專利名稱：超聲波探頭及使用了其的超聲波診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波探頭及使用了其的超聲波診斷裝置，尤其涉及提高 對被檢測體的電安全性的超聲波探頭及使用了其的超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
超聲波診斷裝置是基于從超聲波探頭輸出的回波信號和其反射信號， 拍攝診斷圖像的裝置。在超聲波探頭排列有多個(gè)超聲波振子。超聲波振子 將驅(qū)動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為超聲波，將超聲波送向被檢測體的同時(shí)，接收從被檢測 體產(chǎn)生的反射回波信號，并轉(zhuǎn)換為電信號。
近年來，開發(fā)了使用cMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)的超聲波探頭。cMUT是利用半導(dǎo)體微細(xì)加工工序制造的超 微細(xì)電容型超聲波振子，例如為專利文獻(xiàn)1中公開的超聲波傳感器。在 cMUT中，向在與超聲波收發(fā)面平行的方向上以多對相對配置的兩個(gè)電極
(被檢測體側(cè)和背襯層側(cè))施加偏置電壓，并且，疊加驅(qū)動(dòng)信號而施加， 發(fā)射超聲波。
專利文獻(xiàn)l:美國專利5894452號公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2007—235795號公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，本發(fā)明人等對上述以往技術(shù)探討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了以下問題。 艮P，在使用了以往的PZT的超聲波探頭中，僅將一種驅(qū)動(dòng)信號作為電 壓向相對于超聲波收發(fā)面而配置的電極之間施加，例如，如專利文獻(xiàn)2中 記載那樣，使接地電極與在被檢測體側(cè)配置的電極接觸，從而能夠減少從 電極向被檢測體的一方流動(dòng)的電流。但是，在使用了cMUT的超聲波探頭 中，主要向背襯(backing)層側(cè)的電極施加所述偏置電壓，并且，將由高頻構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)信號(驅(qū)動(dòng)電壓)向被檢測體側(cè)的電極施加，因此，不能使 接地層直接與被檢測體側(cè)的電極接觸，若不設(shè)置接地層，則絕緣構(gòu)造不充 分。
另外，在使用了cMUT的超聲波探頭中，有時(shí)不設(shè)置音響調(diào)整層，但 在那種情況下，絕緣構(gòu)造的變差也成為問題。
本發(fā)明的目的在于提供在使用了 cMUT的超聲波探頭中，通過實(shí)施適
當(dāng)?shù)慕^緣構(gòu)造，防止向被檢測體的漏電，提高電安全性的超聲波探頭及使 用了其的超聲波診斷裝置。
根據(jù)本發(fā)明可知，提供一種超聲波探頭，其具有與偏置電壓對應(yīng)改變
機(jī)電耦合系數(shù)或靈敏度的多個(gè)振動(dòng)要件,還具備:發(fā)射接收超聲波的cMUT 芯片；設(shè)置于所述cMUT芯片上方的音響透鏡；設(shè)置于所述cMUT芯片下 方的背襯層，所述超聲波探頭的特征在于，
在所述音響透鏡的超聲波收發(fā)面?zhèn)然蛩鲆繇懲哥R與所述cMUT芯片 之間具備漏電防止機(jī)構(gòu)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明可知，能夠提供在使用了cMUT的超聲波探頭中，通過實(shí) 施適當(dāng)?shù)慕^緣構(gòu)造，防止向被檢測體的漏電，提高了電安全性的超聲波探 頭及使用了其的超聲波診斷裝置。


圖1是本發(fā)明的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的超聲波探頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的振子的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是從側(cè)面觀察一個(gè)圖3的振動(dòng)要件的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示實(shí)施例1的超聲波探頭的圖。
圖6是表示超聲波探頭的配線的圖。
圖7是表示實(shí)施例2的超聲波探頭的圖。
圖8是表示實(shí)施例3的超聲波探頭的圖。
圖9是表示實(shí)施例4的超聲波探頭的圖。
圖IO是表示導(dǎo)電構(gòu)造及絕緣構(gòu)造的示意圖。圖11是表示實(shí)施例5的超聲波探頭的圖。 圖12是表示實(shí)施例6的超聲波探頭的圖。
圖13是表示實(shí)施例7的超聲波探頭的圖。 圖14是表示實(shí)施例8的超聲波探頭的圖。 圖15是表示實(shí)施例9的超聲波探頭的圖。
圖中2c—超聲波探頭；20—cMUT芯片；22 —背襯層；23—射出超 聲波的區(qū)域；25—超聲波探頭罩；26—音響透鏡；70、 71—粘接層；72 — 撓性基板；76 —導(dǎo)電膜；78 —絕緣膜；80—導(dǎo)電構(gòu)件；82 —連接部；84 — 地線；86_絲；88 —絲密封樹脂；90 —粘接層；108 —地面。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的超聲波探頭及使用了其的超聲波診 斷裝置的適合的實(shí)施方式。此外，在以下的說明及附圖中，對于具有大致 相同的功能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要件標(biāo)注相同的符號并省略重復(fù)說明。
首先，參照圖1說明超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)。
圖1是超聲波診斷裝置1的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置1包括超聲波探頭2;發(fā)信機(jī)構(gòu)3;偏置 機(jī)構(gòu)4;收信機(jī)構(gòu)5;相位調(diào)整(整相)加算機(jī)構(gòu)6;圖像處理機(jī)構(gòu)7;顯 示機(jī)構(gòu)8;控制機(jī)構(gòu)9;操作機(jī)構(gòu)IO。
超聲波探頭2與被檢測體接觸，在被檢測體之間進(jìn)行超聲波的發(fā)射及 接收。從超聲波探頭2向被檢測體射出超聲波，從被檢測體產(chǎn)生的反射回
波信號由超聲波探頭2接收。
發(fā)信機(jī)構(gòu)3及偏置機(jī)構(gòu)4用于向相對于超聲波探頭2內(nèi)配置的電極施 加偏置電壓，并且疊加驅(qū)動(dòng)信號而施加，發(fā)射超聲波。
收信機(jī)構(gòu)5接收向超聲波探頭2的反射回波信號。
收信機(jī)構(gòu)5進(jìn)而還對接收的反射回波信號進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換等處理。
相位調(diào)整加算機(jī)構(gòu)6是將接收的反射回波信號進(jìn)行相位調(diào)整加算的裝置。
圖像處理機(jī)構(gòu)7是基于被相位調(diào)整加算的反射回波信號，生成診斷圖 像(例如，斷層像或血流像)的裝置。顯示機(jī)構(gòu)8是顯示由圖像處理機(jī)構(gòu)7生成的診斷圖像的顯示裝置。 控制機(jī)構(gòu)9是控制上述各結(jié)構(gòu)要件的裝置。
操作機(jī)構(gòu)10是向控制機(jī)構(gòu)9例如賦予診斷開始的信號等指示的裝置。
操作機(jī)構(gòu)io例如為跟蹤球或鍵盤或鼠標(biāo)等輸入設(shè)備。
其次，參照圖2 圖4的同時(shí)說明超聲波探頭2。
圖2是超聲波探頭2的結(jié)構(gòu)圖。圖2是超聲波探頭2的局部切除立體 圖。其中，朝向圖面的上側(cè)為與被檢測體接觸，發(fā)射超聲波的方向。
超聲波探頭2具備cMUT芯片20。 cMUT芯片20是多個(gè)振子21 — 1、 振子21—2、……以長方形(短柵)排列的一維陣列型振子組。在振子21 一l、振子21—2、 …"配設(shè)有多個(gè)振動(dòng)要件28。此外，圖2中所示的結(jié) 構(gòu)為線狀探頭，但使用二維陣列型或凸型等其他方式的振子組也可。
在cMUT芯片20的背面?zhèn)?朝向圖面的下側(cè))設(shè)置有背襯層22。在 cMUT芯片20的超聲波射出側(cè)設(shè)置有音響透鏡26。 cMUT芯片20及背襯 層22等收容于超聲波探頭罩25。
在cMUT芯片20中，在施加基于偏置機(jī)構(gòu)4的偏置電壓的前提下， 將來自發(fā)信機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)信號轉(zhuǎn)換為超聲波，將轉(zhuǎn)換的超聲波向被檢測體 發(fā)射。
收信機(jī)構(gòu)5將從被檢測體產(chǎn)生的超聲波轉(zhuǎn)換為電信號，將其作為反射 回波信號接收。
背襯層22是用于吸收從cMUT芯片20向背面?zhèn)壬涑龅某暡ǖ膫鬏敚?抑制多余的振動(dòng)的層。
音響透鏡26是將從cMUT芯片20發(fā)射的超聲波束會(huì)聚的透鏡。在音 響透鏡26基于期望的焦點(diǎn)距離來規(guī)定曲率。
此外，在音響透鏡26和cMUT芯片20之間設(shè)置匹配層也可。匹配層 是調(diào)整cMUT芯片20及被檢測體的音響阻抗，提高超聲波的傳送效率的 層。
圖3是圖2中的振子21的結(jié)構(gòu)圖。
在構(gòu)成振子21 — 1、振子21—2、……的多個(gè)振動(dòng)要件28的被檢測體 側(cè)配置上部電極46—1、上部電極46—2、……，在長軸方向X上分割為 多個(gè)，按每一個(gè)振子21連線。S卩，上部電極46 — 1、上部電極46 — 2……在長軸方向X上并列排列。
在構(gòu)成振子21的多個(gè)振動(dòng)要件28的被檢測體的相反側(cè)配置有下部電
極(48 — 1 48—4)，在短軸方向Y上分割為多個(gè)(在圖3中為4歹U)而 連線。即，下部電極48—1、下部電極48—2、下部電極48 —3、……在短 軸方向Y上并列配置。
圖4是從側(cè)面觀察的一個(gè)圖3中的振動(dòng)要件28的結(jié)構(gòu)圖(剖視圖)。
振動(dòng)要件28包括基板40、膜體44、膜體45、上部電極46、框體 47和下部電極48。振動(dòng)要件28通過基于半導(dǎo)體工序的微細(xì)加工來形成。 此外，振動(dòng)要件28相當(dāng)于cMUT的一個(gè)元件量。
基板40為硅等的半導(dǎo)體基板，配置于下部電極側(cè)。
膜體44及框體47由硅化合物等半導(dǎo)體化合物形成。膜體44設(shè)置于 振動(dòng)要件28的最靠向被檢測體側(cè)(超聲波射出側(cè))，框體47配置于膜體 44的背面(與被檢測體側(cè)相反的一側(cè))。在膜體44和框體47之間設(shè)置上 部電極46。在框體47和基板40之間設(shè)置膜體45，在其內(nèi)部設(shè)置下部電 極48。由框體47及膜體45劃分的內(nèi)部空間50形成為真空狀態(tài)、或被填 充規(guī)定的氣體。
上部電極46及下部電極48分別與供給作為驅(qū)動(dòng)信號的交流高頻電壓 的發(fā)信機(jī)構(gòu)3和作為偏置電壓施加直流電壓的偏置機(jī)構(gòu)4連接。
在發(fā)射超聲波的情況下，向振動(dòng)要件28的上部電極46及下部電極48 施加直流的偏置電壓(Va)，利用偏置電壓(Va)產(chǎn)生電場。利用產(chǎn)生的 電場，在膜體44產(chǎn)生張力，成為規(guī)定的機(jī)電耦合系數(shù)(Sa)。若從發(fā)信機(jī) 構(gòu)3向上部電極46供給驅(qū)動(dòng)信號，則從膜體44射出基于機(jī)電耦合系數(shù)(Sa) 的強(qiáng)度的超聲波。
另外，若向振動(dòng)要件28的上部電極46及下部電極48施加其他直流 的偏置電壓(Vb),則利用偏置電壓(Vb)產(chǎn)生電場。利用產(chǎn)生的電場在 膜體44產(chǎn)生張力，成為規(guī)定的機(jī)電耦合系數(shù)(Sb)。若從發(fā)信機(jī)構(gòu)3向上 部電極46供給驅(qū)動(dòng)信號，則從膜體44射出基于機(jī)電耦合系數(shù)(Sb)的強(qiáng) 度的超聲波。
在此，在偏置電壓為"Va<Vb"的情況下，機(jī)電耦合系數(shù)成為"Sa <Sb，，。另一方面，在接收超聲波的情況下，通過從被檢測體產(chǎn)生的反射回波
信號激勵(lì)膜體44,使得內(nèi)部空間50的電容改變。通過上部電極46將該內(nèi) 部空間50的變化的量作為電信號檢測。
此外，振動(dòng)要件28的機(jī)電耦合系數(shù)取決于向膜體44施加的張力。從 而，若改變向振動(dòng)要件28施加的偏置電壓的大小控制膜體44的張力，則 在輸入相同振幅的驅(qū)動(dòng)信號的情況下，也能夠改變從振動(dòng)要件28射出的 超聲波的強(qiáng)度(或聲壓、振幅)。
實(shí)施例1
其次，參照圖5及圖6說明本發(fā)明的實(shí)施例1。
圖5是表示實(shí)施例1所示的超聲波探頭2的圖。圖5是圖2的超聲波 探頭2的平面A剖視圖。
根據(jù)圖5可知，在音響透鏡26的背面形成作為絕緣層的絕緣膜78。 絕緣膜78例如為硅氧化物膜、對亞二甲苯(para-xylylene)膜。
cMUT芯片20借助粘接層70粘接于背襯層22的上表面。在背襯層 22的上表面周緣到四個(gè)側(cè)面之間，設(shè)置有撓性基板72 (Flexible printed circuits: FPC)。撓性基板72借助粘接層71粘接于背襯層22的上表面周
粘接層70及粘接層71為例如由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的粘接劑?？梢匀我獾?調(diào)整粘接層70及粘接層71的層厚，調(diào)整cMUT芯片20及撓性基板72的 高度方向位置。
撓性基板72和cMUT芯片20經(jīng)由絲86電連接。絲86通過引線接合 方式來連接。可以使用Au絲等作為絲86。在絲86的周圍填充絲密封樹 脂88。
音響透鏡26借助粘接層卯粘接于cMUT芯片20的上表面。作為音 響透鏡26的材質(zhì)例如使用硅橡膠。關(guān)于粘接層90的材質(zhì)優(yōu)選與音響透鏡 26類似的材質(zhì)(例如，硅)。
音響透鏡26的上表面在作為射出超聲波的區(qū)域的至少區(qū)域23的范圍 內(nèi)為向超聲波照射方向凸出的形狀。在cMUT芯片20上，至少在對應(yīng)于 區(qū)域23的范圍內(nèi)配置有振動(dòng)要件28。從音響透鏡26的超聲波射出側(cè)(被 檢測體側(cè))凸?fàn)畹牟糠终丈涑暡?。音響透鏡26的背面(與配置被檢測體的方向相反的一側(cè)、背襯層側(cè))
具有凹部，以在其中配置cMUT芯片20。在該凹部中嵌合cMUT芯片20 和撓性基板72的連接部分(絲密封樹脂88)。
超聲波探頭罩25設(shè)置于超聲波探頭2的四個(gè)側(cè)面。超聲波探頭罩25 固定于音響透鏡26的四個(gè)側(cè)面。檢測人用手把持超聲波探頭罩25，操作 超聲波探頭2。
圖6是表示超聲波探頭2的配線的圖。
cMUT芯片20的基板40固定于背襯層22的上表面。撓性基板72固 定于背襯層22的上表面周緣。
在撓性基板72配設(shè)有在紙面上下成對的信號圖案38 — 1 信號圖案 38—n及在紙面左右成對的信號圖案41一 1 信號圖案41 —4。
上部電極46 — l 上部電極46—n與信號圖案38—l 信號圖案38—n 連接。下部電極48—1 下部電極48—4與信號圖案41一1 信號圖案41 一4連接。鄰接的下部電極48— 1 下部電極48—4之間相互絕緣。
上部電極46及下部電極48分別經(jīng)由絲86，利用引線接合方式與撓性 基板72連接。
此夕卜，下部電極48—1 下部電極48—4的形狀優(yōu)選與振動(dòng)要件28的 形狀(例如六邊形)對應(yīng)的形狀(例如，波形)。由此，能夠?qū)⒏髡駝?dòng)要 件28僅對應(yīng)于下部通用電極48—1 下部通用電極48—4的任一個(gè)而配 置。
另外，配設(shè)四個(gè)下部電極48 — 1 下部電極48—4，但數(shù)量不限于此。
另外，說明了信號圖案38—1 信號圖案38_n設(shè)置為在紙面上下成 對，信號圖案48 — 1 信號圖案48—4設(shè)置為在紙面左右成對設(shè)置的結(jié)構(gòu)， 當(dāng)不限于此，不成對，僅為一方也可。
另外，說明了信號圖案和上部電極或下部電極利用引線接合方式連接 的結(jié)構(gòu)，但不限于此，使用由襯墊彼此連接的倒裝片接合方式也可。
如以上詳細(xì)的說明所述，在實(shí)施例1的超聲波探頭2中，在音響透鏡 和cMUT芯片之間，將作為用于防止從cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體的 漏電的漏電防止機(jī)構(gòu)的絕緣層形成為絕緣膜78。超聲波收發(fā)面和cMUT 芯片之間通過音響透鏡及絕緣層形成為雙重絕緣。由此，即使發(fā)生超聲波收發(fā)面的磨損或破損等，從超聲波收發(fā)面也不會(huì)向被檢測體漏電而導(dǎo)致觸 電，提高超聲波探頭的安全性。 實(shí)施例2
其次，參照圖7說明實(shí)施例2。
圖7是表示實(shí)施例2的超聲波探頭2a的圖。圖7相當(dāng)于圖2的平面A 剖視圖。
在實(shí)施例1中，說明了絕緣膜78設(shè)置于音響透鏡26的下表面的結(jié)構(gòu)， 但在實(shí)施例2中，作為用于防止cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體漏電的漏 電防止機(jī)構(gòu)的絕緣層為絕緣膜78a，設(shè)置于音響透鏡26的上表面(被檢測 體側(cè))。
如上所述，在實(shí)施例2的超聲波探頭2a中，在音響透鏡的上表面形成 絕緣層。在超聲波收發(fā)面和cMUT芯片之間通過絕緣層(絕緣膜)及音響 透鏡形成為雙重絕緣。從而，得到與實(shí)施例l相同的效果即得到即使發(fā)生 超聲波收發(fā)面的磨損或破損等，也不會(huì)從超聲波收發(fā)面向被檢測體漏電而 導(dǎo)致觸電，提高超聲波探頭的安全性的效果。
此外，在實(shí)施例2中，絕緣層設(shè)置于音響透鏡的上表面，而不是下表 面，因此，與實(shí)施例l相比，制作容易。
實(shí)施例3
其次，參照圖8說明實(shí)施例3。
圖8是表示實(shí)施例3的超聲波探頭2b的圖。圖8相當(dāng)于圖2的平面A 剖視圖。
在實(shí)施例1中，說明了絕緣膜78設(shè)置于音響透鏡26的下表面的結(jié)構(gòu)， 但在實(shí)施例3中，作為用于防止cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體漏電的漏 電防止機(jī)構(gòu)的絕緣層為絕緣膜78b，設(shè)置于cMUT芯片20的上表面(被
如上所述，在實(shí)施例3的超聲波探頭2b中，在cMUT芯片的上表面 形成絕緣層。超聲波收發(fā)面和cMUT芯片之間通過絕緣層及音響透鏡形成 為雙重絕緣。從而，起到與實(shí)施例1相同的效果。
實(shí)施例4
其次，參照圖9及圖10說明實(shí)施例4。圖9是表示實(shí)施例4的超聲波探頭2c的圖。圖9相當(dāng)于圖2的平面A
剖視圖。
在實(shí)施例1中，說明了未設(shè)置接地層的結(jié)構(gòu)，但在實(shí)施例4中，在作 為絕緣層的絕緣膜78的背面(與被檢測體側(cè)相反的一側(cè))設(shè)置作為用于 防止cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體漏電的漏電防止機(jī)構(gòu)的接地層即導(dǎo) 電膜76。
導(dǎo)電膜76與作為接地電勢的地面108連接。導(dǎo)電膜76例如為Cu膜。 在音響透鏡26的背面設(shè)置絕緣膜78，在絕緣膜78的背面蒸鍍Cu膜而形 成導(dǎo)電膜76。
導(dǎo)電膜76從音響透鏡26的內(nèi)部下表面貫穿形成至外部側(cè)面。導(dǎo)電膜 76經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件80及地線84與主體裝置側(cè)的地面108連接。
導(dǎo)電構(gòu)件80為具有導(dǎo)電性的部件。導(dǎo)電構(gòu)件80可以由與導(dǎo)電膜76 相比不易破損的可靠性高的部件來制作。導(dǎo)電構(gòu)件80例如為比導(dǎo)電膜76 剛性高的Cu帶。導(dǎo)電構(gòu)件80固定于撓性基板72的外部側(cè)面。
地線84利用軟釬焊等經(jīng)由連接部82與導(dǎo)電構(gòu)件80連接。
圖IO是表示導(dǎo)電構(gòu)造及絕緣構(gòu)造的示意圖。
上部電極46經(jīng)由電纜96及發(fā)送接收分離電路98，與收信放大器100 及發(fā)信機(jī)構(gòu)3連接。下部電極48經(jīng)由電纜102，與偏置機(jī)構(gòu)4連接。
電阻110是將偏置機(jī)構(gòu)4的電勢穩(wěn)定化為接地電勢的電阻元件。電容 器112是信號電流的旁路用電容元件。
導(dǎo)電膜76與地線84連接，進(jìn)而，通過主體裝置的底盤接地而與地面 108連接。
這樣，在實(shí)施例4的超聲波探頭2c中，在作為絕緣層的絕緣膜78的 下方設(shè)置作為接地層的導(dǎo)電膜76。由此，在音響透鏡26及絕緣膜78破損 的情況下，也由于導(dǎo)電膜76為接地電勢，因此能夠防止觸電，提高對被 檢測體的超聲波探頭的電安全性。
另外，通過導(dǎo)電膜76及地線84及主體裝置的底盤接地，形成接地電 勢的閉空間。即，超聲波探頭2c的主要結(jié)構(gòu)要件或超聲波診斷裝置的主 體電路內(nèi)包在接地電勢的閉空間中，因此，能夠防止受到來自外部的無用 電波的影響，或由于超聲波探頭2c自身產(chǎn)生的電磁波，對外部裝置產(chǎn)生壞影響的情況。
另外，在實(shí)施例4的超聲波探頭2c中，導(dǎo)電膜76從音響透鏡26的內(nèi) 部下表面貫穿形成至外部側(cè)面，經(jīng)由高可靠性的導(dǎo)電構(gòu)件80及地線84與 地面108連接。
由此，不是從利用模內(nèi)成形(inmold)而抽出的片狀導(dǎo)電膜，而是可 以從由音響透鏡內(nèi)部下表面貫穿形成至外部側(cè)面的導(dǎo)電膜經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件 與地線容易且可靠地連接。
因此，能夠提高安裝的可靠性及作業(yè)性。
另外，通過使用高可靠性的導(dǎo)電構(gòu)件，能夠防止在固定于撓性基板時(shí)， 導(dǎo)電構(gòu)件破損的情況。
另外，在圖9中，僅在撓性基板72的紙面左側(cè)側(cè)面圖示了導(dǎo)電構(gòu)件 80及地線84，但也可以設(shè)置于撓性基板72的四個(gè)側(cè)面的至少任一個(gè)。
此外，也可以直接連接導(dǎo)電膜76和地線84。在這種情況下，導(dǎo)電膜 76的膜厚薄，因此，需要謹(jǐn)慎進(jìn)行安裝作業(yè)。
在本實(shí)施例中，接地層設(shè)置于絕緣膜78的背面(與被檢測體側(cè)相反 的一側(cè))，但在該接地層和cMUT芯片內(nèi)的電極(例如圖4中的電極46) 之間，不導(dǎo)電的夾隔層作為圖4中的膜體44配置于cMUT芯片的局部。 因此，cMUT芯片內(nèi)的電極(例如圖4中的電極46)和接地層如專利文獻(xiàn) 2 —樣不接觸，因此，還具有還能夠?qū)⒂糜诔暡ㄊ瞻l(fā)的驅(qū)動(dòng)電壓向cMUT 芯片內(nèi)的超聲波收發(fā)側(cè)(被檢測體側(cè))的電極施加的優(yōu)點(diǎn)。
其次，參照圖11說明實(shí)施例5。
圖11是表示實(shí)施例5的超聲波探頭2d的圖。圖11相當(dāng)于圖2的平面 A剖視圖。
在實(shí)施例4中，說明了導(dǎo)電構(gòu)件80固定于撓性基板72的外部側(cè)面的 結(jié)構(gòu)，但不限于此，只要是能夠固定導(dǎo)電構(gòu)件80的部件即可，不限定固 定側(cè)處。在實(shí)施例5中，導(dǎo)電構(gòu)件80d固定于超聲波探頭罩25的內(nèi)部側(cè) 面。
導(dǎo)電膜76經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件80d及地線84d，與主體裝置側(cè)的地面108連接。導(dǎo)電構(gòu)件80d固定于超聲波探頭罩25的內(nèi)部側(cè)面。地線84d通過軟 釬焊等經(jīng)由連接部82d與導(dǎo)電構(gòu)件80d連接。
由此，在實(shí)施例5中，與實(shí)施例4相同地，能夠確保高可靠性的同時(shí)， 容易且可靠地連接導(dǎo)電膜和地線。
此外，在圖11中，僅在超聲波探頭罩25的紙面左側(cè)內(nèi)部側(cè)面圖示了 導(dǎo)電構(gòu)件80d及地線84d，但也可以設(shè)置于超聲波探頭罩25的四個(gè)內(nèi)部側(cè) 面的至少任一個(gè)。
實(shí)施例6
其次，參照圖12說明實(shí)施例6。
圖12是表示實(shí)施例6的超聲波探頭2e的圖。圖12相當(dāng)于圖2的平面 A剖視圖。
在實(shí)施例1 實(shí)施例5中，說明了設(shè)置一層絕緣層的結(jié)構(gòu)，但在第六 實(shí)施方式中，隔著接地層設(shè)置兩層絕緣層。
在音響透鏡26和cMUT芯片20上的粘接層90之間，形成作為上部 絕緣層的絕緣膜78及作為接地層的導(dǎo)電膜76及作為下部絕緣層的絕緣膜 74。導(dǎo)電膜76形成于絕緣膜78和絕緣膜74之間。
艮口，從超聲波探頭2的與被檢測體接觸的方向開始依次層疊音響透鏡 26及絕緣膜78及導(dǎo)電膜76及絕緣膜74。具體來說，在音響透鏡26下表 面形成絕緣膜78，在絕緣膜78的下表面蒸鍍Cu膜形成導(dǎo)電膜76，在導(dǎo) 電膜76的下表面形成絕緣膜74。
如上所述，在實(shí)施例6中，在超聲波收發(fā)面和cMUT芯片之間具備音 響透鏡和將作為用于防止從cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體漏電的漏電 防止機(jī)構(gòu)的導(dǎo)電膜夾在中間的兩層絕緣層。由此，能夠提高超聲波探頭的 絕緣性，而提高安全性。
另外，在本實(shí)施例中，接地層設(shè)置于兩層絕緣膜74和78之間，但在 該接地層和cMUT芯片內(nèi)的電極(例如圖4中的電極46)之間作為不導(dǎo) 電的夾隔層還配置有絕緣膜74。因此，cMUT芯片內(nèi)的電極(例如圖4中 的電極46)和接地層如專利文獻(xiàn)2—樣不接觸，因此，還具有能夠?qū)⒂糜?超聲波發(fā)射接收的驅(qū)動(dòng)電壓向cMUT芯片內(nèi)的超聲波發(fā)射接收面?zhèn)?被檢 測體側(cè))的電極施加的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例7
其次，參照圖13說明實(shí)施例7。
圖13是表示實(shí)施例7的超聲波探頭2f的圖。圖13相當(dāng)于圖2的平面 A剖視圖。
在實(shí)施例6中，說明了絕緣膜74設(shè)置于由區(qū)域23所示的區(qū)域的結(jié)構(gòu)， 但在第七實(shí)施方式中，絕緣膜74f在區(qū)域23的范圍沒有設(shè)置。
這樣，在實(shí)施例7中，在cMUT芯片20上不存在絕緣膜74f，絕緣膜 74f不會(huì)對在cMUT芯片20中發(fā)射接收的超聲波產(chǎn)生影響。從而，能夠提
高音響特性。
在上述實(shí)施例中，優(yōu)選導(dǎo)電層的膜厚為0.1jim左右，將絕緣層的膜厚 設(shè)為lpm左右。通過分別減小絕緣層及導(dǎo)電層的膜厚，能夠抑制對在 cMUT芯片中發(fā)射接收的超聲波的影響(向脈沖4員率特性的影響或衰減)。
關(guān)于膜成形方法，有與音響透鏡的成形同時(shí)，將帶有導(dǎo)電膜的絕緣片 模內(nèi)成形的方法、或利用物理蒸鍍或化學(xué)蒸鍍形成絕緣膜及導(dǎo)電膜的方 法。在模內(nèi)成形中，能夠以低成本形成膜，但存在膜厚10pm左右的界限。 另一方面，在利用蒸鍍的膜形成中，能夠形成膜厚l^m左右。
在本實(shí)施例中，在區(qū)域23中未設(shè)置絕緣膜的區(qū)域?yàn)?4f，但可以為78， 也可以為兩者。
此外，也可以適當(dāng)?shù)亟M合上述實(shí)施方式，構(gòu)成超聲波探頭及超聲波診 斷裝置。
實(shí)施例8
圖14是表示實(shí)施例8的超聲波探頭2g的圖。
在超聲波探頭2g中，在音響透鏡26的下表面設(shè)置有接地層76g，進(jìn) 而絕緣膜78g設(shè)置于音響透鏡26的上表面(被檢測體側(cè))，絕緣膜74g設(shè) 置于接地層76g的背面。
實(shí)施例9
圖15是表示實(shí)施例9的超聲波探頭2h的圖。
超聲波探頭2h是如下所述的一種例子，即是具備作為用于防止從 cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體漏電的漏電防止機(jī)構(gòu)將導(dǎo)電膜夾在中間的 兩層絕緣層的情況，但用于連結(jié)導(dǎo)電膜76h和地線84的導(dǎo)電構(gòu)件80固定于撓性基板72的例子。
以上，參照

了本發(fā)明的超聲波探頭及超聲波診斷裝置的適合 的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限定于所述例子。只要是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員， 就可以在本申請中公開的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，想到各種變更例或修正例子 這是顯而易見的，關(guān)于這些當(dāng)然包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。
權(quán)利要求
1. 一種超聲波探頭，其具有與偏置電壓對應(yīng)改變機(jī)電耦合系數(shù)或靈敏度的多個(gè)振動(dòng)要件，還具備發(fā)射接收超聲波的cMUT芯片；設(shè)置于所述cMUT芯片上方的音響透鏡；設(shè)置于所述cMUT芯片下方的背襯層，所述超聲波探頭的特征在于，在所述音響透鏡的超聲波收發(fā)面?zhèn)然蛩鲆繇懲哥R與所述cMUT芯片之間具備用于防止從cMUT芯片內(nèi)的電極向被檢測體漏電的漏電防止機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述漏電防止機(jī)構(gòu)為至少一層的絕緣層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述漏電防止機(jī)構(gòu)為在所述音響透鏡與所述cMUT芯片之間配置的至少一層的接地層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其特征在于， 在所述接地層與在所述cMUT芯片內(nèi)部配備的電極之間具備夾隔層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述夾隔層為由不導(dǎo)電的材質(zhì)構(gòu)成的絕緣層，配備于所述接地層與所述cMUT芯片之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述夾隔層為所述cMUT芯片的一部分，配備于所述電極的所述超聲波收發(fā)面?zhèn)取?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述夾隔層為膜體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于，所述絕緣層配備于所述音響透鏡的超聲波收發(fā)面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于，所述絕緣層沿所述音響透鏡的所述被檢測體側(cè)的相反側(cè)的面配備。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于，所述絕緣層配備于所述CMUT芯片的所述被檢測體側(cè)的面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于， 至少一層的接地層配備于所述絕緣層的所述被檢測體側(cè)的相反側(cè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其特征在于，從所述背襯層的上表面周緣遍及四個(gè)側(cè)面配備撓性基板，所述接地層 經(jīng)由在所述撓性基板的外部側(cè)面固定的導(dǎo)電構(gòu)件及地線與地面連接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其特征在于， 具備從所述背襯層的上表面周緣遍及四個(gè)側(cè)面配置的撓性基板和在所述超聲波探頭的四個(gè)側(cè)面配置的超聲波探頭罩，所述接地層經(jīng)由在所述超聲波探頭罩的內(nèi)部側(cè)面固定的導(dǎo)電構(gòu)件及 地線與地面連接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述漏電防止機(jī)構(gòu)配置于所述音響透鏡和所述cMUT芯片之間，該漏電防止機(jī)構(gòu)包括一層接地層和隔著該接地層配置的兩層絕緣層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述兩層絕緣層的至少一層的一部分未設(shè)置在所述多個(gè)振動(dòng)元件的與所述被檢測體側(cè)對應(yīng)的部分的至少一部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述絕緣層為硅氧化物膜或?qū)喍妆侥ぁ?br> 17. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其特征在于， 所述接地層為Cu膜。
全文摘要
本發(fā)明的超聲波探頭，其具有與偏置電壓對應(yīng)改變機(jī)電耦合系數(shù)或靈敏度的多個(gè)振動(dòng)要件，還具備發(fā)射接收超聲波的cMUT芯片；設(shè)置于所述cMUT芯片上方的音響透鏡；設(shè)置于所述cMUT芯片下方的背襯層，其中，在所述音響透鏡的超聲波收發(fā)面?zhèn)然蛩鲆繇懲哥R與所述cMUT芯片之間具備漏電防止機(jī)構(gòu)。漏電防止機(jī)構(gòu)例如為絕緣層、例如為接地層。利用這種構(gòu)造的超聲波探頭，能夠提供防止從超聲波探頭向被檢測體漏電，提高了電安全性的超聲波探頭及使用了其的超聲波診斷裝置。
文檔編號H04R19/00GK101536547SQ20078004141
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者佐光曉史, 佐野秀造, 小林隆, 泉美喜雄 申請人:株式會(huì)社日立醫(yī)藥