[发明专利]一种水听器集成模块及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及水听器技术领域，具体为一种水听器集成模块及其制造工艺。

背景技术

水听器，又称水下传声器，其能够将水下的压力变化而产生声信号转换为电信号，从而能够可靠的得到水下的压力，常被用于声场的测绘、声传感器的检测标定以及超声设备的检测校准和性能评估等声学领域的研究。随着科学技术的不断发展和进步，水听器的应用技术也逐渐发展成熟。

现有技术中，水听器通常都是单一器件，功能较为单一，需要许多外部的元器件配合协同工作，集成度低，导致整个水听器装置的结构复杂，尺寸难以做小，难以微型化，严重影响了使用的便携性和适用性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种水听器，其集成度高，功能丰富且其体积较小，重量轻，容易满足小尺寸安装环境的要求，此外，本发明还提供了一种水听器集成模块的制造工艺。

其技术方案是这样的：一种水听器集成模块，包括基板，其特征在于：所述基板上设置有水听器传感器、压力传感器、通讯模块和ASIC芯片，所述水听器传感器、压力传感器、通讯模块和ASIC芯片分别封装在注塑层中，所述水听器传感器上端设有与环境声学连通的声进入开口，所述压力传感器上端遇有外部连通的感应开口，所述水听器传感器通过导线和设置在所述基板内的导电走线连接所述压力传感器，所述水听器传感器和所述压力传感器分别通过导线连接设置在所述基板内的导电走线，所述通讯模块和所述ASIC芯片分别通过焊球连接所述导电走线，所述导电走线连接设置在所述基板的下表面上的底部焊盘。

进一步的，所述水听器传感器包括第一传感器晶圆，所述第一传感器晶圆的上表面通过刻蚀形成柱状凸起，所述第一传感器晶圆的上表面与第二片传感器晶圆的下表面真空键合形成空腔，所述第二传感器晶圆的上表面上形成自上至下分别为上金属导电层、压电材料层、下金属导电层的复合层，所述复合层的边沿包裹在钝化层中，所述上金属导电层和所述下金属导电层分别向外延伸形成上延伸部和下延伸部，所述上延伸部和所述下延伸部上分别设有焊盘，所述第一传感器晶圆的下表面与基板的上表面接合，所述水听器传感器通过焊盘分别连接所述导电走线。

进一步的，所述上金属导电层和所述下金属导电层分别为Mo层。

进一步的，所述压电材料层为AlN层。

进一步的，所述通讯模块为蓝牙、wifi、移动通信模块中的任意一种。

进一步的，所述基板上还设有控制器模块。

进一步的，所述基板上还设有电源模块。

一种水听器集成模块的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：提供第一传感器晶圆，对第一传感器晶圆进行刻蚀形成柱状凸起；

步骤2：将步骤1中得到的第一传感器晶圆的上表面与第二传感器晶圆的下表面真空键合形成空腔；

步骤3：将第二传感器晶圆的上表面通过SOI工艺形成有自上至下分别为上金属导电层、压电材料层、下金属导电层的复合层，将复合层的边沿包裹钝化层中；

步骤4：在上金属导电层的上延伸部的上表面上设置焊盘，在所述下金属导电层的下延伸部的上表面上设置焊盘，得到水听器传感器；

步骤5：在基板上贴装通讯模块芯片和ASIC芯片；

步骤6：将压力传感器以及步骤4得到的水听器传感器贴合到基板上；

步骤7：对基板进行塑封，水听器传感器上端露出与环境声学连通的声进入开口，压力传感器上端露出有与外部连通的感应开口。

进一步的，在步骤2与步骤3之间，对第二传感器晶圆的上部进行减薄处理。

本发明的水听器的水听器集成模块集成了水听器传感器、压力传感器、通讯模块和ASIC芯片，通过压力传感器可以反应当前的深度，结合水听器传感器和ASIC芯片可以探测一定深度的水下声信号，将检测到的声信号转化成电信号，通过通讯模块传输出去，实现无线数据传输；此外，根据需要，本发明的水听器的水听器集成模块还可以集成控制器和电源模块，进一步丰富功能；本发明的水听器借助半导体制造技术的优势，水听器传感器、压力传感器、通讯模块和ASIC芯片集成在一片基板上，水听器的体积可以得到减小，同时性能得以增强，同时其封装工艺难度低，可以降低PCB电路板的复杂性，可靠性好。

附图说明

图1为本发明的水听器集成模块的结构示意图；

图2为本发明的水听器集成模块的制造流程的步骤a到步骤d示意图；

图3为本发明的水听器集成模块的制造流程的步骤e到步骤h示意图。

具体实施方式