本發(fā)明涉及一種超聲波感測裝置及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，超聲波感測裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種電子裝置中，如指紋識別裝置、脈搏感測裝置等。超聲波信號在超聲波感測裝置中傳輸時會受到途經(jīng)的各材料層的吸收從而導(dǎo)致感測靈敏度降低。為了提高感測靈敏度，有效降低超聲波傳輸途徑上各材料層的厚度是必要的?，F(xiàn)有技術(shù)中，超聲波感測裝置通常包括依次層疊設(shè)置的一信號接收單元、一薄膜晶體管陣列基板和一信號發(fā)送單元，保護蓋板即通過一粘膠層貼合于所述信號發(fā)送單元表面。所述信號接收單元是通過切割一個具有多個信號接收單元的母板而形成。然而，切割會導(dǎo)致信號接收單元表面在切割棱邊處形成毛邊，具有較高粗糙度，使得后續(xù)的貼合步驟中所涂布的粘膠層厚度較高，從而加大了超聲波信號的衰減。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種薄型超聲波感測裝置及其制造方法。

一種超聲波感測裝置，包括依次層疊設(shè)置的一蓋板、一粘膠層、一信號接收單元及一信號發(fā)送單元，所述信號接收單元包括一第一表面、與所述第一表面相對的一第二表面及與連接于所述第一表面與所述第二表面之間的至少一個側(cè)面，所述粘膠層形成于所述第一表面上以將所述信號接收單元與所述蓋板進行貼合，所述第一表面與所述至少一個側(cè)面之間設(shè)有連接面，所述第一表面的最大粗糙度小于5μm，所述粘膠層厚度小于20μm。

一種超聲波感測裝置的制造方法，包括如下步驟：

提供一超聲波感測模組，所述超聲波感測模組包括一個信號接收單元、一個基板和一個信號發(fā)送單元，所述信號接收單元具有一第一表面及與所述第一表面相連的至少一個側(cè)面，所述第一表面與所述多個側(cè)面相交形成至少一個棱邊，所述至少一個棱邊包括由切割形成的切割棱邊；

對所述切割棱邊進行打磨，使得所述第一表面的最大粗糙度低于5μm，同時在所述第一表面與所述由切割形成的棱邊所在的側(cè)面之間形成至少一個連接面；

在所述第一表面上形成一粘膠層，將一蓋板通過所述粘膠層與所述信號接收單元貼合，所述粘膠層厚度小于20μm。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過打磨超聲波感測裝置的信號接收單元的切割棱邊，在超聲波感測裝置的表面與側(cè)面之間形成連接面，從而降低信號接收裝置表面的粗糙度，進而降低接收單元表面所用粘膠層的厚度。而粘膠層是超聲波傳輸過程的必經(jīng)結(jié)構(gòu)，這就有效降低了超聲波傳輸過程中的衰減，從而提高整個裝置的靈敏度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例的超聲波感測裝置的剖面示意圖。

圖2為圖1中信號接收單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第二實施例的超聲波感測裝置的信號接收單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一實施例的超聲波感測裝置的制造方法的流程圖。

主要元件符號說明

如下具體實施方式將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。

具體實施方式

以下通過具體實施例配合附圖進行詳細說明。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明第一實施例超聲波感測裝置1的剖面示意圖。所述超聲波感測裝置1包括依次層疊設(shè)置的一蓋板11、一粘膠層12、一信號接收單元13、一基板14、一信號發(fā)送單元15及一柔性電路板16。所述蓋板11遠離所述信號接收單元13的表面即為感測面110。所述信號發(fā)送單元15與所述基板14均通過所述柔性電路板16與外部電路(圖未示)電性相連。在本實施例中，所述基板14為薄膜晶體管陣列基板。

請一并參閱圖2，圖2為所述信號接收單元13的結(jié)構(gòu)示意圖。所述信號接收單元13包括一第一表面131、與所述第一表面131相對的一第二表面132、及連接于所述第一表面131與所述第二表面132之間的第一側(cè)面133、第二側(cè)面134、第三側(cè)面135、第四側(cè)面136。所述粘膠層12形成于所述第一表面131上。在本實施例中，連接于所述第一表面131與所述第二表面132之間的側(cè)面的數(shù)目為4，在其它實施例中，所述側(cè)面數(shù)目也可為其它數(shù)值。所述第一表面131與所述第一側(cè)面133之間設(shè)有一連接面137。所述連接面137為平面，其與所述第一表面131所成夾角β的范圍為10°～85°，所述連接面137在所述第一表面131的平面上的投影長度范圍為5μm～300μm，在所述第一側(cè)面133的平面上的投影長度范圍為5μm～50μm。

本發(fā)明還提供一對比實施例的超聲波感測裝置，所述對比實施例的超聲波感測裝置與所述超聲波感測裝置1的結(jié)構(gòu)大致相同，區(qū)別僅在于所述對比實施例的超聲波感測裝置的信號接收單元的第一表面與第一側(cè)面直接相連，二者之間不存在連接面。所述對比實施例的超聲波感測裝置的信號接收單元的第一表面具有一棱邊由切割形成，由于切割會導(dǎo)致信號接收單元的第一表面在靠近切割棱邊處形成毛邊，導(dǎo)致所述對比實施例的信號接收單元的第一表面最大粗糙度達到60μm。所述聲波感測裝置1由對所述對比實施例的信號接收單元的切割棱邊進行打磨形成，打磨后形成連接面137，所述第一表面的最大粗糙度由60μm降低到5μm以下。

所述第一表面的最大粗糙度決定了所述粘膠層的涂布厚度。所述粘膠層的厚度應(yīng)當大于所述第一表面的最大粗糙度，粘膠材才能有效均勻鋪開，從而保證所述粘膠層兩側(cè)材料的良好貼合。因此，降低所述第一表面的最大粗糙度便可降低所述粘膠層厚度。在本發(fā)明中，由于所述第一表面131的最大粗糙度由60μm降低到5μm以下，所述粘膠層厚度可相應(yīng)降低。在本實施例中，所述粘膠層厚度為6μm。

當所述超聲波感測裝置1工作時，外部電路(圖未示)通過所述柔性電路板16對所述信號發(fā)送單元15施加電壓，所述信號發(fā)送單元15發(fā)送一超聲波信號，所述超聲波信號經(jīng)過所述基板14、所述信號接收單元13、所述粘膠層12及所述蓋板11到達所述感測面110并被所述感測面110反射形成反射信號。以指紋識別應(yīng)用為例，當所述超聲波感測裝置1作為指紋識別裝置，并且所述感測面110上存在手指觸摸時，由于指紋脊與指紋谷對超聲波的吸收率和反射率不同，所述超聲波被所述感測面110所反射的信號就不同，所述反射信號再經(jīng)過所述蓋板11、所述粘膠層12被所述信號接收單元13接收，所述信號接收單元13接收到反射回的超聲波信號，將其轉(zhuǎn)化為電信號傳輸?shù)剿龌?4，再由所述柔性電路板16傳輸至外部電路(圖未示)。外部電路分析反射信號的變化并形成相應(yīng)的觸控指令。

可見，所述超聲波在傳輸過程中兩次經(jīng)過所述粘膠層12。降低所述粘膠層12的厚度會大大降低所述超聲波信號在傳輸過程中的衰減。經(jīng)測試，所述超聲波感測裝置1相較于對比實施例的超聲波感測裝置，信噪比由對比例的2.43提高至3.64，提高了50％。

所述信號接收單元13為常規(guī)的超聲波信號接收單元，由一壓電材料層和一電極層組成，所述信號發(fā)送單元15為常規(guī)的超聲波信號發(fā)送單元，由兩個相對設(shè)置的電極層與夾設(shè)其中的一壓電材料層組成。所述壓電材料層的材料可為二氟亞乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛(PZT)、鉭鈧酸鉛(PST)、石英及偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物。所述壓電材料層的材料可為二氟亞乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛(PZT)、鉭鈧酸鉛(PST)、石英及偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物。所述電極層可以由導(dǎo)電率較好的金屬材料制成，例如，鋁、銅、鎳、金等高導(dǎo)電率材料，還可以由如透明氧化物導(dǎo)電材料(如氧化銦錫、氧化銦鋅)、銀、碳納米管或石墨烯等導(dǎo)電材料制成，但不限于以上材料。所述信號接收單元13和所述信號發(fā)送單元15的厚度范圍為20μm～80μm。

所述蓋板11的厚度范圍為0.1mm～1mm，其材料可為玻璃、藍寶石、單晶硅、塑料等。

所述基板14的材料可為玻璃、藍寶石、單晶硅、塑料(如PMMA、PES、PET、PEN、PC、PU)。

可變更地，所述第一表面131也可只與一個側(cè)面以上側(cè)面之間均存在連接面。

本發(fā)明第二實施例的超聲波感測裝置(圖未示)與所述超聲波感測裝置1的結(jié)構(gòu)大致相同，區(qū)別僅在于其信號接收單元的結(jié)構(gòu)。為方便說明，下文中與上述實施例結(jié)構(gòu)相同的元件沿用上述實施方式的元件符號。

如圖3所示，圖3為本發(fā)明第二實施例的超聲波感測裝置的信號接收單元23的結(jié)構(gòu)示意圖。所述信號接收單元23包括一第一表面131、與所述第一表面131相對的一第二表面132、及連接于所述第一表面131與所述第二表面132之間的第一側(cè)面133、第二側(cè)面134、第三側(cè)面135、第四側(cè)面136。所述粘膠層12形成于所述第一表面131上。所述第一表面131與所述第一側(cè)面133。所述連接面237為弧面，所述弧面的半徑范圍為0.005cm～0.3cm。

所述連接面237通過打磨所述第一表面131與所述第二側(cè)面134相交的棱邊形成，所述第一表面131的表面最大粗糙度低于5μm。所述粘膠層的厚度低于20μm。

可變更地，所述第一表面131也可與一個以上側(cè)面之間均存在連接面。

請參閱圖4，圖4為本發(fā)明的制造上述超聲波感測裝置1的制造方法的流程圖，所述超聲波感測裝置1的制造方法包括如下步驟：

步驟S401，提供一個超聲波感測模組，所述超聲波感測模組包括一個信號接收單元13、一個基板14和一個信號發(fā)送單元15，所述信號接收單元13包括一第一表面131、與所述第一表面131相對的一第二表面132、及連接于所述第一表面131與所述第二表面132之間的第一側(cè)面133、第二側(cè)面134、第三側(cè)面135、第四側(cè)面136，所述第一表面131與所述第一側(cè)面133相交形成棱邊141，所述棱邊141由切割形成，所述棱邊141為切割棱邊；

所述信號接收單元13包括一電極層和一壓電材料層，所述信號發(fā)送單元15包括兩個電極層及夾設(shè)于所述兩個電極層之間的一壓電材料層，所述基板14為薄膜晶體管陣列基板單元；

在本實施例中，直接連接于所述第一表面131的側(cè)面數(shù)目及所述第一表面131與所述側(cè)面相交形成的棱邊數(shù)目為4，在其它實施例中，所述側(cè)面數(shù)目及所述棱邊數(shù)目也可為其它數(shù)值。

步驟S403，對所述棱邊141進行打磨，使所述第一表面131的最大粗糙度降低到5μm以下，同時形成連接面137，所述連接面137為平面，其與所述第一表面131所成夾角范圍為10°～85°，其在所述第一表面131的平面上的投影長度范圍為5μm～300μm，其在所述第一側(cè)面133的平面上的投影長度范圍為5μm～50μm；

在其它實施例中，如有其它棱邊也由切割形成，則同樣打磨該切割棱邊形成一個以上連接面。

步驟S405，提供一柔性電路板16，將其與所述信號發(fā)送單元15與所述薄膜晶體管陣列基板14分別進行電性連接。

步驟S407，在所述第一表面131上形成一粘膠層12，將一蓋板11通過所述粘膠層12與所述信號接收單元13貼合，所述粘膠層12厚度小于20μm。

這樣便形成所述聲波感測裝置1。

可變更地，將上述步驟S403替換為如下步驟：

對所述信號接收單元13的切割棱邊141進行打磨，使所述第一表面131的最大粗糙度降低到5μm以下，同時形成連接面237，所述連接面237為弧面，所述弧面的半徑范圍為0.005cm～0.3cm。

這樣便形成上述第二實施例的超聲波感測裝置。