JP2023023363A - 超音波デバイス、超音波診断装置 - Google Patents
超音波デバイス、超音波診断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023023363A JP2023023363A JP2021128820A JP2021128820A JP2023023363A JP 2023023363 A JP2023023363 A JP 2023023363A JP 2021128820 A JP2021128820 A JP 2021128820A JP 2021128820 A JP2021128820 A JP 2021128820A JP 2023023363 A JP2023023363 A JP 2023023363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- electrode
- ultrasonic
- ultrasonic device
- intermediate substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 174
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 41
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 41
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 10
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000877463 Lanio Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical group [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
- A61B8/4488—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer the transducer being a phased array
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
- B06B1/0629—Square array
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/54—Control of the diagnostic device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
- B06B2201/70—Specific application
- B06B2201/76—Medical, dental
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
【課題】フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波デバイスを提供すること。【解決手段】超音波デバイスは、圧電素子に接続される第１電極が配置される第１面を含む第１基板と、第２電極が配置される第２面を含む第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１面に接合される第３面と、前記第２面に対向する第４面とを含む中間基板と、接着部と、を備え、前記中間基板は、前記第３面から前記第４面に貫通する貫通孔と、前記貫通孔に設けられ、前記第１電極に接続される第３電極とを備え、前記第２電極は、前記第３電極に接続され、前記第３電極を介して前記第１電極と電気的に接続されており、前記接着部は、前記第２基板と前記中間基板の間において、互いに離間した島状に複数設けられ、前記接着部の少なくとも一つは、前記第３電極を囲うように設けられる。【選択図】図２
Description
本発明は、超音波デバイス、および、当該超音波デバイスを備えた超音波診断装置に関する。
従来、探触子に超音波トランスデューサーを用いた超音波診断装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の超音波トランスデューサーをアレイ状に配置した超音波デバイスを探触子に備えた超音波診断装置が開示されている。
当該文献によれば、超音波デバイスにおける超音波の出射側の面である表面に接続端子が設けられており、当該接続端子にフレキシブル基板を接続し、フレキシブル基板を介して駆動用のパルス信号を供給するとしている。また、超音波デバイスの裏面には、リジットな第１補強板が接着固定されており、超音波デバイスの剛性を高めていた。電気的な接続を取るためのフレキシブル基板は、折り曲げられたり、重ねられたりして、超音波デバイスの裏面側のコネクターに接続していた。
フレキシブル基板は取り扱いが難しく、実装歩留りが悪かったり、自動化が困難といった問題があるため、リジット基板への置き換えが検討されている。詳しくは、超音波デバイスの裏面の第１補強板に接続パッドを設けて、第１補強板の背面側に設けたリジット基板に対して、フリップチップ実装して電気的な接続を取ることが考えられる。この場合、リジット基板の電極と超音波デバイスの接続バンプとの接合部分以外には、エポキシ接着剤のようなＮＣＰ(Non Conductive Paste)で全面を充填することが一般的であった。
しかしながら、超音波デバイスとリジット基板との間の全面をＮＣＰで接着してしまうと、超音波トランスデューサーの特性に影響があるという課題がある。詳しくは、超音波トランスデューサーが出射する超音波の周波数が変化してしまう。他方、ＮＣＰがないと剛性を確保するのが難しく、また、接続バンプを含む接合部分が空気中に露出するため、水分の侵入によるマイグレーションが生じ兼ねないという課題があった。
つまり、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性（剛性を含む）が得られる超音波デバイス、超音波診断装置が求められていた。
しかしながら、超音波デバイスとリジット基板との間の全面をＮＣＰで接着してしまうと、超音波トランスデューサーの特性に影響があるという課題がある。詳しくは、超音波トランスデューサーが出射する超音波の周波数が変化してしまう。他方、ＮＣＰがないと剛性を確保するのが難しく、また、接続バンプを含む接合部分が空気中に露出するため、水分の侵入によるマイグレーションが生じ兼ねないという課題があった。
つまり、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性（剛性を含む）が得られる超音波デバイス、超音波診断装置が求められていた。
本願の一態様に係る超音波デバイスは、圧電素子と前記圧電素子に接続される第１電極とが配置される第１面を含む第１基板と、制御回路に接続される第２電極が配置される第２面を含む第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１面に接合される第３面と、前記第２面に対向する第４面と、を含む中間基板と、前記第２基板と前記中間基板とを接着する接着部と、を備え、前記中間基板は、前記第３面から前記第４面に貫通する貫通孔と、前記貫通孔に設けられ、前記第１電極に接続される第３電極とを備え、前記第２電極は、前記第３電極に接続され、前記第３電極を介して前記第１電極と電気的に接続されており、前記接着部は、前記第２基板と前記中間基板の間において、互いに離間した島状に複数設けられ、前記接着部の少なくとも一つは、前記第３電極を囲うように設けられる。
本願に係る超音波診断装置は、上記の超音波デバイスを備える。
実施形態１
＊＊＊超音波診断装置の概要＊＊＊
図１は、実施形態１に係る超音波診断装置の斜視図である。
まず、超音波診断装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。
＊＊＊超音波診断装置の概要＊＊＊
図１は、実施形態１に係る超音波診断装置の斜視図である。
まず、超音波診断装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。
本実施形態の超音波診断装置１００は、本体１０、ケーブル１２、プローブ１３などから構成される。
本体１０は、超音波診断装置の本体であり、表示部１５、制御基板１６などから構成されている。表示部１５は、好適例では、タッチパネル付きの液晶パネルであり、操作部としても機能する。制御基板１６は、プローブ１３に内蔵されている超音波デバイス２０による超音波の送受信を制御する制御回路を含む制御部である。
ケーブル１２は、本体１０とプローブ１３とを電気的に接続する配線ケーブルである。
本体１０は、超音波診断装置の本体であり、表示部１５、制御基板１６などから構成されている。表示部１５は、好適例では、タッチパネル付きの液晶パネルであり、操作部としても機能する。制御基板１６は、プローブ１３に内蔵されている超音波デバイス２０による超音波の送受信を制御する制御回路を含む制御部である。
ケーブル１２は、本体１０とプローブ１３とを電気的に接続する配線ケーブルである。
プローブ１３は、探触子であり、ケース部１７、超音波デバイス２０、音響レンズ１８などから構成される。
ケース部１７は、長方形の箱状をなしており、その表面には、円筒面レンズ状の音響レンズ１８が設けられている。音響レンズ１８は、被験者の生体における音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを有する材質から構成される。好適例では、音響レンズ１８はシリコーン樹脂から形成される。なお、シリコーン樹脂に限定するものではなく、生体に近い音響インピーダンスを有する材料であれば良い。なお、長方形のケース部１７における長辺に沿った方向をＸプラス方向、短辺に沿った方向をＹプラス方向とする。
ケース部１７における音響レンズ１８の下には、超音波デバイス２０が収納されている。超音波デバイス２０は、超音波の発信と受信を行う圧電型の超音波トランスデューサーである。なお、超音波デバイス２０の詳細は、後述する。
ケース部１７は、長方形の箱状をなしており、その表面には、円筒面レンズ状の音響レンズ１８が設けられている。音響レンズ１８は、被験者の生体における音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを有する材質から構成される。好適例では、音響レンズ１８はシリコーン樹脂から形成される。なお、シリコーン樹脂に限定するものではなく、生体に近い音響インピーダンスを有する材料であれば良い。なお、長方形のケース部１７における長辺に沿った方向をＸプラス方向、短辺に沿った方向をＹプラス方向とする。
ケース部１７における音響レンズ１８の下には、超音波デバイス２０が収納されている。超音波デバイス２０は、超音波の発信と受信を行う圧電型の超音波トランスデューサーである。なお、超音波デバイス２０の詳細は、後述する。
超音波診断装置１００により超音波診断を行う際には、プローブ１３の音響レンズ１８側を被験者の生体に接触させた状態で、ゆっくりと走査する。超音波デバイス２０で生成された超音波は、音響レンズ１８を介して発信されて生体に入射する。生体で反射された超音波は、音響レンズ１８を介して超音波デバイス２０で受信される。
そして、本体１０では、受信した超音波の受信信号に基づく画像が生成され、検出結果が画像化されて表示部１５に表示される。
そして、本体１０では、受信した超音波の受信信号に基づく画像が生成され、検出結果が画像化されて表示部１５に表示される。
＊＊＊超音波デバイスの構成＊＊＊
図２は、超音波デバイスの平面図である。図３は、図２のｂ－ｂ断面における断面図である。
図２に示すように、超音波デバイス２０は、平面的には長方形をなしており、Ｘプラス方向が長辺方向で、Ｙプラス方向が短辺方向となっている。図３に示すように、超音波デバイス２０は、第２基板３１の上に、超音波基板２２を積層した構成となっている。
図２は、超音波デバイスの平面図である。図３は、図２のｂ－ｂ断面における断面図である。
図２に示すように、超音波デバイス２０は、平面的には長方形をなしており、Ｘプラス方向が長辺方向で、Ｙプラス方向が短辺方向となっている。図３に示すように、超音波デバイス２０は、第２基板３１の上に、超音波基板２２を積層した構成となっている。
図２に戻る。
超音波基板２２は、第２基板３１よりも一回り小さな長方形をなしており、その中央には、複数の超音波素子７がアレイ状に配置された素子アレイ領域１９が設けられている。
図２では、超音波素子７が、Ｙプラス方向に４行で、Ｘプラス方向に５列で配列される。なお、この配列態様に限定するものではなく、プローブ１３（図１）のサイズや、仕様に応じて、適宜設定すれば良い。また、Ｙプラス方向に延在する超音波素子７の行を素子行７ａとし、素子行７ａからＹマイナス方向に向かって、２行目を素子行７ｂ、３行目を素子行７ｃ、４行目を素子行７ｄとする。
超音波基板２２は、第２基板３１よりも一回り小さな長方形をなしており、その中央には、複数の超音波素子７がアレイ状に配置された素子アレイ領域１９が設けられている。
図２では、超音波素子７が、Ｙプラス方向に４行で、Ｘプラス方向に５列で配列される。なお、この配列態様に限定するものではなく、プローブ１３（図１）のサイズや、仕様に応じて、適宜設定すれば良い。また、Ｙプラス方向に延在する超音波素子７の行を素子行７ａとし、素子行７ａからＹマイナス方向に向かって、２行目を素子行７ｂ、３行目を素子行７ｃ、４行目を素子行７ｄとする。
図２に示すように、１つの超音波素子７は、平面的には略正方形をなしており、当該正方形は、開口部１４により区画されている。なお、図２では、破断線よりＸプラス側では素子アレイ領域１９の外観を図示し、破断線よりマイナス側では下層の配線を透過して図示している。開口部１４には、振動膜６が露出しており、超音波素子７が生成する超音波は、振動膜６の振動により発信される。また、振動膜６は、超音波を受信する際の振動膜としても機能する。
素子アレイ領域１９のＹマイナス側には、接続バンプ７１、接続バンプ７２がＸプラス方向に並んで設けられている。接続バンプ７１、接続バンプ７２は、超音波基板２２と第２基板３１との電気的接続を取るための接続端子である。詳しくは、第２基板３１に対して、超音波基板２２をフリップチップ実装するための接続バンプである。
図２に示すように、接続バンプ７１、接続バンプ７２の周囲は、接着部８１で囲まれている。また、超音波基板２２のＹプラス側における２つの頂点部分にも、接着部８２、接着部８３が設けられている。
図２に示すように、接続バンプ７１、接続バンプ７２の周囲は、接着部８１で囲まれている。また、超音波基板２２のＹプラス側における２つの頂点部分にも、接着部８２、接着部８３が設けられている。
図３は、図２のｂ－ｂ断面における断面図であり、超音波素子７の断面構成を示している。図３に示すように、超音波基板２２は、第１基板１１と、中間基板２１とを積層した構成となっている。
第１基板１１は、好適例ではシリコン基板を用いる。なお、シリコン基板に限定するものではなく、硬質なリジッド基板であれば良い。
第１基板１１のＺマイナス側には、振動膜６が設けられている。振動膜６は、好適例では２層構成としている。詳しくは、第１基板１１の基材側の第１層は酸化シリコン（ＳｉＯ2）層とし、第２層は酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）層としている。振動膜６の膜厚は、送受信する超音波の共振周波数に基づいて設定することが好ましい。なお、この構成に限定するものではなく、超音波で共振可能な硬質材料であれば良く、１層で構成しても良い。
第１基板１１のＺマイナス側には、振動膜６が設けられている。振動膜６は、好適例では２層構成としている。詳しくは、第１基板１１の基材側の第１層は酸化シリコン（ＳｉＯ2）層とし、第２層は酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）層としている。振動膜６の膜厚は、送受信する超音波の共振周波数に基づいて設定することが好ましい。なお、この構成に限定するものではなく、超音波で共振可能な硬質材料であれば良く、１層で構成しても良い。
前述したように、第１基板１１には、複数の開口部１４が設けられている。
超音波素子７は、開口部１４に対応して設けられており、振動膜６、圧電素子５などから構成されている。
圧電素子５は、電極２、圧電体３、電極４などから構成される。
振動膜６の上に設けられる電極２は、圧電体３の駆動電極であり、導電性材料から構成される。導電性材料としては、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の酸化スズ系導電材料、酸化亜鉛系導電材料、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ3）、ニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ3）、元素ドープチタン酸ストロンチウム等の酸化物導電材料や、導電性ポリマー等を用いることができる。
超音波素子７は、開口部１４に対応して設けられており、振動膜６、圧電素子５などから構成されている。
圧電素子５は、電極２、圧電体３、電極４などから構成される。
振動膜６の上に設けられる電極２は、圧電体３の駆動電極であり、導電性材料から構成される。導電性材料としては、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の酸化スズ系導電材料、酸化亜鉛系導電材料、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ3）、ニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ3）、元素ドープチタン酸ストロンチウム等の酸化物導電材料や、導電性ポリマー等を用いることができる。
電極２の上に設けられる圧電体３は、好適例では、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）による圧電体層を用いる。なお、これに限定するものではなく、同等の変位量を有する圧電材料を用いても良い。
圧電体３の上に設けられる電極４は、圧電体３の駆動電極であり、電極２と同様の導電性材料から構成される。
圧電体３の上に設けられる電極４は、圧電体３の駆動電極であり、電極２と同様の導電性材料から構成される。
中間基板２１は、複数の超音波素子７における振動を阻害しないように覆う蓋体であり、好適例ではシリコン基板を用いる。なお、シリコン基板に限定するものではなく、硬質なリジッド基板であれば良い。図３に示すように、中間基板２１には、超音波素子７を区画する複数の凹部が設けられている。中間基板２１は、第１基板１１の振動膜６に対して接着固定される。
第１基板１１と中間基板２１とが接合された超音波基板２２の完成状態において、超音波素子７の下側には、上側の開口部１４による空間と同様に空間が形成される。このように、超音波素子７の上下に空間を設けることにより、超音波素子７の振動を阻害しない構造としている。
第１基板１１と中間基板２１とが接合された超音波基板２２の完成状態において、超音波素子７の下側には、上側の開口部１４による空間と同様に空間が形成される。このように、超音波素子７の上下に空間を設けることにより、超音波素子７の振動を阻害しない構造としている。
Ｘプラス方向に隣り合う超音波素子７の電極２の間は、第１配線４１により電気的に接続されている。好適例では、第１配線４１は、電極２の形成時に同じ工程で一緒に形成される。
図２に示すように、素子行７ａを構成する複数の超音波素子７における電極２は、全てが第１配線４１により電気的に接続されている。素子行７ｂ、素子行７ｃ、素子行７ｄにおいても、同様である。
また、列方向においても同様に、Ｙマイナス方向に隣り合う超音波素子７における電極４は、全てが第２配線４２により電気的に接続されている。なお、第１配線４１と第２配線４２との間には、絶縁層が設けられており、絶縁が確保されている。
図２に示すように、素子行７ａを構成する複数の超音波素子７における電極２は、全てが第１配線４１により電気的に接続されている。素子行７ｂ、素子行７ｃ、素子行７ｄにおいても、同様である。
また、列方向においても同様に、Ｙマイナス方向に隣り合う超音波素子７における電極４は、全てが第２配線４２により電気的に接続されている。なお、第１配線４１と第２配線４２との間には、絶縁層が設けられており、絶縁が確保されている。
本実施形態では、素子アレイ領域１９の全ての超音波素子７に共通の駆動信号を供給し、時系列で超音波の送信と受信とを交互に行う駆動方法を採用している。詳しくは、接続バンプ７１を介して全ての超音波素子７に共通の駆動信号が供給される。駆動信号は、好適例では、バースト波の駆動信号であり、時系列に受信時間を確保して周期的に送信されるため、超音波の送信と受信とが交互に行なわれる。また、接続バンプ７２からは、例えば、グランド電位などの共通電位が全ての超音波素子７に供給される。
＊＊＊基板間の接合構成＊＊＊
図４は、図２のｃ－ｃ断面における断面図である。
次に、超音波基板２２の中間基板２１と、第２基板３１との接合構成について説明する。
図４は、図２のｃ－ｃ断面における断面図である。
次に、超音波基板２２の中間基板２１と、第２基板３１との接合構成について説明する。
図４に示すように、中間基板２１には、２つの貫通孔２５、貫通孔２６が形成されている。第１基板１１における貫通孔２５の底部には、第１電極２７が設けられている。同様に、貫通孔２６の底部には、第１電極２８が設けられている。換言すれば、第１基板１１におけるＺマイナス側の面である第１面５１に、第１電極２７、第１電極２８が設けられている。第１電極２７は、第２配線４２（図２）と不図示の配線により電気的に接続している。第１電極２８は、第１配線４１（図２）と不図示の配線により電気的に接続している。つまり、第１電極２７，２８は、圧電素子５（図３）に電気的に接続される。
そして、貫通孔２５には、金属フィラーを含有した樹脂系接着剤からなる接続バンプ７１が設けられている。同様に、貫通孔２５には、接続バンプ７２が設けられる。接続バンプ７１，７２は、異方導電性を有する接続バンプであり、第２基板３１に対して押し圧固定されると、Ｚ軸方向において電気的な接続を確保できる。接続バンプ７１，７２は、第３電極に相当する。
そして、貫通孔２５には、金属フィラーを含有した樹脂系接着剤からなる接続バンプ７１が設けられている。同様に、貫通孔２５には、接続バンプ７２が設けられる。接続バンプ７１，７２は、異方導電性を有する接続バンプであり、第２基板３１に対して押し圧固定されると、Ｚ軸方向において電気的な接続を確保できる。接続バンプ７１，７２は、第３電極に相当する。
好適例では、接続バンプ７１，７２として、エポキシ樹脂接着剤に銀フィラーを含有した材料を用いる。なお、これに限定するものではなく、同等の異方導電性を有する材料であれば良く、樹脂系接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂系の接着剤を用いても良い。また、金属フィラーとしては、金、銅、ニッケル、錫などの金属や、酸化インジウムなどの金属酸化物を用いても良い。また、金属フィラーに限らず、炭素繊維、ナノチューブなどの導電性フィラーを用いても良い。
第２基板３１において、貫通孔２５、貫通孔２６と対応する位置には、第２電極３７、第２電極３８が設けられている。換言すれば、第２電極３７，３８は、第２基板３１のＺプラス側の面である第２面５２に設けられている。
第２電極３７には、貫通配線９１が接続している。貫通配線９１は、第２基板３１の背面から外部に延在する配線、および、ケーブル１２（図１）を介して制御基板１６（図１）に電気的に接続される。同様に、第２電極３８には貫通配線９２が接続しており、貫通配線９２も、制御基板１６（図１）に電気的に接続される。換言すれば、第２電極３７，３８は、制御基板１６（図１）の制御回路に接続される。
第２電極３７は、金属電極であり、好適例では、Ｎｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層による３層構成としている。第２電極３８も、同様である。なお、これに限定するものではなく、接続バンプ７１，７２との間で、電気的な接続が可能な金属であれば良く、１層の構成であっても良い。
第２電極３７には、貫通配線９１が接続している。貫通配線９１は、第２基板３１の背面から外部に延在する配線、および、ケーブル１２（図１）を介して制御基板１６（図１）に電気的に接続される。同様に、第２電極３８には貫通配線９２が接続しており、貫通配線９２も、制御基板１６（図１）に電気的に接続される。換言すれば、第２電極３７，３８は、制御基板１６（図１）の制御回路に接続される。
第２電極３７は、金属電極であり、好適例では、Ｎｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層による３層構成としている。第２電極３８も、同様である。なお、これに限定するものではなく、接続バンプ７１，７２との間で、電気的な接続が可能な金属であれば良く、１層の構成であっても良い。
また、中間基板２１において、第１基板１１の第１面５１と向い合う面を第３面５３とし、第２基板３１の第２面５２と向い合う面を第４面５４としている。換言すれば、中間基板２１は、第１基板１１と第２基板３１との間に配置され、第１面５１に接合される第３面５３と、第２面５２に対向する第４面５４とを含む。そして、中間基板２１は、第３面５３から第４面５４に貫通する貫通孔２５，２６と、貫通孔２５，２６に設けられ、第１電極２７，２８に接続される接続バンプ７１，７２とを備える。また、第２電極３７，３８は、接続バンプ７１，７２に接続され、接続バンプ７１，７２を介して第１電極２７，２８と電気的に接続されている。
図４に示すように、接続バンプ７１と第２電極３７とが接合する接合部の周囲には、接着部８１が配置されている。好適例において、接着部８１は、エポキシ樹脂接着剤をＮＣＰとして用いている。なお、これに限定するものではなく、エポキシ樹脂接着剤と同等の絶縁性、耐湿性、接着性を有する接着剤であれば良く、例えば、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂系の接着剤を用いても良い。
図５は、図２のｄ－ｄ断面における断面図である。
図５に示すように、超音波基板２２の頂点部において、中間基板２１と第２基板３１との間に、接着部８２が設けられている。接着部８２は、接着部８１と同じ接着剤である。接着部８２は、第２基板３１の第２面５２と、中間基板２１の第４面５４との間を接着する。接着部８２の一部は、中間基板２１からはみ出して周縁の側面にも接触している。換言すれば、接着部８２の一部は、中間基板２１の周縁部にも設けられている。
また、超音波基板２２と第２基板３１との間において、接着部８２が設けられていない部分は空間となっている。換言すれば、超音波基板２２と第２基板３１との間における接着部８１、接着部８２が設けられていない部分には、隙間が設けられている。
図５に示すように、超音波基板２２の頂点部において、中間基板２１と第２基板３１との間に、接着部８２が設けられている。接着部８２は、接着部８１と同じ接着剤である。接着部８２は、第２基板３１の第２面５２と、中間基板２１の第４面５４との間を接着する。接着部８２の一部は、中間基板２１からはみ出して周縁の側面にも接触している。換言すれば、接着部８２の一部は、中間基板２１の周縁部にも設けられている。
また、超音波基板２２と第２基板３１との間において、接着部８２が設けられていない部分は空間となっている。換言すれば、超音波基板２２と第２基板３１との間における接着部８１、接着部８２が設けられていない部分には、隙間が設けられている。
図２に戻る。
平面視において、接続バンプ７１は長方形をなしており、長辺がＸプラス方向に延在している。接続バンプ７１と隣り合う接続バンプ７２も、同様に長方形をなしている。接続バンプ７１と重なる第２電極３７（図４）も、平面的には長方形に形成される。接続バンプ７２と重なる第２電極３８（図４）も同様である。つまり、超音波基板２２の一方の長辺に沿って、接続バンプ７１と接続バンプ７２とが並んで配置されている。
平面視において、接続バンプ７１は長方形をなしており、長辺がＸプラス方向に延在している。接続バンプ７１と隣り合う接続バンプ７２も、同様に長方形をなしている。接続バンプ７１と重なる第２電極３７（図４）も、平面的には長方形に形成される。接続バンプ７２と重なる第２電極３８（図４）も同様である。つまり、超音波基板２２の一方の長辺に沿って、接続バンプ７１と接続バンプ７２とが並んで配置されている。
図２に示すように、接着部８１は、平面的に接続バンプ７１，７２の周囲を囲う長方形状に設けられている。つまり、超音波基板２２の一方の長辺に沿って、長方形状の接着部８１が設けられている。接着部８１の長辺方向の長さは、中間基板２１の長辺の長さの半分以上の長さとなっている。接着部８１は、接続バンプ７１と接続バンプ７２との間にも設けられている。また、超音波基板２２のＹマイナス側の長辺から、接着部８１の一部がはみ出している。換言すれば、接着部８１の一部は、中間基板２１の周縁部にも設けられている。他方、接着部８１のＹプラス側の長辺は素子アレイ領域１９に掛かっておらず、接着部８１は、素子アレイ領域１９と離間して設けられている。
超音波基板２２の他方の長辺における一端には接着部８２が設けられており、他端には接着部８３が設けられている。接着部８２の一部は、超音波基板２２の一方の頂点からはみ出している。つまり、超音波基板２２の中間基板２１における長辺の側面、および、短辺の側面にも接触している。同様に、接着部８３の一部は、超音波基板２２の他方の頂点からはみ出している。つまり、超音波基板２２の中間基板２１における長辺の側面、および、短辺の側面にも接触している。他方、接着部８２，８３は、素子アレイ領域１９に掛かっておらず、接着部８２，８３は、素子アレイ領域１９と離間して設けられている。換言すれば、接着部８１，８２，８３は、平面的に素子アレイ領域１９と重ならない部分に設けられている。接着部８１，８２，８３は、第２基板３１と中間基板２１の間において、互いに離間した島状に複数設けられ、接着部の少なくとも一つは、接続バンプ７１，７２を囲うように設けられている。
接着部８１、接着部８２、および、接着部８３は、素子アレイ領域１９を挟んでトラス配置されている。詳しくは、超音波基板２２の一方の長辺に沿った接着部８１の中心を頂点とし、他方の長辺を底辺とした３角形の底辺の頂点に接着部８２と接着部８３とが設けられている。これにより、素子アレイ領域１９における振動を阻害することなく、超音波基板２２と第２基板３１との間の接合強度を確保している。換言すれば、接着部８１，８２，８３は、素子アレイ領域１９の周囲において離間する少なくとも３ヶ所に設けられる。なお、３ヶ所に限定するものではなく、接合部は４ヶ所以上に設けられることでも良い。
＊＊＊超音波デバイスの製造方法＊＊＊
図６は、超音波デバイスの製造方法を示すフローチャート図である。図７Ａ、図７Ｂは、図２のｃ－ｃ断面における工程過程図である。
ここでは、超音波デバイス２０の製造方法について、図６を主体に、適宜、図７Ａ、図７Ｂ、図４を交えて説明する。
図６は、超音波デバイスの製造方法を示すフローチャート図である。図７Ａ、図７Ｂは、図２のｃ－ｃ断面における工程過程図である。
ここでは、超音波デバイス２０の製造方法について、図６を主体に、適宜、図７Ａ、図７Ｂ、図４を交えて説明する。
ステップＳ１では、第１基板１１、中間基板２１、第２基板３１を準備する。詳しくは、それぞれが別工程で製造された第１基板１１、中間基板２１、第２基板３１を準備する。
ステップＳ２では、第１基板１１と中間基板２１とを接合する。詳しくは、第１基板１１の振動膜６に対して中間基板２１を接着する。好適例では、シリコーン接着剤を用いる。図７Ａには、第１基板１１と中間基板２１とが接合された製造過程における超音波基板２２ａが図示されている。
ステップＳ３では、接続バンプ７１，７２を形成する。詳しくは、中間基板２１の２つの貫通孔２５、貫通孔２６に、それぞれ銀フィラーを含有したエポキシ樹脂接着剤を充填し、加熱硬化する。好適例では、ディスペンサーを用いてエポキシ樹脂接着剤を貫通孔２５、貫通孔２６に適量充填する。この際、図７Ｂに示すように、接続バンプ７１，７２を第４面５４から一定量突出させる。そして、所定温度に設定された恒温槽に入れて加熱し、エポキシ樹脂接着剤を硬化することにより、接続バンプ７１，７２を形成する。
ステップＳ４では、ＮＣＰを塗布する。好適例では、図７Ｂに示すように、第２基板３１の第２電極３７，３８の上にエポキシ樹脂接着剤７９を塗布する。好適例では、ディスペンサーを用いてエポキシ樹脂接着剤７９を第２電極３７，３８の上に適量塗布する。また、並行して、接着部８２，８３となる部分にも、エポキシ樹脂接着剤を塗布する。なお、超音波基板２２側に塗布することでも良い。
ステップＳ５では、超音波基板２２と第２基板３１とを接合する。詳しくは、図７Ｂに示すように、第２基板３１に超音波基板２２を重ねた状態で所定の圧力を加え、その状態で、所定温度に設定された恒温槽に入れて加熱し、エポキシ樹脂接着剤を硬化する。換言すれば、第２基板３１に対して超音波基板２２をフリップチップ実装する。
これにより、図４の超音波デバイス２０が完成する。
これにより、図４の超音波デバイス２０が完成する。
以上、述べた通り、本実施形態の超音波デバイス２０、および、超音波診断装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
超音波デバイス２０は、圧電素子５と、圧電素子５に接続される第１電極２７，２８とが配置される第１面５１を含む第１基板１１と、制御回路に接続される第２電極３７，３８が配置される第２面５２を含む第２基板３１と、第１基板１１と第２基板３１との間に配置され、第１面５１に接合される第３面５３と、第２面５２に対向する第４面５４とを含む中間基板２１と、第２基板３１と中間基板２１とを接着する接着部８１，８２，８３とを備える。そして、中間基板２１は、第３面５３から第４面５４に貫通する貫通孔２５，２６と、貫通孔２５，２６に設けられ、第１電極２７，２８に接続される第３電極としての接続バンプ７１，７２とを備え、第２電極３７，３８は、接続バンプ７１，７２に接続され、接続バンプ７１，７２を介して第１電極２７，２８と電気的に接続されており、接着部８１，８２，８３は、第２基板３１と中間基板２１の間において、互いに離間した島状に複数設けられ、接着部８１，８２，８３の少なくとも一つは、接続バンプ７１，７２を囲うように設けられる。
超音波デバイス２０は、圧電素子５と、圧電素子５に接続される第１電極２７，２８とが配置される第１面５１を含む第１基板１１と、制御回路に接続される第２電極３７，３８が配置される第２面５２を含む第２基板３１と、第１基板１１と第２基板３１との間に配置され、第１面５１に接合される第３面５３と、第２面５２に対向する第４面５４とを含む中間基板２１と、第２基板３１と中間基板２１とを接着する接着部８１，８２，８３とを備える。そして、中間基板２１は、第３面５３から第４面５４に貫通する貫通孔２５，２６と、貫通孔２５，２６に設けられ、第１電極２７，２８に接続される第３電極としての接続バンプ７１，７２とを備え、第２電極３７，３８は、接続バンプ７１，７２に接続され、接続バンプ７１，７２を介して第１電極２７，２８と電気的に接続されており、接着部８１，８２，８３は、第２基板３１と中間基板２１の間において、互いに離間した島状に複数設けられ、接着部８１，８２，８３の少なくとも一つは、接続バンプ７１，７２を囲うように設けられる。
これによれば、超音波デバイスとリジット基板との間の全面を接着していた従来構成と異なり、第２基板３１と中間基板２１との間を離間した島状の接着部８１，８２，８３で接合することにより、両者の接着面積が小さくなるので、超音波デバイス２０の特性に与える影響を小さくできる。
また、接続バンプ７１，７２を囲うように接着部８１が設けられるため、接続バンプ７１，７２を含む接合部分への水分の侵入を防ぐことができる。
従って、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波デバイス２０を提供することができる。
また、接続バンプ７１，７２を囲うように接着部８１が設けられるため、接続バンプ７１，７２を含む接合部分への水分の侵入を防ぐことができる。
従って、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波デバイス２０を提供することができる。
また、圧電素子５は、振動膜６に接して設けられており、複数の圧電素子５が規則的に配置された素子アレイ領域１９を有し、平面的に、接着部８１，８２，８３は、素子アレイ領域１９と重ならない部分に設けられる。
これによれば、素子アレイ領域１９には接着部が設けられていないため、超音波素子７による超音波の発振が阻害されず、所期の特性を得ることができる。
また、平面的に、中間基板２１は矩形をなしており、素子アレイ領域１９は、中間基板２１の略中央に設けられ、接着部８１，８２，８３は、素子アレイ領域１９の周囲において離間する少なくとも３ヶ所に設けられる。
これによれば、第２基板３１と中間基板２１との間を、平面的に素子アレイ領域１９を囲う３点以上の接着部により固定するため、複合構造体である超音波デバイス２０の剛性を確保することができる。
特に、図２のように、素子アレイ領域１９を挟んでトラス配置された接着部８１，８２，８３により固定した場合、３ヶ所の固定であっても構造体として必要な剛性を確保することができる。
特に、図２のように、素子アレイ領域１９を挟んでトラス配置された接着部８１，８２，８３により固定した場合、３ヶ所の固定であっても構造体として必要な剛性を確保することができる。
また、第３電極としての接続バンプ７１，７２は、金属フィラーを含む樹脂系接着剤からなるバンプである。
これによれば、接続バンプ７１，７２の異方導電性により、第１電極２７，２８と、第２電極３７，３８との間の電気的な接続を確実に取ることができる。
これによれば、接続バンプ７１，７２の異方導電性により、第１電極２７，２８と、第２電極３７，３８との間の電気的な接続を確実に取ることができる。
また、接着部８１，８２，８３は、絶縁性の樹脂系接着剤である。
これによれば、接続バンプ７１，７２を含む接合部分への水分の侵入を防ぐとともに、電気的な絶縁性を確保することができる。
これによれば、接続バンプ７１，７２を含む接合部分への水分の侵入を防ぐとともに、電気的な絶縁性を確保することができる。
また、接着部８１，８２，８３の一部は、中間基板２１の周縁部にも設けられる。
これによれば、中間基板２１の周縁部にはみ出した接着部により、第２基板３１との接着強度をより高めることができる。
これによれば、中間基板２１の周縁部にはみ出した接着部により、第２基板３１との接着強度をより高めることができる。
また、超音波診断装置１００は、超音波デバイス２０を備える。
これによれば、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波診断装置１００を提供することができる。
これによれば、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波診断装置１００を提供することができる。
実施形態２
＊＊＊超音波デバイスの異なる回路構成＊＊＊
図８は、本実施形態に係る超音波デバイスの平面図であり、図２に対応している。
＊＊＊超音波デバイスの異なる回路構成＊＊＊
図８は、本実施形態に係る超音波デバイスの平面図であり、図２に対応している。
図８に示すように、本実施形態の超音波デバイス１２０は、Ｘプラス方向に細長い長方形をなしており、その中央に素子アレイ領域１１９を備えている。素子アレイ領域１１９は、実施形態１の素子アレイ領域１９がＸプラス方向に６個並んだ多チャンネル構成となっている。超音波デバイス１２０は、第２基板１３１に対して超音波基板１２２がフリップチップ実装された構成である。超音波基板１２２は、第２基板１３１よりも一回り小さな長方形をなしている。多チャンネルに対応して、駆動信号が入力される接続バンプ１７１ａが素子アレイ領域１１９のＹマイナス側に複数個設けられている。同様に、素子アレイ領域１１９のＹプラス側にも、複数の接続バンプ１７１ｂが設けられている。なお、接続バンプ１７１ａ，１７１ｂは、超音波素子７が受信した超音波の受信信号の受信端子としても機能する。
また、超音波基板１２２の２つの短辺の中ほどに、共通電位が供給される接続バンプ１７２ａ，１７２ｂが設けられている。そして、超音波基板１２２の一方の長辺に沿って、複数の接続バンプ１７１ａを囲う接着部１８１ａが設けられている。同様に、他方の長辺に沿って、複数の接続バンプ１７１ｂを囲う接着部１８１ｂが設けられている。
また、接続バンプ１７２ａの周囲には接着部１８２ａが設けられており、接続バンプ１７２ｂの周囲には接着部１８２ｂが設けられている。これらの点以外は、実施形態１の構成と同じである。以下、実施形態１と同じ構成部位には、同一の付番を付し、重複する説明は省略する。
また、接続バンプ１７２ａの周囲には接着部１８２ａが設けられており、接続バンプ１７２ｂの周囲には接着部１８２ｂが設けられている。これらの点以外は、実施形態１の構成と同じである。以下、実施形態１と同じ構成部位には、同一の付番を付し、重複する説明は省略する。
接着部１８１ａ，１８１ｂ、接着部１８２ａ，１８２ｂは、素子アレイ領域１１９の外側において、それぞれが島状に独立して配置されている。
接着部１８１ａ，１８１ｂは、超音波基板１２２の長辺に沿って設けられており、その一部が超音波基板１２２の外にはみ出している。同様に、接着部１８２ａ，１８２ｂは、超音波基板１２２の短辺に沿って設けられており、その一部が超音波基板１２２の外にはみ出している。
接着部１８１ａ，１８１ｂは、超音波基板１２２の長辺に沿って設けられており、その一部が超音波基板１２２の外にはみ出している。同様に、接着部１８２ａ，１８２ｂは、超音波基板１２２の短辺に沿って設けられており、その一部が超音波基板１２２の外にはみ出している。
このような構成の超音波デバイス１２０では、例えば、素子アレイ領域１１９における素子アレイ領域１９を送信専用と受信専用とで交互に設けることができる。または、奇数の素子行を送信専用とし、偶数の素子行を受信専用とすることも可能である。または、超音波素子７ごとにスイッチング素子を設けて、超音波素子７を個別にアクティブ駆動するなど、多様な駆動を行うことができる。
以上、述べた通り、本実施形態の超音波デバイス１２０によれば、実施形態１での効果に加えて以下の効果を得ることができる。
超音波デバイス１２０において、接着部１８１ａ，１８１ｂ，１８２ａ，１８２ｂは、第２基板１３１と超音波基板１２２との間において、互いに離間した島状に複数設けられ、各接着部は、対応する接続バンプを囲うように設けられる。
超音波デバイス１２０において、接着部１８１ａ，１８１ｂ，１８２ａ，１８２ｂは、第２基板１３１と超音波基板１２２との間において、互いに離間した島状に複数設けられ、各接着部は、対応する接続バンプを囲うように設けられる。
これによれば、第２基板１３１と超音波基板１２２との間を離間した島状の接着部１８１ａ，１８１ｂ，１８２ａ，１８２ｂで接合することにより、両者の接着面積が小さくなるので、超音波デバイス２０の特性に与える影響を小さくできる。また、対応する接続バンプを囲うように接着部が設けられるため、接続バンプを含む接合部分への水分の侵入を防ぐことができる。
従って、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波デバイス１２０を提供することができる。
従って、フリップチップ実装を用いつつ、所期の特性が得られる超音波デバイス１２０を提供することができる。
２…電極、３…圧電体、４…電極、５…圧電素子、６…振動膜、７…超音波素子、７ａ～７ｄ…素子行、１０…本体、１１…第１基板、１２…ケーブル、１３…プローブ、１４…開口部、１５…表示部、１６…制御基板、１７…ケース部、１８…音響レンズ、１９…素子アレイ領域、２０…超音波デバイス、２１…中間基板、２２…超音波基板、２２ａ…超音波基板、２５，２６…貫通孔、２７，２８…第１電極、３１…第２基板、３７，３８…第２電極、４１…第１配線、４２…第２配線、５１…第１面、５２…第２面、５３…第３面、５４…第４面、７１，７２…接続バンプ、７９…エポキシ樹脂接着剤、８１，８２，８３…接着部、９１…貫通配線、９２…貫通配線、１００…超音波診断装置。
Claims (7)
- 圧電素子と前記圧電素子に接続される第１電極とが配置される第１面を含む第１基板と、
制御回路に接続される第２電極が配置される第２面を含む第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１面に接合される第３面と、前記第２面に対向する第４面と、を含む中間基板と、
前記第２基板と前記中間基板とを接着する接着部と、を備え、
前記中間基板は、前記第３面から前記第４面に貫通する貫通孔と、前記貫通孔に設けられ、前記第１電極に接続される第３電極とを備え、
前記第２電極は、前記第３電極に接続され、前記第３電極を介して前記第１電極と電気的に接続されており、
前記接着部は、前記第２基板と前記中間基板の間において、互いに離間した島状に複数設けられ、
前記接着部の少なくとも一つは、前記第３電極を囲うように設けられる
超音波デバイス。 - 前記圧電素子は、振動膜に接して設けられており、
複数の前記圧電素子が規則的に配置された素子アレイ領域を有し、
平面的に、前記接着部は、前記素子アレイ領域と重ならない部分に設けられる、
請求項１に記載の超音波デバイス。 - 平面的に、前記中間基板は矩形をなしており、
前記素子アレイ領域は、前記中間基板の略中央に設けられ、
前記接着部は、前記素子アレイ領域の周囲において離間する少なくとも３ヶ所に設けられる、
請求項２に記載の超音波デバイス。 - 前記第３電極は、金属フィラーを含む樹脂系接着剤からなるバンプである、
請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波デバイス。 - 前記接着部は、絶縁性の樹脂系接着剤である、
請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波デバイス。 - 前記接着部の一部は、前記中間基板の周縁部にも設けられる、
請求項１～５のいずれか一項に記載の超音波デバイス。 - 請求項１～６のいずれか一項に記載の超音波デバイスを備える、
超音波診断装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021128820A JP2023023363A (ja) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 超音波デバイス、超音波診断装置 |
| CN202210932243.3A CN115702804A (zh) | 2021-08-05 | 2022-08-04 | 超声波器件、超声波诊断装置 |
| US17/880,718 US20230041175A1 (en) | 2021-08-05 | 2022-08-04 | Ultrasonic Device And Ultrasonic Diagnostic Apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021128820A JP2023023363A (ja) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 超音波デバイス、超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023023363A true JP2023023363A (ja) | 2023-02-16 |
Family
ID=85153604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021128820A Pending JP2023023363A (ja) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 超音波デバイス、超音波診断装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230041175A1 (ja) |
| JP (1) | JP2023023363A (ja) |
| CN (1) | CN115702804A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6610058B2 (ja) * | 2015-07-29 | 2019-11-27 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波デバイス、及び電子機器 |
| JP6836121B2 (ja) * | 2016-08-19 | 2021-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 実装構造体、超音波デバイス、超音波探触子、超音波装置、電子機器、及び実装構造体の製造方法 |
| CN112115753B (zh) * | 2019-07-22 | 2023-12-19 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 指纹识别模组及其制造方法、电子设备 |
-
2021
- 2021-08-05 JP JP2021128820A patent/JP2023023363A/ja active Pending
-
2022
- 2022-08-04 CN CN202210932243.3A patent/CN115702804A/zh active Pending
- 2022-08-04 US US17/880,718 patent/US20230041175A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115702804A (zh) | 2023-02-17 |
| US20230041175A1 (en) | 2023-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9692524B2 (en) | Ultrasonic transducer device, probe, electronic instrument, and ultrasonic diagnostic device | |
| KR101649436B1 (ko) | 초음파 트랜스듀서 소자 칩 및 프로브, 및 전자 기기 및 초음파 진단 장치 | |
| JP5990930B2 (ja) | 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 | |
| JP6442821B2 (ja) | 超音波デバイス及び電子機器 | |
| US9404959B2 (en) | Ultrasonic transducer element chip, probe head, probe, electronic instrument, and ultrasonic diagnostic device | |
| JP5900107B2 (ja) | 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 | |
| TWI632710B (zh) | 超音波轉換器裝置及超音波探針及電子機器及超音波影像裝置 | |
| WO2016002206A1 (ja) | 超音波センサー及びその製造方法 | |
| JP6221582B2 (ja) | 超音波デバイスおよびプローブ並びに電子機器および超音波画像装置 | |
| CN107768335B (zh) | 安装构造体、电子装置以及安装构造体的制造方法 | |
| JP2015142629A (ja) | 超音波デバイスおよびプローブ並びに電子機器および超音波画像装置 | |
| JP2016086956A (ja) | 超音波プローブ並びに電子機器および超音波画像装置 | |
| US20180326455A1 (en) | Mounting structure, ultrasonic device, ultrasonic probe, ultrasonic apparatus, and electronic apparatus | |
| JP2023023363A (ja) | 超音波デバイス、超音波診断装置 | |
| JP6795986B2 (ja) | 超音波探触子、超音波診断装置 | |
| JP6801328B2 (ja) | 実装構造体、超音波デバイス、超音波探触子、超音波装置、及び電子機器 | |
| JP2015160104A (ja) | 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 | |
| JP6365726B2 (ja) | 超音波トランスデューサー装置及び電子機器 | |
| WO2017188125A1 (ja) | 実装構造体、超音波デバイス、超音波探触子、超音波装置、及び電子機器 | |
| JP2019165307A (ja) | 超音波センサ | |
| JP6311815B2 (ja) | 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 | |
| US10206280B2 (en) | Mounting structure, ultrasonic device, ultrasonic probe, ultrasonic apparatus and electronic apparatus | |
| JP2016144019A (ja) | 超音波プローブおよびその製造方法並びに電子機器および超音波画像装置 | |
| JP2017000792A (ja) | 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 | |
| JP6222259B2 (ja) | 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210917 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20211105 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240510 |