CN109313702B - 指纹传感器器件及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种指纹传感器器件包括传感器基板、该传感器基板的第一表面之上的多个传感器电路、以及位于该多个传感器电路和该传感器基板的第一表面之上的收发机层。该收发机层包括压电层以及定位在该压电层之上的收发机电极。该压电层和该收发机电极被配置成生成一个或多个超声波或接收一个或多个超声波。该指纹传感器器件可包括耦合至该传感器基板的盖、以及形成在该盖与该传感器基板之间的腔体。该腔体和该传感器基板可形成声屏障。

Description

指纹传感器器件及其方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月16日向美国专利商标局提交的临时申请No.62/351,228以及于2017年2月10日向美国专利商标局提交的非临时申请No.15/430,389的优先权和权益。以上所提及的申请的全部内容通过援引如同在下文全面阐述那样且出于所有适用目的被纳入于此。
背景
公开领域
各种特征一般涉及指纹传感器器件，尤其涉及具有减小的形状因子和减小的成像干扰的超声指纹传感器器件。
背景技术
图1解说了在压板101下方的指纹传感器器件100。指纹传感器器件100包括传感器基板102、形成在传感器基板102上的多个传感器电路104、传感器基板102的第一表面上的接收机106、以及传感器基板102的第二表面上的发射机108。由此，接收机106和发射机108位于传感器基板102的相对侧或相对表面上。该多个传感器电路104、接收机106和发射机108被电耦合至控制单元110。
发射机108包括能够生成超声波或信号的压电层。接收机106包括能够检测或接收超声波或信号的压电层。发射机108可生成超声波，这些超声波可从按压压板101的表面的目标对象112(例如，手指)反弹回或反射回。发射机108可包括压电层以及形成在该压电层的每一侧上的电极层对(未示出)。接收机106可包括压电层以及形成在该压电层的一侧上的电极层(未示出)，其中该压电层的另一侧直接耦合或电容性耦合至该多个传感器电路104。
控制单元110被配置成控制发射机108和接收机106，并被配置成处理来自该多个传感器电路104的信号，以形成按压压板101的目标对象112(例如，手指)的数字图像或表示。
图1的指纹传感器器件100的一个缺点是：可能存在来自位于发射机108附近的伪影和/或对象的成像干扰。例如，可能存在可能干扰或破坏由发射机108生成的超声波的湿气、粒子、异物和/或器件组件。湿气和粒子(诸如灰尘和/或污物)可能是有问题的，因为它们可能随时间变化和改变，并且由此无法被容易地校准掉。
因此，存在对具有更佳形状因子以及改善的成像性能、准确度和精度的更佳指纹传感器器件的现行需求。
概述
各种特征一般涉及指纹传感器设备，尤其涉及具有减小的形状因子和减小的成像干扰的指纹传感器器件。
一个示例提供了一种指纹传感器器件，其包括传感器基板、该传感器基板的第一表面之上的多个传感器电路、以及位于该多个传感器电路和该传感器基板的第一表面之上的收发机层。该收发机层包括压电层以及定位在该压电层之上的收发机电极。该压电层和该收发机电极被配置成生成一个或多个超声波或接收一个或多个超声波。
另一示例提供了一种设备，其包括传感器基板、该传感器基板的第一表面之上的多个传感器电路、以及位于该多个传感器电路和该传感器基板的第一表面之上的收发机装置。该收发机装置包括配置成生成一个或多个超声波的发射机装置、以及配置成接收一个或多个超声波的接收机装置。
另一示例提供了一种用于制造指纹传感器器件的方法。该方法提供传感器基板。该方法在该传感器基板的第一表面之上形成多个传感器电路。该方法在该传感器基板的第一表面之上形成多个传感器电路。提供收发机层的方法包括提供压电层。提供该收发机层的方法进一步包括提供定位在该压电层之上的收发机电极，其中该压电层和该收发机电极被配置成生成一个或多个超声波并接收一个或多个超声波。
附图
在结合附图理解下面阐述的详细描述时，各种特征、本质和优点会变得明显，在附图中，相同的附图标记始终作相应标识。
图1解说了包括位于传感器基板的相对侧上的发射机和接收机的指纹传感器器件。
图2解说了包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件，其中该传感器基板包括至少一个穿基板通孔(TSV)。
图3解说了包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件，其中该传感器基板包括模塑通孔条。
图4解说了包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件，其中该传感器基板包括凹陷部分。
图5解说了包括传感器基板之上的收发机层的倒置型指纹传感器器件。
图6解说了包括传感器基板之上的收发机层、盖、以及形成在该传感器基板与该盖之间的腔体的指纹传感器器件。
图7A解说了超声波频率范围上不同腔体高度的图像对比度的示例性曲线图。
图7B解说了示出指纹传感器器件针对各种传感器基板厚度和操作频率的图像分辨率的等值线标绘图。
图7C解说了超声波频率范围上不同传感器基板厚度的图像对比度的示例性曲线图。
图8解说了不同材料的各种声屏障性能的示例性曲线图。
图9解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及盖的指纹传感器器件。
图10解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及盖的指纹传感器器件。
图11解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及柔性印刷电路(FPC)的指纹传感器器件。
图12解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及该传感器基板中的腔体的指纹传感器器件。
图13解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及该传感器基板中的腔体的指纹传感器器件。
图14解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及印刷电路板(PCB)的指纹传感器器件。
图15解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及盖的指纹传感器器件。
图16解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的模塑通孔条、以及盖的指纹传感器器件。
图17解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的模塑通孔条、以及盖的指纹传感器器件。
图18解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的模塑通孔条、以及柔性印刷电路(FPC)的指纹传感器器件。
图19解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的模塑通孔条和腔体的指纹传感器器件。
图20解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的模塑通孔条和盖的指纹传感器器件。
图21解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的模塑通孔条、以及印刷电路板(PCB)的指纹传感器器件。
图22解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的通孔、以及盖的指纹传感器器件。
图23解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的凹陷部分、以及印刷电路板(PCB)的指纹传感器器件。
图24解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的凹陷部分、以及盖的指纹传感器器件。
图25解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的凹陷部分、以及该传感器基板中的腔体的指纹传感器器件。
图26解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的凹陷部分、以及该传感器基板中的腔体的指纹传感器器件。
图27解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的凹陷部分、以及柔性印刷电路(FPC)的指纹传感器器件。
图28解说了包括传感器基板之上的收发机层、该传感器基板中的凹陷部分、以及盖的指纹传感器器件。
图29解说了包括传感器基板之上的收发机层以及包封层的倒置型指纹传感器器件。
图30解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、盖以及腔体的倒置型指纹传感器器件。
图31解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、盖以及腔体的倒置型指纹传感器器件。
图32解说了包括传感器基板之上的收发机层、覆层、包封层、盖以及腔体的倒置型指纹传感器器件。
图33解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、以及该包封层中的腔体的倒置型指纹传感器器件。
图34解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、该包封层中的腔体、以及加强件的倒置型指纹传感器器件。
图35解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、柔性印刷电路(FPC)、以及该FPC中的腔体的倒置型指纹传感器器件。
图36解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、柔性印刷电路(FPC)、该FPC中的腔体、以及加强件的倒置型指纹传感器器件。
图37解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、以及模塑通孔条的倒置型指纹传感器器件。
图38解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、加强件、以及模塑通孔条的倒置型指纹传感器器件。
图39解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、该包封层中的腔体、以及模塑通孔条的倒置型指纹传感器器件。
图40解说了包括传感器基板之上的收发机层、包封层、该包封层中的腔体、加强件、以及模塑通孔条的倒置型指纹传感器器件。
图41解说了收发机配置的示例。
图42解说了收发机配置的另一示例。
图43(其包括图43A-43C)解说了制造包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件的序列的示例。
图44(其包括图44A-44C)解说了制造包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件的序列的另一示例。
图45(其包括图45A-45B)解说了制造包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件的序列的另一示例。
图46解说了用于制造包括传感器基板之上的收发机层的指纹传感器器件的示例性方法的流程图
图47至图52解说了包括卷绕式柔性印刷电路(FPC)的指纹传感器器件的各种配置的横截面视图。
图53解说了包括指纹传感器器件的移动设备的倾斜视图。
图54解说了包括指纹传感器器件的移动设备的横截面视图。
图55解说了倒置型指纹传感器器件耦合至视觉显示器的示例，其中FPC的一部分被定位在传感器基板与视觉显示器之间。
图56解说了倒置型指纹传感器器件耦合至视觉显示器的另一示例，其中FPC的一部分被定位在传感器基板与视觉显示器之间。
图57解说了LTCC或塑料封装中的倒置型指纹传感器器件耦合至视觉显示器的一部分的示例。
图58解说了可包括本文中所描述的各种集成器件、集成器件封装、半导体器件、管芯、集成电路、传感器、和/或封装的各种电子设备。
详细描述
在以下描述中，给出了具体细节以提供对本公开的各个方面的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，没有这些具体细节也可实践这些方面。例如，电路可能用框图示出以避免使这些方面湮没在不必要的细节中。在其他实例中，公知的电路、结构和技术可能不被详细示出以免湮没本公开的这些方面。
一些特征涉及一种指纹传感器器件，其包括传感器基板、布置在该传感器基板的第一表面上或制造在该传感器基板中的多个传感器电路、以及形成在该多个传感器电路以及该传感器基板的第一表面之上的收发机层。该收发机层可被配置成用作用以生成超声波的发射机、以及用作用以接收超声波的接收机。该指纹传感器器件可包括耦合至该传感器基板的盖，以使得在该传感器基板与该盖之间形成腔体区域。在一些实现中，该传感器基板的表面(例如，背侧表面)与该腔体区域之间的界面被配置成用作该指纹传感器器件的声屏障。该传感器基板可包括一个或多个电通孔。这些通孔可以用于将来自传感器基板的一侧的电信号传送至另一侧。该收发机层可包括压电层以及形成在该压电层的一侧之上的电极层，其中该压电层的另一侧直接耦合或电容性耦合至该多个传感器电路。覆层(诸如丙烯酸层)可被布置在电极层上。
示例性指纹传感器器件
图2解说了使用粘合剂209(例如，压板粘合剂(诸如热固化或UV可固化环氧树脂))耦合至压板201的指纹传感器器件200的示例。如图2中所示，指纹传感器器件200可位于压板201下方。在一些实现中，压板201可以是显示设备(例如，移动设备)的覆盖玻璃、显示设备包封的一部分、或超声认证按钮的覆盖。在一些实现中，压板可包括显示器覆盖玻璃、液晶显示器(LCD)显示面板、有机发光二极管(OLED)或有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示面板、显示模块或视觉显示器的一部分。
图2解说了指纹传感器器件200，其包括传感器基板202、多个传感器电路204、收发机层206、一个或多个收发机电极208和钝化层210。传感器基板202包括穿过(例如，垂直地穿过)传感器基板202的至少一个通孔220。通孔220可以是穿基板通孔(TSV)(诸如穿玻璃通孔(TGV)或穿硅通孔)。注意到，不止一个通孔220可穿过传感器基板202。不同实现可针对传感器基板202使用不同材料。例如，传感器基板202可包括硅基板、绝缘体上覆硅(SOI)基板、薄膜晶体管(TFT)基板、玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板、和/或其组合。
多个传感器电路204可被形成在传感器基板202的第一表面(例如，前表面或前侧)之上(例如，传感器基板202的第一表面上)(诸如TFT电路被形成在TFT基板上或者互补金属氧化物半导体(CMOS)电路被形成在硅基板上或硅基板中)。收发机层206可被布置在该多个传感器电路204之上。在一些实现中，收发机层206可被定位在多个传感器电路204之上，并且使用粘合剂层(未示出)来耦合至该多个传感器电路204。在一些实现中，收发机层206可被喷涂、旋涂、施配、涂敷、或以其他方式直接或间接地形成在传感器电路204上。在一些实现中，收发机层206可以用作发射机和接收机两者。
收发机层206(例如，收发机装置)可被配置成生成至少一个超声波/信号并接收或检测至少一个超声波/信号。具体而言，收发机层206可以用作被配置成生成至少一个超声波/信号的发射机(例如，发射机装置)，并用作被配置成接收或检测至少一个超声波/信号的接收机(例如，接收机装置)。收发机层206可包括使得收发机层206能够生成和检测超声波/信号的一个或多个压电层和电极层。例如，发射机可包括用以生成超声波/信号的一个或多个压电层，而接收机可包括用以检测超声波/信号的一个或多个压电层。
在一些实现中，收发机层206的(诸)相同压电层可被用来生成和检测超声波/信号。例如，在第一时间段(例如，第一操作模式)期间，收发机层206的压电层可被配置成生成超声波/信号，而在第二时间段(例如，第二操作模式)期间，相同压电层可被配置成接收超声波/信号。在一些实现中，在收发机层206的操作期间，(诸)压电层可以在被配置为发射机与被配置为接收机之间来回切换的方式来配置。
如将在以下进一步描述的，通过使用压电材料的一个或多个层生成和检测超声波/信号允许指纹传感器器件200创建数字图像，或者提供接触压板201的对象的图像信息(诸如人类手指的脊线和谷线)。以下在图41和图42中进一步描述收发机配置的更详细示例。
传感器电路204可包括薄膜晶体管(TFT)阵列。例如，传感器电路204可包括像素电路的阵列，其中每个像素电路可包括一个或多个薄膜晶体管。在一些实现中，像素电路可包括二极管、电容器和若干晶体管。像素电路可被配置成响应于收到的超声波而将由邻近于该像素电路的收发机层206生成的电荷转换成电信号。像素电路可包括将收发机层206电耦合至该像素电路的像素输入电极。超声波可通过向一个或多个收发机电极208提供电信号来生成。所生成的超声波可通过压板201来传送。从压板201的暴露的外(顶)表面反射的超声能量可藉由收发机层206来生成局部化的表面电荷。此局部化的电荷可通过下面的传感器电路204经由像素输入电极来检测。在像素输入电极上检测到的信号可通过传感器电路204来放大，并且来自传感器电路204的输出信号可被发送至传感器控制器或其他电路系统(例如，控制单元、控制电路系统或应用处理器)以进行信号处理。在替换性配置中，传感器电路204可包括形成在硅基板上或硅基板中的一个或多个基于硅的晶体管、二极管和无源器件。
该一个或多个收发机电极208可被形成在收发机层206之上、或以其他方式布置在收发机层206上。该一个或多个收发机电极208可包括导电层和一个或多个电互连迹线，这些电互连迹线被耦合至收发机层206和/或指纹传感器器件200的其他互连。例如，该一个或多个收发机电极208可被耦合至通孔220。该一个或多个收发机电极208可包括形成在传感器基板202之上的一个或多个互连。在一些实现中，互连是器件或封装中允许或促成两个点、元件和/或组件之间的电连接的元件或组件。在一些实现中，互连可包括迹线、通孔、焊盘、柱、重分布金属层、和/或凸块下金属化(UBM)层。在一些实现中，互连是可被配置成为信号(例如，数据信号、接地信号或功率信号)提供电路径的导电材料。互连可以是电路的一部分。互连可包括不止一个元件或组件。
钝化层210可被形成在该一个或多个收发机电极208、传感器电路204、互连迹线和传感器基板202的至少各部分之上。压板粘合剂209可将指纹传感器器件200耦合至压板201。在一些实现中，压板粘合剂209是指纹传感器器件200的一部分。
不同实现可针对压板201使用不同材料。压板材料的各示例包括塑料、陶瓷、蓝宝石、复合材料、金属及金属合金、金属填充型聚合物、聚碳酸酯和玻璃。在一些实现中，压板201可以是盖板(例如，用于显示器的覆盖玻璃或覆盖透镜)。在一些实现中，压板201可以是金属，诸如铝、铝合金、铬钼、不锈钢、或金属填充型聚合物。在一些实现中，用于电子器件的壳体或外壳可以用作压板。在一些实现中，移动设备外壳的背面、侧面或正面的一部分可以用作压板。在一些实现中，覆层(诸如聚氨酯、丙烯酸、聚对二甲苯或类金刚石涂膜(DLC)的覆层)可用作压板。在一些实现中，压板201的外表面或内表面可包括一个或多个覆层、声耦合层、声匹配层、或保护层。例如，压板201可包括用于装饰、暗掩模、或引导用户的手指的一个或多个漆层。在一些实现中，压板201可包括在一侧或两侧上的凹陷，以辅助引导用户的手指、或者在组装期间定位指纹传感器器件。
图2解说了耦合至传感器基板202的柔性印刷电路(FPC)211。FPC 211可被称为柔性带、柔性缆、或简单地称为“柔性件(flex)”。FPC 211可包括一个或多个介电层212和互连214(例如，迹线、通孔和焊盘)。互连214可通过粘合剂203耦合至通孔220。粘合剂203可以是导电粘合剂(诸如各向异性导电膜(ACF))。然而，不同实现可使用不同的导电粘合剂、焊料、或连接装置。在一些实现中，FPC 211可被电耦合至传感器控制器或其他电路系统(例如，控制单元、控制电路系统、或应用处理器)以对去往/来自传感器电路204的信号进行信号处理。
在一些实现中，FPC 211可包括其他功能性，诸如用于低功率唤醒、菜单选择和导航功能性的一个或多个电容式触摸电极。在一些实现中，电容式触摸电极可包括金属化区域，其用于检测在电容式触摸电极(例如，自电容检测)或针对投影电容式触摸(PCT)检测的的交错或交叉电极对(例如，互电容检测)附近的手指的电容。例如，电容式触摸电极可从FPC互连214的一个或多个铜迹线和/或焊盘区域形成。替换地，电容式触摸电极可被沉积、印刷或层压到FPC 211上。替换地，所有或部分电容式触摸电极可被布置在压板201的内表面上(例如，使用导电涂料的丝网印刷或通过遮光掩模来溅镀沉积薄金属)，在操作中直接或电容耦合至FPC 211中的一个或多个互连214。导电粘合剂可被用来将压板201的内表面上的电容式触摸电极直接耦合至FPC 211中的互连214。在一些实现中，电容式触摸电极可在所生成并被反射的超声波的声学路径中(诸如在传感器基板202的有效区域之上)，其中经反射的超声信号由传感器电路204的阵列来检测。在一些实现中，电容式触摸电极可被定位在传感器基板202的一个或多个侧面上，并且抵靠压板201的内表面来定位。FPC 211和/或传感器基板202中的一个或多个通孔可允许从FPC 211的一个互连层至另一互连层的电连通性，这些互连层由一个或多个介电层212分隔开。在一些实现中，部分或所有压板粘合剂209可以是导电的以用作电容式触摸电极。
图2解说了通过在传感器基板202的一侧上提供收发机层206而具有减小的形状因子的指纹传感器器件的示例，该收发机层206可充当超声发射机和超声接收机两者。另外，与其中发射机和接收机位于传感器基板的相对侧上的指纹传感器器件相比，指纹传感器器件200可具有改善的成像能力。注意到，成像能力的额外改善可通过使用本申请中所描述的其他组件和结构来达成。
图3解说了指纹传感器器件300。指纹传感器器件300类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件300包括模塑通孔条(molded via bar)320。通孔条320可穿过包封层302(例如，模塑复合物)。包封层302可被耦合至传感器基板202。
通孔条320可包括通孔322、捕获焊盘324、介电层326、以及绝缘层或半绝缘层328。通孔322可被耦合至该一个或多个收发机电极208。捕获焊盘324可通过粘合剂203(诸如导电粘合剂、ACF或焊料)来耦合至FPC 211。在一些实现中，通孔条320中的一个或多个通孔322可被连接至传感器电路204的各部分或连接至传感器电路204的相关联寻址电路系统以用于读出图像信息。在一些实现中，通孔条320可包括一个或多个重分布层(未示出)，以允许通孔条320中的各个通孔322之间的互连和期望间隔。
图4解说了指纹传感器器件400。指纹传感器器件400类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件400包括传感器基板402，该传感器基板402包括凹陷部分404。传感器基板402的凹陷部分404允许FPC 211更容易地配合在传感器基板402与压板201之间，藉此减小指纹传感器器件400的形状因子。如图4中所示，FPC211可通过导电粘合剂203来耦合至该一个或多个收发机电极208和传感器电路204。在一些实现中，可使用激光移除工艺来形成凹陷部分404。在一些实现中，适合的蚀刻工艺(诸如(用于硅的)基于KOH的各向异性蚀刻工艺或(用于玻璃的)基于HF的蚀刻工艺)可被用来选择性地移除传感器基板402的一部分。
图5解说了指纹传感器器件500。指纹传感器器件500是倒置型指纹传感器器件。指纹传感器器件500类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件500通过传感器基板202的背侧表面来耦合至压板201。如图5中所示，压板粘合剂209可将传感器基板202的背侧表面耦合至压板201，以使得传感器基板202的前侧表面或电路侧背离压板201。在一些实现中，倒置型指纹传感器器件可通过传感器基板202生成并发射一个或多个超声波，并通过传感器基板202接收回经反射的超声波，以对目标对象进行超声成像。在这些倒置型配置中，传感器基板202的背侧或底侧可用作压板或者被附连至压板以进行指纹成像。
图6解说了包括盖602的指纹传感器器件600。盖602可使用粘合剂603来耦合至传感器基板202的背侧。盖602可被耦合至传感器基板202，以使得在传感器基板202的第二表面(例如，背表面)与盖602之间形成腔体605。腔体605可以是密封的腔体。在一些实现中，粘合剂603可在组装之前被施配或丝网印刷到传感器基板202或盖602上。在一些实现中，粘合剂603可包括用于将盖与基板进行共晶附连的金属接合环。在一些实现中，粘合剂603可在将盖与基板接合在一起之前被施加到该盖或基板中任一者、被图案化并被蚀刻。在一些实现中，基板至盖的接合可包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂、UV可固化环氧树脂、热固化环氧树脂、玻璃熔料、金属密封、共晶接合、热压接合、等离子接合、阳极接合等。在一些实现中，盖可包括晶片、基板、面板、子面板、或者塑料层、金属层、玻璃层、硅层等。在一些实现中，可在接合工艺中使用间隔件，以控制间隙高度(例如，腔体的高度)。在一些实现中，在将传感器管芯分割、切割或以其他方式切单成图6中所解说的形状之前，盖602可作为晶片、基板、面板、子面板或其他层被附连至传感器基板202。在一些实现中，盖602可靠近传感器基板202的一侧、两侧、三侧或四侧的边沿、或在其他适合的区域中(诸如传感器基板202的一侧或多侧)、或者直接抵靠压板201附连至传感器基板202。
盖(例如，盖装置)为本申请中所描述的指纹传感器器件600或任何其他手指传感器器件和变体提供了许多益处和优点。例如，盖602可防止灰尘、污物、对象、和/或其他材料与传感器基板202的背表面接触。在不具有盖602的情况下，在设备(例如，移动设备)的组装期间，可能发生对传感器基板202的污染或与该设备中的其他组件的接触，这可能影响超声波如何反弹和反射，从而导致成像干扰。在一些实现中，盖602可在组装期间被小心地置于传感器基板202之上。在一些实现中，盖602可具有一个或多个排出孔(未示出)，以允许来自溶剂、环氧树脂和其他粘合剂的不想要的流出物在组装期间被排出。这些排出孔可按需被密封以提供环境保护。在一些实现中，盖602可包括覆盖传感器基板的一侧或多侧的一个或多个限位件和/或侧壁。在一些实现中，保护包封层(诸如边沿密封、模塑复合物、环氧树脂或其他粘合剂)可随盖602和压板粘合剂209被包括在一起，以进一步保护传感器基板202和指纹传感器器件600的其他组件。
声屏障
提供盖602和腔体605的另一技术优点是：传感器基板202与腔体605之间的界面可充当指纹传感器器件600的声屏障607(例如，声屏障装置)或者被配置成作为指纹传感器器件600的声屏障607来操作。传感器基板202一般具有较高声阻抗，而腔体605具有较低声阻抗或比传感器基板202低得多的声阻抗。声阻抗上的这种差异可充当声屏障，从而防止由收发机层206生成的超声波的大部分透射穿过腔体605。另外，声屏障607可提供对由收发机层206生成的超声波的较佳或改善的反射。由此，声屏障(例如，声屏障装置)可充当屏障，以防止从外部对象和伪影反射的超声波干扰收发机层206的读出、或者使之最小化，同时提供对由收发机层206生成的超声波的更好反射，由此提供接触压板201的对象的更准确和精确的成像。
注意到，腔体605可以是空的(例如，在真空中)或者填充有空气或气体(诸如氮气)。如何填充腔体605(若存在)可影响指纹传感器器件200的声屏障(例如，声屏障607)的性能。腔体605可具有不同高度和/或深度。例如，传感器基板202的第二表面与盖602之间的高度或深度可在约0.05微米(μm)与150微米(μm)之间、或更大。
图7A解说了示出超声频率范围上不同腔体高度的图像对比度的一系列曲线图。这些曲线图示出了手指的谷线区域与手指的脊线区域之间的信号强度差异(例如，图像对比度)，其被归一化到该频率范围上的最大信号。针对50μm厚硅传感器基板和300μm厚硅盖解说了两种不同收发机电极材料(银和铜)在约10MHz与约25MHz之间的各种传输频率的经归一化图像对比度(谷线-脊线)。该图像对比度指示指纹的谷线与脊线可被彼此区分到如何好。越高，图像对比度就越好。如图7A中所示，当腔体为至少约0.05微米(μm)深时，对比度显著提高，尤其在约20MHz附近的值处。该图像对比度在腔体高度从约0.05微米增加到0.1μm、0.5μm、1.0μm、5.0μm、或更大时变化极小。不具有腔体(例如，腔体高度为0um)的指纹传感器器件具有明显降低的图像对比度。由此，图7A解说了即使具有较小高度的较小、较浅腔体如何也能在指纹传感器器件的性能(例如，成像性能)方面产生较大差异。将腔体高度进一步增加至约5微米、50微米、150微米、或更大在这些频率范围上对指纹传感器器件的器件性能具有极小的额外影响，从而允许传感器器件之间和个体传感器器件内的腔体高度可变化性。如可在图7A中看见的较高频率和较低频率处的图像对比度滚降指示指纹传感器器件的性能可部分地取决于传感器基板的厚度。
图7B解说了示出指纹传感器器件在通过相对较厚压板对手指进行成像时针对各种传感器基板厚度和操作频率的图像分辨率的等值线标绘图。该图像分辨率可以每毫米线对(LPM)的形式来传达，其提供对在对指纹进行成像时可使用指纹传感器器件获得的分辨率的指示。100μm厚硅传感器基板在约14-18MHz的频率下操作时可获得4LPM的分辨率，而50μm厚硅传感器基板在约16-20MHz下操作可获得5LPM的分辨率。在一些实现中，厚度在约50微米与约150微米之间的传感器基板是优选的。在一些实现中，传感器基板可具有约150微米与450微米之间的厚度，这部分地取决于超声发射机激励频率。薄基板可例如通过将标准基板研磨和/或抛光降至优选厚度来获得。然而，薄基板可能更难以处置，而以下所描述的用于附连盖层的一些方法可在处理以及后续附连至压板期间为薄基板提供附加刚性，以避免产出损失。
一般而言，越薄的基板(例如，传感器基板)就能实现越高的灵敏度，并且因此能实现提升的超声频率下的越好的性能。然而，相同的灵敏度将受传感器基板的背侧上的东西影响。通过提供盖、腔体和声屏障，所公开的指纹传感器器件降低和/或最小化对传感器基板的背侧上的伪影的灵敏度。另外，所公开的指纹传感器器件提供了通过增加结构刚性和处置容易性来促成百微米厚的晶片/面板的组装的结构。图7A解说了具有较小厚度的盖602可如何作为有效声屏障，只要在传感器基板202与盖602之间提供较小腔体和间隔即可。由此，不存在提供较大、较厚和笨重的盖以为指纹传感器器件提供有效声屏障的需求。
图7C解说了超声波频率范围上不同传感器基板厚度的图像对比度的示例性曲线图。在一些实现中，如图7C中所示，当传感器基板包括硅时，厚度在约50微米与约500微米之间的传感器基板可针对超声波的某些频率范围来为指纹传感器器件提供改善的性能。对于约55微米与205微米之间的基板厚度可看见图像对比度的较高值，这些较高值对应于超声发射机激励频率的范围。对于约255微米与355微米之间的厚度可看见图像对比度滚降，对于约405微米与505微米之间的厚度，图像对比度再次增大，这部分地归因于超声波从传感器基板的第一表面和第二表面反射的一些相消性干扰。在具有不同传感器厚度、材料和配置的情况下，各种响应(诸如图像对比度、图像分辨率和图像精确度)可不同于图7A、图7B和图7C中所示的那些。
声屏障607可以许多方式来量化。量化声屏障607的一种方式是声屏障607的反射率。图8解说了基板(例如，硅基板、TFT基板)和材料(例如，空气、真空、氮气和各种液体和固体)的不同组合的示例性反射率。反射率为1意味着声屏障607反射所有超声波。反射率为0意味着声屏障607透射所有超声波(例如，无声屏障)。表1解说了各种材料和材料组合的各种声阻抗值和反射率。表1的上半部分示出了硅基板与各种腔体材料之间的界面处的反射率，而表1的下半部分示出了玻璃TFT基板与各种腔体材料之间的界面处的反射率。反射率的值指示真空、空气和其他气体具有高于约98％的反射率，而一些液体和固体具有超过约80％的反射率。这些值对于硅基板或TFT基板中任一者都成立，如图8中所示。空气腔体、或者填充有其他气体或真空的腔体对于有效声屏障而言尤其有吸引力，这部分地是因为反射率(例如，反射系数)在广泛的温度范围上是稳定的，这对于一些材料(诸如塑料)可能是问题。有效声屏障允许传感器基板的厚度被调谐以最大化谷线-脊线对比度(例如，图像对比度)和空间分辨率(例如，LPM，也称为每毫米线对)，如以上关于图7B所描述的。在一些实现中，各种背衬层可在附连盖以及形成腔体之前被附连至传感器基板的背侧，以提供有效声屏障。例如，约50微米厚的量级的薄基板可使用大约25μm厚的粘合剂层来被耦合至玻璃或塑料的具有约500微米的厚度的背衬层，以允许对传感器基板厚度的调谐。适合的背衬层可为薄传感器基板提供更多支撑，其可在使用压板粘合剂将传感器管芯附连至压板时进行辅助。
Figure BDA0001906624880000151
Figure BDA0001906624880000161
表1-各种材料和材料组合的声阻抗值和反射率
不同实现可针对盖602使用不同材料，诸如硅、玻璃、玻璃纤维、聚酰亚胺、塑料、金属、或金属合金。在一些实现中，盖602可以是晶片、基板、面板、子面板、印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)、包封层、冲压金属层、塑料层、和/或其组合。
已经描述了具有不同特征和组件的各种指纹传感器器件，现在将在以下描述具有特征和组件的不同组合的各种指纹传感器器件。本申请中所描述的指纹传感器器件可(例如，经由FPC 211)被耦合至一个或多个传感器控制器或其他电路系统(例如，控制单元、控制电路系统或应用处理器)，以对去往/来自传感器电路的信号进行信号处理。
包括穿基板通孔(TSV)的示例性指纹传感器器件
图9解说了指纹传感器器件900。指纹传感器器件900类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件900包括盖902、腔体605和声屏障607。如图9中所示，盖902可使用围绕腔体605的外围布置的粘合剂903来局部地耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，基板至盖的接合可包括粘合剂903，诸如热塑性粘合剂、压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂、UV可固化环氧树脂、热固化环氧树脂、玻璃熔料、且更一般化地，金属密封、共晶接合、热压接合、等离子接合、或阳极接合。在一些实现中，盖902可从晶片、基板或层(例如，硅、TFT基板、玻璃、陶瓷、金属、塑料)形成。
图10解说了指纹传感器器件1000。指纹传感器器件1000类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件1000包括盖1002、腔体605和声屏障607。如图10中所示，盖1002可使用粘合剂1003来耦合至传感器基板202的第二表面。粘合剂903可包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂、UV可固化环氧树脂、热固化环氧树脂、玻璃熔料、且更一般化地，金属密封、共晶接合、热压接合、等离子接合、或阳极接合。在一些实现中，盖1002可从晶片或基板(例如，硅、TFT、玻璃、陶瓷、金属、或塑料基板)形成，其中盖、晶片或基板的各部分已经被移除(例如，被蚀刻)以在传感器基板202与盖1002之间形成更大间隔。
图11解说了指纹传感器器件1100。指纹传感器器件1100类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件1100包括加强件1102、腔体605和声屏障607。FPC 211具有被配置成被用作盖的经延伸部分。如图11中所示，FPC 211可包括一个或多个介电层212，该一个或多个介电层212使用粘合剂1103来耦合至传感器基板202的第二表面。加强件1102可任选地耦合至FPC 211以提供额外结构支撑，因为FPC211是柔性的。加强件1102可从数种材料(诸如铝、不锈钢、金属填充型聚合物、塑料、金属、金属合金、玻璃、或复合材料)构建。在一些实现中，加强件1102可以是使用适合的环氧树脂或其他粘合剂附连的相对较薄的材料薄片。在一些实现中，一个或多个背衬层(未示出)、粘合剂层或其他层可被附连至传感器基板202。
图12解说了指纹传感器器件1200。指纹传感器器件1200类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件1200包括基板1202、腔体605和声屏障607。如图12中所示，基板1202可通过接合区域1203(诸如二氧化硅绝缘层)来耦合至传感器基板202的第二表面。基板1202(例如，绝缘体上覆硅基板或SOI)可纳入传感器基板202，作为可制造电子电路的有源层。图12还解说了通孔220穿过传感器基板202、粘合剂603和基板1202。
图13解说了指纹传感器器件1300。指纹传感器器件1300类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件1300包括腔体605和声屏障607。如图13中所示，腔体605可被形成在传感器基板202内部。在一些实现中，牺牲层可被形成在传感器基板202中并且随后被移除以形成腔体605。插塞1310可被用来闭合和密封腔体605。在一些实现中，插塞1310可包括金属或介电层的一部分。
图14解说了指纹传感器器件1400。指纹传感器器件1400类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件900包括印刷电路板(PCB)1402、腔体605和声屏障607。如图14中所示，PCB 1402的一部分可使用粘合剂603来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，PCB 1402充当指纹传感器器件1400的盖。PCB 1402可包括一个或多个互连1414。互连1414可使用粘合剂1403(例如，导电粘合剂、ACF或焊料)来耦合至通孔220。PCB 1402的互连1414可使用导电粘合剂203来耦合至FPC 211。
图15解说了指纹传感器器件1500。指纹传感器器件1500类似于指纹传感器器件200。指纹传感器器件1500包括盖1502、腔体605和声屏障607。如图15中所示，盖1502可使用粘合剂1503(类似于以上关于图6所描述的粘合剂603)来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，盖1502可从冲压金属层形成。
包括模塑通孔条的示例性指纹传感器器件
图16解说了指纹传感器器件1600。指纹传感器器件1600类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件1600包括盖1602、腔体605和声屏障607。如图16中所示，盖1602可使用粘合剂1603来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，盖1602可从晶片或基板(例如，硅、TFT基板、玻璃、陶瓷、金属、塑料)形成。
图17解说了指纹传感器器件1700。指纹传感器器件1700类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件1700包括盖1702、腔体605和声屏障607。如图17中所示，盖1702可使用以上关于图10所描述的粘合剂1003来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，盖1702可从晶片或基板(例如，硅、TFT基板、玻璃、陶瓷、金属、塑料)形成，其中盖、晶片或基板的各部分已经被移除(例如，被蚀刻)以在腔体605中在传感器基板202与盖1702之间创建更大间隔。
图18解说了指纹传感器器件1800。指纹传感器器件1800类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件1800包括加强件1802、腔体605和声屏障607。FPC 211具有被配置成被用作盖的经延伸部分。如图18中所示，FPC 211包括一个或多个介电层212，该一个或多个介电层212可使用粘合剂1803来耦合至传感器基板202的第二表面。加强件1802可任选地耦合至FPC 211以提供结构支撑，因为FPC 211是柔性的。
图19解说了指纹传感器器件1900。指纹传感器器件1900类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件1900包括基板1902、腔体605和声屏障607。如图19中所示，基板1902可通过接合区域1903(诸如二氧化硅绝缘层)来耦合至传感器基板202的第二表面。基板1902(例如，绝缘体上覆硅基板或SOI)可纳入传感器基板202，作为可制造电子电路的有源层。图19还解说了具有在基板1902的重建部分中穿过包封层302的一个或多个通孔的模塑通孔条320。
图20解说了指纹传感器器件2000。指纹传感器器件2000类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件2000包括腔体605和声屏障607。如图20中所示，腔体605可被形成在传感器基板202内部。在一些实现中，牺牲层可被形成在传感器基板202中并且随后被移除以形成腔体605。插塞2010可被用来闭合和密封腔体605。在一些实现中，插塞2010可包括金属或介电层的一部分。
图21解说了指纹传感器器件2100。指纹传感器器件2100类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件2100包括印刷电路板(PCB)2102、腔体605和声屏障607。如图21中所示，PCB 2102的一部分可使用粘合剂603来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，PCB 2102充当指纹传感器器件2100的盖。PCB2102可包括一个或多个互连2114。互连2114可使用粘合剂203(例如，导电粘合剂、ACF或焊料)来耦合至通孔条320中的通孔。PCB2102的一个或多个互连2114可通过导电粘合剂203来耦合至FPC 211。
图22解说了指纹传感器器件2200。指纹传感器器件2200类似于指纹传感器器件300。指纹传感器器件2200包括盖2202、腔体605和声屏障607。如图22中所示，盖2202可使用粘合剂2203来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，盖2202可从冲压金属层形成。
包括凹陷部分的示例性指纹传感器器件
图23解说了指纹传感器器件2300。指纹传感器器件2300类似于指纹传感器器件400。指纹传感器器件2300包括印刷电路板(PCB)1402、腔体605和声屏障607。如图23中所示，PCB 1402可使用粘合剂603来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，PCB1402充当指纹传感器器件2300的盖。如图23中所示，FPC 211可使用导电粘合剂203来耦合至该一个或多个收发机电极208和传感器电路204。注意到，在该实现以及具有凹陷部分404的其他实现中，穿过传感器基板的穿基板通孔可被略去。
图24解说了指纹传感器器件2400。指纹传感器器件2400类似于指纹传感器器件400。指纹传感器器件2400包括盖2402、腔体605和声屏障607。如图24中所示，盖2402可使用粘合剂603来耦合至传感器基板202的第二表面。在一些实现中，盖2402可从晶片或基板(例如，硅、TFT基板、玻璃、陶瓷、金属、塑料)形成，其中盖、晶片或基板的各部分已经被移除(例如，被蚀刻)以在传感器基板202与盖2402之间创建腔体605中的更大间隔。
图25解说了指纹传感器器件2500。指纹传感器器件2500类似于指纹传感器器件400。指纹传感器器件2500包括基板2502、腔体605和声屏障607。如图25中所示，基板2502可使用粘合剂603来耦合至传感器基板202的第二表面。基板2502(例如，绝缘体上覆硅基板或SOI)可类似于传感器基板202。
图26解说了指纹传感器器件2600。指纹传感器器件2600类似于指纹传感器器件400。指纹传感器器件2600包括腔体605和声屏障607。如图26中所示，腔体605可被形成在传感器基板402内部。在一些实现中，牺牲层可被形成在传感器基板402中并且随后被移除以形成腔体605。插塞1310可被用来闭合和密封腔体605。在一些实现中，插塞1310可包括金属或介电层的一部分。
图27解说了指纹传感器器件2700。指纹传感器器件2700类似于指纹传感器器件400。指纹传感器器件2700包括加强件2702、柔性印刷电路(FPC)211、腔体605和声屏障607。FPC 211可具有称为FPC 2711的经延伸部分，其被配置成被用作盖。FPC 211包括一个或多个介电层212，该一个或多个介电层212可使用粘合剂603来耦合至传感器基板402的第二表面。加强件2702可任选地使用粘合剂2703来耦合至FPC 2711以提供结构支撑，因为FPC 211是柔性的。在一些实现中，不与FPC 211相交的第二FPC 2711可被用来形成盖和腔体605。第二FPC 2711可包括可任选的加强件2702和粘合剂2703，如所示的。
图28解说了指纹传感器器件2800。指纹传感器器件2800类似于指纹传感器器件400。指纹传感器器件2800包括盖2802、腔体605和声屏障607。如图28中所示，盖2802可使用粘合剂2803来耦合至传感器基板402的第二表面。在一些实现中，罩盖2802可从冲压金属层形成。
示例性倒置型指纹传感器器件
图29解说了被倒置的指纹传感器器件2900。指纹传感器器件2900类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件2900包括包封层2904。包封层2904可至少部分地包封FPC 211、传感器基板202、一个或多个收发机电极208、和/或收发机层206。
图30解说了被倒置的指纹传感器器件3000。指纹传感器器件3000类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件3000包括盖3002、包封层2904、腔体605和声屏障607。包封层2904可被配置为边沿密封。在一些实现中，盖3002可在一侧、两侧或三侧上围绕矩形形状的传感器基板202，其中第四侧可供用于将FPC 211连接至该一个或多个收发机电极208和传感器基板202上的传感器电路204。声屏障607可被形成在该一个或多个收发机电极208与腔体605的界面处。
图31解说了被倒置的指纹传感器器件3100。指纹传感器器件3100类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件3100包括盖3102、包封层2904、腔体605和声屏障607。包封层2904可被配置为边沿密封。在一些实现中，盖3102可被安装在传感器基板202的表面上，其中盖3102的各部分围绕传感器电路204形成环或部分式环，并且还形成腔体605的一侧或多侧。盖3102的一部分可在FPC 211的一部分之上延伸，并且交叠区域可被填充有粘合剂、边沿密封材料、包封物、包封层2904的一部分或其他适合的材料。
图32解说了被倒置的指纹传感器器件3200。指纹传感器器件3200类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件3200包括盖3102、包封层2904、腔体605和声屏障607。包封层2904可被配置为边沿密封。覆层3208(诸如光学透明粘合剂(OCA)、压敏粘合剂(PSA)或者热可固化或UV可固化环氧树脂)可被布置在传感器基板202的各部分上、或者跨传感器基板202的外表面布置，以辅助盖3102的附连。声屏障607可被形成在一个或多个覆层3208与腔体605的界面处。
图33解说了被倒置的指纹传感器器件3300。指纹传感器器件3300类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件3300包括包封层3304、腔体605和声屏障607。腔体605可被形成在包封层3304中。声屏障607可由该一个或多个收发机电极208与腔体605的界面来限定。在一些实现中，可在模塑工艺期间在包封层2904中形成腔体605，以形成声屏障607。可使用例如转移模塑或注射模塑来在包封层2904内形成腔体605。
图34解说了被倒置的指纹传感器器件3400。指纹传感器器件3400类似于指纹传感器器件3300。指纹传感器器件3400包括加强件3402，该加强件3402使用粘合剂或其他附连机制(未示出)嵌入在包封层3304中或以其他方式耦合至该包封层3304。
图35解说了被倒置的指纹传感器器件3500。指纹传感器器件3500类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件3500包括盖3502、包封层3504、腔体605和声屏障607。盖3502可包括与FPC 211相关联的一个或多个介电层3512和/或金属电极层。例如，FPC 211的一个或多个介电层3512和/或金属电极层可在从FPC 211的介电层212中的切口区域形成的环形或框形腔体区域之上伸展。替换地，盖3502可以是加强件、覆盖物或悬在FPC 211的介电层212中的切口区域之上的其他材料。可在FPC 211的一侧或两侧上包括覆盖物、屏蔽和其他保护元件，以提供机械支撑。
图36解说了被倒置的指纹传感器器件3600。指纹传感器器件3600类似于指纹传感器器件3500。指纹传感器器件3600包括被耦合至盖3502的加强件3602。在一些实现中，加强件3602可被附连至FPC 211的一个或多个介电层和/或金属电极层3612，以扩增盖3502。
在一些实现中，形成在FPC 211中或FPC 211上的电极特征可在收发机层206之上延伸并且被耦合至该收发机层206，以用作收发机电极208。具有作为FPC 211的一部分的收发机电极208的指纹传感器器件可例如从图4-5和图23-36以及其他处所示的指纹传感器器件来配置(连带对应的调整)。
包括模塑通孔条的示例性倒置型指纹传感器器件
图37解说了被倒置的指纹传感器器件3700。指纹传感器器件3700类似于指纹传感器器件500。指纹传感器器件3700包括包封层2904中的模塑通孔条320。模塑通孔条320可被耦合至FPC 211和该一个或多个收发机电极208、或传感器基板202的其他部分。
图38解说了被倒置的指纹传感器器件3800。指纹传感器器件3800类似于指纹传感器器件3700。指纹传感器器件3800包括加强件3802，该加强件3802可使用粘合剂或其他附连机制(未示出)嵌入在包封层2904中或以其他方式耦合至该包封层2904。
图39解说了被倒置的指纹传感器器件3900。指纹传感器器件3900类似于指纹传感器器件3700。指纹传感器器件3800包括包封层2904中的腔体605和声屏障607。声屏障607可被形成在一个或多个收发机电极208与腔体605之间的界面处。在一些实现中，可在模制工艺期间使用例如转移模塑或注射模塑来在包封层2904中形成腔体605，以形成声屏障607。
图40解说了被倒置的指纹传感器器件4000。指纹传感器器件4000类似于指纹传感器器件3900。指纹传感器器件4000包括加强件3802，该加强件3802可使用粘合剂或其他附连机制(未示出)嵌入在包封层2904中或以其他方式耦合至该包封层2904。
示例性压电收发机
不同实现可使用不同收发机配置。如先前在上文所提及的，在一些实现中，收发机层206可包括被配置成作为发射机并作为接收机来操作的压电层和收发机电极。例如，在一些实现中，收发机层206的(诸)相同压电层可被用来生成并检测超声波/信号。作为示例，在第一时间段(例如，第一操作模式)期间，收发机层206的压电层可被配置成生成超声波/信号，而在第二时间段(例如，第二操作模式)期间，相同压电层可被配置成接收超声波/信号。然而，其他收发机配置是可能的。
图41和图42解说了可被用在本公开中所描述的指纹传感器器件中的任一者中的收发机配置的两个示例。例如，在一些实现中，图41的收发机配置4100或图42的收发机配置4200可替代本公开中所描述的指纹传感器器件的传感器基板202、传感器电路204、收发机层206、一个或多个收发机电极208、钝化层210、及相关联的粘合剂和电连接。在一些实现中，本公开中所描述的收发机层(例如，206)可包括收发机配置4100和/或4200中的一者或多者。由此，例如，收发机层206可包括多个收发机配置4100(例如，收发机配置4100的阵列)和/或多个收发机配置4200(例如，收发机配置4200的阵列)。类似地，收发机层206可包括多个收发机层(例如，收发机层的阵列)。
图41解说了包括分段式发射机4110和分段式接收机4120的收发机配置4100(例如，收发机装置)。收发机配置4100可以是具有一个或多个压电层的压电收发机。发射机4110(例如，发射机装置)可以是压电发射机，而接收机4120(例如，接收机装置)可以是压电接收机。分段式发射机4110和分段式接收机4120可被形成在传感器基板202的第一表面和多个传感器电路204之上。
分段式发射机4110可包括第一压电层4112、第一收发机电极4114(例如，发射机电极)和第一覆层4116(例如，丙烯酸层)。分段式发射机4110可通过第一粘合剂4111来耦合至传感器基板202、或者直接被布置在其上。在一些实现中，分段式发射机4110的第一压电层4112可在具有或不具有第一粘合剂4111的情况下被喷涂、旋涂、施配、涂敷、或以其他方式直接形成在传感器电路204上。第一互连4118可被耦合(例如，电耦合)至第一收发机电极4114。
分段式接收机4120可包括第二压电层4122、第二收发机电极4124(例如，接收机电极)和第二覆层4126(例如，丙烯酸层)。分段式接收机4120可通过第二粘合剂4121来耦合至传感器基板202、或者被直接布置在其上。在一些实现中，分段式接收机4120的第二压电层4122可在具有或不具有第二粘合剂4121的情况下被喷涂、旋涂、施配、涂敷、或以其他方式直接形成在传感器电路204上。第二互连4128可被耦合(例如，电耦合)至第二收发机电极4124。在一些实现中，第一压电层4122和第二压电层4122可从相同的沉积或接合的压电层，使用掩模、蚀刻或其他图案化技术来勾画各种发射机、接收机或收发机区段来形成。
在一些实现中，分段式发射机4110可被配置成生成超声波，而分段式接收机4120可被配置成接收超声波。在一些实现中，分段式发射机4110可被配置成在第一操作模式中生成超声波并且在第二操作模式中接收超声波。在一些实现中，分段式接收机4120可被配置成在第一操作模式中生成超声波并且在第二操作模式中接收超声波。
图41解说了分段式发射机4110的压电层4112(例如，第一分段式压电层)与分段式接收机4120的压电层4122(例如，第二分段式压电层)基本上共面。然而，在一些实现中，发射机的压电层可以不与接收机的压电层共面。
图42解说了包括分段式发射机4210和分段式接收机4220的收发机配置4200(例如，收发机装置)，其中分段式发射机4210被形成在分段式接收机4220之上。收发机配置4200可以是具有多个压电层的压电收发机。发射机4210(例如，发射机装置)可以是压电发射机，而接收机4220(例如，接收机装置)可以是压电接收机。分段式发射机4210和分段式接收机4220可被形成在传感器基板202的第一表面和多个传感器电路204之上。
分段式发射机4210(例如，发射机装置)可包括第一压电层4212、第一收发机电极4214和第一覆层4216(例如，丙烯酸层)。在一些实现中，分段式发射机4210的第一压电层4212可经由粘合剂4221来耦合至分段式接收机4220。替换地，分段式发射机4210的第一压电层4212可被喷涂、旋涂、施配、涂敷、或以其他方式直接形成在分段式接收机4220上。第一互连4218可被耦合(例如，电耦合)至第一收发机电极4214。
分段式接收机4220可包括第二压电层4222、第二收发机电极4224和第二覆层4226(例如，丙烯酸层)。分段式接收机4220可通过第二粘合剂4221来耦合至传感器基板202、或者替换地，被直接布置在传感器基板202上。在一些实现中，分段式接收机4220的第二压电层4222可在具有或不具有粘合剂4221的情况下被喷涂、旋涂、施配、涂敷、或以其他方式直接形成在传感器电路204上。在一些实现中，发射机4210被形成在接收机4220之上，并且取代第二粘合剂的是，发射机4210被形成在介电层之上，或者在一些实现中，被直接形成在收发机电极4224上。第二互连4228可被耦合(例如，电耦合)至第二收发机电极4224。
不同实现可针对压电层使用不同材料。在一些实现中，压电层可包括具有恰当的声属性(例如，约2.5MRayl与5MRayl之间的声阻抗)的压电聚合物。在一些实现中，压电层可包括铁电聚合物(诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚偏二氟乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)共聚物)。PVDF共聚物的示例包括60:40(摩尔百分比)的PVDF-TrFE、70:30的PVDF-TrFE、80:20的PVDF-TrFE和90:10的PVDR-TrFE。可采用的压电材料的其他示例包括：
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和其他PTFE聚合物、聚偏二氯乙烯(PVDC)均聚物和共聚物、聚四氟乙烯(PTFE)均聚物和共聚物、以及溴化二异丙基铵(DIPAB)。
不同实现可使用具有不同厚度的压电层来生成并检测超声波。在一些实现中，超声波是具有约5兆赫兹(MHz)与约50兆赫兹(MHz)的范围的频率的波。在一些实现中，压电层的厚度可在约9微米与约110微米之间。
用于制造指纹传感器器件的示例性序列
在一些实现中，提供/制造指纹传感器器件包括若干过程。图43(其包括图43A-43C)解说了提供/制造指纹传感器器件的示例性序列。在一些实现中，图43A-43C的序列可被用来制造本公开中的图2-6和/或9-40的指纹传感器器件。然而，出于简化目的，将在制造图9的指纹传感器器件的上下文中描述图43A-43C。具体而言，将在制造图9的指纹传感器器件900的上下文中描述图43A-43C。
应当注意，图43A-43C的序列可组合一个或多个阶段以简化和/或阐明用于提供指纹传感器器件的序列。在一些实现中，各过程的次序可被改变或修改。
如图43A中所示，阶段1解说了形成传感器基板202或者供应商提供传感器基板202之后的状态。在一些实现中，传感器基板202可以是硅基板、TFT基板、玻璃基板、或塑料基板。在一些实现中，传感器基板202可以是显示器基板(诸如LCD或OLED显示器基板)。
阶段2解说了在传感器基板202的第一表面之上(例如，在传感器基板202的第一表面中或在传感器基板202的第一表面上)形成多个传感器电路204之后的状态。不同实现可使用不同工艺来形成多个传感器电路204。例如，一些实现可使用微机电系统(MEMS)和薄膜工艺来形成和制造多个传感器电路。一些实现可使用CMOS基板或TFT基板。一些实现可使用SOI基板或腔体-SOI基板。
阶段3解说了在传感器基板202中形成一个或多个通孔220之后的状态。在一些实现中，形成通孔220可包括(例如，使用激光消融、机械蚀刻、化学蚀刻或光蚀刻)创建腔体，并随后执行镀敷工艺以在该腔体中形成通孔220。通孔220可包括金属材料(诸如无电镀或电镀铜)。
阶段4解说了移除传感器基板202的一部分之后的状态。在一些实现中，传感器基板202的这一部分可被蚀刻或磨掉。在一些实现中，传感器基板202的背侧可被抛光。
阶段5解说了使用粘合剂903将盖902耦合至传感器基板202的第二表面之后的状态。盖902可被耦合至传感器基板202，以使得形成腔体605和声屏障607。如先前所描述的，不同实现可针对盖902使用不同材料。
如图43B中所示，阶段6解说了在传感器基板202上布置收发机层206之后的状态。不同实现可使用不同收发机配置(诸如收发机配置4100或收发机配置4200)。在一些实现中，收发机层206可大约为9微米厚。
阶段7解说了在收发机层206之上形成一个或多个收发机电极208之后的状态。在一些实现中，可使用镀敷工艺(诸如无电镀或电镀铜)来在收发机层206之上形成电极。在一些实现中，一个或多个金属层可被沉积在收发机层206上，被图案化并被蚀刻以形成一个或多个收发机电极208和各种金属互连。例如，收发机电极208可通过在收发机层206的顶部上沉积铜(约20nm)和镍(约200nm)层来形成。在一些实现中，银-聚氨酯(Ag-Ur)墨或其他导电材料的一个或多个层可被布置在收发机层206上，以形成一个或多个收发机电极208及相关联的互连。例如，9微米厚的银墨层可被施加到收发机层206以及传感器基板202的其他部分(诸如穿基板通孔220之上的接合焊盘区域或通孔区域)。在一些实现中，附加的7微米厚的银墨层可被施加在传感器电路204正之上的区域中的9微米厚的层的顶上。
阶段8解说了在该一个或多个收发机电极208的各部分之上形成钝化层210之后的状态。钝化层210可被形成在该至少一个或多个收发机电极208、传感器电路204、互连迹线和传感器基板202的至少各部分之上。
如图43C中所示，阶段9解说了使用粘合剂203将柔性印刷电路(FPC)211耦合至传感器基板202的通孔220之后的状态。粘合剂203可以是导电粘合剂、各向异性导电膜、焊料、或其他导电装置。在一些实现中，FPC 211可被连接至传感器基板202中的一个或多个通孔220。FPC 211可具有一个或多个介电层212和互连214。在一些实现中，阶段9解说了指纹传感器器件900。
阶段10解说了将压板粘合剂209耦合至指纹传感器器件900之后的状态。更具体地，压板粘合剂209可被耦合至指纹传感器器件900的前侧。也就是说，压板粘合剂209可被耦合至该一个或多个收发机电极208和钝化层210。
阶段11解说了使用压板粘合剂209将指纹传感器器件900耦合至压板201之后的状态。在一些实现中，压板粘合剂209可被施加到压板201的一部分，并且随后指纹传感器器件900可被放置在压板粘合剂209上，且压板粘合剂被固化。
用于制造指纹传感器器件的示例性序列
在一些实现中，提供/制造指纹传感器器件包括若干过程。图44(其包括图44A-44C)解说了提供/制造指纹传感器器件的示例性序列。在一些实现中，图44A-44C的序列可被用来制造本公开中的图2-6和/或9-40的指纹传感器器件。然而，出于简化目的，将在制造图27的指纹传感器器件的上下文中描述图44A-44C。具体而言，将在制造图27的指纹传感器器件2700的上下文中描述图44A–44C。
应当注意，图44A-44C的序列可组合一个或多个阶段以简化和/或阐明用于提供指纹传感器器件的序列。在一些实现中，各过程的次序可被改变或修改。
如图44A中所示，阶段1解说了形成传感器基板402或者供应商提供传感器基板402之后的状态。在一些实现中，传感器基板202可以是硅基板、TFT基板、玻璃基板、或塑料基板。在一些实现中，传感器基板402可以是显示器基板(诸如LCD或OLED显示器基板)。
阶段2解说了移除传感器基板402的一部分，留下凹陷部分或凹陷区域之后的状态。不同实现可使用不同工艺来移除传感器基板402的一部分。在一些实现中，可使用激光工艺或蚀刻工艺(诸如(用于玻璃的)基于HF的蚀刻工艺或(用于硅的)基于KOH的各向异性蚀刻工艺)移除传感器基板402的一部分。在一些实现中，可在形成传感器电路204期间或之后(例如，在完成阶段3之后)进行凹陷部分或凹陷区域的形成。
阶段3解说了在传感器基板402的第一表面之上(例如，在传感器基板402的第一表面中或者在传感器基板402的第一表面上)形成多个传感器电路204之后的状态。不同实现可使用不同工艺来形成多个传感器电路204。例如，一些实现可使用微机电系统(MEMS)和薄膜工艺来形成和制造多个传感器电路。一些实现可使用CMOS基板或TFT基板。一些实现可使用SOI基板或腔体-SOI基板。
阶段4解说了在传感器基板402上提供收发机层206之后的状态。在一些实现中，收发机层206可被接合至传感器基板402和传感器电路204或者被布置在传感器基板402和传感器电路204上。不同实现可使用不同收发机配置(诸如收发机配置4100或收发机配置4200)。
阶段5解说了在收发机层206之上形成一个或多个收发机电极208之后的状态。在一些实现中，可使用镀敷工艺、沉积和蚀刻工艺、或丝网印刷工艺来在收发机层206之上形成电极。
如图44B中所示，阶段6解说了在一个或多个收发机电极208的各部分之上形成钝化层210之后的状态。钝化层210可被形成在该一个或多个收发机电极208、传感器电路204、互连迹线和传感器基板402的至少各部分之上。
阶段7解说了使用粘合剂203将柔性印刷电路(FPC)211耦合至一个或多个收发机电极208和传感器基板402的传感器电路204之后的状态。粘合剂203可以是导电粘合剂、各向异性导电膜、焊料、或其他导电装置。FPC 211可具有一个或多个介电层212和互连214。
阶段8解说了将柔性印刷电路(FPC)2711和可任选的加强件1102耦合至传感器基板402之后的状态。加强件1102可使用粘合剂2703来耦合至FPC 2711。FPC 2711可使用粘合剂603来耦合至传感器基板402。在一些实现中，FPC 2711可以是FPC 211的经延伸部分。在一些实现中，FPC 2711可不与FPC 211相交，并且被用来形成盖和腔体605。阶段8可解说指纹传感器器件2700。
如图44C中所示，阶段9解说了将压板粘合剂209耦合至指纹传感器器件2700之后的状态。更具体地，压板粘合剂209可被耦合至指纹传感器器件2700的前侧。也就是说，压板粘合剂209可被耦合至一个或多个收发机电极208和钝化层210。
阶段10解说了使用压板粘合剂209将指纹传感器器件2700耦合至压板201之后的状态。在一些实现中，压板粘合剂209可被施加到压板201的一部分，并且随后指纹传感器器件900可被放置在压板粘合剂209上，且压板粘合剂被固化。
用于制造指纹传感器器件的示例性序列
在一些实现中，提供/制造指纹传感器器件包括若干过程。图45(其包括图45A-45B)解说了提供/制造指纹传感器器件的示例性序列。在一些实现中，图45A-45B的序列可被用来制造本公开中的图2-6和/或9-40的指纹传感器器件。然而，出于简化目的，将在制造图38的指纹传感器器件的上下文中描述图45A-45B。具体而言，将在制造图40的指纹传感器器件4000的上下文中描述图45A-45B。
应当注意，图45A-45B的序列可组合一个或多个阶段以简化和/或阐明用于提供指纹传感器器件的序列。在一些实现中，各过程的次序可被改变或修改。
如图45A中所示，阶段1解说了包括传感器基板202、多个传感器电路204、收发机层206、一个或多个收发机电极208和钝化层210的指纹传感器器件4000的状态。
阶段2解说了在与一个或多个收发机电极208和传感器电路204的互连区域上布置通孔条320之后的状态。在一些实现中，可使用粘合剂(例如，导电粘合剂、ACF或焊料)来将通孔条320耦合至一个或多个收发机电极208和下面的焊盘。
阶段3解说了形成包封层2904以使得包封层2904包封通孔条320、传感器基板202的各部分、传感器电路204、一个或多个收发机电极208、钝化层210及相关联的电互连之后的状态。在一些实现中，可在模塑工艺期间在包封层2904中形成腔体605，以在传感器器件内形成声屏障。可使用例如转移模塑或注射模塑来在包封层2904内形成腔体605。在一些实现中，研磨步骤可向回研磨包封层2904以暴露通孔条320的顶表面。在一些实现中，研磨步骤可暴露通孔条320中的一个或多个着陆焊盘或连接通孔。
阶段4解说了使用粘合剂203将柔性印刷电路(FPC)211耦合至模塑通孔条320之后以及将加强件1102耦合至包封层2904之后的状态。加强件1102可使用粘合剂(未示出)来耦合至包封层2904。在一些实现中，粘合剂203可以是导电粘合剂、ACF或焊料。
如图45B中所示，阶段5解说了将压板粘合剂209耦合至指纹传感器器件4000之后的状态。更具体地，压板粘合剂209可被耦合至指纹传感器器件4000的背侧。也就是说，压板粘合剂209可被耦合至传感器基板202的第二表面。
阶段6解说了使用压板粘合剂209将指纹传感器器件4000耦合至压板201之后的状态。在一些实现中，压板粘合剂209可被施加到压板201的一部分，并且随后指纹传感器器件4000可被放置在压板粘合剂209上，且压板粘合剂被固化。
用于制造指纹传感器器件的示例性方法
在一些实现中，提供/制造指纹传感器器件包括若干过程。图46解说了用于提供/制造指纹传感器器件的方法的示例性流程图。在一些实现中，图46的方法可被用来提供/制造本公开中所描述的图2-6和/或9-40的指纹传感器器件。
应当注意，图46的流程图可组合一个或多个过程以简化和/或阐明用于提供指纹传感器器件的方法。在一些实现中，各过程的次序可被改变或修改。
该方法(在框4605)提供传感器基板(例如，传感器基板202)。不同实现可针对传感器基板使用不同材料。可以制造或者由供应商提供传感器基板。在一些实现中，提供传感器基板可包括制造传感器基板，其中一个或多个凹陷部分或腔体被形成在基板内部。在一些实现中，传感器基板可包括硅基板、SOI基板、腔体-SOI基板、MEMS基板、或TFT基板。在一些实现中，传感器基板可以是半导体基板、玻璃基板、或塑料基板。在一些实现中，传感器基板202可以是显示器基板(诸如LCD或OLED显示器基板)。在一些实现中，可使用一个或多个MEMS工艺来形成SOI基板或腔体-SOI基板。
该方法(在框4610)在该传感器基板的表面(例如，第一表面)之上(例如，该传感器基板的表面上、该传感器基板的表面中)形成多个传感器电路(例如，多个传感器电路204)。在一些实现中，形成传感器电路可包括在TFT基板上形成薄膜晶体管(TFT)的阵列和支撑电路系统。在一些实现中，基于硅的晶体管和电路系统可被形成在硅基板上或硅基板中。在一些实现中，可使用一个或多个MEMS和薄膜制造工艺来制造该多个传感器电路和器件结构。在一些实现中，一个或多个凹陷区域或腔体可被形成在基板中。
该方法(在框4615)可任选地在该传感器基板中形成一个或多个通孔。不同实现可形成不同通孔。在一些实现中，通孔可以是穿基板通孔(例如，通孔220)。在一些实现中，通孔可以是穿硅通孔或穿玻璃通孔(TGV)。在一些实现中，通孔可被模塑在通孔条(例如，模塑通孔条320)中。模塑通孔条可被形成在被耦合至传感器基板的包封层中。注意到，在一些实现(诸如关于图44A-44C描述的那些实现)中，基板中的通孔可被略去。注意到，在一些实现(诸如关于图45A-45B描述的那些实现)中，通孔条可被定位在传感器基板之上或传感器基板的顶上。在其他实施中，通孔条可被定位在传感器基板旁或毗邻传感器基板。
该方法(在框4620)可任选地移除该传感器基板的一部分。例如，该方法可移除传感器基板的一部分以形成凹陷部分。在一些实现中，该凹陷部分可允许将FPC附连至形成在该凹陷部分中的接合焊盘。在一些实现中，该传感器基板可被打薄并被抛光。
该方法可任选地(在框4625)将盖耦合至该传感器基板。不同实现可提供不同盖。该盖可包括基板、面板、子面板、印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)、包封层(例如，模塑件或模塑化合物)、冲压金属层、塑料层、或其部分或组合。在一些实现中，该盖可被附连至传感器基板的背侧。在一些实现中，该传感器基板可在附连背侧盖之前被(例如，机械地或化学地)打薄和抛光。
该方法(在框4630)将收发机层耦合至该传感器基板。在一些实现中，该收发机层(例如，收发机层206)可被耦合至传感器基板的第一表面。该收发机层可以用作发射机和接收机，如以上在本申请中所描述的。在一些实现中，该收发机层可使用粘合剂层来附连并耦合至传感器电路和传感器基板。在一些实现中，收发机层可使用例如喷涂、旋涂、施配、或涂敷工艺来直接布置在传感器电路和传感器基板上。在一些实现中，该收发机层可使用光刻工艺来被图案化并被蚀刻。在一些实现中，该收发机层可通过丝网或掩模来施加在传感器电路和传感器基板上，或以其他方式选择性地布置在传感器电路和传感器基板上。
该方法(在框4635)在该收发机层之上形成一个或多个电极(例如，收发机电极208)。在一些实现中，形成这些电极可包括在该传感器基板之上形成互连。在一些实现中，一个或多个金属层可被沉积在收发机层上，被图案化并被蚀刻以形成一个或多个收发机电极和各种金属互连。在一些实现中，银-聚氨酯(Ag-Ur)墨或其他导电材料的一个或多个层可被布置在收发机层上，以形成一个或多个收发机电极及相关联的互连。在一些实现中，可使用镀敷工艺(诸如无电镀或电镀铜)来在收发机层之上形成电极。例如，收发机电极208可通过在收发机层的顶上沉积铜(约20nm)和镍(约200nm)层、然后沉积无电极镍和浸镀金(ENIG)(约3μm)层来形成。在一些实现中，大约6微米厚的电镀铜层可被形成在3微米厚的ENIG层的顶上以用作收发机电极，其可使用6微米厚的聚酰亚胺层来封盖。在一些实现中，可部分由于声边界层和匹配考虑来选择材料厚度和类型。
该方法可任选地(在框4640)在一些或所有电极和/或互连之上形成覆层或钝化层。在一些实现中，薄丙烯酸层可用作钝化层。在一些实现中，钝化层可包括氮化硅、二氧化硅、BCB、聚酰亚胺、或者为下面的电极、互连、电迹线、电组件和电子组件、以及电子电路提供保护的其他适合材料的一个或多个层。可选择覆层厚度和材料以部分地改善传感器器件的声性能(诸如用作声耦合层、声匹配层或用作用于较高信号输出和图像对比度的声腔体的一部分)。
该方法可任选地(在框4645)将盖耦合至该传感器基板。不同实现可提供不同盖。在一些实现中，盖可以是晶片、基板、面板、子面板、印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路(FPC)、包封层(例如，模塑件或模塑复合物)、冲压金属层、或塑料层。该盖可在将传感器基板切单成个体传感器管芯之前或之后被施加。FPC或其他可连接装置可被附连至传感器基板。在一些实现中，该FPC可在附连盖之前、之后或期间被附连至传感器基板的焊盘或通孔。
该方法(在框4650)使用粘合剂(例如，压板粘合剂209)将指纹传感器器件(例如，指纹传感器器件200)耦合至设备(例如，移动设备5300)的压板(例如，压板201)。在一些实现中，压板粘合剂可被施加到指纹传感器器件的表面，并且该器件随后被附连至压板。在一些实现中，压板粘合剂可被施加到压板或压板的一部分，并且该指纹传感器器件随后被附连至该压板。一旦被定位，压板粘合剂可被固化(例如，热固化或UV固化)。在一些实现中，一个或多个密封层(诸如边沿密封件或环氧树脂)可围绕经附着的传感器器件布置，以提供进一步保护和坚固性。
具有缠绕式FPC的示例性指纹传感器器件
图47解说了使用压板粘合剂209耦合至压板201的指纹传感器器件4700的示例。如图47中所示，指纹传感器器件4700可位于压板201下方。在一些实现中，压板201可以是显示设备(例如，移动设备)的覆盖玻璃、显示设备的包封的一部分、或超声认证按钮的覆盖。在一些实现中，该压板可包括LCD显示面板、OLED或AMOLED显示面板、显示模块、或视觉显示器的一部分。压板201可包括保护覆层232(诸如抗污层、防刮层、或一个或多个光学覆层)。
指纹传感器器件4700可包括传感器基板202、多个传感器电路204、收发机层206、覆层207和一个或多个收发机电极208(为清楚起见，未示出其他钝化层和器件互连层)。在一些实现中，传感器基板202可包括硅基板、绝缘体上覆硅(SOI)基板、薄膜晶体管(TFT)基板、玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板、或者LCD或OLED显示器基板的一部分。
多个传感器电路204可被形成在传感器基板202的第一表面之上(诸如TFT电路被形成在TFT基板上或者CMOS电路被形成在硅基板上或硅基板中)。收发机层206可被布置在多个传感器电路204之上。在一些实现中，收发机层206可以用作发射机和接收机两者。收发机层206可包括使得收发机层206能够生成并检测超声波/信号的一个或多个压电层和电极层。
收发机电极208可被形成在收发机层206之上、或者以其他方式布置在收发机层206上。收发机电极208可包括导电层和一个或多个电互连迹线，这些电互连迹线被耦合至收发机层206和/或指纹传感器器件4700的其他互连。收发机电极208可包括一个或多个互连，这些互连被形成在传感器基板202之上，并且提供至传感器电路204和/或一个或多个接合焊盘205的电连接。在一些实现中，收发机电极覆层207(诸如丙烯酸层或钝化层)可被布置在收发机电极208的外表面上。覆层207可提供介电隔离、环境保护、改善的粘合，并且在一些实现中，用作指纹传感器器件4700的声耦合层或声匹配层。
压板粘合剂209可将指纹传感器器件4700机械地耦合且声耦合至压板201。在一些实现中，压板界面层4732可被定位在压板201与传感器基板202之间。也称为台面层的压板界面层4732可在压板201的底表面与传感器基板202的上表面之间提供额外间隔，以允许FPC 211的一部分在不被阻挡的情况下连接至传感器基板202上的一个或多个接合焊盘205。一个或多个涂料层、贴花层、图标层、美化层、保护层、引导层、声耦合层、和/或声匹配层可被定位在压板201与传感器基板202之间(未示出)。
柔性印刷电路(FPC)211可被耦合至传感器基板202。在一些实现中，FPC 211可包括一个或多个介电层212、金属互连214的一个或多个层、以及一个或多个FPC通孔213。一个或多个FPC覆盖层215(也称为覆盖物)可被定位在FPC 211的一侧或多侧的外部部分上，以提供电隔离、对金属互连214的保护、和附加刚度。其他层(诸如静电屏蔽层或EMI屏蔽层(未示出))可被包括FPC 211的各部分上。FPC 211的互连214可通过导电粘合剂203(诸如ACF或焊料材料)来电耦合且机械地耦合至传感器基板202。在所示的实现中，FPC 211的一部分可卷绕传感器基板202的第二表面(例如，背侧)，并使用FPC附连粘合剂层4734来附连至该第二表面。FPC填入粘合剂4736可被定位在FPC 211的弯曲部分与传感器基板202之间，以提供附加刚性和环境保护。在一些实现中，FPC填入粘合剂4736可以是UV可固化或热可固化的环氧树脂。在一些实现中，一个或多个包封层4704可围绕指纹传感器器件4700的一个或多个暴露部分来定位。在一些实现中，包封层4704可在将指纹传感器器件4700附连至压板201的表面之后施加，以提供附加刚性和环境保护。
图48解说了包括可以用作盖(例如，盖装置)的加强件4702的指纹传感器器件4800的示例。加强件4702可使用加强件附连粘合剂4738来耦合至传感器基板202的背侧。粘合剂4738可被局部地布置在传感器基板202的背侧的一部分上(诸如在传感器基板202的外围区域的一侧或多侧上)。在一些实现中，粘合剂4738可以连续边框布置在传感器基板202的背侧周围。加强件4702可被耦合至传感器基板202，以使得在传感器基板202的第二表面(例如，背表面)与加强件4702之间形成腔体605。腔体605可以是密封的腔体。在一些实现中，粘合剂4738可在组装之前被施配或丝网印刷至传感器基板202和/或加强件4702上。在一些实现中，粘合剂4738可包括用于将加强件4702共晶附连至传感器基板202的金属接合环。在一些实现中，粘合剂4738可在将加强件4702与传感器基板202接合在一起之前被施加到加强件4702或传感器基板202中任一者。在一些实现中，加强件至基板的接合可包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂、UV可固化环氧树脂、热固化环氧树脂、玻璃熔料、金属密封、共晶接合、热压接合、等离子接合、或阳极接合。在一些实现中，加强件可包括晶片、基板、面板、子面板、或者塑料、金属、玻璃或硅的一个或多个层。在一些实现中，可在接合工艺中使用间隔件，以控制间隙高度(例如，腔体的高度)。在一些实现中，在将传感器管芯分割、切割或以其他方式切单成图48中所解说的形状之前，加强件4702可作为晶片、基板、面板、子面板或其他层被附连至传感器基板202。
在一些实现中，加强件4702可具有一个或多个排出孔(未示出)，以允许来自溶剂、环氧树脂和其他粘合剂的不想要的流出物在组装期间被排出。加强件4702中被连接至腔体605的排出孔可允许在围绕腔体605形成连续环或边框时使用热粘合剂4738。这些排出孔可按需密封以提供环境保护。在一些实现中，加强件4702可包括覆盖传感器基板的一侧或多侧的一个或多个支架和/或侧壁。在一些实现中，保护包封层4704(诸如边沿密封、模塑复合物、环氧树脂或其他粘合剂)可随加强件4702和压板粘合剂209被包括在一起，以进一步保护传感器基板202和指纹传感器器件4800的其他组件。
由此形成的加强件4702和腔体605可允许传感器基板202与腔体605之间的界面作为指纹传感器器件4800的声屏障607(例如，声屏障装置)来操作。在一些实现中，腔体605可被抽空或部分地抽空、或者填充有空气或气体(诸如氮气)。腔体605可具有不同腔体高度。例如，传感器基板202的第二表面与加强件4702之间的腔体605的高度可在约0.05微米(μm)与150微米(μm)之间、或更大。
如以上关于图47所描述的，FPC 211可卷绕传感器基板202，并且使用FPC附连粘合剂层4734来附连至传感器基板202。FPC填入粘合剂4736可被定位在FPC 211的弯曲部分与传感器基板202之间。在一些实现中，指纹传感器器件4800可使用压板粘合剂209和一个或多个包封层4704来附连至压板201。
图49解说了包括FPC 211和可任选的可以用作盖的加强件4702的指纹传感器器件4900的示例。FPC 211可使用FPC附连粘合剂层4734来耦合至传感器基板202的背侧。粘合剂层4734可被局部地布置在FPC 211的一部分或传感器基板202的背侧上。在一些实现中，粘合剂层4734可以连续边框布置在传感器基板202的背侧周围。FPC 211可被耦合至传感器基板202，以使得在传感器基板202的背表面与FPC 211之间形成腔体605。腔体605可以是密封的腔体。在一些实现中，粘合剂层4734可被布置在FPC 211的升高部分上。该升高部分可部分通过附加层或FPC 211中的切口区域来形成。如图49中所解说的，使用FPC边框粘合剂层216耦合至FPC 211的FPC边框区域217可用作升高部分。FPC附连粘合剂层4734可将FPC 211的升高部分耦合至传感器基板202的背侧，以形成腔体605。在一些实现中，FPC边框区域217可由聚酰亚胺(PI)层形成，并且使用层压粘合剂层216来附连至FPC 211。在一些实现中，FPC边框区域217、粘合剂层216和粘合剂层4734的厚度可控制腔体605的高度。腔体605允许传感器基板202与腔体605之间的界面作为指纹传感器器件4900的声屏障607来操作。
FPC 211可卷绕传感器基板202，并且使用FPC附连粘合剂层4734来附连至传感器基板202。FPC填入粘合剂4736可被定位在FPC 211的弯曲部分与传感器基板202之间。在一些实现中，指纹传感器器件4900可使用压板粘合剂209和一个或多个包封层4704来附连至压板201。如图49中所示，可任选的加强件4702可使用邻近于腔体605的加强件粘合剂4742来附连至FPC 211，以提供附加刚性和环境保护。
图50解说了包括盖602(例如，盖装置)的指纹传感器器件5000的示例。盖602可使用盖附连粘合剂4744来耦合至压板201的一部分，并且使用盖附连粘合剂层4746来耦合至传感器基板202的一部分。粘合剂层4746可被局部地布置在传感器基板202的背侧的一部分上(诸如在传感器基板202的外围区域的一侧或多侧上)。在一些实现中，盖602可大部分地悬立在传感器基板202的有效区域之上，并且在一端处使用粘合剂层4746来附连。盖602可被耦合至传感器基板202，以使得在传感器基板202的第二表面(例如，背表面)与盖602之间形成腔体605。在一些实现中，粘合剂层4746可在组装之前被施配或丝网印刷至传感器基板202和/或盖602上。在一些实现中，盖602的突出部分(例如，冲压或按压部分)可使用粘合剂层4746来连接至传感器基板202。盖附连粘合剂4744和/或粘合剂层4746可包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂、UV可固化环氧树脂、热固化环氧树脂等。在一些实现中，盖602可包括塑料或金属的一个或多个层。在一些实现中，盖附连粘合剂4744可在附连罩盖602之前被施配在压板201的一部分以及压板粘合剂209的暴露部分上。
在一些实现中，盖602的突出部分和粘合剂层4746可控制腔体高度。例如，传感器基板202的第二表面与盖602之间的腔体605的高度可在约0.05微米(μm)与150微米(μm)之间、或更大。由此形成的盖602和腔体605可允许传感器基板202与腔体605之间的界面作为指纹传感器器件5000的声屏障607来操作。
FPC 211可卷绕传感器基板202和盖602，并且使用FPC附连粘合剂层4734来附连至盖602。FPC填入粘合剂4736可被定位在FPC 211的弯曲部分与传感器基板202之间。在一些实现中，指纹传感器器件5000可使用压板粘合剂209、盖附连粘合剂4744和一个或多个包封层4704来附连至压板201。
图51解说了包括可以用作传感器基板202中的凹陷区域606之上的盖的加强件4702的指纹传感器器件5100的示例。加强件4702可使用加强件附连粘合剂4738来耦合至传感器基板202的背侧。粘合剂4738可被局部地布置在传感器基板202的背侧的外周部分上。在一些实现中，粘合剂4738可以连续边框布置在凹陷区域606之外的传感器基板202的背侧周围。在一些实现中，加强件附连粘合剂4738可跨凹陷区域606。加强件4702可被耦合至传感器基板202，以使得在传感器基板202的凹陷区域606与加强件4702之间形成腔体605。在一些实现中，粘合剂4738可在将加强件4702和传感器基板202接合在一起之前被施配或丝网印刷到传感器基板202和/或加强件4702上。在一些实现中，加强件至基板的接合可包括热塑性粘合剂、压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂、UV可固化环氧树脂、热固化环氧树脂、玻璃熔料、金属密封、共晶接合、热压接合等。在一些实现中，加强件可包括晶片、基板、面板、子面板、或者塑料、金属、玻璃或硅的一个或多个层。在一些实现中，加强件4702可在将传感器管芯分割、切割或以其他方式切单之前作为晶片、基板、面板、子面板或其他层附连至传感器基板202。
藉此形成的加强件4702和腔体605可允许传感器基板202与腔体605之间的界面作为声屏障607来操作。传感器基板202的凹陷区域606与加强件4702之间的腔体605的高度可在约0.05微米(μm)与150微米(μm)之间、或更大。
FPC 211可卷绕传感器基板202和加强件4702，并且使用FPC附连粘合剂层4734来附连至加强件4702。FPC填入粘合剂4736可被定位在FPC 211的弯曲部分与传感器基板202之间。在一些实现中，指纹传感器器件5100可使用压板粘合剂209和一个或多个包封层4704来附连至压板201。在传感器基板202具有形成腔体605的凹陷区域606的一些实现中，FPC211可跨腔体605和在腔体605附近附连至FPC 211的加强件4702。
图52解说了包括可以用作盖的FPC 211的指纹传感器器件5200的示例。FPC 211可使用局部地布置的FPC附连粘合剂层4734来耦合至传感器基板202的背侧。FPC 211可被耦合至传感器基板202，以使得在传感器基板202的背表面与FPC 211之间形成腔体605。粘合剂层4734的厚度可控制腔体605的高度。腔体605允许传感器基板202与腔体605之间的界面作为指纹传感器器件5200的声屏障607来操作。FPC 211可卷绕传感器基板202，并且使用FPC附连粘合剂层4734来附连至传感器基板202。FPC填入粘合剂4736可被定位在FPC 211的弯曲部分与传感器基板202之间。在一些实现中，指纹传感器器件5200可使用压板粘合剂209和一个或多个包封层4704来附连至压板201。如图51中所示，可任选的加强件4702可使用加强件粘合剂4742在邻近腔体605处附连至FPC 211。在图51中所示的配置的变体中，加强件4702可被附连在FPC 211与传感器基板202之间，以形成腔体605。注意到，图47-52中所描述的指纹传感器器件可使用图43A-43C、图44A-44C、图45A-45B、和/或图46中所描述的方法、过程和/或序列来制造。
示例性电子设备
图53解说了包括压板201和指纹传感器器件200的移动设备5300的倾斜视图。图54解说了包括压板201和外壳5400的移动设备5300的横截面视图。如图54中所示，指纹传感器器件200(例如，指纹感测装置)可被定位在移动设备5300内部并且位于压板201之下，并且由此提供具有指纹感测功能性的美观移动设备。在一些实现中，指纹传感器器件200可被定位在具有显示器的移动设备5300的覆盖玻璃下，其中该覆盖玻璃或显示器用作压板。在一些实现中，指纹传感器器件200可被定位在显示模块的一部分后面。在一些实现中，指纹传感器器件200可被定位在与移动设备5300相关联的按钮内。在一些实现中，指纹传感器器件200可被定位在移动设备5300内，并且被附连至外壳5400的前侧、背侧或侧壁。注意到，本公开中所描述的指纹传感器器件(例如，手指感测装置)中的任一者可被实现在移动设备5300中。
示例性倒置型指纹传感器器件
图55解说了倒置型指纹传感器器件5500耦合至视觉显示器的示例，其中FPC 211的一部分被定位在传感器基板202与该视觉显示器之间。在一些实现中，指纹传感器器件5500可被耦合至在显示器覆盖层5501(诸如LCD或OLED显示装置的覆盖玻璃)下面的显示模块5502。为清楚起见，未示出显示模块5502的细节。在一些实现中，显示模块5502可包括LCD显示面板、OLED显示面板、或其层。指纹传感器器件5500可使用压板粘合剂209来耦合至显示模块的一部分。
如图55中所示，指纹传感器器件5500可位于显示模块5502的层下方。指纹传感器器件5500可包括传感器基板202、多个传感器电路204、收发机层206和一个或多个收发机电极208。在一些实现中，传感器基板202可包括硅基板、绝缘体上覆硅(SOI)基板、薄膜晶体管(TFT)基板、玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板、或者LCD或OLED显示器基板的一部分。如以上关于图5所描述的，倒置型指纹传感器器件可通过传感器基板202生成并发射一个或多个超声波，并通过传感器基板202接收回经反射的超声波，以对目标对象进行超声成像。
可在传感器基板202上提供互连(例如，电迹线)，以在传感器电路204、收发机电极208、和/或一个或多个接合焊盘205之间提供电连接。在一些实现中，收发机电极覆层207(诸如丙烯酸层或钝化层)可被布置在收发机电极208的外表面上，以为指纹传感器器件5500提供介电隔离和环境保护。
传感器基板202可被耦合至柔性印刷电路(FPC)211。在一些实现中，FPC 211可包括一个或多个介电层212、金属互连214的一个或多个层和一个或多个FPC通孔213。一个或多个FPC覆盖层215可被定位在FPC 211的一或多侧的外部部分上。可在FPC 211中的一个或多个介电层212、金属互连214和覆盖层215中形成切口区域，以将传感器基板202附连至FPC211。在一些实现中，通过在传感器基板202与显示模块5502之间使用诸较薄层可有利地影响声性能。一个或多个介电层212、金属互连214或覆盖层215可被定位在传感器基板202与显示模块5502之间。如图55中所示，单个覆盖层215被定位在传感器基板202与显示模块5502之间。
传感器基板202上的接合焊盘205可通过导电粘合剂(诸如ACF或焊料)、或者通过一条或多条接合导线5505来电耦合至FPC 211的一个或多个互连214，如所示的。盖602(诸如冲压金属盖)可被定位在传感器基板202之上，并且使用盖粘合剂5548(诸如焊料、环氧树脂或其他适合的粘合剂材料)来附连至FPC 211。可在盖602与收发机电极208(或覆层207)之间形成腔体605，以在收发机电极208(或覆层207)与腔体605之间的界面处形成声屏障607。FPC 211的一部分可任选地卷绕盖602的外侧，并且使用适合的粘合剂来附连至该外侧。
指纹传感器器件5500可使用压板粘合剂209来耦合至显示模块5502。在其中传感器基板202与显示模块5502之间的界面层尤其薄并且是柔性的一些实现中，可包括突出区域602A作为盖602的一部分，如图56中所示。在组装期间，盖602的突出区域602A可抵靠器件层(诸如传感器基板202上的覆层207)被按压，以压紧压板粘合剂209，并且有助于将指纹传感器器件5600均匀地附连至显示模块5502。在组装之后，盖602的突出区域602A拉离覆层207，以恢复腔体605以及覆层207与腔体605之间的声屏障607。
图57解说了LTCC或塑料封装5750中的倒置型指纹传感器器件5700耦合至该视觉显示器的一部分的示例，其中封装5750的层状部分被定位在传感器基板与视觉显示器之间。在一些实现中，指纹传感器器件5700可被耦合至显示器覆盖层5501下面的显示模块5502。指纹传感器器件5500可使用压板粘合剂209来耦合至显示模块5502的一部分。
如图57中所示，指纹传感器器件5700可位于显示模块5502的层下方。指纹传感器器件5700可包括传感器基板202、多个传感器电路204、收发机层206和一个或多个收发机电极208。可在传感器基板202上提供互连，以在传感器电路204、收发机电极208和/或一个或多个接合焊盘205之间提供电连接。收发机电极覆层207可被布置在收发机电极208的外表面上，以为指纹传感器器件5700提供介电隔离和环境保护。为清楚起见，未示出钝化层和其他器件层。
传感器基板202可被附连至LTCC或塑料封装5750的标称平坦的底部。用在封装5750的底部的材料可被选择为具有与显示模块5502或传感器基板202的声阻抗类似的声阻抗，以减少行进穿过传感器基板202与封装5750底部之间的界面的超声波的声反射。在一些实现中，封装5750的底部层可在不附连至显示模块的情况下用作压板。FPC 211可使用导电粘合剂203(诸如焊料或ACF层)来附连至封装5750的一个或多个嵌入式封装通孔5756和外部着陆焊盘5758。FPC 211可包括一个或多个介电层212、金属互连214的一个或多个层和一个或多个FPC通孔213。一个或多个FPC覆盖层215可被定位在FPC 211的外部部分上。在一些实现中，FPC 211可使用FPC附连粘合剂层4734来附连至封装5750的金属、塑料或陶瓷盖子5752。
传感器基板202上的接合焊盘205可通过导电粘合剂203(诸如ACF或焊料材料)来电耦合至LTCC或塑料封装5750的一个或多个封装迹线5754、封装通孔5756及相关联的着陆焊盘5758并耦合至FPC 211的互连214。一条或多条接合导线5505可提供从接合焊盘205至封装迹线5754的电连接。盖子5752(诸如冲压金属、塑料或陶瓷层)可被定位在封装5750之上，并且使用环氧树脂、胶、焊料或其他适合的粘合剂材料来附连至该封装。可在盖子5752与覆层207之间形成腔体605，以在覆层207与腔体605之间的界面处形成声屏障607。包括封装5750的指纹传感器器件5700可使用压板粘合剂209或通过其他适合的装置来耦合至显示模块5502。注意到，图47-52中所描述的指纹传感器器件可使用图43A-43C、图44A-44C、图45A-45B、和/或图46中所描述的方法、过程和/或序列来制造。
示例性电子设备
图58解说了可集成有前述指纹传感器器件、集成器件、半导体器件、集成电路、管芯、中介体、封装或层叠封装(PoP)中的任一者的各种电子设备。例如，移动电话设备5802、膝上型计算机设备5804、固定位置终端设备5806、或可穿戴设备5808可包括如本文中所描述的指纹传感器器件5800。指纹传感器器件5800可以是例如本文中所描述的指纹传感器器件中的任一者。图58中所解说的设备5802、5804、5806和5808仅仅是示例性的。其他电子设备也能以指纹传感器器件5800为其特征，此类电子设备包括但不限于如下设备(例如，电子设备)组，该设备组包括移动设备、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(诸如个人数字助理)、启用全球定位系统(GPS)的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、固定位置数据单元(诸如仪表读取装备)、通信设备、智能电话、平板计算机、计算机、可穿戴设备(例如，手表、眼镜)、物联网(IoT)设备、服务器、路由器、机动车(例如，自主车辆)中实现的电子设备、或者存储或检索数据或计算机指令的任何其它设备，或者其任何组合。
图2-6、9-42、43A-43C、44A-44C、45A-45B、和/或46-58中解说的组件、过程、特征和/或功能中的一者或多者可被重新安排和/或组合成单个组件、过程、特征或功能，或可在若干组件、过程、或功能中实施。也可添加附加的元件、组件、过程、和/或功能而不会脱离本公开。还应当注意，本公开中的图2-6、9-42、43A-43C、44A-44C、45A-45B、和/或46-58及其对应描述并不限于管芯和/或IC。在一些实现中，图2-6、9-42、43A-43C、44A-44C、45A-45B、和/或46-58及其对应描述可被用于制造、创建、提供、和/或生产指纹传感器器件和/或集成器件。在一些实现中，器件可包括指纹传感器器件、管芯、集成器件、管芯封装、集成电路(IC)、器件封装、集成电路(IC)封装、晶片、半导体器件、层叠封装(PoP)器件、和/或中介体。
措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现或方面不必被解释为优于或胜过本公开的其他方面。同样，术语“方面”不要求本公开的所有方面都包括所讨论的特征、优点或操作模式。术语“耦合”在本文中用于指代两个对象之间的直接或间接耦合。例如，如果对象A物理地接触对象B，且对象B接触对象C，则对象A和C可仍被认为是彼此耦合的——即便它们并非彼此直接物理接触。进一步注意到，如在本申请中在一个组件位于另一组件之上的上下文中所使用的术语“……之上”可被用于表示组件在另一组件上和/或在另一组件中(例如，在组件的表面上或被嵌入在组件中)。由此，例如，第一组件在第二组件之上可表示：(1)第一组件在第二组件上方，但是不直接接触第二组件；(2)第一组件在第二组件上(例如，在第二组件的表面上)；和/或(3)第一组件在第二组件中(例如，被嵌入在第二组件中)。
还注意到，本文中所包含的各种公开可能是作为被描绘为流程图、流图、结构图或框图的过程来描述的。尽管流程图可能会将各操作描述为顺序过程，但是这些操作中的许多操作能够并行或并发地执行。另外，这些操作的次序可被重新安排。过程在其操作完成时终止。
本文中所描述的本公开的各种特征可实现于不同系统中而不会脱离本公开。应当注意，本公开的以上各方面仅是示例，且不应被解释成限定本公开。对本公开的各方面的描述旨在是解说性的，而非限定所附权利要求的范围。由此，本发明的教导可以现成地应用于其他类型的装置，并且许多替换、修改和变形对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (39)

1.一种指纹传感器器件，包括：
传感器基板；
盖，其被耦合至所述传感器基板；
腔体，其被形成在所述传感器基板与所述盖之间，其中所述传感器基板和所述腔体形成声屏障；
多个传感器电路，其在所述传感器基板的第一表面之上；以及
收发机层，其位于所述多个传感器电路以及所述传感器基板的所述第一表面之上，其中所述收发机层包括：
压电层；以及
收发机电极，其被定位在所述压电层之上，其中所述压电层和所述收发机电极被配置成生成一个或多个超声波并接收一个或多个超声波。
2.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述传感器基板包括至少一个通孔。
3.如权利要求2所述的指纹传感器器件，其中所述通孔包括穿基板通孔（TSV）。
4.如权利要求2所述的指纹传感器器件，其中所述通孔包括模塑通孔条。
5.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述腔体具有约0.05微米与约150微米之间的高度。
6.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述盖选自包含以下各项的组：晶片、基板、面板、子面板、印刷电路板（PCB）、柔性印刷电路（FPC）、包封层、金属层、以及塑料层。
7.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述传感器基板使用压板粘合剂来耦合至压板，并且其中所述收发机电极被定位在所述多个传感器电路与所述压板之间。
8.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述传感器基板包括与所述第一表面相对的第二表面，并且其中所述传感器基板的所述第二表面使用压板粘合剂来耦合至压板。
9.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述传感器基板包括硅或玻璃。
10.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述声屏障被配置成具有约为至少80%的反射率的声屏障。
11.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述声屏障被配置成具有约为至少98%的反射率的声屏障。
12.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述传感器基板具有约50微米与约500微米之间的厚度。
13.如权利要求1所述的指纹传感器器件，进一步包括布置在所述收发机电极上的覆层。
14.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述压电层包括第一分段式压电层和第二分段式压电层，并且其中所述收发机电极包括耦合至所述第一分段式压电层的发射机电极以及耦合至所述第二分段式压电层的接收机电极。
15.如权利要求14所述的指纹传感器器件，其中所述第一分段式压电层和所述发射机电极被配置成生成一个或多个超声波，并且所述第二分段式压电层和所述接收机电极被配置成接收一个或多个超声波。
16.如权利要求1所述的指纹传感器器件，其中所述指纹传感器器件被集成到从包含以下各项的组中选择的设备中：音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、移动设备、移动电话、智能电话、个人数字助理、固定位置终端、平板计算机、计算机、可穿戴设备、物联网（IoT）设备、膝上型计算机、服务器、以及机动车中的设备。
17.如权利要求1所述的指纹传感器器件，进一步包括压板，其中所述压板包括显示器覆盖玻璃、LCD显示面板、OLED显示面板、显示模块、移动设备包封、或超声认证按钮的覆盖的至少一部分。
18.一种设备，包括：
传感器基板；
盖装置，其被耦合至所述传感器基板；
腔体，所述腔体被形成在所述传感器基板与所述盖装置之间，其中所述传感器基板和所述腔体形成声屏障；
多个传感器电路，其在所述传感器基板的第一表面之上；以及
收发机装置，其位于所述多个传感器电路以及所述传感器基板的所述第一表面之上，其中所述收发机装置包括：
发射机装置，其被配置成生成一个或多个超声波；以及
接收机装置，其被配置成接收一个或多个超声波。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述传感器基板包括至少一个通孔。
20.如权利要求18所述的设备，其中所述传感器基板与所述盖装置之间的所述腔体的高度在约0.05微米与约150微米之间。
21.如权利要求18所述的设备，其中所述盖装置选自包含以下各项的组：晶片、基板、面板、子面板、印刷电路板（PCB）、柔性印刷电路（FPC）、包封层、金属层、以及塑料层。
22.如权利要求18所述的设备，其中所述传感器基板使用压板粘合剂耦合至压板，并且其中所述收发机装置包括定位在所述多个传感器电路与所述压板之间的收发机电极。
23.如权利要求18所述的设备，其中所述传感器基板包括与所述第一表面相对的第二表面，并且其中所述传感器基板的所述第二表面使用压板粘合剂耦合至压板。
24.如权利要求18所述的设备，其中所述声屏障装置具有约为至少80%的反射率。
25.如权利要求18所述的设备，其中所述声屏障装置具有约为至少98%的反射率。
26.如权利要求18所述的设备，其中所述传感器基板具有约50微米与约500微米之间的厚度。
27.如权利要求18所述的设备，其中所述发射机装置包括：
第一压电层；
电极层，其被形成在所述第一压电层之上；以及
覆层，其被形成在所述电极层之上。
28.如权利要求27所述的设备，其中所述接收机装置进一步包括：
第二压电层；
第二电极层，其被形成在所述第二压电层之上；以及
第二覆层，其被形成在所述第二电极层之上。
29.如权利要求28所述的设备，其中所述第二压电层与所述第一压电层共面。
30.如权利要求18所述的设备，进一步包括压板，其中所述压板包括显示器覆盖玻璃、LCD显示面板、OLED显示面板、显示模块、移动设备包封、或超声认证按钮的覆盖的至少一部分。
31.一种用于制造指纹传感器器件的方法，包括：
提供传感器基板；
提供耦合至所述传感器基板的盖、以及定位在所述传感器基板与所述盖之间的腔体，其中所述传感器基板和所述腔体形成声屏障；
在所述传感器基板的第一表面之上形成多个传感器电路；以及
在所述多个传感器电路以及所述传感器基板的所述第一表面之上提供收发机层，其中提供所述收发机层包括：
提供压电层；以及
提供定位在所述压电层之上的收发机电极，其中所述压电层和所述收发机电极被配置成生成一个或多个超声波并接收一个或多个超声波。
32.如权利要求31所述的方法，其中提供所述传感器基板包括提供通孔。
33.如权利要求32所述的方法，其中提供所述通孔包括形成穿基板通孔（TSV）。
34.如权利要求32所述的方法，其中提供所述通孔包括提供模塑通孔条。
35.如权利要求31所述的方法，其中定位在所述传感器基板与所述盖之间的所述腔体具有约0.05微米与约150微米之间的腔体高度。
36.如权利要求31所述的方法，其中所述盖选自包含以下各项的组：晶片、基板、面板、子面板、印刷电路板（PCB）、柔性印刷电路（FPC）、包封层、金属层、以及塑料层。
37.如权利要求31所述的方法，其中所述传感器基板包括第二表面，并且其中所述传感器基板的所述第二表面使用压板粘合剂耦合至压板。
38.如权利要求31所述的方法，进一步包括提供配置成具有约为至少80%的反射率的声屏障。
39.如权利要求31所述的方法，其中所述传感器基板具有约50微米与约500微米之间的厚度。
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