JP6221582B2 - 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 - Google Patents
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Description
図1は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(処理装置)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。
O2)から形成される。絶縁膜24は例えば基体21の表面に全面にわたって広がる。絶
縁膜24の表面には複数本のバス配線25が配置される。バス配線25は配列の列方向に
相互に平行に延びる。ここでは、3列の素子23ごとに1本のバス配線25が割り当てら
れる。バス配線25は複数のセグメント26に素子アレイ22を分割する。バス配線25には例えばチタン(Ti)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)およびチタン(Ti)の積層膜が用いられることができる。ただし、バス配線25にはその他の導電材が利用されてもよい。
結される。第1配線板34は第1端子アレイ28aに覆い被さる。第1配線板34の一端
には共通配線端子29および信号配線端子31に個別に対応して導電線すなわち第1信号
線35が形成される。第1信号線35は共通配線端子29および信号配線端子31に個別
に向き合わせられ個別に接合される。同様に、基体21には第2フレキシブルプリント配
線板(以下「第2配線板」という)36が連結される。第2配線板36は第2端子アレイ
28bに覆い被さる。第2配線板36の一端には共通配線端子32および信号配線端子3
3に個別に対応して導電線すなわち第2信号線37が形成される。第2信号線37は共通
配線端子32および信号配線端子33に個別に向き合わせられ個別に接合される。
9は、図5から明らかなように、絶縁膜24の表面から配線層27の表面まで絶縁膜24
を貫通する。貫通導電体49は配線層27に3列目の素子23の上電極43を接続する。
貫通導電体49は3列目の素子23の上電極43から配線層27まで連続すればよい。貫
通導電体49は例えば上電極43と同様の導電材から形成されることができる。こうして
バス配線25から配線層27まで同一行の素子23は電気的に直列に接続される。
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42にはパルス信号が供給される。パルス信号は共通配線端子29、32および信号配線端子31、33を通じてセグメント26ごとに素子23に供給される。個々の素子23では下電極44および上電極43の間で圧電体膜45に電界が作用する。圧電体膜45は超音波で振動する。圧電体膜45の振動は振動膜41に伝わる。こうして振動膜41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。
圧電体膜45を超音波振動させる。圧電素子42の圧電効果に応じて圧電素子42から電
圧が出力される。個々の素子23では上電極43と下電極44との間で電圧が生成される。電圧は共通配線端子29、32および信号配線端子31、33から電気信号として出力
される。こうして超音波は検出される。
2と絶縁膜24とは振動膜41を形成する。個々の開口53ごとに振動膜41上に圧電素
子42が形成される。振動膜41および圧電素子42は素子23を形成する。このとき、
配線層27の導電体は絶縁膜24下に配置される。配線層27の導電体は圧電素子42の
上電極43や下電極44とは異なる階層で広がる。したがって、配線層27の導電体は上電極43や下電極44に邪魔されずに広がりを有することができる。配線層27の導電体は圧電素子42に対してバス配線として機能することができる。配線抵抗は低減されることができる。
図6は第2実施形態に係る超音波デバイス17aの拡大部分平面図を示す。超音波デバイス17aでは絶縁膜24の表面に第1接続配線46、第2接続配線47および第3接続配線48に代えて接続配線58が形成される。セグメント26ごとに接続配線58はバス配線25に電気的に並列に1行の素子23の下電極44を接続する。接続配線58では、個々の素子23から連続する部分の幅Wcよりも、並列の素子23に共通で接続される部分の幅Wdが大きい。ただし、両者Wc、Wdは等しくてもよい。両者Wc、Wdはバス配線25の幅Wbより小さい。個々の素子23ごとに絶縁膜24には貫通導電体59が埋め込まれる。貫通導電体49と同様に、貫通導電体59は絶縁膜24の表面から配線層27の表面まで絶縁膜24を貫通する。貫通導電体59は配線層27に個々の素子23の上電極43を接続する。貫通導電体59は配線層27と素子23の上電極43との間で連続すればよい。貫通導電体59は例えば上電極43と同様の導電材から形成されることができる。こうしてバス配線25から配線層27まで同一行の圧電体膜45は電気的に並列に接続される。その他の構成は第1実施形態に係る超音波デバイス17と同様である。
図7は第3実施形態に係る超音波デバイス17bの拡大部分平面図を示す。超音波デバ
イス17bでは絶縁膜24上のバス配線25に代えて導電体の配線層61が用いられる。
導電体の配線層61は絶縁膜24下で基体21の表面に形成される。配線層61の導電体はセグメント26ごとに1対の導電膜62a、62bを有する。導電膜62a、62bは配列の列方向に延びる。ここでは、3列の素子23ごとに2筋の導電膜62a、62bが割り当てられる。導電膜62a、62bには銅その他の導電材が用いられればよい。こうして絶縁膜24の表面ではバス配線は省略される。したがって、素子23の配置密度は高められることができる。ここでは、導電膜62の幅Weは第1接続配線46、第2接続配線47および第3接続配線48の幅Wcよりも大きい。
導電体63は、貫通導電体49と同様に、絶縁膜24の表面から配線層61の表面まで絶
縁膜24を貫通する。第1貫通導電体63は一方の導電膜62aに第1接続配線46を接続する。第1貫通導電体63は第1接続配線46から導電膜62aまで連続すればよい。第1貫通導電体63は例えば下電極44と同様の導電材から形成されることができる。
Claims (10)
- アレイ状に配列された開口ごとに振動膜の基部層が形成されている基体と、
前記基部層上に形成される導電体の配線層と、
前記配線層上に形成されて、前記基部層に対して積層構造を形成する絶縁膜と、
前記絶縁膜上で圧電体膜を挟む第1電極および第2電極を有し、前記絶縁膜で前記配線層から隔てられる複数の圧電素子と、
前記絶縁膜を貫通し、前記配線層の導電体に少なくとも前記第1電極および第2電極の一方を接続する貫通導電体と、
を備える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、前記配線層の導電体は、隣り合う前記圧電素子の間で前記第1電極および前記第2電極を相互に接続する接続配線の幅よりも大きい幅を有する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、前記配線層の導電体は、隣り合う前記圧電素子の間で前記第1電極相互または前記第2電極相互を接続する接続配線の幅よりも大きい幅を有す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、前記配線層は、アレイ中の全ての前記圧電素子に共通に接続される導電材のべた膜で形成されることを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項4に記載の超音波デバイスにおいて、前記圧電素子は前記アレイ中で等ピッチに配列され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、前記配線層は、前記アレイのセグメントごとに前記圧電素子に共通に接続される導電材のべた膜で形成されることを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項6に記載の超音波デバイスにおいて、前記圧電素子は少なくとも前記セグメント内で等ピッチに配列されることを特徴とする超音波デバイス。
- 請求項1〜7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1〜7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装置とを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1〜7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の出力から生成される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。
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