JP2006339748A - Ultrasonic probe and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the reflection of ultrasonic waves between substrates, and to obtain improved characteristics by partially removing an unneeded (trouble) portion on each substrate at an upper layer in a backing member. <P>SOLUTION: In an ultrasonic probe, the backing member 52 is composed of a backing body 73, and a plurality of substrates 72. Respective substrates 72 comprise a base layer 74 and a lead pattern. Each lead pattern comprises a plurality of leads. A plurality of protrusions are formed at an upper end on the substrate 72. More specifically, the unneeded (trouble) portion is removed on the substrate 72, thus filling the backing material between the protrusions, and hence preventing the ultrasonic waves from being reflected and propagated by the substrates. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は超音波探触子及びその製造方法に関し、特にリードアレイを内蔵したバッキング部材の構造及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe and a method for manufacturing the same, and more particularly to a structure of a backing member incorporating a lead array and a method for manufacturing the same.

超音波探触子は、超音波の送受波を行うアレイ振動子と、アレイ振動子の上側に設けられた整合層と、アレイ振動子の下側に設けられたバッキング部材と、を有する。バッキング部材は、一般に、アレイ振動子から後方へ放射された超音波を減衰あるいは吸収する作用を発揮する。バッキング部材が良好な特性を有していない場合、アレイ振動子それ本来の特性を十分に発揮させることができない。   The ultrasonic probe includes an array transducer that transmits and receives ultrasonic waves, a matching layer provided on the upper side of the array transducer, and a backing member provided on the lower side of the array transducer. The backing member generally exhibits an action of attenuating or absorbing ultrasonic waves emitted backward from the array transducer. If the backing member does not have good characteristics, the array transducer cannot exhibit its original characteristics sufficiently.

アレイ振動子は複数の振動素子で構成される。近年、2Dアレイ振動子が実用化されつつあり、その2Dアレイ振動子は複数の振動素子を二次元配列したもので、例えば、数百個あるいは数千個の振動素子によって構成される。2Dアレイ振動子の一種として、分散配置された複数の有効素子を用いて超音波を送受波するスパース型2Dアレイ振動子も知られている。   The array vibrator is composed of a plurality of vibration elements. 2. Description of the Related Art In recent years, 2D array transducers are being put into practical use. The 2D array transducer is a two-dimensional array of a plurality of vibration elements, and is composed of, for example, hundreds or thousands of vibration elements. As a kind of 2D array transducer, a sparse 2D array transducer is also known that transmits and receives ultrasonic waves using a plurality of distributed effective elements.

2Dアレイ振動子を構成する多数の振動素子に対して個別的に信号線を接続するために、バッキング部材内に二次元リードアレイを埋設する技術が提案されている。つまり、2Dアレイ振動子の下方側から複数の信号線を引き出すものである。そのような二次元リードアレイ内蔵型バッキング部材の製造方法として各種の方法が提案されているが、その中でフレキシブル印刷回路(FPC)基板(以下、単に「基板」という。)を利用する方法が注目されている。これは複数の基板をバッキング材料内に埋設するものである。この種の基板を利用すればリード列パターンを自在に設定できる、各リードの引出しを簡便に行える、などの利点を得られる。典型的な従来技術によれば、複数のバッキング板と複数の基板とが交互に配列されつつそれら全体が接着剤によって接着される(特許文献1、2参照)。なお、複数の基板を型枠内に位置決めし、型枠内にバッキング材料を充填し、それを硬化させることにより、バッキング部材を形成することも可能である。なお、本願に関連する未公開の先願として特願2004−164081号(出願日:2004年6月2日)をあげることができる。   In order to individually connect signal lines to a large number of vibration elements constituting a 2D array transducer, a technique for embedding a two-dimensional lead array in a backing member has been proposed. That is, a plurality of signal lines are drawn from the lower side of the 2D array transducer. Various methods have been proposed as a method for manufacturing such a two-dimensional lead array built-in type backing member. Among them, a method using a flexible printed circuit (FPC) substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) is proposed. Attention has been paid. This is to embed a plurality of substrates in a backing material. If this type of substrate is used, advantages such as the ability to freely set the lead row pattern and the simple drawing of each lead can be obtained. According to a typical conventional technique, a plurality of backing plates and a plurality of substrates are alternately arranged while being bonded together with an adhesive (see Patent Documents 1 and 2). In addition, it is also possible to form a backing member by positioning a plurality of substrates in a mold, filling the mold with a backing material, and curing it. In addition, Japanese Patent Application No. 2004-164081 (application date: June 2, 2004) can be mentioned as an unpublished prior application related to the present application.

特開平7−131895号公報JP-A-7-131895 特開2001−309493号公報JP 2001-309493 A

本発明者の実験によれば、複数の基板を内蔵したバッキング部材を利用した超音波振動子において、複数の基板の配列方向とそれに直交する方向とで超音波の周波数特性及びビーム指向性が異なることが確認されている。つまり、バッキング部材の構造(つまり複数の基板の配列)がアレイ振動子の特性に影響を与えているものと推察される。その原因として、バッキング部材内において、基板それ自体を伝搬する超音波による影響、及び、基板間での内部反射(多重反射)などが考えられる。なお、FPC基板以外の基板を用いる場合にも、上記同様の問題が生じるものと予想される。   According to the experiments by the present inventors, in an ultrasonic transducer using a backing member incorporating a plurality of substrates, the frequency characteristics and beam directivity of the ultrasonic waves differ between the arrangement direction of the plurality of substrates and the direction orthogonal thereto. It has been confirmed. That is, it is assumed that the structure of the backing member (that is, the arrangement of a plurality of substrates) affects the characteristics of the array transducer. As the cause, the influence of the ultrasonic wave propagating through the substrate itself in the backing member, and internal reflection (multiple reflection) between the substrates can be considered. Note that the same problem is expected to occur when a substrate other than the FPC substrate is used.

上記問題を図1〜図3を用いて説明する。図1には従来のバッキング部材10が示されている。バッキング部材10は、バッキング材料で構成されたバッキング本体12と、複数の基板14とで構成される。各基板14は、絶縁部材で構成されたフィルム状のベース層と、その一方面に形成されたリードパターンとで構成される。リードパターンは複数のリード18を有する。各リード18は図1においてZ方向に伸長している。図1に示されるように、各基板14は矩形の形状を有し、その上面はバッキング部材10の上面に露出している。図2には超音波探触子のケース内に配置される振動子アセンブリが示されている。振動子アセンブリは、上記のバッキング部材10、振動素子アレイ(アレイ振動子)20、整合素子アレイ(整合層)22、等を有する。振動素子アレイ20は、二次元配列された複数の振動素子24で構成され、整合素子アレイ22も二次元配列された複数の整合素子38で構成される。図2には3×3個の振動素子が示されているが、実際には数百から数千の振動素子が設けられる。各振動素子24の下面側にはシグナル電極26が個別的に設けられ、複数の振動素子24の上面側には共通のグランド電極36が設けられている。   The above problem will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a conventional backing member 10. The backing member 10 includes a backing body 12 made of a backing material and a plurality of substrates 14. Each substrate 14 includes a film-like base layer made of an insulating member and a lead pattern formed on one surface thereof. The lead pattern has a plurality of leads 18. Each lead 18 extends in the Z direction in FIG. As shown in FIG. 1, each substrate 14 has a rectangular shape, and its upper surface is exposed on the upper surface of the backing member 10. FIG. 2 shows a transducer assembly disposed in the case of the ultrasonic probe. The vibrator assembly includes the above-described backing member 10, a vibration element array (array vibrator) 20, a matching element array (matching layer) 22, and the like. The vibration element array 20 includes a plurality of vibration elements 24 that are two-dimensionally arranged, and the matching element array 22 also includes a plurality of matching elements 38 that are two-dimensionally arranged. Although 3 × 3 vibrating elements are shown in FIG. 2, hundreds to thousands of vibrating elements are actually provided. A signal electrode 26 is individually provided on the lower surface side of each vibration element 24, and a common ground electrode 36 is provided on the upper surface side of the plurality of vibration elements 24.

複数の振動素子24は、振動材料で構成された1枚のプレートに対して、X方向及びY方向に複数の分離溝28を形成することによって製作される。各分離溝28の下端はバッキング部材10の上層部に若干入り込んでいる。これはプレートを複数の振動素子に完全に分離するためである。これと同様に、複数の整合素子38は、整合材料で構成された1枚のプレートに対して、X方向及びY方向に複数の分離溝32を形成することによって製作される。   The plurality of vibration elements 24 are manufactured by forming a plurality of separation grooves 28 in the X direction and the Y direction with respect to one plate made of a vibration material. The lower end of each separation groove 28 slightly enters the upper layer portion of the backing member 10. This is to completely separate the plate into a plurality of vibration elements. Similarly, the plurality of matching elements 38 are manufactured by forming a plurality of separation grooves 32 in the X direction and the Y direction with respect to one plate made of a matching material.

図3には、上記バッキング部材10を上方から見た模式図が示されている。図3においては、複数の基板14A、14B、14Cが示されており、破線40は振動素子区画を示している。今、中央の振動素子42に着目すると、その背面から放射された超音波の内で、一部の超音波が水平方向に伝搬し、それが隣接する基板14A,14C側へ進行し、それらにより反射する(符号44、46参照)。つまり、不要な反射波が生じる。一方、振動素子42の背面から放射された超音波の内で、他の一部の超音波が基板14B上を直接的に伝搬し(符号48、50参照)、両隣の振動素子へその超音波が回り込む。   FIG. 3 shows a schematic view of the backing member 10 as viewed from above. In FIG. 3, a plurality of substrates 14A, 14B, and 14C are shown, and a broken line 40 indicates a vibration element section. Now, paying attention to the center vibration element 42, some of the ultrasonic waves radiated from the back surface thereof propagate in the horizontal direction and travel to the adjacent substrates 14A and 14C, thereby Reflected (see symbols 44 and 46). That is, an unnecessary reflected wave is generated. On the other hand, among the ultrasonic waves radiated from the back surface of the vibration element 42, another part of the ultrasonic waves directly propagates on the substrate 14B (see reference numerals 48 and 50), and the ultrasonic waves are transmitted to the adjacent vibration elements. Goes around.

以上の原因により、アレイ振動子の周波数特性や指向特性に悪影響が生じる。特に、バッキング部材内においてX方向とY方向とで超音波の応答に差異が生じるので、超音波ビームの指向性がX方向とY方向とでは異なってしまう。その結果、X方向についての断層画像とY方向についての断層画像とで画質に差異が生じてしまう。   For the above reasons, the frequency characteristics and directivity characteristics of the array transducer are adversely affected. In particular, since there is a difference in ultrasonic response between the X direction and the Y direction in the backing member, the directivity of the ultrasonic beam is different between the X direction and the Y direction. As a result, there is a difference in image quality between the tomographic image in the X direction and the tomographic image in the Y direction.

本発明の目的は、良好な特性を有する超音波探触子を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe having good characteristics.

本発明の他の目的は、超音波振動子に設けられるバッキング部材の特性を良好にすることにある。   Another object of the present invention is to improve the characteristics of a backing member provided in an ultrasonic transducer.

本発明の他の目的は、バッキング部材内において水平方向に伝搬する超音波による問題を解消又は軽減することにある。   Another object of the present invention is to eliminate or reduce the problem caused by the ultrasonic wave propagating in the horizontal direction in the backing member.

本発明の他の目的は、良好な特性をもったバッキング部材を簡便にあるいは精度良く製作することにある。   Another object of the present invention is to easily and accurately manufacture a backing member having good characteristics.

(1)本発明は、複数の振動素子で構成されるアレイ振動子と、前記アレイ振動子の下方に設けられ、前記アレイ振動子に対して電気的に接続される複数の基板を有するバッキング部材と、を含み、前記各基板は、ベース層と、前記ベース層に設けられた複数のリードと、を有し、前記各基板の上端部には、前記アレイ振動子側へ突出した複数の突出部と、複数の切欠部と、が交互に形成され、前記各突出部はリード突出要素を有し、前記バッキング部材の上層部は、バッキング材料と、そのバッキング材料に埋設された突出部アレイと、で構成されたことを特徴とする。 (1) The present invention is a backing member having an array transducer composed of a plurality of transducer elements and a plurality of substrates provided below the array transducer and electrically connected to the array transducer. Each of the substrates has a base layer and a plurality of leads provided in the base layer, and a plurality of protrusions protruding toward the array transducer side are provided at an upper end portion of the substrates. And a plurality of cutout portions are alternately formed, each protrusion has a lead protrusion element, and the upper layer portion of the backing member includes a backing material and a protrusion array embedded in the backing material. It is characterized by comprising.

上記構成によれば、バッキング部材が複数の基板を有し、各基板が複数の突出部を有する。これにより、バッキング部材の上層部には、バッキング材料内に突出部アレイが構成される。つまり、リード突出要素を備えた各突出部の周囲(隣接する突出部間)がバッキング材料で満たされる。このように、バッキング部材の上層部において、各基板における不要(障害)部分が部分的に除去されているので、基板それ自体の伝搬による超音波の回り込み、及び、基板間で生じる超音波の反射という上層部において顕著となる問題を軽減及び解消できる。   According to the above configuration, the backing member has a plurality of substrates, and each substrate has a plurality of protrusions. Thereby, the protrusion part array is comprised in the backing material in the upper layer part of the backing member. That is, the periphery (between adjacent protrusions) of each protrusion including the lead protrusion elements is filled with the backing material. In this way, since unnecessary (faulty) portions of each substrate are partially removed in the upper layer portion of the backing member, the ultrasonic wave wraps around due to the propagation of the substrate itself and the reflection of the ultrasonic waves generated between the substrates. The problem which becomes remarkable in the upper layer part can be reduced and eliminated.

上記の基板は、薄いフィルム状のFPCであるのが望ましいが、それ以外であってもよい。アレイ振動子は、スパース型アレイ振動子を含む2Dアレイ振動子であるのが望ましいが、1.5Dアレイ振動子などであってもよい。各突出部を細長い形状として構成するのが望ましいが、上方に向かって先細となった形状などを採用してもよい。切欠部は、矩形の他に上方に広がった三角形、台形などの各種の形態で構成することができる。   The substrate is preferably a thin film FPC, but may be other than that. The array transducer is preferably a 2D array transducer including a sparse array transducer, but may be a 1.5D array transducer or the like. Although it is desirable to configure each protrusion as an elongated shape, a shape that tapers upward may be employed. The cutout portion can be configured in various forms such as a triangle and a trapezoid spreading upward in addition to a rectangle.

各基板に対してあらかじめ複数の突出部を形成しておくこともできるが、一般に、各突出部の強度が問題となり、つまり、複数の突出部の適正な配列を維持することが困難となるので、後述するように、複数の基板を用いてバッキングブロック(積層体)を構成した後に、そのバッキングブロックを加工することによって、結果として、各基板に複数の突出部が形成されるようにするのが望ましい。   Although a plurality of protrusions can be formed in advance for each substrate, generally, the strength of each protrusion becomes a problem, that is, it is difficult to maintain an appropriate arrangement of the plurality of protrusions. As will be described later, after forming a backing block (laminate) using a plurality of substrates, the backing block is processed so that a plurality of protrusions are formed on each substrate as a result. Is desirable.

望ましくは、前記各切欠部の幅は、前記アレイ振動子における振動素子間に形成される各分離溝の幅よりも大きい。望ましくは、前記各切欠部の深さは、前記各分離溝における前記バッキング部材内への進入深さよりも大きい。   Preferably, the width of each notch is larger than the width of each separation groove formed between the vibration elements in the array transducer. Desirably, the depth of each notch is larger than the depth of entry into the backing member in each separation groove.

一般に、分離溝(素子分離溝)の形成時に、基板の上辺が部分的に切削されることになるが、その分離溝は極めて細いスリットであって、上記の各種問題を解決できるものではない。また、その幅を大きくすると、振動素子それ自体のサイズが小さくなってしまうことになる。上記構成によれば、そのような分離溝とは別に切欠部(あるいは後述する切欠溝)を形成して、基板における必要な部分のみを残して不要部分を事後的に除去し、これによって、上記の各種問題に効果的に対処できる。   In general, when the isolation groove (element isolation groove) is formed, the upper side of the substrate is partially cut. However, the isolation groove is an extremely thin slit and cannot solve the various problems described above. Further, when the width is increased, the size of the vibration element itself is decreased. According to the above configuration, a notch (or a notch groove to be described later) is formed separately from such a separation groove, and an unnecessary portion is removed after leaving only a necessary portion of the substrate. Can effectively deal with various problems.

望ましくは、前記各突出部の突出量は、前記アレイ振動子で送受波される超音波の波長の2倍以上である。各突出部の突出量、換言すれば、切欠部の深さは、超音波の回り込みや反射を効果的に防止できる程度の大きさに設定するのが望ましい。バッキング部材内における超音波の減衰を考慮すると、各突出部の突出量は超音波の波長の2倍以上であることが望ましく、特に望ましくは3倍以上である。あまり突出量を大きくし過ぎると、各突出部(あるいは後述する突出壁)についての強度の問題等が生じることになるので、それを考慮して突出量を設定するのが望ましい。   Preferably, the protrusion amount of each protrusion is at least twice the wavelength of the ultrasonic wave transmitted and received by the array transducer. It is desirable that the protrusion amount of each protrusion, in other words, the depth of the notch, be set to a size that can effectively prevent ultrasonic waves from wrapping around and reflecting. Considering the attenuation of the ultrasonic waves in the backing member, the protrusion amount of each protrusion is preferably at least twice the wavelength of the ultrasonic wave, and more preferably at least three times. If the amount of protrusion is excessively large, there will be a problem with the strength of each protrusion (or a protrusion wall, which will be described later). Therefore, it is desirable to set the protrusion amount in consideration of this.

例えば、バッキング材料における超音波の減衰を40dB/cm・MHzとし、超音波の周波数を3MHzとした場合、片道での減衰を検討すると、6dB減衰を得るには0.5mmの深さが必要であり、10dB減衰を得るには0.83mmの深さが必要であり、20dB減衰を得るには1.66mmの深さが必要である。一般的には、数〜数十MHzの超音波が用いられ、バッキング材料としては20〜60dB/cm・MHz程度のものが用いられるので、突出部の突出量は0.3〜4.0mmの範囲内に設定されるのが望ましく、特に0.5〜2mmの範囲内に設定されるのが望ましい。勿論、諸条件によってそれらの数値は変動し得る。   For example, when the attenuation of the ultrasonic wave in the backing material is 40 dB / cm · MHz and the frequency of the ultrasonic wave is 3 MHz, a one-way attenuation is considered. To obtain 6 dB attenuation, a depth of 0.5 mm is required. Yes, a depth of 0.83 mm is required to obtain 10 dB attenuation, and a depth of 1.66 mm is required to obtain 20 dB attenuation. In general, an ultrasonic wave of several to several tens of MHz is used, and a backing material of about 20 to 60 dB / cm · MHz is used. Therefore, the protruding amount of the protruding portion is 0.3 to 4.0 mm. It is desirable to set within the range, and it is particularly desirable to set within the range of 0.5 to 2 mm. Of course, these values may vary depending on various conditions.

望ましくは、前記各突出部は、細長い形状を有するベース層突出要素と、細長い形状を有する前記リード突出要素と、を有する。各突出部において、ベース層突出要素はリード突出要素の補強材あるいは形成媒体として機能する。なお、各突出部を基板上のリードパターンに連結された線状導電部材によって構成してもよい。つまり、各基板の上辺に櫛歯状の線状部材アレイを別途付加するようにしてもよい。   Preferably, each protrusion includes a base layer protruding element having an elongated shape and the lead protruding element having an elongated shape. In each projecting portion, the base layer projecting element functions as a reinforcement or forming medium for the lead projecting element. In addition, you may comprise each protrusion part by the linear electrically-conductive member connected with the lead pattern on a board | substrate. That is, a comb-like linear member array may be separately added to the upper side of each substrate.

望ましくは、前記各リードは、前記リード突出要素と、前記リード突出要素の下端側に設けられ、水平方向に広がったリード中継要素と、前記リード中継要素を介して前記リード突出要素に対して電気的に接続されたリード本体要素と、で構成される。この構成によれば、水平方向に広がったリード中継要素によって、リード本体要素を基準として、リード突出要素の形成位置に自由度をもたすことが可能となる。望ましくは、前記各基板はフレキシブル回路基板である。フレキシブル回路基板であれば、エッチング等の手法によって、リードパターンを自在に形成できるので、例えば、スパース型アレイ振動子に容易に対応できる。   Preferably, each of the leads is electrically connected to the lead projecting element, the lead projecting element provided on the lower end side of the lead projecting element, and spread in the horizontal direction, to the lead projecting element via the lead relay element. And connected lead body elements. According to this configuration, the lead relay element spreading in the horizontal direction can have a degree of freedom in the formation position of the lead projecting element with reference to the lead body element. Preferably, each of the substrates is a flexible circuit board. In the case of a flexible circuit board, the lead pattern can be freely formed by a technique such as etching, so that it can be easily applied to, for example, a sparse array transducer.

(2)本発明は、X方向及びY方向で定義される面上に配列された複数の振動素子で構成されるアレイ振動子と、前記アレイ振動子の下方に設けられ、前記アレイ振動子から後方へ放射される超音波を減衰する部材であって、前記アレイ振動子に対して電気的に接続されるX方向に並んだ複数の基板を有するバッキング部材と、を含み、前記バッキング部材の上層部には、Y方向に並び且つそれぞれX方向に伸長した複数の切欠溝が形成され、これにより、前記各基板の上端部に複数の突出部が形成され、前記各突出部は、前記アレイ振動子側へ突出しつつリード突出要素を有し、前記各切欠溝にはバッキング材料が充填され、これにより、前記バッキング部材内において隣り合う突出部間がバッキング部材で満たされたことを特徴とする。 (2) The present invention provides an array transducer composed of a plurality of transducer elements arranged on a plane defined in the X direction and the Y direction, and provided below the array transducer, A member for attenuating ultrasonic waves radiated rearward, and having a plurality of substrates arranged in the X direction and electrically connected to the array transducer, and an upper layer of the backing member A plurality of cutout grooves arranged in the Y direction and extending in the X direction are formed in the portion, whereby a plurality of protrusions are formed at the upper end portion of each substrate, and each protrusion has the array vibration. It has a lead projecting element while projecting toward the child side, and each notch groove is filled with a backing material, whereby the adjacent projecting portions in the backing member are filled with the backing member.

上記構成によれば、バッキング部材の上層部への複数の切欠溝の形成によって、複数の基板が横断的に切削され、その結果として、バッキング部材の上層部に(隣接する切欠溝間に)複数の突出壁が形成され、つまり、各基板に複数の突出部が形成される。複数の切欠溝にはバッキング部材が充填されるので、各突出部間はバッキング材料で満たされる。これによって、各基板において超音波の回り込みや反射を生じさせていた部分が除去されるので、簡便な手法でありながら、それらの問題に効果的に対処できる。   According to the above configuration, the plurality of substrates are cut transversely by forming the plurality of notch grooves in the upper layer portion of the backing member, and as a result, a plurality of substrates are formed in the upper layer portion of the backing member (between adjacent notch grooves). Projecting walls are formed, that is, a plurality of projecting portions are formed on each substrate. Since the plurality of notch grooves are filled with the backing member, the space between the protrusions is filled with the backing material. As a result, the portions where the ultrasonic waves have sneak or reflected are removed from each substrate, so that these problems can be effectively dealt with while using a simple technique.

望ましくは、前記各切欠溝の底面は平坦である。望ましくは、前記各切欠溝の底面は1又は複数の斜面で構成される。底面(境界面)での超音波の反射が無視できるならば、その底面を水平にしてもよいが、そこでの超音波の反射が無視できない場合には、その底面を何らかの傾斜面として多重反射ができるだけ生じないようにするのが望ましい。   Preferably, the bottom surface of each notch groove is flat. Preferably, the bottom surface of each notch groove is composed of one or a plurality of inclined surfaces. If the reflection of the ultrasonic wave at the bottom surface (boundary surface) can be ignored, the bottom surface may be leveled. However, if the reflection of the ultrasonic wave at that point cannot be ignored, multiple reflections will be made with the bottom surface as some inclined surface. It is desirable to avoid it as much as possible.

望ましくは、前記各切欠溝に充填されるバッキング材料は、前記バッキング部材のバッキング本体を構成するバッキング材料と実質的に同一である。望ましくは、前記各突出部の上端のY方向幅は、その両側を通過する2つの切欠溝の間隔によって規定される。   Desirably, the backing material filled in each notch groove is substantially the same as the backing material constituting the backing body of the backing member. Preferably, the width in the Y direction at the upper end of each protrusion is defined by the interval between two notch grooves passing through both sides thereof.

(3)本発明は、複数の基板を有するバッキング部材を製作する工程と、前記バッキング部材の上側に複数の振動素子を設ける工程と、前記複数の振動素子の上側に複数の整合素子を設ける工程と、を含み、前記バッキング部材を製作する工程では、前記各基板の上端部に複数の突出部が形成され、前記各突出部はリード突出要素を有し、前記複数の振動素子を設ける工程では、前記バッキング部材の上面に露出した複数のリード突出要素端面が前記複数の振動素子に対して電気的に接続される、ことを特徴とする。 (3) The present invention includes a step of manufacturing a backing member having a plurality of substrates, a step of providing a plurality of vibration elements above the backing member, and a step of providing a plurality of matching elements above the plurality of vibration elements. In the step of manufacturing the backing member, a plurality of protrusions are formed at the upper end of each substrate, each protrusion has a lead protrusion element, and in the step of providing the plurality of vibration elements, The plurality of lead projecting element end faces exposed on the upper surface of the backing member are electrically connected to the plurality of vibration elements.

上記構成によれば、複数の基板を有するバッキング部材の製作に当たって、各基板に複数の突出部が形成される。バッキング部材は、複数の基板と複数のスペーサ板とを交互に積層する方法、バッキング板に形成された複数のスリットに複数の基板を挿入する方法、型枠内に複数の基板を位置決めしてバッキング材料を流し込む方法、などによって製作できる。複数の振動素子は、振動材料で構成されるプレートを二次元的にカッティングすることなどによって製作でき、これは複数の整合素子についても同様である。複数の振動素子と複数の整合素子とを同時にカッティングによって製作することもできる。この場合には、各振動素子の上面側に共通電極ではなく個別電極が形成される。   According to the above configuration, when the backing member having a plurality of substrates is manufactured, a plurality of protrusions are formed on each substrate. The backing member is a method of alternately laminating a plurality of substrates and a plurality of spacer plates, a method of inserting a plurality of substrates into a plurality of slits formed in the backing plate, a positioning by positioning the plurality of substrates in the mold It can be manufactured by the method of pouring material. The plurality of vibration elements can be manufactured by two-dimensionally cutting a plate made of a vibration material, and the same applies to the plurality of matching elements. A plurality of vibration elements and a plurality of matching elements can be simultaneously manufactured by cutting. In this case, an individual electrode is formed on the upper surface side of each vibration element instead of the common electrode.

望ましくは、前記バッキング部材を製作する工程は、前記複数の基板を用いてバッキングブロックを製作する工程と、前記バッキングブロックに対して複数の切欠溝を形成し、これによって前記各基板の上端部に前記複数の突出部を形成する工程と、前記複数の切欠溝にバッキング材料を充填する工程と、を含む。   Preferably, the step of manufacturing the backing member includes a step of manufacturing a backing block using the plurality of substrates, and a plurality of notches are formed in the backing block, thereby forming an upper end portion of each substrate. Forming the plurality of protrusions, and filling the plurality of cutout grooves with a backing material.

この方法によれば、最初にバッキングブロックを最初に製作した後に複数の切欠溝を形成することによって、簡便に各基板における不要部分を除去でき、つまり複数の突出部を容易に形成できる。その場合においても、各突出部は、それ単体で独立して存在するのではなく、その前後のバッキング材料によって保持されるため、強度的に良好な状態を構築できる。これにより、バッキング材料を流し込む時に各突出部が不用意に屈曲してしまう問題を未然に防止できる。   According to this method, by forming a plurality of cutout grooves after the first manufacturing of the backing block, unnecessary portions on each substrate can be easily removed, that is, a plurality of protrusions can be easily formed. Even in that case, since each protrusion part does not exist independently by itself, but is held by the backing material before and after the protrusion part, it is possible to construct a good strength state. As a result, it is possible to prevent the problem that the protrusions are bent unexpectedly when the backing material is poured.

望ましくは、前記バッキング部材を製作する工程は、前記複数の基板として、上端部におけるリード間に複数の空洞部が形成された複数の加工基板を製作する工程と、前記各空洞部にバッキング部材を充填させつつ、前記複数の加工基板を用いてバッキングブロックを製作する工程と、前記バッキングブロックの上端縁を取り除き、前記各加工基板の上端部に前記複数の突出部を形成する工程と、を含む。この方法によれば、各基板に複数の空洞部が形成されており、つまり、複数の突出部がその上端を相互に連結した状態で予め形成されている。よって、各空洞部にバッキング材料を充填して、各突出部の強度を確保してから、連結部分が除去される。   Preferably, the step of manufacturing the backing member includes a step of manufacturing a plurality of processed substrates in which a plurality of cavities are formed between leads at the upper end as the plurality of substrates, and a backing member in each of the cavities. A step of manufacturing a backing block using the plurality of processed substrates while filling, and a step of removing the upper end edge of the backing block and forming the plurality of protrusions at the upper end of each processed substrate. . According to this method, a plurality of cavities are formed in each substrate, that is, the plurality of protrusions are formed in advance with their upper ends connected to each other. Therefore, after filling each cavity with a backing material and securing the strength of each protrusion, the connecting portion is removed.

望ましくは、前記バッキング部材を製作する工程は、前記複数の基板として、上端部におけるリード間に複数の空洞部が形成された複数の加工基板を製作する工程と、前記各空洞部にバッキング部材を充填させ、その後に、前記各加工基板の上端縁を取り除き、前記各加工基板の上端部に前記複数の突出部を形成する工程と、前記複数の突出部が形成された複数の加工基板を用いて、前記バッキング部材を製作する工程と、を含む。この方法によれば、各基板の空洞部へのバッキング材料の流し込みによって基板単位で強度を確保してからバッキングブロックが製作され、その上端縁が除去される。   Preferably, the step of manufacturing the backing member includes a step of manufacturing a plurality of processed substrates in which a plurality of cavities are formed between leads at the upper end as the plurality of substrates, and a backing member in each of the cavities. Filling, and then removing the upper edge of each processed substrate to form the plurality of protrusions on the upper end of each processed substrate, and using the plurality of processed substrates on which the plurality of protrusions are formed And manufacturing the backing member. According to this method, the backing block is manufactured after the strength is secured on a substrate basis by pouring the backing material into the cavity of each substrate, and its upper edge is removed.

望ましくは、前記複数の切欠溝の形成前においては、前記各基板における各リードの上端部が幅広に形成され、前記複数の切欠溝の形成時に、前記各リードの上端部が部分的に除去されて前記リード突出要素が残存する。この構成によれば、各基板に位置決め誤差があっても、各リードの上端部が幅広に形成されているため、複数の切欠溝を形成しても、確実に複数の突出部を形成することができる。   Preferably, before the formation of the plurality of cutout grooves, the upper ends of the leads in the substrates are formed wide, and when the plurality of cutout grooves are formed, the upper ends of the leads are partially removed. Thus, the lead protruding element remains. According to this configuration, even if there is a positioning error on each substrate, the upper end of each lead is formed wide, so even if multiple notches are formed, multiple protrusions can be reliably formed Can do.

以上説明したように、本発明によれば、良好な特性を有する超音波探触子を提供することができる。特に、超音波振動子に設けられるバッキング部材の特性を良好にできる。あるいは、本発明によれば、良好な特性をもったバッキング部材を簡便にあるいは精度良く製作できる。   As described above, according to the present invention, an ultrasonic probe having good characteristics can be provided. In particular, the characteristics of the backing member provided in the ultrasonic transducer can be improved. Alternatively, according to the present invention, a backing member having good characteristics can be easily or accurately manufactured.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図4には本実施形態に係る振動子アセンブリが示されている。この振動子アセンブリは超音波探触子のケース(図示せず)内に配置されるものである。超音波探触子は生体の表面上に当接され、あるいは、生体の体腔内に挿入される。超音波探触子において超音波を送受波することにより、受信信号が取得され、超音波探触子が接続された医療用超音波診断装置においては、その受信信号に基づいて超音波画像が形成される。超音波画像としては、二次元断層画像、二次元ドプラ画像、三次元画像などが知られている。   FIG. 4 shows a vibrator assembly according to this embodiment. This transducer assembly is arranged in a case (not shown) of the ultrasonic probe. The ultrasonic probe is brought into contact with the surface of the living body or inserted into the body cavity of the living body. A reception signal is acquired by transmitting and receiving an ultrasonic wave in the ultrasonic probe, and an ultrasonic image is formed based on the reception signal in a medical ultrasonic diagnostic apparatus to which the ultrasonic probe is connected. Is done. As an ultrasonic image, a two-dimensional tomographic image, a two-dimensional Doppler image, a three-dimensional image, and the like are known.

図4において、振動子アセンブリは、バッキング部材52、振動素子アレイ(アレイ振動子)54、整合素子アレイ(整合層)56などを有している。なお、図4において、X方向及びY方向は複数の振動素子58の配列方向を示しており、Z方向は超音波の送受波方向を示している。   In FIG. 4, the vibrator assembly includes a backing member 52, a vibration element array (array vibrator) 54, a matching element array (matching layer) 56, and the like. In FIG. 4, the X direction and the Y direction indicate the arrangement direction of the plurality of vibration elements 58, and the Z direction indicates the ultrasonic wave transmission / reception direction.

バッキング部材52は、バッキング材料で構成されるバッキング本体73と、複数の基板72とで構成されている。バッキング材料は、例えば、エポキシ樹脂に対して、添加材としてタングステン、シリコーンゴムなどを加えたものである。各基板72は、フィルム状のベース層74と、そのベース層74の一方面に形成されたリードパターンとによって構成されている。リードパターンは複数のリード76によって構成されている。リード76は、ベース層74上に形成された銅層をエッチング処理することで形成される。導伝性および接着性の向上のため、更にニッケルや金などをメッキしてもよい。その厚みは、例えば数μm〜30μmである。基板72全体の厚みはリード76の厚みを含めて例えば数十〜百μmである。ベース層74は例えばポリイミドなどの絶縁部材によって構成されている。バッキング部材52の構造及び各基板72の形態については後に詳述する。   The backing member 52 is composed of a backing body 73 made of a backing material and a plurality of substrates 72. The backing material is obtained by adding, for example, tungsten or silicone rubber as an additive to an epoxy resin. Each substrate 72 includes a film-like base layer 74 and a lead pattern formed on one surface of the base layer 74. The lead pattern is composed of a plurality of leads 76. The lead 76 is formed by etching a copper layer formed on the base layer 74. In order to improve conductivity and adhesion, nickel or gold may be further plated. The thickness is, for example, several μm to 30 μm. The total thickness of the substrate 72 is, for example, several tens to hundreds of micrometers including the thickness of the leads 76. The base layer 74 is made of an insulating member such as polyimide. The structure of the backing member 52 and the form of each substrate 72 will be described in detail later.

バッキング部材52の上側には振動素子アレイ54が設けられている。振動素子アレイ54はX方向及びY方向に配列された、つまり二次元配列された、複数の振動素子58によって構成される。図4においては、少数の振動素子58のみが示されているが、実際には、振動素子アレイ54は数百から数千の振動素子58によって構成される。振動素子アレイ54がいわゆるスパース型2Dアレイ振動子であってもよい。   A vibrating element array 54 is provided above the backing member 52. The vibration element array 54 includes a plurality of vibration elements 58 arranged in the X direction and the Y direction, that is, two-dimensionally arranged. In FIG. 4, only a small number of vibration elements 58 are shown, but actually, the vibration element array 54 is composed of hundreds to thousands of vibration elements 58. The vibration element array 54 may be a so-called sparse type 2D array vibrator.

振動素子アレイ54は、振動材料で構成される1枚のプレートに対してX方向及びY方向に整列した複数の分離溝60を形成することによって製作される。各分離溝60内には目詰め部材62が充填される。符号59は各振動素子58ごとに設けられたシグナル電極を表しており、符号64は複数の振動素子58に対する共通のグランド電極を表している。各分離溝60の下端はバッキング部材52の上面から内部へ若干入り込んでいるが、本実施形態において、その入り込み量は非常に小さく、後に説明する切欠部あるいは切欠溝の深さよりも浅いものであり、またその溝幅も小さいものである。   The vibration element array 54 is manufactured by forming a plurality of separation grooves 60 aligned in the X direction and the Y direction with respect to one plate made of a vibration material. A filling member 62 is filled in each separation groove 60. Reference numeral 59 represents a signal electrode provided for each vibration element 58, and reference numeral 64 represents a common ground electrode for the plurality of vibration elements 58. The lower end of each separation groove 60 slightly enters the inside from the upper surface of the backing member 52, but in this embodiment, the amount of entry is very small and is shallower than the depth of the notch or notch groove described later. The groove width is also small.

振動素子アレイ54の上側には整合素子アレイ56が設けられる。整合素子アレイ56は複数の整合素子70によって構成されている。それらの整合素子70は、整合材料からなる1枚のプレートに対してX方向及びY方向に整列した複数の分離溝66を形成することによって製作される。各分離溝66内には目詰め材68が充填される。なお、分離溝66と分離溝60を同時に形成することも可能である。この場合においては、各振動素子58ごとにグランド電極が設けられる。   A matching element array 56 is provided above the vibration element array 54. The matching element array 56 includes a plurality of matching elements 70. The matching elements 70 are manufactured by forming a plurality of separation grooves 66 aligned in the X direction and the Y direction with respect to a single plate made of a matching material. A filling material 68 is filled in each separation groove 66. It is possible to form the separation groove 66 and the separation groove 60 simultaneously. In this case, a ground electrode is provided for each vibration element 58.

次に、バッキング部材52について更に説明する。各基板72には、その上端部に、以下に図5を用いて説明するように、複数の突出部が形成されている。図4においては、2つの突出部における2つの上端面が示されている。バッキング部材52を上層部73Aとそれ以外の部分(下層部)73Bとに区分すると、上層部73Aにおいては複数の突出部からなる突出部アレイが構成されることになり、各突出部の上端面がバッキング部材52の上面に露出する。バッキング部材52における下層部73Bにおいては各基板72におけるベース層本体が存在する。ちなみに、図4においては、バッキング本体73において、上層部73Aと下層部73Bとが一体化された部材となっているが、後に説明するように、バッキング本体73を複数のパーツによって構成するようにしてもよい。   Next, the backing member 52 will be further described. Each substrate 72 has a plurality of protrusions formed at the upper end thereof as described below with reference to FIG. In FIG. 4, two upper end surfaces of the two protrusions are shown. When the backing member 52 is divided into the upper layer portion 73A and the other portion (lower layer portion) 73B, the upper layer portion 73A forms a protruding portion array composed of a plurality of protruding portions, and the upper end surface of each protruding portion. Is exposed on the upper surface of the backing member 52. In the lower layer portion 73B of the backing member 52, the base layer main body of each substrate 72 exists. Incidentally, in FIG. 4, in the backing body 73, the upper layer portion 73A and the lower layer portion 73B are integrated members. However, as will be described later, the backing body 73 is constituted by a plurality of parts. May be.

図5には、上述した基板72が斜視図として示されている。上述したように、基板72はベース層74と複数のリード76とによって構成される。本実施形態では、図5に示されるように、基板72における上端部が部分的に除去されており、具体的には、上層部73Aに属する区間において複数の切欠部80が形成されている。複数の切欠部80を形成した結果として、ベース層74の上端部分には上方に突出する複数の突出部82が形成されている。各突出部82は、ベース層突出要素74Aとリード突出要素76Aとで構成される。リード突出要素76Aはリード76の上端部分を構成し、ベース層突出要素74Aはベース層74の一部分であって、リード突出要素76Aの補強材あるいは支持媒体として機能している。突出部82の上端面は、ベース層突出要素74Aの上端面74Bと、リード突出要素76Aの上端面76Bと、で構成される。突出部82の上端面が上述したようにバッキング部材の上面において露出することになり、特に、リード突出要素76Aの上端面76Bが、それに対応する振動素子のシグナル電極に電気的に接続される。   FIG. 5 shows the above-described substrate 72 as a perspective view. As described above, the substrate 72 includes the base layer 74 and the plurality of leads 76. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the upper end portion of the substrate 72 is partially removed, and specifically, a plurality of cutout portions 80 are formed in a section belonging to the upper layer portion 73A. As a result of forming the plurality of notches 80, a plurality of protruding portions 82 protruding upward are formed at the upper end portion of the base layer 74. Each protrusion 82 includes a base layer protrusion element 74A and a lead protrusion element 76A. The lead projecting element 76A constitutes the upper end portion of the lead 76, and the base layer projecting element 74A is a part of the base layer 74 and functions as a reinforcing material or a support medium for the lead projecting element 76A. The upper end surface of the projecting portion 82 includes an upper end surface 74B of the base layer projecting element 74A and an upper end surface 76B of the lead projecting element 76A. As described above, the upper end surface of the projecting portion 82 is exposed on the upper surface of the backing member, and in particular, the upper end surface 76B of the lead projecting element 76A is electrically connected to the signal electrode of the corresponding vibration element.

以上のように、基板72の上端部には複数の突出部82が構成され、ベース層74はベース層本体74Cと複数のベース層突出要素74Aとで構成されることになる。つまり、複数の切欠部80を形成したことによってベース層74における不要な部分が除去されている。ただし、基板72においてあらかじめ複数の切欠部80を形成すると、各突出部82の強度が不十分となり、複数の突出部82の配列を十分に維持することが難しくなる。そこで、本実施形態においては、後に説明するように、上記のような複数の切欠部80を形成する前に複数の基板をバッキング材料と共に一体化し、その後において複数の切欠溝を形成することにより、結果として、各基板72ごとに複数の切欠部80を形成するようにしている。   As described above, the plurality of projecting portions 82 are formed on the upper end portion of the substrate 72, and the base layer 74 is composed of the base layer main body 74C and the plurality of base layer projecting elements 74A. That is, unnecessary portions in the base layer 74 are removed by forming the plurality of notches 80. However, if the plurality of notches 80 are formed in advance in the substrate 72, the strength of each protrusion 82 becomes insufficient, and it becomes difficult to sufficiently maintain the arrangement of the plurality of protrusions 82. Therefore, in this embodiment, as will be described later, by forming a plurality of substrates together with a backing material before forming the plurality of notches 80 as described above, and then forming a plurality of notches, As a result, a plurality of notches 80 are formed for each substrate 72.

本実施形態において、複数の振動素子についての素子間ピッチは例えば0.3mmであり、突出部82におけるY方向の大きさは例えば0.1mmである。よって、隣接する2つの突出部82の間の距離は例えば0.2mmである。もちろん、それらの数値は一例であって、それ以外の数値を採用することもできる。突出部82におけるY方向の大きさは、電気的な接続を良好に行える限りにおいてできる限り小さくするのが望ましい。すなわち、切欠部80の大きさを増大することにより、超音波の反射や超音波の伝搬などの問題をより効果的に防止することが可能となる。   In the present embodiment, the inter-element pitch for the plurality of vibration elements is, for example, 0.3 mm, and the size in the Y direction of the protruding portion 82 is, for example, 0.1 mm. Therefore, the distance between two adjacent protrusions 82 is, for example, 0.2 mm. Of course, those numerical values are examples, and other numerical values may be adopted. It is desirable that the size of the protruding portion 82 in the Y direction be as small as possible as long as electrical connection can be satisfactorily performed. That is, by increasing the size of the notch 80, problems such as reflection of ultrasonic waves and propagation of ultrasonic waves can be more effectively prevented.

各切欠部80の深さつまり各突出部82の突出量は超音波の波長の2倍以上に設定するのが望ましく、特に超音波の波長の3倍以上に設定するのが望ましい。その突出量をより大きくするようにしてもよいが、強度面の問題が生じる可能性があるため、例えば超音波の波長の3倍に設定するのが望ましい。例えば、バッキング部材内での超音波の速度を2000m/sとし、超音波の周波数を5MHzとした場合、波長は0.4mmとなるので、切欠部80の深さとしては例えば1.2mmをあげることができる。その数値は諸条件によって変動し得るものであり、一般には、0.3〜4.0mmの範囲内に設定され、特に望ましくは0.5〜2.0mmの範囲内に設定される。   The depth of each notch 80, that is, the protrusion amount of each protrusion 82 is preferably set to at least twice the wavelength of the ultrasonic wave, and more preferably set to at least three times the wavelength of the ultrasonic wave. Although the protrusion amount may be increased, it is desirable to set the projection amount to, for example, three times the wavelength of the ultrasonic wave because there may be a problem in strength. For example, when the ultrasonic velocity in the backing member is 2000 m / s and the ultrasonic frequency is 5 MHz, the wavelength is 0.4 mm. Therefore, the depth of the notch 80 is, for example, 1.2 mm. be able to. The numerical value can vary depending on various conditions, and is generally set within a range of 0.3 to 4.0 mm, and particularly preferably within a range of 0.5 to 2.0 mm.

図5に示す各突出部82の形状は図示のように細長形状とするのが望ましいが、例えば上方に向けて先細となった形態を採用することもできる。同様に、各切欠部80の形態についても矩形の他に上方に広がった台形、三角形などの各種の形態を採用し得る。ただし、後に説明するように、複数の切欠溝における底面での超音波の反射が問題となるような場合には、その底面の形態として、超音波の反射をできる限り防止できるようなものを採用するのが望ましい。   The shape of each protrusion 82 shown in FIG. 5 is preferably an elongated shape as shown in the figure, but it is also possible to adopt a form that tapers upward, for example. Similarly, various shapes such as a trapezoid and a triangle extending upward in addition to a rectangle can be adopted as the shape of each notch 80. However, as will be described later, when the reflection of ultrasonic waves at the bottom surface in a plurality of notch grooves becomes a problem, the bottom surface is configured to prevent ultrasonic reflection as much as possible. It is desirable to do.

図4に示したバッキング部材52を製作する場合には、上述した複数の切欠部が形成されていない従来同様の複数の基板をバッキング材料と共に一体化させて、立方体形状のバッキングブロックが形成される。そして、図6に示すように、バッキングブロック83に対してY方向に一定の並びをもって複数の切欠溝84が形成される。各切欠溝84はX方向に伸長した横断溝である。なお、各切欠溝84は、ダイシングソーによる切削、レーザーによる切削、サンドブラストによる切削などによって形成することができる。   When the backing member 52 shown in FIG. 4 is manufactured, a plurality of conventional substrates that are not formed with the plurality of notches described above are integrated together with a backing material to form a cube-shaped backing block. . Then, as shown in FIG. 6, a plurality of cutout grooves 84 are formed with a certain arrangement in the Y direction with respect to the backing block 83. Each notch groove 84 is a transverse groove extending in the X direction. In addition, each notch groove 84 can be formed by cutting with a dicing saw, cutting with a laser, cutting with sandblast, or the like.

複数の切欠溝84を形成すると、バッキングブロック83における上端部に複数の突出壁86が残される。複数の突出壁86は、Y方向に所定間隔で整列しており、具体的には、振動素子ピッチで整列しており、各突出壁86はX方向に伸長した壁部分である。各突出壁86は図示されるように複数の突出部82及びそれらの間に存在するバッキング材料部分88によって構成される。つまり、複数のバッキング材料部分88により各突出部82が物理的に保持されることになり、ここの突出部82の強度が不十分であったとしても、突出壁86全体としての強度により突出部アレイのパターンを維持することが可能となる。なお、図6において、符号83Aはバッキングブロック83の上層部を示しており、符号83Bはバッキングブロック83の下層部を表している。   When the plurality of cutout grooves 84 are formed, the plurality of protruding walls 86 are left at the upper end portion of the backing block 83. The plurality of protruding walls 86 are aligned at a predetermined interval in the Y direction, specifically, are aligned at a vibration element pitch, and each protruding wall 86 is a wall portion extending in the X direction. Each protruding wall 86 is constituted by a plurality of protruding portions 82 and a backing material portion 88 existing therebetween as shown. That is, each protrusion 82 is physically held by the plurality of backing material portions 88, and even if the strength of the protrusion 82 is insufficient, the protrusions depend on the strength of the entire protrusion wall 86. The pattern of the array can be maintained. In FIG. 6, reference numeral 83 </ b> A indicates the upper layer portion of the backing block 83, and reference numeral 83 </ b> B indicates the lower layer portion of the backing block 83.

以上のようにバッキングブロック83に複数の突出壁86が形成されると、次に、図7に示すように、複数の切欠溝84内に対してバッキング材料90が充填され、それが硬化される。そのバッキング材料90は上記のバッキング本体73を構成していたバッキング材料と同一のものである。以上により、バッキング部材92が完成する。このバッキング部材92は図4に示したバッキング材52に相当するものである。なお、図7において、符号94は振動素子配列を表している。各振動素子の下面中央に各突出部の上端面が現れている。   When the plurality of protruding walls 86 are formed on the backing block 83 as described above, the backing material 90 is then filled into the plurality of notch grooves 84 and cured as shown in FIG. . The backing material 90 is the same as the backing material constituting the backing body 73 described above. Thus, the backing member 92 is completed. This backing member 92 corresponds to the backing material 52 shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 94 represents a vibration element array. The upper end surface of each protrusion appears at the center of the lower surface of each vibration element.

次に、図8を用いて、本実施形態に係る超音波探触子の製造方法についてより詳しく説明する。まず、S101では上述したバッキングブロックが製作される。バッキングブロックの製作方法としては各種の方法をあげることができ、これについては後に図9〜図12を用いて説明する。   Next, the manufacturing method of the ultrasonic probe according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG. First, in S101, the above-described backing block is manufactured. Various methods can be given as a method for manufacturing the backing block, which will be described later with reference to FIGS.

S102では、図6に示したように、バッキングブロックに対してその上面側から複数の切欠溝が形成される。これによって、バッキングブロックの上端部に複数の突出壁が形成される。S103では、各切欠溝に対してバッキング材料が充填され、すなわち溝埋めが行われる。   In S102, as shown in FIG. 6, a plurality of notch grooves are formed from the upper surface side of the backing block. As a result, a plurality of protruding walls are formed at the upper end of the backing block. In S103, each notch groove is filled with a backing material, that is, groove filling is performed.

次に、S104では、以上のように形成されたバッキング部材の上面に対して研磨処理が行われる。そして、その上面に電極層が形成される。この場合、各振動素子ごとに電極パットを形成するようにしてもよいし、一層からなる電極層を形成し、後のダイシングによってその電極層を複数の素子電極に分割するようにしてもよい。   Next, in S104, a polishing process is performed on the upper surface of the backing member formed as described above. An electrode layer is formed on the upper surface. In this case, an electrode pad may be formed for each vibration element, or an electrode layer composed of one layer may be formed, and the electrode layer may be divided into a plurality of element electrodes by subsequent dicing.

S105では、バッキング部材の上面に圧電板が接着される。この圧電板は複数の振動素子を構成するものであり、周知のPZTなどの材料を用いることもできるし、あるいは複合材料を用いることもできる。S106では、圧電板に対して二次元的なダイシングが行われる。すなわち、1枚の圧電板が複数の振動素子に分割されることになる。また、S106では、各ダイシング溝(分離溝)に対して目詰め材が充填される。その分離溝は空気層であってもよいが、このような目詰めを行うことにより音響的及び電気的な特性を長期間にわたって維持することが容易となる。   In S105, the piezoelectric plate is bonded to the upper surface of the backing member. This piezoelectric plate constitutes a plurality of vibration elements, and a known material such as PZT can be used, or a composite material can also be used. In S106, two-dimensional dicing is performed on the piezoelectric plate. That is, one piezoelectric plate is divided into a plurality of vibration elements. In S106, each dicing groove (separation groove) is filled with a filling material. The separation groove may be an air layer, but such clogging facilitates maintaining the acoustic and electrical characteristics over a long period of time.

S107では、複数の振動素子の上面に共通のグランド電極が設けられる。このグランド電極は例えば銅箔などである。そして、S107では、グランド電極の上面側に音響整合板が接着される。S108では、音響整合板が二次元的にダイシングされ、また、各ダイシング溝(分離溝)に対する目詰め処理がなされる。S109では、以上のように構成された振動子アセンブリが探触子ケース内に配置されつつ、必要な配線が行われる。これによって超音波探触子が完成する。   In S107, a common ground electrode is provided on the upper surfaces of the plurality of vibration elements. The ground electrode is, for example, a copper foil. In S107, an acoustic matching plate is bonded to the upper surface side of the ground electrode. In S108, the acoustic matching plate is two-dimensionally diced, and each dicing groove (separation groove) is clogged. In S109, necessary wiring is performed while the transducer assembly configured as described above is arranged in the probe case. This completes the ultrasonic probe.

図9〜図11には、バッキングブロックの製作方法が示されている。図9に示す方法では、複数の基板102と複数のスペーサ板108とが交互に積層されて、バッキングブロック100が構成されている。それらは接着剤によって接着される。スペーサ板108はバッキング材料によって構成され、基板102は上述同様にFPCなどであって、それはベース層103とリードパターン104とで構成される。リードパターン104は上述したように複数のリード106から成るものである。   9 to 11 show a method for manufacturing a backing block. In the method shown in FIG. 9, a plurality of substrates 102 and a plurality of spacer plates 108 are alternately stacked to form a backing block 100. They are bonded by an adhesive. The spacer plate 108 is made of a backing material, and the substrate 102 is an FPC or the like as described above, and is made up of the base layer 103 and the lead pattern 104. The lead pattern 104 includes a plurality of leads 106 as described above.

図10に示すバッキングブロック110においては、2つのバッキング材料110R,110Lが貼り合わせて1つのブロックが構成されており、そのブロックにはスリット列112が形成されている。スリット列112は複数のスリット114によって構成され、各スリット114にはそれぞれ基板116が差し込まれる。基板116にはリードパターン118が構成されている。各スリット114に対してそれぞれ基板116を挿入してそれらを位置決めした後、ブロックに対して符号120,122で示すように、切削加工が行われ、これによってバッキングブロック110が構成される。   In the backing block 110 shown in FIG. 10, two backing materials 110R and 110L are bonded together to form one block, and slit rows 112 are formed in the block. The slit row 112 includes a plurality of slits 114, and a substrate 116 is inserted into each slit 114. A lead pattern 118 is formed on the substrate 116. After inserting the board | substrate 116 with respect to each slit 114 and positioning it, as shown by the codes | symbols 120 and 122 with respect to a block, cutting is performed and the backing block 110 is comprised by this.

また、図11に示すように、2つのフレーム121,123の間に複数の基板124を配置し、2つのフレーム121,123の間にバッキング材料126を充填し、その後に符号128,130で示されるように上面及び下面の切削加工を行うようにしてもよい。更に、図12に示されるように、型枠131内に2つのフレーム121,123を配置し、それらによって複数の基板124を位置決めした後に、上記同様にバッキング材料126を型枠131内に充填するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 11, a plurality of substrates 124 are arranged between the two frames 121 and 123, and a backing material 126 is filled between the two frames 121 and 123, and then indicated by reference numerals 128 and 130. As described above, the upper surface and the lower surface may be cut. Further, as shown in FIG. 12, after two frames 121 and 123 are arranged in the mold 131 and the plurality of substrates 124 are positioned by them, the backing material 126 is filled in the mold 131 in the same manner as described above. You may do it.

ところで、バッキングブロックに対して複数の切欠溝を形成する場合において、各切欠溝が単純な矩形の溝であると、場合によっては図13に示すような問題が生じる。すなわち、バッキング部材92には上層部83Aと下層部83Bで区分されるが、この場合において、上層部83Aに存在するバッキング材料134と、下層部83Bに存在するベース層本体あるいはバッキング材料132と、の間における境界面135が水平で平坦であるために、その境界面135において超音波の反射が生じる(符号142参照)。このような反射波142は、多重反射を引き起こすものであり、場合によっては超音波の送受波特性に悪影響を及ぼす。   By the way, in the case where a plurality of cutout grooves are formed in the backing block, if each cutout groove is a simple rectangular groove, there is a problem as shown in FIG. That is, the backing member 92 is divided into an upper layer portion 83A and a lower layer portion 83B. In this case, the backing material 134 present in the upper layer portion 83A, the base layer body or the backing material 132 present in the lower layer portion 83B, Since the boundary surface 135 is horizontal and flat, the ultrasonic wave is reflected at the boundary surface 135 (see reference numeral 142). Such a reflected wave 142 causes multiple reflection, and may adversely affect the transmission / reception characteristics of the ultrasonic wave.

そこで、図14に示すように、上層部150Aと下層部150Bとの間の境界面を1又は複数の斜面とするのが望ましい。図14に示す例では、上層部150Aにおけるバッキング材料154が下方に向かって突出した三角形の形状を有しており、これによって2つの斜面156A,156Bが形成されている。ちなみに、符号152は下層部150Bに存在するベース層本体あるいはバッキング材料を表している。   Therefore, as shown in FIG. 14, it is desirable that the boundary surface between the upper layer portion 150A and the lower layer portion 150B be one or more inclined surfaces. In the example shown in FIG. 14, the backing material 154 in the upper layer portion 150 </ b> A has a triangular shape protruding downward, thereby forming two inclined surfaces 156 </ b> A and 156 </ b> B. Incidentally, reference numeral 152 represents a base layer body or backing material present in the lower layer 150B.

この図14に示すバッキング部材150によれば、各分離溝ごとに2つの斜面156A,156Bが形成されているので、符号158に示すように、振動素子から後方に放射された超音波はいずれかの斜面156A,156Bで水平方向に反射することになり、上述した多重反射の問題を効果的に抑制することが可能となる。よって、そのような問題を解消できる限りにおいて、各分離溝の底面の形状としては各種の形態を採用することができる。例えば、鋸歯状の形態、単一斜面の形態、湾曲面の形態などを採用することができる。ただし、上層部150Aと下層部150Bとにおいて同じバッキング材料が用いられて、それらの境界面における超音波の反射が実質的に無視できるような程度であれば、各切欠溝の底面を水平面とすることも可能である。   According to the backing member 150 shown in FIG. 14, since two inclined surfaces 156A and 156B are formed for each separation groove, as indicated by reference numeral 158, any ultrasonic wave radiated backward from the vibration element is selected. The slopes 156A and 156B are reflected in the horizontal direction, and the above-described problem of multiple reflection can be effectively suppressed. Therefore, as long as such a problem can be solved, various forms can be adopted as the shape of the bottom surface of each separation groove. For example, a sawtooth shape, a single slope shape, a curved surface shape, or the like can be adopted. However, if the same backing material is used in the upper layer portion 150A and the lower layer portion 150B and the reflection of ultrasonic waves at their boundary surfaces is substantially negligible, the bottom surface of each notch groove is a horizontal plane. It is also possible.

図15及び図16には、図14に示したバッキング部材を製作する方法が示されている。図15に示されるように、バッキングブロック160に対して複数の切欠溝164が形成される。この場合においては、ダイシングソーで用いられるブレードの形態を適宜選択することにより、隣接する突出壁166間において下方に向かって突出した溝形状を実現することが可能である。なお、符号161は基板を表しており、符号162はバッキング本体を表している。   15 and 16 show a method of manufacturing the backing member shown in FIG. As shown in FIG. 15, a plurality of cutout grooves 164 are formed in the backing block 160. In this case, by appropriately selecting the shape of the blade used in the dicing saw, it is possible to realize a groove shape protruding downward between the adjacent protruding walls 166. Reference numeral 161 represents a substrate, and reference numeral 162 represents a backing body.

複数の切欠溝164が形成された後、それらに対してバッキング材料172が充填される。それが図16に示されている。これによって、バッキング部材170が構成され、そのバッキング部材170は図14に示したバッキング部材150に相当するものである。   After the plurality of notches 164 are formed, they are filled with a backing material 172. This is shown in FIG. Thus, a backing member 170 is configured, and the backing member 170 corresponds to the backing member 150 shown in FIG.

次に、図17及び図18を用いて基板の変形例について説明する。図17に示す基板180は複数のリード184からなるリードパターン182を有している。各リード184は、リード本体186とその上端側に形成された幅広上端部188とで構成される。ちなみに、符号190はリード本体186と幅広上端部188とを連絡している中継部分を表しており、それはテーパー形状を有している。   Next, a modified example of the substrate will be described with reference to FIGS. A substrate 180 shown in FIG. 17 has a lead pattern 182 including a plurality of leads 184. Each lead 184 includes a lead main body 186 and a wide upper end 188 formed on the upper end side thereof. Incidentally, reference numeral 190 represents a relay portion connecting the lead main body 186 and the wide upper end 188, which has a tapered shape.

また、図18には、基板についての更に他の変形例が示されており、この基板192は図示のようなリードパターン194を有している。すなわち、各リード196はリード本体198と幅広上端部に相当する部分202とを有しているが、幅広上端部202は相互に連結されており、それら全体として上端連結部200を構成している。図17に示した基板180及び図18に示した基板192を用いれば、以下に説明するように、基板の位置決め誤差が発生した場合においても上端部配列を適正なものにできるという利点がある。これについて説明する。   FIG. 18 shows still another modified example of the substrate, and the substrate 192 has a lead pattern 194 as shown in the drawing. That is, each lead 196 has a lead body 198 and a portion 202 corresponding to the wide upper end, but the wide upper end 202 is connected to each other, and constitutes the upper end connecting portion 200 as a whole. . Use of the substrate 180 shown in FIG. 17 and the substrate 192 shown in FIG. 18 has an advantage that the upper end arrangement can be made appropriate even when a substrate positioning error occurs, as will be described below. This will be described.

図19には、バッキング部材を上面から見た模式図が示されている。バッキング部材内には上記の図17に示した基板180に相当する3つの基板180A,180B,180Cが設けられている。それぞれの基板180A,180B,180Cは位置的に不統一となっている。このような状態において、複数の切欠溝204を形成した場合、複数の幅広上端部188A,188B,188Cのいずれについても部分的な残留が生じ、すなわち、その部分をもってリード上端要素188Aa,188Ba,188Caを構成することができる。   FIG. 19 shows a schematic view of the backing member as viewed from above. Three substrates 180A, 180B and 180C corresponding to the substrate 180 shown in FIG. 17 are provided in the backing member. The respective substrates 180A, 180B, and 180C are inconsistent in position. In such a state, when the plurality of cutout grooves 204 are formed, partial remaining occurs in any of the plurality of wide upper end portions 188A, 188B, 188C, that is, the lead upper end elements 188Aa, 188Ba, 188Ca with that portion. Can be configured.

すなわち、その状態では、図20に示されるように、リード184がリード本体186と、中継要素190と、幅広上端部188において残された部分(リード上端要素)188aとで構成される。つまり、振動素子に電気的に接続されるリード上端要素188aを確実にリード本体186に接続することが可能となる。また、その場合においても、隣接するリード間において電気的な短絡等は生じない。ちなみに、符号206は切欠溝の深さを表しており、符号208は幅広となっている部分の最大深さを表している。それらの差が中継要素190の存在領域となり、その中継要素190によって上述したようにリード上端要素188aとリード本体186との電気的な接続が図られる。なお、符号209はバッキング部材に形成された切欠溝内に充填されたバッキング材料を表している。符号180Aは基板180の上層部を表しており、符号180Bは基板180の下層部を表している。   In other words, in this state, as shown in FIG. 20, the lead 184 includes a lead body 186, a relay element 190, and a portion (lead upper end element) 188a left in the wide upper end 188. That is, the lead upper end element 188a that is electrically connected to the vibration element can be reliably connected to the lead body 186. Even in this case, an electrical short circuit or the like does not occur between adjacent leads. Incidentally, reference numeral 206 represents the depth of the cutout groove, and reference numeral 208 represents the maximum depth of the widened portion. The difference between them is an area where the relay element 190 exists, and the relay element 190 makes electrical connection between the lead upper end element 188a and the lead body 186 as described above. Reference numeral 209 denotes a backing material filled in a notch groove formed in the backing member. Reference numeral 180 </ b> A represents an upper layer portion of the substrate 180, and reference numeral 180 </ b> B represents a lower layer portion of the substrate 180.

以上においては、図17に示した基板180についての作用を説明したが、図18に示した基板192についても上記同様の作用を得ることができる。すなわち、複数の切欠溝の形成により上述した上端連結部200が各リードごとの部分に分離されることになる。   In the above, the operation of the substrate 180 shown in FIG. 17 has been described, but the same operation as described above can be obtained for the substrate 192 shown in FIG. That is, the above-described upper end connecting portion 200 is separated into portions for each lead by forming a plurality of cutout grooves.

次に、図21及び図22を用いて複数の突出部の他の製造方法について説明する。基板210には、その上端部212に複数の空洞部214が形成されている。各空洞部214は、隣接する2つのリード215間に設けられている。各空洞部214は閉じた空洞であり、その上側には連絡部218が存在している。すなわち、各突出部216はそれぞれ相互に上端部分で連結されており、それらの配列が維持されている。   Next, another method for manufacturing the plurality of protrusions will be described with reference to FIGS. A plurality of cavities 214 are formed in the upper end 212 of the substrate 210. Each cavity 214 is provided between two adjacent leads 215. Each cavity 214 is a closed cavity, and a communication part 218 exists above the cavity. That is, the protrusions 216 are connected to each other at the upper end portion, and their arrangement is maintained.

上記の空洞部214は例えば、レーザー加工、エッチング加工、パンチング加工などによって容易に製作することができる。基板210を用いてバッキングブロックを製作する場合、図9−図12に示したような各種の手法を用いることができる。その場合において、バッキングブロックの製作段階において各空洞部214にバッキング材料220を充填するようにしてもよいし、バッキングブロックの製作前に各基板210ごとにそれぞれの空洞部214に対してバッキング材料220を充填するようにしてもよい。いずれにしても、バッキングブロックが完成した後、その上端縁部分が切削加工されることになり、具体的には、各基板210に着目すると、符号222で示されるように上端縁が除去され、これによって図4や図7に示したようなバッキング部材と同様のバッキング部材を得ることが可能となる。つまり、図21に示す手法によれば、バッキングブロックを製作した後に複数の切欠溝を形成する必要がなくなる。   The cavity 214 can be easily manufactured by, for example, laser processing, etching processing, punching processing, or the like. When the backing block is manufactured using the substrate 210, various methods as shown in FIGS. 9 to 12 can be used. In that case, the backing material 220 may be filled in each of the cavities 214 at the stage of manufacturing the backing block, or the backing material 220 may be provided for each of the cavities 214 for each substrate 210 before the backing block is manufactured. May be filled. In any case, after the backing block is completed, the upper edge portion thereof is cut. Specifically, when attention is paid to each substrate 210, the upper edge is removed as indicated by reference numeral 222, As a result, a backing member similar to the backing member as shown in FIGS. 4 and 7 can be obtained. That is, according to the method shown in FIG. 21, it is not necessary to form a plurality of cutout grooves after the backing block is manufactured.

図13及び図14を用いて説明したように、バッキング部材内における垂直方向の超音波の反射が問題となるような場合には、図22に示すような基板230を用いるのが望ましい。基板230において、リードパターン232は複数のリード234によって構成され、隣接するリード間には空洞部236が形成され、それらには最終的にバッキング材料240が充填される。各空洞部236の下端部分は下側に突状の三角形の形態を有しており、つまり境界面(境界辺)238が2つの斜面によって構成されている。複数の基板230を用いてバッキングブロックを形成した後、符号242で示されるようにその上端縁が除去され、これによって図14あるいは図16に示したようなバッキング部材と同様のバッキング部材を構成することが可能となる。   As described with reference to FIGS. 13 and 14, when the reflection of ultrasonic waves in the vertical direction in the backing member becomes a problem, it is desirable to use a substrate 230 as shown in FIG. In the substrate 230, the lead pattern 232 is composed of a plurality of leads 234, and a cavity 236 is formed between adjacent leads, and finally, a backing material 240 is filled therein. The lower end portion of each hollow portion 236 has a triangular shape protruding downward, that is, the boundary surface (boundary side) 238 is constituted by two inclined surfaces. After the backing block is formed using the plurality of substrates 230, the upper edge thereof is removed as indicated by reference numeral 242, thereby forming a backing member similar to the backing member as shown in FIG. 14 or FIG. It becomes possible.

以上説明したように、本実施形態のバッキング部材によれば、複数の基板による超音波の反射や超音波の伝搬という問題を効果的に防止又は軽減することができるので、アレイ振動子の周波数特性及び指向特性を良好にすることが可能となる。特に、X方向の断層画像とY方向の断層画像とで均一な画質を得ることができるので、疾病診断上も有益なる効果を得られる。バッキング部材における上層部に上記の突出部アレイを形成する方法としては、上記であげたものを用いるのが望ましいが、それ以外の手法を採用することも可能である。例えば、基板の上縁に複数の線状部材(導線)などを櫛歯状に配列し、そのような基板を複数整列させることにより、バッキング部材の上層部に複数の突出部アレイを構築するようにしてもよい。このような構成によれば、複数の切欠溝を形成しなくても上述のような基板における不要部分を上層部から除外することが可能となる。なお、上記実施形態においては2Dアレイ振動子について説明したが、1.5Dアレイ振動子などにも本発明を適用することが可能である。すなわち、バッキング部材内に複数の基板が埋設されるような超音波振動子に対して広く本発明を適用することが可能である。上記の基板としてはFPCを用いるのが望ましいが、それ以外の基板を用いるようにしてもよい。また、各基板におけるケーブル側の端部をバッキング部材から引き出して信号線の接続をより容易に行えるようにしてもよい。   As described above, according to the backing member of this embodiment, the problem of reflection of ultrasonic waves and propagation of ultrasonic waves by a plurality of substrates can be effectively prevented or reduced. In addition, the directivity can be improved. In particular, since uniform image quality can be obtained with the tomographic image in the X direction and the tomographic image in the Y direction, a beneficial effect can also be obtained in disease diagnosis. As a method for forming the protrusion array on the upper layer portion of the backing member, it is desirable to use the above-described method, but other methods can be employed. For example, by arranging a plurality of linear members (conductors) on the upper edge of the substrate in a comb-like shape and aligning a plurality of such substrates, a plurality of protrusion arrays are constructed in the upper layer portion of the backing member. It may be. According to such a configuration, unnecessary portions of the substrate as described above can be excluded from the upper layer portion without forming a plurality of cutout grooves. Although the 2D array transducer has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to a 1.5D array transducer or the like. That is, the present invention can be widely applied to an ultrasonic transducer in which a plurality of substrates are embedded in a backing member. Although it is desirable to use FPC as the substrate, other substrates may be used. Further, the end of each board on the cable side may be pulled out from the backing member so that the signal lines can be connected more easily.

バッキング部材の従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of a backing member. 振動子アセンブリの従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of a vibrator | oscillator assembly. 従来例における超音波の反射及び伝搬の問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the reflection and propagation of an ultrasonic wave in a prior art example. 本実施形態に係る振動子アセンブリを示す図である。It is a figure which shows the vibrator | oscillator assembly which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate which concerns on this embodiment. バッキングブロックに対して形成される複数の切欠溝を示す図である。It is a figure which shows the some notch groove formed with respect to a backing block. 複数の切欠溝に対するバッキング材料の充填により製作されたバッキング部材を示す図である。It is a figure which shows the backing member manufactured by filling the backing material with respect to a some notch groove. 本実施形態に係る超音波探触子の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the ultrasonic probe which concerns on this embodiment. 接着法によるバッキングブロックの製作方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the backing block by the adhesion method. 基板挿入法によるバッキングブロックの製作方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the backing block by a board | substrate insertion method. 複数のフレームを利用したバッキングブロックの製作方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the backing block using a some flame | frame. 型枠内へのバッキング材料の充填によるバッキングブロックの製作方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the backing block by the filling of the backing material in a formwork. バッキング部材内における超音波の反射の問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the reflection of the ultrasonic wave in a backing member. バッキング部材内における超音波の反射を防止する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle which prevents reflection of the ultrasonic wave in a backing member. バッキングブロックに形成された複数の切欠溝を示す図である。It is a figure which shows the some notch groove formed in the backing block. 複数の切欠溝に対するバッキング材料の充填により製作されたバッキング部材を示す図である。It is a figure which shows the backing member manufactured by filling the backing material with respect to a some notch groove. 基板の第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of a board | substrate. 基板の第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of a board | substrate. 図17に示した基板を用いた場合の利点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the advantage at the time of using the board | substrate shown in FIG. 図17に示した基板を用いた場合の利点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the advantage at the time of using the board | substrate shown in FIG. 複数の空洞部を有する基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the board | substrate which has a some cavity part. 複数の空洞部を有する基板の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the board | substrate which has a some cavity part.

符号の説明Explanation of symbols

52 バッキング部材、54 振動素子アレイ、56 整合素子アレイ、58 振動素子、59 シグナル電極、60,66 分離溝、72 基板、73 バッキング本体、74 ベース層、76 リード、80 切欠部、82 突出部。   52 backing member, 54 vibrating element array, 56 matching element array, 58 vibrating element, 59 signal electrode, 60, 66 separation groove, 72 substrate, 73 backing body, 74 base layer, 76 lead, 80 notch, 82 protrusion.

Claims (17)

複数の振動素子で構成されるアレイ振動子と、
前記アレイ振動子の下方に設けられ、前記アレイ振動子に対して電気的に接続される複数の基板を有するバッキング部材と、
を含み、
前記各基板は、ベース層と、前記ベース層に設けられた複数のリードと、を有し、
前記各基板の上端部には、前記アレイ振動子側へ突出した複数の突出部と、複数の切欠部と、が交互に形成され、
前記各突出部はリード突出要素を有し、
前記バッキング部材の上層部は、バッキング材料と、そのバッキング材料に埋設された突出部アレイと、で構成されたことを特徴とする超音波探触子。
An array vibrator composed of a plurality of vibration elements;
A backing member provided below the array transducer and having a plurality of substrates electrically connected to the array transducer;
Including
Each of the substrates has a base layer and a plurality of leads provided in the base layer,
A plurality of protrusions protruding toward the array transducer side and a plurality of notches are alternately formed on the upper end of each substrate.
Each protrusion has a lead protrusion element;
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the upper layer portion of the backing member is composed of a backing material and a protrusion array embedded in the backing material.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記各切欠部の幅は、前記アレイ振動子における振動素子間に形成される各分離溝の幅よりも大きいことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1,
The width of each notch is larger than the width of each separation groove formed between the vibration elements in the array transducer.
請求項2記載の超音波探触子において、
前記各切欠部の深さは、前記各分離溝における前記バッキング部材内への進入深さよりも大きいことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 2,
The depth of each said notch part is larger than the penetration depth in the said backing member in each said separation groove, The ultrasonic probe characterized by the above-mentioned.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記各突出部の突出量は、前記アレイ振動子で送受波される超音波の波長の2倍以上であることを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1,
The amount of protrusion of each protrusion is at least twice the wavelength of the ultrasonic wave transmitted and received by the array transducer.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記各突出部は、細長い形状を有するベース層突出要素と、細長い形状を有する前記リード突出要素と、を有することを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1,
Each of the projecting portions includes a base layer projecting element having an elongated shape and the lead projecting element having an elongated shape.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記各リードは、
前記リード突出要素と、
前記リード突出要素の下端側に設けられ、水平方向に広がったリード中継要素と、
前記リード中継要素を介して前記リード突出要素に対して電気的に接続されたリード本体要素と、
で構成されたことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1,
Each lead is
The lead projecting element;
A lead relay element provided on the lower end side of the lead projecting element and extending in the horizontal direction;
A lead body element electrically connected to the lead projecting element via the lead relay element;
Ultrasonic probe characterized by comprising.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記各基板はフレキシブル回路基板であることを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein each of the substrates is a flexible circuit board.
X方向及びY方向で定義される面上に配列された複数の振動素子で構成されるアレイ振動子と、
前記アレイ振動子の下方に設けられ、前記アレイ振動子から後方へ放射される超音波を減衰する部材であって、前記アレイ振動子に対して電気的に接続されるX方向に並んだ複数の基板を有するバッキング部材と、
を含み、
前記バッキング部材の上層部には、Y方向に並び且つそれぞれX方向に伸長した複数の切欠溝が形成され、これにより、前記各基板の上端部に複数の突出部が形成され、
前記各突出部は、前記アレイ振動子側へ突出しつつリード突出要素を有し、
前記各切欠溝にはバッキング材料が充填され、これにより、前記バッキング部材内において隣り合う突出部間がバッキング部材で満たされたことを特徴とする超音波探触子。
An array transducer composed of a plurality of transducer elements arranged on a plane defined by the X direction and the Y direction;
A member that is provided below the array transducer and attenuates ultrasonic waves radiated rearward from the array transducer, and is a plurality of components arranged in the X direction that are electrically connected to the array transducer. A backing member having a substrate;
Including
In the upper layer portion of the backing member, a plurality of cutout grooves arranged in the Y direction and extending in the X direction are formed, whereby a plurality of protrusions are formed at the upper end of each substrate,
Each protruding portion has a lead protruding element while protruding toward the array transducer side,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a backing material is filled in each of the cutout grooves, whereby a space between adjacent protrusions in the backing member is filled with the backing member.
請求項8記載の超音波探触子において、
前記各切欠溝の底面は平坦であることを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 8,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a bottom surface of each notch groove is flat.
請求項8記載の超音波探触子において、
前記各切欠溝の底面は1又は複数の斜面で構成されたことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 8,
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a bottom surface of each notch groove is composed of one or a plurality of inclined surfaces.
請求項8記載の超音波探触子において、
前記各切欠溝に充填されるバッキング材料は、前記バッキング部材のバッキング本体を構成するバッキング材料と実質的に同一であることを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 8,
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the backing material filled in each notch groove is substantially the same as the backing material constituting the backing body of the backing member.
請求項8記載の超音波探触子において、
前記各突出部の上端のY方向幅は、その両側を通過する2つの切欠溝の間隔によって規定されることを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 8,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the width in the Y direction of the upper end of each protrusion is defined by the interval between two cutout grooves passing through both sides thereof.
複数の基板を有するバッキング部材を製作する工程と、
前記バッキング部材の上側に複数の振動素子を設ける工程と、
前記複数の振動素子の上側に複数の整合素子を設ける工程と、
を含み、
前記バッキング部材を製作する工程では、前記各基板の上端部に複数の突出部が形成され、
前記各突出部はリード突出要素を有し、
前記複数の振動素子を設ける工程では、前記バッキング部材の上面に露出した複数のリード突出要素端面が前記複数の振動素子に対して電気的に接続される、
ことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
Producing a backing member having a plurality of substrates;
Providing a plurality of vibration elements on the upper side of the backing member;
Providing a plurality of matching elements above the plurality of vibration elements;
Including
In the step of manufacturing the backing member, a plurality of protrusions are formed at the upper end of each substrate,
Each protrusion has a lead protrusion element;
In the step of providing the plurality of vibration elements, a plurality of lead projecting element end faces exposed on the upper surface of the backing member are electrically connected to the plurality of vibration elements.
An ultrasonic probe manufacturing method characterized by the above.
請求項13記載の製造方法において、
前記バッキング部材を製作する工程は、
前記複数の基板を用いてバッキングブロックを製作する工程と、
前記バッキングブロックに対して複数の切欠溝を形成し、これによって前記各基板の上端部に前記複数の突出部を形成する工程と、
前記複数の切欠溝にバッキング材料を充填する工程と、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
The manufacturing method according to claim 13, wherein
The step of manufacturing the backing member includes:
Producing a backing block using the plurality of substrates;
Forming a plurality of cutout grooves in the backing block, thereby forming the plurality of protrusions at the upper end of each substrate;
Filling the plurality of notch grooves with a backing material;
A method for manufacturing an ultrasonic probe, comprising:
請求項13記載の製造方法において、
前記バッキング部材を製作する工程は、
前記複数の基板として、上端部におけるリード間に複数の空洞部が形成された複数の加工基板を製作する工程と、
前記各空洞部にバッキング部材を充填させつつ、前記複数の加工基板を用いてバッキングブロックを製作する工程と、
前記バッキングブロックの上端縁を取り除き、前記各加工基板の上端部に前記複数の突出部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
The manufacturing method according to claim 13, wherein
The step of manufacturing the backing member includes:
Producing a plurality of processed substrates in which a plurality of cavities are formed between leads at the upper end as the plurality of substrates;
A step of manufacturing a backing block using the plurality of processed substrates while filling each cavity with a backing member;
Removing the upper edge of the backing block and forming the plurality of protrusions on the upper edge of each processed substrate;
A method for manufacturing an ultrasonic probe, comprising:
請求項13記載の製造方法において、
前記バッキング部材を製作する工程は、
前記複数の基板として、上端部におけるリード間に複数の空洞部が形成された複数の加工基板を製作する工程と、
前記各空洞部にバッキング部材を充填させ、その後に、前記各加工基板の上端縁を取り除き、前記各加工基板の上端部に前記複数の突出部を形成する工程と、
前記複数の突出部が形成された複数の加工基板を用いて、前記バッキング部材を製作する工程と、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
The manufacturing method according to claim 13, wherein
The step of manufacturing the backing member includes:
Producing a plurality of processed substrates in which a plurality of cavities are formed between leads at the upper end as the plurality of substrates;
Filling each cavity with a backing member, then removing the upper edge of each processed substrate and forming the plurality of protrusions on the upper end of each processed substrate;
Using the plurality of processed substrates formed with the plurality of protrusions to produce the backing member;
A method for manufacturing an ultrasonic probe, comprising:
請求項14記載の製造方法において、
前記複数の切欠溝の形成前においては、前記各基板における各リードの上端部が幅広に形成され、
前記複数の切欠溝の形成時に、前記各リードの上端部が部分的に除去されて前記リード突出要素が残存することを特徴とする超音波探触子の製造方法。
The manufacturing method according to claim 14, wherein
Before the formation of the plurality of cutout grooves, the upper end of each lead in each substrate is formed wide,
The method of manufacturing an ultrasonic probe, wherein at the time of forming the plurality of cutout grooves, an upper end portion of each lead is partially removed and the lead projecting element remains.
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