具有接合压电层的超声波传感器的制造方法_4

文档序号:9510166阅读:来源:国知局
器定位于TFT衬底34上方,且包含压 电接收器层36、接收器偏置电极39a及像素电路32的超声波接收器定位于TFT衬底34下 方。
[0065] 图8C展示超声波发射器及超声波接收器两者处于TFT衬底34上方的实施的实 例。在图8C的实例中,包含压电发射器层22及第一发射器电极24a及第二发射器电极26a 的超声波发射器定位于超声波接收器上方,其中超声波发射器接合到超声波接收器的接收 器偏置电极39a。超声波接收器接合到TFT衬底34,其中压电接收器层36电耦合到像素电 路32 〇
[0066] 图8D展示超声波发射器及超声波接收器两者定位于TFT衬底34下方的实施的实 例。在图8D的实例中,包含压电发射器层22及第一发射器电极24a及第二发射器电极26a 的超声波发射器定位于超声波接收器下方,其中超声波发射器接合到超声波接收器的接收 器偏置电极39a。超声波接收器接合到TFT衬底34,其中压电接收器层36电耦合到像素电 路32。在一些实施方案中,TFT衬底34相对像素电路32的侧可充当压板,且可任选地包含 一或多个涂层。在一些实施方案中TFT衬底34相对像素电路32的侧可附接到例如防护玻 璃罩的单独压板或移动装置罩壳的壁。
[0067] 应注意,在图8A及8B的实例中,超声波发射器通过胶粘剂68而接合到TFT衬底 34,且超声波发射器的第一发射器电极24a接合到TFT衬底34。在图8C及8D的实例中,超 声波发射器通过胶粘剂69而接合到超声波接收器,且第一发射器电极24a接合到接收器偏 置电极39a。胶粘剂68及69的实例包含压敏胶粘剂、环氧树脂及如上文所描述的其它胶 粘剂。在图8A至8D的实例中,压电接收器层36可通过如上文所述的胶粘剂66而接合到 TFT衬底34。
[0068] 如上文关于图6的块134所指示,可任选地将背侧罩盖接合到TFT衬底。图9A及 9B展不包含背侧罩盖60的超声波传感器的实例。背侧罩盖60可包含足以减少电磁干扰 (EMI)及改进声学性能的金属、金属涂层或导电材料。背侧罩盖60的实例厚度的范围是自 约50 μ m至约500 μ m。在图9A的实例中,背侧罩盖60与超声波发射器分开气隙61。在一 些实施方案中,气隙可为约25 μ m至100 μ m厚。气隙可提供机械隔离以防止组装期间的可 能损坏及防止发射器电极26a的偶然短路。声学上,气隙允许发射器更有效地操作,此是 因为在朝向背侧罩盖的向后方向上自发射器发射的声能大部分被反射回朝向压板或防护 玻璃罩。压电接收器层36可在TFT衬底34上相对压电发射器层22附接到TFT像素电路 32(未图示)。
[0069] 在图9B的实例中,背侧罩盖60通过胶粘剂层71直接接合到第二发射器电极26a。 背侧罩盖60也可通过胶粘剂层65而接合到TFT衬底34。可用以接合背侧罩盖的胶粘剂 的实例包含具有黏结强度以提供到TFT衬底34的牢固可靠黏合的压敏胶粘剂及环氧树脂。 虽然图9A及图9B的实例中的背侧罩盖围封超声波发射器且附接到TFT衬底34的背部,但 在接收器处于底部的实施(例如,例如图8B及8D中所示的那些实施)中,背侧罩盖可围封 超声波接收器且附接到TFT像素电路所位于的TFT衬底34的侧面。应注意,第一发射器导 线24b及第二发射器导线26b可穿过或在胶粘剂层65的下路由,或穿过穿背侧罩盖60的电 绝缘通道而路由。在一些实施方案中,可将声学背衬层(未图示)涂覆至发射器的外侧或 定位于发射器与背侧罩盖60之间。背衬层可(例如)由声学上吸收性材料制成,以自发射 器的背侧吸收经发射超声波能及避免返回朝向压板或防护玻璃罩的不当反射。替代性地, 背衬层可包含开孔或闭孔发泡体或发泡体胶粘剂,从而相对于压电发射器展现相对较小声 学阻抗以便避免声能到背衬层的不当损耗。如在图9A中,压电接收器层36可在TFT衬底 34上相对压电发射器层22附接到TFT像素电路32 (未图示)。
[0070] 图9C展示背侧罩盖60形成紧密地包覆TFT衬底34的框架的实例。背侧罩盖60 可为包含用以支撑TFT衬底34的支撑部分60A的模制组件。支撑部分60A可为或包含到 背侧罩盖60的胶粘剂。来自底层发射器及/或接收器的一或多个导线37(未图示)可在 背侧罩盖60与TFT衬底34之间路由至FPC 90。在一些实施方案中,一或多个导线37可集 成到背侧罩盖60。举例来说,背侧罩盖60可在罩盖的一或两侧上经金属化(例如,通过铜 胶带、金属箱或金属涂层KFPC 90可延伸通过背侧罩盖以进一步经由玻璃上可挠件(FOG) 衬垫35(其可包含ACF)连接以电耦合到发射器及/或接收器。以此方式,发射器及/或接 收器可连接到安置于FPC 90上的COF附接式ASIC 92。图9C中也描绘FPC 90上的加强件 94〇
[0071] 第一及第二发射器电极及接收器偏置电极可以各种方式电连接。如上文所论述, 在一些实施方案中,可使用线接合、导电胶粘剂及导电墨水。图IOA至IOC展示发射器及接 收器电极的电连接的其它实例。在图IOA至IOC中,压电接收器层36金属化有经由胶粘 剂66接合到TFT衬底34且电耦合到TFT衬底34上的TFT像素电路32的接收器偏置电极 39a,如上文所描述。包含金属化压电发射器层22的超声波发射器由胶粘剂68接合到TFT 衬底34的相对侧,如上文也描述。如下文中进一步描述,接收器及发射器电极两者电连接 于TFT衬底34的前(接收器)侧处。
[0072] 首先转向图10A,金属化压电发射器层22包覆TFT衬底34以连接到所述衬底的 前表面。TFT衬底34包含第一发射器接合衬垫33a及第二发射器接合衬垫33b以用于将 电极连接到TFT衬底34上的导电布线(未图示)。导电布线经由FOG衬垫35及上覆FOG 衬垫35的ACF 96提供到FPC 90的电连接。第一发射器电极24a接触上覆第一发射器接 合衬垫33a的ACF 96。导电导通体81可延伸穿过压电发射器层22以将第二发射器电极 26a电连接到ACF 96, ACF 96也上覆第二发射器接合衬垫33b。根据各种实施方案,可对导 电导通体81填充导电材料或导电导通体可具有涂布有导电材料的侧壁。接收器偏置电极 导线39b可为导电胶粘剂材料,例如银系环氧树脂或银系墨水,例如,所述材料可经施配、 经丝网印刷或经喷墨印刷以将接收器偏置电极39a连接到接收器接合衬垫33c。虽然在一 些实施方案中,接收器偏置电极导线39b可包含自形成与压电接收器层36的分离(如图所 示)的接收器偏置电极39a延伸的一或多个导线或迹线,但在一些实施方案中,接收器偏置 电极导线39b的一部分可横越或沿着接收器偏置电极39a的一侧及/或沿着压电接收器层 36的一侧流动(未图示)。在一些实施方案中,接收器偏置电极导线39b可连接到接收器 偏置电极39a的侧的一部分,其中极少接收器偏置电极导线39b或无一者延伸通过接收器 偏置电极39a的顶表面。在一些实施方案中,接收器偏置电极导线39b可包含或由以类似 于上文所描述的导电导通体81的方式穿过压电接收器层36的填充、部分填充或未填充的 导通体组成。导电导通体81可为圆形、正方形、矩形或其它合适形状。在一些实施方案中, 接收器偏置电极导线39b可形成于压电接收器层36中的侧上或形成为通过其中的一或多 个缝隙、槽、孔、部分孔或切口。在一些实施方案中,压电接收器层36上方或下方的导电迹 线的一部分可延伸超出层36并连接到TFT衬底34或FPC 90。在一些实施方案中,FPC 90 的顶部或底部上的导电迹线的一部分可在具有或不具有TFT衬底34上的底层迹线或接合 衬垫的情况下使用导电环氧树脂、银系聚氨脂墨水或其它导电材料连接到接收器偏置电极 层39a。导电环氧树脂或其它合适导电材料可用于将压电接收器层36上的图案或迹线连接 到 TFT衬底34上的底层迹线或衬垫。TFT衬底34上的导电路由可经由FOG衬垫35及上 覆FOG衬垫35的ACF 96将接收器接合衬垫33c连接到FPC 90。以此方式,发射器及/或 接收器可连接到安置于FPC 90上的COF附接式ASIC 92。图IOA中也描绘FPC 90上的加 强件94。在一些实施方案中,接收器偏置电极导线39b可流动于接收器偏置电极导线39b 与FPC 90中的迹线及/或导通体之间,由TFT衬底34上的电迹线及/或衬垫增强。替代 性地,接收器偏置电极导线39b可流动以将接收器偏置电极39a直接连接到FPC 90中的电 迹线及/或导通体,借此简化电路并避开对接收器接合衬垫33c的需要。虽然发射器接合 衬垫33a及33b以及接收器接合衬垫33c在图IOA中展示为TFT衬底34上的相对FOG衬 垫35,但应理解一或多个发射器或接收器接合衬垫33a到33c可定位于TFT衬底34上的别 处,例如靠近FPC 90。应注意,所描述用于制造到接收器偏置电极39a的电连接的技术也可 用于到此处及别处的发射器电极24a及/或26a的连接。
[0073] 在图IOB的实例中,金属化压电发射器层22包覆TFT衬底34以连接到所述衬底 的前表面。第一发射器电极24a接触上覆第一发射器接合衬垫33a的ACF 96,如在图IOA 中。第二发射器电极26a可通过例如银系环氧树脂或银系墨水的导电胶粘剂83而连接到 第二发射器接合衬垫33b。举例来说,导电胶粘剂83可经施配或经喷墨印刷。
[0074] 在图IOC的实例中,可通过ACF 96进行自发射器及接收器接合衬垫33a、33b及 33c的所有连接,其中第二发射器电极26a经由如在图IOA中的导电导通体81连接到ACF 96 〇
[0075] 如上文所指示,在一些实施方案中,FPC可上覆超声波发射器或接收器或底衬于超 声波发射器或接收器下。在这些实施中,FPC的电极可与压电层的金属化电极或与压电层 本身直接电通信。图IIA及IIB展示其中柔性印刷电路的电极与超声波传感器的压电层直 接电通信的实施方案的实例。应注意,在一些实施方案中,FPC中的电极可通过薄绝缘层与 压电层分开。举例来说,FPC中的电极与压电层之间的0. 1 μπι到20 μπι的绝缘层将准许电 极与压电层两者之间的电通信。
[0076] 图IlA展示上覆压电接收器层36的FPC 90,所述接收器层经由胶粘剂66接合到 TFT衬底34并电耦合到TFT像素电路32。应注意,不同于先前诸图中所示的实施方案,压 电接收器层36未经金属化。FPC 90通过胶粘剂73而接合到压板40。在一些实施方案中, FPC 90可上覆压电接收器层36且可通过热压接合及/或通过使用单独胶粘剂而附接到压 电接收器层36。在一些实施方案中,在此附接期间的温度可小于85°C。FPC 90可通过ACF 96或其它适当导电材料连接到TFT衬底34上的导电接合衬垫33。以此方式,可进行自超声 波发射器及/或其它传感器组件到FPC 90的连接,如上文所述。以此方式,可进行到安置 于FPC 90上的COF附接式ASIC 92的连接。图IlA中也描绘FPC 90上的加强件94。在一 些实施方案中,超声波发射器20(未图示)可在相对TFT像素电路32的一侧上附接到TFT 衬底34。
[0077] 在图IlB的实例中,FPC 90直接附接到压电发射器层22。在一些实施方案中,FPC 90通过热压接合及/或通过使用单独胶粘剂而附接到压电发射器层22。在一些实施方案 中,在此附接期间的温度可小于85°C。压电发射器层22在具有第一发射器电极24a的一侧 上经金属化,第一发射器电极24a可经由导电导通体81连接到FPC 90并由胶粘剂68接合 到TFT衬底34。在一些实施方案中,超声波发射器的第二发射器电极(未图示)为FPC 90 内或FPC 90上的电极。在图IlB的实例的一些实施中,可使用两个FPC,一 FPC接合到压电 发射器层22 (如图所示),且另一 FPC接合到TFT衬底或压电接收器层(如上文所描述)。 在一些实施方案中,压电接收器层36可在TFT衬底34上相对压电发射器层22附接到TFT 像素电路32 (未图示)。
[0078] 在一些实施方案中,压电层可包覆TFT衬底以形成压电发射器层22及压电接收器 层36两
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