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CN108502841A - 一种能够实现超声波传感的电子设备及其制造方法 - Google Patents

一种能够实现超声波传感的电子设备及其制造方法 Download PDF

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李扬渊
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Abstract

本发明公开一种能够实现超声波传感的电子设备，包括玻璃基板；基板上的超声波传感器电路；基板下的外接引线；电连接部件，该电连接部件贯穿基板的上下表面，该电连接部件的上端与所述超声波传感器电路电连接，下端与所述外接引线电连接；所述超声波传感器电路上方的覆盖板，所述覆盖板与所述超声波传感器电路之间包括结合层。本发明结合层厚度大大降低，降低了超声波信号在发射和接收过程中的损失。

Description

一种能够实现超声波传感的电子设备及其制造方法
技术领域
本发明专利涉及超声波传感领域。
背景技术
传统的超声波传感器是由基于压电陶瓷的单体超声波传感器组装，这种方案无法实现高密度点阵的超声波传感器，高密度点阵超声波传感器可通过mems工艺制造，但成本过高，高密度点阵超声波传感器还可基于TFT工艺，可用于指纹采集，在玻璃基板上的TFT（薄膜晶体管）阵列上覆盖压电薄膜的结构实现高密度点阵的超声波传感器结构，该超声波传感结构如图1所示。
如图1，超声波传感器电路16和焊盘14设置在玻璃基板11上；超声波传感器电路16包括形成在基板11上的像素电路以及压电薄膜等，像素电路包括TFT阵列，TFT阵列沉积在玻璃基板11上；基板11上包括焊盘14，外接引线15设置在基板的上方，并且外接引线15与超声波传感器电路16通过焊盘电连接；覆盖板13通过结合层12设置在超声波传感器电路16的上方。
超声波传感器电路16发射的超声波信号穿过结合层12和覆盖板13被探测目标反射，反射后的超声波信号再经过覆盖板13和结合层12被超声波传感器电路16接收，由于结合层12刚度低，对超声波接收较强，超声波信号损失与结合层的厚度正相关。外接引线远大于超声波传感器电路的厚度，抬高了覆盖板13的安装位置，导致结合层厚度由外接引线和超声波传感器电路的厚度差影响，该厚度差越大，则结合层厚度越厚，超声波信号损失越大。
发明内容
本发明公开一种能够实现超声波传感的电子设备，包括玻璃基板；基板上的超声波传感器电路；基板下的外接引线；电连接部件，该电连接部件贯穿基板的上下表面，该电连接部件的上端与所述超声波传感器电路电连接，下端与所述外接引线电连接；所述超声波传感器电路上方的覆盖板，所述覆盖板与所述超声波传感器电路之间包括结合层。
本发明将外接引线安装在基板的下方，覆盖板的位置被降低，因此超声波传感器电路上方的结合层的厚度大大降低，降低了超声波信号在发射和接收过程中的损失。
附图说明
图1是现有的能够实现超声波传感的电子设备；
图2是本发明实施例的能够实现超声波传感的电子设备；
图3A-3C是本发明实施例的能够实现超声波传感的电子设备的制造方法的示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的电子设备包括基板21，该基板21为玻璃基板。基板21上形成超声波传感器电路26。基板21下方设置外接引线25，该外接引线可以是柔性电路板或者打线形成的金属线。电连接部件贯穿基板21的上下表面，电连接部件包括导电部件以及上电极241和下电极242，本实施例中，基板21中具有通孔28，通孔28中填充导电物质形成所述导电部件，基板21上表面的上电极241与所述导电部件的上端电接触，基板21下表面的下电极242与所述导电部件的下端电接触，电连接部件的上端（上电极）与所述超声波传感器电路26电连接，下端（下电极）与所述外接引线25电连接。但本发明的实施方案不仅仅限于该方案，电连接部件可以是非通孔形式，例如，电连接部件可以包括基板中的导电纤维，又例如，电连接部件可以包括形成在基板21侧壁的导电部件。图中只示出了一个上电极241和一个下电极242，本领域技术人员可以理解基板21上方和下方可分别形成多个上电极241和多个下电极242；所述上电极通过导电层27实现与超声波传感器电路电连接，优选地，导电层27与超声波传感器电路的电极同时形成。覆盖板23设置在超声波传感器电路26上，覆盖板23与超声波传感器电路26之间包括结合层22。
超声波传感器电路26发射的超声波信号经过结合层22以及覆盖板23到达探测目标，超声波被探测目标反射后，再穿过覆盖板23和结合层22被超声波传感器电路26接收。由于外接引线25设置在基板21的背面，不会抬高基板上方的整体水平高度，因此相对于现有技术，覆盖板23与超声波传感器电路26之间的距离被缩小，结合层22的厚度被降低，降低超声波信号的损耗。
超声波传感器电路包括薄膜晶体管、压电材料以及电极，超声波传感器电路包括一个或多个由薄膜晶体管、压电材料以及电极构成的超声波传感器单元，所述薄膜晶体管晶体管形成在玻璃基板上。
本实施例还提供一种制备上述电子设备的方法，该方法包括以下步骤：
（1）提供基板21，该基板为玻璃基板。
（2）如图3A，在所述基板21中形成通孔，可以通过激光烧蚀或者刻蚀等方式在玻璃基板中形成通孔28，通孔中填充导电物质形成导电部件，在所述基板21上方和下方分别形成电接触所述导电部件上下端的上电极241和下电极242，基板21上方和下方可分别形成多个上电极241和多个下电极242，基板21中可形成多个通孔。
（3）如图3B，在基板21上形成超声波传感器电路26，并将所述基板21上的超声波传感器电路26与所述上电极241通过导电层27电连接，形成超声波传感器电路26的步骤包括在玻璃基板上沉积TFT阵列、覆盖压电薄膜、形成电极等步骤。优选地，该导电层27与超声波传感器电路26的电极同时同工艺形成，该导电层27和所述超声波传感器电路26的电极可以为金属氧化物薄膜（如ITO薄膜）或金属薄膜等。由于步骤（2）中通常采用化学方法在通孔中填充导电物质形成导电部件，而在形成超声波传感器电路过程中，气相沉积的TFT以及其上的电极如果浸泡在化学液中，容易受到污染，因此，优选地，先形成基板21中的通孔并填充导电物质形成导电部件以及形成上下电极，再形成超声波传感器电路26，但本发明保护范围不仅仅限于该方式，形成超声波传感器、形成导电部件以及形成上下电极可以不分先后顺序。
（4）如图3C，将所述下电极242与基板21下方的外接引线25电连接，该外接引线可以是柔性电路板或者打线形成的金属线。将覆盖板23设置在超声波传感器电路26上方，所述覆盖板23与所述超声波传感器电路26之间包括结合层22。覆盖板23覆盖超声波传感器电路26以及上电极241，起到保护作用。由于外接引线25设置在基板21的背面，不会抬高基板上方的整体水平高度，因此相对于现有技术，覆盖板23与超声波传感器电路26之间的距离被缩小，结合层22的厚度被降低，降低超声波信号的损耗。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种能够实现超声波传感的电子设备，其特征在于，包括：
基板，该基板为玻璃基板；
基板上的超声波传感器电路；
基板下的外接引线；
电连接部件，该电连接部件贯穿基板的上下表面，该电连接部件的上端与所述超声波传感器电路电连接，下端与所述外接引线电连接；
所述超声波传感器电路上方的覆盖板，所述覆盖板与所述超声波传感器电路之间包括结合层。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述基板中包括通孔，所述电连接部件包括填充在所述通孔中的导电物质构成的导电部件。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述电连接部件包括与所述导电部件上端电接触的上电极和与所述导电部件下端电接触的下电极，所述上电极与所述超声波传感器电路电连接，所述下电极与所述外接引线电连接。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述超声波传感器电路包括形成在所述基板上的薄膜晶体管。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述超声波传感器电路包括一个或多个超声波传感器单元。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述超声波传感器电路发射的超声波信号穿过所述结合层与所述覆盖板，被探测目标反射的超声波信号穿过所述覆盖板与所述结合层被所述超声波传感器电路接收。
7.一种能够实现超声波传感的电子设备的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）提供基板，该基板为玻璃基板；
（2）在所述基板中形成通孔，通孔中填充导电物质形成导电部件，在所述基板上方和下方分别形成电接触所述导电部件上下两端的上电极和下电极；
（3）形成基板上表面的超声波传感器电路，将所述超声波传感器电路与所述上电极电连接；
（4）将所述下电极与基板下方的外接引线电连接，将覆盖板设置在所述超声波传感器电路上方，所述覆盖板与所述超声波传感器电路之间包括结合层。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述超声波传感器电路包括薄膜晶体管。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述超声波传感器电路包括一个或多个超声波传感单元。
10.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述超声波传感器电路发射的超声波信号穿过所述结合层与所述覆盖板，被探测目标反射的超声波信号穿过所述覆盖板与所述结合层被所述超声波传感器电路接收。
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