大于或等于IMRayls且小于或等于2MRayls。在本實(shí)施例中，娃酮層205被用作聲學(xué)匹配層。娃酮層205是與包含聚二甲硅氧烷(PDMS)作為主要成分的有機(jī)聚合物交聯(lián)的硅酮橡膠。硅酮層205可以是添加有二氧化硅粒子的PDMS，或者可以是通過使用氟取代PDMS的氫的一部分所獲得的氟硅氧烷。希望聲學(xué)匹配層很少影響振動(dòng)膜101。希望聲學(xué)匹配層的厚度大于或等于10 μ m且小于或等于900 μ m。希望聲學(xué)匹配層的楊氏模量為1MPa或更小，從而不顯著改變振動(dòng)膜101的諸如變形量和彈簧常數(shù)的機(jī)械特性。在硅酮橡膠與包含聚二甲硅氧烷(PDMS)作為主要成分的有機(jī)聚合物交聯(lián)的情況下，楊氏模量為約IMPa。耐水片材202被設(shè)置在硅酮層205上。基板201的端面(側(cè)表面)在所有方向上完全被耐水框架203包圍。片材202在沒有間隙的情況下完全與框架203的端面結(jié)合?？蚣?03的開口被片材202覆蓋(參見圖2A)。與耐水性有關(guān)的水蒸汽的滲透量由在40°C和90% RH(相對(duì)濕度)的條件下每單位面積上滲透的水蒸汽的量代表。作為檢查用于抑制導(dǎo)線的腐蝕和劣化的水滲透率的結(jié)果，希望水滲透率為每天100g/m2。水滲透率依賴于部件的厚度?？蚣懿考残枰哂袡C(jī)械強(qiáng)度。因此，水滲透率可減小以使部件具有一定的厚度。
[0040]另一方面，由于片材202為薄，因此片材202的水滲透率趨于為大。在本實(shí)施例中，框架部件被設(shè)置在基板側(cè)表面的附近并且與框架203的端面結(jié)合以減小片材202的面積。希望在超聲穿過片材202傳送時(shí)，片材202不使超聲的特性劣化。當(dāng)考慮超聲波的傳送特性時(shí)，希望片材202的厚度被設(shè)定為用于傳送和接收的超聲波的頻率的波長的約1/16?1/10。例如，當(dāng)在一般傳送和接收的約1MHz的頻率下使用時(shí)，希望片材202的厚度被設(shè)定為小于30微米的厚度。根據(jù)這些沖突的要求，希望片材202的厚度為30 μ m或更小并且片材202的水滲透率為每天60g/m2或更小。因此，希望片材202具有水蒸汽滲透率小的特性。希望聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚丙烯等的片材作為片材202。
[0041]片材202不限于單一樹脂片材。還可使用包含用于減少水蒸汽的滲透的阻擋層的片材。作為包含于片材中的阻擋層，只要可通過形成諸如氧化物膜或薄金屬層的無機(jī)材料的薄膜減小水蒸汽滲透率且該層具有必要的粘接性，就可使用任何層。因此，除了上述的片材以外，可以使用聚乙烯、PVC(聚氯乙烯)、PC(聚碳酸酯)和PI (聚酰亞胺)的各種片材。
[0042]在圖2B中示出了本實(shí)施例中使用的框架203的示意圖?？蚣?03具有正方形柱形狀，該正方形柱形狀具有正方形的截面且包含空洞(開口)200?？蚣?03具有水蒸汽滲透率等于或高于片材202的水蒸汽滲透率的特性?？扇菀椎厥褂弥T如聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)或PEEK(聚醚醚酮)的塑料樹脂形成框架203。
[0043]在本實(shí)施例中，基板201的側(cè)表面在所有方向上被框架203包圍?？蚣?03被片材202覆蓋。因此，根據(jù)本實(shí)施例，可以不僅從CMUT表面?zhèn)榷覐幕?01的周邊和側(cè)表面減少水蒸汽的侵入。在本實(shí)施例中，片材202在沒有間隙的情況下完全與框架203的端面結(jié)合。因此，即使在不設(shè)置片材202的區(qū)域中，也可以使用框架203來減少水蒸汽向CMUT100的侵入。因此，與僅在基板201的表面上包含片材202的結(jié)構(gòu)相比，可以抑制水蒸汽從片材202的端部和比片材202的尺寸寬的區(qū)域的侵入。
[0044]檢查本實(shí)施例以外的結(jié)構(gòu)。為了使用片材202包圍CMUT 100，片材202總是需要在一些區(qū)域中被重疊。當(dāng)片材202被重疊時(shí)，結(jié)構(gòu)被復(fù)雜化。難以在小區(qū)域中適配片材202。另外，極難防止片材202重疊的區(qū)域中出現(xiàn)間隙。因此，不可以明顯提高可靠性。此外，制造過程復(fù)雜化且制造成本增加。另一方面，在其中片材202在不重疊的情況下與外殼的側(cè)表面結(jié)合的結(jié)構(gòu)中，需要片材202在不明顯彎曲的情況下與外殼的側(cè)表面結(jié)合的區(qū)域。因此，需要形成相對(duì)于基板201明顯較大的外殼。難以減小外殼的尺寸。在本實(shí)施例中，使用框架203，片材202與框架203的端面結(jié)合并且框架203的開口被片材202覆蓋。因此，在小尺寸情況下，CMUT 100在其上形成的基板201可被具有低水蒸汽滲透率的部件包圍。
[0045]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，可以在小封裝尺寸情況下減少水蒸汽從外部侵入。因此，可以在小尺寸情況下減少由于從外部侵入的物質(zhì)導(dǎo)致的導(dǎo)線腐蝕的出現(xiàn)。因此，可以提供具有高可靠性的電容式換能器。
[0046]第二實(shí)施例
[0047]第二實(shí)施例在形成框架203的材料上與第一實(shí)施例不同。在其它方面，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相同。本實(shí)施例中的框架203由金屬形成。因此，與框架203由樹脂形成時(shí)相比，可以大幅減小水蒸汽滲透率。因此，只需要考慮水蒸汽從基板201的表面?zhèn)壬系钠?02的侵入?？梢钥傮w減少水蒸汽的滲透。由于與樹脂相比可增加框架203的機(jī)械強(qiáng)度，因此，可以進(jìn)一步減小框架203的尺寸。金屬的聲學(xué)阻抗接近基板201的聲學(xué)阻抗。因此，與使用樹脂時(shí)相比，基板201周圍的超聲波的不規(guī)則反射較少。CMUT 100的傳送和接收特性較少受影響。
[0048]根據(jù)本實(shí)施例，可以提供具有較高的可靠性、較小的尺寸且具有更優(yōu)異的傳送和接收特性的電容式換能器。
[0049]第三實(shí)施例
[0050]第三實(shí)施例在框架203的不與片材202結(jié)合的一側(cè)(為了便于描述，以下被稱為底表面?zhèn)?的結(jié)構(gòu)上與第一和第二實(shí)施例不同。在其它方面，第三實(shí)施例與第一和第二實(shí)施例相同。
[0051]在本實(shí)施例中，如圖1B所示，在框架203的底表面?zhèn)龋蚣?03與支撐部件206和柔性布線板204之間的間隙被密封材料210填充。使用環(huán)氧樹脂作為密封材料210。環(huán)氧樹脂是具有低水蒸汽滲透率且適于密封材料210的材料。根據(jù)本實(shí)施例，CMUT 100形成于其上的基板201可完全被具有低水蒸汽滲透率的部件覆蓋。因此，可以防止水蒸汽從所有方向侵入CMUT 100中。因此，可以在不改變尺寸的情況下提供具有較高可靠性的電容式換能器。
[0052]參照?qǐng)D1C和圖2C描述本實(shí)施例中的另一結(jié)構(gòu)。以這種形式，框架203具有正方形截面并且內(nèi)部中空。框架203具有包含在其一部分中具有長孔的底面的正方形柱形狀。圖2C是從底表面?zhèn)扔^察的框架203的示意圖。柔性布線板204可通過框架203的底表面的孔220被拉出到框架203的外側(cè)。在框架203的底表面?zhèn)壬?，通過密封材料210填充框架203的孔220與支撐部件206和柔性布線板204之間的間隙。使用該結(jié)構(gòu)，由于可最小化通過密封材料210密封的區(qū)域，因此，可以更確信地密封框架203。因此，根據(jù)本形式，可以提供具有較高的可靠性和更小的尺寸的電容式換能器。
[0053]第四實(shí)施例
[0054]第四實(shí)施例在基板201與柔性布線板204之間的導(dǎo)線連接方法以及柔性布線板204與片材202之間的位置關(guān)系上與第一到第三實(shí)施例不同。在其它方面，第四與第一到第三實(shí)施例中的任一個(gè)相同。參照?qǐng)D4描述第四實(shí)施例。
[0055]在本實(shí)施例中，使用ACF (各向異性導(dǎo)電)樹脂(圖中未示出)連接基板201上的電極109和110與柔性布線板204上的電極121。ACF樹脂是包含微細(xì)導(dǎo)電金屬微粒的絕緣熱硬化性樹脂。通過在電極之間施加ACF樹脂并且向ACF樹脂施加壓力，導(dǎo)電金屬粒子被插入電極之間。電極可被電連接。另一方面，在相鄰的電極之間，僅在絕緣樹脂中分散和存在導(dǎo)電金屬粒子。因此，在電氣上保持絕緣。在這種狀態(tài)下，通過向樹脂施加熱并且使樹脂硬化，保持上下電極的連接狀態(tài)以及相鄰電極的絕緣狀態(tài)。
[0056]在本實(shí)施例中，由于ACF樹脂被用于電連接，因此，如圖4所示，柔性布線板204被直接設(shè)置在基板201上。在本實(shí)施例中，基板201的相對(duì)側(cè)的柔性布線板204的表面與片材202接觸。
[0057]使用該結(jié)構(gòu)，可通過柔性布線板204的厚度限定基板201的表面與片材202之間的距離。可通過改變絕緣層和導(dǎo)電層的厚度選擇幾十微米到幾百微米的厚度，作為柔性布線板204的厚度。通過使用具有所希望厚度的柔性布線板204，可以將基板201與片材202之間的距離設(shè)定為所希望的距離。因此，可以將設(shè)置在基板201上的CMUT 100上的硅酮層205的厚度設(shè)定為所希望的厚度并且將該厚度設(shè)定為均勻的厚度，該厚度的波動(dòng)處于柔性布線板204在兩端處厚度的波動(dòng)內(nèi)。為了在使超聲波衰減的同時(shí)傳送超聲波，希望將硅酮層205設(shè)定為均勻的所希望厚度。根據(jù)本實(shí)施例，可以形成具有均勻的和所希望的厚度的硅酮層。因此，可以提供具有更均勻的傳送和接收特性、具有高可靠性且具有小尺寸的電容式換能器。
[0058]第五實(shí)施例
[0059]第五實(shí)施例在片材202的一部分包含凹部上與第一到第四實(shí)施例不同。即，片材202在由片材202的表面形成的面上包含凹部，并且在設(shè)置CMUT 100的區(qū)域中而不是在框架203的附近包含空腔。在其它方面，第五實(shí)施例與第一到第四實(shí)施例中的任一個(gè)相同?；诘谒膶?shí)施例的結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D5A和圖5B描述第五實(shí)施例。
[0060]在本實(shí)施例中，設(shè)置在形成構(gòu)成單元的CMUT 100的基板201的區(qū)域上的片材202與其它區(qū)域中的片材202相比，進(jìn)一步向基板201側(cè)凹陷。在本實(shí)施例中，如圖5A所示，基板201上的作為聲學(xué)匹配層的硅酮層205根據(jù)位置具有不同的厚度。在圖5B中示出了圖5A的一部分的放大圖。
[0061]參照?qǐng)D5B，在基板201上的CMUT 100形成的區(qū)域中，硅酮層205的厚度Hl小。在設(shè)置與柔性布線板204電連接的電連接部分的其它區(qū)域中，硅酮層205的厚度H2大。即，與設(shè)置CMUT 100的區(qū)域相比，在該區(qū)域的外側(cè)形成厚的硅酮層205。在硅酮層205中，超聲波在被衰減的同時(shí)被傳送。因此，為了避免傳送和接收信號(hào)的劣化，希望使用盡可能薄的硅酮層205。
[0062]另外，使用諸如PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的樹脂作為片材202。因此，片材202的聲學(xué)阻抗與硅酮層205的聲學(xué)阻抗不同。即使片材202的小厚度也近似幾十微米。該厚度是關(guān)于使用中的幾兆赫到十兆赫的頻率上的波長不能完全忽略的厚度。因此，在硅酮層205與片材202之間的界面上的傳送和接收波(聲波)的一部分中出現(xiàn)反射。反射波導(dǎo)致原本要由CMUT 100接收的聲波或原本要從CMUT 100傳送的聲波的頻率特性的劣化。具體而言，由于反射波，硅酮層205的厚度等于硅酮層205中的聲波的波長的頻率上的特性劣化。因此，希望硅酮層205的厚度與用于傳送和