超声波器件及其制造方法、探测器及电子设备的制造方法
【专利说明】超声波器件及其制造方法、探测器及电子设备
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于并要求于2014年7月31日提交的日本专利申请第2014-156708号的优先权权益，并且其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
[0003]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】
[0004]例如用于超声波诊断装置的超声波器件普遍为人所知，其结构与压电器件的结构近似。即，基板挖有阵列状开口，开口彼此通过壁部间隔开，各个开口被振动膜闭塞。并且各个振动膜配置有压电元件。
[0005]专利文献1的压电器件中，为了增大位移即大振幅，通过在振动膜的固定端附近形成槽而确定低刚性部，但是槽的尺寸、深度、位置的细微的偏差都会对超声波元件的频率或灵敏度造成很大影响。因此，虽然降低了串扰，但是形成精度差的超声波器件。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开2003-8096号公报
【发明内容】
[0009]根据本发明的至少一种方式，希望提供一种频率、灵敏度的精度高，且能够实现降低串扰的超声波器件。
[0010](1)本发明的一个方式涉及超声波器件，具备:基板，具有第一表面和位于所述第一表面的相反一侧的第二表面，并具有由第一壁部相互间隔开的第一开口部和第二开口部；第一振动膜和第二振动膜，配置于所述基板的所述第一表面，并分别闭塞所述第一开口部和所述第二开口部；以及第一压电元件和第二压电元件，分别设置于所述第一振动膜和所述第二振动膜，所述第一壁部形成有在所述第二表面开口的第一凹部。
[0011]第一振动膜及第二振动膜振动。由于第一壁部形成有第一凹部，所以在第一壁部传播的振动在第一凹部被反弹。因此，抑制了相邻的第一振动膜及第二振动膜相互之间的振动传播。这样，降低了第一振动膜及第二振动膜之间的串扰。此时，由于第一凹部是非贯通未达到第一表面，所以第一振动膜及第二振动膜之间在第一表面未形成槽或凹陷。维持了第一振动膜及第二振动膜的支点的刚性。维持了第一振动膜及第二振动膜的振动特性。抑制了振动特性的偏差。
[0012](2)超声波器件可以具备与所述第一压电元件连接的第一布线、以及通过绝缘体与所述第一布线间隔开并与所述第二压电元件连接的第二布线。第一布线及第二布线中分别流通信号。第一布线及第二布线分别形成信道。这样，至少不同的信道彼此之间配置有空间。降低了信道彼此之间的串扰。
[0013](3)所述基板可以具有通过所述第二壁部与所述第一开口部相互间隔开的第三开口部、以及通过第三壁部与所述第二开口部相互间隔开、并且通过第四壁部与所述第三开口部相互间隔开的第四开口部，超声波器件还可以具备:第三振动膜及第四振动膜，配置于所述基板的所述第一表面，分别闭塞所述第三开口部及所述第四开口部；以及第三压电元件及第四压电元件，分别设置于所述第三振动膜及所述第四振动膜。其中可以，所述第三压电元件连接于所述第一布线，所述第四压电元件连接于所述第二布线，所述第四壁部形成有在所述第二表面开口的第二凹部。超声波器件的每个信道具有多个开口部。每个开口部由振动膜闭塞，每个振动膜设置有压电元件。即，第一开口部及第三开口部、第一振动膜及第三振动膜以及第一压电元件及第三压电元件形成一个信道。第一压电元件及第三压电元件共同与第一布线连接。同样，第二开口部及第四开口部、第二振动膜及第四振动膜以及第二压电元件及第四压电元件形成一个信道。第二压电元件及第四压电元件共同与第二布线连接。这样，对于每个信道增强了信号。
[0014](4)所述第一凹部及所述第二凹部，在从所述基板的厚度方向观察的俯视观察中，可以是沿着配置有所述第一开口部和所述第三开口部的列的延伸方向延伸的槽形状。槽形状能够高效地屏蔽第一开口部及第二开口部的列与第三开口部及第四开口部的列之间的振动的传播。
[0015](5)所述第一凹部及所述第二凹部的深度可以比所述第一开口部至所述第四开口部中的任一个的深度都小。这样，第一凹部及第二凹部远离基板的第一表面。能够维持基板的刚性。
[0016](6)在与配置有所述第一开口部与所述第三开口部的列的延伸方向正交的方向上的所述第一凹部及所述第二凹部的宽度，可以比所述第一开口部至所述第四开口部中的任一个的宽度都小。第一凹部及第二凹部以及第一开口部至第四开口部能够同时通过蚀刻而形成。与第一开口部至第四开口部相比，蚀刻液难以进入第一凹部及第二凹部中。其结果，如果第一凹部及第二凹部的宽度形成得较窄，则即使沿用第一开口部至第四开口部的形成方法，通过仅仅改变图案，也能够形成比第一开口部至第四开口部浅的槽。
[0017](7)在所述延伸方向上，所述第一凹部及所述第二凹部的长度可以比所述第一开口部至所述第四开口部中的任一个的长度都小。降低串扰的同时能够进一步确保基板的刚性。
[0018](8)所述第二壁部形成有在所述第二表面开口的第三凹部，所述第三壁部形成有在所述第二表面开口的第四凹部。第三凹部屏蔽第一开口部与第三开口部之间的振动的传播，第四凹部屏蔽第二开口部与第四开口部之间的振动的传播。这样，第一开口部与第三开口部之间及第二开口部与第四开口部之间能够降低串扰。
[0019](9)所述第三凹部及所述第四凹部可以是沿着分别横穿连接所述第一压电元件与所述第三压电元件的所述第一布线、以及连接所述第二压电元件与所述第四压电元件的所述第二布线的方向延伸的槽形状。槽形状能够高效地屏蔽第一开口部与第三开口部之间以及第二开口部与第四开口部之间的振动的传播。
[0020](10)超声波器件能够装入探测器中而利用。此时，探测器可以具备超声波器件和支撑所述超声波器件的框体。
[0021](11)超声波器件能够装入电子设备中而利用。此时，电子设备可以具备超声波器件和与所述超声波器件连接并处理所述超声波器件的输出的处理装置。
[0022](12)超声波器件能够装入超声波图像装置中而利用。此时，超声波图像装置可以具备超声波器件和显示基于所述超声波器件的输出而生成的图像的显示装置。
[0023](13)本发明的其他方式涉及超声波器件的制造方法，具备:在具有第一表面及位于所述第一表面相反一侧的第二表面的基板的所述第一表面形成覆盖膜的工序；在所述覆盖膜上的确定的位置形成第一压电元件及第二压电元件的工序；形成在分别与第一压电元件及第二压电元件对应的所述基板的所述第二表面的位置，划分出与第一振动膜及第二振动膜的轮廓分别对应的第一空隙及第二空隙并划分出位于所述第一空隙与所述第二空隙之间的第三空隙的抗蚀膜的工序；以及从所述基板的所述第二表面开始实施蚀刻处理，形成到达所述覆盖膜的第一开口部及第二开口部，以及在使所述第一开口部及所述第二开口部相互间隔开的壁部形成在所述第二表面开口且未到达所述覆盖膜的凹部。
[0024]这样制造出超声波器件。能够通过与形成第一开口部及第二开口部的蚀刻处理共同的蚀刻处理而形成凹部。因此，仅仅通过改变保护膜的图案，而不增加制造工序，就能够形成凹部。
[0025](14)希望所述第三空隙的宽度比所述第一空隙及所述第二空隙的宽度小。蚀刻处理时，与第一开口部和第二开口部相比，蚀刻液难以从第三空隙进入非贯通的空间。其结果，即使沿用第一开口部及第二开口部的形成方法，仅仅通过改变图案，就能够形成比第一开口部及第二开口部浅的非贯通的空间。
【附图说明】
[0026]图1是简要示出涉及一个实施方式的电子设备的一个具体例即超声波诊断装置的外观图。
[0027]图2是涉及第一实施方式的超声波器件的放大俯视图。
[0028]图3是涉及沿图1的A-A线的一个实施方式的超声波器件单元的局部截面图。
[0029]图4是沿图3的B-B线的超声波器件的局部放大截面图。
[0030]图5是从背面观察的超声波器件的局部放大俯视图。
[0031]图6是超声波器件的制造方法，简要示出至形成压电元件工序为止的放大截面图。
[0032]图7是超声波器件的制造方法，简要示出抗蚀膜形成工序的放大截面图。
[0033]图8是超声波器件的制造方法，简要示出形成开口部及槽的工序的放大截面图。
[0034]图9是涉及第二实施方式的超声波器件的放大俯视示意图。
[0035]图10是涉及第三实施方式的超声波器件的放大俯视示意图。
[0036]图11是涉及第四实施方式的超声波器件的放大俯视示意图。
[0037]图12是涉及第五实施方式的超声波器件的放大俯视示意图。
[0038]图13是涉及第六实施方式的超声波