[发明专利]薄膜超声换能器

权利要求书

1.一种换能器（11），包括：

- 隔膜（31），配置为响应于力而改变形状，所述隔膜（31）具有第一主要表面（16）和第二主要表面（17）；

- 在所述隔膜（31）的第一主要表面（16）之上形成的压电层（18），所述压电层（18）具有活性部分；

- 与所述压电层（18）相接触的第一和第二电极（19），其中，第一和第二电极（19）之间的电场确定所述压电层（18）的机械移动；

- 所述压电层（18）的活性部分的相邻侧上隔膜（31）的第二主要表面（17）处的支座结构（40），所述支座结构（40）的至少一部分形成与所述隔膜（15、31）的第二主要表面（17）垂直或至少不平行的壁，以形成位于所述活性部分之下的任何形状的沟槽（41），从而获得超声换能器，所述超声换能器在支座侧（40）处具有与相反侧处的输出压力相比更高的输出压力。

2.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述隔膜包括位于氮化硅层之上的氧化硅层，或者，所述隔膜包括氧化硅、氮化硅、氧化硅层的叠层，所述压电层位于氧化硅层之上。

3.根据权利要求1所述的换能器，还包括阻挡层，所述压电层或者电极层之一位于所述阻挡层之上。

4.根据权利要求1所述的换能器，还包括诸如氮化硅或氧化硅之类的无机层、或者有机层、或者无机和有机层的组合，作为保护层。

5.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述支座结构适于与半开口管类似地工作，以在支座侧上实现与另一侧相比更高的输出压力，并且其中，所述管具有与通过所述管行进的超声波的共振条件相匹配的长度。

6.根据权利要求1所述的换能器，其中，沟槽（41）沿与所述第二主要表面（17）平行的方向形成具有不同尺寸的至少两个腔，使得紧邻所述隔膜（15、31）的第一腔具有比第二腔更大的容积；所述腔使得其形成亥姆霍兹共振器，从而使支座侧上的输出压力比另一侧上更高。

7.根据权利要求5和权利要求6所述的换能器，其中，所述沟槽的第一部分是在衬底中提供的，并且所述沟槽的第二部分是在所述衬底的另一侧上的附加层中提供的，所述附加层是封装的一部分。

8.根据权利要求6所述的换能器，其中，所述支座结构是在所述封装中实现的，其中，所述封装包括在包括以下各项的组中：塑料封装、陶瓷封装、玻璃封装、硅封装或者硅和塑料封装的组合。

9.根据权利要求6所述的换能器，其中，在所述支座结构（40）上，定位有用于保护所述换能器免受机械损坏的网状物。

10.根据权利要求6所述的换能器，其中，所述换能器安装在印制电路板上，所述印制电路板包括操作元件所在位置上的孔。

11.根据权利要求10所述的换能器，其中，所述换能器在电极侧（19）上覆盖有由塑料、陶瓷、玻璃或金属中的至少一种制成的刚性体，所述刚性体包括这样的孔，该孔被布置为使得该孔不在电极侧19上接触到所述换能器。

12.根据权利要求11所述的换能器，其中，所述刚性体包括用于超声的吸收材料。

13.一种阵列，包括根据权利要求1至12中任一项所述的至少一个换能器。

14.根据权利要求13所述的阵列，还包括至少一个可听声音检测器和/或至少一个热电传感器。

15.一种阵列，包括根据权利要求1至12中任一项所述的多个换能器，所述多个换能器是根据对准方向而布置的，其中，在所述阵列的端部处布置至少一个非活性换能器。

16.一种阵列，包括根据权利要求1至12中任一项所述的多个换能器，其中，所述阵列是换能器的矩阵，其中，所述换能器的矩阵由非活性换能器围绕。

17.根据权利要求15至16中任一项所述的阵列，其中，所述非活性换能器与所述阵列的其他换能器类似，并且所述非活性换能器从电控制断开。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的阵列，其中，非活性元件包括用于阻挡非活性元件的输出功率的消声装置。

19.根据权利要求9至18中任一项所述的阵列，其中，在所述阵列的端部处布置至少一个开口（41）。