[发明专利]微加工超声换能器

权利要求书

1.一种微加工超声换能器，包括第一支撑层、第一支撑层上设置第一电极，第二支撑层、第二支撑层上设置第二电极，其特征在于：所述第二支撑层为基片，基片上设有开口结构，分上部分和下部分，第二电极设在上部分上；所述的第一支撑层为表面薄板，在第一支撑层与第二支撑层之间通过一垂直有弹性的连接器连接且形成有间隙。

2.根据权利要求1所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述的基片为连续的整片结构，表面薄板位于基片的上方通过多个垂直有弹性的连接器支撑并与基片连接，表面薄板与基片间形成有间隙。

3.根据权利要求1或2所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述的垂直有弹性的连接器包括弹簧层和一垂直的弹簧连接器，在第二支撑层下部分设有弹簧层，弹簧层连接不同位置处的多个支撑结构；多个弹簧连接器通过第二支撑层上的开口结构将第一支撑层和弹簧层连接，其中，所述的开口结构在边缘凹进去并在第二个支撑层下形成的空隙，弹簧层连接在支撑结构的侧面形成一个在空隙里的悬臂(梁)。

4.根据权利要求3所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述的第一电极为在表面薄板上的导电层；或者表面薄板为导电材料层；所述的第二电极为在基片的上部分设置一导电层，或者基片的上部分为导电材料层。

5.根据权利要求4所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述空隙的下表面上至少设有一限制表面薄板最大垂直位移的限位凸台。

6.根据权利要求1或2所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述的垂直有弹性的连接器为垂直形或者弯曲形，分别连接表面薄板和基片的下部分，所述基片上部分有从表面到下部分的开口结构，其中，在开口结构中有垂直有弹性的连接器连接表面薄板和基片下部分。

7.根据权利要求6所述的微加工超声换能器，其特征在于：在所述连接器底部和基片下部分设有具绝缘效果的弹簧支撑结构和/或在所述连接器顶部和表面薄板之间设有具绝缘效果的结构。

8.根据权利要求6所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述的基片为一连续结构，在其上开设数个朝上的开口，开口至基片下部分的上表面，每个开口底部用于连接垂直有弹性的连接器。

9.根据权利要求1或2所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述垂直有弹性的连接器包括一个第一垂直电极，为第一电极的延伸部，基片上部分有一个侧壁包括第二个垂直电极，为第二电极的延伸部，第一垂直电极和第二垂直电极之间有空歇形成一个垂直的电容器。

10.根据权利要求1至9之一所述的微加工超声换能器，其特征在于：所述的垂直有弹性的连接器与表面薄板之间设有一绝缘层；或者将表面薄板的下表面制作成绝缘材料层。

11.一种针对权利要求2至10之一所述的微加工超声换能器的制作方法，采用晶片键和工艺按下述步骤制作：

步骤一、在基片上制作凹槽，形成支撑柱和需要的限位凸台；

步骤二、将一SOI晶片键和在基片上，然后去掉SOI晶片的支撑部分和绝缘层而形成弹簧层，并使弹簧层呈设计要求的样式，或者普通晶片键和到基片上，然后，把晶片成型为设计要求的样式的弹簧层；

步骤三、将一晶片键和到弹簧层上并把晶片按设计厚度作为基片的上部分，并在基板上部分的上表面制作一层导电材料作为第二电极；

步骤四、在晶片上形成一连接表面薄板的绝缘层，并将晶片层刻蚀成作为有缝隙的基片的上部分以及在缝隙里的弹簧连接器；

步骤五、一晶片被键和在弹簧连接器上，然后按设计要求的厚度制作成表面薄板；

步骤六、表面薄板上形成一层金属作为第一电极，或者，表面薄板为一导电材料层作为第一电极，制成换能器或换能器阵元，其中，在制成换能器或换能器阵元之间形成沟槽，使换能器或换能器阵元能够相互独立地工作。

12.根据权利要求11所述的微加工超声换能器的制作方法，其特征在于：连接表面薄板的绝缘层高于电极间的绝缘层。

13.根据权利要求11所述的微加工超声换能器的制作方法，其特征在于：所述步骤三之后，引进一个绝缘层562并制作成想要的样式作为弹簧薄板连接器的一部分去支撑后面引进的表面薄板，再进行步骤四的操作。