[发明专利]一种包括声学窗口层的CMUT阵列

权利要求书

1.一种用于声波传输的超声阵列，其包括至少一个电容式微机械超声换能器CMUT单元（6），其中，所述CMUT单元包括：基底（4）；第一电极（7）；单元膜（5），其与所述基底（4）相对并且具有第二电极（7'），所述第二电极与所述第一电极相对，在其之间具有腔体（8），其中，所述膜被布置为在所述单元激活时进行振动；以及

声学窗口层（13），其叠加到所述单元膜并且具有外部表面以及与所述单元膜（5）相对的内部表面；

其特征在于，

所述声学窗口层（13）与所述单元膜（5）直接接触并且包括第一层，所述第一层包括抗氧化剂的分子和聚合物材料（47），其中，所述聚合物材料含有氢原子和碳原子，所述第一层具有等于或小于0.95 g/cm³的密度和等于或大于1.4 MRayl的声阻抗，并且其中，所述第一层具有低于50肖氏A的硬度。

2.根据权利要求1所述的超声阵列，其中，所述聚合物材料是热固性弹性体。

3.根据权利要求1所述的超声阵列，其中，抗氧化剂的所述分子是主抗氧化剂。

4.根据权利要求2所述的超声阵列，其中，抗氧化剂的所述分子是主抗氧化剂。

5.根据权利要求2所述的超声阵列，其中，所述热固性弹性体是聚丁二烯。

6.根据权利要求5所述的超声阵列，其中，抗氧化剂的所述分子是主抗氧化剂。

7.根据权利要求3、4或6中任一项所述的超声阵列，其中，抗氧化剂的所述分子是酚类稳定剂。

8.根据权利要求3、4或6中任一项所述的超声阵列，其中，所述第一层中的抗氧化剂的所述分子的重量比为至多0.3%。

9.根据权利要求8所述的超声阵列，其中，所述第一层中的抗氧化剂的所述分子的重量比为0.1%。

10.根据权利要求7所述的超声阵列，其中，所述酚类稳定剂的每个分子具有耦合到受阻酚基团的烃链。

11.根据权利要求1或5所述的超声阵列，还包括：至少一个驱动电路（45），其耦合到所述单元并且适于：（a）通过在所述至少一个CMUT单元的所述第一电极（7）和所述第二电极（7'）上施加直流电压来使所述单元膜（5）进入塌陷状态，在所述塌陷状态中，所述膜塌陷到所述基底（4），并且（b）通过在所述至少一个所述CMUT单元的所述第一电极和所述第二电极上施加具有CMUT工作频率的交流电压来激活所述CMUT单元。

12.根据权利要求1所述的超声阵列，其中，所述声学窗口层还包括第二层（42），所述第二层面向所述外部表面并且具有比所述第一层更大的硬度。

13.根据权利要求12所述的超声阵列，其中，所述第一层与所述第二层之间的声阻抗差小于0.3 Mrayl。

14.根据权利要求13所述的超声阵列，其中，所述第一层与所述第二层之间的所述声阻抗差小于0.1 MRayl。

15.一种用于制造超声阵列（20）的方法，包括：

- 将具有抗氧化剂的聚合物材料（38）溶解（32）在溶剂中，使得提供聚合物材料的液体混合物；

- 提供芯片，所述芯片具有耦合到集成电路的至少一个CMUT单元；

- 将所述芯片浸渍在所述液体混合物中或者将所述液体混合物分散到所述芯片上，使得包括所述液体混合物的层与所述CMUT单元的膜直接接触而叠加到所述CMUT单元；

- 在足以从所述液体混合物中蒸发掉所述溶剂的温度处将所述层固化以获得具有低于50肖氏A的硬度的所述层，使得包括聚合物材料（47）的声学窗口层（13）被提供为叠加到所述CMUT单元。