超声波传感器制造技术

本发明专利技术提供一种超声波传感器，其具备形成有开口部的基板、以封闭开口部的方式设置于基板的振动板及包括层叠于振动板的与开口部相反侧的第一电极、压电体层及第二电极的超声波元件，在将第一电极、压电体层以及第二电极层叠的方向作为Z方向，将在Z方向上第一电极、压电体层以及第二电极重叠的部分作为有源部，将振动板因该有源部的驱动而能够振动的范围作为可动部时，有源部配置为与可动部对置，在俯视观察时，有源部的外形比可动部的外形小，在有源部的侧方的、至少与可动部对置的区域设置有调整共振频率的共振频率调整部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波传感器
本专利技术涉及超声波传感器。
技术介绍
以往，已知一种呈阵列状地配置有具有开口部的半导体基板、封闭开口部并形成在半导体基板的表面的绝缘膜层上的两层电极、以及夹在两层电极之间的PZT陶瓷薄膜层的超声波传感器(参照例如专利文献1)。专利文献1：日本特开2010-164331号公报。在这样的超声波传感器中，存在以下问题：若想要控制发送灵敏度、接收灵敏度，则必须要变更形成压电体层的压电材料。即，若想要准备接收专用的元件和发送专用的元件，则必须要排列压电材料不同的元件，非常困难。并且，在统一了压电材料的情况下，虽然能够变更开口部的大小等从而调整发送接收灵敏度，但是若变更开口部的大小，则导致共振频率发生变化，在实际上使用困难。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种使压电材料相同，不变更共振频率，而使发送接收灵敏度不同的元件共存的超声波传感器。解决上述课题的本专利技术的方式为如下超声波传感器，其具备：基板，其形成有开口部；振动板，其以封闭上述开口部的方式设置于上述基板；以及超声波元件，其包括层叠于上述振动板的与上述开口部相反侧的第一电极、压电体层以及第二电极，该超声波传感器的特征在于，在将上述第一电极、上述压电体层以及上述第二电极层叠的方向作为Z方向，将在上述Z方向上上述第一电极、上述压电体层以及上述第二电极重叠的部分作为有源部，将上述振动板因该有源部的驱动而能够振动的范围作为可动部时，上述有源部配置为与上述可动部对置，在俯视观察时，上述有源部的外形比上述可动部的外形小，并在上述有源部的侧方的、至少与上述可动部对置的区域设置有调整共振频率的共振频率调整部。在上述情况下，例如，即使接收专用或发送专用最佳的超声波元件的共振频率发生变化，通过设置共振频率调整部，调整共振频率，也能够形成共用共振频率的、接收专用、发送专用最佳的超声波元件，能够高效地进行发送和接收，并能够提高可靠性。这里，优选其特征在于，在俯视观察时，上述有源部呈长方形，上述共振频率调整部设置于上述长方形的长边的侧方。由此，能够更加有效地进行由共振频率调整部进行的共振频率的调整，能够形成为接收专用、发送专用最佳的超声波元件。另外，优选在将相互正交并且都与上述Z方向正交的两个方向作为X方向以及Y方向时，在X方向以及/或者Y方向上配置有多个上述可动部以及上述有源部。由此，能够遍及X方向以及Y方向有效地进行发送和接收。另外，优选在上述多个有源部中的一部分的有源部的侧方设置有上述共振频率调整部，在其他的有源部的侧方不设置上述共振频率调整部。由此，通过将共振频率调整部设置于共振频率不同的超声波元件，而使共振频率相同，从而能够更加可靠地实现具有接收专用、发送专用最佳的超声波元件的超声波传感器。另外，优选具有上述压电体层的宽度不同的两种以上的上述有源部，其中，上述压电体层的宽度在俯视观察呈正方形的情况下为上述X方向以及上述Y方向的边的任意一方的尺寸，在俯视观察呈长方形的情况下为短边的尺寸。由此，能够通过调整压电体层的宽度，而使接收专用或发送专用最佳，并形成为通过共振频率调整部使共振频率相同的超声波元件。另外，优选具有上述压电体层的厚度不同的两种以上的上述有源部。由此，能够通过调整压电体层的厚度，而使接收专用或发送专用最佳，并形成为通过共振频率调整部使共振频率相同的超声波元件。另外，优选上述多个超声波元件具有设定为接收专用的元件和设定为发送专用的元件。由此，能够不变更压电材料，形成接收专用、发送专用最佳的超声波元件。另外，优选上述共振频率调整部由与构成上述第一电极、上述压电体层以及上述第二电极的材料不同的材料构成。由此，能够通过设置不同材料的膜，来设置共振频率调整部。另外，优选上述共振频率调整部为接合部，该接合部设置于与上述基板的设置有上述超声波元件的一侧接合的接合基板上。由此，能够通过与接合基板接合，来设置共振频率调整部。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的超声波器件的构成例的剖视图。图2是表示实施方式1所涉及的超声波传感器的构成例的分解立体图。图3是表示超声波元件阵列的构成例的放大立体图。图4是表示实施方式1所涉及的超声波元件的简要结构的俯视图。图5是实施方式1所涉及的超声波元件的剖视图。图6是实施方式1所涉及的超声波元件的示意图。图7是有源部的短边方向宽度/开口部的短边方向宽度与发送接收灵敏度的关系图。图8是有源部膜厚与发送接收灵敏度的关系图。图9是发送专用或接收专用最佳的超声波元件的例子。图10是发送专用或接收专用最佳的超声波元件的例子。图11是发送专用或接收专用最佳的超声波元件的例子。图12是表示超声波诊断装置的一个例子的立体图。图13是表示超声波探头的一个例子的侧视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下的说明是表示本专利技术的一个实施方式，能够在本专利技术的范围内任意变更。在各图中，标注相同附图标记的部件表示相同的部件，并适当地省略说明。实施方式1超声波器件图1是表示搭载有本专利技术的实施方式1所涉及的超声波传感器的超声波器件的构成例的剖视图。如图所示，超声波探头I构成为具备CAV面型超声波传感器1、与超声波传感器1连接的挠性印刷电路基板(FPC基板2)、从装置终端(未图示)引出的电缆3、中继FPC基板2以及电缆3的中继基板4、保护超声波传感器1、FPC基板2以及中继基板4的框体5、和填充到框体5以及超声波传感器1之间的耐水性树脂6。从超声波传感器1发送超声波。并且，从测量对象物反射的超声波被超声波传感器1接收。基于这些超声波的波形信号，在超声波探头I的装置终端，检测与测量对象物有关的信息(位置、形状等)。如后述那样，根据超声波传感器1，能够确保较高的可靠性。因此，通过搭载超声波传感器1而成为各种特性优异的超声波器件。本专利技术能够应用于超声波的发送最佳的发送专用型、超声波的接收最佳的接收专用型、超声波的发送以及接收最佳的收发一体型等任何的超声波传感器1。能够搭载超声波传感器1的超声波器件并不限定于超声波探头I。超声波传感器图2是超声波传感器的分解立体图，图3是表示超声波元件阵列的构成例的放大立体图。图4是表示本专利技术的实施方式1所涉及的超声波元件的简要结构的俯视图，图5是其A-A′线剖视图以及B-B′线剖视图，图6是超声波元件的示意图。超声波传感器1构成为包括超声波元件10、声匹配层25、透镜部件26以及包围板40。超声波元件10构成为包括基板11、振动板50以及压电元件17。在图2中，虽然独立表示包围板40和支承部件41，但实际上两者构成为一体。在将相互正交的两个轴作为X轴以及Y轴，将通过X轴以及Y轴形成的平面作为XY平面时，基板11沿着XY平面。以下，将X轴称为第一方向X，将Y轴称为第二方向Y，将与第一方向X以及第二方向Y中的任何一个都正交的Z轴称为第三方向Z。在基板11形成有多个间隔壁19。通过多个间隔壁19，沿着第一方向X以及第二方向Y划分多个空间20。空间20以在第三方向Z上贯通基板11的方式形成。空间20呈二维状，即，在第一方向X上形成多个且在第二方向Y上形成多个。空间20的排列、形状能够进行各种变形。例如，空间20可以呈一维状，即，沿着第一方向X以及第二方向Y的任何一个方向形成多个。并且，空间20从第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波传感器，其具备：基板，其形成有开口部；振动板，其以封闭所述开口部的方式设置于所述基板；以及超声波元件，其包括层叠于所述振动板的与所述开口部相反侧的第一电极、压电体层以及第二电极，该超声波传感器的特征在于，在将所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极层叠的方向作为Z方向，将在所述Z方向上所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的部分作为有源部，将所述振动板因该有源部的驱动而能够振动的范围作为可动部时，所述有源部配置为与所述可动部对置，在俯视观察时，所述有源部的外形比所述可动部的外形小，在所述有源部的侧方的、至少与所述可动部对置的区域设置有调整共振频率的共振频率调整部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.04 JP 2014-1390611.一种超声波传感器，其具备：基板，其形成有开口部；振动板，其以封闭所述开口部的方式设置于所述基板；以及超声波元件，其包括层叠于所述振动板的与所述开口部相反侧的第一电极、压电体层以及第二电极，该超声波传感器的特征在于，在将所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极层叠的方向作为Z方向，将在所述Z方向上所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的部分作为有源部，将所述振动板因该有源部的驱动而能够振动的范围作为可动部时，所述有源部配置为与所述可动部对置，在俯视观察时，所述有源部的外形比所述可动部的外形小，在所述有源部的侧方的、至少与所述可动部对置的区域设置有调整共振频率的共振频率调整部。2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，在俯视观察时，所述有源部呈长方形，所述共振频率调整部设置于所述长方形的长边的侧方。3.根据权利要求1或2所述的超声波传感器，其特征在于，在将相互正交并且都与所述Z方向正交的两个方向作为X方向以及Y方向时，在X方向以及/或者Y方向上...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛力，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP