專利名稱：Mems仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及MEMS仿生矢量水聽器，具體是一種MEMS仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
MEMS矢量水聽器是當(dāng)前國內(nèi)外聲換能器領(lǐng)域研究的熱點之一。專利申請?zhí)枮?200610012991.0的中國發(fā)明專利申請公開了一種“共振隧穿仿生矢量水聲傳感器”，因其具有體積小、矢量性和可剛性安裝等優(yōu)勢，在國內(nèi)外得到一定的認(rèn)可，但將其實現(xiàn)工程化應(yīng)用還必須進一步提高其封裝結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。目前，雖然用于MEMS矢量水聽器的封裝結(jié)構(gòu)種類繁多，但是這些封裝結(jié)構(gòu)還是具有一定的改進空間的，改進后的封裝結(jié)構(gòu)對于提高矢量水聽器的各性能指標(biāo)，還是有很大幫助的。為此，本發(fā)明在現(xiàn)有MEMS仿生矢量水聽器封裝結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于流體連續(xù)性方程提出了用于MEMS仿生矢量水聽器的一種“桔瓣式”封裝結(jié)構(gòu)，采用該封裝結(jié)構(gòu)的水聽器靈敏度比采用現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)的水聽器靈敏度提高 20dB，抗流噪聲能力也得到了顯著提高，可靠性也大大提高，頻帶拓寬了將近3倍，為其工程化應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過對現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)進行改進以進一步提高MEMS矢量水聽器的各性能指標(biāo)，而提供一種MEMS仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種MEMS仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)，包括用于安置信號處理電路的支撐管， 支撐管頂部延設(shè)有內(nèi)置引線的縮頸細管，縮頸細管的頂部固接有開設(shè)中心通孔的支撐盤， 支撐盤上靠近邊緣的位置設(shè)有環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)固接有透聲帽；支撐管底部管口內(nèi)插接有開設(shè)電纜通孔的堵頭，管口外螺紋連接有鎖緊螺母，其中，透聲帽內(nèi)還設(shè)有支撐臺、軟支架和桔瓣式金屬支架，支撐臺固定在支撐盤上表面中心處，支撐臺上開設(shè)有軸向的第一引線孔和軸向的注油通孔，支撐盤上對應(yīng)注油通孔的位置開設(shè)有相應(yīng)的注油口，注油口內(nèi)螺紋連接有密封螺釘；軟支架固定在支撐臺上表面中心處，軟支架上表面中心處開設(shè)有用于安置四梁-纖毛式敏感體的安裝槽、底面中心處設(shè)有凸臺，安裝槽內(nèi)開設(shè)有軸向的第二引線孔；桔瓣式金屬支架包括連接環(huán)，連接環(huán)上表面垂直固接有呈對稱桔瓣狀的十字交叉肋板，十字交叉肋板底部開設(shè)有用于卡接軟支架及四梁-纖毛式敏感體的卡接槽，十字交叉肋板的相交棱上掏設(shè)有一端與卡接槽相通并用于置放四梁-纖毛式敏感體的纖毛的空心柱體，空心柱體的側(cè)壁同時也與被十字交叉肋板分割成的四個空間部分相通，四梁-纖毛式敏感體的纖毛置于空心柱體的軸線上，桔瓣式金屬支架通過其連接環(huán)與支撐臺螺紋連接，桔瓣式金屬支架的外形與透聲帽內(nèi)表面尺寸形狀完全相同，且二者之間緊密粘合，透聲帽、桔瓣式金屬支架、四梁-纖毛式敏感體、軟支架、支撐臺之間都緊密結(jié)合且無縫隙。本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)與最接近的現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)相比，改進在于在透聲帽內(nèi)增加了支撐臺、軟支架、桔瓣式金屬支架結(jié)構(gòu)，四梁-纖毛式敏感體固定在軟支架上，四梁-纖毛式敏感體的纖毛正好放置于桔瓣式金屬支架的空心柱體的軸線上，桔瓣式金屬支架的外形與透聲帽內(nèi)表面尺寸形狀完全相同，待該封裝結(jié)構(gòu)安裝完畢后，桔瓣式金屬支架和透聲帽內(nèi)表面之間要緊密粘合并且無縫隙，此外，支撐臺、軟支架、四梁-纖毛式敏感體、桔瓣式金屬支架、透聲帽之間也都要緊密結(jié)合且無縫隙，在結(jié)構(gòu)尺寸上嚴(yán)格保證了各結(jié)構(gòu)的整體緊湊性， 這樣明顯提高了本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)的可靠性和抗沖擊能力。桔瓣式金屬支架從其安置槽到空心柱體成逐漸收口型，小口徑的空心柱體可明顯提高待測的聲壓和聲速，進而使置于空心柱體內(nèi)的四梁-纖毛式敏感體的纖毛更加靈敏。進一步地，所述的軟支架是采用美國道康寧184硅橡膠通過灌封工藝制備而成。 美國道康寧184硅橡膠為公知技術(shù)，該膠是由液體組分組成的雙組分套件產(chǎn)品，包括基本組分與固化劑?；窘M分與固化劑按10:1重量比完全混合，中等粘度混合液的稠度與SAE 40機油相似。無論厚薄，混合液將固化成為具有韌性的透明彈性體，最適用于電子/電氣方面的封裝與灌封應(yīng)用。該膠在25 150°C的溫度范圍內(nèi)固化，無放熱現(xiàn)象，無需二次固化。 固化過程完成后，可立即在-55 200°C的溫度范圍內(nèi)使用。灌封工藝為現(xiàn)有技術(shù)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。根據(jù)聲波的波動方程
權(quán)利要求
1.一種MEMS仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)，包括用于安置信號處理電路(10)的支撐管(1)，支撐管(I)頂部延設(shè)有內(nèi)置引線(11)的縮頸細管(2)，縮頸細管(2)的頂部固接有開設(shè)中心通孔的支撐盤(3)，支撐盤(3)上靠近邊緣的位置設(shè)有環(huán)形卡槽(12)，環(huán)形卡槽(12)內(nèi)固接有透聲帽(4);支撐管(I)底部管口內(nèi)插接有開設(shè)電纜通孔的堵頭(5)，管口外螺紋連接有鎖緊螺母(6)，其特征在于透聲帽(4)內(nèi)還設(shè)有支撐臺(7)、軟支架(8)和桔瓣式金屬支架(9)，支撐臺(7)固定在支撐盤(3)上表面中心處，支撐臺(7)上開設(shè)有軸向的第一引線孔(13)和軸向的注油通孔(14)，支撐盤(3)上對應(yīng)注油通孔(14)的位置開設(shè)有相應(yīng)的注油口(15)，注油口(15)內(nèi)螺紋連接有密封螺釘(16);軟支架(8)固定在支撐臺(7) 上表面中心處，軟支架(8)上表面中心處開設(shè)有用于安置四梁-纖毛式敏感體(17)的安裝槽(18)、底面中心處設(shè)有凸臺(19)，安裝槽(18)內(nèi)開設(shè)有軸向的第二引線孔(20);桔瓣式金屬支架(9)包括連接環(huán)(21)，連接環(huán)(21)上表面垂直固接有呈對稱桔瓣狀的十字交叉肋板(22)，十字交叉肋板(22)底部開設(shè)有用于卡接軟支架(8)及四梁-纖毛式敏感體(17)的卡接槽(23)，十字交叉肋板(22)的相交棱上掏設(shè)有一端與卡接槽(23)相通并用于置放四梁-纖毛式敏感體(17)的纖毛(24)的空心柱體(25)，空心柱體(25)的側(cè)壁同時也與被十字交叉肋板(22)分割成的四個空間部分相通，四梁-纖毛式敏感體(17)的纖毛(24)置于空心柱體(25)的軸線上，桔瓣式金屬支架(9)通過其連接環(huán)(21)與支撐臺(7)螺紋連接， 桔瓣式金屬支架(9)的外形與透聲帽(4)內(nèi)表面尺寸形狀完全相同，且二者之間緊密粘合， 透聲帽(4)、桔瓣式金屬支架(9)、四梁-纖毛式敏感體(17)、軟支架(8)、支撐臺(7)之間都緊密結(jié)合且無縫隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的MEMS仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的軟支架(8)是采用美國道康寧184硅橡膠通過灌封工藝制備而成。
全文摘要
本發(fā)明為一種MEMS仿生矢量水聽器的桔瓣式封裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可進一步提高水聽器的各性能指標(biāo)。本發(fā)明包括支撐管，支撐管頂部設(shè)有縮頸細管，縮頸細管的頂部設(shè)有支撐盤，支撐盤邊緣開設(shè)環(huán)形卡槽，環(huán)形卡槽內(nèi)固接有透聲帽，支撐管底部管口設(shè)有堵頭和鎖緊螺母，其中，透聲帽內(nèi)還設(shè)有固定在支撐盤上的支撐臺、支撐臺上螺紋連接有桔瓣式金屬支架，支撐臺和桔瓣式金屬支架之間卡接有置放四梁-纖毛式敏感體的軟支架，透聲帽、桔瓣式金屬支架、四梁-纖毛式敏感體、軟支架、支撐臺之間緊密結(jié)合且無縫隙。與現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)的水聽器相比，采用該封裝結(jié)構(gòu)的水聽器的共振頻率提高近3倍，靈敏度提高20dB，水聽器的可靠性和抗沖擊能力也得到了明顯提高。
文檔編號B81B7/00GK102620814SQ201210089010
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者何常德, 劉林仙, 張國軍, 張慧, 張文棟, 李振, 熊繼軍, 薛晨陽 申請人:中北大學(xué)