申请日：2023-04-26
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于KNN和应力释放凹槽的TFT‑PMUTs、制备方法、应用和超声触觉感知检测设备，该TFT‑PMUTs包括压电式微机械超声换能器和薄膜晶体管，压电式微机械超声换能器中每个单元的底电极的轴心设有单元中心支柱，每个压电式微机械超声换能器阵元的中心设置阵元中心支柱；KNN压电层在压电式微机械超声换能器阵元的中心位置空白区域设置阵元中心支柱；结构层上设有应力释放凹槽；阵元中心支柱和单元中心支柱与薄膜晶体管的电压开关一一正对连接，每个阵元中心支柱处的顶电极、以及每个单元中心支柱对应的底电极与薄膜晶体管上和他们位置相对的电压开关电连接；单元边界支柱与薄膜晶体管表面键合连接。本发明传感器能够进行触觉感知和轨迹检测，且灵敏度较高，可进行批量化制造。
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公开(公告)号：CN118204255A
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202410549687.8
申请日：2024-05-06
Applicant: 西安交通大学
IPC: B06B1/06
Abstract: 本发明公开了一种借助声学超材料实现声波聚焦引导及边缘止振功能的MEMS超声换能器阵列及其制备方法，包括MEMS超声换能器阵列以及设置于MEMS超声换能器阵列表面的止振材料层和声聚焦引导材料层，所述MEMS超声换能器阵列包括多个MEMS超声换能器单元，所述止振材料层设置于MEMS超声换能器单元间的公共支柱区域的上方，止振材料层上与MEMS超声换能器单元相对的位置设为空白区域，该空白区域作为透声孔，声聚焦引导材料层设置于MEMS超声换能器单元上方。本发明通过对MEMS超声换能器阵列上表面结构层进行优化，在实现MEMS超声换能器晶圆级封装的同时，能够有效提高硅MEMS超声换能器阵列的声学性能。
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公开(公告)号：CN115148893A
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN202210901455.5
申请日：2022-07-28
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种具有弯曲和扭转变形功能的柔性PMUTs及其制备方法，包括柔性基底和设置于柔性基底上的若干换能单元，各换能单元之间是相互独立的，具体是指各单元的结构层、柔性下电极、下压电层、柔性中间电极、上压电层和柔性上电极是相互独立的，各换能单元之间仅靠柔性材料连接，在器件弯曲、拉伸及扭转时，柔性材料被拉伸或压缩，产生较大形变，而各单元的压电层和结构层几乎不产生形变，不会导致上压电层、下压电层和结构层破断裂，从而在实现器件整体的高柔性和可拉伸性的同时保证各PMUTs单元性能不受影响。本发明的柔性PMUTs可采用全MEMS工艺进行制作，可在实现制作具有弯曲和扭转功能PMUTs的同时，保证器件的高灵敏度和单元密度。
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公开(公告)号：CN114408853A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202111452700.0
申请日：2021-11-30
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开刚柔融合电容式柔性MEMS超声换能器及其制备方法，换能器的振动薄膜和下电极采用刚性材料；基底和支柱采用柔性材料。振动薄膜和下电极对应于支柱表面的区域设置凹槽，贯穿振动薄膜和下电极的厚度方向。本发明利用刚性振动薄膜来保证高谐振频率，实现MEMS超声换能器频率的灵活设计；利用柔性基底和支柱来实现MEMS超声换能器的柔性，解决传感器频率和柔性设计相互制约的难题；利用柔性支柱与刚性薄膜形成二级串联振动系统，提高输出声压和接收灵敏度；利用刚性下电极和刚性振动薄膜减小振动过程中上下电极间正对面积的变化，提高工作频率、机电耦合系数、收/发灵敏度等性能的稳定性；利用MEMS工艺来实现微型化、高密度二维柔性超声换能器的制备。
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