电容式微机械超声换能器的声学封装方法

作     者：卢小星 何常德 党荣 崔建功 张国军 王任鑫 杨玉华 贾利成 张文栋 Lu Xiaoxing;He Changde;Dang Rong;Cui Jiangong;Zhang Guojun;Wang Renxin;Yang Yuhua;Jia Licheng;Zhang Wendong

作者机构：中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2023年第60卷第12期

页      面：1989-1995页

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61927807) 山西省“1331工程”重点学科建设计划(1331KSC) 国家重点实验室基金(2022-SYSJJ-05) 

主　　题：电容式微机械超声换能器(CMUT) 微电子机械系统(MEMS) 水下超声检测 水密封装 聚氨酯(PU) 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 

摘      要：针对水下超声检测的迫切应用需求,提出了一种电容式微机械超声换能器(CMUT)水密封装方法,选用聚氨酯(PU)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)完成了CMUT封装。对封装后的CMUT主要性能参数进行测试和对比得出,PU和PDMS封装后的CMUT中心工作频率分别约为1.75和2.05 MHz,3 dB相对带宽比分别达到了97.14%和92.68%,展示出优异的宽频带特性。PU封装的CMUT最大发射电压响应和接收灵敏度较PDMS封装的CMUT分别高出0.14和1.21 dB,且其输出声压能力在1~20 cm范围内高于PDMS封装的CMUT。该研究结果验证了两种材料封装的CMUT都能够满足水下超声检测应用要求,为CMUT水密封装方法优化提供了理论和实验依据。