JP2016092439A - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe Download PDF

Info

Publication number
JP2016092439A
JP2016092439A JP2014220494A JP2014220494A JP2016092439A JP 2016092439 A JP2016092439 A JP 2016092439A JP 2014220494 A JP2014220494 A JP 2014220494A JP 2014220494 A JP2014220494 A JP 2014220494A JP 2016092439 A JP2016092439 A JP 2016092439A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic element
integrated circuit
relay substrate
ultrasonic probe
conductive material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014220494A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6675142B2 (en
Inventor
青木 稔
Minoru Aoki
稔 青木
尾名 康裕
Yasuhiro Ona
康裕 尾名
智 手塚
Satoshi Tezuka
智 手塚
宮城 武史
Takeshi Miyagi
武史 宮城
文理 藤田
Fumimasa Fujita
文理 藤田
健吾 岡田
Kengo Okada
健吾 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2014220494A priority Critical patent/JP6675142B2/en
Publication of JP2016092439A publication Critical patent/JP2016092439A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6675142B2 publication Critical patent/JP6675142B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe capable of suppressing vibration generated at a relay board.SOLUTION: The ultrasonic probe includes an acoustic element, an integrated circuit, a relay board 5 and an attenuation section 503. The acoustic element transmits and receives a supersonic wave. The integrated circuit executes data processing concerning an ultrasonic wave transmitted and received by the acoustic element. The relay board 5 is positioned between the acoustic element and the integrated circuit and relays electrical connection between the acoustic element and the integrated circuit. The attenuation section 503 is provided at the relay board 5 and attenuates vibration caused by an ultrasonic wave.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明の実施の形態は、超音波プローブに関する。   Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic probe.

従来、超音波プローブにおいては、高性能化・小型化のために、超音波プローブ内にASIC(application specific integrated circuit)などの集積回路を設けて、集積回路の上に超音波送受信を行う音響素子(素子群)を配置する構造が知られている。このような構造の超音波プローブは、集積回路と音響素子とを直接接続する方法、或いは、集積回路と音響素子との間に中継基板(インターポーザーとも呼ばれる)が設けられ、中継基板を介して接続する方法によって製造される。ここで、集積回路と音響素子とを直接接続する方法では、構造が単純であり、より小型化が可能であるが、音響素子の配列間隔(素子ピッチ)と対応する集積回路側の配列間隔とを一致させる必要があるため、超音波プローブごとに専用の集積回路を作製しなければならず、集積回路の開発及び部品にコストがかかってしまう。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an ultrasonic probe, an acoustic element that performs ultrasonic transmission / reception on an integrated circuit by providing an integrated circuit such as an ASIC (application specific integrated circuit) in the ultrasonic probe for high performance and miniaturization. A structure in which (element group) is arranged is known. In the ultrasonic probe having such a structure, a relay substrate (also called an interposer) is provided between the integrated circuit and the acoustic element, or a relay substrate (also called an interposer) is provided between the integrated circuit and the acoustic element. Manufactured by connecting method. Here, in the method of directly connecting the integrated circuit and the acoustic element, the structure is simple and further miniaturization is possible. However, the arrangement interval of the acoustic elements (element pitch) and the corresponding arrangement interval on the integrated circuit side Therefore, it is necessary to manufacture a dedicated integrated circuit for each ultrasonic probe, and the development and components of the integrated circuit are costly.

一方、中継基板を介して接続する方法では、構造が複雑化するものの、中継基板内での再配線(例えば、ピッチを変更するなど)の自由度を活かすことで、種々の超音波プローブ間で集積回路を共用させることが可能となり、集積回路の開発及び部品にかかるコストを低減させることができる。例えば、中継基板を介して集積回路と音響素子とを接続する場合、集積回路がリフロー方式によって中継基板に実装される。そして、中継基板に圧電振動子、音響整合層などの音響素子が積層され、素子分割が行われる。   On the other hand, in the method of connecting via the relay board, the structure is complicated, but by utilizing the degree of freedom of rewiring (for example, changing the pitch) in the relay board, it is possible to connect between various ultrasonic probes. The integrated circuit can be shared, and the cost for development and parts of the integrated circuit can be reduced. For example, when an integrated circuit and an acoustic element are connected via a relay board, the integrated circuit is mounted on the relay board by a reflow method. Then, acoustic elements such as a piezoelectric vibrator and an acoustic matching layer are stacked on the relay substrate, and element division is performed.

ここで、中継基板は音響素子の基盤となることから、機械的安定性が重要である。例えば、リフロー方式によって集積回路が実装される場合のリフロー温度は250℃程度に達することから、中継基板は温度に対する変形が小さいことが重要である。また、中継基板は、作製される形状の精度が高いことも重要である。従って、中継基板は、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム)や、SiO2などのセラミックス材料などを主成分として形成される。そして、中継基板は、集積回路と音響素子とを電気的に接続するための導電材が、内部や表面に設けられる。ここで、導電材としては、例えば、タングステン、モリブデン、金、銀、銅などが用いられる。 Here, since the relay substrate serves as the base of the acoustic element, mechanical stability is important. For example, since the reflow temperature when an integrated circuit is mounted by the reflow method reaches about 250 ° C., it is important that the relay substrate has a small deformation with respect to the temperature. It is also important that the relay substrate has a high accuracy of the shape to be produced. Therefore, the relay substrate is formed with, for example, alumina (aluminum oxide) or a ceramic material such as SiO 2 as a main component. In the relay substrate, a conductive material for electrically connecting the integrated circuit and the acoustic element is provided inside or on the surface. Here, as the conductive material, for example, tungsten, molybdenum, gold, silver, copper, or the like is used.

特開2013−243668号公報JP 2013-243668 A

本発明が解決しようとする課題は、中継基板で発生する振動を低減することを可能にする超音波プローブを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic probe that makes it possible to reduce vibration generated in a relay substrate.

実施の形態の超音波プローブは、音響素子と、集積回路と、中継基板と、減衰部とを備える。音響素子は、超音波を送受信する。集積回路は、前記音響素子によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する。中継基板は、前記音響素子と前記集積回路との間に配置され、前記音響素子と前記集積回路との電気的な接続を中継する。減衰部は、前記中継基板に設けられ、前記超音波による振動を減衰させる。   The ultrasonic probe according to the embodiment includes an acoustic element, an integrated circuit, a relay substrate, and an attenuation unit. The acoustic element transmits and receives ultrasonic waves. The integrated circuit executes data processing related to ultrasonic waves transmitted and received by the acoustic element. The relay board is disposed between the acoustic element and the integrated circuit, and relays electrical connection between the acoustic element and the integrated circuit. The attenuation unit is provided on the relay substrate and attenuates vibrations caused by the ultrasonic waves.

図1は、第1の実施形態に係る超音波プローブが接続される超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the ultrasonic probe according to the first embodiment is connected. 図2は、第1の実施形態に係る超音波送受信部を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the ultrasonic transmission / reception unit according to the first embodiment. 図3は、従来技術に係る課題を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a problem related to the prior art. 図4は、従来技術に係る中継基板を用いたシミュレーション結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result using a relay board according to the related art. 図5は、第1の実施形態に係る中継基板の構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the relay board according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係る変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a modification according to the first embodiment. 図7は、第2の実施形態に係る中継基板の構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a configuration of a relay board according to the second embodiment. 図8Aは、第2の実施形態に係る変形例を示す図である。FIG. 8A is a diagram illustrating a modification according to the second embodiment. 図8Bは、第2の実施形態に係る変形例を示す図である。FIG. 8B is a diagram illustrating a modification according to the second embodiment. 図9は、第2の実施形態に係る変形例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a modification example according to the second embodiment. 図10は、第2の実施形態に係る中継基板を用いたシミュレーション結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result using the relay board according to the second embodiment. 図11は、第3の実施形態に係る中継基板の構造の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the structure of the relay board according to the third embodiment. 図12は、第3の実施形態に係る導電材の構造の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a structure of a conductive material according to the third embodiment.

(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る超音波プローブが接続される超音波診断装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波プローブ100が接続される超音波診断装置1000の全体構成を説明するための図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1000は、装置本体200と、超音波プローブ100とを有する。
(First embodiment)
First, the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the ultrasonic probe according to the first embodiment is connected will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1000 to which an ultrasonic probe 100 according to the first embodiment is connected. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1000 according to the first embodiment includes an apparatus main body 200 and an ultrasonic probe 100.

装置本体200は、超音波プローブ100が駆動するための信号を供給したり、受信した反射波に基づいて超音波画像を生成したりする装置である。装置本体200には、入力装置やモニタなどが接続され、超音波診断装置1000の操作者から各種要求を受付け、種々の情報を表示する。   The apparatus main body 200 is an apparatus that supplies a signal for driving the ultrasonic probe 100 and generates an ultrasonic image based on a received reflected wave. The apparatus body 200 is connected to an input device, a monitor, and the like, receives various requests from the operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1000, and displays various information.

入力装置は、例えば、トラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボードなどを有し、超音波診断装置1000の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体200に対して受け付けた各種設定要求(例えば、関心領域の設定要求や画質条件設定指示など)を転送する。   The input device includes, for example, a trackball, a switch, a button, a mouse, a keyboard, and the like, receives various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1000, and receives various setting requests (for example, the apparatus main body 200). , A request for setting a region of interest, an instruction for setting image quality conditions, etc.)

モニタは、超音波診断装置1000の操作者が入力装置を用いて各種設定要求を入力するためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、装置本体200において生成された超音波画像などを表示したりする。   The monitor displays a GUI (Graphical User Interface) for an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1000 to input various setting requests using the input device, and displays an ultrasonic image generated in the apparatus main body 200. Or

超音波プローブ100は、図1に示すように、接続端子10と、コネクタ20と、接続機構30と、ケーブル40と、超音波送受信部50とを有する。接続端子10は、後述する超音波送受信部50への送信信号や超音波送受信部50からの受信信号が送受信されるための信号線を装置本体200に接続する端子である。接続端子10は、装置本体200の種類に対応した種々の形状を有している。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic probe 100 includes a connection terminal 10, a connector 20, a connection mechanism 30, a cable 40, and an ultrasonic transmission / reception unit 50. The connection terminal 10 is a terminal for connecting a signal line for transmitting / receiving a transmission signal to / from an ultrasonic transmission / reception unit 50 to be described later and a reception signal from the ultrasonic transmission / reception unit 50 to the apparatus main body 200. The connection terminal 10 has various shapes corresponding to the type of the apparatus main body 200.

コネクタ20は、ケーブル40を収納するとともに、超音波プローブ100を装置本体200に固定して電気的な接続を確保する。接続機構30は、コネクタ20を装置本体200に固定することで超音波プローブ100と装置本体200との電気的接続を確保する。接続機構30は、例えば、ハンドルやノブなどである。そして、接続機構30は、コネクタ20を装置本体200に固定するロック状態と、コネクタ20を装置本体200から取り外すことができるアンロック状態とを切り替える。   The connector 20 accommodates the cable 40 and secures the ultrasonic probe 100 to the apparatus main body 200 to ensure electrical connection. The connection mechanism 30 secures the electrical connection between the ultrasonic probe 100 and the apparatus main body 200 by fixing the connector 20 to the apparatus main body 200. The connection mechanism 30 is, for example, a handle or a knob. The connection mechanism 30 switches between a locked state in which the connector 20 is fixed to the apparatus main body 200 and an unlocked state in which the connector 20 can be detached from the apparatus main body 200.

ケーブル40は、後述する超音波送受信部50と装置本体200との間で信号を送受信するためのケーブルである。例えば、ケーブル40は、複数の信号線を有する。そして、信号線は、接続端子10を介して装置本体200と接続される。   The cable 40 is a cable for transmitting and receiving signals between an ultrasonic transmission / reception unit 50 and an apparatus main body 200 described later. For example, the cable 40 has a plurality of signal lines. The signal line is connected to the apparatus main body 200 via the connection terminal 10.

超音波送受信部50は、装置本体200から供給される信号に基づき超音波を発生し、さらに、被検体からの反射波を受信して受信信号に変換する。ここで、本実施形態に係る超音波送受信部50は、圧電振動子や音響整合層などの音響素子が2次元マトリクス状に配列されたものであるとする。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、超音波送受信部において音響素子が1次元的に配列された1次元アレイプローブであってもよい。   The ultrasonic transmission / reception unit 50 generates an ultrasonic wave based on a signal supplied from the apparatus main body 200, receives a reflected wave from the subject, and converts it into a reception signal. Here, it is assumed that the ultrasonic transmission / reception unit 50 according to the present embodiment includes acoustic elements such as piezoelectric vibrators and acoustic matching layers arranged in a two-dimensional matrix. However, the embodiment is not limited to this, and may be, for example, a one-dimensional array probe in which acoustic elements are one-dimensionally arranged in the ultrasonic transmission / reception unit.

図2は、第1の実施形態に係る超音波送受信部50を説明するための図である。図2においては、超音波送受信部50内部の断面図を示す。なお、図2に示す超音波送受信部50はあくまでも一例であり、本実施形態に係る超音波送受信部50は、図2に示す例に限られない。例えば、超音波送受信部50は、図2に示すように、アース電極1と、音響素子2と、バンプ3と、基板(例えば、FPC:Flexible Printed Circuitsなど)4と、中継基板(インターポーザー)5と、集積回路(例えば、ASICなど)6と、背面材(バッキング材)7とを有する。   FIG. 2 is a diagram for explaining the ultrasonic transmission / reception unit 50 according to the first embodiment. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the inside of the ultrasonic transmission / reception unit 50. The ultrasonic transmission / reception unit 50 illustrated in FIG. 2 is merely an example, and the ultrasonic transmission / reception unit 50 according to the present embodiment is not limited to the example illustrated in FIG. For example, as shown in FIG. 2, the ultrasonic transmission / reception unit 50 includes a ground electrode 1, an acoustic element 2, a bump 3, a substrate (for example, FPC: Flexible Printed Circuits) 4, and a relay substrate (interposer). 5, an integrated circuit (for example, ASIC) 6, and a back material (backing material) 7.

超音波送受信部50においては、図2に示すように、音響素子2と中継基板5とが接続され、中継基板5と集積回路6とがバンプ3を介して接続されことにより、音響素子2と集積回路6とが中継基板5を介して接続される。   In the ultrasonic transmission / reception unit 50, as shown in FIG. 2, the acoustic element 2 and the relay board 5 are connected, and the relay board 5 and the integrated circuit 6 are connected via the bumps 3, whereby the acoustic element 2 and The integrated circuit 6 is connected via the relay substrate 5.

音響素子2は、図2に示すように、音響整合層201と、圧電振動子(例えば、PZT:チタン酸ジルコン酸鉛)202と、中間層(例えば、タングステンカーバイドなど)203とを有し、超音波を送受信する。本実施形態に係る超音波送受信部50においては、音響整合層201と、圧電振動子202と、中間層203とが積層された音響素子が2次元マトリクス状に配列された音響素子群を形成する。   As shown in FIG. 2, the acoustic element 2 includes an acoustic matching layer 201, a piezoelectric vibrator (for example, PZT: lead zirconate titanate) 202, and an intermediate layer (for example, tungsten carbide) 203, Send and receive ultrasound. In the ultrasonic transmission / reception unit 50 according to the present embodiment, an acoustic element group in which acoustic elements in which the acoustic matching layer 201, the piezoelectric vibrator 202, and the intermediate layer 203 are stacked is arranged in a two-dimensional matrix is formed. .

音響整合層201は、圧電振動子202と被検体との間の音響インピーダンスの不整合を緩和する。圧電振動子202は、後述する集積回路6から供給される送信信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を受信して受信信号を生成する。中間層203は、圧電振動子202から後方への超音波の伝播を防止する。   The acoustic matching layer 201 alleviates the mismatch of acoustic impedance between the piezoelectric vibrator 202 and the subject. The piezoelectric vibrator 202 generates an ultrasonic wave based on a transmission signal supplied from the integrated circuit 6 described later, receives a reflected wave from the subject, and generates a reception signal. The intermediate layer 203 prevents ultrasonic waves from propagating backward from the piezoelectric vibrator 202.

中継基板5は、音響素子2と集積回路6との間に配置され、音響素子2と集積回路6との電気的な接続を中継する。例えば、中継基板5は、音響素子2と集積回路6とを電気的に接続する導電材を含み、導電材は、中継基板5における音響素子側の面と集積回路側の面とを貫通した円柱状、角柱状、又は、円筒状に形成される。   The relay substrate 5 is disposed between the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 and relays electrical connection between the acoustic element 2 and the integrated circuit 6. For example, the relay substrate 5 includes a conductive material that electrically connects the acoustic element 2 and the integrated circuit 6, and the conductive material is a circle that penetrates the surface on the acoustic element side and the surface on the integrated circuit side of the relay substrate 5. It is formed in a columnar shape, a prismatic shape, or a cylindrical shape.

集積回路6は、例えば、ASICなどであり、音響素子2によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する。例えば、集積回路6は、装置本体200から供給される信号(例えば、超音波の送受信条件に関する信号など)に基づいて送信信号を生成し、生成した送信信号を圧電振動子202に供給する。また、例えば、集積回路6は、圧電振動子202によって生成された受信信号を受け付け、受け付けた受信信号を所定の単位で加算することで装置本体200に送信する受信信号数を所定の数に低減する。背面材7は、圧電振動子3から後方への超音波減衰吸収することで、後方への超音波の伝播を防止する。   The integrated circuit 6 is, for example, an ASIC, and executes data processing related to ultrasonic waves transmitted and received by the acoustic element 2. For example, the integrated circuit 6 generates a transmission signal based on a signal (for example, a signal related to ultrasonic transmission / reception conditions) supplied from the apparatus main body 200, and supplies the generated transmission signal to the piezoelectric vibrator 202. Further, for example, the integrated circuit 6 receives the reception signal generated by the piezoelectric vibrator 202 and adds the received reception signal in a predetermined unit to reduce the number of reception signals transmitted to the apparatus main body 200 to a predetermined number. To do. The backing material 7 prevents backward ultrasonic propagation by absorbing ultrasonic attenuation backward from the piezoelectric vibrator 3.

このように、第1の実施形態に係る超音波プローブ100においては、音響素子2と集積回路6とが中継基板5を介して接続される。ここで、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、中継基板5で発生する振動を低減することが可能となるように形成される。上述したように、中継基板5は、機械的安定性を高めるため、アルミナや、SiO2などのセラミックス材料などを主成分として形成される。セラミックス材料は音響減衰が小さいため、従来技術に係る中継基板では、音響素子によって発生した振動(圧電振動子によって発生し、中間層で減衰吸収しきれなかった振動)が減衰されず、定在化することとなる。 Thus, in the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment, the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 are connected via the relay substrate 5. Here, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment is formed so as to be able to reduce the vibration generated in the relay substrate 5. As described above, the relay substrate 5 is formed mainly of alumina or a ceramic material such as SiO 2 in order to improve mechanical stability. Since ceramic materials have low acoustic damping, vibrations generated by acoustic elements (vibrations generated by piezoelectric transducers that could not be absorbed and absorbed by the intermediate layer) are not attenuated in the relay substrate according to the prior art, and are localized. Will be.

図3は、従来技術に係る課題を説明するための図である。図3においては、従来技術に係る中継基板510の断面図を示す。例えば、従来技術に係る中継基板510は、図3の(A)に示すように、アルミナで形成された母材511と、銅(Cu)で形成された導電材512a〜512cとを有する。そして、このような中継基板510が音響素子と集積回路との間に配置され、電気的接続を行う。ここで、従来の中継基板510では、圧電振動子で発生して中間層で減衰吸収しきれなかった振動が母材内を伝わる横振動が発生する。例えば、従来の中継基板510では、図3の(B)に示すように、導電材512bを介して矢印60の向きで伝播された振動が母材511内を矢印61及び矢印62の向きで伝わる横振動(以下、不要振動と記す)が発生する。   FIG. 3 is a diagram for explaining a problem related to the prior art. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a relay board 510 according to the prior art. For example, as shown in FIG. 3A, the relay substrate 510 according to the related art includes a base material 511 formed of alumina and conductive materials 512a to 512c formed of copper (Cu). Such a relay substrate 510 is disposed between the acoustic element and the integrated circuit, and performs electrical connection. Here, in the conventional relay substrate 510, a lateral vibration is generated in which the vibration that is generated by the piezoelectric vibrator and cannot be attenuated and absorbed by the intermediate layer is transmitted in the base material. For example, in the conventional relay board 510, as shown in FIG. 3B, the vibration propagated in the direction of the arrow 60 through the conductive material 512b is transmitted in the direction of the arrow 61 and the arrow 62 in the base material 511. Lateral vibration (hereinafter referred to as unnecessary vibration) occurs.

このように、不要振動が横方向に伝播すると、隣接する導電材512a及び導電材512cにて伝送される受信信号に影響を与えてしまう場合がある。図4は、従来技術に係る中継基板510を用いたシミュレーション結果を示す図である。ここで、図4においては、1つの音響素子から送信された超音波信号が水中を伝播して、反射体にて反射された反射波を隣接する素子で受信する様子を模擬したものである。また、図4においては、横軸に時間「Time(μsec)」を示し、縦軸に振幅を示す。なお、図4に示す振幅は、初期の送信信号の強度を「1」とした場合の、受信信号の強度を示す。例えば、従来技術に係る中継基板510を用いた場合、図4に示すように、14μsec付近にある受信信号の波形の前後に、不要振動を示す波形が現れている。このような不要振動の信号を含む受信信号に基づいて超音波画像を映像化した場合、不要振動に起因する不要成分がノイズとして現れ、画像劣化の原因となる場合がある。   Thus, when unnecessary vibration propagates in the lateral direction, reception signals transmitted by the adjacent conductive material 512a and conductive material 512c may be affected. FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result using the relay substrate 510 according to the related art. Here, FIG. 4 simulates a situation in which an ultrasonic signal transmitted from one acoustic element propagates in water and a reflected wave reflected by a reflector is received by an adjacent element. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time “Time (μsec)”, and the vertical axis indicates amplitude. The amplitude shown in FIG. 4 indicates the strength of the received signal when the strength of the initial transmission signal is “1”. For example, when the relay substrate 510 according to the prior art is used, as shown in FIG. 4, a waveform indicating unnecessary vibration appears before and after the waveform of the received signal in the vicinity of 14 μsec. When an ultrasonic image is visualized based on a reception signal including such a signal of unnecessary vibration, an unnecessary component due to unnecessary vibration may appear as noise and cause image deterioration.

そこで、第1の実施形態に係る超音波プローブ100では、中継基板5に超音波による振動を減衰させる減衰部を設けることで、上述した不要振動を低減させる。図5は、第1の実施形態に係る中継基板5の構成の一例を示す図である。ここで、図5においては、(A)が中継基板5の断面図を示し、(B)が中継基板5の外観図を示し、(C)が中継基板5における音響素子2側の上面図を示す。なお、図5においては、(A)〜(C)それぞれで中継基板5の一部を示す。   Therefore, in the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment, the above-described unnecessary vibration is reduced by providing the relay substrate 5 with an attenuation unit that attenuates vibration due to ultrasonic waves. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the relay board 5 according to the first embodiment. Here, in FIG. 5, (A) shows a cross-sectional view of the relay board 5, (B) shows an external view of the relay board 5, and (C) shows a top view of the relay board 5 on the acoustic element 2 side. Show. In FIG. 5, (A) to (C) each show a part of the relay substrate 5.

例えば、中継基板5は、図5の(A)に示すように、母材501と、導電材502と、減衰部503とを有する。母材501は、中継基板5のベース部分であり、例えば、アルミナや、SiO2などのセラミックス材料によって形成される。導電材502は、音響素子2と集積回路6とを電気的に接続し、例えば、タングステン、モリブデン、金、銅、銀、錫又は半田で形成される。ここで、導電材502は、音響素子2の配列(素子ピッチ)と、集積回路6の配列とが対応するように設けられる。すなわち、音響素子2と集積回路6のピッチが異なる場合であっても、導電材502の配置を変化させることにより、音響素子2と集積回路6とを確実に接続することができる。なお、図5においては、音響素子2と集積回路6のピッチが一致しており、導電材502が垂直に配線されている場合を示すが、ピッチが異なる場合、導電材502が斜めに配線されてもよい。 For example, the relay substrate 5 includes a base material 501, a conductive material 502, and an attenuation portion 503 as illustrated in FIG. The base material 501 is a base portion of the relay substrate 5 and is formed of a ceramic material such as alumina or SiO 2 , for example. The conductive material 502 electrically connects the acoustic element 2 and the integrated circuit 6, and is formed of, for example, tungsten, molybdenum, gold, copper, silver, tin, or solder. Here, the conductive material 502 is provided so that the arrangement (element pitch) of the acoustic elements 2 corresponds to the arrangement of the integrated circuits 6. That is, even if the pitch of the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 is different, the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 can be reliably connected by changing the arrangement of the conductive material 502. 5 shows the case where the pitches of the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 are the same and the conductive material 502 is vertically wired, but when the pitch is different, the conductive material 502 is diagonally wired. May be.

減衰部503は、超音波による振動を減衰させ、例えば、樹脂、ゴム、樹脂又はゴムと金属、金属酸化物、金属炭化物又は金属窒化物とを混合した混合物、又は、中空空間で形成される。例えば、減衰部503は、図5の(A)に示すように、母材501において、導電材502の間に設けられる。すなわち、減衰部503は、母材501に設けられた複数の導電材502の間それぞれに配置される。   The attenuating unit 503 attenuates vibration caused by ultrasonic waves, and is formed of, for example, a resin, rubber, a resin or rubber and a mixture of metal, metal oxide, metal carbide, or metal nitride, or a hollow space. For example, the attenuation portion 503 is provided between the conductive materials 502 in the base material 501 as illustrated in FIG. That is, the attenuation part 503 is disposed between the plurality of conductive materials 502 provided on the base material 501.

ここで、減衰部503は、図5の(A)に示すように、中継基板5における音響素子2側に設けられる。中継基板5においては、母材501が硬質なセラミックス材料によって形成されているため、音響素子2側から伝播された振動は、中継基板5の音響素子2側で横方向に伝わる不要振動となる。そこで、第1の実施形態に係る超音波プローブ100では、中継基板5の音響素子2側に減衰部503を配置させることで、横方向に伝わる不要振動を減衰させる。   Here, the attenuation portion 503 is provided on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5 as shown in FIG. In the relay substrate 5, since the base material 501 is formed of a hard ceramic material, the vibration propagated from the acoustic element 2 side becomes unnecessary vibration transmitted in the lateral direction on the acoustic element 2 side of the relay substrate 5. Therefore, in the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment, the unnecessary vibration transmitted in the lateral direction is attenuated by disposing the attenuation unit 503 on the acoustic element 2 side of the relay substrate 5.

すなわち、第1の実施形態に係る中継基板5は、図5の(B)に示すように、母材501に設けられた複数の導電材502の間において、母材501の厚み方向における音響素子側に減衰部503がそれぞれ設けられる。従って、第1の実施形態に係る中継基板5は、図5の(C)に示すように、隣接する導電材502間に減衰部503が配置され、導電材502を介して伝播される振動が横方向に伝わったとしても、振動を減衰することができる。   That is, the relay substrate 5 according to the first embodiment includes an acoustic element in the thickness direction of the base material 501 between the plurality of conductive materials 502 provided on the base material 501 as illustrated in FIG. Attenuators 503 are provided on the sides. Therefore, in the relay substrate 5 according to the first embodiment, as shown in FIG. 5C, the damping part 503 is disposed between the adjacent conductive materials 502, and the vibration propagated through the conductive material 502 is generated. Even if it is transmitted in the lateral direction, the vibration can be attenuated.

ここで、図5に示す中継基板5はあくまでも一例であり、その他種々の形態で実施させる場合であってもよい。図6は、第1の実施形態に係る変形例を示す図である。なお、図6においては、(A)及び(B)が中継基板5の断面図を示し、(C)が中継基板5の音響素子2側の上面図を示す。例えば、図5に示す例では、減衰部503の長手方向が母材501の厚み方向(縦方向)と平行になる場合について説明した。すなわち、図5に示す減衰部503では、母材501の音響素子2側から集積回路6側に向かって長くなる構造を有する場合の例を説明した。   Here, the relay substrate 5 shown in FIG. 5 is merely an example, and may be implemented in various other forms. FIG. 6 is a diagram illustrating a modification according to the first embodiment. 6A and 6B are cross-sectional views of the relay board 5, and FIG. 6C is a top view of the relay board 5 on the acoustic element 2 side. For example, in the example illustrated in FIG. 5, the case where the longitudinal direction of the attenuation portion 503 is parallel to the thickness direction (vertical direction) of the base material 501 has been described. That is, the example in which the attenuation unit 503 illustrated in FIG. 5 has a structure that becomes longer from the acoustic element 2 side of the base material 501 toward the integrated circuit 6 side has been described.

しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、減衰部503の長手方向が母材501(中継基板5)の面方向(横方向)と平行になる場合であってもよい。例えば、中継基板5は、図6の(A)に示すように、母材501の音響素子2側に、横方向に向かって長くなる構造を有する減衰部503を備える場合であってもよい。   However, the embodiment is not limited to this, and the longitudinal direction of the attenuation portion 503 may be parallel to the surface direction (lateral direction) of the base material 501 (the relay substrate 5). For example, as illustrated in FIG. 6A, the relay substrate 5 may include a damping portion 503 having a structure that becomes longer in the lateral direction on the acoustic element 2 side of the base material 501.

また、減衰部503は、音響素子2側に設けられるだけでなく、母材501を貫通するように設けられてもよい。例えば、減衰部503は、図6の(B)に示すように、中継基板5における音響素子2側の面から集積回路6側の面まで貫通するように設けられる。なお、図6の(A)及び図6の(B)に示すように減衰部503を設ける場合も、減衰部503は、母材501に設けられた複数の導電材502の間それぞれに配置される。   In addition, the attenuation unit 503 may be provided not only on the acoustic element 2 side but also through the base material 501. For example, as shown in FIG. 6B, the attenuation unit 503 is provided so as to penetrate from the surface on the acoustic element 2 side of the relay substrate 5 to the surface on the integrated circuit 6 side. 6A and 6B, when the attenuation portion 503 is provided, the attenuation portion 503 is disposed between the plurality of conductive materials 502 provided on the base material 501. The

上述した図5、図6の(A)及び図6の(B)では、減衰部503が、母材501に設けられた複数の導電材502の間それぞれに配置される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、所定の導電材502間にのみ減衰部503が配置される場合であってもよい。例えば、図6の(C)に示すように、図中の上段に示す導電材502と中段に示す導電材502との間、及び、図中の中段に示す導電材502と下段に示す導電材502との間にのみ、減衰部503が配置される場合であってもよい。すなわち、図中の左側と中央、及び、中央と右側の導電材502間に減衰部503を設けない場合であってもよい。   In FIGS. 5 and 6A and 6B described above, the case where the attenuation portion 503 is disposed between the plurality of conductive materials 502 provided on the base material 501 has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the attenuation unit 503 may be disposed only between the predetermined conductive materials 502. For example, as shown in FIG. 6C, between the conductive material 502 shown in the upper part of the figure and the conductive material 502 shown in the middle part, and between the conductive material 502 shown in the middle part of the figure and the conductive material shown in the lower part. The attenuation unit 503 may be arranged only between the terminal 502 and the terminal 502. In other words, the attenuation portion 503 may not be provided between the conductive material 502 on the left side and the center and between the center and the right side in the drawing.

例えば、上段に示す3つの導電材502に対応する圧電振動子と、中段に示す3つの導電材502に対応する圧電振動子と、下段に示す3つの導電材502に対応する圧電振動子とをそれぞれまとめて制御する場合には、図6の(C)に示すように、上段と中段の間、及び中段と下段の間に減衰部503を配置するようにしてもよい。   For example, a piezoelectric vibrator corresponding to the three conductive materials 502 shown in the upper stage, a piezoelectric vibrator corresponding to the three conductive materials 502 shown in the middle stage, and a piezoelectric vibrator corresponding to the three conductive materials 502 shown in the lower stage. When the control is performed collectively, as shown in FIG. 6C, the attenuation unit 503 may be arranged between the upper stage and the middle stage and between the middle stage and the lower stage.

上述したように、第1の実施形態によれば、音響素子2は、超音波を送受信する。集積回路6は、音響素子2によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する。中継基板5は、音響素子2と集積回路6との間に配置され、音響素子2と集積回路6との電気的な接続を中継する。減衰部503は、中継基板5に設けられ、超音波による振動を減衰させる。従って、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、中継基板5で生じる不要振動を減衰させることができる。その結果、超音波プローブ100は、不要振動に起因する超音波画像の劣化を抑止することができる。   As described above, according to the first embodiment, the acoustic element 2 transmits and receives ultrasonic waves. The integrated circuit 6 executes data processing related to ultrasonic waves transmitted and received by the acoustic element 2. The relay substrate 5 is disposed between the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 and relays electrical connection between the acoustic element 2 and the integrated circuit 6. The attenuation unit 503 is provided on the relay substrate 5 and attenuates vibration caused by ultrasonic waves. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment can attenuate unnecessary vibration generated in the relay substrate 5. As a result, the ultrasonic probe 100 can suppress deterioration of the ultrasonic image due to unnecessary vibration.

また、第1の実施形態によれば、減衰部503は、中継基板5における音響素子2側に設けられる。従って、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、中継基板5の音響素子2側で横方向に伝播する不要振動を効果的に減衰させることができる。   Further, according to the first embodiment, the attenuation unit 503 is provided on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment can effectively attenuate unnecessary vibration that propagates in the lateral direction on the acoustic element 2 side of the relay substrate 5.

また、第1の実施形態によれば、減衰部503は、中継基板5における音響素子2側の面から集積回路6側の面まで貫通するように設けられる。従って、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、中継基板5の厚み方向のすべてに渡って不要振動を減衰させることができる。   Further, according to the first embodiment, the attenuation unit 503 is provided so as to penetrate from the surface on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5 to the surface on the integrated circuit 6 side. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment can attenuate the unnecessary vibration over the entire thickness direction of the relay substrate 5.

また、第1の実施形態によれば、中継基板5は、音響素子2と集積回路6とを電気的に接続する導電材502を含み、導電材502は、中継基板5における音響素子2側の面と集積回路6側の面とを貫通した円柱状、角柱状、又は、円筒状に形成される。また、導電材502は、タングステン、モリブデン、金、銅、銀、錫又は半田で形成される。また、中継基板5は、セラミックス材料で形成される。従って、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、従来の中継基板を用いて容易に実現することができる。   Further, according to the first embodiment, the relay substrate 5 includes the conductive material 502 that electrically connects the acoustic element 2 and the integrated circuit 6, and the conductive material 502 is on the acoustic element 2 side of the relay substrate 5. It is formed in a columnar shape, a prismatic shape, or a cylindrical shape that penetrates the surface and the surface on the integrated circuit 6 side. The conductive material 502 is formed of tungsten, molybdenum, gold, copper, silver, tin, or solder. The relay substrate 5 is made of a ceramic material. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment can be easily realized by using a conventional relay substrate.

また、第1の実施形態によれば、減衰部503は、樹脂、ゴム、樹脂又はゴムと金属、金属酸化物、金属炭化物又は金属窒化物とを混合した混合物、又は、中空空間で形成される。従って、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、状況に応じて、形状と減衰効果を考慮した減衰部503を設けることができる。   Further, according to the first embodiment, the attenuation portion 503 is formed of a resin, rubber, resin or rubber and a mixture of metal, metal oxide, metal carbide, or metal nitride, or a hollow space. . Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment can be provided with the attenuation unit 503 in consideration of the shape and the attenuation effect depending on the situation.

また、第1の実施形態によれば、集積回路6における中継基板5の反対側に背面材7をさらに備える。従って、第1の実施形態に係る超音波プローブ100は、音響素子2における中間層203と、背面材7とを有する従来の超音波プローブと比較して、不要な振動をより減衰させることができる。   In addition, according to the first embodiment, the back material 7 is further provided on the opposite side of the relay substrate 5 in the integrated circuit 6. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the first embodiment can attenuate unnecessary vibration more than the conventional ultrasonic probe having the intermediate layer 203 and the back material 7 in the acoustic element 2. .

(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、中継基板5における母材501に減衰部503を設ける場合について説明した。第2の実施形態では、中継基板5に設けられた導電材502の内側に減衰部503を設ける場合について説明する。なお、以下で説明する第2の実施形態においては、減衰部503の配置が異なるだけであり、その他の点については第1の実施形態と同様である。図7は、第2の実施形態に係る中継基板5の構成の一例を示す図である。ここで、図7においては、(A)が中継基板5の断面図を示し、(B)が中継基板5の外観図を示し、(C)が中継基板5における音響素子2側の上面図を示す。なお、図7においては、(A)〜(C)それぞれで中継基板5の一部を示す。
(Second Embodiment)
In the above-described first embodiment, the case where the attenuation portion 503 is provided in the base material 501 in the relay substrate 5 has been described. In the second embodiment, a case where the attenuation portion 503 is provided inside the conductive material 502 provided on the relay substrate 5 will be described. In the second embodiment described below, only the arrangement of the attenuation unit 503 is different, and the other points are the same as in the first embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the relay board 5 according to the second embodiment. Here, in FIG. 7, (A) shows a cross-sectional view of the relay board 5, (B) shows an external view of the relay board 5, and (C) shows a top view of the relay board 5 on the acoustic element 2 side. Show. In FIG. 7, (A) to (C) each show a part of the relay substrate 5.

例えば、第2の実施形態に係る減衰部503は、図7の(A)に示すように、導電材502の内側に設けられる。ここで、第2の実施形態に係る減衰部503は、第1の実施形態と同様に、導電材502の音響素子2側に配置される。すなわち、第2の実施形態に係る中継基板5は、図7の(B)に示すように、母材501に設けられた複数の導電材502それぞれにおいて、母材501の厚み方向における音響素子側に減衰部503がそれぞれ設けられる。従って、第2の実施形態に係る中継基板5は、図7の(C)に示すように、すべての導電材502の内側に減衰部503が配置され、導電材502を介して伝播される振動を減衰することができる。   For example, the attenuation unit 503 according to the second embodiment is provided inside the conductive material 502 as illustrated in FIG. Here, the attenuation unit 503 according to the second embodiment is disposed on the acoustic element 2 side of the conductive material 502 as in the first embodiment. That is, as shown in FIG. 7B, the relay substrate 5 according to the second embodiment includes an acoustic element side in the thickness direction of the base material 501 in each of the plurality of conductive materials 502 provided on the base material 501. Attenuators 503 are respectively provided. Therefore, in the relay substrate 5 according to the second embodiment, as shown in FIG. 7C, the damping part 503 is arranged inside all the conductive materials 502, and the vibration propagated through the conductive material 502. Can be attenuated.

ここで、図7に示す中継基板5はあくまでも一例であり、その他種々の形態で実施させる場合であってもよい。図8A及び図8Bは、第2の実施形態に係る変形例を示す図である。なお、図8A及び図8Bは中継基板5の断面図を示す。例えば、図7に示す例では、減衰部503の長手方向が母材501の厚み方向(縦方向)と平行になる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、減衰部503の長手方向が母材501(中継基板5)の面方向(横方向)と平行になる場合であってもよい。例えば、中継基板5は、図8Aに示すように、導電材502の音響素子2側に、横方向に向かって長くなる構造を有する減衰部503を備える場合であってもよい。   Here, the relay substrate 5 shown in FIG. 7 is merely an example, and may be implemented in various other forms. 8A and 8B are diagrams showing a modification according to the second embodiment. 8A and 8B are cross-sectional views of the relay substrate 5. FIG. For example, in the example illustrated in FIG. 7, the case where the longitudinal direction of the attenuation portion 503 is parallel to the thickness direction (vertical direction) of the base material 501 has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the longitudinal direction of the attenuation portion 503 may be parallel to the surface direction (lateral direction) of the base material 501 (the relay substrate 5). For example, as illustrated in FIG. 8A, the relay substrate 5 may include a damping portion 503 having a structure that becomes longer in the lateral direction on the acoustic element 2 side of the conductive material 502.

また、減衰部503は、音響素子2側に設けられるだけでなく、導電材502の内側を貫通するように設けられてもよい。例えば、減衰部503は、図8Bに示すように、導電材502における音響素子2側の面から集積回路6側の面まで貫通するように設けられる。なお、図8A及び図8Bに示すように減衰部503を設ける場合も、減衰部503は、複数の導電材502それぞれに配置される。   Further, the attenuation portion 503 may be provided not only on the acoustic element 2 side but also so as to penetrate the inside of the conductive material 502. For example, as shown in FIG. 8B, the attenuation unit 503 is provided so as to penetrate from the surface on the acoustic element 2 side to the surface on the integrated circuit 6 side in the conductive material 502. In addition, also when providing the attenuation | damping part 503 as shown to FIG. 8A and FIG.

ここで、第2の実施形態に係る中継基板5においては、減衰部503を導電材502に覆う場合であってもよい。具体的には、減衰部503が、導電材502の内側に、中継基板5における音響素子2側の面から集積回路6側の面まで貫通するように設けられ、中継基板5における音響素子2側の表面及び集積回路6側の表面のうち少なくとも一方において、減衰部503が導電材で覆われる。   Here, in the relay board 5 according to the second embodiment, the attenuation part 503 may be covered with the conductive material 502. Specifically, the attenuation part 503 is provided inside the conductive material 502 so as to penetrate from the surface on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5 to the surface on the integrated circuit 6 side, and on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5. The attenuating portion 503 is covered with a conductive material on at least one of the surface and the surface on the integrated circuit 6 side.

図9は、第2の実施形態に係る変形例を示す図である。ここで、図9においては、(A)が中継基板5の断面図を示し、(B)が中継基板5の外観図を示し、(C)が中継基板5における音響素子2側の上面図を示す。なお、図9においては、(A)〜(C)それぞれで中継基板5の一部を示す。   FIG. 9 is a diagram illustrating a modification example according to the second embodiment. Here, in FIG. 9, (A) shows a cross-sectional view of the relay board 5, (B) shows an external view of the relay board 5, and (C) shows a top view of the relay board 5 on the acoustic element 2 side. Show. In addition, in FIG. 9, a part of relay board | substrate 5 is shown by each of (A)-(C).

例えば、減衰部503は、図9の(A)に示すように、導電材502の内側に設けられ、音響素子2側の表面と集積回路6側の表面とが導電材502によって覆われる。すなわち、第2の実施形態に係る中継基板5は、図9の(B)に示すように、母材501に設けられた複数の導電材502それぞれにおいて、内部に減衰部503がそれぞれ設けられる。従って、第2の実施形態に係る中継基板5は、図9の(C)に示すように、表面に露出していた減衰部503が導電材502に覆われることとなる。   For example, as shown in FIG. 9A, the attenuation unit 503 is provided inside the conductive material 502, and the surface on the acoustic element 2 side and the surface on the integrated circuit 6 side are covered with the conductive material 502. That is, in the relay substrate 5 according to the second embodiment, as shown in FIG. 9B, each of the plurality of conductive materials 502 provided on the base material 501 is provided with an attenuation portion 503 therein. Therefore, in the relay substrate 5 according to the second embodiment, as shown in FIG. 9C, the attenuation part 503 exposed on the surface is covered with the conductive material 502.

なお、図9においては、導電材502の内部全体に減衰部503が設けられる例を示すが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、導電材502の内部において音響素子2側にのみ減衰部503が設けられる場合であってもよい。また、図7、図8A、図8B及び図9においては、全ての導電材502の内側に減衰部503が設けられる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、所定の導電材502にのみ減衰部503が設けられる場合であってもよい。   FIG. 9 shows an example in which the attenuation portion 503 is provided in the entire interior of the conductive material 502, but the embodiment is not limited to this. For example, the acoustic material 2 side is provided inside the conductive material 502. Only the attenuation part 503 may be provided. Further, in FIGS. 7, 8A, 8B, and 9, the case where the attenuation portion 503 is provided inside all the conductive materials 502 has been described, but the embodiment is not limited to this, for example, The case where the attenuation part 503 is provided only in the predetermined conductive material 502 may be sufficient.

上述したように、第2の実施形態によれば、減衰部503は、導電材502の内側に設けられる。従って、第2の実施形態に係る超音波プローブ100は、減衰部503を有する中継基板5を容易に製造することができる。   As described above, according to the second embodiment, the attenuation unit 503 is provided inside the conductive material 502. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the second embodiment can easily manufacture the relay substrate 5 having the attenuation portion 503.

また、第2の実施形態によれば、減衰部503が、導電材502の内側に、中継基板5における音響素子2側の面から集積回路6側の面まで貫通するように設けられ、中継基板5における音響素子2側の表面及び集積回路6側の表面のうち少なくとも一方において、減衰部503が導電材2で覆われる。従って、第2の実施形態に係る超音波プローブ100は、音響素子2と集積回路6との電気的接続をより確実にすることができる。   Further, according to the second embodiment, the attenuation portion 503 is provided inside the conductive material 502 so as to penetrate from the surface on the acoustic element 2 side of the relay substrate 5 to the surface on the integrated circuit 6 side. 5, the attenuation portion 503 is covered with the conductive material 2 on at least one of the surface on the acoustic element 2 side and the surface on the integrated circuit 6 side. Therefore, the ultrasonic probe 100 according to the second embodiment can make the electrical connection between the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 more reliable.

ここで、上述した第2の実施形態で説明した中継基板5を用いたシミュレーションの結果について説明する。まず、シミュレーションに用いた中継基板5は、母材501がアルミナで形成され、母材501に音響素子2、集積回路6に対応したビアが形成された。そして、母材501に形成されたビアそれぞれには、銅を用いたスルーホールメッキにて導電材502が形成され、内部にエポキシ系樹脂の減衰材を充填することで減衰部503が設けられた。なお、ビア径は「φ100μm」、メッキ厚は「20μm」で形成された。そして、減衰材が充填された後、減衰材の表面(音響素子2側及び集積回路6側ともに)が導電材502で覆われた。これらは、スパッタリング法などにより形成される。   Here, the result of the simulation using the relay substrate 5 described in the second embodiment will be described. First, in the relay substrate 5 used for the simulation, the base material 501 was formed of alumina, and vias corresponding to the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 were formed in the base material 501. In each via formed in the base material 501, a conductive material 502 is formed by through-hole plating using copper, and an attenuation portion 503 is provided by filling the inside with an epoxy resin attenuation material. . The via diameter was “φ100 μm” and the plating thickness was “20 μm”. After the attenuation material was filled, the surface of the attenuation material (both the acoustic element 2 side and the integrated circuit 6 side) was covered with the conductive material 502. These are formed by sputtering or the like.

このように作製された中継基板5を用いて、図4にて説明したシミュレーションと同様のシミュレーションを実行した。図10は、第2の実施形態に係る中継基板5を用いたシミュレーション結果を示す図である。図10においては、図4で示したシミュレーション結果と同様に、1つの音響素子から送信された超音波信号が水中を伝播して、反射体にて反射された反射波を隣接する素子で受信する様子を模擬したものである。また、図10においては、横軸に時間「Time(μsec)」を示し、縦軸に振幅を示す。なお、図10に示す振幅は、初期の送信信号の強度を「1」とした場合の、受信信号の強度を示す。   A simulation similar to the simulation described with reference to FIG. 4 was performed using the relay substrate 5 thus manufactured. FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result using the relay substrate 5 according to the second embodiment. In FIG. 10, similarly to the simulation result shown in FIG. 4, the ultrasonic signal transmitted from one acoustic element propagates in water and the reflected wave reflected by the reflector is received by the adjacent element. It is a simulation of the situation. In FIG. 10, the horizontal axis indicates time “Time (μsec)”, and the vertical axis indicates amplitude. Note that the amplitude shown in FIG. 10 indicates the strength of the received signal when the strength of the initial transmission signal is “1”.

例えば、図10に示すシミュレーションの結果、第2の実施形態に係る中継基板5は、図4に示す従来技術に係る中継基板510と比較して、14μsec付近にある受信信号の波形の前後にある不要振動を示す波形が低減されていることがわかる。すなわち、中継基板5に設けた減衰部503が、中継基板5内で発生する不要振動を減衰させていることが示されている。このように、第2の実施形態に係る中継基板5では、中継基板5の機械的強度を維持し、音響素子2と集積回路6とを電気的に接続する機能を有したまま、中継基板5で発生する不要振動を低減することができる。   For example, as a result of the simulation shown in FIG. 10, the relay board 5 according to the second embodiment is before and after the waveform of the received signal in the vicinity of 14 μsec as compared with the relay board 510 according to the conventional technique shown in FIG. It turns out that the waveform which shows unnecessary vibration is reduced. That is, it is shown that the attenuating portion 503 provided on the relay board 5 attenuates unnecessary vibration generated in the relay board 5. As described above, in the relay board 5 according to the second embodiment, the relay board 5 maintains the mechanical strength of the relay board 5 and has the function of electrically connecting the acoustic element 2 and the integrated circuit 6. Can reduce unnecessary vibration.

(第3の実施形態)
さて、これまで第1及び第2の実施形態について説明したが、上述した第1及び第2の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Third embodiment)
Although the first and second embodiments have been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the first and second embodiments described above.

上述した第2の実施形態では、導電材502の内側に設けた減衰部503の表面を導電材502で覆う場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の導電材502と複数の減衰部503の表面をまとめて導電材502で覆う場合であってもよい。具体的には、減衰部503が、中継基板5における音響素子2側の面から集積回路6側の面まで貫通するように設けられ、中継基板5における音響素子2側の表面及び集積回路6側の表面のうち少なくとも一方において、複数の導電材502及び複数の減衰部503が導電材502で覆われる。   In the above-described second embodiment, the case where the surface of the attenuation portion 503 provided inside the conductive material 502 is covered with the conductive material 502 has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, the surface of the plurality of conductive materials 502 and the plurality of attenuation portions 503 may be collectively covered with the conductive material 502. Specifically, the attenuation portion 503 is provided so as to penetrate from the surface on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5 to the surface on the integrated circuit 6 side, and the surface on the acoustic element 2 side in the relay substrate 5 and the integrated circuit 6 side. In at least one of the surfaces, the plurality of conductive materials 502 and the plurality of attenuation portions 503 are covered with the conductive material 502.

図11は、第3の実施形態に係る中継基板5の構造の一例を示す図である。ここで、図11においては、中継基板5における音響素子2側の上面図を示す。例えば、第3の実施形態に係る中継基板5は、図11に示すように、音響素子2側の表面で複数の導電材502と複数の減衰部503を導電材502によって覆うように形成される。上述したように中継基板5は、音響素子2の配列と集積回路6の配列とを対応させて電気的に接続させる。すなわち、用いられる音響素子2及び集積回路6に応じて中継基板5内部の配線が変わる。そこで、図11に示すように、導電材502によって任意の導電材502及び減衰部503をまとめて覆うことができるようにすることで、種々の状況に対応することができるようになる。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the structure of the relay board 5 according to the third embodiment. Here, in FIG. 11, the top view at the side of the acoustic element 2 in the relay substrate 5 is shown. For example, the relay substrate 5 according to the third embodiment is formed so as to cover the plurality of conductive materials 502 and the plurality of attenuation portions 503 with the conductive material 502 on the surface on the acoustic element 2 side, as shown in FIG. . As described above, the relay substrate 5 electrically connects the arrangement of the acoustic elements 2 and the arrangement of the integrated circuits 6 in correspondence. That is, the wiring inside the relay substrate 5 changes according to the acoustic element 2 and the integrated circuit 6 used. Therefore, as shown in FIG. 11, by allowing the conductive material 502 to cover the arbitrary conductive material 502 and the attenuation portion 503 together, various situations can be handled.

また、上述した第1の及び第2の実施形態では、導電材502が母材に対して垂直に配線される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、導電材502は、音響素子2側の表面と集積回路6側の表面とを種々の形状で接続することができる。図12は、第3の実施形態に係る導電材502の構造の一例を示す図である。ここで、図12においては、中継基板5の断面図を示す。   In the first and second embodiments described above, the case where the conductive material 502 is wired perpendicular to the base material has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the conductive material 502 can connect the surface on the acoustic element 2 side and the surface on the integrated circuit 6 side in various shapes. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the structure of the conductive material 502 according to the third embodiment. Here, in FIG. 12, a cross-sectional view of the relay substrate 5 is shown.

例えば、第3の実施形態に係る導電材502は、図12に示すように、母材501の内部を斜めに配線したり、母材501の内部で曲がるように配線したりする場合であってもよい。かかる場合には、減衰部503は、図12に示すように、導電材502の間に配置される場合であってもよく、或いは、導電材502の内部に配置される場合であってもよい。ここで、減衰部503が母材501に配置される場合には、導電材502に沿って(導電材502と平行になるように)設けられる必要はない。   For example, the conductive material 502 according to the third embodiment is a case where the inside of the base material 501 is obliquely wired or the inside of the base material 501 is bent as shown in FIG. Also good. In such a case, as shown in FIG. 12, the attenuation unit 503 may be disposed between the conductive materials 502 or may be disposed inside the conductive material 502. . Here, when the attenuation portion 503 is disposed on the base material 501, it is not necessary to be provided along the conductive material 502 (in parallel with the conductive material 502).

また、上述した第1の実施形態にて説明した超音波プローブ100の構成はあくまでも一例であり、本願に係る超音波プローブ100は、種々の構成を有する場合であってもよい。一例を挙げると、音響素子2に中間層203が含まれていない場合であってもよい。   Further, the configuration of the ultrasonic probe 100 described in the first embodiment described above is merely an example, and the ultrasonic probe 100 according to the present application may have various configurations. As an example, the acoustic element 2 may not include the intermediate layer 203.

また、上述した第1及び第2の実施形態では、母材501又は導電材502に減衰部503が設けられる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、減衰部503が母材501及び導電材にそれぞれ設けられる場合であってもよい。   In the first and second embodiments described above, the case where the attenuation member 503 is provided in the base material 501 or the conductive material 502 has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the attenuation unit 503 may be provided in the base material 501 and the conductive material, respectively.

また、上述した実施形態では、2次元アレイプローブに適用する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、1次元アレイプローブに適用される場合であってよい。   Moreover, although the case where it applied to a two-dimensional array probe was demonstrated in embodiment mentioned above, embodiment is not limited to this, For example, the case where it applies to a one-dimensional array probe may be sufficient.

以上説明したとおり、第1〜第3の実施形態によれば、本実施形態の超音波プローブは、中継基板で発生する振動を低減することを可能にする。   As described above, according to the first to third embodiments, the ultrasonic probe according to the present embodiment can reduce the vibration generated in the relay board.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

2 音響素子
5 中継基板
8 集積回路
503 減衰部
2 Acoustic element 5 Relay board 8 Integrated circuit 503 Attenuator

Claims (11)

超音波を送受信する音響素子と、
前記音響素子によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する集積回路と、
前記音響素子と前記集積回路との間に配置され、前記音響素子と前記集積回路との電気的な接続を中継する中継基板と、
前記中継基板に設けられ、前記超音波による振動を減衰させる減衰部と、
を備える、超音波プローブ。
An acoustic element for transmitting and receiving ultrasonic waves;
An integrated circuit that performs data processing on ultrasonic waves transmitted and received by the acoustic element;
A relay board that is disposed between the acoustic element and the integrated circuit and relays an electrical connection between the acoustic element and the integrated circuit;
An attenuator provided on the relay substrate, for attenuating vibrations caused by the ultrasonic waves;
An ultrasonic probe.
前記減衰部は、前記中継基板における前記音響素子側に設けられる、請求項1に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the attenuation portion is provided on the acoustic element side of the relay substrate. 前記減衰部は、前記中継基板における前記音響素子側の面から前記集積回路側の面まで貫通するように設けられる、請求項1に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the attenuation section is provided so as to penetrate from the surface on the acoustic element side to the surface on the integrated circuit side in the relay substrate. 前記中継基板は、前記音響素子と前記集積回路とを電気的に接続する導電材を含み、前記導電材は、前記中継基板における前記音響素子側の面と前記集積回路側の面とを貫通した円柱状、角柱状、又は、円筒状に形成される、請求項1〜3のいずれか1つに記載の超音波プローブ。   The relay substrate includes a conductive material that electrically connects the acoustic element and the integrated circuit, and the conductive material passes through the surface on the acoustic element side and the surface on the integrated circuit side of the relay substrate. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is formed in a columnar shape, a prismatic shape, or a cylindrical shape. 前記減衰部は、前記導電材の内側に設けられる、請求項4に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 4, wherein the attenuation section is provided inside the conductive material. 前記減衰部が、前記導電材の内側に、前記中継基板における前記音響素子側の面から前記集積回路側の面まで貫通するように設けられ、
前記中継基板における前記音響素子側の表面及び前記集積回路側の表面のうち少なくとも一方において、前記減衰部が前記導電材で覆われる、請求項4に記載の超音波プローブ。
The attenuation portion is provided inside the conductive material so as to penetrate from the surface on the acoustic element side of the relay substrate to the surface on the integrated circuit side,
The ultrasonic probe according to claim 4, wherein the attenuation portion is covered with the conductive material on at least one of the surface on the acoustic element side and the surface on the integrated circuit side of the relay substrate.
前記減衰部が、前記中継基板における前記音響素子側の面から前記集積回路側の面まで貫通するように設けられ、
前記中継基板における前記音響素子側の表面及び前記集積回路側の表面のうち少なくとも一方において、複数の導電材及び複数の減衰部が前記導電材で覆われる、請求項4に記載の超音波プローブ。
The attenuation part is provided so as to penetrate from the surface on the acoustic element side to the surface on the integrated circuit side in the relay substrate;
The ultrasonic probe according to claim 4, wherein a plurality of conductive materials and a plurality of attenuation portions are covered with the conductive material on at least one of the surface on the acoustic element side and the surface on the integrated circuit side of the relay substrate.
前記導電材は、タングステン、モリブデン、金、銅、銀、錫又は半田で形成される、請求項4〜7のいずれか1つに記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 4, wherein the conductive material is formed of tungsten, molybdenum, gold, copper, silver, tin, or solder. 前記減衰部は、樹脂、ゴム、前記樹脂又は前記ゴムと金属、金属酸化物、金属炭化物又は金属窒化物とを混合した混合物、又は、中空空間で形成される、請求項1〜8のいずれか1つに記載の超音波プローブ。   The said attenuation | damping part is formed in the mixture which mixed resin, rubber | gum, the said resin, or the said rubber | rubber, and a metal, a metal oxide, a metal carbide, or a metal nitride, or hollow space, The any one of Claims 1-8 The ultrasonic probe according to one. 前記中継基板は、セラミックス材料で形成される、請求項1〜9のいずれか1つに記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the relay substrate is formed of a ceramic material. 前記集積回路における前記中継基板の反対側に背面材をさらに備える、請求項1〜10のいずれか1つに記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, further comprising a back material on a side opposite to the relay substrate in the integrated circuit.
JP2014220494A 2014-10-29 2014-10-29 Ultrasonic probe Active JP6675142B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220494A JP6675142B2 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Ultrasonic probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220494A JP6675142B2 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Ultrasonic probe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016092439A true JP2016092439A (en) 2016-05-23
JP6675142B2 JP6675142B2 (en) 2020-04-01

Family

ID=56017182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014220494A Active JP6675142B2 (en) 2014-10-29 2014-10-29 Ultrasonic probe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6675142B2 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079621A (en) * 2001-09-14 2003-03-18 Toshiba Corp Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device
JP2006174940A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Ultrasonic probe and its manufacturing method
JP2011025055A (en) * 2010-08-23 2011-02-10 Olympus Corp Electrostatic capacity type ultrasonic transducer
WO2011064934A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 コニカミノルタエムジー株式会社 Sound damping component for ultrasonic probe, ultrasonic probe, and ultrasonic probe manufacturing method
JP2011200332A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Toshiba Corp Two-dimensional-array ultrasonic probe and probe diagnostic apparatus
JP2012216868A (en) * 2012-07-10 2012-11-08 Shinko Electric Ind Co Ltd Package for electronic component and electronic component device
JP2013243668A (en) * 2012-05-22 2013-12-05 General Electric Co <Ge> Ultrasound transducer and method for manufacturing ultrasound transducer
JP2014087556A (en) * 2012-10-31 2014-05-15 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic probe
JP2014127821A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic vibrator unit, and manufacturing method thereof
JP2014158554A (en) * 2013-02-19 2014-09-04 Hitachi Aloka Medical Ltd Manufacturing method of ultrasonic vibrator unit

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079621A (en) * 2001-09-14 2003-03-18 Toshiba Corp Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device
JP2006174940A (en) * 2004-12-21 2006-07-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Ultrasonic probe and its manufacturing method
WO2011064934A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 コニカミノルタエムジー株式会社 Sound damping component for ultrasonic probe, ultrasonic probe, and ultrasonic probe manufacturing method
JP2011200332A (en) * 2010-03-24 2011-10-13 Toshiba Corp Two-dimensional-array ultrasonic probe and probe diagnostic apparatus
JP2011025055A (en) * 2010-08-23 2011-02-10 Olympus Corp Electrostatic capacity type ultrasonic transducer
JP2013243668A (en) * 2012-05-22 2013-12-05 General Electric Co <Ge> Ultrasound transducer and method for manufacturing ultrasound transducer
JP2012216868A (en) * 2012-07-10 2012-11-08 Shinko Electric Ind Co Ltd Package for electronic component and electronic component device
JP2014087556A (en) * 2012-10-31 2014-05-15 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic probe
JP2014127821A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic vibrator unit, and manufacturing method thereof
JP2014158554A (en) * 2013-02-19 2014-09-04 Hitachi Aloka Medical Ltd Manufacturing method of ultrasonic vibrator unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP6675142B2 (en) 2020-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5923205B1 (en) Ultrasonic probe
US8604671B2 (en) Ultrasound transducer, ultrasound probe, and a method for manufacturing ultrasound transducers
US9184370B2 (en) Ultrasonic transducer device, ultrasonic measurement apparatus, head unit, probe, and ultrasonic imaging apparatus
JP4990272B2 (en) Ultrasonic probe
KR100915485B1 (en) Ultrasonic probe and method of manufacturing the same
US8231534B2 (en) Ultrasonic transmitter/receiver device, ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JPWO2008056611A1 (en) Ultrasonic probe
CN107409261B (en) Ultrasonic vibrator unit
JP5705386B1 (en) Ultrasonic vibrator and method for manufacturing ultrasonic vibrator
JP5746082B2 (en) Ultrasonic probe and signal line connection method
JP5065593B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device
JP2007513563A (en) Apparatus and method for mounting an IC mounted sensor with a high attenuation backing
JP4118381B2 (en) ULTRASONIC PROBE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ULTRASONIC DIAGNOSIS DEVICE USING THE ULTRASONIC PROBE
JP6675142B2 (en) Ultrasonic probe
JP6999078B2 (en) Convex type ultrasonic probe
JP2017158630A (en) Ultrasonic probe
JP4709500B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2011110111A (en) Ultrasonic probe and method of manufacturing the same
JP2017070449A (en) Ultrasonic probe
JP4982135B2 (en) Ultrasonic transducer
KR20190040513A (en) Flexible circuit with redundant connection points for ultrasonic arrays
JP5349141B2 (en) Ultrasonic probe
JP2015164524A (en) ultrasonic probe
JP2019103566A (en) Ultrasound probe

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20151102

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20160513

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20160928

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20161021

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170929

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181112

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190510

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190520

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20190607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200310

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6675142

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150