电声换能器的制造方法
【技术领域】
[0001]按照示例性实施方式的装置和方法涉及电声换能器，更具体而言，涉及微加工电容式电声换能器。
【背景技术】
[0002]电声换能器将电能转换成声能或将声能转换成电能，并且可以包括例如超声换能器和麦克风。微加工电声换能器使用微机电系统(MEMS)。微加工电声换能器的一不例是微加工超声换能器(MUT)，其是将电信号转换成超声波信号或将超声波信号转换成电信号的装置。MUT可以根据信号转换方法而分为压电MUT (pMUT)、电容MUT(cMUT)以及磁MUT(mMUT)。在这些超声换能器当中，cMUT被广泛用于医学图像诊断装置和/或传感器中。
【发明内容】
[0003]示例性实施方式可以解决至少以上问题和/或缺点以及以上没有描述的其它缺点。然而，示例性实施方式并非必需克服上述缺点，并且可以不克服上述问题中的任一个。
[0004]—个或多个不例性实施方式提供一种微加工电容式电声换能器。
[0005]根据不例性实施方式的一方面，一种电声换能器包括:导电衬底，设置有至少一个单元和至少一个电极；以及焊盘衬底，设置为相应于导电衬底并且设置有与至少一个电极相应的至少一个焊盘,其中至少一个电极和至少一个焊盘中的至少一个包括用于电连接的电性图案和设置在电性图案周围而与电性图案分离的虚设图案。
[0006]至少一个电极可以包括用于电连接的电性电极以及设置在电性电极周围而与电性电极分离的至少一个虚设电极。至少一个焊盘可以包括:电性焊盘，接合到电性电极；以及至少一个虚设焊盘，设置在至少一个电性焊盘周围而与电性焊盘分离并且接合到虚设电极。
[0007]至少一个虚设电极可以设置为与至少一个虚设焊盘一一对应。一个虚设电极可以相应于多个虚设焊盘或多个虚设电极可以相应于一个虚设焊盘。至少一个焊盘可以形成为整体式电性焊盘并且接合到电性电极和至少一个虚设电极。至少一个焊盘可以包括用于电连接的电性焊盘和设置在电性焊盘周围而与电性焊盘分离的至少一个虚设焊盘，至少一个电极可以形成为整体式电性电极并且接合到电性焊盘和至少一个虚设焊盘。
[0008]至少一个虚设图案可以设置为围绕电性图案。至少一个虚设图案可以具有连续线形状。至少一个虚设图案可以具有点线形状和短划线形状中的至少一种。至少一个电极和至少一个焊盘可以通过共晶接合彼此接合。至少一个电极和至少一个焊盘中的任一个可以包括Au、Cu和Ag中的至少一种以及Sn，至少一个电极和至少一个焊盘中的另一个可以包括Au、Cu和Ag中的至少一种。
[0009]电性图案的面积可以为大约2500 μ m2?40000 μ m2，至少一个虚设图案的宽度可以为大约3?50 μ m。电性图案和至少一个虚设图案之间的间距或者虚设图案之间的间距可以为大约3?50 μ m。
[0010]根据不例性实施方式的另一方面,一种电声换能器包括:导电衬底，在导电衬底的一个表面上设置有多个电极；以及焊盘衬底，设置为相应于导电衬底并且设置有与多个电极相应的多个焊盘，其中多个电极的至少之一可以包括用于电连接的电性电极以及设置在电性电极周围而与其分离的至少一个虚设电极。
[0011]根据不例性实施方式的另一方面，一种电声换能器包括:导电衬底，设置有至少一个单元和至少一个电极；焊盘衬底，设置为相应于导电衬底并且设置有与至少一个电极相应的至少一个焊盘；支撑体，设置在导电衬底上并且形成至少一个单元；膜，设置在支撑体上以覆盖至少一个单元；以及上电极，设置在膜上，其中至少一个电极和至少一个焊盘中的至少一个可以包括用于电连接的电性图案和设置在电性图案周围而与电性图案分离的至少一个虚设图案。
【附图说明】
[0012]通过参考附图详细描述某些示例性实施方式，上述和/或其它方面将变得更明显，在图中:
[0013]图1是微加工电容式电声换能器的一不例的截面图；
[0014]图2示出图1的第一和第二焊盘的平面图；
[0015]图3是显示图1的微加工电容式电声换能器的频率响应特性的曲线图；
[0016]图4是根据一示例性实施方式的微加工电容式电声换能器的截面图；
[0017]图5是图4的部分A的放大图；
[0018]图6是图4的部分B的放大图；
[0019]图7A和图7B示出了图4的第二电极(或第二焊盘)的平面图；
[0020]图8A和图8B示出了第一和第二电极(或图4的第一和第二焊盘)的平面图；
[0021]图9是显示微加工电容式电声换能器根据接合面积的变化的频率响应特性的曲线图；
[0022]图1OA和图1OB示出了根据另一示例性实施方式的第二电极(或第二焊盘)的平面图；
[0023]图1IA和图1lB示出了根据另一示例性实施方式的第二电极(或第二焊盘)的平面图；
[0024]图12A和图12B示出了根据另一示例性实施方式的第二电极(或第二焊盘)的平面图；
[0025]图13是根据另一示例性实施方式的第二电极和第二焊盘的截面图；
[0026]图14示出了图13的第二焊盘的平面图；
[0027]图15是根据另一示例性实施方式的第二电极和第二焊盘的截面图；
[0028]图16是根据另一示例性实施方式的第二电极和第二焊盘的截面图；以及
[0029]图17是根据另一示例性实施方式的第二电极和第二焊盘的截面图。
【具体实施方式】
[0030]以下参考附图更详细地描述某些示例性实施方式。
[0031]在以下的描述中，相同的附图标记在其被示出在不同的附图中时被用于相同的元件。在本说明书中限定的内容(诸如具体构造和元件)被提供用于帮助对示例性实施方式的全面理解。因而，显然的是，可以实施示例性实施方式而不具有那些具体限定的内容。此夕卜，现有技术中已知的功能或元件没有被详细描述，因为它们会以不必要的细节而使得示例性实施方式变模糊。
[0032]为了便于说明和清晰，在图中示出的每层的厚度或尺寸可以被夸大。在以下的描述中，当一层被描述为存在于另一层上时，该层可以直接存在于所述另一层上，或者第三层可以插置在其间。在以下的示例性实施方式中形成每层的材料仅是示例性的，因而可以使用另一材料。
[0033]在一列元件之后的表述诸如“至少之一”修饰整列元件而不修饰该列中的单个元件。
[0034]图1是微加工电容式电声换能器100的一不例的截面图。参考图1，电声换能器100包括二维布置的多个元件101,并且每个元件101包括至少一个单元118。元件101通过沟槽线116彼此分离。单元118形成在其中的支撑体113设置在导电衬底111上。覆盖单元118的膜(membrane) 114设置在支撑体113上。上电极115设置在膜114上。绝缘层112可以设置在导电衬底111的表面上。通孔117穿透导电衬底111。第一电极121经通孔117电连接到上电极115。第一电极121设置为延伸到导电衬底111的下表面。多个第二电极122设置在导电衬底111的下表面上以电连接到导电衬底111。第一电极121可以是公共电极，第二电极122可以设置为相应于元件101。
[0035]导电衬底111可以联接到焊盘衬底151。详细地，与第一电极121相应的第一焊盘161和与第二电极122相应的多个第二焊盘162设置在焊盘衬底151的上表面上。第一电极121和第一焊盘161彼此接合，第二电极122和第二焊盘162彼此接合。第一电极121和第一焊盘161之间的接合以及第二电极122和第二焊盘162之间的接合可以通过共晶接合实施。与第一焊盘161连接的第一下焊盘163和与第二焊盘162连接的多个第二下焊盘164设置在焊盘衬底151的下表面上。用于电连接第一焊盘161和第一下焊盘163的第一导电填料165设置在焊盘衬底151中。用于电连接第二焊盘162和第二下焊盘164的多个第二导电填料166设置在焊盘衬底151中。
[0036]如上所述，导电衬底111的第一电极121和焊盘衬底151的第一焊盘161接合在一起。导电衬底111的第二电极122和焊盘衬底151的第二焊盘162接合在一起。图2示出了图1的第一焊盘161和第二焊盘162的平面图。参考图1和图2，腔区域180(其是相对较大的空间)形成在接合在一起的第一电极121和第二电极122 (或第一焊盘161和第二焊盘162)之间。腔区域180会在驱动电声换能器100期间产生导电衬底111的不必要的振动。因此，频率响应特性可能退化。
[0037]图3是显示图1的微加工电容式电声换能器100的频率响应特性的曲线图。详细地，在图3中，在线A表示微加工电容式电声换能器的理想频率响应特性时，线B表示当在图1的微加工电容式电声换能器100中第一电极121和第二电极122与第一焊盘161和第二焊盘162之间的接合面积为大约160 μ mX 160 μ m时产生的频率响应特性。参考图3，可以看到，在线A表示没有频率畸变的理想频率特性时，线B具有频率畸变现象。频率畸变现象会在导电衬底111由于腔区域180而振动时出现，腔区域180是在图1的微加工电容式电声换能器100中在接合