[发明专利]制造超声波传感器的方法

说明书

公开了制造超声波传感器的方法。所述方法包括：在可蚀刻基板上形成具有凹部和凸部的微图案，在微图案的凹部中填充压电材料，对填充的压电材料加压，对压电材料进行烧结以形成初级压电体，对初级压电体进行再烧结以形成密实的单位压电体，以及在每个单位压电体的两端形成电极端子以产生单位压电单元。该方法使得能够以高良品率制造高品质超声波传感器。

技术领域

本发明涉及制造超声波传感器的方法，并且更具体地涉及以高良品率制造高品质超声波传感器的方法。

背景技术

在超声波传感器阵列中，超声波发射器可以用于通过一种或更多种超声波传输介质向待检测的对象发送超声波。发射器可以可操作地与被配置成检测从对象反射的超声波部分的超声波传感器耦接。例如，在超声指纹成像器中，可以通过在非常短的时间间隔期间启动和停止发射器来产生超声波脉冲。在超声波脉冲遇到的每个材料界面处，一部分超声波脉冲被反射。

例如，在超声指纹成像器的情况下，超声波可以行进穿过可以放置人的手指的压板以获得指纹图像。在穿过压板之后，超声波的一些部分遇到与该压板接触的皮肤(例如，指纹脊)，同时超声波的其他部分遇到空气(例如，在相邻的指纹脊之间的谷)，并且可以以不同的强度反射回到超声波传感器。与手指相关联的反射信号可以被处理并转换成表示所反射的信号的信号强度的数字值。

当在分布区域上收集多个这样的反射信号时，这些信号的数字值可以用于产生在分布区域上的信号强度的图形显示，例如通过将数字值转换成图像，从而产生指纹的图像。因此，超声波传感器可以用作指纹传感器或其他类型的生物度量传感器。

即，超声波传感器是向对象发送超声波并从对象接收信号以检测对象的装置。对象反射超声波，产生信号，并使信号返回至超声波传感器。这样的超声波传感器基本上由超声波发射/接收单元、驱动单元和其他附件组成。超声波发送/接收单元从驱动单元接收交流电压，传输超声波，从响应于所传输的超声波的对象接收信号，并将信号传输至驱动单元。超声波传输/接收单元基本上包括壳体和压电元件。当交流电通过压电元件时，压电晶体经历反复的膨胀和收缩以产生机械振动，这被称为“逆压电效应”。例如，当由于施加至压电元件的外力而发生反复的膨胀和收缩时，在压电元件的一侧产生正(+)电荷，而在另一侧产生负(-)电荷以产生电流。施加至压电元件的外部施加的交流电流引起压电元件的反复膨胀和收缩以产生机械振动，该机械振动被传递至壳体。壳体的振动在空气中产生压缩波从而传输超声波。超声波传感器重复该超声波传输过程。

另一方面，当超声波传感器接收超声波时，空气中的压缩波被传输至壳体的隔膜以使壳体移位。由于该移位，压电元件膨胀和收缩以产生交流电。

韩国专利第1850127号公开了制造超声波传感器的方法，其包括：在不完全的烧结条件下对压电片进行烧结以制备陶瓷烧结体；平行于第一方向从第一表面以预定间隔将陶瓷烧结体切割至在第二表面上保留一些区域的这样的深度，以及平行于与所述第一方向垂直的第二方向，从第二表面以预定间隔将陶瓷烧结体切割至在第一表面上保留一些区域的这样的深度以制备陶瓷加工体；在预定的完全烧结条件下对陶瓷加工体进行烧结；将陶瓷加工体切割以形成凹槽，并在凹槽中填充绝缘材料；以及在第一表面和第二表面上布置压电棒的阵列，并对压电棒进行抛光以除去保留在第一表面和第二表面上的区域并暴露压电棒。然而，压电棒的切割需要许多时间，导致超声波传感器的良品率低，并且可能使压电棒的品质劣化。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供以高良品率制造高品质超声波传感器的方法。

技术方案

本发明的一个方面提供了制造超声波传感器的方法，所述方法包括：在可蚀刻基板上形成具有凹部和凸部的微图案，在微图案的凹部中填充压电材料，对填充的压电材料加压，对压电材料进行烧结以形成初级压电体，对初级压电体进行再烧结以形成密实的单位压电体，并在每个单位压电体的两端形成电极端子以产生单位压电单元。