WO2020137966A1 - 超音波デバイス - Google Patents

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WO2020137966A1
WO2020137966A1 PCT/JP2019/050332 JP2019050332W WO2020137966A1 WO 2020137966 A1 WO2020137966 A1 WO 2020137966A1 JP 2019050332 W JP2019050332 W JP 2019050332W WO 2020137966 A1 WO2020137966 A1 WO 2020137966A1
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WO
WIPO (PCT)
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damping material
support substrate
ultrasonic
region
ultrasonic device
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/050332
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英章 浅尾
洋平 佐藤
郁江 木村
涼 上野
徳一 山地
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2020563247A priority Critical patent/JPWO2020137966A1/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers

Definitions

  • the present disclosure relates to an ultrasonic device that transmits ultrasonic waves and/or receives ultrasonic waves.
  • Patent Document 1 discloses a device used for an intravascular ultrasonography (IVUS: intravascular ultrasound).
  • IVUS intravascular ultrasound
  • an ultrasound assembly is placed within a catheter.
  • an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves is provided in a partial area of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and an integrated circuit (IC: Integrated Circuit) element is provided in another area of the MEMS.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • IC integrated circuit
  • An ultrasonic device includes a support substrate having a first surface and a second surface behind the first surface, an ultrasonic element located on the first surface, and the second surface. It has a damping material that is bonded and has a damping constant larger than that of the support substrate, and one or more electronic elements located in the damping material.
  • An ultrasonic device includes a support substrate having a first surface and a second surface on the back surface thereof, an ultrasonic element located on the first surface, and an ultrasonic element on the second surface. It has an attenuating material that is superposed and has a damping constant larger than that of the supporting substrate, and a conductor located in the damping material.
  • An ultrasonic device includes a support substrate having a first surface and a second surface on the back surface thereof, an ultrasonic element located on the first surface, and an ultrasonic element on the second surface. And a damping material having a damping coefficient larger than that of the support substrate, the damping material being ceramic.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1. It is sectional drawing which shows the structure of the ultrasonic element in the ultrasonic device of FIG. It is a plane perspective view which shows the structure of IC in the ultrasonic device of FIG. 1, and its periphery. It is sectional drawing which shows the structure of the ultrasonic device which concerns on a modification. It is a block diagram which shows typically the structure of the ultrasonic diagnosing device as an application example of an ultrasonic device. 7A is a sectional view showing an example of a wafer dividing method, and FIG. 7B is a sectional view taken along line VIIb-VIIb of FIG. 7A. FIG. 8A, FIG. 8B, and FIG. 8C are diagrams showing examples of the state of the side surface of the ultrasonic device. It is sectional drawing which shows an example of the material of a damping material.
  • a fixed orthogonal coordinate system D1-D2-D3 may be attached to the ultrasonic device according to the embodiment.
  • the ultrasonic device may be either upward or downward, but in the following description, for convenience, the +D3 direction may be upward and the terms such as upper or lower may be used. Also, in the following, the term "planar view" refers to viewing in the direction D3 unless otherwise specified.
  • the material name may be illustrated, but unless otherwise specified, the material name refers to the main component, and the material appropriately contains impurities and/or additives. Be good.
  • the main component is, for example, a component that occupies 50% by mass or more of the material.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an ultrasonic device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the ultrasonic device 1 is configured to transmit ultrasonic waves to the +D3 side and/or receive ultrasonic waves from the +D3 side.
  • the +D3 side for transmission and reception of ultrasonic waves here is not always parallel to the D3 axis.
  • the general outline and dimensions of the ultrasonic device 1 may be appropriately set according to the technical field in which the ultrasonic device 1 is used, the function required for the ultrasonic device 1, and the like.
  • the outline of the ultrasonic device 1 is a thin rectangular parallelepiped.
  • the ultrasonic device 1 may be configured to be relatively small and may be configured as a MEMS.
  • the length in each of the D1 direction and the D2 direction is 0.3 mm or more and 3 mm or less, and the length in the D3 direction is 0.05 mm. It is 3 mm or less.
  • the ultrasonic device 1 is attached to, for example, the support substrate 3, the array portion 5 provided on the first surface 3a of the support substrate 3, and the second surface 3b of the support substrate 3 opposite to the first surface 3a. And a damping material 11 which is fitted.
  • the array unit 5 is a part directly responsible for transmission and/or reception of ultrasonic waves.
  • the support substrate 3 contributes to support the array unit 5, for example.
  • the damping material 11 contributes to damping unnecessary vibration, for example.
  • the array unit 5 is configured by arranging a plurality of ultrasonic elements 13 (FIG. 1) along the first surface 3a.
  • Each ultrasonic element 13 converts an electric signal into an ultrasonic wave and/or converts an ultrasonic wave into an electric signal. That is, the ultrasonic element 13 is a transducer directly responsible for transmitting and/or receiving ultrasonic waves.
  • the boundaries between the plurality of ultrasonic elements 13 are conceptual, and the boundaries as illustrated are not actually observed.
  • the ultrasonic device 1 has one or more electronic elements (7 or the like) located (at least in part) on the attenuating material 11.
  • the attenuating material 11 not only contributes to the attenuation of sound waves, but is also effectively used as a member in which electronic elements are arranged.
  • the electronic element may be, for example, an IC (Integrated Circuit), a capacitor, an inductor, a resistor, an amplifier or a filter.
  • the IC 7 and the capacitor 9 are shown as the electronic elements provided on the damping material 11.
  • the IC 7 is electrically connected to the array unit 5, for example, and contributes to input of an electric signal (driving signal) to the array unit 5 and/or extraction of an electric signal (detection signal) from the array unit 5.
  • the capacitor 9 is electrically connected to the array section 5 and/or the IC 7, for example, and is used for various purposes.
  • Examples of the mode in which the electronic element is located on the damping material 11 include, for example, a mode in which the electronic element (at least a part thereof) is located on the surface of the damping material 11 and a mode in which the electronic element (at least a part thereof) is a damping material. There may be mentioned an aspect located inside 11 and an aspect of a combination thereof.
  • a mode in which the electronic element is located on the surface of the damping material 11 for example, a mode in which the electronic element is mounted on the surface of the damping material 11 (see IC7), and an electronic element is formed on the surface of the damping material 11. (See the capacitor 209 of FIG. 5 described later) can be mentioned.
  • the mode in which the electronic element is located inside the attenuating material 11 is the same as the wording, but as one mode, a mode in which conductors such as electrodes forming the electronic element are embedded in the attenuating material 11 (capacitor 9 See)).
  • the support substrate 3 has the first surface 3a and the second surface 3b on the back surface thereof.
  • the support substrate 3 has, for example, a substantially flat plate shape, and the first surface 3a and the second surface 3b are flat surfaces parallel to each other.
  • the support substrate 3 is provided with a cavity 3c (see FIG. 3) that can be regarded as a part of the ultrasonic element 13 on the first surface 3a. is not.
  • the planar shape and dimensions of the support substrate 3 may be set appropriately.
  • the support substrate 3 may occupy any position of the ultrasonic device 1 with any size in a plan view.
  • the planar shape of the support substrate 3 is a rectangle (square or rectangle). The rectangle occupies one side in the longitudinal direction of the rectangular ultrasonic device 1 in a plan view, for example.
  • the support substrate 3 may have a necessary and sufficient area for disposing the array section 5 in plan view (an example shown in the drawings), and is intended to enable mounting of other electronic elements (not shown). May be wider than shown.
  • the material of the support substrate 3 is arbitrary.
  • the support substrate 3 may be made of one material as a whole, or may be made of a combination of a plurality of materials.
  • the material of the support substrate 3 is, for example, an inorganic insulating material or an organic insulating material. More specifically, for example, the support substrate 3 may be integrally formed of an insulating material such as silicon (Si). Further, for example, the support substrate 3 may be formed almost integrally as a whole with an insulating material such as silicon, and may have a layer made of another insulating material such as SiO 2 on the upper surface and/or the lower surface. Good.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of one ultrasonic element 13, and corresponds to the line III-III in FIG.
  • the ultrasonic element 13 when an electric signal whose voltage changes with a predetermined waveform (for example, a rectangular wave or a sine wave) is input, the ultrasonic element 13 causes vibration that reflects the waveform (for example, reflects frequency and amplitude), As a result, ultrasonic waves that reflect the waveform of vibration are generated. As a result, ultrasonic waves are transmitted. And/or, when the ultrasonic wave is incident, the ultrasonic element 13 causes a vibration that reflects the waveform of the ultrasonic wave, and generates an electric signal that reflects the waveform of the vibration. As a result, ultrasonic waves are received.
  • a predetermined waveform for example, a rectangular wave or a sine wave
  • the support substrate 3 is formed with a cavity 3c having an opening on the first surface 3a.
  • the ultrasonic element 13 is composed of a membrane that closes the cavity 3c. Then, the ultrasonic element 13 generates vibration accompanied by bending deformation to at least one of the cavity 3c side ( ⁇ D3 side) and the side opposite to the cavity 3c (+D3 side). This vibration causes transmission and/or reception of ultrasonic waves. That is, the ultrasonic element 13 is of a flexural vibration type.
  • a piezoelectric element such as pMUT (Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer) and a capacitive element such as cMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer) can be cited.
  • the pMUT is taken as an example.
  • Examples of the flexural vibration type piezoelectric element include a bimorph type element and a unimorph type element. In this embodiment, a unimorph type element is taken as an example.
  • the cavity 3c is provided for each ultrasonic element 13, for example. Therefore, a plurality of cavities 3c are arranged on the first surface 3a.
  • the shape and size of the cavity 3c may be set appropriately.
  • the opening shape of the cavity 3c to the first surface 3a may be circular or polygonal.
  • the cavity 3c is rectangular in cross-sectional view in the illustrated example, but may be trapezoidal or the like.
  • the diameter of the opening in the first surface 3a of the cavity 3c may be set appropriately, and is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • One ultrasonic element 13 has a size that substantially overlaps with one cavity 3c in a plan view.
  • the ultrasonic element 13 is configured such that the resonance frequency is located in the ultrasonic frequency band with respect to the vibration of the primary mode in which the center is the antinode of vibration and the outer edge is the node of vibration.
  • the frequency band of ultrasonic waves is, for example, a frequency band of 20 kHz or higher.
  • the upper limit of the ultrasonic frequency is, for example, 5 GHz, although there is no particular regulation.
  • the thickness of the ultrasonic element 13 may be set appropriately and is, for example, 2 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the ultrasonic element 13 has, for example, a vibrating layer 15, a lower electrode 17, a piezoelectric layer 19 and an upper electrode 21, which are sequentially stacked from the support substrate 3 side.
  • the ultrasonic element 13 may have a protective film or the like that covers the upper electrode 21 in addition to the above.
  • the vibration layer 15 is, for example, a layer having a constant thickness.
  • the vibrating layer 15 may be provided so as to extend over a plurality (for example, all) of the ultrasonic elements 13 or may be provided for each of the ultrasonic elements 13 (the plurality of ultrasonic elements 13 are mutually provided with each other). It may be separated.)
  • the thickness of the vibrating layer 15 may be set appropriately. For example, the thickness of the vibration layer 15 may be thinner than, equal to, or thicker than the thickness of the piezoelectric layer 19.
  • the vibration layer 15 is made of, for example, an insulating material.
  • the insulating material may be an inorganic material or an organic material, and more specifically, for example, silicon, silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN).
  • the vibration layer 15 may be configured by stacking a plurality of layers made of different materials.
  • the vibrating layer 15 may be made of silicon and SiO 2 overlapping the lower surface thereof.
  • the lower electrode 17 or the upper electrode 21 can also serve as the vibration layer.
  • the piezoelectric layer 19 is, for example, a layer having a constant thickness.
  • the piezoelectric layer 19 may be provided over a plurality (for example, all) of the ultrasonic elements 13 or may be provided for each ultrasonic element 13 (between the plurality of ultrasonic elements 13). May be separated from each other).
  • the thickness of the piezoelectric layer 19 may be set appropriately.
  • the thickness of the piezoelectric layer 19 is 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the piezoelectric layer 19 may be made of a single crystal or a polycrystal.
  • Examples of the material of the piezoelectric layer 19 include aluminum nitride (AlN), barium titanate (BTO:BaTiO 3 ), potassium sodium niobate (KNN:(K,Na)NbO 3 ), and bismuth sodium titanate (NBT:Na).
  • 0.5 Bi 0.5 TiO 3 ) and lead zirconate titanate (PZT:Pb(Zr x , Ti 1-x )O 3 As understood from the above examples, the piezoelectric body may or may not be a ferroelectric body, and may or may not be a pyroelectric body. Further, the crystal structure may be an appropriate one such as a perovskite type or a wurtzite type.
  • the polarization axis direction of the piezoelectric layer 19 (the electric axis/X axis in a single crystal) is the thickness direction of the piezoelectric layer 19.
  • the polarization may be performed over the entire piezoelectric layer 19 or may be partially performed.
  • the part may be wider than the region overlapping the cavity 3c, may coincide with the region, or may be narrower than the region.
  • the lower electrode 17 and the upper electrode 21 are opposed to each other with the piezoelectric layer 19 sandwiched in the thickness direction (polarization direction from another viewpoint).
  • the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may have the same configuration (planar shape, thickness, material, etc.) or may have different configurations.
  • Each of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 is, for example, a layer having a certain thickness, and is a solid electrode that overlaps the cavity 3c when seen in a plan view. When seen in a plan view, the outer edge of each electrode substantially coincides with the outer edge of the cavity 3c, for example. At least one of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may have a width across a plurality (for example, all) of the ultrasonic elements 13. The thickness of each electrode may be set appropriately. Usually, the thickness of each electrode is smaller than the thicknesses of the piezoelectric layer 19 and the vibration layer 15.
  • each electrode may be, for example, a layer of an appropriate metal and/or oxide conductive thin film.
  • the metal is, for example, gold (Au), platinum (Pt), aluminum (Al), copper (Cu), titanium (Ti), chromium (Cr), or an alloy containing these.
  • oxide conductive thin film for example, a conductive material having a perovskite structure such as SRO or LNO can be used.
  • Each electrode may be formed by stacking a plurality of layers made of different materials described above.
  • the portion of the piezoelectric layer 19 sandwiched between the lower electrode 17 and the upper electrode 21 has a planar direction (D1). Axial direction and D2 axis direction). This reduction is restricted by the vibration layer 15, so that the ultrasonic element 13 bends (displaces) toward the cavity 3c like a bimetal. On the contrary, when an electric field is applied in the direction opposite to the polarization direction, the ultrasonic element 13 bends to the side opposite to the cavity 3c.
  • a pressure wave is formed in the medium (eg, fluid) around the ultrasonic element 13. Then, an electric signal whose voltage changes with a predetermined waveform is input to the lower electrode 17 and the upper electrode 21 to generate an ultrasonic wave that reflects the waveform (for example, frequency) of the electric signal.
  • the ultrasonic element 13 intermittently transmits an ultrasonic signal, and receives the ultrasonic signal while the ultrasonic signal is not being transmitted. As a result, the ultrasonic element 13 receives, for example, the ultrasonic signal transmitted by itself and reflected and returned.
  • the array unit 5 is configured by arranging the plurality of ultrasonic elements 13 along the first surface 3a as described above (see FIG. 1). By arranging the plurality of ultrasonic elements 13, for example, it is possible to enhance the directivity of ultrasonic waves and realize electronic scanning.
  • the plurality of ultrasonic elements 13 may be input with the same electric signals, or different electric signals (for example, electric signals for electronic scanning, which are slightly out of phase with each other) may be input. It may be one.
  • the configurations of the plurality of ultrasonic elements 13 included in the array unit 5 are, for example, the same as each other. Further, as can be understood from the description of the ultrasonic element 13 described above, some layers of the plurality of ultrasonic elements 13 included in the array unit 5 may be made common, or may be separated from each other. Good.
  • the array direction and the array number of the plurality of ultrasonic elements 13 may be set appropriately.
  • the plurality of ultrasonic elements 13 may be two-dimensionally arranged as in the illustrated example, or may be one-dimensionally arranged unlike the illustrated one.
  • the two-dimensional array may be, for example, a matrix array as in the illustrated example, or may be an array in which the positions of the ultrasonic elements 13 are displaced by a half pitch between adjacent columns.
  • the arrangement direction may be, for example, a direction parallel to and/or orthogonal to the arrangement direction of the array unit 5 and the IC 7 (the arrangement direction of the overlapping region 11aa and the non-overlapping region 11ab described later), It may be a direction that is inclined in the arrangement direction.
  • An example of the number of ultrasonic elements 13 when a plurality of ultrasonic elements 13 are two-dimensionally arranged is 100 or more and 200 or less.
  • the attenuating material 11 is made of a material having an acoustic attenuation constant (m ⁇ 1 ⁇ Hz ⁇ 1 ) larger than that of the support substrate 3. Thereby, for example, the probability that the vibration generated in the ultrasonic element 13 leaks to the outside, or conversely, the vibration from the outside is transmitted to the ultrasonic element 13 is reduced. Further, in the present embodiment, the damping material 11 is made of an insulating material. As a result, the damping material 11 can function like an insulator of the circuit board, and in turn, can mount the IC 7 or the like.
  • the side surfaces of the support substrate 3 and the side surfaces of the damping material 11 may be positioned so that they are not parallel to each other. Accordingly, it is possible to reduce multiple reflection of leakage vibration propagating in the lateral direction (plane direction) between the support substrate 3 and the damping material 11, and to prevent noise due to the leakage vibration from being transmitted to the ultrasonic element 13. It can be reduced.
  • Ceramic may be used in the present embodiment.
  • the ceramic include a sintered body containing aluminum oxide (Al 2 O 3 , alumina), aluminum nitride (AlN), silicon carbide (SiC), or silicon nitride (Si 3 N 4 ) as a main component. be able to.
  • an elastic material or a resin not classified as an elastic material may be used as the material of the damping material 11.
  • the material of the damping material 11 has one of Si, glass, sapphire, chemically strengthened glass, SiC, LiTaO 3 , LiNbO 3 , GaAs, GaN, quartz and Ga 2 O 3 as a main component, or It may be based on a combination of two or more of the above materials. For these materials, for example, it is easy to apply laser processing (described later) to the inside of the damping material 11.
  • the material of the damping material 11 may be a composite material in which two or more kinds of materials are combined.
  • a material in which other material is dispersed or a filler is included in the material serving as the base material may be used. An example is shown below.
  • FIG. 9 is a sectional view schematically showing a part of the damping material 11.
  • the damping material 11 is made of ceramic 61 and resin 63 dispersed therein.
  • a material can be obtained, for example, by impregnating a porous ceramic with a resin.
  • the resin 63 is dispersed in the ceramic 61, it is connected to each other unlike the filler (generally particles).
  • the resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the damping material 11 has, for example, a substantially flat plate shape, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the damping material 11 has a third surface 11a bonded to the support substrate 3 (second surface 3b) and a fourth surface 11b on the back side thereof.
  • the third surface 11a includes an overlapping region 11aa that overlaps the supporting substrate 3 in a plan view and a non-overlapping region 11ab that does not overlap the supporting substrate 3 in a plan view.
  • the overlapping region 11aa is a region of the third surface 11a on which the supporting substrate 3 is arranged
  • the non-overlapping region 11ab is a region of the third surface 11a on which the supporting substrate 3 is not arranged. is there.
  • the IC 7 is mounted in the non-overlapping area 11ab.
  • the planar shape and various dimensions of the damping material 11 may be set appropriately.
  • the planar shape of the damping material 11 (third surface 11a) may be the same as the planar shape of the ultrasonic device 1 as a whole, and is rectangular (for example, rectangular) in the illustrated example.
  • the overlapping region 11aa is a rectangle (square or rectangle) that occupies one side in the longitudinal direction of the rectangular third surface 11a, and the non-overlapping region 11ab occupies the other side in the longitudinal direction of the third surface 11a. It is a rectangle (square or rectangle). From another viewpoint, the overlapping region 11aa and the non-overlapping region 11ab have the same width in the direction orthogonal to the arrangement direction.
  • the overlapping area 11aa and the non-overlapping area 11ab may be equal in size to each other, or one of them may be wider than the other.
  • the size of the non-overlapping region 11ab may be, for example, a size that is necessary and sufficient for mounting the IC 7 (an example shown in the drawing), or for the purpose of making it possible to mount another electronic element (not shown). It may be wider than shown.
  • Adhesion between the overlapping region 11aa of the damping material 11 and the second surface 3b of the support substrate 3 may be performed by an appropriate method.
  • the both may be adhered by an adhesive such as a thermosetting resin interposed therebetween, or the overlapping region 11aa may be directly adhered to the second surface 3b.
  • the adhesive When the adhesive is used, its thickness may be appropriately set and is, for example, 1 ⁇ m or less.
  • the adhesive is interposed (adhered to both) over the entire overlapping region 11aa and the second surface 3b, for example. However, an area that is not bonded to the second surface 3b may exist in a part of the overlapping area 11aa.
  • the IC 7 constitutes, for example, a part of a transmitter that inputs an electric signal to the ultrasonic element 13 and/or a part of a receiver that receives an electric signal from the ultrasonic element 13.
  • the transmitter generates, for example, an electric signal having a waveform corresponding to the waveform of the ultrasonic wave to be generated, and inputs the electric signal to at least one of the lower electrode 17 and the upper electrode 21.
  • the receiving unit performs a predetermined process on the electric signal input from at least one of the lower electrode 17 and the upper electrode 21, for example.
  • the predetermined process is, for example, amplification and/or filtering.
  • the IC 7 is, for example, a thin, rectangular parallelepiped electronic component, and is arranged to face the non-overlapping region 11ab of the damping material 11. As shown in FIG. 2, the IC 7 has a plurality of terminals 7a on its lower surface. On the other hand, a plurality of pads 23 facing the terminals 7a are provided on the non-overlapping region 11ab. The IC 7 is mounted in the non-overlapping region 11ab by joining the terminals 7a and the pads 23 with the bumps 25.
  • the IC7 is, for example, a so-called bare chip. From another viewpoint, the IC 7 is flip-chip mounted on the damping material 11. Therefore, although not particularly shown, the IC 7 has a plurality of elements and electronic circuits configured by, for example, arranging a conductor layer on the surface of the silicon chip on the ⁇ D3 side, and the terminal 7a is formed of the conductor layer. It is a part.
  • the IC 7 may have a package that accommodates the above silicon chip instead of the bare chip, and the pad 23 provided on the package. The size of the IC 7 may be appropriately set according to the function required of the IC 7 and the like.
  • the number and arrangement of the plurality of terminals 7a may be set appropriately.
  • the plurality of terminals 7a are located on the outer peripheral side of the IC 7 so that they can be confirmed in a plan view or a sectional view (see also FIG. 4).
  • the outer peripheral side here may be, for example, regions on both sides when the IC 7 is divided into three equal parts or four equal parts in the direction parallel to the D1-D2 plane.
  • the plurality of terminals 7a are arranged along the outer edge of the IC 7.
  • the description of the materials of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may be incorporated. Further, for example, from the viewpoint of the manufacturing method, all or part of the pad 23 may be made of the same layer as all or part of the lower electrode 17 and/or the upper electrode 21, or may be made of different layers. May be.
  • the bump 25 is made of, for example, solder.
  • the solder here may include lead-free solder.
  • the bump 25 may be made of a conductive adhesive in which a conductive filler is mixed with a thermosetting resin.
  • the capacitor 9 is electrically connected to the ultrasonic element 13 and/or the IC 7, for example.
  • the capacitor 9 may be used for various purposes.
  • the capacitor 9 may be a part of a resonance circuit that amplifies an electric signal to the ultrasonic element 13 or an electric signal from the ultrasonic element 13.
  • the capacitor 9 may pass only the AC component of the electric signal to the ultrasonic element 13 or the electric signal from the ultrasonic element 13.
  • the capacitor 9 may release an unnecessary component from the electric signal to the ultrasonic element 13 or the electric signal from the ultrasonic element 13 to the ground.
  • Only one capacitor 9 may be provided, or a plurality of capacitors 9 may be provided. In the present embodiment, the former will be described as an example. Although not particularly shown, when a plurality of capacitors 9 are provided, the plurality of capacitors 9 may be arranged along the plane direction of the damping material 11 and/or are laminated in the thickness direction of the damping material 11. May be placed in.
  • the capacitor 9 (FIG. 2) has a dielectric portion 29 which is a part of the damping material 11, and a first electrode 31 and a second electrode 33 which are opposed to each other with the dielectric portion 29 in between. More specifically, for example, the first electrode 31 and the second electrode 33 are configured in a planar shape parallel to each other. That is, the capacitor 9 is of a parallel plate type. Further, the first electrode 31 and the second electrode 33 are configured by, for example, a layered conductor parallel to the third surface 11a of the damping material 11. One of the layered conductors (the second electrode 33) is located inside the damping member 11. The other (first electrode 31) may be located on the surface of the damping material 11 (example shown), or may be located inside the damping material 11.
  • the shapes, dimensions, materials, etc. of the first electrode 31 and the second electrode 33 may be appropriately set according to the specifications (capacity, etc.) required for the capacitor 9. For example, regarding these materials, the description of the materials of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may be incorporated. In terms of the manufacturing method, all or part of the first electrode 31 located on the surface of the damping material 11 is made of the same layer as all or part of the pad 23, the lower electrode 17 and/or the upper electrode 21. They may be made or made from different layers.
  • the capacitor 9 may be provided at any position on the damping material 11.
  • the capacitor 9 may be exposed from the surface of the attenuating material 11 (example shown), or may be completely embedded in the attenuating material 11 (for example, both electrodes are completely attenuating material 11). May be buried in).
  • the capacitor 9 may be housed in the non-overlapping region 11ab (illustrated example), may be housed in the overlapping region 11aa, or may straddle both regions in a plan perspective or cross-sectional view. Good.
  • the capacitor 9 When the capacitor 9 is exposed from the surface of the attenuating material 11, the capacitor 9 (electrode) may be exposed from the third surface 11a or the fourth surface 11b, It may be exposed from the side surface of the damping material 11. When the capacitor 9 is completely embedded in the damping material 11, the capacitor 9 may be located relatively close to the surface of the damping material 11 or relatively far away from the surface of the damping material 11. May be located on the center side of).
  • FIG. 4 is a plan view of the IC 7 and its surroundings. In this figure, the plurality of bumps 25 and the capacitors 9 are also shown by dotted lines.
  • the capacitor 9 is partially located on the surface of the damping material 11. Specifically, the first electrode 31 overlaps the third surface 11 a of the damping material 11.
  • the capacitor 9 is located in the non-overlapping region 11ab, and more specifically, is located directly below the IC 7. More specifically, the capacitor 9 is located in a region surrounded by the plurality of bumps 25 in the plan view of the third surface 11a and overlaps the plurality of bumps 25, the plurality of terminals 7a and/or the plurality of pads 23. Not not.
  • connection between the array unit 5, the IC 7, and the capacitor 9 may be realized by a wiring conductor having an appropriate configuration.
  • a wiring pattern is provided in the array section 5 as described above.
  • the wiring pattern in the array section 5 as described above is connected to, for example, a wiring pattern 27, a part of which is schematically shown in FIG.
  • the wiring pattern 27 extends from the first surface 3 a of the support substrate 3 to the non-overlapping region 11 ab of the damping material 11 via the side surface of the support substrate 3 and is connected to the pad 23.
  • the wiring pattern 27 may be connected to the first electrode 31 of the capacitor 9 instead of or in addition to the pad 23, or may be connected to the second electrode 33 of the capacitor 9 via a via conductor (not shown). May be connected to.
  • the connection between the capacitor 9 and the IC 7 may be made via a wiring pattern (a via conductor if necessary) located on the non-overlapping region 11ab.
  • a bonding wire may be used instead of or in addition to the wiring pattern 27.
  • the shape, dimensions and material of the wiring pattern 27 may be set appropriately.
  • the description of the material of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may be incorporated.
  • all or part of the wiring pattern 27 may be formed from the same layer as all or part of the pad 23, or may be formed from different layers.
  • an underfill 35 is filled between the IC 7 and the damping material 11.
  • the underfill 35 has, for example, a width over the entire IC 7 in a plan view and is filled between the damping material 11 and the IC 7.
  • the underfill 35 is filled between the IC 7 and the capacitor 9.
  • the underfill 35 is in close contact with the lower surface of the IC 7, the periphery of the bump 25, and the upper surface of the capacitor 9.
  • the underfill 35 may be piled up to an appropriate height around the IC 7. In the illustrated example, the underfill 35 does not contact the side surface of the IC 7. Although not particularly shown, the underfill 35 may cover a part or the entire side surface of the IC 7 on the ⁇ D3 side, or may cover the entire top surface of the IC 7 in addition to the entire side surface. ..
  • the material of the underfill 35 may be any suitable material.
  • the underfill 35 has a base material made of an insulating material and a filler mixed in the base material.
  • the base material may be an organic material or an inorganic material. Examples of organic materials include thermosetting resins such as epoxy resins.
  • the underfill 35 may have no filler.
  • the particle size, filling rate (volume %), material, etc. of the filler may be set appropriately. Plural kinds of materials and/or fillers having plural kinds of particle sizes may be mixed in the base material.
  • the filler is made of, for example, an insulating material.
  • the insulating material may be an organic material or an inorganic material.
  • examples of the material of the filler include silica, alumina, glass, graphite, phenol resin, polyethylene and tungsten.
  • Part or all of the filler may be made of metal.
  • the filler made of metal may be coated with an insulating material. This reduces, for example, the probability that an unintentional short circuit will occur with the filler. In addition, such a coating may not be formed, and the probability of a short circuit may be reduced by making the volume percentage of the filler made of metal relatively small.
  • the material of the filler made of metal may be appropriately selected, and for example, the metals exemplified as the material of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may be used.
  • the values of physical properties such as acoustic impedance and thermal conductivity may be set appropriately. Further, regarding the value of the physical property value, the magnitude relation between the members may be appropriately set.
  • the acoustic impedance of the underfill 35 is, for example, an average value of the entire underfill 35 (base material and filler). May be Alternatively, the value of the acoustic impedance may be a value near the interface of the underfill 35. The value of such acoustic impedance may be theoretically derived from the physical property value and volume ratio of the base material and the filler, or may be measured. As the measuring method, various methods such as a proximity method, a reflection method and a comparison method may be adopted.
  • the underfill 35 has been described, the same applies to other members made of a plurality of materials.
  • the acoustic impedance has been described, regarding other physical property values such as thermal conductivity, when the member is composed of a plurality of materials, the value of the physical property value is a theoretically derived value or an average value obtained by measurement. It may be set as a target value.
  • the acoustic impedance of silicon which is an example of the material of the support substrate 3, is about 19 Mrayl.
  • the acoustic impedance of ceramic which is an example of the material of the damping material 11 (dielectric part 29) or its base material, is, for example, 10 Mrayl or more and 35 Mrayl or less, or 30 Mrayl or more and 35 Mrayl or less, depending on its specific material. Therefore, for example, the acoustic impedance of the damping material 11 can be made smaller, equal to, or larger than the acoustic impedance of the material of the support substrate 3 by selecting the material of the damping material 11.
  • the acoustic impedance of the underfill 35 can be variously selected according to the material and/or the filling rate of the filler, and by extension, the magnitude relationship with the acoustic impedance of other members can be appropriately set.
  • the acoustic impedance of the resin as an example of the base material of the underfill 35 is, for example, 1 Mrayl or more and 4 Mrayl or less, although it depends on the specific material.
  • the acoustic impedance of ceramic, which is an example of the filler material of the underfill 35, is as described above.
  • the acoustic impedance of the metal is usually high, and the filler increases the acoustic impedance of the underfill 35. Therefore, the acoustic impedance of the underfill 35 is made smaller than the acoustic impedance of the material of the support substrate 3 and/or the damping material 11 (dielectric part 29) by appropriately setting the material and the filling rate of the filler, It can be equal or larger.
  • the difference between the acoustic impedance of the underfill 35 and the acoustic impedance of the damping material 11 may be made relatively large.
  • the difference may be larger than the difference between the acoustic impedance of the underfill 35 and the acoustic impedance of the support substrate 3. More specifically, for example, when the acoustic impedance of the damping material 11 is larger than the acoustic impedance of the support substrate 3, the acoustic impedance of the underfill 35 is smaller than the acoustic impedance of the damping material 11 and the acoustic impedance of the damping material 11 is small.
  • the size may be closer to the acoustic impedance of the support substrate 3 than the impedance.
  • the support substrate 3 is silicon (about 19 Mrayl)
  • the material of the damping material is ceramic (30 Mrayl or more and 35 Mrayl or less).
  • the material of the base material is resin
  • the material of the filler is ceramic
  • the acoustic impedance is adjusted to 10 Mrayl or more and 24 Mrayl or less.
  • the difference between the acoustic impedance of the underfill 35 and the acoustic impedance of the damping material 11 is made larger than the difference between the acoustic impedance of the damping material 11 and the acoustic impedance of the support substrate 3.
  • the acoustic impedance of the underfill 35 is smaller than that of the damping material 11 and the supporting substrate 3.
  • the difference may be smaller or larger than the difference between the two.
  • the magnitude relationship between a plurality of members may be set appropriately.
  • the attenuation constant of the underfill 35 related to the sound wave may be smaller than, equal to, or larger than the attenuation constant of the support substrate 3 related to the sound wave, and may be increased, for example.
  • the attenuation constant of the material of the underfill 35 can be easily made larger than that of the material of the support substrate 3. be able to.
  • the former may be 10 times or more the latter.
  • the factor that increases the damping constant may be any of diffusion, scattering, viscosity, transition, and the like.
  • the magnitude relationship between a plurality of members may be appropriately set.
  • the thermal conductivity of the material of the damping material 11 may be lower than, equal to, or higher than the thermal conductivity of the material of the underfill 35 and/or the material of the supporting substrate 3. For example, it may be raised.
  • the resin which is an example of the material of the base material of the underfill 35, has a thermal conductivity of, for example, 0.5 W/(mK) or less.
  • the thermal conductivity of silicon, which is an example of the material of the support substrate 3, is, for example, 160 W/(mK) or more and 170 W/(mK).
  • the magnitude relationship between a plurality of members may be set appropriately.
  • the elastic constant of the underfill 35 may be smaller than, equal to, or larger than the elastic constant of the damping material 11 (dielectric part 29).
  • the damping material 11 or the base material thereof is ceramic and the base material of the underfill 35 is resin
  • the elastic constant of the underfill 35 is usually smaller than the elastic constant of the damping material 11.
  • the material of the damping material 11 (dielectric part 29) is a resin-based piezoelectric material and the main component of the underfill 35 is an inorganic material in an amorphous state
  • the elastic constant of the underfill 35 is the elasticity of the damping material 11. It can be larger than a constant.
  • the method of manufacturing the ultrasonic device 1 may be basically the same as various known manufacturing methods except for the step of forming the damping material 11.
  • the array section 5 is manufactured by repeating the step of forming a layered pattern on the wafer to be the support substrate 3 to sequentially form the vibration layer 15, the lower electrode 17, the piezoelectric layer 19 and the upper electrode 21. ..
  • the IC 7 is mounted on the pad 23 by, for example, reflow. After mounting the IC 7, the underfill 35 is supplied below the IC 7 by a dispenser or the like.
  • the step of forming the layered pattern may be one in which etching is performed after forming the thin film, or one in which the thin film is formed through a mask (the same applies hereinafter).
  • the damping material 11 and the conductors (pad 23, first electrode 31, and second electrode 33) arranged on the damping material 11 may be manufactured, for example, in the same manner as a known ceramic multilayer substrate. More specifically, for example, the damping material 11 may be manufactured by firing a laminated body of a plurality of ceramic green sheets on which a conductive paste is arranged. When the conductor is not arranged inside the damping material 11, the damping material 11 may be composed of one ceramic green sheet. Further, the damping material 11 may be produced by pressing and heating the ceramic raw material in the mold. Further, as described above, the damping material 11 may be manufactured by impregnating the fired porous ceramic with a resin. After impregnation, the conductor may be arranged by a known thin film forming method.
  • the support substrate 3 and the attenuating material 11 may be bonded together in the state of a wafer in which a large number of them are taken, or at least one of them may be bonded after being singulated.
  • the wafer of the support substrate 3 is etched by a plurality of support substrates 3 (having the same size as the overlapping region 11aa) by etching before the bonding. It may have a shape having a frame portion (discarding margin) connecting the support substrates 3 to each other, or a portion on the non-overlapping region 11ab may be removed by etching after the attachment, and a plurality of portions may be formed.
  • the support substrate 3 may be formed.
  • the conductor (for example, the wiring pattern 27) extending over the support substrate 3 and the damping material 11 forms a layered pattern, for example, after the support substrate 3 and the damping material 11 are bonded together and after the side surface of the support substrate 3 is formed. It may be made by a process. Not only the conductors straddling the support substrate 3 and the damping material 11, but also some or all of the conductors (pads 23 and the first electrodes 31) located on the surface of the other damping material 11 adhere the support substrate 3 and the damping material 11. It may be formed by a step of forming a layered pattern after the combination.
  • the method of dividing the wafer into individual pieces may be various methods including a known method.
  • the method of dividing the wafer into individual pieces may use a dicing blade or a laser.
  • the method of dividing a wafer by a laser may be, for example, a general method of absorbing energy of laser light from the surface of the wafer to the wafer (for example, melt cutting and ablation).
  • a method may be used in which the laser light is transmitted through the surface of the wafer and the energy of the laser light is applied to the inside of the wafer.
  • An example of such a method is stealth dicing (registered trademark).
  • the wafer in which a large number of supporting substrates 3 are taken and the wafer in which a large number of damping materials 11 are taken may be divided in a state where they are bonded to each other, for example. Alternatively, it may be divided separately from each other.
  • FIG. 7A is a sectional view showing an example of a wafer dividing method. Further, FIG. 7B is a sectional view taken along line VIIb-VIIb in FIG. However, in these drawings, hatching showing a cross section is omitted for convenience.
  • a mode is shown in which the first wafer 75 from which a large number of supporting substrates 3 are taken and the second wafer 77 from which a large number of damping materials 11 are taken are divided in a state of being bonded to each other.
  • a wafer configured by bonding the first wafer 75 and the second wafer 77 together is referred to as a composite wafer 79.
  • the composite wafer 79 may be provided with another layer (for example, a layer forming the array unit 5) at the time of division.
  • a mode is shown in which the energy of the laser light is applied to the inside of the wafer (here, the composite wafer 79).
  • the laser light 71 is condensed inside the composite wafer 79 by the lens system 73.
  • a crack 81 is formed inside the composite wafer 79, as schematically shown by a cavity in FIG. 7B.
  • the laser light 71 is moved in the plane direction of the composite wafer 79 (here, the D1 direction).
  • the crack 81 extends in the plane direction of the composite wafer 79, as shown by hatching in FIG.
  • the composite wafer 79 is divided by, for example, cutting the crack 81 as a starting point.
  • the support substrate 3 has a plurality of side surfaces that connect the first surface 3a and the second surface 3b. Of these side surfaces, the side surface facing the ⁇ D2 side is referred to as a first side surface 3e as shown in FIG. Further, the damping member 11 has a plurality of side surfaces that connect the third surface 11a and the fourth surface 11b. Of these side surfaces, the side surface facing the ⁇ D2 side is referred to as a second side surface 11e, as shown in FIG. The first side surface 3e and the second side surface 11e are side surfaces facing each other in the same direction. The first side surface 3e and the second side surface 11e are collectively referred to as a third side surface 51.
  • the first side surface 3e and the second side surface 11e facing the ⁇ D2 side will be described.
  • the following description may be applied to the side surface of the support substrate 3 and the side surface of the attenuating material 11 that face together in other directions, in addition to or instead of the first side surface 3e and the second side surface 11e.
  • the following description may be applied to all the side surfaces of the support substrate 3 and all the side surfaces of the damping material 11.
  • the first side surface 3e and the second side surface 11e may be flush, as shown in FIG. In other words, these side surfaces do not form a step therebetween, but form one plane.
  • a step may exist between the two when viewed extremely microscopically.
  • the size of the step when it can be regarded as one plane may be 5 times or less or 2 times or less of the arithmetic average roughness in the uneven region 53 described later. And/or, for example, 20% or less, 10% or less, or 5% or less of the maximum diameter of the cavity 3c (opening in the first surface 3a) can be mentioned. And/or 10 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, or 0.1 ⁇ m or less.
  • first side surface 3e and the second side surface 11e are flush with each other, in a mode in which the adhesive is interposed between the second surface 3b of the support substrate 3 and the third surface 11a of the damping material 11. May be separated from each other via the adhesive.
  • the first side surface 3e and the second side surface 11e that are flush with each other may be appropriately formed.
  • the first side surface 3e and the second side surface 11e may be flush with each other by dividing the first wafer 75 and the second wafer 77 in a state where they are bonded to each other.
  • the first side surface 3e and the second side surface 11e may be flush with each other by aligning the support substrate 3 and the damping material 11 after dividing at least one of the first wafer 75 and the second wafer 77. I do not care.
  • FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams for explaining the state of the third side surface 51. These figures show different examples.
  • a concave-convex region 53 in other words, a surface that is not a cross section described below is hatched.
  • At least a part of the third side surface 51 may be provided with a concavo-convex region 53 having a surface roughness larger than the surface roughness of a part of the surface of the support substrate 3 and the damping material 11.
  • the “partial region” may be any region other than the concavo-convex region 53.
  • the partial region may be a region included in any of the first surface 3a, the second surface 3b, the third surface 11a, and the fourth surface 11b.
  • a part of the region may be a region included in any of the side surfaces other than the third side surface 51 of the support substrate 3 and the damping material 11.
  • a part of the area may be an area of the third side surface 51 other than the uneven area 53.
  • the surface roughness of the uneven area 53 may be set appropriately.
  • the first surface 3a of the support substrate 3 may have an arithmetic average roughness of 2 nm or less, 1 nm or less, or 0.2 nm or less, following the main surface (front and back) of a general silicon wafer.
  • the arithmetic mean roughness of the concavo-convex region 53 may be 5 nm or more, 10 nm or more, 50 nm or more, 0.1 ⁇ m or more, or 1 ⁇ m or more.
  • the surface roughness of the uneven region 53 may be the same or different between the first side surface 3e and the second side surface 11e.
  • the surface roughness of the uneven region 53 may be uniform or may vary within the first side surface 3e or the second side surface 11e.
  • the side surface on which the concavo-convex region 53 is formed (here, the third side surface 51) may be formed of the side surface of the support substrate 3 and the side surface of the damping material 11 which are flush with each other, as in the example here. It may be composed of two side surfaces which are not flush with each other (there is a step between them). Further, the uneven region 53 may be provided on only one of the side surface of the support substrate 3 and the side surface of the damping material 11, or both of them may be provided as in the example of FIGS. 8(a) to 8(c). May be provided. The specific position and the number of the uneven areas 53 are also arbitrary.
  • the uneven area 53 extends over the boundary between the first side surface 3e and the second side surface 11e.
  • the concavo-convex region 53 has at least one of the first surface 3a and the fourth surface 11b (both in the example shown in the figure, via the smooth region 55 having a surface roughness smaller than the surface roughness of the concavo-convex region 53). ) Away from.
  • the concavo-convex region 53 having such an arrangement may be appropriately formed.
  • the laser light 71 is applied to the inside of the composite wafer 79 to generate the crack 81, and thereafter, the composite wafer 79 is divided by cutting. To do.
  • the region where the crack 81 is formed becomes the uneven region 53
  • the region divided by the cutting becomes the smooth region 55.
  • the roughened region 53 shown in FIG. 8A may be realized by subjecting a partial region of the third side surface 51 to a roughening process after the ultrasonic device 1 is singulated.
  • a plurality of (three in the illustrated example) uneven areas 53 are provided.
  • the plurality of concavo-convex regions 53 are separated from each other in the D3 direction (direction orthogonal to the first surface 3a) via a smooth region 55 having a surface roughness smaller than that of the concavo-convex regions 53.
  • the number of the uneven regions 53 may be only one on the third side face 51, on the first side face 3e, or on the second side face 11e, or may be more than one.
  • the number of plural cases is also arbitrary.
  • the width (length in the D3 direction), roughness, etc. of the plurality of concavo-convex regions 53 may be the same as or different from each other.
  • the concavo-convex region 53 having such an arrangement may be appropriately formed.
  • the concavo-convex region 53 may be formed by using the dividing method of FIGS. 7A and 7B.
  • the laser light 71 is condensed at a plurality of positions in the D3 direction to form cracks 81 at a plurality of positions in the D3 direction.
  • a plurality of uneven areas 53 are formed. Focusing at a plurality of positions in the D3 direction may be realized by alternately repeating the movement of the laser light 71 and the change of the focal length, or by moving the plurality of laser lights 71 having different focal lengths together. May be realized by By the way, one uneven
  • the uneven area 53 extends over the entire third side surface 51.
  • the supporting substrate 3 and the attenuating material 11 are both separated by a dicing blade.
  • a plurality of cutting marks 57 are formed by the dicing blade, and the third side surface 51 is roughened.
  • the cutting trace 57 is shown by an arc, and the curvature is increased for visibility.
  • the cutting trace 57 (a concave portion and/or a convex portion that extends linearly from another perspective) straddles the support substrate 3 and the damping material 11.
  • the ultrasonic device 1 has the support substrate 3, the ultrasonic element 13, the damping material 11, and one or more electronic elements (IC 7 and capacitor 9).
  • the support substrate 3 has a first surface 3a and a second surface 3b on the back surface thereof.
  • the ultrasonic element 13 is located on the first surface 3a.
  • the damping material 11 is attached to the second surface 3b and has a damping constant larger than that of the support substrate 3.
  • the IC 7 and the capacitor 9 are located on the damping material 11.
  • the ultrasonic device 1 includes the support substrate 3, the ultrasonic element 13, the damping material 11, and the conductors (the pad 23, the first electrode 31, the second electrode 33, and the wiring pattern 27).
  • the support substrate 3 has a first surface 3a and a second surface 3b on the back surface thereof.
  • the ultrasonic element 13 is located on the first surface 3a.
  • the damping material 11 is attached to the second surface 3b and has a damping constant larger than that of the support substrate 3.
  • the conductor is located on the damping member 11.
  • the damping material 11 not only contributes to the attenuation of sound waves, but also contributes to the arrangement of electronic elements (or conductors). This improves the degree of freedom in design. Further, since the damping material 11 is made of a material having a large damping constant, the vibration of the ultrasonic element 13 causes noise in the electronic element, and conversely, the vibration of the electronic element (for example, the vibration of the capacitor 9) is excessive. The probability of affecting the operation of the acoustic wave element 13 is reduced.
  • the damping material 11 has the third surface 11a to which the second surface 3b of the support substrate 3 is attached.
  • the third surface 11a has an overlapping area 11aa and a non-overlapping area 11ab.
  • the overlapping region 11aa overlaps with the support substrate 3 in a plan view.
  • the non-overlapping region 11ab is located outside the support substrate 3 in a plan view.
  • the one or more electronic elements located in the attenuating material 11 include the electronic elements (IC7) mounted in the non-overlap region 11ab.
  • the support substrate 3 (first surface 3a) has the same size as the damping material 11, and the support substrate 3 (first surface 3a) is provided directly above the non-overlapping region 11ab.
  • An example is a configuration in which the IC7 is mounted. Compared to such a configuration, in the configuration of this embodiment, the upper surface of the IC 7 is located below the thickness of the support substrate 3. As a result, the height of the ultrasonic device 1 can be reduced.
  • the one or more electronic elements located in the damping material 11 include the capacitor 9.
  • the damping material 11 is made of a dielectric material.
  • the capacitor 9 has a part of the damping material 11 (dielectric part 29) and a pair of electrodes (first electrode 31 and second electrode 33) facing each other with the dielectric part 29 in between. There is.
  • the damping material 11 is also used as a member forming a part of the capacitor 9. Therefore, for example, while increasing the functionality of the ultrasonic device 1, it is possible to prevent the ultrasonic device 1 from increasing in size.
  • the damping material 11 is made of a material having a larger damping constant than the material of the support substrate 3. Therefore, the vibration transmitted from the capacitor 9 to the ultrasonic element 13 and/or the IC 7 (another electronic element) can be reduced.
  • the one or more electronic elements located in the damping material 11 include the IC 7.
  • the IC 7 is surface-mounted by a plurality of bumps 25 on a predetermined surface (third surface 11a) of the damping material 11.
  • the capacitor 9 is located immediately below the IC 7 and in the non-arrangement region of the plurality of bumps 25 in plan view of the third surface 11a.
  • the plurality of bumps 25 are not directly interposed between the capacitor 9 and the IC 7.
  • vibration of the capacitor 9 is transmitted to the IC 7, and it is possible to reduce the probability that noise is mixed in the IC 7.
  • Such an effect is, for example, to increase the damping constant of the underfill 35 interposed between the IC 7 and the capacitor 9 or to make a space (vacuum state or gas exists) between the IC 7 and the capacitor 9. Can be improved.
  • the thermal conductivity of the damping material 11 may be set higher than that of the support substrate 3.
  • the heat dissipation of the electronic element can be improved as compared with the case where the electronic element (for example, the IC 7) is mounted on the support substrate 3.
  • the ultrasonic device 1 includes the support substrate 3, the ultrasonic element 13, and the damping material 11.
  • the support substrate 3 has a first surface 3a and a second surface 3b on the back surface thereof.
  • the ultrasonic element 13 is located on the first surface 3a.
  • the damping material 11 is attached to the second surface 3b and has a damping constant larger than that of the support substrate 3.
  • the material of the damping material 11 is ceramic.
  • the damping constant of the damping material 11 it is easy to make the damping constant of the damping material 11 larger than that of the supporting substrate 3.
  • the same structure as the ceramic multilayer substrate can be used as the damping material 11, and the electronic element (or the conductor) can be easily arranged on the damping material 11.
  • the material of the damping material 11 may include a resin-dispersed ceramic as a main component.
  • a resin-dispersed ceramic as a main component.
  • the elastic constant of the underfill 35 may be made larger than the elastic constant of the dielectric part 29 (the damping material 11).
  • the vibration of the dielectric part 29 is easily restrained by the underfill 35. As a result, the probability of noise being mixed in the IC 7 due to the vibration of the dielectric portion 29 is reduced.
  • the support substrate 3 has the first side surface 3e connecting the first surface 3a and the second surface 3b.
  • the damping member 11 has a second side surface 11e that is flush with the first side surface 3e.
  • the third side surface 51 including the first side surface 3e and the second side surface 11e has a surface roughness of a partial area (for example, the first surface 3a or the smooth area 55) of the surface of the support substrate 3 and the surface of the damping material 11. Also has an uneven region 53 having a large surface roughness.
  • the damping material 11 since the first side surface 3e and the second side surface 11e are flush with each other, it is easy to reduce the area of the attenuating material 11 and downsize the ultrasonic device 1. If the damping material 11 is made small, the effect of damping unnecessary vibrations is reduced. However, since the surface roughness of the third side surface 51 is increased, the vibration is easily dispersed. As a result, the reduction of the damping effect due to the miniaturization of the damping material 11 is compensated.
  • the concavo-convex region 53 may straddle the boundary between the first side surface 3e and the second side surface 11e.
  • the vibration transmitted through the interfaces (the second surface 3b and the third surface 11a) between the support substrate 3 and the damping material 11 is easily dispersed. As a result, the above compensation effect is improved.
  • the concavo-convex region 53 is provided on the opposite side of the first surface 3a and the support substrate 3 of the damping material 11 via a region (smooth region 55) having a surface roughness smaller than that of the concavo-convex region 53. It may be separated from at least one of the surfaces (fourth surface 11b) (both in the illustrated example).
  • the probability that unevenness is formed on the ridgeline formed by the first surface 3a and/or the fourth surface 11b and the third side surface 51 is reduced.
  • the probability of stress concentration on the ridgeline due to the unevenness is reduced.
  • stress is likely to be applied to the ridgeline. From the above, it is easy to improve the robustness of the ultrasonic device 1 while maintaining the damping effect of the uneven region 53.
  • the third side surfaces 51 are separated from each other in a direction (D3 direction) orthogonal to the first surface 3a via a region (smooth region 55) having a surface roughness smaller than that of the concavo-convex region 53. It may have a plurality of uneven areas 53.
  • unevenness is formed with respect to the interface between the support substrate 3 and the damping material 11, the interface between the plurality of layers forming the supporting substrate 3, and/or the interface between the plurality of layers forming the damping material 11.
  • the region 53 can be located, and conversely, the smooth region 55 can be located.
  • the vibration transmitted through the interface can be dispersed intensively.
  • the probability of stress concentration due to the unevenness on the ridgeline formed by the interface and the side surface is reduced. In this way, the degree of freedom in design regarding the damping of vibration and the setting of robustness is improved.
  • FIG. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 2 showing the configuration of an ultrasonic device 201 according to a modification.
  • the capacitor 209 is located on the surface of the damping material 11 instead of being built in the damping material 11.
  • the capacitor 209 includes a second electrode 33 that overlaps the third surface 11a (non-overlapping region 11ab) of the damping material 11, a dielectric portion 229 that overlaps the second electrode 33, and The first electrode 31 overlaps the dielectric portion 229.
  • the dielectric part 229 is not a part of the damping material 11.
  • the description of the material and the physical property value of the damping material 11 may be applied.
  • the placement position of the capacitor 209 basically, the description of the placement position of the capacitor 9 may be used except that the capacitor 209 is not placed inside the damping material 11. Further, like the capacitor 9, the capacitor 209 may be located immediately below the IC 7 and in a region that does not overlap the plurality of bumps 25 in plan perspective. In this case, the capacitor 209 is located in the gap between the IC 7 and the damping material 11.
  • the ultrasonic device 201 can be downsized in the plane direction.
  • the presence of the capacitor 209 can reduce the amount of the underfill 35.
  • Various effects can be obtained by adjusting the physical property values of the capacitor 209 and/or the underfill 35. For example, the heat conductivity from the IC 7 to the damping material 11 can be improved by the capacitor 209 having a higher thermal conductivity than the underfill 35.
  • the electronic component 41 is mounted on the support substrate 3.
  • the electronic component 41 may be, for example, an IC, a capacitor, an inductor, a resistor, an amplifier or a filter, similarly to the electronic element located on the damping material 11.
  • the arrangement position of the electronic component 41 on the support substrate 3 may be set appropriately.
  • the electronic component 41 is connected to the IC 7 via the wiring pattern 27 extending over the support substrate 3 and the non-overlapping region 11ab.
  • the electronic component 41 may only be connected to the array section 5 on the support substrate 3, or may be connected to an electronic element different from the IC 7 via the wiring pattern 27.
  • the layered conductor pattern 28 on the third surface 11a is located not only on the non-overlapping area 11ab but also on the overlapping area 11aa.
  • the ultrasonic device 1 may have a conductor, a part or all of which is located on the overlapping region 11aa.
  • the conductor pattern 28 constitutes a part of the wiring pattern 27 located in the non-overlapping region 11ab.
  • the portion of the wiring pattern 27 located on the side surface of the support substrate 3 is joined to the upper surface of the conductor pattern 28 that is under the support substrate 3.
  • the portion of the wiring pattern 27 located on the side surface of the support substrate 3 and the portion of the wiring pattern 27 located on the non-overlapping region 11ab are formed separately. It is possible to improve the reliability of the joining of the two.
  • the ultrasonic device 201 further has a wiring 43 located inside the attenuating material 11.
  • the wiring 43 is composed of, for example, a conductor layer (example shown) parallel to the third surface 11a and/or a via conductor penetrating a part or all of the damping material 11 in the thickness direction.
  • the purpose (connection destination) of the wiring 43 may be set appropriately.
  • the wiring 43 may connect any two of the array unit 5, the IC 7, the capacitor 9, and the electronic component 41.
  • the wiring 43 may function as an inductor (electronic element) used for impedance adjustment. Such an inductor may be provided between the array unit 5 and the capacitor 9, for example.
  • the position, shape, size, material, etc. of the wiring 43 may be set appropriately.
  • the wiring 43 is arranged in a region overlapping with the support substrate 3 (overlapping region 11aa) in a plan view of the support substrate 3.
  • the wiring 43 may be located in a region overlapping with the non-overlapping region 11ab instead of or in addition to the overlapping region 11aa.
  • the material of the wiring 43 for example, the metal exemplified as the material of the lower electrode 17 and the upper electrode 21 may be used.
  • the conductors located in the attenuating material 11 do not necessarily constitute an electronic element (the first electrode 31 and the second electrode 33 of the capacitor 9 and the second electrode of the capacitor 209). 33) or directly contributing to the mounting of the electronic device (see pad 23). Even in this case, as in the embodiment, the damping member 11 is effectively used, and the degree of freedom in design is improved.
  • the wiring 43 when the wiring 43 is located in a region overlapping the support substrate 3, for example, due to a difference in acoustic impedance between the damping material 11 and the wiring 43, The sound wave from the sound wave element 13 can be scattered. Therefore, the wiring 43 contributes not only to effective use of the damping material 11, but also to improvement of the damping constant of the damping material 11.
  • the sound waves to be scattered are not limited to those related to the ultrasonic element 13, and may be those related to vibration of a capacitor or the like. From the viewpoint of the effect of scattering sound waves, the conductor located in the attenuating material 11 may have no electrical role.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 101 as an application example of the ultrasonic device 1.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 101 is, for example, for IVUS.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 101 includes, for example, a catheter 103 that is inserted into a blood vessel of a patient and an apparatus main body 107 that is connected to the catheter 103.
  • the catheter 103 includes, for example, a catheter body 103a having a substantially tubular shape and the ultrasonic device 1 housed in the catheter body 103a.
  • the ultrasonic device 1 transmits ultrasonic waves to the outside in the radial direction of the catheter body 103a via the catheter body 103a, and receives the reflected waves, for example.
  • the apparatus main body 107 has, for example, a transmission/reception unit 109 connected to the ultrasonic device 1 via wiring (not shown) in the catheter main body 103a.
  • the transmission/reception unit 109 inputs an electric signal related to the transmission of ultrasonic waves into the ultrasonic device 1 and performs a predetermined process on the electric signal related to the reception of ultrasonic waves.
  • the electric signal relating to the transmission includes, for example, information (information such as frequency and amplitude) that defines the waveform of the transmitted ultrasonic wave.
  • the electric signal related to reception includes information (information such as frequency and amplitude) that specifies the waveform of the received ultrasonic wave.
  • the division of roles between the IC 7 and the transmitting/receiving unit 109 may be set appropriately.
  • the apparatus main body 107 has, for example, an input unit 111 that receives an operation of a user (for example, a doctor or a technician), and a control unit 113 that controls the transmission/reception unit 109 based on a signal from the input unit 111. ..
  • the apparatus main body 107 includes an image processing unit 115 that performs image processing based on a signal from the transmission/reception unit 109 and a signal from the control unit 113, and a display unit 117 that displays an image based on the signal from the image processing unit 115. I have it.
  • On the display unit 117 for example, a tomographic image of the patient (here, a blood vessel cross-sectional image) obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves is displayed.
  • the catheter 103 may have a mechanism for bending the catheter body 103a and changing the direction of the ultrasonic device 1 in the catheter body 103a. Further, the apparatus main body 107 may have a control unit corresponding to such a mechanism.
  • the IC 7, the capacitor 9, and the capacitor 209 are examples of electronic elements.
  • the first electrode 31 and the second electrode 33 are an example of a pair of electrodes.
  • the third surface 11a is an example of a predetermined surface.
  • the pad 23, the first electrode 31 and the second electrode 33 of the capacitor 9, the second electrode 33 of the capacitor 209, a part of the wiring pattern 27, the conductor pattern 28, and the wiring 43 are examples of conductors.
  • the present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and may be implemented in various modes.
  • FIG. 5 shows modified examples of various configurations inside the ultrasonic device, but it is not necessary to combine all of them.
  • Ultrasonic devices are not limited to those used for IVUS.
  • the ultrasonic device may be used for an ultrasonic diagnostic apparatus for purposes other than IVUS, or may be used for a sensor for measuring a distance to an object in an image pickup apparatus and an automobile.
  • the ultrasonic device does not have to have both functions of transmitting and receiving ultrasonic waves, and may have only one of the functions.
  • the ultrasonic device may not have a plurality of ultrasonic elements, and may have only one ultrasonic element. Further, when a plurality of ultrasonic elements are provided, each of the plurality of ultrasonic elements may be used for transmission and reception, or is divided into an ultrasonic element for transmission and an ultrasonic element for reception. May be
  • the ultrasonic element is not limited to the unimorph type pMUT and may be a cMUT or a bimorph type pMUT.
  • the vibration layer 15 is located on the cavity 3c side with respect to the piezoelectric layer 19, but it may be located on the opposite side of the piezoelectric layer 19 from the cavity 3c.
  • the cavity may be formed by a through hole formed in the support member instead of the recess formed in the support member.
  • a recess may be formed on the second surface of the support member, and a part of the support member on the first surface side may be used as the vibration layer.
  • the damping material does not have to have a non-overlapping region located outside the support substrate in plan view.
  • the damping material may have substantially the same size as the supporting substrate.
  • an electronic element for example, a capacitor
  • an electronic element for example, an IC
  • the damping material does not need to overlap the entire surface of the support substrate. For example, part or all of the damping material and part of the support substrate may overlap.
  • the support substrate is not limited to a shape that overlaps the entire one side in the longitudinal direction of the damping material.
  • the support substrate may be located at a part of the center of the damping material in plan view.
  • the capacitor located in the damping material can have various configurations other than the example shown.
  • a pair of electrodes may be formed by conductor patterns located on the surface of the damping material and facing each other in the direction along the surface.
  • the capacitor may have a configuration in which two or more dielectric parts and three or more electrodes are stacked on the third surface 11a, or electrodes facing each other with the dielectric part sandwiched therebetween are the third surface. It may be configured to face each other in the direction along 11a.
  • the underfill may be provided so that a space is formed between the IC and the capacitor directly below the IC, as mentioned in the description of the embodiment.
  • This space may be sealed or may not be sealed.
  • the space When sealed, the space may be evacuated or may be filled with a suitable gas.
  • the vacuum is actually a state in which the atmospheric pressure is lower than the atmospheric pressure.
  • the gas may be, for example, an inert gas (eg nitrogen).
  • a support substrate having a first surface and a second surface behind the first surface; An ultrasonic element located on the first surface; A damping material bonded to the second surface and having a damping constant larger than that of the supporting substrate; Has The support substrate has a first side surface connecting the first surface and the second surface, The damping material has a second side surface that is flush with the first side surface, The third side surface composed of the first side surface and the second side surface has an uneven region having a surface roughness larger than the surface roughness of a part of the surface of the support substrate and the surface of the damping material.
  • Ultrasonic device Ultrasonic device.
  • Concept 2 A support substrate having a first surface and a second surface behind the first surface; An ultrasonic element located on the first surface; A damping material bonded to the second surface and having a damping constant larger than that of the supporting substrate; Has The side surface of the damping material is A smooth region, The surface roughness of the smooth region is larger than that of the smooth region, and the unevenness region is separated from the surface of the attenuating material opposite to the support substrate via the smooth region.
  • Concept 3 A support substrate having a first surface and a second surface behind the first surface; An ultrasonic element located on the first surface; A damping material bonded to the second surface and having a damping constant larger than that of the supporting substrate; Has The side surface of the damping material is At least one smooth region, The surface roughness of the smooth region is larger than that of the smooth region, and the plurality of concavo-convex regions are separated from each other in the direction orthogonal to the first surface via the smooth region.
  • SYMBOLS 1... Ultrasonic device 3... Support substrate, 3a... 1st surface, 3b... 2nd surface, 3e... 1st side surface, 7... IC (electronic element), 9... Capacitor (electronic element), 11a... 3rd surface , 11aa... Overlapping area, 11ab... Non-overlapping area, 11e... Second side surface, 13... Attenuating material, 13... Ultrasonic element, 25... Bump, 51... Third side surface, 53... Concavo-convex area.

Abstract

超音波デバイスは、支持基板と、超音波素子と、減衰材と、１以上の電子素子とを有している。支持基板は、第１面及びその背面の第２面を有している。超音波素子は、第１面に位置している。減衰材は、第２面と貼り合わされており、支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している。電子素子は減衰材に位置している。

Description

超音波デバイス
　本開示は、超音波の送信及び／又は超音波の受信を行う超音波デバイスに関する。
　人体の断面画像を得るための超音波プローブ等の種々の超音波デバイスが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１は、血管内超音波検査法（ＩＶＵＳ：intravascular ultrasound）に利用されるデバイスを開示している。このデバイスでは、カテーテル内に超音波アセンブリが配置されている。この超音波アセンブリでは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の一部領域に超音波の送受信用の超音波振動子が設けられているとともに、ＭＥＭＳの他の領域に集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）素子が実装されている。
特表２０１８－５２０７４４号公報
　本開示の一態様に係る超音波デバイスは、第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、前記第１面に位置している超音波素子と、前記第２面と貼り合わされており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、前記減衰材に位置している１以上の電子素子と、を有している。
　本開示の一態様に係る超音波デバイスは、第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、前記第１面に位置している超音波素子と、前記第２面に重なっており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、前記減衰材に位置している導体と、を有している。
　本開示の一態様に係る超音波デバイスは、第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、前記第１面に位置している超音波素子と、前記第２面に重なっており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、を有しており、前記減衰材の材料がセラミックである。
実施形態に係る超音波デバイスの外観を示す斜視図である。 図１のII－II線における断面図である。 図１の超音波デバイスにおける超音波素子の構成を示す断面図である。 図１の超音波デバイスにおけるＩＣ及びその周辺の構成を示す平面透視図である。 変形例に係る超音波デバイスの構成を示す断面図である。 超音波デバイスの応用例としての超音波診断装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図７（ａ）はウェハの分割方法の一例を示す断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIｂ－VIIｂ線における断面図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）はそれぞれ超音波デバイスの側面の状態の例を示す図である。 減衰材の材料の一例を示す断面図である。
　以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがあり、また、寸法比率等は現実のものと必ずしも一致しない。複数の図面相互の寸法比率も必ずしも一致しない。部材の形状が円形及び多角形等によって説明されていても、実施形態の趣旨から逸脱しない大きさで、角部が面取りされていたり、辺に凸部または凹部が形成されていたりしてもよい。
　図面には、便宜上、実施形態に係る超音波デバイスに固定の直交座標系Ｄ１－Ｄ２－Ｄ３を付すことがある。超音波デバイスは、いずれの方向が上方又は下方とされてもよいものであるが、以下の説明では、便宜上、＋Ｄ３方向を上方として、上部又は下部等の語を用いることがある。また、以下において平面視という場合、特に断りがない限りは、Ｄ３方向に見ることをいうものとする。
　本実施形態の説明では、材料名を例示することがあるが、特に断りが無い限り、その材料名は、主成分を指すものとし、材料には適宜に不純物及び／又は添加物が含まれていてよいものとする。主成分は、例えば、材料の５０質量％以上を占める成分である。
［超音波デバイス］
（超音波デバイスの概略構成）
　図１は、実施形態に係る超音波デバイス１の外観を示す斜視図である。図２は、図１のII－II線における断面図である。
　超音波デバイス１は、＋Ｄ３側への超音波の送信及び／又は＋Ｄ３側からの超音波の受信を行うように構成されている。ここでいう超音波の送信及び受信についての＋Ｄ３側は、Ｄ３軸に平行とは限らない。
　超音波デバイス１の概略の外形及びその寸法は、超音波デバイス１が利用される技術分野及び超音波デバイス１に要求される機能等に応じて適宜に設定されてよい。図示の例では、超音波デバイス１の概略の外形は、薄型の直方体状とされている。また、超音波デバイス１は、比較的小型に構成されてよく、また、ＭＥＭＳとして構成されてもよい。超音波デバイス１が比較的小型である場合の寸法の一例を挙げると、Ｄ１方向及びＤ２方向のそれぞれにおける長さは、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、Ｄ３方向における長さは、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
　超音波デバイス１は、例えば、支持基板３と、支持基板３の第１面３ａに設けられているアレイ部５と、支持基板３の第１面３ａとは反対側の第２面３ｂに貼り合わされている減衰材１１とを有している。アレイ部５は、超音波の送信及び／又は受信を直接に担う部分である。支持基板３は、例えば、アレイ部５の支持に寄与している。減衰材１１は、例えば、不要な振動の減衰に寄与する。
　アレイ部５は、複数の超音波素子１３（図１）が第１面３ａに沿って配列されて構成されている。各超音波素子１３は、電気信号を超音波に変換し、及び／又は超音波を電気信号に変換する。すなわち、超音波素子１３は、超音波の送信及び／又は受信を直接に担うトランスデューサーである。図１において複数の超音波素子１３の境界線は概念的なものであり、図示のような境界線が実際に観察されるわけではない。
　超音波デバイス１は、減衰材１１に（少なくとも一部が）位置している１以上の電子素子（７等）を有している。このように、本実施形態では、減衰材１１は、単に音波の減衰に寄与するだけでなく、電子素子が配置される部材として有効利用されている。
　電子素子としては、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、キャパシタ、インダクタ、抵抗体、増幅器又はフィルタを挙げることができる。図示の例では、減衰材１１に設けられる電子素子として、ＩＣ７及びキャパシタ９（図２）が示されている。ＩＣ７は、例えば、アレイ部５と電気的に接続されており、アレイ部５への電気信号（駆動信号）の入力及び／又はアレイ部５からの電気信号（検出信号）の取り出しに寄与する。キャパシタ９は、例えば、アレイ部５及び／又はＩＣ７と電気的に接続されており、種々の用途に利用される。
　電子素子が減衰材１１に位置している態様としては、例えば、電子素子（その少なくとも一部）が減衰材１１の表面に位置している態様と、電子素子（その少なくとも一部）が減衰材１１の内部に位置している態様と、これらの組み合わせの態様とを挙げることができる。電子素子が減衰材１１の表面に位置している態様としては、例えば、電子素子が減衰材１１の表面に実装されている態様（ＩＣ７を参照）、及び減衰材１１の表面に電子素子が形成されている態様（後述する図５のキャパシタ２０９を参照）を挙げることができる。電子素子が減衰材１１の内部に位置している態様は、その文言どおりであるが、その一態様として、電子素子を構成する電極等の導体が減衰材１１に埋設されている態様（キャパシタ９を参照）を挙げることができる。
　以下、超音波デバイス１の各部の詳細について説明する。
（支持基板）
　支持基板３は、既述のように、第１面３ａと、その背面の第２面３ｂとを有している。支持基板３は、例えば、概略、平板状であり、第１面３ａ及び第２面３ｂは互いに平行な平面状である。ただし、後述するように、支持基板３には、第１面３ａにおいて、超音波素子１３の一部とみなすことが可能なキャビティ３ｃ（図３参照）が形成されるなど、厳密には平板状ではない。
　支持基板３の平面形状及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、支持基板３は、平面視において、超音波デバイス１の任意の位置を任意の大きさで占めてよい。図示の例では、支持基板３の平面形状は矩形（正方形又は長方形）である。当該矩形は、例えば、平面視において、長方形の超音波デバイス１のうちの長手方向の一方側を占めている。また、平面視において、支持基板３は、アレイ部５の配置に必要十分な広さとされていてもよいし（図示の例）、不図示の他の電子素子を実装可能にすることなどを目的として図示よりも広くされていてもよい。
　支持基板３の材料は任意である。支持基板３は、その全体が１つの材料によって構成されていてもよいし、複数の材料が組み合わされて構成されていてもよい。支持基板３の材料は、例えば、無機絶縁材料又は有機絶縁材料である。より具体的には、例えば、支持基板３は、シリコン（Ｓｉ）等の絶縁材料によって一体的に形成されてよい。また、例えば、支持基板３は、シリコン等の絶縁材料によって概ね全体が一体的に形成されているとともに、上面及び／又は下面にＳｉＯ２等の他の絶縁材料からなる層を有していてもよい。
（超音波素子）
　図３は、１つの超音波素子１３の構成を示す断面図であり、図１のIII－III線に対応している。
　超音波素子１３は、例えば、所定の波形（例えば矩形波又は正弦波）で電圧が変化する電気信号が入力されると、その波形を反映した（例えば周波数及び振幅を反映した）振動を生じ、ひいては、振動の波形を反映した超音波を生成する。これにより、超音波の送信が行われる。及び／又は、超音波素子１３は、超音波が入射すると、その超音波の波形を反映した振動を生じ、その振動の波形を反映した電気信号を生成する。これにより、超音波の受信が行われる。
　支持基板３には、第１面３ａに開口するキャビティ３ｃが形成されている。超音波素子１３は、キャビティ３ｃを塞いでいるメンブレンによって構成されている。そして、超音波素子１３は、キャビティ３ｃ側（－Ｄ３側）及びキャビティ３ｃとは反対側（＋Ｄ３側）の少なくとも一方への撓み変形を伴う振動を生じる。この振動によって、超音波の送信及び／又は受信が行われる。すなわち、超音波素子１３は、撓み振動型のものである。
　撓み振動型の超音波素子としては、例えば、ｐＭＵＴ（Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer）等の圧電式の素子、及びｃＭＵＴ（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer）等の容量式の素子を挙げることができる。本実施形態では、ｐＭＵＴを例に取る。また、撓み振動型の圧電素子としては、例えば、バイモルフ型の素子及びユニモルフ型のものを挙げることができる。本実施形態では、ユニモルフ型の素子を例に取る。
　キャビティ３ｃは、例えば、超音波素子１３毎に設けられている。従って、第１面３ａには複数のキャビティ３ｃが配列されている。キャビティ３ｃの形状及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、キャビティ３ｃの第１面３ａへの開口形状は、円形又は多角形とされてよい。また、キャビティ３ｃは、図示の例では、断面視において矩形であるが、台形等とされてもよい。キャビティ３ｃの第１面３ａにおける開口の径は適宜に設定されてよく、一例を挙げると、１０μｍ以上１００μｍ以下である。
　１つの超音波素子１３は、平面透視において、概ね、１つのキャビティ３ｃと重なる大きさを有している。超音波素子１３は、その中央が振動の腹となり、外縁が振動の節となる１次モードの振動に関して、共振周波数が超音波の周波数帯に位置するように構成されている。超音波の周波数帯は、例えば、２０ｋＨｚ以上の周波数帯である。超音波の周波数の上限について、特に規定は存在しないが、例えば、５ＧＨｚである。超音波素子１３の厚さは適宜に設定されてよく、一例を挙げると、２μｍ以上２０μｍ以下である。
　超音波素子１３は、例えば、支持基板３側から順に積層された、振動層１５、下部電極１７、圧電体層１９及び上部電極２１を有している。特に図示しないが、超音波素子１３は、この他、上部電極２１を覆う保護膜等を有していてもよい。
　振動層１５は、例えば、一定の厚さの層状である。振動層１５は、複数（例えば全部）の超音波素子１３に亘る広さで設けられていてもよいし、超音波素子１３毎に設けられていてもよい（複数の超音波素子１３間で互いに分離されていてもよい。）。振動層１５の厚さは適宜に設定されてよい。例えば、振動層１５の厚さは、圧電体層１９の厚さに対して、薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。
　振動層１５は、例えば、絶縁材料によって形成されている。絶縁材料は、無機材料でも有機材料でもよく、より具体的には、例えば、シリコン、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）である。振動層１５は、互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。例えば、振動層１５は、シリコンと、その下面に重なるＳｉＯ２とによって構成されていてもよい。特に図示しないが、下部電極１７又は上部電極２１を振動層に兼用することも可能である。
　圧電体層１９は、例えば、一定の厚さの層状である。圧電体層１９は、複数（例えば全部）の超音波素子１３に亘る広さで設けられていてもよいし、超音波素子１３毎に設けられていてもよい（複数の超音波素子１３間で互いに分離されていてもよい。）。圧電体層１９の厚さは適宜に設定されてよい。一例を挙げると、圧電体層１９の厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。
　圧電体層１９は、単結晶によって構成されていてもよいし、多結晶によって構成されていてもよい。圧電体層１９の材料は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン酸バリウム（ＢＴＯ：ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＫＮＮ：（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、チタン酸ビスマスナトリウム（ＮＢＴ：Ｎａ０．５Ｂｉ０．５ＴｉＯ３）及びチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１－ｘ)Ｏ３）である。上記の例示からも理解されるように、圧電体は、強誘電体であってもなくてもよいし、焦電体であってもなくてもよい。また、結晶構造は、ペロブスカイト型又はウルツ鉱型等の適宜なものであってよい。
　圧電体層１９の分極軸方向（単結晶においては電気軸・Ｘ軸）は、圧電体層１９の厚み方向とされている。圧電体層１９が多結晶体である場合において、分極は、圧電体層１９の全体に亘ってなされていてもよいし、一部においてのみなされていてもよい。上記一部は、キャビティ３ｃに重なる領域よりも広くてもよいし、当該領域と一致してもよいし、当該領域よりも狭くてもよい。
　下部電極１７及び上部電極２１は、圧電体層１９をその厚さ方向（別の観点では分極方向）において挟んで対向している。下部電極１７及び上部電極２１は、互いに同一の構成（平面形状、厚さ及び材料等）であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。
　下部電極１７及び上部電極２１それぞれは、例えば、一定の厚さの層状であり、平面透視においてキャビティ３ｃに重なるベタ状電極である。平面透視において、各電極の外縁は、例えば、キャビティ３ｃの外縁に概ね一致している。下部電極１７及び上部電極２１の少なくとも一方は、複数（例えば全部）の超音波素子１３に亘る広さを有していてもよい。各電極の厚さは適宜に設定されてよい。通常、各電極の厚さは、圧電体層１９及び振動層１５の厚さに比較して薄い。
　各電極の材料は、例えば、適宜な金属及び／または酸化物導電薄膜の層とされてよい。金属は、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）若しくはクロム（Ｃｒ）又はこれらを含む合金である。また、酸化物導電薄膜は、例えば、ＳＲＯまたはＬＮＯなどのペロブスカイト構造の導電材料などを用いることができる。各電極は、上記で示した互いに異なる材料からなる複数の層が積層されて構成されていてもよい。
　下部電極１７及び上部電極２１によって圧電体層１９に分極の向きと同じ向きで電界が印加されると、圧電体層１９の下部電極１７及び上部電極２１に挟まれた部分は、平面方向（Ｄ１軸方向及びＤ２軸方向）に縮小する。この縮小は、振動層１５によって規制されるから、超音波素子１３は、バイメタルのようにキャビティ３ｃ側へ撓む（変位する）。逆に、分極の向きと逆の向きで電界が印加されると、超音波素子１３は、キャビティ３ｃとは反対側へ撓む。
　上記のような超音波素子１３の変位によって、超音波素子１３の周囲の媒質（例えば流体）においては圧力波が形成される。そして、所定の波形で電圧が変化する電気信号が下部電極１７及び上部電極２１に入力されることによって、その電気信号の波形（例えば周波数）を反映した超音波が生成される。
　超音波の送信について述べたが、超音波の受信は、送信時とは逆の原理によって実現される。超音波素子１３は、例えば、超音波信号の送信を間欠的に行い、超音波信号の送信が行われていない間において超音波信号の受信を行う。これにより、超音波素子１３は、例えば、自らが送信し、反射して帰ってきた超音波信号を受信する。
（アレイ部）
　アレイ部５は、既述のように、複数の超音波素子１３が第１面３ａに沿って配列されることによって構成されている（図１参照）。複数の超音波素子１３が配列されていることによって、例えば、超音波の指向性を強くしたり、電子式走査を実現したりすることができる。複数の超音波素子１３は、互いに同一の電気信号が入力されるものであってもよいし、互いに異なる電気信号（例えば、電子式走査のための、位相が若干ずれた電気信号）が入力されるものであってもよい。
　アレイ部５が含む複数の超音波素子１３の構成は、例えば、互いに同一である。また、アレイ部５が含む複数の超音波素子１３は、既述の超音波素子１３の説明から理解されるように、一部の層が共通化されていてもよいし、互いに分離されていてもよい。複数の超音波素子１３の配列方向及び配列数は適宜に設定されてよい。例えば、複数の超音波素子１３は、図示の例のように２次元的に配列されてもよいし、図示とは異なり、１次元的に配列されてもよい。２次元的な配列は、例えば、図示の例のような行列状の配列であってもよいし、隣り合う列同士で超音波素子１３の位置が半ピッチずれている配列であってもよい。配列方向は、例えば、アレイ部５とＩＣ７との並び方向（後述する重複領域１１ａａと非重複領域１１ａｂとの並び方向）に対して平行な方向及び／又は直交する方向であってもよいし、前記並び方向に傾斜する方向であってもよい。複数の超音波素子１３が２次元的に配列される場合の超音波素子１３の数の一例を挙げると、１００個以上２００個以下である。
（減衰材）
　減衰材１１は、音響に係る減衰定数（ｍ－１・Ｈｚ－１）が支持基板３よりも大きい材料によって構成されている。これにより、例えば、超音波素子１３で生じた振動が外部へ漏れたり、逆に、外部からの振動が超音波素子１３へ伝わったりする蓋然性が低減される。また、本実施形態では、減衰材１１は、絶縁性材料によって構成されている。これにより、減衰材１１は、回路基板の絶縁体のように機能可能であり、ひいては、ＩＣ７の実装等が可能になっている。
　ここで、平面視した際に、支持基板３の側面と減衰材１１の側面とが、互いに平行にならないようにそれぞれを位置させてもよい。これにより、支持基板３と減衰材１１との間において横方向（面方向）に伝搬する漏れ振動の多重反射を軽減することができて、漏れ振動起因のノイズが超音波素子１３に伝わることを低減できる。
　減衰材１１の材料としては、一般に、樹脂が用いられている。本実施形態においては、セラミックが用いられてよい。セラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）のいずれかを主成分とする焼結体を挙げることができる。ただし、減衰材１１の材料として、弾性材料又は弾性材料に分類されない樹脂が用いられても構わない。
　また、減衰材１１の材料は、Ｓｉ、ガラス、サファイア、化学強化ガラス、ＳｉＣ、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＧａＡｓ、ＧａＮ、水晶及びＧａ２Ｏ３のうちの１つを主成分とするもの、又は上記材料のうちの２つ以上の組み合わせを主成分とするものであってもよい。これらの材料は、例えば、減衰材１１の内部に対するレーザ加工（後述）を適用することが容易である。
　また、上記の説明からも理解されるように、減衰材１１の材料は、２種以上の材料が組み合わされた複合材料であっても構わない。例えば、母材となる材料に、他の材料を分散させたり、フィラーを含ませたりした材料が用いられてもよい。以下に、一例を示す。
　図９は、減衰材１１の一部を模式的に示す断面図である。図示の例では、減衰材１１の材料は、セラミック６１に樹脂６３が分散されたものとなっている。このような材料は、例えば、多孔質セラミックに樹脂を含浸させることによって得ることができる。この場合、樹脂６３は、セラミック６１に分散されているといっても、フィラー（一般には粒子）とは異なり、互いにつながっている。セラミック６１の具体的な材料としては、例えば、減衰材１１を構成するセラミックの具体例として既に挙げたものが用いられてよい。樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。
　減衰材１１は、例えば、図１及び図２に示すように、例えば、概略、平板状である。そして、減衰材１１は、支持基板３（第２面３ｂ）と貼り合わされる第３面１１ａと、その背面側の第４面１１ｂとを有している。第３面１１ａは、平面視において支持基板３と重複する重複領域１１ａａと、平面視において支持基板３と重複しない非重複領域１１ａｂとを含んでいる。重複領域１１ａａは、別の観点では、第３面１１ａのうち支持基板３が配置されている領域であり、非重複領域１１ａｂは、第３面１１ａのうち支持基板３が配置されていない領域である。非重複領域１１ａｂには、例えば、ＩＣ７が実装されている。
　減衰材１１の平面形状及び各種の寸法は適宜に設定されてよい。例えば、減衰材１１（第３面１１ａ）の平面形状は、超音波デバイス１全体としての平面形状と同一とされてよく、図示の例では矩形（例えば長方形）である。また、例えば、重複領域１１ａａは、長方形の第３面１１ａの長手方向の一方側を占める矩形（正方形又は長方形）であり、非重複領域１１ａｂは、第３面１１ａの長手方向の他方側を占める矩形（正方形又は長方形）である。別の観点では、重複領域１１ａａ及び非重複領域１１ａｂは、その並び方向に直交する方向の幅が同一である。重複領域１１ａａ及び非重複領域１１ａｂは、互いに同等の広さであってもよいし、一方が他方よりも広くてもよい。非重複領域１１ａｂの広さは、例えば、ＩＣ７の実装に必要十分な広ささとされていてもよいし（図示の例）、不図示の他の電子素子を実装可能にすることなどを目的として図示よりも広くされていてもよい。
　減衰材１１の重複領域１１ａａと支持基板３の第２面３ｂとの接着は、適宜な方法によってなされてよい。例えば、両者は、その間に介在する熱硬化性樹脂等の接着剤によって接着されていてもよいし、重複領域１１ａａが直接に第２面３ｂに接着されていてもよい。接着剤が用いられる場合において、その厚さは適宜に設定されてよく、例えば、１μｍ以下である。また、接着剤は、例えば、重複領域１１ａａ及び第２面３ｂの全面に亘って両者の間に介在している（両者に密着している）。ただし、重複領域１１ａａの一部に第２面３ｂと貼り合わされていない領域が存在しても構わない。
（ＩＣ）
　ＩＣ７は、例えば、超音波素子１３に電気信号を入力する送信部、及び／又は超音波素子１３からの電気信号が入力される受信部の一部を構成している。送信部は、例えば、発生させたい超音波の波形に相当する波形の電気信号を生成して、下部電極１７及び上部電極２１の少なくとも一方に入力する。また、受信部は、例えば、下部電極１７及び上部電極２１の少なくとも一方から入力された電気信号に対して所定の処理を施す。所定の処理は、例えば、増幅及び／又はフィルタリングである。
　ＩＣ７は、例えば、概略、薄型直方体状の電子部品であり、減衰材１１の非重複領域１１ａｂに対して対向配置される。図２に示すように、ＩＣ７は、その下面に複数の端子７ａを有している。一方、非重複領域１１ａｂ上には、端子７ａに対向する複数のパッド２３が設けられている。そして、複数の端子７ａと複数のパッド２３とが複数のバンプ２５によって接合されることによって、ＩＣ７は非重複領域１１ａｂに実装されている。
　ＩＣ７は、例えば、いわゆるベアチップである。別の観点では、ＩＣ７は、減衰材１１にフリップチップ実装されている。従って、特に図示しないが、ＩＣ７は、例えば、シリコンチップの－Ｄ３側の面に導体層が配置されることなどによって複数の素子及び電子回路が構成されており、端子７ａは、前記導体層の一部である。ＩＣ７は、ベアチップではなく、上記のシリコンチップを収容するパッケージを有し、パッケージにパッド２３が設けられたものであってもよい。ＩＣ７の寸法は、ＩＣ７に要求される機能等に応じて適宜に設定されてよい。
　複数の端子７ａ（パッド２３及びバンプ２５）の数及び配置は適宜なものとされてよい。例えば、複数の端子７ａは、平面視又は断面視において確認できるように、ＩＣ７の外周側に位置している（図４も参照）。ここでいう外周側は、例えば、Ｄ１－Ｄ２平面に平行な方向においてＩＣ７を３等分又は４等分したときの両側の領域とされてよい。別の観点では、複数の端子７ａは、ＩＣ７の外縁に沿って配列されている。
　端子７ａ及びパッド２３の材料については、下部電極１７及び上部電極２１の材料の説明が援用されてよい。また、例えば、製造方法の観点において、パッド２３の全部又は一部は、下部電極１７及び／又は上部電極２１の全部又は一部と同一の層から作製されてもよいし、異なる層から作製されてもよい。
　バンプ２５は、例えば、半田によって構成されている。ここでいう半田は、鉛フリー半田を含んでよい。また、バンプ２５は、熱硬化性樹脂に導電性フィラーが混ぜ込まれた導電性接着剤によって構成されていてもよい。
（キャパシタ）
　キャパシタ９は、例えば、超音波素子１３及び／又はＩＣ７と電気的に接続されている。キャパシタ９の用途は種々のものとされてよい。例えば、キャパシタ９は、超音波素子１３への電気信号又は超音波素子１３からの電気信号を増幅する共振回路の一部を構成するものであってよい。また、例えば、キャパシタ９は、超音波素子１３への電気信号又は超音波素子１３からの電気信号のうち交流成分のみを通過させるものであってよい。また、例えば、キャパシタ９は、超音波素子１３への電気信号又は超音波素子１３からの電気信号から不要成分をグランドへ逃がすものであってもよい。
　キャパシタ９は、１つのみ設けられてもよいし、複数設けられてもよい。本実施形態では、前者を例に取って説明する。特に図示しないが、複数のキャパシタ９が設けられる場合、複数のキャパシタ９は、減衰材１１の平面方向に沿って配置されていてもよいし、及び／又は減衰材１１の厚さ方向に積層的に配置されていてもよい。
　キャパシタ９（図２）は、減衰材１１の一部である誘電体部２９と、当該誘電体部２９を挟んで対向する第１電極３１及び第２電極３３とを有している。より詳細には、例えば、第１電極３１及び第２電極３３は、互いに平行な平面状に構成されている。すなわち、キャパシタ９は、平行平板型のものである。また、第１電極３１及び第２電極３３は、例えば、減衰材１１の第３面１１ａに対して平行な層状導体によって構成されている。これら層状導体の一方（第２電極３３）は、減衰材１１の内部に位置している。他方（第１電極３１）は、減衰材１１の表面に位置していてもよいし（図示の例）、減衰材１１の内部に位置していてもよい。
　第１電極３１及び第２電極３３それぞれの形状、寸法及び材料等は、キャパシタ９に要求される仕様（容量等）に応じて適宜に設定されてよい。例えば、これらの材料については、下部電極１７及び上部電極２１の材料の説明が援用されてよい。製造方法の観点において、減衰材１１の表面に位置している第１電極３１の全部又は一部は、パッド２３、下部電極１７及び／又は上部電極２１の全部又は一部と同一の層から作製されてもよいし、異なる層から作製されてもよい。
　キャパシタ９は、減衰材１１の任意の位置に設けられてよい。例えば、キャパシタ９は、減衰材１１の表面から露出していてもよいし（図示の例）、完全に減衰材１１の内部に埋設されていてもよい（例えば双方の電極が完全に減衰材１１に埋設されていてよい）。また、例えば、キャパシタ９は、平面透視又は断面視において、非重複領域１１ａｂに収まっていてもよいし（図示の例）、重複領域１１ａａに収まっていてもよいし、両領域に跨っていてもよい。また、キャパシタ９が減衰材１１の表面から露出している場合、キャパシタ９（電極）は、第３面１１ａから露出していてもよいし、第４面１１ｂから露出していてもよいし、減衰材１１の側面から露出していてもよい。また、キャパシタ９が減衰材１１に完全に埋設されている場合、キャパシタ９は、減衰材１１の表面に対して、比較的近くに位置していてもよいし、比較的遠くに（減衰材１１の中心側に）位置していてもよい。
　図４は、ＩＣ７及びその周囲の平面図である。この図では、複数のバンプ２５及びキャパシタ９も点線で示されている。
　図３及び図４の例では、キャパシタ９は、その一部が減衰材１１の表面に位置している。具体的には、第１電極３１は、減衰材１１の第３面１１ａに重なっている。また、キャパシタ９は、非重複領域１１ａｂに位置しており、より詳細には、ＩＣ７の直下に位置している。さらに詳細には、キャパシタ９は、第３面１１ａの平面視において、複数のバンプ２５に囲まれる領域に位置しており、複数のバンプ２５、複数の端子７ａ及び／又は複数のパッド２３に重なっていない。
（素子同士の接続）
　アレイ部５、ＩＣ７及びキャパシタ９同士の接続は、適宜な構成の配線導体によって実現されてよい。例えば、特に図示しないが、アレイ部５においては、振動層１５の上面に位置して下部電極１７に接続されている配線パターン、及び圧電体層１９の上面に位置して上部電極２１に接続されている配線パターンが設けられている。上記のようなアレイ部５における配線パターンは、例えば、図２において一部を模式的に示す配線パターン２７と接続されている。配線パターン２７は、支持基板３の第１面３ａから支持基板３の側面を経由して減衰材１１の非重複領域１１ａｂへ延びており、パッド２３に接続されている。
　上記とは異なり、配線パターン２７は、パッド２３に代えて、又は加えて、キャパシタ９の第１電極３１に接続されてもよいし、不図示のビア導体を介してキャパシタ９の第２電極３３に接続されてもよい。キャパシタ９とＩＣ７との接続は、特に図示しないが、非重複領域１１ａｂ上に位置する配線パターン（必要に応じてビア導体）を介してなされてよい。また、配線パターン２７に代えて、又は加えて、ボンディングワイヤが用いられても構わない。
　配線パターン２７の形状、寸法及び材料は適宜に設定されてよい。配線パターン２７の材料については、下部電極１７及び上部電極２１の材料の説明が援用されてよい。製造方法の観点において、配線パターン２７の全部又は一部は、パッド２３の全部又は一部と同一の層から作製されてもよいし、異なる層から作製されてもよい。
（アンダーフィル）
　図１及び図２に示すように、ＩＣ７と減衰材１１との間には、アンダーフィル３５が充填されている。アンダーフィル３５は、例えば、平面視においてＩＣ７の全体に亘る広さで、減衰材１１とＩＣ７との間に充填されている。キャパシタ９の配置位置においては、アンダーフィル３５はＩＣ７とキャパシタ９との間に充填されている。そして、アンダーフィル３５は、ＩＣ７の下面、バンプ２５の周囲及びキャパシタ９の上面に密着している。
　ＩＣ７の周囲において、アンダーフィル３５は、適宜な高さまで盛られていてよい。図示の例では、アンダーフィル３５は、ＩＣ７の側面に接していない。特に図示しないが、アンダーフィル３５は、ＩＣ７の側面のうちの－Ｄ３側の一部又は側面の全部を覆っていてもよいし、側面の全部に加えて、ＩＣ７の上面を覆っていてもよい。
　アンダーフィル３５の材料は適宜なものとされてよい。例えば、特に図示しないが、アンダーフィル３５は、絶縁性材料からなる母材と、母材に混ぜ込まれたフィラーとを有している。母材は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。有機材料としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。アンダーフィル３５は、フィラーを有さないものであってもよい。
　フィラーの粒径、充填率（体積％）及び材料等は適宜に設定されてよい。複数種類の材料及び／又は複数種類の粒径のフィラーが母材に混ぜ込まれていてもよい。フィラーは、例えば、絶縁性材料からなる。絶縁性材料は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。具体的には、例えば、フィラーの材料として、シリカ、アルミナ、ガラス、グラファイト、フェノール樹脂、ポリエチレンおよびタングステンを挙げることができる。
　フィラーの一部又は全部は、金属によって構成されていてもよい。この場合、特に図示しないが、金属からなるフィラーは、絶縁性材料で被膜されていてもよい。これにより、例えば、意図しない短絡がフィラーによって生じる蓋然性が低減される。また、そのような被膜がなされず、金属からなるフィラーの体積％を比較的小さくすることによって、短絡の蓋然性が低減されてもよい。金属からなるフィラーの材料は、適宜なものとされてよく、例えば、下部電極１７及び上部電極２１の材料として例示された金属が用いられてよい。
（材料の物性値の相対関係）
　超音波デバイス１を構成する複数の部材（３、５、７、９、１１及び３５等）において、音響インピーダンス及び熱伝導率等の物性値の値は適宜に設定されてよい。また、物性値の値について、部材間の大小関係も適宜に設定されてよい。
　ここで、アンダーフィル３５が母材及びフィラーからなる場合において、アンダーフィル３５の音響インピーダンスという場合、この音響インピーダンスの値は、例えば、アンダーフィル３５の全体（母材及びフィラー）の平均的な値とされてよい。または、音響インピーダンスの値は、アンダーフィル３５の界面付近の値とされてよい。このような音響インピーダンスの値は、母材及びフィラーの物性値および体積割合等から理論的に導かれてもよいし、測定されてもよい。測定方法は、近接法、反射法および比較法等、種々のものが採用されてよい。アンダーフィル３５について述べたが、複数の材料からなる他の部材についても同様である。また、音響インピーダンスについて述べたが、熱伝導率等の他の物性値についても、部材が複数の材料からなる場合、物性値の値は、理論的に導かれた、又は測定によって得られた平均的な値とされてよい。
　支持基板３の材料の一例であるシリコンの音響インピーダンスは約１９Ｍｒａｙｌである。減衰材１１（誘電体部２９）又はその母材の材料の一例であるセラミックの音響インピーダンスは、その具体的な材料にもよるが、例えば、１０Ｍｒａｙｌ以上３５Ｍｒａｙｌ以下、又は３０Ｍｒａｙｌ以上３５Ｍｒａｙｌ以下である。従って、例えば、減衰材１１の材料の選択によって、減衰材１１の音響インピーダンスを支持基板３の材料の音響インピーダンスよりも小さくしたり、同等にしたり、大きくしたりすることができる。
　アンダーフィル３５の音響インピーダンスは、フィラーの材料及び／又は充填率等によって種々選択可能であり、ひいては、他の部材の音響インピーダンスに対する大小関係も適宜に設定可能である。アンダーフィル３５の母材の一例である樹脂の音響インピーダンスは、その具体的な材料にもよるが、例えば、１Ｍｒａｙｌ以上４Ｍｒａｙｌ以下である。アンダーフィル３５のフィラーの材料の一例であるセラミックの音響インピーダンスは、上記のとおりである。アンダーフィル３５のフィラーが金属からなる場合においては、通常、金属の音響インピーダンスは大きく、フィラーは、アンダーフィル３５の音響インピーダンスを大きくする。従って、フィラーの材料及び充填率を適宜に設定することによって、アンダーフィル３５の音響インピーダンスを、支持基板３及び／又は減衰材１１（誘電体部２９）の材料の音響インピーダンスよりも小さくしたり、同等にしたり、大きくしたりすることができる。
　そして、例えば、アンダーフィル３５の音響インピーダンスと減衰材１１（誘電体部２９）の音響インピーダンスとの差は、比較的大きくされてよい。例えば、当該差は、アンダーフィル３５の音響インピーダンスと支持基板３の音響インピーダンスとの差よりも大きくされてよい。より詳細には、例えば、支持基板３の音響インピーダンスよりも減衰材１１の音響インピーダンスが大きい場合において、アンダーフィル３５の音響インピーダンスは、減衰材１１の音響インピーダンスよりも小さく、かつ減衰材１１の音響インピーダンスよりも支持基板３の音響インピーダンスに近い大きさとされてよい。このような材料の組み合わせの一例を挙げると、例えば、支持基板３は、シリコン（約１９Ｍｒａｙｌ）であり、減衰材の材料はセラミック（３０Ｍｒａｙｌ以上３５Ｍｒａｙｌ以下）である。アンダーフィル３５において、母材の材料は樹脂であり、フィラーの材料はセラミックであり、音響インピーダンスは、１０Ｍｒａｙｌ以上２４Ｍｒａｙｌ以下に調整されている。
　及び／又は、例えば、アンダーフィル３５の音響インピーダンスと減衰材１１（誘電体部２９）の音響インピーダンスとの差は、減衰材１１の音響インピーダンスと支持基板３の音響インピーダンスとの差よりも大きくされてよい。より詳細には、例えば、支持基板３の音響インピーダンスと減衰材１１の音響インピーダンスとが比較的近い場合において、アンダーフィル３５の音響インピーダンスは、減衰材１１及び支持基板３の音響インピーダンスに対して、両者の差よりも大きい差で、小さく、又は大きくされてよい。
　音波に係る減衰定数についても、複数の部材間における大小関係は適宜に設定されてよい。例えば、アンダーフィル３５の音波に係る減衰定数は、支持基板３の音波に係る減衰定数に対して、小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよく、例えば、大きくされてよい。例えば、アンダーフィル３５の材料として、超音波プローブ等で減衰材として利用されている材料を選択すれば、アンダーフィル３５の材料の減衰定数を支持基板３の材料の減衰定数よりも容易に大きくすることができる。例えば、前者は、後者の１０倍以上とされてよい。減衰定数を大きくする要因は、拡散、散乱、粘性、転移等のいずれであってもよい。
　熱伝導率についても、複数の部材間における大小関係は適宜に設定されてよい。例えば、減衰材１１の材料の熱伝導率は、アンダーフィル３５の材料及び／又は支持基板３の材料の熱伝導率に対して、低くてもよいし、同等でもよいし、高くてもよく、例えば、高くされてよい。アンダーフィル３５の母材の材料の一例である樹脂の熱伝導率は、例えば、０．５Ｗ／（ｍＫ）以下である。支持基板３の材料の一例であるシリコンの熱伝導率は、例えば、１６０Ｗ／（ｍＫ）以上１７０Ｗ／（ｍＫ）である。一方、アンダーフィル３５のフィラー及び減衰材１１（又はその母材）の材料の一例であるセラミックは、例えば、１Ｗ／（ｍＫ）以上２００Ｗ／（ｍＫ）以下の範囲で種々のものが存在している。従って、例えば、これらセラミックとして適宜なものを選択することによって、容易に減衰材１１の材料の熱伝導率をアンダーフィル３５の材料及び／又は支持基板３の材料の熱伝導率よりも高くすることができる。
　弾性定数（例えばヤング率）についても、複数の部材間における大小関係は適宜に設定されてよい。例えば、アンダーフィル３５の弾性定数は、減衰材１１（誘電体部２９）の弾性定数に対して、小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。例えば、減衰材１１又はその母材の材料をセラミックとし、アンダーフィル３５の母材の材料を樹脂とすれば、通常、アンダーフィル３５の弾性定数は、減衰材１１の弾性定数よりも小さくなる。また、例えば、減衰材１１（誘電体部２９）の材料を樹脂系圧電材料とし、アンダーフィル３５の主成分をアモルファス状態の無機材料とすれば、アンダーフィル３５の弾性定数を減衰材１１の弾性定数よりも大きくすることが可能である。
（超音波デバイスの製造方法）
　超音波デバイス１の製造方法は、減衰材１１に係る工程を除けば、基本的に、公知の種々の製造方法と同様とされてよい。例えば、アレイ部５は、支持基板３となるウェハに対して層状パターンの形成工程を繰り返して、振動層１５、下部電極１７、圧電体層１９及び上部電極２１を順に形成することによって作製される。ＩＣ７は、例えば、リフローによってパッド２３に実装される。アンダーフィル３５は、ＩＣ７の実装後、ディスペンサ等によってＩＣ７の下方に供給される。層状パターンの形成工程は、薄膜形成後にエッチングするものであってもよいし、マスクを介して薄膜を形成するものであってもよい（以下、同様。）。
　減衰材１１及び当該減衰材１１に配置されている導体（パッド２３、第１電極３１及び第２電極３３）は、例えば、公知のセラミック多層基板と同様に作製されてよい。より詳細には、例えば、減衰材１１は、導電ペーストが配置された複数のセラミックグリーンシートの積層体を焼成することによって作製されてよい。減衰材１１の内部に導体が配置されない場合においては、減衰材１１は、１枚のセラミックグリーンシートから構成されてもよい。また、減衰材１１は、型内でセラミック原料が加圧及び加熱されることによって作製されてもよい。また、既述のように、減衰材１１は、焼成後の多孔質セラミックに樹脂を含浸させて作製されてもよい。含浸後、公知の薄膜形成法によって導体が配置されてよい。
　支持基板３と減衰材１１とは、これらが多数個取りされるウェハの状態で貼り合わされてもよいし、少なくとも一方が個片化された後に貼り合わされてもよい。ウェハ状態で支持基板３が減衰材１１と貼り合わされる場合において、支持基板３のウェハは、貼り合わせ前に、エッチングによって、複数の支持基板３（重複領域１１ａａと同じ大きさ）と、複数の支持基板３同士を接続している枠部（捨て代）とを有している形状にされていてもよいし、貼り合わされた後に、エッチングによって非重複領域１１ａｂ上の部分が除去されて、複数の支持基板３が形成されてもよい。
　支持基板３及び減衰材１１に跨る導体（例えば配線パターン２７）は、例えば、支持基板３と減衰材１１とが貼り合わされた後、かつ支持基板３の側面が形成された後に、層状パターンの形成工程によって作製されてよい。支持基板３及び減衰材１１に跨る導体だけでなく、他の減衰材１１の表面に位置する導体（パッド２３及び第１電極３１）の一部又は全部が、支持基板３及び減衰材１１を貼り合わせた後に、層状パターンの形成工程によって形成されても構わない。
（ウェハの分割方法）
　上記の説明から理解されるように、支持基板３及び減衰材１１の少なくとも一方は、ウェハから多数個取りされてよい。このとき、ウェハを個片化する方法は、公知の方法も含め、種々の方法とされてよい。例えば、特に図示しないが、ウェハを個片化する方法は、ダイシングブレードを用いるものであってもよいし、レーザを用いるものであってもよい。レーザによってウェハを分割する方法は、例えば、レーザ光のエネルギーをウェハの表面からウェハに吸収させる一般的な方法（例えば溶融切断及びアブレーション）とされてよい。上記とは異なり、ウェハの表面においてはレーザ光を透過させ、ウェハの内部にレーザ光のエネルギーを作用させる方法が用いられてもよい。このような方法としては、例えば、ステルスダイシング（登録商標）が挙げられる。
　また、これまでの説明から理解されるように、支持基板３が多数個取りされるウェハと、減衰材１１が多数個取りされるウェハとは、例えば、互いに貼り合わされた状態で分割されてもよいし、互いに別個に分割されてもよい。
　図７（ａ）は、ウェハの分割方法の一例を示す断面図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIｂ－VIIｂ線における断面図である。ただし、これらの図においては、便宜上、断面を示すハッチングは省略されている。
　これらの図では、支持基板３が多数個取りされる第１ウェハ７５と、減衰材１１が多数個取りされる第２ウェハ７７とが、互いに貼り合わされた状態で分割される態様が示されている。第１ウェハ７５と第２ウェハ７７とが貼り合わされて構成されたウェハを複合ウェハ７９というものとする。ここでは不図示であるが、分割時において、複合ウェハ７９には、他の層（例えばアレイ部５を構成する層）が設けられていてもよい。
　また、これらの図では、レーザ光のエネルギーをウェハ（ここでは複合ウェハ７９）の内部に作用させる態様が示されている。具体的には、図７（ａ）に示されているように、レーザ光７１は、レンズ系７３によって複合ウェハ７９の内部に集光される。これにより、図７（ｂ）において空洞によって模式的に示すように、複合ウェハ７９の内部にクラック８１が形成される。図７（ａ）において矢印ｙ１で示すように、レーザ光７１は複合ウェハ７９の平面方向（ここではＤ１方向）に移動される。これにより、図７（ａ）においてハッチングで示すように、クラック８１が複合ウェハ７９の平面方向に延びていく。その後、例えば、クラック８１を起点として割断がなされることによって、複合ウェハ７９が分割される。
（支持基板の側面及び減衰材の側面）
　支持基板３は、第１面３ａと第２面３ｂとをつなぐ複数の側面を有している。この側面のうち、図１に示すように、－Ｄ２側に面している側面を第１側面３ｅというものとする。また、減衰材１１は、第３面１１ａと第４面１１ｂとをつなぐ複数の側面を有している。この側面のうち、図１に示すように、－Ｄ２側に面している側面を第２側面１１ｅというものとする。第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅは、互いに同一の方向に面する側面である。第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅの全体を第３側面５１というものとする。
　ここでは、支持基板３の複数の側面及び減衰材１１の複数の側面のうち、－Ｄ２側に面する第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅについて説明する。ただし、以下の説明は、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅに加えて、又は代えて、他の方向へ共に面している支持基板３の側面及び減衰材１１の側面に適用されてよい。また、非重複領域１１ａｂが設けられない態様においては、以下の説明は、支持基板３の全ての側面及び減衰材１１の全ての側面に適用されてもよい。
　第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅは、図１に示されているように、面一であってよい。換言すれば、これらの側面は、その間に段差が構成されておらず、一平面を構成している。ただし、極めて微視的に見たときに、両者の間に段差が存在してよいことはもちろんである。例えば、一平面とみなしてよい場合の段差の大きさとしては、後述する凹凸領域５３における算術平均粗さの５倍以下若しくは２倍以下を挙げることができる。及び／又は、例えば、キャビティ３ｃ（第１面３ａにおける開口）の最大径の２０％以下、１０％以下又は５％以下を挙げることができる。及び／又は、１０μｍ以下、１μｍ以下若しくは０．１μｍ以下を挙げることができる。また、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅは、面一であるといっても、支持基板３の第２面３ｂと減衰材１１の第３面１１ａとの間に接着剤が介在する態様においては、当該接着剤を介して互いに離れていてよい。
　面一な第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅは、適宜に形成されてよい。例えば、上記のように、第１ウェハ７５と第２ウェハ７７とが互いに貼り合わされた状態で共に分割されることによって、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅが面一とされてよい。また、例えば、第１ウェハ７５及び第２ウェハ７７の少なくとも一方を分割した後の支持基板３と減衰材１１との位置合わせによって、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅが面一とされても構わない。
　図８（ａ）～図８（ｃ）は、第３側面５１の状態を説明するための模式図である。これらの図は、互いに異なる例を示している。図８（ａ）及び図８（ｂ）では、後述する凹凸領域５３（換言すれば断面でない面）にハッチングを付している。
　第３側面５１の少なくとも一部には、支持基板３及び減衰材１１の表面のうちの一部の領域の表面粗さよりも表面粗さが大きい凹凸領域５３が形成されてよい。上記の「一部の領域」は、凹凸領域５３以外のいずれの領域とされてもよい。例えば、一部の領域は、第１面３ａ、第２面３ｂ、第３面１１ａ及び第４面１１ｂのいずれかに含まれる領域であってよい。また、一部の領域は、支持基板３及び減衰材１１の、第３側面５１以外の側面のいずれかに含まれる領域であってもよい。また、一部の領域は、第３側面５１のうちの凹凸領域５３以外の領域とされてもよい。
　凹凸領域５３の表面粗さは、適宜に設定されてよい。例えば、支持基板３の第１面３ａは、一般的なシリコンウェハの主面（表裏）に倣って、その算術平均粗さが２ｎｍ以下、１ｎｍ以下又は０．２ｎｍ以下とされてよい。このとき、凹凸領域５３の算術平均粗さは、５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、０．１μｍ以上又は１μｍ以上とされてよい。凹凸領域５３の表面粗さは、第１側面３ｅと第２側面１１ｅとで同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、凹凸領域５３の表面粗さは、第１側面３ｅ内又は第２側面１１ｅ内において、一様であってもよいし、ばらついていてもよい。
　凹凸領域５３が形成される側面（ここでは第３側面５１）は、ここでの例のように、互いに面一な支持基板３の側面及び減衰材１１の側面から構成されるものであってもよいし、互いに面一でない（両者の間に段差がある）２つの側面から構成されるものであってもよい。また、凹凸領域５３は、支持基板３の側面及び減衰材１１の側面のうち、一方のみに設けられていてもよいし、図８（ａ）～図８（ｃ）の例のように、双方に設けられていてもよい。凹凸領域５３の具体的な位置及び数も任意である。
　図８（ａ）に示す例では、凹凸領域５３は、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅの境界に跨っている。また、この例では、凹凸領域５３は、当該凹凸領域５３の表面粗さよりも表面粗さが小さい平滑領域５５を介して、第１面３ａ及び第４面１１ｂの少なくとも一方（図示の例では双方）から離れている。
　このような配置の凹凸領域５３は、適宜に形成されてよい。例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して説明したように、レーザ光７１を複合ウェハ７９の内部に作用させてクラック８１を発生させ、その後、割断によって複合ウェハ７９を分割する。この場合、クラック８１が形成された領域は凹凸領域５３となり、割断によって分割された領域は平滑領域５５となる。支持基板３の材料及び減衰材１１の材料によっては、平滑領域５５の粗さはへき開によって極めて小さくなる。この他、超音波デバイス１の個片化後に第３側面５１の一部領域に粗面化処理を施すことによって、図８（ａ）に示す凹凸領域５３を実現しても構わない。
　図８（ｂ）に示す例では、複数（図示の例では３つ）の凹凸領域５３が設けられている。複数の凹凸領域５３は、Ｄ３方向（第１面３ａに直交する方向）において、当該凹凸領域５３の表面粗さよりも表面粗さが小さい平滑領域５５を介して互いに離れている。このように、凹凸領域５３の数は、第３側面５１において、又は第１側面３ｅにおいて、若しくは第２側面１１ｅにおいて、１つのみであってもよいし、複数であってもよい。複数の場合の数も任意である。複数の凹凸領域５３の幅（Ｄ３方向の長さ）及び粗さ等は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
　このような配置の凹凸領域５３は、適宜に形成されてよい。例えば、図８（ａ）と同様に、図７（ａ）及び図７（ｂ）の分割方法を用いることによって凹凸領域５３を形成してよい。このとき、レーザ光７１をＤ３方向の複数の位置に集光してＤ３方向の複数の位置にクラック８１を形成する。これにより、複数の凹凸領域５３が形成される。Ｄ３方向の複数の位置に対する集光は、レーザ光７１の移動と焦点距離の変更とを交互に繰り返すことによって実現されてもよいし、焦点距離が互いに異なる複数のレーザ光７１を共に移動させることによって実現されてもよい。ところで、図８（ａ）又は図８（ｂ）の１つの凹凸領域５３は、Ｄ３方向の位置が互いに異なるクラック８１を互いにつなげることによって形成されてもよい。
　図８（ｃ）に示す例では、凹凸領域５３は、第３側面５１の全体に亘っている。この例では、ダイシングブレードによって支持基板３及び減衰材１１を共に個片化する態様を想定している。この場合、ダイシングブレードによって複数の切削痕５７が形成され、ひいては、第３側面５１は粗面化されている。ここでは、切削痕５７は、弧で示されており、また、視認性のために曲率は大きくされている。切削痕５７（別の観点では線状に延びる凹部及び／又は凸部）は、支持基板３と減衰材１１とに跨っている。
　以上のとおり、本実施形態では、超音波デバイス１は、支持基板３と、超音波素子１３と、減衰材１１と、１以上の電子素子（ＩＣ７及びキャパシタ９）とを有している。支持基板３は、第１面３ａ及びその背面の第２面３ｂを有している。超音波素子１３は、第１面３ａに位置している。減衰材１１は、第２面３ｂと貼り合わされており、支持基板３の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している。ＩＣ７及びキャパシタ９は減衰材１１に位置している。
　また、別の観点では、超音波デバイス１は、支持基板３と、超音波素子１３と、減衰材１１と、導体（パッド２３、第１電極３１、第２電極３３及び配線パターン２７）とを有している。支持基板３は、第１面３ａ及びその背面の第２面３ｂを有している。超音波素子１３は、第１面３ａに位置している。減衰材１１は、第２面３ｂと貼り合わされており、支持基板３の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している。導体は、減衰材１１に位置している。
　従って、例えば、減衰材１１は、単に音波の減衰に寄与するだけでなく、電子素子（又は導体）の配置に寄与する。これにより、設計の自由度が向上する。さらに、減衰材１１は、減衰定数が大きい材料によって構成されているから、超音波素子１３の振動が電子素子にノイズを生じたり、逆に、電子素子の振動（例えばキャパシタ９の振動）が超音波素子１３の動作に影響を及ぼしたりする蓋然性が低減される。
　また、本実施形態では、減衰材１１は、支持基板３の第２面３ｂが貼り合わされる第３面１１ａを有している。第３面１１ａは、重複領域１１ａａ及び非重複領域１１ａｂを有している。重複領域１１ａａは、平面視において支持基板３と重複している。非重複領域１１ａｂは、平面視において支持基板３よりも外側に位置している。減衰材１１に位置している１以上の電子素子は、非重複領域１１ａｂに実装されている電子素子（ＩＣ７）を含んでいる。
　このような構成の比較例として、支持基板３（第１面３ａ）が減衰材１１と同等の広さを有しており、非重複領域１１ａｂの直上において支持基板３（第１面３ａ）にＩＣ７を実装した構成が挙げられる。このような構成に比較して、本実施形態の構成は、ＩＣ７の上面が支持基板３の厚さで下方に位置する。その結果、超音波デバイス１の低背化を図ることができる。
　また、本実施形態では、減衰材１１に位置している１以上の電子素子は、キャパシタ９を含んでいる。減衰材１１は、誘電体によって構成されている。キャパシタ９は、減衰材１１のうちの一部（誘電体部２９）と、誘電体部２９を挟んで対向する１対の電極（第１電極３１及び第２電極３３）と、を有している。
　この場合、減衰材１１は、キャパシタ９の一部を構成する部材としても利用されることになる。従って、例えば、超音波デバイス１を高機能化しつつ、その大型化を抑制することができる。キャパシタ９に交流電流が流れると、誘電体部２９は振動する。一方、減衰材１１は、支持基板３の材料よりも減衰定数が大きい材料によって構成されている。従って、キャパシタ９から超音波素子１３及び／又はＩＣ７（他の電子素子）へ伝わる振動を低減できる。
　また、本実施形態では、減衰材１１に位置している１以上の電子素子は、ＩＣ７を含んでいる。ＩＣ７は、減衰材１１の所定面（第３面１１ａ）上に複数のバンプ２５によって表面実装されている。キャパシタ９は、ＩＣ７の直下かつ第３面１１ａの平面視において複数のバンプ２５の非配置領域に位置している。
　この場合、例えば、キャパシタ９とＩＣ７との間には、複数のバンプ２５が直接的には介在していない。その結果、例えば、キャパシタ９の振動がＩＣ７に伝わり、ＩＣ７にノイズが混入する蓋然性を低減することができる。このような効果は、例えば、ＩＣ７とキャパシタ９との間に介在するアンダーフィル３５の減衰定数を大きくしたり、又はＩＣ７とキャパシタ９との間を空間（真空状態、又は気体が存在する）にしたりすることによって向上させることができる。
　また、本実施形態では、減衰材１１の熱伝導率は、支持基板３の熱伝導率よりも高くされてよい。
　この場合、例えば、電子素子（例えばＩＣ７）が支持基板３に実装されている場合に比較して、電子素子の放熱性を向上させることができる。
　本実施形態では、別の観点では、超音波デバイス１は、支持基板３と、超音波素子１３と、減衰材１１とを有している。支持基板３は、第１面３ａ及びその背面の第２面３ｂを有している。超音波素子１３は、第１面３ａに位置している。減衰材１１は、第２面３ｂと貼り合わされており、支持基板３の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している。減衰材１１の材料はセラミックである。
　この場合、例えば、減衰材１１の減衰定数を支持基板３の減衰定数よりも大きくすることが容易である。また、例えば、減衰材１１としてセラミック多層基板と同様の構成を利用することができ、電子素子（又は導体）を減衰材１１に配置することが容易である。また、例えば、減衰材１１の伝熱率を高くすることも容易である。さらに、減衰材１１の誘電率を高くして、減衰材１１に作り込まれたキャパシタ９の小型化を図ることが容易である。
　また、本実施形態では、減衰材１１の材料は、樹脂が分散されたセラミックを主成分としてもよい。この場合、例えば、上記の減衰材１１の材料がセラミックである場合における効果の少なくとも一部を向上させることができる。
　本実施形態では、アンダーフィル３５の弾性定数は、誘電体部２９（減衰材１１）の弾性定数よりも大きくされてよい。この場合、例えば、誘電体部２９の振動がアンダーフィル３５によって拘束されやすくなる。ひいては、誘電体部２９の振動によってＩＣ７にノイズが混入する蓋然性が低減される。
　本実施形態では、支持基板３は、第１面３ａと第２面３ｂとをつないでいる第１側面３ｅを有している。減衰材１１は、第１側面３ｅと面一な第２側面１１ｅを有している。第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅからなる第３側面５１は、支持基板３の表面及び減衰材１１の表面のうちの一部の領域（例えば第１面３ａ又は平滑領域５５）の表面粗さよりも表面粗さが大きい凹凸領域５３を有している。
　この場合、例えば、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅが面一であることによって、減衰材１１の面積を小さくして超音波デバイス１の小型化を図ることが容易である。減衰材１１を小さくすると、不要な振動の減衰効果が低下する。しかし、第３側面５１の表面粗さが大きくされていることによって、振動が分散されやすくなる。その結果、減衰材１１の小型化による減衰効果の低下が補償される。
　本実施形態では、凹凸領域５３は、第１側面３ｅ及び第２側面１１ｅの境界に跨ってよい。
　この場合、例えば、支持基板３と減衰材１１との界面（第２面３ｂ及び第３面１１ａ）を伝わる振動が分散されやすくなる。ひいては、上記の補償効果が向上する。
　本実施形態では、凹凸領域５３は、凹凸領域５３の表面粗さよりも表面粗さが小さい領域（平滑領域５５）を介して、第１面３ａ及び減衰材１１の支持基板３とは反対側の面（第４面１１ｂ）の少なくとも一方（図示の例では双方）から離れていてよい。
　この場合、例えば、第１面３ａ及び／又は第４面１１ｂと、第３側面５１とが成す稜線に凹凸が形成される蓋然性が低減される。ひいては、凹凸に起因して稜線に応力集中が生じる蓋然性が低減される。一方、稜線は、応力が加えられやすい。以上のことから、凹凸領域５３による減衰効果を維持しつつ、超音波デバイス１の頑強性を向上させることが容易化される。
　本実施形態では、第３側面５１は、凹凸領域５３の表面粗さよりも表面粗さが小さい領域（平滑領域５５）を介して第１面３ａに直交する方向（Ｄ３方向）に互いに離れている複数の凹凸領域５３を有してよい。
　この場合、例えば、支持基板３及び減衰材１１の界面、支持基板３を構成している複数の層の界面、及び／又は減衰材１１を構成している複数の層の界面に対して、凹凸領域５３を位置させたり、逆に、平滑領域５５を位置させたりすることができる。前者の場合においては、界面を伝わる振動を重点的に分散させることができる。後者の場合においては、界面と側面とが成す稜線において、凹凸に起因して応力集中が生じる蓋然性が低減される。このように、振動の減衰及び頑強性の設定に関して設計の自由度が向上する。
［変形例］
　超音波デバイスの変形例について以下に述べる。以下の説明では、基本的に、実施形態との相違点についてのみ述べる。従って、特に言及がない事項については、実施形態と同様とされてよい。また、実施形態の構成と対応する構成については、実施形態の構成と差異があっても、便宜上、実施形態の構成に付した符号と同一の符号を付すことがある。
　図５は、変形例に係る超音波デバイス２０１の構成を示す図２に対応する断面図である。
　この変形例では、キャパシタ２０９は、減衰材１１に内蔵されるのではなく、減衰材１１の表面上に位置している。具体的には、例えば、キャパシタ２０９は、減衰材１１の第３面１１ａ（非重複領域１１ａｂ）上に重なっている第２電極３３と、第２電極３３に重なっている誘電体部２２９と、誘電体部２２９に重なっている第１電極３１とを有している。誘電体部２２９は、減衰材１１の一部ではない。誘電体部２２９の材料及び物性値については、減衰材１１（誘電体部２９）の材料及び物性値の説明が援用されてよい。
　キャパシタ２０９の配置位置については、キャパシタ２０９が減衰材１１の内部に配置されないことを除いては、基本的には、キャパシタ９の配置位置の説明を援用してよい。また、キャパシタ２０９は、キャパシタ９と同様に、ＩＣ７の直下かつ平面透視において複数のバンプ２５に重ならない領域に位置してよい。この場合、キャパシタ２０９は、ＩＣ７と減衰材１１との隙間に位置することになる。
　上記のようにキャパシタ２０９をＩＣ７と減衰材１１との隙間に位置させた場合においては、例えば、平面方向（Ｄ１－Ｄ２平面に平行な方向）においてＩＣ７と並んでキャパシタ２０９を設ける場合に比較して、超音波デバイス２０１を平面方向において小型化することができる。また、例えば、キャパシタ２０９の存在によって、アンダーフィル３５の量を少なくすることができる。キャパシタ２０９及び／又はアンダーフィル３５の物性値等の調整によって、種々の効果を得ることができる。例えば、アンダーフィル３５よりも熱伝導率が高いキャパシタ２０９によって、ＩＣ７から減衰材１１への伝熱性を向上させることができる。
　また、この変形例では、支持基板３に電子部品４１が実装されている。電子部品４１は、減衰材１１に位置する電子素子と同様に、例えば、ＩＣ、キャパシタ、インダクタ、抵抗体、増幅器又はフィルタとされてよい。電子部品４１の支持基板３上の配置位置は適宜なものとされてよい。図５では、電子部品４１は、支持基板３及び非重複領域１１ａｂに跨る配線パターン２７を介してＩＣ７と接続されている。ただし、電子部品４１は、支持基板３においてアレイ部５と接続されるだけであってもよいし、配線パターン２７を介してＩＣ７とは別の電子素子と接続されてもよい。
　この変形例では、第３面１１ａ上の層状の導体パターン２８は、非重複領域１１ａｂ上だけでなく、重複領域１１ａａ上にも位置している。このように、超音波デバイス１は、その一部又は全部が重複領域１１ａａ上に位置する導体を有していても構わない。
　図示の例では、上記の導体パターン２８は、配線パターン２７のうちの非重複領域１１ａｂに位置している部分を構成している。そして、配線パターン２７のうちの支持基板３の側面に位置している部分は、支持基板３の下に潜り込んでいる導体パターン２８の上面に接合されている。このようにすると、例えば、配線パターン２７のうちの支持基板３の側面に位置している部分と、配線パターン２７のうち非重複領域１１ａｂ上に位置している部分とを別個に形成した場合に、両者の接合の信頼性を向上させることができる。
　超音波デバイス２０１は、減衰材１１の内部に位置している配線４３を更に有している。配線４３は、例えば、第３面１１ａに平行な導体層（図示の例）及び／又は減衰材１１の一部又は全部をその厚み方向に貫通しているビア導体によって構成されている。
　配線４３の用途（接続先）は適宜に設定されてよい。例えば、配線４３は、アレイ部５、ＩＣ７、キャパシタ９及び電子部品４１のいずれか２つを接続するものとされてよい。また、配線４３は、インピーダンスの調整に利用されるインダクタ（電子素子）として機能するものであってもよい。このようなインダクタは、例えば、アレイ部５とキャパシタ９との間に設けられてよい。
　配線４３の位置、形状、寸法及び材料等も適宜に設定されてよい。図示の例では、配線４３は、支持基板３の平面視において支持基板３（重複領域１１ａａ）と重なる領域に配置されている。もちろん、配線４３は、重複領域１１ａａに代えて、又は加えて、非重複領域１１ａｂと重なる領域に位置していてもよい。配線４３の材料としては、例えば、下部電極１７及び上部電極２１の材料として例示された金属が用いられてよい。
　配線４３から理解されるように、減衰材１１に位置している導体は、必ずしも電子素子を構成しているもの（キャパシタ９の第１電極３１及び第２電極３３、並びにキャパシタ２０９の第２電極３３を参照）、又は電子素子の実装に直接に寄与しているもの（パッド２３を参照）でなくてもよい。この場合であっても、実施形態と同様に、減衰材１１の有効利用が図られて、設計の自由度が向上する。
　また、平面透視又は断面視で確認できるように、配線４３が支持基板３と重なる領域に位置している場合においては、例えば、減衰材１１と配線４３との間の音響インピーダンスの相違によって、超音波素子１３からの音波を散乱させることができる。従って、配線４３は、減衰材１１の有効利用だけでなく、減衰材１１の減衰定数の向上にも寄与する。
　平面透視において配線４３が支持基板３と重ならない場合においても、上記のような音波の散乱の効果は奏される。散乱の対象の音波は、超音波素子１３に係るものに限定されず、キャパシタ等の振動に係るものであってもよい。音波の散乱の効果の観点からは、減衰材１１に位置する導体は、電気的な役割を有さないものであってもよい。
［応用例］
　図６は、超音波デバイス１の応用例としての超音波診断装置１０１の構成を模式的に示すブロック図である。
　超音波診断装置１０１は、例えば、ＩＶＵＳ用のものとされている。超音波診断装置１０１は、例えば、患者の血管内に挿入されるカテーテル１０３と、カテーテル１０３に接続されている装置本体１０７とを備えている。
　カテーテル１０３は、例えば、概略チューブ状のカテーテル本体１０３ａと、カテーテル本体１０３ａ内に収容されている超音波デバイス１とを有している。超音波デバイス１は、例えば、カテーテル本体１０３ａを介してカテーテル本体１０３ａの径方向外側へ超音波を送信し、その反射波を受信する。
　装置本体１０７は、例えば、カテーテル本体１０３ａ内の不図示の配線を介して超音波デバイス１と接続されている送受信部１０９を有している。送受信部１０９は、超音波の送信に係る電気信号を超音波デバイス１に入力するとともに、超音波の受信に係る電気信号に対して所定の処理を行う。送信に係る電気信号は、例えば、送信される超音波の波形を規定する情報（周波数及び振幅等の情報）を含んでいる。受信に係る電気信号は、受信した超音波の波形を特定する情報（周波数及び振幅等の情報）を含んでいる。ＩＣ７と送受信部１０９との間の役割分担は適宜に設定されてよい。
　また、装置本体１０７は、例えば、ユーザ（例えば医師又は技師）の操作を受け付ける入力部１１１と、入力部１１１からの信号に基づいて送受信部１０９を制御する制御部１１３と、を有している。装置本体１０７は、送受信部１０９からの信号及び制御部１１３からの信号に基づいて画像処理を行う画像処理部１１５と、画像処理部１１５からの信号に基づいて画像を表示する表示部１１７とを備えている。表示部１１７には、例えば、超音波の送受信によって得られた患者の断層画像（ここでは血管の断面画像）が表示される。
　特に図示しないが、カテーテル１０３は、カテーテル本体１０３ａを屈曲運動させたり、カテーテル本体１０３ａ内の超音波デバイス１の向きを変えたりする機構を有していてもよい。また、装置本体１０７は、そのような機構に対応した制御部を有していてよい。
　以上の実施形態及び変形例において、ＩＣ７、キャパシタ９及びキャパシタ２０９はそれぞれ電子素子の一例である。第１電極３１及び第２電極３３は１対の電極の一例である。第３面１１ａは所定面の一例である。パッド２３、キャパシタ９の第１電極３１及び第２電極３３、キャパシタ２０９の第２電極３３、配線パターン２７の一部、導体パターン２８及び配線４３はそれぞれ導体の一例である。
　本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
　図５では、超音波デバイス内の種々の構成について変形例を示したが、これらの全てが組み合わされる必要は無い。
　超音波デバイスは、ＩＶＵＳに利用されるものに限定されない。例えば、超音波デバイスは、ＩＶＵＳ以外の用途の超音波診断装置に利用されてもよいし、撮像装置及び自動車等における対象物との距離を測定するためのセンサに利用されてもよい。また、超音波デバイスは、超音波の送信と受信との双方の機能を有していなくてもよく、いずれか一方の機能のみを有していてもよい。
　超音波デバイスは、複数の超音波素子を有していなくてもよく、超音波素子を１つのみ有していてもよい。また、複数の超音波素子が設けられている場合に、複数の超音波素子は、それぞれが送受信に利用されてもよいし、送信用の超音波素子と受信用の超音波素子とに分けられていてもよい。
　超音波素子がユニモルフ型のｐＭＵＴに限定されず、ｃＭＵＴであったり、バイモルフ型のｐＭＵＴであったりしてよいことは既に述べたとおりである。また、実施形態では、振動層１５は、圧電体層１９に対してキャビティ３ｃ側に位置したが、圧電体層１９に対してキャビティ３ｃとは逆側に位置してもよい。キャビティは、支持部材に形成された凹部ではなく、支持部材に形成された貫通孔によって構成されてもよい。支持部材の第２面に凹部が形成されて、支持部材の第１面側の一部が振動層として利用されてもよい。
　減衰材は、平面視において支持基板の外側に位置する非重複領域を有していなくてもよい。例えば、減衰材は、支持基板と概ね同等の大きさを有していてもよい。この場合、例えば、減衰材の内部に電子素子（例えばキャパシタ）が構成されたり、減衰材の支持基板とは反対側の面に電子素子（例えばＩＣ）が実装されたりしてもよい。また、減衰材は、支持基板の全面に対して重複している必要は無い。例えば、減衰材の一部又は全部と支持基板の一部とが重なっていてもよい。
　減衰材が非重複領域を有している場合において、支持基板は、減衰材の長手方向の一方側の全体に重なる形状に限定されない。例えば、平面視において減衰材の中央の一部に支持基板が位置してもよい。
　減衰材に位置しているキャパシタは、図示の例の他、種々の構成が可能である。例えば、減衰材の表面に位置して当該表面に沿う方向において対向する導体パターンによって１対の電極を構成してもよい。また、例えば、キャパシタは、２以上の誘電体部及び３以上の電極が第３面１１ａに対して積層された構成であってもよいし、誘電体部を挟んで対向する電極が第３面１１ａに沿う方向において対向する構成であってもよい。
　アンダーフィルは、実施形態の説明でも触れたように、ＩＣとＩＣ直下のキャパシタとの間に空間が構成されるように設けられてもよい。この空間は、密閉されていてもよいし、密閉されていなくてもよい。密閉されている場合において、空間は、真空とされていてもよいし、適宜な気体が封入されていてもよい。真空は、現実には、大気圧よりも気圧が低い状態である。気体は、例えば、不活性ガス（例えば窒素）とされてよい。このような空間が構成されると、キャパシタの振動がＩＣにノイズとして混入する蓋然性が低減される。
　本開示からは、減衰材に電子素子が設けられていること等を要件としない種々の概念を抽出可能である。例えば、以下の概念が抽出されてよい。
（概念１）
　第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、
　前記第１面に位置している超音波素子と、
　前記第２面と貼り合わされており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、
　を有しており、
　前記支持基板は、前記第１面と前記第２面とをつないでいる第１側面を有しており、
　前記減衰材は、前記第１側面と面一な第２側面を有しており、
　前記第１側面及び前記第２側面からなる第３側面は、前記支持基板の表面及び前記減衰材の表面のうちの一部の領域の表面粗さよりも表面粗さが大きい凹凸領域を有している
　超音波デバイス。
（概念２）
　第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、
　前記第１面に位置している超音波素子と、
　前記第２面と貼り合わされており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、
　を有しており、
　前記減衰材の側面は、
　　平滑領域と、
　　前記平滑領域の表面粗さよりも表面粗さが大きく、前記平滑領域を介して前記減衰材の前記支持基板とは反対側の面から離れている凹凸領域と、を有している
　超音波デバイス。
（概念３）
　第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、
　前記第１面に位置している超音波素子と、
　前記第２面と貼り合わされており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、
　を有しており、
　前記減衰材の側面は、
　　少なくとも１つの平滑領域と、
　　前記平滑領域の表面粗さよりも表面粗さが大きく、前記平滑領域を介して前記第１面に直交する方向に互いに離れている複数の凹凸領域と、を有している
　超音波デバイス。
　１…超音波デバイス、３…支持基板、３ａ…第１面、３ｂ…第２面、３ｅ…第１側面、７…ＩＣ（電子素子）、９…キャパシタ（電子素子）、１１ａ…第３面、１１ａａ…重複領域、１１ａｂ…非重複領域、１１ｅ…第２側面、１３…減衰材、１３…超音波素子、２５…バンプ、５１…第３側面、５３…凹凸領域。

Claims (15)

  1. 　第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、
    　前記第１面に位置している超音波素子と、
    　前記第２面と貼り合わされており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、
    　前記減衰材に位置している１以上の電子素子と、
    　を有している超音波デバイス。
  2. 　前記減衰材は、前記第２面が貼り合わされる第３面を有しており、
    　前記第３面は、
    　　平面視において前記支持基板と重複している重複領域と、
    　　平面視において前記支持基板よりも外側に位置している非重複領域と、を有しており、
    　前記１以上の電子素子は、前記非重複領域に実装されている電子素子を含んでいる
    　請求項１に記載の超音波デバイス。
  3. 　前記１以上の電子素子は、キャパシタを含んでおり、
    　前記減衰材は、誘電体によって構成されており、
    　前記キャパシタは、
    　　前記減衰材のうちの一部と、
    　　前記一部を挟んで対向する１対の電極と、を有している
    　請求項１又は２に記載の超音波デバイス。
  4. 　前記１以上の電子素子は、前記減衰材の所定面上に複数のバンプによって表面実装されている集積回路素子を含んでおり、
    　前記キャパシタは、前記集積回路素子の直下かつ前記所定面の平面視において前記複数のバンプの非配置領域に位置している
    　請求項３に記載の超音波デバイス。
  5. 　前記減衰材の内部に位置している配線を更に有している
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波デバイス。
  6. 　前記配線は、前記支持基板の平面透視において前記支持基板と重なる領域に位置している
    　請求項５に記載の超音波デバイス。
  7. 　前記減衰材の熱伝導率は、前記支持基板の熱伝導率よりも高い
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の超音波デバイス。
  8. 　前記減衰材の材料はセラミックである
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の超音波デバイス。
  9. 　前記減衰材の材料は、樹脂が分散されたセラミックを主成分としている
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の超音波デバイス。
  10. 　第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、
    　前記第１面に位置している超音波素子と、
    　前記第２面に重なっており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、
    　前記減衰材に位置している導体と、
    　を有している超音波デバイス。
  11. 　第１面及びその背面の第２面を有している支持基板と、
    　前記第１面に位置している超音波素子と、
    　前記第２面に重なっており、前記支持基板の減衰定数よりも大きい減衰定数を有している減衰材と、
    　を有しており、
    　前記減衰材の材料がセラミックである
    　超音波デバイス。
  12. 　前記支持基板は、前記第１面と前記第２面とをつないでいる第１側面を有しており、
    　前記減衰材は、前記第１側面と面一な第２側面を有しており、
    　前記第１側面及び前記第２側面からなる第３側面は、前記支持基板の表面及び前記減衰材の表面のうちの一部の領域の表面粗さよりも表面粗さが大きい凹凸領域を有している
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の超音波デバイス。
  13. 　前記凹凸領域は、前記第１側面及び前記第２側面の境界に跨っている
    　請求項１２に記載の超音波デバイス。
  14. 　前記凹凸領域は、当該凹凸領域の表面粗さよりも表面粗さが小さい領域を介して、前記第１面及び前記減衰材の前記支持基板とは反対側の面の双方から離れている
    　請求項１２又は１３に記載の超音波デバイス。
  15. 　前記第３側面は、前記凹凸領域の表面粗さよりも表面粗さが小さい領域を介して前記第１面に直交する方向に互いに離れている複数の前記凹凸領域を有している
    　請求項１２～１４のいずれか１項に記載の超音波デバイス。
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