JP2020120326A - Manufacturing method of ultrasonic probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波プローブの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an ultrasonic probe.
パルスエコー法を用いて橈骨動脈などの血管径を計測する超音波プローブが知られている。超音波プローブは、例えば複数のドライフィルムレジストを用いて形成される。超音波プローブを形成する際には、まず、ドライフィルムレジストを露光および現像することによって、圧電素子を実装することが可能な実装空間を区画する。次いで、実装空間を形成するための表面などに圧電素子に接続される配線を形成した後に、実装空間に圧電素子を実装する。そして、圧電素子を覆うようにドライフィルムを配置し、ドライフィルムを露光および現像することによって、ドライフィルムレジストによって圧電素子を固定する。続いて、圧電素子の表面などに圧電素子に接続される配線を形成した後に、圧電素子に接するバッキング層を形成する（例えば、特許文献１を参照）。 An ultrasonic probe for measuring the diameter of blood vessels such as radial arteries using the pulse echo method is known. The ultrasonic probe is formed by using, for example, a plurality of dry film resists. When forming an ultrasonic probe, first, a dry film resist is exposed and developed to define a mounting space in which a piezoelectric element can be mounted. Next, after forming a wiring connected to the piezoelectric element on a surface for forming the mounting space, the piezoelectric element is mounted in the mounting space. Then, a dry film is arranged so as to cover the piezoelectric element, and the dry film is exposed and developed to fix the piezoelectric element with the dry film resist. Then, after forming a wiring connected to the piezoelectric element on the surface of the piezoelectric element or the like, a backing layer in contact with the piezoelectric element is formed (for example, see Patent Document 1).
ところで、超音波プローブの製造方法には、生産の効率を高めることを目的として、新たな製造方法の提案が望まれている。
本発明は、生産の効率を高めることを可能とした超音波プローブの製造方法を提供することを目的とする。
By the way, in the method of manufacturing an ultrasonic probe, it is desired to propose a new manufacturing method for the purpose of increasing the production efficiency.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an ultrasonic probe, which makes it possible to increase the production efficiency.
上記課題を解決するための超音波プローブの製造方法は、表面を有し、複数の圧電素子を形成するための圧電素子基板を準備することと、前記表面に位置するバッキング層と、前記バッキング層を貫通し、前記圧電素子基板のなかで各圧電素子となる領域に１本ずつ接続される複数の配線とを含む配線層を形成することと、前記圧電素子基板と前記配線層とから形成される積層体を、各素子構造体が１つの前記圧電素子および１本の前記配線を含むように複数の素子構造体に分割することと、を含む。 An ultrasonic probe manufacturing method for solving the above-mentioned problems has a surface, preparing a piezoelectric element substrate for forming a plurality of piezoelectric elements, a backing layer positioned on the surface, and the backing layer. Forming a wiring layer including a plurality of wirings penetrating through the piezoelectric element substrate and connected to the respective regions of the piezoelectric element substrate, which are to be the respective piezoelectric elements, and forming the wiring layer from the piezoelectric element substrate and the wiring layer. Dividing the laminated body into a plurality of element structures so that each element structure includes one piezoelectric element and one wiring.
上記構成によれば、複数の素子構造体を形成することが可能な圧電素子基板と配線層との積層体を一括して形成する。そのため、素子構造体ごとに圧電素子を準備したり、バッキング層を形成したりする場合に比べて、超音波プローブを製造の必要な工数を削減でき、結果として、超音波プローブの生産における効率を高めることができる。 According to the above configuration, a laminated body of the piezoelectric element substrate and the wiring layer capable of forming a plurality of element structures is collectively formed. Therefore, as compared with the case where a piezoelectric element is prepared for each element structure or a backing layer is formed, the number of steps required for manufacturing an ultrasonic probe can be reduced, and as a result, the efficiency in the production of an ultrasonic probe is improved. Can be increased.
上記超音波プローブの製造方法において、音響整合層を準備することと、前記音響整合層に間隔を空けて前記複数の素子構造体を配置することと、を備えてもよい。上記構成によれば、１つの音響整合層を複数の素子構造体によって共有する。そのため、素子構造体ごとに音響整合層を形成する場合に比べて、超音波プローブの製造に必要な工数を削減することができる。 The method for manufacturing an ultrasonic probe may include preparing an acoustic matching layer and arranging the plurality of element structures at intervals in the acoustic matching layer. According to the above configuration, one acoustic matching layer is shared by a plurality of element structures. Therefore, as compared with the case where the acoustic matching layer is formed for each element structure, the number of steps required for manufacturing the ultrasonic probe can be reduced.
上記超音波プローブの製造方法において、支持基板を準備することと、前記支持基板に間隔を空けて前記複数の素子構造体を配置することと、各素子構造体を覆い、かつ、互いに隣り合う前記素子構造体間の隙間を埋めるように音響整合層を形成することと、を備えてもよい。上記構成によれば、互いに隣り合う素子構造体間を音響整合層が埋めるため、音響整合層によって、互いに隣り合う圧電素子間の間隔を維持することが可能である。 In the method for manufacturing an ultrasonic probe, preparing a support substrate, disposing the plurality of element structures at intervals on the support substrate, covering each element structure, and adjoining each other. Forming an acoustic matching layer so as to fill the gap between the element structures. According to the above configuration, since the acoustic matching layer fills the space between the element structures adjacent to each other, the acoustic matching layer can maintain the interval between the piezoelectric elements adjacent to each other.
上記超音波プローブの製造方法において、前記配線層を形成することは、前記表面に前記バッキング層を形成することと、前記表面に位置する前記バッキング層に、前記表面と対向する平面視において、前記圧電素子基板のなかで各圧電素子となる領域と重なる部位に貫通孔を形成することと、前記貫通孔を埋める配線を形成することと、を含んでもよい。 In the method for manufacturing an ultrasonic probe, forming the wiring layer includes forming the backing layer on the surface, and the backing layer located on the surface, in a plan view facing the surface, It may include forming a through hole in a portion of the piezoelectric element substrate that overlaps with a region to be each piezoelectric element, and forming a wiring that fills the through hole.
上記構成によれば、バッキング層を形成した後に、貫通孔および貫通孔を埋める配線を形成するため、圧電素子となる領域に対する貫通孔の位置、および、貫通孔の形状によって、圧電素子に対する配線の位置、および、配線の形状を決めることができる。 According to the above configuration, since the through hole and the wiring filling the through hole are formed after the backing layer is formed, the position of the through hole with respect to the region to be the piezoelectric element, and the shape of the through hole, The position and the shape of the wiring can be determined.
上記超音波プローブの製造方法において、前記配線層を形成することは、前記表面にワイヤーを配置することと、前記表面に、前記ワイヤーを埋めるように前記バッキング層を形成することと、を含んでもよい。 In the method for manufacturing an ultrasonic probe, forming the wiring layer includes disposing a wire on the surface, and forming the backing layer on the surface so as to fill the wire. Good.
上記構成によれば、圧電素子基板に配置されたワイヤーをバッキング層で埋めることによってバッキング層と、バッキング層に埋め込まれた配線とを形成することが可能である。そのため、バッキング層を形成した後に、バッキング層に貫通孔を形成し、次いで、貫通孔内に配線を形成する場合に比べて、配線層を形成するために必要な工程が削減できる。また、配線層を形成するために必要な工程の困難さを低減することができる。 According to the above configuration, it is possible to form the backing layer and the wiring embedded in the backing layer by filling the wire arranged on the piezoelectric element substrate with the backing layer. Therefore, as compared with the case where the through hole is formed in the backing layer after forming the backing layer and then the wiring is formed in the through hole, the steps required for forming the wiring layer can be reduced. Further, it is possible to reduce the difficulty of the process required to form the wiring layer.
上記超音波プローブの製造方法において、前記配線層を形成することは、前記表面に直交する平面と対向する方向から見て、弧状を有した前記ワイヤーを準備することと、前記ワイヤーの両端部を前記表面に配置することによって、前記ワイヤーを前記表面上に自立させることと、前記ワイヤーのほぼ全体を埋める厚さを有した前記バッキング層を形成することと、を含み、前記バッキング層において、前記圧電素子基板に接する面とは反対側の面が表面であり、前記バッキング層を前記表面から研削して、前記ワイヤーの一部を前記バッキング層の一部とともに研削し、１本の前記ワイヤーから２本の前記配線を形成すること、を含んでもよい。 In the method for manufacturing an ultrasonic probe, forming the wiring layer includes preparing the wire having an arc shape when viewed from a direction facing a plane orthogonal to the surface, and both ends of the wire. By arranging on the surface, making the wire self-supporting on the surface, and forming the backing layer having a thickness that fills substantially the entire wire, including in the backing layer, The surface opposite to the surface in contact with the piezoelectric element substrate is the surface, the backing layer is ground from the surface, a part of the wire is ground together with a part of the backing layer, from one of the wires Forming the two wirings may be included.
上記構成によれば、１本のワイヤーから２本の貫通配線を形成することが可能であるため、１本の配線を形成するために１本のワイヤーを準備する場合に比べて、所定の長さを有したワイヤーを準備したり、ワイヤーを圧電素子基板の表面に配置したりする際の手間が軽減される。 According to the above configuration, since it is possible to form two through wirings from one wire, compared to the case where one wire is prepared to form one wiring, a predetermined length is provided. It is possible to reduce the trouble of preparing a wire having a thickness and arranging the wire on the surface of the piezoelectric element substrate.
［第１実施形態］
図１から図９を参照して、超音波プローブの製造方法における第１実施形態を説明する。図１から図９は、超音波プローブの製造方法に含まれる各工程を説明するための工程図である。各図には、超音波プローブの製造過程における各構造体の断面構造が示されている。
[First Embodiment]
1st Embodiment in the manufacturing method of an ultrasonic probe is demonstrated with reference to FIGS. 1 to 9 are process diagrams for explaining each process included in the method for manufacturing an ultrasonic probe. Each drawing shows the cross-sectional structure of each structure in the process of manufacturing the ultrasonic probe.
超音波プローブの製造方法は、圧電素子基板を準備すること、配線層を形成すること、および、圧電素子基板と配線層とから形成される積層体を複数の素子構造体に分割することを含む。圧電素子基板を準備することでは、表面を有し、複数の圧電素子を形成するための圧電素子基板を準備する。配線層を形成することでは、圧電素子基板の表面に位置するバッキング層と、バッキング層を貫通し、圧電素子基板のなかで各圧電素子となる領域に１本ずつ接続される複数の配線とを含む配線層を形成する。積層体を複数の素子構造体に分割することでは、圧電素子基板と配線層とから形成される積層体を、各素子構造体が１つの圧電素子および１本の配線を含むように複数の素子構造体に分割する。以下、図面を参照して、超音波プローブの製造方法をより詳しく説明する。 A method of manufacturing an ultrasonic probe includes preparing a piezoelectric element substrate, forming a wiring layer, and dividing a laminated body formed of the piezoelectric element substrate and the wiring layer into a plurality of element structures. .. In preparing the piezoelectric element substrate, a piezoelectric element substrate having a surface and for forming a plurality of piezoelectric elements is prepared. By forming the wiring layer, a backing layer located on the surface of the piezoelectric element substrate and a plurality of wirings penetrating the backing layer and connected to one region in the piezoelectric element substrate to be each piezoelectric element are connected. A wiring layer including the wiring layer is formed. By dividing the laminated body into a plurality of element structures, a laminated body formed from a piezoelectric element substrate and a wiring layer is formed into a plurality of elements such that each element structure includes one piezoelectric element and one wiring. Divide into structures. Hereinafter, a method for manufacturing an ultrasonic probe will be described in more detail with reference to the drawings.
図１が示すように、超音波プローブを製造する際には、まず、圧電素子基板１１を準備する。圧電素子基板１１は、表面１１Ｆを有している。圧電素子基板１１は、超音波プローブが備える複数の圧電素子を形成するための基板である。本実施形態において、圧電素子基板１１は、圧電体層１１ａと、一対の配線層１１ｂとを備えている。一対の配線層１１ｂは、圧電体層１１ａの厚さ方向において、圧電体層１１ａを挟んでいる。一対の配線層１１ｂのなかで、一方の配線層１１ｂが、圧電素子基板１１の表面１１Ｆを含んでいる。 As shown in FIG. 1, when manufacturing an ultrasonic probe, first, the piezoelectric element substrate 11 is prepared. The piezoelectric element substrate 11 has a surface 11F. The piezoelectric element substrate 11 is a substrate for forming a plurality of piezoelectric elements included in the ultrasonic probe. In the present embodiment, the piezoelectric element substrate 11 includes a piezoelectric layer 11a and a pair of wiring layers 11b. The pair of wiring layers 11b sandwich the piezoelectric layer 11a in the thickness direction of the piezoelectric layer 11a. Of the pair of wiring layers 11b, one wiring layer 11b includes the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11.
圧電体層１１ａは、例えば、ニオブ酸鉛マグネシウム‐チタン酸鉛（ＰＭＮ‐ＰＴ：Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３‐ＰｂＴｉＯ３）から形成されている。なお、圧電体層１１ａは、ニオブ酸鉛マグネシウム‐チタン酸鉛以外の材料から形成されてもよい。圧電体層１１ａは、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）から形成されてもよい。 The piezoelectric layer 11a is formed of, for example, lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT:Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ). The piezoelectric layer 11a may be made of a material other than lead magnesium niobate-lead titanate. The piezoelectric layer 11a may be formed of, for example, lead zirconate titanate (PZT).
各配線層１１ｂは、例えば金またはクロムなどによって形成されている。各配線層１１ｂは、例えば、スパッタ法または真空蒸着法などによって、圧電体層１１ａが有する一対の面の各々に形成される。 Each wiring layer 11b is formed of, for example, gold or chrome. Each wiring layer 11b is formed on each of the pair of surfaces of the piezoelectric layer 11a by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method.
圧電素子基板１１の表面１１Ｆと対向する平面視において、圧電素子基板１１は、例えば円板状を有している。なお、圧電素子基板１１は円板状に限らず、他の形状を有してもよい。圧電素子基板１１は、圧電素子基板１１の表面１１Ｆと対向する平面視において、例えば矩形板状を有してもよい。 The piezoelectric element substrate 11 has, for example, a disk shape in a plan view facing the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. The piezoelectric element substrate 11 is not limited to the disc shape, and may have another shape. The piezoelectric element substrate 11 may have, for example, a rectangular plate shape in a plan view facing the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11.
図２が示すように、圧電素子基板１１の表面１１Ｆにバッキング層１２を形成する。これにより、複数の素子構造体を形成することが可能な圧電素子基板１１と配線層との積層体を一括して形成する。そのため、素子構造体ごとに圧電素子を準備したり、バッキング層１２を形成したりする場合に比べて、超音波プローブの製造に必要な工数を削減でき、結果として、超音波プローブの生産における効率を高めることができる。 As shown in FIG. 2, the backing layer 12 is formed on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. Thereby, a laminated body of the piezoelectric element substrate 11 and the wiring layer capable of forming a plurality of element structures is collectively formed. Therefore, as compared with the case where a piezoelectric element is prepared for each element structure or the backing layer 12 is formed, the number of steps required for manufacturing the ultrasonic probe can be reduced, and as a result, the efficiency in manufacturing the ultrasonic probe can be reduced. Can be increased.
バッキング層１２は、圧電素子の余分な振動を抑えるための層である。バッキング層１２は、例えば、合成樹脂と金属の粉体との混合物によって形成される。バッキング層１２は、例えば、エポキシ樹脂とタングステンの粉体との混合物によって形成される。 The backing layer 12 is a layer for suppressing excessive vibration of the piezoelectric element. The backing layer 12 is formed of, for example, a mixture of synthetic resin and metal powder. The backing layer 12 is formed of, for example, a mixture of epoxy resin and tungsten powder.
図３が示すように、圧電素子基板１１の表面１１Ｆに位置するバッキング層１２に、表面１１Ｆと対向する平面視において、圧電素子基板１１のなかで各圧電素子となる領域と重なる部位に貫通孔１２ｈを形成する。貫通孔１２ｈの形成は、例えば、貫通孔１２ｈを形成するためのマスクを用いたドライエッチングによって行われる。 As shown in FIG. 3, in the backing layer 12 located on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11, through holes are formed in the piezoelectric element substrate 11 in a plan view facing the surface 11F. 12h is formed. The through hole 12h is formed by, for example, dry etching using a mask for forming the through hole 12h.
図４が示すように、貫通孔１２ｈを埋める埋込配線１３を形成する。このように、バッキング層１２を形成した後に、貫通孔１２ｈおよび貫通孔１２ｈを埋める埋込配線１３を形成するため、圧電素子に対する貫通孔１２ｈの位置、および、貫通孔１２ｈの形状によって、圧電素子に対する埋込配線１３の位置、および、埋込配線１３の形状を決めることができる。 As shown in FIG. 4, the embedded wiring 13 filling the through hole 12h is formed. In this way, after forming the backing layer 12, the through hole 12h and the embedded wiring 13 filling the through hole 12h are formed. Therefore, depending on the position of the through hole 12h with respect to the piezoelectric element and the shape of the through hole 12h, the piezoelectric element is formed. It is possible to determine the position of the embedded wiring 13 with respect to and the shape of the embedded wiring 13.
埋込配線１３は、例えば金またはクロムなどによって形成される。埋込配線１３は、例えばスパッタ法または真空蒸着法などによって形成される。埋込配線１３は、スパッタ法または真空蒸着法と、めっき法とを用いて形成されてもよい。これにより、バッキング層１２と、バッキング層１２を貫通する複数の埋込配線１３を含む配線層が形成される。 The embedded wiring 13 is formed of, for example, gold or chrome. The embedded wiring 13 is formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method. The embedded wiring 13 may be formed by using a sputtering method or a vacuum evaporation method, and a plating method. Thereby, the wiring layer including the backing layer 12 and the plurality of embedded wirings 13 penetrating the backing layer 12 is formed.
バッキング層１２において、圧電素子基板１１に接する面とは反対側の面が表面１２Ｆである。本実施形態では、埋込配線１３が形成されるときに、バッキング層１２の表面１２Ｆに沿う表面配線１４も形成される。複数の埋込配線１３は、表面配線１４に接続されている。 In the backing layer 12, the surface opposite to the surface in contact with the piezoelectric element substrate 11 is the surface 12F. In the present embodiment, when the embedded wiring 13 is formed, the surface wiring 14 along the surface 12F of the backing layer 12 is also formed. The plurality of embedded wirings 13 are connected to the surface wirings 14.
図５が示すように、圧電素子基板１１と配線層とから形成される積層体を複数の素子構造体１０Ａに分割する。この際に、各素子構造体１０Ａが、１つの圧電素子１１ａ１、および、１本の埋込配線１３を含むように、圧電素子基板１１と配線層とから形成される積層体が分割される。各素子構造体１０Ａは、圧電素子基板１１の一部である圧電素子１１ａ１、各配線層１１ｂの一部である配線層１１ｂ１、バッキング層１２の一部であるバッキング層１２ａ、１本の埋込配線１３、および、表面配線１４の一部である表面配線１４ａを備えている。 As shown in FIG. 5, the laminated body formed of the piezoelectric element substrate 11 and the wiring layer is divided into a plurality of element structures 10A. At this time, the laminated body formed of the piezoelectric element substrate 11 and the wiring layer is divided so that each element structure 10A includes one piezoelectric element 11a1 and one embedded wiring 13. Each element structure 10A includes a piezoelectric element 11a1 which is a part of the piezoelectric element substrate 11, a wiring layer 11b1 which is a part of each wiring layer 11b, a backing layer 12a which is a part of the backing layer 12, and one embedded layer. The wiring 13 and the surface wiring 14 a that is a part of the surface wiring 14 are provided.
図６が示すように、音響整合層１５を準備する。本実施形態では、音響整合層１５が有する１つの面におけるほぼ全体に配線１６を形成する。次いで、音響整合層１５に間隔を空けて複数の素子構造体１０Ａを配置する。これにより、１つの音響整合層１５を複数の素子構造体１０Ａによって共有する。そのため、素子構造体１０Ａごとに音響整合層１５を形成する場合に比べて、超音波プローブの製造に必要な工数を削減することができる。 As shown in FIG. 6, the acoustic matching layer 15 is prepared. In the present embodiment, the wiring 16 is formed on almost one surface of the acoustic matching layer 15. Next, the plurality of element structures 10A are arranged on the acoustic matching layer 15 with a space. Thereby, one acoustic matching layer 15 is shared by the plurality of element structures 10A. Therefore, as compared with the case where the acoustic matching layer 15 is formed for each element structure 10A, the number of steps required for manufacturing the ultrasonic probe can be reduced.
本実施形態では、素子構造体１０Ａが有する一方の配線層１１ｂ１に配線１６を電気的に接合する必要があるため、複数の素子構造体１０Ａは、配線１６を介して音響整合層１５上に配置される。なお、各素子構造体１０Ａは、直に音響整合層１５上に配置されてもよい。言い換えれば、超音波プローブは、配線１６を備えなくてもよい。 In the present embodiment, since the wiring 16 needs to be electrically joined to the one wiring layer 11b1 of the element structure 10A, the plurality of element structures 10A are arranged on the acoustic matching layer 15 via the wiring 16. To be done. The element structures 10A may be directly arranged on the acoustic matching layer 15. In other words, the ultrasonic probe may not include the wiring 16.
音響整合層１５は、圧電素子１１ａ１の音響インピーダンスと、超音波の入射対象における音響インピーダンスとを整合させるための層である。音響整合層１５は、例えばポリフッ化ビニリデンなどの合成樹脂によって形成される。なお、素子構造体１０Ａは、例えば可撓性を有した導電性接着剤などによって配線１６に接合される。 The acoustic matching layer 15 is a layer for matching the acoustic impedance of the piezoelectric element 11a1 with the acoustic impedance of the ultrasonic wave incident target. The acoustic matching layer 15 is formed of a synthetic resin such as polyvinylidene fluoride. The element structure 10A is joined to the wiring 16 by, for example, a conductive adhesive having flexibility.
図７が示すように、配線基板１７を準備する。配線基板１７は、配線１７ａと、配線１７ａを支持する可撓性の基板１７ｂとを有する。基板１７ｂは、例えばポリイミドなどの合成樹脂によって形成される。なお、素子構造体１０Ａは、例えば可撓性を有した導電性接着剤などによって配線１７ａに接合される。 As shown in FIG. 7, the wiring board 17 is prepared. The wiring board 17 has a wiring 17a and a flexible substrate 17b that supports the wiring 17a. The substrate 17b is made of synthetic resin such as polyimide. The element structure 10A is joined to the wiring 17a with, for example, a conductive adhesive having flexibility.
図８が示すように、音響整合層１５と配線基板１７とに挟まれる領域のなかで、素子構造体１０Ａが位置しない部位を埋める埋込層１８を形成する。埋込層１８は、素子構造体１０Ａのなかで、配線基板１７の外縁に沿って位置する素子構造体１０Ａを覆っている。埋込層１８は、例えばシリコーン樹脂などの合成樹脂によって形成される。埋込層１８を形成する際には、音響整合層１５と配線基板１７との間に複数の素子構造体１０Ａを挟んだ構造体を真空雰囲気に位置する。そして、音響整合層１５と配線基板１７とに挟まれる領域に合成樹脂を充填する。 As shown in FIG. 8, in the region sandwiched between the acoustic matching layer 15 and the wiring board 17, a buried layer 18 is formed to fill a portion where the element structure 10A is not located. The embedded layer 18 covers the element structure 10A located along the outer edge of the wiring board 17 in the element structure 10A. The burying layer 18 is formed of, for example, a synthetic resin such as a silicone resin. When the embedded layer 18 is formed, the structure in which the plurality of element structures 10A are sandwiched between the acoustic matching layer 15 and the wiring board 17 is placed in a vacuum atmosphere. Then, the region sandwiched between the acoustic matching layer 15 and the wiring board 17 is filled with synthetic resin.
図９が示すように、音響整合層１５上に形成された配線１６、および、配線基板１７が備える配線１７ａの各々に、超音波プローブを外部電源などに接続するための配線１９を接続する。これにより、超音波プローブ１０を得ることができる。 As shown in FIG. 9, a wiring 19 for connecting the ultrasonic probe to an external power source or the like is connected to each of the wiring 16 formed on the acoustic matching layer 15 and the wiring 17a included in the wiring board 17. Thereby, the ultrasonic probe 10 can be obtained.
以上説明したように、超音波プローブの製造方法における第１実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）複数の素子構造体１０Ａを形成することが可能な圧電素子基板１１と配線層との積層体を一括して形成する。そのため、素子構造体１０Ａごとに圧電素子を準備したり、バッキング層１２を形成したりする場合に比べて、超音波プローブ１０の製造に必要な工数を削減でき、結果として、超音波プローブ１０の生産における効率を高めることができる。
As described above, according to the first embodiment of the method for manufacturing an ultrasonic probe, the effects described below can be obtained.
(1) A laminated body of a piezoelectric element substrate 11 and a wiring layer capable of forming a plurality of element structures 10A is collectively formed. Therefore, as compared with the case where a piezoelectric element is prepared for each element structure 10A or the backing layer 12 is formed, the number of steps required for manufacturing the ultrasonic probe 10 can be reduced, and as a result, the ultrasonic probe 10 can be manufactured. The efficiency in production can be improved.
（２）１つの音響整合層１５を複数の素子構造体１０Ａによって共有する。そのため、素子構造体１０Ａごとに音響整合層１５を形成する場合に比べて、超音波プローブ１０の製造に必要な工数を削減することができる。 (2) One acoustic matching layer 15 is shared by a plurality of element structures 10A. Therefore, as compared with the case where the acoustic matching layer 15 is formed for each element structure 10A, the number of steps required for manufacturing the ultrasonic probe 10 can be reduced.
（３）バッキング層１２を形成した後に、貫通孔１２ｈおよび貫通孔１２ｈを埋める埋込配線１３を形成するため、圧電素子１１ａ１となる領域に対する貫通孔１２ｈの位置、および、貫通孔１２ｈの形状によって、圧電素子１１ａ１に対する埋込配線１３の位置、および、埋込配線１３の形状を決めることができる。 (3) Since the through hole 12h and the embedded wiring 13 filling the through hole 12h are formed after forming the backing layer 12, depending on the position of the through hole 12h with respect to the region to be the piezoelectric element 11a1 and the shape of the through hole 12h. The position of the embedded wiring 13 with respect to the piezoelectric element 11a1 and the shape of the embedded wiring 13 can be determined.
なお、上述した第１実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［音響整合層］
・音響整合層１５は以下の方法で形成してもよい。すなわち、音響整合層を形成する際には、まず、複数の素子構造体１０Ａを支持する支持基板を準備する。次いで、間隔を空けて複数の素子構造体１０Ａを支持基板に配置する。そして、各素子構造体１０Ａを覆い、かつ、互いに隣り合う素子構造体１０Ａ間の隙間を埋めるように音響整合層を形成する。
The above-described first embodiment can be modified and implemented as follows.
[Acoustic matching layer]
-The acoustic matching layer 15 may be formed by the following method. That is, when forming the acoustic matching layer, first, a support substrate that supports the plurality of element structures 10A is prepared. Next, the plurality of element structures 10A are arranged on the supporting substrate with a space therebetween. Then, an acoustic matching layer is formed so as to cover each element structure 10A and fill the gap between the element structures 10A adjacent to each other.
上述した方法によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（４）互いに隣り合う素子構造体１０Ａ間を音響整合層が埋めるため、音響整合層によって、互いに隣り合う圧電素子１１ａ１間の間隔を維持することが可能である。
According to the method described above, the effects described below can be obtained.
(4) Since the acoustic matching layer fills the space between the element structures 10A adjacent to each other, the acoustic matching layer can maintain the distance between the piezoelectric elements 11a1 adjacent to each other.
［第２実施形態］
図１０から図１３を参照して、超音波プローブの製造方法における第２実施形態を説明する。第２実施形態における超音波プローブの製造方法では、第１実施形態における超音波プローブの製造方法と比べて、配線層の形成方法が異なっている。そのため以下では、第２実施形態における超音波プローブの製造方法が含む配線層の形成方法を詳しく説明する一方で、第１実施形態における超音波プローブの製造方法と共通する工程の説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the method of manufacturing the ultrasonic probe will be described with reference to FIGS. 10 to 13. The method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment differs from the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment in the method of forming the wiring layer. Therefore, in the following, the method of forming the wiring layer included in the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment will be described in detail, while omitting the description of steps common to the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment.
本実施形態における超音波プローブの製造方法では、配線層を形成することが、圧電素子基板の表面にワイヤーを配置することと、圧電素子基板の表面に、ワイヤーを埋めるようにバッキング層を形成することとを含む。以下、図面を参照して、本実施形態における超音波プローブの製造方法をより詳しく説明する。 In the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the present embodiment, forming the wiring layer includes disposing the wire on the surface of the piezoelectric element substrate and forming the backing layer on the surface of the piezoelectric element substrate so as to fill the wire. Including and. Hereinafter, the method for manufacturing the ultrasonic probe according to the present embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
図１０が示すように、第１実施形態における超音波プローブの製造方法と同様、圧電素子基板１１を準備する。次いで、圧電素子基板１１の表面１１Ｆにワイヤー２１を配置する。この際に、圧電素子基板１１の表面１１Ｆに直交する平面と対向する方向から見て、弧状を有したワイヤー２１を準備する。そして、ワイヤー２１の両端部を圧電素子基板１１の表面１１Ｆに配置することによって、ワイヤー２１を圧電素子基板１１の表面１１Ｆ上に自立させる。ワイヤー２１は、例えば金またはクロムなどによって形成される。 As shown in FIG. 10, the piezoelectric element substrate 11 is prepared similarly to the method for manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment. Next, the wire 21 is arranged on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. At this time, the wire 21 having an arc shape is prepared when viewed from a direction facing a plane orthogonal to the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. By disposing both ends of the wire 21 on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11, the wire 21 is made to stand on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. The wire 21 is formed of, for example, gold or chrome.
図１１が示すように、圧電素子基板１１の表面１１Ｆに、ワイヤー２１のほぼ全体を埋める厚さを有したバッキング層２２を形成する。バッキング層２２の厚さは、ワイヤー２１の全体を埋めることが可能な厚さでもよいし、ワイヤー２１における屈曲部の一部を露出させる厚さでもよい。バッキング層２２は、第１実施形態のバッキング層１２と同様、例えば、合成樹脂と金属の粉体との混合物によって形成される。バッキング層２２は、例えば、エポキシ樹脂とタングステンの粉体との混合物によって形成される。バッキング層２２において、圧電素子基板１１に接する面とは反対側の面が表面２２Ｆである。 As shown in FIG. 11, a backing layer 22 having a thickness that fills almost the entire wire 21 is formed on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. The thickness of the backing layer 22 may be a thickness that allows the entire wire 21 to be filled, or may be a thickness that exposes a part of the bent portion of the wire 21. Like the backing layer 12 of the first embodiment, the backing layer 22 is formed of, for example, a mixture of synthetic resin and metal powder. The backing layer 22 is formed of, for example, a mixture of epoxy resin and tungsten powder. In the backing layer 22, the surface opposite to the surface in contact with the piezoelectric element substrate 11 is the surface 22F.
図１２が示すように、バッキング層２２を表面２２Ｆから研削して、ワイヤー２１の一部をバッキング層２２の一部とともに研削する。これによって、１本のワイヤー２１から２本の貫通配線２３を形成する。上述したように、ワイヤー２１は、圧電素子基板１１の表面１１Ｆに直交する平面と対向する方向から見て弧状を有する。そのため、バッキング層２２を表面２２Ｆから研削する際に、ワイヤー２１のなかで、一方の端部と他方の端部との間に位置する部分をバッキング層２２とともに研削することが可能である。これにより、１本のワイヤー２１から２本の貫通配線２３を形成することができる。貫通配線２３は、研削後のバッキング層２２を貫通する。これにより、バッキング層２２と貫通配線２３とによって、配線層を形成することができる。 As shown in FIG. 12, the backing layer 22 is ground from the surface 22F, and a part of the wire 21 is ground together with a part of the backing layer 22. As a result, two through wirings 23 are formed from one wire 21. As described above, the wire 21 has an arc shape when viewed from the direction facing the plane orthogonal to the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11. Therefore, when the backing layer 22 is ground from the surface 22F, it is possible to grind a portion of the wire 21 located between one end and the other end together with the backing layer 22. As a result, two through wirings 23 can be formed from one wire 21. The through wiring 23 penetrates the backing layer 22 after grinding. Thus, the backing layer 22 and the through wiring 23 can form a wiring layer.
本実施形態によれば、圧電素子基板１１に配置されたワイヤー２１をバッキング層２２で埋めた後、バッキング層２２の一部、および、ワイヤー２１の一部を研削することによって配線層を形成することが可能である。そのため、バッキング層２２を形成した後に、バッキング層２２に貫通孔を形成し、次いで、貫通孔内に配線を形成する場合に比べて、配線層を形成するために必要な工程が削減でき、また、配線層を形成するために必要な工程の困難さを低減することができる。 According to this embodiment, after the wire 21 arranged on the piezoelectric element substrate 11 is filled with the backing layer 22, a part of the backing layer 22 and a part of the wire 21 are ground to form a wiring layer. It is possible. Therefore, as compared with the case where the through hole is formed in the backing layer 22 after forming the backing layer 22 and then the wiring is formed in the through hole, the steps required to form the wiring layer can be reduced, and The difficulty of the process required to form the wiring layer can be reduced.
また、１本のワイヤー２１から２本の貫通配線２３を形成することが可能であるため、１本の配線を形成するために１本のワイヤーを準備する場合に比べて、所定の長さを有したワイヤー２１を準備したり、ワイヤー２１を圧電素子基板１１の表面１１Ｆに配置したりする際の手間が軽減される。 Further, since it is possible to form the two through wirings 23 from the single wire 21, compared to the case where one wire is prepared to form one wiring, a predetermined length is provided. The labor for preparing the wire 21 having the wire 21 and for disposing the wire 21 on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11 is reduced.
バッキング層２２の表面２２Ｆを研削した後に、新たな表面２２Ｆ１を得ることができる。そして、表面２２Ｆ１のほぼ全体に沿う表面配線２４を形成する。貫通配線２３における一方の端部は表面２２Ｆ１に露出しているため、表面２２Ｆ１に沿って表面配線２４が形成されることによって、各貫通配線２３が、表面配線２４に電気的に接続される。 After grinding the surface 22F of the backing layer 22, a new surface 22F1 can be obtained. Then, the surface wiring 24 is formed along substantially the entire surface 22F1. Since one end of the through wiring 23 is exposed on the surface 22F1, the through wiring 23 is electrically connected to the surface wiring 24 by forming the surface wiring 24 along the front surface 22F1.
図１３が示すように、圧電素子基板１１と配線層とから形成される積層体を複数の素子構造体２０Ａに分割する。この際に、各素子構造体２０Ａが、１つの圧電素子１１ａ１と１本の貫通配線２３とを含むように、圧電素子基板１１と配線層とから形成される積層体を分割する。また、各素子構造体２０Ａは、表面配線２４の一部である表面配線２４ａ、および、バッキング層２２の一部であるバッキング層２２ａを含む。次いで、図６から図９を参照して先に説明した工程を実施することによって、複数の素子構造体２０Ａを備える超音波プローブを得ることができる。 As shown in FIG. 13, the laminated body formed of the piezoelectric element substrate 11 and the wiring layer is divided into a plurality of element structures 20A. At this time, the laminated body formed of the piezoelectric element substrate 11 and the wiring layer is divided so that each element structure 20A includes one piezoelectric element 11a1 and one through wiring 23. Further, each element structure 20A includes a surface wiring 24a which is a part of the surface wiring 24 and a backing layer 22a which is a part of the backing layer 22. Then, by performing the steps described above with reference to FIGS. 6 to 9, it is possible to obtain an ultrasonic probe including a plurality of element structures 20A.
以上説明したように、超音波プローブの製造方法における第２実施形態によれば、上述した（１）および（２）に記載の効果に加えて、以下に記載の効果を得ることができる。
（５）圧電素子基板１１に配置されたワイヤー２１をバッキング層２２で埋めることによってバッキング層と、バッキング層に埋め込まれた配線とを形成することが可能である。そのため、バッキング層２２を形成した後に、バッキング層２２に貫通孔を形成し、次いで、貫通孔内に配線を形成する場合に比べて、配線層を形成するために必要な工程が削減でき、また、配線層を形成するために必要な工程の困難さを低減することができる。
As described above, according to the second embodiment of the method for manufacturing an ultrasonic probe, in addition to the effects described in (1) and (2) above, the following effects can be obtained.
(5) It is possible to form the backing layer and the wiring embedded in the backing layer by filling the wire 21 arranged on the piezoelectric element substrate 11 with the backing layer 22. Therefore, as compared with the case where the through hole is formed in the backing layer 22 after forming the backing layer 22 and then the wiring is formed in the through hole, the steps required to form the wiring layer can be reduced, and The difficulty of the process required to form the wiring layer can be reduced.
（６）１本のワイヤー２１から２本の貫通配線２３を形成することが可能であるため、１本の配線を形成するために１本のワイヤーを準備する場合に比べて、所定の長さを有したワイヤー２１を準備したり、ワイヤー２１を圧電素子基板１１の表面１１Ｆに配置したりする際の手間が軽減される。 (6) Since it is possible to form two penetrating wirings 23 from one wire 21, compared to the case where one wire is prepared to form one wiring, a predetermined length It is possible to reduce the trouble when preparing the wire 21 having the above or arranging the wire 21 on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11.
なお、上述した第２実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［ワイヤー］
・１本のワイヤー２１から１本の貫通配線２３を形成してもよい。
The above-described second embodiment can be modified and implemented as follows.
[wire]
-One wire 21 may form one through wiring 23.
・ワイヤーは、直線状を有してもよい。この場合には、例えば、導電性接着剤などによってワイヤーにおける一方の端部を圧電素子基板１１の表面１１Ｆに接合する。これにより、圧電素子基板１１の表面１１Ｆにワイヤーを自立させることが可能である。 -The wire may have a straight shape. In this case, for example, one end of the wire is bonded to the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11 with a conductive adhesive or the like. Thereby, the wire can be made to stand on the surface 11F of the piezoelectric element substrate 11.
［第３実施形態］
図１４から図２３を参照して、超音波プローブの製造方法における第３実施形態を説明する。第３実施形態における超音波プローブの製造方法は、第１実施形態における超音波プローブの製造方法と比べて、バッキング層の形成、および、音響整合層の形成よりも前に、圧電素子基板を分割する点が異なっている。そのため、以下では、第１実施形態における超音波プローブの製造方法と、第３実施形態における超音波プローブの製造方法との相違点を詳しく説明する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the method of manufacturing the ultrasonic probe will be described with reference to FIGS. 14 to 23. The ultrasonic probe manufacturing method according to the third embodiment divides the piezoelectric element substrate before forming the backing layer and the acoustic matching layer, as compared with the ultrasonic probe manufacturing method according to the first embodiment. The point to do is different. Therefore, the difference between the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment and the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the third embodiment will be described in detail below.
図１４が示すように、本実施形態における超音波プローブの製造方法では、まず、第１実施形態の超音波プローブの製造方法と同様、圧電素子基板１１を準備する。次いで、各配線層１１ｂをパターニングすることによって、複数の配線層１１ｂ１に分割する。なお、各配線層１１ｂから形成された複数の配線層１１ｂ１の各々は、圧電素子基板１１から形成される複数の圧電素子１１ａ１のうちの１つのみに接続される配線である。次いで、圧電素子基板１１を複数の圧電素子１１ａ１に分割する。これにより、圧電素子１１ａ１と、一対の配線層１１ｂ１とを備える素子構造体３０Ａを複数形成する。 As shown in FIG. 14, in the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the present embodiment, first, similarly to the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment, the piezoelectric element substrate 11 is prepared. Next, by patterning each wiring layer 11b, it is divided into a plurality of wiring layers 11b1. Each of the plurality of wiring layers 11b1 formed of each wiring layer 11b is a wiring connected to only one of the plurality of piezoelectric elements 11a1 formed of the piezoelectric element substrate 11. Next, the piezoelectric element substrate 11 is divided into a plurality of piezoelectric elements 11a1. Thereby, a plurality of element structures 30A including the piezoelectric element 11a1 and the pair of wiring layers 11b1 are formed.
図１５が示すように、第１支持体３１と、第１支持体３１上に位置する第１剥離シート３２とを含む第１支持基板を準備する。次いで、複数の素子構造体３０Ａを第１剥離シート３２上に間隔を空けて配置する。 As shown in FIG. 15, a first support substrate including a first support 31 and a first release sheet 32 located on the first support 31 is prepared. Next, the plurality of element structures 30A are arranged on the first release sheet 32 at intervals.
図１６が示すように、各素子構造体３０Ａにおいて、一対の配線層１１ｂ１のなかで、第１剥離シート３２に接する配線層１１ｂ１と対向する配線層１１ｂ１上に、レジストマスクＲを形成する。レジストマスクＲを形成する際には、各配線層１１ｂ１のなかで、配線層１１ｂ１に接続される埋込配線を形成する位置に、レジストマスクＲを配置する。 As shown in FIG. 16, in each element structure 30A, a resist mask R is formed on the wiring layer 11b1 facing the wiring layer 11b1 in contact with the first release sheet 32 among the pair of wiring layers 11b1. When forming the resist mask R, the resist mask R is arranged in each wiring layer 11b1 at a position where an embedded wiring connected to the wiring layer 11b1 is formed.
図１７が示すように、音響整合層を形成するための合成樹脂３３ＲＳを第１剥離シート３２上に滴下する。この際に、合成樹脂３３ＲＳとして、第１剥離シート３２上に滴下した場合に第１剥離シート３２上に留まることが可能な程度の粘度を有した合成樹脂を準備する。合成樹脂３３ＲＳは、例えばポリフッ化ビニリデンであってよい。 As shown in FIG. 17, the synthetic resin 33RS for forming the acoustic matching layer is dropped on the first release sheet 32. At this time, as the synthetic resin 33RS, a synthetic resin having a viscosity that allows it to stay on the first release sheet 32 when dropped on the first release sheet 32 is prepared. The synthetic resin 33RS may be polyvinylidene fluoride, for example.
図１８が示すように、第２支持体３４と、第２支持体３４上に位置する第２剥離シート３５とを含む第２支持基板を準備する。次いで、第２剥離シート３５が合成樹脂３３ＲＳに接するように、第１支持体３１と第２支持体３４とによって合成樹脂３３ＲＳを挟む。これにより、各素子構造体３０Ａの全体を覆い、かつ、互いに隣り合う素子構造体３０Ａの間を埋めるように、合成樹脂３３ＲＳを延ばす。そして、合成樹脂３３ＲＳを第１支持体３１と第２支持体３４とによって挟んだ状態で、合成樹脂３３ＲＳを硬化させる。硬化した合成樹脂３３ＲＳにおいて、第１剥離シート３２に接する面が裏面３３Ｒであり、第２剥離シート３５に接する面が表面３３Ｆである。 As shown in FIG. 18, a second support substrate including a second support 34 and a second release sheet 35 located on the second support 34 is prepared. Next, the synthetic resin 33RS is sandwiched between the first support 31 and the second support 34 so that the second release sheet 35 contacts the synthetic resin 33RS. As a result, the synthetic resin 33RS is extended so as to cover the entire element structures 30A and fill the space between the element structures 30A adjacent to each other. Then, the synthetic resin 33RS is cured with the synthetic resin 33RS sandwiched between the first support 31 and the second support 34. In the cured synthetic resin 33RS, the surface in contact with the first release sheet 32 is the back surface 33R, and the surface in contact with the second release sheet 35 is the front surface 33F.
図１９が示すように、硬化した合成樹脂３３ＲＳから第２剥離シート３５を剥離する。次いで、合成樹脂３３ＲＳが、圧電素子１１ａ１の音響インピーダンスと、超音波の入射対象における音響インピーダンスとを整合させる厚さを有するまで、合成樹脂３３ＲＳを表面３３Ｆから研削する。これにより、新たな表面３３Ｆ１を有した音響整合層３３を形成することができる。この際に、合成樹脂３３ＲＳとともに、合成樹脂３３ＲＳ内に埋め込まれたレジストマスクＲの一部も研削される。 As shown in FIG. 19, the second release sheet 35 is released from the cured synthetic resin 33RS. Next, the synthetic resin 33RS is ground from the surface 33F until the synthetic resin 33RS has a thickness that matches the acoustic impedance of the piezoelectric element 11a1 and the acoustic impedance of the ultrasonic wave incident target. Thereby, the acoustic matching layer 33 having the new surface 33F1 can be formed. At this time, part of the resist mask R embedded in the synthetic resin 33RS is also ground together with the synthetic resin 33RS.
このように、本実施形態における超音波プローブの製造方法は、第１実施形態の変形例と同様、以下の工程を含む。すなわち、超音波プローブの製造方法は、支持基板を準備することと、支持基板に間隔を空けて複数の素子構造体３０Ａを配置することと、各素子構造体３０Ａを覆い、かつ、互いに隣り合う素子構造体３０Ａ間の隙間を埋めるように音響整合層３３を形成することと、を備える。 As described above, the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the present embodiment includes the following steps as in the modification of the first embodiment. That is, the method for manufacturing an ultrasonic probe is such that a support substrate is prepared, a plurality of element structures 30A are arranged on the support substrate at intervals, each element structure 30A is covered, and they are adjacent to each other. The acoustic matching layer 33 is formed so as to fill the gap between the element structures 30A.
なお、合成樹脂３３ＲＳを研削せずとも合成樹脂３３ＲＳが圧電素子１１ａ１の音響インピーダンスと、超音波の入射対象における音響インピーダンスとを製造させる厚さを有する場合には、合成樹脂３３ＲＳの研削を省略することが可能である。また、合成樹脂３３ＲＳの研削を省略する場合には、レジストマスクＲの端部が、合成樹脂３３ＲＳの表面３３Ｆから露出していることも必要である。 If the synthetic resin 33RS has a thickness that produces the acoustic impedance of the piezoelectric element 11a1 and the acoustic impedance of the ultrasonic wave incident target without grinding the synthetic resin 33RS, the grinding of the synthetic resin 33RS is omitted. It is possible. Further, when the grinding of the synthetic resin 33RS is omitted, it is necessary that the end portion of the resist mask R is exposed from the surface 33F of the synthetic resin 33RS.
図２０が示すように、音響整合層３３の裏面３３Ｒから第１剥離シート３２を剥離する。次いで、音響整合層３３の裏面３３Ｒ上に、バッキング層３６を形成する。バッキング層３６は、例えば、エポキシ樹脂とタングステンの粉体との混合物によって形成される。 As shown in FIG. 20, the first release sheet 32 is released from the back surface 33R of the acoustic matching layer 33. Next, the backing layer 36 is formed on the back surface 33R of the acoustic matching layer 33. The backing layer 36 is formed of, for example, a mixture of epoxy resin and tungsten powder.
図２１が示すように、バッキング層３６をパターニングすることによって、各素子構造体３０Ａに１つずつ対応するように複数のバッキング層３６ａを形成する。
図２２が示すように、バッキング層３６ａの厚さ方向においてバッキング層３６ａを貫通する貫通孔を形成する。そして、素子構造体３０Ａにおける一方の配線層１１ｂ１に接続される埋込配線３７Ａを貫通孔に形成する。また、音響整合層３３内に埋め込まれたレジストマスクＲを除去する。次いで、レジストマスクＲを除去した後の貫通孔に素子構造体３０Ａにおける他方の配線層１１ｂ１に接続される埋込配線３７Ｂを形成する。各埋込配線３７Ａ，３７Ｂは、例えば銅またはアルミニウムによって形成される。なお、音響整合層３３内の埋込配線３７Ｂをバッキング層３６ａ内の埋込配線３７Ａよりも先に形成してもよい。
As shown in FIG. 21, by patterning the backing layer 36, a plurality of backing layers 36a are formed so as to correspond to each of the device structures 30A.
As shown in FIG. 22, a through hole that penetrates the backing layer 36a is formed in the thickness direction of the backing layer 36a. Then, the embedded wiring 37A connected to one wiring layer 11b1 in the element structure 30A is formed in the through hole. Further, the resist mask R embedded in the acoustic matching layer 33 is removed. Next, the buried wiring 37B connected to the other wiring layer 11b1 in the element structure 30A is formed in the through hole after removing the resist mask R. The embedded wirings 37A and 37B are formed of, for example, copper or aluminum. The embedded wiring 37B in the acoustic matching layer 33 may be formed before the embedded wiring 37A in the backing layer 36a.
図２３が示すように、各埋込配線３７Ａのなかで、バッキング層３６ａから露出した端部に接続するバンプ３８Ａを形成する。また、各埋込配線３７Ｂのなかで、音響整合層３３から露出した端部に接続するバンプ３８Ｂを形成する。これにより、超音波プローブ３０を得ることができる。 As shown in FIG. 23, in each embedded wiring 37A, a bump 38A connected to the end exposed from the backing layer 36a is formed. Further, in each of the embedded wirings 37B, the bump 38B connected to the end exposed from the acoustic matching layer 33 is formed. Thereby, the ultrasonic probe 30 can be obtained.
なお、上述した第３実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［埋込配線］
・音響整合層３３内に埋め込まれる埋込配線３７Ｂを形成する工程は、合成樹脂３３ＲＳを研削することによって音響整合層３３を形成した後であれば、バッキング層３６，３６ａを形成する工程よりも前に行ってもよい。あるいは、埋込配線３７Ｂを形成する工程は、バッキング層３６ａ内に埋め込まれる埋込配線３７Ａに接続されるバンプ３８Ｂを形成する工程の後に行われてもよい。
The third embodiment described above can be modified and implemented as follows.
[Embedded wiring]
The step of forming the embedded wiring 37B embedded in the acoustic matching layer 33 is performed after the acoustic matching layer 33 is formed by grinding the synthetic resin 33RS, rather than the step of forming the backing layers 36 and 36a. You may go before. Alternatively, the step of forming the embedded wiring 37B may be performed after the step of forming the bump 38B connected to the embedded wiring 37A embedded in the backing layer 36a.
・図１６を参照して先に説明した工程では、レジストマスクＲを形成する代わりに、各素子構造体３０Ａが備える配線層１１ｂ１上に音響整合層３３内に埋め込まれる埋込配線を形成してもよい。 In the process described above with reference to FIG. 16, instead of forming the resist mask R, an embedded wiring embedded in the acoustic matching layer 33 is formed on the wiring layer 11b1 included in each element structure 30A. Good.
１０，３０…超音波プローブ、１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ…素子構造体、１１…圧電素子基板、１１ａ…圧電体層、１１ａ１…圧電素子、１１ｂ，１１ｂ１…配線層、１１Ｆ，１２Ｆ，２２Ｆ，２２Ｆ１，３３Ｆ…表面、１２，１２ａ，２２，２２ａ，３６，３６ａ…バッキング層、１２ｈ…貫通孔、１３，３７Ａ，３７Ｂ…埋込配線、１４，１４ａ，２４，２４ａ…表面配線、１５，３３…音響整合層、１６，１７ａ，１９…配線、１７…配線基板、１７ｂ…基板、１８…埋込層、２１…ワイヤー、２３…貫通配線、３１…第１支持体、３２…第１剥離シート、３３Ｒ…裏面、３３ＲＳ…合成樹脂、３４…第２支持体、３５…第２剥離シート、３８Ａ，３８Ｂ…バンプ、Ｒ…レジストマスク。 10, 30... Ultrasonic probe, 10A, 20A, 30A... Element structure, 11... Piezoelectric element substrate, 11a... Piezoelectric layer, 11a1... Piezoelectric element, 11b, 11b1... Wiring layer, 11F, 12F, 22F, 22F1, 33F... Surface, 12, 12a, 22, 22a, 36, 36a... Backing layer, 12h... Through hole, 13, 37A, 37B... Embedded wiring, 14, 14a, 24, 24a... Surface wiring, 15, 33... Acoustic Matching layer, 16, 17a, 19... Wiring, 17... Wiring board, 17b... Substrate, 18... Buried layer, 21... Wire, 23... Penetrating wiring, 31... First support, 32... First release sheet, 33R Back surface, 33RS synthetic resin, 34 second support, 35 second release sheet, 38A, 38B bumps, R resist mask.
Claims (6)
前記表面に位置するバッキング層と、前記バッキング層を貫通し、前記圧電素子基板のなかで各圧電素子となる領域に１本ずつ接続される複数の配線とを含む配線層を形成することと、
前記圧電素子基板と前記配線層とから形成される積層体を、各素子構造体が１つの前記圧電素子および１本の前記配線を含むように複数の素子構造体に分割することと、を含む
超音波プローブの製造方法。 Preparing a piezoelectric element substrate having a surface for forming a plurality of piezoelectric elements;
Forming a wiring layer including a backing layer located on the surface, and a plurality of wirings penetrating the backing layer and being connected one by one to a region of the piezoelectric element substrate that serves as each piezoelectric element;
Dividing the laminated body formed of the piezoelectric element substrate and the wiring layer into a plurality of element structures such that each element structure includes one piezoelectric element and one wiring. Ultrasonic probe manufacturing method.
前記音響整合層に間隔を空けて前記複数の素子構造体を配置することと、を備える
請求項１に記載の超音波プローブの製造方法。 Preparing an acoustic matching layer,
The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, further comprising: arranging the plurality of element structures in the acoustic matching layer with a space therebetween.
前記支持基板に間隔を空けて前記複数の素子構造体を配置することと、
各素子構造体を覆い、かつ、互いに隣り合う前記素子構造体間の隙間を埋めるように音響整合層を形成することと、を備える
請求項１に記載の超音波プローブの製造方法。 Preparing a support substrate,
Arranging the plurality of device structures at intervals on the support substrate,
The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, further comprising: forming an acoustic matching layer so as to cover each element structure and fill a gap between the element structures adjacent to each other.
前記表面に前記バッキング層を形成することと、
前記表面に位置する前記バッキング層に、前記表面と対向する平面視において、前記圧電素子基板のなかで各圧電素子となる領域と重なる部位に貫通孔を形成することと、
前記貫通孔を埋める配線を形成することと、を含む
請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波プローブの製造方法。 Forming the wiring layer includes
Forming the backing layer on the surface;
In the backing layer located on the surface, in a plan view facing the surface, in the piezoelectric element substrate, forming a through hole in a portion overlapping with a region to be each piezoelectric element,
The method of manufacturing the ultrasonic probe according to claim 1, further comprising: forming a wiring that fills the through hole.
前記表面にワイヤーを配置することと、
前記表面に、前記ワイヤーを埋めるように前記バッキング層を形成することと、を含む
請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波プローブの製造方法。 Forming the wiring layer includes
Arranging a wire on the surface,
The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, further comprising: forming the backing layer on the surface so as to fill the wire.
前記表面に直交する平面と対向する方向から見て、弧状を有した前記ワイヤーを準備することと、
前記ワイヤーの両端部を前記表面に配置することによって、前記ワイヤーを前記表面上に自立させることと、
前記ワイヤーのほぼ全体を埋める厚さを有した前記バッキング層を形成することと、を含み、
前記バッキング層において、前記圧電素子基板に接する面とは反対側の面が表面であり、
前記バッキング層を前記表面から研削して、前記ワイヤーの一部を前記バッキング層の一部とともに研削し、１本の前記ワイヤーから２本の前記配線を形成すること、を含む
請求項５に記載の超音波プローブの製造方法。 Forming the wiring layer includes
Seen from a direction facing a plane orthogonal to the surface, to prepare the wire having an arc shape,
By arranging both ends of the wire on the surface, making the wire self-supporting on the surface,
Forming the backing layer having a thickness that fills substantially all of the wire;
In the backing layer, the surface opposite to the surface in contact with the piezoelectric element substrate is the surface,
6. Grinding the backing layer from the surface to grind a portion of the wire with a portion of the backing layer to form two wires from one wire. Manufacturing method of ultrasonic probe.
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