[发明专利]超声波换能器阵列及其制作和封装方法

权利要求书

1.一种超声波换能器阵列，包括：

接收发射层，所述接收发射层用于发射和接收超声波信号；

正极层，所述正极层设置在所述接收发射层的第一侧上；以及

负极层，所述负极层设置在所述接收发射层的与所述第一侧相对的第二侧上，所述负极层的端部形成有端部阵元，所述端部阵元形成具有相对于所述负极层的表面凹陷的表面，其中，所述端部阵元通过切割压电材料的端部表面形成，所述端部阵元实现负极互联线键合；

其特征在于，所述接收发射层和所述正极层被间隔填充物分割成多个超声波换能器阵元，使得所述多个超声波换能器阵元中的每一个均具有自身的正极，并且所述多个超声波换能器阵元具有公共的负极；

所述正极层包括设置在所述接收发射层的第一侧上的第一镍层和设置在所述第一镍层上的第一金层，以及所述负极层包括设置在所述接收发射层的第二侧上的第二镍层和设置在所述第二镍层上的第二金层；

所述第一镍层和所述第一金层只存在于所述超声波换能器阵元下方，所述间隔填充物的下方没有所述第一镍层和所述第一金层；所述第二镍层和所述第二金层均是完整的一层，即在所述超声波换能器阵元和所述间隔填充物上方均存在。

2.根据权利要求1所述的超声波换能器阵列，其特征在于，所述多个超声波换能器阵元形成N×N阵列，N为正整数。

3.根据权利要求1所述的超声波换能器阵列，其特征在于，所述间隔填充物包括环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的超声波换能器阵列，其特征在于，在所述负极层上设置有覆盖所述多个超声波换能器阵元并且暴露所述负极层的端部的声学匹配层，所述负极层的暴露的端部用于负极的引出。

5.一种制作如权利要求1所述超声波换能器阵列的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.提供用于形成接收发射层的压电材料，在所述压电材料的第二侧上切割所述压电材料的端部的表面，以形成相对于所述压电材料的表面凹陷的表面；

S2.在所述压电材料的第二侧上沉积负极层；

S3.在所述压电材料的第一侧上沉积正极层；以及

S4.利用刻蚀工艺将所述压电材料和所述正极层刻蚀成多个超声波换能器阵元。

6.根据权利要求5所述的制作超声波换能器阵列的方法，其特征在于，

步骤S2包括在所述压电材料的第二侧上沉积第二镍层。

7.根据权利要求6所述的制作超声波换能器阵列的方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31.在所述压电材料的第一侧上淀积种子层并在所述种子层上旋涂光刻胶；

S32.提供光源和掩膜版，利用所述光源和掩膜版对所述压电材料的第一侧进行曝光；

S33.将所述压电材料放入显影液中显影，使所述光刻胶的剩余部分对应所述多个超声波换能器阵元之间的间隙部分；以及

S34.在所述压电材料上的由于所述光刻胶的溶解而被暴露出的种子层上电镀第一镍层。

8.根据权利要求7所述的制作超声波换能器阵列的方法，其特征在于，步骤S4包括：

从所述压电材料的第一侧利用干法刻蚀在所述第一镍层和所述第二镍层之间形成所述多个超声波换能器阵元之间的贯穿所述第一镍层的间隙，并且在所述间隙中填充环氧树脂。

9.根据权利要求8所述的制作超声波换能器阵列的方法，其特征在于，步骤S2进一步包括在所述第二镍层上沉积第二金层。

10.根据权利要求8所述的制作超声波换能器阵列的方法，其特征在于，步骤S3进一步包括在所述第一镍层上沉积第一金层。

11.根据权利要求5所述的制作超声波换能器阵列的方法，其特征在于，所述方法还包括：

S5.在所述负极层上设置覆盖所述多个超声波换能器阵元并且暴露所述负极层的端部的声学匹配层，所述负极层的暴露的端部用于负极的引出。