JP2015162813A - 超音波デバイスおよびその製造方法並びにプローブ、電子機器および超音波画像装置 - Google Patents
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Abstract
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(超音波画像装置)11の構成を概略的に示す。超音波診断装置11は装置端末(処理部)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、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5に示されるように、第1実施形態に係る音響整合層51は母材57とフィラー58とを備える。フィラー58は母材57内で分散する。母材57はシリコーン樹脂で形成される。フィラー58には例えば酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末および窒化ボロン粉末の群から選択される少なくとも1つが用いられる。母材57は、素子23の振動膜24の範囲で広がる第1域57aと、隣り合う素子23同士の間で広がる第2域57bとを有する。第2域57bは第1域57a同士を接続する。第1域57aではフィラー58は第1値の平均粒径を有する。第2域57bではフィラー58は第1値よりも大きい第2値の平均粒径を有する。ここでは、単位体積当たりのフィラー58の個数は概ね等しい。その結果、基体21の厚み方向の平面視で、素子23の範囲に比べて、隣り合う素子23の間の領域で単位体積当たりのフィラー58の占有体積の割合は大きい。ここでは、音響整合層51内の第1域57aは圧電素子25から遠ざかるにつれて広がる。
次に超音波診断装置11の動作を簡単に説明する。超音波の送信にあたって圧電素子25にはパルス信号が供給される。パルス信号は下電極端子35、37および上電極端子34、36を通じて列ごとに素子23に供給される。個々の素子23では下電極27および上電極26の間で圧電体膜28に電界が作用する。圧電体膜28は超音波の周波数で振動する。圧電体膜28の振動は振動膜24に伝わる。こうして振動膜24は超音波振動する。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ビームは発せられる。
次に超音波デバイス17の製造方法を簡単に説明する。図6に示されるように、基板61が用意される。基板61は、基材62上にアレイ状に配置された複数の素子23を含む素子アレイ22を有する。基材62は前述の基体21に相当する。基材62には開口46が形成される。基材62の裏面にはバッキング材56が接合される。基板61には第1配線板38および第2配線板41が固着される。
図9に示されるように、第2実施形態に係る音響整合層71は母材72とフィラー73a、73bとを備える。フィラー73a、73bは母材72内で分散する。母材72はシリコーン樹脂で形成される。母材72は音響整合層71の全域で連続する。フィラー73a、73bには例えば酸化亜鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化チタン粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末、カーボン粉末および窒化ボロン粉末の群から選択される少なくとも1つが用いられる。第1フィラー73aは第1値の平均粒径を有する。第2フィラー73bは第1値よりも大きい第2値の平均粒径を有する。第1フィラー73aは素子23の振動膜24の範囲に偏在する。第2フィラー73bは隣り合う素子23同士の間の領域に偏在する。ここでは、単位体積当たりの第1フィラー73aおよび第2フィラー73bの個数は概ね等しい。その結果、基体21の厚み方向の平面視で、素子23の範囲に比べて、隣り合う素子23の間で単位体積当たりのフィラーの占有体積の割合は大きい。こういった音響整合層71は前述の音響整合層51に代えて超音波デバイス17に組み入れられる。
Claims (11)
- アレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサー素子を含む素子アレイを有する基板と、
母材およびフィラーで形成されて、前記素子アレイを覆う音響整合層と、
前記基板の厚み方向の平面視で、前記超音波トランスデューサー素子の範囲に比べて、隣り合う前記超音波トランスデューサー素子の間で単位体積当たりの前記フィラーの占有体積の割合は大きい
ことを特徴とする超音波デバイス。 - 請求項1に記載の超音波デバイスにおいて、前記フィラーの占有体積の割合は、前記超音波トランスデューサー素子の範囲と、隣り合う前記超音波トランスデューサー素子の間との間で勾配を有することを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項1または2に記載の超音波デバイスにおいて、前記音響整合層内の前記超音波トランスデューサー素子の範囲は前記超音波トランスデューサー素子から遠ざかるにつれて広がることを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波デバイスにおいて、前記超音波トランスデューサー素子の範囲に比べて、隣り合う前記超音波トランスデューサー素子の間で前記フィラーの平均粒径は大きいことを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波デバイスにおいて、前記超音波トランスデューサー素子の範囲に比べて、隣り合う前記超音波トランスデューサー素子の間で前記フィラーの個数は多いことを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波デバイスと、前記超音波デバイス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1〜5のいずれか1項に記載の超音波デバイスと、前記超音波デバイスに接続されて、前記超音波デバイスの出力を処理する処理部とを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波デバイスと、前記超音波デバイスに接続されて、前記超音波デバイスの出力を処理し、画像を生成する処理部と、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画像装置。
- アレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサー素子を含む素子アレイを有する基板に、前記基板の厚み方向の平面視で隣り合う前記超音波トランスデューサー素子の間の領域に第1素材を塗布する工程と、
前記超音波トランスデューサー素子が配置される領域内に第2素材を塗布する工程と、を備え、
前記第1素材では、前記第2素材に比べて、母材内で単位体積当たりのフィラーの占有体積の割合が大きい
ことを特徴とする超音波デバイスの製造方法。 - 請求項9に記載の超音波デバイスの製造方法において、前記第1素材の硬化後に、前記第1素材の間の空間に前記第2素材が満たされることを特徴とする超音波デバイスの製造方法。
- アレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサー素子を含む素子アレイを有する基板に、第1値の粒径範囲の第1フィラーおよび第1値より大きい第2値の粒径範囲の第2フィラーを包含する流動性の素材を塗布して、前記素材で前記素子アレイを覆う工程と、
個々の前記超音波トランスデューサー素子で超音波振動を発生させ、前記超音波振動に基づき、前記基板の厚み方向からの平面視で前記超音波トランスデューサー素子の範囲から隣り合う前記超音波トランスデューサー素子同士の間に領域に向かって前記第2フィラーを移動させ、隣り合う前記超音波トランスデューサー素子同士の間の領域に前記第2フィラーを偏在させる工程と、
を備えることを特徴とする超音波デバイスの製造方法。
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