基于MEMS的电容式微机械超声换能器曲面阵列的设计与制备

作者：秦芸; 王智豪; 杨玉华; 何常德; 王任鑫^*

来源：微纳电子技术, 2023, 60(02): 272-279.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2023.02.013

• 微电子机械系统(MEMS)
• 电容式微机械超声换能器(CMUT)
• 曲面阵列
• 倒装焊
• 柔性材料

基于先进的微电子机械系统(MEMS)关键技术，研制了一种使用倒装焊技术将电容式微机械超声换能器(CMUT)与柔性印刷电路板(PCB)键合在一起的16×16阵元曲面阵列。为了研发高密度和高一致性的CMUT柱面阵列，设计了CMUT曲面阵列的工艺流程，并进行了制作，制备的CMUT中心频率为3 MHz。然后，对CMUT阵元进行了测试，测试结果表明，电容变化量基本为40～50 pF,且CMUT阵元的收发性能良好。将制作好的CMUT与柔性PCB进行键合，并对其进行划片，再采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)填充沟槽，最后粘在曲面模具上溅射金属上电极，制得CMUT曲面阵列。该阵列可在特定方向上弯曲，且曲面阵列的CMUT阵元一致性良好。下一步研究将使曲面阵能够以行列寻址的方式进行发射接收，减少阵元电极的接线数目。

• 单位
  中北大学