JP6836121B2 - 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 - Google Patents
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Description
特許文献1では、電子部品は、基板上にICチップ等の電子素子(機能素子)と、電子素子に接続する金属配線としての導電膜が形成されている。この導電膜は、機能素子から基板の周縁部に形成された樹脂突起の表面まで引き出されている。そして、樹脂突起と、当該樹脂突起の表面を覆う導電膜によりバンプ電極が構成される。また、回路基板は、液晶パネルが形成される基板であって、液晶が配置された領域の外側に電極端子が形成される。これら電子部品側のバンプ電極と、回路基板側の電極端子とが接触した状態で、電子部品が回路基板に実装される。
本適用例では、配線部の第2端部は、第2面に沿って突出する。このような構成では、配線部の第3面の面積を大きくしつつ、配線部の第1端部側の断面積(第1面及び第2面に平行な断面の面積)の増大を抑制できる。したがって、機能素子の高集積化を図るとともに、接続信頼性を向上させることができる。
本適用例の配線部は、側面の機能素子が配置された側に、機能素子とは離れる方向に凹となる凹曲面を有する。すなわち、配線部及び機能素子のそれぞれの配置位置(中心位置)を通り基板厚み方向に沿う面で配線部を切断した際の側面は、配線部の中心側に向かって凹に湾曲する。これにより、側面が機能素子側に凸となる構成や、側面が直線状の構成と比べて、配線部の側面を機能素子から離すことができる。したがって、機能素子と配線部とが干渉することをより一層抑制することができる。
本適用例では、配線部の第3面は、第2面側に凸部、つまり第2面側に凸の凸曲面を有する。このような第3面は、例えば、平坦な場合と比べて第3面の面積が増大する。したがって、導通部を第3面に沿って密着させることにより、接続面積を増大させることができ、接触抵抗(電気抵抗)を低減させることができる。
本適用例では、配線部の第3面は、第1面側に凹の凹部、つまり第1面側に凹の凹曲面を有する。このような構成では、配線接続の際に、第3面に対して導通部の位置ずれが生じたとしても、湾曲面に沿って、当該湾曲面の最深部(例えば第1基板に最も近い部分)等の所定の位置に導通部を移動させることができる。したがって、第1基板と第2基板との位置合わせ精度を向上させることができる。
本適用例では、導通部は、第1面側に突出する突出部、つまり第1面側に凸の凸曲面を有する。このような構成では、配線接続の際に、配線部側の凹部に、導通部側の突出部の少なくとも一部を挿入することにより、第1基板と第2基板との位置決めを行うことができる。したがって、第1基板と第2基板との位置合わせが容易である。また、位置合わせの精度を向上させることができる。
本適用例では、凹部は、第1曲率を有する球面状凹部を含む。また、突出部は、第2曲率を有する球面状凸部を含む。この第1曲率は、第2曲率以下である。このような構成では、突出部の曲率以下の曲率を有する凹部に沿って、突出部を移動させることができる。したがって、上述のように配線部と導通部との間で位置ずれが生じたとしても、より確実に配線部の凹部に沿って導通部を移動させることができ、位置合わせ精度を向上させることができる。
前記突出部は第2曲率で湾曲する球面状凸部を含み、前記第1曲率は、前記第2曲率よりも大きいことが好ましい。
本適用例では、凹部は、第1曲率を有する球面状凹部を含む。また、突出部は、第2曲率を有する球面状凸部を含む。この第1曲率は、第2曲率よりも大きい。このような構成では、突出部の湾曲に応じて、基板厚み方向に交差する面内における突出部と凹部との各中心位置が一致するように、凸部と凹部とを相対移動させることができる。したがって、第1基板と第2基板との位置合わせが容易である。また、位置合わせの精度を向上させることができる。
本適用例では、第3面及び第4面の少なくとも一方は、第3面と第4面との間の滑りを抑制する滑り抑制部を有する。このような構成では、配線接続の際に、第3面と第4面との間での滑りを抑制でき、当該滑りによる位置合わせ精度の低下を抑制できる。
本適用では、滑り抑制部として凹凸を有する。このような構成では、第3面及び第4面の少なくとも一方に凹凸を設けるという簡易な構成により、第3面と第4面との間での滑りによる、位置合わせ精度の低下を抑制できる。
また、位置合わせ精度の低下を抑制できるため、第1基板と第2基板との位置ずれによる、導通部と機能素子とが干渉することを抑制できる。また、位置合わせ精度の低下を抑制できるため、機能素子の高集積化を図ることができる。
本適用例では、導通部は、樹脂部と、当該樹脂部を覆う導電膜とを有する。このような構成では、導通部は、樹脂部及び導電膜によって弾性変形可能である。したがって、配線接続の際に、導通部と配線部との間の密着性を向上させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
このような構成では、上記適用例と同様に、第1基板の第1面に形成された電極端子に導通部を接続させる場合と比べて、第1基板と第2基板との間の位置ずれの許容量を増大させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、上記適用例と同様に、第1端部側の面積を小さくして、振動子の高集積化を図ることもできる。
このような構成では、上記適用例と同様に、第1基板の第1面に形成された電極端子に導通部を接続させる場合と比べて、第1基板と第2基板との間の位置ずれの許容量を増大させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、上記適用例と同様に、第1端部側の面積を小さくして、振動子の高集積化を図ることもできる。
このような構成では、上記適用例と同様に、第1基板の第1面に形成された電極端子に導通部を接続させる場合と比べて、第1基板と第2基板との間の位置ずれの許容量を増大させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、上記適用例と同様に、第1端部側の面積を小さくして、振動子の高集積化を図ることもできる。
このような構成では、上記適用例と同様に、第1基板の第1面に形成された電極端子に導通部を接続させる場合と比べて、第1基板と第2基板との間の位置ずれの許容量を増大させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、上記適用例と同様に、第1端部側の面積を小さくして、機能素子の高集積化を図ることもできる。
このような構成では、上記適用例と同様に、第1基板の第1面に形成された電極端子に導通部を接続させる場合と比べて、第1基板と第2基板との間の位置ずれの許容量を増大させることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、上記適用例と同様に、第1端部側の面積を小さくして、機能素子の高集積化を図ることもできる。
以下、第1実施形態に係る超音波測定装置について、図面に基づいて説明する。
図1は、超音波測定装置1の概略構成を示す斜視図である。図2は、超音波測定装置1の概略構成を示すブロック図である。
超音波測定装置1は、図1に示すように、超音波プローブ2と、超音波プローブ2にケーブル3を介して電気的に接続された制御装置10と、を備えている。
この超音波測定装置1は、超音波プローブ2を生体(例えば人体)の表面に当接させ、超音波プローブ2から生体内に超音波を送出する。また、生体内の器官にて反射された超音波を超音波プローブ2にて受信し、その受信信号に基づいて、例えば生体内の内部断層画像を取得したり、生体内の器官の状態(例えば血流等)を測定したりする。
制御装置10は、制御部に相当し、図2に示すように、例えば、操作部11と、表示部12と、記憶部13と、演算部14と、を備えて構成されている。この制御装置10は、例えば、タブレット端末やスマートフォン、パーソナルコンピューター等の端末装置を用いてもよく、超音波プローブ2を操作するための専用端末装置であってもよい。
操作部11は、ユーザーが超音波測定装置1を操作するためのUI(user interface)であり、例えば表示部12上に設けられたタッチパネルや、操作ボタン、キーボード、マウス等により構成することができる。
表示部12は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、画像を表示させる。
記憶部13は、超音波測定装置1を制御するための各種プログラムや各種データを記憶する。
演算部14は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の演算回路や、メモリー等の記憶回路により構成されている。そして、演算部14は、記憶部13に記憶された各種プログラムを読み込み実行することで、超音波プローブ2に超音波を送信させるための送信信号の生成及び出力処理の制御を行い、超音波プローブ2に超音波を受信させるための各種処理(例えば受信信号の周波数設定やゲイン設定など)の制御を行う。
超音波プローブ2は、超音波探触子に相当し、筐体21と、筐体21内部に収納する超音波デバイス22と、超音波デバイス22を制御するためのドライバー回路等が設けられた回路基板23(図2参照)と、を備えている。なお、超音波デバイス22と、回路基板23とにより超音波センサー24が構成され、当該超音波センサー24は、超音波モジュールを構成する。
筐体21は、図1に示すように、例えば平面視矩形状の箱状に形成され、厚み方向に直交する一面(センサー面21A)には、センサー窓21Bが設けられており、超音波デバイス22の一部が露出している。また、筐体21の一部(図1に示す例では側面)には、ケーブル3の通過孔21Cが設けられ、ケーブル3は、通過孔21Cから筐体21の内部の回路基板23に接続されている。また、ケーブル3と通過孔21Cとの隙間は、例えば樹脂材等が充填されることで、防水性が確保されている。
なお、本実施形態では、ケーブル3を用いて、超音波プローブ2と制御装置10とが接続される構成例を示すが、これに限定されず、例えば超音波プローブ2と制御装置10とが無線通信により接続されていてもよく、超音波プローブ2内に制御装置10の各種構成が設けられていてもよい。
回路基板23は、超音波デバイス22が接合され、超音波デバイス22を制御するためのドライバー回路等が設けられる。この回路基板23は、図2に示すように、選択回路231、送信回路232、及び受信回路233を備えている。
送信回路232は、制御装置10の制御により送信接続に切り替えられた際に、選択回路231を介して超音波デバイス22に超音波を発信させる旨の送信信号を出力する。
受信回路233は、制御装置10の制御により受信接続に切り替えられた際に、選択回路231を介して超音波デバイス22から入力された受信信号を制御装置10に出力する。受信回路233は、例えば低雑音増幅回路、電圧制御アッテネーター、プログラマブルゲインアンプ、ローパスフィルター、A/Dコンバーター等を含んで構成されており、受信信号のデジタル信号への変換、ノイズ成分の除去、所望信号レベルへの増幅等の各信号処理を実施した後、処理後の受信信号を制御装置10に出力する。
図3は、超音波デバイス22の断面図である。図4は、超音波デバイス22における素子基板41を、封止板42側から見た平面図である。図5は、保護膜44側から見た超音波トランスデューサー45を模式的に示す平面図である。なお、図3は、図4におけるA−A線で超音波デバイス22を切断した際の断面図である。
超音波デバイス22は、図3に示すように、素子基板41と、封止板42と、音響整合層43と、保護膜44と、を含み構成されている。これらのうち素子基板41及び封止板42は、図3に示すように、封止板42側に設けられた導通部421を介して電気的に接続されている。
この素子基板41には、図4に示すように、超音波を送受信する超音波トランスデューサー45の複数が、X方向及びX方向に交差(本実施形態では直交)するY方向に沿ってマトリクス状に配置されている。これら複数の超音波トランスデューサー45により超音波アレイUAが構成されている。
素子基板41は、第1基板に相当し、図3に示されるように、基板本体部411と、基板本体部411に積層された振動膜412と、を備えている。また、素子基板41は、図4に示されるように、振動膜412の封止板42側に、圧電素子413と、下部電極連結線414と、配線部415と、上部電極引出線416と、接合部417とが設けられている。これらのうち、振動膜412の振動領域である可撓膜412Aと圧電素子413とにより、超音波を送受信する超音波トランスデューサー45が構成されている。また、素子基板41は、複数の超音波トランスデューサー45によって構成される超音波アレイUAが設けられるアレイ領域Ar1を有する。
ここで、以降の説明にあたり、素子基板41の封止板42に対向する面を第1面に相当する背面41A、背面41Aとは反対側の面を作動面41Bと称する。なお、作動面41Bの法線方向は、Z方向(素子基板41の厚み方向)に略一致し、素子基板41から封止板42に向かう方向は、Z方向に略平行である。
また、圧電膜413Bは、例えば、ペロブスカイト構造を有する遷移金属酸化物、より具体的には、Pb、Ti及びZrを含むチタン酸ジルコン酸鉛を用いて形成される。
接続端子部416Cは、素子基板41の外周部の配線領域Ar2に形成され、引出部416Aと連結する。この接続端子部416Cは、図示を省略するが、配線部材を介して回路基板23のグランド回路(図示省略)に接続され、基準電位(例えば0電位)に設定されている。つまり、上部電極413Cは、基準電位が印加される共通電極である。
配線部415は、導電性を有し、背面41Aの超音波トランスデューサー45とは異なる位置に設けられ、下部電極連結線414を介して超音波トランスデューサー45に導通される。具体的には、配線部415は、Z方向から見た平面視において、壁部411Bと重なる位置に配置された下部電極連結線414から封止板42に向かって突設され、後述する導通部421に電気的に接続される。つまり、各超音波トランスデューサー45の下部電極413Aは、下部電極連結線414及び配線部415を介して導通部421に電気的に接続される。また、配線部415は、複数の超音波トランスデューサー群45Aのそれぞれに対して一つずつ設けられる。なお、素子基板41と、配線部415と、封止板42と、導通部421と、を少なくとも含み、実装構造体が構成される。
図3乃至図5に示す封止板42は、第2基板に相当し、素子基板41の強度を補強するために設けられ、例えば半導体基板等により構成され、接合部417により素子基板41に接合されている。封止板42の材質や厚みは、超音波トランスデューサー45の周波数特性に影響を及ぼすため、送受信する超音波の中心周波数に基づいて設定することが好ましい。
封止板42には、導通部421と、貫通電極422と、が設けられている。
図3乃至図5に示す導通部421は、封止板42の素子基板41側の面(第2面に相当し、以下、内面42Aとも称す)に設けられ、素子基板41に設けられた配線部415に密着して電気的に接続される。この導通部421は、樹脂部421Aと、樹脂部421Aを覆い、かつ、貫通電極422に電気的に接続される導電膜421Bと、を備える。
貫通電極422は、図3乃至図5に示すように、樹脂部421AをY方向に沿って挟む位置に一対設けられており、例えばSi貫通電極(TSV;Through-Sillicon Via)や、貫通孔に充填された導電性材料である。また、封止板42の−Z側の面(以下、外面42Bとも称す)には、各貫通電極422に対して個別に下部電極配線423が形成されている。下部電極配線423は、貫通電極422に接続し、外面42Bに沿って形成された配線(図示略)を介して回路基板23に接続されている。なお、貫通電極422は、一つの導通部421に対して少なくとも一つ形成されていればよく、三つ以上であってもよい。また、貫通電極422の配置位置は、図示例に限定されず、例えば、樹脂部421Aの+X側や−X側に形成されていてもよい。
音響整合層43は、素子基板41の作動面41B側に配置される。本実施形態では、音響整合層43は、作動面41B側に形成された開口部411A内に充填されている。
保護膜44は、素子基板41及び音響整合層43上に設けられ、これら素子基板41及び音響整合層43を保護する。この保護膜44は、図1に示すように、筐体21のセンサー窓21Bから外部に露出し、超音波測定時に生体表面に当接される。
これらの音響整合層43や保護膜44は、超音波トランスデューサー45から送信された超音波を測定対象である生体に効率良く伝搬させ、また、生体内で反射した超音波を効率良く超音波トランスデューサー45に伝搬させる。このため、音響整合層43及び保護膜44の音響インピーダンスは、生体の音響インピーダンスに近い値に設定されている。
以下、上述のような超音波デバイス22の製造方法について説明する。
図6は、超音波デバイス22の製造方法の一例を示すフローチャートである。また、図7及び図8は、超音波デバイス22の製造工程を模式的に示す図である。
超音波デバイス22を製造するためには、図6に示すように、素子基板形成工程S1、封止板形成工程S2、接合工程S3及び加工工程S4を実施する。
素子基板形成工程S1では、先ず、図7の1番目の図に示すように、例えばSiにより構成された基板本体部411に振動膜412、圧電素子413、下部電極連結線414、及び上部電極引出線416(図示略)を形成する(ステップS11:素子部形成工程)。ステップS11では、基板本体部411を熱酸化処理して形成したSiO2膜上にZrを成膜し、さらに熱酸化処理してZrO2層を形成して振動膜412を形成する。この振動膜412上に、下部電極413A、圧電膜413B、及び上部電極413Cを形成して、圧電素子413を形成する。なお、下部電極413Aを形成する際に下部電極連結線414を形成し、上部電極413Cを形成する際に上部電極引出線416を形成する。具体的には、先ず、振動膜412上に例えばスパッタリング等により成膜した電極材料をパターニングして下部電極413A及び下部電極連結線414を形成する。その後、下部電極413A上に圧電膜413Bを形成する。圧電膜413Bの形成後、下部電極413A及び下部電極連結線414と同様にして、上部電極413C及び上部電極引出線416を形成する。
次に、図6に示すように封止板形成工程S2を実施する。ステップS2では、貫通電極422(図示略)を備える封止板42の内面42A側に導通部421を形成する。つまり、内面42Aに樹脂部421Aを形成するための樹脂層を形成してパターニングする。その後、内面42Aに残された樹脂層を加熱溶融させ、再び固化させることにより、略半球状の樹脂部421Aを形成する。そして、樹脂部421A及び貫通電極422の+Z側の面を覆うように導電膜421Bを形成する。
次に、図6に示すように、上述のように形成された素子基板41と封止板42とを接合する接合工程を実施する(ステップS3)。ステップS3では、図8の1番目の図に示すように、素子基板41上に封止板42を配置する。この際、素子基板41と封止板42との相対位置を調整する。つまり、導通部421が対応する配線部415に重なるように位置調整を行う。
次に、図6に示すように、素子基板41及び封止板42を加工する加工工程を実施する(ステップS4)。ステップS4では、図8の3番目の図に示すように、素子基板41の基板本体部411の厚みを調整した後、開口部411Aを形成する。また、封止板42の外面42Bに下部電極配線423を含む配線を形成する。なお、封止板42の外面42B側の配線は、予め形成されていてもよい。その後、図3に示すように開口部411Aに音響整合層43を充填した後、保護膜44を形成する。このようにして超音波デバイス22が製造される。
本実施形態では、素子基板41の背面41Aには、圧電素子413と、配線部415と、が設けられる。また、封止板42の内面42Aには、配線部415に接続される導通部421が設けられる。この配線部415は、Z方向から見た平面視において、当接面415Dの面積は、第1端部415Aの面積より大きい。このような構成では、背面41Aにおける配線部415の寸法を変更せずに、導通部421が接続可能な面積を増大させることができる。したがって、素子基板41及び封止板42間の位置ずれの許容量を増大させることができる。すなわち、ステップS3の接合工程では、素子基板41と封止板42とのアライメント調整を実施する。この際に、導通部421の位置が、配線部415に対して僅かにずれたとしても、前記許容量の範囲内であれば配線部415と導通部421とを導通させることが可能となり接続信頼性を向上させることができる。
図9及び図10は第1実施形態の一変形例に係る超音波デバイスを模式的に示す断面図である。
第1実施形態では、配線部415は、側面が凹曲面であり、素子基板41から封止板42側に向かってXY面に平行な断面の面積が増大するように湾曲している。
これに対して、図9に示すように、配線部418は、YZ面に平行な断面が略T字状であってもよい。つまり、配線部418は、素子基板41からZ方向に沿って起立する起立部と、起立部の−Z側において圧電素子413に向かって突出する突出部と、を備える。
また、図10に示すように、配線部419は、素子基板41から封止板42に向かってXY面に平行な断面の面積が増大するテーパー状の外形を有する構成としてもよい。
次に、第2実施形態について図面に基づいて説明する。
第1実施形態の配線部415は、当接面415Dが略平坦に形成されている。これに対して、第2実施形態の配線部は、当接面が凸部を有する点で、第1実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
図11に示すように、配線部46の当接面(第3面)461は、封止板42の内面(第2面)42A側に突出する凸部を有する。つまり、配線部46の封止板42の内面(第2面)42A側の端部は、凸部に相当する。
導通部421は、第1実施形態と同様に、当接面461に沿って弾性変形する。これにより、配線部46と導通部421とが密着する。
配線部46の当接面(第3面)461は、封止板42の内面(第2面)42A側に突出する凸部を有する。このような構成では、例えば、当接面461が平坦な場合と比べて、当接面461の面積を増大させることができる。したがって、導通部421を当接面461に沿って密着させることにより、導通部421と当接面461との接続面積を増大させることができ、接触抵抗(電気抵抗)を低減させることができる。
次に、第3実施形態について図面に基づいて説明する。
第1実施形態の配線部415は、当接面415Dが略平坦に形成されている。これに対して、第3実施形態の配線部は、当接面が凹部を有する点で第1実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
図12に示すように、配線部47の当接面(第3面)471は、素子基板41の背面(第1面)41Aの側に凹に湾曲する凹部を有する。つまり、配線部47の封止板42側の端部は、凹部及び球面状凹部に相当する。当接面471は、X方向及びY方向の中心部において、最も素子基板41の背面(第1面)41Aの側に湾曲している。つまり、当接面471と素子基板41の背面(第1面)41Aとの距離は、当接面471の中心部において、最短となる。当接面471の曲率(第1曲率)は、図13に示すように、弾性変形前の導通部421の表面421Cの曲率(第2曲率)以下である。本実施形態では、当接面471の第1曲率は、導通部421の表面421Cの第2曲率よりも小さい。
導通部421は、第2曲率で球面状に湾曲する表面421Cを含む球面状凸部に相当する。導通部421は、第1実施形態と同様に、当接面471に沿って弾性変形する。これにより、配線部47と導通部421とが密着する。
配線部47の当接面(第3面)471は、素子基板41の背面(第1面)41Aの側に凹となる凹部を有する。このような構成では、配線接続の際に、当接面471に対して導通部421の位置ずれが生じたとしても、当接面471の湾曲に沿って、配線部47及び導通部421を相対移動させることができる。つまり、配線部47と導通部421と各中心位置C1,C2が一致する方向に向かって、配線部47及び導通部421を相対移動させることができる。したがって、素子基板41と封止板42との位置合わせ精度を向上させることができる。
ここで、当接面471の曲率は、導通部421の表面421Cの曲率以下である。このような構成では、当接面471に沿って、導通部421をより確実に移動させることができる。
次に、第4実施形態について図面に基づいて説明する。
第1実施形態の配線部415は、当接面415Dが略平坦に形成されている。これに対して、第4実施形態の配線部は、当接面が素子基板側に向かって凹となる凹部を有する点で第1実施形態と相違する。また、第3実施形態では、配線部の曲率は、導通部の曲率以下である。これに対して、第4実施形態では、配線部の曲率は、導通部の曲率より小さい点で相違する。
なお、以降の説明にあたり、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
図14に示す配線部48は、X方向及びY方向における寸法が素子基板41側から封止板42側に向かって大きくなる。また、配線部48は、素子基板41側に凹に湾曲する当接面481を有する。当接面481は、略半球状の凹湾曲面である。つまり、配線部47の封止板42側の端部は、球面状凹部に相当する。当接面481は、X方向及びY方向の中心部において、最も素子基板41側に湾曲している。当接面481の曲率(第1曲率)は、図14に示すように、弾性変形前の導通部421の曲率(第2曲率)より大きい。
第4実施形態では、当接面481の−Z側の端縁(つまり、Z方向から見た際の当接面481の外周縁)482は、導通部421の導電膜421Bを貫通し、樹脂部421Aに到達する。
上述のように、素子基板41と封止板42とを接合する接合工程では、素子基板41と封止板42とを位置合わせして、配線部48と導通部421とを当接させる。この際、配線部48の中心位置C3と導通部421の中心位置C2とのX方向及びY方向の位置(XY位置)を合わせることが容易である。つまり、配線部48と導通部421とを当接させる前に、各中心位置C2,C3のXY位置がずれている場合がある。この場合でも、導通部421は、当接面481よりも大きい曲率を有するため、当接面481に沿って、各中心位置C1,C3のXY位置が一致する方向に向かって移動し易い。したがって、素子基板41と封止板42との位置合わせを容易かつ高精度に実施できる。
次に、第5実施形態について図面に基づいて説明する。
第1実施形態の配線部415は、当接面415Dが略平坦に形成されている。これに対して、第5実施形態の配線部及び導通部の少なくとも一方に、滑り抑制部としての凹凸が形成されている点で、第1実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
図15に示すように、配線部49は、導通部427に接続される当接面491(第4面に相当)に、複数の凹凸492が形成される。なお、図15では、当接面491の略全面に凹凸492が形成されているが、当接面491の一部、例えば、X方向及びY方向の中心部のみに形成されてもよい。凹凸492は、配線部49と導通部427との間の滑りを抑制する滑り抑制部である。例えばパルスめっき法によって、当接面491に凹凸492を形成できる。また、当接面491をパターニングし、ウェットエッチングによって加工することにより凹凸492を形成できる。
導通部427は、第1実施形態と同様に、当接面491に沿って弾性変形する。この際、導通部427及び配線部49のそれぞれの凹凸427C,492が互いに嵌合した状態で、配線部49と導通部427とが密着する。
配線部49及び導通部427は、凹凸が形成されている。このような構成では、配線接続の際に、配線部49及び導通部427の間の滑りを抑制することができ、滑りによる位置合わせ精度の低下を抑制できる。また、凹凸を有する配線部49及び導通部427を密着させるという簡易な構成で、位置合わせ精度の低下を抑制できる。
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
例えば、上記第4実施形態では、配線部48は、素子基板41側よりも封止板42側の方の面積が大きくなるように構成されているが、これに限定されず、素子基板41側から封止板42側にかけて、配線部の面積が略同じであってもよい。
図16に示されるように、配線部60は、X方向及びY方向に平行の断面形状(断面積)が、Z方向に沿って略同じである。また、配線部60は、素子基板41側に凹に湾曲する当接面601を有する。当接面601は、略半球状の凹湾曲面である。当接面601の曲率は、変形前の導通部421の曲率より大きい。この当接面601は、ウェットエッチング等によって、配線部60の−Z側の端部が加工されることにより形成される。また、配線部60の+Z側に予め形成される金属下地層に、当接面601に対応する段差や凹部を形成し、当該金属下地層上に電界めっき法により配線部60を形成してもよい。
当接面601の端縁602は、導通部421の導電膜421Bを貫通し、樹脂部421Aに到達している。すなわち、端縁602は、滑り抑制部として機能する。
なお、第4実施形態及び上記変形例では、凹部を有する配線部の端縁が、導通部の導電膜を貫通している構成を例示したが、これに限らない。例えば、導通部は、配線部の端縁によって導電膜が貫通されない状態で、配線部の当接面に沿って弾性変形してもよい。
図17に示されるように、配線部61は、X方向及びY方向に平行の断面形状(断面積)が、Z方向に沿って略同じである。また、配線部61は、複数の凹凸612が形成された当接面611を有する。なお、図17では、当接面611の略全面に凹凸612が形成されているが、当接面611の一部、例えば、X方向及びY方向の中心部のみに形成されてもよい。導通部427は、第1実施形態と同様に、当接面611に沿って弾性変形する。この際、導通部427及び配線部61のそれぞれの凹凸427C,612が互いに嵌合した状態で、配線部61と導通部427とが密着する。これにより、配線部61及び導通部427の間の滑りをより確実に抑制することができる。
図18に示されるように、配線部61と導通部427とのそれぞれの凹凸の寸法が異なる。図18に示される例では、配線部61の凹凸612よりも、導通部427の凹凸427Cの方が、凹凸のサイズ、つまり、凹部の深さ、凸部の高さ、凹凸の間隔等が小さい。なお、このような構成でも、導通部427は、少なくとも一部が配線部61の凹凸612に沿って弾性変形する。これにより、配線部61及び導通部427の間の滑りをより確実に抑制することができる。
図19は、超音波デバイスの一変形例を示す断面図である。図19に示されるように、配線部62は、当接面621から−Z側に向かって突出する複数の突起部622を有する。突起部622は、導通部427の導電膜427Bを貫通し、樹脂部427Aに到達している。これにより、配線部62及び導通部427の間の滑りをより確実に抑制することができる。
例えば、第2実施形態の構成において、配線部の当接面に凹凸を形成することにより、当接面の表面積を増大させることができ、さらなる接触抵抗の低減を図ることができる。
また、例えば、第3及び第4実施形態の構成において、滑り抑制部としての粗面を、配線部及び導通部の少なくとも一方に形成してもよい。これにより、素子基板と封止板とを圧接させた状態における、配線部及び導通部の滑りを抑制できる。
上記各実施形態において、配線部の第2端部は、配線部に対して、圧電素子413が配置された±Y側のみならず、圧電素子413が配置されていない±X側にも延出している構成を例示した。しかしながら、これに限定されず、例えば、圧電素子413が配置された±Y側にのみ第2端部が延出してもよい。
Claims (17)
- 機能素子が設けられる第1面を有する第1基板と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第1面の前記機能素子とは異なる位置に設けられ、前記第2面に対向する第3面を有し、前記機能素子に導通される配線部と、
前記第2面に設けられ、前記第1面に向かって突出し、前記第3面に接続して前記機能素子に導通される導通部と、を備え、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第3面の面積は、前記配線部の前記第1基板側の第1端部の面積より大きく、
前記厚み方向から見た平面視において、前記第3面の少なくとも一部は、前記機能素子に重なる
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項1に記載の実装構造体において、
前記配線部の前記第2基板側の第2端部は、前記第1面に沿って突出する
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項2に記載の実装構造体において、
前記配線部は、前記第1端部及び前記第2端部に亘る側面を有し、
前記側面は、前記機能素子が配置された側に、前記機能素子から離れる方向に凹となる凹曲面を有する
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の実装構造体において、
前記第3面は、前記第2面側に突出する凸部を有する
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の実装構造体において、
前記第3面は、前記第1面側に凹となる凹部を有する
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項5に記載の実装構造体において、
前記導通部は、前記第1面側に突出する突出部を有する
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項6に記載の実装構造体において、
前記凹部は第1曲率で湾曲する球面状凹部を含み、
前記突出部は第2曲率で湾曲する球面状凸部を含み、
前記第1曲率は、前記第2曲率以下である
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項6に記載の実装構造体において、
前記凹部は第1曲率で湾曲する球面状凹部を含み、
前記突出部は第2曲率で湾曲する球面状凸部を含み、
前記第1曲率は、前記第2曲率よりも大きい
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の実装構造体において、
前記導通部は、前記第3面に接続される第4面を有し、
前記第3面及び前記第4面の少なくとも一方は、前記第3面と前記第4面との間の滑りを抑制する滑り抑制部を有する
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項9に記載の実装構造体において、
前記滑り抑制部は、凹凸である
ことを特徴とする実装構造体。 - 機能素子が設けられる第1面を有する第1基板と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第1面の前記機能素子とは異なる位置に設けられ、前記機能素子に導通される配線部と、
前記第2面に設けられ、前記第1面側に突出し、前記配線部に接続して前記機能素子に導通される導通部と、を備え、
前記配線部は、前記第2面に対向する第3面を有し、
前記導通部は、前記第3面に接続される第4面を有し、
前記第3面及び前記第4面の少なくとも一方は、前記第3面と前記第4面との間での滑りを抑制する滑り抑制部を有し、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第4面の少なくとも一部は、前記機能素子に重なる
ことを特徴とする実装構造体。 - 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の実装構造体において、
前記導通部は、樹脂部と、前記樹脂部を覆う導電膜と、を有する
ことを特徴とする実装構造体。 - 振動子が設けられる第1面を有する第1基板と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第1面の前記振動子とは異なる位置に設けられ、前記第2面に対向する第3面を有し、前記振動子に導通される配線部と、
前記第2面に設けられ、前記第1面に向かって突出し、前記第3面に接続して前記振動子に導通される導通部と、を備え、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第3面の面積は、前記配線部の前記第1基板側の第1端部の面積より大きく、
前記厚み方向から見た平面視において、前記第3面の少なくとも一部は、前記振動子に重なる
ことを特徴とする超音波デバイス。 - 振動子が設けられる第1面を有する第1基板と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第1面の前記振動子とは異なる位置に設けられ、前記第2面に対向する第3面を有し、前記振動子に導通される配線部と、
前記第2面に設けられ、前記第1面に向かって突出し、前記第3面に接続して前記振動子に導通される導通部と、
前記第1基板、前記配線部、前記第2基板、及び前記導通部を収納する筐体と、を備え、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第3面の面積は、前記配線部の前記第1基板側の第1端部の面積より大きく、
前記厚み方向から見た平面視において、前記第3面の少なくとも一部は、前記振動子に重なる
ことを特徴とする超音波探触子。 - 振動子が設けられる第1面を有する第1基板と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第1面の前記振動子とは異なる位置に設けられ、前記第2面に対向する第3面を有し、前記振動子に導通される配線部と、
前記第2面に設けられ、前記第1面に向かって突出し、前記第3面に接続して前記振動子に導通される導通部と、
前記振動子を制御する制御部と、を備え、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第3面の面積は、前記配線部の前記第1基板側の第1端部の面積より大きく、
前記厚み方向から見た平面視において、前記第3面の少なくとも一部は、前記振動子に重なる
ことを特徴とする超音波装置。 - 機能素子が設けられる第1面を有する第1基板と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第1面の前記機能素子とは異なる位置に設けられ、前記第2面に対向する第3面を有し、前記機能素子に導通される配線部と、
前記第2面に設けられ、前記第1面に向かって突出し、前記第3面に接続して前記機能素子に導通される導通部と、
前記機能素子を制御する制御部と、を備え、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第3面の面積は、前記配線部の前記第1基板側の第1端部の面積より大きく、
前記厚み方向から見た平面視において、前記第3面の少なくとも一部は、前記機能素子に重なる
ことを特徴とする電子機器。 - 機能素子が設けられる第1面を有する第1基板と、前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、前記第1面の前記機能素子とは異なる位置に設けられ、前記第2面に対向する第3面を有し、前記機能素子に導通される配線部と、前記第2面に設けられ、前記第1面に向かって突出し、前記第3面に接続して前記機能素子に導通される導通部と、を備える実装構造体の製造方法であって、
前記第1基板及び前記第2基板の厚み方向から見た平面視において、前記第3面の面積は、前記第1基板側の端部の面積より大きく、前記第3面の少なくとも一部が前記機能素子に重なる前記配線部を形成する工程と、
前記第2基板に前記導通部を形成する工程と、
前記配線部及び前記導通部を接続させる工程と、を含む
ことを特徴とする実装構造体の製造方法。
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