CN117115869A - 声学层的制备方法、超声波芯片及超声波指纹模组 - Google Patents
声学层的制备方法、超声波芯片及超声波指纹模组 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提供了一种声学层的制备方法、超声波芯片及超声波指纹模组。声学层用于为超声波芯片产生超声波信号，声学层的制备方法包括：利用声学层原料和带有至少一个丝网开口的丝印网板，在晶圆上进行丝网印刷，以使所述声学层原料通过至少一个丝网开口，在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，其中，所述声学材料层的面积大于预定形状和尺寸的声学层的面积；将至少一个声学材料层进行分割处理，以在所述晶圆上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层。
Description
技术领域
本申请实施例涉及制备工艺技术领域，尤其涉及一种声学层的制备方法、超声波芯片及超声波指纹模组。
背景技术
超声波芯片在如今的超声波指纹模组中得到了广泛应用。超声波指纹模组常用于电子设备的指纹识别。安装有超声波指纹模组的电子设备上用于传输超声波信号的声路中，一般包括多个叠层材料，其中超声波芯片的各个叠层材料，对于材料质量的要求较高，例如材料的表面质量、厚度均匀性、有无异物、有无缺陷等都可能会影响超声波芯片的性能，进而影响超声波指纹模组得到的指纹图像质量，降低指纹识别性能。尤其是超声波芯片的用于产生超声波信号的声学层整体正面方向和反面方向的材料均位于声路上，对于厚度均匀性的要求更高。
因此，如何使得超声波芯片的声学层的厚度均匀性较好，就成了一个需要解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种声学层的制备方法、超声波芯片及超声波指纹模组，以至少部分地改善上述问题。
根据本申请实施例中的第一方面，提供了一种声学层的制备方法，声学层用于为超声波芯片产生超声波信号，该方法包括：
利用声学层原料和带有至少一个丝网开口的丝印网板，在晶圆上进行丝网印刷，以使所述声学层原料通过至少一个丝网开口，在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，其中，所述声学材料层的面积大于预定形状和尺寸的声学层的面积；
将至少一个声学材料层进行分割处理，以在所述晶圆上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层。
在一些可选的实施例中，所述声学层为矩形形状，且所述声学层沿第一方向的长度为第一预定长度A，所述声学层沿第二方向的长度为第二预定长度B，所述第一方向垂直于所述第二方向；其中，至少一个所述声学材料层的最大内接矩形沿第一方向上的第一长度C与所述第一预定长度A之间满足：C＝A，且该声学材料层的最大内接矩形沿第二方向上的第二长度D与所述第二预定长度B之间满足：D＞B。
在一些可选的实施例中，所述声学层为矩形形状，且所述声学层沿第一方向的长度为第一预定长度A，所述声学层沿第二方向的长度为第二预定长度B，所述第一方向垂直于所述第二方向；其中，至少一个所述声学材料层的最大内接矩形沿第一方向上的第一长度C与所述第一预定长度A之间满足：C＞A，且该声学材料层的最大内接矩形沿第二方向上的第二长度D与所述第二预定长度B之间满足：D＞B。
在一些可选的实施例中，所所述声学层为矩形形状，且所述声学层沿第一方向的长度为第一预定长度A，所述声学层沿第二方向的长度为第二预定长度B，所述第一方向垂直于所述第二方向；其中，至少一个所述声学材料层的最大内接矩形沿第一方向上的第一长度C与所述第一预定长度A之间满足：C＞2A，且该声学材料层的最大内接矩形沿第二方向上的第二长度D与所述第二预定长度B之间满足：D＞B。
在一些可选的实施例中，至少一个所述声学材料层在被分割处理后，制备得到多个预定形状和尺寸的所述声学层。
在一些可选的实施例中，所述在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，包括：在所述晶圆上形成平行排列的多个声学材料层。
在一些可选的实施例中，所述晶圆上形成有至少一个超声波芯片的焊盘区，在所述晶圆上形成至少一个声学材料层后，至少一个所述焊盘区未与所述声学材料层接触。
在一些可选的实施例中，所述晶圆上形成有多个超声波芯片的焊盘区，且所述多个超声波芯片的焊盘区沿第一方向排列成多行；所述在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，包括：在所述晶圆上形成沿第一方向间隔排列的多个声学材料层；并且，在所述晶圆上形成沿第一方向间隔排列的多个声学材料层后，至少一行所述焊盘区位于相邻两个声学材料层之间的间隔区域内。
在一些可选的实施例中，在所述晶圆上形成沿第一方向间隔排列的多个声学材料层后，至少一组相邻两个声学材料层之间的间隔区域内存在两行所述焊盘区。
根据本申请实施例中的第二方面，提供了一种超声波芯片，包括：用于产生超声波信号的声学层，所述声学层为预定形状和尺寸，其中，所述声学层通过前述第一方面所述的方法制备得到。
根据本申请实施例中的第三方面，提供了一种超声波指纹模组，包括：前述第二方面提供的超声波芯片。
本申请实施例中的声学层的制备方案，由于可以利用声学层原料和带有至少一个丝网开口的丝印网板，在晶圆上进行丝网印刷，以使声学层原料通过至少一个丝网开口，在晶圆上形成至少一个声学材料层，其中，声学材料层的面积大于预定形状和尺寸的声学层的面积，再将至少一个声学材料层进行分割处理，以在晶圆上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层，制备得到的至少一个预定形状和尺寸的声学层的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请中的一种示例的声学层的制备方法的流程图。
图2示出了本申请中的一个示例的声学层的制备过程的示意图。
图3示出了本申请中的另一个示例的声学层的制备过程的示意图。
图4示出了本申请中的又一个示例的声学层的制备过程的示意图。
图5示出了本申请中的再一个示例的声学层的制备过程的示意图。
图6示出了相关技术中的一种采用丝网印刷方式在晶圆上制备声学层的过程示意图。
图7示出了本申请中的一种示例的超声波芯片的示意图。
图8示出了本申请中的一种示例的超声波指纹模组的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。
下面结合附图说明本申请实施例的技术方案的具体实现。需要说明的是，各个附图中为便于进行示意，各结构其未必是按照实际比例绘制的。各个附图并不作为对本申请实施例中的任何限制。
图1示出了本申请中的一种示例的声学层的制备方法的流程图。参照图1所示，该声学层的制备方法包括步骤S102和步骤S104，具体地：
步骤S102：利用声学层原料和带有至少一个丝网开口的丝印网板，在晶圆上进行丝网印刷，以使声学层原料通过至少一个丝网开口，在晶圆上形成至少一个声学材料层，其中，声学材料层的面积大于预定形状和尺寸的声学层的面积；
步骤S104：将至少一个声学材料层进行分割处理，以在晶圆上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层。
基于此，通过本申请实施例中的声学层的制备方案，制备得到的至少一个预定形状和尺寸的声学层的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
下面对本申请中的声学层的制备方法进行具体说明。
本申请中，声学层100用于为超声波芯片产生超声波信号。具体来说，声学层100可以在一定条件下产生超声波信号，并且可以将超声波信号发射到外部，这个一定条件例如可以是声学层接受到合适的电压时。
可选地，声学层100可以包括压电材料。通过对声学层的压电材料提供电压，基于压电材料的压电效应，使得声学层100可以产生并发出超声波信号、以及接收被外部结构反射回来的超声波信号，从而实现声学层100的功能。可选地，声学层100可以为膜层，但本申请中并不对声学层100的厚度进行具体限定，可以按照需要制备合适的厚度。
本申请中不对声学层100的压电材料进行限制。例如，压电材料可以包括单晶陶瓷材料、多晶陶瓷材料、高分子材料、薄膜材料和多晶材料和高分子材料的复合材料中的至少一种。在一些示例中，声学层100的压电材料可以包括PVDF(Polyvinylidene fluoride，聚偏二氟乙烯)材料，PVDF材料包括但不限于PVDF及其共聚物，采用PVDF材料的声学层100，可以较好满足声学层100的功能。
本申请中，声学层原料即制备声学层100的原材料。由前述，声学层100可以包括压电材料，则声学层原料中可以包括压电材料。由于本申请实施例的步骤S102中采用丝网印刷的方式，声学层原料可以呈浆料形式、涂料形式等。
本申请中，预定形状和尺寸可以是所需制备的声学层100需要满足的形状和尺寸，预定形状和尺寸可以依照不同超声波芯片的需求来合理确定，在此不进行具体限制。可选地，每个声学材料层30至少可以用于制备一个预定形状和尺寸的声学层100。
在一些可选的实施例中，至少一个声学材料层30在被分割处理后，制备得到多个预定形状和尺寸的声学层100。基于此，本申请通过对这样的至少一个声学材料层30分割处理，以制备得到多个预定形状和尺寸的声学层100，可以更方便地适应在晶圆10上制备多个声学层100的需求。
本申请中，丝印网板20可包括丝网，丝网开口21为丝网上的开口。丝网包括很多细密小孔，基于丝网的这种特性，丝网开口21实际上并非完整的开口，而是由很多细密小孔组成，在步骤S102中进行丝网印刷时，声学层材料可以通过丝网开口的多个细密小孔在晶圆10上形成声学材料层30。丝印网板20的丝网上除丝网开口21以外的其他区域的细密小孔被封闭，例如可以是用油墨固化后实现封闭，因此声学层材料不能从丝印网板20的丝网上除了丝网开口21以外的其他区域通过。
应理解，丝网印刷的具体流程属于成熟的现有技术，本申请中不进行具体限制。作为示例地，可以依照以下内容来理解步骤S102中利用声学层原料和带有至少一个丝网开口的丝印网板，在晶圆上进行丝网印刷的工作过程：工作人员首先将丝印网板20放置在晶圆10上方，将丝网开口21对准晶圆10上合适的区域，取适量的声学层原料置于丝印网板20的丝网上，再使用刮板等工具对丝印网板20的丝网上的声学层原料进行刮动，声学层原料在刮动时通过至少一个丝网开口21在晶圆10上形成面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积的声学材料层30。应理解，这一丝网印刷的示例工作过程，并不作为对本申请的任何限制。
本申请中，步骤S102中的丝印网板20上的丝网开口21可以是任意合适的形状，在此不进行具体限定。作为一个优选的示例，至少一个丝网开口12的形状可以为矩形形状。矩形形状可以为长条的矩形形状，也可以是较小的矩形形状。作为另一个可选的示例，至少一个丝网开口12的形状可以为不规则形状，例如丝网开口21也可以为“E”字形或者“工”字型等不规则形状。应理解，这些丝网开口21的形状并不作为对本申请实施例的限制。
可选地，步骤S102中得到的至少一个声学材料层30可以为长条形状。例如，长条形状的声学材料层30可以通过长条形状(例如长条的矩形形状)的丝网开口21形成，或者也可以通过其他不规则形状的丝网开口21形成(例如“E”字型、“工”字形等)，本申请中不进行具体限制。
本申请中，步骤S102中，在利用声学层原料和带有至少一个丝网开口21的丝印网板20进行丝网印刷时，可以通过一个丝网开口21形成一个声学材料层30(例如，参照图2、图3、图4和图5所示，示出了通过丝印网板20中的一个丝网开口21在晶圆10上形成一个声学材料层30的几种示例)；或者，也可以通过一个丝网开口21形成多个声学材料层30(例如，其中一个丝网开口21为“E”字形，则在丝网印刷时可以仅通过“E”字形丝网开口21的横向的3个区域在晶圆10上印刷形成3个声学材料层30；例如其他可能的示例中，其中一个丝网开口21也可以为“工”字形等其他形状，也可以形成多个声学材料层30，应理解，这些示例并非对本申请中的限制。)；或者，也通过N个丝网开口21形成M个声学材料层30，2≤N≤M且N和M都是正整数(例如，一个丝印网板20上既有长条形的丝网开口21，又有“E”字形或“工”字形等形状的丝网开口21，应理解，这些示例并非对本申请中的限制。)。
在一些可选的实施例中，步骤S102中的“在晶圆上形成至少一个声学材料层”可以包括：在晶圆10上形成平行排列的多个声学材料层30。
基于此，本申请中通过在晶圆10上形成平行排列的多个声学材料层30，可以更方便地适应在晶圆10上制备多个声学层100的需求。
应理解，多个声学材料层30的形状可以彼此相同，也可以彼此不同。在晶圆10上形成平行排列的多个声学材料层30，可以通过丝印网板20上的一个或者多个丝网开口21进行丝网印刷实现。例如，参照图2、图3、图4和图5所示的示例，丝印网板20上可以包括多个平行排列的丝网开口21，可以利用声学层原料通过多个平行排列的丝网开口21进行丝网印刷得到多个平行排列的多个声学材料层30；又例如，丝印网板20可以包括一个丝网开口21，该一个丝网开口21为“E”型，可以通过“E”字形丝网开口21的横向的3个区域形成多个平行排列的多个声学材料层30。应理解，这些示例仅作为一些可选的实施方式，并不作为对本申请中的任何限制。
本申请中，步骤S104中通过将至少一个声学材料层30进行分割处理，可以将晶圆10上的较大的声学材料层30制备成至少一个预定形状和尺寸的声学层100。本申请中不限制分割处理的具体方式，例如，在一可选实施例中，可以通过磨划切割工艺在晶圆10上对至少一个声学材料层30进行分割处理。
为便于理解本申请实施例，这里再结合图6对相关技术中采用丝网印刷在晶圆上制备声学层的一种方式进行说明(应理解，这里所说的相关技术并不一定是指现有技术)：参照图6所示，在丝印网板20’上设置多个预定形状和尺寸的丝网开口21’，再利用声学层原料通过多个预定形状和尺寸的丝网开口21’在晶圆10’上进行丝网印刷，以使得声学层原料通过多个预定形状和尺寸的丝网开口21’，直接在晶圆10’上形成多个预定形状和尺寸的声学层100’。在丝网印刷时，工作人员需要使用刮板等工具对丝印网板20’的丝网上的声学层原料进行刮动，声学层原料在刮动时通过多个预定形状和尺寸的丝网开口21’直接在晶圆10’上形成多个预定形状和尺寸的声学层100’，由于在刮动时丝网的不同区域受力差异较大，进而因受力差异使得通过丝网开口21’形成的声学层100’的四周边沿处的厚度相较于声学层100’的中间区域的厚度明显较大，进而导致声学层100’的厚度均匀性不够理想。
因此，通过本申请实施例中的声学层的制备方案，由于可以利用声学层原料和带有至少一个丝网开口21的丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷，以使声学层原料通过至少一个丝网开口21，在晶圆10上形成至少一个面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积的声学材料层30，再将至少一个声学材料层30进行分割处理，以在晶圆10上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层100，使得通过本申请的制备方案制备得到的至少一个预定形状和尺寸的声学层100的至少部分边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异得到了降低，因此该至少一个声学层100的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
在一些可选的实施例中，预定形状和尺寸的声学层100满足：声学层100为矩形形状，且声学层100沿第一方向F1的长度为第一预定长度A，声学层100沿第二方向F2的长度为第二预定长度B，第一方向F1垂直于第二方向F2。其中，第一预定长度A和第二预定长度B的其中一个可以是矩形形状的长度值，而另一个则可以是矩形形状的宽度值。
本申请中，在一些可选的实施例中，声学层100为矩形形状，且声学层100沿第一方向F1的长度为第一预定长度A，声学层100沿第二方向F2的长度为第二预定长度B，第一方向F1垂直于第二方向F2；其中，通过丝网印刷得到的至少一个声学材料层30的最大内接矩形沿第一方向F1上的第一长度C与第一预定长度A之间满足：C＝A，且该声学材料层30的最大内接矩形沿第二方向F2上的第二长度D与第二预定长度B之间满足：D＞B。
基于此，本申请的一些可选的实施例通过将满足这样条件(C＝A且D＞B)的声学材料层30进行分割处理，在晶圆10上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层100，使得通过这些可选实施例制备得到的声学层100沿第二方向F2上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过该可选实施方案制备的至少一个声学层100的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
例如，图2示出了本申请中的一个示例的声学层的制备过程的示意图，参照图2，其中，示出了其中一个声学材料层30的最大内接矩形的示例，其他可以类推，其也示出了至少一个声学材料层30满足C＝A且D＞B的示例，应理解，图2所示的示例并不作为对本申请中的限制。
可选地，至少一个声学材料层30满足C＝A且D＞2B，从而使得声学材料层30可以用于制备出多个预定形状和尺寸的声学层100(多个声学层100可以沿第二方向F2间隔排列)，从而更方便地适应在晶圆10上制备多个声学层100的需求。
本申请中，在一些可选的实施例中，声学层100为矩形形状，且声学层100沿第一方向F1的长度为第一预定长度A，声学层100沿第二方向F2的长度为第二预定长度B；其中，通过丝网印刷得到的至少一个声学材料层30的最大内接矩形沿第一方向F1上的第一长度C与第一预定长度A之间满足：C＞A，且该声学材料层30的最大内接矩形沿第二方向F2上的第二长度D与第二预定长度B之间满足：D＞B。
基于此，本申请的一些可选的实施例通过将满足这样条件(C＝A且D＞B)的声学材料层30进行分割处理，在晶圆10上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层100，使得通过这些可选实施例制备得到的声学层100沿第二方向F2上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，可以使得这些可选实施例制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过该可选实施方案制备的至少一个声学层100的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
例如，图3、图4和图5示出了本申请的另一些示例的声学层的制备过程的示意图，参照图3、图4和图5，均示出了其中一个声学材料层30的最大内接矩形的示例，其他可以类推，其也示出了至少一个声学材料层30满足C＞A且D＞B的示例，应理解，图3、图4和图5所示的示例并不作为对本申请中的限制。
可选地，至少一个声学材料层30满足C＞A且D＞2B，从而使得声学材料层30可以用于制备出多个预定形状和尺寸的声学层100(多个声学层100可以沿第二方向F2间隔排列)，从而更方便地适应在晶圆10上制备多个声学层100的需求。
本申请中，在一些可选的实施例中，声学层100为矩形形状，且声学层100沿第一方向F1的长度为第一预定长度A，声学层100沿第二方向F2的长度为第二预定长度B；其中，通过丝网印刷得到的至少一个声学材料层30的最大内接矩形沿第一方向F1上的第一长度C与第一预定长度A之间满足：C＞2A，且该声学材料层30的最大内接矩形沿第二方向F2上的第二长度D与第二预定长度B之间满足：D＞B。
基于此，本申请的一些可选的实施例，通过将满足这样条件(C＞2A且D＞B)的声学材料层30进行分割处理，在晶圆10上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层100，使得通过这些可选实施例制备得到的声学层100沿第二方向F2上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，可以使得这些可选实施例制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过该可选实施方案制备的至少一个声学层100的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
例如，图5示出了本申请的另一些示例的声学层的制备过程的示意图，参照图5，示出了其中一个声学材料层30的最大内接矩形的示例，其他可以类推，其也示出了至少一个声学材料层30满足C＞2A且D＞B的示例，应理解，图5所示的示例并不作为对本申请中的限制。
可选地，至少一个声学材料层30满足C＞2A且D＞2B，从而使得声学材料层30可以用于制备出多个预定形状和尺寸的声学层100(多个声学层100可以沿第二方向F2间隔排列)，从而更方便地适应在晶圆10上制备多个声学层100的需求。
本申请中，为便于利用在晶圆10上制备出的预定形状和尺寸的声学层100来进一步封装和测试超声波芯片，在一些可选的实施例中，本申请中制备声学层100所利用的晶圆10上形成有至少一个超声波芯片的焊盘区11，在步骤S102中在晶圆10上形成至少一个声学材料层30后，至少一个焊盘区11未与声学材料层30接触。
具体地，超声波芯片的焊盘区11可以用于电连接，例如，在制备完成的超声波芯片中，焊盘区11可以用于电连接在超声波指纹模组上，焊盘区11可以为金手指区域。由于未与声学材料层30接触的焊盘区11能够保持焊盘区11的功能，可以用于超声波芯片的制备，不影响超声波芯片的封装和测试，基于此，本申请可以便于利用至少一个声学材料层30来制备预定形状和尺寸的声学层100，并利用未与声学材料层30接触的至少一个焊盘区11来进行超声波芯片的封装和测试。
为了避免声学材料层30与晶圆10的焊盘区11接触，可以在晶圆10上各个焊盘区11的附近提前规划与其对应的声学层100的制备区域，进一步地，可以按照提前规划的声学层100的制备区域来对应设计丝印网板20上的丝网开口21的位置，以在步骤S102中利用声学层原料和带有至少一个丝网开口21的丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷时，使声学层原料通过至少一个丝网开口21，在晶圆10上提前规划的声学层100的制备区域内形成至少一个声学材料层30，以避开焊盘区11，从而实现避免声学材料层30与晶圆10的焊盘区11接触的目的。
在一些可选的实施例中，本申请中制备声学层100所利用的晶圆10上，形成有多个超声波芯片的焊盘区11，且多个超声波芯片的焊盘区11沿第一方向F1排列成多行；本申请的步骤S102中的“在晶圆上形成至少一个声学材料层”可以包括：在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30；并且，在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30后，至少一行焊盘区11位于相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内。
基于此，本申请可以便于利用沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30来制备预定形状和尺寸的声学层100，并利用位于相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内的至少一行焊盘区11，来进行超声波芯片的封装和测试。
在一些可选的实施例中，在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30后，至少一组相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内存在两行焊盘区11。
基于此，本申请可以便于利用至少一组相邻两个声学材料层30来制备预定形状和尺寸的声学层100，并利用位于该至少一组相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内的两行焊盘区11，来进行超声波芯片的封装和测试。
例如，参照图5所示，在当晶圆10上的声学材料层30满足C＞2A且D＞B时，可以通过至少一组相邻两个声学材料层30、以及位于该至少一组相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内的两行焊盘区11，“头对头”地制备两行超声波芯片，以避免焊盘区11被浪费，避免晶圆10能够制备的超声波芯片的数量减少，提高晶圆10的利用率。
下面，结合图6对相关技术中采用丝网印刷在晶圆上制备声学层的一个示例方案进行介绍。应理解，本文中所述的相关技术未必是现有技术。前文中已经进行了简单说明，这里进行说明用于方便对比相关技术和本申请中的声学层的制备方案的区别，以便于可以更直观地看出本申请实施例的技术方案的有益效果。
<相关技术的方案>
参照图6所示，相关技术的方案中，采用的晶圆10’上形成有多个超声波芯片的焊盘区11’，每个焊盘区11’用于封装一个超声波芯片；晶圆10’上每个焊盘区11’上方均规划一个用于制备预定形状和尺寸的声学层100’的区域(为便于表示，图6中，采用虚线表示该区域的位置)。采用的丝印网板20’包括位于丝网上的多个预定形状和尺寸的丝网开口21’，丝网开口21’的个数与焊盘区11’的个数相同，丝印网板20的丝网除丝网开口21’以外的区域被封闭。
参照图6所示，相关技术的方案中，使用晶圆10’和丝印网板20’进行丝网印刷时，利用声学层原料通过多个预定形状和尺寸的丝网开口21’在晶圆10’上进行丝网印刷，以使得声学层原料通过多个预定形状和尺寸的丝网开口21’，直接在晶圆10’上形成多个预定形状和尺寸的声学层100’。在丝网印刷时，工作人员需要使用刮板等工具对丝印网板20’的丝网上的声学层原料进行刮动，声学层原料在刮动时通过多个预定形状和尺寸的丝网开口21’直接在晶圆10’上形成多个预定形状和尺寸的声学层100’，由于在刮动时丝网的不同区域受力差异较大，进而因受力差异使得通过丝网开口21’形成的声学层100’的四周边沿处的厚度相较于声学层100’的中间区域的厚度明显较大，进而导致声学层100’的厚度均匀性不够理想。
下面，再结合图2、图3、图4和图5对本申请的声学层的制备方案的一些示例的实施方案进行说明，通过这些示例的实施方案，可以更便于对本申请的技术方案进行理解。应理解，以下说明并不作为对本申请中的任何限制。
<实施方案1>
参照图2所示，实施方案1中，采用的晶圆10上形成有多个超声波芯片的焊盘区11，且多个超声波芯片的焊盘区11沿第一方向F1上排列成多行，每行焊盘区11均包括多个焊盘区11，每个焊盘区11用于封装一个超声波芯片；晶圆10上每个焊盘区11上方均规划一个用于制备预定形状和尺寸的声学层100(矩形形状，且沿第一方向F1上的长度为第一预定长度A、沿第二方向F2上的长度为第二预定长度B)的区域(为便于表示，图2中，采用虚线表示该区域的位置)；
实施方案1中采用的丝印网板20包括位于丝网上的多个丝网开口21，多个丝网开口21彼此平行且沿第一方向F1上间隔排列，丝网开口21呈长条矩形形状，丝网开口21的个数与焊盘区11的行数相同，丝印网板20的丝网除丝网开口21以外的区域被封闭。
参照图2所示，实施方案1中，使用晶圆10和丝印网板20实施本申请的声学层的制备方法时，可以利用声学层原料(例如包括压电材料)和该丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷。可以使每个丝印网板20的丝网开口21对准晶圆10上每行焊盘区11上方规划的用于制备声学层100的区域，以使声学层原料在丝网印刷的过程中，通过多个丝网开口21在晶圆10上规划的用于制备声学层100的区域处形成声学材料层30，声学材料层30的面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积，并且实施方案1中，声学材料层30的最大内接矩形沿第一方向F1上的第一长度C＝第一预定长度A、声学材料层30的最大内接矩形沿第二方向F2上的第二长度D＞第二预定长度B(应理解，图2中D大于多倍的B，以适应沿第二方向F1制备更多声学层100的需求)；在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30后，多行焊盘区11位于相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内。之后，可以对该多个声学材料层30进行分割处理(利用采用磨划切割工艺实现)，以利用声学材料层30在晶圆10上制备得到多个预定形状和尺寸的声学层100。
实施方案1的优势是：制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过实施方案1中制备的声学层100的厚度均匀性较好，进而利用实施方案1中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好；此外，声学层原料利用率较高，并且能充分利用晶圆10制备更多的声学层100、能充分利用晶圆10上的焊盘区11(即焊盘区11不会浪费)、以及便于利用更多声学层100和更多焊盘区11来进行更多超声波芯片的封装和测试、晶圆10上的空间利用率较高。
<实施方案2>
实施方案1制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，但是由于其声学材料层30满足C＝A，因此，实施方案1制备出的声学层100沿第一方向F1上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异仍然较大。
参照图3所示，实施方案2中，采用与实施方案1相同的晶圆10(即晶圆10上形成有多个超声波芯片的焊盘区11，且多个超声波芯片的焊盘区11沿第一方向F1上排列成多行，每行焊盘区11均包括多个焊盘区11，每个焊盘区11用于封装一个超声波芯片；晶圆10上每个焊盘区11上方均规划一个用于制备预定形状和尺寸的声学层100(矩形形状，且沿第一方向F1上的长度为第一预定长度A、沿第二方向F2上的长度为第二预定长度B)的区域(为便于表示，图3中，采用虚线表示该区域的位置))；
实施方案2中采用的丝印网板20包括位于丝网上的多个丝网开口21，多个丝网开口21彼此平行且沿第一方向F1上间隔排列，丝网开口21呈长条矩形形状，丝印网板20的丝网除丝网开口21以外的区域被封闭；但其与实施方案1不同之处在于，实施方案2中的丝网开口21比实施方案1中的丝网开口21要更大，且丝网开口21的数量减少一倍。
参照图3所示，实施方案2中，使用晶圆10和丝印网板20实施本申请的声学层的制备方法时，可以利用声学层原料(例如包括压电材料)和该丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷。可以使每个丝印网板20的丝网开口21对准晶圆10上一行焊盘区11上方规划的用于制备声学层100的区域，以使声学层原料在丝网印刷的过程中，通过多个丝网开口21在晶圆10上规划的用于制备声学层100的区域处形成声学材料层30，声学材料层30的面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积，并且实施方案2中，声学材料层30的最大内接矩形沿第一方向F1上的第一长度C＞第一预定长度A、声学材料层30的最大内接矩形沿第二方向F2上的第二长度D＞第二预定长度B(应理解，图3中D大于多倍的B，以适应沿第二方向F1制备更多声学层100的需求)；在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30后，多行焊盘区11位于相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内；实施方案2中，由于声学材料层30覆盖了其中的几行焊盘区11，因此被覆盖的焊盘区11在后续使用过程中需要废去(原因是影响超声波芯片的封装和测试)。之后，可以对该多个声学材料层30进行分割处理(利用采用磨划切割工艺实现)，以利用声学材料层30在晶圆10上制备得到多个预定形状和尺寸的声学层100。
实施方案2的优势是：制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过实施方案2中制备的声学层100的厚度均匀性较好，进而利用实施方案2中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
<实施方案3>
实施方案2中制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，但是，实施方案2中浪费了晶圆10上的一些焊盘区11。
参照图4所示，实施方案3中，采用与实施方案1和2不同的晶圆10，实施方案3中的晶圆10上形成有多个超声波芯片的焊盘区11，且多个超声波芯片的焊盘区11沿第一方向F1上排列成多行，每行焊盘区11均包括多个焊盘区11，每个焊盘区11用于封装一个超声波芯片；晶圆10上每个焊盘区11上方均规划一个用于制备预定形状和尺寸的声学层100(矩形形状，且沿第一方向F1上的长度为第一预定长度A、沿第二方向F2上的长度为第二预定长度B)的区域(为便于表示，图4中，采用虚线表示该区域的位置)，但其与实施方案1和2不同之处在于，实施方案3中的焊盘区11的行数比实施方案1和2中的焊盘区11的行数减少一半，实施方案3中的每相邻两行焊盘区11之间的间距要比实施方案1和2的大；
实施方案3采用的丝印网板20包括位于丝网上的多个丝网开口21，多个丝网开口21彼此平行且沿第一方向F1上间隔排列，丝网开口21呈长条矩形形状，丝网开口21的个数与焊盘区11的行数相同，丝印网板20的丝网除丝网开口21以外的区域被封闭；但其与实施方案1不同之处在于，实施方案3中的丝网开口21比实施方案1中的丝网开口21要更大，且丝网开口21的数量减少一倍。
参照图4所示，实施方案3中，使用晶圆10和丝印网板20实施本申请的声学层的制备方法时，可以利用声学层原料(例如包括压电材料)和该丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷。可以使每个丝印网板20的丝网开口21对准晶圆10上每行焊盘区11上方规划的用于制备声学层100的区域，以使声学层原料在丝网印刷的过程中，通过多个丝网开口21在晶圆10上规划的用于制备声学层100的区域处形成声学材料层30，声学材料层30的面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积，并且实施方案3中，声学材料层30沿第一方向F1上的第一长度C＞第一预定长度A、声学材料层30沿第二方向F2上的第二长度D＞第二预定长度B(应理解，图4中D大于多倍的B，以适应沿第二方向F1制备更多声学层100的需求)；在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30后，至少一行焊盘区11位于相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内。之后，可以对该多个声学材料层30进行分割处理(利用采用磨划切割工艺实现)，以利用声学材料层30在晶圆10上制备得到多个预定形状和尺寸的声学层100。
实施方案3的优势是：制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过实施方案2中制备的声学层100的厚度均匀性较好，进而利用实施方案2中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好；并且，没有浪费晶圆10上的焊盘区11，能充分利用晶圆10上的焊盘区11，便于充分利用声学层100和焊盘区11来进行超声波芯片的封装和测试。
<实施方案4>
实施方案2和实施方案3制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，但是，两者均不能充分利用晶圆10制备更多的声学层100、不能便于利用更多声学层100和更多焊盘区11来进行更多超声波芯片的封装和测试、晶圆10上的空间利用率较低。
参照图5所示，实施方案4中，采用的晶圆10与实施方案1、2和3均不相同，实施方案4采用的晶圆10上形成有多个超声波芯片的焊盘区11，且多个超声波芯片的焊盘区11沿第一方向F1上排列成多行，每行焊盘区11均包括多个焊盘区11，每个焊盘区11用于封装一个超声波芯片；晶圆10上每两行焊盘区11作为一组，每一组焊盘区11之间存在的间隔足够制备两行预定形状和尺寸的声学层100(矩形形状，且沿第一方向F1上的长度为第一预定长度A、沿第二方向F2上的长度为第二预定长度B)，相邻两组焊盘区11靠近设置；每组焊盘区11中，一行焊盘区11在焊盘区11下方规划一行用于制备预定形状和尺寸的声学层100的区域(为便于表示，图5中，采用虚线表示该区域的位置)，另一行焊盘区11在焊盘区11上方规划一行用于制备预定形状和尺寸的声学层100的区域(应理解，通过一组焊盘区11和制备出的两行声学层100，可以封装出到达“头对头”设置的两行超声波芯片)。
实施方案4中采用的丝印网板20包括位于丝网上的多个丝网开口21，多个丝网开口21彼此平行且沿第一方向F1上间隔排列，丝网开口21呈长条矩形形状，丝印网板20的丝网除丝网开口21以外的区域被封闭；但其与实施方案1不同之处在于，实施方案4中的丝网开口21比实施方案1中的丝网开口21要更大，且丝网开口21的数量减少一倍。
参照图5所示，实施方案4中，使用晶圆10和丝印网板20实施本申请的声学层的制备方法时，可以利用声学层原料(例如包括压电材料)和该丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷。可以使每个丝印网板20的丝网开口21对准晶圆10上每组焊盘区11中的两行焊盘区11之间用于制备两行声学层100的区域，以使声学层原料在丝网印刷的过程中，通过多个丝网开口21在晶圆10上规划的用于制备声学层100的区域处形成声学材料层30，声学材料层30的面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积，并且实施方案4中，由于丝网开口尺寸，使得声学材料层30的最大内接矩形沿第一方向F1上的第一长度C＞2A(即2倍的第一预定长度A)、声学材料层30的最大内接矩形沿第二方向F2上的第二长度D＞第一预定长度B(应理解，图5中D大于多倍的B，以适应沿第二方向F1制备更多声学层100的需求)；在晶圆10上形成沿第一方向F1间隔排列的多个声学材料层30后，至少一组相邻两个声学材料层30之间的间隔区域内存在两行焊盘区11。之后，可以对该多个声学材料层30进行分割处理(利用采用磨划切割工艺实现)，以利用声学材料层30在晶圆10上制备得到多个预定形状和尺寸的声学层100。
实施方案4的优势是：制备出的声学层100沿第二方向F2上的边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，并且，制备得到的声学层100沿第一方向F1上的至少一个边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异能够得到降低，因此通过实施方案2中制备的声学层100的厚度均匀性较好，进而利用实施方案2中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好；并且，声学层原料利用率较高，并且能充分利用晶圆10制备更多的声学层100、能充分利用晶圆10上的焊盘区11(即焊盘区11不会浪费)、以及便于利用更多声学层100和更多焊盘区11来进行更多超声波芯片的封装和测试、晶圆10上的空间利用率较高。
综合以上本申请示例的实施方案1、2、3、4中的任意一个实施方案与相关技术的方案相比，都能使制备得到的至少一个预定形状和尺寸的声学层100的至少部分边沿处的厚度，相较于声学层100的中间区域的厚度差异得到降低，从而能够有效提高制备的声学层100的厚度均匀性，进而本申请声学层的方案制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
可以理解的是，以上内容仅是本申请实施例中的声学层的制备方案的一些可选的实施例，其并不作为对本申请实施例中的任何限制。
综上所述，本申请实施例中的声学层的制备方案，由于可以利用声学层原料和带有至少一个丝网开口21的丝印网板20，在晶圆10上进行丝网印刷，以使声学层原料通过至少一个丝网开口21，在晶圆10上形成至少一个声学材料层30，其中，声学材料层30的面积大于预定形状和尺寸的声学层100的面积，再将至少一个声学材料层30进行分割处理，以在晶圆10上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层100，制备得到的至少一个预定形状和尺寸的声学层100的厚度均匀性较好，进而利用本方案中制备出的声学层100生产出的超声波芯片的性能较好，当该超声波芯片应用在超声波指纹模组中时，超声波指纹模组得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
参照图7所示，根据本申请实施例中的第二方面，提供了一种超声波芯片200，包括：用于产生超声波信号的声学层100，所述声学层100为预定形状，其中，所述声学层100通过前述第一方面所述的方法制备得到。
由于本申请实施例中第二方面提供的超声波芯片200中的声学层100通过本申请中第一方面提供的声学层的制备方法制备得到，因此该超声波芯片200性能较好。
参照图8所示，根据本申请实施例中的第三方面，提供了一种超声波指纹模组300，包括：前述第二方面提供的超声波芯片200。
由于本申请实施例中的第三方面提供的超声波指纹模组300包括第二方面提供的超声波芯片200，而超声波芯片200中的声学层100通过本申请中第一方面提供的声学层的制备方法制备得到，因此该超声波指纹模组300得到的指纹图像质量较好，指纹识别性能也较好。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种声学层的制备方法，其特征在于，所述声学层用于为超声波芯片产生超声波信号，所述方法包括：
利用声学层原料和带有至少一个丝网开口的丝印网板，在晶圆上进行丝网印刷，以使所述声学层原料通过至少一个丝网开口，在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，其中，所述声学材料层的面积大于预定形状和尺寸的声学层的面积；
将至少一个声学材料层进行分割处理，以在所述晶圆上制备得到至少一个预定形状和尺寸的声学层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声学层为矩形形状，且所述声学层沿第一方向的长度为第一预定长度A，所述声学层沿第二方向的长度为第二预定长度B，所述第一方向垂直于所述第二方向；其中，
至少一个所述声学材料层的最大内接矩形沿第一方向上的第一长度C与所述第一预定长度A之间满足：C＝A，且该声学材料层的最大内接矩形沿第二方向上的第二长度D与所述第二预定长度B之间满足：D＞B。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声学层为矩形形状，且所述声学层沿第一方向的长度为第一预定长度A，所述声学层沿第二方向的长度为第二预定长度B，所述第一方向垂直于所述第二方向；其中，
至少一个所述声学材料层的最大内接矩形沿第一方向上的第一长度C与所述第一预定长度A之间满足：C＞A，且该声学材料层的最大内接矩形沿第二方向上的第二长度D与所述第二预定长度B之间满足：D＞B。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声学层为矩形形状，且所述声学层沿第一方向的长度为第一预定长度A，所述声学层沿第二方向的长度为第二预定长度B，所述第一方向垂直于所述第二方向；其中，
至少一个所述声学材料层的最大内接矩形沿第一方向上的第一长度C与所述第一预定长度A之间满足：C＞2A，且该声学材料层的最大内接矩形沿第二方向上的第二长度D与所述第二预定长度B之间满足：D＞B。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个所述声学材料层在被分割处理后，制备得到多个预定形状和尺寸的声学层。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，包括：在所述晶圆上形成平行排列的多个声学材料层。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述晶圆上形成有至少一个超声波芯片的焊盘区，在所述晶圆上形成至少一个声学材料层后，至少一个所述焊盘区未与所述声学材料层接触。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述晶圆上形成有多个超声波芯片的焊盘区，且所述多个超声波芯片的焊盘区沿第一方向排列成多行；
所述在所述晶圆上形成至少一个声学材料层，包括：在所述晶圆上形成沿第一方向间隔排列的多个声学材料层；
并且，在所述晶圆上形成沿第一方向间隔排列的多个声学材料层后，至少一行所述焊盘区位于相邻两个声学材料层之间的间隔区域内。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述晶圆上形成沿第一方向间隔排列的多个声学材料层后，至少一组相邻两个声学材料层之间的间隔区域内存在两行所述焊盘区。
10.一种超声波芯片，其特征在于，包括：用于产生超声波信号的声学层，所述声学层为预定形状和尺寸，其中，所述声学层通过权利要求1-9中任一项所述的方法制备得到。
11.一种超声波指纹模组，其特征在于，包括：如权利要求10所述的超声波芯片。
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