晶圆级超声波芯片规模制造及封装方法技术

一种超声波模块及其制造方法，该超声波模块包含基底、复合层、以及覆盖层。基底具有上表面。复合层具有顶面、底面及内陷于底面的内凹面。底面位于基底的上表面上，内凹面与上表面之间形成至少一空间。复合层具有至少一第一沟槽，第一沟槽由顶面朝内凹面延伸。第一沟槽将复合层区隔为电路结构与连接电路结构的超声波结构。覆盖层结合复合层的顶面。

【技术实现步骤摘要】
晶圆级超声波芯片规模制造及封装方法
本专利技术涉及一种超声波传递的技术，特别是一种超声波模块及其制造方法。
技术介绍
随着科技的发展，移动电话、个人笔记本电脑或平板等智能型电子装置已经成为了生活中必备的工具，大众已习惯将重要信息或是个人资料储存于智能型电子装置内部，而这些智能型电子装置的功能或应用程序也越往个人化的方向来发展。为避免重要信息遭到遗失或是盗用等情况，如今智能型电子装置已广泛地采用于指纹辨识来识别其使用者。目前已见将超声波指纹识别技术应用于智能型电子装置。一般而言，使用超声波模块整合于智能型电子装置时，是透过将手指接触超声波模块的上盖或是智能型电子装置的屏幕保护层，而超声波模块发送超声波讯号至手指并且接收被指纹的波峰波谷反射回来的超声波讯号的强弱而能够辨识指纹。然而，超声波模块的超声波讯号可以藉由介质而传递至非与手指接触的区域，如此将使得超声波模块所接收的反射超声波讯号不一定是被手指反射，故较不易辨识指纹。
技术实现思路
本专利技术一实施例提出一种超声波模块，包含基底、复合层、以及覆盖层。基底具有上表面以及相对于上表面的下表面。复合层具有顶面、底面及内陷于底面的内凹面。底面位于基底的上表面上，内凹面与上表面之间形成至少一空间。复合层具有至少一第一沟槽，第一沟槽由顶面朝内凹面延伸。第一沟槽将复合层区隔为电路结构与连接电路结构的超声波结构。覆盖层结合复合层的顶面。本专利技术提出一种指纹感测封装模块的制造方法，包含形成一电路层于第一基板上、形成图案化保护层覆盖部分的电路层的上表面且未覆盖暴露于电路层的上表面的第一移除结构、去除第一移除结构以形成第一上部沟槽、由第一上部沟槽内的第一基板的上表面往第一基板的下表面去除部分的第一基板以形成连通第一上部沟槽的第一下部沟槽、由第一基板的下表面往第一基板的上表面去除对应超声波区的至少一部分第一基板以使第一基板的下表面具有对应于超声波区的至少一内凹面、形成基底于第一基板的下表面以使内凹面与基底的上表面之间形成至少一空间以及结合覆盖层于电路层的上表面。于此一实施例中，电路层包括电路区、超声波区及至少一第一移除结构。其中，第一移除结构暴露于电路层的上表面且由电路层的上表面朝电路层的下表面延伸。超声波区周围的一部分被第一移除结构围绕且超声波区周围的另一部分与电路区连接。综上所述，本专利技术实施例提供超声波模块及其制造方法，其透过在超声波结构下方形成空间，且此空间与第一沟槽(及/或第二沟槽)连通，以形成由复合层的顶面延伸至基底的上表面的整体空隙。依此，藉由此整体空隙的设计来使得第一超声波讯号及第二超声波讯号的传递速度不同，以区别第一超声波讯号及第二超声波讯号。藉由滤除第二超声波讯号，即可透过接收第一超声波讯号来辨识位于覆盖层上的手指指纹，透过避免接收第二超声波讯号而影响辨识指纹图案，进而提升指纹辨识的准确度。附图说明图1为本专利技术一实施例的超声波模块的结构示意图。图2为本专利技术另一实施例的超声波模块的结构示意图。图3为本专利技术又一实施例的超声波模块的结构示意图。图4为本专利技术再一实施例的超声波模块的结构示意图。图5A至图5C为本专利技术一实施例的超声波组件数组的部分俯视结构示意图。图6A至图6H分别是本专利技术一实施例的超声波模块的制造方法于各步骤所形成的示意图。图7A至7D为本专利技术另一实施例的超声波模块的制造方法于其中部分的步骤所形成的示意图。图8为本专利技术再一实施例的超声波模块的制造方法于其中的一步骤所形成的示意图。具体实施方式图1为本专利技术一实施例的超声波模块的结构示意图。请参阅图1，超声波模块100包括基底110、复合层120以及覆盖层130。复合层120位于基底110上，覆盖层130结合于复合层120的顶面。基底110具有上表面S11以及相对于上表面S11的下表面S12，其用以承载复合层120。于一实施态样中，基底110可以是硅基板、玻璃基板、蓝宝石基板、塑料基板等具有支撑作用的附加电路板。复合层120设置于基底110上。复合层120具有顶面S21、底面S22及内陷于底面S22的内凹面S23。其中，复合层120的底面S22位于基底110的上表面S11。于一实施态样中，底面S22可以透过双面胶、黏性油墨或黏性涂料等黏胶材料层A1来接触基底110的上表面S11，于此，内凹面S23与基底110的上表面S11之间形成至少一空间H1。须说明的是，内凹面S23与基底110的上表面S11之间可以形成一个或是复数个不连通的空间。于此一实施例，如图1所绘示，内凹面S23与上表面S11之间形成一个空间H1。复合层120具有至少一第一沟槽D1，且第一沟槽D1由顶面S21朝内凹面S23延伸。于此，第一沟槽D1连通空间H1。第一沟槽D1围绕于超声波结构120b周围的一部分，而超声波结构120b周围的另一部分(未被第一沟槽D1围绕的部分)与电路结构120a连接。于一实施态样中，第一沟槽D1将复合层120区隔为电路结构120a与悬浮连接电路结构120a的超声波结构120b。于此，第一沟槽D1可以避免超声波组件1242的超声波讯号和电子组件的讯号相互干扰。超声波结构120b对应于空间H1且悬浮于空间H1上。换言之，于基底110的垂直投影方向上，超声波结构120b的投影与空间H1的投影重迭。于一实施态样中，复合层120包括第一基板122及位于第一基板122上的电路层124，其中复合层120的顶面S21即相当于电路层124的上表面，而复合层120的底面S22及内凹面S23即相当于第一基板122的下表面。于一实施态样中，第一基板122为硅芯片(wafer)。于另一实施态样中，电路层124包括介电材料层1241、至少一或是复数个超声波组件1242、电路布线1243以及至少一连接垫1244，而超声波组件1242、电路布线1243以及连接垫1244分布于介电材料层1241内。复数个超声波组件1242呈二维数组排列。各超声波组件1242包括第一压电层P1、第二压电层P2、第一电极E1、第二电极E2及第三电极E3。第二压电层P2位于第一压电层P1上且第二压电层P2具有接触孔H1。第一电极E1位于第一压电层P1和第二压电层P2之间且接触孔H1暴露出部分的第一电极E1。第二电极E2位于第二压电层P2上且透过接触孔H1接触第一电极E1。第三电极E3位于第二压电层P2上。电路布线1243用以作为各超声波组件1242之间及/或其他组件之间电性连接的线路。连接垫1244的至少其中一表面暴露于复合层120的一侧表面(于此实施态样为暴露于电路结构120a的一侧表面，如图1所绘示)，以便与外界电路电性连接。于实务上，连接垫1244可以视整体电性连接需求而与至少部分的电路布线电性连接。于此，超声波结构120b是指所述超声波组件1242所分布的复合层120的区域，亦即超声波结构120b包括位于电路层124的超声波区124b及对应超声波区124b的第一基板122。电路结构120a是指所述电路布线1243及连接垫1244大致上所分布的复合层120的区域，亦即电路结构120a包括位于电路层124的电路区124a及对应电路区124a的第一基板122。于一实施态样中，超声波结构120b悬浮于空间H1上，亦即，超声波结构120b的第一基板122的下表面(即复合层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波模块，其特征在于，包括：一基底，具有一上表面以及相对于该上表面的一下表面；一复合层，具有一顶面、一底面及内陷于该底面的一内凹面，该底面位于该基底的该上表面上，该内凹面与该上表面之间形成至少一空间，该复合层具有至少一第一沟槽，该第一沟槽由该顶面朝该内凹面延伸，且该第一沟槽将该复合层区隔为一电路结构与连接该电路结构的一超声波结构，该超声波结构对应于该内凹面；以及一覆盖层，结合该复合层的该顶面。

【技术特征摘要】
1.一种超声波模块，其特征在于，包括：一基底，具有一上表面以及相对于该上表面的一下表面；一复合层，具有一顶面、一底面及内陷于该底面的一内凹面，该底面位于该基底的该上表面上，该内凹面与该上表面之间形成至少一空间，该复合层具有至少一第一沟槽，该第一沟槽由该顶面朝该内凹面延伸，且该第一沟槽将该复合层区隔为一电路结构与连接该电路结构的一超声波结构，该超声波结构对应于该内凹面；以及一覆盖层，结合该复合层的该顶面。2.如权利要求1所述的超声波模块，其特征在于，该复合层包括至少一光感测组件，该至少一光感测组件位于该电路结构的下方或该超声波结构的下方。3.如权利要求2所述的超声波模块，其特征在于，还包括至少一滤光层，其中该滤光层位于该复合层的该顶面上且对应该至少一光感测组件。4.如权利要求1所述的超声波模块，其特征在于，其中该第一沟槽连通该至少一空间，该超声波结构位于该至少一空间上且悬浮连接于该电路结构，于该基底的垂直投影方向上该超声波结构的投影与该至少一空间的投影重迭。5.如权利要求1所述的超声波模块，其特征在于，该超声波结构包括复数个超声波组件，该内凹面与该上表面之间形成的该至少一空间为复数个，该超声波结构位于该些空间上且各该空间对应各该超声波组件。6.如权利要求4所述的超声波模块，其特征在于，该超声波结构包括复数个超声波组件，且该复合层还包括至少一个第二沟槽，该至少一第二沟槽位于该超声波结构内且由该顶面朝该内凹面延伸以连通该空间，且该至少一第二沟槽区隔至少两相邻的该超声波组件。7.如权利要求1所述的超声波模块，其特征在于，还包括一黏着层，该黏着层位于该覆盖层与该复合层之间，且该覆盖层透过该黏着层结合该复合层的该顶面。8.如权利要求1所述的超声波模块，其特征在于，该电路结构包括一连接垫，该连接垫暴露于该复合层的一侧表面，该超声波模块包括一导体层及一接垫，该导体层位于该复合层的该侧表面且延伸至该基底的该下表面，该接垫位于该下表面，该导体层电性连接该连接垫及该接垫。9.如权利要求1所述的超声波模块，其特征在于，该复合层包括复数个超声波组件，呈二维数组排列，各该超声波组件包括：一第一压电层；一第二压电层，位于该第一压电层上，该第二压电层具有一接触孔；一第一电极，位于该第一压电层和该第二压电层之间，该接触孔暴露出部分的该第一电极；一第二电极，位于该第二压电层上且透过该接触孔接触该第一电极；以及一第三电极，位于该第二压电层上。10.一种超声波模块的制造方法，其特征在于，包括：形成一电路层于一第一基板上，其中该电路层位于该第一基板的上表面，该电路层包括一电路区、一超声波区及至少一第一移除结构，该第一移除结构暴露于该电路层的上表面且由该电路层的上表面朝该电路层的下表面延伸，该超声波区周围的一部分被该第一移除结构围绕且该超声波区周围的另一部分与该...

【专利技术属性】
技术研发人员：金玉丰，马盛林，赵前程，刘欢，邱奕翔，
申请(专利权)人：茂丞科技深圳有限公司，北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44