茂丞（鄭州）超聲科技有限公司（以下簡稱“茂丞超聲”）近日宣布全球首發(fā)超小晶圓級封裝超聲波飛行時間（ToF）距離傳感芯片SC801，該芯片采用最新高密度封裝技術(shù)硅通孔（Through Silicon Via, TSV）封裝，實現(xiàn)超小封裝體積3 mm × 1.3 mm × 0.48 mm。

超聲波ToF距離傳感芯片SC801

TSV封裝技術(shù)被認(rèn)為是第四代封裝技術(shù)，并正在逐漸取代目前工藝比較成熟的引線鍵合技術(shù)，8英寸晶圓級封裝實現(xiàn)了更好的電氣互聯(lián)性能、更低的功耗、更小的尺寸、更輕的質(zhì)量，以及更具競爭力的封裝成本。

茂丞超聲總經(jīng)理邱奕翔表示：“茂丞超聲在晶圓級超聲波換能器技術(shù)領(lǐng)域耕耘多年，在科技創(chuàng)新上擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，在2023年2月28號，茂丞超聲獲最新晶圓級封裝美國專利‘Wafer Level Ultrasonic Chip Module and Manufacturing Method Thereof, US11,590,536B’后，茂丞超聲在晶圓級封裝技術(shù)方面累計擁有2件中國、6件中國臺灣、4件美國專利，在超聲波換能器晶圓級封裝技術(shù)上，有著領(lǐng)先及深遠的專利布局，為實現(xiàn)超聲波換能器超小體積封裝奠定了基石。”

茂丞超聲晶圓級封裝技術(shù)專利列表

茂丞超聲基于多項專利技術(shù)開發(fā)的超聲波晶圓級封裝超聲波ToF距離傳感芯片SC801，體積小、精度高、功耗低、易于集成，晶圓級封裝制程工藝示意圖及錫球腳位圖如下，在縮小封裝體積的同時，能達到簡化生產(chǎn)工藝，隔絕外界氧化與避免短路的風(fēng)險，在芯片表面沉積生成二氧化硅層，實現(xiàn)防水與防塵。

茂丞超聲SC801將接近傳感器的發(fā)射和接收集成在一顆芯片上，實現(xiàn)3.3V低壓驅(qū)動，無須另外搭載升壓電路，接收到回波信號后，通過放大器及算法處理，獲得物體與芯片間的距離，大大縮小了模塊體積，可應(yīng)用于各種不同的接近感測。

茂丞超聲SC801，實現(xiàn)測量精度0.1mm。通過單顆芯片實現(xiàn)高精度近距離檢測，測距范圍1～3 cm，體積非常小，利于集成。智能手機、智能穿戴設(shè)備等由于本身體積小，對傳感器尺寸要求特別高。

茂丞超聲SC801超聲波傳感芯片，不受環(huán)境光線明暗以及環(huán)境溫度變化影響，對透明材質(zhì)及亮暗顏色均能準(zhǔn)確檢測。在智能手機全面屏應(yīng)用中，SC801可以實現(xiàn)全面屏無須開孔，檢測人臉靠近自動滅屏功能，防止觸碰耳朵或臉頰導(dǎo)致的誤觸。

茂丞超聲SC801也可用于真無線立體聲（TWS）藍牙耳機佩戴時自動啟動，脫離耳朵時自動關(guān)閉等功能，無須額外增加按鍵。特別是骨傳導(dǎo)式TWS耳機并未入耳，實現(xiàn)精準(zhǔn)佩戴判斷，不受環(huán)境光線明暗以及環(huán)境溫度變化影響。

綜上，茂丞超聲SC801芯片式超聲波換能器，有著優(yōu)異的小體積優(yōu)勢，加上3.3V低壓驅(qū)動，大大降低了成本和功耗，應(yīng)用場景十分廣闊。3 mm x 1.3 mm x 0.48 mm，全球最小封裝體積的芯片級超聲波傳感器，可實現(xiàn)智能眼鏡、TWS耳機、智能手表等可穿戴設(shè)備，隔空距離檢測和手勢識別等功能。

茂丞超聲SC801與其它方案的對比

茂丞超聲致力于第三代半導(dǎo)體材料-氮化鋁，實現(xiàn)芯片級超聲波MEMS換能器技術(shù)研發(fā)及商品化，是中國首款自主研發(fā)8寸晶圓生產(chǎn)的氮化鋁（AlN）芯片級超聲波傳感器團隊，為國內(nèi)傳感器領(lǐng)域填補了這一空白。芯片級超聲波傳感器基于氮化鋁（AlN）材料制造，氮化鋁（AlN）具有良好的壓電效應(yīng)，較低的介電常數(shù)使其在較小體積的設(shè)計下，能獲得與塊體壓電陶瓷材料（PZT）相當(dāng)?shù)男阅?，其體積微小、功耗低更適合在便攜式設(shè)備中使用。

茂丞超聲商品化全球第一個陣列式及超小封裝尺寸氮化鋁芯片式ToF超聲波MEMS換能器，以及自研超聲波TDC驅(qū)動讀出芯片，采用超聲波飛行時間（ToF）測量原理，實現(xiàn)亞毫米級精度距離感測，可用于智能手機、智能穿戴設(shè)備、氣體、液體流量檢測、物體測距、液位、料位監(jiān)測等，具有低功耗、長壽命、免維護等優(yōu)點，在消費性電子、工業(yè)、家電、計量器具等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。