JP7251618B2 - 圧電デバイスおよび超音波トランスデューサ - Google Patents

Description

本発明は、圧電デバイスおよび超音波トランスデューサに関する。

圧電デバイスの構成を開示した先行技術文献として、米国特許出願公開第２０１７／０１８４７１８号明細書(特許文献１)がある。特許文献１に記載された圧電デバイスは、基板と、基板に取り付けられた蓋と、駆動可能なメンブレンを有する、基板上の超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサに作用可能に結合された、基板上の集積回路とを備えている。蓋は、超音波トランスデューサと集積回路とを囲っている。基板には、音響開口部が形成されている。超音波トランスデューサは、音響開口部を実質的に覆うように基板に固定されている。

米国特許出願公開第２０１７／０１８４７１８号明細書

特許文献１には、圧電デバイスが、２００ｋＨｚと比較的高い周波数の超音波で動作することが例示されている。超音波は、貫通孔において共鳴することで増幅される。

しかしながら、上記圧電デバイスにおいて、たとえば４０ｋＨｚといった比較的低い周波数の超音波を送受信しようすると、メンブレン部の機械的な振動周波数も低くなる。メンブレン部の機械的な振動周波数が低い場合には特に、メンブレンの残留応力によりメンブレンの駆動が阻害される。このため、上記圧電デバイスにおいては低周波数の超音波を効率よく送受信することができない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、低周波数の超音波を効率よく送受信できる、圧電デバイスを提供することを目的とする。

本発明に基づく圧電デバイスは、基板と、圧電素子と、蓋部とを備えている。基板は、第１主面および第１主面の反対側に位置する第２主面を有している。圧電素子は、第１主面上に位置している。圧電素子は、基部と、メンブレン部とを含んでいる。基部は、第１主面上に位置し、かつ、第１主面の法線方向から見たときに環状の外形を有している。メンブレン部は、上記法線方向から見たときに基部の内側に位置している。蓋部は、第１主面上に位置し、第１主面側において圧電素子から離間して圧電素子を覆っている。基板は、メンブレン部と面する位置に、第１主面から第２主面に達する第１貫通孔が形成されている。メンブレン部には、貫通スリットが形成されている。

本発明に基づく超音波トランスデューサは、実装基板と、実装基板に実装された圧電デバイスとを備えている。圧電デバイスは、基板と、圧電素子と、蓋部とを含んでいる。基板は、第１主面および第１主面の反対側に位置する第２主面を有している。圧電素子は、第１主面上に位置している。圧電素子は、基部と、メンブレン部とを有している。基部は、第１主面上に位置し、かつ、第１主面の法線方向から見たときに環状の外形を有している。メンブレン部は、法線方向から見たときに基部の内側に位置している。蓋部は、第１主面上に位置し、第１主面側において圧電素子から離間して圧電素子を覆っている。基板は、メンブレン部と面する位置に、第１主面から第２主面に達する第１貫通孔が形成されている。メンブレン部には、貫通スリットが形成されている。実装基板は、第２主面と面している。実装基板には、第３貫通孔が形成されている。第３貫通孔の圧電デバイス側の端部は、第１貫通孔と面する位置に位置している。

本発明によれば、低周波数の超音波を効率よく送受信できる。

本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 図１に示す圧電デバイスを矢印ＩＩ方向から見たときの、圧電素子のみを示す図である。 図１に示す圧電デバイスを矢印ＩＩＩ方向から見た底面図である。 本発明の実施形態１に係る超音波トランスデューサの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１の第１変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 図５に示す圧電デバイスを矢印ＶＩ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。 本発明の実施形態１の第２変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 図７に示す圧電デバイスを矢印ＶＩＩＩ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。 本発明の実施形態１の第３変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 図９に示す圧電デバイスを矢印Ｘ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。 本発明の実施形態１の第４変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 図１１に示す圧電デバイスを矢印ＸＩＩ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。 本発明の実施形態１の第５変形例における圧電素子を示す平面図である。 本発明の実施形態１の第６変形例に係る超音波トランスデューサの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 図１５に示す圧電デバイスを矢印ＸＶＩ方向から見た平面図である。 本発明の実施形態２に係る圧電デバイスが吸着コレットで保持された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態２の第１変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。 本発明の実施形態２の第１変形例に係る圧電デバイスが吸着コレットで保持された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態２の第２変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る圧電デバイスおよび超音波トランスデューサについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスについて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図２は、図１に示す圧電デバイスを矢印ＩＩ方向から見たときの、圧電素子のみを示す図である。図３は、図１に示す圧電デバイスを矢印ＩＩＩ方向から見た底面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００は、基板１１０と、圧電素子１２０と、蓋部１３０とを備えている。

基板１１０は、第１主面１１１および第１主面１１１の反対側に位置する第２主面１１２を有している。基板１１０には、第１貫通孔１１３が形成されている。第１貫通孔１１３の詳細については後述する。

図１および図３に示すように、本実施形態において、基板１１０は、第１主面１１１の法線方向から見たときに、矩形状の外形を有している。上記法線方向から見たときに、基板１１０の一辺の長さは、たとえば１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。基板１１０の上記法線方向における厚さは、たとえば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

基板１１０としては、たとえば、ガラスエポキシ基板などの樹脂とガラス繊維とを組み合わせた材料で構成される基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）多層基板、または、アルミナなどからなるセラミックス材料で構成される基板などが挙げられる。

図１に示すように、第１主面１１１上には、複数の第１電極１４１が互いに離間して位置している。なお、図１においては、複数の第１電極１４１のうちの１つのみ図示している。複数の第１電極１４１は、それぞれ、圧電素子１２０が有する後述の電極と、電気的に互いに接続されている。

第２主面１１２上には、複数の第２電極１４２の各々が互いに離間して位置している。圧電デバイス１００が実装基板に実装される際には、複数の第２電極１４２の各々が、実装基板に電気的に接続される。

本実施形態において、複数の第１電極１４１の各々と、前記複数の第２電極１４２のうちいずれかの第２電極１４２とは、ビア電極１４３により互いに電気的に接続されている。ビア電極１４３は、基板１１０を、第１主面１１１から第２主面１１２まで達するように貫通して位置している。

図１および図２に示すように、圧電素子１２０は、第１主面１１１上に位置している。圧電素子１２０は、基部１２１と、メンブレン部１２２とを含んでいる。

基部１２１は、第１主面１１１上に位置し、かつ、第１主面１１１の法線方向から見たときに環状の外形を有している。本実施形態において、上記法線方向から見たときに、基部１２１の周側面は、矩形状である。上記法線方向から見たときに、基部１２１の周側面は、円形状または多角形状であってもよい。

メンブレン部１２２は、上記法線方向から見たときに基部１２１の内側に位置している。メンブレン部１２２は、基部１２１に支持されている。このため、圧電素子１２０は、基板１１０側において、基部１２１とメンブレン部１２２とで囲まれた凹部が形成されている。

本実施形態において、メンブレン部１２２は、上記法線方向から見たときに、矩形状の外形を有しており、具体的には、正方形状の外形を有している。上記法線方向から見たときのメンブレン部１２２の一辺の長さは、たとえば０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。メンブレン部１２２は、上記法線方向から見たときに、円形状または他の多角形状の外形を有していてもよい。メンブレン部１２２の上記法線方向における厚さは、たとえば０．５μｍ以上６．０μｍ以下である。

メンブレン部１２２には、基板１１０側から基板１１０側とは反対側までを貫通する貫通スリット１２３が形成されている。本実施形態においては、貫通スリット１２３が形成されていることにより、メンブレン部１２２は複数の梁部１２４を有している。本実施形態において、複数の梁部１２４の各々は、一方端が基部１２１に支持されている。複数の梁部１２４の各々は、両端が基部１２１に支持されていてもよい。

本実施形態において、複数の梁部１２４は、上記法線方向から見たときに、メンブレン部１２２の中心部に関して、回転対称となるように形成されている。これにより、メンブレン部１２２が駆動したときに、複数の梁部１２４の各々は、互いに同じように変形するため、複数の梁部１２４同士の間に位置する貫通スリット１２３の幅が拡がりすぎることを抑制できる。ひいては、圧電素子１２０により送受信される超音波が貫通スリット１２３を通り抜けることを抑制できる。

本実施形態において、上記法線方向から見たときに、複数の梁部１２４の各々は、略三角形状の外形を有しているが、複数の梁部１２４の各々の外形は特に限定されない。複数の梁部１２４の各々は、上記法線方向から見たときに多角形状の外形を有していてもよい。複数の梁部１２４の各々は、基部１２１から湾曲しつつ延出してもよい。複数の梁部１２４の各々の一方端が基部１２１に支持される場合、複数の梁部１２４の各々の上記一方端から他方端までの長さの寸法は、複数の梁部１２４の各々が容易に振動することができるように、メンブレン部１２２の厚さの寸法の少なくとも５倍以上である。

本実施形態において、貫通スリット１２３の幅は１０μｍ以下である。これにより、複数の梁部１２４の各々が変形したときに、複数の梁部１２４同士の間に位置する貫通スリット１２３の幅が拡がりすぎることを抑制できる。

次に、基板１１０に形成されている第１貫通孔１１３について説明する。図１に示すように、第１貫通孔１１３は、メンブレン部１２２と面する位置に、形成されている。また、第１貫通孔１１３は、第１主面１１１から第２主面１１２に達するように形成されている。これにより、メンブレン部１２２と基板１１０との間の空間は、基板１１０の第２主面１１２側の空間と互いに接続されている。

図１および図３に示すように、本実施形態においては、法線方向から見たときに、メンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘが、第１貫通孔１１３より外側に位置している。第１貫通孔１１３は、上記法線方向から見たときに、円形状の外形を有している。第１貫通孔１１３は、上記法線方向から見たときに、矩形状の外形を有していてもよい。第１貫通孔１１３の開口径は、たとえば０．１ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。

本実施形態においては、第１貫通孔１１３の少なくとも一部に、多孔質材が充填されていてもよい。これにより、第２主面１１２側の外部空間から第１貫通孔１１３を通って、第１主面１１１側に埃または水などの異物が侵入することを抑制できる。上記多孔質材が第１貫通孔１１３を埋めるように位置している場合、上記多孔質材は、連続気泡を有していることが好ましい。

また、本実施形態に係る圧電デバイス１００は、法線方向から見たときに、第２主面１１２上において第１貫通孔１１３を取り囲むように位置している環状電極１４４をさらに備えている。環状電極１４４は、圧電デバイス１００を実装する際に、実装基板上に設けられた電極と電気的に接合される。複数の第１電極１４１の１つは、第２電極１４２の代わりに環状電極１４４に電気的に接続されていてもよい。

次に、基部１２１およびメンブレン部１２２の各々の構成の詳細について説明する。
図１に示すように、本実施形態において、基部１２１は、最も基板１１０側に位置する支持層１２１ａと、支持層１２１ａに関して基板１１０側とは反対側に位置するボックス層１２１ｂと、ボックス層１２１ｂに関して支持層１２１ａ側とは反対側に位置する複数の層からなる積層体とで構成されている。

支持層１２１ａは、たとえば単結晶シリコン層で構成され、ボックス層１２１ｂは、たとえばＳｉＯ₂で構成される。本実施形態において、上記積層体は、上記法線方向から見たときに、基部１２１の内側に延出して、メンブレン部１２２の一部を構成する。本実施形態において、基部１２１は、圧電体層１２２ａ、中間層１２２ｄおよび活性層１２２ｅからなる積層体を有している。

図１に示すように、本実施形態において、メンブレン部１２２は、少なくとも、圧電体層１２２ａと、上部電極層１２２ｂと、下部電極層１２２ｃとを有している。メンブレン部１２２において、上部電極層１２２ｂは、上記法線方向において、圧電体層１２２ａを挟んで下部電極層の少なくとも一部に対向するように配置されている。

圧電体層１２２ａとしては、たとえば、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムで構成された単結晶圧電体層を用いることができる。圧電体層１２２ａは、回転Ｙカットの単結晶圧電体で構成されていてもよい。圧電体層１２２ａが、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムで構成された、回転Ｙカットの単結晶圧電体層で構成されている場合、複数の梁部１２４の各々の上記法線方向における機械的特性は、互い異なっている。

メンブレン部１２２は、下部電極層１２２ｃの基板１１０側に位置する中間層１２２ｄと、中間層１２２ｄの基板１１０側に位置する活性層１２２ｅをさらに有している。中間層１２２ｄは、たとえばＳｉＯ₂で構成される。活性層１２２ｅは、たとえば単結晶シリコン層で構成される。

メンブレン部１２２は、上記法線方向に垂直な応力中立面を有している。メンブレン部１２２の応力中立面は、メンブレン部１２２の上記法線方向における略中央に位置している。本実施形態において、圧電体層１２２ａは、メンブレン部１２２の応力中立面に関して、基板１１０側とは反対側に位置している。圧電体層１２２ａは、メンブレン部１２２の応力中立面に関して基板１１０側に位置していてもよい。

本実施形態においては、電圧が印加された圧電体層１２２ａは、上記法線方向に対して垂直な面内方向に伸縮しようとする。一方、メンブレン部１２２を構成する圧電体層１２２ａ以外の層は、圧電体層１２２ａと直接的または間接的に接合されているため、圧電体層１２２ａの面内方向の伸縮を拘束するように、圧電体層１２２ａに作用する。圧電体層１２２ａは、メンブレン部１２２の応力中立面に関して基板１１０側または基板１１０側とは反対側に位置しているため、圧電体層１２２ａが他の層に拘束されつつ面内方向に伸縮することにより、メンブレン部１２２全体は上記法線方向に屈曲する。メンブレン部１２２は基部１２１に支持されているため、メンブレン部１２２が上記法線方向に屈曲することにより、メンブレン部１２２が振動する。

図１および図２に示すように、本実施形態において、圧電素子１２０は複数のパッド電極１２５をさらに含んでいる。複数のパッド電極１２５の各々は、それぞれ、接続配線１２６を介して上部電極層１２２ｂおよび下部電極層１２２ｃに電気的に接続されている。複数のパッド電極１２５の各々は、複数のボンディングワイヤ１５０の各々によって複数の第１電極１４１にワイヤボンディングされることにより、複数の第１電極１４１の各々に電気的に接続されている。

本実施形態において、圧電素子１２０は、基部１２１と第１主面１１１との間に位置する圧電素子接合部１２９により、基板１１０と接合されている。圧電素子接合部１２９は、たとえばダイボンド剤などの接着剤で構成されている。

図１および図３に示すように、本実施形態においては、圧電素子接合部１２９によって、上記法線方向から見たときに基部１２１の全周にわたって、基部１２１が、基板１１０の第１主面１１１と隙間無く接合されている。圧電素子接合部１２９は、液密性を有している。これにより、圧電素子１２０と基板１１０との接合界面に関して、上記法線方向から見たときの基部１２１の内側と、基部１２１の外側とを、互いに音響的に分離させることができる。また、本実施形態においては、基部１２１の基板１１０側の面が、全面にわたって、圧電素子接合部１２９を介して基板１１０の第１主面１１１と接合している。

なお、圧電素子接合部１２９によって基部１２１の一部と基板１１０の第１主面１１１とが互いに接合される場合には、基部１２１と基板１１０の第１主面１１１との間に形成された隙間に、追加のダイボンド材、または、その他の部材を追加充填してもよい。これにより、圧電素子１２０と基板１１０との接合界面に関して、基部１２１の内側と、基部１２１の外側とを、互いに音響的に分離させてもよい。

図１に示すように、本実施形態において、圧電素子１２０は、上記法線方向から見たときに、矩形状の外形を有している。上記法線方向から見たときに、圧電素子１２０の一辺の長さは、たとえば０．６ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。圧電素子１２０の上記法線方向の厚さは、たとえば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

本実施形態において、圧電素子１２０は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子である。本実施形態において、圧電素子１２０は、比較的低い周波数でメンブレン部１２２を振動させて、超音波を放出、または、超音波を受信することができる。本実施形態において、これらの超音波の周波数は、具体的にはおよそ２０ｋＨｚ以上６０ｋＨｚ以下である。

図１に示すように、蓋部１３０は、第１主面１１１上に位置している。本実施形態において、蓋部１３０は、上記法線方向から見たときに基板１１０の外形と略同一の外形を有している。

蓋部１３０は、第１主面１１１側において圧電素子１２０から離間して圧電素子１２０を覆っている。蓋部１３０は、複数のボンディングワイヤ１５０の各々と互いに接触しないように構成されている。

本実施形態において、蓋部１３０は、一体の部材で構成され、基板１１０側が凹状であるケース部１３１からなる。蓋部１３０の厚さは、たとえば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

本実施形態においては、蓋部１３０と基板１１０とは、液密性を有する接合部１３２によって互いに接合されている。本実施形態においては、接合部１３２により、蓋部１３０が、上記法線方向から見たときに蓋部の外周端の全周にわたって第１主面１１１と隙間なく接合されている。これにより、接合部１３２に関して、圧電素子１２０側の内部空間と、上記内部空間とは反対側の外部空間とが、実質的に音響的に分離される。接合部１３２としては、従来公知の接着剤を用いることができる。

本実施形態において、蓋部１３０は、金属材料または樹脂材料で構成されている。蓋部１３０は、上記材料で構成された部材を切削加工またはプレス加工することにより成形されてもよいし、モールド成形によって成形されてもよい。

図１に示すように、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００においては、複数の第２電極１４２の各々に電圧を印加することにより、複数の第２電極１４２の各々と電気的に接続されている上部電極層１２２ｂおよび下部電極層１２２ｃとの間に電圧が印加される。これにより、上部電極層１２２ｂと下部電極層１２２ｃとの間に位置する圧電体層１２２ａが駆動する。圧電体層１２２ａが駆動することによりメンブレン部１２２が振動して、超音波１が発生する。この超音波１は、第１貫通孔１１３から外部空間に放出される。

また、超音波などの音波を圧電デバイス１００により受信する場合においては、超音波が、外部空間から第１貫通孔１１３を通ってメンブレン部１２２に到達することにより、メンブレン部１２２を振動させる。これにより圧電体層１２２ａが駆動させられる。駆動させられた圧電体層１２２ａを両側から挟んでいる上部電極層１２２ｂと下部電極層１２２ｃとの間には、電位差が生じる。この電位差は、上部電極層１２２ｂおよび下部電極層１２２ｃの各々に電気的に接続された複数の第２電極１４２で検出することができる。このようにして、本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、超音波を受信することができる。

次に、本発明の実施形態１に係る超音波トランデューサについて説明する。図４は、本発明の実施形態１に係る超音波トランスデューサの構成を示す断面図である。

図４に示すように、本発明の実施形態１に係る超音波トランスデューサ１０は、実装基板１１と、実装基板１１に実装された圧電デバイス１００と、筐体１２とを備えている。

実装基板１１は、第２主面１１２と面している。具体的には、第２主面１１２上に位置している複数の第２電極１４２の各々が、実装基板１１上の第３電極１１ａの各々と互いに電気的に接続されている。

実装基板１１には、第３貫通孔１１ｃが形成されている。第３貫通孔１１ｃの圧電デバイス１００側の端部は、第１貫通孔１１３と面する位置に位置している。本実施形態において、第３貫通孔１１ｃは、実装基板１１の圧電デバイス１００側の面から圧電デバイス１００側とは反対側の面に達するまで直線状に形成されている。

実装基板１１の圧電デバイス１００側の面上には、法線方向から見たときに、第３貫通孔１１ｃを取り囲むように位置する対応環状電極１１ｂが設けられている。対応環状電極１１ｂは、圧電デバイス１００の環状電極１４４と互いに電気的に接合されている。これにより、超音波が第１貫通孔１１３と第３貫通孔１１ｃとの間を通過するときに、超音波が圧電デバイス１００と実装基板１１との間から外部へ通り抜けることを抑制できる。

図４に示すように、筐体１２は、実装基板１１と圧電デバイス１００とを収容している。図４においては、実装基板１１と面する部分のみ図示している。筐体１２には、第３貫通孔１１ｃに面する第４貫通孔１２ａが形成されている。本実施形態において、第４貫通孔１２ａの孔径は、実装基板１１側から実装基板１１側とは反対側に向かうにしたがって拡がっている。

本発明の実施形態１においては、メンブレン部１２２から、第１貫通孔１１３、第３貫通孔１１ｃおよび第４貫通孔１２ａを通って、第４貫通孔１２ａの圧電デバイス１００側とは反対側の端部に達するまでの距離Ｄが、１．２８ｍｍ以上４．１７ｍｍ以下である。

上記距離Ｄの上記数値範囲は、以下のように設定される。本発明の実施形態１においては、上記距離Ｄが、メンブレン部１２２の基板１１０側の端面から第４貫通孔１２ａの圧電デバイス１００側とは反対側の端部において気柱共鳴が生じるように設定される。すなわち、上記距離Ｄは、下記式（１）の関係が成立するように設定される。下記式（１）においては、ｆが送受信される超音波の周波数であり、ｃは音速であり、ａは、メンブレン部１２２の基板１１０側の部分から第４貫通孔１２ａの圧電デバイス１００側とは反対側の端部までを１つの貫通孔として見たときの孔径の平均値である。なお、下記式（１）中においては、上記距離Ｄに（８ａ／３π）を加えることで、開口端補正を行っている。

上記式（１）においては、送受信される超音波の周波数ｆが大きくなるほど、設定される上記距離Ｄは小さくなり、上記周波数ｆが小さくなるほど、設定される上記距離Ｄは大きくなる。また、上記孔径の平均値ａが大きくなるほど、設定される上記距離Ｄは小さくなり、上記孔径の平均値ａが小さくなるほど、設定される上記距離Ｄは大きくなる。

ここで、本実施形態において、送受信される超音波の周波数ｆは２０ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下であり、上記孔径の平均値ａは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。そして、上記周波数ｆが最大の５０ｋＨｚ、上記孔径の平均値ａが最大の０．５ｍｍである場合、上記式（１）に基づいて上記距離Ｄは、１．２８ｍｍに設定される。また、上記周波数ｆが最小の２０ｋＨｚ、上記孔径の平均値ａが最小の０．１ｍｍである場合、上記式（１）に基づいて上記距離Ｄは４．１７ｍｍと設定される。したがって、本実施形態においては、上記距離Ｄが、１．２８ｍｍ以上４．１７ｍｍ以下に設定される。

実装基板１１と筐体１２との間には、第３貫通孔１１ｃと第４貫通孔１２ａとを遮らない位置に筐体接続材１３が位置している。筐体接続材１３は、筐体１２に対して実装基板１１の導体的な位置を固定している。筐体接続材１３は、たとえば、シール材またはガスケットである。筐体接続材１３は、上記法線方向から見たときに、第３貫通孔１１ｃを取り囲むように位置している。

上記のように、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００において、基板１１０には、メンブレン部１２２と面する位置に、第１主面１１１から第２主面１１２に達する第１貫通孔１１３が形成されている。メンブレン部１２２には、貫通スリット１２３が形成されている。

貫通スリット１２３が形成されることにより、圧電体層１２２ａの残留応力が低減される。圧電体層１２２ａの残留応力低減により、メンブレン部１２２は、比較的低い周波数で振動することができる。これにより、圧電素子１２０は、比較的低周波数の超音波を送受信可能となる。ひいては、比較的低周波数の超音波は、波長が比較的長いため、第１貫通孔１１３の長さの寸法誤差によって生じる、共鳴による増幅量の低下が発生しにくい。このようにして、本実施形態においては、貫通スリット１２３が形成されることにより、圧電デバイス１００のデバイス特性を向上できる。

本実施形態においては、貫通スリット１２３が形成されていることにより、メンブレン部１２２は複数の梁部１２４を有している。複数の梁部１２４の各々は、一方端が基部１２１に支持されている。

これにより、メンブレン部１２２の振動時において、複数の梁部１２４の各々の変形量が大きくなるため、圧電デバイス１００のデバイス特性をさらに向上できる。また、両端が基部１２１に支持される梁部と比較して、複数の梁部１２４の各々は、基部１２１による拘束力が小さくなる。これにより、圧電デバイス１００によって送受信可能な超音波の周波数をさらに低くすることができる。

本実施形態においては、蓋部１３０と基板１１０とは、液密性を有する接合部１３２によって互いに接合されている。

これにより、蓋部１３０と基板１１０との間において、メンブレン部１２２の振動によって送受信される超音波が通り抜けることを抑制できる。ひいては、超音波が通り抜けることができる部分の近傍にある梁部と、上記部分とは離れて位置する梁部とが、互いに異なる変形量および周波数で振動することを抑制することができる。

本実施形態においては、上記法線方向から見たときに、メンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘが、第１貫通孔１１３より外側に位置している。

これにより、基部１２１の端面全面が基板１１０の第１主面１１１と互いに接合されるため、基部１２１と基板１１０との間から超音波１が通り抜けることを一層抑制できる。また、圧電素子１２０をより強固に基板１１０に固定することができる。

本実施形態に係る圧電デバイス１００は、上記法線方向から見たときに、第２主面１１２上において第１貫通孔１１３を取り囲むように位置している環状電極１４４をさらに備えている。

これにより、圧電デバイス１００を実装基板１１に実装する際に、環状電極１４４を実装基板１１の対応環状電極１１ｂと接合させることができる。ひいては、圧電デバイス１００と実装基板１１との間から超音波が通り抜けることを抑制することができる。

本発明の実施形態１に係る超音波トランスデューサ１０においては、実装基板１１に、第３貫通孔１１ｃが形成されている。第３貫通孔１１ｃの圧電デバイス１００側の端部は、第１貫通孔１１３と面する位置に位置している。

これにより、第１貫通孔１１３に加えて実装基板１１の第３貫通孔１１ｃを利用することにより、圧電素子１２０で送受信可能な超音波のうち、比較的長い波長の超音波、すなわち、比較的低い周波数の超音波を共鳴させることができる。

本発明の実施形態１に係る超音波トランスデューサ１０は、実装基板１１と圧電デバイス１００とを収容する筐体１２をさらに備えている。筐体１２には、第３貫通孔１１ｃに面する第４貫通孔１２ａが形成されている。

これにより、第１貫通孔１１３および第３貫通孔１１ｃに加えて第４貫通孔１２ａを利用することにより、メンブレン部１２２で送受信可能な超音波のうち、さらに長い波長の超音波、すなわち、さらに低い周波数を共鳴させることができる。

本発明の実施形態１においては、メンブレン部１２２から、第１貫通孔１１３、第３貫通孔１１ｃおよび第４貫通孔１２ａを通って、第４貫通孔１２ａの圧電デバイス１００側とは反対側の端部に達するまでの距離が、１．２８ｍｍ以上４．１７ｍｍ以下である。

これにより、従来の圧電デバイスにおいて、第１貫通孔１１３のみでは共鳴させることができなかった周波数の比較的低い超音波を、共鳴させることができる。

次に、本発明の実施形態１の第１変形例から第４変形例に係る圧電デバイスについて説明する。本発明の実施形態１の第１変形例から第４変形例に係る圧電デバイスは、第１貫通孔の構成が、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００と異なっている。

図５は、本発明の実施形態１の第１変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図６は、図５に示す圧電デバイスを矢印ＶＩ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。

図５および図６に示すように、本発明の実施形態１の第１変形例に係る圧電デバイス１００Ａにおいては、上記法線方向から見たときに、メンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘが、第１貫通孔１１３Ａの外形より内側に位置している。上記法線方向から見たときに、圧電素子１２０の外周縁は、第１貫通孔１１３Ａより外側に位置している。

これにより、第１貫通孔１１３Ａと圧電素子１２０の基部１２１との相対的な位置関係について寸法誤差が生じた場合においても、メンブレン部１２２において送受信される超音波１が、基板１１０に遮られることを抑制することができる。さらに、本変形例においては、メンブレン部１２２が複数の梁部１２４を有しているため、上記寸法誤差が生じて超音波１の一部が基板１１０に遮られて、複数の梁部１２４のうちの一部だけ負荷が大きくなることを、抑制することができる。

図７は、本発明の実施形態１の第２変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図８は、図７に示す圧電デバイスを矢印ＶＩＩＩ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。

図７および図８に示すように、本発明の実施形態１の第２変形例に係る圧電デバイス１００Ｂにおいては、上記法線方向から見たときに、メンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘが、第１貫通孔１１３Ｂと重なって位置している。

本変形例においても、本発明の実施形態１と同様に、メンブレン部１２２に貫通スリット１２３が形成されていることによって、送受信可能な超音波１の周波数を低くすることができる。ただし、図７に示すように、上記法線方向において、メンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘが、第１貫通孔１１３Ｂと重なって位置しているため、超音波１の一部が基板１１０によって遮られている。

図９は、本発明の実施形態１の第３変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図１０は、図９に示す圧電デバイスを矢印Ｘ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。

図９および図１０に示すように、本発明の実施形態１の第３変形例に係る圧電デバイス１００Ｃおいては、第１貫通孔として、複数の第１貫通孔１１３Ｃが形成されている。上記法線方向から見たときに、基板１１０における、メンブレン部１２２と対応する領域において、複数の第１貫通孔１１３Ｃの各々が等間隔に行列状に配置されている。

これにより、メンブレン部１２２の各部分における負荷を均一にしつつ、複数の第１貫通孔１１３Ｃの１つあたりの孔径を小さくすることができるため、基板１１０と圧電素子１２０との間に埃または水分などの異物が侵入することを抑制することができる。

なお、本変形例においては、上記法線方向から見たときに複数の第１貫通孔１１３Ｃのうち最も外周側に位置する複数の第１貫通孔１１３Ｃの各々の中心が、メンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘに沿って位置している。これにより、複数の第１貫通孔１１３Ｃに対してメンブレン部１２２の位置に若干寸法誤差が生じた場合においても、メンブレン部１２２において送受信される超音波１が、基板１１０に遮られることを抑制することができる。また、本変形例においては、メンブレン部１２２が複数の梁部１２４を有しているため、上記寸法誤差が生じて超音波１の一部が基板１１０に遮られて、複数の梁部１２４のうちの一部だけ負荷が大きくなることを、抑制することができる。

図１１は、本発明の実施形態１の第４変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図１２は、図１１に示す圧電デバイスを矢印ＸＩＩ方向から見たときの圧電デバイスの構成を示す底面図である。

図１１および図１２に示すように、本発明の実施形態１の第４変形例に係る圧電デバイス１００Ｄにおいては、本発明の実施形態１の第３変形例に係る圧電デバイスの構成と同様に、複数の第１貫通孔１１３Ｄが形成されている。また、法線方向から見たときに、基板１１０におけるメンブレン部１２２と対応する領域において、複数の第１貫通孔１１３Ｄの各々が等間隔に行列状に配置されている。これにより、メンブレン部１２２の各部分における負荷を均一にしつつ、基板１１０と圧電素子１２０との間に埃または水分などの異物が侵入することを抑制することができる。

ただし、本発明の実施形態１の第４変形例においては、複数の第１貫通孔１１３Ｄのうち最も外周側に位置する複数の第１貫通孔１１３Ｄのいくつかは、上記法線方向から見たときにメンブレン部１２２と基部１２１との境界Ｘより内側に位置している。

次に、本発明の実施形態１の第５変形例に係る圧電デバイスにいて説明する。本発明の第５変形例に係る圧電デバイスは、圧電素子のメンブレン部の構成が、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００と異なっている。

図１３は、本発明の実施形態１の第５変形例における圧電素子を示す平面図である。図１３においては、圧電素子を図２と同一方向から見て図示している。

図１３に示すように、本発明の実施形態１の第５変形例における圧電素子１２０Ｅにおいて、メンブレン部１２２Ｅは、上記法線方向から見たときに、円形状の外形を有している。本変形例においては、メンブレン部１２２Ｅに複数の貫通スリット１２３Ｅが形成されている。複数の貫通スリット１２３Ｅの各々は、上記法線方向から見たときに、メンブレン部１２２Ｅの中心に関して周方向に等間隔に並ぶように形成されている。複数の貫通スリット１２３Ｅの各々は、基部１２１とメンブレン部１２２Ｅとの境界Ｘからメンブレン部１２２Ｅの中心に向かって延在している。これにより、本変形例においては、メンブレン部１２２Ｅの中央に円形状の板状部１２７Ｅが形成されている。

本変形例においては、複数の梁部１２４Ｅの各々は、一方端において基部１２１に支持されており、他方端において板状部１２７Ｅと接続されている。本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００と同様に、本変形例においても、複数の梁部１２４Ｅとともに板状部１２７Ｅが振動することにより、圧電素子１２０Ｅが比較的低周波の超音波を送受信することができる。

次に、本発明の実施形態１の第６変形例に係る超音波トランスデューサについて説明する。本発明の実施形態１の第６変形例に係る超音波トランスデューサは、第３貫通孔の構成が、本発明の実施形態１に係る超音波トランスデューサと異なっている。

図１４は、本発明の実施形態１の第６変形例に係る超音波トランスデューサの構成を示す断面図である。図１４に示すように、本発明の実施形態１の第６変形例に係る超音波トランスデューサ１０Ｆにおいて、第３貫通孔１１ｃＦは、実装基板１１の圧電デバイス１００側の面から、屈曲した経路を通過して、圧電デバイス１００側とは反対側の面に達するように形成されている。これにより、実装基板１１の厚さを薄くしつつ、メンブレン部１２２から、第１貫通孔１１３、第３貫通孔１１ｃＦおよび第４貫通孔１２ａを通って、第４貫通孔１２ａの圧電デバイス１００側とは反対側の端部に達するまでの距離Ｄの長さを長くすることができる。

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスについて説明する。本発明の実施形態に係る圧電デバイスは、蓋部の構成が主に、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１５は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図１６は、図１５に示す圧電デバイスを矢印ＸＶＩ方向から見た平面図である。

図１５および図１６に示すように、本発明の実施形態２に係る圧電デバイス２００において、蓋部２３０は、枠状部２３３と、底板部２３４とを有している。

枠状部２３３は、上記法線方向から見たときに、矩形環状の外形を有している。枠状部２３３の枠の厚さは、たとえば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。枠状部２３３の基板１１０側の面上には、複数の第４電極２４６が配置されている。枠状部２３３の基板１１０側とは反対側の面上には、複数の第５電極２４７が配置されている。第４電極２４６と第５電極２４７とは、第２中継ビア電極２４８ｂにより互いに電気的に接続されている。第２中継ビア電極２４８ｂは、枠状部２３３の基板１１０側の面から基板１１０側とは反対側の面まで達するように貫通して位置している。

複数の第４電極２４６の各々は、上記法線方向から見たときに、枠状部２３３の全周にわたって環状に形成されていてもよい。このとき、複数の第４電極２４６の各々を、半田または溶接により、基板１１０と互いに接合してもよい。これにより、第４電極２４６に関して、圧電素子１２０側の内部空間と、内部空間とは反対側の外部空間とが、実質的に音響的に分離されていてもよい。

枠状部２３３としては、基板１１０として用いることが可能な基板で構成することができる。なお、枠状部２３３をセラミックス材料で構成される基板で構成する場合には、焼成前のセラミックス材料を所望の形状に加工した後に、当該セラミックス材料を焼成することにより、枠状部２３３が形成される。

本実施形態においては、枠状部２３３と基板１１０とが、液密性を有する接合部２３２によって互いに接合される。

第４電極２４６は、複数の第１電極１４１の各々と互いに電気的に接続されている。具体的には、複数の第１電極１４１の各々が、基板１１０の内部に位置する内部電極２４５と、ビア電極１４３により互いに電気的に接続されている。本実施形態において、ビア電極１４３は第２主面１１２にまで達していない。内部電極２４５は、第４電極２４６と、第１中継ビア電極２４８ａにより互いに電気的に接続されている。第４電極２４６と第１中継ビア電極２４８ａとは、導電性接着剤または半田により互いに接合されている。

底板部２３４は、板状の部材である。底板部２３４は、貫通孔を有していないことを除き、上記法線方向から見たときに基板１１０の外形と略同一の外形を有している。底板部２３４の厚さは、たとえば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

底板部２３４の基板１１０側とは反対側の面上には、複数の第２電極２４２の各々が互いに離間して位置している。すなわち、本実施形態においては、第２主面１１２上に複数の第２電極が位置していない。複数の第２電極２４２の各々と、枠状部２３３上の複数の第５電極２４７の各々とは、第３中継ビア電極２４８ｃにより互いに電気的に接続されている。第３中継ビア電極２４８ｃは、底板部２３４の基板１１０側の面から基板１１０側とは反対側の面まで達するように貫通して位置している。第３中継ビア電極２４８ｃと、第５電極２４７の各々とは、導電性接着剤または半田により互いに接合されている。

本実施形態においては、枠状部２３３と底板部２３４とが、液密性を有する中間接合部２３５によって互いに接合される。中間接合部２３５としては、従来公知の接着剤を用いることができる。

第５電極２４７は、上記法線方向から見たときに、枠状部２３３の全周にわたって環状に形成されていてもよい。このとき、第５電極２４７を、半田または溶接により、底板部２３４と互いに接合してもよい。これにより、第５電極２４７に関して、圧電素子１２０側の内部空間と、内部空間とは反対側の外部空間とが、実質的に音響的に分離されていてもよい。

すなわち、本実施形態においては、複数の第２電極２４２の各々に電圧を印加することにより、第３中継ビア電極２４８ｃ、第５電極２４７、第２中継ビア電極２４８ｂ、第４電極２４６、第１中継ビア電極２４８ａ、内部電極２４５、ビア電極１４３、第１電極１４１を介して、上部電極層１２２ｂおよび下部電極層１２２ｃとの間に電圧が印加される。また、上部電極層１２２ｂと下部電極層１２２ｃとの間に生じた電位差は、上記複数の電極および上記複数のビア電極を介して、複数の第２電極２４２で検出することができる。

次に、本実施形態に係る圧電デバイス２００を実装基板に実装する方法について説明する。本実施形態に係る圧電デバイス２００を実装基板に実装する際には、吸着コレットを有する搭載機を用いる。図１７は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスが吸着コレットで保持された状態を示す図である。

図１７に示すように、吸着コレット２の内側に形成された吸着孔３を負圧にすることにより、圧電デバイス２００を吸着コレット２に吸い付けた状態で保持する。本実施形態においては、第２電極２４２を実装基板の電極に接合させるため、基板１１０の第２主面１１２を吸着コレット２に吸い着ける。

本実施形態においては、基板１１０の第２主面１１２を吸着コレット２に吸い着けるため、上記法線方向において、第１貫通孔１１３と、吸着孔３とが重なって位置する場合がある。これにより、基板１１０と圧電素子１２０とで囲まれた空間が、圧電デバイス２００の外部空間の圧力に対して負圧となる。

本実施形態においては、メンブレン部１２２に貫通スリット１２３が設けられていることにより、メンブレン部１２２に関して蓋部２３０側の空間に位置する空気４も吸い出されるため、メンブレン部１２２に関して蓋部２３０側の空間も、圧電デバイス２００の外部空間の圧力に対して負圧となる。すなわち、基板１１０と圧電素子１２０とで囲まれた空間の圧力と、メンブレン部１２２に関して蓋部２３０側の空間の圧力との差が、貫通スリット１２３により低減される。これにより、メンブレン部１２２が変形して破損することを抑制することができる。

さらに、本実施形態においては、複数の梁部１２４の各々が一方端で支持されているため、上記２つの空間に圧力差が生じたときに、複数の梁部１２４の他方端が上記法線方向に反るように変形する。複数の梁部１２４の各々が変形することにより、貫通スリット１２３の幅が拡がって、上記圧力差が一定以上の大きさになることを抑制することができる。

次に、本発明の実施形態２の第１変形例および第２変形例に係る圧電デバイスについて説明する。本発明の第１変形例および第２変形例に係る圧電デバイスは、基板に第１貫通孔とは異なる貫通孔が形成されている点で、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスと異なっている。

図１８は、本発明の実施形態２の第１変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図１９は、本発明の実施形態２の第１変形例に係る圧電デバイスが吸着コレットで保持された状態を示す図である。

図１８および図１９に示すように、本発明の実施形態２の第１変形例に係る圧電デバイス２００Ａにおいては、上記法線方向から見たときに、基板１１０には、圧電素子１２０の外側かつ蓋部２３０との接合部２３２の内側において、第１主面１１１から第２主面１１２に達する第２貫通孔２１４Ａが形成されている。

本変形例においては、第１貫通孔１１３と第２貫通孔２１４Ａとが形成されていることにより、吸着コレット２で保持するときに、第２貫通孔２１４Ａからも空気が通過できる。これにより、蓋部２３０と圧電素子１２０と基板１１０で囲まれた空間、および、基板１１０と圧電素子１２０とだけで囲まれた空間の圧力差を、さらに低減することができる。ひいては、メンブレン部１２２の変形をさらに抑制することができる。

また、本実施形態においては、第２貫通孔２１４Ａを、超音波を通過させるための孔としても用いることができる。このとき、圧電素子１２０に関して蓋部２３０側の空間にて、第２貫通孔２１４Ａを通じて送受信される超音波のヘルムホルツ共鳴引き起こされるように、圧電デバイス２００Ａが構成されていてもよい。具体的には、下記式(２)によって表される共鳴周波数ｆの値が、圧電素子１２０によって送受信される超音波の周波数に近づくように、第２貫通孔２１４Ａの長さＬ、第２貫通孔２１４Ａの開口面積Ｓ、および、基板１１０と、圧電素子１２０と、蓋部２３０とで囲まれた空間の体積Ｖが調整される。なお、下記式（２）中のｃは音速であり、ΔＬは、第２貫通孔２１４Ａの開口端補正の長さである。

図２０は、本発明の実施形態２の第２変形例に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。

図２０に示すように、本発明の実施形態２の第２変形例に係る圧電デバイス２００Ｂにおいては、基板１１０には、第１貫通孔として複数の第１貫通孔２１３Ｂが形成され、かつ、第２貫通孔として複数の第２貫通孔２１４Ｂが形成されている。

これにより、吸着コレット２で保持する際において、蓋部２３０と圧電素子１２０と基板１１０で囲まれた空間、および、基板１１０と圧電素子１２０とのみで囲まれた空間の各々において、局所的に気圧が高まることを抑制できる。また、複数の第１貫通孔２１３Ｂおよび複数の第２貫通孔２１４Ｂの各々の孔径を小さくすることができるため、上記２つの空間の各々に異物が侵入することを抑制することができる。

上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 超音波、２ 吸着コレット、３ 吸着孔、４ 空気、１０，１０Ｆ 超音波トランスデューサ、１１ 実装基板、１１ａ 第３電極、１１ｂ 対応環状電極、１１ｃ，１１ｃＦ 第３貫通孔、１２ 筐体、１２ａ 第４貫通孔、１３ 筐体接続材、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，２００，２００Ａ，２００Ｂ 圧電デバイス、１１０ 基板、１１１ 第１主面、１１２ 第２主面、１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，１１３Ｄ，２１３Ｂ 第１貫通孔、１２０，１２０Ｅ 圧電素子、１２１ 基部、１２１ａ 支持層、１２１ｂ ボックス層、１２２，１２２Ｅ メンブレン部、１２２ａ 圧電体層、１２２ｂ 上部電極層、１２２ｃ 下部電極層、１２２ｄ 中間層、１２２ｅ 活性層、１２３，１２３Ｅ 貫通スリット、１２４，１２４Ｅ 梁部、１２５ パッド電極、１２６ 接続配線、１２７Ｅ 板状部、１２９ 圧電素子接合部、１３０，２３０ 蓋部、１３１ ケース部、１３２，２３２ 接合部、１４１ 第１電極、１４２，２４２ 第２電極、１４３ ビア電極、１４４ 環状電極、１５０ ボンディングワイヤ、２１４Ａ，２１４Ｂ 第２貫通孔、２３３ 枠状部、２３４ 底板部、２３５ 中間接合部、２４５ 内部電極、２４６ 第４電極、２４７ 第５電極、２４８ａ 第１中継ビア電極、２４８ｂ 第２中継ビア電極、２４８ｃ 第３中継ビア電極。

Claims (9)

1. 第１主面および該第１主面の反対側に位置する第２主面を有する基板と、
   前記第１主面上に位置する圧電素子と、
   前記第１主面上に位置し、第１主面側において前記圧電素子から離間して前記圧電素子を覆っている蓋部とを備え、
   前記圧電素子は、前記第１主面上に位置し、かつ、前記第１主面の法線方向から見たときに環状の外形を有する基部と、前記法線方向から見たときに前記基部の内側に位置するメンブレン部とを含み、
   前記基板は、前記メンブレン部と面する位置に、前記第１主面から前記第２主面に達する第１貫通孔が形成されており、
   前記メンブレン部には、貫通スリットが形成されており、
   前記法線方向から見たときに、前記第２主面上において前記第１貫通孔を取り囲むように位置している環状電極をさらに備える、圧電デバイス。
2. 前記貫通スリットが形成されていることにより、前記メンブレン部は複数の梁部を有しており、
   前記複数の梁部の各々は、一方端が前記基部に支持されている、請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 前記蓋部と前記基板とは、液密性を有する接合部によって互いに接合されている、請求項１または請求項２に記載の圧電デバイス。
4. 前記法線方向から見たときに、前記メンブレン部と前記基部との境界が、前記第１貫通孔より外側に位置している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
5. 前記法線方向から見たときに、前記メンブレン部と前記基部との境界が、前記第１貫通孔の外形より内側に位置しており、
   前記法線方向から見たときに、前記圧電素子の外周縁が、前記第１貫通孔より外側に位置している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
6. 前記第１貫通孔として、複数の第１貫通孔が形成されており、
   前記法線方向から見たときに、前記基板における、前記メンブレン部と対応する領域において、前記複数の第１貫通孔の各々が等間隔に行列状に配置されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
7. 実装基板と、
   前記実装基板に実装された圧電デバイスとを備え、
   前記圧電デバイスは、
   第１主面および該第１主面の反対側に位置する第２主面を有する基板と、
   前記第１主面上に位置する圧電素子と、
   前記第１主面上に位置し、第１主面側において前記圧電素子から離間して前記圧電素子を覆っている蓋部とを含み、
   前記圧電素子は、前記第１主面上に位置し、かつ、前記第１主面の法線方向から見たときに環状の外形を有する基部と、前記法線方向から見たときに前記基部の内側に位置するメンブレン部とを有し、
   前記基板は、前記メンブレン部と面する位置に、前記第１主面から前記第２主面に達する第１貫通孔が形成されており、
   前記メンブレン部には、貫通スリットが形成されており、
   前記実装基板は、前記第２主面と面しており、
   前記実装基板には、第３貫通孔が形成されており、
   前記第３貫通孔の圧電デバイス側の端部は、前記第１貫通孔と面する位置に位置している、超音波トランスデューサ。
8. 前記実装基板と前記圧電デバイスとを収容する筐体をさらに備え、
   前記筐体には、前記第３貫通孔に面する第４貫通孔が形成されている、請求項７に記載の超音波トランスデューサ。
9. 前記メンブレン部から、前記第１貫通孔、前記第３貫通孔および前記第４貫通孔を通って、前記第４貫通孔の圧電デバイス側とは反対側の端部に達するまでの距離が、１．２８ｍｍ以上４．１７ｍｍ以下である、請求項８に記載の超音波トランスデューサ。

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