基于热粘性声学的电容式声压水听器

• 作者: 张文栋 张鹏飞 李照东 王任鑫
• 来源期刊: 微纳电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 电容式声压水听器 热粘性声学 振动薄膜 牺牲层 阳极键合
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: MEMS与传感器
• 页码范围: 532-540
• 页数: 9页
• 分类号: TB565.1|TH703
• 语种: 中文
• DOI: 10.13250/j.cnki.wndz.2020.07.005

摘要

针对水下设备平台对于声压信号探测的需要,设计了一款微电子机械系统(MEMS)电容式声压水听器,通过理论分析和Comsol仿真分析,确定水听器敏感振动薄膜的半径为600 μm,膜厚为3μm,空腔高度为3μm.考虑到声波在小尺寸声学换能器中传播时会受到热阻尼和粘滞阻尼的作用,在仿真分析的过程中创新性地加入了热粘性声学多物理场.在工艺加工的过程中尝试了牺牲层工艺和阳极键合工艺两种关键工艺步骤,并最终通过阳极键合工艺得到了质量较高的振动薄膜.测试过程中将水听器封装在金属屏蔽壳内,避免受到外界复杂电磁环境的干扰,利用阻抗分析仪对水听器进行测试,得到水听器平均电容值为4.277 pF,平均相位为-89.129°,证明水听器符合电容性特征并且具有良好的一致性,同时验证了振动薄膜加工方案的可行性,为制备薄膜结构的传感器提供了新思路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张文栋	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	167	1172	16.0	26.0
2	张鹏飞	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	20	195	5.0	13.0
3	王任鑫	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	15	13	2.0	3.0
4	李照东	中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室	1	0	0.0	0.0