压电元件、压电器件、探头、电子设备及超声波图像装置的制造方法_3

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[0078] 在基体21的表面上形成有多个第2导电体32。第2导电体32在排列的列方向 上以相互平行的方式延伸。针对1列的第2压电元件23分配一个第2导电体32。1个第 2导电体32均配置于排列的列方向上排成的第2压电元件23的压电体膜28。第2导电体 32对各个第2压电元件23形成有下电极27。第2导电体32上能够使用例如钛(Ti)、铱 (Ir)、铂(Pt)以及钛(Ti)的层叠膜。但是,在第2导电体32上也可以使用其他导电材料。
[0079] 按照列切换第2压电元件23的通电。根据这样的通电的切换,实现线性扫描或扇 形扫描。由于1列的第2压电元件23同时输出超声波,所以1列的个数即排列的行数能够 根据超声波的输出电平来决定。行数设定为例如10~15行左右即可。在图中被省略而描 绘为5行。排列的列数能够根据扫描的范围的宽度来决定。列数设定为例如128列或256 列即可。在图中被省略而描绘为8列。上电极26以及下电极27的作用也可以更换。即, 也可以在整个矩阵的第2压电元件23上均连接有下电极,另一方面,按照排列的每个列,在 第2压电元件23均连接上电极。
[0080] 基体21的轮廓具有由相互平行的1对直线隔开且相对的第1边21a以及第2边 21b。在第1边21a和发送阵列TR的轮廓之间配置有1行第1端子阵列33a。在第2边21b 和发送阵列TR的轮廓之间配置有1行第2端子阵列33b。第1端子阵列33a能够以与第 1边21a平行的方式形成1行。第2端子阵列33b能够以与第2边21b平行的方式形成1 列。第1端子阵列33a由1对上电极端子34以及多个下电极端子35构成。同样,第2端 子阵列33b由1对上电极端子36以及多个下电极端子37构成。在1根引出布线31的两 端上分别连接有上电极端子34、36。引出布线31以及上电极端子34、36形成为相对于将发 送阵列TR分成两个的垂直面呈面对称即可。在1根第2导电体32的两端上分别连接有下 电极端子35、37。第2导电体32以及下电极端子35、37形成为相对于将发送阵列TR分成 两个的垂直面呈面对称即可。这里,基体21的轮廓形成为矩形。基体21的轮廓既可以是 正方形也可以是梯形。
[0081] 第1布线板19a与基体21连接。第1布线板19a覆盖在第1端子阵列33a上。 在第1布线板19a的一端上,与上电极端子34以及下电极端子35单独对应地形成有导电 线即第1信号线39。第1信号线39与上电极端子34以及下电极端子35单独相对并且单 独接合。同样,第2布线板19b与基体21连接。第2布线板19b覆盖在第2端子阵列33b 上。在第2布线板19b的一端上,与上电极端子36以及下电极端子37单独对应地形成有 导电线即第2信号线42。第2信号线42与上电极端子36以及下电极端子37单独相对并 且单独接合。
[0082] 如图4所示,基体21具备基板44以及覆盖膜45。在基板44的表面的整个面上形 成有覆盖膜45。在基板44上,按照每个第2压电元件23形成有开口部46。开口部46相 对于基板44配置成阵列状。配置开口部46的区域的轮廓相当于发送阵列TR的轮廓。相 邻的两个开口部46之间被分隔壁47划分。相邻的开口部46被分隔壁47隔开。分隔壁47 的壁厚相当于开口部46的间隔。分隔壁47在以相互平行的方式扩展的平面内规定两个壁 面。壁厚相当于两个壁面的距离。即,壁厚能够以与壁面垂直并夹在壁面之间的垂线的长 度来确定。基板44由例如硅基板形成即可。
[0083] 覆盖膜45由层叠在基板44表面上的氧化硅(Si02)层48、层叠在氧化硅层48表 面上的氧化锆(Zr02)层49构成。覆盖膜45与开口部46相接。这样,与开口部46的轮廓 对应地,由覆盖膜45的一部分形成振膜24。振膜24是覆盖膜45中由于面对开口部46而 能够沿基板44的厚度方向进行膜振动的部分。氧化硅层48的膜厚能够根据共振频率来决 定。
[0084] 在振膜24的表面上依次层叠有下电极27、压电体膜28以及上电极26。压电体膜 28能够由例如锆钛酸铅(PZT)形成。在压电体膜28中也可以使用其他压电材料。这里,在 第1导电体29之下,压电体膜28完全覆盖第2导电体32。在压电体膜28的作用下,能够 避免第1导电体29和第2导电体32之间的短路。
[0085] 在基体21的表面上层叠有声调节层51。声调节层51覆盖元件阵列22。声调节 层51的膜厚根据振膜24的共振频率来决定。对于声调节层51,能够使用例如硅树脂膜。 在声调节层51上配置有声透镜18。声透镜18与声调节层51的表面紧贴。声透镜18在声 调节层51的作用下与基体21接合。声透镜18的局部圆筒面18a具有与第1导电体29平 行的母线。局部圆筒面18a的曲率根据从1根第2导电体33连接的1列第2压电元件23 发出的超声波的焦点位置来决定。声透镜18由例如硅树脂形成。声透镜18具有与生物体 的声阻抗接近的声阻抗。
[0086] 在基体21上固定有保护膜53。保护膜53例如由环氧树脂这样的具有防水性的材 料形成。但是,保护膜53也可以由其他树脂材料形成。保护膜53接触于声透镜18以及声 调节层51接触。在此,保护膜53以接触面53a夹着声透镜18以及声调节层51,该接触面 53a以与声透镜18的母线平行的方式扩展并且分别沿着与基体21呈直角交叉的2个虚拟 平面 54a、54b。
[0087] 在基体21的背面固定有衬垫材料56。在衬垫材料56的表面上重叠有基体21的 背面。衬垫材料56在超声波器件17的背面关闭开口部46。衬垫材料56能够具备坚硬的 基材。在此,分隔壁47与衬垫材料56接合。衬垫材料56与各个分隔壁47至少在一个部 位的接合区域接合。在接合时能够使用粘结剂。
[0088] (4)第1实施方式的接收阵列的结构
[0089] 图5简要示出涉及接收阵列RR的区域的、超声波器件17的放大部分俯视图。接收 阵列RR形成于基体21的表面。第1压电元件57的排列以多行多列的矩阵形成。各个第1 压电元件57具备振膜58。在图5中,从与振膜58的膜面垂直的视点观察的俯视图(沿布 线基板的厚度方向观察的俯视图。以下简称为"俯视图")中,以虚线描绘振膜58的轮廓。 与前述的振膜24相同,振膜58由基板44表面的覆盖膜45形成。在振膜58上形成有振子 59。振子59由第1电极61、第2电极62以及压电体膜(压电体)63构成。第1电极61以 及第2电极62配置在压电体膜63上。第2电极62配置于在压电体膜63上与第1电极61 隔开的位置。在此,振膜58形成为俯视下呈矩形(包含正方形)。
[0090] 在压电体膜63的表面上,在第1电极61和第2电极62之间形成有槽64。槽64 从第1电极61和第2电极62之间向外侧并朝向压电体膜63的边缘延伸,横穿压电体膜63 的一个面。槽64不仅在第1电极61和第2电极62之间将压电体膜63的表面分成两个, 而且由于从压电体膜63的边缘到边缘完全将一个面横切,所以将压电体膜63的一个面分 成两个。即,以连接压电体膜63的表面的外边缘部2个部位的方式延伸设置槽64。在此, 槽64沿着俯视下穿过振膜58的重心(轮廓的图心)的直线65延伸。直线65以与振膜58 的轮廓的长边平行的方式延伸。此时,第1电极61以及第2电极62在与压电体膜63的表 面垂直并且分隔槽64的一端以及另一端的两个虚拟垂直面66的内侧扩展。压电体膜63 在振膜58的以与虚拟垂直面66平行的方式确定的两个轮廓线的内侧扩展。因而,第1电 极61的沿着槽64的纵长方向的宽度以及第2电极62的沿着槽64的纵长方向的宽度小于 俯视下压电体膜63的沿着槽64的纵长方向的宽度。压电体膜63在俯视下仅配置在振膜 58的区域内。压电体膜63形成为在俯视下相对于直线65线对称。
[0091] 在基体21的表面上形成有多根第3导电体67以及第4导电体68。第3导电体 67以及第4导电体68在排列的列方向上以相互平行的方式延伸。第3导电体67以及第4 导电体68交替配置。按照每个相邻的1对第3导电体67和第4导电体68分配有多列第1 压电元件57。在第3导电体67和第4导电体68之间,按照每个行串联连接有第1压电元 件57。即,在行内相邻的第1压电元件57中,一个元件的第1电极61与另一个元件的第2 电极62。对于第1电极61、第2电极62、第3导电体67以及第4导电体68,能够使用相同 的材料。例如对于第1电极61、第2电极62、第3导电体67以及第4导电体68,能够使用 钛(Ti)、铱(Ir)、钼(Pt)以及钛(Ti)的层叠膜。但是,对于第1电极61、第2电极62、第 3导电体67以及第4导电体68,也可以使用其他导电材料。
[0092] 在基体21的第1边21a和接收阵列RR的轮廓之间配置有一行第3端子阵列69。 第3端子阵列69能够以与第1边21a平行的方式形成一行。第3端子阵列69由信号端子 71以及共用端子72构成。信号端子71与第3导电体67连接。共用端子72与第4导电体 68连接。在此,第3端子阵列69与第1端子阵列33a-起形成一行。第1布线板19a覆 盖在第1端子阵列33a以及第3端子阵列69上。在第1布线板19a的一端上,与信号端子 71以及共用端子72单独对应地形成有导电线即第3信号线73。第3信号线73相对于信 号端子71以及共用端子72单独相对并单独接合。
[0093] 同样,也可以在基体21的第2边21b和接收阵列RR的轮廓之间配置一行第4端子 阵列(未图示)。第4端子阵列与第2端子阵列33b-起形成一行即可。第2布线板19b 覆盖在第2端子阵列33b以及第4端子阵列上。在第2布线板19b的一端上,与信号端子 以及共用端子单独对应地形成有导电线即第4信号线。第4信号线相对于信号端子以及共 用端子单独
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