超声波器件、超声波探头、超声波探测器及电子设备的制造方法_2

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板与声透镜夹住的间隔维持部件。于是,小的间隔维持部件与声匹配部的材料一起流动而移动至超声波元件阵列基板的周围。从而,使间隔维持部件集结于超声波元件阵列基板的周围,因此能够使间隔维持部件配置于由固定框夹住的部位的超声波元件阵列基板和声透镜之间。
【附图说明】
[0050]图1是表示第I实施方式所涉及的超声波图像装置的结构的简要立体图。
[0051]图2是表示超声波探测器的构造的局部侧截面示意图。
[0052]图3是表示超声波探测器的构造的主要部分截面示意图。
[0053]图4是超声波图像装置的控制方框图。
[0054]图5是表示超声波器件的构造的平面示意图。
[0055]图6的(a)是表示超声波器件的构造的侧截面示意图,图6的(b)是表示超声波器件的构造的侧面示意图,图6的(c)是表示超声波器件的构造的侧截面示意图,图6的(d)是表示超声波器件的构造的侧面示意图。
[0056]图7的(a)是表示超声波元件的结构的平面示意图,图7的(b)是表示超声波元件的构成的侧截面示意图。
[0057]图8是表示超声波元件阵列基板的结构的平面示意图。
[0058]图9是超声波器件的制造方法的流程图。
[0059]图10的(a)?(d)是用于说明超声波器件的制造方法的示意图。
[0060]图11的(a)?(e)是用于说明超声波器件的制造方法的示意图。
[0061]图12是表示第2实施方式所涉及的超声波元件的结构的平面示意图。
[0062]图13的(a)以及(b)是表示第3实施方式所涉及的超声波探测器的结构的侧面示意图。
[0063]图14是表示第4实施方式所涉及的超声波图像装置的结构的简要立体图。
[0064]符号说明
[0065]I…作为电子设备的超声波图像装置、6…框体、14…超声波兀件阵列基板、15…声匹配部、16...声透镜、17...作为固定框的框体、22...透镜部、24...间隔维持部件、26...作为驱动电路的处理电路、32...处理部、36...超声波兀件、37…作为基板的衬底基板、42…作为电极的第一电极、44...作为上侧电极的第二电极、45...绝缘膜、53...作为声匹配部的材料的声匹配部件、68...作为框体的头部用框体。
【具体实施方式】
[0066]在本实施方式中,根据附图对超声波器件和设置有该超声波器件的超声波图像装置的特征性的示例进行说明。此外,各附图中的各部件为了变为在各附图中可识别程度的大小,每个部件使比例尺不同而图示。
[0067](第I实施方式)
[0068]在本实施方式中,作为电子设备的一例,根据图1至图11的(a)?(e)对检查例如人体的内部的超声波图像装置进行说明。图1是表示超声波图像装置的结构的简要立体图。图2是表示超声波探测器的构造的局部侧截面示意图,图3是表示超声波探测器的构造的主要部分截面示意图。
[0069]如图1所示,作为电子设备的超声波图像装置I具备装置主体2和超声波探测器3。装置主体2和超声波探测器3由电缆4连接,装置主体2和超声波探测器3能够通过电缆4而进行电信号的交换。而且,在装置主体2中安装有显示面板等显示部5。显示部5是触摸面板式的显示器,兼作操作者向装置主体2输入信息的用户界面部。以下,将用户界面部称为Π部。
[0070]在装置主体2中,根据由超声波探测器3检测到的超声波而生成图像,被图像化的检测结果显示于显示部5的画面。超声波探测器3具备长方体状的框体6,在框体6的长度方向的一端连接有电缆4。而且,在其相反一侧具有进行超声波的收发的头部7。此外,本实施方式的超声波图像装置I虽然是由电缆4连接装置主体2和超声波探测器3的方式,但也可以是不使用电缆4,通过无线而在装置主体2与超声波探测器3之间进行信号的交换的方式。
[0071]如图2所示,在超声波探测器3中,被支撑部件8固定的超声波器件9容纳于框体6内。超声波器件9从框体6的头部7露出,从超声波器件9对对象物输出超声波。并且,来自对象物的超声波的反射波由超声波器件9接收。将反射波也称为回波。框体6呈筒状的形态,形成操作者易于握持的形状。在框体6的一端设置有超声波器件9,在另一端设置有电缆4。将从超声波器件9朝向电缆4的方向设为Z方向。将与Z方向正交的2个方向设为X方向以及Y方向。超声波器件9呈大致板状的形状,沿X方向以及Y方向延伸。超声波器件9形成在X方向上比在Y方向上长的形状。
[0072]如图3所示,在超声波器件9与框体6的头部7之间具有间隙,在该间隙中设置有填充有硅酮类密封材料的密封部10。该密封部10防止水分等侵入超声波探测器3的框体6的超声波器件9。支撑部件8位于超声波器件9的Z方向一侧,在支撑部件8与头部7之间设置有密封结构物。该密封结构物具备粘接部件11以及粘接部件12。粘接部件11是粘贴于超声波器件9的支撑部件8的外周部,具有弹性的双面胶等部件。粘接部件12是粘贴于框体6,具有弹性的双面胶等部件。
[0073]另外,连接超声波器件9与处理电路的FPC13 (Flexible Printed Circuits:柔性印刷电路板)存在于该密封结构物的一部分处。FPC13由粘接部件11与粘接部件12夹住而被固定。FPC13也被称为柔性印刷电路板。作为粘接部件11以及粘接部件12,能够使用在例如聚乙烯或氨基甲酸酯等闭孔泡沫体上涂布有丙烯酸类的粘接材料的双面胶。这样,在超声波探测器3中采用双重的密封结构,密封部10、粘接部件11以及粘接部件12防止水分等侵入框体6内。
[0074]超声波器件9具备超声波元件阵列基板14、声匹配部15、声透镜16、FPC13以及作为固定框的框体17。超声波元件阵列基板14具有元件基板18和背板21。元件基板18是多个超声波元件阵列状配置的基板,在从Z方向观察的俯视观察中呈沿X方向较长的长方形的形状。该元件基板18使用硅基板而形成,厚度为大约150μπι?200μπι。而且,在与朝向一 Z方向的元件基板18的元件形成面相反的面上,粘接有与元件基板18相同的平板状的背板21。背板21发挥抑制元件基板18的多余的振动的作用,使用厚度500 μ m?600 μ m的硅基板。该背板21除了硅基板以外,也可以使用金属板。此外,在从元件基板18沿Z方向行进的超声波的影响小时,也可以不使用背板21而构成超声波器件9。
[0075]在元件基板18的形成有超声波元件的面上,沿在俯视观察中在X方向上延伸的长边而设置有与多个超声波元件连接的多个端子。该端子与FPC13的端子连接,实现电连接。
[0076]在元件基板18的形成有超声波元件的面的上方,配置有从一 Z方向观察的平面形状与超声波元件阵列基板14相同的声透镜16。在声透镜16的一个面上设置有以规定的曲率向厚度方向凸出的透镜部22。并且,在其相反的面上设置有形成于声透镜16的外缘部的、沿厚度方向突出的壁部23。声透镜16由有机硅树脂等树脂形成。通过向该有机硅树脂中添加二氧化硅等改变比重,从而能够调整有机硅树脂的声阻抗。
[0077]在超声波元件阵列基板14与声透镜16之间形成有声匹配部15。声匹配部15使用硅酮类的粘接材料,通过粘接材料固化而使超声波元件阵列基板14与声透镜16粘合(粘接),固化后的粘接材料(树脂)作为声匹配部15而发挥功能。与声匹配部15并列地设置有多个球体状的间隔维持部件24,间隔维持部件24配置于超声波元件阵列基板14与声透镜16之间,并与超声波元件阵列基板14和声透镜16接触。并且,间隔维持部件24将声匹配部15的厚度维持为一定。因此,在声透镜16被按压到对象物上时,间隔维持部件24将施加于声透镜16的力传递至超声波元件阵列基板14。于是,通过从超声波元件阵列基板14受到的反作用力,抑制声透镜16变形。
[0078]声透镜16发挥将从元件基板18的超声波元件发送的超声波高效地导向对象物,并且将从对象物反射回来的回声波高效地导向超声波元件的作用。声匹配部15发挥缓和超声波元件与声透镜16之间的声阻抗的不匹配的作用。超声波器件9在背板21通过支撑部件8和粘接材料25被固定。
[0079]图4是超声波图像装置的控制方框图。如图4所示,超声波图像装置具备装置主体2和超声波探测器3。超声波探测器3具备超声波器件9和作为驱动电路的处理电路26。处理电路26具有选择电路27、发送电路28、接收电路29、控制部30。处理电路26进行超声波器件9的发送处理以及接收处理。
[0080]发送电路28在发送期间,经由选择电路27对超声波器件9输出发送信号VT。具体而言,发送电路28根据控制部30的控制而生成发送信号VT,并输出至选择电路27。然后,选择电路27根据控制部30的控制,输出来自发送电路28的发送信号VT。发送信号VT的频率以及振幅电压由控制部30设定。
[0081]接收电路29进行从超声波器件9接收接收信号VR的接收处理。具体而言,接收电路29在接收期间,经由选择电路27而接收来自超声波器件9的接收信号VR。然后,接收电路29进行接收信号的放大、增益设定、频率设定、A/D转换(模拟/数字转换)等接收处理。接收电路29将进行接收处理后的结果作为检测数据(检测信息)而输出至装置主体2。接收电路29能够由例如低噪声放大器、电压控制衰减器、可编程增益放大器、低通滤波器、A/D转换器等构成。
[0082]控制部30控制发送电路28以及接收电路29。具体而言,控制部30对发送电路28进行发送信号VT的生成以及输出处理的控制,对接收电路29进行接收信号VR的频率设定和增益等的控制。选择电路27根据控制部30的控制,将被选择的发送信号VT输出至超声波器件9。
[0083]装置主体2具备显示部5、主控制部31、处理部32、Π部33 (用户界面部)。主控制部31对超声波探测器3进行超声波的收发控制,对处理部32进行检测数据的图像处理等的控制。处理部32接收由接收电路29发送的检测数据,进行除去噪音的图像处理和显示用图像数据的生成等。Π部33根据用户进行的操作(例如触摸面板操作等)向主控制部31输出需要的命令(指令)。显示部5是例如液晶显示器等,显示来自处理部32的显示用图像数据。此外,主控制部31进行的控制的一部分也可以由处理电路26的控制部30进行,控制部30进行的控制的一部分也可以由主控制部31进行。
[0084]图5是表示超声波器件的构造的平面示意图,是在图3中从超声波探测器3的箭头H方向观察到的图。图6的(a)是表示超声波器件的构造的侧截面示意图,是沿图5的A — A截线的截面图。图6的(b)是表示超声波器件的构造的侧面示意图,是从Y方向观察到的图。图6的(c)是表示超声波器件的构造的侧截面示意图,是沿图5的B — B截线的截面图。图6的(d)是表示超声波器件的构造的侧面示意图,是从一 X方向观察到的图。
[0085]如图5以及图6的(a)?(d)所示,超声波器件9形成在X方向上较长的长方体的形状。在从一 Z方向观察超声波器件9时,框体17在中央形成有长方形的第一孔部17a,透镜部22从第一孔部17a露出。在从Z方向观察超声波器件9时,框体17在中央形成有长方形的第二孔部17
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