专利名称：制造超声换能器组装件的方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及制造传感器阵列组装件的方法，并且更具体来说涉及传感器阵列组装件，其中传感器阵列耦合到电子器件。
背景技术：
常用的传感器阵列包括光传感器、热传感器、及声传感器。声传感器的一示例是超声换能器。超声换能器组装件通常用于包括无损评估(NDE)和医疗诊断成像(例如，超声应用)的应用中。超声换能器组装件一般包括耦合到电子器件阵列的超声换能器阵列。该阵列可以是一维的(ID)(声元件的直线阵列或排)，以用于二维QD)成像。类似地，该阵列可以是用于容积成像的2D阵列。超声换能器阵列一般包括数百个或数千个单独换能器。 类似地，电子器件阵列包括数百个或数千个集成接口电路(或“单元”)，这些集成接口电路电耦合以提供换能器的电控制，用于波束形成、信号放大、控制功能、信号处理等。压电换能器(PZT)是广泛使用的超声换能器类型。PZT传感器一般包括能够在受到电或机械应力时更改物理尺寸的压电陶瓷。制造换能器阵列和电子器件阵列并将两种阵列耦合在一起，提供了多个设计难题。基于半导体的专用集成电路(ASIC) —般以晶圆形式制造并被切割，提供多个芯片。PZT传感器一般通过切割陶瓷块材料来制造。通常，PZT传感器用陶瓷层、匹配材料和阻尼材料形成。每个传感器子阵列通常包括许多传感器。每个传感器子阵列或传感器阵列中的芯片通常耦合到集成电路芯片以提供对每个传感器的单独控制。由于有数百个或数千个传感器和芯片，每个具有无数的电连接，因此，此类传感器组装件的制造和组装可能是一个难题。这个难题在应用需要传感器组装件尺寸减少时变得更加艰巨。专用集成电路上包含声阵列的成像换能器当前单独制造，需要对每个制造的换能器重复多个处理步骤。这种重复导致长制造周期并因而导致较高的产品成本。因此，希望提供一种能够一次制造多个电声换能器的过程。
发明内容
本发明的一个方面存在于一种制造多个超声换能器组装件的方法中。该方法包括将可图案化材料的一个或多个层施加到包含多个管芯的晶圆的至少部分表面。该方法进一步包括图案化可图案化材料以定义多个开口，其中每个开口与管芯中相应的一个对齐，在开口的相应一些中部署多个超声阵列，将超声阵列耦合到相应管芯以形成相应超声换能器组装件，以及分离超声换能器组装件以形成单独超声换能器组装件。本发明的另一个方面存在于一种制造具有一维(ID)矩阵阵列或二维OD)矩阵阵列的多个声换能器的方法中。该方法包括将抗蚀材料的一个或多个层施加到包含多个专用集成电路(ASIC)管芯的ASIC晶圆的至少部分表面。该方法进一步包括图案化抗蚀材料以定义多个开口，其中每个开口与ASIC管芯中相应的一个对齐，在开口的相应一些中部署声 ID矩阵阵列或2D矩阵阵列，将声ID矩阵阵列或2D矩阵阵列耦合到相应ASIC管芯以形成相应声换能器，以及分割声换能器以形成具有ID矩阵阵列或2D矩阵阵列的单独声换能器。
通过参照附图阅读以下具体描述，会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优点，其中，相似符号贯穿附图表示相似部件，在附图中图1示意描绘了具有多个专用集成电路(ASIC)管芯的ASIC晶圆；图2-6是ASIC晶圆的截面图，示出了根据本发明实施例的、用于制造超声换能器组装件的方法的处理步骤；图7示意描绘了使用图2-6中示出的方法制造的四种单独换能器组装件；图8示出了一个示范声叠层；图9是用于在形成使用图2-6中示出的方法制造的超声换能器组装件中使用的凸点电镀ASIC管芯的顶视图；图10是示出制造超声换能器组装件的方法的流程图；图11和图12是示出图10中所示方法的额外可选步骤的流程图；图13示出由切缝分离的五个直线排声元件；图14示出声元件的示范二维阵列；以及图15是图9中示出的凸点电镀ASIC管芯的截面图，并示意描绘了 ASIC管芯的穿透硅通孔(TSV)。
具体实施例方式本文所使用的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量、或重要性，而是用于元件间的彼此区分。本文所使用的术语“一”并不表示数量限制，而是表示至少一个所指项目的存在。与数量一起使用的修饰语“大约”包含所述值，并且具有上下文所规定的含义 (例如，包括与具体数量的测量相关联的误差程度)。另外，术语“组合”包含混和、混合、合金、反应产物等。此外，在本说明书中，复数形式通常意在包括它修饰的项目的单数和复数，由此包括该项目的一个或多个(例如，“通孔”可包括一个或多个通孔，除非另有说明)。说明书中提到“一个实施例”、“另一个实施例”、“一实施例”等表示结合该实施例描述的具体要素(例如，特征、结构、和/或特性)包含在本文所述的至少一个实施例中，并且该具体要素在其它实施例中可能存在也可能不存在。另外要理解，所述发明特性在多种实施例中可通过任何适当方式进行组合。参照图1-15描述了一种制造多个超声换能器组装件10的方法。例如，如图2和 10中所示，该方法包括在步骤60处将可图案化材料的一个或多个层20施加到具有多个管芯32的晶圆30的至少部分表面。对于具体实施例，晶圆30包括专用集成电路(ASIC)晶圆，图1中描绘了它的一个示例。如图1中所示，ASIC晶圆30包含多个ASIC管芯32，且图 9示出ASIC管芯32的一个示例。ASIC管芯32包含用于执行所需功能的电路并可能包含多种电组件，包括但不限于晶体管、电阻器和电容器。例如，对于超声换能器组装件的情况， ASIC可用于重新配置阵列结构或处理来自不同阵列元件的声信号。为了便于说明，图2-7 中仅示出四个ASIC管芯32。但是，晶圆30将通常包含更大的ASIC管芯阵列，例如，标准8英寸晶圆可包含200或更多个一平方厘米的管芯或超过一千个250平方毫米的管芯。另外，应该注意，虽然附图中示出的管芯包括用于连接到声阵列的凸点(bump) 34，但对于其它示例配置阵列可包含凸点，而ASIC只具有焊盘。对于这两种配置，凸点可以是电镀、柱形凸点、焊接凸点等，并用于与换能器元件互连，如下面参照图9和12讨论的。例如，如图3和10中所示，该方法进一步包括在步骤62处图案化可图案化材料 20，以定义多个开口 22。如图3中所示，每个开口 22与管芯32中相应的一个对齐。对于具体布置，可图案化材料20包含光致抗蚀剂，并且图案化步骤62包括执行光刻以形成开口 22。适用光致抗蚀剂的非限制性示例包括从MicroChem出售的SU-8光致抗蚀剂产品系列中选择的材料，MicroChem在马萨诸塞州纽顿(Newton，Massachusetts)设有营业所。对于具体示例，光致抗蚀剂20是负性光致抗蚀剂，并且通过在晶圆30上部署光刻掩模(未示出)并应用光以去除暴露的光致抗蚀剂20，从而形成开口 22。对于其它布置，可采用其它类型的抗蚀剂。对于具体配置，图案化可图案化材料20以使得开口 22具有纵横比至少为十的侧壁21。根据更具体的示例，开口 22的侧壁21具有至少为十五，且更具体来说，至少为二十的纵横比。在一个非限制性示例中，应用了厚度直到约5mm的SU-8光致抗蚀剂的层 20。开口 22将对应于每个管芯32上最终将接合到声阵列的区域。开口周围剩余的抗蚀剂形成口袋以便装入声阵列。参照图4、5和10，该方法进一步包括在步骤64处将多个超声阵列40部署到开口 22的相应一些中。有利地，图案化的材料20开口 22充当锁眼以准确地在晶圆30上对齐声阵列并将其保持到位。对于图4中所示的具体布置，使用拾放机器50将超声阵列40部署到开口 22内。数控拾放机器(也称作“表面安装技术组件放置系统”)是本领域已知的， 并通常用于在印刷电路板上放置表面安装器件(电组件)。拾放机器通常包含气动吸料管嘴，并且每个管嘴头可三维操纵并独立地旋转。例如，如图5和10中所示，该方法进一步包括在步骤66处将超声阵列40耦合到相应管芯32以形成相应超声换能器组装件10。下面讨论用于将超声阵列40耦合到管芯 32的技术。参照图6、7和10，该方法进一步包括在步骤68处分离超声换能器组装件以形成单独超声换能器组装件10。对于图6中示出的示例布置，可使用切片锯70分割每个传感器组装件10，例如在图7中。图11示出用于制造超声换能器组装件的方法的、额外的可选步骤。对于图11中示出的示例过程，在部署超声阵列40之前，可在步骤61处测试管芯32以识别好管芯和坏管芯。对于这个示例，在步骤64超声阵列40仅部署到好管芯上。如图11中所示，该方法进一步可选地包括在步骤65处确定用于分离超声换能器组装件10的划线图案。划线图案可在识别好坏管芯之后确定。但是，通常所有管芯均将被分离。然而，对于此具体过程配置， 只有好管芯将接合到超声阵列40。有利地，在电气测试后确定划线图案导致识别最大数量的有用的超声换能器组装件10。通常，通过组装压电陶瓷层与一个或多个声匹配层形成声阵列40。对于图8中示出的示例配置，声叠层18包含压电陶瓷层42(例如，PZT) 0对于示出的示例，前面和背面 44,46是金属涂敷的。如图8中所示，导电箔48接合到PZT层42的金属涂敷的前面44，并且第一声阻抗匹配层41接合到导电箔48。匹配层41的非限制性示例包括掺金属石墨、掺陶瓷粉末环氧树脂、玻璃以及玻璃陶瓷。外部匹配层43的非限制性示例包括ABS塑料、聚乙烯、聚苯乙烯及未填充环氧树脂。也可使用具有相似声阻抗的其它材料。匹配层41的声阻抗小于压电陶瓷层42的声阻抗。对于所示示例，声阻抗小于第一声阻抗匹配层41的第二声阻抗匹配层43接合到第一匹配层41的前面。有利地，声阻抗匹配层41、43将压电陶瓷的较高声阻抗转换成人体和水的低声阻抗，由此改进与传播发射的超声波所在介质的耦合。虽然所示示例包含两个声阻抗匹配层，但是其它布置可只包含一个声阻抗匹配层，或位于PZT前面或后面的两个以上的声阻抗匹配层。另外，具有大于PZT的声阻抗的匹配层可位于声阵列中PZT后面。此解匹配层的非限制性示例包括重金属(例如，钼和钨)和高密度陶瓷(例如，碳化钨)。通常，组装的压电陶瓷和声阻抗匹配层42、41、43 ( S卩，声叠层18)在部署到开口 22 中和耦合到相应管芯32之前被切割成单独元件。例如并如图13中所示，组装的压电陶瓷和声阻抗匹配层(一个或多个)42、41、43在部署在开口 22中之前可被切割成声元件的直线排(直线阵列)12，以使得在声元件的直线排12的相邻的一些之间形成多个切缝14。(为了便于说明，上文参照图8讨论的导电箔48在图13中未示出。)如本领域中已知的，换能器元件的直线阵列12用于二维QD)成像。为了在将声元件的直线排12部署在开口 22中之前将它们保持在一起，对于此过程配置，该方法可进一步可选地包括将不导电材料部署到切缝14中，或者如图13中所示，顶匹配层43可以是未经切割的，以便为直线排12提供支撑。适用的不导电材料的非限制性示例包括硅。对于图13中所示的特定配置，组装的压电陶瓷和声阻抗匹配层(一个或多个)42,41被切割，并然后第二声阻抗匹配层43被部署到直线阵列12之上。更普遍来说，该方法可进一步可选地包括在声元件的直线排12的上表面16上部署不导电材料(例如，第二声阻抗匹配层43)，以便在将直线排12部署在开口 22中之前将其保持在一起。相似地，取代在声叠层18 (见图8)与相应管芯32耦合之前将其切割成直线排12， 在将声叠层18部署在相应开口 22中之前可将其切割成声元件40的二维QD)阵列，例如， 如图14中所示。更具体来说，该方法可进一步包括在将组装的压电陶瓷和至少一个声阻抗匹配层42、41、43部署在开口 22中之前将其切割成声元件的相应二维QD)阵列40，以使得在声元件的相邻一些之间形成多个切缝14，例如，如图14中所示。如本领域中已知的，换能器元件的的2D阵列用于容积成像。为了在将声元件的2D阵列部署在开口 22中之前将其保持在一起，对于此过程配置，该方法可进一步可选地包括将不导电材料(例如，硅)部署到切缝14中。对于图14中所示的特定配置，组装的压电陶瓷和声阻抗匹配层(一个或多个)42、41被切割，并然后第二声阻抗匹配层43被部署到2D阵列40之上。更普遍来说，该方法可进一步可选地包括在声元件的相应2D阵列40的上表面16上部署不导电材料(例如，第二声阻抗匹配层43)，以便在将相应2D阵列40部署在开口 22中之前将它们保持在一起。通常，在制造后，阵列12、40被切成所需的最终尺寸。例如，如果最终产品需要 10mmx25mm的声阵列，则初始结构可使用例如50mmX25mm的组件来制造。然后，一旦完成较大工件的制造，对于此示例，可形成每个10mmX25mm的五个分离的部件。通常，声叠层18将被切割成一组多个直线阵列或2D阵列，并随后被切成所需的最终尺寸。备选地，该过程可颠倒，也就是说，声叠层18可首先被切成所需的最终尺寸，并随后被切割成换能器元件的 ID阵列或2D阵列。
对于其它过程配置，组装的压电陶瓷和声阻抗匹配层02、41、43)在部署在开口 20中之前被切成所需的最终尺寸，但在将切成合适尺寸的、组装的层(声叠层18)部署在相应开口 22中之后被切割(例如，切割成声元件的直线排12或2D阵列40)。图12示出用于制造超声换能器组装件的方法的、额外的可选步骤。对于图12中所示的示例过程，该方法进一步可选地包括在步骤58处，在将超声阵列40部署到开口 22中之前将粘合剂分配到开口 22中并施加压力，以使得在两个表面之间发展出电连接，直至粘合剂固化。例如，可将数量受控的粘合剂(例如，不导电环氧树脂)分配到开口 22中。适用粘合剂的非限制性示例包括以Epo-tek 353nd的商品名进行销售的双组分高温环氧树脂、以Epo-tek 301-2FL的商品名进行销售的双组分环氧尸、以Namics U8443的商品名进行销售的底部填充粘合剂、以Emerson&Cuming ell72a 的商品名进行销售的毛细作用底部流动型粘合剂或其它非传导底部填充粘合剂。对于备选布置，粘合剂可包含施加压力和温度以导致相配表面之间的电连接的各向异性传导粘合剂。对于图11的具体过程，如果包括可选的测试步骤61，则仅在标识为好管芯的那些管芯上沉积粘合剂。对于图12中所示的具体过程，该方法进一步可选地包括在步骤56处凸点电镀晶圆20上对应于管芯32的相应区域，以形成用于相应管芯的凸起电触点34。例如，可在管芯 32表面形成焊接凸点34。对于图9中所示的示例ASIC管芯32，凸起电触点34是镀金的。 在一个非限制性示例中，凸点高度不重要，并可使用5毫米的电镀高度。更具体来说，且如图12中所示，凸点电镀步骤56之后，一种光可定义(photo-definable)材料(例如，厚膜抗蚀剂)可在步骤60处被施加到晶圆30，并在步骤62处被图案化，以暴露凸起区域或接触区域同时给晶圆30的其余部分留下厚阻抗蚀剂层(图幻。根据一更具体的实施例，每个超声阵列40包含导电背面46(见图8)，并且超声阵列40被部署在开口 22中，以使得每个超声阵列40的背面46面对相应管芯32。该方法进一步可选地包括，在步骤58处，在将超声阵列40部署在开口 22中之前分配粘合剂(例如，环氧树脂)到开口 22中，并且在步骤66 处，在将超声阵列40部署在开口 22中之后对其施加压力以使每个超声阵列40的背面46与相应管芯32的电触点34电接触。更具体来说，施加压力直至粘合剂固化为止。有利地，图案化的抗蚀剂20开口 22充当锁眼以准确地在晶圆30上对齐声阵列并将其保持到位，以使得ASIC凸点34与声阵列元件对齐。在粘合剂已经固化之后、切割以使声换能器(ASIC上的阵列)互相分离之前，剩余光可定义材料可从晶圆30剥离或不剥离。例如，如果需要，可使用普遍方法(例如，在溶剂中溶解)或者在特定位置(例如，通过使用激光)将剩余抗蚀材料从晶圆表面去除。对于具体过程，该方法进一步包括在超声阵列40已耦合到相应管芯32之后将剩余可图案化材料20从晶圆30去除。例如，可使用普遍技术(例如，例如在溶剂中溶解)或从特定位置(例如，使用激光)将剩余光致抗蚀剂材料从晶圆30表面去除。此外，可在分割超声换能器组装件10之前或之后去除剩余抗蚀剂。该方法进一步可选地包括形成到相应超声换能器组装件10的多个功率连接、控制连接和信号连接对、26的步骤。对于图9中所示的示例配置，通过在晶圆30中形成穿透通孔观而在晶圆30的背面29(见图2、中形成功率连接和控制连接M、信号连接沈及接地27，如图15中所示。对于这个配置，连接对、26、27可有优势地在分割超声换能器组装件 10之前使用已知TSV技术在晶圆中使用穿透硅通孔(TSV)来形成。通常，TSV通孔在硅片中制造并且通孔填充金属(例如，铜、金、钨或焊锡)，或者填充诸如多晶硅的高掺杂半导体材料。对于使用TSV在背面实现与管芯的互连的配置，可图案化材料可留在晶圆表面上。对于其它过程，该方法进一步包括将多个功率连接、控制连接和信号连接引线接合到相应超声换能器组装件10。对于这个配置，在分割超声换能器组装件10之后并去除剩余抗蚀剂20之后，形成到与声组件分离的ASIC垫(未示出)的连接。除了上述制造超声换能器组装件10的一般方法之外，提供了用于制造具有二维 (2D)矩阵阵列的超声换能器10的更特殊方法。例如，如图2和图10中所示，该方法包括在步骤60处将抗蚀材料的一个或多个层20施加到包含多个专用集成电路(ASIC)管芯32 的ASIC晶圆30的至少部分表面。如图3和图10中所示，该方法进一步包括在步骤62处图案化抗蚀材料20以定义多个开口。如图3中所示，每个开口与ASIC管芯32中相应的一个对齐。例如，这种对齐可使用用于ASIC晶圆30的光刻掩膜(未示出)来实现。如图4、图5和图10中所示，用于制造具有二维OD)矩阵阵列的声换能器10的方法进一步包括在步骤64处将多个声2D矩阵阵列40部署在开口 22的相应一些中。对于图4中示出的具体布置，使用数控拾放机器50将声2D矩阵阵列40部署到开口 22内。对于图11中所示的示例过程，在部署声2D矩阵阵列40之前，可在步骤61处可选地测试管芯 32以识别好管芯和坏管芯。对于这个示例，在步骤64中将声2D矩阵阵列40仅部署在好管芯处。例如，如图5和图10中所示，用于制造具有二维OD)矩阵阵列的声换能器10的方法进一步包括在步骤66处将声2D矩阵阵列40耦合到相应管芯32以形成相应声换能器 10。下面讨论用于将声2D矩阵阵列40耦合到ASIC管芯32的技术。如图6、图7和图10 中所示，用于制造具有二维OD)矩阵阵列的声换能器10的方法进一步包括在步骤68处分割声换能器以形成具有2D矩阵阵列10的单独声换能器。对于图6中所示的示例布置， 可使用切片锯70分割每个声换能器10，例如图7中所示的。对于具体过程配置，抗蚀材料20包含光致抗蚀剂20，并且图案化步骤62包括执行光刻以形成开口 22。对于这些特定过程配置，该方法进一步包括在步骤56处凸点电镀ASIC 晶圆20上对应于ASIC管芯32的相应区域，以形成凸起电触点34的相应集合，例如图2中所示的。例如，可在管芯32表面上形成焊接凸点34。更具体来说，每个声2D矩阵阵列40包含导电背面46 (见图8)，并且声2D矩阵阵列40被部署在开口 22中，以使得每个声2D矩阵阵列40的背面46面对相应ASIC管芯32。 如图12中所示，该方法进一步可选地包括，在步骤58处在将声2D矩阵阵列40部署在开口 22中之前分配粘合剂到开口 22中，并且在步骤66处，在将声2D矩阵阵列40部署在开口 22中之后对其施加压力，以使每个声2D矩阵阵列40的背面46与相应ASIC管芯32的凸起电触点34电接触。更具体来说，施加压力直至粘合剂固化为止。该方法进一步可选地包括在声2D矩阵阵列40已耦合到相应ASIC管芯32之后将剩余光致抗蚀剂20从ASIC晶圆 30去除。另外，该方法可进一步可选地包括通过在ASIC晶圆30中形成穿透硅通孔(TSV) 28 而在ASIC晶圆30的背面四中形成到相应声换能器10的功率连接、控制连接和信号连接 24,26.示例功率连接、控制连接和信号连接MJ6在图9中示出，并且示例TSV在图15中示意描绘。如上所述，在分割超声换能器组装件10之前，可使用已知TSV技术在ASIC晶圆30中形成TSV 28。另外，可在分割超声换能器组装件之前或之后去除剩余抗蚀剂。有利地，上述用于制造声换能器组装件的方法在切割ASIC晶圆之前执行，即在晶圆级上执行。因此，该方法用于一次性制造多个声换能器组装件，这可有利地导致减少每部件制造成本以及对给定制造资源集合的更高容积产能(volume capbility)。虽然本文仅说明和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员会想到多种修改和变更。因此要理解，所附权利要求意在涵盖落入本发明真正精神之内的所有这类修改和变更。部件表10超声换能器组装件12直线阵列(排)14 切缝16声元件的直线阵列(排)或2D阵列的上表面18声叠层20可图案化材料21 侧壁22 开口24功率连接和控制连接26信号连接27 接地28TSV四晶圆的背面30 晶圆32 管芯34用于管芯的凸起电触点40超声阵列41第一声阻抗匹配层42压电陶瓷层43第二声阻抗匹配层44压电陶瓷层的前面46压电陶瓷层的背面48导电箔50拾放机器56凸点电镀晶圆以形成用于管芯的凸起电触点的步骤58将粘合剂施加在开口中的步骤60在晶圆上部署光致抗蚀剂的步骤61测试管芯的步骤62图案化抗蚀剂以形成开口的步骤64将传感器元件部署在开口中的步骤65确定划线图案的步骤
66将传感器元件耦合到管芯的步骤68分割晶圆的步骤70切片锯
权利要求
1.一种制造多个超声换能器组装件(10)的方法，所述方法包括将可图案化材料00)的一个或多个层施加到包含多个管芯(32)的晶圆(30)的至少部分表面；图案化所述可图案化材料00)以定义多个开口(22)，其中所述开口的每个与所述管芯(32)中相应的一个对齐；将多个超声阵列GO)部署在所述开口 02)的相应一些中；将所述超声阵列GO)耦合到所述相应管芯(3 以形成相应的所述超声换能器组装件 (10)；以及分离所述超声换能器组装件以形成单独的超声换能器组装件(10)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述可图案化材料OO)包括光致抗蚀剂，并且其中，图案化的所述步骤包括执行光刻以形成所述开口 02)。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述超声阵列GO)中的每一个包含与至少一个声阻抗匹配层(41、43)组装的压电陶瓷层(42)，所述方法还包括在将所组装的压电陶瓷层和所述至少一个声阻抗匹配层G2、41、43)部署在所述开口 (22)中之前，将其切割成声元件的直线排(12)，以使得在声元件的所述直线排(12)的相邻排之间形成多个切缝(14)；以及执行以下至少一个(a)将不导电材料部署到所述切缝(14)中和(b)在声元件的所述直线排(1 的上表面(16)上部署材料，以便在将声元件的所述直线排(1 部署在所述开口 0 中之前将它们保持在一起。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述超声阵列GO)中的每一个包含与至少一个声阻抗匹配层(41，43)组装的压电陶瓷层(42)，所述方法还包括在将所组装的压电陶瓷层和所述至少一个声阻抗匹配层G2、41、43)部署在所述开口 (22)中之前，将其切割成声元件的相应二维OD)阵列(40)，以使得在所述声元件的相邻元件之间形成多个切缝(14)；以及执行以下至少一个(a)将不导电材料部署到所述切缝(14)中和(b)在声元件的所述相应2D阵列的上表面(16)上部署材料，以便在将声元件的所述相应2D阵列部署在所述开口 0 中之前将它们保持在一起。
5.如权利要求1所述的方法，还包括测试所述管芯(32)以识别好管芯和坏管芯；其中，部署所述超声阵列GO)的所述步骤包括使用拾放机器(50)将所述超声阵列 (40)仅部署在所述好管芯(3 处；以及确定用于分离所述超声换能器组装件(10)的划线图案。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述超声阵列GO)的每个包含导电背面(46)，并且其中，所述超声阵列GO)部署在所述开口 02)中，以使得所述超声阵列GO)的每个的所述背面G6)面对所述相应管芯(32)，所述方法还包括凸点电镀所述晶圆OO)上对应于所述管芯(32)的相应区域，以形成相应多个凸起电触点(34)；在将所述超声阵列GO)部署在所述开口 0 中之前，在所述开口 0 中分配粘合剂；以及在将所述超声阵列GO)部署在所述开口 0 中之后对其施加压力，以使所述超声阵列GO)的每个的所述背面G6)与所述相应管芯(32)的所述凸起电触点(34)电接触。
7.如权利要求1所述的方法，还包括在所述超声阵列GO)已耦合到所述相应管芯(3 之后将剩余可图案化材料OO)从所述晶圆(30)去除；以及将多个功率连接、控制连接和信号连接引线接合到所述相应超声换能器组装件(10)。
8.如权利要求1所述的方法，还包括形成到所述相应超声换能器组装件(10)的多个功率连接、控制连接和信号连接04J6)，其中，所述功率连接、控制连接和信号连接(M、26) 通过形成所述晶圆(30)中的穿透通孔08)而在所述晶圆(30)的背面09)中形成。
9.一种制造具有一维(ID)矩阵阵列或二维OD)矩阵阵列的多个声换能器(10)的方法，所述方法包括将抗蚀材料OO)的一个或多个层施加到包含多个专用集成电路(ASIC)管芯(32)的 ASIC晶圆(30)的至少部分表面；图案化所述抗蚀材料OO)以定义多个开口(22)，其中所述开口的每个与所述ASIC管芯(32)中相应的一个对齐；将多个声ID矩阵阵列或2D矩阵阵列00)部署在所述开口 02)的相应一些中；将所述声ID矩阵阵列或2D矩阵阵列00)耦合到所述相应ASIC管芯(32)，以形成相应的所述声换能器(10)；以及分割所述声换能器，以形成具有ID矩阵阵列或2D矩阵阵列(10)的单独声换能器。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述抗蚀材料OO)包括光致抗蚀剂(20)，其中， 图案化的所述步骤包括执行光刻以形成所述开口(22)，其中，所述方法还包括凸点电镀所述ASIC晶圆OO)上对应于所述ASIC管芯(32)的相应区域，以形成相应多个凸起电触点(34)。其中，所述声矩阵阵列GO)的每个包含导电背面(46)，并且其中，所述声矩阵阵列 (40)部署在所述开口 02)中，以使得所述声矩阵阵列GO)的每个的所述背面G6)面对所述相应ASIC管芯(3 ，所述方法还包括在将所述声矩阵阵列GO)部署在所述开口 0 中之前，在所述开口 0 中分配粘合剂；在将所述声矩阵阵列GO)部署在所述开口 0 中之后对其施加压力，以使所述声矩阵阵列GO)的每个的所述背面G6)与所述相应ASIC管芯(32)的所述凸起电触点(34) 电接触；以及在所述声矩阵阵列GO)已耦合到所述相应ASIC管芯(3 之后，将剩余光致抗蚀剂 (20)从所述ASIC晶圆(30)去除。
全文摘要
本发明名称为“制造超声换能器组装件的方法”。提供了一种制造多个超声换能器组装件(10)的方法。该方法包括将可图案化材料(20)的一个或多个层施加到包含多个管芯(32)的晶圆(30)的至少部分表面。该方法进一步包括图案化可图案化材料(20)以定义多个开口(20)，在开口(22)的相应一些中部署超声阵列(40)，将超声阵列(40)耦合到相应管芯(32)以形成相应超声换能器组装件(10)，以及分离超声换能器组装件以形成单独超声换能器组装件(10)，其中每个开口与管芯(32)中相应的一个对齐。
文档编号B06B1/06GK102527627SQ20111037787
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月14日 优先权日2010年11月17日
发明者C·E·鲍姆加特纳 申请人:通用电气公司