[发明专利]超声换能组件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声换能器组件，其包括用于在总的（general）传输方向上发射超声波的超声换能器元件。本发明进一步涉及制造这样的超声换能器组件的方法。

背景技术

US2008/0315331Al公开了一种换能器组件，其具有通过形成在cMUT阵列中的过孔以及通过ASIC来提供的地连接。换能器模块包括形成在半导体衬底上的cMUT换能器子阵列，其中前电极位于隔膜之上，并且其中该隔膜悬置在绝缘载体之上。个体单元包括用于从ASIC电路单元接收信号的底部电极。导电过孔形成在位于相邻的换能器单元之间的绝缘载体内以将前电极连接到cMUT衬底上的接触部。然而，在US2008/0315331Al中所公开的换能器组件相当的复杂，因此并不容易制造。

发明内容

本发明的目的是提供超声换能器组件以及相应的制造方法，该制造方法提供了更简单的制造且由此提供了更便宜的超声换能器组件。

在本发明的第一方面中提出了超声换能器组件，所述超声换能器组件包括用于在总的传输方向上发射超声波的超声换能器元件。所述超声换能器元件中的每一个或部分所述超声换能器中的每一个包括：压电层，其具有上表面、下表面和相对于一般传输方向的侧表面；以及下电极层和上电极层。进一步地，在所述压电层中的至少一个特定压电层的侧表面的至少部分上（直接地）施加导电层，以使得所述导电层连接至所述特定压电层的所述上电极层和所述下电极层。

在本发明的进一步的方面中，提供了制造超声换能器组件的方法，所述组件包括用于在总的传输方向上发射超声波的超声换能器元件。所述方法包括：针对超声换能器元件中的每一个或部分超声换能器中的每一个提供压电层，所述压电层具有上表面、下表面和相对于一般传输方向的侧表面。所述方法进一步包括：针对超声换能器元件中的每一个或部分超声换能器元件中的每一个，布置或施加下电极层以及布置或施加上电极层。所述方法进一步包括，在所述压电层中的至少一个特定压电层的侧表面的至少部分上（直接地）施加导电层，以使得所述导电层连接至所述特定压电层的所述上电极层和所述下电极层。

在另一个方面中，提供了制造超声换能器组件的方法，所述组件包括用于在一般的传输方向上发射超声波的超声换能器元件。所述方法包括：提供具有上表面、下表面和侧表面的压电材料的公共层。所述方法进一步包括：在所述公共压电层的所述下表面上施加公共下电极层；在所述公共压电层的所述上表面上施加公共上电极层；以及在所述公共压电层的每一个侧表面上施加导电层，以使得所述导电层连接至所述公共上电极层和所述公共下电极层。所述方法进一步包括：从涂敷的压电材料的公共层中切出或切分出（dice out）所述超声换能器元件。

关于总的传输方向，总的方向表示超声波在该方向上从超声换能器元件发射。特别地，所述上表面或上电极层布置成在总的传输方向上位于比所述下表面或下电极层更前方的位置。特别地，总的传送方向可以垂直于由超声换能器元件的上部所形成的表面。所述压电层的下表面和上表面中的每一个均可以布置为垂直于总的传输方向，以及/或者，所述侧表面可以布置为与总的传输方向平行。当在上电极层和下电极层之间施加电压时，在总的传输方向上从所述压电层发射超声波。所述下电极层为所述压电层或换能器元件充当下电极。所述上电极层为所述压电层或换能器元件充当上电极。

优选地，在所述压电层的所述下表面上施加所述下电极层，并且，在所述压电层的所述上表面上施加所述上电极层。或者，在所述压电层和所述电极之间还可以具有中间层。

本发明的基本构思是，在所述上电极和外部电连接之间，特别是到地，提供短的电通路。在所述压电层中的至少一个特定压电层的侧表面的至少部分上，特别是在所述压电层中的至少一个特定压电层的侧表面的整体上（直接地）施加导电层，以使得所述导电层连接至所述特定压电层的所述上电极层和所述下电极层。关于（直接地）施加所述导电层，这表示在所述压电层和所施加的导电层之间没有中间层。所述导电层在所述特定压电层的上电极层和下电极层之间提供电连接，用于外部电连接，特别地用于到地的外部电连接。或者，也可以提供到电压电位的外部电连接。通过提供从相应的超声换能器元件或所述特定压电层的上电极层至下电极层的电通路，来提供短的电通路，尤其是用于地回路电流（ground return current）的电通路，同时制造过程很简单。