JP5377742B2 - Ultrasonic probe and ultrasonic transducer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe capable of securing accuracy of a shape and a radiation direction of an ultrasonic beam radiated from the ultrasonic probe by securing positional accuracy of alignment of piezoelectric elements in the ultrasonic transducer. <P>SOLUTION: When a first piezoelectric body and a second piezoelectric body are arranged on a first printed board in an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe, a first electrode lead and a second electrode lead of the first printed board are contained in a first concave groove or a second concave groove. Thereby, a gap generated between a surface of the first printed board and side surfaces of the first piezoelectric body and the second piezoelectric body is decreased. <P>COPYRIGHT: (C)2013,JPO&amp;INPIT

Description

この発明の実施形態は超音波診断装置に用いられる超音波プローブに内蔵される超音波トランスデューサに関する。   Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic transducer incorporated in an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus.

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の情報を取得するため、その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。このようにして、超音波プローブにより超音波を走査して、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。   In order to acquire information on a desired diagnostic region of a subject using an ultrasonic probe, an ultrasonic diagnostic apparatus transmits (transmits) ultrasonic waves to the region, and reflects waves from tissue boundaries in the subject having different acoustic impedances. Receive. In this way, diagnosis is performed by scanning ultrasonic waves with an ultrasonic probe, obtaining information on the body tissue of the subject, and imaging 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.

近年においては、超音波プローブにおける1次元アレイの超音波トランスデューサを回転・揺動して用いる方法、または圧電素子をマトリックス状に配列した2次元アレイの超音波トランスデューサを用いた電子走査式の超音波プローブによって、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。   In recent years, a method of rotating and swinging a one-dimensional array of ultrasonic transducers in an ultrasonic probe, or an electronic scanning type ultrasonic using a two-dimensional array of ultrasonic transducers in which piezoelectric elements are arranged in a matrix form. Studies on systems that collect and display ultrasonic images in three dimensions using probes are advancing. 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、電子走査式の2次元アレイの超音波トランスデューサを使用する方法においては、圧電素子が2次元的に配列されることにより、圧電素子の素子数の増大(例えば、10倍〜100倍)をともなってしまう。圧電素子と超音波診断装置本体との間は、電気信号の処理、圧電素子に対しての電気信号の送受信等を行う中継基板を介して接続されており、この圧電素子数の増大によって、当該中継基板と圧電素子との電気的な接続を行う電極リード数は大幅に増加する。   However, in the method using an electronic scanning type two-dimensional array ultrasonic transducer, the number of piezoelectric elements is increased (for example, 10 to 100 times) by arranging the piezoelectric elements in two dimensions. It will be accompanied. The piezoelectric element and the ultrasonic diagnostic apparatus main body are connected via a relay substrate that performs processing of electrical signals, transmission / reception of electrical signals to / from the piezoelectric elements, and the increase in the number of piezoelectric elements The number of electrode leads for electrical connection between the relay substrate and the piezoelectric element is greatly increased.

この電極リード数の大幅な増加は、超音波プローブにおける圧電素子(圧電体)と、中継基板における送受信回路および超音波診断装置本体等との接続構造の複雑化を招く。接続構造が複雑化すると2次元アレイの超音波トランスデューサの実現を困難とするおそれが生じる。よって、2次元アレイ上に配列された圧電素子と後段の回路との接続、例えば電極リードと中継基板との接続構造や、圧電素子と電極リードとの接続構造を複雑化せずに、2次元アレイの超音波トランスデューサの実現を可能とする構成が必要となる。   This significant increase in the number of electrode leads leads to a complicated connection structure between the piezoelectric element (piezoelectric body) in the ultrasonic probe and the transmission / reception circuit and the ultrasonic diagnostic apparatus main body in the relay substrate. If the connection structure is complicated, it may be difficult to realize a two-dimensional array of ultrasonic transducers. Therefore, the connection between the piezoelectric elements arranged on the two-dimensional array and the subsequent circuit, for example, the connection structure between the electrode lead and the relay substrate and the connection structure between the piezoelectric element and the electrode lead are not complicated. A configuration that enables realization of an ultrasonic transducer in the array is required.

この問題を解消するための各圧電素子と電極リードの接続構造の例として、例えば、圧電素子配列に対応する基板を積層して電極リードを引き出す構造を採用し、微細な圧電素子配列に対応する電極リードのピッチ幅が、リード中継基板の各層に形成されたパターン配線によって拡大され、中継回路となるIC基板接続側に整列して引き出される構造が提案されている(例えば、特許文献1)。この構造によれば、超音波プローブにおける2次元アレイ状に配列された超音波トランスデューサの信号電極から、多数の電極リードを引き出すことが可能で、かつ圧電素子の音響特性の維持、IC等の実装等を容易に実現することができる。   As an example of the connection structure of each piezoelectric element and electrode lead for solving this problem, for example, a structure in which a substrate corresponding to the piezoelectric element array is stacked and the electrode lead is drawn out is adopted, and the piezoelectric element array is supported. A structure has been proposed in which the pitch width of the electrode leads is expanded by pattern wiring formed on each layer of the lead relay substrate, and is arranged and drawn out on the IC substrate connection side serving as a relay circuit (for example, Patent Document 1). According to this structure, a large number of electrode leads can be extracted from the signal electrodes of the ultrasonic transducers arranged in a two-dimensional array in the ultrasonic probe, and the acoustic characteristics of the piezoelectric element can be maintained, and the IC can be mounted. Etc. can be easily realized.

しかしながら特許文献1に記載の超音波プローブは、信号電極等から引き出された電極リードのピッチを、超音波トランスデューサに接続した中継基板のパターン配線によって拡大するため、中継基板と超音波トランスデューサとの接続部分が大型化してしまうおそれがある。   However, since the ultrasonic probe described in Patent Document 1 expands the pitch of the electrode leads drawn from the signal electrodes by the pattern wiring of the relay board connected to the ultrasonic transducer, the connection between the relay board and the ultrasonic transducer There is a possibility that the portion will be enlarged.

そこで発明者等は、中継基板との接続構造の大型化を防止するとともに、上記超音波トランスデューサのように多数の電極リードを引き出し可能で、かつ圧電素子の音響特性の維持、IC等の実装を容易に実現することが可能な超音波トランスデューサを発案する。この超音波トランスデューサの構造の例を図8に示す。図8は、2次元アレイの超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニット300aを示す概略分解斜視図である。なお、図8においては超音波トランスデューサの全体の図示を省略し、一部分のみの構造を示しているが、その他の部分も当該図に示す構造とほぼ同一であり、当該構造(超音波トランスデューサユニット300a)が連続して積層されることにより超音波トランスデューサが形成されるものである。   Therefore, the inventors have prevented an increase in the size of the connection structure with the relay substrate, can draw a large number of electrode leads like the ultrasonic transducer described above, maintain the acoustic characteristics of the piezoelectric element, and mount an IC or the like. An ultrasonic transducer that can be easily realized is devised. An example of the structure of this ultrasonic transducer is shown in FIG. FIG. 8 is a schematic exploded perspective view showing an ultrasonic transducer unit 300a constituting an ultrasonic transducer of a two-dimensional array. In FIG. 8, the entire ultrasonic transducer is not shown and only a part of the structure is shown. However, the other parts are almost the same as the structure shown in the figure, and the structure (ultrasonic transducer unit 300a) is shown. ) Are continuously laminated to form an ultrasonic transducer.

図8に示すように、超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニット300aにおける、プリント基板330の表裏面には2次元アレイの1列分の圧電体が配置される。すなわち、プリント基板330の表面(図8の左側の面)には、音響整合層310、第1積層圧電体(圧電素子)314、およびバッキング材(負荷材相)318の順に積層されたものが並列に配列され、かつプリント基板330の裏面には、音響整合層320、第2積層圧電体(圧電素子)324、およびバッキング材328(負荷材相)の順に積層されたものが、表面の第1積層圧電体等と同じように並列配置されて構成される。このプリント基板330の表面および裏面には導電性の電極リード331が並列配置され形成されている。   As shown in FIG. 8, piezoelectric elements for one column of a two-dimensional array are arranged on the front and back surfaces of the printed circuit board 330 in the ultrasonic transducer unit 300a constituting the ultrasonic transducer. That is, an acoustic matching layer 310, a first laminated piezoelectric body (piezoelectric element) 314, and a backing material (loading material phase) 318 are laminated in this order on the surface of the printed board 330 (the left side surface in FIG. 8). An acoustic matching layer 320, a second laminated piezoelectric body (piezoelectric element) 324, and a backing material 328 (loading material phase) are laminated in this order on the back surface of the printed circuit board 330. Similar to a single laminated piezoelectric body or the like, it is arranged in parallel. Conductive electrode leads 331 are arranged in parallel on the front and back surfaces of the printed circuit board 330.

また図8に示すように、音響整合層とプリント基板330の両面における各積層圧電体(314・324)との間には、積層圧電体の各側面に露出されるように形成された前面電極312・322が配設される。この前面電極312・322の反対側、つまりバッキング材と積層圧電体との間には、当該各側面に露出されるように形成された背面電極316・326が配設される。さらに積層された圧電素子それぞれの間には、第1内部電極312a・322aおよび第2内部電極316a・326aが形成される。   Further, as shown in FIG. 8, a front electrode formed between the acoustic matching layer and each laminated piezoelectric material (314, 324) on both surfaces of the printed board 330 is exposed on each side surface of the laminated piezoelectric material. 312 and 322 are arranged. Back electrodes 316 and 326 formed so as to be exposed on the respective side surfaces are disposed on the opposite side of the front electrodes 312 and 322, that is, between the backing material and the laminated piezoelectric material. Further, first internal electrodes 312a and 322a and second internal electrodes 316a and 326a are formed between the stacked piezoelectric elements.

またこの前面電極312・322および第1内部電極312a・322aは、共に同種(正極または負極)の電極となるように構成されている。同様に背面電極316・326および第2内部電極316a・326aも共に同種の電極、かつ前面電極・第1内部電極と異なる電極となるように構成されている。このように構成することにより、1つの圧電素子が異極の電極に挟まれることになり、当該圧電素子を電気信号で駆動可能となる。   The front electrodes 312 and 322 and the first internal electrodes 312a and 322a are both configured to be the same type (positive electrode or negative electrode). Similarly, the back electrodes 316 and 326 and the second internal electrodes 316a and 326a are both configured to be the same type of electrode and different from the front electrode and the first internal electrode. With this configuration, one piezoelectric element is sandwiched between electrodes of different polarities, and the piezoelectric element can be driven with an electric signal.

また図8に示すように、導電性を有する金属薄膜370によって、プリント基板330と、当該プリント基板330の両面に配設された各積層圧電体(314・324)とが、スパッタ、蒸着など種々の方法で接着される。つまり、この金属薄膜370を用いることによって前面電極312・322等の各電極とプリント基板330側の各電極リード(配線パターン)との電気的な接続を強化するとともに、各積層圧電体とプリント基板との接着を行う。   Further, as shown in FIG. 8, a printed metal substrate 330 and laminated piezoelectric materials (314 and 324) disposed on both surfaces of the printed circuit board 330 are variously formed by sputtering, vapor deposition, etc. by a conductive metal thin film 370. It is adhered by the method of. That is, by using this metal thin film 370, the electrical connection between each electrode such as the front electrodes 312 and 322 and each electrode lead (wiring pattern) on the printed circuit board 330 side is strengthened, and each laminated piezoelectric material and printed circuit board are strengthened. Glue with.

図8に示すように、この金属薄膜370は積層圧電体314・324の側面における背面電極316・326から前面電極312・322までにわたって形成される。したがって、第1積層圧電体314の側面は、金属薄膜370が形成されたときに、前面電極312および第1内部電極312aまたは、背面電極316および第2内部電極316aのいずれかにのみ接触するように構成されている。同様に、第2積層圧電体324の側面は金属薄膜370が、前面電極322および第1内部電極322aまたは、背面電極326および第2内部電極326aのいずれかのみに接触するように構成されている。このようにすることで、積層圧電体における1つの圧電素子を異極の電極によって挟む構成とすることができる。   As shown in FIG. 8, the metal thin film 370 is formed from the back electrodes 316 and 326 to the front electrodes 312 and 322 on the side surfaces of the laminated piezoelectric bodies 314 and 324. Therefore, when the metal thin film 370 is formed, the side surface of the first laminated piezoelectric body 314 is in contact with only the front electrode 312 and the first internal electrode 312a or the back electrode 316 and the second internal electrode 316a. It is configured. Similarly, the side surface of the second laminated piezoelectric body 324 is configured such that the metal thin film 370 contacts only either the front electrode 322 and the first internal electrode 322a or the back electrode 326 and the second internal electrode 326a. . By doing in this way, it can be set as the structure which pinches | interposes one piezoelectric element in a laminated piezoelectric material by the electrode of a different polarity.

この第1積層圧電体314の側面および第2積層圧電体324の側面の構造について図9を参照して説明する。図9(A)は、超音波トランスデューサの形成過程において溝が形成される前の振動子ブロックを示す概略斜視図である。図9(B)は、超音波トランスデューサの形成過程において溝が形成され、樹脂が充填された後の振動子ブロック側面を示す部分拡大図前である。図9(C)は、図9(B)に示す絶縁樹脂充填後の振動子ブロックの側面に金属薄膜を形成する過程を示す概略斜視図である。図9(D)は、振動子ブロックに金属薄膜が形成された後の状態を示す概略斜視図である。   The structure of the side surface of the first laminated piezoelectric body 314 and the side surface of the second laminated piezoelectric body 324 will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a schematic perspective view showing the transducer block before the grooves are formed in the process of forming the ultrasonic transducer. FIG. 9B is a partial enlarged view showing a side surface of the transducer block after the grooves are formed and the resin is filled in the process of forming the ultrasonic transducer. FIG. 9C is a schematic perspective view showing a process of forming a metal thin film on the side surface of the vibrator block after filling with the insulating resin shown in FIG. FIG. 9D is a schematic perspective view showing a state after the metal thin film is formed on the vibrator block.

超音波トランスデューサでは次のように、超音波トランスデューサユニット300a(図8)を形成する。すなわち、まず1つの圧電素子は、その両面から異極の電極に挟まれるようにするために、図9(A)に示す分割前の超音波トランスデューサにおいて、第1積層圧電体314の側面(図の右側の側面)に露出した金属薄膜370と接触させない電極の部分を、図9(B)に示すように、第1積層圧電体314ごと削って圧電体の積層方向と直交する溝を形成する。   In the ultrasonic transducer, an ultrasonic transducer unit 300a (FIG. 8) is formed as follows. That is, first, one piezoelectric element is sandwiched between electrodes of different polarities from both sides thereof, in the ultrasonic transducer before division shown in FIG. 9A, the side surface of the first laminated piezoelectric body 314 (FIG. As shown in FIG. 9B, the portion of the electrode that is not brought into contact with the metal thin film 370 exposed on the right side surface of FIG. .

つまり、まず第1積層圧電体314の側面(図の右側の面)において、前面電極312が形成されている端縁において、圧電素子の積層方向と直交する溝を形成する。さらに当該側面において第1内部電極312aが設けられている圧電素子の境界部分において、圧電素子の積層方向と直交する溝を形成する。これらの溝に絶縁樹脂311・315を充填する。さらに絶縁樹脂311・315が形成された側面に対して反対側となる側面では、背面電極316が形成されている端縁、および第2内部電極316aが設けられている圧電素子の境界部分において、圧電素子の積層方向と直交する溝を形成し、その溝に絶縁樹脂317・313を充填する。このように形成した溝に絶縁樹脂311・315・313・317を充填させることで、溝が形成されている部分に設けられている電極および金属薄膜を電気的に結合させないように構成することができる。   That is, first, on the side surface (the right surface in the drawing) of the first laminated piezoelectric body 314, a groove perpendicular to the lamination direction of the piezoelectric elements is formed at the edge where the front electrode 312 is formed. Further, a groove perpendicular to the stacking direction of the piezoelectric elements is formed at the boundary portion of the piezoelectric element where the first internal electrode 312a is provided on the side surface. Insulating resins 311 and 315 are filled in these grooves. Further, on the side surface opposite to the side surface on which the insulating resins 311 and 315 are formed, at the edge where the back electrode 316 is formed and the boundary portion of the piezoelectric element where the second internal electrode 316a is provided, A groove perpendicular to the stacking direction of the piezoelectric elements is formed, and the groove is filled with insulating resin 317/313. By filling the grooves formed in this way with the insulating resins 311, 315, 313, and 317, it is possible to prevent the electrodes and metal thin films provided in the portions where the grooves are formed from being electrically coupled. it can.

さらに図9(B)に示す絶縁処理後の圧電素子の側面は、例えば当該溝上で絶縁樹脂(311等)を硬化させた後、当該溝からあふれた絶縁樹脂311等を研削し、かつ第1積層圧電体314側面の表面研磨を行って絶縁樹脂の表面の平坦化を行うことによって形成される。   Furthermore, the side surface of the piezoelectric element after the insulation treatment shown in FIG. 9B is formed by, for example, curing the insulating resin (311 or the like) on the groove, grinding the insulating resin 311 or the like overflowing from the groove, It is formed by performing surface polishing of the side surface of the laminated piezoelectric body 314 to flatten the surface of the insulating resin.

また第1積層圧電体314側面の表面研磨工程が終了すると、図9(C)に示すように当該側面に金属薄膜370を形成し、図9(D)に示すような振動子ブロックを形成する。その後、この振動子ブロックを分割することによって、2次元アレイの超音波トランスデューサにおける1列分を形成する。また当該プリント基板330の裏面には第1積層圧電体314とほぼ同じ工程で、図8に示すような、当該第1積層圧電体314とほぼ同じ構造の第2積層圧電体324を形成する。その後、図8に示すようにプリント基板330の表面と第1積層圧電体314との接着を行い、これによって超音波トランスデューサユニット300aを形成する。   When the surface polishing step for the side surface of the first laminated piezoelectric body 314 is completed, a metal thin film 370 is formed on the side surface as shown in FIG. 9C, and a vibrator block as shown in FIG. 9D is formed. . Thereafter, this transducer block is divided to form one column of the two-dimensional array of ultrasonic transducers. Further, a second laminated piezoelectric body 324 having substantially the same structure as that of the first laminated piezoelectric body 314 as shown in FIG. 8 is formed on the back surface of the printed circuit board 330 in substantially the same process as the first laminated piezoelectric body 314. After that, as shown in FIG. 8, the surface of the printed circuit board 330 and the first laminated piezoelectric body 314 are bonded, thereby forming the ultrasonic transducer unit 300a.

積層圧電体の側面を上記のように構成することによって、金属薄膜370は積層圧電体の側面に露出した同種の電極(正極または負極)のみに接触する。したがって当該金属薄膜370に接するプリント基板330の電極リード331にも当該同種の電極のみを接続させることができる。   By configuring the side surface of the multilayer piezoelectric body as described above, the metal thin film 370 contacts only the same type of electrode (positive electrode or negative electrode) exposed on the side surface of the multilayer piezoelectric body. Therefore, only the same type of electrode can be connected to the electrode lead 331 of the printed circuit board 330 in contact with the metal thin film 370.

以上説明した超音波トランスデューサは、プリント基板330の表面だけでなく裏面にも電極リード331が設けられており、1枚のプリント基板の1つの面にのみ圧電素子を配列する構成と比較して、2列の圧電素子に対し1枚の基板で後段電子回路との接続を行うことができ、超音波トランスデューサと後段電子回路との接続構造を単純化し、かつ当該接続部分の小型化を図ることができる。   In the ultrasonic transducer described above, the electrode leads 331 are provided not only on the front surface but also on the back surface of the printed circuit board 330, and in comparison with the configuration in which the piezoelectric elements are arranged only on one surface of one printed circuit board, It is possible to connect the subsequent stage electronic circuit to the two rows of piezoelectric elements with a single substrate, simplify the connection structure between the ultrasonic transducer and the subsequent stage electronic circuit, and reduce the size of the connecting portion. it can.

特開2001−292496号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-292696

また上記説明したように、図8および図9に記載の超音波プローブの製造工程では、積層圧電体の側面に形成した溝に対し絶縁樹脂311等を充填し、充填した絶縁樹脂311等が硬化した後、あふれた樹脂の研削、当該側面の表面研磨を必要とする。しかし振動子ブロックは非常に薄い(例えば0.2mm程度)ため、この研削作業、表面研磨作業は非常に煩雑である。   Further, as described above, in the manufacturing process of the ultrasonic probe shown in FIGS. 8 and 9, the groove formed on the side surface of the laminated piezoelectric body is filled with the insulating resin 311 and the filled insulating resin 311 is cured. After that, it is necessary to grind the overflowing resin and to polish the side surface. However, since the vibrator block is very thin (for example, about 0.2 mm), the grinding operation and the surface polishing operation are very complicated.

さらに、振動子ブロックが薄いため、この研削作業と研磨作業によって振動子ブロックの厚さにバラつきが出てしまうおそれが生じうる。さらに表面が平坦にならないおそれが生じうる。図8に示すような超音波トランスデューサは、超音波トランスデューサユニット300aを積み重ねて形成されるものであるから、振動子ブロックの厚さのバラつきや、表面の凹凸によって、振動子ブロックを積み重ねたときに、2次元状に配列される圧電体の位置精度が悪くなってしまう。超音波プローブの超音波トランスデューサにおける積層圧電体が本来の位置からずれてしまうと、超音波トランスデューサから放射される超音波ビームに悪影響を与えるおそれがある。   Furthermore, since the vibrator block is thin, there is a possibility that the thickness of the vibrator block may vary due to the grinding operation and the polishing operation. Furthermore, the surface may not be flat. The ultrasonic transducer as shown in FIG. 8 is formed by stacking the ultrasonic transducer units 300a. Therefore, when the transducer blocks are stacked due to variations in the thickness of the transducer blocks or surface irregularities. The positional accuracy of the piezoelectric bodies arranged in a two-dimensional manner is deteriorated. If the laminated piezoelectric body in the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe is displaced from the original position, there is a possibility that the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic transducer is adversely affected.

すなわち、超音波トランスデューサの各積層圧電体を駆動したときに、位置がずれた積層圧電体それぞれから放射される超音波が、超音波トランスデューサ全体から放射される超音波ビームの形状や、放射方向にずれを生じさせてしまうおそれがある。結果として、超音波診断装置によって生成される超音波画像に支障をきたすおそれもある。従来の超音波トランスデューサはこのような第1の問題を有する。   That is, when each laminated piezoelectric body of the ultrasonic transducer is driven, the ultrasonic waves radiated from the laminated piezoelectric bodies whose positions are shifted are changed in the shape of the ultrasonic beam radiated from the entire ultrasonic transducer and the radiation direction. There is a risk of causing a shift. As a result, there is a possibility that the ultrasonic image generated by the ultrasonic diagnostic apparatus may be hindered. The conventional ultrasonic transducer has such a first problem.

また、上記説明したような超音波トランスデューサでは、圧電体とプリント基板との間に、電極リードが介在することになる。また、このような2次元アレイの超音波トランスデューサを形成する際には、プリント基板上に圧電体を並列配置した後、当該並列配置された1列分の超音波トランスデューサを複数積層することにより超音波トランスデューサの2次元配列を形成する工程を経る。   In the ultrasonic transducer as described above, an electrode lead is interposed between the piezoelectric body and the printed board. Further, when forming such a two-dimensional array of ultrasonic transducers, a plurality of ultrasonic transducers for one row arranged in parallel are stacked after piezoelectric elements are arranged in parallel on a printed circuit board. A process of forming a two-dimensional array of acoustic transducers is performed.

しかしながら、平面状の圧電体側面を平板状のプリント基板に配置するときに、電極リードが介在してしまうため、電極リードの厚さの分だけ圧電体側面とプリント基板の面が密着しない。すなわち、プリント基板上に圧電体を並列配置する際、また1列分の超音波トランスデューサを複数積層する際に、プリント基板に対して圧電体の位置がずれてしまうおそれがある。また、圧電体は電極リードに対してもずれてしまうおそれがある。   However, when the planar piezoelectric side surface is arranged on the flat printed board, the electrode lead is interposed, and therefore the piezoelectric side surface and the printed board surface do not adhere to each other by the thickness of the electrode lead. That is, when the piezoelectric bodies are arranged in parallel on the printed circuit board or when a plurality of ultrasonic transducers for one row are stacked, the position of the piezoelectric body may be shifted with respect to the printed circuit board. Further, the piezoelectric body may be displaced with respect to the electrode lead.

当該位置ずれが生じてしまうと、超音波トランスデューサの各圧電体を駆動したときに、位置がずれた圧電体それぞれから放射される超音波が、超音波トランスデューサ全体から放射される超音波ビームの形状や、超音波の放射方向にずれを生じさせてしまうおそれがある。結果として、超音波診断装置によって生成される超音波画像に支障をきたすおそれもある。このように図8に示すような超音波トランスデューサにおいては上記のような第2の問題があった。   When the positional deviation occurs, the ultrasonic wave radiated from each of the displaced piezoelectric bodies is driven by the shape of the ultrasonic beam radiated from the entire ultrasonic transducer when each piezoelectric body of the ultrasonic transducer is driven. In addition, there is a risk of causing a shift in the radiation direction of the ultrasonic waves. As a result, there is a possibility that the ultrasonic image generated by the ultrasonic diagnostic apparatus may be hindered. Thus, the ultrasonic transducer as shown in FIG. 8 has the second problem as described above.

この発明は、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、超音波トランスデューサにおける圧電素子配列の位置精度を確保することにより、超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能な超音波トランスデューサおよび超音波プローブを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to secure the positional accuracy of the piezoelectric element array in the ultrasonic transducer, thereby to shape the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic probe. It is another object of the present invention to provide an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe that can ensure accuracy in the radiation direction.

実施形態にかかる超音波トランスデューサは、第1プリント基板と、複数の第1の圧電体と、複数の第2の圧電体と、複数の第1電極リードと、複数の第2電極リードとを備える。第1の圧電体における超音波放射方向側の前面には前面電極が形成される。また第1の圧電体における前面と反対側の背面には背面電極が形成される。また、第1の圧電体は、第1の凹溝を有する。第1の凹溝は、第1の圧電体の前面および背面と直交する第1の側面における当該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成される。また第1の圧電体の第1の側面に対し反対側となる第2の側面において第2の凹溝を有する。第2の凹溝は、当該第2の側面において前面電極側の端縁から背面電極側の端縁へ向かって形成される。また、第1の圧電体は前面および背面が前記第1プリント基板の表面に直交し当該第1の側面または第2の側面が当該表面に対向するように並列に配置される。第2の圧電体は、前記第1の圧電体と同一の構造である。また第2の圧電体は、その前面および背面が前記第1のプリント基板の前記表面に対し反対側となる裏面に直交する。さらに第2の圧電体は、前記第1の凹溝または第2の凹溝が第1プリント基板の裏面に対向するように並列に配置される。第1電極リードは、前記第1プリント基板の前記表面上に形成される。また、第1電極リードは前記第1の圧電体の第1の凹溝または第2の凹溝に収納される。また、第1電極リードは第1の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合される。第2電極リードは、前記第1プリント基板の前記裏面上に形成される。また、第2電極リードは前記第2の圧電体の前記第1の凹溝または第2の凹溝に収納される。また、第2電極リードは該第2の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合される。   An ultrasonic transducer according to an embodiment includes a first printed circuit board, a plurality of first piezoelectric bodies, a plurality of second piezoelectric bodies, a plurality of first electrode leads, and a plurality of second electrode leads. . A front electrode is formed on the front surface of the first piezoelectric body on the ultrasonic radiation direction side. A back electrode is formed on the back surface of the first piezoelectric body opposite to the front surface. Further, the first piezoelectric body has a first concave groove. The first groove is formed from an edge on the front electrode side to an edge on the back electrode side on the first side surface orthogonal to the front surface and the back surface of the first piezoelectric body. In addition, a second concave groove is provided on the second side surface that is opposite to the first side surface of the first piezoelectric body. The second concave groove is formed on the second side surface from the edge on the front electrode side toward the edge on the back electrode side. The first piezoelectric body is arranged in parallel so that the front surface and the back surface are orthogonal to the surface of the first printed circuit board and the first side surface or the second side surface faces the surface. The second piezoelectric body has the same structure as the first piezoelectric body. Further, the front surface and the back surface of the second piezoelectric body are orthogonal to the back surface that is opposite to the front surface of the first printed circuit board. Further, the second piezoelectric body is arranged in parallel so that the first groove or the second groove faces the back surface of the first printed board. The first electrode lead is formed on the surface of the first printed circuit board. The first electrode lead is housed in the first concave groove or the second concave groove of the first piezoelectric body. The first electrode lead is directly or indirectly coupled to one of the front electrode and the back electrode of each of the first piezoelectric bodies. The second electrode lead is formed on the back surface of the first printed board. The second electrode lead is housed in the first groove or the second groove of the second piezoelectric body. The second electrode lead is coupled directly or indirectly to one of the front electrode or the back electrode of each of the second piezoelectric bodies.

請求項1および7に記載の発明によれば、超音波プローブにおける超音波トランスデューサにおいて、プリント基板の表裏面に圧電素子をそれぞれ配列しているので、2次元アレイの超音波トランスデューサの2列分の圧電素子を1枚のプリント基板で配線することができる。したがって、超音波プローブにおける超音波トランスデューサにおいて後段電子回路との接続構造を単純化することが可能となる。さらに超音波トランスデューサに対して送受信する電気信号の処理を容易にすることが可能となる。   According to the first and seventh aspects of the invention, in the ultrasonic transducer in the ultrasonic probe, since the piezoelectric elements are arranged on the front and back surfaces of the printed circuit board, two rows of ultrasonic transducers in the two-dimensional array are arranged. Piezoelectric elements can be wired on a single printed circuit board. Therefore, it is possible to simplify the connection structure with the subsequent electronic circuit in the ultrasonic transducer in the ultrasonic probe. Furthermore, it is possible to facilitate the processing of electrical signals transmitted to and received from the ultrasonic transducer.

さらに請求項1に記載の超音波トランスデューサによれば、第1プリント基板に対し第1の圧電体および第2圧電体が配置されると、第1プリント基板の第1電極リード及び第2電極リードが第1の凹溝または第2の凹溝に収納される超音波トランスデューサを有する。したがって、第1プリント基板の面と、第1の圧電体および第2の圧電体の側面との間に生じる間隙を大幅に低減させることができる。その結果、第1プリント基板の面と第1の圧電体および第2の圧電体の側面とを密着または近接させることが可能となり、第1プリント基板に対して第1の圧電体および第2の圧電体の位置がずれてしまう事態を防止することが可能となる。   Furthermore, according to the ultrasonic transducer of claim 1, when the first piezoelectric body and the second piezoelectric body are disposed with respect to the first printed board, the first electrode lead and the second electrode lead of the first printed board. Has an ultrasonic transducer housed in the first groove or the second groove. Therefore, the gap generated between the surface of the first printed circuit board and the side surfaces of the first piezoelectric body and the second piezoelectric body can be greatly reduced. As a result, the surface of the first printed circuit board and the side surfaces of the first piezoelectric body and the second piezoelectric body can be brought into close contact with each other, and the first piezoelectric body and the second piezoelectric body can be brought close to the first printed circuit board. It is possible to prevent a situation in which the position of the piezoelectric body is shifted.

また、請求項7に記載の超音波プローブによれば、第1プリント基板に対し第1の圧電体および第2圧電体が配置されると、第1プリント基板の第1電極リード及び第2電極リードが第1の凹溝または第2の凹溝に収納される超音波トランスデューサを有する。したがって、第1プリント基板の面と、第1の圧電体および第2の圧電体の側面との間に生じる間隙を大幅に低減させることができる。その結果、第1プリント基板の面と第1の圧電体および第2の圧電体の側面とを密着または近接させることが可能となり、第1プリント基板に対して第1の圧電体および第2の圧電体の位置がずれてしまう事態を防止することが可能となる。   According to the ultrasonic probe of claim 7, when the first piezoelectric body and the second piezoelectric body are arranged with respect to the first printed board, the first electrode lead and the second electrode of the first printed board. The lead has an ultrasonic transducer that is housed in the first groove or the second groove. Therefore, the gap generated between the surface of the first printed circuit board and the side surfaces of the first piezoelectric body and the second piezoelectric body can be greatly reduced. As a result, the surface of the first printed circuit board and the side surfaces of the first piezoelectric body and the second piezoelectric body can be brought into close contact with each other, and the first piezoelectric body and the second piezoelectric body can be brought close to the first printed circuit board. It is possible to prevent a situation in which the position of the piezoelectric body is shifted.

(A)この発明の第1実施形態にかかる超音波トランスデューサを側方から見た状態を示す概略斜視図である。 (B)この発明の第1実施形態にかかる超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニットの構成を示す概略分解斜視図である。(A) It is a schematic perspective view which shows the state which looked at the ultrasonic transducer concerning 1st Embodiment of this invention from the side. (B) It is a schematic exploded perspective view which shows the structure of the ultrasonic transducer unit which comprises the ultrasonic transducer concerning 1st Embodiment of this invention. (A)この発明の第1実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程において、圧電体ブロックに金属薄膜が形成される過程を示す概略斜視図である。 (B)図2(A)の圧電体ブロックの側面に金属薄膜が形成された状態を示す概略斜視図である。 (C)図2(B)の圧電体ブロックの側面に溝が形成された状態を示す概略斜視図である。 (D)図2(C)の概略部分拡大図である。(A) It is a schematic perspective view which shows the process in which a metal thin film is formed in a piezoelectric body block in the manufacturing process of the ultrasonic transducer | vibrator concerning 1st Embodiment of this invention. (B) It is a schematic perspective view which shows the state by which the metal thin film was formed in the side surface of the piezoelectric material block of FIG. 2 (A). (C) It is a schematic perspective view which shows the state in which the groove | channel was formed in the side surface of the piezoelectric material block of FIG. 2 (B). FIG. 3D is a schematic partial enlarged view of FIG. (A)図2(B)の圧電体ブロックがプリント基板に配置される過程を示す概略斜視図である。 (B)図3(A)における超音波トランスデューサユニットを積層した後、分割される前の超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。(A) It is a schematic perspective view which shows the process in which the piezoelectric material block of FIG. 2 (B) is arrange | positioned on a printed circuit board. FIG. 3B is a schematic perspective view showing the ultrasonic transducer before being divided after the ultrasonic transducer units in FIG. 超音波トランスデューサの接続方法の一例であり、本実施形態における超音波トランスデューサとIC基板とを接続する機構および、IC基板上のICと超音波診断装置本体に接続されるケーブルとを接続する機構を示す概略斜視図である。It is an example of the connection method of an ultrasonic transducer, The mechanism which connects the ultrasonic transducer and IC board in this embodiment, and the mechanism which connects IC on IC board and the cable connected to an ultrasonic diagnostic apparatus main body It is a schematic perspective view shown. (A)この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサを側方から見た状態を示す概略斜視図である。 (B)この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニットの構成を示す概略分解斜視図である。(A) It is a schematic perspective view which shows the state which looked at the ultrasonic transducer concerning 2nd Embodiment of this invention from the side. (B) It is a schematic exploded perspective view which shows the structure of the ultrasonic transducer unit which comprises the ultrasonic transducer concerning 2nd Embodiment of this invention. (A)この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程において、圧電体ブロックに凹溝や金属薄膜が形成される前の状態を示す概略斜視図である。 (B)図6(A)の圧電体ブロックに対しに凹溝が形成され、金属薄膜が形成される過程を示す概略斜視図である。 (C)図6(A)・(B)の工程を経て、圧電体ブロックに金属薄膜が形成された状態を示す概略斜視図である。 (D)図6(C)の概略部分拡大図である。(A) In the manufacturing process of the ultrasonic transducer | vibrator concerning 2nd Embodiment of this invention, it is a schematic perspective view which shows the state before a ditch | groove and a metal thin film are formed in a piezoelectric material block. (B) It is a schematic perspective view which shows the process in which a ditch | groove is formed with respect to the piezoelectric material block of FIG. 6 (A), and a metal thin film is formed. (C) It is a schematic perspective view which shows the state by which the metal thin film was formed in the piezoelectric body block through the process of FIG. 6 (A) * (B). (D) It is a general | schematic fragmentary enlarged view of FIG.6 (C). (A)この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程において、金属薄膜が形成された圧電体ブロックをプリント基板の表裏面に配置する過程を示す概略斜視図である。 (B)図7(A)における超音波トランスデューサユニットを積層した後、分割される前の超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。(A) In a manufacturing process of an ultrasonic transducer concerning a 2nd embodiment of this invention, it is a schematic perspective view showing a process of arranging a piezoelectric material block in which a metal thin film was formed on the front and back of a printed circuit board. FIG. 8B is a schematic perspective view showing the ultrasonic transducer before being divided after the ultrasonic transducer units in FIG. 2次元アレイの超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニットを示す概略分解斜視図である。It is a schematic exploded perspective view which shows the ultrasonic transducer unit which comprises the ultrasonic transducer of a two-dimensional array. (A)超音波トランスデューサの形成過程において溝が形成される前の振動子ブロックを示す概略斜視図である。 (B)超音波トランスデューサの形成過程において溝が形成され、樹脂が充填された後の振動子ブロック側面を示す部分拡大図である。 (C)図9(B)に示す絶縁樹脂充填後の振動子ブロックの側面に金属薄膜を形成する過程を示す概略斜視図である。 (D)振動子ブロックに金属薄膜が形成された後の状態を示す概略斜視図である。(A) It is a schematic perspective view which shows the vibrator | oscillator block before a groove | channel is formed in the formation process of an ultrasonic transducer. (B) It is the elements on larger scale which show the vibrator block side surface after a groove | channel was formed in the formation process of an ultrasonic transducer and it was filled with resin. FIG. 10C is a schematic perspective view showing a process of forming a metal thin film on the side surface of the vibrator block after filling with the insulating resin shown in FIG. (D) It is a schematic perspective view which shows the state after a metal thin film was formed in the vibrator | oscillator block.

[第1実施形態]
以下、この発明の第1実施形態にかか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1〜4を参照して説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1(A)は、この発明の第1実施形態にかかる超音波トランスデューサ100を側方から見た状態を示す概略斜視図である。また、図1(B)は、この発明の第1実施形態にかかる超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニット100aの構成を示す概略分解斜視図である。これらの図1(A)・(B)は、本発明による製造方法で製造された超音波トランスデューサの全体図の一例および分解図の一例を示すものである。以下、第1実施形態にかかる超音波トランスデューサの構成について説明する。   FIG. 1A is a schematic perspective view showing a state in which the ultrasonic transducer 100 according to the first embodiment of the present invention is viewed from the side. FIG. 1B is a schematic exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic transducer unit 100a constituting the ultrasonic transducer according to the first embodiment of the present invention. 1A and 1B show an example of an overall view and an example of an exploded view of an ultrasonic transducer manufactured by the manufacturing method according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the ultrasonic transducer according to the first embodiment will be described.

(超音波トランスデューサの概略構成)
図1(A)に示すように、この実施形態にかかる超音波トランスデューサ100は、圧電素子が3層に積層された第1積層圧電体114および第2積層圧電体124を有する。
また図1(A)に示すように超音波トランスデューサ100では、第1積層圧電体114における圧電素子の積層方向に隣接して音響整合層110が設けられている。また第1積層圧電体114における音響整合層110側と反対側にはバッキング材118(負荷材相)が設けられている。この音響整合層110、第1積層圧電体114およびバッキング材118によって圧電体ブロック101を構成する。同様に第2積層圧電体124の積層方向に隣接して音響整合層120が設けられ、音響整合層120の反対側にはバッキング材128が設けられている。この音響整合層120、第2積層圧電体124およびバッキング材128によって圧電体ブロック102を構成する。また、プリント基板130の表裏面には配線パターンで形成された電極リード131が形成されている。
(Schematic configuration of ultrasonic transducer)
As shown in FIG. 1A, an ultrasonic transducer 100 according to this embodiment includes a first laminated piezoelectric body 114 and a second laminated piezoelectric body 124 in which piezoelectric elements are laminated in three layers.
As shown in FIG. 1A, in the ultrasonic transducer 100, an acoustic matching layer 110 is provided adjacent to the stacking direction of the piezoelectric elements in the first stacked piezoelectric body 114. A backing material 118 (loading material phase) is provided on the opposite side of the first laminated piezoelectric body 114 from the acoustic matching layer 110 side. The acoustic matching layer 110, the first laminated piezoelectric body 114, and the backing material 118 constitute a piezoelectric block 101. Similarly, an acoustic matching layer 120 is provided adjacent to the stacking direction of the second laminated piezoelectric body 124, and a backing material 128 is provided on the opposite side of the acoustic matching layer 120. The acoustic block 120, the second laminated piezoelectric body 124, and the backing material 128 constitute the piezoelectric block 102. Further, electrode leads 131 formed of a wiring pattern are formed on the front and back surfaces of the printed circuit board 130.

図1(B)に示すように、圧電体ブロック101は、プリント基板130の一面(図1(A)における左側の面/以下「表面」という)に並列に形成された複数の電極リード(不図示)上にそれぞれ並列配置される。また図1(B)に示すように、圧電体ブロック102は、プリント基板130の表面に対し反対側となる裏面(図1(A)における右側の面)において並列に形成された複数の電極リード131上にそれぞれ並列配置される。これらの圧電体ブロックにおける、第1積層圧電体114と第2積層圧電体124は、プリント基板130に対して同方向に配置される。なお、電極リード131は、本発明にかかる「配線パターン」の一例に該当する。   As shown in FIG. 1 (B), the piezoelectric block 101 has a plurality of electrode leads (not shown) formed in parallel on one surface of the printed circuit board 130 (the left surface in FIG. 1 (A) / hereinafter referred to as “front surface”). (Shown) are arranged in parallel. As shown in FIG. 1B, the piezoelectric block 102 has a plurality of electrode leads formed in parallel on the back surface (the right surface in FIG. 1A) opposite to the front surface of the printed circuit board 130. 131 are arranged in parallel on each other. The first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124 in these piezoelectric body blocks are arranged in the same direction with respect to the printed board 130. The electrode lead 131 corresponds to an example of a “wiring pattern” according to the present invention.

また、第1積層圧電体114とプリント基板130、および第2積層圧電体124とプリント基板130とは金属薄膜170によって接続される。このようにプリント基板130の表裏面に対して積層圧電体(114・124)が配置、接続されることにより、超音波トランスデューサ100を構成する超音波トランスデューサユニット100aが形成される。   Further, the first laminated piezoelectric body 114 and the printed board 130, and the second laminated piezoelectric body 124 and the printed board 130 are connected by a metal thin film 170. Thus, the ultrasonic transducer unit 100a which comprises the ultrasonic transducer 100 is formed by arrange | positioning and connecting the laminated piezoelectric material (114, 124) with respect to the front and back of the printed circuit board 130. FIG.

超音波トランスデューサユニット100aそれぞれは、さらにプリント基板130の表裏面に配置され、第1積層圧電体114から第2積層圧電体124へ向かう方向(または第2積層圧電体124から第1積層圧電体114へ向かう方向)に重ね合わせられる。このように、プリント基板130を介して重ね合わせられる超音波トランスデューサユニット100aの方向はすべて同じ方向となる。このようにして積層圧電体が2次元状に配列され、図1(A)に示すような超音波トランスデューサ100が構成される。なお、超音波トランスデューサユニット100aにおけるプリント基板130は、本発明にかかる「第1プリント基板」の一例に該当し、超音波トランスデューサユニット100a間に配置されるプリント基板130は、本発明にかかる「第2プリント基板」の一例に該当する。   Each of the ultrasonic transducer units 100a is further arranged on the front and back surfaces of the printed circuit board 130, and the direction from the first multilayer piezoelectric body 114 to the second multilayer piezoelectric body 124 (or from the second multilayer piezoelectric body 124 to the first multilayer piezoelectric body 114). In the direction toward). As described above, the directions of the ultrasonic transducer units 100a to be overlaid via the printed circuit board 130 are all the same direction. In this way, the laminated piezoelectric bodies are two-dimensionally arranged, and an ultrasonic transducer 100 as shown in FIG. 1A is configured. The printed circuit board 130 in the ultrasonic transducer unit 100a corresponds to an example of the “first printed circuit board” according to the present invention, and the printed circuit board 130 disposed between the ultrasonic transducer units 100a is the “first printed circuit board” according to the present invention. This corresponds to an example of “two printed circuit boards”.

(積層圧電体における側面および各電極の構成)
図1(B)に示すように、第1積層圧電体114においては、音響整合層110と隣接する前面において前面電極112が設けられる。さらに当該前面に対し反対側となる背面において背面電極116が設けられる。さらに第1積層圧電体114において積層される各圧電素子間には内部電極が設けられる。すなわち、3層に積層された圧電素子のうち、背面側の圧電素子と中間の圧電素子との間には前面電極112に対応して駆動される第1内部電極112aが設けられ、前面側の圧電素子と中間の圧電素子との間には背面電極116に対応して駆動される第2内部電極116aが設けられる。
(Structure of side surface and each electrode in laminated piezoelectric material)
As shown in FIG. 1B, in the first laminated piezoelectric body 114, a front electrode 112 is provided on the front surface adjacent to the acoustic matching layer 110. Further, a back electrode 116 is provided on the back surface opposite to the front surface. Furthermore, internal electrodes are provided between the piezoelectric elements stacked in the first stacked piezoelectric body 114. That is, among the piezoelectric elements stacked in three layers, a first internal electrode 112a driven corresponding to the front electrode 112 is provided between the back side piezoelectric element and the intermediate piezoelectric element. A second internal electrode 116a driven corresponding to the back electrode 116 is provided between the piezoelectric element and the intermediate piezoelectric element.

また第1積層圧電体114は、前面に直交するとともに背面に直交し、かつ金属薄膜170が設けられる側面、つまりプリント基板130の表面に対向する第1の側面(図1における右側の面)において背面電極116および第2内部電極116aが露出するように構成されている。また第1積層圧電体114はその第1の側面に対し反対側となる第2の側面において前面電極112および第1内部電極112aが露出するように構成されている。   The first laminated piezoelectric body 114 is orthogonal to the front surface and orthogonal to the back surface, and on the side surface on which the metal thin film 170 is provided, that is, on the first side surface facing the surface of the printed circuit board 130 (the right side surface in FIG. 1). The back electrode 116 and the second internal electrode 116a are configured to be exposed. The first laminated piezoelectric body 114 is configured such that the front electrode 112 and the first internal electrode 112a are exposed on a second side surface opposite to the first side surface.

すなわち、第1積層圧電体114の第1の側面においては、電極リード131が前面電極112および第1内部電極112aに電気的に結合しないように、溝111・115が形成される。この溝111の位置は第1積層圧電体114の第1の側面における、第1積層圧電体114と音響整合層110との境界上(前面電極112上)となる。つまり、この溝111は、圧電素子の積層方向と直交し、前面電極112に隣接する圧電素子の端縁(1辺)に沿って形成される。また溝115の位置は第1積層圧電体114の背面側の圧電素子と中間の圧電素子の境界上(第1内部電極112a上)となる。またこの溝115は溝111と略平行となる。   That is, on the first side surface of the first laminated piezoelectric body 114, the grooves 111 and 115 are formed so that the electrode lead 131 is not electrically coupled to the front electrode 112 and the first internal electrode 112a. The position of the groove 111 is on the boundary (on the front electrode 112) between the first multilayer piezoelectric body 114 and the acoustic matching layer 110 on the first side surface of the first multilayer piezoelectric body 114. That is, the groove 111 is formed along the edge (one side) of the piezoelectric element that is orthogonal to the stacking direction of the piezoelectric elements and is adjacent to the front electrode 112. The position of the groove 115 is on the boundary between the piezoelectric element on the back surface side of the first laminated piezoelectric body 114 and the intermediate piezoelectric element (on the first internal electrode 112a). The groove 115 is substantially parallel to the groove 111.

さらに第1積層圧電体114の第2の側面においては、プリント基板130の電極リードが背面電極116および第2内部電極116aに電気的に結合しないよう、溝113・117が形成される。溝117は、第1積層圧電体114の第1の側面において背面電極116側の端縁に沿って形成され。溝113は、中間の圧電素子と前面側の圧電素子の境界上(第2内部電極116a上)に沿って形成される。   Further, on the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114, grooves 113 and 117 are formed so that the electrode lead of the printed circuit board 130 is not electrically coupled to the back electrode 116 and the second internal electrode 116a. The groove 117 is formed along the edge on the back electrode 116 side on the first side surface of the first multilayer piezoelectric body 114. The groove 113 is formed along the boundary between the intermediate piezoelectric element and the front piezoelectric element (on the second internal electrode 116a).

このように、第1積層圧電体114の第1の側面および第2の側面における溝は、圧電素子の積層方向の順に電極1つ置きに形成される。   As described above, the grooves on the first side surface and the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114 are formed every other electrode in the order of the lamination direction of the piezoelectric elements.

当該第1積層圧電体114に対し、第2積層圧電体124では、図1(B)に示すように第1の側面(図1における右側の面)および第2の側面(図1における左側の面)において溝が形成される位置が逆になる。つまり、第2積層圧電体124の第2の側面は、表面に第1積層圧電体114が配置されたプリント基板130の裏面に対向しているため、当該第2の側面では、背面電極116および第2内部電極116aが露出している。さらに反対側の第1の側面においては前面電極112および第1内部電極112aが露出するように構成されている。   In contrast to the first laminated piezoelectric body 114, in the second laminated piezoelectric body 124, as shown in FIG. 1B, the first side surface (the right side surface in FIG. 1) and the second side surface (the left side in FIG. 1) The position where the groove is formed on the surface is reversed. That is, since the second side surface of the second multilayer piezoelectric body 124 faces the back surface of the printed circuit board 130 on which the first multilayer piezoelectric body 114 is disposed, the back electrode 116 and the second side surface are arranged on the second side surface. The second internal electrode 116a is exposed. Further, the front electrode 112 and the first internal electrode 112a are exposed on the first side surface on the opposite side.

すなわち、第2積層圧電体124の第2の側面における前面電極122に隣接した圧電素子の端縁に、溝121が設けられる。この溝121は金属薄膜170と前面電極122とを電気的結合を妨げるものである。また第2積層圧電体124の第2の側面における中間の圧電素子と背面側の圧電素子との境界に溝125が設けられる。この溝125は、金属薄膜170と第1内部電極122aとを絶縁するものである。   That is, the groove 121 is provided at the edge of the piezoelectric element adjacent to the front electrode 122 on the second side surface of the second laminated piezoelectric body 124. The groove 121 prevents the metal thin film 170 and the front electrode 122 from being electrically coupled. A groove 125 is provided at the boundary between the intermediate piezoelectric element on the second side surface of the second laminated piezoelectric body 124 and the piezoelectric element on the back side. The groove 125 insulates the metal thin film 170 and the first internal electrode 122a.

さらに第2積層圧電体124の第1の側面においては、背面電極126側の端縁に溝127が形成され、中間の圧電素子と前面側の圧電素子の境界には溝123が形成される。溝123・127は、電極リード131が背面電極126および第2内部電極126aに電気的に結合しないようにするものである。   Further, on the first side surface of the second laminated piezoelectric body 124, a groove 127 is formed at the edge on the back electrode 126 side, and a groove 123 is formed at the boundary between the intermediate piezoelectric element and the front piezoelectric element. The grooves 123 and 127 prevent the electrode lead 131 from being electrically coupled to the back electrode 126 and the second internal electrode 126a.

このように、第2積層圧電体124の第1の側面および第2の側面における溝も、第1積層圧電体114における溝111・115・113・117と同様、圧電素子の積層方向の順に電極1つおきに形成される。   As described above, the grooves on the first side surface and the second side surface of the second laminated piezoelectric body 124 are also arranged in the order of the lamination direction of the piezoelectric elements in the same manner as the grooves 111, 115, 113, and 117 in the first laminated piezoelectric body 114. Every other one is formed.

なお、金属薄膜170ごと削られて積層圧電体の側面に形成される、金属薄膜170の間隙および溝111・121は、本発明にかかる「第1の溝」の一例に該当する。金属薄膜170ごと削られて積層圧電体の側面に形成される、金属薄膜170の間隙および溝117・127は、本発明にかかる「第2の溝」の一例に該当する。同様に積層圧電体の側面に形成される、金属薄膜170の間隙および溝115は、本発明にかかる「第3の溝」の一例に該当し、金属薄膜170の間隙および溝113は、本発明にかかる「第4の溝」の一例に該当する。   Note that the gaps and grooves 111 and 121 of the metal thin film 170 formed by cutting the metal thin film 170 on the side surface of the laminated piezoelectric material correspond to an example of the “first groove” according to the present invention. The gaps and grooves 117 and 127 of the metal thin film 170 formed by cutting the metal thin film 170 on the side surface of the laminated piezoelectric material correspond to an example of the “second groove” according to the present invention. Similarly, the gap and groove 115 of the metal thin film 170 formed on the side surface of the multilayer piezoelectric material correspond to an example of the “third groove” according to the present invention, and the gap and groove 113 of the metal thin film 170 are the present invention. This corresponds to an example of the “fourth groove”.

以上のように、第1積層圧電体114および第2積層圧電体124において電極リード131上に配置される第1の側面および第2の側面に金属薄膜170ごと電極1つおきに
溝を形成することにより、積層圧電体における1つの圧電素子を異極の電極によって挟む構成とすることができ、積層圧電体における各側面の電極に電気信号を印加することにより、超音波トランスデューサ100として駆動することが可能となる。
As described above, in each of the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124, a groove is formed on every other electrode together with the metal thin film 170 on the first side face and the second side face disposed on the electrode lead 131. Accordingly, one piezoelectric element in the laminated piezoelectric body can be sandwiched between electrodes of different polarities, and the ultrasonic transducer 100 is driven by applying an electrical signal to the electrodes on each side surface of the laminated piezoelectric body. Is possible.

また、本実施形態の超音波トランスデューサ100は、プリント基板130の表面だけでなく裏面にも電極リード131が設けられており、1枚のプリント基板の1つの面にのみ圧電体を配列する構成と比較して、2列の圧電体に対し1枚の基板で後段電子回路との接続を行うことができる。結果として超音波トランスデューサ100とIC基板200(図4参照)とを接続する、プリント基板130と中継基板201との接続構造を単純化することが可能となる。さらに当該プリント基板130と中継基板201との接続部分の小型化を図ることができる。   In addition, the ultrasonic transducer 100 of the present embodiment has electrode leads 131 provided not only on the front surface of the printed circuit board 130 but also on the back surface, and a structure in which piezoelectric bodies are arranged only on one surface of one printed circuit board. In comparison, it is possible to connect the second stage electronic circuit to the two rows of piezoelectric bodies with a single substrate. As a result, the connection structure between the printed board 130 and the relay board 201 that connects the ultrasonic transducer 100 and the IC board 200 (see FIG. 4) can be simplified. Further, the connection portion between the printed board 130 and the relay board 201 can be reduced in size.

(製造工程)
次に、図1〜3を参照して第1実施形態にかかる超音波トランスデューサ100の製造工程について説明する。図2(A)は、この発明の第1実施形態にかかる超音波トランスデューサ100の製造工程において、圧電体ブロックに金属薄膜170が形成される過程を示す概略斜視図である。また、図2(B)は、図2(A)の圧電体ブロックの側面に金属薄膜が形成された状態を示す概略斜視図である。図2(C)は、図2(B)の圧電体ブロックの側面に溝が形成された状態を示す概略斜視図である。図2(D)は、図2(C)の概略部分拡大図である。また、図3(A)は、図2(B)の圧電体ブロックがプリント基板130に配置される過程を示す概略斜視図である。また、図3(B)は、図3(A)における超音波トランスデューサユニット100aを積層した後、分割される前の超音波トランスデューサ100を示す概略斜視図である。
(Manufacturing process)
Next, the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a schematic perspective view showing a process of forming the metal thin film 170 on the piezoelectric block in the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2B is a schematic perspective view showing a state in which a metal thin film is formed on the side surface of the piezoelectric body block of FIG. FIG. 2C is a schematic perspective view showing a state in which a groove is formed on the side surface of the piezoelectric body block of FIG. FIG. 2D is a schematic partially enlarged view of FIG. FIG. 3A is a schematic perspective view showing a process in which the piezoelectric block of FIG. FIG. 3B is a schematic perspective view showing the ultrasonic transducer 100 before being divided after the ultrasonic transducer units 100a in FIG. 3A are stacked.

(ステップ1)
まず圧電素子を3層に積層するとともに当該圧電素子間には内部電極を設け、分割前の積層圧電体を形成する。この積層圧電体の前面に前面電極を、背面に背面電極を形成する。さらに当該積層圧電体に対し、前面に音極整合層を、背面にバッキング材を設けることにより、図2(A)に示すような。圧電体ブロック101・102を形成する。この圧電体ブロックは完成時の超音波トランスデューサ100の積層圧電体それぞれの厚さと同じ厚さであり、かつ図1(A)に示すような完成時の超音波トランスデューサ100において2次元的に配列される積層圧電体の1列分と同じ長さを有する。この長さの方向は圧電素子の積層方向と直交する方向である。さらに、図2(B)に示すようにこの圧電体ブロックにおける積層圧電体の前面および背面に対し直交する第1の側面および当該第1の側面の反対側となる第2の側面に対し、金属薄膜170を形成する。なお、この圧電体ブロックは、この後の工程で音響整合層110・120側から分割され、2次元アレイの超音波トランスデューサ100における1列分の積層圧電体を構成するものである。また、第1の側面および第2の側面に対して金属薄膜170が形成された時点においては、第1の側面においても第2の側面においても金属薄膜170がこれらの側面に露出した各電極すべてに接触している。また、この金属薄膜170を形成する工程は、本発明における「第1の工程」の一例に該当する。
(Step 1)
First, piezoelectric elements are laminated in three layers, and internal electrodes are provided between the piezoelectric elements to form a laminated piezoelectric body before division. A front electrode is formed on the front surface of the laminated piezoelectric material, and a back electrode is formed on the back surface. Furthermore, by providing a sound electrode matching layer on the front surface and a backing material on the back surface of the laminated piezoelectric material, as shown in FIG. Piezoelectric blocks 101 and 102 are formed. The piezoelectric block has the same thickness as each of the laminated piezoelectric bodies of the ultrasonic transducer 100 when completed, and is two-dimensionally arranged in the ultrasonic transducer 100 when completed as shown in FIG. The laminated piezoelectric material has the same length as one row. This length direction is a direction orthogonal to the stacking direction of the piezoelectric elements. Further, as shown in FIG. 2B, the first side surface orthogonal to the front surface and the back surface of the multilayer piezoelectric body in this piezoelectric block and the second side surface opposite to the first side surface are made of metal. A thin film 170 is formed. Note that this piezoelectric block is divided from the acoustic matching layers 110 and 120 side in a subsequent process, and constitutes one row of laminated piezoelectric bodies in the ultrasonic transducer 100 of a two-dimensional array. Further, when the metal thin film 170 is formed on the first side surface and the second side surface, all the electrodes in which the metal thin film 170 is exposed on these side surfaces both on the first side surface and on the second side surface. Touching. Further, the step of forming the metal thin film 170 corresponds to an example of the “first step” in the present invention.

(ステップ2)
図2(B)のように圧電体ブロックに対し金属薄膜170が形成された後、図2(C)・(D)に示すように、圧電体ブロックにおける第1の側面および第2の側面において所定の位置に溝が形成される。すなわち、溝(111・115・113・117)それぞれは以下のようにして形成される。図2(B)に示すような金属薄膜170が積層圧電体の側面に形成された時点においては、第1積層圧電体114の第1の側面(図2(B)における右側の面)には前面電極112が露出している。この前面電極112が露出している部分、つまり第1の側面における音響整合層110と第1積層圧電体114との境界を、圧電素子の積層方向に対し、直交する方向に金属薄膜170ごと削る。当該部分を削ることにより、図2(C)・(D)に示すような溝111が形成される。さらに当該第1積層圧電体114の第1の側面では、背面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝111と平行な溝115が形成される。これに対し、図2(C)・(D)に示すように第1積層圧電体114の第2の側面(図2(B)における左側の面)ではバッキング材118と第1積層圧電体114との境界を、圧電素子の積層方向に対し直交する方向に金属薄膜170ごと削る。当該部分を削ることにより、図2(C)・(D)に示すような第1積層圧電体114における第2の側面に溝117を形成する。さらに当該第1積層圧電体114における第2の側面では、前面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝117と平行な溝113が形成される。
(Step 2)
After the metal thin film 170 is formed on the piezoelectric block as shown in FIG. 2B, as shown in FIGS. 2C and 2D, on the first side surface and the second side surface of the piezoelectric block. A groove is formed at a predetermined position. That is, each of the grooves (111, 115, 113, 117) is formed as follows. When the metal thin film 170 as shown in FIG. 2 (B) is formed on the side surface of the multilayer piezoelectric body, the first side surface of the first multilayer piezoelectric body 114 (the right side surface in FIG. 2 (B)) The front electrode 112 is exposed. The portion where the front electrode 112 is exposed, that is, the boundary between the acoustic matching layer 110 and the first laminated piezoelectric body 114 on the first side surface is cut together with the metal thin film 170 in a direction perpendicular to the lamination direction of the piezoelectric elements. . By cutting the portion, a groove 111 as shown in FIGS. 2C and 2D is formed. Further, on the first side surface of the first laminated piezoelectric body 114, a groove 115 parallel to the groove 111 is formed at a boundary portion between the back side piezoelectric element and the intermediate piezoelectric element. On the other hand, as shown in FIGS. 2C and 2D, the backing material 118 and the first laminated piezoelectric body 114 are formed on the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114 (the left side surface in FIG. 2B). And the metal thin film 170 are cut in a direction perpendicular to the stacking direction of the piezoelectric elements. By cutting the portion, a groove 117 is formed on the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114 as shown in FIGS. Further, on the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114, a groove 113 parallel to the groove 117 is formed at the boundary portion between the front-side piezoelectric element and the intermediate piezoelectric element.

(ステップ3)
また、第2積層圧電体124にかかる圧電体ブロックに金属薄膜170が形成された後、当該圧電体ブロックにおいても溝が形成される。ただし、第2積層圧電体124においては、第1の側面(図2(B)における右側の面)と第2の側面における溝の位置が第1積層圧電体114と対称な位置となる。すなわち、第2積層圧電体124の第2の側面において、前面電極122が露出している音響整合層120と第2積層圧電体124との境界を、圧電素子の積層方向に対し直交する方向に金属薄膜170ごと削る。当該部分を削ることにより、溝121が形成される。さらに、当該第2積層圧電体124における第2の側面では、背面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝121と平行な溝125が形成される。また当該第2の側面に対し第2積層圧電体124における第1の側面においては、バッキング材128と第2積層圧電体124との境界を、圧電素子の積層方向に対し直交する方向に金属薄膜170ごと削る。当該部分を削ることにより、溝127が形成される。さらに当該第2積層圧電体124における第1の側面では、前面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝127と平行な溝123が形成される。
(Step 3)
In addition, after the metal thin film 170 is formed on the piezoelectric block relating to the second laminated piezoelectric body 124, a groove is also formed in the piezoelectric block. However, in the second laminated piezoelectric body 124, the position of the groove on the first side surface (the right side surface in FIG. 2B) and the second side surface is symmetrical to the first laminated piezoelectric material 114. That is, on the second side surface of the second laminated piezoelectric body 124, the boundary between the acoustic matching layer 120 where the front electrode 122 is exposed and the second laminated piezoelectric body 124 is perpendicular to the lamination direction of the piezoelectric elements. The metal thin film 170 is shaved. The groove 121 is formed by cutting the portion. Further, on the second side surface of the second laminated piezoelectric body 124, a groove 125 parallel to the groove 121 is formed at the boundary portion between the back side piezoelectric element and the intermediate piezoelectric element. Further, on the first side surface of the second laminated piezoelectric body 124 with respect to the second side surface, the boundary between the backing material 128 and the second laminated piezoelectric body 124 is set in a direction perpendicular to the lamination direction of the piezoelectric elements. Sharpen 170. The groove 127 is formed by cutting the portion. Further, on the first side surface of the second laminated piezoelectric body 124, a groove 123 parallel to the groove 127 is formed at the boundary portion between the front-side piezoelectric element and the intermediate piezoelectric element.

(ステップ4)
第1積層圧電体114および第2積層圧電体124における第1の側面および第2の側面に対し溝がそれぞれ形成された後、圧電体ブロック101と、圧電体ブロック102とは、図3(A)に示すように、プリント基板130の電極リード131上にそれぞれ配置される。すなわち、表裏面に電極リード131が形成されたプリント基板130の表面(図3(A)の左側の面)に対し、圧電体ブロック101を配置する。このときプリント基板130の電極リード131の位置と第1積層圧電体114の第1の側面(図3(A)の右側の面)の位置とを合わせるように配置する。さらにプリント基板130の裏面には、圧電体ブロック102が配置される。当該圧電体ブロック102においても、裏面の電極リード131の位置と第2積層圧電体124の第2の側面(図3(A)の左側の面)の位置とを合わせるように配置する。このように、プリント基板130の表裏面に対して圧電体ブロック101・102をそれぞれ配置することにより、超音波トランスデューサユニット100aを形成する。
(Step 4)
After the grooves are formed on the first side surface and the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124, respectively, the piezoelectric body block 101 and the piezoelectric body block 102 are shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode leads 131 are respectively disposed on the printed circuit board 130. That is, the piezoelectric body block 101 is arranged on the front surface (the left surface in FIG. 3A) of the printed board 130 on which the electrode leads 131 are formed on the front and back surfaces. At this time, the position of the electrode lead 131 of the printed circuit board 130 and the position of the first side surface of the first laminated piezoelectric body 114 (the right side surface in FIG. 3A) are aligned. Further, a piezoelectric block 102 is disposed on the back surface of the printed board 130. Also in the piezoelectric block 102, the position of the electrode lead 131 on the back surface and the position of the second side surface (the left side surface in FIG. 3A) of the second laminated piezoelectric material 124 are aligned. Thus, the ultrasonic transducer unit 100a is formed by disposing the piezoelectric body blocks 101 and 102 on the front and back surfaces of the printed circuit board 130, respectively.

(ステップ5)
超音波トランスデューサユニット100aが複数形成された後、これらはさらに、プリント基板130を介して積層される。すなわち、図3(A)のようにして超音波トランスデューサユニット100aが形成された後、プリント基板130の表裏面に形成された圧電体ブロック101・102における、プリント基板130と接していない側面に対してプリント基板130を配置する。例えば超音波トランスデューサユニット100aにおける第1積層圧電体114では、第1の側面の反対側の第2の側面に対し新たにプリント基板130を配置する。第2積層圧電体においては第2の側面の反対側の第1の側面に対し新たにプリント基板130を配置する。このときも第1積層圧電体114の第2の側面の位置、第2積層圧電体の第1の側面の位置と、当該各プリント基板130の電極リード131の位置とを合わせるように配置する。このように、一方の超音波トランスデューサユニット100aの圧電体ブロックにおいて、空いている両側面にプリント基板130を配置した後、他方の超音波トランスデューサユニット100aを積層していく。このとき、隣り合う超音波トランスデューサユニット100aの音響整合層110・120の向きは同じ方向となる。このようにして超音波トランスデューサユニット100aが積層されていき、分割前の超音波トランスデューサ100が形成される。
(Step 5)
After a plurality of ultrasonic transducer units 100a are formed, these are further stacked via the printed circuit board 130. That is, after the ultrasonic transducer unit 100a is formed as shown in FIG. 3A, the side surfaces of the piezoelectric blocks 101 and 102 formed on the front and back surfaces of the printed circuit board 130 that are not in contact with the printed circuit board 130 are formed. The printed circuit board 130 is arranged. For example, in the first laminated piezoelectric body 114 in the ultrasonic transducer unit 100a, the printed circuit board 130 is newly arranged on the second side surface opposite to the first side surface. In the second laminated piezoelectric body, a printed circuit board 130 is newly arranged on the first side surface opposite to the second side surface. Also at this time, the position of the second side surface of the first multilayered piezoelectric body 114, the position of the first side surface of the second multilayered piezoelectric body, and the position of the electrode lead 131 of each printed circuit board 130 are aligned. As described above, in the piezoelectric block of one ultrasonic transducer unit 100a, after the printed circuit board 130 is disposed on both vacant side surfaces, the other ultrasonic transducer unit 100a is stacked. At this time, the directions of the acoustic matching layers 110 and 120 of the adjacent ultrasonic transducer units 100a are the same. In this way, the ultrasonic transducer units 100a are stacked, and the ultrasonic transducer 100 before division is formed.

(ステップ6)
超音波トランスデューサ100が形成された後、図1(A)に示すように。音響整合層110・120側から、超音波トランスデューサユニット100aの積層方向と平行で、かつ圧電体側面の溝(111等)の方向と直交する方向に超音波トランスデューサ100を分割してバッキング材118・128まで至る溝を形成する。当該分割によってできた溝に絶縁樹脂を充填して、図1(A)に示すような積層圧電体を2次元的に配列した超音波トランスデューサ100が形成される。なお、当該分割溝が、バッキング材118・128まで至るように形成されるのは、圧電体ブロックにおける積層圧電体を確実に分割するためである。
(Step 6)
After the ultrasonic transducer 100 is formed, as shown in FIG. From the acoustic matching layer 110/120 side, the ultrasonic transducer 100 is divided in a direction parallel to the stacking direction of the ultrasonic transducer unit 100a and perpendicular to the direction of the groove (111, etc.) on the side surface of the piezoelectric body. Grooves up to 128 are formed. The groove formed by the division is filled with an insulating resin to form an ultrasonic transducer 100 in which laminated piezoelectric bodies as shown in FIG. 1A are two-dimensionally arranged. The reason why the dividing groove is formed to reach the backing materials 118 and 128 is to reliably divide the laminated piezoelectric body in the piezoelectric block.

本実施形態の超音波トランスデューサ100は、積層圧電体の側面に金属薄膜170を設けた後、金属薄膜170ごと各電極部分に、プリント基板130の電極リード131と当該各電極とを絶縁する溝を形成する。さらに当該溝を形成してからプリント基板130の表裏面に当該積層圧電体を配置する。したがって、超音波トランスデューサ100の製造工程においては、電極リード131と各電極を絶縁させるために、積層圧電体の側面を部分的に研磨するというような工程が不要である。結果として、積層圧電体の研磨工程という煩雑な工程を省略することができる。さらに当該研磨工程を省略することにより、積層圧電体の側面の平坦度を確保することができる。この結果、超音波トランスデューサユニット100aを積み重ねたときの、超音波トランスデューサ100の積層圧電体の2次元アレイの配列における各積層圧電体の位置精度を確保することができる。このように各積層圧電体の位置精度を確保することにより、超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能となる。   In the ultrasonic transducer 100 according to the present embodiment, after the metal thin film 170 is provided on the side surface of the laminated piezoelectric material, a groove that insulates the electrode lead 131 of the printed circuit board 130 and the electrodes from each electrode portion together with the metal thin film 170. Form. Further, after forming the groove, the laminated piezoelectric body is disposed on the front and back surfaces of the printed board 130. Therefore, in the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100, a process of partially polishing the side surface of the laminated piezoelectric body is not necessary in order to insulate the electrode lead 131 from each electrode. As a result, the complicated process of polishing the laminated piezoelectric material can be omitted. Furthermore, by omitting the polishing step, the flatness of the side surface of the laminated piezoelectric body can be ensured. As a result, when the ultrasonic transducer units 100a are stacked, the positional accuracy of each laminated piezoelectric body in the array of the laminated piezoelectric bodies of the ultrasonic transducer 100 can be ensured. By ensuring the positional accuracy of each laminated piezoelectric material in this way, it is possible to ensure the accuracy of the shape and radiation direction of the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic probe.

なお以上においては、本実施形態における超音波トランスデューサ100の製造工程を、上記ステップ2、ステップ3の順で記載したが、これらの工程の順は逆であってもよく、また同時に行われてもよい。また、ステップ5においては超音波トランスデューサユニット100aを積層していくことにより超音波トランスデューサ100を形成しているが、この実施形態に限られず、プリント基板130と圧電体ブロック101・102を交互に積層していくような工程であってもよい。また、本実施形態において溝111・121・117・127を形成するステップ2・3は、本発明の「第1の工程」および「第2の工程」の一例に該当する。   In the above, the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 according to the present embodiment has been described in the order of the above step 2 and step 3. However, the order of these processes may be reversed or performed simultaneously. Good. Further, in step 5, the ultrasonic transducer 100 is formed by laminating the ultrasonic transducer units 100a. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the printed circuit board 130 and the piezoelectric blocks 101 and 102 are alternately laminated. It may be a process such as In the present embodiment, the steps 2 and 3 for forming the grooves 111, 121, 117, and 127 correspond to examples of the “first process” and the “second process” of the present invention.

また、本実施形態において溝111・121・117・127を形成するステップ2・3は、本発明の「第1の工程」および「第2の工程」の一例に該当する。また、ステップ4において積層圧電体を、プリント基板130の電極リード131の位置と第1積層圧電体114の第1の側面の位置とを合わせるように配置する工程は、本発明の「第4の工程」の一例に該当する。また、超音波トランスデューサユニット100aを積層していき、超音波トランスデューサ100を形成する工程は、本発明における「第5の工程」および「第6の工程」の一例に該当する。   In the present embodiment, the steps 2 and 3 for forming the grooves 111, 121, 117, and 127 correspond to examples of the “first process” and the “second process” of the present invention. Further, in the step 4, the step of arranging the laminated piezoelectric body so that the position of the electrode lead 131 of the printed circuit board 130 and the position of the first side surface of the first laminated piezoelectric body 114 are aligned with each other in the “fourth aspect” of the present invention. It corresponds to an example of “process”. Further, the process of forming the ultrasonic transducer 100 by laminating the ultrasonic transducer units 100a corresponds to an example of “fifth process” and “sixth process” in the present invention.

(超音波トランスデューサとIC基板との接続)
次に図4を用いて本実施形態にかかる超音波トランスデューサ100とIC基板200との接続構成の一例について説明する。図4は、超音波トランスデューサ100の接続方法の一例であり、本実施形態における超音波トランスデューサ100とIC基板200とを接続する機構および、IC基板200上のIC205と超音波診断装置本体に接続されるケーブルとを接続する機構を示す概略斜視図である。
(Connection between ultrasonic transducer and IC board)
Next, an example of a connection configuration between the ultrasonic transducer 100 and the IC substrate 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of a method for connecting the ultrasonic transducer 100. The ultrasonic transducer 100 is connected to the mechanism for connecting the ultrasonic transducer 100 and the IC substrate 200, the IC 205 on the IC substrate 200, and the ultrasonic diagnostic apparatus main body. It is a schematic perspective view which shows the mechanism which connects the cable to be connected.

図4に示すように、超音波トランスデューサ100とIC基板200とは中継基板201を介して接続される。すなわち、各プリント基板130それぞれにおける超音波照射方向側の一端と相対する他端が、中継基板201と接続されることにより、当該接続されたプリント基板130の両面に配列された複数の電極リード131が中継基板201を介し、IC基板200上のIC205と接続される。   As shown in FIG. 4, the ultrasonic transducer 100 and the IC substrate 200 are connected via a relay substrate 201. That is, the other end of each printed circuit board 130 opposite to one end on the ultrasonic wave irradiation direction side is connected to the relay substrate 201, whereby a plurality of electrode leads 131 arranged on both surfaces of the connected printed circuit board 130. Is connected to the IC 205 on the IC substrate 200 via the relay substrate 201.

この中継基板201は、例えば、超音波トランスデューサ100に対向する側の面に中継パッドが電極リード131それぞれの位置に応じて配設され、超音波トランスデューサ100の電極リード131のそれぞれと接続される。このとき超音波トランスデューサ100側のプリント基板130の端面に電極パッドを設け、電極パッドと中継パッドを接続してもよい。また、中継基板201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。   In the relay substrate 201, for example, a relay pad is disposed on the surface facing the ultrasonic transducer 100 according to the position of each electrode lead 131, and is connected to each electrode lead 131 of the ultrasonic transducer 100. At this time, an electrode pad may be provided on the end face of the printed circuit board 130 on the ultrasonic transducer 100 side, and the electrode pad and the relay pad may be connected. Further, as the relay substrate 201, it is desirable to use a flat substrate made of resin, ceramics or the like.

また、図4に示すように、IC基板200は超音波診断装置本体と電気的に接続を行うケーブル(共に図示せず)を介して接続され、IC基板200と当該ケーブルとはケーブル接続基板210によって接続される。当該ケーブル接続基板210の一端は、IC基板200における信号リード(図示せず)が設けられた一端とは反対側の一端に接続されている。   As shown in FIG. 4, the IC board 200 is connected via a cable (both not shown) that is electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body, and the IC board 200 and the cable are connected to the cable connection board 210. Connected by. One end of the cable connection board 210 is connected to one end of the IC board 200 opposite to the one provided with signal leads (not shown).

コネクタ211は、ケーブル接続基板210の他端及び前記ケーブルの一端にそれぞれ設けられている。このコネクタ211によって、ケーブル接続基板210と超音波診断装置本体に接続されるケーブルとが接続される。図4における超音波トランスデューサ100、中継基板201、IC基板200、IC205、ケーブル接続基板210およびコネクタ211は、超音波プローブ220を構成する。   The connectors 211 are provided at the other end of the cable connection board 210 and one end of the cable, respectively. The connector 211 connects the cable connection board 210 and the cable connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body. The ultrasonic transducer 100, the relay substrate 201, the IC substrate 200, the IC 205, the cable connection substrate 210, and the connector 211 in FIG. 4 constitute an ultrasonic probe 220.

図4に示すように、超音波トランスデューサ100と超音波診断装置本体との間に設けられたIC基板200にはIC205が形成されており、IC205は中継基板201などを介してプリント基板130の電極リード131と接続されている。このIC205は、前面電極112・122および第1内部電極112a・122aに同種の電極となる信号を印加し、かつ背面電極116・126および第2内部電極116a・126aに同種の電極となる電気信号を印加して、第1積層圧電体114および第2積層圧電体124を駆動させる。このようにしてIC205は超音波トランスデューサ100に超音波ビームを送波させる。   As shown in FIG. 4, an IC 205 is formed on an IC substrate 200 provided between the ultrasonic transducer 100 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body, and the IC 205 is an electrode of a printed circuit board 130 via a relay substrate 201 or the like. The lead 131 is connected. This IC 205 applies a signal of the same kind to the front electrodes 112 and 122 and the first internal electrodes 112a and 122a, and an electric signal to be the same kind of electrodes to the back electrodes 116 and 126 and the second internal electrodes 116a and 126a. Is applied to drive the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124. In this way, the IC 205 causes the ultrasonic transducer 100 to transmit an ultrasonic beam.

またIC205は、第1積層圧電体114および第2積層圧電体124が受波した信号の処理を行う。このような構成により、超音波トランスデューサ100を内蔵する超音波プローブでは、第1積層圧電体114および第2積層圧電体124が受波した反射波を信号に変換し、当該信号をIC基板200上の各IC205に送信し、IC205が受信した当該信号を処理する。さらにIC205はケーブル接続基板210を介して超音波診断装置本体に当該処理した信号を送信する。なお、本実施形態ではIC205を用いているが、ASIC、その他の手段を含む。   The IC 205 processes signals received by the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124. With such an arrangement, in the ultrasonic probe incorporating the ultrasonic transducer 100, the reflected waves received by the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124 are converted into signals, and the signals are transferred to the IC substrate 200. The IC 205 processes the signal received by the IC 205. Further, the IC 205 transmits the processed signal to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via the cable connection board 210. In this embodiment, the IC 205 is used, but includes an ASIC and other means.

(作用・効果)
以上説明した第1実施形態にかかる超音波トランスデューサ100の作用及び効果について説明する。
(Action / Effect)
The operation and effect of the ultrasonic transducer 100 according to the first embodiment described above will be described.

第1実施形態の超音波トランスデューサ100では、第1積層圧電体114および第2積層圧電体124における第1の側面および第2の側面それぞれに、金属薄膜170を設ける。また当該側面において各電極部分を金属薄膜170ごと削ることによって溝111等の各溝が圧電素子の積層方向と直交する方向に形成される。これらの工程を経て、各電極と電極リード131とを絶縁する溝が形成される。また当該溝111等が形成されてから電極リード131上に積層圧電体が配置される。このような超音波トランスデューサ100における積層圧電体の側面では、溝が形成されている部分において電極(112等)と電極リード131とが非接触であって絶縁されており、その他の部分は電極リード131に接触しているため特に電極(112等)の部分において電極リード131と導通している。   In the ultrasonic transducer 100 of the first embodiment, the metal thin film 170 is provided on each of the first side surface and the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124. Further, by cutting each electrode portion together with the metal thin film 170 on the side surface, each groove such as the groove 111 is formed in a direction orthogonal to the stacking direction of the piezoelectric elements. Through these steps, a groove for insulating each electrode from the electrode lead 131 is formed. In addition, the laminated piezoelectric body is disposed on the electrode lead 131 after the groove 111 and the like are formed. On the side surface of the laminated piezoelectric body in such an ultrasonic transducer 100, the electrode (112 and the like) and the electrode lead 131 are non-contacted and insulated in the grooved portion, and the other portion is the electrode lead. Since it is in contact with the electrode 131, it is electrically connected to the electrode lead 131 particularly in the portion of the electrode (such as 112).

したがって、当該超音波トランスデューサ100の製造工程においては、プリント基板130の電極リード131と、前面電極112・122、第1内部電極112a・122a、第2内部電極116a・126aまたは背面電極116・126とを絶縁させるために、第1の側面および第2の側面の各電極部分に絶縁樹脂を設け、当該絶縁樹脂を硬化させてから、硬化した樹脂を部分的に研磨して取り除くというような工程が不要である。結果として、超音波トランスデューサ100の製造工程から積層圧電体の側面の表面研磨という工程を省略し、当該製造工程の煩雑さを解消することが可能となる。なおかつ、当該表面研磨の工程が省略されているため、当該研磨工程に起因して積層圧電体側面の平坦度に支障をきたすという事態を解消し、当該平坦度を確保することが可能となる。   Therefore, in the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100, the electrode lead 131 of the printed circuit board 130, the front electrodes 112 and 122, the first internal electrodes 112a and 122a, the second internal electrodes 116a and 126a, or the back electrodes 116 and 126, In order to insulate, a process of providing an insulating resin on each electrode portion on the first side surface and the second side surface, curing the insulating resin, and then partially polishing and removing the cured resin. It is unnecessary. As a result, the process of polishing the side surface of the multilayer piezoelectric body from the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 can be omitted, and the complexity of the manufacturing process can be eliminated. In addition, since the surface polishing step is omitted, it is possible to eliminate the situation that the flatness of the side surface of the laminated piezoelectric body is hindered due to the polishing step, and it is possible to ensure the flatness.

積層圧電体側面の平坦度が確保されると、超音波トランスデューサユニット100aを積み重ねたときの、超音波トランスデューサ100における2次元アレイの配列や各積層圧電体の位置精度を確保することができる。このように各積層圧電体の位置精度を確保することにより、超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能となる。   When the flatness of the side surface of the laminated piezoelectric material is ensured, it is possible to secure the arrangement of the two-dimensional array in the ultrasonic transducer 100 and the positional accuracy of each laminated piezoelectric material when the ultrasonic transducer units 100a are stacked. By ensuring the positional accuracy of each laminated piezoelectric material in this way, it is possible to ensure the accuracy of the shape and radiation direction of the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic probe.

また、以上説明した本実施形態の超音波トランスデューサ100は、プリント基板130の表面だけでなく裏面にも電極リード131が設けられており、1枚のプリント基板の1つの面にのみ圧電体を配列する構成と比較して、2列の圧電体に対し1枚の基板で後段電子回路との接続を行うことができる。結果として超音波トランスデューサ100とIC基板200(図4参照)とを接続する、プリント基板130と中継基板201との接続構造を単純化することが可能となる。さらに当該プリント基板130と中継基板201との接続部分の小型化を図ることができる。   In addition, the ultrasonic transducer 100 of the present embodiment described above is provided with electrode leads 131 not only on the front surface but also on the back surface of the printed circuit board 130, and the piezoelectric bodies are arranged only on one surface of one printed circuit board. Compared with the structure to perform, it can connect with a back | latter stage electronic circuit with one board | substrate with respect to two rows of piezoelectric bodies. As a result, the connection structure between the printed board 130 and the relay board 201 that connects the ultrasonic transducer 100 and the IC board 200 (see FIG. 4) can be simplified. Further, the connection portion between the printed board 130 and the relay board 201 can be reduced in size.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサについて図5〜図7を参照して説明する。図5(A)は、この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100を側方から見た状態を示す概略斜視図である。また、図5(B)は、この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニット100aの構成を示す概略分解斜視図である。
[Second Embodiment]
Next, an ultrasonic transducer according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5A is a schematic perspective view showing a state in which the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment of the present invention is viewed from the side. FIG. 5B is a schematic exploded perspective view showing the configuration of an ultrasonic transducer unit 100a constituting the ultrasonic transducer according to the second embodiment of the present invention.

以下、第2実施形態の概要を説明する。図8に示すような、プリント基板上に圧電体を配置することにより構成される超音波トランスデューサでは、プリント基板の少なくとも表面に当該電極リードが配置されるものがある。このような超音波トランスデューサのプリント基板上には、略直線状の電極リードが並列に配置される。またこの電極リード上に当該超音波トランスデューサの圧電体を配置する。   The outline of the second embodiment will be described below. Some ultrasonic transducers configured by disposing a piezoelectric body on a printed circuit board as shown in FIG. 8 have the electrode leads disposed on at least the surface of the printed circuit board. On the printed circuit board of such an ultrasonic transducer, substantially linear electrode leads are arranged in parallel. Further, the piezoelectric body of the ultrasonic transducer is disposed on the electrode lead.

したがって、上記説明したような超音波トランスデューサでは、圧電体とプリント基板との間に、電極リードが介在することになる。また、このような2次元アレイの超音波トランスデューサを形成する際には、プリント基板上に圧電体を並列配置した後、当該並列配置された1列分の超音波トランスデューサを複数積層することにより超音波トランスデューサの2次元配列を形成する工程を経る。   Therefore, in the ultrasonic transducer as described above, the electrode lead is interposed between the piezoelectric body and the printed board. Further, when forming such a two-dimensional array of ultrasonic transducers, a plurality of ultrasonic transducers for one row arranged in parallel are stacked after piezoelectric elements are arranged in parallel on a printed circuit board. A process of forming a two-dimensional array of acoustic transducers is performed.

しかしながら、平面状の圧電体側面を平板状のプリント基板に配置するときに、電極リードが介在してしまうため、電極リードの厚さの分だけ圧電体側面とプリント基板の面が密着しない。すなわち、プリント基板上に圧電体を並列配置する際、また1列分の超音波トランスデューサを複数積層する際に、プリント基板に対して圧電体の位置がずれてしまうおそれがある。また、圧電体は電極リードに対してもずれてしまうおそれがある。   However, when the planar piezoelectric side surface is arranged on the flat printed board, the electrode lead is interposed, and therefore the piezoelectric side surface and the printed board surface do not adhere to each other by the thickness of the electrode lead. That is, when the piezoelectric bodies are arranged in parallel on the printed circuit board or when a plurality of ultrasonic transducers for one row are stacked, the position of the piezoelectric body may be shifted with respect to the printed circuit board. Further, the piezoelectric body may be displaced with respect to the electrode lead.

当該位置ずれが生じてしまうと、超音波トランスデューサの各圧電体を駆動したときに、位置がずれた圧電体それぞれから放射される超音波が、超音波トランスデューサ全体から放射される超音波ビームの形状や、超音波の放射方向にずれを生じさせてしまうおそれがある。結果として、超音波診断装置によって生成される超音波画像に支障をきたすおそれもある。このように図8に示すような超音波トランスデューサにおいては上記のような課題があった。   When the positional deviation occurs, the ultrasonic wave radiated from each of the displaced piezoelectric bodies is driven by the shape of the ultrasonic beam radiated from the entire ultrasonic transducer when each piezoelectric body of the ultrasonic transducer is driven. In addition, there is a risk of causing a shift in the radiation direction of the ultrasonic waves. As a result, there is a possibility that the ultrasonic image generated by the ultrasonic diagnostic apparatus may be hindered. Thus, the ultrasonic transducer as shown in FIG. 8 has the above-described problems.

第2実施形態にかかる超音波トランスデューサは、以上の問題点に鑑みてなされたものである。その概要は、圧電体の前面および背面に対し直交し、プリント基板と対向する圧電体の側面において、電極リードが収容される大きさの溝が超音波の放射方向に形成された超音波トランスデューサである。この超音波トランスデューサは圧電体をプリント基板上に配置した際、プリント基板上の電極リードが当該溝に収容される。   The ultrasonic transducer according to the second embodiment has been made in view of the above problems. The outline is an ultrasonic transducer in which a groove having a size to accommodate an electrode lead is formed in the ultrasonic radiation direction on the side surface of the piezoelectric body that is orthogonal to the front surface and the back surface of the piezoelectric material and faces the printed circuit board. is there. In this ultrasonic transducer, when the piezoelectric body is disposed on the printed board, the electrode lead on the printed board is accommodated in the groove.

つまり、プリント基板の面と圧電体の当該側面との間に生じる電極リード分の隙間が、大幅に低減される。その結果、プリント基板の面と圧電体の当該側面とを密着または近接させることにより、プリント基板に対して圧電体の位置がずれてしまう事態を防止することが可能となる。さらに電極リードが当該溝に収容されているので、プリント基板に対して圧電体がずれるような方向に力が加わっても、当該位置ずれを回避することが可能となる。なおかつこのような位置ずれを防止する結果として、超音波トランスデューサにおける圧電素子配列の位置精度が確保され、超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能となる。   In other words, the gap between the electrode leads generated between the surface of the printed circuit board and the side surface of the piezoelectric body is greatly reduced. As a result, it is possible to prevent a situation in which the position of the piezoelectric body is displaced with respect to the printed circuit board by bringing the surface of the printed circuit board and the side surface of the piezoelectric body into close contact or close to each other. Furthermore, since the electrode lead is accommodated in the groove, even if a force is applied in such a direction that the piezoelectric body is displaced with respect to the printed circuit board, the positional deviation can be avoided. In addition, as a result of preventing such displacement, the positional accuracy of the piezoelectric element arrangement in the ultrasonic transducer is ensured, and it is possible to ensure the accuracy of the shape and radiation direction of the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic probe. Become.

以下、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサの構成について説明する。   The configuration of the ultrasonic transducer according to the second embodiment will be described below.

図5(A)に示すように、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100は、第1実施形態と同様に、圧電素子が3層に積層された積層圧電体114・124を有し、かつ積層圧電体の積層方向における前面に音響整合層110・120が設けられ、前面に対し反対側となる背面にバッキング材118・128が設けられている。この音響整合層110、第1積層圧電体114およびバッキング材118は圧電体ブロック101を構成する。また音響整合層120、第2積層圧電体124およびバッキング材128は圧電体ブロック102を構成する。さらに当該積層圧電体の前面に前面電極112・122が、背面に背面電極116・126が設けられている。また積層圧電体における圧電素子間には各内部電極112a・122a・116a・126aが設けられている。これら超音波トランスデューサ各部の機能、および各部の位置関係については、第1実施形態にかかる超音波トランスデューサと同様であるため、説明を割愛する。   As shown in FIG. 5A, the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment includes laminated piezoelectric bodies 114 and 124 in which piezoelectric elements are laminated in three layers, as in the first embodiment, and The acoustic matching layers 110 and 120 are provided on the front surface in the stacking direction of the multilayer piezoelectric body, and the backing materials 118 and 128 are provided on the back surface opposite to the front surface. The acoustic matching layer 110, the first laminated piezoelectric body 114, and the backing material 118 constitute the piezoelectric body block 101. The acoustic matching layer 120, the second laminated piezoelectric body 124, and the backing material 128 constitute the piezoelectric body block 102. Further, front electrodes 112 and 122 are provided on the front surface of the laminated piezoelectric material, and back electrodes 116 and 126 are provided on the back surface. Further, internal electrodes 112a, 122a, 116a, and 126a are provided between the piezoelectric elements in the laminated piezoelectric material. Since the function of each part of these ultrasonic transducers and the positional relationship of each part are the same as those of the ultrasonic transducer according to the first embodiment, description thereof will be omitted.

また図5(B)に示すように、第1実施形態と同じく、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100における圧電体ブロック101・102は、プリント基板130の表裏面に並列に形成された複数の電極リード131上にそれぞれ並列配置される。第1積層圧電体114と第2積層圧電体124のプリント基板130に対する配置方向は同方向となる。   As shown in FIG. 5B, as in the first embodiment, a plurality of piezoelectric blocks 101 and 102 in the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment are formed in parallel on the front and back surfaces of the printed board 130. The electrode leads 131 are arranged in parallel. The arrangement direction of the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124 with respect to the printed circuit board 130 is the same direction.

また、図5(B)に示すように第1積層圧電体114とプリント基板130、および第2積層圧電体124とプリント基板130とは金属薄膜170によって接続される。このようにプリント基板130の表裏面に対して積層圧電体が配置、接続されることにより、超音波トランスデューサ100を構成する超音波トランスデューサユニット100aが形成される。   Further, as shown in FIG. 5B, the first laminated piezoelectric body 114 and the printed board 130, and the second laminated piezoelectric body 124 and the printed board 130 are connected by a metal thin film 170. Thus, the ultrasonic transducer unit 100a constituting the ultrasonic transducer 100 is formed by arranging and connecting the laminated piezoelectric bodies to the front and back surfaces of the printed circuit board 130.

超音波トランスデューサユニット100aそれぞれは、さらにプリント基板130の表裏面に配置され、積層圧電体における圧電素子の積層方向と直交する方向に積層される。このようにプリント基板130を介して積層される超音波トランスデューサユニット100aの方向はすべて同じ方向となる。このようにして積層圧電体が2次元状に配列され図5(A)に示すような超音波トランスデューサ100が構成される。   Each of the ultrasonic transducer units 100a is further disposed on the front and back surfaces of the printed circuit board 130, and is laminated in a direction orthogonal to the lamination direction of the piezoelectric elements in the laminated piezoelectric body. As described above, the directions of the ultrasonic transducer units 100a stacked via the printed circuit board 130 are all the same. In this way, the laminated piezoelectric bodies are two-dimensionally arranged to constitute an ultrasonic transducer 100 as shown in FIG.

なお、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100は、積層圧電体を有する構成となっているが、本発明の超音波トランスデューサにおいては圧電素子1層の圧電体を用いることも可能である。また、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100においてはプリント基板130の表裏面に電極リード131が設けられているが、電極リード131は表裏面のうち、いずれか一面に設けられていればよい。また、第1積層圧電体114と第2積層圧電体124は同一の構造であってもよい。   Note that the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment is configured to have a laminated piezoelectric material, but in the ultrasonic transducer of the present invention, it is also possible to use a piezoelectric material having a single piezoelectric element. Further, in the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment, the electrode leads 131 are provided on the front and back surfaces of the printed circuit board 130. However, the electrode leads 131 may be provided on either one of the front and back surfaces. . Further, the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124 may have the same structure.

(積層圧電体における側面の構成)
次に、図5(B)を用いて第2実施形態にかかる積層圧電体114・124およびバッキング材118・128の側面の構成について説明する。図5(B)に示すように、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100の第1積層圧電体114には、前面および背面に直交し、プリント基板130表面に対向し、かつ電極リード131上に配置される第1の側面には、凹形状の凹溝119が設けられている。この凹溝119は、圧電体ブロック101において第1積層圧電体114の当該第1の側面における前面電極112から背面電極116を通過して、バッキング材128における後段電子回路側(中継基板側)まで至る。また凹溝119の幅(第1積層圧電体の積層方向と直交する方向の長さ)は、電極リード131の幅とほぼ同じ長さか、または電極リード131の幅よりやや長くなるように形成される。このように凹溝119を構成することにより、第1積層圧電体114をプリント基板130上に配置する際、電極リード131が当該凹溝119に収容される。
(Structure of side face in laminated piezoelectric material)
Next, the configuration of the side surfaces of the laminated piezoelectric bodies 114 and 124 and the backing materials 118 and 128 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5B, the first laminated piezoelectric body 114 of the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment is orthogonal to the front surface and the back surface, is opposed to the surface of the printed circuit board 130, and is on the electrode lead 131. A concave groove 119 having a concave shape is provided on the first side surface disposed on the first side surface. The concave groove 119 passes through the back electrode 116 from the front electrode 112 on the first side surface of the first multilayer piezoelectric body 114 in the piezoelectric block 101 to the subsequent electronic circuit side (relay substrate side) in the backing material 128. It reaches. The width of the concave groove 119 (the length in the direction orthogonal to the stacking direction of the first multilayer piezoelectric body) is substantially the same as the width of the electrode lead 131 or slightly longer than the width of the electrode lead 131. The By configuring the concave groove 119 in this manner, the electrode lead 131 is accommodated in the concave groove 119 when the first laminated piezoelectric body 114 is disposed on the printed circuit board 130.

また、この凹溝119の深さ(第1積層圧電体114の第1の側面から、凹溝119底面までの長さ)は、電極リード131がプリント基板130から突出する高さよりやや浅く形成されることが望ましい。これは第1積層圧電体114における第1の側面を、プリント基板130の面に配置する際、プリント基板130と第1積層圧電体114とを接触させようとする力を、電極リード131の部分に集中させやすくするためである。このように凹溝119を構成することで、電極リード131と積層圧電体における各電極(前面電極112等)との電気的な接続が確実となる。   Further, the depth of the concave groove 119 (the length from the first side surface of the first laminated piezoelectric body 114 to the bottom surface of the concave groove 119) is formed slightly shallower than the height at which the electrode lead 131 protrudes from the printed circuit board 130. It is desirable. This is because when the first side surface of the first multilayer piezoelectric body 114 is disposed on the surface of the printed circuit board 130, a force to contact the printed circuit board 130 and the first multilayer piezoelectric body 114 is applied to the electrode lead 131 portion. This is to make it easier to concentrate on. By configuring the concave groove 119 in this manner, the electrical connection between the electrode lead 131 and each electrode (front electrode 112, etc.) in the laminated piezoelectric body is ensured.

また、この凹溝119の形状は、電極リード131の形状に対応した形状となるように構成することが望ましい。すなわちこのように構成することで、第1積層圧電体114における第1の側面をプリント基板130の面に配置する際に生じやすくなる、圧電素子の積層方向と直交する方向の積層圧電体の位置ずれを防止することが可能となる。   Further, it is desirable that the concave groove 119 has a shape corresponding to the shape of the electrode lead 131. That is, with this configuration, the position of the laminated piezoelectric material in the direction orthogonal to the lamination direction of the piezoelectric elements, which is likely to occur when the first side surface of the first laminated piezoelectric material 114 is arranged on the surface of the printed circuit board 130. A shift can be prevented.

また、第1積層圧電体114の第1の側面と同様に、第2の側面においても凹溝119が設けられる。さらに図5(B)に示すように、圧電体ブロック102における第2積層圧電体124の第1の側面および第2の側面においても、第1積層圧電体114の凹溝119と同様に、バッキング材128まで至るように形成された、凹溝129が形成される。なお、第2実施形態にかかる超音波トランスデューサにおいても第1積層圧電体114および第2積層圧電体124の側面における、金属薄膜170と各電極の絶縁処理を、第1実施形態と同様に構成することも可能である。ただしこの場合、各凹溝119の深さは、溝111・113・115・117の深さより、浅く形成される。また各凹溝129の深さは、溝121・123・125・127の深さより、浅く形成される。凹溝の方が深い場合、金属薄膜170が、絶縁しようとする積層圧電体の各電極に対して接触してしまうからである。   Further, similarly to the first side surface of the first laminated piezoelectric body 114, the concave groove 119 is provided also on the second side surface. Further, as shown in FIG. 5B, the first side surface and the second side surface of the second multilayer piezoelectric body 124 in the piezoelectric body block 102 are also backed in the same manner as the concave groove 119 of the first multilayer piezoelectric body 114. A concave groove 129 formed to reach the material 128 is formed. In the ultrasonic transducer according to the second embodiment, the insulation treatment between the metal thin film 170 and each electrode on the side surfaces of the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124 is configured in the same manner as in the first embodiment. It is also possible. However, in this case, the depth of each concave groove 119 is formed shallower than the depth of the grooves 111, 113, 115, and 117. The depth of each concave groove 129 is shallower than the depth of the grooves 121, 123, 125, and 127. This is because when the groove is deeper, the metal thin film 170 comes into contact with each electrode of the laminated piezoelectric material to be insulated.

(製造工程)
次に、図5〜図7を用いて本実施形態における超音波トランスデューサ100の製造工程の概略について説明する。図6(A)は、この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100の製造工程において、圧電体ブロックに凹溝119や金属薄膜170が形成される前の状態を示す概略斜視図である。図6(B)は、図6(A)の圧電体ブロックに対しに凹溝119が形成され、金属薄膜170が形成される過程を示す概略斜視図である。図6(C)は、図6(A)・(B)の工程を経て、圧電体ブロックに金属薄膜170が形成された状態を示す概略斜視図である。図6(D)は、図6(C)の概略部分拡大図である。図7(A)は、この発明の第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100の製造工程において、金属薄膜170が形成された圧電体ブロックをプリント基板130の表裏面に配置する過程を示す概略斜視図である。図7(B)は、図7(A)における超音波トランスデューサユニット100aを積層した後、分割される前の超音波トランスデューサ100を示す概略斜視図である。
(Manufacturing process)
Next, the outline of the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6A is a schematic perspective view showing a state before the concave groove 119 and the metal thin film 170 are formed in the piezoelectric body block in the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment of the present invention. . FIG. 6B is a schematic perspective view showing a process in which the groove 119 is formed in the piezoelectric block of FIG. 6A and the metal thin film 170 is formed. FIG. 6C is a schematic perspective view showing a state in which the metal thin film 170 is formed on the piezoelectric block through the steps of FIGS. 6A and 6B. FIG. 6D is a schematic partially enlarged view of FIG. FIG. 7A is a schematic perspective view showing a process of arranging the piezoelectric block on which the metal thin film 170 is formed on the front and back surfaces of the printed circuit board 130 in the manufacturing process of the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment of the present invention. FIG. FIG. 7B is a schematic perspective view showing the ultrasonic transducer 100 before being divided after the ultrasonic transducer units 100a in FIG. 7A are stacked.

なお、圧電体ブロックを形成するまでの工程は、第1実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程と同一であるため、説明を割愛する。   In addition, since the process until formation of a piezoelectric body block is the same as the manufacturing process of the ultrasonic transducer | vibrator concerning 1st Embodiment, description is omitted.

(ステップ1)
図6(B)に示すように、まず図6(A)のような凹溝が形成される前の圧電体ブロック101・102の第1の側面および第2の側面に対し、前面電極が形成されている部分から、バッキング材における積層圧電体との境界部分と反対側の端部まで、凹溝119・129を形成する。またこの凹溝は積層圧電体における圧電素子の積層方向とほぼ同じ方向に形成される。
(Step 1)
As shown in FIG. 6B, first, front electrodes are formed on the first and second side surfaces of the piezoelectric blocks 101 and 102 before the concave grooves as shown in FIG. 6A are formed. Concave grooves 119 and 129 are formed from the formed portion to the end of the backing material opposite to the boundary portion with the laminated piezoelectric body. The concave grooves are formed in substantially the same direction as the stacking direction of the piezoelectric elements in the stacked piezoelectric body.

(ステップ2)
次に、図6(B)に示すように凹溝が形成された圧電体ブロックにおける積層圧電体の第1の側面および第2の側面に対し、金属薄膜170を形成する。なお、この圧電体ブロックは、この後の工程で分割され、2次元アレイの超音波トランスデューサ100における1列分の積層圧電体を構成するものである。
(Step 2)
Next, as shown in FIG. 6B, a metal thin film 170 is formed on the first side face and the second side face of the laminated piezoelectric body in the piezoelectric body block in which the concave grooves are formed. This piezoelectric body block is divided in the subsequent steps, and constitutes one row of laminated piezoelectric bodies in the ultrasonic transducer 100 of a two-dimensional array.

(ステップ3)
第1積層圧電体114および第2積層圧電体124における第1の側面および第2の側面に対し金属薄膜170がそれぞれ形成された後、圧電体ブロック101および圧電体ブロック102は、図7(A)に示すように、プリント基板130の電極リード131上に配置される。すなわち、表裏面に電極リード131が形成された、分割される前のプリント基板130に対し、表面(図7(A)の左側の面)に圧電体ブロック101を配置する。このときプリント基板130の電極リード131の位置と第1積層圧電体114の第1の側面(図7(A)の右側の面)の位置とを合わせるように配置する。さらにプリント基板130の裏面には、圧電体ブロック102が配置される。当該圧電体ブロック102においても、裏面の電極リード131の位置と第2積層圧電体124の第2の側面(図7(A)の左側の面)の位置とを合わせるように配置する。このようにしてプリント基板130の表裏面に圧電体ブロックを形成して、分割前の超音波トランスデューサユニット100aを形成する。
(Step 3)
After the metal thin film 170 is formed on the first side surface and the second side surface of the first laminated piezoelectric body 114 and the second laminated piezoelectric body 124, respectively, the piezoelectric body block 101 and the piezoelectric body block 102 are shown in FIG. As shown in FIG. 3, the electrode lead 131 is disposed on the printed board 130. That is, the piezoelectric block 101 is disposed on the front surface (the left surface in FIG. 7A) of the printed circuit board 130 before being divided, on which the electrode leads 131 are formed on the front and back surfaces. At this time, the position of the electrode lead 131 of the printed circuit board 130 and the position of the first side surface (the right side surface in FIG. 7A) of the first laminated piezoelectric body 114 are arranged to match. Further, a piezoelectric block 102 is disposed on the back surface of the printed board 130. Also in the piezoelectric block 102, the position of the electrode lead 131 on the back surface and the position of the second side surface (the left side surface in FIG. 7A) of the second laminated piezoelectric material 124 are aligned. In this way, the piezoelectric block is formed on the front and back surfaces of the printed circuit board 130, and the ultrasonic transducer unit 100a before division is formed.

(ステップ4)
超音波トランスデューサユニット100aが複数形成されると、第1実施形態と同様に、これらはさらにプリント基板130を介して積層される。このようにして超音波トランスデューサユニット100aが積層されていき、分割前の超音波トランスデューサ100が形成される。
(Step 4)
When a plurality of ultrasonic transducer units 100a are formed, these are further stacked via the printed circuit board 130 as in the first embodiment. In this way, the ultrasonic transducer units 100a are stacked, and the ultrasonic transducer 100 before division is formed.

(ステップ5)
超音波トランスデューサ100が形成された後、図5(A)に示すように。音響整合層110・120側から、超音波トランスデューサユニット100aの積層方向と平行で、かつ圧電体側面の溝(111等)の方向と直交する方向に超音波トランスデューサ100を分割する。当該分割によってできた溝に絶縁樹脂を充填して、図1(A)に示す超音波トランスデューサ100が形成される。
(Step 5)
After the ultrasonic transducer 100 is formed, as shown in FIG. From the acoustic matching layer 110/120 side, the ultrasonic transducer 100 is divided in a direction parallel to the stacking direction of the ultrasonic transducer unit 100a and perpendicular to the direction of the groove (111 etc.) on the side surface of the piezoelectric body. An ultrasonic transducer 100 shown in FIG. 1A is formed by filling the groove formed by the division with an insulating resin.

なお、第2実施形態における超音波トランスデューサ100とIC基板との接続は、第1実施形態にかかる超音波トランスデューサと同様であるため、説明を割愛する。   Note that the connection between the ultrasonic transducer 100 and the IC substrate in the second embodiment is the same as that of the ultrasonic transducer according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

(作用・効果)
以上説明した第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100およびそれを用いた超音波プローブ(不図示)の作用及び効果について説明する。
(Action / Effect)
Operations and effects of the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment described above and an ultrasonic probe (not shown) using the ultrasonic transducer 100 will be described.

第2実施形態にかかる超音波トランスデューサ100およびそれを用いた超音波プローブ220は、積層圧電体(114・124)の前面および背面に直交する第1の側面および第2の側面から、バッキング材(118・128)に連続して形成される凹溝(119・129)を備えている。この凹溝は、第1の側面における前面電極側の端縁から圧電素子の積層方向と同じ方向に形成され、かつ当該前面電極側端縁から背面電極を経由してバッキング材における後段電子回路側まで延伸するように形成される。さらにこの凹溝は、プリント基板130における電極リード131とほぼ同じ幅かやや大きい幅となるように形成される。   The ultrasonic transducer 100 and the ultrasonic probe 220 using the ultrasonic transducer 100 according to the second embodiment are provided with a backing material (from the first side surface and the second side surface orthogonal to the front surface and the back surface of the laminated piezoelectric material (114, 124). 118, 128) and a concave groove (119, 129) formed continuously. The concave groove is formed in the same direction as the stacking direction of the piezoelectric elements from the edge on the front electrode side on the first side surface, and from the front electrode side edge to the rear electronic circuit side in the backing material via the back electrode It is formed so that it may extend | stretch to. Further, the concave groove is formed to have a width substantially the same as or slightly larger than the electrode lead 131 in the printed board 130.

したがって、プリント基板130に積層圧電体を配置する際、当該凹溝に電極リード131が収容される。すなわち、プリント基板130の面と圧電体の側面との間に生じる間隙を大幅に低減させることができる。その結果、プリント基板130の面と積層圧電体の側面とを密着または近接させることが可能となり、プリント基板130に対して積層圧電体の位置がずれてしまう事態を防止することが可能となる。   Therefore, when the laminated piezoelectric body is arranged on the printed board 130, the electrode lead 131 is accommodated in the concave groove. That is, the gap generated between the surface of the printed circuit board 130 and the side surface of the piezoelectric body can be greatly reduced. As a result, the surface of the printed circuit board 130 and the side surface of the multilayer piezoelectric body can be brought into close contact with each other, or a situation in which the position of the multilayer piezoelectric body is displaced from the printed circuit board 130 can be prevented.

さらに、電極リード131が凹溝(119・129)に収容されているので、プリント基板130に積層圧電体を配置する際、プリント基板130に対して積層圧電体がずれるような方向に力が加わっても、当該位置ずれを回避することが可能となる。なおかつこのような位置ずれを防止する結果として、超音波トランスデューサ100における圧電素子配列の位置精度が確保され、超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能となる。   Further, since the electrode lead 131 is accommodated in the concave groove (119, 129), when the laminated piezoelectric material is disposed on the printed circuit board 130, a force is applied in such a direction that the laminated piezoelectric material is displaced with respect to the printed circuit board 130. However, it is possible to avoid the positional deviation. In addition, as a result of preventing such displacement, the positional accuracy of the piezoelectric element array in the ultrasonic transducer 100 is ensured, and the accuracy of the shape and radiation direction of the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic probe can be ensured. It becomes.

また、以上説明した本実施形態の超音波トランスデューサ100は、プリント基板130の面と圧電体の側面との間に生じる間隙を大幅に低減させることができるため、超音波トランスデューサユニット100aの積層方向における、積層厚さを薄くすることができ、超音波トランスデューサ100および超音波プローブの小型化を図ることが可能となる。   In addition, since the ultrasonic transducer 100 of the present embodiment described above can greatly reduce the gap generated between the surface of the printed circuit board 130 and the side surface of the piezoelectric body, the ultrasonic transducer unit 100a in the stacking direction. The laminated thickness can be reduced, and the ultrasonic transducer 100 and the ultrasonic probe can be miniaturized.

また、以上説明した本実施形態の超音波トランスデューサ100は、プリント基板130の表面だけでなく裏面にも電極リード131が設けられており、1枚のプリント基板の1つの面にのみ圧電体を配列する構成と比較して、2列の圧電体に対し1枚の基板で後段電子回路との接続を行うことができる。結果として超音波トランスデューサ100とIC基板200(図4参照)とを接続する、プリント基板130と中継基板201との接続構造を単純化することが可能となる。さらに当該プリント基板130と中継基板201との接続部分の小型化を図ることができる。   In addition, the ultrasonic transducer 100 of the present embodiment described above is provided with electrode leads 131 not only on the front surface but also on the back surface of the printed circuit board 130, and the piezoelectric bodies are arranged only on one surface of one printed circuit board. Compared with the structure to perform, it can connect with a back | latter stage electronic circuit with one board | substrate with respect to two rows of piezoelectric bodies. As a result, the connection structure between the printed board 130 and the relay board 201 that connects the ultrasonic transducer 100 and the IC board 200 (see FIG. 4) can be simplified. Further, the connection portion between the printed board 130 and the relay board 201 can be reduced in size.

100 超音波トランスデューサ
100a 超音波トランスデューサユニット
101・102 圧電体ブロック
110・120 音響整合層
111・113・115・117・121・123・125・127 溝
112・122 前面電極
112a・122a 第1内部電極
114 第1積層圧電体
124 第2積層圧電体
116・126 背面電極
116a・126a 第2内部電極
118・128 バッキング材
119・129 凹溝
130 プリント基板
131 電極リード
200 IC基板
201 中継基板
205 IC
210 ケーブル接続基板
220 超音波プローブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ultrasonic transducer 100a Ultrasonic transducer unit 101 * 102 Piezoelectric block 110 * 120 Acoustic matching layer 111 * 113 * 115 * 117 * 121 * 123 * 125 * 127 Groove 112 * 122 Front electrode 112a * 122a 1st internal electrode 114 First laminated piezoelectric material 124 Second laminated piezoelectric material 116/126 Back electrode 116a / 126a Second internal electrode 118/128 Backing material 119/129 Groove 130 Printed circuit board 131 Electrode lead 200 IC board 201 Relay board 205 IC
210 Cable connection board 220 Ultrasonic probe

Claims (7)

第1プリント基板と、
超音波放射方向側の前面には前面電極が、反対側の背面には背面電極が形成され、かつ当該前面および当該背面と直交する第1の側面における当該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第1の凹溝を有し、かつ第1の側面と反対側の第2の側面において当該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第2の凹溝を有し、かつ前面および背面が前記第1プリント基板の表面に直交し当該第1の側面または第2の側面が当該表面に対向するように並列に配置された複数の第1の圧電体と、
前記第1の圧電体と同一の構造であってその前面および背面が前記第1のプリント基板の前記表面と反対側の裏面に直交し、かつ前記第1の凹溝または第2の凹溝が当該裏面に対向するように並列に配置される複数の第2の圧電体と、
前記第1プリント基板の前記表面上に形成され、かつ前記第1の圧電体の第1の凹溝または第2の凹溝に収納され、かつ該第1の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合される複数の第1電極リードと、
前記第1プリント基板の前記裏面上に形成され、前記第2の圧電体の前記第1の凹溝または第2の凹溝に収納され、かつ該第2の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合される複数の第2電極リードとを備えたこと、
を特徴とする超音波トランスデューサ。
A first printed circuit board;
A front electrode is formed on the front surface in the ultrasonic radiation direction side, a back electrode is formed on the back surface on the opposite side, and the back electrode is formed from an edge on the front electrode side on the front surface and a first side surface orthogonal to the back surface. A first concave groove formed toward the side edge, and from the edge on the front electrode side toward the edge on the back electrode side on the second side surface opposite to the first side surface. And are arranged in parallel so that the front surface and the back surface are orthogonal to the surface of the first printed circuit board and the first side surface or the second side surface faces the surface. A plurality of first piezoelectric bodies;
It has the same structure as the first piezoelectric body, and the front surface and the back surface thereof are orthogonal to the back surface opposite to the front surface of the first printed circuit board, and the first concave groove or the second concave groove is provided. A plurality of second piezoelectric bodies arranged in parallel so as to face the back surface;
Formed on the front surface of the first printed circuit board and housed in the first or second groove of the first piezoelectric body, and the front electrode or back surface of the first piezoelectric body, respectively. A plurality of first electrode leads coupled directly or indirectly to one of the electrodes;
Formed on the back surface of the first printed circuit board, housed in the first or second groove of the second piezoelectric body, and the front electrode or back surface of the second piezoelectric body, respectively. A plurality of second electrode leads coupled directly or indirectly to one of the electrodes;
Ultrasonic transducer characterized by.
前記第1の圧電体および第2の圧電体のそれぞれは、前記前面から前記背面の方向に複数の圧電素子が積層されて構成され、かつ該積層される該複数の圧電素子それぞれの間には内部電極が形成される積層圧電体であること、
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。
Each of the first piezoelectric body and the second piezoelectric body is configured by stacking a plurality of piezoelectric elements in the direction from the front surface to the back surface, and between each of the stacked piezoelectric elements. A laminated piezoelectric body on which internal electrodes are formed;
The ultrasonic transducer according to claim 1.
前記第1の凹溝および第2の凹溝の深さより、前記第1電極リードおよび前記第2電極リードが前記第1プリント基板の面から突出する高さの方が長いこと、
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 height at which the first electrode lead and the second electrode lead protrude from the surface of the first printed circuit board is longer than the depth of the first groove and the second groove,
The ultrasonic transducer according to claim 1.
前記第1プリント基板における第1電極リードおよび第2電極リードのそれぞれには、対応する前記第1の圧電体および第2の圧電体それぞれの前記前面電極および前記背面電極のうち、同種の電極のみが結合されること、
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。
Each of the first electrode lead and the second electrode lead on the first printed circuit board includes only the same type of electrodes among the front electrode and the back electrode of the corresponding first piezoelectric body and second piezoelectric body. Are combined,
The ultrasonic transducer according to claim 1.
前記第1プリント基板の表面と対向する、前記第1の圧電体側の前記第1の側面または前記第2の側面と前記第1の電極リードとの間に設けられた導電性の薄膜を介して、該第1プリント基板における該第1電極リードと、該第1の圧電体における前記前面電極または前記背面電極とが接続され、
前記第1プリント基板の裏面と対向する、前記第2の圧電体側の前記第1の側面または前記第2の側面と前記第2の電極リードとの間に設けられた導電性の薄膜を介して、該第1プリント基板における該第2電極リードと、該第2の圧電体における前記前面電極または前記背面電極とが接続されること、
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。
Via a conductive thin film provided between the first electrode lead or the first side surface on the first piezoelectric body side facing the surface of the first printed circuit board and the first electrode lead The first electrode lead in the first printed circuit board and the front electrode or the back electrode in the first piezoelectric body are connected,
Via the first thin film on the second piezoelectric material side facing the back surface of the first printed circuit board or a conductive thin film provided between the second side wall and the second electrode lead The second electrode lead of the first printed circuit board is connected to the front electrode or the back electrode of the second piezoelectric body;
The ultrasonic transducer according to claim 1.
前記第1プリント基板とほぼ同一の構造であって、前記第1の圧電体における前記第1プリント基板と接続された第1の側面と反対側である第2の側面または第2の側面と反対側である第1の側面に対し、その表面が直接的または間接的に接続される第2プリント基板と、
前記第1の圧電体と同一の構造であって、その前面および背面が前記第2プリント基板の裏面に直交し、前記第1の凹溝または第2の凹溝が当該裏面に対向するとともに並列に配置される複数の第3の圧電体と、を備えたこと、
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 first printed circuit board has substantially the same structure and is opposite to the second side surface or the second side surface of the first piezoelectric body opposite to the first side surface connected to the first printed circuit board. A second printed circuit board whose surface is directly or indirectly connected to the first side surface,
It has the same structure as the first piezoelectric body, and the front surface and the back surface thereof are orthogonal to the back surface of the second printed circuit board, and the first concave groove or the second concave groove faces the back surface and is in parallel. A plurality of third piezoelectric bodies arranged in
The ultrasonic transducer according to claim 1.
第1プリント基板と、
超音波放射方向側の前面には前面電極が、当該前面に対し反対側となる背面には背面電極が形成され、かつ当該前面および当該背面と直交する第1の側面における当該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第1の凹溝を有し、かつ第1の側面と反対側の第2の側面において当該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第2の凹溝を有し、かつ前面および背面が前記第1プリント基板の表面に直交し当該第1の側面または第2の側面が当該表面に対向するように並列に配置された複数の第1の圧電体と、
前記第1の圧電体と同一の構造であってその前面および背面が前記第1のプリント基板の前記表面と反対側となる裏面に直交し、かつ前記第1の凹溝または第2の凹溝が当該裏面に対向するように並列に配置される複数の第2の圧電体と、
前記第1プリント基板の前記表面上に形成され、かつ前記第1の圧電体の第1の凹溝または第2の凹溝に収納され、かつ該第1の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合される複数の第1電極リードと、
前記第1プリント基板の前記裏面上に形成され、前記第2の圧電体の前記第1の凹溝または第2の凹溝に収納され、かつ該第2の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合される複数の第2電極リードとを有する超音波トランスデューサを備えたこと、
を特徴とする超音波プローブ。
A first printed circuit board;
A front electrode is formed on the front surface on the ultrasonic radiation direction side, a back electrode is formed on the back surface opposite to the front surface, and an end on the front electrode side in the first side surface orthogonal to the front surface and the back surface. A first concave groove formed from the edge toward the edge on the back electrode side, and on the back electrode side from the edge on the front electrode side on the second side surface opposite to the first side surface A second concave groove formed toward the edge of the first printed circuit board, and a front surface and a rear surface are orthogonal to the surface of the first printed circuit board, and the first side surface or the second side surface faces the surface. A plurality of first piezoelectric bodies arranged in parallel with each other;
It has the same structure as the first piezoelectric body, and the front surface and the back surface thereof are orthogonal to the back surface opposite to the front surface of the first printed circuit board, and the first concave groove or the second concave groove. A plurality of second piezoelectric bodies arranged in parallel so as to face the back surface,
Formed on the front surface of the first printed circuit board and housed in the first or second groove of the first piezoelectric body, and the front electrode or back surface of the first piezoelectric body, respectively. A plurality of first electrode leads coupled directly or indirectly to one of the electrodes;
Formed on the back surface of the first printed circuit board, housed in the first or second groove of the second piezoelectric body, and the front electrode or back surface of the second piezoelectric body, respectively. Comprising an ultrasonic transducer having a plurality of second electrode leads coupled directly or indirectly to one of the electrodes;
Ultrasonic probe characterized by.
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