超声波传感器组件制造技术

本申请公开了超声波传感器组件。所述超声波传感器组件，包括：柔性电路板，包括彼此相对的第一表面和第二表面；以及芯片，所述芯片位于所述柔性电路板的第一表面上，并且包括依次堆叠的超声波发生器和电路层，其中，所述柔性电路板的第一表面包括第一布线和第一焊盘，所述超声波发生器与所述柔性电路板的第一表面邻接，所述超声波发生器包括衬底以及贯穿所述衬底的多个导电通道，所述超声波发生器和所述电路层至少之一经由所述多个导电通道连接到至所述柔性电路板的第一焊盘。该超声波传感器组件采用导电通道将超声波发生器和电路层至少之一与柔性电路板相连接，从而可以省去各向异性导电胶，以减小组件体积和提高封装效率及可靠性。

Ultrasonic sensor module

【技术实现步骤摘要】
超声波传感器组件
本技术涉及生物特征传感器，更具体地，涉及超声波传感器组件。
技术介绍
生物特征识别是用于区分不同生物特征的技术，包括指纹、掌纹、脸部、DNA、声音等识别技术。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹路，纹路有规律的排列形成不同的纹型。指纹识别指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴定。由于具有终身不变性、唯一性和方便性，指纹识别的应用越来越广泛。在指纹识别中，采用传感器获取指纹图像信息。根据工作原理的不同，指纹传感器可以分为光学、电容、压力、超声传感器。超声波传感器是第三代指纹传感器，其中利用压电材料的逆压电效应产生超声波。在超声波接触到指纹时，在指纹的嵴、峪中表现出不同的反射率和透射率。通过扫描一定面积内的超声波束信号即可读取指纹信息。超声波传感器产生的超声波可以能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或者塑料制成的手机外壳进行扫描，从而将超声波传感器设置在手机外壳内。超声波传感器内置可以减少其占用的表面积，在手机表面上允许安装更大尺寸的显示屏，因而可以提高手机的屏占比。图1示出根据现有技术的超声波传感器组件的截面示意图。该超声波传感器组件100包括依次堆叠的芯片110、柔性电路板120和金属基板130。该芯片110依次包括反射信号接收层111、电路层112和超声波发生器113。超声波发生器113采用各向异性导电胶121连接至柔性电路板120，柔性电路板120采用粘合剂131固定在金属基板130上。该超声波传感器组件100中的电路层112例如是薄膜晶体管阵列基板，包括形成在玻璃基板上的多个薄膜晶体管。反射信号接收层111与电路层112相连接，从而可以选择性地获取相应的像素单元的超声波反射信号。电路层112包括焊盘114，例如采用各向异性导电胶连接至柔性电路板120。进一步地，电路层112和超声波发生器113经由柔性电路板120与外部电路电连接。在上述的超声波传感器组件中，柔性电路板120的两个相对表面分别粘接于超声波发生器113和金属基板130，由于使用各向导性导电胶进行机械固定和电连接，因此导致超声波传感器组件的体积大且组装效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供超声波传感器组件，其中，采用导电通道将超声波发生器和电路层至少之一与柔性电路板相连接以减小组件体积和提高封装效率及可靠性。根据本技术的一方面，提供一种超声波传感器组件，包括：柔性电路板，包括彼此相对的第一表面和第二表面；以及芯片，所述芯片位于所述柔性电路板的第一表面上，并且包括依次堆叠的超声波发生器和电路层，其中，所述柔性电路板的第一表面包括第一布线和第一焊盘，所述超声波发生器与所述柔性电路板的第一表面邻接，所述超声波发生器包括衬底以及贯穿所述衬底的多个导电通道，所述超声波发生器和所述电路层至少之一经由所述多个导电通道连接到至所述柔性电路板的第一焊盘。优选地，所述超声波发生器还包括与所述多个导电通道的端部连接的凸块下金属化层以及附着在所述凸块下金属化层上的导电凸块，所述导电凸块焊接在所述第一焊盘上，使得所述柔性电路板支撑在所述芯片上。优选地，还包括第二封装料，所述第二封装料填充于所述芯片和所述柔性电路板之间。优选地，所述衬底中形成贯穿所述衬底的多个通孔，所述多个导电通道的至少一部分形成在所述多个通孔的相应通孔的侧壁上。优选地，还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层填充所述多个通孔。优选地，还包括位于所述多个导电通道和所述多个通孔侧壁之间的粘附层、阻挡层和种子层至少之一。优选地，还包括：位于所述电路层上的反射信号接收层。优选地，所述电路层包括玻璃基板和位于所述玻璃基板上的多个薄膜晶体管，其中，所述超声波发生器包括多个像素单元，所述多个薄膜晶体管用于选择性地获取所述多个像素单元的超声波反射信号。根据本技术的另一方面，提供一种制造超声波传感器组件的方法，包括：形成芯片，所述芯片包括依次堆叠的超声波发生器和电路层；在所述超声波发生器的衬底中形成贯穿其中的多个导电通道；以及将所述芯片与柔性电路板相连接，所述柔性电路板包括彼此相对的第一表面和第二表面，所述芯片位于所述柔性电路板的第一表面上，所述柔性电路板的第一表面包括第一布线和第一焊盘，所述超声波发生器与所述柔性电路板的第一表面邻接，所述超声波发生器和所述电路层至少之一经由所述多个导电通道连接到至所述柔性电路板的第一焊盘。优选地，还包括：在所述多个导电通道的端部形成凸块下金属化层，以及在所述凸块下金属化层上附着导电凸块，其中，所述电连接包括采用回流工艺将所述导电凸块固定在所述第一焊盘上，使得所述柔性电路板支撑在所述芯片上。优选地，还包括将第二封装料填充于所述芯片和所述柔性电路板之间。优选地，形成多个导电通道包括：在所述衬底中形成贯穿所述衬底的多个通孔，将导电层形成在所述多个通孔的相应通孔的侧壁上，以及将所述导电层图案化成彼此隔开的多个导电通道。优选地，还包括：采用第一绝缘层填充所述多个通孔。优选地，采用电化学沉积形成所述多个导电通道。根据本技术实施例的超声波传感器组件及其制造方法，其中，将超声波发生器与柔性电路板邻接，采用导电通道进行电连接和机械连接，从而可以省去各向异性导电胶，以减小组件体积和提高封装效率。柔性电路板进一步实现外部电路电连接，例如外部的信号驱动电路或信号处理电路。进一步地，由于超声波发生器与柔性电路板之间的焊接提供了高机械强度，因此，柔性电路板可以支撑在超声波发生器上，并且提高了可靠性。该组件不需要包括附加的金属基板以支撑柔性电路板。在进一步优选的实施例中，封装料填充在芯片超声波发生器和柔性电路板之间，从而进一步提高了超声波发生器与柔性电路板之间的机械强度。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出根据现有技术的超声波传感器组件的截面示意图；图2示出根据本技术第一实施例的超声波传感器组件的示意性截面图；以及图3a至3g示出根据本技术第二实施例的超声波传感器组件的制造方法中一部分阶段的截面示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本技术。本技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图2示出根据本技术第一实施例的超声波传感器组件的示意性截面图。该超声波传感器组件300包括依次堆叠的芯片110和柔性电路板120。芯片110依次包括依次堆叠的反射信号接收层111、电路层112和超声波发生器113。反射信号接收层111例如包括多个像素单元的感应电极。电路层112例如是薄膜晶体管阵列基板，包括形成在玻璃基板上的多个薄膜晶体管，用于选择性地获取相应的像素单元的超声波反射信号。超声波发生器113例如包括衬底和位于衬底上的压电叠层。该压电叠层例如包括夹在两个驱动电极之间的压电层。在驱动电极施加的电场作用下，压电层将电信号转变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波传感器组件，其特征在于，包括：柔性电路板，包括彼此相对的第一表面和第二表面；以及芯片，所述芯片位于所述柔性电路板的第一表面上，并且包括依次堆叠的超声波发生器和电路层，其中，所述柔性电路板的第一表面包括第一布线和第一焊盘，所述超声波发生器与所述柔性电路板的第一表面邻接，所述超声波发生器包括衬底以及贯穿所述衬底的多个导电通道，所述超声波发生器和所述电路层至少之一经由所述多个导电通道连接到至所述柔性电路板的第一焊盘。

【技术特征摘要】
1.一种超声波传感器组件，其特征在于，包括：柔性电路板，包括彼此相对的第一表面和第二表面；以及芯片，所述芯片位于所述柔性电路板的第一表面上，并且包括依次堆叠的超声波发生器和电路层，其中，所述柔性电路板的第一表面包括第一布线和第一焊盘，所述超声波发生器与所述柔性电路板的第一表面邻接，所述超声波发生器包括衬底以及贯穿所述衬底的多个导电通道，所述超声波发生器和所述电路层至少之一经由所述多个导电通道连接到至所述柔性电路板的第一焊盘。2.根据权利要求1所述的超声波传感器组件，其特征在于，所述超声波发生器还包括与所述多个导电通道的端部连接的凸块下金属化层以及附着在所述凸块下金属化层上的导电凸块，所述导电凸块焊接在所述第一焊盘上，使得所述柔性电路板支撑在所述芯片上。3.根据权利要求2所述的超声波传感器组件，还包括第二封装料，所述第二封装料填充于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁立国，季锋，闻永祥，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33