一个新型的非破坏性测试探头使用基于AlN的压电微加工超声波传感器 (PMUT)
Jiawei Yin1,2, Zhixin Zhou1,2, Liang Lou1,2
1School of Microelectronics, Shanghai University, Shanghai 201800, China.
Micromachines
|March 28, 2024
概括
这项研究引入了一种新的化 (AlN) 压电微机超声波传感器 (PMUT) 阵列,用于微型超声波非破坏性测试 (NDT). AlN PMUT 阵列能够在固体中进行二维缺陷定位,为先进的 NDT 探测器铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 非破坏性测试是一种非破坏性测试.
背景情况:
- 传统的散装压电传感器限制了超声波非破坏性测试 (NDT) 中的小型化和高频应用.
- 复杂的制造和组装工艺阻碍了更小,更先进的NDT探头的开发.
研究的目的:
- 设计,制造和包装化 (AlN) 压电微加工超声波传感器 (PMUT) 阵列,用于固体的超声波脉冲回声NDT.
- 为了证明使用AlN PMUT用于小型的NDT探针和2D缺陷定位的可行性.
主要方法:
- 使用空腔在绝缘体 (CSOI) 工艺制造4.4mm × 4.4mm AlN PMUT阵列.
- 用聚氨 (PU) 材料包装PMUT阵列,以进行声阻匹配.
- 混合超声波NDT探头的设计,集成PMUT接收器和批量发射器.
主要成果:
- 与散装传感器相比,包装的 AlN PMUT 阵列在大约 1.25 MHz 的频率下产生共振,带宽更宽 (244 kHz).
- 一个混合探测器成功地利用30mm × 65mm面积的飞行时间差异在固体中实现了2D缺陷定位.
- 由于接收器带宽更广,证明了提高轴分辨率的潜力.
结论:
- 化 (AlN) PMUT可用于固体的超声波非破坏性测试 (NDT).
- 这项技术为开发微型超声波无损测试探头铺平了道路.
- 开发的混合探头可以实现二维缺陷定位,增强检查能力.
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