CN111095267A - 超声换能器装置、声学生物计量成像系统以及制造方法 - Google Patents

超声换能器装置、声学生物计量成像系统以及制造方法 Download PDF

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Abstract

一种制造超声换能器装置的方法，包括：制造超声换能器面板；以及将超声换能器面板分割成超声换能器装置。制造超声换能器面板包括：提供第一载体；在第一载体上间隔地布置多个压电元件；在多个压电元件上涂敷介电材料以将多个压电元件中的每个压电元件嵌入该介电材料中，从而在第一载体上形成压电元件装置层；减薄压电元件装置层，从而得到多个压电元件中的每个压电元件的露出的第一侧；在压电元件装置层上形成第一电极层，第一电极层包括处于压电元件装置层中的每个压电元件的露出的第一侧上的第一换能器电极；以及将压电元件装置层与第一载体分开。

Description

超声换能器装置、声学生物计量成像系统以及制造方法
技术领域
本发明涉及用于在声学生物计量成像系统中使用的超声换能器装置以及制造这种超声换能器装置的方法。
背景技术
生物计量系统被广泛地用作用于增加个人电子设备(例如移动电话等)的便利性和安全性的装置。特别地，指纹感测系统如今被包括在所有新发行的个人通信设备(例如移动电话)的大部分中。
电容式指纹传感器由于其卓越的性能和相对低的成本而被用于所有生物计量系统的绝大多数中。
在其他指纹感测技术中，超声感测还具有提供有利性能的潜力，例如从非常潮湿的手指获取指纹(或掌纹)图像的能力等。
特别感兴趣的一类超声指纹系统是这样的系统，其中沿着由用户触摸的设备构件的表面传送声信号，并且基于接收到的声信号来确定指纹(掌纹)表示，该指纹(掌纹)表示是通过所传送的声信号与设备构件和用户皮肤间的界面之间的交互产生的。
例如在US 2017/0053151中总体上描述的这种超声指纹感测系统可以提供可控制的分辨率而且允许较大的感测区域，该感测区域可以是光学透明的，而且指纹感测系统的成本不必以感测区域为尺度。
尽管这种超声指纹感测的一般原理是已知的，但是似乎还有待克服的挑战。例如，期望提供对适合于在这种超声指纹感测系统中使用的超声换能器装置的有成本效益的批量生产。
发明内容
鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的是提供对改进的超声换能器装置的有成本效益的批量生产。
根据本发明的第一方面，因此提供了一种制造用于在声学生物计量成像系统中使用的超声换能器装置的方法，包括以下步骤：制造超声换能器面板；以及将超声换能器面板分割成超声换能器装置。制造超声换能器面板的步骤包括以下步骤：提供第一载体；在载体上间隔地布置多个压电元件；在该多个压电元件上涂敷介电材料以将多个压电元件中的每个压电元件嵌入该介电材料中，从而在第一载体上形成压电元件装置层；减薄压电元件装置层，从而得到多个压电元件中的每个压电元件的露出的第一侧；在压电元件装置层上形成第一电极层，该第一电极层包括在压电元件装置层中的每个压电元件的露出的第一侧上的第一换能器电极；以及将该压电元件装置层与第一载体分开。
第一载体可以是适合于制造过程的任何载体，并且可以包括在所谓的晶圆级扇出过程中或者在面板生产过程(例如用于薄膜电子器件)中使用的任何载体。第一载体可以例如包括由临时接合膜(载带)覆盖的相对刚性基底。相对刚性基底可以由与特定制造过程兼容的任何材料制成，并且因此可以例如由硅、玻璃、聚合物或金属制成。
如本领域技术人员所知，第一载体上的嵌有压电元件的介电材料可以是适合于特定制造过程的任何介电嵌入材料。因此，介电材料可以是例如可以以颗粒或液体形式提供的模制材料。替选地，可以以在布置于第一载体上的压电元件上层压的膜的形式提供介电材料。
减薄步骤可以通过从压电元件装置层去除材料来进行，包括从每个压电元件以及从嵌有每个压电元件的介电材料中去除材料。各种本身公知的减薄方法包括研磨、抛光/磨光和蚀刻。
可以使用任何合适的过程来形成第一电极层，例如通过例如溅射或CVD进行金属化。替选地，可以使用溅射或CVD来形成用于后续电镀的晶种层。
应当注意，根据本发明的实施方式的方法的步骤可以不必以特定次序执行。例如，将超声换能器面板分割成超声换能器装置的步骤可以在将压电元件装置层与第一载体分开的步骤之前或之后执行。
本发明基于这样的认识，即在压电元件被间隔地布置在临时载体上时，可以使用包括嵌入和减薄压电元件的过程来制造具有薄的且受机械保护的压电元件的超声换能器装置。
因此，根据本发明的方法的实施方式适合于非常小且薄的超声换能器装置的低成本、高产量、大规模生产，尤其适合于指纹感测应用。
由于是通过减薄过程得到每个压电元件的露出的第一侧，因此可以实现每个压电元件的第一侧的非常平滑的表面。这又使得能够使用非常薄的第一换能器电极来可靠地控制超声换能器装置的操作。使用薄的第一换能器电极可以允许改进超声换能器装置到设备构件的声耦合，这又可以允许使用相对高的声频，预计这将有利于感测精细特征(例如指纹特征)。
在根据本发明的方法的各种实施方式中，制造超声换能器面板的步骤还可以包括以下步骤：将压电元件装置层和第一电极层夹在第一载体与第二载体之间；以及在将压电元件装置层与第一载体分开之后，在压电元件装置层上形成第二电极层，第二电极层包括在压电元件装置层中的每个压电元件的与第一侧相对的第二侧上的第二换能器电极。
制造超声换能器面板的步骤还可以包括以下步骤：在将压电元件装置层与第一载体分开之后并且在形成第二电极层之前，减薄压电元件装置层。
作为在超声换能器面板的两侧上进行处理的替选，可以在将压电元件附接至第一载体之前将其金属化，并且以金属化侧面向第一载体的形式将其布置在第一载体上。
此外，可以有利地提供穿过压电元件层的多个导电通孔。这种导电通孔可以例如被提供为布置在第一载体上并且与压电元件一起嵌入的通孔部件。替选地，或结合地，可以通过形成穿过嵌有压电元件的介电材料的孔然后在孔中沉积导电材料(例如金属)来提供导电通孔。
在实施方式中，可以有利地使用延伸穿过压电元件层的导电通孔来实现从超声换能器装置的一侧到压电元件的相对侧的电连接。为此，导电通孔可以导电地连接至超声换能器面板中的每个压电元件的换能器电极。
预计从超声换能器元件的一侧电连接至每个超声换能器装置中所包括的压电元件的相对侧的可能有利于包括一个或数个超声换能器装置的声学生物计量成像系统的制造过程和制造绩效。例如，可以不需要在声耦合至超声换能器装置的压电元件的设备构件(例如盖玻璃)上形成导电图案并且将控制电路等导电地连接至该设备构件。这允许使用非导电粘合材料来将超声换能器装置附接并且声耦合至设备构件(例如盖玻璃)。这进而可以允许改进到设备构件的声耦合，尤其是在设备构件由玻璃制成的情况下。
根据各种实施方式，此外，制造超声换能器面板的步骤还可以包括以下步骤：在形成第一电极层的步骤之后，形成间隔件结构，其保持第一换能器电极中的每个的至少一部分不被覆盖(不被该间隔件结构覆盖)。
这种间隔件结构(其可以有利地是介电间隔件结构)可以在超声换能器装置中包括的压电元件与声耦合至超声换能器装置的压电元件的设备构件(例如盖玻璃)的表面之间提供均匀的距离。预计这特别有利于超声换能器装置包括多个压电元件(例如压电元件线性阵列)的实施方式。
根据实施方式，可以通过以使得覆盖压电元件的边缘的介电材料在切割步骤之后保留的方式切断嵌有多个压电元件的介电材料来分割超声换能器面板。术语“切割”应当理解为一般地表示去除相邻压电元件之间的介电材料的任何方式，并且包括例如机械锯切或划线、激光切割、水射流切割和蚀刻等。
通过以这种方式分割超声换能器面板，可以确保超声换能器装置中包括的压电元件的边缘得到保护，这可以使超声换能器装置更鲁棒，并且适合于标准的大量电子器件制造方法，例如所谓的取放(pick-and-place)。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于在声学生物计量成像系统中使用的超声换能器装置，该超声换能器装置包括：压电元件，其具有第一面、与第一面相对的第二面以及在第一面与第二面之间延伸的侧边；第一换能器电极，其处于压电元件的第一面上；第二换能器电极，其处于压电元件的第二面上；以及介电材料，压电元件以使得侧边被介电材料完全覆盖的方式嵌入介电材料。
根据实施方式，第一换能器电极和第二换能器电极中的至少一者可以部分地覆盖嵌有压电元件的介电材料。
根据实施方式，此外，嵌有压电元件的介电材料可以至少在压电元件的侧边处与压电元件的第一面共面。
有利地，嵌有压电元件的介电材料和压电元件可以在同一减薄过程中被减薄。
根据各种实施方式，超声换能器装置可以包括：多个压电元件，每个压电元件具有第一面、与第一面相对的第二面、以及在第一面与第二面之间延伸的侧边；第一换能器电极，其处于多个压电元件中的每个压电元件的第一面上；第二换能器电极，其处于多个压电元件中的每个压电元件的第二面上；以及集成电路，其电连接至多个压电元件中的每个压电元件的第一换能器电极和第二换能器电极中的至少一者，其中，集成电路嵌入介电材料中，并且多个压电元件以使得多个压电元件中的每个压电元件的侧边被介电材料完全覆盖的方式嵌入介电材料中。
此外，根据本发明的实施方式的超声换能器装置可以有利地包括在声学生物计量成像系统中，系统中还包括控制器，该控制器连接至至少一个超声换能器并且被配置成：从所述至少一个超声换能器接收指示由设备构件传导并且声耦合至该至少一个超声换能器的声信号的电信号；并且基于接收到的电信号形成手指表面的表示。
本发明的该第二方面的其他实施方式和通过本发明的该第二方面获得的效果很大程度上类似于以上针对本发明的第一方面描述的那些实施方式和效果。
附图说明
现在将参照示出本发明的示例实施方式的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，在附图中：
图1A是移动电话形式的包括根据本发明的实施方式的声学生物计量成像系统的示例性电子设备的图示；
图1B是图1A中的电子设备中的第一超声换能器装置配置的示意图；
图1C是图1A中的电子设备中的第二超声换能器装置配置的示意图；
图2A是图1B中的超声换能器装置中的一个的示意性透视图；
图2B是图2A中的超声换能器装置的放大的局部截面图；
图3是示出根据本发明的制造方法的示例实施方式的流程图；以及
图4A至图4G示意性地示出了图3的流程图中的各个方法步骤的结果。
具体实施方式
在本详细描述中，主要参照包括第一压电元件和第二压电元件的超声换能器装置来描述根据本发明的超声换能器装置的各种实施方式，第一压电元件和第二压电元件各自具有均能够从超声换能器装置的一侧连接的第一换能器电极和第二换能器电极。应当注意，具有许多其他配置的超声换能器装置也落入由权利要求限定的范围内。例如，超声换能器装置可以包括更少或更多的压电元件，和/或可以另外包括用于驱动压电元件和/或感测由压电元件提供的电信号的一个或更多个集成电路。此外，第一换能器电极和第二换能器电极可以是能够从超声换能器装置的不同侧连接。
根据本发明的实施方式的声学生物计量成像系统可以包括在各种电子设备中。图1A示意性地示出了移动电话1形式的代表性电子设备，其包括根据本发明的实施方式的声学生物计量成像系统3。
如图1A中示意性地指示的，声学生物计量成像系统3包括第一超声换能器阵列5、第二超声换能器阵列7和连接至第一超声换能器阵列5和第二超声换能器阵列7的控制器9。
第一超声换能器阵列5和第二超声换能器阵列7二者都声耦合至电子设备1的由用户触摸的设备构件，这里是盖玻璃11。在图1A中用拇指13来指示用户触摸。
在声学生物计量成像系统3进行操作时，控制器9控制在第一超声换能器阵列5和第二超声换能器阵列7中的至少一个中包括的一个或数个压电元件以发射声发射信号ST，在图1A中由空心箭头指示。此外，控制器9控制第一超声换能器阵列5和第二超声换能器阵列7中的至少一个以接收声交互信号SIn，在图1A中由虚线箭头指示。声交互信号SIn指示发射信号ST与盖玻璃11和用户皮肤(拇指13)间的界面之间的交互。第一超声换能器阵列5和/或第二超声换能器阵列7中的接收压电元件将声交互信号SIn转换成电信号，并且控制器9对这些电信号进行处理以提供用户指纹的表示。
目前认为声交互信号SIn主要是由于在盖玻璃与用户皮肤(拇指13)之间的接触区域处的所谓的接触散射。
有利地，声发射信号ST可以是短脉冲(冲击)的脉冲序列，并且声交互信号SIn是冲击响应，声交互信号SIn可以由不同的接收压电元件针对不同角度测量。声交互信号SIn携带的冲击响应数据可以用来使用与超声反射断层成像中使用的方法类似的重建过程来重建接触区域(指纹)的表示。
应当理解，用户指纹的“表示”可以是基于接收到的声交互信号SIn提取的、对于评估在不同时间获取的指纹表示之间的相似性有用的任何信息。例如，表示可以包括指纹特征(例如所谓的细节点)的描述和关于指纹特征之间的位置关系的信息。替选地，表示可以是指纹图像或该图像的压缩版本。例如，该图像可以被二值化和/或骨架化。此外，指纹表示可以是上述冲击响应表示。
图1B是图1A中的电子设备1中的第一超声换能器装置配置的示意图，其中，多个超声换能器装置15a至15e电且机械地连接至连接器(这里以换能器基板17为例)，并且声耦合至设备构件(盖玻璃11)。在图1B所示的示例配置中，每个超声换能器装置15a至15e包括第一压电元件19a和第二压电元件19b(为了避免造成附图混乱，在图1B中仅针对超声换能器装置中的一个指示)。如图1B中还示意性地指示的，每个超声换能器装置15a至15e包括间隔件结构37a至37c，其被配置成限定压电元件19a至19b与盖玻璃11的附接表面之间的距离。间隔件结构37a至37c(其可以有利地是介电间隔件结构)被配置成在将超声换能器装置15a至15e按压在盖玻璃11上时允许任何过量的(导电的或不导电的)粘合剂或焊料从压电元件19a至19b正上方的区域逸出。
图1C是图1A中的电子设备1中的第二超声换能器装置配置的示意图，其中超声换能器阵列部件21电且机械地连接至连接器(这里以换能器基板17为例)，并且声耦合至设备构件(盖玻璃11)。在图1C所示的示例配置中，超声换能器阵列部件21包括八个压电元件19a至19c(为了避免造成附图混乱，在图1C中仅用附图标记指示这些压电元件中的三个)。如图1C中还示意性地示出的，图1C中的超声换能器阵列部件21还包括四个集成电路20(同样，在图1C中仅指示这些集成电路中的一个)，用于与压电元件19a至19c对接。集成电路20可以例如是用于以相对高的电压信号(例如12V或更高)驱动至少一个压电元件的超声驱动器电路和/或超声接收器电路。图1C中所示的集成电路20连接至压电元件19b和19c。
为了能够实现高质量的指纹表示，使用相对高的声频以及在超声换能器装置中包括的压电元件与由用户触摸的设备构件(例如盖玻璃11)之间提供良好的声耦合被预计是有益的。“良好的声耦合”应当被理解为在压电元件与由用户触摸的设备构件之间的界面处具有小的声信号失真和/或阻尼的机械耦合。
为了提供高声频，期望压电元件应当非常薄，例如约100μm或更小。
为了提供期望的良好的声耦合，本发明人已经认识到，面向由手指触摸的设备构件的换能器电极应当尽可能薄且光滑(低表面粗糙度)。还期望压电元件与由手指触摸的设备构件之间的机械接合应当尽可能薄且坚硬，至少对于相关的声频、尤其是对于化学强化玻璃如所谓的大猩猩玻璃(gorilla glass)而言。
同时，超声换能器装置应该适合于有成本效益的批量生产。
现在将参照图2A至2B描述根据本发明的实施方式的这种超声换能器装置的示例，并且下面将参照图3中的流程图和图4A至图4G中的图示进一步描述根据本发明的实施方式的制造方法。
首先参照图2A，超声换能器装置15包括第一压电元件19a、第二压电元件19b、第一导电通孔22a、第二导电通孔22b以及嵌有第一压电元件19a、第二压电元件19b、第一导电通孔22a和第二导电通孔22b的介电材料23。
如针对第一压电元件19a所示的，每个压电元件具有第一面25、第二面27以及在第一面25与第二面27之间延伸的侧边29。
继续参照图2A，超声换能器装置15还包括第一导体图案和第二导体图案，第一导体图案对于每个压电元件包括在该压电元件的第一面25上的第一换能器电极31，第二导体图案对于每个压电元件包括第二换能器电极33。
如图2A示意性所示，第一导体图案将第一换能器电极31与导电通孔22a连接，并且除了上述第二换能器电极33之外，第二导体图案还包括连接至导电通孔22a的接触垫35。
最后，如上文进一步提及的，图2A中的超声换能器装置15包括间隔件结构37a至37c，其被设置在由每个压电元件19a至19b的第一面25限定的区域之外，并且一起限定了与由每个压电元件19a至19b的第一面限定的平面平行的间隔件平面，并且与每个压电元件19a至19b的第一换能器电极31间隔开。间隔件结构37a至37c还被配置成在将设备构件(盖玻璃11)附接至超声换能器装置15时，允许粘合材料从每个压电元件19a至19b的第一换能器电极31与由用户触摸的设备构件之间的空间流动。间隔件结构37a至37c在压电元件19a至19b(超声换能器装置15内和/或不同的超声换能器装置15a至15e之中的压电元件)与由用户触摸的设备构件(盖玻璃11)之间方便地提供均匀的声耦合。
如在放大的截面图中可以更好地看到的，在沿着图2A中的线A-A'截取的部分的平面中，第一换能器电极31可以成形为直接将压电元件19a的第一面25与导电通孔22a互连。如在图2B中还可以清楚看到的，压电元件19a的边29被嵌入介电材料23完全覆盖，并且由于嵌入介电材料23和压电元件19a至19b已经在同一减薄过程中被减薄，所以嵌入介电材料23至少在压电元件19a至19b的侧边29处与每个压电元件19a至19b的第一面25共面。
现在将参照图3中的流程图和图4A至图4G中的补充图示来描述制造图1B中的超声换能器装置15a至15e的示例方法。
在第一步骤101中，在临时第一载体39上横向间隔地布置多个压电元件19a至19d和多个导电通孔部件22a至22d。压电元件19a至19d可以由任何合适的压电材料制成，例如PZT。
在随后的步骤102中，向压电元件19a至19d和导电通孔部件22a至22d涂敷介电材料23，以将压电元件19a至19d和导电通孔部件22a至22d嵌入至嵌入介电材料23中，由此形成压电元件装置层41。
在下一步骤103中，将压电元件装置层41减薄，从而得到每个压电元件19a至19d的露出的第一面25。
可以执行减薄步骤103以实现具有非常光滑的第一面25(例如表面粗糙度Ra＜2μm)的非常薄的压电元件19a至19d(例如厚度小于100μm)在减薄步骤103之后，在步骤104中形成第一电极层43。第一电极层43包括处于压电元件装置层41中的每个压电元件19a至19d的露出的第一面25上的第一换能器电极31。
应当注意，第一电极层43包括导电(例如金属)部分，并且还可以包括设置在导电部分之间的非导电部分。可选地，可以在第一电极层41的顶部形成如图2A至图2B所示的间隔件结构37a至37c。
在随后的步骤105中，如图4E所示，将压电元件装置层41和第一电极层43夹在临时第一载体39与临时第二载体45之间、使该“夹层结构”翻转、并且将临时第一载体39与压电元件装置层41分开并移除临时第一载体39。
在下一步骤106中，可选地在减薄和/或抛光以在每个压电元件19a至19d的第二面27上也实现光滑的表面结构之后，形成第二电极层47。如以上结合图2A至2B所述，对于所述压电元件19a至19d中的每个，第二电极层47可以包括处于第二面27上的第二换能器电极、以及连接至每个导电通孔22a至22d的接触垫35。
最后，在步骤107中，如图4G中示意性地指示的，将临时第二载体45与第一电极层43分开，并且将超声换能器面板分割成超声换能器装置15a至15d。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“a”或“an”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不表示不能使用这些措施的组合获利。

Claims (15)

1.一种制造用于在声学生物计量成像系统中使用的超声换能器装置的方法，所述方法包括以下步骤：
制造超声换能器面板；以及
将所述超声换能器面板分割成所述超声换能器装置，
其中，制造所述超声换能器面板的步骤包括以下步骤：
提供第一载体；
在所述第一载体上间隔地布置多个压电元件；
在所述多个压电元件上涂敷介电材料以将所述多个压电元件中的每个压电元件嵌入所述介电材料中，从而在所述第一载体上形成压电元件装置层；
减薄所述压电元件装置层，从而得到所述多个压电元件中的每个压电元件的露出的第一侧；
在所述压电元件装置层上形成第一电极层，所述第一电极层包括第一换能器电极，所述第一换能器电极处于所述压电元件装置层中的每个压电元件的所述露出的第一侧上；以及
将所述压电元件装置层与所述第一载体分开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，制造所述超声换能器面板的步骤还包括以下步骤：
将所述压电元件装置层和所述第一电极层夹在所述第一载体与第二载体之间；以及
在将所述压电元件装置层与所述第一载体分开之后，在所述压电元件装置层上形成第二电极层，所述第二电极层包括第二换能器电极，所述第二换能器电极处于所述压电元件装置层中的每个压电元件的与所述第一侧相对的第二侧上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，制造所述超声换能器面板的步骤还包括以下步骤：
在将所述压电元件装置层与所述第一载体分开之后并且在形成所述第二电极层之前，减薄所述压电元件装置层。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，制造所述超声换能器面板的步骤还包括以下步骤：
提供穿过所述压电元件层的多个导电通孔。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二电极层被形成为使得每个第二换能器电极导电地连接至所述多个导电通孔中的至少一个导电通孔。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，制造所述超声换能器面板的步骤还包括以下步骤：
提供穿过所述压电元件层的多个导电通孔。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一电极层被形成为使得每个第一换能器电极导电地连接至所述多个导电通孔中的至少一个导电通孔。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，制造所述超声换能器面板的步骤还包括以下步骤：
在形成所述第一电极层的步骤之后，形成间隔件结构，其保持所述第一换能器电极中的每个的至少一部分不被覆盖。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过切断嵌有所述多个压电元件的所述介电材料来分割所述超声换能器面板。
10.一种用于在声学生物计量成像系统中使用的超声换能器装置，所述超声换能器装置包括：
压电元件，其具有第一面、与所述第一面相对的第二面、以及在所述第一面与所述第二面之间延伸的侧边；
第一换能器电极，其处于所述压电元件的第一面上；
第二换能器电极，其处于所述压电元件的第二面上；以及
介电材料，所述压电元件以所述侧边被所述介电材料完全覆盖的方式嵌入所述介电材料中。
11.根据权利要求10所述的超声换能器装置，其中，所述第一换能器电极和所述第二换能器电极中的至少一者部分地覆盖嵌有所述压电元件的所述介电材料。
12.根据权利要求10或11所述的超声换能器装置，其中，嵌有所述压电元件的所述介电材料至少在所述压电元件的侧边处与所述压电元件的第一面共面。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的超声换能器装置，其中，嵌有所述压电元件的所述介电材料和所述压电元件已经在同一减薄过程中被减薄。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的超声换能器装置，其中，所述超声换能器装置包括：
多个压电元件，每个压电元件各自具有第一面、与所述第一面相对的第二面、以及在所述第一面与所述第二面之间延伸的侧边；
第一换能器电极，其处于所述多个所述压电元件中的每个压电元件的第一面上；
第二换能器电极，其处于所述多个所述压电元件中的每个压电元件的第二面上；以及
至少一个集成电路，其电连接至所述多个压电元件中的至少一个压电元件的第一换能器电极和第二换能器电极中的至少一个，
其中，所述集成电路嵌入所述介电材料，并且所述多个压电元件以使得所述多个所述压电元件中的每个压电元件的所述侧边被所述介电材料完全覆盖的方式嵌入所述介电材料。
15.一种声学生物计量成像系统，包括：
根据权利要求10至14中任一项所述的至少一个超声换能器装置，所述至少一个超声换能器装置声耦合至由用户的手指表面触摸的设备构件；以及
控制器，所述控制器连接至所述至少一个超声换能器装置并且被配置成：
从所述至少一个超声换能器装置接收指示由所述设备构件传导、并且声耦合至所述至少一个超声换能器装置的声信号的电信号；以及
基于所述接收到的电信号形成所述手指表面的表示。
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