高频压电晶体复合材料、用于制造其的装置和方法

摘要

本发明一般涉及高频压电晶体复合材料、用于制造高频压电晶体复合材料的装置和方法。在适应性的实施方案中，包含成像换能器组件的用于高频(＞20MHz)应用的改进的成像装置、尤其是医学成像装置或距离成像装置与信号图像处理器耦合。另外，所提出的发明提供了用于基于光刻法的微加工压电晶体复合材料的系统及其使得性能参数改进的应用。

主权项

用于制造用于成像装置的高频成像换能器的方法，所述成像换能器包括一个或多个复合晶体元件，包括以下步骤：提供由具有在0.65‑0.90范围内的厚度机电耦合因数k_t的压电材料制成的定向的单晶体板；通过基于光刻法的微加工来刻蚀所述定向的单晶体板以形成由多个截口隔开的多个混合式压电结构；其中，所述基于光刻法的微加工进一步包括以下步骤：(a)在所述单晶体板的待形成由所述多个截口隔开的所述多个混合式压电结构的部分上形成硬金属掩模；(b)所述截口包括具有在距用于所述单晶体板的所提及的定向方向30至35°度的范围内的至少一个截口方向，所述截口的所述至少一个截口方向可根据下述公式操作以使夹紧效应最小化：d’₃₁＝d₃₁*Cos(θ)*Cos(θ)+d₃₂*Sin(θ)*Sin(θ)，其中d₃₁表示相对于极化方向(3)的方向1上的标称应变系数，d₃₂表示相对于极化方向(3)的方向2上的标称应变系数，方向1与方向2垂直，d’₃₁是d₃₁的计算值，θ表示截口方向的角度；以及(c)进行反应离子刻蚀(RIE)和深反应离子刻蚀(DRIE)的步骤中的至少一个；其中，所述混合式压电结构具有至少85°的垂直刻蚀轮廓；用聚合材料来填充所述截口以形成整体式组件；进行所述整体式组件的精密机械整饰步骤；将电极覆盖在所述整体式组件上；以及将所述整体式组件与垫板组装，以形成用于所述成像装置的所述成像换能器。