[发明专利]超声波器件及其制造方法、电子设备及超声波图像装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波器件及其制造方法，以及利用了该超声波器件的探测器、电子设备及超声波图像装置等。

背景技术

如专利文献1所公开的，超声波诊断装置这种超声波图像装置普遍为人所知。超声波图像装置具备配置为阵列状的多个超声波换能器元件。超声波换能器元件由所谓的cMUT(静电电容型)振荡器所形成。声透镜覆盖在超声波换能器元件的阵列上。声透镜通过粘合剂与超声波换能器元件的阵列粘合。声透镜由硅橡胶形成。

与生物体匹配时声透镜具有与生物体接近的声阻抗。因此，声透镜具有与生物体相同程度的柔软度。如果被按压在生物体上的声透镜沿着生物体的表面移动，则声透镜被暴露于剪切力，从而有声透镜产生剪切变形之忧。例如，如专利文献1所公开的，当声透镜嵌入超声波探测器的壳体从而被定位时，对应于嵌入的误差剪切力从壳体作用于声透镜，从而容易引起声透镜的剪切变形。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-193357号公报

发明内容

因此，期待一种针对剪切力能够充分抑制声透镜的剪切变形的超声波器件。

(1)本发明的一种方式涉及超声波器件，其特征在于，具备：基板，具有包含配置为阵列状的多个薄膜型超声波换能器元件的元件阵列；声匹配层，覆盖上述元件阵列；声透镜，配置在上述声匹配层之上；以及结构体，与上述声透镜接触，并固定于上述基板，具有比上述声透镜的刚性模量大的刚性模量。

如果沿着生物体的表面移动按压在生物体上的声透镜，则声透镜从特定的方向暴露于剪切力。此时，在剪切方向上声透镜被结构体挡住。即使向声透镜施加剪切力，也能够防止声透镜的剪切变形。这样，在超声波器件中，针对剪切力能够充分抑制声透镜的剪切变形。

(2)在超声波器件中，上述声匹配层可以与上述结构体接触，并固定于上述基板。在剪切的方向上声匹配层被结构体挡住。因此，即使向声匹配层施加剪切力，也能够防止声匹配层的剪切变形。防止声匹配层的剪切变形能够对抑制声透镜的剪切变形做出很大的贡献。

(3)上述结构体可以通过与上述声透镜的母线平行地扩展且分别与上述声透镜的侧面接触的两个侧面夹住上述声透镜。在声透镜中规定由与一中心线平行的母线形成的部分圆柱面。部分圆柱面用于汇聚超声波。由部分圆柱面决定超声波的焦点位置。因为结构体的侧面在与母线交叉的方向上夹住声透镜，所以防止在与母线交叉的方向上的声透镜的剪切变形。这样能够维持声透镜的焦点位置。如果在与声透镜的母线交叉的方向上声透镜产生剪切变形，则有声透镜的焦点位置发生偏离之忧。如果焦点位置发生偏离，则不能绘制出精确的超声波图像。

(4)上述声匹配层可以具有与上述声透镜的侧面在同一平面上扩展的侧面。在制造超声波器件时固体的声透镜通过流动性的树脂材料与元件阵列粘合。树脂材料固化从而形成声匹配层。此时，在基板上确定声透镜的边缘的位置，并形成挡住树脂材料流动的物理面。声透镜相对于元件阵列被准确定位。树脂材料固化后，声透镜的侧面与声匹配层的侧面在同一平面上连续。

(5)上述结构体可以通过分别与和上述声透镜的母线交叉的上述声透镜的侧面接触的两个侧面夹住上述声透镜。在此，因为结构体的侧面在沿着声透镜的母线的方向夹住声透镜，所以防止在沿母线的方向上声透镜的剪切变形。这种剪切变形的防止能够对防止焦点位置的偏离做出很大的贡献。

(6)上述声匹配层可以具有与和上述母线交叉的上述声透镜的上述侧面在同一平面扩展的侧面。在制造超声波器件时固体的声透镜通过流动性的树脂材料与元件阵列粘合。树脂材料固化从而形成声匹配层。此时，在基板上确定声透镜的边缘的位置，并形成挡住树脂材料流动的物理面。声透镜相对于元件阵列被准确定位。树脂材料固化后，声透镜的侧面与声匹配层的侧面在同一平面上连续。

(7)与上述声透镜的母线交叉的上述声透镜的上述侧面以及上述声匹配层的上述侧面可以与上述基板的侧面在同一平面上。形成声匹配层时，相对于基板的边缘声透镜的边缘被定位，并形成挡住树脂材料流动的物理面。物理面限制声透镜向与声透镜的母线平行的方向移动。声透镜的边缘与基板的边缘对齐。树脂材料固化后，声透镜的侧面与声匹配层的侧面与基板侧面在同一平面上连续。