中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
據麥姆斯咨詢(xún)報道，為了使醫療市場(chǎng)上超聲波換能器更便宜，英屬（不列顛）哥倫比亞大學(xué)（University of British Columbia，簡(jiǎn)稱(chēng)UBC）的研究人員已經(jīng)利用聚合物代替傳統的硅材料，設計出了電容式微機械超聲波換能器（capacitive micromachined ultrasound transducers，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CMUT，亦稱(chēng)電容式MEMS超聲波換能器）。
該研究在題為“Fabrication and testing of polymer－based capacitive micromachined ultrasound transducers for medical imaging”的論文中詳細論述，該論文發(fā)表于Microsystems ＆ Nanoengineering期刊。研究人員在論文中闡述了，如何使用如SU－8光敏聚合物和Omnicoat等更經(jīng)濟的材料代替硅基來(lái)構建薄且敏感的超聲波換能器陣列。
圖a為安裝在PCB上的由64列poly－CMUT陣元組成的線(xiàn)性陣列
圖b中6列CMUT陣元的間距為550μm；圖c中CMUT單元可顯示出頂部電極與底部腔體的互連
僅需6個(gè)步驟，且以預計低于100美元的單位成本，研究人員就制造出了微米級生物相容性的聚對二甲苯密封聚合物CMUT（以下簡(jiǎn)稱(chēng)poly－CMUT）。該器件是由64列CMUT陣元組成的線(xiàn)性陣列，每列陣元均包含4 × 75個(gè)CMUT單元（即為塑料MEMS），各列陣元的間距為550μm。線(xiàn)性陣列使得研究人員能夠利用波束成形技術(shù)進(jìn)行精確超聲成像實(shí)驗。
制造這些poly－CMUT的關(guān)鍵在于將金屬電極封裝在薄膜內部而非頂部，可實(shí)現與多晶硅或氮化硅制造的傳統CMUT相近的薄堆棧和低工作電壓。研究人員在論文中報告，poly－CMUT可以被預偏置，從而在接收中作為無(wú)源器件運行，并在超聲波傳輸期間具有低激勵電壓（即在10V直流電信號上疊加12V交流電信號）。
該研究另一個(gè)有趣地方在于，其最大工藝溫度不會(huì )超過(guò)150°C，這就意味著(zhù)這些poly－CMUT可直接在如波束成形器和Tx／Rx開(kāi)關(guān)等硅基電子器件上制造。研究人員預計，這種超聲波收發(fā)器可以被集成到適形可穿戴健康監測系統的柔性襯底中。
論文的合著(zhù)者、UBC電子與計算機工程教授Robert Rohling評論道：“有了這個(gè)技術(shù)，就可以將這些傳感器縮小，用它們來(lái)觀(guān)察你的動(dòng)脈和靜脈。還可以將它們貼胸前，在日常生活中持續監測你的心臟。該技術(shù)開(kāi)啟了多種不同的可能性?！?/p>
