JP2013175879A - 超音波トランスデューサー素子チップおよびプローブ並びに電子機器および超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板21にはアレイ状に複数の開口45が配置される。開口45同士は仕切り壁51で相互に隔てられる。個々の開口45ごとに超音波トランスデューサー素子23が設けられる。基板21の裏面には板状部材52が固定される。仕切り壁51の壁厚みtは仕切り壁51の壁高さHに比べて小さい。
【選択図】図4
Description
図1は本発明の一実施形態に係る電子機器の一具体例すなわち超音波診断装置11の構成を概略的に示す。超音波診断装置11は装置端末12と超音波プローブ(プローブ)13とを備える。装置端末12と超音波プローブ13とはケーブル14で相互に接続される。装置端末12と超音波プローブ13とはケーブル14を通じて電気信号をやりとりする。装置端末12にはディスプレイパネル(表示装置)15が組み込まれる。ディスプレイパネル15の画面は装置端末12の表面で露出する。装置端末12では、後述されるように、超音波プローブ13で検出された超音波に基づき画像が生成される。画像化された検出結果がディスプレイパネル15の画面に表示される。
図3は一実施形態に係る素子チップ17の平面図を概略的に示す。素子チップ17は基板21を備える。基板21の表面には素子アレイ22が形成される。素子アレイ22は超音波トランスデューサー素子(以下「素子」という)23の配列で構成される。配列は複数行複数列のマトリクスで形成される。個々の素子23は圧電素子部を備える。圧電素子部は下部電極24、上部電極25および圧電体膜26で構成される。個々の素子23ごとに下部電極24および上部電極25の間に圧電体膜26が挟み込まれる。
図6に示されるように、集積回路はマルチプレクサー61および送受信回路62を備える。マルチプレクサー61は素子チップ17側のポート群61aと送受信回路62側のポート群61bとを備える。素子チップ17側のポート群61aには第1配線54経由で第1信号線38および第2信号線42が接続される。こうしてポート群61aは素子アレイ22に繋がる。ここでは、送受信回路62側のポート群61bには集積回路チップ55内の規定数の信号線63が接続される。規定数はスキャンにあたって同時に出力される素子23の列数に相当する。マルチプレクサー61はケーブル14側のポートと素子チップ17側のポートとの間で相互接続を管理する。
次に超音波診断装置11の動作を簡単に説明する。処理回路74は駆動/受信回路72に超音波の送信および受信を指示する。駆動/受信回路72はマルチプレクサー61に制御信号を供給するとともに個々のパルサー67に駆動信号を供給する。パルサー67は駆動信号の供給に応じてパルス信号を出力する。マルチプレクサー61は制御信号の指示に従ってポート群61bのポートにポート群61aのポートを接続する。パルス信号はポートの選択に応じて下部電極端子33、35および上部電極端子34、36を通じて列ごとに素子23に供給される。パルス信号の供給に応じて振動膜43は振動する。その結果、対象物(例えば人体の内部)に向けて所望の超音波は発せられる。
図7に示されるように、シリコンウエハー78の表面で個々の素子チップ17ごとに下部電極24、引き出し配線27および下部電極端子33、35(図7以降では図示されず)が形成される。下部電極24、引き出し配線27および下部電極端子33、35の形成に先立ってシリコンウエハー78の表面には酸化シリコン膜79および酸化ジルコニウム膜81が相次いで形成される。酸化ジルコニウム膜81の表面には導電膜が形成される。導電膜はチタン、イリジウム、白金およびチタンの積層膜で構成される。フォトリソグラフィ技術に基づき導電膜から下部電極24、引き出し配線27および下部電極端子33、35は成形される。
Claims (13)
- 複数の開口がアレイ状に配置された基板と、
個々の前記複数の開口に設けられる超音波トランスデューサー素子と、
前記基板の前記超音波トランスデューサー素子が設けられる面とは反対側の面に固定され、前記基板の厚み方向からの平面視で前記複数の開口の少なくとも1つ以上を覆う板状部材とを備え、
前記複数の開口の間の仕切り壁部では、壁厚みが壁高さより小さい
ことを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。 - 請求項1に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記板状部材は個々の前記仕切り壁部に少なくとも1カ所の接合域で接合されることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項1または2に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記開口の輪郭は四角形で規定されることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項3に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記四角形は対向する2辺の長辺を有し、前記仕切り壁部の前記接合域は前記長辺の中央位置を含む領域であることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項4に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記仕切り壁部の前記接合域は前記長辺の全長を含む領域であることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項5に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記仕切り壁部は前記長辺の全長にわたって前記開口同士の間の全面で面接合されることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項3に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記仕切り壁部の前記接合域は前記四角形の各辺に少なくとも1カ所ずつ配置されることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項7に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記仕切り壁部の前記接合域は前記四角形を途切れなく囲むことを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項8に記載の超音波トランスデューサー素子チップにおいて、前記仕切り壁部は前記四角形の全周にわたって前記開口同士の間の全面で面接合されることを特徴とする超音波トランスデューサー素子チップ。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の超音波トランスデューサー素子チップと、前記超音波トランスデューサー素子チップを支持する筐体とを備えることを特徴とするプローブ。
- 請求項10に記載のプローブと、前記プローブに接続されて、前記超音波トランスデューサー素子の出力を処理する処理回路とを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項10に記載のプローブと、前記プローブに接続されて、前記超音波トランスデューサー素子の出力を処理し、画像を生成する処理回路と、前記画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の超音波トランスデューサー素子チップと、
前記超音波トランスデューサー素子チップを支持する筐体と
を備えることを特徴とするプローブヘッド。
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