基于Parylene封装的宽频带MEMS矢量水听器.pdf

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1、16传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第8期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)08--0016--03基于Parylene封装的宽频带MEMS矢量水听器王任鑫，刘源，张国军，刘俊，薛晨阳，张文栋’(1．仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学。山西太原030051；2．电子测试技术重点实验室中北大学，山西太原030051)摘要：针对目前水听器的聚氨酯封装所导致的窄频带问题，提出一种新的高疏水Pa~lene薄膜无透声帽封装矢量水听器，即利用Parylene薄膜的淀积高保形性、低渗透

2、性和高绝缘性实现无透声帽封装，解决透声帽带来共振峰引入问题，拓宽水听器的频带。实验结果表明：水听器的共振峰由450Hz提高到了1400Hz。关键词：Parylene；宽频带；微机电系统；矢量水听器中图分类号：TB565文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)08-0016-03BroadbandMEMSvectorhydrophonebased0nParyleneencapsulationWANGRen—xin，。，LIUYuan，。，ZHANGGuo-jun’。，LIUJun'，XUEChen—yang，，ZHANGWen—dong，(1．KeyLaboratory

3、ofInstrumentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，Taiyuan030051，China；2．ScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratory，NorthUniversityofChina，Taiynan030051，China)Abstract：AimingatproblemofnarrowbandwidthcausedbyPolyurethaneencapsulationofvectorhydrophone，proposeakindo

4、fParyleneencapsulation,usingpropertiesofhishshapepreserving，lowpermeabilityandhighinsulationthatParylenemembranehas，torealizesoundtransparentcaplessencapsulationandsolvetheproblemofresonantpeakintroducingcausedbysoundtransparent，broadenfrequencyband．Testsshowthatresonancefrequencyisincreasedfr

5、om450Hztol400Hz．Keywords：Parylene；broadband；MEMS；vectorhydrophone0引言适用于水听器。AsadniaM等人提出一种水下柔性压电传海洋环境信息的准确获取是科学制定海洋发展战略的感器，利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和压电陶瓷(PZT)重要保障。获取海洋环境信息主要依靠各种声纳系统，而薄膜形成敏感空腔，下层采用液晶聚合物，上层采用聚二甲水听器作为声纳的核心器件，其性能直接影响声纳的探测基硅氧烷(poly-dimethylsiloxane，PDMS)封装方式；YaulF距离与定位精度。国内外研究小组提出了多种基于仿生纤M同样

6、利用PDMS空腔和弹性应力计制备了一种水下柔性毛的传感器，如压阻式三维力传感器j、光电式触觉传感压力传感器，外层为PDMS封装。然而，由于PDMS抗渗器，由于不涉及水下应用，所以，对封装要求相对简单，透性能不佳，不适合长期水下工作，且PDMS只能采用旋涂采用聚氨酯封装传导压力；还有高灵敏气流传感器、宽方式，不适合封装有大台阶的器件。频带气流传感器J，可以直接和被测媒介接触。AnTC提南京理工大学WangHua提出一种水下手指式力传感出一种基于多壁碳纳米管一聚吡咯涂敷的不锈钢网格，由于器，采用一个小圆柱体作为力感知外层，应力膜置于绝缘油其超疏水性(接触角可达163。)，可以作为水下传

7、感器的防中，通过圆柱体将压力传导至应力膜；文献[9]中提出的水绝缘材料。但是，这种封装方式会形成一个水一空气界MEMS仿生矢量水听器封装结构，即将声一电转换结构封装在聚氨酯透声帽内，并在透声帽中灌满硅油。这种封装方面，使得声波透射系数极低，即使封装能耐得住水压，也不收稿日期：2015-06-09基金项目：山西省基础研究计划资助项目(2015021114)；国家“863”计划资助项目(2013AA09A412)；国家自然科学基金资助项目(61127008，5120537