超声波器件及其制造方法、探测器及电子设备的制造方法_2

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器件的放大俯视示意图。
[0039]图14是涉及对应于图3的其他实施方式的超声波器件单元的局部截面图。
【具体实施方式】
[0040]以下,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。此外,以下说明的本实施方式并非不合理地限定权利要求书中记载的本发明的内容,在本实施方式中说明的所有结构作为本发明的解决手段不一定是必需的。
[0041](1)超声波诊断装置的整体结构
[0042]图1简要示出涉及本发明的一个实施方式的电子设备的一个具体例即超声波诊断装置(超声波图像装置)11的结构。超声波诊断装置11具备:装置终端(处理部)12和超声波探测器(探测器)13。装置终端12与超声波探测器13通过电缆14相互连接。装置终端12与超声波探测器13通过电缆14交换电信号。装置终端12组装有显示面板(显示装置)15。显示面板15的画面在装置终端12的表面露出。在装置终端12中,根据由超声波探测器13检测到的超声波而生成图像。被图像化后的检测结果显示于显示面板15的画面。
[0043]超声波探测器13具有框体16。框体16嵌入有超声波器件单元DV。超声波器件单元DV具备超声波器件17。超声波器件17具备声透镜18。声透镜18的外表面形成部分圆筒面18a。部分圆筒面18a被平板部18b包围。平板部18b的整个外周与框体16连续结合。如此平板部18b作为框体的一部分发挥作用。声透镜18由例如有机硅树脂形成。声透镜18具有与生物体的声阻抗近似的声阻抗。超声波器件17从表面输出超声波并接收超声波的反射波。
[0044](2)涉及第一实施方式的超声波器件
[0045]图2简要示出超声波器件17的俯视图。超声波器件17具备基体21。在基体21的表面(第一表面)上形成元件阵列22。元件阵列22由以阵列状配置的薄膜型超声波换能器元件(以下,称为“元件”)23排列构成。排列由多行多列的矩阵形成。此外,在排列中也可以确立交错配置。在交错配置中,偶数列的元件23组只要相对于奇数列的元件23组错开行间距的二分之一即可。奇数列和偶数列中的一方的元件数也可以比另一方的元件数少一个。
[0046]各个元件23具备振动膜24。在图2中,在与振动膜24的膜面的方向正交的俯视观察(从基板的厚度方向观察的俯视观察)中,振动膜24的轮廓由虚线画出。在振动膜24上形成压电元件25。压电元件25由上电极26、下电极27及压电体膜28构成。在每个元件23,在上电极26和下电极27之间夹着压电体膜28。这些元件按下电极27、压电体膜28及上电极26的顺序重叠。超声波器件17构成为一片超声波换能器元件芯片(基板)。
[0047]在基体21的表面形成有多个第一导电体29。第一导电体29沿排列的行方向相互平行地延伸。每一行元件23分配一个第一导电体29。沿排列的行方向并排的元件23的压电体膜28共同地与一个第一导电体29连接。第一导电体29对每个各元件23形成上电极26。第一导电体29的两端分别与一对引出布线31连接。引出布线31沿排列的列方向相互平行地延伸。因此,所有的第一导电体29均具有相同长度。于是,整个矩阵的元件23都共同地与上电极26连接。第一导电体29能够由例如铱(Ir)形成。但是,第一导电体29也可以利用其他导电材料。
[0048]在基体21的表面形成多个第二导电体32。第二导电体32沿排列的列方向相互平行地延伸。每一列元件23分配一个第二导电体32。对沿排列的列方向并排的元件23的压电体膜28共同地配置有一个第二导电体32。第二导电体32对每个各元件23形成下电极27。第二导电体32能够使用例如钛(Ti)、铱(Ir)、铂(Pt)及钛(Ti)的层叠膜。但是,第二导电体32也可以利用其他导电材料。
[0049]按照每一列切换元件23的通电。随着这样的通电切换,可以实现线形扫描和扇形扫描。一列元件23同时地输出超声波,因此一列的个数即排列的行数能够根据超声波的输出电平而决定。行数可以设定为例如10?15行左右。在图中省略而只画出5行。排列的列数能够根据扫描的范围的宽度来决定。列数可以设定为例如128列或256列。在图中省略而只画出8列。上电极26和下电极27的作用也可以调换。S卩,也可以下电极与整个矩阵的元件23共同地连接,而排列的每一列共同地与元件23的上电极连接。
[0050]基体21的轮廓具有由相互平行的一对直线间隔开而相对的第一边21a以及第二边21b。在第一边21a与元件阵列22的轮廓之间配置有一排第一端子阵列33a。在第二边21b与元件阵列22的轮廓之间配置有一排第二端子阵列33b。第一端子阵列33a能够平行于第一边21a而形成一排。第二端子阵列33b能够平行于第二边21b而形成一排。第一端子阵列33a由一对上电极端子34以及多个下电极端子35构成。同样地,第二端子阵列33b由一对上电极端子36以及多个下电极端子37构成。在一条引出布线31的两端分别连接上电极端子34、36。引出布线31和上电极端子34、36可以以将元件阵列22平分的垂直面面对称地形成。下电极端子35、37分别连接于一个第二导电体32的两端。第二导电体32和下电极端子35、37可以以将元件阵列22平分的垂直面面对称地形成。在这里,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。
[0051]在基体21上连接有第一柔性印刷线路板(以下,称为“第一线路板”)38。第一线路板38覆盖第一端子阵列33a。在第一线路板38的一端分别对应于上电极端子34以及下电极端子35而形成导线即第一信号线39。第一信号线39分别与上电极端子34以及下电极端子35相对并分别接合。同样地,在基体21上覆盖第二柔性印刷线路板(以下,称为“第二线路板”)41。第二线路板41覆盖第二端子阵列33b。在第二线路板41的一端分别对应于上电极端子36以及下电极端子37而形成导线即第二信号线42。第二信号线42分别与上电极端子36以及下电极端子37相对并分别接合。
[0052]如图3所示,基体21具备基板44及覆盖膜45。基板44的表面(第一表面)44a一整面地层叠有覆盖膜45。在基板44上,对每个元件23形成开口部46。开口部46从基板44的背面(第二表面)44b挖通从而划分出贯通基板44的空间。开口部46相对于基板44以阵列状配置。开口部46所配置区域的轮廓相当于元件阵列22的轮廓。基板44由例如硅基板形成。
[0053]在相邻的两个开口部46之间划分出间隔壁(壁部)47。相邻的开口部46由间隔壁47间隔开。间隔壁47的壁厚相当于开口部46的间隔。间隔壁47在相互平行地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,壁厚能够由正交于壁面并夹在壁面之间的垂直线的长度而规定。
[0054]覆盖膜45由层叠于基板44的表面的二氧化娃(Si02)层48和层叠于二氧化娃层48的表面的二氧化锆(Zr02)层49构成。覆盖膜45与开口部46接触。这样,覆盖膜45的一部分对应于开口部46的轮廓而形成振动膜24。振动膜24是覆盖膜45中的、与开口部46相对因此能够沿基板44的厚度方向进行膜振动的部分。二氧化硅层48的膜厚能够根据共振频率来决定。
[0055]在振动膜24的表面上按顺序层叠下电极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。压电体膜28也可以使用其他压电材料。在此,在第一导电体29的下面,压电体膜28完全地覆盖第二导电体32。由于压电体膜28的作用,能够避免在第一导电体29与第二导电体32之间短路。
[0056]在基板21的表面上层叠声匹配层51。声匹配层51覆盖元件阵列22。声匹配层51的膜厚根据振动膜24的共振频率来决定。声匹配层51能够例如使用硅树脂膜。声匹配层51容纳于第一端子阵列33a及第二端子阵列33b之间的空间。声匹配层51的边缘远离基体21的第一边21a及第二边21b。声匹配层51具有比基体21的轮廓小的轮廓
[0057]在声匹配层51上层叠声透镜18。声透镜18贴紧声匹配层51的表面。声透镜18通过声匹配层51的作用粘合于基体21。声透镜18的部分圆筒面18a具有平行于第一导电体29的母线。部分圆筒面18a的曲率根据从与一条第二导电体32连接的一列元件23发送的超声波的焦点位置来决定。声透镜18由例如有机硅树脂形成。声透镜18具有与生物体的声阻抗相近似的声阻抗。
[0058]基体21上固定有保护膜53。保护膜53由例如环氧树脂这种具有防水性的材料形成。但是,保护膜53也可以由其他的树脂材料形成。保护膜53固定于声透镜18及声匹配层51的侧面。保护膜53在声匹配层51与第一及第二线路板38、41之间覆盖基体21表面的第二导电体32和引出布线31。同样地,保护膜53在基体21上覆盖第一线路板38及第二线路板41的端部。
[0059]基体21的背面固定有背衬
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