成果名称 ---【 硅微超声换能器的研究 】

基本信息
所属机构
中国科学院声学研究所
立项名称
硅微超声换能器的研究
成果属性
主题词
硅微;超声换能器;微机械系统
研究起止时间
2005.01 至2007.12
专利授权号
软件登记号
成果公报内容
目前三维、四维(实时三维)超声成像已经成为超声成像及医疗诊断的发展趋势和研究热点,其最关键的部分是由几百甚至上万阵元组成的二维超声换能器阵列,并且要求各个阵元的阻抗特性、谐振频率、收发灵敏度等有较好的一致性,传统技术制造的超声探头在尺寸和一致性等方面很难满足要求,因此,我们提出了"硅微超声(压电式)换能器(PMUT)"的研究课题。在基金资助下,对换能器的换能机理和制备工艺进行了深入研究。建立了多层结构弯曲振动换能器模型并进行了有限元分析和仿真。设计并制作了谐振频率为71KHz左右的PMUT及谐振频率在1MHz左右的高频PMUT。其中71KHz的PMUT在空气中音频测试的灵敏度约为1mV/Pa,与国外公开发表的压电换能器的灵敏度相当。1MHz级的高频PMUT采用7子单元电学并联形成单个换能器的新结构,高频时换能效率将显著提高。工艺上采用表面释放牺牲层的特殊工艺。目前已经制作完成单个换能器单元,测得谐振频率为1.14MHz,并由网络分析仪测得换能器的导纳阻抗曲线。测试结果与设计基本一致。硅微超声换能器的研制成功,为将来二维硅微超声换能器阵列的研制及其在三维、四维超声成像中的应用奠定了基础。


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