JP4774394B2 - 超音波トランスデューサ、超音波トランスデューサの製造方法、超音波診断装置及び超音波顕微鏡 - Google Patents
超音波トランスデューサ、超音波トランスデューサの製造方法、超音波診断装置及び超音波顕微鏡 Download PDFInfo
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Description
以下、本発明の第1の実施形態を図面1から図9を参照して説明する。なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。図1は超音波内視鏡の概略構成を示す説明図である。図2は超音波内視鏡の先端部分の構成を示す斜視図である。図3は振動子アレイの斜視図である。
振動子セル100は、略円柱状の空隙部であるキャビティ107を介して対向する一対の平行平板電極である、下部電極110(第1の電極)及び上部電極120(第2の電極)を有して構成される。そして、該振動子セル100を具備して構成される振動子エレメント33は、振動子セル100の上部電極120を含む弾性を有する膜状の構造体であるメンブレン100a(振動膜)の振動により、超音波を送受信するものである。
本実施形態においては、電荷保持手段であるエレクトレット膜130は、上述の通り、上方から見て細長の形状を有する振動子エレメント33の端部に常温で硬化する接着剤により貼着され配設される。エレクトレット膜130は、極性が正又は負の電荷を永続的に保持する機能を有するものである。
以下、本発明の第2の実施形態について、図11を参照して説明する。図11は、第2の実施形態に係る振動子エレメントの断面図である。
以下、本発明の第3の実施形態について、図12を参照して説明する。図12は、本実施形態の超音波振動子アレイ231の上面図である。
以下、本発明の第4の実施形態について、図13を参照して説明する。第4の実施形態は、上述した本発明の超音波トランスデューサを、超音波顕微鏡に適用したものである。図13は、本実施形態の超音波顕微鏡の構成を説明する図である。
(付記1)
静電容量型の超音波トランスデューサにおいて、
該超音波トランスデューサは、多数の振動子セルから構成され、振動子セルは、
少なくとも上部電極及び絶縁膜からなる振動膜(メンブレン)と、
振動膜に接した空隙部と、
下部電極と、
から構成され、振動子セル群端部には、電荷を保持したエレクトレット膜が存在し、
該エレクトレット膜の上下には振動子セルと電気的に接続された両電極が配置された構成であることを特徴とする静電容量型の超音波トランスデューサ。
上記エレクトレット膜には、複数の対向する電極が配置された構成であることを特徴とする付記1に記載の静電容量型の超音波トランスデューサ。
上記エレクトレット膜は、少なくとも一つの面に空隙部を介して両電極に挟まれたことを特徴とする付記1又は2に記載の静電容量型の超音波トランスデューサ。
上記エレクトレット膜は、有機膜であることを特徴とする付記1から3のいずれか一項に記載の静電容量型の超音波トランスデューサ。
マイクロマシンプロセスを用いた超音波トランスデューサであることを特徴とした超音波トランスデューサ、及び該超音波トランスデューサを具備した超音波内視鏡。
エレクトレット膜を有する静電容量型の超音波トランスデューサにおいて、
エレクトレット膜をディスクリートにシリコンプロセスとは別工程で作成し、(ポストプロセスに数百℃以上の温度になることがない工程で、)エレメント単位で引き出された超音波トランスデューサの外部配線パッド上に載置し、
さらに低温プロセスで、上部接地電極を形成したことを特徴とする静電容量型の超音波トランスデューサの製造方法。
Claims (9)
- 基板上に形成された第1の電極と、該第1の電極上に空隙部を隔てて配設された振動膜と、該振動膜に支持された第2の電極とを具備して構成される振動子セルと、
電荷を保持し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に所定の電位差を与えるエレクトレット膜と、
を具備した超音波トランスデューサであって、
前記エレクトレット膜は、前記基板を前記振動膜が振動することにより発生する超音波の送信方向から見た場合に前記振動子セルとは離間した領域において、前記第1の電極に電気的に接続された第1の導電層と、該第1の導電層上に対向して配設され前記第2の電極に電気的に接続された第2の導電層との間に介装されたものであって、
かつ、前記エレクトレット膜は、前記第1の導電層上に貼着されたものであることを特徴とする超音波トランスデューサ。 - 複数の振動子セルのそれぞれに対応して設けられた複数の第1の導電層を具備し、
単一の前記エレクトレット膜が、該複数の第1の導電層上に貼着されることを特徴とする請求項1の記載の超音波トランスデューサ。 - 前記エレクトレット膜と前記第1の導電層との間、又は前記エレクトレット膜と前記第2の導電層との間には、空隙部が介装されることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波トランスデューサ。
- 前記エレクトレット膜は、樹脂膜からなることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサ。
- 基板上に形成された第1の電極と、該第1の電極上に空隙部を隔てて配設された振動膜と、該振動膜に支持された第2の電極とを具備して構成される振動子セルと、
電荷を保持し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に所定の電位差を与える有機膜からなるエレクトレット膜と、
を具備する超音波トランスデューサの製造方法であって、
前記基板上に前記振動子セルを形成する工程と、
前記振動子セルの第1の電極に電気的に接続され、前記基板上において前記振動子セルとは異なる領域に延出した第1の導電層を形成する工程と、
前記振動子セル及び第1の導電層を形成する工程とは別に前記エレクトレット膜を形成する工程と、
前記エレクトレット膜を、前記基板上の前記振動子セルとは異なる領域において前記第1の導電層上に貼着する工程と、
前記エレクトレット膜の前記第1の導電層と対向する面とは反対側の面上に第2の導電層を形成する工程と、
前記第2の導電層を前記第2の電極と電気的に接続する工程と、
を具備することを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。 - 前記エレクトレット膜を、前記第1の導電層上に貼着する工程と、前記第2の導電層を形成する工程と、前記第2の導電層を前記第2の電極と電気的に接続する工程とは、前記エレクトレットの温度が、前記エレクトレットが保持する電荷量の低下が発生する所定の温度以下において実施されることを特徴とする請求項5に記載の超音波トランスデューサの製造方法。
- 前記所定の温度は、100℃以下であることを特徴とする請求項6に記載の超音波トランスデューサの製造方法。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサを具備することを特徴とする超音波診断装置。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の超音波トランスデューサを具備することを特徴とする超音波顕微鏡。
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