壞。在最后一個(gè)激光器通路后，可使用短濕蝕 刻來(lái)清理激光切割邊緣的毛刺。最后，通過(guò)在室溫下在合適溶劑中進(jìn)行溶解來(lái)去除抗蝕劑。
[0106] 實(shí)施例2 -使換能器與電路結(jié)合
[0107] 圖4-23示出了制備上述換能器堆以及可操作地將換能器堆與電路板結(jié)合的方 法。在下文中所述的實(shí)施方案中的任一個(gè)實(shí)施方案可基本上用本發(fā)明的任意方法來(lái)實(shí)施。
[0108] 在第一步驟中，壓電層一一其中有金屬化的地電極層（未示出）結(jié)合至壓電層的 頂面一一被初始地封阻，并且其底面被常規(guī)地磨合以實(shí)現(xiàn)第一預(yù)期厚度。一方面，第一預(yù)期 厚度一般不是最終厚度，而是允許對(duì)壓電層繼續(xù)操作的一個(gè)厚度。在第二步驟中，第一匹配 層816被應(yīng)用至金屬化地電極層的頂面的一部分，并且在熟化后，被磨合至目標(biāo)厚度。同步 地，第二匹配層826被應(yīng)用至第一匹配層的頂面的一部分并且接下來(lái)在熟化后被磨合至目 標(biāo)厚度。一方面，第一匹配層和第二匹配層都基本位于壓電層的中心并且在壓電層的伸長(zhǎng) 邊緣之間的壓電層的頂面上延伸。第一和第二匹配層816、826的縱向延伸邊緣可與壓電層 的縱向延伸邊緣間隔開(kāi)。
[0109] 接下來(lái)，將銅箔910--例如使用導(dǎo)電粘合劑--結(jié)合至金屬化的地電極層的頂 面的一部分。如圖6中所示，銅箔被布置為在周向圍繞第一和第二匹配層。又一方面，銅 箔910--其限定相應(yīng)的第一和第二地電極--也被布置使得相應(yīng)的第一和第二地電極的 內(nèi)緣與相應(yīng)的第一和第二匹配層的縱向延伸邊緣間隔開(kāi)。又一方面，相應(yīng)的第一和第二地 電極的向外的邊緣向外延伸出壓電層的縱向面，使得它們可在制造方法的接下來(lái)步驟中被 可操作地結(jié)合至電路板的地。再一方面，如附圖中示出的，第一和第二地電極的內(nèi)緣可具有 延伸出壓電層的縱向面的鋸齒狀圖案，使得相應(yīng)的第一和第二地電極可沿著壓電層的相應(yīng) 的縱向面被容易地彎曲。如圖7中所示，銅箔的相應(yīng)末端接下來(lái)被去除，以將相應(yīng)的第一地 電極和第二地電極物理地隔開(kāi)。一方面，鄰近的銅箔可用于將銅箔粘合至壓電層。可選地， 單個(gè)的第一地電極和第二地電極可被單獨(dú)安裝至壓電層，這將形成如圖7中所示的相同結(jié) 構(gòu)。所述第一和第二地電極有效地作為金屬化的地電極層的延伸部。
[0110] 另一方面，為了從相應(yīng)的第一和第二地電極的頂面實(shí)現(xiàn)一個(gè)支座（standoff)，將 多個(gè)隔離物900布置在相應(yīng)的第一和第二地電極的頂面的多個(gè)部分上。所述多個(gè)隔離物 900可以是柱狀物或點(diǎn)狀物，它們分布在壓電層的整個(gè)周界。又一方面，多個(gè)隔離物900可 被布置在與相應(yīng)的第一和第二地電極的內(nèi)緣相鄰的所述相應(yīng)的第一和第二地電極的頂面 的多個(gè)部分上。再一方面，所述多個(gè)隔離物可被布置在所述堆的活性區(qū)域外面，即，在所述 堆的非活性區(qū)域中。所述隔離物可由任意能夠被磨合以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)厚度的常規(guī)材料制 成。
[0111] 第四匹配層846粘附結(jié)合至透鏡809,并且接下來(lái)允許在被磨合以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo) 厚度之前熟化。在一示例方面，所述透鏡可包括Rexolite，第四匹配層可包括CA粘合劑。 又一方面，第四匹配層可被應(yīng)用至Rexolite白板（blank)，并且可在將Rexolite白板加工 成透鏡之前被磨合以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)厚度。
[0112] 參照?qǐng)D1和8-10,第四匹配層846位于多個(gè)隔離物的頂面上，以確保被用于粘合透 鏡/第四匹配層的粘合劑將形成第三匹配層836,所述第三匹配層在粘合劑熟化時(shí)具有預(yù) 期的目標(biāo)厚度。另一方面，粘合的透鏡/第四匹配層可位于所述堆的基本中心與壓電層形 成預(yù)期配準(zhǔn)。
[0113] 現(xiàn)在參照?qǐng)D11，一方面，壓電層的底面可在形成第一和第二切口槽之前被磨合以 實(shí)現(xiàn)預(yù)期厚度。所述第一和第二切口槽被形成達(dá)到堆中的預(yù)期深度。所述第一和第二切口 槽是從所述堆的底部在所述堆中加工形成的。一方面，所述第一和第二切口槽是使用大約 3-10J/cm2之間一一優(yōu)選地大約5J/cm2-一的激光能量密度用激光加工進(jìn)所述堆中的。該 激光能量密度足以形成在所述堆的壓電層中希望得到的切口高寬比。
[0114] 而且，一方面，測(cè)針記號(hào)基準(zhǔn)（pin marker fiducial)可，例如但不限于，通過(guò)激光 加工被描劃在壓電層的底面上。所述測(cè)針記號(hào)基準(zhǔn)可以是例如至少一個(gè)標(biāo)記，諸如多個(gè)十 字形記號(hào)。如果使用的話，所述測(cè)針記號(hào)可被用于在接下來(lái)的下游制造方法中將所述堆相 對(duì)于柔性電路正確定位。又一方面，所述測(cè)針記號(hào)基準(zhǔn)應(yīng)延伸進(jìn)入壓電層的底面一個(gè)深度， 該深度足以使得當(dāng)壓電層的底面被磨合以實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)厚度時(shí)所述測(cè)針記號(hào)基準(zhǔn)仍是可 見(jiàn)的。優(yōu)選的是所述測(cè)針記號(hào)基準(zhǔn)的蝕刻圖案基本筆直向下延伸，使得當(dāng)壓電層的底面被 磨合時(shí)，測(cè)針記號(hào)基準(zhǔn)的寬度不變。
[0115] 如圖11中所示，又一方面，激光校準(zhǔn)標(biāo)記930可，例如但不限于，通過(guò)激光加工被 描劃在壓電層的底面上。所述激光校準(zhǔn)標(biāo)記930可以是至少兩個(gè)標(biāo)記，諸如兩個(gè)十字形記 號(hào)，在所述堆的任一個(gè)末端有一個(gè)。如果使用的話，所述激光校準(zhǔn)標(biāo)記930可被用于在接下 來(lái)的下游制造方法中幫助所述堆的校準(zhǔn)和/或配準(zhǔn)。又一方面，校準(zhǔn)標(biāo)記應(yīng)延伸進(jìn)入壓電 層的底面一個(gè)深度，該深度足以使得當(dāng)壓電層的底面被磨合以實(shí)現(xiàn)其最終目標(biāo)厚度時(shí)所述 標(biāo)記仍是可見(jiàn)的。優(yōu)選的是所述激光校準(zhǔn)標(biāo)記的蝕刻圖案基本筆直向下延伸，使得當(dāng)壓電 層的底面被磨合時(shí)，所述激光校準(zhǔn)標(biāo)記的寬度不變。
[0116] 可選地，所形成的第一和第二切口槽被如上所述填充，且填充材料允許熟化。接下 來(lái)，所述壓電層的底面被磨合以實(shí)現(xiàn)其最終目標(biāo)厚度，這導(dǎo)致如圖10中所示的所述堆的橫 截面圖。人們應(yīng)理解，在制造過(guò)程的這個(gè)階段，介質(zhì)層、信號(hào)電極層以及背襯層尚未形成。
[0117] 現(xiàn)在參照?qǐng)D12A和12B，示出了支持構(gòu)件940的一個(gè)示例實(shí)施方案。所述支持構(gòu)件 具有第一縱向延伸側(cè)邊緣部分942以及相對(duì)的第二縱向延伸側(cè)邊緣部分944,每個(gè)側(cè)邊緣 部分具有相應(yīng)的內(nèi)表面946和相對(duì)的外表面948,其中第一和第二縱向延伸側(cè)邊緣部分的 相應(yīng)內(nèi)表面的一部分被配置使得電路板--諸如柔性電路板--或電路板對(duì)（如圖23中 所示）的遠(yuǎn)端部分可與其連接?？墒褂镁哂休^少跡線（traces)的其他柔性設(shè)計(jì)。例如，可 需要更多柔性電路來(lái)相加構(gòu)成總計(jì)256條跡線。支持構(gòu)件還具有在相應(yīng)的第一和第二縱向 延伸側(cè)邊緣部分之間延伸的中間部分，所述第一和第二縱向延伸側(cè)邊緣部分限定一個(gè)中心 的、縱向延伸開(kāi)口。所述中間部分還向所述支持構(gòu)件提供機(jī)械強(qiáng)度和完整性，這是必要的， 因?yàn)楫?dāng)所述支持構(gòu)件被結(jié)合至所述堆時(shí)，其將提供機(jī)械支撐以防止所述堆在剩下的裝配過(guò) 程中變形。一方面，第一和第二縱向延伸側(cè)邊緣部分942、944可被布置為相互之間成銳角， 或者，它們可被布置為相互之間基本平行或者相互之間共面。
[0118] 在一個(gè)示例方面，多個(gè)電路校準(zhǔn)特征960--諸如圖10-15中示出的示例刻痕 線一一被切入或者以其他方式常規(guī)地形成進(jìn)支持構(gòu)件的中間部分的底面的一部分中。在 這個(gè)方面，所述多個(gè)電路校準(zhǔn)特征可被布置使得它們相鄰于和/或延伸至相應(yīng)的第一和第 二縱向延伸側(cè)邊緣部分和/或支持構(gòu)件的開(kāi)口。可以理解，多個(gè)電路校準(zhǔn)特征允許將電路 板或電路板對(duì)的引線框（信號(hào)跡線）的遠(yuǎn)端部分相對(duì)于堆內(nèi)切割的第一切口槽準(zhǔn)確地定 位?？梢栽O(shè)定，支持構(gòu)件的開(kāi)口的相對(duì)側(cè)上的多個(gè)電路校準(zhǔn)特征相互之間彼此偏離一個(gè)等 于換能器陣列的間距的距離，以允許在電路板或電路板對(duì)與陣列元件之間形成交互的信號(hào) 電極圖案。一方面，可在將所述堆安裝至支持構(gòu)件之后的一個(gè)單獨(dú)步驟中形成多個(gè)校準(zhǔn)特 征960?；蛘?，可在將所述堆固定安裝至支持構(gòu)件之前形成多個(gè)校準(zhǔn)特征，只要所述支持構(gòu) 件能夠充分配準(zhǔn)地被安裝至所述堆。
[0119] 如圖13中所示，換能器堆被固定安裝至支持構(gòu)件940的中間部分的頂面的至少一 部分，并且電路校準(zhǔn)特征被形成使得所述電路校準(zhǔn)特征被放置為與壓電層的陣列開(kāi)口相配 準(zhǔn)。一方面，所述堆組件可粘附結(jié)合至支持構(gòu)件?？梢栽O(shè)定，一方面，所述多個(gè)校準(zhǔn)特征960 可在將所述堆固定安裝至支持構(gòu)件之后的一個(gè)單獨(dú)步驟中被形成在所述支持構(gòu)件中?？蛇x 地，所述多個(gè)校準(zhǔn)特征可在將所述堆固定安裝至支持構(gòu)件之前被形成在所述支持構(gòu)件中。
[0120] 電路板一一諸如圖16中示出的柔性電路一一的遠(yuǎn)端的相應(yīng)底面連接至第一和第 二縱向延伸側(cè)邊緣部分924、944的相應(yīng)內(nèi)表面946。一方面，可通過(guò)使用粘合劑--諸如CA 粘合劑--將柔性電路結(jié)合至支持構(gòu)件。相應(yīng)的柔性電路與多個(gè)電路校準(zhǔn)特征960相配準(zhǔn) 地被固定安裝至第一和第二縱向延伸側(cè)邊緣部分的相應(yīng)內(nèi)表面，以確保相應(yīng)電路板上的電 路與陣列換能器的切口校準(zhǔn)達(dá)到小于約〇. 5間距公差內(nèi)。
[0121] 如圖17中所示，介質(zhì)層（例如，如此處所述的復(fù)合材料）可被應(yīng)用至陣列的底面 部分。在一個(gè)可選步驟中，基準(zhǔn)標(biāo)記可在應(yīng)用介質(zhì)層之前被掩蓋掉。一方面，介質(zhì)材料可延 伸以覆蓋附接至支持構(gòu)架的柔性電路或者柔性電路對(duì)的引線框。一方面，可以設(shè)定，如果希 望的話，介質(zhì)材料可與介質(zhì)材料分別被應(yīng)用。又一方面，介質(zhì)層的輪廓相對(duì)于壓電堆的短 軸居中，并且其被配置使得位于壓電層的底面上的介質(zhì)層的厚度滿足使壓電層不起作用的 最小電學(xué)要求。另一方面，所述介質(zhì)層可被配置使得從柔性電路到壓電層的底面的面過(guò)渡 具有如下控制的橫截面輪廓，該橫截面輪廓在制備沉積信號(hào)電極層中沒(méi)有尖銳的邊緣或底 切。所述介質(zhì)從零到目標(biāo)厚度的過(guò)渡允許相對(duì)均勻厚度的臨時(shí)共形涂層一一諸如，例如但 不意在限制，抗蝕劑材料一一被應(yīng)用在總括信號(hào)電極層的頂部，這允許在接下來(lái)圖案化信 號(hào)電極層的過(guò)程中使用光燒蝕平版印刷法。
[0122] 實(shí)際上，優(yōu)選如圖17中所示將介質(zhì)層應(yīng)用在壓電堆的底部上，并且接下來(lái)使用低 能量密度的激光來(lái)整修去除活性區(qū)域中的電介質(zhì)，并且形成如圖18中所示的平滑過(guò)渡。這 樣的低能量密度可安全且干凈地去除介質(zhì)材料而不會(huì)明顯燒蝕金屬氧化物粉末、PZT或者 柔性電路上的銅等金屬。在以248nm運(yùn)行的受激準(zhǔn)分子激光器的非限制實(shí)例中，合理的能 量密度在0.5-1. 5J/cm2的范圍內(nèi)。如上所述，介質(zhì)層中形成的開(kāi)口限定了陣列的高度，并 且所述開(kāi)口可具有下列特征：其可比第一和第二切口槽相對(duì)于壓電堆的短軸的長(zhǎng)度更窄， 和/或其可比多個(gè)第一切口槽相對(duì)于壓電堆的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
[0123] 參照?qǐng)D19和20,信號(hào)電極層的圖案化以及將其電連接至柔性電路或柔性電路對(duì) 可通過(guò)使用常規(guī)的封裝技術(shù)完成，諸如，但不限于平版印刷法及引線結(jié)合法、各向異性導(dǎo)電 膜和帶，或者在所述堆和所述柔性引線框之間的直接接觸。然而，優(yōu)選的是，通過(guò)使用多個(gè) 可以被推廣至高于50MHz的頻率的于最小封裝軌跡體積內(nèi)完成所述信號(hào)電極層的圖案化 的步驟。一方面，通過(guò)下列基本步驟（下面將更加詳細(xì)描述）制造信號(hào)電極：借助于激光光 燒蝕對(duì)電極進(jìn)行表面制備；真空沉積總括信號(hào)電極并且將所述堆的底面短路至柔性電路的 所有跡線，即，將所述堆的256個(gè)陣列元件短路連接至柔性電路的所有256條跡線；以及結(jié) 合激光光燒蝕平版印刷術(shù)和化學(xué)蝕刻將絕緣的電極圖案化為濺射金屬。一方面，可以設(shè)定， 每個(gè)信號(hào)電極將由金（Au)制成，并且將是大約0.5-1. 5um厚；優(yōu)選大約0.6-1. 2um厚，更優(yōu) 選地大約0. 8-1. Oum厚。所述的金電極的厚度允許金如同肉眼可見(jiàn)的或大塊金屬層一樣起 作用，并且具有預(yù)期的易延展和可卷曲的特性，這增加了器件的可靠性。
[0124] 可以明白，具有較小100埃厚度的Cr或Ti/W的薄層可被常規(guī)地用作粘附層，或者 鎳鉻合金被用作擴(kuò)散屏障一一當(dāng)沉積金電極時(shí)。常規(guī)地，這些附加層的厚度相對(duì)于金電極 非常薄，并且，在通過(guò)共同沉積將金屬合金化的情況下，合金的數(shù)量不足以影響下述的信號(hào) 電極圖案技術(shù)?？梢栽O(shè)定，在描述信號(hào)電極的圖案化時(shí)，其中包括了金屬合