本發(fā)明涉及超聲波器件、超聲波組件、電子設(shè)備以及超聲波測(cè)定裝置。

背景技術(shù)：

以往，已知具備可動(dòng)膜并通過(guò)使該可動(dòng)膜振動(dòng)而輸出超聲波的超聲波器件(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1的超聲波探頭的超聲波收發(fā)部具備支承部件、設(shè)置于支承部件中的與超聲波的放射方向相反側(cè)的隔膜(可動(dòng)膜)和設(shè)置于支承部件的所述相反側(cè)并密封隔膜的密封部件。然后，在支承部件的所述相反側(cè)的面設(shè)置有與構(gòu)成隔膜的電極層電連接的端子部，該端子部經(jīng)由焊接凸點(diǎn)連接于設(shè)置在密封部件的貫穿電極的一端部。據(jù)此，將貫穿電極的另一端部連接在布線基板上，從而能夠?qū)⒊暡ㄊ瞻l(fā)部安裝在布線基板上。

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開(kāi)2011-259274號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，作為將超聲波收發(fā)部安裝在布線基板的其他的方法，可考慮例如使用FPC(Flexible Printed Circuits：柔性印刷電路)的方法。

在該方法中，在密封部件上設(shè)置有使設(shè)置于支承部件的端子部露出的通孔，F(xiàn)PC被插入在該通孔，F(xiàn)PC的電極與端子部連接。然后，位于通孔之外的FPC的其他的電極連接于布線基板，從而能夠?qū)⒊暡ㄊ瞻l(fā)部安裝在布線基板上。這種情況下，為了保護(hù)從密封部件露出的端子部，由樹(shù)脂等的保護(hù)部件覆蓋端子部。

然而，根據(jù)該構(gòu)成，保護(hù)部件由例如將超聲波收發(fā)部安裝在布線基板時(shí)的熱而軟化，這之后，在硬化時(shí)發(fā)生收縮。然后，伴隨該收縮的應(yīng)力施加到支承部件。在薄膜狀的超聲波換能器中，由于使用薄型的支承部件，因此對(duì)支承部件施加應(yīng)力時(shí)，支承部件發(fā)生翹曲。

本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制翹曲的超聲波器件、超聲波組件、電子設(shè)備以及超聲波測(cè)定裝置。

本發(fā)明的一應(yīng)用例的超聲波器件，其特征在于，具備：元件基板，具備將多個(gè)超聲波換能器配置為陣列狀的超聲波換能器陣列，并具有第一面以及與所述第一面相反側(cè)的第二面；端子部，設(shè)置于所述元件基板的所述第一面并且在從所述第一面的法線方向觀察的俯視下比所述超聲波換能器陣列靠外側(cè)處，并且與所述超聲波換能器進(jìn)行電連接；以及加固板，設(shè)置于所述元件基板的所述第二面并在所述俯視下設(shè)置于與所述端子部重疊的區(qū)域，彎曲剛性比所述元件基板大。

超聲波器件例如使用FPC而被安裝在布線基板上。這種情況下，端子部連接于FPC的電極，進(jìn)一步地，由樹(shù)脂等的保護(hù)部件覆蓋。然后，通過(guò)將FPC的其他的電極連接于布線基板，從而使超聲波器件安裝在布線基板。此時(shí)，保護(hù)部件由例如安裝時(shí)的熱而軟化，這之后，在硬化時(shí)發(fā)生收縮。然后，伴隨該收縮的應(yīng)力被施加到元件基板。作為超聲波器件向布線基板的安裝方法，另外，可考慮例如使用焊錫等將設(shè)置于元件基板的端子部直接連接在布線基板等，即使在這種情況下，也存在伴隨焊錫的收縮的應(yīng)力被施加到元件基板或由將熔融狀態(tài)的焊接抵接在端子部時(shí)的熱而使元件基板本身發(fā)生收縮的情況。

在此，在本應(yīng)用例中，如上述那樣，在元件基板的第二面且在所述俯視下與端子部重疊的區(qū)域設(shè)置有彎曲剛性比元件基板大的(硬的)加固板。根據(jù)該構(gòu)成，例如，在將FPC連接在元件基板的端子部并由保護(hù)部件覆蓋該連接部分的情況下，即使由保護(hù)部件的收縮產(chǎn)生的應(yīng)力施加在了元件基板，由于與元件基板的端子部對(duì)應(yīng)的區(qū)域由加固板增強(qiáng)，因此能夠抑制元件基板的翹曲。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述超聲波器件具備設(shè)置于所述元件基板的所述第一面?zhèn)鹊拿芊獍澹谒雒芊獍迳显谒龈┮曄屡c所述端子部重疊的區(qū)域設(shè)置有在厚度方向上貫穿所述密封板的通孔，所述加固板設(shè)置于在所述俯視下與所述通孔重疊的區(qū)域。

通過(guò)將通孔設(shè)置在密封板，從而使設(shè)置于元件基板的端子部從該通孔露出。因此，在通孔中例如插入FPC，將該FPC的電極與端子部連接，將該FPC的其他的電極與布線基板連接，從而能夠?qū)⒊暡ㄆ骷惭b在布線基板。此時(shí)，即使在使保護(hù)FPC與端子部的連接部分的例如樹(shù)脂等的保護(hù)部件填充在密封板的通孔內(nèi)的情況下，由于加固板被設(shè)置在與通孔重疊的區(qū)域，因此也能夠緩和由保護(hù)部件的收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，能夠抑制元件基板的翹曲。另外，通過(guò)在通孔內(nèi)填充保護(hù)部件，從而保護(hù)部件不會(huì)在未設(shè)置加固板的區(qū)域擴(kuò)散。也就是說(shuō)，能夠在由加固板使相對(duì)于應(yīng)力的彎曲剛性被強(qiáng)化的部分配置保護(hù)部件，即使在這一點(diǎn)上，也能夠抑制元件基板的翹曲。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述元件基板具有基準(zhǔn)厚度部和薄厚度部，該基準(zhǔn)厚度部具有預(yù)定的基準(zhǔn)厚度尺寸，該薄厚度部的厚度尺寸比所述基準(zhǔn)厚度部小，所述元件基板中的被設(shè)置所述加固板的區(qū)域是所述薄厚度部，并且所述元件基板中的被設(shè)置所述加固板的區(qū)域處的所述第二面位于比所述基準(zhǔn)厚度部處的所述第二面靠所述第一面?zhèn)忍帯?/p>

根據(jù)本應(yīng)用例，加固板設(shè)置于元件基板的厚度尺寸小的薄厚度部，且設(shè)置該加固板的薄厚度部的第二面位于比基準(zhǔn)厚度部中的第二面靠第一面?zhèn)取＜?，元件基板的設(shè)置加固板的區(qū)域(以下，稱為增強(qiáng)區(qū)域)在第一面?zhèn)葹榘紶罨蛘唠A梯狀。因此，在成為這樣的凹狀或者階梯狀的部分配置加固板，從而與例如將加固板設(shè)置在和基準(zhǔn)厚度部同一厚度尺寸的區(qū)域的情況相比，能夠減小元件基板和加固板的合計(jì)厚度尺寸，能夠促進(jìn)超聲波器件的薄型化。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述元件基板具備：開(kāi)口部，與多個(gè)所述超聲波換能器分別對(duì)應(yīng)；以及振動(dòng)部，堵塞所述開(kāi)口部的所述第一面?zhèn)?，所述元件基板的被設(shè)置所述加固板的區(qū)域處的所述第二面與所述振動(dòng)部的面對(duì)所述開(kāi)口部的面是同一平面。

在本應(yīng)用例中，元件基板具備與多個(gè)超聲波換能器分別對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部和堵塞開(kāi)口部的第一面?zhèn)鹊恼駝?dòng)部。根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)使超聲波換能器驅(qū)動(dòng)并使振動(dòng)部振動(dòng)，從而能夠送出超聲波，另外，通過(guò)檢測(cè)由振動(dòng)部的振動(dòng)產(chǎn)生的超聲波換能器的變形，從而能夠接收超聲波。

另外，開(kāi)口部、元件基板中的增強(qiáng)區(qū)域例如能夠通過(guò)針對(duì)平坦的基板進(jìn)行蝕刻而形成。

這種情況下，根據(jù)本應(yīng)用例，由于只要在開(kāi)口部和增強(qiáng)區(qū)域進(jìn)行相同深度的蝕刻即可，因此與進(jìn)行各自的深度的蝕刻的情況相比，能夠簡(jiǎn)單地形成開(kāi)口部以及增強(qiáng)區(qū)域。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述超聲波換能器陣列具有沿相對(duì)于第一方向交叉的第二方向配置多個(gè)超聲波換能器組的陣列構(gòu)造，所述超聲波換能器組由沿所述第一方向排列并且通過(guò)同一信號(hào)線連接的多個(gè)所述超聲波換能器構(gòu)成，所述端子部配置于各所述超聲波換能器組的所述第一方向的兩端之中的至少一端側(cè)，所述加固板在所述超聲波換能器陣列的所述第一方向的兩端之中的至少所述一端側(cè)沿所述第二方向配置。

在本應(yīng)用例中，由沿第一方向排列的超聲波換能器構(gòu)成超聲波換能器組，能夠使一個(gè)超聲波換能器組作為超聲波收發(fā)中的一通道而發(fā)揮功能。通過(guò)沿第二方向配置多個(gè)這樣的超聲波換能器組，從而在本應(yīng)用例中構(gòu)成一維超聲波陣列。這種情況下，與相對(duì)一維陣列配置的超聲波換能器的各個(gè)單獨(dú)地布線信號(hào)線的情況相比，可謀求布線的簡(jiǎn)化和謀求超聲波器件的小型化。此時(shí)，將端子部的位置作為第一方向的兩端之中的至少一端側(cè)，沿第二方向排列與各超聲波換能器組對(duì)應(yīng)的端子部。然后，在超聲波換能器陣列中的第一方向的兩端之中的至少所述一端側(cè)并沿第二方向配置縱長(zhǎng)的加固板，從而能夠容易地將與各端子部對(duì)應(yīng)的區(qū)域由加固板覆蓋。即，無(wú)需與各端子部的各個(gè)對(duì)應(yīng)地設(shè)置加固板，而能夠橫跨在第二方向排列的多個(gè)端子部配置加固板，可謀求構(gòu)成的簡(jiǎn)化。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述加固板在所述俯視下形成為框狀，并且包圍所述超聲波換能器陣列。

根據(jù)本應(yīng)用例，例如，在超聲波換能器陣列構(gòu)成上述陣列構(gòu)造的情況下，與只在超聲波換能器陣列的第一方向的兩端側(cè)設(shè)置有加固板的情況相比，能夠更加堅(jiān)固地加固元件基板，因此能夠抑制元件基板的翹曲。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述超聲波換能器陣列具有沿相對(duì)于第一方向交叉的第二方向配置多個(gè)超聲波換能器組的陣列構(gòu)造，所述超聲波換能器組由沿所述第一方向排列并且通過(guò)同一信號(hào)線連接的多個(gè)所述超聲波換能器構(gòu)成，在所述元件基板上在所述超聲波換能器陣列的所述第二方向的兩端側(cè)設(shè)置有沿所述第一方向排列的多個(gè)評(píng)價(jià)用超聲波換能器，所述端子部分別配置于各所述超聲波換能器組的所述第一方向的兩端側(cè)，所述加固板具備端子區(qū)域加固部和評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部，該端子區(qū)域加固部在所述超聲波換能器陣列中的所述第一方向的兩端側(cè)沿所述第二方向配置，該評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部在所述超聲波換能器陣列中的所述第二方向的兩端側(cè)且在所述俯視下與多個(gè)所述評(píng)價(jià)用超聲波換能器重疊的區(qū)域沿所述第一方向配置。

并且，評(píng)價(jià)用超聲波換能器是例如用于產(chǎn)品的檢查用的元件，檢查結(jié)束后配置加固板，因此不用于通常的超聲波的收發(fā)。

根據(jù)本應(yīng)用例，將端子部的位置作為各超聲波換能器組的第一方向的兩端側(cè)，沿第二方向排列與各超聲波換能器組對(duì)應(yīng)的端子部。然后，在超聲波換能器陣列中的第一方向的兩端側(cè)并沿第二方向配置縱長(zhǎng)的加固板，從而能夠容易地將與各端子部對(duì)應(yīng)的區(qū)域由加固板覆蓋。

另外，在超聲波換能器陣列中的第二方向的兩端側(cè)并沿第一方向配置縱長(zhǎng)的評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部，從而能夠容易地將與各評(píng)價(jià)用超聲波換能器對(duì)應(yīng)的元件基板的區(qū)域由加固板覆蓋。然后，將該區(qū)域由加固板覆蓋，從而在給與超聲波器件沖擊時(shí)等，能夠抑制在該區(qū)域中在元件基板產(chǎn)生裂紋等，能夠抑制評(píng)價(jià)用超聲波換能器的損壞。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述元件基板具備：開(kāi)口部，與多個(gè)所述超聲波換能器的各個(gè)分別對(duì)應(yīng)；振動(dòng)部，堵塞所述開(kāi)口部的所述第一面?zhèn)?，所述加固板中的未與所述元件基板接合的面，位于與所述開(kāi)口部的開(kāi)口面同一平面，或者位于相對(duì)于所述開(kāi)口面更遠(yuǎn)離所述第一面的方向處。

通常，在超聲波器件中，在超聲波換能器陣列中的超聲波的發(fā)送或者接收方向設(shè)置聲匹配層，該聲匹配層用于緩和超聲波換能器陣列與作為超聲波的發(fā)送目標(biāo)(在超聲波接收的情況下，是超聲波的發(fā)出(發(fā)射)目標(biāo))的對(duì)象物的聲阻抗的差。在此，聲阻抗大的空氣層介于聲匹配層與超聲波換能器陣列之間時(shí)，由于在其邊界超聲波被反射，因此以完全地填埋元件基板中的開(kāi)口部的方式將聲匹配層填充在開(kāi)口部?jī)?nèi)。

此時(shí)，在本應(yīng)用例中，加固板的不與元件基板接合的面(加固板表面)，位于與開(kāi)口部中的開(kāi)口面同一平面或者相對(duì)開(kāi)口面從第一面遠(yuǎn)離的方向。因此，在形成聲匹配層時(shí)，例如，在開(kāi)口部?jī)?nèi)填充用于形成聲匹配層的材料(例如硅等)之后，將該材料沿加固板表面磨耗，從而能夠?qū)⒓庸贪灞砻孀鳛榛鶞?zhǔn)而形成均勻的厚度尺寸的聲匹配層。另外，在使加固板為框狀的情況下，也能夠由加固板阻止所述材料。

在本應(yīng)用例的超聲波器件中，優(yōu)選的是，所述加固板在所述俯視下具備：端子區(qū)域加固部，設(shè)置于與所述端子部重疊的區(qū)域；以及元件間區(qū)域加固部，配置于所述超聲波換能器間，。

根據(jù)本應(yīng)用例，與在元件基板中的、在所述俯視下與超聲波換能器陣列重疊的部分未配置加固板的情況相比，能夠更加堅(jiān)固地加固元件基板，因此能夠抑制元件基板的翹曲。另外，也能夠降低超聲波換能器間的串?dāng)_。

本發(fā)明的一應(yīng)用例的超聲波組件，其特征在于，具備：元件基板，具備將多個(gè)超聲波換能器配置為陣列狀的超聲波換能器陣列，并具有第一面以及與所述第一面相反側(cè)的第二面；端子部，設(shè)置于所述元件基板的所述第一面并且在從所述第一面的法線方向觀察的俯視下比所述超聲波換能器陣列靠外側(cè)處，并與所述超聲波換能器進(jìn)行電連接；加固板，設(shè)置于所述元件基板的所述第二面并在所述俯視下與所述端子部重疊的區(qū)域，并且彎曲剛性比所述元件基板大；連接部件，連接于所述端子部；保護(hù)部件，覆蓋所述端子部；以及布線基板，連接于所述連接部件。

本應(yīng)用例的超聲波組件，與上述超聲波器件同樣地，由于在元件基板的第二面且在所述俯視下與端子部重疊的區(qū)域設(shè)置有彎曲剛性比元件基板大的加固板，因此在對(duì)元件基板施加了例如伴隨保護(hù)部件的收縮的應(yīng)力的情況下，能夠抑制元件基板的翹曲。

本發(fā)明的一應(yīng)用例的電子設(shè)備，其特征在于，具備；元件基板，具備將多個(gè)超聲波換能器配置為陣列狀的超聲波換能器陣列，并具有第一面以及與所述第一面相反側(cè)的第二面；端子部，設(shè)置于所述元件基板的所述第一面并且在從所述第一面的法線方向觀察的俯視下比所述超聲波換能器陣列靠外側(cè)處，并與所述超聲波換能器進(jìn)行電連接；加固板，設(shè)置于所述元件基板的所述第二面并在所述俯視下與所述端子部重疊的區(qū)域，并且彎曲剛性比所述元件基板大；連接部件，連接于所述端子部；保護(hù)部件，覆蓋所述端子部；布線基板，連接于所述連接部件；以及控制部，控制所述超聲波換能器。

在本應(yīng)用例的電子設(shè)備中，與上述超聲波器件、超聲波組件同樣地，由于在元件基板的第二面且在所述俯視下與端子部重疊的區(qū)域設(shè)置有彎曲剛性比元件基板大的加固板，因此在對(duì)元件基板施加了例如伴隨保護(hù)部件的收縮的應(yīng)力的情況下，能夠抑制元件基板的翹曲。

因此，在組裝有這樣的超聲波器件、超聲波組件的電子設(shè)備中，能夠起到上述作用效果，且能夠進(jìn)行高精度的超聲波的收發(fā)。

本發(fā)明的一應(yīng)用例的超聲波測(cè)定裝置，其特征在于，具備：元件基板，具備將多個(gè)超聲波換能器配置為陣列狀的超聲波換能器陣列，并具有第一面以及與所述第一面相反側(cè)的第二面；端子部，設(shè)置于所述元件基板的所述第一面并且在從所述第一面的法線方向觀察的俯視下比所述超聲波換能器陣列靠外側(cè)處，并與所述超聲波換能器進(jìn)行電連接；加固板，設(shè)置于所述元件基板的所述第二面并在所述俯視下與所述端子部重疊的區(qū)域，并且彎曲剛性比所述元件基板大；連接部件，連接于所述端子部；保護(hù)部件，覆蓋所述端子部；布線基板，連接于所述連接部件；以及測(cè)定控制部，控制來(lái)自所述超聲波換能器陣列的超聲波的發(fā)送以及被反射的超聲波的接收，根據(jù)超聲波的收發(fā)定時(shí)來(lái)測(cè)定被測(cè)定物。

在本應(yīng)用例的超聲波測(cè)定裝置中，與上述超聲波器件、超聲波組件同樣地，由于在元件基板的第二面且在所述俯視下與端子部重疊的區(qū)域設(shè)置有彎曲剛性比元件基板大的加固板，因此在對(duì)元件基板施加了例如伴隨保護(hù)部件的收縮的應(yīng)力的情況下，能夠抑制元件基板的翹曲。

因此，在組裝有這樣的超聲波器件、超聲波組件的超聲波測(cè)定裝置中，能夠起到上述作用效果，且能夠進(jìn)行高精度的超聲波的收發(fā)，能夠?qū)嵤├贸暡ㄟM(jìn)行的對(duì)象物的高精度的測(cè)定處理。

附圖說(shuō)明

圖1是示出第一實(shí)施方式的超聲波測(cè)定裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成的立體圖。

圖2是示出第一實(shí)施方式的超聲波測(cè)定裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成的框圖。

圖3是示出第一實(shí)施方式的超聲波探測(cè)器中的超聲波傳感器的簡(jiǎn)要構(gòu)成的俯視圖。

圖4是從密封板側(cè)觀察第一實(shí)施方式的超聲波傳感器的元件基板的俯視圖。

圖5是第一實(shí)施方式的超聲波傳感器的剖面圖。

圖6是從聲透鏡側(cè)觀察第一實(shí)施方式的超聲波器件的俯視圖。

圖7是示出第一實(shí)施方式中的超聲波器件向布線基板的安裝方法的圖。

圖8是從聲透鏡側(cè)觀察第二實(shí)施方式的超聲波器件的俯視圖。

圖9是第三實(shí)施方式的超聲波傳感器的剖面圖。

圖10是從聲透鏡側(cè)觀察第三實(shí)施方式的超聲波器件的俯視圖。

圖11是示出其他的實(shí)施方式中的電子設(shè)備的一例的圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1超聲波測(cè)定裝置；2超聲波探測(cè)器；22、22H、22I超聲波器件；23布線基板；24、24I超聲波傳感器(超聲波組件)；41、41I元件基板；411基板主體部；411A開(kāi)口部；411B分隔壁部；412振動(dòng)膜；412A振動(dòng)部；412B、412C、412D、412E延伸部；414P第一電極焊盤(pán)(端子部)；416P第二電極焊盤(pán)(端子部)；41A背面(第一面)；41B動(dòng)作面(第二面)；41C基準(zhǔn)厚度部；42密封板；422通孔；43聲匹配層；45加固板；451端子區(qū)域加固部；452評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部；453元件間區(qū)域加固部；46FPC；47保護(hù)部件；50超聲波換能器陣列；51超聲波換能器；51T評(píng)價(jià)用超聲波換能器；8超聲波洗凈機(jī)(電子設(shè)備)；Ar1陣列區(qū)域；Ar2端子區(qū)域。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖說(shuō)明作為本發(fā)明的實(shí)施方式的電子設(shè)備的超聲波測(cè)定裝置。

[第一實(shí)施方式]

[超聲波測(cè)定裝置1的構(gòu)成]

圖1是示出本實(shí)施方式的超聲波測(cè)定裝置1的簡(jiǎn)要構(gòu)成的立體圖。圖2是示出超聲波測(cè)定裝置1的簡(jiǎn)要構(gòu)成的框圖。

如圖1所示，本實(shí)施方式的超聲波測(cè)定裝置1具備超聲波探測(cè)器2和經(jīng)由電纜3電連接于超聲波探測(cè)器2的控制裝置10。

該超聲波測(cè)定裝置1使超聲波探測(cè)器2與生物體(例如人體)的表面抵接，從超聲波探測(cè)器2向生物體內(nèi)送出超聲波。另外，被生物體內(nèi)的器官反射出的超聲波由超聲波探測(cè)器2接收，基于該接收信號(hào)，例如取得生物體內(nèi)的內(nèi)部斷層圖像，或測(cè)定生物體內(nèi)的器官的狀態(tài)(例如血流等)。

[超聲波探測(cè)器2的構(gòu)成]

圖3是示出超聲波探測(cè)器2中的超聲波傳感器24的簡(jiǎn)要構(gòu)成的俯視圖。

如圖1～圖3所示，超聲波探測(cè)器2具備殼體21、設(shè)置于殼體21內(nèi)部的超聲波器件22和設(shè)置有用于控制超聲波器件22的驅(qū)動(dòng)電路等的布線基板23。并且，由超聲波器件22和布線基板23構(gòu)成超聲波傳感器24，該超聲波傳感器24構(gòu)成本發(fā)明的超聲波組件。

如圖1所示，殼體21形成為俯視下矩形形狀的箱狀，在與厚度方向正交的一面(傳感器面21A)設(shè)置有傳感器窗21B，超聲波器件22的一部分露出。另外，在殼體21的一部分(在圖1示出的例子中是側(cè)面)上設(shè)置有電纜3的通過(guò)孔21C，電纜3從通過(guò)孔21C連接于殼體21的內(nèi)部的布線基板23。另外，電纜3與通過(guò)孔21C的間隙通過(guò)填充例如樹(shù)脂材料等，從而確保了防水性。

并且，在本實(shí)施方式中，示出使用電纜3連接超聲波探測(cè)器2和控制裝置10的構(gòu)成例，但不限定于此，例如可以由無(wú)線通信連接超聲波探測(cè)器2和控制裝置10，也可以在超聲波探測(cè)器2內(nèi)設(shè)置有控制裝置10的各種構(gòu)成。

[超聲波器件22的構(gòu)成]

圖4是從密封板42側(cè)觀察超聲波器件22中的元件基板41的俯視圖。圖5是由圖4中的B-B線所切割的超聲波傳感器24的剖面圖。圖6是從聲透鏡44側(cè)觀察超聲波器件22的俯視圖。并且，在圖6中，省略了聲匹配層43以及聲透鏡44的圖示。

如圖5所示，構(gòu)成超聲波傳感器24的超聲波器件22由元件基板41、密封板42、聲匹配層43、聲透鏡44和加固板45構(gòu)成。

(元件基板41的構(gòu)成)

如圖5、圖6所示，元件基板41在從厚度方向觀察的俯視觀察(從法線方向觀察的俯視觀察)中形成為長(zhǎng)方形形狀。元件基板41具備基板主體部411、層疊于基板主體部411的振動(dòng)膜412和層疊于振動(dòng)膜412的壓電元件413。

然后，在所述俯視下，在元件基板41的中心區(qū)域設(shè)置有后述的多個(gè)超聲波換能器51被配置為陣列狀的超聲波換能器陣列50(參照?qǐng)D4)。以下，將設(shè)置該超聲波換能器陣列50的區(qū)域稱為陣列區(qū)域Ar1。

并且，在以下的說(shuō)明中，在所述俯視下，將沿元件基板41的縱長(zhǎng)方向的方向作為X方向，與X方向正交的方向作為Y方向。另外，將與X方向以及Y方向正交的方向作為Z方向。并且，將X方向中的一方向作為+X方向，與+X方向相反方向作為－X方向。另外，將Y方向中的一方向作為+Y方向，與+Y方向相反方向作為－Y方向。另外，將從Z方向中的密封板42朝向聲透鏡44的方向作為+Z方向，與+Z方向相反方向作為－Z方向。

在此，X方向相當(dāng)于本發(fā)明的第一方向，Y方向相當(dāng)于本發(fā)明的第二方向。另外，元件基板41的－Z側(cè)的背面41A為本發(fā)明中的第一面，與背面41A相反側(cè)的動(dòng)作面41B為本發(fā)明中的第二面。

基板主體部411是例如Si等的半導(dǎo)體基板。在該基板主體部411的陣列區(qū)域Ar1內(nèi)設(shè)置有與各個(gè)超聲波換能器51對(duì)應(yīng)的開(kāi)口部411A。另外，各開(kāi)口部411A由設(shè)置于基板主體部411的－Z側(cè)的振動(dòng)膜412堵塞。

振動(dòng)膜412由例如SiO₂、SiO₂和ZrO₂的層疊體等構(gòu)成。另外，振動(dòng)膜412具有在所述俯視下與陣列區(qū)域Ar1重疊且覆蓋基板主體部411的各開(kāi)口部411A的振動(dòng)部412A。進(jìn)一步地，振動(dòng)膜412具有在所述俯視下從振動(dòng)部412A的+Y方向的端緣向外側(cè)延伸的延伸部412B(參照?qǐng)D6)和從振動(dòng)部412A的－Y方向的端緣向外側(cè)延伸的延伸部412C(參照?qǐng)D6)。進(jìn)一步地，振動(dòng)膜412具有在所述俯視下從振動(dòng)部412A以及延伸部412B、412C的+X方向的端緣向外側(cè)延伸的延伸部412D、和從振動(dòng)部412A以及延伸部412B、412C的－X方向的端緣向外側(cè)延伸的延伸部412E。

在此，振動(dòng)部412A以及延伸部412B、412C、412D、412E的+Z側(cè)的面位于同一平面上。另外，延伸部412B、412C在所述俯視下與基板主體部411重疊，延伸部412D、412E與基板主體部411未重疊(從基板主體部411露出)。

該振動(dòng)膜412的厚度尺寸為相對(duì)基板主體部411充分小的厚度尺寸。在基板主體部411由Si構(gòu)成并且振動(dòng)膜412由SiO₂構(gòu)成的情況下，例如對(duì)基板主體部411的－Z側(cè)的面進(jìn)行氧化處理，從而能夠容易地形成希望的厚度尺寸的振動(dòng)膜412。另外，這種情況下，將SiO₂的振動(dòng)膜412作為蝕刻停止層而對(duì)基板主體部411進(jìn)行蝕刻處理，從而能夠容易地形成開(kāi)口部411A，同時(shí)使振動(dòng)膜412中的延伸部412D、412E從基板主體部411露出。

在此，在元件基板41中，在與振動(dòng)膜412和基板主體部411在厚度方向重疊的部分且未設(shè)置開(kāi)口部411A的部分，構(gòu)成具有預(yù)定的基準(zhǔn)厚度尺寸的本發(fā)明的基準(zhǔn)厚度部41C。另外，從基板主體部411露出的延伸部412D、412E構(gòu)成具有比基準(zhǔn)厚度部41C小的厚度尺寸的本發(fā)明的薄厚度部。并且，基準(zhǔn)厚度部41C的厚度尺寸在本實(shí)施方式中是80μm左右。

另外，在振動(dòng)部412A上設(shè)置有壓電元件413，該壓電元件413分別為下部電極414、壓電膜415以及上部電極416的層疊體。在此，由振動(dòng)部412A以及壓電元件413構(gòu)成本發(fā)明的超聲波換能器51。

在這樣的超聲波換能器51中，在下部電極414以及上部電極416之間施加預(yù)定頻率的矩形波電壓，從而能夠使開(kāi)口部411A的開(kāi)口區(qū)域內(nèi)的振動(dòng)部412A振動(dòng)并送出超聲波。另外，由從對(duì)象物反射出的超聲波使振動(dòng)部412A振動(dòng)時(shí)，在壓電膜415的上下產(chǎn)生電位差。因此，檢測(cè)在下部電極414以及上部電極416間產(chǎn)生的所述電位差，從而能夠檢測(cè)接收到的超聲波。

另外，在本實(shí)施方式中，如圖4所示，在元件基板41的陣列區(qū)域Ar1內(nèi)沿X方向以及Y方向配置有多個(gè)上述那樣的超聲波換能器51。

在此，下部電極414(本發(fā)明的信號(hào)線)形成為沿X方向的直線狀。即，下部電極414橫跨沿X方向排列的多個(gè)超聲波換能器51而設(shè)置，由位于壓電膜415與振動(dòng)膜412之間的下部電極主體414A、連結(jié)相鄰的下部電極主體414A的下部電極線414B、以及被引出到陣列區(qū)域Ar1外并位于延伸部412D、412E的端子區(qū)域Ar2的下部端子電極線414C構(gòu)成。因此，在X方向排列的超聲波換能器51中，下部電極414為同電位。

另外，下部端子電極線414C延伸至陣列區(qū)域Ar1外的端子區(qū)域Ar2，在端子區(qū)域Ar2中，構(gòu)成與后述的FPC46的電極連接的第一電極焊盤(pán)414P。

另一方面，上部電極416具有橫跨沿Y方向排列的多個(gè)超聲波換能器51而設(shè)置的元件電極部416A和將相互平行的元件電極部416A的端部彼此連結(jié)的公共電極部416B。元件電極部416A具有層疊于壓電膜415上的上部電極主體416C、連結(jié)相鄰的上部電極主體416C的上部電極線416D和從配置于Y方向的兩端部的超聲波換能器51沿Y方向在外側(cè)延伸的上部端子電極416E。

公共電極部416B分別設(shè)置于陣列區(qū)域Ar1的+Y方向的端部以及－Y方向的端部。+Y側(cè)的公共電極部416B將從沿Y方向設(shè)置的多個(gè)超聲波換能器51之中的設(shè)置于+Y側(cè)的端部的超聲波換能器51向+Y方向延伸的上部端子電極416E彼此連接。－Y側(cè)的公共電極部416B將向－Y側(cè)延伸的上部端子電極416E彼此連接。因此，在陣列區(qū)域Ar1內(nèi)的各超聲波換能器51中，上部電極416為同電位。另外，這些一對(duì)公共電極部416B沿X方向設(shè)置，其端部從陣列區(qū)域Ar1被引出至端子區(qū)域Ar2。然后，公共電極部416B在端子區(qū)域Ar2中構(gòu)成與后述的FPC46的電極連接的第二電極焊盤(pán)416P。在此，第二電極焊盤(pán)416P以及上述第一電極焊盤(pán)414P構(gòu)成本發(fā)明的端子部。

在上述那樣的超聲波換能器陣列50中，通過(guò)由下部電極414所連結(jié)的在X方向排列的超聲波換能器51構(gòu)成作為一通道而發(fā)揮功能的一個(gè)超聲波換能器組51A，構(gòu)成沿Y方向排列多個(gè)該超聲波換能器組51A的一維陣列構(gòu)造。即，X方向相當(dāng)于超聲波換能器陣列50的切片方向，Y方向相當(dāng)于超聲波換能器陣列50的掃描方向。

(密封板42的構(gòu)成)

如圖5所示，密封板42形成為從厚度方向觀察時(shí)的平面形狀例如與元件基板41同形狀，由硅基板等的半導(dǎo)體基板、絕緣體基板構(gòu)成。并且，由于密封板42的材質(zhì)、厚度對(duì)超聲波換能器51的頻率特性帶來(lái)影響，因此優(yōu)選基于由超聲波換能器51收發(fā)的超聲波的中心頻率進(jìn)行設(shè)定。

然后，該密封板42在與元件基板41的陣列區(qū)域Ar1相對(duì)的區(qū)域形成有與元件基板41的開(kāi)口部411A對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹槽421。由此，振動(dòng)部412A之中、在由超聲波換能器51引起振動(dòng)的區(qū)域(開(kāi)口部411A內(nèi))，在與元件基板41之間設(shè)置預(yù)定尺寸的空隙421A，從而振動(dòng)部412A的振動(dòng)不被阻礙。另外，能夠抑制來(lái)自一個(gè)超聲波換能器51的背面波入射到其他的鄰接的超聲波換能器51的障礙(串?dāng)_)。

另外，振動(dòng)部412A振動(dòng)時(shí)，除了開(kāi)口部411A側(cè)之外，也向密封板42側(cè)釋放作為背面波的超聲波。該背面波由密封板42反射，再次經(jīng)由空隙421A被釋放到振動(dòng)膜412側(cè)。此時(shí)，反射背面波與從振動(dòng)膜412釋放到動(dòng)作面41B側(cè)的超聲波的相位偏移時(shí)，超聲波發(fā)生衰減。因此，在本實(shí)施方式中，以空隙421A中的聲性距離成為超聲波的波長(zhǎng)λ的四分之一(λ/4)的奇數(shù)倍的方式設(shè)定了各凹槽421的槽深度。換言之，考慮從超聲波換能器51發(fā)出的超聲波的波長(zhǎng)λ來(lái)設(shè)定元件基板41、密封板42的各部分的厚度尺寸。

另外，在密封板42上，在與元件基板41的端子區(qū)域Ar2相對(duì)的位置，設(shè)置有在厚度方向貫穿密封板42并使設(shè)置于元件基板41的端子區(qū)域Ar2的各電極焊盤(pán)414P、416P露出的通孔422。然后，各電極焊盤(pán)414P、416P連接于被插入在通孔422內(nèi)的后述的FPC46的電極。

(FPC46的構(gòu)成)

FPC46在具有可撓性的薄膜上設(shè)置有布線圖案而構(gòu)成。FPC46的一端部被插入在密封板42的通孔422內(nèi)，設(shè)置于該一端部的電極由例如焊錫等的導(dǎo)電性的接合部件461與元件基板41的各電極焊盤(pán)414P、416P接合。

另外，F(xiàn)PC46的另一端部位于通孔422之外，設(shè)置于該另一端部的電極由例如焊錫等的導(dǎo)電性的接合部件462與后述的布線基板23的布線端子部231接合。由此，電極焊盤(pán)414P、416P與布線端子部231電連接。在此，F(xiàn)PC46構(gòu)成本發(fā)明的連接部件。

另外，電極焊盤(pán)414P、電極焊盤(pán)416P與FPC46的連接部分由填充于密封板42的通孔422的、保護(hù)連接部分的例如樹(shù)脂等的保護(hù)部件47覆蓋。由此，能夠防止該連接部分的剝離、電腐蝕。

(加固板45的構(gòu)成)

如圖5、圖6所示，加固板45覆蓋元件基板41的延伸部412D、412E的+Z側(cè)的面而設(shè)置。即，加固板45在所述俯視下在陣列區(qū)域Ar1的X方向的兩端側(cè)沿Y方向配置。由此，加固板45在所述俯視下與元件基板41的各電極焊盤(pán)414P、416P以及設(shè)置于密封板42的通孔422重疊。

另外，加固板45的彎曲剛性比元件基板41(基板主體部411以及振動(dòng)膜412)大(硬)。在本實(shí)施方式中，加固板45由例如42合金等的金屬板構(gòu)成。并且，只要在加固板45中彎曲剛性比元件基板41大，即可使用金屬板以外的板、例如陶瓷板等。

另外，加固板45的厚度尺寸比元件基板41的基準(zhǔn)厚度部41C的厚度尺寸大。因此，加固板45的+Z側(cè)的面(加固板表面)相對(duì)基板主體部411的+Z側(cè)的面(與開(kāi)口部411A的開(kāi)口面為同一面)位于+Z側(cè)。

并且，加固板45在將密封板42設(shè)置于元件基板41之后，相對(duì)設(shè)置有密封板42的元件基板41而安裝。

(聲匹配層43以及聲透鏡44的構(gòu)成)

聲匹配層43填充于元件基板41的開(kāi)口部411A內(nèi)，且從基板主體部411的+Z側(cè)的面以預(yù)定的厚度尺寸形成。在此，聲匹配層43的+Z側(cè)的面與加固板45的+Z側(cè)的面(加固板表面)位于同一平面上。

聲透鏡44設(shè)置于聲匹配層43的+Z側(cè)的面，如圖1所示，從殼體21的傳感器窗21B露出在外部。

這些聲匹配層43、聲透鏡44使從超聲波換能器51發(fā)送出的超聲波高效地傳送到作為測(cè)定對(duì)象的生物體，另外，使由生物體內(nèi)反射的超聲波高效地傳送到超聲波換能器51。因此，聲匹配層43以及聲透鏡44被設(shè)定為元件基板41的超聲波換能器51的聲阻抗與生物體的聲阻抗的中間的聲阻抗。

[布線基板23的構(gòu)成]

如圖5所示，布線基板23具有與FPC46的電極對(duì)應(yīng)的布線端子部231，使FPC46的電極相對(duì)該布線端子部231由例如焊接等的導(dǎo)電性的接合部件462接合。

另外，布線基板23設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)超聲波器件22的驅(qū)動(dòng)電路等。具體地，如圖2、圖3所示，布線基板23具備選擇電路233、發(fā)送電路234、接收電路235以及連接器部236。

選擇電路233基于控制裝置10的控制，對(duì)連接超聲波器件22和發(fā)送電路234的發(fā)送連接、以及連接超聲波器件22和接收電路235的接收連接進(jìn)行切換。

發(fā)送電路234在由控制裝置10的控制切換到發(fā)送連接時(shí)，經(jīng)由選擇電路233向超聲波器件22輸出發(fā)出超聲波的命令的發(fā)送信號(hào)。

接收電路235在由控制裝置10的控制切換到接收連接時(shí)，經(jīng)由選擇電路233將從超聲波器件22所輸入的接收信號(hào)輸出到控制住裝置10。接收電路235包含例如低噪音放大器、電壓控制衰減器、可編程增益放大器、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器等而構(gòu)成，實(shí)施接收信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換、噪聲成分的去除、向希望信號(hào)電平的放大等的各信號(hào)處理之后，將處理后的接收信號(hào)輸出到控制裝置10。

連接器部236連接于發(fā)送電路234、接收電路235。另外，電纜3連接于連接器部236，如上述那樣，該電纜3從殼體21的通過(guò)孔21C被引出并連接于控制裝置10。

[超聲波器件22向布線基板23的安裝方法]

圖7是示出本實(shí)施方式中的超聲波器件22向布線基板23的安裝方法的圖。

首先，如圖7(A)所示，針對(duì)設(shè)置聲匹配層43以及聲透鏡44之前的超聲波器件22，將FPC46的一端部插入密封板42的通孔422，使該一端部的電極通過(guò)接合部件461與元件基板41的各電極焊盤(pán)414P、416P接合。此時(shí)，存在接合部件461由于熱而收縮并向元件基板41施加應(yīng)力的情況?；蛘?，也存在由于將熔融狀態(tài)的接合部件461抵接到各電極焊盤(pán)414P、416P時(shí)的熱而使元件基板41本身發(fā)生收縮的情況。即使在這樣的情況下，由設(shè)置于元件基板41的加固板45也可抑制元件基板41的翹曲。

接下來(lái)，如圖7(B)所示，在密封板42的通孔422內(nèi)填充由熱而呈軟化的狀態(tài)的保護(hù)部件47。這之后，保護(hù)部件47在溫度下降的同時(shí)硬化而收縮。此時(shí)，伴隨保護(hù)部件47的收縮對(duì)元件基板41施加應(yīng)力。即使在這種情況下，由加固板45也可抑制元件基板41的翹曲。

接下來(lái)，如圖7(C)所示，將FPC46的另一電極通過(guò)接合部件462與布線基板23的布線端子部231接合。此時(shí)，給與FPC46的熱進(jìn)行熱傳遞，存在使接合部件461、保護(hù)部件47、元件基板41本身發(fā)生收縮的情況。即使在這樣的情況下，由設(shè)置于元件基板41的加固板45也可抑制元件基板41的翹曲。

這之后，如圖7(D)所示，在元件基板41的開(kāi)口部411A內(nèi)填充用于形成聲匹配層43的材料(例如硅等)。然后，將填充的所述材料沿加固板45的+Z側(cè)的面(加固板表面)磨耗，從而將加固板表面作為基準(zhǔn)而形成均勻的厚度尺寸的聲匹配層43。然后，使聲透鏡44緊貼在聲匹配層43的+Z側(cè)的面。

[控制裝置10的構(gòu)成]

如圖1、圖2所示，控制裝置10具備例如操作部11、顯示部12、存儲(chǔ)部13和運(yùn)算部14而構(gòu)成。該控制裝置10可以使用例如平板終端、智能手機(jī)、個(gè)人電腦等的終端裝置，也可以是用于操作超聲波探測(cè)器2的專用終端裝置。

操作部11是用于用戶操作超聲波測(cè)定裝置1的UI(User Interface：用戶接口)，能夠由例如設(shè)置于顯示部12上的觸摸屏、或者操作按鈕、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等構(gòu)成。

顯示部12由例如液晶顯示器等構(gòu)成，顯示圖像。

存儲(chǔ)部13存儲(chǔ)用于控制超聲波測(cè)定裝置1的各種程序、各種數(shù)據(jù)。

運(yùn)算部14由例如CPU(Central Processing Unit：中央處理器)等的運(yùn)算電路、存儲(chǔ)器等的存儲(chǔ)電路構(gòu)成。然后，運(yùn)算部14讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部13的各種程序，從而針對(duì)發(fā)送電路234進(jìn)行發(fā)送信號(hào)的生成以及輸出處理的控制，針對(duì)接收電路235進(jìn)行接收信號(hào)的頻率設(shè)定、增益設(shè)定等的控制。

[第一實(shí)施方式的作用效果]

在本實(shí)施方式中，在元件基板41的延伸部412D、412E的+Z側(cè)的面且在所述俯視下與各電極焊盤(pán)414P、416P重疊的區(qū)域，設(shè)置有彎曲剛性比元件基板41大的加固板45。據(jù)此，如上述那樣，即使在安裝時(shí)對(duì)元件基板41施加了應(yīng)力，由于與元件基板41的各電極焊盤(pán)414P、416P對(duì)應(yīng)的區(qū)域由加固板45增強(qiáng)，因此能夠抑制元件基板41的翹曲。由此，能夠降低在元件基板41產(chǎn)生裂紋等的可能性。

在本實(shí)施方式中，由于加固板45在所述俯視下被設(shè)置在與通孔422重疊的區(qū)域，因此能夠緩和由填充在通孔422內(nèi)的保護(hù)部件47的收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，能夠抑制元件基板41的翹曲。另外，在通孔422內(nèi)填充保護(hù)部件47，從而保護(hù)部件47不會(huì)在未設(shè)置加固板45的區(qū)域擴(kuò)散。也就是說(shuō)，能夠在由加固板45使相對(duì)于應(yīng)力的彎曲剛性被強(qiáng)化的部分配置保護(hù)部件47，即使在這一點(diǎn)上，也能夠抑制元件基板41的翹曲。

在本實(shí)施方式中，加固板45設(shè)置于元件基板41的厚度尺寸小的延伸部412D、412E，且設(shè)置該加固板45的延伸部412D、412E的+Z側(cè)的面位于比基準(zhǔn)厚度部41C中的+Z側(cè)的面靠－Z側(cè)。即，元件基板41的設(shè)置加固板45的區(qū)域在－Z側(cè)為階梯狀。因此，在成為這樣的階梯狀的部分配置加固板45，從而與例如將加固板45設(shè)置在和基準(zhǔn)厚度部41C同一厚度尺寸的區(qū)域的情況相比，能夠減小元件基板41和加固板45的合計(jì)厚度尺寸，能夠促進(jìn)超聲波器件22的薄型化。

在本實(shí)施方式中，設(shè)置加固板45的薄厚度部(延伸部412D、412E)的+Z側(cè)的面與振動(dòng)部412A的面對(duì)開(kāi)口的面是同一平面。據(jù)此，在針對(duì)用于形成元件基板41的平坦的基板進(jìn)行蝕刻而形成開(kāi)口部411A以及薄厚度部的情況下，只要在開(kāi)口部411A和薄厚度部進(jìn)行相同深度的蝕刻即可。據(jù)此，與在開(kāi)口部411A和薄厚度部進(jìn)行各自的深度的蝕刻的情況相比，能夠簡(jiǎn)單地形成開(kāi)口部411A以及薄厚度部。

在本實(shí)施方式中，在陣列區(qū)域Ar1的X方向的兩端側(cè)并沿Y方向配置有縱長(zhǎng)的加固板45，因此能夠容易地用加固板覆蓋與元件基板41的各電極焊盤(pán)414P、416P對(duì)應(yīng)的區(qū)域加固板。即，無(wú)需與各電極焊盤(pán)414P、416P分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置加固板45，而能夠橫跨在Y方向排列的多個(gè)端子部配置加固板45，可謀求構(gòu)成的簡(jiǎn)化。

在本實(shí)施方式中，加固板45的+Z側(cè)的面(加固板表面)相對(duì)開(kāi)口部411A中的開(kāi)口面位于+Z側(cè)。因此，在形成聲匹配層43時(shí)，在開(kāi)口部411A內(nèi)填充用于形成聲匹配層43的材料之后，將該材料沿加固板表面磨耗，從而能夠?qū)⒓庸贪灞砻孀鳛榛鶞?zhǔn)而形成均勻的厚度尺寸的聲匹配層43。

[第二實(shí)施方式]

接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。

在第一實(shí)施方式的超聲波器件22中，元件基板41的薄厚度部設(shè)置于X方向的兩端側(cè)，加固板45設(shè)置于該薄厚度部。與此相對(duì)，在第二實(shí)施方式的超聲波器件22H中，薄厚度部也設(shè)置于元件基板的Y方向的兩端側(cè)，主要不同點(diǎn)在于以覆蓋薄厚度部整體的方式設(shè)置框狀的加固板45。

并且，在以下的說(shuō)明中，對(duì)與第一實(shí)施方式同樣的構(gòu)成標(biāo)注相同標(biāo)記并省略或者簡(jiǎn)化其說(shuō)明。

圖8是從聲透鏡44側(cè)觀察第二實(shí)施方式的超聲波器件22H的俯視圖。

如圖8所示，在超聲波器件22H中，在所述俯視下，在元件基板中的陣列區(qū)域Ar1的+Y方向的外側(cè)以及－Y方向的外側(cè)沿X方向排列設(shè)置有多個(gè)評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T(TEG：Test Element Group)，該評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T是用于產(chǎn)品的檢查用的元件。評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T包含例如振動(dòng)部、壓電元件和電極而構(gòu)成，使用于壓電元件的驅(qū)動(dòng)評(píng)價(jià)、通電評(píng)價(jià)等。

另外，基板主體部411在所述俯視下以只與陣列區(qū)域Ar1重疊的方式形成。即，在所述俯視下，不僅振動(dòng)膜412的延伸部412D、412E，而且延伸部412B、412C也未與基板主體部411重疊(從基板主體部411露出)。

然后，加固板45在所述俯視下形成為框狀，包圍元件基板的陣列區(qū)域Ar1而形成。

具體地，加固板45具有端子區(qū)域加固部451和評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452。

端子區(qū)域加固部451在所述俯視下在陣列區(qū)域Ar1的X方向的兩端側(cè)并沿Y方向配置，與振動(dòng)膜412的延伸部412D、412E重疊。由此，端子區(qū)域加固部451在所述俯視下與元件基板的各電極焊盤(pán)414P、416P以及設(shè)置于密封板42的通孔422重疊。

評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452在所述俯視下在陣列區(qū)域Ar1的Y方向的兩端側(cè)并沿X方向配置，與延伸部412B、412C重疊。由此，評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452在所述俯視下與元件基板的評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T重疊。

[第二實(shí)施方式的作用效果]

根據(jù)本實(shí)施方式，由與第一實(shí)施方式同樣的構(gòu)成，能夠獲得同樣的作用效果。

另外，在本實(shí)施方式中，加固板45在所述俯視下形成為框狀，且包圍陣列區(qū)域Ar1。根據(jù)該構(gòu)成，與例如只在陣列區(qū)域Ar1的X方向的兩端側(cè)設(shè)置有加固板45的情況相比，能夠更加堅(jiān)固地增強(qiáng)元件基板，因此能夠更好地抑制元件基板的翹曲。例如，能夠更加抑制元件基板沿作為切片方向的X方向發(fā)生彎曲。

在本實(shí)施方式中，在陣列區(qū)域Ar1的Y方向的兩端側(cè)并沿X方向配置縱長(zhǎng)的評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452，從而能夠容易地用加固板45覆蓋與各評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T對(duì)應(yīng)的元件基板的區(qū)域加固板。然后，將該區(qū)域由加固板45覆蓋，從而在給與超聲波器件22H沖擊時(shí)等，能夠抑制在該區(qū)域中在元件基板產(chǎn)生裂紋等，能夠抑制評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T的損壞。

在本實(shí)施方式中，由于加固板45形成為框狀，因此在開(kāi)口部411A內(nèi)填充用于形成聲匹配層43的材料時(shí)，能夠由加固板45擋住所述材料。由此，能夠容易地形成聲匹配層43。

[第三實(shí)施方式]

接下來(lái)，說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。

在第二實(shí)施方式的超聲波器件22H中，薄厚度部除了設(shè)置在元件基板的X方向的兩端側(cè)外還設(shè)置在在Y方向的兩端側(cè)設(shè)置薄厚度部，以覆蓋薄厚度部整體的方式設(shè)置有框狀的加固板45。與此相對(duì)，在第三實(shí)施方式的超聲波器件22I中，主要不同點(diǎn)在于以除了薄厚度部整體外還覆蓋基準(zhǔn)厚度部41C的方式設(shè)置有加固板45。

并且，在以下的說(shuō)明中，對(duì)與第一實(shí)施方式同樣的構(gòu)成標(biāo)注相同標(biāo)記并省略或者簡(jiǎn)化其說(shuō)明。

圖9是第三實(shí)施方式的超聲波傳感器24I的剖面圖。圖10是從聲透鏡44側(cè)觀察第三實(shí)施方式的超聲波器件22I的俯視圖。

如圖10所示，在超聲波器件22I中，與第二實(shí)施方式的超聲波器件22H同樣地，在所述俯視下，在元件基板41I中的陣列區(qū)域Ar1的+Y方向的外側(cè)以及－Y方向的外側(cè)沿X方向排列設(shè)置有多個(gè)評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T。

另外，如圖9、圖10所示，在超聲波器件22I中，基板主體部411在所述俯視下形成為與振動(dòng)膜412同一形狀以及同一尺寸。即，基板主體部411在所述俯視下不僅與振動(dòng)膜412的延伸部412B、412C而且也與延伸部412D、412E重疊。

然后，加固板45設(shè)置于基板主體部411的+Z側(cè)的面。具體地，加固板45與第二實(shí)施方式的超聲波器件22H同樣地，在所述俯視下，具有與振動(dòng)膜412的延伸部412D、412E重疊的端子區(qū)域加固部451和與延伸部412B、412C重疊的評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452。

進(jìn)一步地，加固板45具有元件間區(qū)域加固部453，該元件間區(qū)域加固部453覆蓋作為基板主體部411中的開(kāi)口部411A間的部分的分隔壁部411B之中、沿X方向的分隔壁部411B。即，元件間區(qū)域加固部453在所述俯視下配置于在Y方向排列的超聲波換能器51之間。

[第三實(shí)施方式的作用效果]

根據(jù)本實(shí)施方式，由與第一、第二實(shí)施方式同樣的構(gòu)成，能夠獲得同樣的作用效果。

另外，在本實(shí)施方式中，加固板45具有元件間區(qū)域加固部453，該元件間區(qū)域加固部453在所述俯視下配置于在Y方向排列的超聲波換能器51之間。據(jù)此，與在和陣列區(qū)域Ar1重疊的部分未配置加固板45的情況相比，能夠更加堅(jiān)固地增強(qiáng)元件基板41I，因此能夠更好地抑制元件基板41I的翹曲。特別是，由于能夠抑制超聲波換能器陣列50沿作為切片方向的X方向發(fā)生彎曲，因此在構(gòu)成超聲波換能器組51A的各超聲波換能器51間，能夠?qū)l(fā)射的超聲波的方向統(tǒng)一在預(yù)定的方向。另外，也能夠降低在Y方向排列的超聲波換能器51間、即超聲波換能器組51A間的串?dāng)_。

[變形例]

并且，本發(fā)明并不限定于上述的各實(shí)施方式，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合在能夠達(dá)成本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良以及各實(shí)施方式等而獲得的構(gòu)成包含于本發(fā)明。

在上述各實(shí)施方式中，例示出了由伴隨保護(hù)部件47的收縮而施加到元件基板的應(yīng)力使該元件基板翹曲，但也可以是例如無(wú)保護(hù)部件47的構(gòu)成，只要是向元件基板的各電極焊盤(pán)414P、416P的附近施加應(yīng)力的構(gòu)成，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，即能夠抑制元件基板的翹曲。例如，在使用焊錫等將各電極焊盤(pán)414P、416P直接連接在布線基板23的情況下，也存在伴隨焊錫的收縮的應(yīng)力被施加到元件基板或由將熔融狀態(tài)的焊錫抵接到各電極焊盤(pán)414P、416P時(shí)的熱而使元件基板本身發(fā)生收縮的情況。這種情況下，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，也能夠抑制元件基板的翹曲。

在上述各實(shí)施方式中，加固板45在所述俯視下與密封板42的通孔422重疊，但本發(fā)明不限定于此。即，加固板45在所述俯視下只要至少與各電極焊盤(pán)414P、416P重疊即可。

在上述各實(shí)施方式中，元件基板的設(shè)置加固板45的區(qū)域(增強(qiáng)區(qū)域)的+Z側(cè)的面是振動(dòng)部412A的面對(duì)開(kāi)口部411A的面，或者與開(kāi)口部411A的開(kāi)口面是同一平面，但本發(fā)明不限定于此。例如，增強(qiáng)區(qū)域的+Z側(cè)的面可以位于面對(duì)振動(dòng)部412A的開(kāi)口部411A的面與開(kāi)口部411A的開(kāi)口面之間，也可以相對(duì)該開(kāi)口面位于+Z側(cè)。

在上述各實(shí)施方式中，各電極焊盤(pán)414P、416P設(shè)置于陣列區(qū)域Ar1的X方向的兩端側(cè)，但本發(fā)明不限定于此。例如，各電極焊盤(pán)414P、416P也可以只設(shè)置于陣列區(qū)域Ar1的+X側(cè)以及－X側(cè)的任一側(cè)。

在上述第二以及第三實(shí)施方式中，在陣列區(qū)域Ar1的Y方向的兩端側(cè)設(shè)置有評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T，但本發(fā)明不限定于此。即，也可以不設(shè)置評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T。

另外，在第二實(shí)施方式中，也可以在所述俯視下以與振動(dòng)膜412的延伸部412B、412C重疊的方式形成基板主體部411，在與該延伸部412B、412C重疊的區(qū)域設(shè)置開(kāi)口部，包含振動(dòng)部、壓電元件、電極和開(kāi)口部而構(gòu)成評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T。這種情況下，不僅能夠?qū)弘娫耐娫u(píng)價(jià)，而且也能夠?qū)κ欠駨某暡〒Q能器發(fā)射出超聲波或者是否能夠接收超聲波進(jìn)行評(píng)價(jià)。

這種情況下，采用有別于端子區(qū)域加固部451的部件構(gòu)成評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452，并設(shè)置在基板主體部411上的構(gòu)成?；蛘?，也可以采用以下構(gòu)成：以與基板主體部411的厚度相應(yīng)的量使加固板45彎曲或折彎而形成階梯狀，評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452載于基板主體部411的構(gòu)成。

并且，如第二實(shí)施方式那樣，在評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T不具備設(shè)置于基板主體部411的開(kāi)口部的情況下，由于能夠?qū)⒃u(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452直接設(shè)置在延伸部412B、412C，因此能夠?qū)⒕哂锌驙畹钠降陌遄邮褂糜诩庸贪?5。

另外，在第三實(shí)施方式中同樣地，也可以在與基板主體部411的延伸部412B、412C重疊的區(qū)域設(shè)置開(kāi)口部，包含振動(dòng)部、壓電元件、電極和開(kāi)口部而構(gòu)成評(píng)價(jià)用超聲波換能器51T。并且，這種情況下，在第三實(shí)施方式中，也能夠?qū)⒕哂锌驙畹钠降陌遄邮褂糜诩庸贪?5。

在上述各實(shí)施方式中，加固板45的+Z側(cè)的面(加固板表面)相對(duì)開(kāi)口部411A的開(kāi)口面位于+Z側(cè)，但本發(fā)明不限定于此。即，加固板表面也可以相對(duì)所述開(kāi)口面位于同一平面上或者－Z側(cè)。并且，在加固板表面相對(duì)所述開(kāi)口面位于同一平面上的情況下，與上述各實(shí)施方式同樣地，能夠?qū)⒓庸贪灞砻孀鳛榛鶞?zhǔn)而形成均勻的厚度尺寸的聲匹配層43。

在上述第三實(shí)施方式中，加固板45的元件間區(qū)域加固部453覆蓋基板主體部411的分隔壁部411B之中、沿X方向的分隔壁部411B，但本發(fā)明不限定于此。即，元件間區(qū)域加固部453也可以以覆蓋沿Y方向的分隔壁部411B的方式形成。另外，元件間區(qū)域加固部453也可以形成為格子狀，并以覆蓋沿X方向的分隔壁部411B以及沿Y方向的分隔壁部411B的方式形成。

并且，元件間區(qū)域加固部453以覆蓋沿Y方向的分隔壁部411B方式形成，從而能夠抑制超聲波換能器陣列50沿作為掃描方向的Y方向發(fā)生彎曲，因此在各超聲波換能器組51A間，能夠?qū)l(fā)射的超聲波的方向統(tǒng)一在預(yù)定的方向。另外，也能夠降低在X方向排列的超聲波換能器51間的串?dāng)_。

另外，在上述第三實(shí)施方式中，加固板45的端子區(qū)域加固部451以及評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452設(shè)置于基板主體部411，但本發(fā)明不限定于此。也可以采用例如延伸部412B、412C、412D、412E從基板主體部411露出，端子區(qū)域加固部451以及評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452直接設(shè)置于延伸部412B、412C、412D、412E的構(gòu)成。這種情況下，采用由有別于端子區(qū)域加固部451以及評(píng)價(jià)元件區(qū)域加固部452的部件構(gòu)成元件間區(qū)域加固部453，并設(shè)置在基板主體部411上的構(gòu)成?；蛘撸部梢圆捎靡韵聵?gòu)成：使加固板45彎曲或折彎而形成階梯狀，元件間區(qū)域加固部453載于基板主體部411的構(gòu)成。

在上述各實(shí)施方式中，作為加固板45的材料，例示出了42合金，但本發(fā)明不限定于此。例如，在加固板45的材料中使用熱傳導(dǎo)率比較低的材料(例如鈦等)，從而在安裝時(shí)由于熱難以傳遞到保護(hù)部件47，因此能夠降低施加到元件基板的應(yīng)力。

在上述各實(shí)施方式中，使用FPC46將超聲波器件安裝在布線基板23上，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以在密封板42上設(shè)置在厚度方向貫穿密封板42的貫穿電極，使該貫穿電極的+Z方向的端部連接在元件基板的各電極焊盤(pán)414P、416P，使－Z方向的端部連接在布線基板23的布線端子部231，從而將超聲波器件安裝在布線基板23上。這種情況下，也存在在安裝時(shí)等向元件基板的各電極焊盤(pán)414P、416P附近施加應(yīng)力的可能性，但在上述各實(shí)施方式中，由于在元件基板中的俯視下與各電極焊盤(pán)414P、416P重疊的位置設(shè)置有加固板45，因此能夠抑制元件基板的翹曲。

在上述各實(shí)施方式中，采用了在元件基板設(shè)置開(kāi)口部411A的構(gòu)成，但也可以采用例如在元件基板不設(shè)置開(kāi)口部411A，而通過(guò)超聲波換能器51使元件基板本身振動(dòng)來(lái)送出超聲波，通過(guò)元件基板的振動(dòng)來(lái)檢測(cè)超聲波的接收的構(gòu)成等。

另外，例示出了在開(kāi)口部411A的－Z側(cè)設(shè)置振動(dòng)部412A的構(gòu)成，但也可以采用例如在開(kāi)口部411A的+Z側(cè)設(shè)置振動(dòng)部，在該振動(dòng)部的－Z側(cè)設(shè)置構(gòu)成超聲波換能器51的壓電元件的構(gòu)成。

在上述各實(shí)施方式中，采用了在設(shè)置有開(kāi)口部411A的基板主體部411的－Z側(cè)設(shè)置振動(dòng)膜412的構(gòu)成，但本發(fā)明不限定于此。也可以采用例如在基板主體部411的+Z側(cè)設(shè)置與各超聲波換能器51對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹槽，將該凹槽的底面作為振動(dòng)膜的構(gòu)成。

在上述各實(shí)施方式中，例示出了作為壓電元件由將下部電極、壓電膜、上部電極在厚度方向?qū)盈B的層疊體構(gòu)成的例子，但不限定于此。也可以采用例如在與壓電膜的厚度方向正交的一面?zhèn)仁挂粚?duì)電極相互對(duì)置地配置的構(gòu)成等。另外，也可以在沿壓電膜的厚度方向的側(cè)面以?shī)A入壓電膜的方式配置電極。

在上述各實(shí)施方式中，例示出了作為超聲波測(cè)定裝置用于測(cè)定生物體的內(nèi)部斷層構(gòu)造的構(gòu)成，但此外，也能夠作為例如用于檢查混凝土建筑物等的混凝土內(nèi)部構(gòu)造的測(cè)定機(jī)等使用。

另外，例示出了具備超聲波器件的超聲波測(cè)定裝置，但針對(duì)其他的電子設(shè)備也能夠應(yīng)用。例如，能夠使用于針對(duì)洗凈對(duì)象送出超聲波并將洗凈對(duì)象進(jìn)行超聲波洗凈的超聲波洗凈機(jī)等。

圖11是示出超聲波洗凈機(jī)的簡(jiǎn)要構(gòu)成的圖。

圖11示出的超聲波洗凈機(jī)8具備洗凈槽81和設(shè)置于洗凈槽81的例如底面的超聲波組件82。

超聲波組件82具備與上述各實(shí)施方式同樣的超聲波器件22和控制超聲波器件22的布線基板83。即，超聲波器件22具備，動(dòng)作面41B面對(duì)洗凈槽81的內(nèi)面的元件基板41，和設(shè)置于元件基板41的背面41A側(cè)的密封板42，在元件基板41的背面41A側(cè)具備，由多個(gè)超聲波換能器51(在圖11中省略圖示)構(gòu)成的超聲波換能器陣列50(在圖11中省略圖示)，和被引出至超聲波換能器陣列50的陣列區(qū)域Ar1(在圖11中省略圖示)的外側(cè)的電極線。然后，電極線在陣列區(qū)域Ar1外的端子區(qū)域Ar2中連接于插入在密封板42的通孔422的FPC46的電極，經(jīng)由FPC46電連接于設(shè)置在布線基板83的布線端子部(省略圖示)。

在這樣的構(gòu)成中，能夠相對(duì)布線基板83采用面朝下安裝的方式容易地安裝超聲波器件22。另外，由于元件基板41的動(dòng)作面41B側(cè)面向洗凈槽81側(cè)，因此能夠提高設(shè)置于背面41A側(cè)的超聲波換能器51、電極線的防水性。

另外，本發(fā)明實(shí)施時(shí)的具體的構(gòu)造，可以在達(dá)成本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合上述各實(shí)施方式以及變形例而構(gòu)成，另外也可以適當(dāng)?shù)刈兏鼮槠渌臉?gòu)成等。