(57)【要約】  【課題】  圧電振動子等の複数の積層構造体が任意の配列で配置された積層構造体アレイを容易に作製する。  【解決手段】  積層構造体アレイの製造方法は、圧電材料に電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程Ｓ１１〜Ｓ１３と、基板材料の主面に少なくとも１つの金属材料層を形成することにより、複数の素子を配置するための基板を作製する工程Ｓ１４と、少なくとも１つの金属材料層が軟化する温度まで基板を加熱する工程Ｓ１５と、加熱された基板の主面に複数の素子を所望の配列となるように配置して仮固定する工程Ｓ１６と、複数の素子が仮固定された基板を少なくとも１つの金属材料層の融点以上に加熱することにより、基板が冷却された後に複数の素子を基板に固定する工程Ｓ１７とを含む。【選択図】  図１
2005087577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料に電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程（ａ）と、
基板材料の主面に少なくとも１つの金属材料層を形成することにより、前記複数の素子を配置するための基板を作製する工程（ｂ）と、
前記少なくとも１つの金属材料層が軟化する温度まで前記基板を加熱する工程（ｃ）と、
加熱された前記基板の主面に前記複数の素子を所望の配列となるように配置して仮固定する工程（ｄ）と、
前記複数の素子が仮固定された前記基板を前記少なくとも１つの金属材料層の融点以上に加熱することにより、前記基板が冷却された後に前記複数の素子を前記基板に固定する工程（ｅ）と、
を具備する積層構造体アレイの製造方法。
【請求項２】
工程（ｂ）が、前記基板材料の主面に、第１の金属材料層を形成した後に、前記第１の金属材料層と前記基板材料とを密着させるための少なくとも第２の金属材料層を形成することを含む、請求項１記載の積層構造体アレイの製造方法。
【請求項３】
工程（ｄ）が、前記基板の主面において前記複数の素子を配置する座標が予め設定されている２次元位置決め装置を用いて前記複数の素子を配置することを含む、請求項１又は２記載の積層構造体アレイの製造方法。
【請求項４】
圧電材料に電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程（ａ）と、
基板材料の主面に、予め定められた複数の領域を囲む隔壁を形成することにより、前記複数の素子を配置するための基板を作製する工程（ｂ）と、
前記複数の素子を前記複数の領域にそれぞれ配置すると共に、前記複数の素子を前記基板に固定する工程（ｃ）と、
を具備する積層構造体アレイの製造方法。
【請求項５】
工程（ｂ）が、基板材料にドライフィルムレジスト層又は厚膜フォトレジスト層を形成した後に、フォトリソグラフィ法を用いて前記ドライフィルムレジスト層又は厚膜フォトレジスト層をパターニングすることによって前記隔壁を形成することを含む、請求項４記載の積層構造体アレイの製造方法。
【請求項６】
工程（ｂ）が、基板材料にガラス隔壁材を形成した後に、サンドブラストによって前記ガラス隔壁材をパターニングすることによって前記隔壁を形成することを含む、請求項４記載の積層構造体アレイの製造方法。
【請求項７】
工程（ｃ）が、前記基板の主面において前記複数の素子を配置する座標が予め設定されている２次元位置決め装置を用いて前記複数の素子を配置することを含む、請求項４〜６のいずれか１項記載の積層構造体アレイの製造方法。
【請求項８】
圧電材料に第１の電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程と、
基板材料の主面に少なくとも１つの金属材料層を形成することにより、前記複数の素子を配置するための基板を作製する工程と、
前記少なくとも１つの金属材料層が軟化する温度まで前記基板を加熱する工程と、
加熱された前記基板の主面に前記複数の素子を所望の配列となるように配置して仮固定する工程と、
前記複数の素子が仮固定された前記基板を前記少なくとも１つの金属材料層の融点以上に加熱することにより、前記基板が冷却された後に前記複数の素子を前記基板に固定する工程と、
前記複数の素子の間に液体の樹脂材料を充填した後に、該液体の樹脂材料を固化させることにより、前記複数の素子を固定する工程と、
前記樹脂材料によって固定された前記複数の素子から、少なくとも前記基板を除去する工程と、
前記基板を除去することによって露出した、前記複数の素子の第１の面と反対側の第２の面に金属層を形成することにより、第２の電極を設ける工程と、
を具備する超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項９】
圧電材料に第１の電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程と、
基板材料の主面に、予め定められた複数の領域を囲む隔壁を形成することにより、前記複数の素子を配置するための基板を作製する工程と、
前記複数の素子を前記複数の領域にそれぞれ配置すると共に、前記複数の素子を前記基板に固定する工程と、
前記複数の素子の間に液体の樹脂材料を充填した後に、該液体の樹脂材料を固化させることにより、前記複数の素子を固定する工程と、
前記樹脂材料によって固定された前記複数の素子から、少なくとも前記基板を除去する工程と、
前記基板を除去することによって露出した、前記複数の素子の第１の面と反対側の第２の面に金属層を形成することにより、第２の電極を設ける工程と、
を具備する超音波トランスデューサアレイの製造方法。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の主面に設けられ、該主面における予め定められた複数の領域を囲む隔壁と、
圧電材料に電極が形成された積層構造体を各々が含み、前記隔壁によって囲まれた複数の領域にそれぞれ接着された複数の素子と、
を具備する積層構造体アレイ。
【請求項１１】
前記複数の素子が、前記基板の主面に同心円状に配置されている、請求項１０記載の積層構造体アレイ。
【請求項１２】
前記複数の素子が、前記基板の主面に、該主面上の位置に応じて配列間隔又は配置密度が異なるように配置されている、請求項１０記載の積層構造体アレイ。
【請求項１３】
前記複数の素子が、前記基板の主面にランダムに配置されている、請求項１０記載の積層構造体アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電材料に電極が形成された積層構造体の複数の素子が２次元に配列された積層構造体アレイ、及び、その製造方法に関する。また、本発明は、そのような積層構造体アレイを含み、医療用や非破壊検査用の超音波診断装置において用いられる超音波トランスデューサアレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子を含む圧電素子が、様々な用途に利用されている。例えば、圧電素子の両端に電極を配置した積層構造体に、電極を介して圧電素子に電圧を印加すると、圧電素子は圧電効果によって伸縮する。このような積層構造体は、圧電ポンプ、圧電アクチュエータ等の様々な用途に利用されている。特に、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）関連の分野においては、機器の開発に伴い、このような積層構造を有する素子の微細化及び集積化がますます進んでいる。
【０００３】
また、医療分野においては、このような積層構造体が、超音波診断装置の超音波用探触子において超音波を送信又は受信する素子（超音波トランスデューサ）として利用されている。近年、リアルタイムに画質の高い２次元又は３次元画像を取得するために、探触子を機械的に移動させることなく被検体を走査することができる２次元センサアレイの開発が進められている。
【０００４】
従来、このような２次元センサアレイは、予め圧電素子に電極が設けられた積層構造体を基板上に配置したり、電極が設けられた圧電材料の板材を、ダイシングにより２次元に分割することによって製造されていた。特許文献１には、２次元アレイ超音波プローブに於いて、マトリックス状に配列した素子の各列間隔に各振動子から信号及びアースを引き出すためのプリント基板を配置した構造を有し、プリント基板上に１列相当の振動子アレイを実装した後、振動子を実装したプリント基板を行方向に配列して２次元アレイトランスデューサを構成することが開示されている。また、特許文献２には、吸音材の上に圧電材料を接着後、所定の厚みのダイシングソーで圧電材料に所定のピッチで切込みを行い配列振動子を形成し、この切込み溝の中へ微小中空体を混入した高分子樹脂を充填することによって超音波探触子を製造することが開示されている。しかしながら、超音波トランスデューサの微細化及び集積化に伴い、基板上に素子を１つずつ配置することが困難になっている。また、板材を分割する方法によれば、素子を２次元マトリクス状に配置することしかできない。しかしながら、超音波用探触子から所望の形状を有する超音波ビームを送信するためには、２次元マトリクス状に限らず、素子を様々な配列で配置したい場合がある。
【特許文献１】特開２００１−３０９４９３号公報
【特許文献２】特開平９−２３８３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の点に鑑み、本発明は、圧電振動子等の複数の積層構造体が任意の配列で配置された積層構造体アレイを容易に作製することを目的とする。また、本発明は、そのような積層構造体アレイを含む超音波トランスデューサアレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る積層構造体アレイ製造方法は、圧電材料に電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程（ａ）と、基板材料の主面に少なくとも１つの金属材料層を形成することにより、複数の素子を配置するための基板を作製する工程（ｂ）と、少なくとも１つの金属材料層が軟化する温度まで基板を加熱する工程（ｃ）と、加熱された基板の主面に複数の素子を所望の配列となるように配置して仮固定する工程（ｄ）と、複数の素子が仮固定された基板を少なくとも１つの金属材料層の融点以上に加熱することにより、基板が冷却された後に複数の素子を基板に固定する工程（ｅ）とを具備する。
【０００７】
また、本発明の第２の観点に係る積層構造体アレイの製造方法は、圧電材料に電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程（ａ）と、基板材料の主面に、予め定められた複数の領域を囲む隔壁を形成することにより、複数の素子を配置するための基板を作製する工程（ｂ）と、複数の素子を複数の領域にそれぞれ配置すると共に、複数の素子を基板に固定する工程（ｃ）とを具備する。
【０００８】
さらに、本発明の第１の観点に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法は、圧電材料に第１の電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程と、基板材料の主面に少なくとも１つの金属材料層を形成することにより、複数の素子を配置するための基板を作製する工程と、少なくとも１つの金属材料層が軟化する温度まで基板を加熱する工程と、加熱された基板の主面に複数の素子を所望の配列となるように配置して仮固定する工程と、複数の素子が仮固定された基板を少なくとも１つの金属材料層の融点以上に加熱することにより、基板が冷却された後に複数の素子を基板に固定する工程と、複数の素子の間に液体の樹脂材料を充填した後に、該液体の樹脂材料を固化させることにより、複数の素子を固定する工程と、樹脂材料によって固定された複数の素子から、少なくとも基板を除去する工程と、基板を除去することによって露出した、複数の素子の第１の面と反対側の第２の面に金属層を形成することにより、第２の電極を設ける工程とを具備する。
【０００９】
また、本発明の第２の観点に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法は、圧電材料に第１の電極が形成された積層構造体の複数の素子を用意する工程と、基板材料の主面に、予め定められた複数の領域を囲む隔壁を形成することにより、複数の素子を配置するための基板を作製する工程と、複数の素子を複数の領域にそれぞれ配置すると共に、複数の素子を基板に固定する工程と、複数の素子の間に液体の樹脂材料を充填した後に、該液体の樹脂材料を固化させることにより、複数の素子を固定する工程と、樹脂材料によって固定された複数の素子から、少なくとも基板を除去する工程と、基板を除去することによって露出した、複数の素子の第１の面と反対側の第２の面に金属層を形成することにより、第２の電極を設ける工程とを具備する。
【００１０】
さらに、本発明に係る積層構造体アレイは、基板と、基板の主面に設けられ、該主面における予め定められた複数の領域を囲む隔壁と、圧電材料に電極が形成された積層構造体を各々が含み、隔壁によって囲まれた複数の領域にそれぞれ接着された複数の素子とを具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の積層構造体の素子が任意の配列で配置された積層構造体アレイを容易に作製することができる。また、本発明によれば、複数の超音波トランスデューサが任意の配列で配置された超音波トランスデューサアレイを容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を示すフローチャートである。また、図２は、本実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を説明するための図である。
【００１３】
図１の工程Ｓ１１〜Ｓ１３において、積層構造体の素子を作製する。本実施形態においては、積層構造体の素子として、超音波用探触子において超音波を送受信するために用いられる超音波トランスデューサを作製する。
まず、工程Ｓ１１において、図２の（ａ）に示すように、所定の厚さを有する圧電材料の板材１１を用意する。圧電材料としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子を用いることができる。本実施形態においては、ＰＺＴを用いている。このような圧電材料の板材を、研磨等によって所定の厚さに加工する。板材の厚さは、所望の発振周波数を得るために、次式のように規定される。
厚さｔ（ｍ）＝周波数定数（ｍ・Ｈｚ）／発振周波数ｆ（Ｈｚ）
ここで、周波数定数とは、圧電材料の特性を表す値である。例えば、周波数定数が２２８５ｍ・ＨｚのＰＺＴ板材を用いて、発振周波数５ＭＨｚの圧電振動子を作製する場合には、ＰＺＴ板材の厚さを４５７μｍにすれば良い。なお、板材の厚さ（素子の高さ）は、４００μｍ〜７００μｍが一般的である。
【００１４】
工程Ｓ１２において、図２の（ｂ）に示すように、圧電材料の板材１１の両面に電極となる金属材１２を、スパッタ法によって形成する。図２の（ｃ）は、金属材１２を拡大して示す図である。金属材１２は、導電層として用いられる金（Ａｕ）層と、導電層と圧電材料との間の密着性を高めるための白金（Ｐｔ）層及びチタン（Ｔｉ）層とを含む３層構造を有している。ここで、金層は、積層構造体素子を基板に接着するためにも用いられるので、約２μｍの厚さを有している。また、白金層及びチタン層は、それぞれ約１００ｎｍ及び約５０ｎｍの厚さを有している。
【００１５】
工程Ｓ１３において、金属材１２が形成された板材１２を、ダイサーを用いて切断する。即ち、図２の（ｄ）に示すように、まず、板材１２を、例えば、３００μｍ間隔で棒状に切断し、さらに、図２の（ｅ）に示すように、棒状の積層構造体を、長手方向と垂直な方向に、例えば、３００μｍ間隔で切断する。これにより、圧電材料層１３ａ及び金属材１３ｂを含む積層構造体素子１３が作製される。
【００１６】
次に、工程Ｓ１４において、図３の（ａ）に示すように、基板材料２１の上に金属材２２を形成することにより、積層構造体素子を配列するための配列基板２３を作製する。基板材料２１としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）やガラスのように、３００℃程度の耐熱性を有すると共に、平面性が良い材料が用いられる。また、基板材料２１の厚さについては、作製された積層構造体アレイを実装する際に、基板を除去して使用する場合があるので、厚くし過ぎない方が望ましい。そのため、積層構造体素子の高さｔとの関係から、基板材料の厚さを０．２ｔ〜０．５ｔ程度にすることが適当である。
【００１７】
図３の（ｂ）は、金属材２２を拡大して示す図である。金属材２２は、接合材として用いられるインジウム（Ｉｎ）の層と、接合材と基板との密着性を高めるための白金層及びチタン層とを含んでいる。ここで、本実施形態においては、基板側に形成されたインジウムと、積層構造体素子側に形成された金とを合金化させることにより、両者を接合する。そのため、金属材２２のインジウム層の厚さを、積層構造体素子の金属材１２における金層の厚さと同じ程度にすることが望ましい。そのため、インジウム層の厚さを、約２μｍとしている。また、白金層及びチタン層は、それぞれ約１００ｎｍ及び約５０ｎｍの厚さを有している。なお、接合材としては、インジウムに限られず、一般的な半田や、金属又は合金を含む接合材を用いても良い。
【００１８】
次に、工程Ｓ１５〜Ｓ１７において、積層構造体素子を配列基板上に配置して固定する。
即ち、工程Ｓ１５において、配列基板を、インジウムの融点である約１５６℃よりも低く、且つ、インジウムが軟化する温度である約１２５℃に加熱する。次に、工程Ｓ１６において、ボンダー（２次元位置決め装置）を用いて、積層構造体素子を配列基板上に配置する。ここで、ボンダーにおいては、積層構造体素子を配置する座標が予め設定されているものとする。図４に示すように、ボンダーのコレット２０を用いて積層構造体素子１３を吸着して所定の座標位置に搬送し、積層構造体素子１３を配列基板２３に押し付ける。その結果、積層構造体素子１３は、軟化したインジウムによって仮固定される。同様にして、全ての積層構造体素子１３の配置及び仮固定を行う。次に、工程Ｓ１７において、配列基板の温度をインジウムの融点より高い１８０℃程度まで上昇させてインジウムを溶融させ、約３０秒経過後、配置基板を冷却してインジウムを固化させる。これにより、積層構造体素子１３が、配列基板上に固定される。
【００１９】
このようにして、基板に複数の積層構造体素子が配置された積層構造体アレイが作製される。図５は、積層構造体アレイにおける積層構造体素子の配列を示す平面図である。積層構造体素子１３の配列としては、図５の（ａ）に示すように、複数の積層構造体素子１３が同心円状に並ぶようにしても良く、図５の（ｂ）に示すように、積層構造体素子１３の密度を配列基板２３上の位置に応じて変化させても良い。或いは、図５の（ｃ）に示すように、配列基板２３上に構造体素子１３をランダムに配置しても良い。本実施形態によれば、このように構造体素子を任意に配列させることができる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法について、図６〜図９を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を示すフローチャートである。
まず、工程Ｓ１１〜Ｓ１３において、積層構造体素子を作製する。積層構造体素子の作製方法については、本発明の第１の実施形態において説明したものと同様である。
【００２１】
次に、工程Ｓ２１及びＳ２２において、積層構造体素子を配列するための配列基板を作製する。この配列基板は、積層構造体素子を支持するための隔壁を有している。
工程Ｓ２１において、図７の（ａ）に示すように、基板材料３１の上に、ラミネータを用いてドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）３２ａを接着することにより、ＤＦＲ層３２を形成する。基板材料３１としては、シリコンや、ガラスや、プラスチック等の平面性の良い材料が用いられ、積層構造体素子の高さｔとの関係から、基板材料の厚さを０．２ｔ〜０．５ｔ程度にすることが望ましい。また、ＤＦＲ層３２は、配列基板の隔壁を構成する。そのため、隔壁によって支持された積層構造体素子（高さ約４００μｍ〜約７００μｍ）が直立するように、隔壁の高さ、即ち、ＤＦＲ層３２の厚さを約５０μｍ〜約５００μｍにすることが望ましい。工程Ｓ２１を繰り返すことにより、所定の厚さになるまでドライフィルムレジスト３２ａを積層する。本実施形態においては、ＤＦＲ層３２の厚さを約３００μｍとしている。
【００２２】
或いは、工程Ｓ２１において、ＤＦＲ層の替わりに、厚膜フォトレジスト層を形成しても良い。厚膜フォトレジストとは、一般的なフォトレジスト膜と比較して膜厚の厚いフォトレジスト膜のことであり、１０μｍ程度の厚さを有している。このような厚膜フォトレジストは、粘度が高いフォトレジスト材を用いて形成することができる。
【００２３】
工程Ｓ２２において、フォトリソグラフィ法を用いることにより、ＤＦＲ層３２のパターン形成を行う。即ち、積層構造体素子の配置パターンが予め形成されたマスクを用いてＤＦＲ層３２を露光し、現像、水洗、及び、乾燥を行う。これにより、図７の（ｂ）に示すように、ＤＦＲ層３２において積層構造体素子が配置される領域３３が除去され、積層構造体素子を支持するための隔壁３４が基板材料３１上に形成される。ここで、積層構造体素子が配置される領域３３の大きさは、積層構造体素子の底面よりも若干大きくなるようにする。本実施形態においては、底面が３００μｍ×３００μｍの積層構造体素子に対して、３３０μｍ×３３０μｍの領域を形成している。また、隔壁３４の幅は、隣接する積層構造体素子の配置間隔に相当する。本実施形態においては、隔壁３４の幅を２０μｍとしている。
【００２４】
次に、工程Ｓ２３において、ボンダーを用いて積層構造体素子を配列基板上に配置して固定する。ここで、ボンダーにおいては、ＤＦＲ層に形成されている隔壁のパターン、即ち、積層構造体を配置する座標が予め設定されているものとする。図８に示すように、ボンダーのコレット２０を用いて積層構造体素子１３を吸着し、所定の座標に位置する領域３４に搬送して挿入する。その際に、マイクロピペッター３０を用いて、領域３４の底部に瞬間接着剤３５を注入する。これにより、積層構造体素子１３が、領域３４に固定される。このような工程Ｓ２３を繰り返すことにより、図９に示す積層構造体アレイが製造される。
【００２５】
本実施形態においては、積層構造体素子を支持するための隔壁の幅を均一にしたが、基板上の位置に応じて、この幅を変更しても良い。これにより、基板上の位置に応じて、積層構造体素子の配列ピッチを変更することが可能になる。また、本実施形態においても、図５の（ａ）〜（ｃ）に示すような様々な配列を用いても良い。
【００２６】
また、本実施形態の変形例として、ガラス隔壁材を用いて、積層構造体素子を配列するための配列基板を作製しても良い。即ち、図６の工程Ｓ２１及びＳ２２の替わりに、例えば、プラズマディスプレイパネル用のガラス隔壁材をスクリーン印刷によって基板上に配置し、サンドブラスト法を用いてガラス隔壁材をパターニングする。これにより、積層構造体素子を支持するための隔壁を形成することができる。
【００２７】
以上説明した本発明の第１及び第２の実施形態においては、圧電材料の板材の両面に電極が形成することによって作製された単層の積層構造体素子を用いたが、圧電材料と電極とをさらに交互に積層することによって作製された複数層の積層構造体素子を用いても良い。また、種類の異なる複数の積層構造体素子を１つの基板上に配置しても良い。
【００２８】
本発明の第１及び第２の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を用いて製造された積層構造体アレイをさらに加工することにより、複数の超音波トランスデューサが任意の配列で配置された２次元超音波トランスデューサアレイを製造することができる。次に、本発明の一実施形態に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法を示すフローチャートである。また、図１１は、本実施形態に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法を説明するための図である。なお、以下においては、第１の実施形態によって製造された積層構造体アレイを用いて説明するが、第２の実施形態によって製造された積層構造体アレイを用いても良い。
【００２９】
図１０の工程Ｓ３１において、図１１の（ａ）に示すように、積層構造体アレイに配列されている複数の積層構造体素子１３の上面（基板と反対側）に、取り外し可能な保護材４１を貼付する。これにより、後の工程において、積層構造体素子１３の上面に樹脂材料等が付着するのを防止する。保護材４１とは、具体的には、接着及び剥離を可逆的に行うことができるシール材であり、例えば、ポリイミドテープを用いることができる。ポリイミドテープは、ハンダマスキングや耐熱仮固定等に用いられる粘着テープであり、ポリイミドの基材とアクリル系又はシリコン系の粘着剤とによって構成される。
【００３０】
次に、工程Ｓ３２において、図１１の（ｂ）に示すように、複数の積層構造体素子１３の間にエポキシ樹脂等の接着剤を充填して固化させる。そのためには、例えば、液体の樹脂材料を満たした容器に、工程Ｓ３１において素子が固定された積層構造体アレイを投入して容器を真空にする。これにより、複数の積層構造体素子１３の間に液体の樹脂材料が侵入する。
【００３１】
次に、工程Ｓ３３において、積層構造体アレイの上面のポリイミドテープを剥離すると共に、積層構造体アレイの下面を圧電材料が露出するまで研磨する。これにより、図１１の（ｃ）に示すように、基板２１と、金属材２２と、積層構造体素子１３の一方の金属材１３ｂとが除去される。
【００３２】
工程Ｓ３４において、積層構造体素子１３の金属材が除去された面（下面）に、スパッタ法を用いてチタン（Ｔｉ）層及び白金（Ｐｔ）層を順に形成することにより、共通電極４３を形成する。これにより、図１１の（ｄ）に示すように、積層構造体アレイ（１−３コンポジット）が作製される。
【００３３】
さらに、工程Ｓ３５において、金属材１３ｂ側に所定の配線が形成された配線基板４４を配置することにより、各々の積層構造体素子に配線を行う。また、共通電極４３の前方に音響整合層４５を配置し、配線基板４４の後方にバッキング層４５を配置する。音響整合層４６の材料としては、超音波を伝え易いパイレックス（登録商標）ガラスや金属粉入りエポキシ樹脂等が用いられる。また、バッキング層の材料としては、金属粉入りのエポキシ樹脂や、フェライト粉入りのゴム等が用いられる。これにより、図１１の（ｅ）に示すように、超音波トランスデューサアレイが作製される。
【００３４】
本実施形態によれば、２次元超音波トランスデューサアレイにおいて、複数の超音波トランスデューサを任意に配列することができる。これにより、複数の超音波トランスデューサが同心円状に配列されたアニュラアレイや、超音波トランスデューサがまばらに配列されたスパースアレイを作製することができる。また、超音波の送信用と受信用とにおいて、超音波トランスデューサの配列方法や配置密度を変更しても良い。これにより、所望の形状を有する超音波ビームや、サイドローブが抑制された超音波ビームを形成することができると共に、複数の超音波トランスデューサ間におけるクロストークを低減して、ＳＮ比の高い検出信号を得ることができる。さらに、超音波の送信用と受信用とにおいて、異なる超音波トランスデューサを用いても良い。受信や送信の機能に応じて最適な組成や物性や構造を有する超音波トランスデューサを用いることにより、超音波の受信感度を高くして超音波画像の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を説明するための図である。
【図４】配列基板に積層構造体素子を配置する様子を示す図である。
【図５】積層構造体アレイにおける積層構造体の配列を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る積層構造体アレイの製造方法を説明するための図である。
【図８】配列基板に積層構造体素子を配置する様子を示す図である。
【図９】図７に示す積層構造体アレイの製造方法を用いて製造された積層構造体アレイを示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る超音波トランスデューサアレイの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１  圧電材料の板材
１２、１３ａ、２２  金属材
１３  積層構造体素子
１３ａ  圧電材料層
２０  コレット
２１、３１  基板材料
２３  配列基板
３０  マイクロピペッター
３２  ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）層
３２ａ  ドライフィルムレジスト
３３  領域
３４  隔壁
３５  瞬間接着剤
４１  保護材（ポリイミドテープ）
４２  樹脂材料
４３  共通電極
４４  配線基板
４５  音響整合層
４６  バッキング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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