[发明专利]形成超声匹配层的方法及超声换能器

说明书

本申请是申请日为2009年9月18日、名称为“用于制造超声换能器和其他部件的方法”的第200980145902.1号发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有共同于2008年9月19日提交的美国临时申请No.61/192,661和No.61/192,690的利益，所述两个申请都通过引用方式在此纳入本文。

技术领域

本发明涉及制造电子部件诸如超声换能器的领域。

发明内容

总体而言，本发明提供用于制造电子部件诸如阵列超声换能器的方法。

一方面，本发明在于一种制造呈一个图案的电极的方法,所述方法包括如下步骤：提供一个电气部件，其包括多个第一电极；将包括多个第二电极的连接器放置在所述电气部件附近；将包括基质材料和颗粒材料的复合介质材料沉积在所述多个第一电极和所述多个第二电极上，其中所述基质材料相比于所述颗粒材料在较低能量密度下被激光烧蚀；将所述复合介质材料的至少一部分激光烧蚀以去除基质材料并增加所述复合介质材料的表面积；将所述复合介质材料激光烧蚀以暴露所述多个第一电极和所述多个第二电极；以及在所述复合介质材料中从所述多个第一电极中的每一个电极到所述多个第二电极中的相应电极激光烧蚀一个沟；在已经被烧蚀的区域上沉积导电金属；在所述导电金属上沉积抗蚀剂，其中与其他烧蚀区域相比，所述抗蚀剂在所述多个第一电极、多个第二电极以及所述沟上更厚；以及去除所述抗蚀剂的一部分使得以呈一个负的图案来暴露所述导电金属并蚀刻所述导电金属的暴露部分以制造呈所述图案的电极。本方法还可包括将经过蚀刻的导电金属区域进行激光烧蚀，以去除位于其中的至少一部分所述复合介质材料。在该可选步骤中，基本上所有的所述复合介质材料和位于经过蚀刻的导电金属区域下方的部件的一部分可被烧蚀。

在一个相关方面，本发明在于一种用于制造呈一个图案的电极的方法，所述方法包括以下步骤：提供一个超声阵列换能器堆，所述堆具有一个压电层和在所述堆内延伸预定深度的多个第一切口槽，其中所述多个第一切口槽限定多个超声阵列元件；将具有用于多个阵列元件中的每一个阵列元件的电连接的连接器放置在所述堆的附近；在所述堆的底面以及所述连接器的一部分上沉积包括基质材料和颗粒材料的复合介质材料，其中所述基质材料相比于所述颗粒材料在较低能量密度下被激光烧蚀；将所述复合介质材料的至少一部分激光烧蚀以去除基质材料并增加所述复合介质材料的表面积；将所述复合介质材料激光烧蚀以暴露所述多个阵列元件；以及在所述复合介质材料中从每个阵列元件到连接器中的一个电连接激光烧蚀一个沟，其中所述烧蚀不暴露所述多个第一切口槽；在步骤已经烧蚀的区域上沉积导电金属；在所述导电金属上沉积抗蚀剂，其中与所述多个第一切口槽相比，在每个阵列元件和沟上的抗蚀剂更厚；以及去除所述抗蚀剂的一部分使得以呈一个相对所述电极的图案为负的图案来暴露所述导电金属的一部分，以及蚀刻所述导电金属的暴露部分以制造呈所述图案的电极。本方法还可包括将经过蚀刻的导电金属区域进行激光烧蚀，以去除在所述多个第一切口槽上的所述复合介质材料从而在单个阵列元件之间形成凹陷。在这个实施方案中，所述第一切口槽可被固体材料诸如环氧树脂填充。本方法还可包括对单个阵列元件之间的凹陷进行激光烧蚀，其中接下来对凹陷的烧蚀在相比于制造凹陷所用的能量密更高的能量密度下进行。本方法还可包括从图案化后的电极去除所述抗蚀剂。本方法可包括又一个蚀刻步骤以去除由激光烧蚀形成的导电金属毛刺。优选的，没有步骤在高于70℃时进行。本方法还可包括在沉积导电金属——例如，金——之前沉积一个粘合剂层——例如，包括铬的粘合剂层。所述蚀刻步骤可去除沉积在粘合剂层上的导电金属，同时对所述复合材料的激光烧蚀还可去除通过蚀刻暴露的粘合剂层。优选地，在不足以烧蚀所述导电金属的能量密度下通过烧蚀去除所述抗蚀剂。所述多个阵列元件的间距优选至多100μm，例如，至多65μm。在所述复合介质材料中的示例基质材料是环氧树脂，示例颗粒材料是二氧化硅或碳化硅。