TW201722687A - 具有光致抗蝕劑的膜連結 - Google Patents

具有光致抗蝕劑的膜連結 Download PDF

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photoresist
film
ultrasonic device
ultrasonic
membrane
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安德魯 喬伊斯
西恩 泰菲爾
保羅 雷諾斯
尼可拉斯L 納梅斯
亞當S 艾爾哈達德
布薩裘梅 法拉傑
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優賓股份有限公司
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Abstract

提供用於膜連結的系統和技術。可以向超聲波器件施加光致抗蝕劑。可以移除光致抗蝕劑的一部分。可以向光致抗蝕劑的未被移除的部分施加連結劑。可以將膜放置在超聲波器件上,使得膜通過連結劑和光致抗蝕劑與超聲波器件接觸。可以將膜和超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間,使得第二平板與膜的頂面抵接。可以向膜施加輕的壓力。可以通過第二平板的重量以及對第一平板和第二平板中的一者或兩者施加壓力的壓力提供裝置中的一者或多者來施加輕的壓力。

Description

具有光致抗蝕劑的膜連結 相關申請的引用
本申請要求2016年3月22日遞交的美國專利申請No.15/077,734和2015年5月20日遞交的美國臨時專利申請No.62/164,108的優先權,通過引用併入這兩件專利的全部內容。
發明領域
本發明係有關於具有光致抗蝕劑的膜連結。
機電有源器件可以使用在多種應用中。例如,機電有源器件可以使用在轉換器、感測器和致動器中。在一些使用中,機電有源器件可以用於通過機電有源器件的振動而產生包括超聲波的聲波。膜或隔膜可以添加至機電有源器件,以提供供諸如空氣等的介質利用機電有源器件的振動而移動的額外的表面面積。膜可以被調諧成優化機電有源器件的性能的各種參數,諸如能夠在不同介質之間有效進行能量傳遞,或者將機電有源器件的諧振性能調諧至特定頻率等。
根據所公開的主題的實施方式,可以向超聲波器件施加光致抗蝕劑。可以覆蓋所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的第一部分。可以使所述光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源。可以移除所述光致抗蝕劑的第一部分或所述光致抗蝕劑的第二部分,以在所述超聲波器件上生成所述光致抗蝕劑的剩餘部分。可以向所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分施加連結劑。可以將膜放置在所述超聲波器件上,使得所述膜經由所述連結劑與所述超聲波器件接觸。可以將所述膜和所述超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間,使得所述第二平板與所述膜的頂面抵接。可以向所述膜施加輕的壓力,其中通過所述第二平板的重量和對所述第一平板和所述第二平板中的一者或兩者施加壓力的壓力提供裝置中的一者或多者來施加所述輕的壓力。
可以向超聲波器件施加光致抗蝕劑。可以覆蓋所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的第一部分。可以使所述光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源。所述光致抗蝕劑的第二部分可以形成所述超聲波器件的超聲波轉換器之間的轉換器單元邊界並可以形成位於所述超聲波器件的機電有源器件的頂端的光致抗蝕劑點。可以移除所述光致抗蝕劑的第一部分,以在所述超聲波器件上生成所述光致抗蝕劑的剩餘部分。所述光致抗蝕劑的剩餘部分可以包括所述光致抗蝕劑的第二部分。可以向所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分施加環氧樹脂。所述環氧 樹脂可以在所述超聲波器件上形成環氧樹脂線。可以向所述超聲波轉換器的機電有源器件上的所述光致抗蝕劑施加環氧樹脂。可以將膜放置在所述超聲波器件上,使得所述膜與所述環氧樹脂接觸。所述膜可以覆蓋所述超聲波轉換器中的一個或多個超聲波轉換器。可以將所述膜和所述超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間。所述第二平板可以與所述膜接觸,所述第一平板可以與所述第二平板相對地與所述超聲波器件接觸。可以在所述環氧樹脂的固化時間中的至少一部分時間經由所述第一平板和所述第二平板中的一者或兩者對所述膜或所述超聲波器件施加輕的壓力。
可以向超聲波器件施加光致抗蝕劑。可以覆蓋所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的第一部分。可以使所述光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源。所述光致抗蝕劑的第一部分可以形成所述超聲波器件的超聲波轉換器之間的轉換器單元邊界並可以形成位於所述超聲波器件的機電有源器件的頂端的光致抗蝕劑點。可以移除所述光致抗蝕劑的第二部分,以在所述超聲波器件上生成所述光致抗蝕劑的剩餘部分。所述光致抗蝕劑的剩餘部分可以包括所述光致抗蝕劑的第一部分。可以向所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分施加環氧樹脂。所述環氧樹脂可以在所述超聲波器件上形成環氧樹脂線。可以向所述超聲波轉換器的機電有源器件上的所述光致抗蝕劑施加環氧樹脂。可以將膜放置在所述超聲波器件上,使得所述 膜與所述環氧樹脂接觸。所述膜可以覆蓋所述超聲波轉換器中的一個或多個超聲波轉換器。可以將所述膜和所述超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間。所述第二平板可以與所述膜接觸,所述第一平板可以與所述第二平板相對地與所述超聲波器件接觸。可以在所述環氧樹脂的固化時間中的至少一部分時間經由所述第一平板和所述第二平板中的一者或兩者對所述膜或所述超聲波器件施加輕的壓力。
本文公開的系統和技術可以允許用於膜連結。從以下詳細說明、附圖和申請專利範圍考慮,可以闡述所公開的主題的其它特徵、優點和示例或使所公開的主題的其它特徵、優點和示例顯而易見。另外,要理解的是,前述發明內容和以下詳細說明兩者均是示例性的,並且意在提供進一步的解釋,而非限制申請專利範圍的範圍。
100‧‧‧超聲波器件
110‧‧‧超聲波轉換器
120‧‧‧機電有源器件
130‧‧‧主腔;第一腔
140‧‧‧副腔;第二腔
150‧‧‧通道
160‧‧‧基板
200‧‧‧模板;虛線
210‧‧‧虛線正方形
220‧‧‧虛線
230‧‧‧點
310‧‧‧超聲波轉換器單元
320‧‧‧環氧樹脂線;連結線
330‧‧‧環氧樹脂點
400‧‧‧膜
410、910、915‧‧‧膜部
420‧‧‧連結線
510、520‧‧‧平板
925‧‧‧機電有源器件
1100‧‧‧層疊材料
1120‧‧‧柔性件
1140‧‧‧間隙
1190‧‧‧光致抗蝕劑
1210‧‧‧覆蓋件
1220‧‧‧切除點
1320‧‧‧轉換器單元邊界
1330‧‧‧光致抗蝕劑點
1400‧‧‧輥
1420‧‧‧環氧樹脂
1000-1010、1502-1508‧‧‧步驟
所包括的用於提供對所公開主題的進一步理解的附圖併入本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖還示出了所公開主題的示例,並且與具體說明一起用於解釋所公開主題的示例的原理。未嘗試示出比必要地基本理解所公開主題更詳細的結構細節以及可以實踐的各種方式。
圖1示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖2示出根據所公開主題的實施方式的示例性模板。
圖3示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖4示出根據所公開主題的實施方式的超聲波器件的示例。
圖5示出根據所公開主題的實施方式的膜連結的示例。
圖6示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波轉換器單元。
圖7示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波轉換器單元。
圖8示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波轉換器單元。
圖9A示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖9B示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖10示出根據所公開主題的實施方式的適用於膜連結的示例性過程。
圖11A示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖11B示出根據所公開主題的實施方式的示例性層疊材料。
圖11C示出根據所公開主題的實施方式的示例性膜。
圖12A示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖12B示出根據所公開主題的實施方式的示例性層疊材料。
圖12C示出根據所公開主題的實施方式的示例性膜。
圖13A示出根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。
圖13B示出根據所公開主題的實施方式的示例性層疊材料。
圖13C示出根據所公開主題的實施方式的示例性膜。
圖14示出根據所公開主題的實施方式的環氧樹脂的示例性施加。
圖15示出根據所公開主題的實施方式的適用於膜連結的示例性過程。
根據本文所公開的示例,膜連結可以允許用於將膜連結至機電有源器件。
超聲波器件可以包括位於諸如印刷電路板(PCB(Printed Circuit Board))等的基板的超聲波轉換器。超聲波轉換器可以包括附接於基板中的腔的壁的諸如懸臂或柔性件等的機電有源器件。可以將模板放置在超聲波器件的上方。可以使用模板向單個超聲波轉換器周圍的邊界以及機 電有源器件的頂端施加環氧樹脂。可以將膜放置在超聲波器件的頂面,並且可以將膜壓入環氧樹脂。可以將具有膜的超聲波器件放置在平板之間,可以使用該平板向超聲波器件和膜施加輕的壓力。可以使超聲波器件和膜在環氧樹脂的固化週期留置在壓力下。在環氧樹脂固化之後,膜可以連結於超聲波器件,並且超聲波器件的各超聲波轉換器均連結於隔開的膜部。環氧樹脂的連結線可以使多個膜部隔開,以允許這些部分單獨移動。
超聲波器件可以包括位於基板的轉換器。基板可以為任意適當的材料,並且可以為例如具有任意適當數量的層的PCB。基板可以具有任意適當的形狀,並且基板的表面可以是平坦的,或者可以是以任意適當的方式彎曲或製絨的。超聲波器件的轉換器可以包括附接於基板中的腔的壁的機電有源器件。機電有源器件可以為懸臂或柔性件,並且可以為例如壓電單晶片或壓電雙晶片。腔可以具有任意適當的形狀和深度。例如,腔可以為圓形。腔可以以包括通過諸如鑽孔等的減法處理或加法處理的任意適當的方式生成在基板中。機電有源器件可以以任意適當的方式附接於腔的壁。例如,可以在腔的邊緣生成台階結構,可以使用諸如導電環氧樹脂等的任意適當的黏接劑使機電有源器件連結於台階結構。機電有源器件可以具有用於在超聲波頻率下振動的任意適當的長度和寬度,並且可以以任意適當的角度定向在腔內。例如,機電有源器件可以達到整個腔的近似一半。可以為例如壓電單晶片的無源材料 或壓電雙晶片的有源材料的機電有源器件的頂表面可以與腔的頂面齊平或接近齊平。在一些實施方式中,轉換器可以包括位於腔內的多於一個的機電有源器件。超聲波器件可以包括任意適當配置的任意數量的超聲波轉換器。
可以使膜連結於超聲波器件,以生產具有膜的超聲波器件。可以使用任意適當的溶劑和酸對超聲波器件的膜和機電有源器件進行清洗。例如,可以使用丙酮、甲醇和異丙醇對機電有源器件的連結表面進行清洗。還可以使用鉻酸、鹽酸和可以促進黏接的其它適當物質或材料對機電有源器件進行清洗。還可以使用超聲波浴(ultrasonic bath)或等離子體蝕刻來對機電有源器件進行清洗。可以將膜切成大於覆蓋超聲波器件所需的面積。膜可以為用於在超聲波頻率下振動的可以具有任意適當硬度和重量的任意適當的材料或複合材料結構。例如,膜可以硬且輕。例如,膜可以為鋁補償料、金屬圖案化的Kapton、聚醯亞胺或任意其它金屬圖案化的膜。膜可以是與空氣配合的阻抗件,以允許超聲波轉換器更有效的空氣耦合。膜可以包括諸如位於膜的將與機電有源器件的頂端接觸的部位的環結構等的額外結構。在被切割之後,膜的將連結至超聲波器件的一側或連結表面可以已被施加環氧樹脂黏接促進的表面準備。這些準備可以包括等離子體清洗、化學蝕刻、機械製絨或化學活化。例如,可以使用砂紙、噴砂清理墊或磨料漿來對膜的連結表面製絨。可以使用異丙醇對膜的連結表面進行清洗。
可以使用環氧樹脂或其它適當的連結劑使膜連結於超聲波器件。可以將膜連結至超聲波器件的基板以及超聲波轉換器的機電有源器件。環氧樹脂可以導電或不導電。環氧樹脂可以在仍可展開的同時具有高的黏度。環氧樹脂可以具有任意適當的固化時間表。例如,環氧樹脂可以具有可以允許環氧樹脂在低於90攝氏度的溫度下固化的固化時間表。這可以允許環氧樹脂在不使機電有源器件的諸如壓電陶瓷等的電有源材料在環氧樹脂的固化期間到達該電有源材料的居里溫度的情況下固化。環氧樹脂可以在48小時內固化。環氧樹脂可以混有直徑落在給定範圍內並且可以具有目標尺寸的玻璃微球。球的直徑可以關於目標尺寸窄地分佈。例如,如果目標尺寸為100微米,則超過95%的球可以具有位於100微米的幾個百分比內的直徑。玻璃微球可以具有任意適當的直徑,諸如從10微米至100微米的直徑等。由於連結物可以與玻璃微球的厚度一樣厚,所以可以使用玻璃微球來確定由固化了的環氧樹脂形成的連結線在超聲波器件的表面上的厚度。玻璃微球還可以允許環氧樹脂在機電有源器件的頂端與膜的頂端之間形成支架,以使機電有源器件的頂端和膜的頂端不僅僅只間隔環氧樹脂的厚度。混入環氧樹脂的玻璃微球的量可以高至允許玻璃微球遍及環氧樹脂地恰當分佈,可以低至不以任何顯著的方式改變由固化了的環氧樹脂形成的連結物的性質。當對連結物施加壓力時,具有給定直徑的玻璃微球可以阻止兩條邊移動到一起,使得邊之間的間隔大約等於微球的給定 直徑。
可以向超聲波器件施加環氧樹脂。例如,可以使用絲網印刷技術來施加環氧樹脂。可以將模板放置在超聲波器件的上方。模板可以由包括諸如不銹鋼等的金屬或聚醯亞胺的任意適當的材料製成,可以具有例如從25微米至100微米厚的任意適當的厚度,並且可以被圖案化。例如,模板可以為50微米厚的不銹鋼。模板的圖案可以包括開口或開孔,該開口或開孔可以具有諸如正方形、圓形和六邊形等的任意適當的形狀。模板的圖案可以例如包括在中央具有點的虛線正方形的陣列。虛線正方形可以圖案化有任意適當數量的虛線。例如,各虛線正方形可以每條邊具有兩條虛線,並且各虛線正方形均可以具有與相鄰正方形共用的邊。虛線正方形的尺寸可以限定超聲波器件的超聲波轉換器單元的尺寸。虛線的寬度可以影響超聲波轉換器單元的尺寸以及膜的能夠移動的部分的面積,並且為了允許超聲波轉換器單元較大,虛線的寬度可以盡可能地窄。在一些實施方式中,模板圖案可以產生包括多於一個超聲波轉換器的超聲波轉換器單元。點可以以如下方式定位:當將模板放置在超聲波器件上方時,通過該點施加的環氧樹脂可以沉積於機電有源器件的自由端的頂端。可以使用模板和超聲波器件兩者中的預鑽而成的基準點來將模板放置在超聲波器件上方,以獲得恰當的對準。可以通過使用金屬規板或不相容的橡膠刮板使環氧樹脂在模板上展開,以通過模板中的開口向超聲波器件施加環氧樹脂。例如,環 氧樹脂可以在各超聲波轉換器周圍形成正方形或虛線正方形,一點環氧樹脂施加至各超聲波轉換器的機電有源器件的自由端的頂端。可以在施加了環氧樹脂之後移除模板。
可以將被施加了環氧樹脂的超聲波器件放置的第一平板上,該第一平板可以載置於或附接於表面。第一平板可以為任意適當的材料和任意適當的厚度。可以將膜放置在超聲波器件上。可以在膜的製備好的連結表面與超聲波器件上的環氧樹脂接觸的情況下放置膜。可以將第二平板放置在膜的頂面上,並且可以使用第二平板對膜和超聲波器件施加輕的壓力,以確保膜與超聲波器件上的環氧樹脂之間的接觸。輕的壓力可以為例如1/4 PSI以上,而低於使環氧樹脂的玻璃微球破裂的壓力水平。可以以任意適當的方式施加壓力,包括例如通過在膜的頂面上的第二平板的重量,或者通過可以用於對第二平板提供受控量的持續壓力的氣缸或其它壓力提供裝置。可以在環氧樹脂的固化週期的持續時間在膜上維持輕的壓力,或者可以在該固化週期途中移除掉輕的壓力。在一些實施方式中,可以通過第一平板的重量來提供壓力。例如,可以將膜放置在第二平板的頂面上、並且超聲波器件在膜的頂面上。然後,可以將第一平板放置在超聲波器件的頂面上,利用第一平板的重量施加可以將超聲波器件推向膜的壓力。第一平板還可以代替第二平板或與第二平板一起附接於壓力提供裝置。
當環氧樹脂的固化週期完成時,可以將附接有膜 的超聲波器件從平板之間移除。膜可以沿著由固化了的環氧樹脂形成的連結線附接於超聲波器件。連結線可以反映模板的圖案,例如形成網格並將超聲波器件分隔成正方形的超聲波轉換器單元。還可以將膜連結至超聲波器件的各機電有源器件的自由端的頂端。這可以使各超聲波轉換器均被如下的膜部覆蓋:該膜部在該超聲波轉換器周圍連結於超聲波器件的基板並且還連結於超聲波器件的機電有源器件的自由端的頂端。機電有源器件的自由端的頂端可以與該膜部的中央略微偏離地對準。這可以使該膜部被機電有源器件向外推動,使得該膜部的最高點位於該膜部的中央。儘管膜可以保持為單件材料,但是各膜部均能夠獨立於任何其它膜部移動。由固化了的環氧樹脂形成的連結線可以使各膜部彼此機械地隔開。一個膜部的移動可以不經過膜與基板連結的連結線傳遞到另一膜部。
在一些實施方式中,除了或代替向超聲波器件施加環氧樹脂或連結劑,可以向膜的連結表面直接施加環氧樹脂或其它適當的連結劑。可以使用絲網印刷技術和模板向膜的連結表面施加環氧樹脂或連結劑。模板可以包括與可以用於向超聲波器件施加環氧樹脂或連結劑的模板相同或不同(例如互補)的圖案。例如,可以使用模板向膜的連結表面施加環氧樹脂,以形成網格圖案,同時可以使用第二模板向機電有源器件的自由端的頂端施加環氧樹脂點。
在一些實施方式中,可以將多於一個膜連結至超聲波器件。例如,可以使用相同材料或不同材料的多個單 獨膜來覆蓋超聲波器件的超聲波轉換器。可以例如使用不同的材料,以允許超聲波器件的不同部分具有不同的運行特性。
在一些實施方式中,可以向超聲波器件或膜或者可以用作超聲波器件的組成部件的層疊材料施加光致抗蝕劑。光致抗蝕劑可以為例如諸如Kapton聚醯亞胺膜等的乾膜光致抗蝕劑、液體光致抗蝕劑、苯並環丁烯(BCB(benzocyclobutene))光致抗蝕劑或聚醯亞胺光致抗蝕劑或者其它感光(photo-definable)材料,並且可以為正性或負性光致抗蝕劑。可以在施加環氧樹脂之前施加光致抗蝕劑。例如,在對超聲波器件的機電有源器件進行清洗之後,可以向超聲波器件的將被膜覆蓋的表面施加光致抗蝕劑。光致抗蝕劑可以覆蓋超聲波器件的整個表面,包括表面上的可以不被膜覆蓋的區域。光致抗蝕劑可以具有任意適當的厚度。例如,乾膜光致抗蝕劑可以為15微米至20微米厚,可以施加厚度為15微米至20微米的液體光致抗蝕劑。
被光致抗蝕劑覆蓋的表面可以包括機電有源器件的頂表面。在施加光致抗蝕劑之後,可以部分地覆蓋光致抗蝕劑。可以使用任意適當的覆蓋件以任意適當的方式實現光致抗蝕劑的部分覆蓋。例如,可以使用單個模板,或者可以使用多個模板,諸如為超聲波器件的每個機電有源器件使用一個模板。用於覆蓋光致抗蝕劑的一部分的覆蓋件可以由任意適當的材料製成。例如,覆蓋件可以不可透過紫外(UV)光。可以根據光致抗蝕為例如正性還是負性 光致抗蝕劑來確定光致抗蝕劑的被覆蓋的部分。如果光致抗蝕劑為負性光致抗蝕劑,則光致抗蝕劑的一部分可以被覆蓋,使得光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分形成轉換器單元的輪廓以及位於機電有源器件的頂端附近的點。如果光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑,則光致抗蝕劑的一部分可以被留著不覆蓋,使得光致抗蝕劑的被覆蓋的部分形成轉換器單元的輪廓以及位於機電有源器件的頂端附近的點。可以將覆蓋件直接放置在光致抗蝕劑上,或者可以將覆蓋件保持在光致抗蝕劑的上方。
可以使光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分暴露於適當的光源。例如,可以使光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分暴露於發出任意適當波長的UV光的UV光源。如果光致抗蝕劑為負性光致抗蝕劑,則暴露於光源可以使光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分不易溶於光致抗蝕劑的顯影劑。如果光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑,則暴露於光源可以使光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分易於溶於光致抗蝕劑的顯影劑。可以使光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分暴露於光源任意適當的時長。可以從光致抗蝕劑移除光源,例如,斷電或移動光源或移動超聲波器件,並且可以從超聲波器件移除覆蓋件。可以向超聲波器件施加可以為光致抗蝕劑的液體顯影劑的適當的顯影劑。如果光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑,則光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分可以在該光致抗蝕劑暴露於光源的情況下被清理掉、溶於顯影劑液體。如果光致抗蝕劑為負性光致抗蝕劑,則由於光致抗蝕劑的未被覆蓋的部分 可以被使得不易溶於顯影劑液體,而被覆蓋的部分保持可溶,所以光致抗蝕劑的被覆蓋的部分可以在該光致抗蝕劑暴露於光源的情況下被清理掉。剩餘在超聲波器件上的光致抗蝕劑可以作為轉換器單元的輪廓,並且可以形成位於機電有源器件的頂端的點。
可以向剩餘在超聲波轉換器上的光致抗蝕劑施加環氧樹脂。可以以任意適當的方式施加環氧樹脂。例如,可以使用輥、絲網印刷技術或噴墨列印來施加環氧樹脂。可以以僅向超聲波器件上的光致抗蝕劑的頂面施加環氧樹脂的方式施加環氧樹脂。例如,輥可以通過以如下高度滾過超聲波器件來施加環氧樹脂:在該高度下,輥僅與光致抗蝕劑的頂面接觸並向該頂面施加環氧樹脂,該高度可以為超聲波器件的表面(包括機電有源器件的表面)上方的15微米至20微米的高度。環氧樹脂可以為具有任意適當固化時間表的任意適當的環氧樹脂。例如,當使用輥施加環氧樹脂時,可以使用適當的用於滾動施加的環氧樹脂。環氧樹脂可以無需混有玻璃微球。然後,例如通過將膜和超聲波器件放置在兩個平板之間使膜與超聲波器件連結。當環氧樹脂的固化週期完成時,膜可以沿著連結線且在連結物處附接於超聲波器件,其中該連結線由剩餘在超聲波器件上的光致抗蝕劑的頂面上的固化了的環氧樹脂形成,該連結物由位於超聲波器件的機電有源器件的頂端處的光致抗蝕劑的點上的環氧樹脂形成。
在一些實施方式中,除了向超聲波器件施加光致 抗蝕劑或者替代向超聲波器件施加光致抗蝕劑,還可以向膜施加光致抗蝕劑。還可以與超聲波器件類似地,光致抗蝕劑被施加於膜、被覆蓋、被暴露於光源並且被清理。然後,可以例如使用輥、絲網印刷技術或噴墨列印向位於膜上的光致抗蝕劑施加環氧樹脂。可以將膜連結至可以施加了或可以未施加光致抗蝕劑和環氧樹脂的超聲波器件。
在一些實施方式中,可以在層疊材料內生成超聲波器件的機電有源器件,該層疊材料包括連結於諸如鋁、不銹鋼或銅的導電基板的壓電陶瓷層。機電有源器件可以為可以通過如下而生成的壓電陶瓷柔性件:以U字形狀或其它適當的非閉合形狀移除層疊材料的一部分,得到與剩下的層疊材料保持連接的壓電陶瓷柔性件。可以在同一件層疊材料內生產多個壓電陶瓷柔性件。為了生成轉換器的陣列,可以將層疊材料附接至具有大量腔的諸如PCB等的基板。腔可以與在層疊材料中生成的壓電陶瓷柔性件對準,以形成轉換器。例如,層疊材料的各壓電陶瓷柔性件均能夠向下移動進入基板中的一個腔。可以通過層疊材料使轉換器之間電導通。例如,轉換器可以具有單個端,並且可以共用公共接地。在一些實施方式中,壓電陶瓷柔性件可以為由包括連結的壓電陶瓷層的層疊材料生成的壓電雙晶片。
可以在將膜連結至由附接於基板的層疊材料製成的超聲波器件之前,例如使用模板和絲網印刷技術向層疊材料直接施加環氧樹脂。這可以在層疊材料內生成的壓 電陶瓷柔性件的頂端產生環氧樹脂的點。還可以在向光致抗蝕劑施加環氧樹脂之前,向層疊材料施加光致抗蝕劑。
圖1示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。超聲波器件100可以包括基板160和超聲波轉換器110。超聲波轉換器110可以包括主腔130、副腔140、通道150和機電有源器件120。基板160可以為諸如PCB等的任意適當的基板,並且可以具有任意適當的形狀和任意適當的厚度。基板160可以包括任意數量的基準點(fiducial),該基準點可以例如預鑽而成。第一腔130可以為通過任意適當的加法處理或減法處理形成的位於基板160中的腔,並且可以具有任意適當的形狀和任意適當的深度。例如,腔130可以為圓形。第二腔140可以為可以與第一腔130交疊的位於基板160中的腔,並且可以具有任意適當的形狀和任意適當的深度。例如,第二腔140可以為深度小於第一腔130的圓形腔,第二腔140在其與第一腔130相交處形成第一台階。通道150可以為以任意適當的方式製成的具有任意適當寬度和深度的通道,通道150可以延伸穿過第一腔130和第二腔140的中央。例如,可以使用切鋸(dicing saw)將通道150切成穿過第一腔130和第二腔140的任意適當的寬度。通道150可以比第二腔140淺,使得通道在其與第二腔150交疊處形成第二台階。第二台階可以與第一台階對齊。例如,如果超聲波轉換器110以如下方式排列在基板160上,則通道150可以延伸穿過多個超聲波轉換器110:來自切鋸的直線切割可以穿過對齊的超聲波轉換器110的組中的所有第一 腔130和第二腔140的中央。
機電有源器件120可以為任意適當的機電有源器件,諸如可以使用連結於電無源基板的壓電陶瓷材料的壓電單晶片或壓電雙晶片等。機電有源器件120可以具有任意適當的形狀,並且可以為例如懸臂或柔性件(flexure)。超聲波轉換器110的機電有源器件120可以在機電有源器件120的自由端在第一腔130的底部上方突出的情況下在第一和第二台階處連結於基板160。第一和第二台階還可以包括與可以進入基板160的通路(vias)連接的電極,並且可以使用導電環氧樹脂連結於機電有源器件120的電極。機電有源器件120的頂表面可以與基板160的頂表面齊平或略微低於基板160的頂表面。
圖2示出了根據所公開主題的實施方式的示例性模板(stencil)。模板200可以包括任意適當的具有任意適當形狀的開口圖案。形狀可以為例如正方形、圓形、矩形、六邊形、八邊形、其它規則或不規則多邊形或者不規則形狀,並且可以以任意適當圖案配置,包括正方形網格、六邊形網格、同心圓或者其它規則或不規則圖案。模板200可以包括具有任意圖案組合的形狀的任意組合。例如,模板200可以包括具有虛線正方形(dashed square)210的虛線正方形圖案。虛線(dash)220可以為模板中的開口,並且可以形成具有共用邊的虛線正方形210的圖案。可以使用任意數量的虛線220來形成模板200的虛線正方形210的各邊。虛線正方形210中的每一者的中央可以包括點(dot)230,點230可 以為模板200中的圓形開口,或者可以為具有任意其它適當形狀的開口。模板200可以具有任意適當的厚度,並且可以為例如25微米至100微米厚。模板200可以由包括金屬和聚醯亞胺的任意適當材料製成。例如,模板200可以為50微米厚的不銹鋼。模板200可以包括任意適當數量的可以被例如預鑽而成的基準點,以允許模板200基於基板160的基準點與超聲波器件100對準。
圖3示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。可以使用溶劑和酸對超聲波器件100的機電有源器件120進行清洗。例如,可以使用丙酮、甲醇和異丙醇對機電有源器件120進行清洗。還可以使用鉻酸、鹽酸和可以促進黏接的各種其它材料。
可以將模板200放置在超聲波器件100的上方。可以以如下方式使模板200與超聲波器件100對準:將點230放置在機電有源器件120的自由端的頂端的上方。模板200和基板160上的基準點可以用於獲得模板200與超聲波器件100的恰當對準。可以使用絲網印刷技術(screen printing technique)通過模板200向超聲波器件100施加環氧樹脂。例如,可以通過使用金屬規板(straight-edge)或不相容的橡膠刮板使環氧樹脂在模板200上展開,以通過模板200中的諸如虛線200和點230等的開口施加環氧樹脂。環氧樹脂可以為任意適當的環氧樹脂或其它連結劑、可以導電或不導電並可以在仍可展開的同時具有高的黏度。環氧樹脂可以具有允許環氧樹脂在低於90攝氏度的溫度下固化並在48小時 內固化的固化時間表(curing schedule)。環氧樹脂可以混有直徑可以為10微米至100微米的玻璃微球。可以使用足夠的玻璃微球,以允許玻璃微球在不顯著影響通過使環氧樹脂固化而形成的連結物的性質的情況下遍及環氧樹脂地分佈。
在將環氧樹脂施加至超聲波器件100之後,可以移除模板200。通過模板200施加至超聲波器件100的環氧樹脂可以形成環氧樹脂線320和環氧樹脂點330。環氧樹脂線320可以在超聲波器件100上形成與模板200的圖案相似的圖案,例如,可以形成可以具有與模板200的虛線正方形210相同的尺寸的超聲波轉換器單元310。環氧樹脂點330可以位於機電有源器件120的自由端的頂端。
在一些實施方式中,模板200的圖案可以使得單個超聲波轉換器單元310內包括不同數量的超聲波轉換器110。例如,各超聲波轉換器單元310均可以僅包括一個超聲波轉換器110,或者可以包括兩個或更多個超聲波轉換器110。
圖4示出了根據所公開主題的實施方式的超聲波器件的示例。可以將膜400切割成用於超聲波器件100的合適的尺寸,例如,可以將膜400切成略微大於膜400要覆蓋超聲波器件100所需的面積。膜400可以為用於在超聲波頻率下振動的任意輕且硬的適當材料,諸如鋁補償料(aluminum shim stock)、金屬圖案化的Kapton、聚醯亞胺或任意其它金屬圖案化的膜等。膜400還可以包括適當的圖案 化結構。膜400的一個表面可以為連結表面,並且可以使用等離子體清洗、化學蝕刻、機械製絨(mechanical texturing)或化學活化來為連結做好準備。還可以使用砂紙、噴砂清理墊(abrasive cleaning pad)或磨料漿來對膜400的連結表面製絨。然後,可以例如利用異丙醇對膜進行清洗。
可以以製備的膜400的連結表面與超聲波器件100上的環氧樹脂接觸的方式將膜400放置在超聲波器件100上。膜400可以以如下方式與超聲波器件100對準:膜400覆蓋所有環氧樹脂,超聲波器件100的邊緣附近的環氧樹脂被膜400的邊緣覆蓋。隨著環氧樹脂固化,膜400可以被沿著可以由固化了的環氧樹脂線320產生的連結線420分成膜部410。
圖5示出根據所公開主題的實施方式的膜連結的示例。可以將具有膜400的超聲波器件100放置在兩個平板510和520之間。平板510和520可以由任意適當的材料製成,並且可以具有任意適當的厚度。可以通過平板510對膜400施加輕的壓力,以確保膜400與超聲波器件100上的環氧樹脂保持接觸。可以通過平板510的重量,或者通過附接於平板510或平板520的一些壓力提供裝置來施加壓力。輕的壓力可以在膜400上維持環氧樹脂的整個固化週期,或者可以在固化週期期間移除。環氧樹脂的固化週期一旦完成,則膜400可以沿著連結線420、在機電有源器件120可以與膜400連結的環氧樹脂點330所處部位連結於超聲波器件。這可以形成膜部410。膜部410可以通過連結線420而彼此機械 地隔開,並且可以在即使膜400保持一體時也能夠獨立移動。例如,當各膜部410均覆蓋單個超聲波轉換器110時,可以通過被膜部410覆蓋的超聲波轉換器110的機電有源器件120使該膜部410移動,而不使任意其它膜部410移動或被干擾。
圖6示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波轉換器單元。超聲波轉換器單元310可以包括超聲波轉換器110,該超聲波轉換器110包括基板160、第一腔130、第二腔140、通道150、機電有源器件120和膜部410。
圖7示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波轉換器單元。當使用模板200來向超聲波器件100施加環氧樹脂時,連結線320可以圍繞超聲波轉換器110沉積、生成超聲波轉換器單元310的邊界。環氧樹脂點330可以位於機電有源器件120的可以在第一腔130上方突出的自由端的頂端。
圖8示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波轉換器單元。在將膜400放置在超聲波器件100上且環氧樹脂固化之後,膜部410可以沿著連結線420連結於超聲波轉換器單元310的邊界周圍的固化了的環氧樹脂。膜部410可以覆蓋超聲波轉換器110,並且可以通過環氧樹脂點330連結於機電有源器件120。
圖9A示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。膜400的各膜部410均覆蓋超聲波器件100的超聲波轉換器110。通過將膜400附接至超聲波器件100的基 板160,連結線420可以使各膜部410機械地隔開。可以通過環氧樹脂點330將膜部410保持在機電有源器件120的頂表面的上方。環氧樹脂點330可以使機電有源器件120的頂端略微偏離膜部410的中央地連結。膜部410可以跨過通道150,並且可以在通道150的任一側連結於基板160。
圖9B示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。可以通過位於膜400與基板160之間的、沿著連結線420的連結物使膜400的諸如膜部410、910和915等的膜部彼此機械地隔開。例如,當機電有源器件120啟動(activated)並向上彎曲時,可以在環氧樹脂點330所處部位向上推動膜部410。因為環氧樹脂點330略微偏離中央,所以膜部410可以在其中央處被環氧樹脂點330和機電有源器件120的彎曲了的頂端向上推動。連結線410可以使膜部410與相鄰的膜部910機械地隔開,使得膜部410因機電有源器件120的移動的移動不會導致膜部910的任何移動或被干擾。類似地,機電有源器件925可以啟動並向上彎曲,從而向上推動膜部915。相鄰的膜部910可以通過連結線420與膜部915機械地隔開。
圖10示出了根據所公開主題的實施方式的適用於膜連結的過程。在1000處,可以對超聲波器件進行清洗。例如,可以使用任意適當的溶劑對超聲波器件100的機電有源器件120進行清洗。溶劑可以為例如丙酮、甲醇和異丙醇或鉻酸、鹽酸或可以促進黏接的其它材料。
在1002處,可以製備膜的用於連結的表面。例 如,膜400的表面可以被等離子體清洗、被化學蝕刻、被利用砂紙、噴砂清理墊或磨料漿製絨以及被利用黏接促進物化學活化。膜400可以由鋁補償料、金屬圖案化的Kapton、聚醯亞胺、其它金屬圖案化的膜或任意其它適當的輕且硬的材料製成。在使膜400的表面粗糙化之後,可以例如利用異丙醇對膜400進行清洗。
在1004處,可以向超聲波器件施加環氧樹脂。例如,可以將模板200放置在超聲波器件100上,覆蓋超聲波轉換器110。可以使用金屬規板或不相容的橡膠底刮板,通過模板200中的諸如虛線220和點230等的開口或開孔向超聲波器件100施加可以導電或不導電的環氧樹脂。環氧樹脂可以混有直徑可以為25微米至100微米的玻璃微球。模板200可以圖案化有例如虛線正方形210,環氧樹脂可以在超聲波器件100上形成模板200的圖案。可以在施加了環氧樹脂之後從超聲波器件100移除模板200。環氧樹脂線320可以將超聲波器件100分隔成超聲波轉換器單元310。各超聲波轉換器單元310均可以包括任意數量的超聲波轉換器110。例如,各超聲波轉換器單元310均可以包括單個超聲波轉換器110。超聲波轉換器單元310可以具有可以由模板200的圖案確定的任意適當的形狀。
在1006處,可以將膜的被粗糙化的表面放置在位於超聲波器件的環氧樹脂上。例如,可以以與環氧樹脂接觸的方式將膜400的被粗糙化的表面放置在超聲波器件100上。膜400可以覆蓋超聲波器件100的超聲波轉換器110。在 一些實施方式中,膜400可以僅覆蓋超聲波轉換器110中的一些。
在1008處,可以將具有膜的超聲波器件放置在平板之間。例如,可以將具有膜400的超聲波器件100放置在平板510和520之間。可以將超聲波器件100的底部放置在平板520上,可以將平板510放置在膜400的頂面。
在1010處,可以在環氧樹脂的固化時間對膜施加輕的壓力。例如,平板510的重量可以對膜400施加輕的壓力,以確保膜400與超聲波器件100上的環氧樹脂保持接觸,或者可以使用任意適當的壓力提供裝置來通過平板510施加壓力。壓力可以朝向超聲波器件100推動膜400。可以在環氧樹脂的固化時間施加輕的壓力。固化時間可以為例如短於48小時,並且固化溫度可以低於90攝氏度。在一些實施方式中,可以在固化時間結束之前移除輕的壓力。在環氧樹脂固化之後,膜400可以沿著連結線420和在位於機電有源器件120的頂端的環氧樹脂點330處連結於超聲波器件100。連結線420可以生成超聲波轉換器單元310的邊界,該邊界均可以被如下膜部410覆蓋:可以在仍作為膜400的一部分的同時與其它膜部410彼此機械地隔開。
圖11A示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。可以使用溶劑和酸對超聲波器件100的機電有源器件120進行清洗。例如,可以使用丙酮、甲醇和異丙醇對機電有源器件120進行清洗。還可以使用鉻酸、鹽酸和可以促進黏接的各種其它材料。可以向超聲波器件100施 加光致抗蝕劑1190。光致抗蝕劑1190可以為例如諸如Kapton聚醯亞胺膜等的乾膜光致抗蝕劑、液體光致抗蝕劑、(BCB)光致抗蝕劑或聚醯亞胺光致抗蝕劑或者其它感光材料,並且可以為正性或負性光致抗蝕劑。光致抗蝕劑1190可以為例如可以施加於超聲波器件100的頂面的薄的乾膜,並且可以覆蓋且接觸機電有源器件120和基板160。乾膜可以覆蓋,並且可以懸在主腔130、副腔140和通道150上方或壓入主腔130、副腔140和通道150。可以以任意適當的方式將乾膜附接至超聲波器件100。例如,可以使用被設定成合適溫度的熱燙(hot iron)將乾膜燙在超聲波器件100上,或者可以使用任意適當的層疊裝置將乾膜施加並附接於超聲波器件100。光致抗蝕劑1190可以為例如液體光致抗蝕劑,該液體光致抗蝕劑包括例如液體BCB光致抗蝕劑或液體聚醯亞胺光致抗蝕劑。可以以任意適當的方式向超聲波器件100施加液體光致抗蝕劑。例如,可以通過在超聲波器件100上電沉積(electrodeposition)或通過旋塗超聲波器件100來施加液體光致抗蝕劑。
圖11B示出了根據所公開主題的實施方式的示例性層疊材料。層疊材料1100可以為通過使諸如壓電陶瓷材料等的電有源材料的層與諸如金屬等的電無源導電材料的層連結而製成的層疊料,其中金屬包括例如鋁、不銹鋼或銅。可以例如使用任意適當的黏接劑或環氧樹脂或者任意其它連結技術或材料使層以任意適當的方式連結。柔性件1120可以為通過如下而生成在層疊材料1100中的機電有 源器件:以諸如U字形狀等的任意適當形狀移除層疊材料1100的一部分,使得在柔性件1120與剩餘的層疊材料1100之間產生間隙1140。對應的間隙1140均限定對應的柔性件1120的邊界。柔性件1120可以在具有能夠獨立於剩餘的層疊材料1100移動的自由端的同時與剩餘的層疊材料1100保持連接。間隙1140可以通過遍及層疊材料1100的整個厚度地移除層疊材料1100的一部分而產生,並且可以以諸如如下等的任意適當的方式生成:通過利用CNC銑床雷射燒蝕,或者通過使用用於移除層疊材料1100的一部分的任意其它適當的器件。
可以使用溶劑和酸對層疊材料1100進行清洗。例如,可以使用丙酮、甲醇和異丙醇對層疊材料1100進行清洗。還可以使用鉻酸、鹽酸和可以促進黏接的各種其它材料。可以向層疊材料1100施加光致抗蝕劑1190。光致抗蝕劑1190可以為例如諸如Kapton聚醯亞胺膜等的乾膜光致抗蝕劑、液體光致抗蝕劑、(BCB)光致抗蝕劑或聚醯亞胺光致抗蝕劑或者其它感光材料,並且可以為正性或負性光致抗蝕劑。光致抗蝕劑1190可以為可以施加於層疊材料1100的頂面的薄的乾膜,並且可以覆蓋且接觸層疊材料1100和位於層疊材料1100內的柔性件1120。乾膜可以覆蓋並可以懸在間隙1140上方。可以以任意適當的方式將乾膜附接至層疊材料1100。例如,可以使用被設定成合適溫度的熱燙將乾膜燙在層疊材料1100上,或者可以使用任意適當的層疊裝置將乾膜施加並附接於層疊材料1100。光致抗蝕劑1190 可以為例如液體光致抗蝕劑,該液體光致抗蝕劑包括例如液體BCB光致抗蝕劑或液體聚醯亞胺光致抗蝕劑。可以以任意適當的方式向層疊材料1100施加液體光致抗蝕劑。例如,可以通過在層疊材料1100上電沉積或通過旋塗層疊材料1100來施加液體光致抗蝕劑。可以將液體光致抗蝕劑塗在層疊材料1100的表面,並且可以根據例如液體光致抗蝕劑的黏度、厚度和黏接性而充填或不充填間隙1140。
圖11C示出了根據所公開主題的實施方式的示例性膜。可以以任意適當的方式對膜400進行清洗。可以向膜400施加光致抗蝕劑1190。光致抗蝕劑1190可以為例如諸如Kapton聚醯亞胺膜等的乾膜光致抗蝕劑、液體光致抗蝕劑、(BCB)光致抗蝕劑或聚醯亞胺光致抗蝕劑或者其它感光材料,並且可以為正性或負性光致抗蝕劑。光致抗蝕劑1190可以為可以施加於膜400的表面的薄的乾膜,並且可以覆蓋且接觸膜400的表面。可以以任意適當的方式將乾膜附接於膜400。例如,可以使用被設定成合適溫度的熱燙將乾膜燙在膜400上,或者可以使用任意適當的層疊裝置將乾膜施加並附接至膜400。光致抗蝕劑1190可以為例如液體光致抗蝕劑,該液體光致抗蝕劑包括例如液體BCB光致抗蝕劑或液體聚醯亞胺光致抗蝕劑。可以以任意適當的方式向膜400施加液體光致抗蝕劑。例如,可以通過在膜400上電沉積或通過旋塗膜400來施加液體光致抗蝕劑。
圖12A示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。可以將覆蓋件1210放置在超聲波器件100 的上方、放置在可以為負性光致抗蝕劑的光致抗蝕劑1190的頂面。覆蓋件1210可以為單獨件,或者可以為連接的件的單個單元,例如,使用使得UV光仍可以到達光致抗蝕劑1190的未被覆蓋件1210覆蓋的部分的在件的上方突出的材料。覆蓋件1210可以以如下方式覆蓋光致抗蝕劑1190:光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分形成轉換器單元310的輪廓。覆蓋件1210可以包括切除點1220,切除點1220可以以使位於各機電有源器件120的頂端的一點光致抗蝕劑1190均不被覆蓋的方式定位。如果光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑,則所使用的覆蓋件可以與覆蓋件1210相反。例如,正性光致抗蝕劑所使用的覆蓋件可以覆蓋轉換器單元310的輪廓以及位於機電有源器件120的頂端的點。
圖12B示出了根據所公開主題的實施方式的示例性層疊材料。可以將覆蓋件1210放置在層疊材料1100的上方、放置在可以為負性光致抗蝕劑的光致抗蝕劑1190的頂面。覆蓋件1210可以為單獨件,或者可以為連接的件的單個單元,例如,使用使得UV光仍可以到達光致抗蝕劑1190的未被覆蓋件1210覆蓋的部分的在件的上方突出的材料。覆蓋件1210可以以如下方式覆蓋光致抗蝕劑1190:光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分形成轉換器單元310在層疊材料1100上的輪廓。覆蓋件1210可以包括切除點1220,切除點1220可以以使位於各柔性件1120的頂端的一點光致抗蝕劑1190均不被覆蓋的方式定位。如果光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑,則所使用的覆蓋件可以與覆蓋件1210相 反。例如,正性光致抗蝕劑所使用的覆蓋件可以覆蓋轉換器單元310的輪廓以及位於柔性件1120的頂端的點。
圖12C示出了根據所公開主題的實施方式的示例性膜。可以將覆蓋件1210放置在膜400的上方、放置在可以為負性光致抗蝕劑的光致抗蝕劑1190的頂面。覆蓋件1210可以為單獨件,或者可以為連接的件的單個單元,例如,使用使得UV光仍可以到達光致抗蝕劑1190的未被覆蓋件1210覆蓋的部分的在件的上方突出的材料。覆蓋件1210可以以如下方式覆蓋光致抗蝕劑1190:光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分形成轉換器單元310在膜400上的輪廓。覆蓋件1210可以包括切除點1220,切除點1220可以以使位於膜400的如下部位的一點光致抗蝕劑1190均不被覆蓋的方式定位:當將膜400放置在超聲波器件100或層疊材料1100的上方時,膜400的可以與機電有源器件120或柔性件1120的頂端對準的部位。如果光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑,則所使用的覆蓋件可以與覆蓋件1210相反。例如,正性光致抗蝕劑所使用的覆蓋件可以覆蓋轉換器單元310的輪廓以及膜400的可以與機電有源器件120或柔性件1120的頂端對準的部位。
圖13A示出了根據所公開主題的實施方式的示例性超聲波器件。可以使光致抗蝕劑1190的未被覆蓋件1210覆蓋的部分暴露於諸如UV光等的光源任意適當的時長,此後,可以使用顯影劑來移除當光致抗蝕劑1190為正性光致抗蝕劑時的光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分,或 者移除當光致抗蝕劑1190為負性光致抗蝕劑時的光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分。光致抗蝕劑1190的剩餘在超聲波器件100上的部分可以形成轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330。轉換器單元邊界1320可以為轉換器單元310的輪廓。光致抗蝕劑點1330可以位於機電有源器件120的頂端。光致抗蝕劑1190可以從超聲波器件100的基板160和機電有源器件120的表面突出15微米-20微米。
圖13B示出了根據所公開主題的實施方式的示例性層疊材料。可以使光致抗蝕劑1190的未被覆蓋件1210覆蓋的部分暴露於諸如UV光等的光源任意適當的時長,此後,可以使用顯影劑來移除當光致抗蝕劑1190為正性光致抗蝕劑時的光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分,或者移除當光致抗蝕劑1190為負性光致抗蝕劑時的光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分。光致抗蝕劑1190的剩餘在層疊材料1100上的部分可以形成轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330。轉換器單元邊界1320可以為轉換器單元310的輪廓。光致抗蝕劑點1330可以位於柔性件1120的頂端。光致抗蝕劑1190可以從層疊材料1100和柔性件1120的表面突出15微米-20微米。
圖13C示出了根據所公開主題的實施方式的示例性膜。可以使光致抗蝕劑1190的未被覆蓋件1210覆蓋的部分暴露於諸如UV光等的光源任意適當的時長,此後,可以使用顯影劑來移除當光致抗蝕劑1190為正性光致抗蝕劑時的光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分,或者移除當光致 抗蝕劑1190為負性光致抗蝕劑時的光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分。光致抗蝕劑1190的剩餘在膜400上的部分可以形成轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330。轉換器單元邊界1320可以為轉換器單元310的輪廓。光致抗蝕劑點1330可以位於膜400的如下部位:當將膜400放置在超聲波器件100或層疊材料1100的上方時,膜400的可以與機電有源器件120或柔性件1120的頂端對準的部位。光致抗蝕劑1190可以從膜400的表面突出15微米-20微米。
圖14示出了根據所公開主題的實施方式的環氧樹脂的示例性施加。可以在光致抗蝕劑1190的剩餘在超聲波器件100、層疊材料1100或膜400上的部分的頂面施加環氧樹脂1420。可以以任意適當的方式施加環氧樹脂1420。例如,輥1400可以塗覆有環氧樹脂1420。可以在輥1400的底部與光致抗蝕劑1190的頂面的高度相同(例如,在基板160的表面上方15微米至20微米)的情況下使輥在超聲波器件100的上方滾動。隨著輥1400在超聲波器件100的表面上方滾動移動,輥可以在例如轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330處與光致抗蝕劑1190接觸並向光致抗蝕劑1190施加環氧樹脂1420。輥1400可以不與超聲波器件100的基板160或機電有源器件120或者層疊材料1100和柔性件1120或者膜400的表面接觸,並且可以不向它們施加環氧樹脂1420。可以僅向光致抗蝕劑1190施加環氧樹脂1420。向光致抗蝕劑1190施加環氧樹脂1420可以形成連結線320和環氧樹脂點330,可以使用連結線320和環氧樹脂點330來使膜 400連結於超聲波器件100或層疊材料1120,以形成轉換器單元310和膜部410並使機電有源器件120或柔性件1120的頂端連結於膜400上的合適部位。
圖15示出了根據所公開主題的實施方式的適用於膜連結的示例性過程。在1500處,可以向表面施加光致抗蝕劑。例如,可以以任意適當的方式向超聲波器件100、層疊材料1100或膜400的表面施加光致抗蝕劑1190。例如,可以使用熱燙或適當的層疊裝置來施加乾膜。例如,可以使用電沉積或旋塗來施加液體光致抗蝕劑。
在1502處,可以對光致抗蝕劑進行部分地覆蓋。例如,可以使用覆蓋件1210覆蓋已經施加至超聲波器件100、層疊材料1100或膜400的表面的光致抗蝕劑1190的一部分。可以根據光致抗蝕劑1190為正性光致抗蝕劑還是負性光致抗蝕劑來確定光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分。例如,如果光致抗蝕劑1190為負性光致抗蝕劑,則覆蓋件1210可以覆蓋光致抗蝕劑1190的待被移除的部分,而不覆蓋光致抗蝕劑的可以形成轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330的部分。如果光致抗蝕劑1190為正性光致抗蝕劑,則覆蓋件可以覆蓋光致抗蝕劑1190的可以形成轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330的部分,而不覆蓋光致抗蝕劑1190的待被移除的部分。
在1504處,可以使光致抗蝕劑曝光。例如,可以使光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分暴露於可以發出任意適當波長的UV光的任意適當的光源。可以使光致抗蝕劑 1190的未被覆蓋的部分暴露於光源任意適當的時長。
在1506處,可以移除光致抗蝕劑的一部分。例如,如果光致抗蝕劑1190為正性光致抗蝕劑,則可以在使光致抗蝕劑1190暴露於光源的同時,使用適當的顯影劑液體來移除光致抗蝕劑1190的未被例如覆蓋件1210覆蓋的部分。光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分可以因暴露於光源而溶於顯影劑液體,從而允許使用顯影劑液體從例如超聲波器件100、層疊材料1100或膜400的表面移除光致抗蝕劑1190的未被覆蓋的部分。如果光致抗蝕劑1190為負性光致抗蝕劑,則可以在使光致抗蝕劑1190暴露於光源的同時,使用適當的顯影劑液體來移除光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分。光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分可以溶於顯影劑液體,而未被覆蓋的部分可以因暴露於光源而不溶於顯影劑液體,從而允許使用顯影劑液體從例如超聲波器件100、層疊材料1100或膜400的表面移除光致抗蝕劑1190的被覆蓋的部分。光致抗蝕劑1190的剩餘部分可以形成轉換器單元邊界1320和光致抗蝕劑點1330。
在1508處,可以向剩餘的光致抗蝕劑施加環氧樹脂。例如,可以在通過顯影劑液體移除了光致抗蝕劑1190的其它部分之後,向光致抗蝕劑1190的剩餘在超聲波器件100、層疊材料1100或膜400上的部分施加環氧樹脂1420或任意其它適當的連結劑。可以例如使用模板和刮板技術、噴墨列印技術或諸如輥1400等的輥以任意適當的方式施加環氧樹脂1420。輥1400可以在輥1400的底部與光致抗蝕劑 1190的剩餘部分的頂面的高度相同,或者在輥1400的底部與光致抗蝕劑1190的剩餘部分的頂面在同一平面滾動的情況下,在例如超聲波器件100、層疊材料1100或膜400的表面的頂面上方滾動。光致抗蝕劑1190的剩餘部分的頂面可以在超聲波器件100、層疊材料1100或膜400的表面上方15微米至20微米。施加至光致抗蝕劑1190的剩餘部分的環氧樹脂1420可以形成連結線320、轉換器單元310的輪廓以及環氧樹脂點330。然後,可以將膜400放置在超聲波器件100或層疊材料1100的表面上,並且可以利用可以僅位於膜400的、僅位於超聲波器件100或層疊材料1100的或者可以位於這兩者的環氧樹脂1420進行連結。
出於解釋的目的,已經參照具體的實施方式對前述說明進行了說明。然而,以上說明性的討論不意在窮舉或將所公開的主題的示例限制於公開的這種形式。鑑於以上教導,能夠有很多變型和變化。為了解釋所公開的主題的示例的原理及其實際應用,對示例進行了選擇和說明,由此使本領域技術人員能夠利用這些示例以及可以適用於所設想的特定用途的各種變型的各種示例。
1000-1010‧‧‧步驟

Claims (40)

  1. 一種方法,其包括:向超聲波器件施加光致抗蝕劑;覆蓋所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的第一部分;使所述光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源;移除所述光致抗蝕劑的第一部分或所述光致抗蝕劑的第二部分,以在所述超聲波器件上生成所述光致抗蝕劑的剩餘部分;向所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分施加連結劑;將膜放置在所述超聲波器件上,使得所述膜經由所述連結劑與所述超聲波器件接觸;將所述膜和所述超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間,使得所述第二平板與所述膜的頂面抵接;以及向所述膜施加輕的壓力,其中通過所述第二平板的重量和對所述第一平板和所述第二平板中的一者或兩者施加壓力的壓力提供裝置中的一者或多者來施加所述輕的壓力。
  2. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,向所述超聲波器件施加所述連結劑包括: 向輥施加所述連結劑;以及使所述輥滾過所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分的頂面。
  3. 如請求項2所述的方法,其特徵在於,所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分的頂面從所述超聲波器件的表面突出15微米至20微米。
  4. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分形成至少一個轉換器單元的轉換器單元邊界。
  5. 如請求項2所述的方法,其特徵在於,施加於所述超聲波器件的所述連結劑生成超聲波轉換器單元的邊界,向所述超聲波器件的機電有源器件的自由端的頂端施加一點所述連結劑。
  6. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,當所述光致抗蝕劑為正性光致抗蝕劑時,移除該光致抗蝕劑的第二部分,當所述光致抗蝕劑為負性光致抗蝕劑時,移除該光致抗蝕劑的第一部分。
  7. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述連結劑為環氧樹脂。
  8. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,在所述連結劑的整個固化期間施加所述輕的壓力。
  9. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述連結劑固化以形成使所述膜與所述超聲波器件連結的連結線。
  10. 如請求項9所述的方法,其特徵在於,所述連結線將所 述膜分隔成被機械隔開的膜部。
  11. 如請求項10所述的方法,其特徵在於,各所述膜部均通過固化了的連結劑連結於被該膜部覆蓋的機電有源器件的自由端的頂端。
  12. 如請求項11所述的方法,其特徵在於,所述機電有源器件偏離所述膜部的中央地連結於該膜部。
  13. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述方法還包括在所述連結劑的固化期間將所述膜和所述超聲波器件保持在低於90攝氏度的溫度。
  14. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述方法還包括在將所述膜放置在所述超聲波器件上之前,製備或製絨所述膜的至少一個表面。
  15. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述膜包括金屬或金屬圖案化的膜。
  16. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述超聲波器件包括具有一個或多個柔性件的層疊材料。
  17. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述超聲波器件包括位於基板的一個或多個超聲波轉換器。
  18. 如請求項17所述的方法,其特徵在於,各超聲波轉換器均包括附接於所述基板且在所述基板中的腔的上方部分地突出的機電有源器件。
  19. 如請求項11所述的方法,其特徵在於,所述機電有源器件為壓電單晶片或壓電雙晶片。
  20. 如請求項1所述的方法,其特徵在於,所述方法還包括: 在將所述膜放置在所述超聲波器件上之前,向所述膜施加第二光致抗蝕劑;覆蓋所述膜上的所述第二光致抗蝕劑的第一部分;使所述第二光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源;移除所述第二光致抗蝕劑的第一部分或所述第二光致抗蝕劑的第二部分,以在所述膜上生成所述第二光致抗蝕劑的剩餘部分;以及向所述膜上的所述第二光致抗蝕劑的剩餘部分施加連結劑。
  21. 一種方法,其包括:向超聲波器件施加光致抗蝕劑;覆蓋所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的第一部分;使所述光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源,其中所述光致抗蝕劑的第二部分形成所述超聲波器件的超聲波轉換器之間的轉換器單元邊界並形成位於所述超聲波器件的機電有源器件的頂端的光致抗蝕劑點;移除所述光致抗蝕劑的第一部分,以在所述超聲波器件上生成所述光致抗蝕劑的剩餘部分,所述光致抗蝕劑的剩餘部分包括所述光致抗蝕劑的第二部分;向所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分施加環氧樹脂,其中所述環氧樹脂在所述超聲波器件 上形成環氧樹脂線,並且向所述超聲波轉換器的機電有源器件上的所述光致抗蝕劑施加環氧樹脂;將膜放置在所述超聲波器件上,使得所述膜與所述環氧樹脂接觸,其中所述膜覆蓋所述超聲波轉換器中的一個或多個超聲波轉換器;將所述膜和所述超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間,使得所述第二平板與所述膜接觸,所述第一平板與所述第二平板相對地與所述超聲波器件接觸;以及在所述環氧樹脂的固化時間中的至少一部分時間經由所述第一平板和所述第二平板中的一者或兩者對所述膜或所述超聲波器件施加輕的壓力。
  22. 如請求項21所述的方法,其特徵在於,所述環氧樹脂線基於由所述光致抗蝕劑的第二部分形成的所述轉換器單元邊界。
  23. 如請求項21所述的方法,其特徵在於,在所述環氧樹脂固化之後所述環氧樹脂線形成連結線。
  24. 如請求項23所述的方法,其特徵在於,所述連結線將所述超聲波器件分隔成一個或多個超聲波轉換器單元,各超聲波轉換器單元均包括一個或多個超聲波轉換器。
  25. 如請求項24所述的方法,其特徵在於,各超聲波轉換器單元均還包括所述膜的通過固化了的所述環氧樹脂的所述連結線連結於所述超聲波轉換器單元的邊界的膜部。
  26. 如請求項25所述的方法,其特徵在於,各膜部均通過所述連結線與所述膜的其它膜部機械地隔開。
  27. 如請求項26所述的方法,其特徵在於,所述超聲波轉換器中的一個超聲波轉換器的機電有源器件使覆蓋該超聲波轉換器的膜部在不干擾相鄰膜部的情況下移動。
  28. 如請求項25所述的方法,其特徵在於,所述機電有源器件偏離所述膜的膜部的中央地連結於該膜部。
  29. 如請求項21所述的方法,其特徵在於,所述方法還包括在將所述膜放置在所述超聲波器件上之前,製備或製絨所述膜的至少一個表面,當將所述膜放置在所述超聲波器件上時,被製備好或製絨好的所述至少一個表面被放置成與所述超聲波器件的環氧樹脂接觸。
  30. 如請求項21所述的方法,其特徵在於,使用用於所述光致抗蝕劑的顯影劑液體來移除所述光致抗蝕劑的第一部分。
  31. 一種方法,其包括:向超聲波器件施加光致抗蝕劑;覆蓋所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的第一部分;使所述光致抗蝕劑的未被覆蓋的第二部分暴露於光源,其中所述光致抗蝕劑的第一部分形成所述超聲波器件的超聲波轉換器之間的轉換器單元邊界並形成位於所述超聲波器件的機電有源器件的頂端的光致抗蝕劑點; 移除所述光致抗蝕劑的第二部分,以在所述超聲波器件上生成所述光致抗蝕劑的剩餘部分,所述光致抗蝕劑的剩餘部分包括所述光致抗蝕劑的第一部分;向所述超聲波器件上的所述光致抗蝕劑的剩餘部分施加環氧樹脂,其中所述環氧樹脂在所述超聲波器件上形成環氧樹脂線,並且向所述超聲波轉換器的機電有源器件上的所述光致抗蝕劑施加環氧樹脂;將膜放置在所述超聲波器件上,使得所述膜與所述環氧樹脂接觸,其中所述膜覆蓋所述超聲波轉換器中的一個或多個超聲波轉換器;將所述膜和所述超聲波器件放置在第一平板與第二平板之間,使得所述第二平板與所述膜接觸,所述第一平板與所述第二平板相對地與所述超聲波器件接觸;以及在所述環氧樹脂的固化時間中的至少一部分時間經由所述第一平板和所述第二平板中的一者或兩者對所述膜或所述超聲波器件施加輕的壓力。
  32. 如請求項31所述的方法,其特徵在於,所述環氧樹脂線基於由所述光致抗蝕劑的第二部分形成的所述轉換器單元邊界。
  33. 如請求項31所述的方法,其特徵在於,在所述環氧樹脂固化之後所述環氧樹脂線形成連結線。
  34. 如請求項33所述的方法,其特徵在於,所述連結線將所述超聲波器件分隔成一個或多個超聲波轉換器單元,各 超聲波轉換器單元均包括一個或多個超聲波轉換器。
  35. 如請求項34所述的方法,其特徵在於,各超聲波轉換器單元均還包括所述膜的通過固化了的所述環氧樹脂的所述連結線連結於所述超聲波轉換器單元的邊界的膜部。
  36. 如請求項35所述的方法,其特徵在於,各膜部均通過所述連結線與所述膜的其它膜部機械地隔開。
  37. 如請求項36所述的方法,其特徵在於,所述超聲波轉換器中的一個超聲波轉換器的機電有源器件使覆蓋該超聲波轉換器的膜部在不干擾相鄰膜部的情況下移動。
  38. 如請求項35所述的方法,其特徵在於,所述機電有源器件偏離所述膜的膜部的中央地連結於該膜部。
  39. 如請求項31所述的方法,其特徵在於,所述方法還包括在將所述膜放置在所述超聲波器件上之前,製備或製絨所述膜的至少一個表面,當將所述膜放置在所述超聲波器件上時,被製備好或製絨好的所述至少一個表面被放置成與所述超聲波器件的環氧樹脂接觸。
  40. 如請求項31所述的方法,其特徵在於,使用用於所述光致抗蝕劑的顯影劑液體來移除所述光致抗蝕劑的第一部分。
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