JP2017056030A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】超音波プローブ内において、複数の振動子の上側電極をバッキングを利用してグラウンドに接続するための構造を低コストで提供する。【解決手段】直方体状のリードバッキング６４は振動子アレイ５８の下方に設けられる。リードバッキング６４の側面及び下面において、右側電極膜７４及び下面電極膜７２が蒸着処理により一体形成される。下側層である導電膜９２及び上側層である絶縁層９４を有するグラウンドフィルムは、リードバッキング６４の上側に積層され、振動子アレイ５８を含む上層部分の上方から被せられる。グラウンドフィルムは、積層体の側端部からはみ出して下方へ垂れさがる右側端部を含む。右側端部の導電膜９２が右側電極膜７４に接続される。右側電極膜７４と連なる下面電極膜７２がＡＳＩＣ６８のグラウンドラインに接続される。【選択図】図６

Description

本発明は、超音波プローブに関し、特に、振動子アレイに設けられるグラウンド電極層をその接続先であるグラウンド部材へ接続するための接続構造に関する。

医療の分野において超音波診断装置が活用されている。超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受波し、これにより得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波の送受波は、装置本体に有線あるいは無線で接続される超音波プローブにより行われる。

超音波プローブは、複数の振動子からなる振動子アレイを有している。各振動子には、各送信経路から送られて来る信号（送信信号）が与えられる。これにより各振動子が振動して超音波が送信される。複数の振動子においては、上側（超音波送信方向側）及びその反対側である下側にそれぞれ電極が設けられる。定型的には、上側電極がグラウンド（ＧＮＤ）に接続され、下側電極に送信信号が印加される。なお、受信時には、反射波を受けた各振動子が振動し、その下側電極から受信信号が取り出される。

例えば、２Ｄ振動子アレイの下側には、各振動子から後方へ放出された超音波を減衰させて余分な振動を抑えるバッキングが設けられる。また、そのバッキングの下側には、送受信用の電子回路が設けられる。その場合、振動子アレイにおける複数のシグナル電極は、電子回路における複数のシグナル端子に接続され、振動子アレイのグラウンド電極は、電子回路のグラウンド端子に接続される。

従来、バッキングを利用して、振動子アレイに設けられたグラウンド電極層をグラウンド部材に接続するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、信号ライン列及びグラウンドラインを含む複数のＦＰＣを含むリードバッキング、振動子アレイ、振動子アレイの上側に接続されたグラウンド電極、及び整合層を含む積層体において、リードバッキングの側面において露出させられたＦＰＣのグラウンドラインに、積層体の側端から引き出されたグラウンド電極を接続する技術が開示されている。また、特許文献２には、直方体状の振動子アレイ全体として観念される６面に導体箔を設け（振動子アレイに６面電極を設け）、各振動子の上側電極（上面導体箔部分）が、振動子アレイの上側に積層された導電性整合層、及び振動子アレイの側面導体箔を経由して、リードバッキング内に設けられた接地導体へ接続される技術が開示されている。

特許第４２６３６６３号公報 特開２０１２−３９４９５号公報

上記特許文献１に記載の技術を採用した場合、ＦＰＣのグラウンドラインを露出させるために、リードバッキングの側面に対し、切削あるいは研削などの加工が必要になる。当該加工においては、ＦＰＣのグラウンドラインを傷つけないように行う必要があり、つまり高精度の処理が求められる。したがって、当該加工には多大なコストを要する。また、上記特許文献２に記載の技術を採用した場合、振動子アレイにおいて６面電極を形成する必要があるが、６面電極の形成のために多大なコストを必要とする。

あるいは、上記特許文献１又は２に記載の技術を採用した場合、振動子アレイに設けられたグラウンド電極層をグラウンド部材に接続するためのグラウンド経路が複雑な構造となる点も指摘できる。

本発明の目的は、複数の振動子の上側電極をバッキングを利用してグラウンドに接続するための構造を低コストで実現することにある。あるいは、本発明の目的は、簡易な構造によって複数の振動子の上側電極をグラウンドに接続することにある。

本発明に係る超音波プローブは、２次元配列された複数の振動子からなる振動子アレイと、前記振動子アレイの上側に設けられる振動子グラウンド電極層と、成膜処理により側面に形成された側面グラウンド電極膜を有し、前記振動子アレイの下側に設けられるバッキングと、下側面に形成された導電性の導電膜、及び、前記導電膜の上側に積層される絶縁性の絶縁層を含み、前記振動子グラウンド電極層の上側に設けられるグラウンドシートと、を備え、前記グラウンドシートは、前記振動子グラウンド電極層、前記振動子アレイ、及び、前記バッキングと共に積層体を構成するシート本体と、前記積層体の側端からはみ出して下方へ垂れさがったシート端部と、を有し、前記シート本体内の前記導電膜が前記振動子グラウンド電極層に電気的に接続され、前記シート端部内の前記導電膜が前記側面グラウンド電極膜に電気的に接続された、ことを特徴とする。

上記構成によれば、振動子グラウンド電極層は、グラウンドシートが有する導電膜を介して、バッキングの側面に形成されたグラウンド電位の側面グラウンド電極膜に接続される。これにより振動子グラウンド電極層が接地される。側面グラウンド電極膜は、例えば蒸着処理やメッキ処理などの成膜処理により形成されるから、容易に且つ低コストで側面グラウンド電極膜を形成できる。つまり、上記構成によれば、容易に且つ低コストで振動子グラウンド電極層をグラウンドに接続するための構造が提供される。少なくとも、バッキングの側面に対して切削あるいは研削などの加工を施した場合、あるいは振動子アレイにおいて６面電極を形成した場合に比して容易に且つ低コストでグラウンド接続構造が提供される。

また、グラウンドシートの端部が下方に垂れさがることにより、導電膜が側面グラウンド電極膜側（内側）へ位置し、外側に絶縁層が位置することになる。これにより、例えば、積層体の側方において導電性部材が配置されており、グラウンドシートがそれに接触、あるいは近接して絶縁破壊が生じる可能性がある場合であっても、絶縁層によって導電膜の絶縁が担保される。

望ましくは、前記バッキングは、下面に形成された下側電極膜を有し、前記下側電極膜は、前記側面グラウンド電極膜に一体的に連なる下側電極パッド列を含む。

成膜処理によれば、側面グラウンド電極膜と共に下側電極膜を一体形成することができる。一体形成により、側面グラウンド電極膜と下側電極膜は一体的に連なった状態で形成される。その後、下側電極膜が各振動子に対応する複数の電極パッドに分割される。分割後においても、下面の側方端部に並ぶ下側電極パッド列においては側面グラウンド電極膜と連なった状態が維持される。

側面グラウンド電極膜は、下側電極パッド列を介して、バッキングのさらに下側に位置する電子回路のグラウンドラインに接続され得る。ここで、側面グラウンド電極膜は下側電極パッド列と一体化されているから、これらが例えば半田付けなどにより接続された場合に比して、両者間の接触抵抗が小さくなっている。つまり、側面グラウンド電極膜のグラウンドがより強化され、ひいては振動子グラウンド電極層のグラウンドがより強化される。

望ましくは、前記シート端部の前記導電膜と前記側面グラウンド電極膜との間において、重なり合う部分の全部が接合される。

シート端部の導電膜と側面グラウンド電極膜との接合面積が大きい程、両者間の接触抵抗が低減される。これによりグラウンドが強化される。

望ましくは、前記バッキングが有する複数の側面のうち、少なくとも１つの側面は、電極膜が形成されていない非電極膜形成面である。

バッキングの一部の側面を開放状態としておくことで、全側面に電極膜が形成され、それらにグラウンドシートが接続された場合に比して、バッキングの側面における放熱性を向上させることができる。

望ましくは、前記バッキングは直方体状であり、前記バッキングの側面のうち、長手方向に伸びる２つの側面にそれぞれ前記側面グラウンド電極膜が形成される。

バッキングが有する側面のうち、長手方向に伸びる２つの側面は、他の側面に比して大きい面積を有する側面である。したがって、そのような面に側面グラウンド電極膜を形成すれば、他の側面に形成した場合に比べ、電極膜の面積を増大させることができる。これにより、振動子のグラウンドが強化される。

本発明によれば、複数の振動子の上側電極をバッキングを利用してグラウンドに接続するための構造を低コストで実現することができる。あるいは、本発明によれば、簡易な構造によって複数の振動子の上側電極をグラウンドに接続することができる。

本実施形態に係る超音波プローブの外観斜視図である。 本実施形態に係る超音波プローブの分解斜視図である。 送受波ユニットの拡大図である。 リードバッキングの斜視図である。 送受波ユニットの一部の断面図である。 送受波ユニット、上側熱伝導体、及び上側ケースの断面図である。 送受波ユニットの製造方法の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る超音波プローブの実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る超音波プローブ１０の外観斜視図である。超音波プローブ１０は上下方向（図１におけるｙ軸方向）に伸長した形状であり、最上部に設けられた超音波送受波面１２を介して超音波を送受波する。

超音波プローブ１０は、防水あるいは防菌のための外皮として上側ケース１４及び下側ケース１６を有している。上側ケース１４及び下側ケース１６は組み合わされることで一体となっている。これによりプローブケースが構成される。上側ケース１４及び下側ケース１６は、防水性、防菌性、及び絶縁性の高い物質で構成されるのが好適である。本実施形態では、上側ケース１４及び下側ケース１６は樹脂で構成されている。

超音波プローブ１０の最下部からは超音波診断装置本体に接続されるケーブル１８が伸びている。ケーブル１８と下側ケース１６との接合部を保護するためにケーブル保護ブーツ２０が設けられる。

なお、本明細書においては、超音波プローブ１０の短手方向をｘ軸、長手方向をｙ軸、ｘ軸及びｙ軸に直交する方向をｚ軸とする。また、超音波送受波面１２が設けられる側（ｙ軸の正方向側）を「上側」と、その反対方向（ｙ軸の負方向側）を「下側」と記載する。

図２は、超音波プローブ１０の分解斜視図である。超音波プローブ１０は、ケース内部に、振動子アレイ及びリードバッキングなどを含む送受波ユニット３０、振動子アレイからの熱を上側ケース１４に伝える上側熱伝導体３２、電子回路からの熱を下側ケース１６に伝える下側熱伝導体３４、中継基板を介して電子回路に電気的に接続され超音波診断装置本体からの信号の経路となるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）３６、ＦＰＣ３６へ接続される線材３８、及びＦＰＣ３６と線材３８とを中継するコネクタ４０を含んで構成されている。

図３は、送受波ユニット３０の拡大図である。送受波ユニット３０は、積層された複数の部材から構成されている。送受波ユニット３０においては、上から順に、音響レンズ５０、上側音響整合層５２、下側音響整合層５４、振動子上側電極層５６、振動子アレイ５８、振動子下面電極膜６０、ハードバッキング層６２、リードバッキング６４、中継基板６６、及び電子回路であるＡＳＩＣ６８を有している。なお、送受波ユニット３０には、後述のように上側音響整合層５２と下側音響整合層５４との間にグラウンドフィルムが挟みこまれるが、図３においてグラウンドフィルムの図示は省略されている。

上側音響整合層５２及び下側音響整合層５４は、振動子アレイ５８から送信される超音波が好適に被検体内へ入り込むことができるよう、振動子アレイ５８と被検体との間において音響インピーダンスの調整を行うものである。上側音響整合層５２及び下側音響整合層５４は、樹脂、炭素、あるいはカーボンなどで形成される。また、下側音響整合層５４は導電性となっている。なお、上側音響整合層５２は省略することもできる。

振動子アレイ５８は、複数の振動子から構成される。振動子は圧電素子であり、電圧が印加されることで伸張と膨張を繰り返す。つまり振動する。これにより超音波を発生させる。

振動子上側電極層５６及び振動子下面電極膜６０は、振動子アレイ５８に含まれる複数の振動子に電圧を印加するための電極である。振動子上側電極層５６は、振動子アレイ５８の上側面に設けられ、グラウンドに接続される。一方、振動子下面電極膜６０は、振動子アレイ５８の下側面に設けられ、ＡＳＩＣ６８に対して電気的に接続される。つまり、ＡＳＩＣ６８から送信されてくる信号（送信信号）は振動子下面電極膜６０に印加される。

ハードバッキング層６２は、音響インピーダンス差を利用して振動子アレイ５８の背面側を振動の節とするものである。ハードバッキング層６２は、複数の振動子に対応する複数の素子により構成される。１つの振動子と１つのハードバッキング素子とで振動体が構成され、その振動体においてハードバッキング素子は共振器のように機能する。ハードバッキング層６２は導電性となっている。なお、ハードバッキング層６２は省略することもできる。

リードバッキング６４は、振動子アレイ５８の余分な振動を抑える。また、リードバッキング６４は、上下方向に伸びる複数のリード（導線）からなるリードアレイを有している。リードアレイに含まれる各リードは、振動子アレイ５８に含まれる各振動子に対応するものである。ＡＳＩＣ６８から並列的に出力される複数の送信信号はリードアレイを介して振動子アレイ５８に送られる。リードバッキング６４の詳細については図６などを用いて後に詳述する。

中継基板６６は、例えばガラスエポキシなどの材質で形成される。中継基板６６は多層基板であり、各層において電気的配線が施されている。中継基板６６の下側面において、略中央にＡＳＩＣ６８が、ＡＳＩＣ６８の周囲にコンデンサあるいはサーミスタなどのチップ部品が表面実装されている。中継基板６６の上側面には、中継基板６６内の各パターンに接続された複数の金属バンプからなるバンプアレイが設けられている。金属バンプは半田あるいは金などの金属で形成される。

ＡＳＩＣ６８は、送信サブビームフォーマー及び受信サブビームフォーマーとして機能するものである。送信サブビームフォーマーとしては、超音波診断装置本体からの信号に従って遅延関係をもった複数の送信信号を生成し、それらを各振動子に送信する。受信サブビームフォーマーとしては、各振動子から得られる複数の受信信号に対して整相加算処理を行って受信信号を生成する。受信信号は超音波診断装置本体に送られ、装置本体内において処理され１つのビームデータが生成される。ＡＳＩＣ６８が上記処理を行うことにより、超音波プローブ１０と装置本体との間の信号線の本数が低減されている。

なお、超音波プローブ１０が動作することによりＡＳＩＣ６８において熱が生じる。振動子アレイ５８においても発熱するが、ＡＳＩＣ６８の発熱量は振動子アレイ５８の発熱量に比して数倍あるいは十数倍大きくなっている。したがって、超音波プローブ１０における主な発熱源はＡＳＩＣ６８である。

図３に示す通り、本実施形態では、上側音響整合層５２、下側音響整合層５４、振動子上側電極層５６、振動子アレイ５８、振動子下面電極膜６０、ハードバッキング層６２、及びリードバッキング６４のｘｚ平面における面積は略同一となっているが、必ずしもそうである必要はない。

以下、図４を参照してリードバッキング６４の詳細について説明する。図４は、リードバッキングの斜視図である。

リードバッキング６４は、例えば樹脂と金属粒子との混合物などで形成される。図４に示される通り、リードバッキング６４は略直方体形状となっており、長方形状の（つまり長手方向と短手方向を有する）上下面及び４つの側面を有している。

リードバッキング６４の上面、下面、第１側面及び第２側面の上に、導電性の電極膜が形成される。電極膜は金や銅などの金属で形成される。電極膜は成膜処理により形成される。成膜処理としては様々な手法を採用できる。本実施形態では蒸着処理により形成されるが、メッキ処理、スパッタ処理、あるいはイオンプレーティング処理を採用することができる。

リードバッキング６４の全ての（４つの）側面に電極膜を形成してもよいが、本実施形態では２つの側面において電極膜を形成し、残りの２側面については電極膜を形成していない。ここで、面積がより広い電極膜を形成すべく、４つの側面のうち、長手方向に伸びる２側面に電極膜を形成するのが好適である。

結果として、図４に示す通り、リードバッキング６４の上面に上面電極膜７０が、下面に下面電極膜７２が、右側面に右側電極膜７４が、左側面に左側電極膜７６が形成される。これら４つの電極膜は一体形成される。これにより、上面電極膜７０と、右側電極膜７４及び左側電極膜７６は一体的に連なっており、また、下面電極膜７２と、右側電極膜７４及び左側電極膜７６も一体的に連なっている。

また、図４には上述のリードアレイ８０が示されている。リードアレイ８０に含まれる各リードは上下方向に伸びており、水平方向（ｘ方向及びｚ方向）において行列状に整列配置されている。

図５は、グラウンドフィルムを含む送受波ユニット３０の一部の断面図である。図５においては、送受波ユニット３０に含まれる部材のうち、音響レンズ５０、上側音響整合層５２、中継基板６６、及びＡＳＩＣ６８（いずれも図３参照）が省略されている。

図５に示されるように、下側音響整合層５４、振動子上側電極層５６、振動子アレイ５８、振動子下面電極膜６０、及びハードバッキング層６２おいて、ダイシングソーなどにより格子状の複数の溝８２が形成される。これにより、振動子アレイ５８において複数の振動子が形成されると共に、各層の部材が各振動子に対応した部分に分割される。なお、振動子アレイ５８に含まれる複数の振動子のうち、最外周に位置するｘ軸方向に並ぶ振動子列５８ａ及び５８ｂは超音波の送受波の際に使用されないダミー振動子列である。

また、複数の溝８２はリードバッキング６４まで達している。これにより、リードバッキング６４の上面に形成された上面電極膜７０も格子状に分割され、複数の振動子に対応した複数の上面電極パッドが形成される。

また、リードバッキング６４の下面においても格子状の複数の溝８４が形成される。これにより、リードバッキング６４の下面に形成された下面電極膜７２も格子状に分割され、複数の下面電極パッドが形成される。なお、複数の下面電極パッド、及び、リードアレイ８０に含まれる複数のリードは、複数の上面電極パッド（つまり複数の振動子）に対応している。

以下、図５を参照してグラウンドフィルム９０について説明する。

グラウンドフィルム９０は平面視で略長方形のフィルム（シート）状部材である。グラウンドフィルム９０は、マイクロオーダの厚さであり、導電性の導電膜と絶縁性の絶縁層からなる２層構造となっている。なお、導電膜に比して絶縁層の方が圧倒的に厚くなっている。本実施形態では、絶縁層はＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate；ポリエチレンテレフタート）などの樹脂で形成される。導電膜は、金などの金属で形成される金属膜であり、蒸着処理あるいはメッキ処理などの成膜処理により形成される。

図５に示される通り、グラウンドフィルム９０は下側音響整合層５４の上側に設けられる。なお、図５においては便宜上グラウンドフィルム９０の厚さは実際よりも厚く示されている。グラウンドフィルム９０は、導電膜９２が下側、絶縁層９４が上側となる向きに取り付けられる。これにより、導電膜９２と導電性の下側音響整合層５４が電気的に接続される。

グラウンドフィルム９０のｘ軸方向の長さは、下側音響整合層５４のｘ軸方向の長さと略同一になっているが、ｚ軸方向（左右方向）の長さが下側音響整合層５４の左右方向の長さよりも長くなっている。したがって、グラウンドフィルム９０は、振動子アレイ５８やリードバッキング６４などと共に積層体を形成する本体部９０ａと、下側音響整合層５４の右側端から右方向にはみ出して下方に垂れさがる右側端部９０ｂと、下側音響整合層５４の左側端から左方向にはみ出して下方に垂れさがる左側端部９０ｃと、を有する。

下方に垂れさがった右側端部９０ｂ及び左側端部９０ｃは、リードバッキング６４の側方まで到達する。つまり、グラウンドフィルム９０の左右方向の長さは、下方に垂れさがった右側端部９０ｂ及び左側端部９０ｃの下端が、少なくともリードバッキング６４の側面上端よりも下側に位置する程度の長さとなっている。

右側端部９０ｂが下方に垂れさがることにより、導電膜９２がリードバッキング６４側（内側）に位置し、絶縁層９４が外側に位置する。つまり、右側端部９０ｂにおける導電膜９２と、リードバッキング６４の右側側面に形成された右側電極膜７４とが対向することになる。

そして、右側端部９０ｂの導電膜９２と右側電極膜７４とが接続される。本実施形態では、両者が導電性接着剤９６により接着される。あるいは、右側端部９０ｂを側面（右側）から加圧して両者を加圧接着させるなどしてもよい。これにより、導電膜９２と右側電極膜７４とが電気的に接続される。好ましくは、右側端部９０ｂの導電膜９２と右側電極膜７４との間において、対向する部分の全てが接着される。

左側端部９０ｃについても同様に、左側端部９０ｃの導電膜９２と左側電極膜７６とが導電性接着剤９６により接着され、電気的に接続される。

図６は、送受波ユニット３０、上側熱伝導体３２、及び上側ケース１４の断面図である。図６に示される通り、上側熱伝導体３２は、絶縁性接着層９８により、リードバッキング６４の側面に接着される。図６を用いて、振動子上側電極層５６へのグラウンド接続経路について説明する。

ＡＳＩＣ６８のグラウンドライン（当該グラウンドラインは超音波診断装置本体のグラウンドへ接続されていてよい）は、中継基板６６が有するグラウンドパターン１００ａに半田付けなどの方法により接続される。

上述のように、中継基板６６の上側面には、中継基板６６内の各パターンに接続されたバンプアレイ１０２が設けられている。バンプアレイ１０２のうち、グラウンドパターン１００ａに接続された、ｘ軸方向に並ぶグラウンド金属バンプ列１０２ａと下面電極膜７２とが接触しており、これにより両者が電気的に接続される。

グラウンド金属バンプ列１０２ａは、リードバッキング６４の下側に形成された下面電極膜７２のうち、最も右側に配列されｘ軸方向に並ぶ下面電極パッド列７２ａに接続される。上述の通り、下面電極膜７２と右側電極膜７４は一体的に連なっているため、下面電極膜７２のうち、最も右側に配列された下面電極パッド列７２ａと右側電極膜７４も連なっている。そのため、グラウンド金属バンプ列１０２ａが下面電極パッド列７２ａに接続されると、右側電極膜７４もグラウンドに接続される。

右側電極膜７４とグラウンドフィルム９０の導電膜９２は導電性接着剤９６で接続されているから、右側電極膜７４がグラウンドに接続されると、導電膜９２がグラウンドに接続される。そして、導電膜９２がグラウンドに接続されると、導電性の下側音響整合層５４を介して、振動子上側電極層５６がグラウンドに接続される。具体的には、下側音響整合ブロック列５４ｃを介して、超音波の送受波に利用される有効振動子列５８ｃに対応する振動子上側電極列５６ｃがグラウンドに接続される。

また、リードバッキング６４の上側に形成された上面電極膜７０のうち、最も右側に配列されｘ軸方向に並ぶ上面電極パッド列７０ａは、同じくｘ軸方向に並ぶリード列８０ａにより下面電極パッド列７２ａに接続されている。したがって、下面電極パッド列７２ａがグラウンドに接続されると、上面電極パッド列７０ａもグラウンドに接続される。そして、上述の通り、上面電極膜７０と右側電極膜７４は連なっているため、上面電極パッド列７０ａと右側電極膜７４も連なっている。つまり、下面電極パッド列７２ａと右側電極膜７４との間においては、直接右側電極膜７４へ接続されるルートと、リード列８０ａ及び上面電極パッド列７０ａを経由して右側電極膜７４へ接続されるルートの２つのルートにて並行接続される。

以上のように、右側電極膜７４を介して振動子上側電極層５６にグラウンドが接続される。リードバッキング６４の左側においても同様に、グラウンドパターン１００ｂ、グラウンド金属バンプ列１０２ｂ、下面電極膜７２のうち最も左側に配列された下面電極パッド列７２ｂ、左側電極膜７６、導電性接着剤９６、及び導電膜９２を介して振動子上側電極層５６にグラウンドが接続される。また、下面電極パッド列７２ｂから、リード列８０ｂ、及び上面電極パッド列７０ｂを介して左側電極膜７６に接続される。

また、上述の構成によれば、ダミー振動子列５８ａ及び５８ｂ、並びにそれらの上下に積層される各部材もグラウンドに接続される。

なお、ＡＳＩＣ６８から送られる送信電圧は、中継基板６６内の信号パターン１００ｃ、信号パターン１００ｃに接続された信号ライン金属バンプ列１０２ｃ、下面電極パッド列７２ｃ、リード列８０ｃ、上面電極パッド列７０ｃ、及び導電性のハードバッキングブロック列６２ｃを介して有効振動子に対応する振動子下側電極列６０ｃに伝達される。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１）リードバッキング６４の上下面及び側面において蒸着処理などの成膜処理により電極膜が形成されるから、従来行われていたリードバッキング表面に対する切削あるいは研削などの加工を行った場合に比して、容易に（つまり低コストに）リードバッキング表面において電極を形成することができる。また、本実施形態によれば、振動子アレイの上下２面に電極を設ければ足りるため、振動子アレイへの電極形成のためのコストを６面電極を形成した場合に比して低減させることができる。

（２）本実施形態においては、振動子アレイの側面において電極が形成されていないから、振動子アレイ５８において複数の溝８２が形成された後（素子カット処理後）において、複数の振動子に対して再分極処理を行うことができる。これにより、振動子の素材として、素子カット処理により分極方向が崩れやすい単結晶素材を用いることが可能になる。

（３）グラウンドフィルム９０の導電膜９２と、右側電極膜７４又は左側電極膜７６との間において、対向する部分（重なり合う部分）の全てが接合される。これにより、重なり合う部分の一部のみが接合された場合に比して、導電膜９２と、右側電極膜７４又は左側電極膜７６との間における接触抵抗を低減させることができる。これにより、振動子上側電極層５６のグラウンドが強化される。

（４）グラウンドの接続経路である下面電極パッド列７２ａと右側電極膜７４とが一体的に連なっている（つまり両者が別々に形成され後に両者が何らかの手段で接続されたわけではない）ため、下面電極パッド列７２ａと右側電極膜７４との間の接触抵抗が低減されている。これにより、グラウンド接続経路が電気的に強化され、つまり振動子上側電極層５６のグラウンドが強化される。

（５）本実施形態においては、リードバッキング６４の４つの側面のうち２側面において電極層が形成され、他の２側面においては電極層が形成されていない。電極層が形成されず、また当該電極層にグラウンドフィルム９０が接続されない方が当該面からの熱放射性が良いところ、リードバッキング６４の２側面を開放することで、当該開放面から熱を好適に放射することができる。上述のように、超音波プローブ１０における主熱源はリードバッキング６４の下側に位置するＡＳＩＣ６８であり、ＡＳＩＣ６８からの熱が超音波送受波面１２側へ移動するのを防ぐために、リードバッキング６４における放熱性を向上させることは重要である。また、直方体状のリードバッキング６４の側面のうち、長手方向に伸びる側面（つまり面積がより広い側面）において電極層を設けることで、当該側面電極層とグラウンドフィルム９０の導電膜９２との接触面積が大きくなり、よりグラウンドを強化することができる。もちろん、放熱性よりもグラウンドの強化などを重視する場合は、リードバッキング６４の４つの側面全てに電極層を設けて、４側面においてグラウンドフィルム９０を接合させてもよい。

（６）グラウンドフィルム９０をフィルム（シート）状、つまり極薄の部材とし、かつその厚みの大部分を占める絶縁層を樹脂製としたことで、その音響インピーダンスを近接する下側音響整合層５４の音響インピーダンスに近くすることができ、これにより超音波の不要な反射が押さえられ超音波特性の劣化を最小限に防ぐことができる。

（７）グラウンドフィルム９０が導電膜９２と絶縁層９４とを有することにより、導電膜９２の他の導電性部材への接触を防ぐことができる。グラウンドフィルム９０の右側端部９０ｂ及び左側端部９０ｃは下方に垂れさがるところ、例えば、リードバッキング６４の側方において導電性部材が配置されている場合は、当該導電性部材とグラウンドフィルム９０が接触するおそれがある。そのような場合であっても、右側端部９０ｂ及び左側端部９０ｃの垂れさがり状態において、導電膜９２の外側に絶縁層９４が位置するから、導電性部材と導電膜９２との絶縁状態が担保される。

また、グラウンドフィルム９０によれば、送受波ユニット３０（特に振動子アレイ５８）と超音波プローブ１０の外部空間との間において二重絶縁を好適に構成することができる。図６を参照して、振動子アレイ５８の左右側方が導電膜９２により覆われている。上述の通り導電膜９２はＡＳＩＣ６８のグラウンド（信号グラウンド）に接続されており、導電膜９２により外部空間に対する１つめの絶縁が形成される。そして、導電膜９２の外側に絶縁層９４が位置しているから、信号グラウンドとは異なる筐体グラウンドに接地された導電体（これが上側熱伝導体３２であってもよい）をグラウンドフィルム９０に直接接触させて配置することもできる。このようにしても、信号グラウンドと筐体グラウンドの絶縁は絶縁層９４により担保される。このような構成を採用すれば、超音波プローブのサイズ増大を抑制しつつ二重絶縁を構成することができる。

以下、図５及び図６を参照しながら、図７のフローチャートに従って、送受波ユニット３０の製造手順を説明する。

ステップＳ１０において、リードバッキング６４と上層部分（下側音響整合層５４、振動子上側電極層５６、振動子アレイ５８、振動子下面電極膜６０、ハードバッキング層６２）を接着する。接着は、例えば導電性接着剤などを用いて行う。接着前において、既にリードバッキング６４の上下面及び側面には電極膜が形成されている。

ステップＳ１２において、上層部分及びリードバッキング６４の上面に形成された上面電極膜７０を格子状に分割する素子カット処理が行われる。

ステップＳ１４において、分割された複数の振動子について再分極処理が行われる。

ステップＳ１６において、グラウンドフィルム９０が上層部分の上側から被せられる。そして、上層部分の右側端から右方向にはみ出して下方に垂れさがった右側端部９０ｂの導電膜９２が右側電極膜７４に接続されると共に、上層部分の左側端から左方向にはみ出して下方に垂れさがった左側端部９０ｃの導電膜９２が左側電極膜７６に接続される。

ステップＳ１８において、グラウンドフィルム９０の本体部９０ａの上側に、上側音響整合層５２が接着される。

ステップＳ２０において、上側音響整合層５２のさらに上側に音響レンズ５０が被せられる。

ステップＳ２２において、リードバッキング６４の下面に形成された下面電極膜７２を格子状に分割する下面電極膜分割処理が行われる。

ステップＳ２４において、リードバッキング６４の下面において、ＡＳＩＣ６８がマウントされた中継基板６６が接続される。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ 超音波プローブ、１２ 超音波送受波面、１４ 上側ケース、１６ 下側ケース、１８ ケーブル、２０ ケーブル保護ブーツ、３０ 送受波ユニット、３２ 上側熱伝導体、３４ 下側熱伝導体、３６ ＦＰＣ、３８ 線材、４０ コネクタ、５０ 音響レンズ、５２ 上側音響整合層、５４ 下側音響整合層、５６ 振動子上側電極層、５８ 振動子アレイ、６０ 振動子下面電極層、６２ ハードバッキング層、６４ リードバッキング、６６ 中継基板、６８ ＡＳＩＣ、７０ 上面電極膜、７０ａ，７０ｂ 上面電極パッド、７２ 下面電極膜、７４ 右側電極膜、７６ 左側電極膜、８０ リードアレイ、８２，８４ 溝、９０ グラウンドフィルム、９０ａ 本体部、９０ｂ 右側端部、９０ｃ 左側端部、９２ 導電膜、９４ 絶縁層、９６ 導電性接着剤、９８ 絶縁性接着層、１００ａ，１００ｂ グラウンドパターン、１００ｃ 信号パターン、１０２ バンプアレイ。

Claims (5)

1. ２次元配列された複数の振動子からなる振動子アレイと、
   前記振動子アレイの上側に設けられる振動子グラウンド電極層と、
   成膜処理により側面に形成された側面グラウンド電極膜を有し、前記振動子アレイの下側に設けられるバッキングと、
   下側面に形成された導電性の導電膜、及び、前記導電膜の上側に積層される絶縁性の絶縁層を含み、前記振動子グラウンド電極層の上側に設けられるグラウンドシートと、
   を備え、
   前記グラウンドシートは、前記振動子グラウンド電極層、前記振動子アレイ、及び、前記バッキングと共に積層体を構成するシート本体と、前記積層体の側端からはみ出して下方へ垂れさがったシート端部と、を有し、
   前記シート本体内の前記導電膜が前記振動子グラウンド電極層に電気的に接続され、
   前記シート端部内の前記導電膜が前記側面グラウンド電極膜に電気的に接続された、
   ことを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記バッキングは、下面に形成された下側電極膜を有し、
   前記下側電極膜は、前記側面グラウンド電極膜に一体的に連なる下側電極パッド列を含む、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記シート端部の前記導電膜と前記側面グラウンド電極膜との間において、重なり合う部分の全部が接合される、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の超音波プローブ。
4. 前記バッキングが有する複数の側面のうち、少なくとも１つの側面は、電極膜が形成されていない非電極膜形成面である、
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
5. 前記バッキングは直方体状であり、前記バッキングの側面のうち、長手方向に伸びる２つの側面にそれぞれ前記側面グラウンド電極膜が形成される、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の超音波プローブ。