超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件技术

本申请实施例提供一种超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件，包括：在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层；在钝化保护层的第一表面形成电路层；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层；在压电层的第一表面形成第二电极。因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。

【技术实现步骤摘要】
超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件
本申请实施例涉及电子信息
，尤其涉及超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件。
技术介绍
超声换能器是能够将声能和电能互相转换的器件，超声换能器中的压电材料，在发生形变时两端可以产生电压差，在两端有电压差时，压电材料可以发生形变。利用压电材料的这种特性可以实现机械振动和交流电的互相转换。超声换能器通常包括基底层（substrate）、在基底层上制备的电路层（circuit）、在电路层上制备的压电层以及电极层（electrode），其中压电层由压电材料构成。在上述超声换能器中，由于基底层不易弯折，导致超声换能器无法适用于柔性屏幕或其他需要柔性超声换能器的场景中，另外由于基底层的厚度较大，导致超声换能器的体积较大，在手机或其他终端产品中容易占用较多空间。而在超声换能器产生超声波信号的过程中，压电层产生的超声波信号在传播时会穿透基底层，由于超声波信号穿透基底层造成的能量损耗较多，导致超声换能器的超声性能较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件，用以克服现有技术中存在的缺陷。第一方面，本申请实施例提供了一种超声换能器制备方法，包括：在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层，第一电极的第一表面在第一电极远离基底层的一侧；在钝化保护层的第一表面形成电路层，钝化保护层的第一表面在钝化保护层远离第一电极的一侧；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层，第一电极的第二表面在第一电极远离钝化保护层的一侧；在压电层的第一表面形成第二电极，压电层的第一表面在压电层远离第一电极的一侧。第二方面，本申请实施例提供了一种超声换能器，包括：功能层、电路层、压电层、钝化保护层、第一电极和第二电极；功能层为柔性电介质；电路层设置于功能层和钝化保护层之间；第一电极设置于钝化保护层远离电路层的一侧；压电层设置于第一电极远离钝化保护层的一侧，且压电层位于第一电极和第二电极之间。第三方面，本申请实施例提供一种信息采集元件，信息采集元件包括超声换能器阵列，超声换能器阵列是由至少两个如第二方面所描述的超声换能器组成的阵列。本申请实施例提供的超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件，在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层；在钝化保护层的第一表面形成电路层；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层；在压电层的第一表面形成第二电极。因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比值绘制的。附图中：图1为相关技术提供的一种超声换能器的示意性结构图；图2为相关技术提供的一种超声换能器的示意性结构图；图3为相关技术提供的一种超声换能器的示意性结构图；图4为本申请实施例提供的一种超声换能器制备方法的流程图；图5为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图6为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图7为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图8为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图9为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图10为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图11为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图12为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图13为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；图14为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图15为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图16为本申请实施例提供的一种超声换能器制备方法的流程图；图17为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图18为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图19为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图20为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图21为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；图22为本申请实施例提供的一种信息采集元件的示意性结构图；图23为本申请实施例提供的一种信息采集元件的示意性结构图。具体实施方式超声换能器是能够将声能和电能互相转换的器件。如图1所示，超声换能器100包括基底层101、在基底层101上制备的电路层102、在电路层102上制备的压电层103以及电极层104，其中压电层103由压电材料构成。在上述超声换能器中，由于基底层不易弯折，导致超声换能器无法适用于柔性屏幕或其他需要柔性超声换能器的场景中，另外由于电路层是直接在基底层上面制备的，因此基底层较难做到很薄，其厚度较大，导致超声换能器的厚度较大，在手机或其他终端产品中容易占用较多空间。上述超声换能器100中的压电层103产生超声波时，超声波信号的传播方向是双向的，即超声波信号分别沿朝向基底层101以及背离基底层101两个方向传播。当匹配层（matchinglayer）105位于基底层101下方时，如图2所示，沿朝向基底层101方向传播的超声波信号1031透过电路层102以及基底层101进入匹配层105。在这个过程中，超声波信号1031由于穿透基底层101造成其能量损耗较多，使超声换能器的超声性能较差。当匹配层105位于电极层104上方时，如图3所示，沿背离基底层101方向传播的超声波信号1032透过电极层104进入匹配层105，沿朝向基底层101方向传播的超声波信号1033透过电路层102与基底层101，在基底层101与反射层106之间发生反射，被反射的超声波信号1033依次透过基底层101、电路层102、压电层103以及电极层104进入匹配层105。其中，沿朝向基底层101方向传播的超声波信号1033在进入匹配层105之前两次透过基底层101，使其能量损耗较多，超声换能器的超声性能较差。在另一种超声换能器中，通过在基底层中进行开孔结构的设置，减小部分基底层的厚度，以减少超声波信号因穿透基底层而造成的能量损耗。但在该超声换能器中，由于基底层上方是电路层，很难直接在基底层中进行开孔结构设置，导致开孔结构设置难度较高；其次即使在基底层中设置了部分开孔结构，该开孔结构也无法与基底层所承载的电路层直接接触，即该开孔结构只能为盲孔，目前盲孔技术的均匀性以及厚度精确性难以控制，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声换能器制备方法，其特征在于，包括：/n在基底层上形成第一电极；/n在所述第一电极的第一表面形成钝化保护层，所述第一电极的第一表面在所述第一电极远离所述基底层的一侧；/n在所述钝化保护层的第一表面形成电路层，所述钝化保护层的第一表面在所述钝化保护层远离所述第一电极的一侧；/n去除所述基底层；/n在所述第一电极的第二表面形成压电层，所述第一电极的第二表面在所述第一电极远离所述钝化保护层的一侧；/n在所述压电层的第一表面形成第二电极，所述压电层的第一表面在所述压电层远离所述第一电极的一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声换能器制备方法，其特征在于，包括：
在基底层上形成第一电极；
在所述第一电极的第一表面形成钝化保护层，所述第一电极的第一表面在所述第一电极远离所述基底层的一侧；
在所述钝化保护层的第一表面形成电路层，所述钝化保护层的第一表面在所述钝化保护层远离所述第一电极的一侧；
去除所述基底层；
在所述第一电极的第二表面形成压电层，所述第一电极的第二表面在所述第一电极远离所述钝化保护层的一侧；
在所述压电层的第一表面形成第二电极，所述压电层的第一表面在所述压电层远离所述第一电极的一侧。


2.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述钝化保护层的第一表面形成电路层之后，所述方法还包括：
在所述电路层第一表面形成功能层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧；
在所述功能层的第一表面形成到达所述电路层的第一开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧；
在所述功能层的第一表面进行线路层沉积和图像化处理，形成通过所述第一开孔与所述电路层电连接的电连接端，以使得所述电路层通过所述电连接端与外部连接。


3.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述钝化保护层的第一表面形成电路层之后，所述方法还包括：
在所述电路层第一表面形成功能层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧；
在所述功能层的第一表面形成到达所述电路层的第二开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧，以使得所述电路层的第一表面，在所述第二开孔处露出的部分形成信号反射面。


4.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述钝化保护层的第一表面形成电路层之后，所述方法还包括：
在所述电路层第一表面形成功能层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧；
在所述功能层的第一表面形成到达所述电路层的第三开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧；
在所述第三开孔处填充用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。


5.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述钝化保护层的第一表面形成电路层之后，所述方法还包括：
在所述电路层第一表面形成匹配层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧，所述匹配层包括用于减少信号能量损失...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文轩，沈健，陆斌，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44