[发明专利]集成超声换能器

权利要求书

1.一种换能器组件，包括：

微机电系统(MEMS)管芯，所述MEMS管芯包括多个压电元件；

互补金属氧化物半导体(CMOS)管芯，所述CMOS管芯通过第一多个凸块电耦合至所述MEMS管芯，并且包括用于控制所述多个压电元件的至少一个电路；和

封装，所述封装通过粘合剂层固定至所述CMOS管芯并电连接至所述CMOS管芯。

2.根据权利要求1所述的换能器组件，其中所述多个压电元件中的每个压电元件包括：

基板；

膜，所述膜设置在所述基板上；和

堆叠层，所述堆叠层设置在所述膜和所述基板中的至少一个上，并具有底部电极、压电层和顶部电极。

3.根据权利要求2所述的换能器组件，还包括：

形成在所述MEMS管芯上的多根电线，

其中所述多根电线中的至少一根电线与所述第一多个凸块直接接触。

4.根据权利要求2所述的换能器组件，还包括：

覆盖层，所述覆盖层用于覆盖所述多个压电元件的所述基板并且由阻抗匹配材料形成。

5.根据权利要求2所述的换能器组件，其中所述基板包括腔，并且通过所述腔变薄的所述基板的一部分对应于所述膜，并且其中所述堆叠层使所述膜振动以产生从所述膜传播的压力波。

6.根据权利要求1所述的换能器组件，其中所述粘合剂层由用于吸收穿过所述粘合剂层的压力波的声阻尼材料形成。

7.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

密封环，所述密封环围绕所述MEMS管芯的周边设置，并且在所述MEMS管芯和所述CMOS管芯之间，从而限定出封闭空间，

其中所述封闭空间处于真空中。

8.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

密封环，所述密封环围绕所述MEMS管芯的周边设置，并且在所述MEMS管芯和所述CMOS管芯之间，从而限定出封闭空间，

其中所述封闭空间填充有惰性气体和空气中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

底部填充层，所述底部填充层设置在所述MEMS管芯和所述CMOS管芯之间，并且将所述MEMS管芯机械固定到所述CMOS管芯。

10.根据权利要求9所述的换能器组件，其中所述底部填充层由吸收穿过所述材料的压力波的材料形成。

11.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

由底部填充材料形成的层，并且所述层设置在所述MEMS管芯和所述CMOS管芯之间，并且将所述MEMS管芯固定到所述CMOS管芯，

其中所述底部填充材料包括用于吸收穿过所述底部填充材料的压力波的声阻尼材料。

12.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

至少一根线，其一端连接到所述CMOS管芯，另一端连接到所述封装，

其中所述CMOS管芯经由所述至少一根线与所述封装电连通。

13.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

在所述粘合剂层中形成的第二多个凸块，

其中所述CMOS管芯包括多个硅通孔(TSV)，并且所述第一多个凸块通过所述多个硅通孔电耦合至所述第二多个凸块。

14.根据权利要求1所述的换能器组件，还包括：

电耦合到所述多个压电元件的两个或更多个顶部电极的导体，

其中所述多个压电元件中的每个压电元件的底部电极电耦合到所述第一多个凸块中的一个凸块，并且其中所述导体电耦合到所述第一多个凸块中的另一个凸块。