JP2008054703A - 超音波トランスデューサ - Google Patents

Abstract

【課題】操作性に配慮した上で、２次元アレイプローブの小型化が可能となる超音波トランスデューサを提供する。
【解決手段】各超音波振動素子１４の前面電極１２及び背面電極１６からそれぞれ、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２を引き出し、それらの先端部に形成され、ＩＣ基板が接続される第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａがまとめられて配列されるように第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２の配線を構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波診断装置等に用いられ、超音波プローブを構成する超音波トランスデューサに関するものである。

超音波診断装置は、超音波プローブにより被検体の所望の診断部位に超音波を送波（送信）し、音響インピーダンスの異なる被検体内の組織境界から反射波を受信すること、すなわち超音波プローブを用い超音波ビームを走査して、被検体の体内組織の情報を得て画像化することにより診断を行うものである。この超音波プローブは、被検体等に超音波を送波し、反射波を受波するために、超音波トランスデューサを有している。

従来、超音波診断装置の超音波プローブに使用する超音波トランスデューサとしては、その超音波振動素子をアレイ状に配列した１次元の超音波アレイプローブが使用されてきた。この超音波１次元アレイプローブの走査方式として、一般に電子走査法と呼ばれる方法が使用されている。この電子走査法とは、アレイ状の超音波振動素子それぞれに遅延時間を与え、送信パルスや受信信号のフォーカスをかける方法である。この方法は、送受信超音波ビームの高速な走査や高速なフォーカス点変更を可能とし、現在，超音波走査方式の主流となっている。

この超音波１次元アレイプローブは、上述の電子走査方式によって、超音波振動子の配列方向に高速で超音波の電子フォーカスを行い、また、超音波振動素子（圧電素子）の配列方向に高速で超音波ビームの走査を行うことにより、リアルタイムに２次元画像を提供することができる。これに対し、近年においては、１次元アレイプローブを回転・揺動して用いる方法、または超音波振動子をマトリックス状に配列した超音波２次元アレイプローブを用いる方法によって、３次元で超音波画像収集、表示を行うシステムの検討が進んできている。３次元の超音波画像は、２次元画像において見逃されやすい部位の診断に有用であり、また、診断や計測に適した断層像を得ることができ、診断精度の向上が期待できる。

ただし、これらの超音波診断装置に係る３次元画像に関する方法のうち、１次元アレイプローブを使用する方法においては、１次元アレイプローブを機械的に移動あるいは回転させる方法を用いることから、３次元画像データの収集に多くの時間を要し、リアルタイムに３次元画像を表示することが困難である。

一方、２次元アレイプローブを使用する方法においては、２次元的に超音波振動子を配列し、超音波の全方位的なフォーカシングおよび、１次元アレイプローブの場合と比較して高速な３次元走査を実現することが可能となる。しかしその反面、いずれの場合においても超音波振動素子の素子数が増大（例えば、１０倍〜１００倍）してしまい、この素子数の増大に伴って、この超音波振動素子に対して送受信を行う送受信回路やこの送受信回路と前記超音波振動素子を接続するケーブルも増大する。結果として、超音波プローブや超音波の送受信回路は極めて複雑となり大きさや重さも増大するため、操作性が著しく低下する。

この問題に対しては、超音波振動子配列に対応する基板を積層して信号リードの引き出しを構成する構造を採用し、２次元アレイプローブにおけるトランスデューサの信号リードを引き出すことが容易となる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

また、マトリックス状に配列した素子の各列間隔に各超音波振動子から信号リード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列相当の超音波振動子アレイを実装した後、超音波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方法が提案されている（例えば、特許文献２）。

さらには、信号リードが埋設され、底面に２次元配列電極パッドを形成されたバッキング材の構成及び製造方法が提案されている（例えば、特許文献３）。このバッキング材を用いることによって２次元配列された超音波振動素子から信号リードを引き出した２次元アレイトランスデューサを構成することが可能である。

特開２００１−２９２４９６号公報 特開２００１−３０９４９３号公報 特開２０００−１６６９２３号公報

これらの、３次元画像収集可能な超音波２次元アレイプローブの例として、図１４に、超音波トランスデューサを構成する超音波振動素子をマトリックス状に多数配列した２次元アレイ超音波プローブを示す。ここで、図１４は、２次元アレイ超音波プローブを構成する２次元アレイ超音波トランスデューサ従来の構成を示す概略図であり、図１４（ａ）は、２次元アレイ超音波トランスデューサ９０の斜視図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）において矢印方向から見たＢ−Ｂ断面図である。

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、２次元アレイ超音波トランスデューサ９０は、音響整合層１１、アース電極９２、超音波振動素子（圧電体）１４、信号電極９６、バッキング材１８（負荷材相）及び信号リード９０１を具備する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

音響整合層１１は、音響レンズと超音波振動素子１４との間に位置するように設けられており、被検体と超音波振動素子１４との音響インピーダンスの整合をとるものである。

アース電極９２は、各超音波振動素子１４と音響整合層１１に挟まれるようにして設けられている。アース電極９２は圧電効果を得るため、各超音波振動素子１４に電力を印加するための電極であり、アース接続されている。

超音波振動素子（圧電体）１４は、２成分系或いは３成分系の圧電セラミックス等から成る圧電素子であり、２次元マトリックス状に配列されている。この超音波振動素子１４の２次元的配列により、超音波の全方位的なフォーカシングと高速な３次元走査が可能となる。

信号電極９６は、各超音波振動素子１４の他端（すなわち、アース電極９２とは異なる一端）に設けられており、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する電極である。

バッキング材１８は、超音波振動素子１４の背面に設けられており、当該超音波振動素子１４を機械的に支持する。また、バッキング材１８は、超音波パルスを短くするために、超音波振動素子１４の動きを制動している。ここで、背面とは、超音波トランスデューサ１０における超音波振動素子１４の側面のうち、音響整合層１１側を前面とした場合に、前面と対向する側の面をいう。

このバッキング材１８には、後述する信号リード９０１を引き出し可能とする経路が形成されている。この引出し可能な経路は、信号リード９０１の端部９０１ａを２次元配列するためのものであり、信号電極９６から超音波振動素子１４の配列面と垂直な方向に形成されている。

信号リード９０１は、その一端において信号リード９０１の端部９０１ａを有し、他端においては各超音波振動素子１４の信号電極９６と接続されている。また、信号電極９６との接続部から、超音波振動素子１４の配列面と垂直な方向に伸延して、上述のバッキング材１８に設けられた経路を通され、信号リード９０１の端部９０１ａが引き出されている。したがって、信号リード９０１の端部９０１ａは、バッキング材１８の面のうち、超音波振動素子１４と反対側の面において、２次元アレイ状に配列されることになる。

このように、従来も各超音波振動素子１４それぞれの背面に設けられた各信号電極９６から信号リード９０１が引き出されていたが、近年、アース電極９２側から引き出されるリード線についても、各超音波振動素子１４のそれぞれから引き出されるようになってきている。例えば、パルスインバージョン映像法を用いるような場合である。このパルスインバージョン映像法とは、被検体に超音波パルスを１８０度位相をずらして２回送信し、２つのエコー信号を加算して高調波成分のみを抽出して画像化するものである。より詳しくは、超音波振動素子の両極（前面電極及び背面電極）毎にパルサを接続し、交互に動作させることでバイポーラパルスを出力するものであり、この交互動作を２回の送信で順序を逆転させることで、１回目の送信と２回目の送信とで正負の対称性がよい波形のバイポーラパルスを出力することができ、結果として、高調波イメージング画像を向上させることができる。

このパルスインバージョン映像法による超音波診断画像を生成する場合等、従来と異なり、各超音波振動素子の両極から個別に信号リードを引き出す必要が生じるようになった。その場合は、従来アース電極を共通電極としていたものについて、各超音波振動素子の両極に高周波パルスを印加できる回路構成を形成しなければならない。

超音波プローブは超音波トランスデューサと超音波診断装置本体とをケーブルアセンブリで連結しており、超音波トランスデューサで受信した信号を、ＩＣ等で変換することを基本構成としている。

１次元アレイ超音波プローブと比較して、２次元アレイ超音波プローブにおいては、超音波振動素子が微細に配列されるが、この場合、超音波振動素子が微細となることにより、１チャンネル（同時に駆動する超音波振動素子群）ごとの静電容量が少なくなり、ケーブルアセンブリの長さが長くなるほど、伝送する過程でロスが出てしまう。

したがって、信号等を効率よく送受信するためには、ケーブルアセンブリの長さを適切にする必要がある。そのためには、ケーブルアセンブリに接続される電子回路から超音波振動素子までの距離を短くする必要があり、電子回路はトランスデューサ近傍に設置する必要がある。

また、従来の超音波１次元アレイプローブを用いていたものと比較して、超音波２次元アレイプローブでは超音波振動素子をマトリックス状に配列したため、超音波振動素子は膨大な数となる。結果としてケーブルアセンブリのケーブル芯数は膨大となってしまう。さらに、ケーブルアセンブリを装置本体まで伸延させることを考慮するとその直径は従来と比較して大きくなる。このケーブルの芯数増加と直径の増大とによって、超音波プローブの大きさや重さの点で操作性が著しく低下してしまう。

したがって、超音波２次元アレイプローブでは、重量等を軽減し、操作性を損なわないような大きさとする構造が必要になり、膨大な数の信号リードをまとめるように受信した信号を加算する電子回路が必要となる。ただし、これらの電子回路は前述のように送受信時にロスが生じないよう超音波トランスデューサ近傍に配置しなければならないことから、これらの電子回路は高密度で実装することが求められる。

これに加え、上述のパルスインバージョン映像法のように、超音波振動素子の超音波放射面側に形成される前面電極から引き出される前面電極リードと前面電極に対向して形成される背面電極から引き出される背面電極リードを超音波振動素子チャンネル毎にそれぞれ独立して引き出し、前面電極リードと背面電極リードとを異なる電子回路に連結する構成も用いられるようになっている。

この場合は、従来のアース（グラウンド）電極から引き出されるリードが超音波振動素子のチャンネル毎に必要としていなかったのに対して、この前面電極リードは、超音波振動素子毎に必要となるから、従来から膨大であったケーブルアセンブリの芯数がさらに増加することになる。

なお、パルスインバージョン映像法においては、超音波振動素子の両端を駆動するための電子回路（パルス回路）が必要となる。ただし、前述のように超音波２次元アレイプローブにおいては、操作性を考慮した大きさとしなければならないが、その大きさを前提として電子回路を形成するとその回路の性能、機能は制約を受ける。その制約によっては、パルスインバージョン映像法の実現が困難となる場合も考えられる。

以上から、信号リードの数が膨大な超音波２次元アレイプローブでは、電子回路を超音波トランスデューサ近傍に配置しつつ、高密度で配置することが必要になる。この点、背面電極に連結される複数の電子回路のみをまとめて専用ＩＣに、また前面電極に連結される複数の電子回路のみをまとめて別の専用ＩＣとすることが電子回路形成においては高密度化の観点で有効であることが知られている。

したがって、前面電極及び背面電極からそれぞれ接続リードを独立して引き出して、異なる電子回路に連結する場合には、膨大な数の接続リードと、背面電極に連結される回路群及び前面電極に連結される回路群とを高密度且つ省スペースで電気接続するための構成が求められる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、後段に設置された電子回路との電気的接続を高密度になし得ると共に、電子回路の小型化にも寄与し、結果として２次元アレイプローブの小型化が可能となる超音波トランスデューサを提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、
導電層を多層有する多層回路基板と、前記多層回路基板の一面の一辺に沿って配列された複数の超音波振動素子と、前記超音波振動素子ごとにその配列方向に直交する方向の面に設けられた前面電極および背面電極と、前記多層回路基板のいずれかの導電層に形成され、前記各前面電極および前記各背面電極のそれぞれから、所定方向に独立して導出された接続リードと、備え、前記多層回路基板は、前記一辺を合わせるように複数重ねられることを特徴とする超音波トランスデューサである。

請求項２に記載の発明は、
前記超音波トランスデューサの面のうち、前記超音波振動素子が配列された前面と反対側の面及び、該前面と直交する面に前記接続リードが伸延することを特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサである。

請求項３に記載の発明は、
前記接続リードの先端部に、接続パッドが形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波トランスデューサである。

請求項４に記載の発明は、
前記接続リードは、各背面電極に接続される第１の接続リードと、各前面電極に接続される第２の接続リードとに分けられることを特徴とする請求項１〜３に記載の超音波トランスデューサである。

請求項５に記載の発明は、
前記接続パッドは、前記背面電極から前記第１の接続リードにより導通される第１の接続パッドと、前記前面電極から前記第２の接続リードにより導通される第２の接続パッドとに分けられることを特徴とする請求項４に記載の超音波トランスデューサである。

請求項６に記載の発明は、
前記第１の接続リードと前記第２の接続リードとは、前記多層回路基板の異なる層を経由して、前記第１の接続パッド方向と前記第２の接続パッド方向とに分かれて伸延されることを特徴とする請求項５に記載の超音波トランスデューサ。

請求項７に記載の発明は、
前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが、前記プリント基板の積層方向又は前記超音波振動素子が配列される方向において、所定の数ごとに交互に配列されるように前記第１の接続リード及び前記第２の接続リードの配線を施したことを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波トランスデューサである。

請求項８に記載の発明は、
前記第１の接続パッドの各々を集合させて形成し、前記第２の接続パッドの各々を集合させて形成したことを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波トランスデューサである。

請求項９に記載の発明は、
前記前面と反対側の面には、前記第１の接続パッド群又は前記第２の接続パッド群のいずれか一方のみが形成され、前記前面と直交する面には、前記第２の接続パッド群又は前記第１の接続パッド群の他方のみが形成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波トランスデューサである。

本発明によれば、前面電極及び背面電極から引き出された接続リードの配線を、前記接続リードの先端部である接続パッドがそれぞれまとまった配列をなすように形成したので、個々の超音波振動子の両極から独立して引き出される膨大な数の接続リード（信号リード）をまとめて引き出すことが可能となる。したがって、信号を効率よく伝達することができ、任意の引き出しが可能となるため、接続リードと接続される電子回路は高密度かつ集積して実装することができる。結果として、リアルタイム３次元画像診断に適した超音波プローブを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る超音波トランスデューサおよび超音波プローブにつき、図面を参照して説明する。

[第１の実施形態]
図１〜図４は、本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態を示す図であり、図１（ａ）は、第１の実施形態に係る超音波トランスデューサ１０を構成する超音波トランスデューサユニット１０ａを示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。以下、本実施形態の超音波トランスデューサの第１の実施形態の構成について説明する。

（超音波トランスデューサ１０の概略構成）
図１に示すように、本実施形態の超音波トランスデューサユニット１０ａは、多層構造のプリント基板１００に、音響整合層１１、超音波振動素子（圧電体）１４、バッキング材１８（負荷材相）及び第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２等を具備して構成される。その超音波トランスデューサユニット１０ａが同じ方向に積層されて、超音波トランスデューサ１０が形成される。すなわち、１次元超音波トランスデューサが積層されて、２次元超音波トランスデューサが形成される。なお、ここでいう音響整合層１１、超音波振動素子（圧電体）１４、バッキング材１８は従来の超音波トランスデューサ９０に用いられていたものと同様の役割を果たすものである。

（超音波トランスデューサユニット１０ａの構成）
多層構造のプリント基板１００には、その一辺に沿って、複数の超音波振動素子（圧電体）１４が配列される。これによって、２次元超音波トランスデューサの１列分が形成される。また、この複数の超音波振動素子（圧電体）１４と、超音波を集束する例えば音響レンズ（図示せず）との間には音響整合層１１が形成される。

この音響整合層１１と各超音波振動素子１４との間には、前面電極１２が形成される。前面電極１２は、各超音波振動素子１４のそれぞれに独立して設けられ、音響整合層１１と超音波振動素子１４とに接して設けられる。前面電極１２は、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。

また、超音波振動素子１４を基準として、音響整合層１１が形成された側と反対側の方向（「背面電極側」という。以下同じ。）には、バッキング材１８が形成される。このバッキング材１８と各超音波振動子１４の間には、背面電極１６が形成される。この背面電極１６は、各超音波振動素子１４のそれぞれに独立して設けられ、超音波振動素子１４とバッキング材１８とに接して設けられる。また、背面電極１６は、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。

前面電極１２からは、第１の接続リード１０１が、多層構造のプリント基板１００の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第１の接続リード１０１は伸延して第１の接続パッド１０１ａに接続され、導通される。この第１の接続リード１０１は、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高周波パルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路（ＩＣ、ＡＳＩＣ等）に伝送するためのものである。この第１の接続リード１０１は例えば、多層構造のプリント基板１００の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。

同様に、背面電極１６からは、第２の接続リード１０２が多層構造のプリント基板１００の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第２の接続リード１０２は伸延して第２の接続パッド１０２ａに接続され導通される。この第２の接続リード１０２は、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高周波パルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路（ＩＣ、ＡＳＩＣ等）に伝送するためのものである。この第２の接続リード１０２は例えば、多層構造のプリント基板１００の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。

以上のような構成であれば、第１の接続リード１０１と第２の接続リード１０２とをプリント基板１００内の異なる導電層に形成することができることから、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２間における電気的な結合（クロストーク）を低減しつつ、自由に接続リードの延伸経路を決めることができる。
次に、本実施形態に係る超音波トランスデューサ１０における超音波トランスデューサユニット１０ａの第１の接続リード１０１および第２の接続リード１０２の配線手段の一例について説明する。

（第１の接続リード１０１および第２の接続リード１０２の配線手段）
図１（ｂ）に示すように、各前面電極１２ごとに接続されている各第１の接続リード１０１のそれぞれは、前面電極１２からから例えばスルーホール等の手段により、プリント基板１００の一または複数の導電層を経由して、各接続パッド１０１ａまで伸延される。この伸延させる手段としては、第１の接続リード１０１をプリント基板１００の導電層に基板内配線または回路として配置することが考えられる。例えば、図３（ａ）のように多数引き出された第１の接続リード１０１のそれぞれを、伸延された先の第１の接続パッド１０１ａにおいてまとめることができる。同様に、第２の接続リード１０２も、背面電極１６から各導電層を経由して第２の接続パッド１０２ａに伸延されるので、伸延された先の第１の接続パッド１０１ａにおいてまとめることができる。

したがって、各超音波振動素子１４のそれぞれから独立して第１の接続リード１０１および第２の接続リード１０２を引き出す場合においても、別の導電層によって伸延されているから、従来技術のように後段の電子回路との接続が困難とならず、接続を容易に行うことが可能となる。また、前面電極１２または背面電極１６との導通において、膨大な数の第１の接続リード１０１または第２の接続リード１０２を後段の電子回路に集中して接続することが可能となる。その結果、膨大な数の信号を効率よく処理することが可能となる。さらに第１の接続パッド１０１ａ、および第２の接続パッド１０２ａを自由な配列とすることができ、その結果として、例えば後段に接続される電子回路等（例えばＩＣ４５等）に接続する際に電極ごとにまとめることができる。

（製造工程の一例）
次に、プリント基板１００に基づいて、本実施形態に係る超音波トランスデューサユニット１０ａを製造する工程の一例を、図１〜図４によって説明する。

図２〜図４は、図１に示した超音波トランスデューサユニット１０ａを用いて超音波トランスデューサ１０を構成するプロセスを説明する図であり、その中で図１（ｃ）は、「積層工程」を示す図である。また、図２は「封止工程」及び「切断工程」を示す図である。また、図３（ａ）は、本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態における超音波トランスデューサユニット１０ａの配線手段を示す図である。また、図３（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る超音波トランスデューサ１０が、超音波トランスデューサユニット１０ａを積層することで形成されることを概念的に示す図である。また、図４は超音波トランスデューサ１０の接続方法の一例を示す図である。

まず、超音波トランスデューサユニット１０ａについて導通検査を行う。図１（ａ）に示すように、プリント基板１００には、音響整合層１１が形成されている側の辺の対辺に沿って、検査パッド１０３が複数形成されている。

この検査パッド１０３は、図１（ｂ）に示すように、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２のそれぞれに対応して設けられ、接続されている。また、この検査パッド１０３によって、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２、これらに接続される前面電極１２及び背面電極１６及び超音波振動素子１４の導通を個々に検査する。

このように、超音波振動素子１４等の導通を検査するため、プリント基板１００には、検査パッド１０３を設けたので、特定の検査パッド１０３を選択することにより、それに対応する超音波振動素子１４の動作状況を容易に検査することができる。すなわち、超音波トランスデューサの組み立て初期の段階で、導通不良を取り除くことができ、結果として、超音波トランスデューサの組み立て後に導通不良が発見される場合と比較して、製造コストが低減できる。

次に、上記導通検査を経過した超音波トランスデューサユニット１０ａは、積層工程図１（ｃ）に示すように、プリント基板１００の表裏面方向に積み重ねられる。このとき、各プリント基板１００上の音響整合層１１が同じ方向に集まるように積み重ねるとともに、各プリント基板１００の各辺がズレないように辺同士を合わせて積み重ねる。なお、図１（ｃ）・図３（ｂ）は、各超音波トランスデューサユニット１０ａを積層することによって、音響整合層１１、超音波振動素子１４及びバッキング材１８も積層されて構成されることを概念的に示すものである。また、ここでは、第１の接続パッド１０１ａを「●」、第２の接続パッド１０２ａを「○」で示している。

次に、図２（ａ）に示すように、積層された複数の超音波トランスデューサユニット１０ａに対して、封止樹脂１９によって樹脂封止を行って、積層された複数の超音波トランスデューサユニット１０ａを固定する。なお、本実施形態における封止樹脂１９は、音響減衰効果があり、バッキング材の役割を果たす材料（例えば、エポキシ樹脂等）を用いるとよい。

その後、図２（ｂ）に示すように、積層され、かつ樹脂封止された複数の超音波トランスデューサユニット１０ａを、任意に設定した切断面Ｓ１において、機械加工で切断する。図３（ａ）に示すように、この切断工程によって、バッキング材１８と検査パッド１０３との間で、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２並びに封止樹脂１９が切断される。また、図３（ｂ）に示すように、この切断工程によって露出した、第１の接続リード１０１の切断部分は、第１の接続パッド１０１ａと接続される。同様に第２の接続リード１０２は第２の接続パッド１０２ａと接続される。

この第１の接続パッド１０１ａは、第１の接続リードを通じて、前面電極１２と電子回路等を電気的に接続するものである。同様に、第２の接続パッド１０２ａも、第２の接続リードを通じて、背面電極１６と電子回路等を電気的に接続するものである。ここで電子回路とは、電子回路そのものに限定されず、例えば、ＩＣ、ＡＳＩＣ、その他の手段を含む。

（超音波トランスデューサ１０と超音波診断装置本体との接続）
図４は、超音波トランスデューサ１０の接続方法の一例であり、本発明の第１の実施形態における超音波トランスデューサ１０とＩＣ基板４０とを接続する機構および、ＩＣ基板４０上のＩＣ４５と超音波診断装置本体とを接続する機構を説明するための図である。

図４に示すように、ＩＣ基板４０には、ＩＣ４５が形成されており、超音波トランスデューサ１０と超音波診断装置本体との間に設けられ、電気的に接続されている。ＩＣ４５は、超音波トランスデューサ１０によって超音波の送波又は受波を行うために超音波振動素子１４を駆動させ、受波した信号の処理を行う。

上述の通り、本発明によれば第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２の配線は、自由に様々な構成とすることができるものである。それに伴って、第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａの配列も任意に形成することが可能である。第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａとＩＣ４５との接続にあたっては、同時に駆動する超音波振動素子１４からなるチャンネルごとに、ある程度集中して専用のＩＣ４５として接続することが可能である。そうすれば膨大な数の信号がいくつかにまとまって特定のＩＣ４５に集中して処理されるので、信号数を減ずることができ、それによって超音波プローブ自体の小型化にも寄与する。

超音波診断装置本体とＩＣ基板４０等とは図示しないケーブルとケーブル接続基板５０により、電気的に接続されている。このケーブルは、ケーブル接続基板５０上に設けられている。このケーブル接続基板５０は、柔軟性を備えたＦＰＣでできており、コネクタ５２によって一端が前述のケーブルの一端と電気的に接続されている。

このような構成により、ＩＣ基板４０上の各ＩＣ４５によって処理された信号は、ケーブル接続基板５０を介して超音波診断装置本体に送信されることとなる。

また、図４に示すように、超音波トランスデューサ１０とＩＣ基板４０との間には中継基板６０を介在させてもよい。接続手段としては例えば、中継基板６０の超音波トランスデューサ１０に対向する側の面に第１の中継パッドが配設され、その反対側の面、すなわちＩＣ基板４０に対向する側の面に、第２の中継パッドが配設されるような手段が考えられる。ここで、第２の中継パッドは第１の中継パッドの各々に導通して配設されているものとする。さらに、中継基板における第２の中継パッドの配列を変えることで、超音波トランスデューサにおける第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａの配列をさらに変更させることが可能である。このため、ＩＣ基板４０、ひいてはＩＣ４５に応じて最適な第２の中継パッドの配列を決めることができる。この中継基板６０としては、樹脂やセラミクスなどからなる平板形状の基板を用いることが望ましい。

このように、超音波トランスデューサ１０とＩＣ基板４０との間に中継基板６０を介在させた場合、前記第２の中継パッドのほうが、ゴムや樹脂等の材料によるバッキング材１８に形成された第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａよりも、強固に接続できるので、超音波トランスデューサ１０とＩＣ基板４０との確実な接続を実現することができる。

以上から、本実施形態によれば、第１の接続リード１０１又は第２の接続リード１０２を特定のＩＣ４５に集中的に接続することが可能となり、接続する電子回路の仕様に応じて、予め背面電極に接続されるリードと前面電極に接続されるリードとを超音波トランスデューサ内で再配列することが可能となり、例えば、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２と連結される電子回路を複数チャンネル用の専用ＩＣとして形成することも可能となるため、後段に設置される電子回路（背面電極に連結される回路群や前面電極に連結される回路群）との電気的接続が高密度となる。結果として、電子回路それ自体も小型化が可能となり、２次元アレイプローブの小型化が可能となる。また、膨大な数の信号を適切に処理することが可能となる。

[第２の実施形態]
図５は、本発明に係る超音波トランスデューサの第２の実施形態を示す図であり、詳細には、図５（ａ）は本発明に係る超音波トランスデューサの第２の実施形態における超音波トランスデューサユニット２０ａの配線手段を示す図であり、図５（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る超音波トランスデューサ２０が、超音波トランスデューサユニット２０ａを積層することで形成されることを概念的に示す図である。

図５に示す、この第２の実施形態に係る超音波トランスデューサ２０においても、前述の第１の実施形態に係る超音波トランスデューサユニット１０ａと同様の超音波トランスデューサユニット２０ａが積層されて２次元超音波トランスデューサが形成される。なお、
音響整合層１１、前面電極１２、超音波振動素子１４、背面電極１６、バッキング材１８、プリント基板１００等、各部の作用や配置される位置、接続手段は前述の第１実施形態に係る超音波トランスデューサ１０と同様であり説明を割愛する。

（第１の接続リード２０１および第２の接続リード２０２の配線手段）
前述の第１の実施形態における第１の接続リード１０１および第２の接続リード１０２の配線手段（図１（ｂ））と同様に、本実施形態においても、第１の接続リード２０１は、前面電極１２からスルーホール等の手段により、プリント基板１００の各導電層を経由して各第１の接続パッド２０１ａまで伸延される。また、伸延手段は第１の実施形態と同様に、本実施形態においても基板内配線や回路配置等による。

前述の図３（ａ）に係る第１の実施形態では、切断面Ｓ１において第１の接続パッド１０１ａと第２の接続パッド１０２ａとが２つずつ交互に配列されるように、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２を配線している。これに対して、本実施形態では、第１の接続パッド２０１ａおよび第２の接続パッド２０２ａの配列が、切断面Ｓ２において２つの領域にまとめられるように（例えば図５ｂ）、第１の接続リード２０１及び第２の接続リード２０２をプリント基板１００上及びプリント基板１００内にて配線したことに特徴がある。

図５（ｂ）に示されるのは、本実施形態に係る超音波トランスデューサ２０の一例であるが、本実施形態に係る超音波トランスデューサ２０であれば、前面電極１２に接続されている第１の接続リード２０１と、背面電極１６に接続されている第２の接続リード２０２とが超音波トランスデューサの切断面Ｓ２において当該面を２つの領域に分けているから、前面電極１２に接続されている領域と、背面電極１６に接続されている領域とを明確分けることが可能となることにより、ＩＣ４５ごとに所定数だけ集中して接続することが可能になり、電子回路の高密度化をさらに高めることが可能となる。

なお、本実施形態に係る超音波トランスデューサ２０の製造工程は、上述の製造工程によっても製造することが可能であり、説明を割愛する。

[第３の実施形態]
図６〜図９は、本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態を示す図であり、図６（ａ）は、本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの配線手段を示す図である。

図６（ａ）に示すように、本実施形態の超音波トランスデューサユニット３０ａは、音響整合層１１、超音波振動素子（圧電体）１４、バッキング材１８（負荷材相）及び第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２等を具備して構成される。その超音波トランスデューサユニット３０ａが同じ方向に積層されて、超音波トランスデューサ３０が形成される。すなわち、１次元超音波トランスデューサが積層されて、２次元超音波トランスデューサが形成される。なお、ここでいう音響整合層１１、超音波振動素子（圧電体）１４、バッキング材１８は従来の超音波トランスデューサ同様の役割を果たすものである。

（超音波トランスデューサユニット３０ａの構成）
多層構造のプリント基板１００には、多層構造のプリント基板１００の一辺に沿って、複数の超音波振動素子（圧電体）１４が配列される。これによって、２次元超音波トランスデューサの１列分が形成される。この複数の超音波振動素子（圧電体）１４と、超音波を集束する例えば音響レンズ（図示せず）との間には音響整合層１１が形成される。

この音響整合層１１と各超音波振動素子１４との間には、前面電極１２が形成される。前面電極１２は、各超音波振動子１４のそれぞれに独立して設けられ、音響整合層１１と超音波振動素子１４とに接して設けられる。前面電極１２は、第１の実施形態のものと同様、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。

ここで、本実施形態でも前述の第１の実施形態と同様、背面電極側には、バッキング材１８が形成される。このバッキング材１８と各超音波振動子１４の間には、背面電極１６が形成される。この背面電極１６は、各超音波振動素子１４のそれぞれに独立して設けられ、超音波振動素子１４とバッキング材１８とに接して設けられる。また、背面電極１６は、第１の実施形態のものと同様、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。

前面電極１２からは、第１の接続リード３０１が、多層構造のプリント基板１００の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第１の接続リード３０１は伸延して第１の接続パッド３０１ａに接続され、導通される。この第１の接続リード３０１は、第１の実施形態のものと同様に、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高圧インパルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路（ＩＣ、ＡＳＩＣ等）に伝送するためのものである。この第１の接続リード３０１は例えば、多層構造のプリント基板１００の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。

同様に、背面電極１６からは、第２の接続リード３０２が多層構造のプリント基板１００の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第２の接続リード３０２は伸延して第２の接続パッド３０２ａに接続され導通される。この第２の接続リード３０２は、第１の実施形態のものと同様に、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高圧インパルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路（ＩＣ、ＡＳＩＣ等）に伝送するためのものである。この第２の接続リード３０２は例えば、多層構造のプリント基板１００の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。

以上のような構成であれば、第１の接続リード３０１と第２の接続リード３０２とをプリント基板１００内の異なる導電層に形成することができることから、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２間における電気的な結合（クロストーク）を低減しつつ、自由にリードの延伸経路を決めることができる。
次に、本実施形態に係る超音波トランスデューサ３０ａにおける、第１の接続リード３０１および第２の接続リード３０２の配線手段の一例について説明する。

（第１の接続リード３０１および第２の接続リード３０２の配線手段）
図１（ｂ）に示す手段と同様に、本実施形態においても、各前面電極１２ごとに接続されている各第１の接続リード３０１のそれぞれは、前面電極１２から例えばスルーホール等の手段により、プリント基板１００の一または複数の導電層を経由する。導電層を経由した各第１の接続リード３０１はそれぞれ、各接続パッド３０１ａまで伸延される。この伸延させる手段としては、第１の接続リード３０１をプリント基板１００の導電層に基板内配線または回路として配置することが考えられる。

本実施形態における、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２の配線手段の一例としては、例えば、図６（ｂ）に示すように、第１の接続リード３０１をプリント基板１００のいずれかの導電層を経由させ、超音波振動素子１４の配列方向と直交する方向に曲折させて伸延させることが考えられる。この配線手段によれば、図９（ｂ）のように多数引き出された第１の接続リード３０１のそれぞれを、伸延された先の第１の接続パッド３０１ａにおいて超音波トランスデューサ３０の特定の面に、まとめることができる。同様に、第２の接続リード３０２も、背面電極１６から各導電層を経由して第２の接続パッド３０２ａに伸延されるので、伸延された先の第１の接続パッド３０１ａにおいてまとめることができる。

したがって、各超音波振動素子１４のそれぞれから独立して第１の接続リード３０１および第２の接続リード３０２を引き出す場合においても、別の導電層によって伸延されているから、従来技術のように後段の電子回路との接続が困難とならず、接続を容易に行うことが可能となる。また、前面電極または背面電極との導通において、膨大な数の第１の接続リード３０１または第２の接続リード３０２を後段の電子回路に集中して接続することが可能となる。その結果、膨大な数の信号を超音波振動素子１４の近傍で効率よく処理することが可能となる。さらに第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａを自由な配列とすることができ、その結果として、例えば後段に接続される電子回路等（例えばＩＣ４５等）に接続する際に電極ごとにまとめることができる。

（製造工程の一例）
次に、プリント基板１００に基づいて、本実施形態に係る超音波トランスデューサ３０を製造する工程の一例を、図６〜図９によって説明する。
図６〜図９は、図６に示した超音波トランスデューサユニット３０ａを用いて超音波トランスデューサ３０を構成するプロセスを説明する図である。図７（ｂ）は、「積層工程」を示す図である。図８は「封止工程」及び「切断工程」を示す図である。図９は、このようにして製造された超音波トランスデューサ３０の構成の一例を示す図である。

まず、超音波トランスデューサユニット３０ａについて導通検査を行う。図６（ａ）に示すように、プリント基板１００には、音響整合層１１が形成されている辺の対辺および音響整合層１１が形成されている辺と直交する辺に沿って、検査パッド１０３が複数形成されている。この検査パッド１０３は、図６（ｂ）に示すように、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２のそれぞれに対応して設けられ、接続されている。

この検査パッド１０３によって、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２、これらに接続される前面電極１２及び背面電極１６及び超音波振動素子１４の導通を個々に検査する。
このように、超音波振動素子１４等の導通を検査するため、プリント基板１００には、検査パッド１０３を設けたので、特定の検査パッド１０３を選択することにより、それに対応する超音波振動素子１４の動作状況を容易に検査することができる。すなわち、超音波トランスデューサの組み立て初期の段階で、導通不良を取り除くことができ、結果として、超音波トランスデューサの製造コストが低減できる。

次に、上記導通検査を経過した超音波トランスデューサユニット３０ａは、積層工程図７（ｂ）に示すように、プリント基板１００の表裏面方向に積み重ねられる。このとき、各プリント基板１００上の音響整合層１１が同じ方向に集まるように積み重ねるとともに、各プリント基板１００の各辺がズレないように辺同士を合わせて積み重ねる。なお、図９（ｂ）は、各超音波トランスデューサユニット３０ａを積層することによって、音響整合層１１、超音波振動素子１４及びバッキング材１８も積層されて構成されることを概念的に示すものである。図９（ｂ）では、第１の接続パッド３０１ａを「●」、第２の接続パッド３０２ａを「○」で示している。

次に、図８（ａ）に示すように、積層された複数の超音波トランスデューサユニット３０ａに対して、封止樹脂１９によって樹脂封止を行って、積層された複数の超音波トランスデューサユニット３０ａを固定する。なお、本実施形態における封止樹脂は、音響減衰効果があり、バッキング材の役割を果たす材料（例えば、エポキシ樹脂等）を用いるとよい。

その後、図８（ｂ）に示すように、積層され、かつ樹脂封止された複数の超音波トランスデューサユニット３０ａを、任意に設定した切断面Ｓ_４、切断面Ｓ_５及び切断面Ｓ_６において、機械加工で切断する。図９（ａ）に示すように、この切断工程によって、バッキング材１８と検査パッド１０３との間で、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２並びに封止樹脂１９が切断される。また、この切断工程によって露出した、第１の接続リード３０１の切断部分は、第１の接続パッド３０１ａと接続される。同様に第２の接続リード３０２は第２の接続パッド３０２ａと接続される。

この第１の接続パッド３０１ａは、第１の接続リード３０１を通じて、前面電極１２と電子回路等とを電気的に接続するものである。同様に、第２の接続パッド３０２ａも、第２の接続リード３０２を通じて、背面電極１６と電子回路等とを電気的に接続するものである。ここで電子回路とは、電子回路そのものに限定されず、例えば、ＩＣ、ＡＳＩＣ、その他の手段を含む。

（超音波トランスデューサ３０と超音波診断装置本体との接続）
図９（ｂ）に示すように、本発明の第３の実施形態に係る超音波トランスデューサ３０においては、第１の実施形態に係る超音波トランスデューサ１０と異なり、超音波トランスデューサ３０の複数の面に第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａが形成されている。したがって、第１の実施形態よりもさらに、第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａの設置される面積が広くなっているので、その設置するピッチについても大きくとることが可能である。

また、上述のように、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２は、プリント基板１００の複数の導電層を通じて、基板上に又は基板内に配線されているので、第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａの配列もアレイ状、マトリックス状に配列する場合に限られず、任意の配列が可能となっている。
したがって、超音波トランスデューサ３０と超音波診断装置本体との接続手段としては、第１の実施形態とは全く異なる手段によることが可能である。

例えば、図１３のように超音波トランスデューサ３０の面上にＩＣ３５（又はＡＳＩＣ、電子回路等）を直接設置し、その周囲に第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａを形成することも可能である。このような実施形態によれば、同時に駆動する超音波振動素子１４からなるチャンネルごとに、過密・集中してＩＣ等と接続することが可能となり、さらに膨大な数の信号を効率よく処理することが可能となり、かつ、それによって超音波プローブ自体の小型化にも寄与する。

なお、本実施形態においても、超音波診断装置本体とＩＣとはケーブルやケーブル接続基板などにより、電気的に接続される。
このような構成により、超音波振動素子１４が受信し、伝達し、処理された信号は、ケーブル接続基板５０を介して超音波診断装置本体に送信されることとなる。

また、超音波トランスデューサ３０の複数の面に形成されたＩＣ、ＡＳＩＣ又は電子回路等と、前述のケーブルとの間には中継基板を介在させてもよい。この中継基板はＩＣ等が形成された超音波トランスデューサ３０の面を全て覆うものである。接続手段としては例えば、中継基板が超音波トランスデューサ３０と接する側の面に第１の中継パッドが配設され、その反対側の面に、第２の中継パッドが配設されるような手段が考えられる。ここで、第２の中継パッドは第１の中継パッドの各々に導通して配設されているものとする。これによって、超音波診断装置本体までの前記ケーブル配線に最適な第２の中継パッドの配列を決めることができる。この中継基板としては、樹脂やセラミクスなどからなる平板形状の基板を用いることが望ましい。

以上から、本実施形態によれば、第１の接続リード３０１又は第２の接続リード３０２を特定のＩＣ、ＡＳＩＣ等に集中的に接続することが可能となり、接続する電子回路の仕様に応じて、予め背面電極リードと前面電極リードとをトランスデューサ内で再配列することが可能となり、例えば、第１の接続リード３０１及び第２の接続リード３０２と連結される電子回路を複数チャンネル用の専用ＩＣとして形成することも可能となるため、後段に設置される電子回路（背面電極に連結される回路群や前面電極に連結される回路群）との電気的接続が高密度となる。結果として、電子回路それ自体も小型化が可能となり、２次元アレイプローブの小型化が可能となる。また、膨大な数の信号を適切に処理することが可能となる。

（他の実施形態）
次に、本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態について以下に説明する。

第１の実施形態においては、第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａを図３に示すように交互２列に配列する場合を示した。しかし、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればどのような配列手段でもよい。例えば、超音波トランスデューサユニット１０ａにおける第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２の配線手段によって、第１の接続パッド１０１ａ及び第２の接続パッド１０２ａを、交互３列又は、４列に配列することも可能である。

第２の実施形態においては、図５のように、超音波トランスデューサ２０の１つの面において、第１の接続パッド２０１ａが形成される領域と第２の接続パッド２０２ａが形成される領域とに二分して配列する場合を示した。しかし、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればどのような配列手段でもよい。例えば、超音波トランスデューサユニット２０ａにおける第１の接続リード２０１及び第２の接続リード２０２の配線手段によって、超音波トランスデューサ２０の１つの面において、第１の接続パッド２０１ａが形成される領域と第２の接続パッド２０２ａが形成される領域とが、４つの領域又は８つの領域となるように配列することも可能である。

第３の実施形態においては、超音波トランスデューサ３０の複数の面に対し、直接ＩＣ等を形成する場合を示したが、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればどのような配列手段でもよい。例えば、超音波トランスデューサ３０の複数の面に形成された第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａから、第１の実施例のようにＩＣ基板上までケーブルで接続するようにしてもよく、その場合、第１実施例よりやや幅広いＩＣ基板を用いることが可能である。

また、第３の実施形態においては、超音波トランスデューサ３０の特定の面に第１の接続パッド３０１ａを形成し、その他の面に第２の接続パッド３０２ａを形成し、１つの面に第１の接続パッド３０１ａと第２の接続パッド３０２ａとが混在しないように形成した場合を示したが、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればよい。例えば、第３の実施形態に係る超音波トランスデューサ３０の１つの面について、第１の実施形態のように第１の接続パッド３０１ａ及び第２の接続パッド３０２ａが形成されるようにしてもよい。

次に、本発明に係る超音波トランスデューサの他の製造方法について以下に説明する。

この実施形態に係る超音波トランスデューサ７０は、図１０（ｂ）に示すように、予め各超音波振動素子７４及び音響整合層７１が２次元アレイ状に配設されている。その２次元アレイ状の超音波振動素子７４群に、各超音波トランスデューサユニット７０ａを接続していく。

接続手段をより詳しく説明すると、超音波振動素子７４はその一面に、図示しない前面電極もしくはアース電極を有し、当該面と対向する面に図示しない信号電極を有する。この前面電極もしくはアース電極からは、接続リード（図示せず）が、図１０の検査パッド７０３の方向に引き出されている。また、超音波トランスデューサユニット７０ａのうち、検査パッド７０３側と反対側の一端には電極が設けられている。この電極と、超音波振動素子７４の信号電極・接続リードとを接続することによって、超音波トランスデューサユニット７０ａと超音波振動素子７４が電気的に接続される。

そして、図１１に示すように、積層された複数の超音波トランスデューサユニット７０ａに対して、封止樹脂１９によって樹脂封止を行って、積層された複数の超音波トランスデューサユニット７０ａを固定する。なお、本実施形態における封止樹脂は、音響減衰効果があり、バッキング材の役割を果たす材料を選択した。従って、封止樹脂１９によって封止された部分はバッキング材として機能する。

その後、図１２（ａ）に示すように、任意に設定した切断面Ｓにおいて、積層・樹脂封止された複数の超音波トランスデューサユニット７０ａを機械加工で切断する。

以上のように、本発明に係る超音波トランスデューサの製造工程は、第１の実施形態から第３の実施形態に係る製造工程に限られず、様々な方法が考えられる。

なお、本実施形態によって作成された超音波トランスデューサ７０と後段の電子回路（ＩＣ４５）との接続態様については、前述の第１の実施形態（図５参照）と同様とすることも可能であるので説明を省略する。

また、第１実施形態の説明によれば、第１の接続リード１０１は図１（ｂ）のように、第１の接続パッド１０１ａまで同じ導電層を経由して伸延されるようになっているが、本発明はこの実施形態に限られず、様々な配線手段が考えられる。例えば、各第１の接続リード１０１がそれぞれ前面電極１２から検査パッド１０３の方向に伸延し、バッキング材１８の下面において、スルーホール等の手段により、同じ導電層に集められるように配線する手段も考えられる。第２の接続リード１０２の配線手段についても同様である。
また、第２の実施形態及び第３の実施形態における、第１の接続リード１０１及び第２の接続リード１０２の配線手段についても同様である。

以上説明したように、本発明によれば、各超音波トランスデューサの前面電極及び背面電極から接続リードを独立して引き出し、連結される電子回路を複数チャンネル用の専用ＩＣとして形成することによって、後段に設置される電子回路（背面電極に連結される回路群や前面電極に連結される回路群）との電気的接続が高密度となり、電子回路それ自体も小型化が可能となり、結果として、２次元アレイプローブの小型化が可能となる超音波トランスデューサを提供することができる。

上述の各実施形態は、本発明の一例であり、本発明は各実施の形態に限定されることはない。また、この他であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態における超音波トランスデューサユニット１０ａの構成を示す斜視図。 （ｂ）第１の実施形態に係る超音波トランスデューサユニット１０ａの、上記斜視図Ａ−Ａ部分における断面図。 （ｃ）超音波トランスデューサの第１の実施形態における超音波トランスデューサユニット１０ａの積層工程を示す図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態において、超音波トランスデューサ１０を構成するために、積層された複数の超音波トランスデューサユニット１０ａを樹脂封止する工程を示す斜視図。 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態において、積層された複数の超音波トランスデューサユニット１０ａを樹脂封止することによって構成された、超音波トランスデューサ１０を切断する工程を示す斜視図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態における超音波トランスデューサユニット１０ａの配線手段を示す図 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態における超音波トランスデューサ１０の斜視図。 本発明に係る超音波トランスデューサの第１の実施形態における超音波トランスデューサ１０とＩＣ基板４０とを接続する機構を説明するための図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第２の実施形態における超音波トランスデューサユニット２０ａの配線手段を示す図 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの第２の実施形態における超音波トランスデューサ２０の斜視図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの構成を示す斜視図。 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの配線手段を示す図 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの構成を示す斜視図。 （ｂ）超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの積層工程を示す図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態において、超音波トランスデューサ３０を構成するために、積層された複数の超音波トランスデューサユニット３０ａを樹脂封止する工程を示す斜視図。 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態において、積層された複数の超音波トランスデューサユニット３０ａを樹脂封止することによって構成された、超音波トランスデューサ３０を切断する工程を示す斜視図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサユニット３０ａの配線手段および切断工程における切断面を示す上面図 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態における超音波トランスデューサ３０の斜視図。 （ａ）本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態の製造工程として、超音波トランスデューサを構成するために、複数の超音波トランスデューサユニット７０ａを積層する工程を示す斜視図。 （ｂ）本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態の製造工程として、超音波トランスデューサを構成するために、複数の超音波トランスデューサユニット７０ａを２次元に配列された超音波振動素子に接続する工程を示す斜視図。 本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態において、超音波トランスデューサを構成するために、積層された複数の超音波トランスデューサユニット７０ａを樹脂封止する工程を示す斜視図。 本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態において、積層された複数の超音波トランスデューサユニット７０ａを樹脂封止することによって構成された、超音波トランスデューサを切断する工程を示す斜視図。 本発明に係る超音波トランスデューサの第３の実施形態の変形例における超音波トランスデューサ３０の斜視図。 （ａ）超音波プローブの従来の構成を示す斜視図。 （ｂ）図１４（ａ）における矢印方向から見たＢ−Ｂ断面図。

符号の説明

１０ 超音波トランスデューサ
１０ａ 超音波トランスデューサユニット
１１ 音響整合層
１２ 前面電極
１４ 超音波振動素子
１６ 背面電極
１８ バッキング材
１９ 封止樹脂
４０ ＩＣ基板
４５ ＩＣ
５０ ケーブル接続基板
５２ コネクタ
６０ 中継基板
９２ アース電極
９６ 信号電極
１００ プリント基板
１０１ 第１の接続リード
１０１ａ 第１の接続パッド
１０２ 第２の接続リード
１０２ａ 第２の接続パッド
１０３ 検査パッド
Ｓ 切断面

Claims (9)

1. 導電層を多層有する多層回路基板と、
   前記多層回路基板の一面の一辺に沿って配列された複数の超音波振動素子と、
   前記超音波振動素子ごとにその配列方向に直交する方向の面に設けられた前面電極および背面電極と、
   前記多層回路基板のいずれかの導電層に形成され、前記各前面電極および前記各背面電極のそれぞれから、所定方向に独立して導出された接続リードと、
   を備え、
   前記多層回路基板は、前記一辺を合わせるように複数重ねられること
   を特徴とする超音波トランスデューサ。
2. 前記超音波トランスデューサの面のうち、前記超音波振動素子が配列された前面と反対側の面及び、該前面と直交する面に前記接続リードが伸延すること
   を特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
3. 前記接続リードの先端部に、接続パッドが形成されること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の超音波トランスデューサ。
4. 前記接続リードは、各背面電極に接続される第１の接続リードと、各前面電極に接続される第２の接続リードとに分けられること
   を特徴とする請求項１〜３に記載の超音波トランスデューサ。
5. 前記接続パッドは、前記背面電極から前記第１の接続リードにより導通される第１の接続パッドと、前記前面電極から前記第２の接続リードにより導通される第２の接続パッドとに分けられること
   を特徴とする請求項４に記載の超音波トランスデューサ。
6. 前記第１の接続リードと前記第２の接続リードとは、前記多層回路基板の異なる層を経由して、前記第１の接続パッド方向と前記第２の接続パッド方向とに分かれて伸延されること
   を特徴とする請求項５に記載の超音波トランスデューサ。
7. 前記第１の接続パッドと前記第２の接続パッドとが、前記プリント基板の積層方向又は前記超音波振動素子が配列される方向において、所定の数ごとに交互に配列されるように前記第１の接続リード及び前記第２の接続リードの配線を施したことを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波トランスデューサ。
8. 前記第１の接続パッドの各々を集合させて形成し、
   前記第２の接続パッドの各々を集合させて形成したこと
   を特徴とする請求項５又は６に記載の超音波トランスデューサ。
9. 前記前面と反対側の面には、前記第１の接続パッド群又は前記第２の接続パッド群のいずれか一方のみが形成され、
   前記前面と直交する面には、前記第２の接続パッド群又は前記第１の接続パッド群の他方のみが形成されること
   を特徴とする請求項５又は６に記載の超音波トランスデューサ。
   
   

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