本發(fā)明涉及一種超聲波傳感器以及其制造方法。

背景技術(shù)：

以往，已知一種呈陣列狀地配置具有開口部的半導體基板、封閉開口部并被形成在半導體基板的表面的絕緣膜層上的兩層電極、以及夾在兩層電極之間的PZT陶瓷薄膜層的超聲波傳感器。

專利文獻1：日本特開2010-164331號公報

在這種呈陣列狀地配置元件的超聲波傳感器中，雖然第一電極、第二電極在列方向上共用化而引出，但特別是在共用配線中，隨著沿著列方向上與外部連接端子遠離，阻抗增大，發(fā)送/接收的效率降低，可靠性降低。

另外，如果使用通常的電極材料即金(Au)、銅(Cu)等柔軟的材料，則能夠容易地構(gòu)成電阻、阻抗較低的電路。然而，對于構(gòu)成元件的各種電極，為了確保元件的特性，有使用楊氏模量高、硬的材料這種限制，上述的柔軟的材料的應(yīng)用不被優(yōu)選。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，目的在于提供一種不會降低元件的特性而減少阻抗、且從呈陣列地狀配置的元件高效地引出配線并提高可靠性的超聲波傳感器以及其制造方法。

解決上述課題的本發(fā)明的方式在于超聲波傳感器，其特征在于，是具備第一電極、壓電體層以及第二電極，并具備沿第一方向以及第二方向排列的多個超聲波元件的超聲波傳感器，對上述多個超聲波元件的至少一部分進行分組，上述第一電極以及上述第二電極的至少一方按照上述被分組的超聲波元件而被共用化，對上述被共用化的上述第一電極以及上述第二電極的一方連接旁路配線，上述旁路配線的構(gòu)成材料的楊氏模量與截面積的積(以下記載為α值)大于與上述旁路配線連接的上述第一電極或上述第二電極的α值，上述旁路配線的每個單位長度的電阻值小于與上述旁路配線連接的上述第一電極或上述第二電極的每個單位長度的電阻值。

在所述的方式中，通過設(shè)置具有規(guī)定的α值的旁路配線，能夠使與該旁路配線連接的第一電極或第二電極的阻抗的增大平均化，并能夠高效地進行收發(fā)，能夠提高可靠性。另外，通過規(guī)定上述旁路配線的電阻值，能夠更可靠地降低與該旁路配線連接的第一電極或第二電極的阻抗。此外，上述旁路配線為與上述第一或第二電極的構(gòu)成材料不同的材料，能夠容易滿足上述α值以及電阻值的關(guān)系。

另外，優(yōu)選在上述旁路配線與上述第一電極或上述第二電極重疊的區(qū)域中，上述旁路配線被設(shè)置在比上述第一電極或上述第二電極靠上方。由此，能夠提高制造時的成品率，并能夠提高可靠性。

另外，優(yōu)選上述被共用化的上述第一以及第二電極的另一個也被共用化，具備第二旁路配線，該第二旁路配線被設(shè)置為與該另一方的上述第一電極或上述第二電極電連接，且該第二旁路配線的上述α值大于被連接的上述第一或第二電極的α值。由此，能夠降低上述第一或第二電極的阻抗。

本發(fā)明的其它方式在于超聲波傳感器的制造方法，該超聲波傳感器具備第一電極、壓電體層以及第二電極，并具備沿第一方向以及第二方向排列的多個超聲波元件，上述第一電極以及上述第二電極的至少一方按照多個超聲波元件而被共用化，上述超聲波傳感器的制造方法的特征在于，形成上述第一電極、上述壓電體層以及上述第二電極后，上述第一電極或上述第二電極設(shè)置旁路配線，該旁路配線的上述α值大于上述第一的電極或上述第二的電極的α值，且該旁路配線的每個單位長度的電阻值小于上述第一的電極或上述第二的電極的每個單位長度的電阻值。

根據(jù)該方式，能夠提高制造時的成品率，并能夠更可靠地降低上述第一或第二電極的阻抗，能夠提高可靠性。

附圖說明

圖1是表示實施方式1所涉及的超聲波器件的構(gòu)成例的剖視圖。

圖2是表示實施方式1所涉及的超聲波傳感器的構(gòu)成例的分解立體圖。

圖3是表示超聲波傳感器元件陣列的構(gòu)成例的放大立體圖。

圖4是表示實施方式1所涉及的超聲波傳感器元件的簡要構(gòu)成的俯視圖。

圖5是表示實施方式1所涉及的超聲波傳感器元件的剖視圖。

圖6是表示實施方式1所涉及的超聲波傳感器元件的簡要構(gòu)成的俯視圖。

圖7是表示實施方式1所涉及的超聲波傳感器的剖視圖。

圖8是表示實施方式2所涉及的超聲波傳感器的簡要構(gòu)成的俯視圖。

圖9是實施方式2所涉及的超聲波傳感器的剖視圖。

圖10是說明實施方式1所涉及的超聲波傳感器的制造例的圖。

圖11是說明實施方式1所涉及的超聲波傳感器的制造例的圖。

圖12是表示超聲波診斷裝置的一個例子的立體圖。

圖13是表示超聲波探頭的一個例子的立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。以下說明是表示本發(fā)明的一個實施方式，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)任意變更。在各圖中，標注同一符號的表示同一個部件，適當省略說明。

(實施方式1)

圖1是表示搭載了本發(fā)明的實施方式1所涉及的超聲波傳感器的超聲波器件的構(gòu)成例的剖視圖。圖2是超聲波傳感器的分解立體圖。

如圖1所示，超聲波探頭I具備CAV面型的超聲波傳感器1、與超聲波傳感器1連接的撓性印刷基板(FPC基板2)、從裝置末端(未圖示)引出的電纜3、中繼FPC基板2以及電纜3的中繼基板4、保護超聲波傳感器1、FPC基板2以及中繼基板4的框體5、和填充到框體5以及超聲波傳感器1之間的耐水性樹脂6而構(gòu)成。

從超聲波傳感器1發(fā)送超聲波。另外，從測量對象物反射的超聲波被超聲波傳感器1接收?；谶@些超聲波的波形信號，在超聲波探頭I的裝置終端中，檢測與測量對象物有關(guān)的信息(位置、形狀等)。

如后述，根據(jù)超聲波傳感器1，能夠確保高可靠性。因此，通過搭載超聲波傳感器1而成為各種特性優(yōu)異的超聲波器件。本發(fā)明能夠應(yīng)用于超聲波的發(fā)送最優(yōu)的發(fā)送專用型、超聲波的接收最優(yōu)的接收專用型、超聲波的發(fā)送以及接收最優(yōu)的收發(fā)一體型等任何的超聲波傳感器1。能夠搭載超聲波傳感器1的超聲波器件并不限定于超聲波探頭I。

如圖1以及圖2所示，超聲波傳感器1構(gòu)成為包含超聲波元件10、聲匹配層30、透鏡部件31、和包圍板40。超聲波元件10構(gòu)成為包含基板11、振動板50、和壓電元件17。在圖2中，雖然分開表示包圍板40和支承部件41，但實際上兩者被一體地構(gòu)成。

將相互正交的兩個軸作為X軸以及Y軸，將通過X軸以及Y軸形成的平面作為XY平面時，基板11沿著XY平面。以下，將X軸稱為第一方向X，將Y軸稱為第二方向Y，將與第一方向X以及第二方向Y中的任何一個都正交的Z軸稱為第三方向Z。

如圖1所示，在基板11形成有多個間隔壁19。通過多個間隔壁19，沿著第一方向X以及第二方向Y劃分多個空間20?？臻g20以在第三方向Z上貫通基板11的方式形成?？臻g20呈二維狀，即，在第一方向X上形成多個且在第二方向Y上形成多個?？臻g20的排列、形狀能夠進行各種變形。例如空間20可以呈一維狀，即，沿著第一方向X以及第二方向Y的任何一個方向形成多個。另外，空間20從第三方向Z觀察時可以是長方形狀(第一方向X和第二方向Y的長度比為1:1以外)。

聲匹配層30被設(shè)置在空間20內(nèi)。通過將具有聲匹配能力的樹脂等填充到基板11的開口部18等內(nèi)部來設(shè)置聲匹配層30，能夠防止壓電元件17以及測量對象物之間聲阻抗急劇地變化，結(jié)果能夠防止超聲波的傳播效率降低。雖然聲匹配層30能夠由例如硅油、硅樹脂或硅橡膠構(gòu)成，但不限定于上述例子，能夠適當?shù)剡x擇與超聲波傳感器用途等對應(yīng)的材料來使用。

透鏡部件31被設(shè)置在基板11的與振動板50相反的一側(cè)。透鏡部件31具有使超聲波會聚的作用。在利用電子聚焦法使超聲波會聚情況等，能夠省略透鏡部件31。此處，上述聲匹配層30具有粘接透鏡部件31和基板11的功能。使透鏡部件31與基板11(間隔壁19)之間夾設(shè)聲匹配層30，構(gòu)成超聲波傳感器1。

在將透鏡部件31安裝于超聲波元件10時、在安裝透鏡部件31后確保透鏡部件31的緊貼性時，有時向聲匹配層30側(cè)按壓透鏡部件31。在不具備透鏡部件31的情況下、在替代透鏡部件而設(shè)置其它部件的情況下，為了確保各部的緊貼性，也有時從聲匹配層30側(cè)對振動板50施加按壓力。在超聲波傳感器1中，由于構(gòu)成為具備支承部件41，所以如上述，即使對振動板50施加規(guī)定的外部壓力，也能夠抑制發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，確保高可靠性。

振動板50以封閉空間20的方式被設(shè)置在基板11上。以下，將振動板50的基板11側(cè)的面稱為第一面50a，將與第一面50a對置的面稱為第二面50b。振動板50由被形成在基板11上的彈性膜12和被形成在彈性膜12上的絕緣體膜13構(gòu)成。在該情況下，由彈性膜12構(gòu)成第一面50a，由絕緣體膜13構(gòu)成第二面50b。

包圍板40被設(shè)置在振動板50的第二面50b側(cè)。在包圍板40的中央形成凹部(壓電元件保持部32)，該壓電元件保持部32的周圍成為包圍板40的緣部40a(參照圖2等)。通過壓電元件保持部32覆蓋壓電元件17的周圍的區(qū)域(包含壓電元件17的上面以及側(cè)面的區(qū)域)。因此，相當于壓電元件保持部32的底面的面成為包圍板40的壓電元件17側(cè)的面40b。

包圍板40在緣部40a中與超聲波傳感器元件10側(cè)接合。雖然包圍板40的接合能夠使用粘接劑(未圖示)，但并不限定于上述例子。壓電元件保持部32的深度，即第三方向Z的長度約為80μm，但并不限定于上述的值。壓電元件保持部32的深度為確保不阻礙壓電元件17的驅(qū)動的程度的空間的值即可。另外，壓電元件保持部32可以用空氣填滿，也可以用樹脂填滿。包圍板40的厚度約為400μm，但不限定于上述的值。

在超聲波傳感器1中，在包圍板40的壓電元件17側(cè)的面40b和振動板50的第二面50b之間、且不與壓電元件17重合的位置上設(shè)置有支承部件41。如此，能夠通過支承部件41支承振動板50。因此，例如在安裝透鏡元件31時、在安裝透鏡部件31后確保透鏡部件31的緊貼性時，即使從聲匹配層30側(cè)向振動板50施加規(guī)定的壓力，也能夠防止振動板50在壓電元件保持部32內(nèi)部較大地彎曲。因此，能夠抑制發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，確保高可靠性。

支承部件41被設(shè)置在不與壓電元件17重合的位置上。因此，避免壓電元件17被支承部件41過度地束縛。因此，與不設(shè)置支承部件41的情況相比，也防止超聲波的發(fā)送效率、接收效率過度降低。

不與壓電元件17重合的位置是指從第三方向Z觀察時，不與有源部(被第一電極14和第二電極16所夾的部分)重合的位置。特別是在超聲波傳感器1中，具有比間隔壁19窄的寬度的支持部件41被設(shè)置在相鄰的空間20間。換言之，在超聲波傳感器1中，在從第三方向Z觀察時，支持部件41甚至不與可動部(振動板50的第二面50b側(cè)中的與空間20對應(yīng)的部分)重合。因此，與不設(shè)置支承部件41的情況相比，可靠地防止超聲波發(fā)送效率、接收效率過度降低。雖然支承部件41通過粘接劑(未圖示)與超聲波傳感器元件10側(cè)接合，但接合的方法不限定于前面的例子。

支承部件41具有沿第二方向Y延伸的梁形狀。據(jù)此，能夠在遍及第二方向Y的較寬的范圍內(nèi)支承振動板50。梁形狀的支承部件41也可以沿著第一方向X延伸而并不是第二方向Y。梁形狀的支承部件41的延伸的一個端部可以遠離包圍板40的緣部40a。如果延伸方向的至少一個端部與包圍板40的緣部40a相接，則被梁形狀的支承部件41夾持。

梁形狀的支承部件41是通過對包圍板40進行濕式蝕刻而制作出的。這樣，支承部件41通過活用包圍板41的構(gòu)成材料而制作，由此具有與包圍板40相同的構(gòu)成。濕式蝕刻例如與干式蝕刻相比，雖然加工精度差，但能夠在短時間內(nèi)切削較多的區(qū)域，所以是適合制成梁形狀的支承部件41的方法。

壓電元件保持部32的中心部分比較遠離包圍板40的緣部40a。因此，在振動板50中與壓電元件保持部32的中心部分對應(yīng)的中心位置C(參照圖2等)，在沒有支承部件41的情況下，剛性容易變低。因此，支承部件41以支承那樣的振動板50的中心位置C的方式被設(shè)置。由此，能夠確保更高的可靠性。

在本發(fā)明中，支承部件的數(shù)量、配置、形狀等能夠進行各種選擇。例如支承部件41可以是多個。在該情況下，優(yōu)選支承部件41等間隔地設(shè)置在壓電元件保持部32內(nèi)。據(jù)此，能夠非整體地支承振動板50。因此，優(yōu)選振動板50的數(shù)量是三個以上的奇數(shù)。這是因為在壓電元件保持部32內(nèi)等間隔地設(shè)置支承部件41時，其正中的支承部件41能夠位于振動板50的中心位置C的附近。例如若支承部件41的數(shù)量為三個左右則平衡良好。

支承部件41也可以只被設(shè)置在振動板50的與中心位置C錯開的部分。支承部件41也可以不具有梁形狀。支承部件41也可以在延伸方向上不是直線狀。根據(jù)支承部件41的制作方法，雖然存在成為支承部件41的XY平面的截面積根據(jù)第三方向Z而不同的形態(tài)的情況，但只要能夠支承振動板50，該形態(tài)也被包含于本發(fā)明的支承部件41。

圖3是表示超聲波傳感器元件陣列的構(gòu)成例的放大立體圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的超聲波傳感器元件的簡要構(gòu)成的俯視圖，圖5是A-A’線剖視圖以及B-B’線剖視圖，圖6是表示超聲波傳感器的簡要構(gòu)成的俯視圖，圖7是C-C’線剖視圖以及D-D’線剖視圖。

本實施方式的超聲波傳感器元件10例如由彈性膜12和壓電元件17構(gòu)成，該彈性膜12由被設(shè)置在由硅基板構(gòu)成的基板11的一面的由二氧化硅膜構(gòu)成，該壓電元件17被形成在由氧化鋯構(gòu)成的絕緣體膜13上，并由第一電極14、壓電體層15、和第二電極16構(gòu)成。在基板11的與壓電元件17對應(yīng)的區(qū)域形成開口部18，開口部18被間隔壁19劃分。

基板11能夠使用例如單結(jié)晶硅基板，但不限定于此。在本實施方式中，雖然以由二氧化硅等構(gòu)成的彈性膜12和由氧化鋯等構(gòu)成的絕緣體膜13構(gòu)成振動板50，但并不限定于此，可以是任意一方，或者也可以作為其它的膜。

在絕緣體膜13上根據(jù)需要經(jīng)由緊貼層形成壓電元件17，該壓電元件17由第一電極14；厚度為3μm以下，優(yōu)選0.3～0.5μm的薄膜的壓電體層15；和第二電極16構(gòu)成。此處，壓電元件17是指包含第一電極14、壓電體層15以及第二電極16的部分。

通常，在驅(qū)動壓電元件17的情況下，雖然將任意一個電極作為共用電極，將另一個電極作為個別電極，但在超聲波傳感器元件10中，由于按照多個超聲波傳感器元件10進行驅(qū)動，掃描，所以任意一個為共用電極而另一個為個別電極這樣的區(qū)分并不現(xiàn)實。不管為哪個，在使超聲波傳感器元件10一維或二維地并排的形態(tài)的情況下，通過以遍及一方向的方式設(shè)置第一電極14、以遍及與一方向正交的方向的方式設(shè)置第二電極16，并向適當選擇的第一電極14和第二電極16之間施加電壓，能夠只驅(qū)動規(guī)定的壓電元件17。另外，在選擇規(guī)定的壓電元件17時，通常進行將一列或多列選擇為一個組來驅(qū)動。在本實施方式中，第一電極14的四列被捆束而共用化。假設(shè)將其稱為一信道，該信道遍及第一方向X而設(shè)置多個。另外，第二電極16沿著第一方向X呈一列連續(xù)地設(shè)置，沿著第二方向設(shè)置多列。

在這種構(gòu)成中，若使第二電極16的所有的列共用化，同時驅(qū)動一信道內(nèi)的所有的壓電元件17，依次驅(qū)動各信道，則能夠獲得沿著第一方向的一維數(shù)據(jù)。

另外，若按照一列或多列使第二電極16共用化，以第二電極16共用化一信道內(nèi)的壓電元件17，并依次按組驅(qū)動，依次驅(qū)動各信道，則能夠獲得XY方向的二維數(shù)據(jù)。

另外，此處將壓電元件17和通過該壓電元件的驅(qū)動而產(chǎn)生位移的振動板50即彈性膜12以及絕緣體膜13合稱為致動裝置。在上述例子中，彈性膜12以及絕緣體膜13、根據(jù)需要而設(shè)置的緊貼層、和第一電極14作為振動板50發(fā)揮作用，但并不限定于此。例如，不設(shè)置振動板50，而壓電元件17自身實際上也可以兼有作為振動板的功能。

第一電極14、第二電極16只要是具有導電性的便不被限制，例如能夠使用鉑(Pt)、銥(Ir)、金(Au)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、不銹鋼等金屬材料、氧化銦錫(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)等氧化錫系導電材料、氧化鋅系導電材料、釕酸鍶(SrRuO₃)、鎳酸鑭(LaNiO3)、摻雜鈦酸鍶等氧化物導電材料、導電性聚合物等。然而，并不限定于上述材料。

壓電體層15能夠代表性地使用鋯鈦酸鉛(PZT)系的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復合氧化物。據(jù)此，容易確保壓電元件17的位移量。

另外，壓電體層15能夠使用不包含鉛的例如至少包含鉍(Bi)、鋇(Ba)、鐵(Fe)以及鈦(Ti)的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復合氧化物。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)使用對環(huán)境負擔小的非鉛系材料來制造超聲波傳感器元件10。

這種鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，即，ABO₃型結(jié)構(gòu)的A位點配位12個氧，另外，B位點配位6個氧而形成八面體(正八面體)。在不包含鉛的上述壓電體層15的例子中，Bi、Ba以及Li位于A位點，F(xiàn)e、Ti位于B位點。

在具有包含Bi、Ba、Fe以及Ti的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復合氧化物中，其組成式被表示為(Bi、Ba)(Fe、Ti)O₃，但作為代表性的組成，被表示為鐵酸鉍和鈦酸鋇的混合晶體。該混合晶體是指利用X光衍射圖案無法單獨檢測鐵酸鉍或鈦酸鋇。是包含從混合晶體的組成偏離的組成的。

此處的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復合氧化物包含由于缺陷/過剩而從化學計量組成偏離的、元素的一部分被置換成其它元素的復合氧化物。即，只要能夠取得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，當然容許由于晶格不匹配、氧損失等所引起的不可避免的組成的偏離，也容許元素的一部分的置換等。

而且，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復合氧化物的構(gòu)成不限定于上述例子，也可以構(gòu)成為包含其它元素。例如優(yōu)選壓電體層15還包含錳(Mn)。如此，容易抑制漏電流，例如作為非鉛系的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的超聲波傳感器元件10。

可以用鋰(Li)、釤(Sm)、鈰(Ce)等置換壓電體層15的A位點的Bi，也可以用鋁(Al)、鈷(Co)等置換B位的Fe。由此，提高各種特性，容易實現(xiàn)構(gòu)成、功能的多樣化。在是包含這些其它元素的復合氧化物的情況下，優(yōu)選構(gòu)成為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。

如圖3以及圖6所示，超聲波傳感器1通常在第一方向Z以及與其正交的第二方向Y上二維地并列設(shè)置超聲波傳感器元件10，將第一方向X作為掃描方向，將第二方向Y作為切片方向。在圖3所示的構(gòu)成例以及圖6所示的本實施方式中，在作為切片方向的第二方向Y上并列設(shè)置16個超聲波傳感器元件10，在作為掃描方向的第一方向X上并列設(shè)置64個超聲波傳感器元件10，但在圖3以及圖6中，分別只示出其一部分。在這種超聲波傳感器1中，在掃描方向上掃描，并且按照沿切片方向延伸的每列驅(qū)動，即，通過進行超聲波的發(fā)送以及接收，能夠在切片方向上連續(xù)獲取切片方向的感測信息。

在圖3的構(gòu)成例中，第一電極14按照第二方向Y，即按照沿切片方向延伸的每列共用，在本實施方式中，能夠每四列共用化，能夠每四列一信道進行驅(qū)動。另一方面，第二電極16在第一方向X，即沿掃描方向延伸的每列上連續(xù)地設(shè)置，使所有的列共用化地連接。圖6所示的本實施方式由于利用后述的旁路配線21以及22所以詳細的結(jié)構(gòu)不同，但與電極的共用化有關(guān)的基本想法、驅(qū)動方法與圖3的構(gòu)成例相同。

在這種超聲波傳感器1中，雖然在第一方向X或第二方向Y的一端或兩端具備外部連接端子，但隨著與外部接續(xù)端子距離的遠離，各電極的阻抗增大。

此處，在本實施方式中，如圖6所示，超聲波傳感器元件10在X方向上每四個分組，按照被分組的四個超聲波元件，使第二電極16共用化。另外，對這樣被共用化的第二電極16連接旁路配線21。旁路配線21與第二電極16連接，彌補第二電極16的掃描方向以及切片方向的阻抗增大。旁路配線21具有沿第一方向X延伸的第一延伸設(shè)置部21a、和從第一延伸設(shè)置部21a向第二方向Y延伸的第二延伸設(shè)置部21b。第一延伸設(shè)置部21a被設(shè)置于第二方向Y的兩側(cè)，第二延伸設(shè)置部21b以在第一方向X的每四列之間連結(jié)第一延伸設(shè)置部21a的方式被設(shè)置。

這種旁路配線21如詳細后述那樣，在第二電極16的圖案化后，以與第二電極16不同的材質(zhì)形成。由于這是在超聲波傳感器元件10的制造薄膜工序中同時形成的，所以無法形成任意的膜厚的配線，配線的寬度也不可任意。另外，是因為也有在對上層進行圖案化時的下層的薄膜化等工序上的問題，不能夠形成小阻抗的配線。而且，通過在與超聲波傳感器元件10的制造薄膜工序不同的工序中制造，能夠提高制造的成品率，并能夠以與第一電極14、第二電極16不同的材料且不同的截面積形成。

優(yōu)選旁路配線21使用與第一電極14、第二電極16不同的材料，優(yōu)選使用電阻率小的材料，能夠例舉金、銀、銅、鋁等。此處，不同的材料意味與構(gòu)成的主成分(占成分中50％以上的成分)不同。在本實施方式中使用金。此外，在形成金的配線的情況下，形成鎳鉻耐熱合金等的基底層作為基底，但在以下的說明中省略基底層的說明。另外，旁路配線21不必為單層，也可以是兩層以上的層疊膜，在層疊的情況下，優(yōu)選形成為整體的電阻值小于第二電極16。

此處，旁路配線21為構(gòu)成該配線的材料的楊氏模量與配線的截面積的積(下稱α值)大于構(gòu)成共用化的第二電極16的材料的α值、且構(gòu)成上述配線的材料的每個單位長度的電阻值(以下僅稱為電阻值)小于構(gòu)成共用化的第二電極16的材料的電阻值的配線，由此能夠抑制因配線造成的壓電元件17的位移的降低，并且減小旁路配線21的阻抗。

此外，在本實施方式中，如圖6所示，超聲波傳感器元件10每四列分組，按照被分組的四列超聲波元件，使第一電極14共用化。另外，對這樣共用化的第一電極14連接第二旁路配線22。第二旁路配線21改善每四列被共用化的第一電極14的延伸設(shè)置方向的阻抗的增大。第二旁路配線22具備沿第一電極14的延伸設(shè)置方向即第二方向Y延伸的第一延伸設(shè)置部22a、和連結(jié)第一延伸設(shè)置部22a與各列的第一電極14的第二延伸設(shè)置部22b。

這種第二旁路配線22與旁路配線21同樣地，在第一電極14、第二電極16的圖案化后，以與第一電極14不同的材質(zhì)形成。這是在超聲波傳感器元件10的制造薄膜工序中同時形成的，所以不能夠形成任意的膜厚的配線，配線的寬度也不可任意。另外，也有在對上層進行圖案化時的下層的薄膜化等工序上的問題，無法形成小阻抗的配線。由此，通過在與超聲波傳感器元件10的制造薄膜工序不同的其它工序中制造，能夠提高制造的成品率，并能夠以與第一電極14、第二電極16不同的材料且不同的截面積形成。

優(yōu)選第二旁路配線22與旁路配線21同樣地，使用與第一電極14、第二電極16不同的材料，優(yōu)選使用電阻小的材料，能夠例舉金、銀、銅、鋁等。在本實施方式中使用金。此外，在形成金的配線的情況下，雖然形成鎳鉻耐熱合金等的基底層作為基底，但在以下的說明中省略基底層的說明。另外，第二旁路配線22不必為單層，也可以為兩層以上的層疊膜，在層疊的情況下，優(yōu)選形成為整體的電阻值小于第一電極14。

此處，第二旁路配線22的α值大于被共用化的第一電極14、且電阻值小于被共用化的第一電極14，由此能夠抑制壓電元件17的位移的降低，并且減小旁路配線22的阻抗。

此外，第二旁路配線22未必需要設(shè)置，即使只設(shè)置旁路配線21也能夠如上述那樣減小掃描方向的阻抗。

(實施方式2)

圖8是表示本發(fā)明實施方式2所涉及的超聲波傳感器的簡要構(gòu)成的俯視圖，圖9是E-E’線的剖視圖以及F-F’線的剖視圖。

本實施方式的超聲波傳感器元件10A是經(jīng)由旁路配線23使第一電極14整體共用化的配線的元件，由于其它的構(gòu)成基本上與實施方式1相同，所以對于同一構(gòu)成標注同一符號，省略重復說明。

在本實施方式中，超聲波傳感器元件10A在X方向上每四個分組，按照被分組的四個超聲波元件，使第一電極14共用化。第一電極14沿著作為掃描方向的第一方向X延伸設(shè)置。對這樣被共用化的第一電極14連接旁路配線23。旁路配線23與第一電極14連接，彌補第一電極14的掃描方向以及切片方向的阻抗增大。旁路配線23具有沿第一方向X上延伸的第一延伸設(shè)置部23a、和從第一延伸設(shè)置部23a向第二方向Y延伸的第二延伸設(shè)置部23b。第一延伸設(shè)置部23a被設(shè)置于第二方向Y的兩側(cè)，第二延伸設(shè)置部23b以在第一方向X的每四列之間連結(jié)第一延伸設(shè)置部23a的方式被設(shè)置。

這種旁路配線23與上述旁路配線21同樣地，在第一電極14以及第二電極16的圖案化后，以與第一電極14不同的材質(zhì)形成。這是在超聲波傳感器元件10A的制造薄膜工序中同時形成的，所以無法形成任意的膜厚的配線，配線的寬度也不可任意。另外，是因為也存在在對上層進行圖案化時的下層的薄膜化等工序上的問題，無法形成小阻抗的配線。而且，通過在與超聲波傳感器元件10A的制造薄膜工序不同的其它工序中制造，能夠提高制造的成品率，并能夠以與第一電極14、第二電極16不同的材料且不同的截面積形成。此外，旁路配線23以與旁路配線21同樣的材料、構(gòu)成設(shè)置即可。

另外，在本實施方式中，超聲波傳感器元件10A每四個分組，按照被分組的四列超聲波元件，使第二電極16共用化。第二電極16沿著切片方向延伸設(shè)置。對這樣被共用化的第二電極連接第二旁路配線24。第二旁路配線24改善每四列被共用化的第二電極16的延伸設(shè)置方向的阻抗的增大。第二旁路配線24具備沿作為第二電極16的延伸設(shè)置方向的第二方向Y延伸的第一延伸設(shè)置部24a、和連結(jié)第一延伸設(shè)置部24a與各列的第二電極16的第二延伸設(shè)置部24b。

這種第二旁路配線24與旁路配線21同樣地，在第二電極16的圖案化后，以與第二電極16不同的材質(zhì)形成。這是在超聲波傳感器元件10A的制造薄膜工序中同時形成，無法形成任意的膜厚的配線，配線的寬度也不可任意。另外，也存在對上層進行圖案化時的下層的薄膜化等工序上的問題，無法形成小阻抗的配線。如此，通過在與超聲波傳感器元件10A的制造薄膜工序不同的其它工序中制造，能夠提高制造的成品率，能夠以與第一電極14、第二電極16不同的材料且不同的截面積形成。此外，第二旁路配線24以與旁路配線21同樣的材料、構(gòu)成設(shè)置即可。

接下來，參照圖10以及圖11，對實施方式1的超聲波傳感器的制造方法的一個例子進行說明。是表示超聲波傳感器的制造例的剖視圖，與圖6的D-D’線剖視圖對應(yīng)。

首先，如圖10的(a)所示，通過對基板11熱氧化等形成由氧化硅構(gòu)成的彈性膜12后，在此之上，對鋯進行成膜，例如在500～1200℃的擴散爐中進行熱氧化，形成由氧化鋯構(gòu)成的絕緣體膜。由此，如圖10的(b)所示，在絕緣體膜13上通過濺射法、蒸鍍法等形成第一電極14，并以第一電極14成為規(guī)定的形狀的方式進行圖案化。

接下來，如圖10的(c)所示，在第一電極14上層疊壓電體層15，并進行圖案化。壓電體層15能夠使用例如對將金屬絡(luò)合物溶解/分散在溶劑中而成的溶液進行涂布干燥后，在高溫下煅燒而獲得由金屬氧化物構(gòu)成的壓電材料的、CSD(Chemical Solution Deposition：化學溶液沉積)法形成。此外，并不限定于CSD法，例如也可以使用溶膠-凝膠法、激光燒蝕法、濺射法、脈沖激光沉積法(PLD法)、CVD法、氣溶膠沉積法等。

接著，如圖11的(a)所示，在壓電體層15上通過濺射法、熱氧化等形成第二電極16，并進行圖案化，從而形成由第一電極14、壓電體層15以及第二電極16構(gòu)成的壓電元件17。

再接著，如圖11的(b)所示，通過對鎳鉻等的緊貼層和金層進行成膜，并進行圖案化，從而形成旁路配線21以及第二旁路配線22。由此，如圖11的(c)所示，形成開口部18，作為超聲波傳感器1。

這樣，通過與超聲波傳感器元件10的制造薄膜工序不同的其它工序中制造，能夠提高制造的成品率，能夠以與第一電極14、第二電極16不同的材料且不同的截面積形成。另外，旁路配線21為楊氏模量、膜厚以及配線寬度的積(下稱α值)大于第二電極16、且構(gòu)成上述配線的材料的每個單位長度的電阻值(以下僅稱為電阻值)小于第二電極16的配線。由此，能夠反過來抑制第二電極16的α值使之減小，且增大第二電極16的電阻值，能夠抑制因配線所致的壓電元件17的位移降低，同時減小旁路配線21的阻抗。此外，關(guān)于第二旁路配線22也相同。

另外，在超聲波傳感器1中，在旁路配線21和第一電極14或第二電極16重疊的區(qū)域中，如上述，通過在比第一電極14或第二電極16靠上方設(shè)置旁路配線21，能夠提高制造時的成品率，并能夠提高可靠性。然而，超聲波傳感器1的結(jié)構(gòu)并不限定于此。

(其它的實施方式)

雖然在以上說明的各本實施方式中省略說明，但能夠構(gòu)成為例如振動板50的與壓電元件17相反側(cè)成為向測量對象物發(fā)送的超聲波、從測量對象物反射的超聲波(回波信號)的通過區(qū)域。據(jù)此，能夠簡化振動板50的與壓電元件17相反側(cè)的構(gòu)成，確保超聲波等的良好的通過區(qū)域。另外，使電極、配線等電區(qū)域、各部件的粘接固定區(qū)域遠離測量對象物，容易防止它們與測量對象物之間的污染、漏電流。因此，也能夠適合應(yīng)用于特別忌污染、漏電流的醫(yī)療用設(shè)備例如超聲波診斷裝置、血壓計以及眼壓計。

另外，在上述的實施方式中，雖然在與第一電極14以及第二電極16同一平面上設(shè)置旁路配線21、23、第二旁路配線22、24，但并不限定于此，可以按照以規(guī)定的組被共用化的第一電極或第二電極的每個組或多個組，三維連接旁路配線。例如對被共用化的第一電極14或第二電極16，可以經(jīng)由探頭端子等連接旁路配線，也可以經(jīng)由引線接合等連接。

此外，雖然在上述的實施方式中省略，但優(yōu)選將密封包含壓電元件17的區(qū)域的密封板與基板11接合。由此，能夠在物理上保護壓電元件17，另外也增加超聲波傳感器1的強度，所以能夠提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，在壓電元件17構(gòu)成為薄膜的情況下，能夠提高包含該壓電元件17的超聲波傳感器1的操作性。

另外，在上述的實施方式中，示出開口部18在每個壓電元件17形成的例子，但并不限定于此，也可以與多個壓電元件17對應(yīng)地形成開口部。例如可以設(shè)置遍及掃描方向而并列設(shè)置的壓電元件17的列共用的開口部，或整體為一個開口部。此外，在對這種多個壓電元件17設(shè)置共用的開口部的情況下，雖然壓電元件17的振動狀態(tài)不同，但也可以從振動板的與基板11的相反側(cè)設(shè)置控制各壓電元件17之間的部件等，進行與設(shè)置了獨立的開口部的情況相同的振動。

此處，對使用了上述超聲波傳感器的超聲波診斷裝置的一個例子進行說明。圖12是表示超聲波診斷裝置的一個例子的簡要構(gòu)成的立體圖，圖13是表示超聲波探頭的側(cè)視圖。

如這些圖所示，超聲波診斷裝置101具備裝置終端102和超聲波探頭(探頭)103。裝置終端102和超聲波探頭103通過電纜104連接。裝置終端102和超聲波探頭103通過電纜104交換電信號。在裝置終端102中組裝顯示器面板(顯示裝置)105。顯示器面板105的畫面露出于裝置終端102的表面。在裝置終端102中，基于從超聲波探頭103的超聲波傳感器發(fā)送并被檢測出的超聲波來生成圖像。被圖像化的檢測結(jié)果被顯示于顯示面板105的畫面上。

超聲波探頭103具有框體106。在框體106內(nèi)收納多個超聲波傳感器元件10呈第一方向X以及第二方向Y的二維地排列而成的超聲波傳感器1。超聲波傳感器1被設(shè)置為其表面露出于框體106的表面。超聲波傳感器1從表面輸出超聲波，并且接收超聲波的反射波。另外，超聲波探頭103能夠具備自由拆裝于探頭主體103a的探頭103b。此時，超聲波傳感器1能夠組裝到探頭103b的框體106內(nèi)。此外，超聲波傳感器1構(gòu)成為超聲波傳感器元件10沿第一方向X以及第二方向Y呈二維地排列。

附圖標記說明

I…超聲波探頭，1…超聲波傳感器，2…FPC基板，3…電纜，4…中繼基板，5…框體，6…耐水性樹脂，10、10A…超聲波傳感器元件，11…基板，12…彈性膜，13…絕緣體膜，14…第一電極，15…壓電體層，16…第二電極，17…壓電元件，18…開口部，19…間隔壁，20…空間，21、23…旁路配線，22、24…第二旁路配線，21a、22a、23a、24a…第一延伸設(shè)置部，21b、22b、23b、24b…第二延伸設(shè)置部，30…聲匹配層，31…透鏡部件，32…壓電元件保持部，40…包圍板，40a…包圍板的緣部，40b…包圍板的壓電元件側(cè)的面，41…支承部件，50…振動板，50a…第一面，50b…第二面，101…超聲波診斷裝置，102…裝置終端，103…超聲波探頭(probe)，103a…探頭本體，103b…探頭，104…電纜，105…顯示器面板，106…框體。