[發(fā)明專(zhuān)利]超聲換能器裝置、聲學(xué)生物識(shí)別成像系統(tǒng)及制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880060066.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111108504A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡爾·倫達(dá)爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 指紋卡有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;B06B1/06;G06F3/043;H01L41/25;H04R17/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠(chéng);劉敏

用于聲學(xué)生物識(shí)別成像系統(tǒng)的超聲換能器裝置，該超聲換能器裝置包括：第一壓電元件，該第一壓電元件具有第一面、與第一面相對(duì)的第二面、以及在第一面與第二面之間延伸的側(cè)邊緣；在第一壓電元件的第一面上的第一換能器電極；在第一壓電元件的第二面上的第二換能器電極；以及間隔件結(jié)構(gòu)，該間隔件結(jié)構(gòu)使第一壓電元件的第一換能器電極的至少一部分不被覆蓋。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在聲學(xué)生物識(shí)別成像系統(tǒng)中使用的超聲換能器裝置，以及制造這種超聲換能器裝置的方法。

背景技術(shù)

生物識(shí)別系統(tǒng)被廣泛用作為用于增加個(gè)人電子設(shè)備(諸如移動(dòng)電話(huà)等)的便利性和安全性的手段。特別地，現(xiàn)在在所有新發(fā)布的個(gè)人通信設(shè)備(諸如移動(dòng)電話(huà))中的大部分設(shè)備中包括有指紋感測(cè)系統(tǒng)。

電容指紋傳感器由于其出色的性能和相對(duì)低的成本而被用于絕大多數(shù)生物識(shí)別系統(tǒng)中。

在其他指紋感測(cè)技術(shù)中，超聲感測(cè)也具有提供有益性能的潛力，例如從非常潮濕的手指等獲取指紋(或掌紋)圖像的能力。

一類(lèi)特別令人關(guān)注的超聲指紋系統(tǒng)是以下系統(tǒng)：其中，沿著用戶(hù)要觸摸的裝置構(gòu)件的表面?zhèn)魉吐晫W(xué)信號(hào)，并且基于接收到的聲學(xué)信號(hào)來(lái)確定指紋(掌紋)表示，該接收到的聲學(xué)信號(hào)是由于裝置構(gòu)件與用戶(hù)皮膚之間的界面和所傳送的聲學(xué)信號(hào)之間的相互作用而產(chǎn)生的。

例如，在US 2017/0053151中一般描述的這種超聲指紋感測(cè)系統(tǒng)可以提供可控的分辨率，并且允許更大的感測(cè)區(qū)域，該感測(cè)區(qū)域可以是光學(xué)透明的，而且沒(méi)有指紋感測(cè)系統(tǒng)必須與感測(cè)區(qū)域成比例縮放的成本。

盡管這種超聲指紋感測(cè)的一般原理是已知的，但是似乎仍然有挑戰(zhàn)要克服。例如，期望提供對(duì)適于在這種超聲指紋感測(cè)系統(tǒng)中使用的超聲換能器裝置的經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和其他缺陷，本發(fā)明的目的是提供對(duì)改進(jìn)的超聲換能器裝置的經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)。

因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因此提供了一種制造在聲學(xué)生物識(shí)別成像系統(tǒng)中使用的超聲換能器裝置的方法，該方法包括以下步驟：制造超聲換能器面板；以及將超聲換能器面板分割成超聲換能器裝置。制造超聲換能器面板的步驟包括以下步驟：提供第一載體；在載體上布置間隔開(kāi)的多個(gè)壓電元件；在載體上布置間隔開(kāi)的多個(gè)集成電路；將介電材料涂敷在多個(gè)壓電元件上和多個(gè)集成電路上，以將多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件和多個(gè)集成電路中的每個(gè)集成電路嵌入該介電材料中，從而在第一載體上形成壓電元件器件層；將壓電元件器件層減薄，從而產(chǎn)生多個(gè)壓電元件中的每個(gè)壓電元件的暴露第一側(cè)；在壓電元件器件層上形成第一電極層，該第一電極層包括壓電元件器件層中的每個(gè)壓電元件的暴露第一側(cè)上的第一換能器電極；以及將壓電元件器件層與第一載體分開(kāi)。

第一載體可以是適用于制造過(guò)程的任何載體，并且可以包括在所謂的晶圓級(jí)扇出工藝(fan-out)中或者在面板生產(chǎn)工藝(諸如用于薄膜電子裝置)中使用的任何載體。第一載體可以例如包括被臨時(shí)粘結(jié)膜(載帶)覆蓋的相對(duì)剛性的基底。相對(duì)剛性的基底可以由與特定制造工藝兼容的任何材料制成，并且因此可以例如由硅、玻璃、聚合物或金屬制成。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，在第一載體上嵌有壓電元件的介電材料可以是適用于特定制造工藝的任何介電嵌入材料。因此，介電材料可以是成型材料，該成型材料可以例如以顆粒形式或液體形式來(lái)提供。可替選地，介電材料可以以膜的形式來(lái)提供，其中該膜被層壓在第一載體上所布置的壓電元件上。

減薄步驟可以通過(guò)從壓電元件器件層中去除材料來(lái)執(zhí)行，包括從每個(gè)壓電元件以及從嵌有每個(gè)壓電元件的介電材料中去除材料。本身公知的各種減薄方法包括研磨、拋光/精研、和蝕刻。

可以使用任何合適的工藝來(lái)形成第一電極層，諸如通過(guò)例如濺射或CVD的金屬化來(lái)形成第一電極層。可替選地，濺射或CVD可以用于形成用于后續(xù)電鍍的種子層。