JP4982135B2 - Ultrasonic transducer - Google Patents

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Description

本発明は、超音波診断装置等に用いられ、超音波プローブを構成する超音波トランスデューサに関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic transducer used in an ultrasonic diagnostic apparatus or the like and constituting an ultrasonic probe.

超音波診断装置は、超音波プローブにより被検体の所望の診断部位に超音波を送波(送信)し、音響インピーダンスの異なる被検体内の組織境界から反射波を受信すること、すなわち超音波プローブを用い超音波ビームを走査して、被検体の体内組織の情報を得て画像化することにより診断を行うものである。この超音波プローブは、被検体等に超音波を送波し、反射波を受波するために、超音波トランスデューサを有している。   An ultrasonic diagnostic apparatus transmits (transmits) an ultrasonic wave to a desired diagnostic region of a subject using an ultrasonic probe, and receives a reflected wave from a tissue boundary in the subject having different acoustic impedances, that is, an ultrasonic probe. The diagnosis is performed by scanning the ultrasonic beam using the laser to obtain information on the body tissue of the subject and image it. This ultrasonic probe has an ultrasonic transducer in order to transmit an ultrasonic wave to a subject or the like and receive a reflected wave.

従来、超音波診断装置の超音波プローブに使用する超音波トランスデューサとしては、その超音波振動素子をアレイ状に配列した1次元の超音波アレイプローブが使用されてきた。この超音波1次元アレイプローブの走査方式として、一般に電子走査法と呼ばれる方法が使用されている。この電子走査法とは、アレイ状の超音波振動素子それぞれに遅延時間を与え、送信パルスや受信信号のフォーカスをかける方法である。この方法は、送受信超音波ビームの高速な走査や高速なフォーカス点変更を可能とし、現在,超音波走査方式の主流となっている。   Conventionally, as an ultrasonic transducer used in an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus, a one-dimensional ultrasonic array probe in which the ultrasonic vibration elements are arranged in an array has been used. As a scanning method of the ultrasonic one-dimensional array probe, a method generally called an electronic scanning method is used. The electronic scanning method is a method in which a delay time is given to each of the arrayed ultrasonic transducer elements to focus a transmission pulse or a reception signal. This method enables high-speed scanning of transmission / reception ultrasonic beams and high-speed focus point change, and is currently the mainstream of the ultrasonic scanning method.

この超音波1次元アレイプローブは、上述の電子走査方式によって、超音波振動子の配列方向に高速で超音波の電子フォーカスを行い、また、超音波振動素子(圧電素子)の配列方向に高速で超音波ビームの走査を行うことにより、リアルタイムに2次元画像を提供することができる。これに対し、近年においては、1次元アレイプローブを回転・揺動して用いる方法、または超音波振動子をマトリックス状に配列した超音波2次元アレイプローブを用いる方法によって、3次元で超音波画像収集、表示を行うシステムの検討が進んできている。3次元の超音波画像は、2次元画像において見逃されやすい部位の診断に有用であり、また、診断や計測に適した断層像を得ることができ、診断精度の向上が期待できる。   This ultrasonic one-dimensional array probe performs high-frequency electronic focusing in the arrangement direction of the ultrasonic transducers by the above-described electronic scanning method, and also high-speed in the arrangement direction of the ultrasonic vibration elements (piezoelectric elements). By scanning with an ultrasonic beam, a two-dimensional image can be provided in real time. On the other hand, in recent years, a three-dimensional ultrasonic image is obtained by a method using a one-dimensional array probe by rotating and swinging, or a method using an ultrasonic two-dimensional array probe in which ultrasonic transducers are arranged in a matrix. A system for collecting and displaying is being studied. A three-dimensional ultrasonic image is useful for diagnosing a part that is easily overlooked in a two-dimensional image, and a tomographic image suitable for diagnosis and measurement can be obtained, so that improvement in diagnostic accuracy can be expected.

ただし、これらの超音波診断装置に係る3次元画像に関する方法のうち、1次元アレイプローブを使用する方法においては、1次元アレイプローブを機械的に移動あるいは回転させる方法を用いることから、3次元画像データの収集に多くの時間を要し、リアルタイムに3次元画像を表示することが困難である。   However, among the methods related to the three-dimensional image related to these ultrasonic diagnostic apparatuses, the method using a one-dimensional array probe uses a method of mechanically moving or rotating the one-dimensional array probe. It takes a lot of time to collect data, and it is difficult to display a three-dimensional image in real time.

一方、2次元アレイプローブを使用する方法においては、2次元的に超音波振動子を配列し、超音波の全方位的なフォーカシングおよび、1次元アレイプローブの場合と比較して高速な3次元走査を実現することが可能となる。しかしその反面、いずれの場合においても超音波振動素子の素子数が増大(例えば、10倍〜100倍)してしまい、この素子数の増大に伴って、この超音波振動素子に対して送受信を行う送受信回路やこの送受信回路と前記超音波振動素子を接続するケーブルも増大する。結果として、超音波プローブや超音波の送受信回路は極めて複雑となり大きさや重さも増大するため、操作性が著しく低下する。   On the other hand, in the method using a two-dimensional array probe, ultrasonic transducers are arranged two-dimensionally, ultrasonic omnidirectional focusing, and high-speed three-dimensional scanning compared to the case of a one-dimensional array probe. Can be realized. However, in any case, the number of elements of the ultrasonic vibration element increases (for example, 10 to 100 times), and transmission / reception with respect to this ultrasonic vibration element occurs as the number of elements increases. The number of transmission / reception circuits to be performed and the cables connecting the transmission / reception circuits and the ultrasonic vibration elements are also increased. As a result, the ultrasonic probe and the ultrasonic transmission / reception circuit become extremely complicated and increase in size and weight, so that the operability is significantly lowered.

この問題に対しては、超音波振動子配列に対応する基板を積層して信号リードの引き出しを構成する構造を採用し、2次元アレイプローブにおけるトランスデューサの信号リードを引き出すことが容易となる方法が提案されている(例えば、特許文献1)。   To solve this problem, there is a method that employs a structure in which signal leads are drawn out by stacking substrates corresponding to the ultrasonic transducer array, and it is easy to draw out the signal leads of the transducer in the two-dimensional array probe. It has been proposed (for example, Patent Document 1).

また、マトリックス状に配列した素子の各列間隔に各超音波振動子から信号リード及びアースを引き出すためのプリント基板を配置した構造を有し、プリント基板上に1列相当の超音波振動子アレイを実装した後、超音波振動子を実装したプリント基板を行方向に配列して2次元アレイトランスデューサを構成する方法が提案されている(例えば、特許文献2)。   The ultrasonic transducer array has a structure in which a printed circuit board for drawing out signal leads and grounds from each ultrasonic transducer is arranged in each column interval of elements arranged in a matrix, and corresponding to one column on the printed substrate. A method of configuring a two-dimensional array transducer by arranging printed circuit boards on which ultrasonic transducers are mounted in the row direction after mounting is proposed (for example, Patent Document 2).

さらには、信号リードが埋設され、底面に2次元配列電極パッドを形成されたバッキング材の構成及び製造方法が提案されている(例えば、特許文献3)。このバッキング材を用いることによって2次元配列された超音波振動素子から信号リードを引き出した2次元アレイトランスデューサを構成することが可能である。   Furthermore, a configuration and manufacturing method of a backing material in which signal leads are embedded and a two-dimensional array electrode pad is formed on the bottom surface has been proposed (for example, Patent Document 3). By using this backing material, it is possible to constitute a two-dimensional array transducer in which signal leads are drawn from two-dimensionally arranged ultrasonic vibration elements.

特開2001−292496号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-292696 特開2001−309493号公報JP 2001-309493 A 特開2000−166923号公報JP 2000-166923 A

これらの、3次元画像収集可能な超音波2次元アレイプローブの例として、図14に、超音波トランスデューサを構成する超音波振動素子をマトリックス状に多数配列した2次元アレイ超音波プローブを示す。ここで、図14は、2次元アレイ超音波プローブを構成する2次元アレイ超音波トランスデューサ従来の構成を示す概略図であり、図14(a)は、2次元アレイ超音波トランスデューサ90の斜視図、図14(b)は、図14(a)において矢印方向から見たB−B断面図である。   As an example of these ultrasonic two-dimensional array probes capable of collecting three-dimensional images, FIG. 14 shows a two-dimensional array ultrasonic probe in which a large number of ultrasonic vibration elements constituting an ultrasonic transducer are arranged in a matrix. 14 is a schematic diagram showing a conventional configuration of a two-dimensional array ultrasonic transducer constituting the two-dimensional array ultrasonic probe, and FIG. 14A is a perspective view of the two-dimensional array ultrasonic transducer 90. FIG.14 (b) is BB sectional drawing seen from the arrow direction in Fig.14 (a).

図14(a)、(b)に示すように、2次元アレイ超音波トランスデューサ90は、音響整合層11、アース電極92、超音波振動素子(圧電体)14、信号電極96、バッキング材18(負荷材相)及び信号リード901を具備する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。   As shown in FIGS. 14A and 14B, the two-dimensional array ultrasonic transducer 90 includes an acoustic matching layer 11, an earth electrode 92, an ultrasonic vibration element (piezoelectric body) 14, a signal electrode 96, a backing material 18 ( Load material phase) and a signal lead 901 (see, for example, Patent Document 1).

音響整合層11は、音響レンズと超音波振動素子14との間に位置するように設けられており、被検体と超音波振動素子14との音響インピーダンスの整合をとるものである。   The acoustic matching layer 11 is provided so as to be positioned between the acoustic lens and the ultrasonic vibration element 14 and matches the acoustic impedance between the subject and the ultrasonic vibration element 14.

アース電極92は、各超音波振動素子14と音響整合層11に挟まれるようにして設けられている。アース電極92は圧電効果を得るため、各超音波振動素子14に電力を印加するための電極であり、アース接続されている。   The ground electrode 92 is provided so as to be sandwiched between each ultrasonic vibration element 14 and the acoustic matching layer 11. The ground electrode 92 is an electrode for applying electric power to each ultrasonic vibration element 14 in order to obtain a piezoelectric effect, and is grounded.

超音波振動素子(圧電体)14は、2成分系或いは3成分系の圧電セラミックス等から成る圧電素子であり、2次元マトリックス状に配列されている。この超音波振動素子14の2次元的配列により、超音波の全方位的なフォーカシングと高速な3次元走査が可能となる。   The ultrasonic vibration elements (piezoelectric bodies) 14 are piezoelectric elements made of two-component or three-component piezoelectric ceramics, and are arranged in a two-dimensional matrix. The two-dimensional arrangement of the ultrasonic vibration elements 14 enables omnidirectional focusing of ultrasonic waves and high-speed three-dimensional scanning.

信号電極96は、各超音波振動素子14の他端(すなわち、アース電極92とは異なる一端)に設けられており、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する電極である。   The signal electrode 96 is provided at the other end of each ultrasonic vibration element 14 (that is, one end different from the ground electrode 92), and is applied with electric power for the piezoelectric effect or electricity based on the ultrasonic wave received from the subject. An electrode for inputting a signal.

バッキング材18は、超音波振動素子14の背面に設けられており、当該超音波振動素子14を機械的に支持する。また、バッキング材18は、超音波パルスを短くするために、超音波振動素子14の動きを制動している。ここで、背面とは、超音波トランスデューサ10における超音波振動素子14の側面のうち、音響整合層11側を前面とした場合に、前面と対向する側の面をいう。   The backing material 18 is provided on the back surface of the ultrasonic vibration element 14 and mechanically supports the ultrasonic vibration element 14. The backing material 18 brakes the movement of the ultrasonic vibration element 14 in order to shorten the ultrasonic pulse. Here, the back surface refers to a surface on the side facing the front surface when the acoustic matching layer 11 side is the front surface of the side surfaces of the ultrasonic transducer element 14 in the ultrasonic transducer 10.

このバッキング材18には、後述する信号リード901を引き出し可能とする経路が形成されている。この引出し可能な経路は、信号リード901の端部901aを2次元配列するためのものであり、信号電極96から超音波振動素子14の配列面と垂直な方向に形成されている。   The backing material 18 is formed with a path through which a signal lead 901 described later can be pulled out. This drawable path is for two-dimensionally arranging the end portions 901a of the signal lead 901, and is formed in a direction perpendicular to the arrangement surface of the ultrasonic vibration element 14 from the signal electrode 96.

信号リード901は、その一端において信号リード901の端部901aを有し、他端においては各超音波振動素子14の信号電極96と接続されている。また、信号電極96との接続部から、超音波振動素子14の配列面と垂直な方向に伸延して、上述のバッキング材18に設けられた経路を通され、信号リード901の端部901aが引き出されている。したがって、信号リード901の端部901aは、バッキング材18の面のうち、超音波振動素子14と反対側の面において、2次元アレイ状に配列されることになる。   The signal lead 901 has an end 901a of the signal lead 901 at one end, and is connected to the signal electrode 96 of each ultrasonic vibration element 14 at the other end. Further, the signal lead 96 is extended in a direction perpendicular to the arrangement surface of the ultrasonic vibration elements 14 from the connection portion with the signal electrode 96, and is passed through a path provided in the above-described backing material 18, so that the end portion 901 a of the signal lead 901 is formed. Has been pulled out. Therefore, the end portion 901a of the signal lead 901 is arranged in a two-dimensional array on the surface of the backing material 18 opposite to the ultrasonic vibration element 14.

このように、従来も各超音波振動素子14それぞれの背面に設けられた各信号電極96から信号リード901が引き出されていたが、近年、アース電極92側から引き出されるリード線についても、各超音波振動素子14のそれぞれから引き出されるようになってきている。例えば、パルスインバージョン映像法を用いるような場合である。このパルスインバージョン映像法とは、被検体に超音波パルスを180度位相をずらして2回送信し、2つのエコー信号を加算して高調波成分のみを抽出して画像化するものである。より詳しくは、超音波振動素子の両極(前面電極及び背面電極)毎にパルサを接続し、交互に動作させることでバイポーラパルスを出力するものであり、この交互動作を2回の送信で順序を逆転させることで、1回目の送信と2回目の送信とで正負の対称性がよい波形のバイポーラパルスを出力することができ、結果として、高調波イメージング画像を向上させることができる。   Thus, conventionally, the signal lead 901 has been drawn from each signal electrode 96 provided on the back surface of each ultrasonic vibration element 14, but in recent years, the lead wire drawn from the ground electrode 92 side has also been drawn. It has come to be pulled out from each of the sonic vibration elements 14. For example, the pulse inversion video method is used. In this pulse inversion video method, an ultrasonic pulse is transmitted to a subject twice with a phase difference of 180 degrees, two echo signals are added, and only a harmonic component is extracted and imaged. More specifically, a pulsar is connected to each pole (front electrode and back electrode) of the ultrasonic vibration element, and a bipolar pulse is output by operating alternately. This alternating operation is performed by two transmissions. By reversing, a bipolar pulse having a waveform with good positive / negative symmetry can be output between the first transmission and the second transmission, and as a result, the harmonic imaging image can be improved.

このパルスインバージョン映像法による超音波診断画像を生成する場合等、従来と異なり、各超音波振動素子の両極から個別に信号リードを引き出す必要が生じるようになった。その場合は、従来アース電極を共通電極としていたものについて、各超音波振動素子の両極に高周波パルスを印加できる回路構成を形成しなければならない。   Unlike the conventional case, for example, when generating an ultrasonic diagnostic image by the pulse inversion imaging method, it is necessary to draw out signal leads individually from both poles of each ultrasonic vibration element. In that case, it is necessary to form a circuit configuration that can apply a high-frequency pulse to both poles of each ultrasonic vibration element for a conventional ground electrode as a common electrode.

超音波プローブは超音波トランスデューサと超音波診断装置本体とをケーブルアセンブリで連結しており、超音波トランスデューサで受信した信号を、IC等で変換することを基本構成としている。   The ultrasonic probe has a basic configuration in which an ultrasonic transducer and an ultrasonic diagnostic apparatus main body are connected by a cable assembly, and a signal received by the ultrasonic transducer is converted by an IC or the like.

1次元アレイ超音波プローブと比較して、2次元アレイ超音波プローブにおいては、超音波振動素子が微細に配列されるが、この場合、超音波振動素子が微細となることにより、1チャンネル(同時に駆動する超音波振動素子群)ごとの静電容量が少なくなり、ケーブルアセンブリの長さが長くなるほど、伝送する過程でロスが出てしまう。   Compared with the one-dimensional array ultrasonic probe, in the two-dimensional array ultrasonic probe, the ultrasonic vibration elements are finely arranged. In this case, since the ultrasonic vibration elements become fine, one channel (simultaneously) As the capacitance of each driven ultrasonic vibration element group) decreases and the length of the cable assembly increases, a loss occurs in the transmission process.

したがって、信号等を効率よく送受信するためには、ケーブルアセンブリの長さを適切にする必要がある。そのためには、ケーブルアセンブリに接続される電子回路から超音波振動素子までの距離を短くする必要があり、電子回路はトランスデューサ近傍に設置する必要がある。   Therefore, in order to efficiently transmit and receive signals and the like, it is necessary to make the length of the cable assembly appropriate. For this purpose, it is necessary to shorten the distance from the electronic circuit connected to the cable assembly to the ultrasonic vibration element, and it is necessary to install the electronic circuit in the vicinity of the transducer.

また、従来の超音波1次元アレイプローブを用いていたものと比較して、超音波2次元アレイプローブでは超音波振動素子をマトリックス状に配列したため、超音波振動素子は膨大な数となる。結果としてケーブルアセンブリのケーブル芯数は膨大となってしまう。さらに、ケーブルアセンブリを装置本体まで伸延させることを考慮するとその直径は従来と比較して大きくなる。このケーブルの芯数増加と直径の増大とによって、超音波プローブの大きさや重さの点で操作性が著しく低下してしまう。   Further, compared with the conventional one-dimensional ultrasonic array probe, since the ultrasonic vibration elements are arranged in a matrix in the ultrasonic two-dimensional array probe, the number of ultrasonic vibration elements is enormous. As a result, the number of cable cores of the cable assembly becomes enormous. Further, considering that the cable assembly is extended to the apparatus main body, the diameter thereof is larger than the conventional one. Due to the increase in the number of cores and the diameter of the cable, the operability is significantly lowered in terms of the size and weight of the ultrasonic probe.

したがって、超音波2次元アレイプローブでは、重量等を軽減し、操作性を損なわないような大きさとする構造が必要になり、膨大な数の信号リードをまとめるように受信した信号を加算する電子回路が必要となる。ただし、これらの電子回路は前述のように送受信時にロスが生じないよう超音波トランスデューサ近傍に配置しなければならないことから、これらの電子回路は高密度で実装することが求められる。   Therefore, an ultrasonic two-dimensional array probe requires a structure that reduces the weight and the like and does not impair operability, and an electronic circuit that adds received signals so as to collect a large number of signal leads. Is required. However, since these electronic circuits must be arranged in the vicinity of the ultrasonic transducer so that no loss occurs during transmission and reception as described above, these electronic circuits are required to be mounted at a high density.

これに加え、上述のパルスインバージョン映像法のように、超音波振動素子の超音波放射面側に形成される前面電極から引き出される前面電極リードと前面電極に対向して形成される背面電極から引き出される背面電極リードを超音波振動素子チャンネル毎にそれぞれ独立して引き出し、前面電極リードと背面電極リードとを異なる電子回路に連結する構成も用いられるようになっている。   In addition to this, as in the above-described pulse inversion imaging method, from the front electrode lead drawn from the front electrode formed on the ultrasonic radiation surface side of the ultrasonic vibration element and the back electrode formed facing the front electrode A configuration is also used in which the drawn back electrode lead is drawn independently for each ultrasonic vibration element channel, and the front electrode lead and the back electrode lead are connected to different electronic circuits.

この場合は、従来のアース(グラウンド)電極から引き出されるリードが超音波振動素子のチャンネル毎に必要としていなかったのに対して、この前面電極リードは、超音波振動素子毎に必要となるから、従来から膨大であったケーブルアセンブリの芯数がさらに増加することになる。   In this case, the lead drawn from the conventional earth (ground) electrode is not required for each channel of the ultrasonic vibration element, whereas the front electrode lead is required for each ultrasonic vibration element. Therefore, the number of cores of the cable assembly that has been enormous in the past will further increase.

なお、パルスインバージョン映像法においては、超音波振動素子の両端を駆動するための電子回路(パルス回路)が必要となる。ただし、前述のように超音波2次元アレイプローブにおいては、操作性を考慮した大きさとしなければならないが、その大きさを前提として電子回路を形成するとその回路の性能、機能は制約を受ける。その制約によっては、パルスインバージョン映像法の実現が困難となる場合も考えられる。   In the pulse inversion video method, an electronic circuit (pulse circuit) for driving both ends of the ultrasonic vibration element is required. However, as described above, in the ultrasonic two-dimensional array probe, the size must be in consideration of operability, but if an electronic circuit is formed on the assumption of the size, the performance and function of the circuit are restricted. Depending on the restrictions, it may be difficult to realize the pulse inversion video method.

以上から、信号リードの数が膨大な超音波2次元アレイプローブでは、電子回路を超音波トランスデューサ近傍に配置しつつ、高密度で配置することが必要になる。この点、背面電極に連結される複数の電子回路のみをまとめて専用ICに、また前面電極に連結される複数の電子回路のみをまとめて別の専用ICとすることが電子回路形成においては高密度化の観点で有効であることが知られている。   From the above, in an ultrasonic two-dimensional array probe with a large number of signal leads, it is necessary to arrange the electronic circuit at a high density while arranging the electronic circuit near the ultrasonic transducer. In this regard, in forming an electronic circuit, it is very high that only a plurality of electronic circuits connected to the back electrode are collected as a dedicated IC, and only a plurality of electronic circuits connected to the front electrode are combined into another dedicated IC. It is known that it is effective in terms of densification.

したがって、前面電極及び背面電極からそれぞれ接続リードを独立して引き出して、異なる電子回路に連結する場合には、膨大な数の接続リードと、背面電極に連結される回路群及び前面電極に連結される回路群とを高密度且つ省スペースで電気接続するための構成が求められる。   Therefore, when the connection leads are independently pulled out from the front electrode and the back electrode and connected to different electronic circuits, the connection leads are connected to a large number of connection leads, a circuit group connected to the back electrode, and the front electrode. Therefore, a configuration for electrically connecting the circuit group with high density and space-saving is required.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、後段に設置された電子回路との電気的接続を高密度になし得ると共に、電子回路の小型化にも寄与し、結果として2次元アレイプローブの小型化が可能となる超音波トランスデューサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to achieve high density electrical connection with an electronic circuit installed at a subsequent stage and contribute to downsizing of the electronic circuit. As a result, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic transducer that can reduce the size of a two-dimensional array probe.

上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、
導電層を二層有し、その一方が絶縁層によって挟まれている多層回路基板と、前記多層回路基板の一面の一辺に沿って配列された複数の超音波振動素子と、前記超音波振動素子ごとにその配列方向に直交する方向の面に設けられた前面電極および背面電極と、前記多層回路基板のそれぞれ異なる導電層に形成され、前記各前面電極および前記各背面電極のそれぞれから、所定方向に独立して導出された接続リードと、備え、前記多層回路基板は、前記一辺を合わせるように複数重ねられることを特徴とする超音波トランスデューサである。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1
A multilayer circuit board having two conductive layers , one of which is sandwiched between insulating layers, a plurality of ultrasonic vibration elements arranged along one side of one surface of the multilayer circuit board, and the ultrasonic vibration element A front electrode and a back electrode provided on a surface in a direction orthogonal to the arrangement direction thereof, and a different conductive layer of the multilayer circuit board , and a predetermined direction from each of the front electrode and the back electrode And the multi-layered circuit board is superposed so that the one side is aligned with each other.

請求項2に記載の発明は、
前記超音波トランスデューサの面のうち、前記超音波振動素子が配列された前面と反対側の面及び、該前面と直交する面に前記接続リードが伸延することを特徴とする請求項1に記載の超音波トランスデューサである。
The invention described in claim 2
The said connection lead is extended to the surface on the opposite side to the front surface in which the said ultrasonic transducer | vibration element was arranged among the surfaces of the said ultrasonic transducer, and the surface orthogonal to this front surface. Ultrasonic transducer.

請求項3に記載の発明は、
前記接続リードの先端部に、接続パッドが形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波トランスデューサである。
The invention according to claim 3
The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a connection pad is formed at a tip portion of the connection lead.

請求項4に記載の発明は、
前記接続リードは、各背面電極に接続される第1の接続リードと、各前面電極に接続される第2の接続リードとに分けられることを特徴とする請求項1〜3に記載の超音波トランスデューサである。
The invention according to claim 4
The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the connection lead is divided into a first connection lead connected to each back electrode and a second connection lead connected to each front electrode. It is a transducer.

請求項5に記載の発明は、
前記接続パッドは、前記背面電極から前記第1の接続リードにより導通される第1の接続パッドと、前記前面電極から前記第2の接続リードにより導通される第2の接続パッドとに分けられることを特徴とする請求項4に記載の超音波トランスデューサである。
The invention described in claim 5
The connection pad is divided into a first connection pad that is conducted from the back electrode by the first connection lead and a second connection pad that is conducted from the front electrode by the second connection lead. The ultrasonic transducer according to claim 4.

請求項6に記載の発明は、
前記第1の接続リードと前記第2の接続リードとは、前記多層回路基板の異なる層を経由して、前記第1の接続パッド方向と前記第2の接続パッド方向とに分かれて伸延されることを特徴とする請求項5に記載の超音波トランスデューサ。
The invention described in claim 6
The first connection lead and the second connection lead are separately extended in the first connection pad direction and the second connection pad direction through different layers of the multilayer circuit board. The ultrasonic transducer according to claim 5.

請求項7に記載の発明は、
前記第1の接続パッドと前記第2の接続パッドとが、前記プリント基板の積層方向又は前記超音波振動素子が配列される方向において、所定の数ごとに交互に配列されるように前記第1の接続リード及び前記第2の接続リードの配線を施したことを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサである。
The invention described in claim 7
The first connection pads and the second connection pads are alternately arranged in a predetermined number in the stacking direction of the printed circuit board or in the direction in which the ultrasonic vibration elements are arranged. The ultrasonic transducer according to claim 5 or 6, wherein wiring of the second connection lead and the second connection lead is provided.

請求項8に記載の発明は、
前記第1の接続パッドの各々を集合させて形成し、前記第2の接続パッドの各々を集合させて形成したことを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサである。
The invention according to claim 8 provides:
7. The ultrasonic transducer according to claim 5, wherein each of the first connection pads is formed as a set, and each of the second connection pads is set as a set.

請求項9に記載の発明は、
前記前面と反対側の面には、前記第1の接続パッド群又は前記第2の接続パッド群のいずれか一方のみが形成され、前記前面と直交する面には、前記第2の接続パッド群又は前記第1の接続パッド群の他方のみが形成されることを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサである。
The invention according to claim 9 is:
Only one of the first connection pad group or the second connection pad group is formed on the surface opposite to the front surface, and the second connection pad group is formed on the surface orthogonal to the front surface. Alternatively, only the other of the first connection pad groups is formed. The ultrasonic transducer according to claim 5 or 6.

本発明によれば、前面電極及び背面電極から引き出された接続リードの配線を、前記接続リードの先端部である接続パッドがそれぞれまとまった配列をなすように形成したので、個々の超音波振動子の両極から独立して引き出される膨大な数の接続リード(信号リード)をまとめて引き出すことが可能となる。したがって、信号を効率よく伝達することができ、任意の引き出しが可能となるため、接続リードと接続される電子回路は高密度かつ集積して実装することができる。結果として、リアルタイム3次元画像診断に適した超音波プローブを提供することが可能となる。   According to the present invention, since the wiring of the connection lead drawn from the front electrode and the back electrode is formed so that the connection pads as the front end portion of the connection lead are arranged together, the individual ultrasonic transducers It is possible to pull out a huge number of connection leads (signal leads) that are drawn independently from both poles. Therefore, the signal can be transmitted efficiently, and arbitrary drawing can be performed. Therefore, the electronic circuits connected to the connection leads can be mounted with high density and integration. As a result, it is possible to provide an ultrasonic probe suitable for real-time three-dimensional image diagnosis.

以下、本発明の実施形態に係る超音波トランスデューサおよび超音波プローブにつき、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1〜図4は、本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態を示す図であり、図1(a)は、第1の実施形態に係る超音波トランスデューサ10を構成する超音波トランスデューサユニット10aを示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図である。以下、本実施形態の超音波トランスデューサの第1の実施形態の構成について説明する。
[First embodiment]
1 to 4 are diagrams showing a first embodiment of an ultrasonic transducer according to the present invention, and FIG. 1A is an ultrasonic transducer constituting the ultrasonic transducer 10 according to the first embodiment. It is a perspective view which shows the unit 10a, and FIG.1 (b) is AA sectional drawing of Fig.1 (a). Hereinafter, the configuration of the first embodiment of the ultrasonic transducer of this embodiment will be described.

(超音波トランスデューサ10の概略構成)
図1に示すように、本実施形態の超音波トランスデューサユニット10aは、多層構造のプリント基板100に、音響整合層11、超音波振動素子(圧電体)14、バッキング材18(負荷材相)及び第1の接続リード101及び第2の接続リード102等を具備して構成される。その超音波トランスデューサユニット10aが同じ方向に積層されて、超音波トランスデューサ10が形成される。すなわち、1次元超音波トランスデューサが積層されて、2次元超音波トランスデューサが形成される。なお、ここでいう音響整合層11、超音波振動素子(圧電体)14、バッキング材18は従来の超音波トランスデューサ90に用いられていたものと同様の役割を果たすものである。
(Schematic configuration of the ultrasonic transducer 10)
As shown in FIG. 1, the ultrasonic transducer unit 10a of this embodiment includes a multilayer printed circuit board 100, an acoustic matching layer 11, an ultrasonic vibration element (piezoelectric body) 14, a backing material 18 (loading material phase), and The first connection lead 101 and the second connection lead 102 are provided. The ultrasonic transducer units 10a are stacked in the same direction to form the ultrasonic transducer 10. That is, a one-dimensional ultrasonic transducer is laminated to form a two-dimensional ultrasonic transducer. Here, the acoustic matching layer 11, the ultrasonic vibration element (piezoelectric body) 14, and the backing material 18 play the same role as those used in the conventional ultrasonic transducer 90.

(超音波トランスデューサユニット10aの構成)
多層構造のプリント基板100には、その一辺に沿って、複数の超音波振動素子(圧電体)14が配列される。これによって、2次元超音波トランスデューサの1列分が形成される。また、この複数の超音波振動素子(圧電体)14と、超音波を集束する例えば音響レンズ(図示せず)との間には音響整合層11が形成される。
(Configuration of ultrasonic transducer unit 10a)
A plurality of ultrasonic vibration elements (piezoelectric bodies) 14 are arranged along one side of the multilayer printed circuit board 100. Thereby, one row of the two-dimensional ultrasonic transducer is formed. An acoustic matching layer 11 is formed between the plurality of ultrasonic vibration elements (piezoelectric bodies) 14 and, for example, an acoustic lens (not shown) that focuses the ultrasonic waves.

この音響整合層11と各超音波振動素子14との間には、前面電極12が形成される。前面電極12は、各超音波振動素子14のそれぞれに独立して設けられ、音響整合層11と超音波振動素子14とに接して設けられる。前面電極12は、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。   A front electrode 12 is formed between the acoustic matching layer 11 and each ultrasonic vibration element 14. The front electrode 12 is provided independently for each ultrasonic vibration element 14, and is provided in contact with the acoustic matching layer 11 and the ultrasonic vibration element 14. The front electrode 12 inputs an electric signal based on the application of electric power for the piezoelectric effect and the ultrasonic wave received from the subject.

また、超音波振動素子14を基準として、音響整合層11が形成された側と反対側の方向(「背面電極側」という。以下同じ。)には、バッキング材18が形成される。このバッキング材18と各超音波振動子14の間には、背面電極16が形成される。この背面電極16は、各超音波振動素子14のそれぞれに独立して設けられ、超音波振動素子14とバッキング材18とに接して設けられる。また、背面電極16は、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。   A backing material 18 is formed in a direction opposite to the side on which the acoustic matching layer 11 is formed (referred to as “back electrode side”; hereinafter the same) with respect to the ultrasonic vibration element 14. A back electrode 16 is formed between the backing material 18 and each ultrasonic transducer 14. The back electrode 16 is provided independently for each ultrasonic vibration element 14 and is provided in contact with the ultrasonic vibration element 14 and the backing material 18. The back electrode 16 receives an electric signal based on the application of electric power for the piezoelectric effect and the ultrasonic wave received from the subject.

前面電極12からは、第1の接続リード101が、多層構造のプリント基板100の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第1の接続リード101は伸延して第1の接続パッド101aに接続され、導通される。この第1の接続リード101は、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高周波パルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路(IC、ASIC等)に伝送するためのものである。この第1の接続リード101は例えば、多層構造のプリント基板100の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。   The first connection lead 101 is drawn from the front electrode 12 via one or a plurality of conductive layers of the printed circuit board 100 having a multilayer structure. The extracted first connection lead 101 is extended and connected to the first connection pad 101a to be conducted. The first connection lead 101 transmits a high-frequency pulse or a control signal for transmitting a high-frequency pulse in order to transmit an ultrasonic wave to the subject, and transmits an echo signal received from the subject to an electronic circuit (IC , ASIC, etc.). The first connection lead 101 may be, for example, an in-board wiring of the multilayer printed circuit board 100 or may be arranged as a circuit.

同様に、背面電極16からは、第2の接続リード102が多層構造のプリント基板100の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第2の接続リード102は伸延して第2の接続パッド102aに接続され導通される。この第2の接続リード102は、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高周波パルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路(IC、ASIC等)に伝送するためのものである。この第2の接続リード102は例えば、多層構造のプリント基板100の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。   Similarly, the second connection lead 102 is led out from the back electrode 16 via one or a plurality of conductive layers of the printed circuit board 100 having a multilayer structure. The drawn second connection lead 102 is extended and connected to the second connection pad 102a to be conducted. The second connection lead 102 transmits a high-frequency pulse or a control signal for transmitting a high-frequency pulse in order to transmit an ultrasonic wave to the subject, and transmits an echo signal received from the subject to an electronic circuit (IC , ASIC, etc.). The second connection lead 102 may be, for example, an in-board wiring of the multilayer printed circuit board 100 or may be arranged as a circuit.

以上のような構成であれば、第1の接続リード101と第2の接続リード102とをプリント基板100内の異なる導電層に形成することができることから、第1の接続リード101及び第2の接続リード102間における電気的な結合(クロストーク)を低減しつつ、自由に接続リードの延伸経路を決めることができる。
次に、本実施形態に係る超音波トランスデューサ10における超音波トランスデューサユニット10aの第1の接続リード101および第2の接続リード102の配線手段の一例について説明する。
With the configuration as described above, the first connection lead 101 and the second connection lead 102 can be formed in different conductive layers in the printed circuit board 100. Therefore, the first connection lead 101 and the second connection lead 102 can be formed. While reducing the electrical coupling (crosstalk) between the connection leads 102, the extension path of the connection leads can be freely determined.
Next, an example of the wiring means of the first connection lead 101 and the second connection lead 102 of the ultrasonic transducer unit 10a in the ultrasonic transducer 10 according to the present embodiment will be described.

(第1の接続リード101および第2の接続リード102の配線手段)
図1(b)に示すように、各前面電極12ごとに接続されている各第1の接続リード101のそれぞれは、前面電極12からから例えばスルーホール等の手段により、プリント基板100の一または複数の導電層を経由して、各接続パッド101aまで伸延される。この伸延させる手段としては、第1の接続リード101をプリント基板100の導電層に基板内配線または回路として配置することが考えられる。例えば、図3(a)のように多数引き出された第1の接続リード101のそれぞれを、伸延された先の第1の接続パッド101aにおいてまとめることができる。同様に、第2の接続リード102も、背面電極16から各導電層を経由して第2の接続パッド102aに伸延されるので、伸延された先の第1の接続パッド101aにおいてまとめることができる。
(Wiring means for the first connection lead 101 and the second connection lead 102)
As shown in FIG. 1B, each of the first connection leads 101 connected to each front electrode 12 is connected to one of the printed circuit boards 100 from the front electrode 12 by means of, for example, a through hole. It extends to each connection pad 101a via a plurality of conductive layers. As a means for extending this, it is conceivable that the first connection lead 101 is arranged on the conductive layer of the printed board 100 as an in-board wiring or a circuit. For example, as shown in FIG. 3A, each of the first connection leads 101 drawn out in a large number can be collected in the extended first connection pad 101a. Similarly, since the second connection leads 102 are also extended from the back electrode 16 to the second connection pads 102a via the respective conductive layers, the second connection leads 102 can be collected in the extended first connection pads 101a. .

したがって、各超音波振動素子14のそれぞれから独立して第1の接続リード101および第2の接続リード102を引き出す場合においても、別の導電層によって伸延されているから、従来技術のように後段の電子回路との接続が困難とならず、接続を容易に行うことが可能となる。また、前面電極12または背面電極16との導通において、膨大な数の第1の接続リード101または第2の接続リード102を後段の電子回路に集中して接続することが可能となる。その結果、膨大な数の信号を効率よく処理することが可能となる。さらに第1の接続パッド101a、および第2の接続パッド102aを自由な配列とすることができ、その結果として、例えば後段に接続される電子回路等(例えばIC45等)に接続する際に電極ごとにまとめることができる。   Therefore, even when the first connection lead 101 and the second connection lead 102 are pulled out independently from each of the ultrasonic vibration elements 14, the first connection lead 101 and the second connection lead 102 are extended by another conductive layer. The connection with the electronic circuit is not difficult, and the connection can be easily performed. In addition, a large number of first connection leads 101 or second connection leads 102 can be concentrated and connected to a subsequent electronic circuit in conduction with the front electrode 12 or the back electrode 16. As a result, a huge number of signals can be processed efficiently. Furthermore, the first connection pad 101a and the second connection pad 102a can be freely arranged. As a result, for example, when connecting to an electronic circuit or the like (for example, IC45) connected to the subsequent stage, for each electrode Can be summarized.

(製造工程の一例)
次に、プリント基板100に基づいて、本実施形態に係る超音波トランスデューサユニット10aを製造する工程の一例を、図1〜図4によって説明する。
(Example of manufacturing process)
Next, an example of a process for manufacturing the ultrasonic transducer unit 10a according to the present embodiment based on the printed circuit board 100 will be described with reference to FIGS.

図2〜図4は、図1に示した超音波トランスデューサユニット10aを用いて超音波トランスデューサ10を構成するプロセスを説明する図であり、その中で図1(c)は、「積層工程」を示す図である。また、図2は「封止工程」及び「切断工程」を示す図である。また、図3(a)は、本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態における超音波トランスデューサユニット10aの配線手段を示す図である。また、図3(b)は、本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサ10が、超音波トランスデューサユニット10aを積層することで形成されることを概念的に示す図である。また、図4は超音波トランスデューサ10の接続方法の一例を示す図である。   2 to 4 are diagrams for explaining a process for forming the ultrasonic transducer 10 using the ultrasonic transducer unit 10a shown in FIG. 1, in which FIG. FIG. FIG. 2 is a diagram showing a “sealing process” and a “cutting process”. FIG. 3A is a diagram showing wiring means of the ultrasonic transducer unit 10a in the first embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention. FIG. 3B is a diagram conceptually showing that the ultrasonic transducer 10 according to the first embodiment of the present invention is formed by laminating ultrasonic transducer units 10a. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for connecting the ultrasonic transducer 10.

まず、超音波トランスデューサユニット10aについて導通検査を行う。図1(a)に示すように、プリント基板100には、音響整合層11が形成されている側の辺の対辺に沿って、検査パッド103が複数形成されている。   First, a continuity test is performed on the ultrasonic transducer unit 10a. As shown in FIG. 1A, a plurality of test pads 103 are formed on the printed board 100 along the opposite side of the side on which the acoustic matching layer 11 is formed.

この検査パッド103は、図1(b)に示すように、第1の接続リード101及び第2の接続リード102のそれぞれに対応して設けられ、接続されている。また、この検査パッド103によって、第1の接続リード101及び第2の接続リード102、これらに接続される前面電極12及び背面電極16及び超音波振動素子14の導通を個々に検査する。   As shown in FIG. 1B, the test pad 103 is provided and connected to each of the first connection lead 101 and the second connection lead 102. In addition, the continuity of the first connection lead 101 and the second connection lead 102, the front electrode 12, the back electrode 16, and the ultrasonic vibration element 14 connected thereto is individually inspected by the inspection pad 103.

このように、超音波振動素子14等の導通を検査するため、プリント基板100には、検査パッド103を設けたので、特定の検査パッド103を選択することにより、それに対応する超音波振動素子14の動作状況を容易に検査することができる。すなわち、超音波トランスデューサの組み立て初期の段階で、導通不良を取り除くことができ、結果として、超音波トランスデューサの組み立て後に導通不良が発見される場合と比較して、製造コストが低減できる。   As described above, since the inspection pad 103 is provided on the printed circuit board 100 in order to inspect the continuity of the ultrasonic vibration element 14 and the like, the ultrasonic vibration element 14 corresponding to the inspection pad 103 is selected by selecting the specific inspection pad 103. It is possible to easily inspect the operation status of. That is, the conduction failure can be removed at the initial stage of assembly of the ultrasonic transducer, and as a result, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the conduction failure is found after the assembly of the ultrasonic transducer.

次に、上記導通検査を経過した超音波トランスデューサユニット10aは、積層工程図1(c)に示すように、プリント基板100の表裏面方向に積み重ねられる。このとき、各プリント基板100上の音響整合層11が同じ方向に集まるように積み重ねるとともに、各プリント基板100の各辺がズレないように辺同士を合わせて積み重ねる。なお、図1(c)・図3(b)は、各超音波トランスデューサユニット10aを積層することによって、音響整合層11、超音波振動素子14及びバッキング材18も積層されて構成されることを概念的に示すものである。また、ここでは、第1の接続パッド101aを「●」、第2の接続パッド102aを「○」で示している。   Next, the ultrasonic transducer units 10a that have passed the continuity test are stacked in the front and back direction of the printed circuit board 100 as shown in the lamination step FIG. At this time, the acoustic matching layers 11 on each printed circuit board 100 are stacked so as to gather in the same direction, and the sides of each printed circuit board 100 are stacked so that the sides are not displaced. 1 (c) and 3 (b) show that the acoustic matching layer 11, the ultrasonic vibration element 14, and the backing material 18 are laminated by laminating the ultrasonic transducer units 10a. It is conceptual. Further, here, the first connection pad 101a is indicated by “●”, and the second connection pad 102a is indicated by “◯”.

次に、図2(a)に示すように、積層された複数の超音波トランスデューサユニット10aに対して、封止樹脂19によって樹脂封止を行って、積層された複数の超音波トランスデューサユニット10aを固定する。なお、本実施形態における封止樹脂19は、音響減衰効果があり、バッキング材の役割を果たす材料(例えば、エポキシ樹脂等)を用いるとよい。   Next, as shown in FIG. 2A, resin sealing is performed with a sealing resin 19 on the stacked ultrasonic transducer units 10a, and the stacked ultrasonic transducer units 10a are obtained. Fix it. In addition, the sealing resin 19 in this embodiment is good to use the material (for example, epoxy resin etc.) which has an acoustic attenuation effect and plays the role of a backing material.

その後、図2(b)に示すように、積層され、かつ樹脂封止された複数の超音波トランスデューサユニット10aを、任意に設定した切断面S1において、機械加工で切断する。図3(a)に示すように、この切断工程によって、バッキング材18と検査パッド103との間で、第1の接続リード101及び第2の接続リード102並びに封止樹脂19が切断される。また、図3(b)に示すように、この切断工程によって露出した、第1の接続リード101の切断部分は、第1の接続パッド101aと接続される。同様に第2の接続リード102は第2の接続パッド102aと接続される。   Thereafter, as shown in FIG. 2B, a plurality of laminated and resin-sealed ultrasonic transducer units 10a are cut by machining at arbitrarily set cutting planes S1. As shown in FIG. 3A, the first connection lead 101, the second connection lead 102, and the sealing resin 19 are cut between the backing material 18 and the inspection pad 103 by this cutting step. Further, as shown in FIG. 3B, the cut portion of the first connection lead 101 exposed by this cutting step is connected to the first connection pad 101a. Similarly, the second connection lead 102 is connected to the second connection pad 102a.

この第1の接続パッド101aは、第1の接続リードを通じて、前面電極12と電子回路等を電気的に接続するものである。同様に、第2の接続パッド102aも、第2の接続リードを通じて、背面電極16と電子回路等を電気的に接続するものである。ここで電子回路とは、電子回路そのものに限定されず、例えば、IC、ASIC、その他の手段を含む。   The first connection pad 101a is for electrically connecting the front electrode 12 to an electronic circuit or the like through a first connection lead. Similarly, the second connection pad 102a also electrically connects the back electrode 16 to the electronic circuit or the like through the second connection lead. Here, the electronic circuit is not limited to the electronic circuit itself, and includes, for example, an IC, an ASIC, and other means.

(超音波トランスデューサ10と超音波診断装置本体との接続)
図4は、超音波トランスデューサ10の接続方法の一例であり、本発明の第1の実施形態における超音波トランスデューサ10とIC基板40とを接続する機構および、IC基板40上のIC45と超音波診断装置本体とを接続する機構を説明するための図である。
(Connection between the ultrasonic transducer 10 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body)
FIG. 4 shows an example of a method for connecting the ultrasonic transducer 10. The mechanism for connecting the ultrasonic transducer 10 and the IC substrate 40 according to the first embodiment of the present invention, and the IC 45 and ultrasonic diagnosis on the IC substrate 40. It is a figure for demonstrating the mechanism which connects an apparatus main body.

図4に示すように、IC基板40には、IC45が形成されており、超音波トランスデューサ10と超音波診断装置本体との間に設けられ、電気的に接続されている。IC45は、超音波トランスデューサ10によって超音波の送波又は受波を行うために超音波振動素子14を駆動させ、受波した信号の処理を行う。   As shown in FIG. 4, an IC 45 is formed on the IC substrate 40, provided between the ultrasonic transducer 10 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body, and electrically connected. The IC 45 drives the ultrasonic vibration element 14 to transmit or receive an ultrasonic wave by the ultrasonic transducer 10 and processes the received signal.

上述の通り、本発明によれば第1の接続リード101及び第2の接続リード102の配線は、自由に様々な構成とすることができるものである。それに伴って、第1の接続パッド101a及び第2の接続パッド102aの配列も任意に形成することが可能である。第1の接続パッド101a及び第2の接続パッド102aとIC45との接続にあたっては、同時に駆動する超音波振動素子14からなるチャンネルごとに、ある程度集中して専用のIC45として接続することが可能である。そうすれば膨大な数の信号がいくつかにまとまって特定のIC45に集中して処理されるので、信号数を減ずることができ、それによって超音波プローブ自体の小型化にも寄与する。   As described above, according to the present invention, the wiring of the first connection lead 101 and the second connection lead 102 can be freely configured in various ways. Accordingly, the arrangement of the first connection pads 101a and the second connection pads 102a can be arbitrarily formed. When connecting the first connection pad 101a and the second connection pad 102a to the IC 45, it is possible to concentrate as a dedicated IC 45 for each channel including the ultrasonic vibration elements 14 that are simultaneously driven. . By doing so, a huge number of signals are collected and processed in a specific IC 45, so that the number of signals can be reduced, thereby contributing to miniaturization of the ultrasonic probe itself.

超音波診断装置本体とIC基板40等とは図示しないケーブルとケーブル接続基板50により、電気的に接続されている。このケーブルは、ケーブル接続基板50上に設けられている。このケーブル接続基板50は、柔軟性を備えたFPCでできており、コネクタ52によって一端が前述のケーブルの一端と電気的に接続されている。   The ultrasonic diagnostic apparatus main body and the IC substrate 40 are electrically connected by a cable (not shown) and a cable connection substrate 50. This cable is provided on the cable connection board 50. The cable connection board 50 is made of flexible FPC, and one end of the cable connection board 50 is electrically connected to one end of the cable by a connector 52.

このような構成により、IC基板40上の各IC45によって処理された信号は、ケーブル接続基板50を介して超音波診断装置本体に送信されることとなる。   With such a configuration, a signal processed by each IC 45 on the IC substrate 40 is transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus body via the cable connection substrate 50.

また、図4に示すように、超音波トランスデューサ10とIC基板40との間には中継基板60を介在させてもよい。接続手段としては例えば、中継基板60の超音波トランスデューサ10に対向する側の面に第1の中継パッドが配設され、その反対側の面、すなわちIC基板40に対向する側の面に、第2の中継パッドが配設されるような手段が考えられる。ここで、第2の中継パッドは第1の中継パッドの各々に導通して配設されているものとする。さらに、中継基板における第2の中継パッドの配列を変えることで、超音波トランスデューサにおける第1の接続パッド101a及び第2の接続パッド102aの配列をさらに変更させることが可能である。このため、IC基板40、ひいてはIC45に応じて最適な第2の中継パッドの配列を決めることができる。この中継基板60としては、樹脂やセラミクスなどからなる平板形状の基板を用いることが望ましい。   As shown in FIG. 4, a relay substrate 60 may be interposed between the ultrasonic transducer 10 and the IC substrate 40. As the connecting means, for example, a first relay pad is disposed on the surface of the relay substrate 60 facing the ultrasonic transducer 10, and the first surface is opposite to the surface of the relay substrate 60, that is, the surface facing the IC substrate 40. A means in which two relay pads are arranged is conceivable. Here, it is assumed that the second relay pad is electrically connected to each of the first relay pads. Furthermore, by changing the arrangement of the second relay pads on the relay board, the arrangement of the first connection pads 101a and the second connection pads 102a in the ultrasonic transducer can be further changed. For this reason, the optimal arrangement of the second relay pads can be determined in accordance with the IC substrate 40 and consequently the IC 45. As the relay board 60, it is desirable to use a flat board made of resin or ceramics.

このように、超音波トランスデューサ10とIC基板40との間に中継基板60を介在させた場合、前記第2の中継パッドのほうが、ゴムや樹脂等の材料によるバッキング材18に形成された第1の接続パッド101a及び第2の接続パッド102aよりも、強固に接続できるので、超音波トランスデューサ10とIC基板40との確実な接続を実現することができる。   As described above, when the relay substrate 60 is interposed between the ultrasonic transducer 10 and the IC substrate 40, the second relay pad is formed on the backing material 18 made of a material such as rubber or resin. Since the connection pad 101a and the second connection pad 102a can be connected more firmly, the ultrasonic transducer 10 and the IC substrate 40 can be securely connected.

以上から、本実施形態によれば、第1の接続リード101又は第2の接続リード102を特定のIC45に集中的に接続することが可能となり、接続する電子回路の仕様に応じて、予め背面電極に接続されるリードと前面電極に接続されるリードとを超音波トランスデューサ内で再配列することが可能となり、例えば、第1の接続リード101及び第2の接続リード102と連結される電子回路を複数チャンネル用の専用ICとして形成することも可能となるため、後段に設置される電子回路(背面電極に連結される回路群や前面電極に連結される回路群)との電気的接続が高密度となる。結果として、電子回路それ自体も小型化が可能となり、2次元アレイプローブの小型化が可能となる。また、膨大な数の信号を適切に処理することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the first connection lead 101 or the second connection lead 102 can be intensively connected to the specific IC 45, and the back surface is previously set according to the specifications of the electronic circuit to be connected. The lead connected to the electrode and the lead connected to the front electrode can be rearranged in the ultrasonic transducer. For example, an electronic circuit coupled to the first connection lead 101 and the second connection lead 102 Can be formed as a dedicated IC for a plurality of channels, so that electrical connection with an electronic circuit (a circuit group connected to the back electrode or a circuit group connected to the front electrode) installed in the subsequent stage is high. It becomes density. As a result, the electronic circuit itself can be miniaturized, and the two-dimensional array probe can be miniaturized. In addition, a huge number of signals can be appropriately processed.

[第2の実施形態]
図5は、本発明に係る超音波トランスデューサの第2の実施形態を示す図であり、詳細には、図5(a)は本発明に係る超音波トランスデューサの第2の実施形態における超音波トランスデューサユニット20aの配線手段を示す図であり、図5(b)は、本発明の第2の実施形態に係る超音波トランスデューサ20が、超音波トランスデューサユニット20aを積層することで形成されることを概念的に示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention. Specifically, FIG. 5A is an ultrasonic transducer in the second embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention. FIG. 5B is a diagram showing wiring means of the unit 20a, and FIG. 5B conceptually shows that the ultrasonic transducer 20 according to the second embodiment of the present invention is formed by stacking the ultrasonic transducer units 20a. FIG.

図5に示す、この第2の実施形態に係る超音波トランスデューサ20においても、前述の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサユニット10aと同様の超音波トランスデューサユニット20aが積層されて2次元超音波トランスデューサが形成される。なお、
音響整合層11、前面電極12、超音波振動素子14、背面電極16、バッキング材18、プリント基板100等、各部の作用や配置される位置、接続手段は前述の第1実施形態に係る超音波トランスデューサ10と同様であり説明を割愛する。
Also in the ultrasonic transducer 20 according to the second embodiment shown in FIG. 5, the ultrasonic transducer unit 20a similar to the ultrasonic transducer unit 10a according to the first embodiment described above is laminated to form a two-dimensional ultrasonic wave. A transducer is formed. In addition,
The acoustic matching layer 11, the front electrode 12, the ultrasonic vibration element 14, the back electrode 16, the backing material 18, the printed circuit board 100, etc. It is the same as the transducer 10 and will not be described.

(第1の接続リード201および第2の接続リード202の配線手段)
前述の第1の実施形態における第1の接続リード101および第2の接続リード102の配線手段(図1(b))と同様に、本実施形態においても、第1の接続リード201は、前面電極12からスルーホール等の手段により、プリント基板100の各導電層を経由して各第1の接続パッド201aまで伸延される。また、伸延手段は第1の実施形態と同様に、本実施形態においても基板内配線や回路配置等による。
(Wiring means for the first connection lead 201 and the second connection lead 202)
Similar to the wiring means (FIG. 1B) of the first connection lead 101 and the second connection lead 102 in the first embodiment, the first connection lead 201 is also connected to the front surface in this embodiment. The electrode 12 is extended to each first connection pad 201a via each conductive layer of the printed circuit board 100 by means such as a through hole. Further, as in the first embodiment, the extending means depends on the wiring in the substrate and the circuit arrangement in this embodiment.

前述の図3(a)に係る第1の実施形態では、切断面S1において第1の接続パッド101aと第2の接続パッド102aとが2つずつ交互に配列されるように、第1の接続リード101及び第2の接続リード102を配線している。これに対して、本実施形態では、第1の接続パッド201aおよび第2の接続パッド202aの配列が、切断面S2において2つの領域にまとめられるように(例えば図5b)、第1の接続リード201及び第2の接続リード202をプリント基板100上及びプリント基板100内にて配線したことに特徴がある。   In the first embodiment according to FIG. 3A described above, the first connection is performed such that two first connection pads 101a and two second connection pads 102a are alternately arranged on the cut surface S1. The lead 101 and the second connection lead 102 are wired. On the other hand, in the present embodiment, the first connection leads 201a and the second connection pads 202a are arranged in two regions on the cut surface S2 (for example, FIG. 5b). A feature is that 201 and the second connection lead 202 are wired on and in the printed circuit board 100.

図5(b)に示されるのは、本実施形態に係る超音波トランスデューサ20の一例であるが、本実施形態に係る超音波トランスデューサ20であれば、前面電極12に接続されている第1の接続リード201と、背面電極16に接続されている第2の接続リード202とが超音波トランスデューサの切断面S2において当該面を2つの領域に分けているから、前面電極12に接続されている領域と、背面電極16に接続されている領域とを明確分けることが可能となることにより、IC45ごとに所定数だけ集中して接続することが可能になり、電子回路の高密度化をさらに高めることが可能となる。   FIG. 5B shows an example of the ultrasonic transducer 20 according to the present embodiment. However, in the case of the ultrasonic transducer 20 according to the present embodiment, the first transducer connected to the front electrode 12 is shown. Since the connection lead 201 and the second connection lead 202 connected to the back electrode 16 divide the surface into two regions on the cut surface S2 of the ultrasonic transducer, the region connected to the front electrode 12 And a region connected to the back electrode 16 can be clearly separated, so that a predetermined number can be concentrated and connected for each IC 45, and the density of electronic circuits can be further increased. Is possible.

なお、本実施形態に係る超音波トランスデューサ20の製造工程は、上述の製造工程によっても製造することが可能であり、説明を割愛する。   In addition, the manufacturing process of the ultrasonic transducer 20 according to the present embodiment can be manufactured by the above-described manufacturing process, and the description is omitted.

[第3の実施形態]
図6〜図9は、本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態を示す図であり、図6(a)は、本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの構成を示す斜視図であり、図6(b)は、本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの配線手段を示す図である。
[Third embodiment]
6 to 9 are diagrams showing a third embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention, and FIG. 6A is an ultrasonic transducer in the third embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention. FIG. 6B is a perspective view showing the configuration of the unit 30a, and FIG. 6B is a diagram showing wiring means of the ultrasonic transducer unit 30a in the third embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention.

図6(a)に示すように、本実施形態の超音波トランスデューサユニット30aは、音響整合層11、超音波振動素子(圧電体)14、バッキング材18(負荷材相)及び第1の接続リード301及び第2の接続リード302等を具備して構成される。その超音波トランスデューサユニット30aが同じ方向に積層されて、超音波トランスデューサ30が形成される。すなわち、1次元超音波トランスデューサが積層されて、2次元超音波トランスデューサが形成される。なお、ここでいう音響整合層11、超音波振動素子(圧電体)14、バッキング材18は従来の超音波トランスデューサ同様の役割を果たすものである。   As shown in FIG. 6A, the ultrasonic transducer unit 30a of the present embodiment includes an acoustic matching layer 11, an ultrasonic vibration element (piezoelectric body) 14, a backing material 18 (load material phase), and a first connection lead. 301, a second connection lead 302, and the like. The ultrasonic transducer units 30a are stacked in the same direction to form the ultrasonic transducer 30. That is, a one-dimensional ultrasonic transducer is laminated to form a two-dimensional ultrasonic transducer. Here, the acoustic matching layer 11, the ultrasonic vibration element (piezoelectric body) 14, and the backing material 18 play the same role as a conventional ultrasonic transducer.

(超音波トランスデューサユニット30aの構成)
多層構造のプリント基板100には、多層構造のプリント基板100の一辺に沿って、複数の超音波振動素子(圧電体)14が配列される。これによって、2次元超音波トランスデューサの1列分が形成される。この複数の超音波振動素子(圧電体)14と、超音波を集束する例えば音響レンズ(図示せず)との間には音響整合層11が形成される。
(Configuration of the ultrasonic transducer unit 30a)
A plurality of ultrasonic vibration elements (piezoelectric bodies) 14 are arranged on one side of the multilayer printed circuit board 100 on the multilayer printed circuit board 100. Thereby, one row of the two-dimensional ultrasonic transducer is formed. An acoustic matching layer 11 is formed between the plurality of ultrasonic vibration elements (piezoelectric bodies) 14 and, for example, an acoustic lens (not shown) that focuses the ultrasonic waves.

この音響整合層11と各超音波振動素子14との間には、前面電極12が形成される。前面電極12は、各超音波振動子14のそれぞれに独立して設けられ、音響整合層11と超音波振動素子14とに接して設けられる。前面電極12は、第1の実施形態のものと同様、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。   A front electrode 12 is formed between the acoustic matching layer 11 and each ultrasonic vibration element 14. The front electrode 12 is provided independently for each ultrasonic transducer 14, and is provided in contact with the acoustic matching layer 11 and the ultrasonic vibration element 14. As in the first embodiment, the front electrode 12 receives an electric signal based on the application of electric power for the piezoelectric effect and the ultrasonic wave received from the subject.

ここで、本実施形態でも前述の第1の実施形態と同様、背面電極側には、バッキング材18が形成される。このバッキング材18と各超音波振動子14の間には、背面電極16が形成される。この背面電極16は、各超音波振動素子14のそれぞれに独立して設けられ、超音波振動素子14とバッキング材18とに接して設けられる。また、背面電極16は、第1の実施形態のものと同様、圧電効果のための電力印加や被検体から受波した超音波に基づく電気信号を入力する。   Here, also in the present embodiment, the backing material 18 is formed on the back electrode side as in the first embodiment. A back electrode 16 is formed between the backing material 18 and each ultrasonic transducer 14. The back electrode 16 is provided independently for each ultrasonic vibration element 14 and is provided in contact with the ultrasonic vibration element 14 and the backing material 18. Similarly to the first embodiment, the back electrode 16 receives an electric signal based on application of electric power for the piezoelectric effect and ultrasonic waves received from the subject.

前面電極12からは、第1の接続リード301が、多層構造のプリント基板100の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第1の接続リード301は伸延して第1の接続パッド301aに接続され、導通される。この第1の接続リード301は、第1の実施形態のものと同様に、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高圧インパルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路(IC、ASIC等)に伝送するためのものである。この第1の接続リード301は例えば、多層構造のプリント基板100の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。   From the front electrode 12, the first connection lead 301 is drawn out via one or a plurality of conductive layers of the printed circuit board 100 having a multilayer structure. The extracted first connection lead 301 is extended and connected to the first connection pad 301a to be conducted. As in the first embodiment, the first connection lead 301 transmits a control signal for transmitting a high-frequency pulse or a high-pressure impulse in order to transmit an ultrasonic wave to the subject. This is for transmitting the echo signal received from the specimen to an electronic circuit (IC, ASIC, etc.). The first connection lead 301 may be, for example, an in-board wiring of the multilayer printed circuit board 100 or may be arranged as a circuit.

同様に、背面電極16からは、第2の接続リード302が多層構造のプリント基板100の一または複数の導電層を経由して引き出される。引き出された第2の接続リード302は伸延して第2の接続パッド302aに接続され導通される。この第2の接続リード302は、第1の実施形態のものと同様に、被検体に超音波を送波するために、高周波パルスもしくは高圧インパルスを送信するための制御信号を送信するとともに、被検体から受信したエコー信号を電子回路(IC、ASIC等)に伝送するためのものである。この第2の接続リード302は例えば、多層構造のプリント基板100の基板内配線としてもよく、回路として配置してもよい。   Similarly, the second connection lead 302 is led out from the back electrode 16 through one or a plurality of conductive layers of the multilayer printed circuit board 100. The drawn out second connection lead 302 is extended and connected to the second connection pad 302a to be conducted. As in the first embodiment, the second connection lead 302 transmits a control signal for transmitting a high-frequency pulse or a high-pressure impulse in order to transmit an ultrasonic wave to the subject. This is for transmitting the echo signal received from the specimen to an electronic circuit (IC, ASIC, etc.). The second connection lead 302 may be, for example, an in-board wiring of the multilayer printed circuit board 100 or may be arranged as a circuit.

以上のような構成であれば、第1の接続リード301と第2の接続リード302とをプリント基板100内の異なる導電層に形成することができることから、第1の接続リード301及び第2の接続リード302間における電気的な結合(クロストーク)を低減しつつ、自由にリードの延伸経路を決めることができる。
次に、本実施形態に係る超音波トランスデューサ30aにおける、第1の接続リード301および第2の接続リード302の配線手段の一例について説明する。
With the configuration as described above, the first connection lead 301 and the second connection lead 302 can be formed in different conductive layers in the printed circuit board 100. Therefore, the first connection lead 301 and the second connection lead 302 can be formed. While extending the electrical coupling (crosstalk) between the connecting leads 302, the lead extending path can be freely determined.
Next, an example of the wiring means of the first connection lead 301 and the second connection lead 302 in the ultrasonic transducer 30a according to this embodiment will be described.

(第1の接続リード301および第2の接続リード302の配線手段)
図1(b)に示す手段と同様に、本実施形態においても、各前面電極12ごとに接続されている各第1の接続リード301のそれぞれは、前面電極12から例えばスルーホール等の手段により、プリント基板100の一または複数の導電層を経由する。導電層を経由した各第1の接続リード301はそれぞれ、各接続パッド301aまで伸延される。この伸延させる手段としては、第1の接続リード301をプリント基板100の導電層に基板内配線または回路として配置することが考えられる。
(Wiring means for the first connection lead 301 and the second connection lead 302)
Similarly to the means shown in FIG. 1B, in the present embodiment, each of the first connection leads 301 connected to each front electrode 12 is connected to the front electrode 12 by means such as a through hole. Through one or more conductive layers of the printed circuit board 100. Each first connection lead 301 via the conductive layer is extended to each connection pad 301a. As a means for extending this, it is conceivable that the first connection lead 301 is arranged on the conductive layer of the printed board 100 as an in-board wiring or a circuit.

本実施形態における、第1の接続リード301及び第2の接続リード302の配線手段の一例としては、例えば、図6(b)に示すように、第1の接続リード301をプリント基板100のいずれかの導電層を経由させ、超音波振動素子14の配列方向と直交する方向に曲折させて伸延させることが考えられる。この配線手段によれば、図9(b)のように多数引き出された第1の接続リード301のそれぞれを、伸延された先の第1の接続パッド301aにおいて超音波トランスデューサ30の特定の面に、まとめることができる。同様に、第2の接続リード302も、背面電極16から各導電層を経由して第2の接続パッド302aに伸延されるので、伸延された先の第1の接続パッド301aにおいてまとめることができる。   As an example of the wiring means of the first connection lead 301 and the second connection lead 302 in the present embodiment, for example, as shown in FIG. It is conceivable that the conductive layer is bent and extended in a direction perpendicular to the arrangement direction of the ultrasonic vibration elements 14. According to this wiring means, as shown in FIG. 9B, each of the first connection leads 301 drawn out in large numbers is placed on a specific surface of the ultrasonic transducer 30 in the extended first connection pad 301a. Can be summarized. Similarly, since the second connection leads 302 are also extended from the back electrode 16 to the second connection pads 302a via the respective conductive layers, the second connection leads 302 can be integrated in the extended first connection pads 301a. .

したがって、各超音波振動素子14のそれぞれから独立して第1の接続リード301および第2の接続リード302を引き出す場合においても、別の導電層によって伸延されているから、従来技術のように後段の電子回路との接続が困難とならず、接続を容易に行うことが可能となる。また、前面電極または背面電極との導通において、膨大な数の第1の接続リード301または第2の接続リード302を後段の電子回路に集中して接続することが可能となる。その結果、膨大な数の信号を超音波振動素子14の近傍で効率よく処理することが可能となる。さらに第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aを自由な配列とすることができ、その結果として、例えば後段に接続される電子回路等(例えばIC45等)に接続する際に電極ごとにまとめることができる。   Therefore, even when the first connection lead 301 and the second connection lead 302 are pulled out independently from each of the ultrasonic vibration elements 14, the second connection lead 302 is extended by another conductive layer. The connection with the electronic circuit is not difficult, and the connection can be easily performed. In addition, a large number of first connection leads 301 or second connection leads 302 can be concentrated and connected to a subsequent electronic circuit in conduction with the front electrode or the back electrode. As a result, an enormous number of signals can be processed efficiently in the vicinity of the ultrasonic vibration element 14. Furthermore, the first connection pad 301a and the second connection pad 302a can be freely arranged. As a result, for example, when connecting to an electronic circuit or the like (for example, IC45) connected to a subsequent stage, for each electrode Can be summarized.

(製造工程の一例)
次に、プリント基板100に基づいて、本実施形態に係る超音波トランスデューサ30を製造する工程の一例を、図6〜図9によって説明する。
図6〜図9は、図6に示した超音波トランスデューサユニット30aを用いて超音波トランスデューサ30を構成するプロセスを説明する図である。図7(b)は、「積層工程」を示す図である。図8は「封止工程」及び「切断工程」を示す図である。図9は、このようにして製造された超音波トランスデューサ30の構成の一例を示す図である。
(Example of manufacturing process)
Next, an example of a process for manufacturing the ultrasonic transducer 30 according to the present embodiment based on the printed circuit board 100 will be described with reference to FIGS.
6 to 9 are diagrams illustrating a process of configuring the ultrasonic transducer 30 using the ultrasonic transducer unit 30a illustrated in FIG. FIG. 7B is a diagram showing a “stacking step”. FIG. 8 is a diagram showing a “sealing step” and a “cutting step”. FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the ultrasonic transducer 30 manufactured as described above.

まず、超音波トランスデューサユニット30aについて導通検査を行う。図6(a)に示すように、プリント基板100には、音響整合層11が形成されている辺の対辺および音響整合層11が形成されている辺と直交する辺に沿って、検査パッド103が複数形成されている。この検査パッド103は、図6(b)に示すように、第1の接続リード301及び第2の接続リード302のそれぞれに対応して設けられ、接続されている。   First, a continuity test is performed on the ultrasonic transducer unit 30a. As shown in FIG. 6A, the printed circuit board 100 includes a test pad 103 along the opposite side of the side on which the acoustic matching layer 11 is formed and the side orthogonal to the side on which the acoustic matching layer 11 is formed. A plurality of are formed. As shown in FIG. 6B, the test pad 103 is provided and connected to each of the first connection lead 301 and the second connection lead 302.

この検査パッド103によって、第1の接続リード301及び第2の接続リード302、これらに接続される前面電極12及び背面電極16及び超音波振動素子14の導通を個々に検査する。
このように、超音波振動素子14等の導通を検査するため、プリント基板100には、検査パッド103を設けたので、特定の検査パッド103を選択することにより、それに対応する超音波振動素子14の動作状況を容易に検査することができる。すなわち、超音波トランスデューサの組み立て初期の段階で、導通不良を取り除くことができ、結果として、超音波トランスデューサの製造コストが低減できる。
With this inspection pad 103, the continuity of the first connection lead 301 and the second connection lead 302, the front electrode 12, the back electrode 16 and the ultrasonic vibration element 14 connected thereto is individually inspected.
As described above, since the inspection pad 103 is provided on the printed circuit board 100 in order to inspect the continuity of the ultrasonic vibration element 14 and the like, the ultrasonic vibration element 14 corresponding to the inspection pad 103 is selected by selecting the specific inspection pad 103. It is possible to easily inspect the operation status of. That is, in the initial stage of assembly of the ultrasonic transducer, the conduction failure can be removed, and as a result, the manufacturing cost of the ultrasonic transducer can be reduced.

次に、上記導通検査を経過した超音波トランスデューサユニット30aは、積層工程図7(b)に示すように、プリント基板100の表裏面方向に積み重ねられる。このとき、各プリント基板100上の音響整合層11が同じ方向に集まるように積み重ねるとともに、各プリント基板100の各辺がズレないように辺同士を合わせて積み重ねる。なお、図9(b)は、各超音波トランスデューサユニット30aを積層することによって、音響整合層11、超音波振動素子14及びバッキング材18も積層されて構成されることを概念的に示すものである。図9(b)では、第1の接続パッド301aを「●」、第2の接続パッド302aを「○」で示している。   Next, the ultrasonic transducer units 30a that have passed the continuity test are stacked in the front and back direction of the printed circuit board 100 as shown in the lamination step FIG. At this time, the acoustic matching layers 11 on each printed circuit board 100 are stacked so as to gather in the same direction, and the sides of each printed circuit board 100 are stacked so that the sides are not displaced. FIG. 9B conceptually shows that the acoustic matching layer 11, the ultrasonic vibration element 14, and the backing material 18 are laminated by laminating the ultrasonic transducer units 30a. is there. In FIG. 9B, the first connection pad 301a is indicated by “●” and the second connection pad 302a is indicated by “◯”.

次に、図8(a)に示すように、積層された複数の超音波トランスデューサユニット30aに対して、封止樹脂19によって樹脂封止を行って、積層された複数の超音波トランスデューサユニット30aを固定する。なお、本実施形態における封止樹脂は、音響減衰効果があり、バッキング材の役割を果たす材料(例えば、エポキシ樹脂等)を用いるとよい。   Next, as shown in FIG. 8A, resin sealing is performed with a sealing resin 19 on the stacked ultrasonic transducer units 30a, and the stacked ultrasonic transducer units 30a are assembled. Fix it. In addition, it is good to use the material (for example, epoxy resin etc.) which has the acoustic attenuation effect and plays the role of a backing material as sealing resin in this embodiment.

その後、図8(b)に示すように、積層され、かつ樹脂封止された複数の超音波トランスデューサユニット30aを、任意に設定した切断面S、切断面S及び切断面Sにおいて、機械加工で切断する。図9(a)に示すように、この切断工程によって、バッキング材18と検査パッド103との間で、第1の接続リード301及び第2の接続リード302並びに封止樹脂19が切断される。また、この切断工程によって露出した、第1の接続リード301の切断部分は、第1の接続パッド301aと接続される。同様に第2の接続リード302は第2の接続パッド302aと接続される。 Thereafter, as shown in FIG. 8 (b), a plurality of laminated and resin-sealed ultrasonic transducer units 30a are arbitrarily set on a cut surface S 4 , a cut surface S 5 and a cut surface S 6 . Cut by machining. As shown in FIG. 9A, the first connection lead 301, the second connection lead 302, and the sealing resin 19 are cut between the backing material 18 and the test pad 103 by this cutting step. Further, the cut portion of the first connection lead 301 exposed by this cutting step is connected to the first connection pad 301a. Similarly, the second connection lead 302 is connected to the second connection pad 302a.

この第1の接続パッド301aは、第1の接続リード301を通じて、前面電極12と電子回路等とを電気的に接続するものである。同様に、第2の接続パッド302aも、第2の接続リード302を通じて、背面電極16と電子回路等とを電気的に接続するものである。ここで電子回路とは、電子回路そのものに限定されず、例えば、IC、ASIC、その他の手段を含む。   The first connection pad 301 a is for electrically connecting the front electrode 12 and an electronic circuit or the like through the first connection lead 301. Similarly, the second connection pad 302a also electrically connects the back electrode 16 and an electronic circuit or the like through the second connection lead 302. Here, the electronic circuit is not limited to the electronic circuit itself, and includes, for example, an IC, an ASIC, and other means.

(超音波トランスデューサ30と超音波診断装置本体との接続)
図9(b)に示すように、本発明の第3の実施形態に係る超音波トランスデューサ30においては、第1の実施形態に係る超音波トランスデューサ10と異なり、超音波トランスデューサ30の複数の面に第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aが形成されている。したがって、第1の実施形態よりもさらに、第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aの設置される面積が広くなっているので、その設置するピッチについても大きくとることが可能である。
(Connection between the ultrasonic transducer 30 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body)
As shown in FIG. 9B, in the ultrasonic transducer 30 according to the third embodiment of the present invention, unlike the ultrasonic transducer 10 according to the first embodiment, a plurality of surfaces of the ultrasonic transducer 30 are provided. A first connection pad 301a and a second connection pad 302a are formed. Therefore, since the area in which the first connection pad 301a and the second connection pad 302a are installed is larger than that in the first embodiment, it is possible to increase the installation pitch.

また、上述のように、第1の接続リード301及び第2の接続リード302は、プリント基板100の複数の導電層を通じて、基板上に又は基板内に配線されているので、第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aの配列もアレイ状、マトリックス状に配列する場合に限られず、任意の配列が可能となっている。
したがって、超音波トランスデューサ30と超音波診断装置本体との接続手段としては、第1の実施形態とは全く異なる手段によることが可能である。
Further, as described above, since the first connection lead 301 and the second connection lead 302 are wired on or in the substrate through the plurality of conductive layers of the printed circuit board 100, the first connection pads The arrangement of the 301a and the second connection pads 302a is not limited to the arrangement in the form of an array or a matrix, and an arbitrary arrangement is possible.
Therefore, as a connection means between the ultrasonic transducer 30 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body, it is possible to use a completely different means from the first embodiment.

例えば、図13のように超音波トランスデューサ30の面上にIC35(又はASIC、電子回路等)を直接設置し、その周囲に第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aを形成することも可能である。このような実施形態によれば、同時に駆動する超音波振動素子14からなるチャンネルごとに、過密・集中してIC等と接続することが可能となり、さらに膨大な数の信号を効率よく処理することが可能となり、かつ、それによって超音波プローブ自体の小型化にも寄与する。   For example, as shown in FIG. 13, the IC 35 (or ASIC, electronic circuit, etc.) is directly installed on the surface of the ultrasonic transducer 30, and the first connection pad 301a and the second connection pad 302a are formed around the IC 35. Is possible. According to such an embodiment, it is possible to connect to an IC or the like in an overcrowded and concentrated manner for each channel including the ultrasonic vibration elements 14 that are simultaneously driven, and to efficiently process a huge number of signals. This also contributes to the miniaturization of the ultrasonic probe itself.

なお、本実施形態においても、超音波診断装置本体とICとはケーブルやケーブル接続基板などにより、電気的に接続される。
このような構成により、超音波振動素子14が受信し、伝達し、処理された信号は、ケーブル接続基板50を介して超音波診断装置本体に送信されることとなる。
Also in this embodiment, the ultrasonic diagnostic apparatus main body and the IC are electrically connected by a cable, a cable connection board, or the like.
With such a configuration, a signal that is received, transmitted, and processed by the ultrasonic vibration element 14 is transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via the cable connection board 50.

また、超音波トランスデューサ30の複数の面に形成されたIC、ASIC又は電子回路等と、前述のケーブルとの間には中継基板を介在させてもよい。この中継基板はIC等が形成された超音波トランスデューサ30の面を全て覆うものである。接続手段としては例えば、中継基板が超音波トランスデューサ30と接する側の面に第1の中継パッドが配設され、その反対側の面に、第2の中継パッドが配設されるような手段が考えられる。ここで、第2の中継パッドは第1の中継パッドの各々に導通して配設されているものとする。これによって、超音波診断装置本体までの前記ケーブル配線に最適な第2の中継パッドの配列を決めることができる。この中継基板としては、樹脂やセラミクスなどからなる平板形状の基板を用いることが望ましい。   Further, a relay substrate may be interposed between the IC, ASIC, electronic circuit, or the like formed on the plurality of surfaces of the ultrasonic transducer 30 and the above-described cable. This relay substrate covers the entire surface of the ultrasonic transducer 30 on which an IC or the like is formed. As the connecting means, for example, there is a means in which the first relay pad is disposed on the surface on the side where the relay substrate is in contact with the ultrasonic transducer 30 and the second relay pad is disposed on the opposite surface. Conceivable. Here, it is assumed that the second relay pad is electrically connected to each of the first relay pads. As a result, it is possible to determine the optimal arrangement of the second relay pads for the cable wiring to the ultrasonic diagnostic apparatus main body. As this relay board, it is desirable to use a flat board made of resin, ceramics or the like.

以上から、本実施形態によれば、第1の接続リード301又は第2の接続リード302を特定のIC、ASIC等に集中的に接続することが可能となり、接続する電子回路の仕様に応じて、予め背面電極リードと前面電極リードとをトランスデューサ内で再配列することが可能となり、例えば、第1の接続リード301及び第2の接続リード302と連結される電子回路を複数チャンネル用の専用ICとして形成することも可能となるため、後段に設置される電子回路(背面電極に連結される回路群や前面電極に連結される回路群)との電気的接続が高密度となる。結果として、電子回路それ自体も小型化が可能となり、2次元アレイプローブの小型化が可能となる。また、膨大な数の信号を適切に処理することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the first connection lead 301 or the second connection lead 302 can be intensively connected to a specific IC, ASIC, etc., according to the specifications of the electronic circuit to be connected. The rear electrode lead and the front electrode lead can be rearranged in the transducer in advance. For example, an electronic circuit coupled to the first connection lead 301 and the second connection lead 302 can be used as a dedicated IC for a plurality of channels. Therefore, the electrical connection with an electronic circuit (a circuit group connected to the back electrode or a circuit group connected to the front electrode) installed in the subsequent stage becomes high density. As a result, the electronic circuit itself can be miniaturized, and the two-dimensional array probe can be miniaturized. In addition, a huge number of signals can be appropriately processed.

(他の実施形態)
次に、本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態について以下に説明する。
(Other embodiments)
Next, another embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention will be described below.

第1の実施形態においては、第1の接続パッド101a及び第2の接続パッド102aを図3に示すように交互2列に配列する場合を示した。しかし、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればどのような配列手段でもよい。例えば、超音波トランスデューサユニット10aにおける第1の接続リード101及び第2の接続リード102の配線手段によって、第1の接続パッド101a及び第2の接続パッド102aを、交互3列又は、4列に配列することも可能である。   In the first embodiment, the case where the first connection pads 101a and the second connection pads 102a are arranged in two alternating rows as shown in FIG. 3 is shown. However, the present invention is not limited to this embodiment, and any arrangement means may be used as long as it contributes to increasing the density of electronic circuits and the like, simplifying connections, and reducing the size of ultrasonic probes. For example, the first connection pads 101a and the second connection pads 102a are alternately arranged in three or four rows by the wiring means of the first connection leads 101 and the second connection leads 102 in the ultrasonic transducer unit 10a. It is also possible to do.

第2の実施形態においては、図5のように、超音波トランスデューサ20の1つの面において、第1の接続パッド201aが形成される領域と第2の接続パッド202aが形成される領域とに二分して配列する場合を示した。しかし、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればどのような配列手段でもよい。例えば、超音波トランスデューサユニット20aにおける第1の接続リード201及び第2の接続リード202の配線手段によって、超音波トランスデューサ20の1つの面において、第1の接続パッド201aが形成される領域と第2の接続パッド202aが形成される領域とが、4つの領域又は8つの領域となるように配列することも可能である。   In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the surface of the ultrasonic transducer 20 is divided into a region where the first connection pad 201 a is formed and a region where the second connection pad 202 a is formed. The case of arranging is shown. However, the present invention is not limited to this embodiment, and any arrangement means may be used as long as it contributes to increasing the density of electronic circuits and the like, simplifying connections, and reducing the size of ultrasonic probes. For example, the region where the first connection pad 201a is formed on the one surface of the ultrasonic transducer 20 by the wiring means of the first connection lead 201 and the second connection lead 202 in the ultrasonic transducer unit 20a and the second connection lead. The regions where the connection pads 202a are formed may be arranged to be four regions or eight regions.

第3の実施形態においては、超音波トランスデューサ30の複数の面に対し、直接IC等を形成する場合を示したが、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればどのような配列手段でもよい。例えば、超音波トランスデューサ30の複数の面に形成された第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aから、第1の実施例のようにIC基板上までケーブルで接続するようにしてもよく、その場合、第1実施例よりやや幅広いIC基板を用いることが可能である。   In the third embodiment, the case where an IC or the like is directly formed on a plurality of surfaces of the ultrasonic transducer 30 is shown, but the present invention is not limited to this embodiment, Any arrangement means may be used as long as it contributes to simplification of connection and miniaturization of the ultrasonic probe. For example, the first connection pad 301a and the second connection pad 302a formed on a plurality of surfaces of the ultrasonic transducer 30 may be connected to the IC substrate with a cable as in the first embodiment. In that case, it is possible to use a slightly wider IC substrate than in the first embodiment.

また、第3の実施形態においては、超音波トランスデューサ30の特定の面に第1の接続パッド301aを形成し、その他の面に第2の接続パッド302aを形成し、1つの面に第1の接続パッド301aと第2の接続パッド302aとが混在しないように形成した場合を示したが、本発明はこの実施形態に限定されず、電子回路等の高密度化や、接続の簡易化、超音波プローブの小型化に資する形態であればよい。例えば、第3の実施形態に係る超音波トランスデューサ30の1つの面について、第1の実施形態のように第1の接続パッド301a及び第2の接続パッド302aが形成されるようにしてもよい。   In the third embodiment, the first connection pad 301a is formed on a specific surface of the ultrasonic transducer 30, the second connection pad 302a is formed on the other surface, and the first connection pad 301a is formed on one surface. Although the case where the connection pad 301a and the second connection pad 302a are formed so as not to be mixed is shown, the present invention is not limited to this embodiment, and the density of electronic circuits and the like, the simplification of connection, Any form that contributes to miniaturization of the acoustic probe may be used. For example, the first connection pad 301a and the second connection pad 302a may be formed on one surface of the ultrasonic transducer 30 according to the third embodiment as in the first embodiment.

次に、本発明に係る超音波トランスデューサの他の製造方法について以下に説明する。   Next, another method for manufacturing the ultrasonic transducer according to the present invention will be described below.

この実施形態に係る超音波トランスデューサ70は、図10(b)に示すように、予め各超音波振動素子74及び音響整合層71が2次元アレイ状に配設されている。その2次元アレイ状の超音波振動素子74群に、各超音波トランスデューサユニット70aを接続していく。   In the ultrasonic transducer 70 according to this embodiment, as shown in FIG. 10B, each ultrasonic vibration element 74 and acoustic matching layer 71 are arranged in a two-dimensional array in advance. Each ultrasonic transducer unit 70a is connected to the two-dimensional array of ultrasonic vibration elements 74 group.

接続手段をより詳しく説明すると、超音波振動素子74はその一面に、図示しない前面電極もしくはアース電極を有し、当該面と対向する面に図示しない信号電極を有する。この前面電極もしくはアース電極からは、接続リード(図示せず)が、図10の検査パッド703の方向に引き出されている。また、超音波トランスデューサユニット70aのうち、検査パッド703側と反対側の一端には電極が設けられている。この電極と、超音波振動素子74の信号電極・接続リードとを接続することによって、超音波トランスデューサユニット70aと超音波振動素子74が電気的に接続される。   The connecting means will be described in more detail. The ultrasonic vibration element 74 has a front electrode or a ground electrode (not shown) on one surface, and a signal electrode (not shown) on the surface facing the surface. A connection lead (not shown) is drawn from the front electrode or the ground electrode in the direction of the inspection pad 703 in FIG. In addition, an electrode is provided at one end of the ultrasonic transducer unit 70a opposite to the inspection pad 703 side. By connecting this electrode to the signal electrode / connection lead of the ultrasonic vibration element 74, the ultrasonic transducer unit 70a and the ultrasonic vibration element 74 are electrically connected.

そして、図11に示すように、積層された複数の超音波トランスデューサユニット70aに対して、封止樹脂19によって樹脂封止を行って、積層された複数の超音波トランスデューサユニット70aを固定する。なお、本実施形態における封止樹脂は、音響減衰効果があり、バッキング材の役割を果たす材料を選択した。従って、封止樹脂19によって封止された部分はバッキング材として機能する。   Then, as shown in FIG. 11, the plurality of stacked ultrasonic transducer units 70a are resin-sealed with a sealing resin 19 to fix the plurality of stacked ultrasonic transducer units 70a. In addition, the sealing resin in this embodiment selected the material which has an acoustic attenuation effect and plays the role of a backing material. Therefore, the portion sealed with the sealing resin 19 functions as a backing material.

その後、図12(a)に示すように、任意に設定した切断面Sにおいて、積層・樹脂封止された複数の超音波トランスデューサユニット70aを機械加工で切断する。   Thereafter, as shown in FIG. 12A, a plurality of ultrasonic transducer units 70a laminated and resin-sealed are cut by machining on the arbitrarily set cutting plane S.

以上のように、本発明に係る超音波トランスデューサの製造工程は、第1の実施形態から第3の実施形態に係る製造工程に限られず、様々な方法が考えられる。   As described above, the manufacturing process of the ultrasonic transducer according to the present invention is not limited to the manufacturing process according to the first to third embodiments, and various methods are conceivable.

なお、本実施形態によって作成された超音波トランスデューサ70と後段の電子回路(IC45)との接続態様については、前述の第1の実施形態(図5参照)と同様とすることも可能であるので説明を省略する。   Note that the connection mode between the ultrasonic transducer 70 created in this embodiment and the subsequent electronic circuit (IC45) can be the same as in the first embodiment (see FIG. 5). Description is omitted.

また、第1実施形態の説明によれば、第1の接続リード101は図1(b)のように、第1の接続パッド101aまで同じ導電層を経由して伸延されるようになっているが、本発明はこの実施形態に限られず、様々な配線手段が考えられる。例えば、各第1の接続リード101がそれぞれ前面電極12から検査パッド103の方向に伸延し、バッキング材18の下面において、スルーホール等の手段により、同じ導電層に集められるように配線する手段も考えられる。第2の接続リード102の配線手段についても同様である。
また、第2の実施形態及び第3の実施形態における、第1の接続リード101及び第2の接続リード102の配線手段についても同様である。
Further, according to the description of the first embodiment, the first connection lead 101 is extended to the first connection pad 101a through the same conductive layer as shown in FIG. 1B. However, the present invention is not limited to this embodiment, and various wiring means can be considered. For example, there is a means for wiring such that each first connection lead 101 extends from the front electrode 12 toward the test pad 103 and is collected on the same conductive layer by means of a through hole or the like on the lower surface of the backing material 18. Conceivable. The same applies to the wiring means of the second connection lead 102.
The same applies to the wiring means of the first connection lead 101 and the second connection lead 102 in the second embodiment and the third embodiment.

以上説明したように、本発明によれば、各超音波トランスデューサの前面電極及び背面電極から接続リードを独立して引き出し、連結される電子回路を複数チャンネル用の専用ICとして形成することによって、後段に設置される電子回路(背面電極に連結される回路群や前面電極に連結される回路群)との電気的接続が高密度となり、電子回路それ自体も小型化が可能となり、結果として、2次元アレイプローブの小型化が可能となる超音波トランスデューサを提供することができる。   As described above, according to the present invention, the connection leads are independently drawn from the front electrode and the back electrode of each ultrasonic transducer, and the connected electronic circuit is formed as a dedicated IC for a plurality of channels. The electrical connection with the electronic circuit (the circuit group connected to the back electrode and the circuit group connected to the front electrode) is high density, and the electronic circuit itself can be miniaturized. It is possible to provide an ultrasonic transducer that can reduce the size of a three-dimensional array probe.

上述の各実施形態は、本発明の一例であり、本発明は各実施の形態に限定されることはない。また、この他であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。   Each above-mentioned embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to each embodiment. In addition, various modifications can be made according to the design and the like as long as they do not depart from the technical idea of the present invention.

(a)本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態における超音波トランスデューサユニット10aの構成を示す斜視図。 (b)第1の実施形態に係る超音波トランスデューサユニット10aの、上記斜視図A−A部分における断面図。 (c)超音波トランスデューサの第1の実施形態における超音波トランスデューサユニット10aの積層工程を示す図。(A) The perspective view which shows the structure of the ultrasonic transducer unit 10a in 1st Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (B) Sectional drawing in the said perspective view AA part of the ultrasonic transducer unit 10a which concerns on 1st Embodiment. (C) The figure which shows the lamination process of the ultrasonic transducer unit 10a in 1st Embodiment of an ultrasonic transducer. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態において、超音波トランスデューサ10を構成するために、積層された複数の超音波トランスデューサユニット10aを樹脂封止する工程を示す斜視図。 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態において、積層された複数の超音波トランスデューサユニット10aを樹脂封止することによって構成された、超音波トランスデューサ10を切断する工程を示す斜視図。(A) The perspective view which shows the process of resin-sealing the several ultrasonic transducer unit 10a laminated | stacked in order to comprise the ultrasonic transducer 10, in 1st Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (B) In the first embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention, a perspective view showing a step of cutting the ultrasonic transducer 10 configured by resin-sealing a plurality of stacked ultrasonic transducer units 10a. Figure. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態における超音波トランスデューサユニット10aの配線手段を示す図 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態における超音波トランスデューサ10の斜視図。(A) The figure which shows the wiring means of the ultrasonic transducer unit 10a in 1st Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention (b) The ultrasonic transducer 10 in 1st Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention Perspective view. 本発明に係る超音波トランスデューサの第1の実施形態における超音波トランスデューサ10とIC基板40とを接続する機構を説明するための図。The figure for demonstrating the mechanism which connects the ultrasonic transducer 10 and IC board 40 in 1st Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第2の実施形態における超音波トランスデューサユニット20aの配線手段を示す図 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの第2の実施形態における超音波トランスデューサ20の斜視図。(A) The figure which shows the wiring means of the ultrasonic transducer unit 20a in 2nd Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention (b) The ultrasonic transducer 20 in 2nd Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention Perspective view. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの構成を示す斜視図。 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの配線手段を示す図(A) The perspective view which shows the structure of the ultrasonic transducer unit 30a in 3rd Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (B) The figure which shows the wiring means of the ultrasonic transducer unit 30a in 3rd Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの構成を示す斜視図。 (b)超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの積層工程を示す図。(A) The perspective view which shows the structure of the ultrasonic transducer unit 30a in 3rd Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (B) The figure which shows the lamination process of the ultrasonic transducer unit 30a in 3rd Embodiment of an ultrasonic transducer. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態において、超音波トランスデューサ30を構成するために、積層された複数の超音波トランスデューサユニット30aを樹脂封止する工程を示す斜視図。 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態において、積層された複数の超音波トランスデューサユニット30aを樹脂封止することによって構成された、超音波トランスデューサ30を切断する工程を示す斜視図。(A) The perspective view which shows the process of resin-sealing the several ultrasonic transducer unit 30a laminated | stacked in order to comprise the ultrasonic transducer 30, in 3rd Embodiment of the ultrasonic transducer | vibrator which concerns on this invention. (B) In the third embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention, a perspective view showing a step of cutting the ultrasonic transducer 30 configured by resin sealing a plurality of stacked ultrasonic transducer units 30a. Figure. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサユニット30aの配線手段および切断工程における切断面を示す上面図 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態における超音波トランスデューサ30の斜視図。(A) Top view showing the wiring means of the ultrasonic transducer unit 30a and the cut surface in the cutting step in the third embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention (b) Third embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention The perspective view of the ultrasonic transducer 30 in a form. (a)本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態の製造工程として、超音波トランスデューサを構成するために、複数の超音波トランスデューサユニット70aを積層する工程を示す斜視図。 (b)本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態の製造工程として、超音波トランスデューサを構成するために、複数の超音波トランスデューサユニット70aを2次元に配列された超音波振動素子に接続する工程を示す斜視図。(A) The perspective view which shows the process of laminating | stacking the several ultrasonic transducer unit 70a in order to comprise an ultrasonic transducer as a manufacturing process of other embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (B) As a manufacturing process of another embodiment of the ultrasonic transducer according to the present invention, a plurality of ultrasonic transducer units 70a are connected to two-dimensionally arranged ultrasonic vibration elements in order to configure the ultrasonic transducer. The perspective view which shows a process. 本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態において、超音波トランスデューサを構成するために、積層された複数の超音波トランスデューサユニット70aを樹脂封止する工程を示す斜視図。The perspective view which shows the process of resin-sealing the several ultrasonic transducer unit 70a laminated | stacked in other embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention, in order to comprise an ultrasonic transducer. 本発明に係る超音波トランスデューサの他の実施形態において、積層された複数の超音波トランスデューサユニット70aを樹脂封止することによって構成された、超音波トランスデューサを切断する工程を示す斜視図。The perspective view which shows the process of cut | disconnecting the ultrasonic transducer comprised by resin-sealing the several ultrasonic transducer unit 70a laminated | stacked in other embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. 本発明に係る超音波トランスデューサの第3の実施形態の変形例における超音波トランスデューサ30の斜視図。The perspective view of the ultrasonic transducer 30 in the modification of 3rd Embodiment of the ultrasonic transducer which concerns on this invention. (a)超音波プローブの従来の構成を示す斜視図。 (b)図14(a)における矢印方向から見たB−B断面図。(A) The perspective view which shows the conventional structure of an ultrasonic probe. (B) BB sectional drawing seen from the arrow direction in Fig.14 (a).

符号の説明Explanation of symbols

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

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic transducer 10a Ultrasonic transducer unit 11 Acoustic matching layer 12 Front electrode 14 Ultrasonic vibration element 16 Back electrode 18 Backing material 19 Sealing resin 40 IC substrate 45 IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Cable connection board 52 Connector 60 Relay board 92 Ground electrode 96 Signal electrode 100 Printed circuit board 101 1st connection lead 101a 1st connection pad 102 2nd connection lead 102a 2nd connection pad 103 Inspection pad S Cut surface

Claims (9)

導電層を二層有し、その一方が絶縁層によって挟まれている多層回路基板と、
前記多層回路基板の一面の一辺に沿って配列された複数の超音波振動素子と、
前記超音波振動素子ごとにその配列方向に直交する方向の面に設けられた前面電極および背面電極と、
前記多層回路基板のそれぞれ異なる導電層に形成され、前記各前面電極および前記各背面電極のそれぞれから、所定方向に独立して導出された接続リードと、
を備え、
前記多層回路基板は、前記一辺を合わせるように複数重ねられること
を特徴とする超音波トランスデューサ。
A multilayer circuit board having two conductive layers , one of which is sandwiched between insulating layers ;
A plurality of ultrasonic vibration elements arranged along one side of one surface of the multilayer circuit board;
A front electrode and a back electrode provided on a surface in a direction perpendicular to the arrangement direction for each ultrasonic vibration element;
Connection leads formed in different conductive layers of the multilayer circuit board and led out independently from each of the front electrodes and the back electrodes in a predetermined direction,
With
2. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a plurality of the multilayer circuit boards are stacked so as to match the one side.
前記超音波トランスデューサの面のうち、前記超音波振動素子が配列された前面と反対側の面及び、該前面と直交する面に前記接続リードが伸延すること
を特徴とする請求項1に記載の超音波トランスデューサ。
The said connection lead is extended to the surface on the opposite side to the front surface in which the said ultrasonic transducer | vibration element was arranged among the surfaces of the said ultrasonic transducer, and the surface orthogonal to this front surface. Ultrasonic transducer.
前記接続リードの先端部に、接続パッドが形成されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の超音波トランスデューサ。
The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein a connection pad is formed at a tip portion of the connection lead.
前記接続リードは、各背面電極に接続される第1の接続リードと、各前面電極に接続される第2の接続リードとに分けられること
を特徴とする請求項1〜3に記載の超音波トランスデューサ。
The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the connection lead is divided into a first connection lead connected to each back electrode and a second connection lead connected to each front electrode. Transducer.
前記接続パッドは、前記背面電極から前記第1の接続リードにより導通される第1の接続パッドと、前記前面電極から前記第2の接続リードにより導通される第2の接続パッドとに分けられること
を特徴とする請求項4に記載の超音波トランスデューサ。
The connection pad is divided into a first connection pad that is conducted from the back electrode by the first connection lead and a second connection pad that is conducted from the front electrode by the second connection lead. The ultrasonic transducer according to claim 4.
前記第1の接続リードと前記第2の接続リードとは、前記多層回路基板の異なる層を経由して、前記第1の接続パッド方向と前記第2の接続パッド方向とに分かれて伸延されること
を特徴とする請求項5に記載の超音波トランスデューサ。
The first connection lead and the second connection lead are separately extended in the first connection pad direction and the second connection pad direction through different layers of the multilayer circuit board. The ultrasonic transducer according to claim 5.
前記第1の接続パッドと前記第2の接続パッドとが、前記プリント基板の積層方向又は前記超音波振動素子が配列される方向において、所定の数ごとに交互に配列されるように前記第1の接続リード及び前記第2の接続リードの配線を施したことを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサ。   The first connection pads and the second connection pads are alternately arranged in a predetermined number in the stacking direction of the printed circuit board or in the direction in which the ultrasonic vibration elements are arranged. The ultrasonic transducer according to claim 5 or 6, wherein wiring of said connection lead and said second connection lead is provided. 前記第1の接続パッドの各々を集合させて形成し、
前記第2の接続パッドの各々を集合させて形成したこと
を特徴とする請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサ。
Forming each of the first connection pads together;
The ultrasonic transducer according to claim 5 or 6, wherein each of the second connection pads is formed as a group.
前記前面と反対側の面には、前記第1の接続パッド群又は前記第2の接続パッド群のいずれか一方のみが形成され、
前記前面と直交する面には、前記第2の接続パッド群又は前記第1の接続パッド群の他方のみが形成されること
を特徴とする請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサ。
On the surface opposite to the front surface, only one of the first connection pad group or the second connection pad group is formed,
The ultrasonic transducer according to claim 5 or 6, wherein only the other of the second connection pad group or the first connection pad group is formed on a surface orthogonal to the front surface.
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