[发明专利]电容检测型超声波换能器及具备其的超声波拍摄装置

说明书

电容检测型超声波换能器(111A)具备硅基板(101)、形成于硅基板(101)上的绝缘膜(102)、下部电极(103)、绝缘膜(104、106)、由在绝缘膜(106)的一部分所形成的空隙构成的空洞部(105)、上部电极(107)、绝缘膜(108、114)以及保护膜(109)。另外，空洞部(105)的上部的绝缘膜(106)、上部电极(107)、绝缘膜(108)、以及绝缘膜(114)构成振动膜(110)，振动膜(110)的上部的保护膜(109)被分割成隔开固定间隔的间隙(115)而规则性地排列的多个独立图案。

技术领域

本发明涉及电容检测型超声波换能器以及具备该超声波换能器的超声波拍摄装置。

背景技术

以往，在超声波拍摄装置的探针中，作为电声转换元件，使用以PZT(锆钛酸铅)等为代表的压电陶瓷，但是，近年来，具有比压电陶瓷宽的带域特性的电容检测型超声波换能器(CMUT：Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)备受关注，不断推进研究开发(专利文献1)。

电容检测型超声波换能器在半导体基板上具有被绝缘膜覆盖的空洞部，在空洞部的下侧配置有下部电极，在上侧配置有包含上部电极的振动膜(膜片)。

对电容检测型超声波换能器的动作原理进行说明。对下部电极与上部电极之间施加电压，产生电位差，从而使空洞上部的振动膜产生静电力。发送超声波时，对DC偏压重叠施加AC电压，从而使对振动膜施加的静电力随时间而变化，使振动膜振动。另一方面，接收超声波时，在施加有固定的DC偏压的状态下，将振动膜的位移作为上下电极间的电容变化而检测。

电容检测型超声波换能器是使用硅晶片等作为基板，并使用半导体加工工艺来制造。在制造工艺的最后阶段，在电容检测型超声波换能器的最外表面形成由有机膜等构成的保护膜，然后进行基于本底的基板的薄膜化、基于切割的单片化。

另外，单片化的电容检测型超声波换能器为了吸收向基板的背面侧放射的多余的超声波而粘贴于背衬件。向背衬件粘贴时，对电容检测型超声波换能器的表面进行接触加压。然后，在安装电连接端子后，在电容检测型超声波换能器的表面侧安装用于汇聚超声波的声透镜。然后，根据需要安装电气部件后，安装探针电缆和壳体，从而完成超声波探针。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－154734号公报

发明内容

发明所要解决的课题

形成于电容检测型超声波换能器的表面的保护膜有时对振动膜施加多余的质量，使振动膜的灵敏度降低。

作为其对策，如专利文献1所示，考虑通过仅将保护膜最小限度地形成于电容检测型超声波换能器的电极及配线的周边，从而确保绝缘性，并且抑制灵敏度的降低。

但是，在对单片化的电容检测型超声波换能器的表面进行接触加压而安装于背衬件时，若在未形成保护膜的区域附着异物，则得不到保护膜的缓冲效果，因此，振动膜被异物直接按压，根据情况，存在导致振动膜破损，降低超声波探针的成品率的可能性。特别地，就在低频带动作的超声波换能器而言，因为振动膜薄，因此存在破损的概略提高的问题。

因此，在电容检测型超声波换能器中，要求在不降低振动膜的灵敏度且抑制成品率降低的方面进行改善。

根据本说明书的记载及附图，将明白本发明的上述以及其它目的和新的特征。

用于解决课题的方案

若对本申请公开的实施方式中的代表性的实施方式的概要简单地进行说明，则如下。

代表性的实施方式的电容检测型超声波换能器的振动膜的上部的保护膜分割成隔开预定间隔的间隙而排列的多个图案。

发明的效果