超聲波器件及其制造方法、電子設(shè)備及超聲波圖像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波器件及其制造方法，以及利用了該超聲波器件的探測(cè)器、電子設(shè)備及超聲波圖像裝置等。
【背景技術(shù)】
[0002]利用了薄膜的振動(dòng)膜的超聲波器件普遍為人所知。例如像專利文獻(xiàn)I中記載的那樣，在硅氧化物或硅氮化物的振動(dòng)膜的表面形成壓電元件。在振動(dòng)膜的表面配置包圍壓電元件的結(jié)構(gòu)體。振動(dòng)膜的背面與對(duì)象物相對(duì)。因此，從振動(dòng)膜的背面發(fā)送超聲波。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中，當(dāng)壓電元件形成時(shí)，振動(dòng)膜的背面被基板的表面支撐。在形成壓電元件后，通過(guò)蝕刻除去基板。振動(dòng)膜的背面由平坦的面形成。如果在振動(dòng)膜與對(duì)象物之間存在聲匹配層或聲耦合材料，則導(dǎo)致在相鄰的振動(dòng)膜之間產(chǎn)生串?dāng)_。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利特表2010-539442號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]于是，希望開(kāi)發(fā)一種能夠有效地防止在相鄰的振動(dòng)膜之間串?dāng)_的超聲波器件。
[0008](I)本發(fā)明的一種方式涉及超聲波器件，具備:基板，具有第一開(kāi)口及第二開(kāi)口、和將所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口間隔開(kāi)的壁部；第一振動(dòng)膜以及第二振動(dòng)膜，分別閉塞所述第一開(kāi)口以及所述第二開(kāi)口 ；第一壓電元件以及第二壓電元件，形成在所述第一振動(dòng)膜以及所述第二振動(dòng)膜各自的與所述基板相反一側(cè)的面上；以及聲匹配層，以與所述第一振動(dòng)膜以及所述第二振動(dòng)膜接觸的方式而配置于所述第一開(kāi)口內(nèi)以及所述第二開(kāi)口內(nèi)。
[0009]壁部將聲匹配層間隔開(kāi)。與第一振動(dòng)膜接觸的聲匹配層和與第二振動(dòng)膜接觸的聲匹配層由壁部分割開(kāi)。這樣能夠防止在聲匹配層中傳播的超聲波的串?dāng)_。
[0010](2)所述第一開(kāi)口可以為多個(gè)且排列成列狀，所述第二開(kāi)口可以為多個(gè)且排列成與所述第一開(kāi)口的排列并列的列狀。根據(jù)該方式，能夠?qū)?yīng)于列狀的第一開(kāi)口而將電極共同地連接于列狀的第一壓電元件。同樣地，能夠?qū)?yīng)于列狀的第二開(kāi)口而將電極共同地連接于列狀的第二壓電元件。這樣，列狀的第一壓電元件能夠同時(shí)地動(dòng)作，列狀的第二壓電元件能夠同時(shí)地動(dòng)作。于是，能夠防止在第一壓電元件組與第二壓電元件組之間在聲匹配層中傳播的超聲波串?dāng)_。
[0011](3)所述壁部可以具有在所述基板的厚度方向?yàn)榈谝桓叨鹊牡谝槐诓亢捅鹊谝桓叨雀叩牡诙叨鹊牡诙诓?。這樣，第一壁部以及第二壁部能夠各自承擔(dān)功能。
[0012](4)超聲波器件可以還具備與所述第二壁部接觸并與所述聲匹配層結(jié)合的聲透鏡。根據(jù)該方式，當(dāng)使用超聲波器件時(shí)，聲透鏡與聲匹配層結(jié)合。聲透鏡能夠使從第一振動(dòng)膜和第二振動(dòng)膜發(fā)送的超聲波振動(dòng)匯聚于焦點(diǎn)位置。聲透鏡通過(guò)第二壁部而相對(duì)于第一振動(dòng)膜以及第二振動(dòng)膜定位。這樣，在聲透鏡與第一振動(dòng)膜以及第二振動(dòng)膜之間決定聲匹配層的厚度。能夠通過(guò)第二壁部的高度來(lái)調(diào)整聲匹配層的厚度。能夠設(shè)定最適于超聲波的傳播的厚度。而且，即使聲透鏡被按壓在被檢體上，也能夠極力地防止聲匹配層的變形。能夠維持聲匹配層的厚度。
[0013](5)可以在所述聲透鏡與所述第一壁部之間配置所述聲匹配層。根據(jù)該方式，聲匹配層有助于聲透鏡與第一壁部的粘合。因此，無(wú)論壁部的配置如何，都能夠盡可能地抑制聲匹配層與聲透鏡的貼緊面積的減少。能夠使聲透鏡與聲匹配層的結(jié)合穩(wěn)定化。
[0014](6)超聲波器件可以具備在從所述基板的厚度方向觀察的俯視觀察中連續(xù)地包圍所述第一開(kāi)口以及所述第二開(kāi)口、且在所述基板的厚度方向上比所述壁部高的外框。根據(jù)該方式，在形成聲匹配層時(shí)能夠?qū)⒙暺ヅ鋵拥脑牧献鳛榱鲃?dòng)體流入第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。并且，外框能夠堵?lián)鯊牡谝婚_(kāi)口或第二開(kāi)口溢出的原材料。這樣，能夠可靠地使原材料流入所有的第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口。
[0015](7)所述第一振動(dòng)膜可以具有第一共振頻率，所述第二振動(dòng)膜可以具有與所述第一共振頻率不同的第二共振頻率。振動(dòng)膜在共振頻帶上對(duì)超聲波顯示最大的靈敏性。因此，能夠接收針對(duì)每個(gè)振動(dòng)膜而不同的頻帶的超聲波。這樣，能夠檢測(cè)發(fā)送頻率的高次諧波成分?；蛘撸軌驍U(kuò)大超聲波的接收頻帶。
[0016](8)所述聲匹配層可以在所述第一開(kāi)口以及所述第二開(kāi)口具有相等的厚度。一般而言，聲匹配層的厚度相當(dāng)于超聲波的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍。因此，在第一共振頻率與第二共振頻率之間高次諧波的關(guān)系成立的情況下，即使在第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口設(shè)定相等的厚度，也能夠?qū)崿F(xiàn)聲匹配。
[0017](9)所述聲匹配層可以在所述第一開(kāi)口以及所述第二開(kāi)口具有不同的厚度。一般而言，聲匹配層的厚度相當(dāng)于超聲波的波長(zhǎng)的四分之一的奇數(shù)倍。能夠針對(duì)每個(gè)第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口最優(yōu)化聲匹配層的厚度。
[0018](10)超聲波器件能夠裝入探測(cè)器而利用。此時(shí)，探測(cè)器可以具備超聲波器件和支撐所述超聲波器件的框體。
[0019](11)超聲波器件能夠裝入電子設(shè)備而利用。此時(shí)，電子設(shè)備可以具備超聲波器件和與所述超聲波器件連接并處理所述超聲波器件的輸出的處理裝置。
[0020](12)超聲波器件能夠裝入超聲波圖像裝置而利用。此時(shí)，超聲波圖像裝置可以具備超聲波器件和顯示基于所述超聲波器件的輸出生成的圖像的顯示裝置。
[0021](13)本發(fā)明的其他方式涉及超聲波器件的制造方法，具備:在第一面具有膜材料的基板的所述膜材料的表面形成第一壓電元件以及第二壓電元件的工序；從所述第一面的背側(cè)的第二面在所述基板上形成彼此由壁部間隔開(kāi)的第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口并在所述膜材料上形成支撐所述第一壓電元件的第一振動(dòng)膜以及支撐所述第二壓電元件的第二振動(dòng)膜的工序；使聲匹配層的原材料的流動(dòng)體流入所述第一開(kāi)口以及所述第二開(kāi)口的工序；以及使聲透鏡覆蓋流入的所述流動(dòng)體，并使所述流動(dòng)體固化而粘合所述聲透鏡的工序。
[0022]在制造的超聲波器件中，壁部將聲匹配層間隔開(kāi)。與第一振動(dòng)膜接觸的聲匹配層和與第二振動(dòng)膜接觸的聲匹配層由壁部分割開(kāi)。這樣能夠防止在聲匹配層中傳播的超聲波的串?dāng)_。在形成聲匹配層時(shí)，只要原材料的流動(dòng)體單純地被流入到第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口即可，能夠簡(jiǎn)化制造工序。聲匹配層可靠地與第一振動(dòng)膜和第二振動(dòng)膜以及聲透鏡貼緊。
[0023](14)所述壁部可以具有在所述基板的厚度方向?yàn)榈谝桓叨鹊牡谝槐诓亢捅鹊谝桓叨雀叩牡诙叨鹊牡诙诓?。根?jù)該方式，聲透鏡與第二壁部接觸。聲透鏡通過(guò)第二壁部相對(duì)于第一振動(dòng)膜以及第二振動(dòng)膜定位。此時(shí)，能夠在聲透鏡與第一壁部之間存在聲匹配層。聲匹配層能夠有助于聲透鏡與第一壁部的粘合。
[0024](15)在形成所述第一開(kāi)口以及所述第二開(kāi)口時(shí)，也可以由所述膜材料的平坦的所述表面形成第一膜厚的所述第一振動(dòng)膜以及第二膜厚的所述第二振動(dòng)膜。根據(jù)該方式，流入的流動(dòng)體的表面平坦地展開(kāi)。因此，流動(dòng)體的厚度在對(duì)應(yīng)于第一振動(dòng)膜的部位與對(duì)應(yīng)于第二振動(dòng)膜的部位上不同。這樣能夠控制聲匹配層的厚度。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是概略性示出電子設(shè)備的一個(gè)具體例即超聲波診斷裝置的外觀圖。
[0026]圖2是超聲波探測(cè)器的放大主視圖。
[0027]圖3是第一實(shí)施方式所涉及的超聲波器件的放大俯視圖。
[0028]圖4是沿圖3的A-A線的截面圖。
[0029]圖5是概略性示出超聲波器件的制造方法中的直至形成壓電元件的工序?yàn)橹沟姆糯蠼孛鎴D。
[0030]圖6是概略性示出超聲波器件的制造方法中的形成開(kāi)口的工序的放大截面圖。
[0031]圖7是概略性示出超聲波器件的制造方法中的流入聲匹配層的原材料的工序的放大截面圖。
[0032]圖8是概略性示出超聲波器件的制造方法中的粘合聲透鏡的工序的放大截面圖。
[0033]圖9是對(duì)應(yīng)于圖4的第二實(shí)施方式所涉及的超聲波器件的放大截面圖。
[0034]圖10是對(duì)應(yīng)于圖4的第三實(shí)施方式所涉及的超聲波器件的放大截面圖。
[0035]圖11是第四實(shí)施方式所涉及的超聲波器件的局部放大俯視圖。
[0036]圖12是沿圖11的B-B線的局部截面圖。
[0037]符號(hào)說(shuō)明
[0038]11作為電子設(shè)備的超聲波圖像裝置(超聲波診斷裝置)、12處理裝置(裝置終端)、13探測(cè)器(超聲波探測(cè)器)、15顯示裝置(顯示面板)、16框體、17超聲波器件、17a超聲波器件、17b超聲波器件、17c超聲波器件、24第一振動(dòng)膜以及第二振動(dòng)膜(振動(dòng)膜)、25第一壓電元件以及第二壓電元件(壓電元件)、44基板、46第一開(kāi)口以及第二開(kāi)口(開(kāi)口)、4