[实用新型]一种压电微机械超声换能器封装结构

说明书

本实用新型提供一种压电微机械超声换能器封装结构，包括下电极、压电层、上电极、机械层、衬底层以及过渡层，下电极、压电层以及上电极自下而上由SOI材料依次沉积且设于机械层外缘面；衬底层与下电极以机械层相对称，且固定设于机械层另一外缘面；衬底层通过刻蚀工艺相对于机械层外缘面形成一空腔结构；向空腔结构浇筑胶体材料形成过渡层；过渡层远离与机械层连接处的外缘面粘接有吸声层。本实用新型通过在常规PMUT压电微机械超声换能器正面添加匹配层，在其背面浇筑胶体材料形成过渡层，并通过设置吸声材料的方式，有效提高PMUT压电微机械超声换能器的发射和接收效率，增大其工作带宽与耐压等级，降低背面材料的回波。

技术领域

本实用新型涉及微电子机械系统(MEMS)技术领域，具体为一种压电微机械超声换能器封装结构。

背景技术

微机械压电超声换能器是基于微机电系统(MEMS)的新型换能器，相比于传统的换能器,微机械压电超声换能器重量轻，体积小，成本低，可靠性高且在实现智能化和IC工艺集成上有着明显的优势，现有微机械压电超声换能器是由一个压电层，一个弹性层和两层电极层构成的多层结构，压电层的厚度达到了微米量级；

而为了提高微机械压电超声换能器的发射和接收效率，增大其工作带宽与耐压等级，降低背面材料的回波，本实用新型通过在常规PMUT(压电微机械超声换能器)正面添加匹配层(前衬)，在背面填充过渡层，并设置吸声材料(过渡层和吸声材料)的方式进一步弥补现有技术缺陷。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种压电微机械超声换能器封装结构，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型通过在常规PMUT压电微机械超声换能器正面添加匹配层，在其背面填充过渡层，并通过设置吸声材料的方式，解决了现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种压电微机械超声换能器封装结构，包括下电极、压电层、上电极、机械层、衬底层以及过渡层，其中，

所述下电极、压电层以及上电极自下而上由SOI材料依次沉积且设于机械层外缘面；

所述衬底层与所述下电极以机械层相对称，且固定设于所述机械层另一外缘面；

所述衬底层通过刻蚀工艺相对于机械层外缘面形成一空腔结构；

向所述空腔结构浇筑胶体材料形成所述过渡层；

所述过渡层远离与机械层连接处的外缘面粘接有吸声层。

作为对本实用新型中所述一种压电微机械超声换能器封装结构的改进，还包括至少一个匹配层，每个所述匹配层固定设于所述机械层外缘面且分别与下电极、压电层以及上电极紧密贴合；

所述匹配层通过胶体材料固化加工而成或由已加工成型的匹配层材料通过胶体材料粘接而成。

作为对本实用新型中所述一种压电微机械超声换能器封装结构的改进，所述过渡层的声阻抗与压电微机械超声换能器声阻抗一致。

作为对本实用新型中所述一种压电微机械超声换能器封装结构的改进，所述吸声层的声阻抗与过渡层的声阻抗一致，以减少在过渡层与吸声层界面处的声反射。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过在常规PMUT压电微机械超声换能器正面添加匹配层，在其背面浇筑胶体材料形成过渡层，并通过设置吸声材料的方式，有效提高PMUT压电微机械超声换能器的发射和接收效率，增大其工作带宽与耐压等级，降低背面材料的回波。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：