JP2017069652A

JP2017069652A - Ultrasonic transducer and subject information acquiring device including the same

Info

Publication number: JP2017069652A
Application number: JP2015190463A
Authority: JP
Inventors: 香取　篤史; Atsushi Katori; 篤史香取; 義大長谷川; Yoshihiro Hasegawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2017-04-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable electrostatic capacitance type ultrasonic transducer in which an adhesive is uniformly disposed in a gap between a CMUT substrate and a second substrate.SOLUTION: The ultrasonic transducer includes a first electrode and a second electrode disposed across a gap on a first surface side of a first substrate. The first substrate is disposed on the second electrode. Between the first substrate and the second substrate, there is an adhesive filled through a filling hole provided in the second substrate.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、音響波変換素子などとして用いられる超音波トランスデューサ及びこれを備えた被検体情報取得装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic transducer used as an acoustic wave conversion element and the like, and a subject information acquisition apparatus including the same.

超音波の受信を行うトランスデューサとして、静電容量型超音波トランスデューサであるＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ−Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ−Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ−Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）が提案されている。ＣＭＵＴは、半導体プロセスを応用したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｓｙｓｔｅｍｓ）プロセスを用いて作製されたものである。図２１は非特許文献１に開示された静電容量型超音波トランスデューサの断面の模式図である。非特許文献１は、シリコン基板９００上に形成されたトランスデューサの電極信号を基板９００の裏側に取り出す構成を開示する。図２１においては、シリコン基板９００上に下部電極９０３が配され、空隙（キャビティ）９０５を挟んで振動膜を構成する窒化シリコン膜９３２と上部電極９０２とが配されている。静電容量型超音波トランスデューサでは、上部電極９０２と下部電極９０３との間に所定周波数の電界を印加することで振動膜を振動させることにより超音波を送信することができる。また、超音波を受けて振動膜が振動することで、上部電極９０２と下部電極９０３との間の静電容量の変化を検知することで超音波を受信し、電気信号として取り出すことができる。図２１において、９３１はシリコンの熱酸化膜、９１２は伝導性の多結晶シリコン、９２２は電極パッドである。同じく非特許文献１には、ＣＭＵＴ基板を別の電子基板とフリップチップ接続した例が開示されている。図２２に非特許文献１に開示のフリップチップ接続を示す。図２２においては、シリコンを用いて形成したＣＭＵＴ基板８００にポリシリコン８０１、金属層８０２、８０３、及び８０４を形成したものと、シリコンを用いた電子基板８８０に金属層８８１及び８８２を形成したものと、をハンダバンプ８０５を介して電気的に接続している。ここで、ＣＭＵＴ基板８００と、電子基板８８０と、の隙間はエポキシ・アンダーフィル（Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ：封止用樹脂、接着剤）が封入されている。図２２において８１０は酸化物であり、８８５は、酸化物／窒化物である。非特許文献１では、アンダーフィルをいかにしてＣＭＵＴ基板８００と、電子基板８８０と、の隙間に付与するかについては、開示がない。 As a transducer for receiving ultrasonic waves, a capacitive-micromachined-ultrasonic-transducer (CMUT), which is a capacitive ultrasonic transducer, has been proposed. The CMUT is manufactured using a MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) process to which a semiconductor process is applied. FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a capacitive ultrasonic transducer disclosed in Non-Patent Document 1. Non-Patent Document 1 discloses a configuration in which an electrode signal of a transducer formed on a silicon substrate 900 is taken out to the back side of the substrate 900. In FIG. 21, a lower electrode 903 is disposed on a silicon substrate 900, and a silicon nitride film 932 and an upper electrode 902 constituting a vibration film are disposed with a gap (cavity) 905 interposed therebetween. In the capacitive ultrasonic transducer, an ultrasonic wave can be transmitted by vibrating the vibrating membrane by applying an electric field having a predetermined frequency between the upper electrode 902 and the lower electrode 903. Further, when the vibration film vibrates upon receiving the ultrasonic wave, the ultrasonic wave can be received and detected as an electric signal by detecting a change in the capacitance between the upper electrode 902 and the lower electrode 903. In FIG. 21, 931 is a thermal oxide film of silicon, 912 is conductive polycrystalline silicon, and 922 is an electrode pad. Similarly, Non-Patent Document 1 discloses an example in which a CMUT substrate is flip-chip connected to another electronic substrate. FIG. 22 shows flip-chip connection disclosed in Non-Patent Document 1. In FIG. 22, polysilicon 801, metal layers 802, 803, and 804 are formed on a CMUT substrate 800 formed using silicon, and metal layers 881 and 882 are formed on an electronic substrate 880 using silicon. Are electrically connected via a solder bump 805. Here, the gap between the CMUT substrate 800 and the electronic substrate 880 is filled with an epoxy underfill (underfill: sealing resin, adhesive). In FIG. 22, 810 is an oxide and 885 is an oxide / nitride. Non-Patent Document 1 does not disclose how underfill is applied to the gap between the CMUT substrate 800 and the electronic substrate 880.

一方、特許文献１には、図２３に示す工程を備えた電子部品の実装方法であって、アンダーフィル材料をディスペンサを用いて付与する方法が開示されている。より具体的には、基板３上に形成された電極部３ａ上にハンダペースト５を形成する（図２３（ａ））。ハンダバンプ１が電極部２ａと導通する電子基板２を吸着ノズル６に固定させ、ハンダバンプ１と電極部３ａが接するように電子基板２を基板３にマウントする（図２３（ｂ））。ディスペンサ７を用いて基板３における電子基板２の端部に液状のアンダーフィル材料を注入する（図２３（ｃ））。電子基板２をマウントした基板３をリフロー炉に入れ所定の温度でリフローを行い（図２３（ｄ））、図２３（ｅ）の実装構造が得られる。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a method for mounting an electronic component including the steps shown in FIG. 23, in which an underfill material is applied using a dispenser. More specifically, the solder paste 5 is formed on the electrode portion 3a formed on the substrate 3 (FIG. 23A). The electronic substrate 2 in which the solder bump 1 is electrically connected to the electrode portion 2a is fixed to the suction nozzle 6, and the electronic substrate 2 is mounted on the substrate 3 so that the solder bump 1 and the electrode portion 3a are in contact with each other (FIG. 23B). A liquid underfill material is injected into the end portion of the electronic substrate 2 in the substrate 3 using the dispenser 7 (FIG. 23C). The substrate 3 on which the electronic substrate 2 is mounted is placed in a reflow furnace and reflowed at a predetermined temperature (FIG. 23 (d)), and the mounting structure shown in FIG. 23 (e) is obtained.

特開２０００−３３２１６７号公報JP 2000-332167 A

“Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆ２ＤＣＭＵＴＡｒｒａｙｓｗｉｔｈＦｒｏｎｔ−ＥｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｆｏｒＶｏｌｕｍｅｔｒｉｃＵｌｔｒａｓｏｕｎｄＩｍａｇｉｎｇ”，ＩｒａＯ．Ｗｙｇａｎｔ，ＸｕｅｆｅｎｇＺｈｕａｎｇ，ＤａｖｉｄＴ．Ｙｅｈ，Ａ．ＳａｎｌｉＥｒｇｕｎ，ＭｕｓｔａｆａＫａｒａｍａｎ，ＢｕｔｒｕｓＴ．Ｋｈｕｒｉ−Ｙａｋｕｂ，ＩＥＥＥＴＲＡＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＳ，ＦＥＲＲＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ，ＡＮＤＦＲＥＱＵＥＮＣＹＣＯＮＴＲＯＬ，Ｖｏｌ．５５．Ｎｏ．２，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２００８“Integration of 2D CMUT Arrays with Front-End Electronics for Volumetric Ultrasonic Imaging”, Ira O. Wygant, Xuefeng Zhang, David T. et al. Yeh, A .; Sanli Ergun, Mustafa Karaman, Butrus T .; Kuri-Yakub, IEEE TRAACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICICS, AND FREQENCY CONTROL, Vol. 55. No. 2, February 2008

図２２に示した非特許文献１のＣＭＵＴ基板を別の電子基板とフリップチップ接続した例では、ＣＭＵＴ基板８００と別の電子基板（インターポーザ）８８０との固定を行い、電気接続部の信頼性を向上させるために、２つの基板の隙間に接着剤（アンダーフィル材）を封入している。そして、特許文献１に開示されたディスペンサを用いた接着剤の封入を考えると、図２３（ｃ）に示すように電子基板２の端部から接着剤を付与することから、図２２におけるＣＭＵＴ基板８００と電子基板（インターポーザ）８８０と間に図２３（ｃ）に示した気泡８９０が残り、接着剤が均一に封入されないことが懸念される。そして、接着剤の不均一封入によると、ＣＭＵＴ基板８００にかかる応力が変化し、ＣＭＵＴ基板８００の変形やＣＭＵＴ素子の振動特性の変化や、ＣＭＵＴ基板８００裏面での音響波の反射特性の変化に起因する音響特性の変化が懸念される。本発明は、このような背景技術における課題に鑑みてなされたものであり、ＣＭＵＴ基板と電子基板等の第２の基板との隙間に接着剤を均一に配置し、ＣＭＵＴ素子の特性の変化を抑制し、信頼性の高い静電容量型超音波トランスデューサを提供するものである。 In the example in which the CMUT substrate of Non-Patent Document 1 shown in FIG. 22 is flip-chip connected to another electronic substrate, the CMUT substrate 800 and another electronic substrate (interposer) 880 are fixed to increase the reliability of the electrical connection portion. In order to improve, an adhesive (underfill material) is sealed in the gap between the two substrates. Then, considering the sealing of the adhesive using the dispenser disclosed in Patent Document 1, since the adhesive is applied from the end of the electronic board 2 as shown in FIG. 23 (c), the CMUT board in FIG. There is a concern that the bubbles 890 shown in FIG. 23C remain between 800 and the electronic substrate (interposer) 880, and the adhesive is not uniformly sealed. If the adhesive is non-uniformly enclosed, the stress applied to the CMUT substrate 800 changes, resulting in deformation of the CMUT substrate 800, changes in vibration characteristics of the CMUT element, and changes in acoustic wave reflection characteristics on the back surface of the CMUT substrate 800. There is concern about the resulting change in acoustic characteristics. The present invention has been made in view of such problems in the background art, and an adhesive is evenly disposed in a gap between a CMUT substrate and a second substrate such as an electronic substrate, so that a change in the characteristics of the CMUT element can be achieved. It is an object of the present invention to provide a capacitive ultrasonic transducer that is suppressed and highly reliable.

本発明の超音波トランスデューサは、第１の基板の第１の面側に、間隙を挟んで配された第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１及び第２の電極の少なくとも一つを振動させて超音波を送信する送信動作と、外部より超音波を受けて前記間隙の距離が変化することで生ずる静電容量の変化を検出する受信動作と、の少なくとも一方を行う超音波トランスデューサであって、前記第１の基板は、表面に電気的接点を備えた第２の基板上に配され、前記第１及び第２の電極の少なくとも１つは、前記第１の基板の第１の面の反対側に位置する第２の面側に電気的に引き出されて、前記電気的接点と接続されており、
前記第１の基板と前記第２の基板との間には、前記第２の基板に設けられた充填孔を介して充填された接着剤が存在していることを特徴とする。 An ultrasonic transducer according to the present invention includes a first electrode and a second electrode disposed on a first surface side of a first substrate with a gap interposed therebetween, and at least one of the first and second electrodes. That performs at least one of a transmission operation for transmitting an ultrasonic wave by vibrating one of the two and a reception operation for detecting a change in capacitance caused by a change in the distance of the gap by receiving an ultrasonic wave from outside A transducer, wherein the first substrate is disposed on a second substrate having an electrical contact on a surface, and at least one of the first and second electrodes is a first of the first substrate. Electrically drawn to a second surface side opposite to the first surface and connected to the electrical contact;
An adhesive filled through a filling hole provided in the second substrate exists between the first substrate and the second substrate.

本発明に係る静電容量型超音波トランスデューサでは、トランスデューサが設けられた第１の基板と電子基板等の第２の基板と間に接着剤が均一に配置されることとなり、基板上のトランスデューサ素子の特性変化が抑制され、信頼性の高い静電容量型超音波トランスデューサを提供することができる。 In the capacitive ultrasonic transducer according to the present invention, the adhesive is uniformly disposed between the first substrate on which the transducer is provided and the second substrate such as an electronic substrate. Therefore, it is possible to provide a highly reliable capacitive ultrasonic transducer.

第１の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 4th Embodiment. 第４の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 4th Embodiment. 第５の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 5th Embodiment. 第６の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 6th Embodiment. 第７の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 7th Embodiment. 第７の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 7th Embodiment. 第７の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 7th Embodiment. 第８の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 8th Embodiment. 第９の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 9th Embodiment. 第１０の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 10th Embodiment. 第１０の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 10th Embodiment. 第１０の実施形態に係る静電容量型トランスデューサを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the capacitive transducer which concerns on 10th Embodiment. 第１１の実施形態に係る被検体情報取得装置を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the subject information acquisition apparatus which concerns on 11th Embodiment. 第１２の実施形態に係る被検体情報取得装置を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the subject information acquisition apparatus which concerns on 12th Embodiment. 従来の静電容量型トランスデューサを説明する図である。It is a figure explaining the conventional electrostatic capacitance type transducer. 従来の静電容量型トランスデューサを説明する図である。It is a figure explaining the conventional electrostatic capacitance type transducer. 従来の電子部品の実装方法を説明する図である。It is a figure explaining the mounting method of the conventional electronic component.

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。本発明は、インターポーザ等の電子基板を包含する第２の基板を備えた静電容量型超音波トランスデューサと捉えられる。インターポーザは、プリント配線板（プリント基板）を含むパッケージ基板の他、例えば、電気的接点であるパッドの間隔を所定の間隔に変換するための中継基板等、を包含する。本願明細書でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。光音響効果により発生する音響波のことを光音響波または光超音波と呼ぶ。本発明の超音波トランスデューサは、第１の基板の第１の面側に、間隙を挟んで配された第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１及び第２の電極の少なくとも一つを振動させて超音波を送信する送信動作と、外部より超音波を受けて前記間隙の距離が変化することで生ずる静電容量の変化を検出する受信動作と、の少なくとも一方を行うものである。本発明において、第１の基板は、表面に電気的接点を備えた第２の基板上に配され、前記第１及び第２の電極の少なくとも１つは、前記第１の基板の第１の面の反対側に位置する第２の面側に電気的に引き出されて、前記電気的接点と接続されている。そして、前記第１の基板と前記第２の基板との間には、前記第２の基板に設けられた充填孔を介して充填された接着剤が存在している。本発明において重要な点は、超音波トランスデューサを形成した第１の基板を保持する第２の基板がアンダーフィル供給手段である充填孔を有しており、チップと第２の基板間には充填孔を介して充填した接着剤が配置されていることである。 Hereinafter, although embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the following. The present invention can be regarded as a capacitive ultrasonic transducer including a second substrate including an electronic substrate such as an interposer. The interposer includes a package substrate including a printed wiring board (printed substrate), and also includes, for example, a relay substrate for converting an interval between pads as electrical contacts into a predetermined interval. The acoustic wave referred to in this specification is typically an ultrasonic wave, and includes an elastic wave called a sound wave and an acoustic wave. An acoustic wave generated by the photoacoustic effect is called a photoacoustic wave or an optical ultrasonic wave. An ultrasonic transducer according to the present invention includes a first electrode and a second electrode disposed on a first surface side of a first substrate with a gap interposed therebetween, and at least one of the first and second electrodes. At least one of a transmission operation for transmitting an ultrasonic wave by vibrating one and a reception operation for detecting a change in capacitance caused by a change in the distance of the gap by receiving an ultrasonic wave from the outside. is there. In the present invention, the first substrate is disposed on a second substrate having an electrical contact on the surface, and at least one of the first and second electrodes is the first substrate of the first substrate. Electrically drawn to the second surface side located on the opposite side of the surface and connected to the electrical contact. Between the first substrate and the second substrate, there is an adhesive filled through a filling hole provided in the second substrate. The important point in the present invention is that the second substrate holding the first substrate on which the ultrasonic transducer is formed has a filling hole as an underfill supply means, and the space between the chip and the second substrate is filled. The adhesive filled through the holes is arranged.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の静電容量型超音波トランスデューサの模式図である。図１は、複数の超音波トランスデューサを配置した第１の基板２００の上面図である。図１において、９９は間隙を挟んで一対の電極を配置して構成されるセル、２０１及び２０２は、第１の基板の第１の面側からこれと反対側に位置する第二の面側に通ずる電気配線である。以下、貫通配線ということもある。図１における直線Ｘ−Ｘ’の断面の模式図を図２（ａ）に、直線Ｙ−Ｙ’の断面の模式図を図２（ｃ）にそれぞれ示す。図２（ａ）、図２（ｃ）において、１００は、ＣＭＵＴの素子（エレメント）であり、これらの断面図では、３つのＣＭＵＴ素子（エレメント）が第２の基板であるインターポーザ（プリント回路板、ＰＣＢ：ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）３００上に配置されている例を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるインターポーザ３００上のＣＭＵＴ素子１００を拡大して示している。これらの図において、１０１は振動膜であり、振動膜１０１上に第１の電極１０２が形成されており、第２の電極１０３は、空隙１０５を挟んで第１の電極１０２の反対側に設けられている。１０４は振動膜の支持部、１０６は絶縁膜であり、１１１は第１の電極に接続された配線、１１２は第２の電極１０３に接続された配線である。２０２は第２の電極１０３に接続された貫通配線であり、２０１は、第１の電極１０２に接続された貫通配線である。２００はＣＭＵＴ素子が設けられた基板（チップ）である。即ち、第１の電極１０２と第２の電極１０３は、基板２００の第１の面側に設けられ、第１の面の反対側に位置する第２の面側に電気的に引き出されている。インターポーザ３００の表面には電気的接点として導電層３０２、３０３が設けられ、ＣＭＵＴ基板２００の貫通配線２０１、２０２はそれぞれバンプ２１１、２１２を介して電気的接点（導電層３０２、３０３）と接続されている。ここで、第１の電極１０２と第２の電極１０３は、両方が第２の面側に引き出されているが第２の面側には少なくとも１つが引き出されていれば良い。５００は接着剤（アンダーフィル材）であり、図２（ｃ）に示した５０１はインターポーザに設けられた充填孔である。基板２００とインターポーザ３００との間は、バンプ２１１及び２１２により電気的に接続されると共に機械的に固定され、更に、充填孔５０１を介して充填された接着剤が固定化を補強している。本発明において、接着剤としてはエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、ポリイミド樹脂系、シリコーン系等の接着剤が挙げられる。この中でも一液性加熱硬化型のエポキシ系の樹脂を用いた接着剤がが作業効率が高い点と、高い信頼性を得られるという理由で好適に用いることができる。また、本発明においてインターポーザに設けられる充填孔の大きさ（直径）は使用する接着剤の種類、インターポーザの厚み等を考慮して決定されるが、一般的には、数十μｍ〜数ｍｍの範囲（具体的には、２０μｍ〜８ｍｍの範囲）であり、より好ましくは、１００μｍ〜１ｍｍの範囲から決定される。また、ＣＭＵＴ素子が搭載される基板２００の大きさは、搭載させる素子１００の大きさ等を考慮して適宜決定されるが、一般的には数ｍｍ〜数１０ｍｍの範囲（具体的には、２ｍｍ〜８０ｍｍ）とされる。また、複数設けられる充填孔同士の間隔は、用いる基板２００の大きさを考慮して適宜決定されるが、一般的には、数百μｍ〜数ｍｍの範囲（具体的には２００μｍ〜８ｍｍ）とされる。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of a capacitive ultrasonic transducer of the present invention. FIG. 1 is a top view of a first substrate 200 on which a plurality of ultrasonic transducers are arranged. In FIG. 1, 99 is a cell configured by arranging a pair of electrodes with a gap therebetween, and 201 and 202 are second surface sides located on the opposite side from the first surface side of the first substrate. It is the electrical wiring that leads to. Hereinafter, it may be referred to as a through wiring. FIG. 2A shows a schematic diagram of the cross section of the straight line XX ′ in FIG. 1, and FIG. 2C shows a schematic diagram of the cross section of the straight line YY ′. 2A and 2C, reference numeral 100 denotes a CMUT element. In these cross-sectional views, an interposer (printed circuit board) in which three CMUT elements (elements) are second substrates. , PCB: Printed Circuit Board (300). FIG. 2B shows an enlarged view of the CMUT element 100 on the interposer 300 in FIG. In these drawings, reference numeral 101 denotes a vibration film, a first electrode 102 is formed on the vibration film 101, and the second electrode 103 is provided on the opposite side of the first electrode 102 with a gap 105 interposed therebetween. It has been. Reference numeral 104 denotes a support portion of the vibration film, 106 denotes an insulating film, 111 denotes a wiring connected to the first electrode, and 112 denotes a wiring connected to the second electrode 103. 202 is a through wiring connected to the second electrode 103, and 201 is a through wiring connected to the first electrode 102. Reference numeral 200 denotes a substrate (chip) provided with a CMUT element. That is, the first electrode 102 and the second electrode 103 are provided on the first surface side of the substrate 200 and are electrically drawn out to the second surface side located on the opposite side of the first surface. . Conductive layers 302 and 303 are provided as electrical contacts on the surface of the interposer 300, and the through wirings 201 and 202 of the CMUT substrate 200 are connected to electrical contacts (conductive layers 302 and 303) via bumps 211 and 212, respectively. ing. Here, both the first electrode 102 and the second electrode 103 are drawn to the second surface side, but it is sufficient that at least one of the first electrode 102 and the second electrode 103 is drawn to the second surface side. Reference numeral 500 denotes an adhesive (underfill material), and reference numeral 501 shown in FIG. 2C denotes a filling hole provided in the interposer. The substrate 200 and the interposer 300 are electrically connected and mechanically fixed by the bumps 211 and 212, and the adhesive filled through the filling holes 501 reinforces the fixing. In the present invention, examples of the adhesive include epoxy resin, urethane resin, polyimide resin, and silicone adhesives. Among these, an adhesive using a one-component thermosetting epoxy resin can be suitably used because of high work efficiency and high reliability. In the present invention, the size (diameter) of the filling hole provided in the interposer is determined in consideration of the type of adhesive to be used, the thickness of the interposer, etc., but generally several tens of μm to several mm. It is a range (specifically, a range of 20 μm to 8 mm), and more preferably determined from a range of 100 μm to 1 mm. In addition, the size of the substrate 200 on which the CMUT element is mounted is appropriately determined in consideration of the size of the element 100 to be mounted, etc., but is generally in the range of several mm to several tens mm (specifically, 2 mm to 80 mm). Moreover, although the space | interval of the several filling holes provided is suitably determined in consideration of the magnitude | size of the board | substrate 200 to be used, generally the range of several hundred micrometers-several mm (specifically 200 micrometers-8 mm). It is said.

本実施形態では、図２（ｃ）から理解されるように複数のそれぞれの第１の基板（チップ）２００の中央部（または略中央部）に対応する領域に、第２の基板であるインターポーザ３００が複数の充填孔５０１を有している。尚、中央部でなくても第１の基板を第２の基板側に投影したときに２つの基板の重複領域の内側に位置していることが必要である。充填孔５０１は貫通孔となっており、充填孔５０１を介して、接着剤５００が基板２００とインターポーザ３００間に充填され、硬化されている。基板２００の裏面（第２の面）とインターポーザ３００の間隔は、数百マイクロメータ以下であり、充填孔５０１から両基板の間隙に注入された接着剤は、毛細管現象により充填孔５０１を中心として徐々に広がり充填されていく。そのため、接着剤５００に低い圧力を印加して、充填孔５０１を介してチップ裏面までに注入されていれば、確実に充填を行うことができる。本実施形態では、チップの中央の領域に充填孔が配置されているので、チップの端からニードルやディスペンサを用いて充填する方式に比べて、チップ全面に気泡の巻き込みなく接着剤を充填することができる。 In this embodiment, as can be understood from FIG. 2C, an interposer that is a second substrate is provided in a region corresponding to the central portion (or substantially central portion) of each of the plurality of first substrates (chips) 200. 300 has a plurality of filling holes 501. In addition, even if it is not a center part, when the 1st board | substrate is projected on the 2nd board | substrate side, it is necessary to be located inside the overlapping area | region of two board | substrates. The filling hole 501 is a through hole, and the adhesive 500 is filled between the substrate 200 and the interposer 300 through the filling hole 501 and cured. The distance between the back surface (second surface) of the substrate 200 and the interposer 300 is several hundred micrometers or less, and the adhesive injected into the gap between the substrates from the filling hole 501 is centered on the filling hole 501 by capillary action. It gradually spreads and fills. Therefore, if a low pressure is applied to the adhesive 500 and the adhesive is injected up to the back surface of the chip through the filling hole 501, the filling can be performed reliably. In this embodiment, since the filling hole is arranged in the center region of the chip, the adhesive is filled on the entire surface of the chip without entrainment of bubbles, as compared with the method of filling using the needle or dispenser from the end of the chip. Can do.

また、チップの端からニードルやディスペンサを用いて充填する方式ではインターポーザ上に複数のチップを近接配置する場合、対象となるチップを選択して接着剤を充填することが難しい。そのため、チップ毎に充填された接着剤の量が不均一となり、また一部の領域で気泡が巻き込まれた状態となる。そのためチップの固定強度不足が生じたり、チップにかかる応力にばらつきが発生し、ＣＭＵＴの送受信音響特性に影響を与えることとなる。それに対して、本実施形態では、チップ毎に対応する充填孔を有しているので、複数のチップの裏面に、同時に均一に接着剤を充填することができる。そのため、本実施形態では、チップとインターポーザ間に充填された接着剤が均一なので、ＣＭＵＴ送受信音響特性が影響を受け難く、優れた送受信特性を得ることができる。 In addition, in the method of filling using a needle or a dispenser from the end of the chip, when a plurality of chips are arranged close to each other on the interposer, it is difficult to select the target chip and fill the adhesive. For this reason, the amount of the adhesive filled for each chip becomes non-uniform, and bubbles are entrained in some areas. For this reason, insufficient fixing strength of the chip occurs, or the stress applied to the chip varies, which affects the transmission / reception acoustic characteristics of the CMUT. On the other hand, in this embodiment, since it has the filling hole corresponding to every chip | tip, the adhesive agent can be uniformly filled into the back surface of a some chip | tip simultaneously. Therefore, in this embodiment, since the adhesive filled between the chip and the interposer is uniform, the CMUT transmission / reception acoustic characteristics are hardly affected, and excellent transmission / reception characteristics can be obtained.

ここで、超音波の送受信を行うためには、チップ上に配置した振動膜が振動する必要がある。そのため、接着剤がチップ上に這い上がり、振動膜上に到達すると、振動膜の超音波の送受信特性が著しく変化することとなる。チップの端からニードルやディスペンサを用いて充填する方式では、ニードルを配置する位置がずれると、充填する接着剤がチップの側面から振動膜の配置されたチップ上に這い上がる場合があるため、ニードルの位置精度を高くする必要がある。本発明では、チップの裏面側に配置された貫通孔により接着剤を充填するので、インターポーザ上に接着剤が広がり、チップ側面から接着剤が這い上がりを抑制することができる。そのため、本発明の構成によると、振動膜が有する超音波の送受信特性に接着剤が影響を与えにくく、優れた送受信特性を得ることができる。 Here, in order to perform transmission / reception of ultrasonic waves, it is necessary to vibrate the vibration film disposed on the chip. For this reason, when the adhesive crawls up on the chip and reaches the vibration film, the ultrasonic wave transmission / reception characteristics of the vibration film change significantly. In the method of filling from the end of the tip using a needle or dispenser, if the position where the needle is placed is shifted, the filling adhesive may crawl up from the side of the tip onto the tip on which the vibrating membrane is placed. It is necessary to increase the positional accuracy. In the present invention, since the adhesive is filled through the through holes arranged on the back side of the chip, the adhesive spreads on the interposer, and the adhesive can be prevented from creeping up from the side of the chip. Therefore, according to the configuration of the present invention, it is difficult for the adhesive to affect the ultrasonic transmission / reception characteristics of the vibration film, and excellent transmission / reception characteristics can be obtained.

以上のように、本発明によると、インターポーザ上に複数のチップを近接して配置する構成において、チップとインターポーザ間に接着剤を均一に配置し、チップ上のＣＭＵＴの特性に影響を与えにくく、信頼性の高い静電容量型トランスデューサを提供することができる。 As described above, according to the present invention, in the configuration in which a plurality of chips are arranged close to each other on the interposer, the adhesive is evenly arranged between the chip and the interposer, and the characteristics of the CMUT on the chip are hardly affected. A highly reliable capacitive transducer can be provided.

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、チップ裏面の形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１の実施形態と同様である。 (Second Embodiment)
In the second embodiment, the shape of the chip back surface is characteristic. The rest is the same as the first embodiment.

図３は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。図３（ａ）は、被検体側から見た上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）での直線Ｙ−Ｙ’の断面の模式図である。図３（ａ）、図３（ｂ）において、５１０はチップ（基板）に設けられた段差（段差領域）である。 FIG. 3 is a schematic diagram of the capacitive transducer according to the present embodiment. FIG. 3A is a top view seen from the subject side, and FIG. 3B is a schematic diagram of a cross-section taken along the line Y-Y ′ in FIG. 3A and 3B, reference numeral 510 denotes a step (step region) provided on the chip (substrate).

本実施形態では、チップの裏面の周辺部に段差５１０を有していることが特徴的である。チップ裏面の周辺部に段差（段差領域）があることにより、チップの周辺部はチップの中心部に比べて、チップとインターポーザ間の距離が広くなっている。接着剤はチップとインターポーザ間が狭いことによる毛細管現象で広がっていくため、チップの周辺の段差部に到達した接着剤は、大部分がインターポーザ側に広がり、ほとんどチップ裏面に広がらなくなる。これにより、接着剤がチップの側面から這い上がることを防ぐことができる。 The present embodiment is characterized by having a step 510 in the peripheral portion of the back surface of the chip. Since there is a step (step region) on the periphery of the back surface of the chip, the distance between the chip and the interposer is larger in the periphery of the chip than in the center of the chip. Since the adhesive spreads by capillary action due to the narrow gap between the chip and the interposer, most of the adhesive reaching the stepped portion around the chip spreads to the interposer side and hardly spreads to the back surface of the chip. Thereby, it is possible to prevent the adhesive from scooping up from the side surface of the chip.

以上のように、本発明によると、インターポーザ上に複数のチップを近接して配置した構成において、チップ裏面の形状を変えることにより、チップとインターポーザ間の接着剤をチップ上に這い上がりすることなく、チップの裏面に均一に配置することができる。そのため、チップ上のＣＭＵＴの特性に影響をより与えにくく、信頼性の高い静電容量型トランスデューサを提供することができる。また、接着剤の這い上がりを抑制する効果が高いので、複数のチップの配置間隔をより近接することができる。 As described above, according to the present invention, in a configuration in which a plurality of chips are arranged close to each other on the interposer, the adhesive between the chip and the interposer is not crawled up on the chip by changing the shape of the back surface of the chip. , And can be uniformly arranged on the back surface of the chip. Therefore, it is possible to provide a highly reliable capacitive transducer that is less likely to affect the characteristics of the CMUT on the chip. In addition, since the effect of suppressing the creeping of the adhesive is high, the arrangement intervals of the plurality of chips can be made closer.

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、インターポーザの表面形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１及び第２の何れかの実施形態と同様である。図４は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。図４（ａ）は、被検体側から見た上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）での直線Ｙ−Ｙ’の断面の模式図である。図４（ａ）、図４（ｂ）において、５２０はインターポーザ３００に設けられた溝である。 (Third embodiment)
The third embodiment is an embodiment in which the surface shape of the interposer is characteristic. Other than that, it is the same as the first and second embodiments. FIG. 4 is a schematic diagram of the capacitive transducer according to the present embodiment. 4A is a top view seen from the subject side, and FIG. 4B is a schematic diagram of a cross section taken along line YY ′ in FIG. 4A. 4A and 4B, reference numeral 520 denotes a groove provided in the interposer 300. FIG.

本実施形態では、インターポーザ３００に、図４（ａ）、図４（ｂ）で示すように、格子状の溝５２０を設けていることが特徴的である。溝５２０は、複数のチップ（基板）２００の間隙に対応して配置されている。各チップに対応した充填孔５０１から接着剤を充填する際には、接着剤が充填されるまでの時間がチップ毎に若干異なる。チップの端まで接着剤が到達する時間が異なるため、早く端に接着剤が到達したチップでは、チップの側面から接着剤が這い上がり、チップ上に到達する可能性がある。接着剤が、チップ表面のＣＭＵＴ上に到達すると、ＣＭＵＴの超音波送受信特性を大幅に劣化させてしまう。本実施形態では、チップ（基板）の端部は溝５２０があるため、チップとインターポーザの表面との間隔の大きさが、溝を有していない所に比べて大幅に広くなっている。チップの裏面には、チップとインターポーザの間隔が狭いことによる毛細管現象で接着剤が充填されているので、溝の配置された領域に到達した接着剤は溝の内部に溜まる。そのため、チップの端まで接着剤が到達する時間が異なっていても、接着剤がチップ表面に這い上がることを防止することができる。図４の構成では、第２の実施形態に比べて、溝の深さを深くする、または幅を広く取ることが可能で、溝に到達した不要な接着剤について、多くの量を吸収することができる。 The present embodiment is characterized in that the interposer 300 is provided with a lattice-shaped groove 520 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The groove 520 is disposed corresponding to the gap between the plurality of chips (substrates) 200. When the adhesive is filled from the filling hole 501 corresponding to each chip, the time until the adhesive is filled is slightly different for each chip. Since the time for the adhesive to reach the end of the chip is different, in the chip where the adhesive has reached the end earlier, the adhesive may crawl up from the side of the chip and reach the chip. When the adhesive reaches the CMUT on the chip surface, the ultrasonic transmission / reception characteristics of the CMUT are greatly deteriorated. In this embodiment, since the end portion of the chip (substrate) has the groove 520, the size of the space between the chip and the surface of the interposer is significantly wider than that where no groove is provided. Since the back surface of the chip is filled with an adhesive by a capillary phenomenon due to a narrow distance between the chip and the interposer, the adhesive that reaches the region where the groove is disposed accumulates inside the groove. Therefore, even if the time for the adhesive to reach the end of the chip is different, the adhesive can be prevented from creeping up on the chip surface. In the configuration of FIG. 4, the depth of the groove can be increased or the width can be increased as compared with the second embodiment, and a large amount of unnecessary adhesive reaching the groove can be absorbed. Can do.

本実施形態の別の形態として、図５に示す形態が挙げられる。図５に示した形態では、格子状の溝の内、ある一方向に並んだ溝５２２が、この溝に直交して配されている他方向の溝５２１に比べて深くなっており、深さがインターポーザの端に向かうほど深くなっている。ここで、図５では、Ｚ方向に向かうほど溝５２２の深さが深くなっている。この構成を用いることで、溝に流れ込んだ接着剤の量が多い場合にも、深い傾斜を有する溝を介して、余分な接着剤を排出することができる。 Another form of the present embodiment is the form shown in FIG. In the form shown in FIG. 5, the grooves 522 arranged in one direction among the lattice-like grooves are deeper than the grooves 521 in the other direction arranged orthogonal to the grooves, and the depth is Is deeper towards the end of the interposer. Here, in FIG. 5, the depth of the groove 522 increases toward the Z direction. By using this configuration, even when the amount of adhesive flowing into the groove is large, excess adhesive can be discharged through the groove having a deep slope.

更に本実施形態の別の形態として、図６に示す形態が挙げられる。図６に示した形態では、格子状の溝の内に接着剤を排出するための貫通孔５２３を有している。この構成を用いることで、溝に流れ込んだ接着剤の量が多い場合にも、貫通孔５２３を介して、余分な接着剤を排出することができる。尚、排出した接着剤は、硬化前に拭き取りなどを行うことによって、インターポーザの裏面に余計な接着剤を残すことなく、所望の形状のトランスデューサを構成することができる。 Furthermore, as another form of this embodiment, the form shown in FIG. 6 is mentioned. In the form shown in FIG. 6, it has the through-hole 523 for discharging | emitting an adhesive agent in a grid | lattice-like groove | channel. By using this configuration, even when the amount of adhesive flowing into the groove is large, excess adhesive can be discharged through the through hole 523. The discharged adhesive can be wiped off before curing, thereby forming a transducer having a desired shape without leaving an extra adhesive on the back surface of the interposer.

本発明によると、インターポーザ上に複数のチップを近接して配置した構成において、インターポーザの形状を変えることにより、チップとインターポーザ間の接着剤をチップ上に這い上がりすることなく、チップの裏面に均一に配置することができる。そのため、チップ上のＣＭＵＴの特性に影響をより与えにくく、信頼性の高い静電容量型トランスデューサを提供することができる。また、接着剤の這い上がりを抑制する効果が高いので、複数のチップの配置間隔をより近接することができる。 According to the present invention, in a configuration in which a plurality of chips are arranged close to each other on the interposer, by changing the shape of the interposer, the adhesive between the chip and the interposer can be uniformly applied to the back surface of the chip without creeping up on the chip. Can be arranged. Therefore, it is possible to provide a highly reliable capacitive transducer that is less likely to affect the characteristics of the CMUT on the chip. In addition, since the effect of suppressing the creeping of the adhesive is high, the arrangement intervals of the plurality of chips can be made closer.

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、インターポーザの表面形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１から第３の何れかの実施形態と同様である。図７、図８は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。図７は、チップ（基板）２００をアレイ状に配置した時の被検体側から見た上面図であり、図８は、図７からチップ２００を取り除いた状態のインターポーザ３００の上面図である。図７、図８において、５２４は円形の溝である。 (Fourth embodiment)
The fourth embodiment is an embodiment in which the surface shape of the interposer is characteristic. The rest is the same as any one of the first to third embodiments. 7 and 8 are schematic views of the capacitive transducer according to the present embodiment. FIG. 7 is a top view seen from the subject side when the chips (substrates) 200 are arranged in an array, and FIG. 8 is a top view of the interposer 300 with the chip 200 removed from FIG. 7 and 8, reference numeral 524 denotes a circular groove.

本実施形態では、インターポーザ３００に円形（略円形を含む）の溝５２４が配置されていることが特徴的である。チップ２００の一辺に、溝の半円状部分が重なるように配置されている。つまり、ここでは複数の基板の辺同士が対向する領域に対応して略円形の溝が配されている。充填孔５０１はチップの中央の位置に配置されているので、チップの角までに接着剤を充填する間に、チップの一辺に先に接着剤が到達する。そのため、チップの側面から接着剤の這い上がりが発生する可能性が考えられる。本実施形態では、最も早く接着剤が到達する領域（チップの辺に相当する領域）に半円状の溝が配置されており、チップ裏面とインターポーザ表面の間隔が広がっている。そのため、先に到達した接着剤が溝に流れ込み、角に接着剤が到達する間に、接着剤のチップ側面への這い上がることを抑制することができる。 The present embodiment is characterized in that a circular (including a substantially circular) groove 524 is disposed in the interposer 300. The semi-circular portion of the groove is arranged on one side of the chip 200. That is, here, a substantially circular groove is arranged corresponding to a region where the sides of the plurality of substrates face each other. Since the filling hole 501 is arranged at the center position of the chip, the adhesive first reaches one side of the chip while the adhesive is filled up to the corner of the chip. Therefore, there is a possibility that the adhesive creeps from the side surface of the chip. In the present embodiment, a semicircular groove is arranged in a region where the adhesive reaches the earliest (region corresponding to the side of the chip), and the interval between the chip back surface and the interposer surface is widened. Therefore, it is possible to suppress the adhesive that has reached first from flowing into the groove and creeping up to the side surface of the chip while the adhesive reaches the corner.

本発明によると、インターポーザが半円状の溝を有することで、チップ側面への這い上がりなく、チップの四隅まで接着剤を均一に充填できるため、チップの固定強度が均一で高く、影響を受けにくい静電容量型トランスデューサを提供することができる。また、接着剤の這い上がりを抑制する効果が高いので、複数のチップの配置間隔をより近接することができる。 According to the present invention, since the interposer has a semicircular groove, the adhesive can be uniformly filled up to the four corners of the chip without creeping up to the side of the chip, so that the fixing strength of the chip is uniform and high. It is possible to provide a capacitance type transducer that is difficult. In addition, since the effect of suppressing the creeping of the adhesive is high, the arrangement intervals of the plurality of chips can be made closer.

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、充填孔の形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１から第４の何れかの実施形態と同様である。 (Fifth embodiment)
The fifth embodiment is an embodiment in which the shape of the filling hole is characteristic. The rest is the same as any one of the first to fourth embodiments.

図９は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。図９では、２００はチップ（基板）であり、５３０はインターポーザに設ける交差部を有する形状の充填孔であり、具体的にはＸ字状の充填孔である。 FIG. 9 is a schematic diagram of the capacitive transducer according to the present embodiment. In FIG. 9, reference numeral 200 denotes a chip (substrate), and reference numeral 530 denotes a filling hole having an intersecting portion provided in the interposer, specifically an X-shaped filling hole.

本実施形態では、接着剤の充填孔の形状が交差部を有すること（一例としてＸ字状）であることが特徴的である。Ｘ字状の充填孔５３０は、チップ２００の対角方向に向かってＸの形状になるように配置されている。また、図９で示すように、Ｘ字の四隅は、直線部の幅より大きな径となっている。この充填孔の形状を用いることにより、チップの対角方向に接着剤が充填されるのにかかる時間と、チップの一辺まで接着剤が到達するのにかかる時間を近づけることができる。そのため、チップ側面への接着剤の這い上がりを防止することができる。 This embodiment is characterized in that the shape of the filling hole of the adhesive has an intersection (as an example, an X shape). The X-shaped filling holes 530 are arranged so as to have an X shape toward the diagonal direction of the chip 200. Further, as shown in FIG. 9, the four corners of the X shape have a diameter larger than the width of the straight line portion. By using the shape of the filling hole, the time taken for the adhesive to be filled in the diagonal direction of the chip can be made closer to the time taken for the adhesive to reach one side of the chip. Therefore, it is possible to prevent the adhesive from creeping up on the side surface of the chip.

また、本実施形態では、Ｘ字形状の充填孔の四隅からチップ角までの距離と、チップ中央から最も近い辺までの距離がほぼ一致していることが、より望ましい。これにより、チップの対角方向に接着剤が充填されるのにかかる時間と、チップの一辺まで接着剤が到達するのにかかる時間をより近づけることができる。 In the present embodiment, it is more desirable that the distance from the four corners of the X-shaped filling hole to the tip angle and the distance from the tip center to the nearest side substantially coincide. Thereby, the time taken for the adhesive to be filled in the diagonal direction of the chip can be made closer to the time taken for the adhesive to reach one side of the chip.

本発明によると、インターポーザが有する充填孔の形状を変えることにより、チップに這い上がりなく、チップ裏面に接着剤を均一に充填することができる。そのため、簡易な構成で、チップ上のＣＭＵＴの特性に影響をより与えにくく、より信頼性の高い静電容量型トランスデューサを提供することができる。また、接着剤の這い上がりを抑制する効果が高いので、複数のチップの配置間隔をより近接することができる。 According to the present invention, by changing the shape of the filling hole of the interposer, it is possible to uniformly fill the back surface of the chip with an adhesive without creeping up the chip. Therefore, it is possible to provide a capacitive transducer that has a simple configuration, is less likely to affect the characteristics of the CMUT on the chip, and has higher reliability. In addition, since the effect of suppressing the creeping of the adhesive is high, the arrangement intervals of the plurality of chips can be made closer.

（第６の実施形態）
第６の実施形態は、チップを固定する部分のインターポーザ形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１から第５の何れかの実施形態と同様である。 (Sixth embodiment)
The sixth embodiment is an embodiment in which the shape of the interposer of the portion for fixing the chip is characteristic. The rest is the same as any one of the first to fifth embodiments.

図１０、図１１は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。図１０は、被検体側から見た上面図であり、図１１（ａ）は、図１０における直線Ｘ−Ｘ’の断面図であり、図１１（ｂ）は、図１０における直線Ｙ−Ｙ’の模式図である。図１０、図１１において、５４０はインターポーザが有する凹部である。 10 and 11 are schematic views of the capacitive transducer according to the present embodiment. 10 is a top view seen from the subject side, FIG. 11A is a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 10, and FIG. 11B is a straight line YY in FIG. It is a schematic diagram of '. In FIGS. 10 and 11, reference numeral 540 denotes a recess provided in the interposer.

本実施形態では、インターポーザがチップ２００の形状に対応した複数の凹部５４０を有しており、それぞれの凹部内にチップが配置されていることが特徴的である。本実施形態では、図１０に示されるように、凹部５４０の内側の形状が、チップ２００の外形より一回り大きく、凹部にチップを挿入するだけで、インターポーザ上にチップを位置決めすることができる。また、図１１より理解されるようにチップ２００の厚さと、凹部４５０の深さを略一致、または近づけることで、チップの表面とインターポーザ表面の高さをほぼ一致させることができるので、チップの欠け発生を防止できる。 The present embodiment is characterized in that the interposer has a plurality of recesses 540 corresponding to the shape of the chip 200, and the chip is disposed in each recess. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the inner shape of the recess 540 is slightly larger than the outer shape of the chip 200, and the chip can be positioned on the interposer simply by inserting the chip into the recess. Further, as understood from FIG. 11, by making the thickness of the chip 200 and the depth of the concave portion 450 substantially coincide with each other or close to each other, the height of the chip surface and the interposer surface can be substantially matched. Chipping can be prevented.

凹部４５０内にチップを配置する構成では、チップ２００と凹部４５０の間隔が狭いため、ニードルまたはディスペンサによりチップの端より接着剤を注入する方式では、凹部の側面やチップから接着剤の這い上がりが発生しやすく、接着剤を均一に充填することができない。本実施形態を用いると、インターポーザ３００の凹部４５０の中央に配置した充填孔５０１から、チップ２００の裏面に接着剤を注入することができる。 In the configuration in which the chip is disposed in the recess 450, the distance between the chip 200 and the recess 450 is narrow, so in the method of injecting adhesive from the end of the chip with a needle or dispenser, the adhesive crawls up from the side of the recess or from the chip. It tends to occur and cannot be filled uniformly with the adhesive. When this embodiment is used, an adhesive can be injected into the back surface of the chip 200 from the filling hole 501 disposed at the center of the recess 450 of the interposer 300.

凹部４５０の内部にチップ２００を備える構成では、チップ２００の側面と、インターポーザ３００が有する凹部の側面が近接しているので、接着剤の這い上がりが発生しやすくなることが考えられる。そのため、本実施形態の他の形態として、図１２（ａ）に示すように、チップ（基板）２００の裏面の外周部に段差５１０を持たせた構成を用いることができる。それにより、チップ２００の外周部ではチップとインターポーザ間の距離が広くなっているので、チップの外周部に到達した接着剤は、大部分がインターポーザの凹部に広がり、チップ裏面には広がりにくくなる。これにより、チップ上への接着剤の這い上がりを防止することができる。 In the configuration in which the chip 200 is provided inside the recess 450, the side surface of the chip 200 and the side surface of the recess included in the interposer 300 are close to each other. Therefore, as another embodiment of the present embodiment, as shown in FIG. 12A, a configuration in which a step 510 is provided on the outer peripheral portion of the back surface of the chip (substrate) 200 can be used. Thereby, since the distance between the chip and the interposer is increased in the outer peripheral portion of the chip 200, most of the adhesive reaching the outer peripheral portion of the chip spreads in the concave portion of the interposer and hardly spreads on the back surface of the chip. Thereby, it is possible to prevent the adhesive from creeping up on the chip.

更に、本実施形態の他の形態として、図１２（ｂ）に示すように、インターポーザの凹部５４０の底面に、チップ２００の外形に沿った溝５２０を設ける構成が挙げられる。図１２（ｂ）の構成では、チップ２００の端まで到達した接着剤を、溝５２０内に流入させることができ、チップや凹部の側面からの接着剤の這い上がりを、より抑制することができる。 Furthermore, as another embodiment of the present embodiment, as shown in FIG. 12B, a configuration in which a groove 520 along the outer shape of the chip 200 is provided on the bottom surface of the concave portion 540 of the interposer. In the configuration of FIG. 12B, the adhesive reaching the end of the chip 200 can be flowed into the groove 520, and the creeping of the adhesive from the side surfaces of the chip and the recess can be further suppressed. .

本実施形態によると、インターポーザがチップの位置決めをする凹部を有していても、チ接着剤の這い上がりなく、チップ裏面に均一に充填することができる。そのため、チップのアライメントが容易で、チップ上のＣＭＵＴの特性に影響をより与えにくく、より信頼性の高い静電容量型トランスデューサを提供することができる。 According to this embodiment, even if the interposer has a recess for positioning the chip, the back surface of the chip can be uniformly filled without scooping up the adhesive. Therefore, it is possible to provide a capacitive transducer that is easy to align the chip, hardly affects the characteristics of the CMUT on the chip, and has higher reliability.

また、本実施形態では、接着剤の這い上がりを抑制することができるので、チップと凹部の間隔を狭くすることができ、チップのアライメント精度を向上させることができる。更に、複数のチップの配置間隔を狭くすることができる。 Further, in the present embodiment, since the creeping of the adhesive can be suppressed, the distance between the chip and the recess can be narrowed, and the chip alignment accuracy can be improved. Furthermore, the arrangement interval of a plurality of chips can be reduced.

（第７の実施形態）
第７の実施形態は、注入孔と充填孔を繋ぐ形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１から第６の何れかの実施形態と同様である。 (Seventh embodiment)
The seventh embodiment is an embodiment characterized by a shape connecting the injection hole and the filling hole. The rest is the same as any one of the first to sixth embodiments.

図１３は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。図１３では、５５０は流路である。 FIG. 13 is a schematic diagram of the capacitive transducer according to the present embodiment. In FIG. 13, 550 is a flow path.

本実施形態では、インターポーザのチップ側の面に備えられた、複数の充填孔５０１がインターポーザの内部で流路５５０により繋がっており、インターポーザの裏面の注入孔５０２に接続されていることが特徴的である。本実施形態の構成によると、１つの注入孔から複数の充填孔に同時に接着剤を注入することができる。ここで、５０２を注入孔と表現したが、インターポーザに設けられた接着剤を供給するという観点では、注入孔５０２自体も充填孔として捉えることができる。本形態では、充填孔５０１毎に注入孔を備える構成に比べて、少ない注入孔で多くの充填孔を介して接着剤を注入することができるため、製造時の装置をより簡易な構成で実現することができる。また、少ない注入孔で済むため、注入孔への接着剤の圧力ばらつきを抑制しやすくなるので、より接着剤を均一に注入しやすくなる。図１３（ａ）では、複数の充填孔５０１と注入孔５０２とを繋ぐ流路５５０を、インターポーザの内部に形成する例で説明したが、本実施形態はこの例に限らない。例えば、図１３（ｂ）で示すように、インターポーザの裏面が充填孔同士を接続する溝５５１を有しており、接着剤の充填時に、この溝の部分から接着剤が漏れないように冶具５５２を取りつける構成とすることもできる。冶具５５２の注入孔５５３から接着剤を注入することにより、同様の効果を得ることができる。接着剤の硬化前に冶具５５２を取り外すことで、チップとインターポーザの間に、接着剤を充填させたままで硬化させることができる。 The present embodiment is characterized in that a plurality of filling holes 501 provided on the chip-side surface of the interposer are connected by a flow path 550 inside the interposer and connected to the injection hole 502 on the back surface of the interposer. It is. According to the configuration of the present embodiment, it is possible to simultaneously inject adhesive from a single injection hole into a plurality of filling holes. Here, 502 is expressed as an injection hole. However, from the viewpoint of supplying an adhesive provided in the interposer, the injection hole 502 itself can also be regarded as a filling hole. In this embodiment, since the adhesive can be injected through a large number of filling holes with a small number of filling holes as compared with a structure having a filling hole for each filling hole 501, the apparatus at the time of manufacture is realized with a simpler structure. can do. Further, since only a small number of injection holes are required, it is easy to suppress the pressure variation of the adhesive to the injection holes, so that the adhesive can be more uniformly injected. Although FIG. 13A illustrates the example in which the flow path 550 that connects the plurality of filling holes 501 and the injection holes 502 is formed inside the interposer, the present embodiment is not limited to this example. For example, as shown in FIG. 13B, the back surface of the interposer has a groove 551 that connects the filling holes, and a jig 552 is provided so that the adhesive does not leak from the groove portion when the adhesive is filled. It can also be set as the structure which attaches. By injecting the adhesive from the injection hole 553 of the jig 552, the same effect can be obtained. By removing the jig 552 before the adhesive is cured, the jig 552 can be cured while being filled with the adhesive between the chip and the interposer.

本形態によると、少ない注入孔で多くの充填孔から接着剤を注入することができるため、製造時の装置をより簡易な構成で実現することができる。また、少ない注入孔で済むため、注入孔への接着剤の圧力ばらつきを抑制しやすくなるので、より接着剤を均一に注入しやすくなる。そのため、より均一な状態で接着剤が充填された静電容量型トランスデューサを提供することができる。 According to this embodiment, since the adhesive can be injected from a large number of filling holes with a small number of injection holes, the apparatus at the time of manufacture can be realized with a simpler configuration. Further, since only a small number of injection holes are required, it is easy to suppress the pressure variation of the adhesive to the injection holes, so that the adhesive can be more uniformly injected. Therefore, it is possible to provide a capacitive transducer filled with an adhesive in a more uniform state.

（第８の実施形態）
第８の実施形態は、充填孔の形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第７の実施形態と同様である。 (Eighth embodiment)
The eighth embodiment is an embodiment in which the shape of the filling hole is characteristic. The rest is the same as in the seventh embodiment.

図１４は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。本実施形態では、注入孔５０２からの距離に応じて、充填孔５０１の孔径の大きさが異なっていることが特徴的である。より具体的には、注入孔５０２に近い充填孔５０１の孔径は小さく、遠い充填孔は大きな径を有している。第７の実施形態の構成では、注入孔から充填孔までの距離が遠いと、注入される接着剤が少なくなるが、本実施形態では、注入孔から遠い充填孔は径を大きくしているので、接着剤がチップとインターポーザ間に注入されやすくなっている。そのため、注入孔から充填孔までの距離に隔てなく、略同量の接着剤を注入することができる。これにより、チップとインターポーザ間に、接着剤をより均一に充填することができる。 FIG. 14 is a schematic diagram of a capacitive transducer according to this embodiment. The present embodiment is characterized in that the size of the hole diameter of the filling hole 501 varies depending on the distance from the injection hole 502. More specifically, the hole diameter of the filling hole 501 close to the injection hole 502 is small, and the filling hole far from the injection hole 502 has a large diameter. In the configuration of the seventh embodiment, when the distance from the injection hole to the filling hole is long, less adhesive is injected. However, in this embodiment, the filling hole far from the injection hole has a larger diameter. Adhesive is easily injected between the chip and the interposer. Therefore, it is possible to inject substantially the same amount of adhesive without being spaced from the injection hole to the filling hole. Thereby, an adhesive agent can be more uniformly filled between the chip and the interposer.

（第９の実施形態）
第９の実施形態は、ＣＭＵＴ素子の形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１から第８の何れかの実施形態と同様である。 (Ninth embodiment)
The ninth embodiment is an embodiment in which the shape of the CMUT element is characteristic. The rest is the same as any one of the first to eighth embodiments.

図１５は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図であり、複数配置したＣＭＵＴ素子の上面図である。 FIG. 15 is a schematic diagram of the capacitive transducer according to this embodiment, and is a top view of a plurality of arranged CMUT elements.

第１から第８の実施形態では、２次元アレイ状に配置されたＣＭＵＴ素子を用いて説明したが、本形態は１次元アレイ状に配置したＣＭＵＴ素子に関する形態である。長方形のチップ（基板）２００上に、複数の細長い長方形のＣＭＵＴ素子１００が等間隔に配置されている。本実施形態では、複数のチップを近接して配置し、チップとインターポーザ間に均一に接着剤を充填することができる。そのため、異なるチップのＣＭＵＴ素子の間隔Ｄを、同じチップ内でのＣＭＵＴ素子間隔Ｄに一致させることができるため、異なるチップを用いても同じ１次元アレイとすることができる。これにより、１次元アレイを小さな面積のチップに分割して構成できるので、チップの歩留まりを向上させることができる。 Although the first to eighth embodiments have been described using CMUT elements arranged in a two-dimensional array, this embodiment relates to CMUT elements arranged in a one-dimensional array. On a rectangular chip (substrate) 200, a plurality of elongated rectangular CMUT elements 100 are arranged at equal intervals. In the present embodiment, a plurality of chips can be arranged close to each other, and the adhesive can be uniformly filled between the chips and the interposer. Therefore, since the interval D between the CMUT elements of different chips can be made to coincide with the CMUT element interval D within the same chip, the same one-dimensional array can be obtained even if different chips are used. Thereby, the one-dimensional array can be divided into chips having a small area, so that the yield of the chips can be improved.

本実施形態では、複数のチップから複数の１次元アレイを構成した静電容量型トランスデューサを提供することができる。 In this embodiment, a capacitive transducer in which a plurality of one-dimensional arrays are formed from a plurality of chips can be provided.

（第１０の実施形態）
第１０の実施形態は、チップの形状が特徴的な実施形態である。それ以外は、第１から第９の何れかの実施形態と同様である。 (Tenth embodiment)
The tenth embodiment is an embodiment in which the shape of the chip is characteristic. The rest is the same as any one of the first to ninth embodiments.

図１６は、本実施形態に係る静電容量型トランスデューサの模式図である。 FIG. 16 is a schematic diagram of a capacitive transducer according to this embodiment.

第１のから第９までの実施形態ではインターポーザ上に複数のチップを配置した構成について説明したが、本形態は、複数のチップが繋がって単一のチップになっている形態である。図１６（ａ）は、被検体側から見た上面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における直線Ｙ−Ｙ’の断面図である。図１６（ａ）、図１６（ｂ）で示すように、本実施形態では、チップ（基板）２００上に複数のＣＭＵＴ素子が配置されている。インターポーザは、第１の実施形態と同様に複数の充填孔５０１を有している。本実施形態のチップ（基板）２００は、大面積を有しており、複数のＣＭＵＴ素子を備えている。そして、１枚のチップに対して、複数の充填孔を備えているので、チップ裏面の全面に接着剤を一括で充填することができる。 In the first to ninth embodiments, the configuration in which a plurality of chips are arranged on the interposer has been described. However, in this embodiment, a plurality of chips are connected to form a single chip. FIG. 16A is a top view seen from the subject side, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line Y-Y ′ in FIG. As shown in FIGS. 16A and 16B, in this embodiment, a plurality of CMUT elements are arranged on a chip (substrate) 200. The interposer has a plurality of filling holes 501 as in the first embodiment. The chip (substrate) 200 of this embodiment has a large area and includes a plurality of CMUT elements. Further, since a plurality of filling holes are provided for one chip, the entire surface of the back surface of the chip can be filled with adhesive.

また、図１７（ａ）、図１７（ｂ）で示すように、第３の実施形態と同様に、インターポーザ３００上に格子形状の溝５２０を配置した構成を採用することもできる。ここでは、格子形状の溝に囲まれた領域の中央に、充填孔５０１が配置されている。ここに示した構成では、充填孔５０１からチップ裏面とインターポーザ表面の間に注入された接着剤が、格子の内側の領域に完全に充填された後、格子状の溝５２０の中に流れ込み、更に注入された接着剤は、格子状の溝５２０を介してチップの配置されていない領域に排出される。このように、図１７（ａ）、図１７（ｂ）に示した構成を用いると、格子内の領域に接着剤を確実に、且つ均一に充填することができるため、チップ上のＣＭＵＴの特性に影響を更に与えにくく、信頼性の高い静電容量型トランスデューサを提供することができる。また、本実施形態では、充填孔は、チップ上のＣＭＵＴ素子を配置した領域に対応して配置することが望ましい。それにより、ＣＭＵＴ素子を配置したチップ裏面は、インターポーザに薄い接着層で確実に固定され、ＣＭＵＴの特性に影響が出にくい。 Also, as shown in FIGS. 17A and 17B, a configuration in which lattice-shaped grooves 520 are arranged on the interposer 300 can be employed as in the third embodiment. Here, the filling hole 501 is arranged in the center of the region surrounded by the lattice-shaped grooves. In the configuration shown here, the adhesive injected between the back surface of the chip and the interposer surface from the filling hole 501 completely fills the inner region of the lattice, and then flows into the lattice-like groove 520. The injected adhesive is discharged through a lattice-like groove 520 to an area where no chip is arranged. As described above, when the configurations shown in FIGS. 17A and 17B are used, the adhesive can be surely and uniformly filled in the region in the lattice. Thus, it is possible to provide a highly reliable capacitive transducer that is less likely to affect the above. In the present embodiment, it is desirable that the filling hole is arranged corresponding to a region where the CMUT element is arranged on the chip. Thereby, the back surface of the chip on which the CMUT element is arranged is securely fixed to the interposer with a thin adhesive layer, and the characteristics of the CMUT are hardly affected.

図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７（ａ）、及び図１７（ｂ）に示した形態では、充填孔の大きさが同じで、配置した密度が同じとなる例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、図１８（ａ）に示したように、チップ中央に配置された充填孔の大きさを、チップの周辺に配置された充填孔の大きさより大きくした構成とすることができる。これにより、同じ圧力で接着剤を注入させた時、充填孔の大きさが大きいので、中央の方がチップの周辺部より、接着剤が広がるスピードが速いので、中央の気泡を外側に押し出しながら接着剤が充填される。そのため、チップの裏面に気泡が残らず、均一な接着剤を充填した状態を得ることができる。 16 (a), FIG. 16 (b), FIG. 17 (a), and FIG. 17 (b) have described the examples in which the filling holes have the same size and the arranged density is the same. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18A, the size of the filling hole arranged at the center of the chip can be made larger than the size of the filling hole arranged around the chip. As a result, when the adhesive is injected under the same pressure, the size of the filling hole is large, so the adhesive spreads faster in the center than the periphery of the chip. Filled with adhesive. Therefore, no bubbles remain on the back surface of the chip, and a state where a uniform adhesive is filled can be obtained.

また、図１８（ｂ）に示したように、チップの中央に配置された充填孔の間隔を、チップの周辺部に配置された貫通孔の間隔より狭い構成とすることができる。図１８（ｂ）では、チップの中央の充填孔の密度が、チップ周辺部の密度に比べて高いため、チップ中央の領域が、チップ周辺部の領域より先に充填される。そのため、中央部の気泡が順次外側に押し出されながら、接着剤の充填を行うことができる。そのために、チップの裏面に気泡が残らず、均一な接着剤を充填した状態を得ることができる。 Further, as shown in FIG. 18B, the interval between the filling holes arranged in the center of the chip can be made smaller than the interval between the through holes arranged in the peripheral part of the chip. In FIG. 18B, since the density of the filling hole in the center of the chip is higher than the density in the peripheral part of the chip, the area in the center of the chip is filled before the area in the peripheral part of the chip. Therefore, the adhesive can be filled while the bubbles in the center are sequentially pushed outward. Therefore, no bubbles remain on the back surface of the chip, and a state where a uniform adhesive is filled can be obtained.

（第１１の実施形態）
第１から第１０の何れかの実施形態に記載の静電容量型超音波トランスデューサは、光音響効果を利用した光音響波（超音波）の受信に用いることができ、それを備えた被検体情報取得装置に適用することができる。 (Eleventh embodiment)
The capacitive ultrasonic transducer according to any one of the first to tenth embodiments can be used for receiving a photoacoustic wave (ultrasonic wave) using a photoacoustic effect, and a subject including the same It can be applied to an information acquisition device.

図１９に、上記第１から第６の実施形態で説明した静電容量型トランスデューサから超音波を送受信して、画像を形成する構成被検体情報取得装置の例を示す。図１９において６００は、被検体情報取得装置である。 FIG. 19 shows an example of a constituent object information acquisition apparatus that forms an image by transmitting and receiving ultrasonic waves from the capacitive transducers described in the first to sixth embodiments. In FIG. 19, reference numeral 600 denotes a subject information acquisition apparatus.

以下、送信した超音波を用いた超音波測定について具体的に説明する。静電容量型トランスデューサ６０３から、測定対象物６０２に向かって超音波７０１が出力（送信）される。測定対象物６０２の表面で、その界面での固有音響インピーダンスの差により、超音波が反射する。反射した超音波７０２は、静電容量型トランスデューサ６０３で受信され、受信信号の大きさや形状、時間の情報が超音波受信信号（超音波情報）７０４として画像情報生成部６０４に送られる。一方、送信超音波の大きさや形状、時間の情報は超音波送信情報として、画像情報生成部６０４で記憶される。画像情報生成部６０４では、超音波受信信号７０４と超音波送信情報７０３を基に測定対象物６０２の画像信号を生成して、再現画像情報７０５として出力する。画像表示部６０５では、超音波送受信による再現画像情報と、光音響信号による再現画像情報の２つの情報を基に、測定対象物６０２の特定領域を画像として表示する。本発明の静電容量型超音波トランスデューサは、トランスデューサの特性変化が抑制され、信頼性の高いトランスデューサとなることから、反射した超音波から正確な情報を安定して取得できるため、高画質な画像を安定して生成することができる。 Hereinafter, ultrasonic measurement using transmitted ultrasonic waves will be described in detail. An ultrasonic wave 701 is output (transmitted) from the capacitive transducer 603 toward the measurement object 602. Ultrasonic waves are reflected on the surface of the measurement object 602 due to the difference in specific acoustic impedance at the interface. The reflected ultrasonic wave 702 is received by the capacitive transducer 603, and information on the magnitude, shape, and time of the received signal is sent to the image information generation unit 604 as an ultrasonic reception signal (ultrasonic information) 704. On the other hand, the size, shape, and time information of the transmission ultrasonic waves are stored in the image information generation unit 604 as ultrasonic transmission information. The image information generation unit 604 generates an image signal of the measurement object 602 based on the ultrasonic reception signal 704 and the ultrasonic transmission information 703 and outputs it as reproduced image information 705. The image display unit 605 displays a specific region of the measurement object 602 as an image based on two pieces of information, that is, reproduced image information by ultrasonic transmission / reception and reproduced image information by a photoacoustic signal. Since the capacitive ultrasonic transducer according to the present invention is a highly reliable transducer in which changes in the characteristics of the transducer are suppressed, accurate information can be stably obtained from the reflected ultrasonic waves, so that a high-quality image can be obtained. Can be stably generated.

（第１２の実施形態）
本実施形態は、第１から第１０の何れかの静電容量型超音波トランスデューサを、光音響効果を用いた図２０の被検体情報取得装置に適用したものである。 (Twelfth embodiment)
In the present embodiment, any one of the first to tenth capacitive ultrasonic transducers is applied to the subject information acquiring apparatus of FIG. 20 using the photoacoustic effect.

図２０を参照して、本実施形態の超音波測定装置の動作を具体的に説明する。まず、発光指示信号７０６に基づいて、光源６０１から光７０７（パルス光）を発生させ、測定対象物６０２に光７０７を照射する。測定対象物６０２では光７０７の照射により光音響波（超音波）７０８が発生し、この超音波７０８を静電容量型トランスデューサ６０３で受信する。受信信号の大きさや形状、時間の情報が光音響波受信信号（光音響波情報）７０９として画像情報生成部６０４に送られる。一方、光源６１０で発生させた光７０７の大きさや形状、時間の情報（発光情報）が、光音響信号の画像情報生成部６０４に記憶される。光音響信号の画像情報生成部６０４では、トランスデューサ６０３からの光音響波受信信号（光音響波情報）７０９と発光情報を基に測定対象物６０２の特定領域の画像信号を生成して、光音響信号による再現画像情報７１０として出力する。画像表示部６０５では、光音響信号による再現画像情報７１０を基に、測定対象物６０２の特定領域を画像として表示する。 With reference to FIG. 20, the operation of the ultrasonic measurement apparatus of the present embodiment will be specifically described. First, based on the light emission instruction signal 706, light 707 (pulse light) is generated from the light source 601, and the measurement object 602 is irradiated with the light 707. In the measurement object 602, photoacoustic waves (ultrasonic waves) 708 are generated by irradiation with the light 707, and the ultrasonic waves 708 are received by the capacitive transducer 603. Information on the size, shape, and time of the received signal is sent to the image information generating unit 604 as a photoacoustic wave received signal (photoacoustic wave information) 709. On the other hand, the information (light emission information) of the size, shape, and time of the light 707 generated by the light source 610 is stored in the image information generation unit 604 of the photoacoustic signal. The photoacoustic signal image information generation unit 604 generates an image signal of a specific region of the measurement object 602 based on the photoacoustic wave reception signal (photoacoustic wave information) 709 from the transducer 603 and the light emission information, and the photoacoustic signal is generated. Reproduced image information 710 based on the signal is output. The image display unit 605 displays a specific region of the measurement object 602 as an image based on the reproduced image information 710 based on the photoacoustic signal.

また、画像表示部６０５では、超音波送受信による再現画像情報７０５と、光音響信号による再現画像情報７１０の２つの情報を基に、測定対象物６０２を画像として表示することもできる。この場合、複数の受信情報を元にして画像を形成できるため、情報量の多い画像を表示することができる。図２０において７０１、７０２等は、図１９で説明した超音波、反射した超音波等である。 The image display unit 605 can also display the measurement object 602 as an image based on two pieces of information, that is, reproduced image information 705 obtained by ultrasonic transmission / reception and reproduced image information 710 obtained by a photoacoustic signal. In this case, since an image can be formed based on a plurality of pieces of received information, an image with a large amount of information can be displayed. In FIG. 20, 701, 702, etc. are the ultrasonic waves described in FIG. 19, reflected ultrasonic waves, and the like.

本発明の静電容量型超音波トランスデューサは、トランスデューサの特性変化が抑制され、信頼性の高いトランスデューサとなり、本形態の情報取得装置では、光音響波に加えて、超音波の送受信という異なる測定方法の受信情報を取得して画像を形成する。そのため、より情報量の多い画像を取得、表示することができる。 The capacitive ultrasonic transducer of the present invention is a highly reliable transducer in which changes in the characteristics of the transducer are suppressed. In the information acquisition apparatus of this embodiment, different measurement methods of transmitting and receiving ultrasonic waves in addition to photoacoustic waves The received information is acquired to form an image. Therefore, an image with a larger amount of information can be acquired and displayed.

１０２第１の電極
１０３第２の電極
２００基板
３００インターポーザ
３０２電気的接点
３０３電気的接点
５００接着剤
５０１充填孔 102 First electrode 103 Second electrode 200 Substrate 300 Interposer 302 Electrical contact 303 Electrical contact 500 Adhesive 501 Filling hole

Claims

第１の基板の第１の面側に、間隙を挟んで配された第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１及び第２の電極の少なくとも一つを振動させて超音波を送信する送信動作と、外部より超音波を受けて前記間隙の距離が変化することで生ずる静電容量の変化を検出する受信動作と、の少なくとも一方を行う超音波トランスデューサであって、
前記第１の基板は、表面に電気的接点を備えた第２の基板上に配され、前記第１及び第２の電極の少なくとも１つは、前記第１の基板の第１の面の反対側に位置する第２の面側に電気的に引き出されて、前記電気的接点と接続されており、
前記第１の基板と前記第２の基板との間には、前記第２の基板に設けられた充填孔を介して充填された接着剤が存在していることを特徴とする超音波トランスデューサ。 Provided on the first surface side of the first substrate is a first electrode and a second electrode arranged with a gap therebetween, and at least one of the first and second electrodes is vibrated to generate ultrasonic waves. An ultrasonic transducer that performs at least one of a transmission operation to transmit and a reception operation to detect a change in capacitance caused by a change in the distance of the gap by receiving an ultrasonic wave from outside,
The first substrate is disposed on a second substrate having an electrical contact on a surface, and at least one of the first and second electrodes is opposite the first surface of the first substrate. Electrically pulled out to the second surface side located on the side and connected to the electrical contact;
An ultrasonic transducer characterized in that an adhesive filled through a filling hole provided in the second substrate exists between the first substrate and the second substrate.

前記充填孔は、前記第１の基板を前記第２の基板側に投影したときに、前記第１の基板と前記第２の基板との重複領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサ。 The filling hole is provided in an overlapping region between the first substrate and the second substrate when the first substrate is projected onto the second substrate side. 2. The ultrasonic transducer according to 1.

前記充填孔は、前記重複領域の略中央部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 2, wherein the filling hole is provided in a substantially central portion of the overlapping region.

前記充填孔の大きさは、２０μｍ〜８ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波トランスデューサ。 4. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a size of the filling hole is in a range of 20 μm to 8 mm.

前記第２の基板には、複数の前記充填孔が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 4, wherein the second substrate is provided with a plurality of the filling holes.

前記複数の充填孔同士の間隔は、２００μｍ〜８ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 5, wherein an interval between the plurality of filling holes is in a range of 200 μm to 8 mm.

前記第２の基板上には、前記第１の基板の複数がアレイ状に配置されており、前記第１の基板に対応して前記第２の基板に前記充填孔が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の超音波トランスデューサ。 A plurality of the first substrates are arranged in an array on the second substrate, and the filling hole is provided in the second substrate corresponding to the first substrate. The ultrasonic transducer according to claim 5 or 6, characterized in that

前記複数の第１の基板のそれぞれには、前記送信動作または受信動作を行う素子が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 7, wherein each of the plurality of first substrates is provided with an element that performs the transmission operation or the reception operation.

前記素子は、２次元アレイ状に配されていることを特徴とする請求項８に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 8, wherein the elements are arranged in a two-dimensional array.

前記素子は、１次元アレイ状に配されていることを特徴とする請求項８に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 8, wherein the elements are arranged in a one-dimensional array.

前記第１の基板の前記第２の面の外周部には窪んだ段差領域を有していることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 11. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the outer peripheral portion of the second surface of the first substrate has a depressed step region.

前記第２の基板の前記第１の基板の第２の面側に位置する面は、格子状に配置された溝を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 The surface located in the 2nd surface side of the said 1st board | substrate of the said 2nd board | substrate is provided with the groove | channel arrange | positioned at a grid | lattice form, The any one of Claim 1-11 The ultrasonic transducer according to item.

前記格子状の溝は、ある一方向に対して配置された溝の深さに比してこれに直交する他方向の溝の深さが大きいことを特徴とする請求項１２に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic wave according to claim 12, wherein the lattice-shaped grooves have a depth of grooves in another direction orthogonal to the depth of grooves arranged in one direction. Transducer.

前記他方向の溝の深さは、該他方向に進むにつれ大きくなっていることを特徴とする請求項１３に記載の超音波トランスデューサ。 14. The ultrasonic transducer according to claim 13, wherein the depth of the groove in the other direction increases as the groove advances in the other direction.

前記第２の基板の前記第１の基板の第２の面側に位置する面には、前記複数の第１の基板の辺同士が対向する領域に対応して略円形の溝が配されていることを特徴とする請求項７から請求項１４の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 A surface of the second substrate located on the second surface side of the first substrate is provided with a substantially circular groove corresponding to a region where the sides of the plurality of first substrates face each other. The ultrasonic transducer according to claim 7, wherein the ultrasonic transducer is any one of claims 7 to 14.

前記充填孔は、その形状が交差部を有する形状であることを特徴とする請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 15, wherein the filling hole has a shape having an intersection.

前記交差部を有する形状は、Ｘ字形状である請求項１６に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 16, wherein the shape having the intersection is an X shape.

前記第２の基板は、前記第１の基板の外形に対応した凹部を有しており、該凹部に前記第１の基板が配されていることを特徴とする請求項１から請求項１５の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 16. The second substrate according to claim 1, wherein the second substrate has a recess corresponding to the outer shape of the first substrate, and the first substrate is disposed in the recess. The ultrasonic transducer according to any one of the above.

前記充填孔は、前記第１の基板の第２の面側に位置する前記第２の基板の面と反対側に位置する面との間で貫通する孔であることを特徴とする請求項１から請求項１８の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 2. The filling hole is a hole penetrating between a surface located on a side opposite to the surface of the second substrate located on the second surface side of the first substrate. The ultrasonic transducer according to any one of claims 18 to 18.

前記複数の充填孔は、前記第２の基板の内部で互いに繋がっていることを特徴とする請求項３から請求項１８の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to claim 3, wherein the plurality of filling holes are connected to each other inside the second substrate.

前記複数の充填孔は、設けられる位置により、径が異なっていることを特徴とする請求項５から請求項２０の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 5 to 20, wherein the plurality of filling holes have different diameters depending on positions where they are provided.

前記複数の充填孔は、配される位置により、配される間隔が異なることを特徴とする請求項５から請求項２１の何れか１項に記載の超音波トランスデューサ。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 5 to 21, wherein the plurality of filling holes are arranged at different intervals depending on the positions at which the plurality of filling holes are arranged.

請求項１から２２の何れか１項に記載の超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサで得られた超音波情報に基づいて画像信号を生成する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成された信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 22, an image information generation unit that generates an image signal based on ultrasonic information obtained by the ultrasonic transducer, and generated by the image information generation unit And an image display unit that displays an image based on the received signal.

前記超音波情報は、光音響効果により発生した光音響波情報であることを特徴とする請求項２３に記載の被検体情報取得装置。 The object information acquiring apparatus according to claim 23, wherein the ultrasonic information is photoacoustic wave information generated by a photoacoustic effect.

請求項１から２２の何れか１項に記載の超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサで得られた超音波情報に基づいて画像信号を生成する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成された信号に基づいて画像を表示する画像表示部と、を有し、前記超音波トランスデューサで、超音波の送信と、光音響効果により発生した光音響波の受信と、を行うことを特徴とする被検体情報取得装置。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 22, an image information generation unit that generates an image signal based on ultrasonic information obtained by the ultrasonic transducer, and generated by the image information generation unit An image display unit configured to display an image based on the received signal, wherein the ultrasonic transducer performs transmission of ultrasonic waves and reception of photoacoustic waves generated by a photoacoustic effect. A subject information acquisition apparatus.