CN108212724A - 超声波器件以及超声波装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种超声波器件以及超声波装置，超声波器件具备：基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；振动膜，设于第一面，用于封闭第一槽部以及第二槽部；第一压电元件，设于振动膜，在从基板的厚度方向观察的俯视下与第一槽部重叠；以及第二压电元件，设于振动膜，在俯视下与第二槽部重叠，在基板上设有连结第一槽部和第二槽部的第三槽部，在基板上设有第四槽部，该第四槽部在俯视下沿着远离第一压电元件以及第二压电元件的方向延伸，并与第三槽部连结，设有连结第二面和第四槽部的孔部，该第二面和基板的第一面构成正反面。

Description

超声波器件以及超声波装置
技术领域
本发明涉及超声波器件以及超声波装置。
背景技术
以往，已知一种超声波传感器(超声波器件)，其具备：基板，形成有开口部；振动板，设于基板上，以封闭开口部；压电元件，设于振动板的与开口部相反的一侧；以及密封板，对压电元件周围进行密封(例如参照专利文献1)。
根据专利文献1所记载的超声波器件在与测量对象接触的状态下进行超声波的收发。换言之，超声波器件驱动压电元件而使振动板振动，由此从开口部发送超声波。另外，通过检测根据由超声波的入射引起的振动板的振动从压电元件输出的电信号，从而接收超声波。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-188208号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在此，在专利文献1所记载的超声波器件中，如上所述，通过由密封板密封压电元件的周围、即收容有压电元件的内部空间，从而可以抑制水分、灰尘等异物从外部空间流入该内部空间，并可以抑制因该异物导致的压电元件等的劣化、即超声波传感器的性能降低。
然而，在上述超声波器件中，在经由振动板在所存在的内部空间和外部空间之间产生压差的情况下，可能会损坏或劣化振动板、压电元件。例如，当使超声波器件的基板侧与测量对象强烈地接触时，内部空间的内压增高，由此从密封板侧朝向基板侧的应力作用于振动板、压电元件。另外，例如，在制造过程中对外部空间进行减压等时，在内部空间和外部空间之间产生急剧的压差的情况下，从密封板朝向基板方向的应力还作用于振动板、压电元件。由于上述应力，可能会破损或劣化振动板、压电元件，从而降低超声波器件的性能。
本发明的目的之一在于提供一种可以抑制性能降低的超声波器件以及超声波装置。
用于解决技术问题的手段
根据本发明的一应用例的超声波器件，其特征在于，具备：基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；振动膜，设于所述第一面，用于封闭所述第一槽部以及所述第二槽部；第一压电元件，设于所述振动膜，在从所述基板的厚度方向观察的俯视下与所述第一槽部重叠；以及第二压电元件，设于所述振动膜，在所述俯视下与所述第二槽部重叠，在所述基板上设有连结所述第一槽部和所述第二槽部的第三槽部，在所述基板上设有第四槽部，所述第四槽部在所述俯视下沿着远离所述第一压电元件以及所述第二压电元件的方向延伸，并与所述第三槽部连结，设有连结第二面和所述第四槽部的孔部，所述第二面和所述基板的所述第一面构成正反面。
在本应用例中，设于基板的第一面的第一槽部以及第二槽部在第一面侧被振动膜封闭，并形成内部空间。该第一槽部以及第二槽部被第三槽部连结。另外，第三槽部与第四槽部连结，第四槽部与在第二面上开口的孔部连结，其中，第二面和第一面构成正反面。也就是说，内部空间经由第三槽部以及第四槽部与外部空间连通。由此，可以抑制在上述内部空间和外部空间之间产生压力差，并可以抑制因该压力差导致的压电元件、振动膜的破损或劣化。
另外，第四槽部在俯视下沿着远离第一压电元件以及第二压电元件的方向延伸，与连通于第三槽部的一端相对的另一端与第二面的孔部连结，并与外部连通。在这样的构成中，无论基板的厚度尺寸如何，可以加长第四槽部的长度尺寸，并可以抑制异物从外部空间流入内部空间。
另外，第四槽部经由第三槽部与第一槽部以及第二槽部、即内部空间连通，因此与直接连通于内部空间的情况相比，可以更可靠地抑制异物流入内部空间。
根据上述内容，可以抑制超声波器件的性能降低，并可以提高可靠性。
在本应用例的超声波器件中，优选为，所述第四槽部的截面积比所述第三槽部的截面积小。
在此，所谓第四槽部的截面积是指与该第四槽部的延伸方向交叉的面中的截面积。同样地，所谓第三槽部的截面积是指与该第三槽部的延伸方向交叉的面中的截面积。
在本应用例中，通过将第四槽部的截面积设为比第三槽部的截面积小，从而可以增加第四槽部的流路阻力，并可以更有效地抑制来自外部空间的异物的流入。
在本应用例的超声波器件中，优选为，所述第四槽部的内表面具有多个凹凸。
在本应用例中，通过在第四槽部的内表面上形成多个凹凸，从而可以增加第四槽部的流路阻力，并可以更有效地抑制来自外部空间的异物的流入。
在本应用例的超声波器件中，优选为，所述第三槽部的内表面具有多个凹凸。
在本应用例中，通过在形成第三槽部的内表面上形成多个凹凸，从而可以增加第三槽部的流路阻力。因此，通过第三槽部，可以抑制异物从外部空间流入第一槽部以及第二槽部。
在本应用例的超声波器件中，优选为，所述第四槽部沿着所述基板的外周进一步延伸。
在本应用例中，第四槽部在俯视下延伸至基板的外周附近，并进一步沿着外周延伸。由此，可以进一步加长上述第四槽部的长度尺寸，并可以更可靠地抑制异物从外部空间流入内部空间。
在本应用例的超声波器件中，优选为，所述第四槽部具有在所述俯视下曲折的曲折部。
在本应用例中，第四槽部具有曲折部，因此与没有曲折部的情况相比，可以加长上述第四槽部。另外，曲折部具有弯曲或屈曲的部分，因此在该弯曲位置或屈曲位置处可以增加流路阻力，并可以更有效地抑制来自外部空间的异物的流入。
根据本发明的一应用例所涉及的超声波器件，其特征在于，具备：基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；振动膜，设于所述第一面，用于封闭所述第一槽部以及所述第二槽部；第一压电元件，设于所述振动膜，在从所述基板的厚度方向观察的俯视下与所述第一槽部重叠；以及第二压电元件，设于所述振动膜，在所述俯视下与所述第二槽部重叠，所述第一槽部以及所述第二槽部沿第一方向延伸，并在与所述第一方向交叉的第二方向上相邻，在所述基板上设有第三槽部，所述第三槽部沿所述第二方向延伸，并连结所述第一槽部的一端侧和所述第二槽部的一端侧，在所述基板上设有第四槽部，所述第四槽部在所述俯视下沿着远离所述第一压电元件以及所述第二压电元件的方向延伸，并且所述第四槽部的一端侧与所述第三槽部连结，设有连结第二面和所述第四槽部的另一端侧的孔部，所述第二面和所述基板的所述第一面构成正反面。
在本应用例中，第一槽部以及第二槽部的一端侧与第三槽部连结。另外，第四槽部的一端侧与第三槽部连结，另一端侧与在第二面上开口的孔部连结，其中，第二面和第一面构成正反面。在这样的本应用例中，与上述超声波器件所涉及的应用例同样地，内部空间经由第三槽部以及第四槽部与外部空间连通，因此可以抑制在上述内部空间和外部空间之间产生压力差，并可以抑制因该压力差导致的压电元件、振动膜的破损或劣化。
另外，第四槽部在俯视下沿着远离第一压电元件以及第二压电元件的方向延伸，与连通于第三槽部的一端相对的另一端与在第二面开口的孔部连结，并与外部连通。在这样的构成中，无论基板的厚度尺寸如何，可以加长第四槽部的长度尺寸，并可以抑制异物从外部空间流入内部空间。
另外，第四槽部经由第三槽部与第一槽部以及第二槽部、即内部空间连通，因此与直接连通于内部空间的情况相比，可以更可靠地抑制异物流入内部空间。
根据上述内容，可以抑制超声波器件的性能降低，并可以提高可靠性。
根据本发明的一应用例所涉及的超声波装置，其特征在于，具备：基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；振动膜，设于所述第一面，用于封闭所述第一槽部以及所述第二槽部；第一压电元件，设于所述振动膜，在从所述基板的厚度方向观察的俯视下与所述第一槽部重叠；第二压电元件，设于所述振动膜，在所述俯视下与所述第二槽部重叠；以及控制部，控制所述第一压电元件以及所述第二压电元件，在所述基板上设有连结所述第一槽部和所述第二槽部的第三槽部，在所述基板上设有第四槽部，所述第四槽部在所述俯视下沿着远离所述第一压电元件以及所述第二压电元件的方向延伸，并与所述第三槽部连结，设有连结第二面和所述第四槽部的孔部，所述第二面和所述基板的所述第一面构成正反面。。
在本应用例中，与上述超声波器件所涉及的应用例同样地，内部空间经由第三槽部以及第四槽部与外部空间连通，因此可以抑制在上述内部空间和外部空间之间产生压力差，并可以抑制因该压力差导致的压电元件、压电膜的破损或劣化。
另外，第四槽部在俯视下沿着远离第一压电元件以及第二压电元件的方向延伸，与连通于第三槽部的一端相对的另一端与在第二面开口的孔部连结，并与外部连通。在这样的构成中，无论基板的厚度尺寸如何，可以加长第四槽部的长度尺寸，并可以抑制异物从外部空间流入内部空间。
另外，第四槽部经由第三槽部与第一槽部以及第二槽部、即内部空间连通，因此与直接连通于内部空间的情况相比，可以更可靠地抑制异物流入内部空间。
根据上述内容，可以抑制超声波器件的性能降低，并可以提高可靠性。
附图说明
图1是示出第一实施方式的超声波装置的概略构成的图。
图2是示出第一实施方式的超声波探头的概略构成的剖视图。
图3是示出第一实施方式的超声波器件的元件基板的概略构成的俯视图。
图4是示意性示出第一实施方式的超声波器件的截面的剖视图。
图5是示意性示出第一实施方式的超声波器件的截面的剖视图。
图6是示出第一实施方式的元件基板的概略构成的立体图。
图7是示出第一实施方式的密封板的概略构成的立体图。
图8是示出第一实施方式的密封板的概略构成的剖视图。
图9是示出第二实施方式的密封板的概略构成的俯视图。
图10是示出第三实施方式的密封板的概略构成的俯视图。
图11是将第四实施方式的密封板的一部分放大而示出其概略构成的俯视图。
图12是将第四实施方式的密封板的一部分放大而示出其概略构成的俯视图。
图13是示出变形例所涉及的密封板的概略构成的俯视图。
附图标记说明
1：超声波测量装置；2：超声波探头；10：控制装置；22：超声波器件；42、42A、42B、42C：密封板；51、52：凹凸；412：振动膜；413：压电元件；421：接合面；422：配线部；423：槽部；423A：壁部；423B：槽壁面；424：连结路；424A：连结路内面；425：连通路；426：孔部；426A：开口部；427：底面；428：连通路；428A：第一连通部；428B：第二连通部；428B1：连通路内面；428C：第三连通部；428D：第四连通部；428E：第五连通部；428F：第六连通部；429：连通路；429B：曲折部。
具体实施方式
第一实施方式
下面，基于附图，对第一实施方式进行说明。
图1是示出超声波测量装置1的概略构成的立体图。
超声波测量装置1相当于超声波装置，如图1所示，其具备：超声波探头2；以及控制装置10，经由电缆3与超声波探头2电连接。
该超声波测量装置1在使超声波探头2与生物体(例如人体)的表面接触的状态下，从超声波探头2向生物体内发送超声波。另外，通过超声波探头2接收被生物体内的器官反射的超声波，并基于该接收信号，例如获取生物体内的内部断层图像，或测量生物体内的器官的状态(例如血流等)。
控制装置的构成
控制装置10相当于控制部，如图1所示，其具备：操作部11，包括按钮、触摸面板等；以及显示部12。另外，虽在图示中省略，但控制装置10具备：存储部，由存储器等构成；以及运算部，由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等构成。控制装置10通过使运算部执行存储于存储部的各种程序，从而控制超声波测量装置1。例如，控制装置10输出用于控制超声波探头2的驱动的指令，或者基于从超声波探头2输入的接收信号，形成生物体的内部结构的图像而使其显示于显示部12，或测量血流等的生物体信息而使其显示于显示部12。作为这样的控制装置10，例如，可以使用平板终端、智能手机、个人计算机等的终端装置，也可以使用用于操作超声波探头2的专用终端装置。
超声波探头的构成
图2是示出超声波探头2的概略构成的剖视图。
如图2所示，超声波探头2具备：壳体21；超声波器件22，收纳于壳体21内部；以及电路基板23，设有用于控制超声波器件22的驱动电路等。此外，相当于超声波模块的超声波传感器24由超声波器件22和电路基板23构成。
壳体的构成
如图1所示，壳体21例如形成为在俯视下为矩形的箱状，并在与厚度方向正交的一面(传感器面21A)设有传感器窗口21B，超声波器件22的一部分露出。另外，在壳体21的一部分(图1所示的例子中为侧面)上设有电缆3的通过孔21C，电缆3从通过孔21C连接于壳体21的内部的电路基板23。另外，在电缆3和通过孔21C之间的间隙例如填充有树脂材料等，从而确保了防水性。
此外，在本实施方式中，例示了使用电缆3将超声波探头2与控制装置10进行连接的构成，但本发明不限定于此，例如超声波探头2和控制装置10可以通过无线通信连接，也可以是控制装置10的各种构成设于超声波探头2内。
电路基板的构成
电路基板23与超声波器件22的信号端子414P以及公共端子416P(参照图3)电连接，并基于控制装置10的控制来控制超声波器件22。
具体而言，电路基板23具备发送电路、接收电路等。发送电路输出使超声波器件22发送超声波的驱动信号。接收电路获取从接收到超声波的超声波器件22输出的接收信号，并执行该接收信号的放大处理、A/D转换处理、调相加法处理等而输出至控制装置10。
超声波器件的构成
图3是从密封板42侧观察超声波器件22中的元件基板41的俯视图。图4是用图3中的A-A线剖切的超声波器件22的剖视图。图5是用图3中的B-B线剖切的超声波器件22的剖视图。图6是示出从声透镜44侧观察元件基板41时的概略构成的立体图。
如图4以及图5所示，超声波器件22由元件基板41、密封板42、声层43和声透镜44构成。
元件基板的构成
如图4所示，元件基板41具备：基板主体部411；振动膜412，设于基板主体部411的密封板42侧；以及压电元件413，设于振动膜412。
在此，在以后的说明中，将基板主体部411的声透镜44侧的面称作前面411A，将与密封板42对置的面称作背面411B。另外，将振动膜412的与密封板42相反一侧的面称作开口面412A，将密封板42侧的面称作动作面412B。
如图3所示，在元件基板41上设有包括配置成阵列状的多个超声波换能器45的、作为一维阵列的超声波换能器阵(换能器阵)46。也就是说，在从基板厚度方向(Z方向)观察元件基板41的俯视(下面简称为俯视)，在元件基板41中央的阵列区域Ar1，多个超声波换能器45配置成矩阵状、从而构成超声波换能器阵46。超声波换能器阵46由沿X方向(片方向)配置的多个超声波换能器45构成，并具有多个作为1CH的收发信道起作用的收发列45A。这些多个收发列45A沿Y方向(扫描方向)配置。此外，在图3中，为了便于说明，减少了超声波换能器45的配置数目，但实际上，配置了更多的超声波换能器45。
基板主体部411是支承振动膜412的基板，例如由Si等的半导体基板构成。如图4所示，在基板主体部411上设有在俯视下与各收发列45A重叠的开口部411C。如图6所示，该开口部411C沿X方向形成。如图4所示，开口部411C在俯视下与收发列45A重叠，并规定超声波换能器45的Y方向上的尺寸。
振动膜412例如由SiO2、SiO2及ZrO2的层叠体构成，并设于基板主体部411的背面411B。也就是说，如图4所示，振动膜412被构成开口部411C的壁部411D支承，并封闭开口部411C的背面411B侧。振动膜412的厚度尺寸为相对于基板主体部411足够小的厚度尺寸。
如下文所详述的，如图5所示，在密封板42上形成有在俯视下以与开口部411C交叉的方式沿着Y方向、并分别与沿着X方向配置的多个超声波换能器45对应的槽部423。根据该槽部423，规定超声波换能器45在X方向上的尺寸。换言之，振动膜412封闭开口部411C以及槽部423(参照图4以及图5)。并且，在振动膜412中，俯视下被开口部411C以及槽部423包围的区域是振动区域，在下面称作挠性部412C。该挠性部412C设于分别与超声波换能器45对应的位置，如图5所示，其X方向上的尺寸由槽部423规定，如图4所示，其Y方向上的尺寸由开口部411C规定。
另外，在挠性部412C的动作面412B上设有分别作为下部电极414、压电膜415以及上部电极416的层叠体的压电元件413。一个超声波换能器45由该挠性部412C以及压电元件413构成。
在这样的超声波换能器45中，通过在下部电极414和上部电极416之间施加预定频率的脉冲波电压，从而使开口部411C的开口区域内的挠性部412C振动，以从开口面412A侧发送超声波。并且，当挠性部412C被从对象物反射并入射至开口面412A的超声波振动时，在压电膜415的上下之间产生电位差。因此，通过检测在下部电极414和上部电极416之间产生的所述电位差，来检测、即接收超声波。
在此，如图3所示，下部电极414沿X方向形成为直线状，并构成1CH的收发列45A。在该下部电极414的两端部(±X侧端部)设有在端子区域Ar2中与电路基板23电连接的信号端子414P。
另外，如图3所示，上部电极416沿Y方向形成为直线状，并连接沿Y方向排列的收发列45A。并且，上部电极416的±Y侧端部与公共电极线416A连接。该公共电极线416A将沿X方向配置的多个上部电极416彼此接线。在公共电极线416A的两端部(±X侧端部)设有与电路基板23电连接的公共端子416P。公共端子416P与电路基板23的基准电位电路(省略图示)连接，并被设定为基准电位。
声层以及声透镜的构成
如图4以及图5所示，声层43设于元件基板41的+Z侧的面(基板主体部411的前面411A和振动膜412的开口面412A)。
如图1所示，声透镜44从壳体21的传感器窗口21B向外部露出，并与作为测量对象的生物体的表面接触。该声透镜44在ZX面中的截面为圆柱形(参照图5)，并使从超声波器件22发送的超声波会聚。
声层43以及声透镜44由粘弹体、弹性体形成，例如可以使用硅橡胶、丁二烯橡胶形成。另外，声层43以及声透镜44具有与作为测量对象的生物体的声阻抗接近的声阻抗(例如1.5MRayls)。由此，声层43以及声透镜44将从超声波换能器45发送的超声波有效地传播至作为测量对象的生物体，另外，将在生物体内反射的超声波有效地传播至超声波换能器45。
密封板的构成
图7是示出从元件基板41侧观察密封板42时的概略构成的立体图。图8是用图7中的C-C线剖切的密封板42的剖视图。
密封板42相当于基板，从厚度方向观察时的平面形状形成为例如与元件基板41相同的形状。密封板42的+Z侧的面(下面也称作接合面421)相当于第一面，并通过粘合剂等(省略图示)与元件基板41的-Z侧的面(振动膜412的动作面412B)接合。密封板42由Si等的半导体基板、绝缘体基板构成。此外，密封板42的材质、厚度对超声波换能器45的频率特性产生影响，因此优选基于由超声波换能器45收发的超声波的中心频率来进行设定。
如图7所示，在密封板42上形成有配线部422、槽部423、连结路424、连通路425和孔部426。
配线部422设于与元件基板41的端子区域Ar2对置的位置，并为在Z方向上贯通的贯通穴。各端子414P、416P配置于从-Z侧看时与配线部422重叠的位置，并经由配置于配线部422的FPC(Flexible printed circuits：柔性印刷电路)、电缆线、电线等未图示的配线部件与电路基板23连接。
槽部423相当于第一槽部、第二槽部以及槽部，并在与元件基板41的阵列区域Ar1对置的区域形成多个。槽部423是在接合面421开口的凹槽，被振动膜412封闭，并形成超声波换能器45的压电元件413的振动空间。
具体而言，槽部423形成为沿Y方向延伸。槽部423形成于分别与沿X方向配置的多个超声波换能器45对应的位置。在与Y方向交叉的X方向上相邻的槽部423通过沿Y方向形成的多个壁部423A而彼此被隔开。换言之，槽部423在俯视下与沿着X方向的收发列45A交叉，并形成于与构成收发列45A的各超声波换能器45重叠的位置(参照图5)。也就是说，压电元件413(第一压电元件以及第二压电元件)设于与槽部423重叠的位置。
在X方向上相邻的壁部423A规定挠性部412C在X方向上的尺寸。也就是说，槽部423在X方向上的尺寸(在X方向上相邻的壁部423A的距离)对应于超声波换能器45在X方向上的尺寸(挠性部412C在X方向上的尺寸)。此外，槽部423在Y方向上的尺寸比收发列45A在Y方向上的尺寸大。另外，槽部423在Z方向上的尺寸被设定为至少不会阻碍挠性部412C以及压电元件413的振动的尺寸。
连结路424相当于第三槽部，是以分别在槽部423的±Y侧沿X方向延伸的方式形成的凹槽，并连结多个槽部423。连结路424连结多个槽部423的-Y侧的端部。如图8所示，连结路424在接合面421进行开口，并且在Z方向上的尺寸(作为密封板42的厚度方向的尺寸的深度尺寸)与槽部423相同。因此，例如在通过蚀刻而形成槽部423时，可以同时形成连结路424，并可以简化制造工序。
连通路425相当于第四槽部，在俯视下，其在远离与压电元件413重叠的槽部423的方向上从连结路424延伸，并在与连结路424相反一侧的端部经由孔部426与外部连通。在本实施方式中，如图7以及图8所示，连通路425沿着Y方向形成，并在+Y侧的端部与设于槽部423的-Y侧的连结路424连通。另外，连通路425在-Y侧的端部与孔部426连通，并经由该孔部426，将由槽部423和振动膜412包围的内部空间420(参照图8)与外部连通。
如图8所示，连通路425的深度尺寸(Z方向上的尺寸)比槽部423以及连结路424小。另外，连通路425的宽度尺寸(X方向上的尺寸)与连结路424的宽度尺寸(Y方向上的尺寸)大致相同。也就是说，与连通路425的延伸方向(Y方向)交叉的面(平行于ZX面的面)的截面积比与连结路424的延伸方向(X方向)交叉的面(平行于YZ面的面)的截面积小。
孔部426在俯视下于密封板42的外周缘附近贯通该密封板42而形成。孔部426的+Z侧的端部与连通路425连通。另外，孔部426的-Z侧的端部与在密封板42的-Z侧的底面427(相当于第二面)开口的开口部426A连结。也就是说，连通路425经由孔部426与在底面427开口的开口部426A连结，其中，底面427与接合面421构成正反面。
第一实施方式的作用效果
在以上述方式构成的第一实施方式中，可以获得以下的作用效果。
在超声波器件22中，通过连结路424以及连通路425而将内部空间420与外部空间连通，由此可以抑制在内部空间420和外部空间之间产生压力差。
例如，在制造超声波器件22时，在将外部空间减压的情况下，若内部空间完全被封闭，则内部空间420的压力变得比外部空间大，有时在内外之间产生急剧的压力差。另外，例如在进行超声波测量时，超声波探头2有时与测量对象强烈地接触。在该情况下，有时由于从超声波器件22的元件基板41侧作用的应力，振动膜412朝向内侧变形，内部空间420的内压增高，同样地产生急剧的压力差。在产生这样的压力差的情况下，大的应力作用于振动膜412、压电元件413，可能会破损或劣化振动膜412、压电元件413，从而降低超声波器件22的性能。
对此，在超声波器件22中，形成内部空间420的多个槽部423通过连结路424连结，并且连结路424通过与孔部426连结的连通路425而与外部连通。通过以这种方式将内部空间420经由连结路424以及连通路425与外部空间连通，从而可以抑制在内部空间420和外部空间之间产生压力差，进而可以抑制因压力差导致的压电元件413、振动膜412的破损或劣化。
另外，连通路425在俯视下沿着远离压电元件413的方向延伸，其与连结路424连通的端部相反一侧的端部与孔部426连结，并与外部连通。在这样的构成中，无论密封板42的厚度尺寸如何，可以增加连通路425的长度尺寸，并可以抑制异物流入内部空间420。
另外，连通路425经由连结路424与多个槽部423、即内部空间420连通，因此与不经由连结路424与内部空间420连通的情况相比，可以更可靠地抑制异物流入内部空间420。
由以上可知，根据本实施方式，可以抑制超声波器件22的性能降低，并可以提高可靠性。
连通路425的深度尺寸比连结路424小，并且连通路425的截面积比连结路424小。由此，相比连结路424可以增加连通路425的流路阻力，并且可以更有效地抑制来自外部空间的异物的流入。
另外，连通路425沿着XY面从连结路424延伸之后，与沿着Z方向形成的孔部426连接，并在形成于密封板42的底面427的开口部426A处与外部空间连通。在这样的构成中，在连通路425和孔部426的连接位置处流路中形成屈曲部，通过屈曲部可以增加流路阻力。
连结路424和多个槽部423均为形成于接合面421的槽，其深度尺寸相同。在这样的构成中，可以同时形成连结路424和多个槽部423，例如无需单独实施形成连结路424的工序，可以简化制造工序。
第二实施方式
下面，对第二实施方式进行说明。
在第一实施方式中，连通路425在俯视下朝向形成于密封板42的外周缘附近的孔部426以直线状延伸，并与孔部426连通。对此，在第二实施方式中，与第一实施方式不同的点在于，连通路在俯视下以沿着密封板的外周缘旋绕的方式延伸，之后与孔部426连通。
此外，在以后的说明中，对于与第一实施方式相同的构成，附上相同的附图标记，并省略或简化其说明。
图9是示意性示出从元件基板41侧观察的密封板42A的俯视图。
此外，在俯视下，将构成密封板42A的接合面421的外周缘的四边中，将平行于X方向且位于-Y侧的边设为第一边421A，将平行于Y方向且位于+X侧的边设为第二边421B，将平行于X方向且位于+Y侧的边设为第三边421C，将平行于Y方向且位于-X侧的边设为第四边421D。
另外，在俯视下，将第一边421A和第二边421B的交点设为点C1，将第二边421B和第三边421C的交点设为点C2，将第三边421C和第四边421D的交点设为点C3，将第四边421D和第一边421A的交点设为点C4。
在密封板42A上形成有一端与连结路424连通、另一端与孔部426连通的连通路428。
连通路428在俯视下具有沿着远离槽部423的方向从连结路424延伸的第一连通部428A、沿着密封板42A的外周缘从第一连通部428A进一步延伸的第二连通部428B、第三连通部428C、第四连通部428D、第五连通部428E以及第六连通部428F。
第一连通部428A除了不与孔部426直接连接这一点之外与第一实施方式的连通路425同样地形成，并且在俯视下、在Y方向上从连结路424朝向密封板42A的第一边421A延伸。
第二连通部428B在俯视下、在X方向上沿着第一边421A从第一连通部428A延伸至点C1附近。
第三连通部428C在俯视下、在Y方向上沿着第二边421B从第二连通部428B延伸至点C2附近。
第四连通部428D在俯视下、在X方向上沿着第三边421C从第三连通部428C延伸至点C3附近。
第五连通部428E在俯视下、在Y方向上沿着第四边421D从第四连通部428D延伸至点C4附近。
第六连通部428F在俯视下、在X方向上沿着第一边421A从第五连通部428E延伸至孔部426。
第二实施方式的作用效果
在以上述方式构成的第二实施方式中，除了第一实施方式的作用效果之外还可以获得以下的作用效果。
连通路428在俯视下延伸至密封板42A的外周附近，并进一步沿着外周(第一边421A、第二边421B、第三边421C以及第四边421D)延伸。由此，可以更进一步加长上述连通路428的通路长度，并可以更可靠地抑制异物从外部空间流入内部空间420。
在本实施方式中，连通路428沿着密封板42A的外周延伸为大概一周。在这样的构成中，相比于连通路428经过外周的一部分、例如仅经过第一边421A以及第二边421B两边、或仅经过第一边421A、第二边421B以及第三边421C三边延伸的情况，可以加长通路长度，并可以更可靠地抑制异物的流入。
另外，在俯视下，连通路428在大致矩形形状的密封板42A的角部(点C1至C4)的附近屈曲。在这样的构成中，相比于连通路428形成为大致直线的构成，可以增加流路阻力。
第三实施方式
下面，对第三实施方式进行说明。
在第一实施方式中，连通路425在俯视下朝向形成于密封板42的外周缘附近的孔部426以直线状延伸，并与该孔部426连通。对此，在第三实施方式中，与第一实施方式不同的点在于，连通路在俯视下曲折。
此外，在以后的说明中，对于与第一实施方式相同的构成，附上相同的附图标记，并省略或简化其说明。
图10是示意性示出从元件基板41侧观察的密封板42B的俯视图。
在密封板42B上形成有一端与连结路424连通、另一端与孔部426连通的连通路429。
连通路429具有：连接部429A，与连结路424连接；以及曲折部429B，一端与连接部429A连通，另一端与孔部426连通，并且在俯视下，连通路429沿着远离与压电元件413重叠的槽部423的方向(Y方向)延伸。
连接部429A在Y方向上从连结路424延伸。
曲折部429B一边沿着X方向以及Y方向曲折，一边在Y方向上从连接部429A朝向孔部426延伸。换言之，曲折部429B具有多个沿X方向延伸的第一延伸部429B1、和多个在Y方向上从第一延伸部429B1延伸的第二延伸部429B2。第一延伸部429B1和第二延伸部429B2重复地形成，从而构成曲折部429B。在本实施方式中，沿X方向延伸的第一延伸部429B1在X方向上的尺寸比沿Y方向延伸的第二延伸部429B在Y方向上的尺寸大。
第三实施方式的作用效果
在以上述方式构成的第三实施方式中，除了第一实施方式的作用效果之外还可以获得以下的作用效果。
连通路429具有曲折部429B，因此与没有曲折部429B的情况相比，可以加长连通路429的通路长度，并可以更可靠地抑制异物从外部空间流入内部空间420。
另外，曲折部429B在第一延伸部429B1和第二延伸部429B2的连接位置处屈曲。因此，在屈曲位置处可以增加流路阻力，从而可以更有效地抑制来自外部空间的异物的流入。
第四实施方式
下面，对第四实施方式进行说明。
在第四实施方式中，大致与上述第二实施方式为相同地构成，不同点在于，在连结路、连通路中形成有凹凸。
此外，在以后的说明中，对于与第二实施方式相同的构成，附上相同的附图标记，并省略或简化其说明。
图11是示出槽部423以及连结路424的一部分的概略构成的俯视图。图12是示出第二连通部428B的一部分的概略构成的俯视图。
如图11所示，在连结路424的内面中，平行于ZX面且正交于Y方向的连结路内面424A上形成有多个凹凸51。
凹凸51可以例如在进行湿蚀刻时，通过实施利用晶体各向异性的各向异性蚀刻而形成。也就是说，在使用Si基板来形成密封板时，通过适当调整Si晶体的面取向，容易使槽部423的槽壁面423B形成为大致平坦。并且，在与槽部423同时形成连结路424时，由于基于晶体各向异性的蚀刻速度的差异，在沿着ZX面的连结路内面424A形成有凹凸51。如图11所示，该凹凸51具有在X方向上以大致一定间隔重复形成的多个凹部以及凸部。凹部以及凸部的重复的间隔例如与槽部423的配置间隔大致相同。
另外，如上所述，在沿着槽部423的形成方向设定Si基板的晶体取向的情况下，在连通路428(参照图9)的内面中，沿着ZX面的面上也同样地形成有凹凸。也就是说，如图12所示，第二连通部428B的连通路内面428B1沿着ZX面形成，并在表面上形成凹凸52。与凹凸51同样地，该凹凸52在X方向上具有以大致一定间隔重复形成的多个凹部以及凸部。此外，这样的凹凸52也同样地形成于沿着ZX面形成的、第四连通部428D以及第六连通部428F的内面。
第四实施方式的作用效果
在以上述方式构成的第四实施方式中，除了第一实施方式以及第二实施方式的作用效果之外还可以获得以下的作用效果。
在第二连通部428B的连通路内面428B1、第四连通部428D以及第六连通部428F的连通路内面形成有凹凸52。以这种方式，通过在连通路428的内面的至少一部分上形成凹凸52，从而可以增加连通路428的流路阻力，并可以抑制异物的流入。
另外，在连结路424等的连结路内面424A上形成有凹凸51。在这样的构成中，可以增加连结路424的流路阻力，并可以抑制异物从外部流入内部空间420。
变形例
此外，本发明不限于上述各实施方式，而是本发明可包括通过适当组合在实现本发明的目的的范围内的变形、改进以及各实施方式等所得到的构成。
图13是示出一变形例所涉及的密封板的概略构成的俯视图。
图13所示的密封板42C除了以下点之外与第二实施方式大致相同地构成：在连通路428的一部分上形成有交叉于连通路的流通方向的截面的面积扩大的加宽部428G。加宽部428G形成为将第四连通部428D的一部分加宽。此外，加宽部428G形成于沿着密封板42C的外周形成的连通路428的大致中间位置。在Y方向以及Z方向上，加宽部428G的尺寸比连通路428(第四连通部428D)大。也就是说，在平行于YZ面的面中的加宽部428G的截面积比连通路428(第四连通部428D)的截面积大。此外，也可以构成为，在Y方向以及Z方向中的任一方向上加宽部428G的尺寸变得比连通路428(第四连通部428D)大。
在这样的构成中，由于加宽部428G和第四连通部428D之间的截面积差，可以增加流路阻力。另外，可以使加宽部428G作为防止异物从外部流入的收集器(Trap)而起作用，并可以更可靠地抑制异物的流入。
在上述第二实施方式中，连通路428沿着密封板42C的外周(第一边421A、第二边421B、第三边421C以及第四边421D)延伸为大致一周，但本发明不限定于此。例如，可以是，仅沿着第一边421A的一边延伸，并与形成于点C1附近的孔部426连接。另外，可以是，沿着第一边421A以及第二边421B两边延伸，并与形成于第二边421B附近的孔部426连接。另外，可以是，沿着第一边421A、第二边421B以及第三边421C延伸，并与形成于第三边421C附近的孔部426连接。另外，可以是，沿着第一边421A、第二边421B、第三边421C以及第四边421D延伸，并与形成于第四边421D附近的孔部426连接。
在第三实施方式中，曲折部429具有在俯视下为大致直线状的第一延伸部429B1和第二延伸部429B2，并在第一延伸部429B1和第二延伸部429B2的连接位置处屈曲，但本发明不限定于此。例如，也可以形成为，连接两个第一延伸部429B1的第二延伸部429B2弯曲，并且两个第一延伸部429B1和第二延伸部429B2在俯视下成为椭圆状。另外，第一延伸部429B1也不限定于直线状，可以弯曲。
在上述各实施方式中，例示了多个槽部423和连结路424的深度尺寸(Z方向上的尺寸)相同的构成，但本发明不限定于此，槽部423和连结路424的深度尺寸也可以不同。另外，本发明不限定于多个槽部423的所有的深度尺寸相同的构成，也可以包括深度尺寸不同的槽部423。另外，也可以包括在X方向上宽度尺寸不同的槽部423。
在上述实施方式中，例示了连通路的深度尺寸比槽部423和连结路424小的构成，但本发明不限定于此。例如，连通路的深度尺寸可以与槽部423和连结路424相同，在该情况下，例如可以通过蚀刻而将连通路与槽部423以及连结路424同时形成。另外，连通路的深度尺寸可以比槽部423和连结路424大。另外，连通路的深度尺寸可以根据X位置以及Y位置而不同。
在上述各实施方式中，例示了通过减小连通路425的深度尺寸而使连通路425的截面积比连结路424小的构成，但本发明不限定于此。例如，可以通过减小连通路425的宽度尺寸，而使连通路425的截面积比连结路424小。
在上述各实施方式中，例示了连结路以及连通路为在密封板的接合面421上开口的槽的构成，但本发明不限定于此。例如，连结路以及连通路可以在形成有被振动膜封闭的第一槽部以及第二槽部的基板(密封板)的内部形成。
在上述各实施方式中，连通路经由连结路424与槽部423连通，但本发明不限定于此。例如，连通路可以从槽部423延伸。
另外，槽部423可以是与阵列区域Ar1重叠的一个槽部，也可以为连通路与该槽部423连通的构成。在该情况下，基板主体部411的开口部411C在俯视下形成为矩形形状，并规定挠性部412C的四边。
如上所述，即使在连通路与槽部423连通的情况下，连通路在俯视下沿着远离压电元件413的方向从槽部423延伸，因此无论密封板42的厚度尺寸如何，可以加长连通路的长度尺寸，从而可以抑制异物流入内部空间。
在上述各实施方式中，例示了仅形成一个连通路的构成，但本发明不限定于此，而是可以形成多个连通路。通过形成多个连通路，从而可以更可靠地抑制内部空间和外部空间之间的压力差。
在上述第四实施方式中，例示了在连结路424以及连通路428的至少一部分、即沿着ZX面的面上形成有凹凸的构成，但本发明不限定于此，也可以在槽的底面等其他的面上形成有凹凸。另外，只要是连结路424以及连通路428的至少一部分，凹凸可以形成于任意的位置。另外，可以仅在连结路424中形成有凹凸，也可以仅在连通路428中形成有凹凸。
在上述各实施方式中，例示了孔部426在Z方向上贯通密封板42、并具有在底面427开口的开口部426A的构成，但本发明并不限定于此，而是开口部426A可以形成于密封板42的底面427以外。例如，可以是，开口部426A形成于密封板42的平行于ZX面的面(侧面)，并且孔部426形成为连通该开口部426A和连通路425。此外，优选的是，将开口部426A形成于底面427。由此，例如在将多个超声波器件22同时形成于细长的Si基板之后，实施将多个超声波器件22分割而单个化的制造工序的情况下，也可以在各超声波器件22中分别形成孔部426。因此，即使在制造过程中，也可以抑制在内部空间和外部之间产生压力差。
在上述各实施方式中，例示了在振动膜412的形成有压电元件413的动作面412B(与基板主体部411相反一侧的面)的一侧设置密封板42，在基板主体部411侧的开口面412A的一侧设置声层43以及声透镜44，并从开口面412A的一侧进行超声波的收发的构成，但本发明并不限定于此。
例如，可以是，在振动膜412的动作面412B的一侧设置声层43以及声透镜44，在开口面412A的一侧设置密封板42，并从动作面412B的一侧进行超声波的收发的构成。
在该情况下，例如，可以是，基板主体部411相当于基板，开口部411C相当于第一槽部、第二槽部，并在基板主体部411上形成连结路以及连通路的构成。此外，此时，在动作面412B上可以形成与开口部411C交叉、且限制振动膜412的振动范围，并规定挠性部412C在X方向上的位置以及宽度尺寸的抑制部。
另外，如上所述，在构成为在振动膜412的动作面412B的一侧设置声层43以及声透镜44，在开口面412A的一侧设置密封板42，并从动作面412B的一侧进行超声波的收发的情况下，密封板42可以与基板主体部411的与振动膜412相反一侧的面接合。在该情况下，形成于密封板42的槽部423经由基板主体部411被振动膜412密封。此外，基板主体部411的开口部411C在俯视下形成为矩形形状，并规定挠性部412C的四边。
在上述各实施方式中，作为电子设备，例示了将生物体内的器官作为测量对象的超声波装置，但本发明不限定于此。例如，对于以各种构造物作为测量对象，并进行该构造物的缺陷的检测、老化的检查的测量机，可以应用上述实施方式以及各变形例的构成。另外，例如，对于以半导体封装、半导体晶片等作为测量对象，检测该测量对象的缺陷的测量机也是同样的。
另外，也可以将上述各实施方式以及变形例所记载的构成应用于具备压电元件的压电器件。作为具备压电器件的构成，例如可以例举驱动压电元件从而使墨滴喷射的喷墨头。另外，作为上述各实施方式以及变形例所记载的电子设备，可以例举具备上述喷墨头的记录装置。
具体而言，喷墨头例如构成为具备喷嘴板、墨水流路形成基板、元件基板和密封板。在喷嘴板上形成喷射墨水的多个喷嘴。在墨水流路形成基板上形成对应于各喷嘴并填充墨水的墨室、使墨水流过墨室的墨水流路等，并在一面设有喷嘴板。元件基板设于与墨水流路形成基板的一面相反的一面。在元件基板上与各墨室对应的位置设有包括振动膜和压电元件的压电致动器。密封板设于元件基板的与墨水流路形成基板相反的一侧。在以这种方式构成的喷墨头中，通过驱动压电元件，从喷嘴喷射墨室内部的墨水。此外，也可以是，在元件基板上形成有墨水流路、墨室，并在该元件基板上设置喷嘴板的构成。
除此之外，在可以实现本发明的目的的范围内，可以适当地组合上述各实施方式以及变形例来构成实施本发明时的具体结构，还可以适当地变更为其他结构等。

Claims (8)

1.一种超声波器件，其特征在于，具备：
基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；
振动膜，设于所述第一面，用于封闭所述第一槽部以及所述第二槽部；
第一压电元件，设于所述振动膜，在从所述基板的厚度方向观察的俯视下与所述第一槽部重叠；以及
第二压电元件，设于所述振动膜，在所述俯视下与所述第二槽部重叠，
在所述基板上设有连结所述第一槽部和所述第二槽部的第三槽部，
在所述基板上设有第四槽部，所述第四槽部在所述俯视下沿着远离所述第一压电元件以及所述第二压电元件的方向延伸，并与所述第三槽部连结，
设有连结第二面和所述第四槽部的孔部，所述第二面和所述基板的所述第一面构成正反面。
2.根据权利要求1所述的超声波器件，其特征在于，
所述第四槽部的截面积比所述第三槽部的截面积小。
3.根据权利要求1或2所述的超声波器件，其特征在于，
所述第四槽部的内表面具有多个凹凸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的超声波器件，其特征在于，
所述第三槽部的内表面具有多个凹凸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的超声波器件，其特征在于，
所述第四槽部沿着所述基板的外周进一步延伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的超声波器件，其特征在于，
所述第四槽部具有在所述俯视下曲折的曲折部。
7.一种超声波器件，其特征在于，具备：
基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；
振动膜，设于所述第一面，用于封闭所述第一槽部以及所述第二槽部；
第一压电元件，设于所述振动膜，在从所述基板的厚度方向观察的俯视下与所述第一槽部重叠；以及
第二压电元件，设于所述振动膜，在所述俯视下与所述第二槽部重叠，
所述第一槽部以及所述第二槽部沿第一方向延伸，并在与所述第一方向交叉的第二方向上相邻，
在所述基板上设有第三槽部，所述第三槽部沿所述第二方向延伸，并连结所述第一槽部的一端侧和所述第二槽部的一端侧，
在所述基板上设有第四槽部，所述第四槽部在所述俯视下沿着远离所述第一压电元件以及所述第二压电元件的方向延伸，并且所述第四槽部的一端侧与所述第三槽部连结，
设有连结第二面和所述第四槽部的另一端侧的孔部，所述第二面和所述基板的所述第一面构成正反面。
8.一种超声波装置，其特征在于，具备：
基板，在第一面上具有第一槽部以及第二槽部；
振动膜，设于所述第一面，用于封闭所述第一槽部以及所述第二槽部；
第一压电元件，设于所述振动膜，在从所述基板的厚度方向观察的俯视下与所述第一槽部重叠；
第二压电元件，设于所述振动膜，在所述俯视下与所述第二槽部重叠；以及
控制部，控制所述第一压电元件以及所述第二压电元件，
在所述基板上设有连结所述第一槽部和所述第二槽部的第三槽部，
在所述基板上设有第四槽部，所述第四槽部在所述俯视下沿着远离所述第一压电元件以及所述第二压电元件的方向延伸，并与所述第三槽部连结，
设有连结第二面和所述第四槽部的孔部，所述第二面和所述基板的所述第一面构成正反面。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111715501A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 精工爱普生株式会社 微机电系统器件及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103720486A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 精工爱普生株式会社 超声波转换器装置、探测头、超声波探测器及电子设备
CN104203109A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 精工爱普生株式会社 超声波换能器元件芯片、探测器、电子设备和超声波诊断装置
CN104205876A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 精工爱普生株式会社 超声波换能器元件芯片、探测器、电子设备和超声波诊断装置
CN104644211A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 精工爱普生株式会社 超声波器件及其制造方法、电子设备及超声波图像装置
US20150273526A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, piezoelectric device, probe, electronic machine, and ultrasonic image apparatus

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4957701B2 (ja) 2008-10-30 2012-06-20 ブラザー工業株式会社 液体移送装置の製造方法
EP2598255A2 (en) * 2010-07-30 2013-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thin film ultrasound transducer
JP5738671B2 (ja) * 2011-05-18 2015-06-24 株式会社東芝 超音波トランスデューサ、超音波プローブおよび超音波トランスデューサの製造方法
JP6078994B2 (ja) * 2012-06-13 2017-02-15 セイコーエプソン株式会社 超音波トランスデューサー素子ユニットおよびプローブおよびプローブヘッド並びに電子機器および超音波診断装置
JP6065421B2 (ja) * 2012-06-15 2017-01-25 セイコーエプソン株式会社 超音波プローブおよび超音波検査装置
JP6292051B2 (ja) 2014-02-18 2018-03-14 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置
JP6468426B2 (ja) 2014-03-10 2019-02-13 セイコーエプソン株式会社 超音波センサー
JP6252280B2 (ja) 2014-03-20 2017-12-27 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイスユニットおよびプローブ並びに電子機器および超音波画像装置
JP6402983B2 (ja) * 2014-08-29 2018-10-10 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波デバイスの製造方法、超音波プローブ、超音波測定装置、電子機器
JP6569473B2 (ja) * 2015-10-29 2019-09-04 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波プローブ、電子機器、および超音波画像装置
JP2017163330A (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波モジュール、及び超音波測定装置
JP2017176311A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波測定装置、及び超音波画像表示装置
JP2018075286A (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 セイコーエプソン株式会社 超音波ユニット、超音波装置、及び超音波ユニットの制御方法
JP6907539B2 (ja) * 2017-01-06 2021-07-21 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波プローブ、及び超音波装置
US10196261B2 (en) * 2017-03-08 2019-02-05 Butterfly Network, Inc. Microfabricated ultrasonic transducers and related apparatus and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203109A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 精工爱普生株式会社 超声波换能器元件芯片、探测器、电子设备和超声波诊断装置
CN104205876A (zh) * 2012-03-30 2014-12-10 精工爱普生株式会社 超声波换能器元件芯片、探测器、电子设备和超声波诊断装置
CN103720486A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 精工爱普生株式会社 超声波转换器装置、探测头、超声波探测器及电子设备
CN104644211A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 精工爱普生株式会社 超声波器件及其制造方法、电子设备及超声波图像装置
US20150273526A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, piezoelectric device, probe, electronic machine, and ultrasonic image apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111715501A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 精工爱普生株式会社 微机电系统器件及电子设备

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US20180161816A1 (en) 2018-06-14

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