r>[0090] 另外，将开口 9的直径D2 = 70 μ m、压电体层7的厚度Tl = 7 μ m、压电体层7的厚 度Tl与振动板10的厚度T2的比率为1:1. 1，制造了 64信道的单层压电片型超声波探头， 测定了在水中发送及接收这两条路径的频率与灵敏度的关系，得到了如图10所示的结果。 [0091 ] 相对于最大灵敏度峰值的_6dB频带涵盖了约4~18MHz，与以往的探头相比，可知 显示出了非常广的超宽频带。
[0092] 另外，使用上述的64信道的单层压电片型超声波探头实际拍摄无反响囊细胞的 超声波图像如图11所示。将探头的驱动电压设为±50v，不使用声透镜即可拍摄到深度 4cm。这验证了能够得到高精度的清晰的超声波图像。
[0093] 另外，在上述实施方式的单层压电片型超声波探头中，如图4所示，各个压电元件 部5的压电体层7和上部电极层8具有正六边形的平面形状，但不限于此，例如能够设为圆 形或者六边形以外的正多边形。在这种情况下，优选基板1的开口 9也具有与压电元件部5 的压电体层7及上部电极层8相似形状的平面形状。在采用正多边形时，与正六边形的情 况一样，能够将正多边形的内切圆的直径和外切圆的直径的平均称为正多边形的直径。
[0094] 另外，在上述实施方式的单层压电片型超声波探头中，示例了沿方位角方向排列 多个压电元件区域2的所谓ID(-维）阵列，但本发明不限于ID阵列。例如，也能够将本 发明的单层压电片型超声波探头应用于将各个压电元件区域沿仰角方向分割成约3~5个 的多个区域，能够沿深度方向分阶段地调整超声波光束的所谓I. 阵列，或者也能够应用 于将各个压电元件区域沿仰角方向分割成多个区域，沿方位角方向和仰角方向都能够任意 分配超声波光束的所谓2D阵列，此外与以往类型的超声波探头相比，能够容易进行这样的 I. 阵列或者2D阵列的制作。
[0095] 标号说明
[0096] 1基板；la、Ib基板的侧缘；Ic基板的表面；Id基板的背面；2压电兀件区域；3引 出电极；4被覆层；5压电元件部；6下部电极层7压电体层；8上部电极层；9开口；10振动 板；IlSi基材；12、15、16热氧化SiOJ莫；13单晶体Si层；14S0I基板；17、19电极层；18PZT 膜；20上部掩模；21背面掩模；22FPC ;23布线图案；24接地图案；Pl压电元件区域的排列 间距；P2压电元件部的仰角方向的排列间距；ΔΡ每列的仰角方向的错位量；Tl压电体层 的厚度；T2振动板的厚度；Dl压电体层的直径；D2开口的直径。
【主权项】
1. 一种单层压电片型超声波探头，其特征在于，具有： 基板，在该基板形成有分别具有预定的形状的多个开口； 多个振动板，以分别将所述多个开口的一端封堵的方式形成于所述基板上； 多个压电元件部，形成于所述多个振动板的表面上，并且分别具有压电体层和形成于 所述压电体层的两面的一对电极层；以及 被覆层，以填埋所述多个压电元件部的方式配置在所述基板的表面上，而且由声阻抗 为1.5X106~4X106kg/m2s、肖氏A硬度为75以下的有机树脂构成。2. 根据权利要求1所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述开口具有40~80 y m的直径， 所述压电体层具有1~10 Um的厚度， 所述压电体层的厚度与所述振动板的厚度的比率为1:0. 8~1. 2。3. 根据权利要求2所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 选择所述开口的直径与所述压电体层的厚度的值的组合，以便使发送声压达到预先设 定的设定值以上。4. 根据权利要求3所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述开口具有40ym的直径，所述压电体层具有1~5ym的厚度。5. 根据权利要求4所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述压电体层具有2~3 y m的厚度。6. 根据权利要求3所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述开口具有50 y m的直径，所述压电体层具有1~7 y m的厚度。7. 根据权利要求6所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述压电体层具有1~6 ym的厚度。8. 根据权利要求3所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述开口具有60 y m的直径，所述压电体层具有2~9 y m的厚度。9. 根据权利要求8所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述压电体层具有4~8 ym的厚度。10. 根据权利要求3所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述开口具有70 y m的直径，所述压电体层具有4~10 y m的厚度。11. 根据权利要求10所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述压电体层具有5~9 ym的厚度。12. 根据权利要求3所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述开口具有80 y m的直径，所述压电体层具有6~10 y m的厚度。13. 根据权利要求12所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述压电体层具有9 y m的厚度。14. 根据权利要求1~13中任意一项所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述基板是经由绝缘层在Si基材上形成有Si层的SOI基板， 所述多个振动板由与以分别使所述绝缘层露出的方式将所述Si基材挖通成所述预定 的形状而形成的所述多个开口对应的部分的Si层和所述绝缘层构成。15. 根据权利要求1~14中任意一项所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述多个开口的所述预定的形状是圆形或者正多边形。16. 根据权利要求1~15中任意一项所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述多个压电元件部以不超过各自对应的所述振动板的周缘部的方式形成于所述振 动板的表面上。17. 根据权利要求1~16中任意一项所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述多个压电元件部配置成具有如下的细密填充构造，即各个所述压电元件部形成沿 仰角方向以预定的间距排列成直线状的多个列，并且每列具有所述预定的间距的1/2的错 位量。18. 根据权利要求1~17中任意一项所述的单层压电片型超声波探头，其特征在于， 所述被覆层具有满足声匹配条件的厚度。19. 一种单层压电片型超声波探头的制造方法，其特征在于， 在基板上形成分别具有预定的形状的多个开口和分别将所述多个开口的一端封堵的 多个振动板， 在所述多个振动板的表面上分别形成多个压电元件部， 以填埋所述多个压电元件部的方式，在所述基板的表面上形成由声阻抗为I. 5X IO6~ 4X 106kg/m2s、肖氏A硬度为75以下的有机树脂构成的被覆层。
【专利摘要】单层压电片型超声波探头具有：基板，在该基板形成有分别具有预定的形状的多个开口；多个振动板，分别以将多个开口的一端封堵的方式形成于基板上；多个压电元件部，形成于多个振动板的表面上，并且分别具有压电体层和形成于压电体层的两面的一对电极层；以及被覆层，以填埋多个压电元件部的方式配置在基板的表面上，而且由声阻抗为1.5×106～4×106kg/m2s、肖氏A硬度75以下的有机树脂构成。
【IPC分类】A61B8/00, H04R3/00, H04R17/00
【公开号】CN104883979
【申请号】CN201380068066
【发明人】和田隆亚
【申请人】富士胶片株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年11月26日
【公告号】US20150289843, WO2014103593A1