JP6594807B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

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Description

本発明は、超音波探触子に関し、特に、二次元アレイ振動子を備えた超音波探触子の構造に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to the structure of an ultrasonic probe provided with a two-dimensional array transducer.

超音波探触子は、生体を超音波診断するための送受波器であり、一般に、アレイ振動子を含む積層体(振動子アセンブリ、振動子ユニット)を有している。アレイ振動子は複数の振動素子からなる。個々の振動素子は、例えば、圧電材料あるいはそれを含む複合材料により構成される。アレイ振動子の上面側(生体側)には1又は複数の整合層が設けられる。アレイ振動子の下面側(非生体側)にはアレイ振動子から背面側に放射された不要超音波を減衰させ又は吸収するバッキング部材が設けられる。アレイ振動子とバッキング部材との間に、共振層、反射層等が設けられることもある。   An ultrasonic probe is a transducer for ultrasonic diagnosis of a living body, and generally has a laminated body (a transducer assembly, a transducer unit) including an array transducer. The array vibrator is composed of a plurality of vibration elements. Each vibration element is made of, for example, a piezoelectric material or a composite material including the piezoelectric material. One or a plurality of matching layers are provided on the upper surface side (biological side) of the array transducer. A backing member for attenuating or absorbing unwanted ultrasonic waves radiated from the array transducer to the back side is provided on the lower surface side (non-biological side) of the array transducer. A resonance layer, a reflection layer, or the like may be provided between the array transducer and the backing member.

アレイ振動子として、一次元アレイ振動子の他、二次元アレイ振動子が知られている。二次元アレイ振動子は、通常、生体内の三次元空間に対して超音波を送受波する場合に用いられる。二次元アレイ振動子の背面側に設けられるバッキング部材は、一般に、二次元アレイ振動子を構成する複数の振動素子に対して複数のシグナルラインを接続するための二次元リードアレイを含む。二次元リードアレイは、二次元的に配列された複数のリードで構成される。   As an array transducer, a two-dimensional array transducer is known in addition to a one-dimensional array transducer. The two-dimensional array transducer is usually used when ultrasonic waves are transmitted / received to / from a three-dimensional space in a living body. The backing member provided on the back side of the two-dimensional array transducer generally includes a two-dimensional lead array for connecting a plurality of signal lines to a plurality of vibration elements constituting the two-dimensional array transducer. The two-dimensional lead array is composed of a plurality of leads arranged two-dimensionally.

例えば、特許文献1には、二次元リードアレイを備えたバッキング部材の構造に係る発明が開示されている。なお、特許文献2には、バッキング部材の一部が凸形状に形成された振動子を有する超音波トランスデューサが記載されており、特許文献3には、集積回路にフリップチップバンプを介して結合された音響素子のアレイを有する超音波トランスデューサが記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses an invention relating to the structure of a backing member having a two-dimensional lead array. Patent Document 2 describes an ultrasonic transducer having a vibrator in which a part of a backing member is formed in a convex shape, and Patent Document 3 is coupled to an integrated circuit via a flip chip bump. An ultrasonic transducer having an array of acoustic elements is described.

特開2015−228932号公報JP2015-228932A 特許第5820511号公報Japanese Patent No. 5820511 特表2008−509774号公報Special table 2008-509774 gazette

特許文献1に開示される超音波探触子は、二次元アレイ振動子の背面側に設けられるバッキング部材のバッキング作用を向上させ、また、そのバッキング部材に含まれている二次元リードアレイの電気的特性を向上させることができる画期的なものである。   The ultrasonic probe disclosed in Patent Document 1 improves the backing action of the backing member provided on the back side of the two-dimensional array transducer, and the electrical property of the two-dimensional lead array included in the backing member. It is an epoch-making thing that can improve the physical characteristics.

本願の発明者らは、特許文献1に開示される画期的な超音波探触子のさらなる改良技術について研究開発を重ねてきた。   The inventors of the present application have conducted research and development on a further improvement technique for the innovative ultrasonic probe disclosed in Patent Document 1.

本発明の目的は、二次元アレイ振動子を備えた超音波探触子の構造に関する改良技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an improved technique related to the structure of an ultrasonic probe provided with a two-dimensional array transducer.

上記目的にかなう好適な超音波探触子は、二次元的に配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子と、前記二次元アレイ振動子の背面側に設けられ、前記複数の振動素子に電気的に接続される複数のリードを備えるバッキング部材と、前記バッキング部材の背面に設けられ、前記複数のリードに電気的に接続される複数のリード電極と、前記バッキング部材側の表面に複数の信号電極が設けられた信号処理層と、前記バッキング部材の背面に設けられた前記複数のリード電極と前記信号処理層の表面に設けられた前記複数の信号電極とを電気的に接続する複数のバンプと、を有することを特徴とする。   An ultrasonic probe suitable for the above object is provided with a two-dimensional array transducer composed of a plurality of two-dimensionally arranged transducer elements and a back side of the two-dimensional array transducer, and the plurality of transducers A backing member having a plurality of leads electrically connected to the element, a plurality of lead electrodes provided on the back surface of the backing member and electrically connected to the plurality of leads, and a surface on the backing member side The signal processing layer provided with a plurality of signal electrodes, the plurality of lead electrodes provided on the back surface of the backing member, and the plurality of signal electrodes provided on the surface of the signal processing layer are electrically connected. And a plurality of bumps.

上記構成の超音波探触子は、バッキング部材の背面に設けられた複数のリード電極と信号処理層の表面に設けられた複数の信号電極を備えており、複数のリード電極と複数の信号電極が電気的に接続される。例えば、互いに対応関係にある各リード電極と各信号電極が電気的に接続される。複数のリード電極が設けられるバッキング部材の背面と、複数の信号電極が設けられる信号処理層の表面は、互いに平行であることが望ましい。例えば、バッキング部材の背面と信号処理層の表面が完全に平行であれば、複数のリード電極と複数の信号電極とを直接的に接続することが比較的容易になる。しかし、例えば材質や製造方法の相違などの影響により、バッキング部材の背面と信号処理層の表面を完全に平行にすることは難しい。一方の面に対して他方の面が反ってしまうと、例えばバッキング部材の背面が平坦であるにも関わらず信号処理層の表面に反りがあると、これら2つの面(バッキング部材の背面と信号処理層の表面)に設けられた各リード電極と各信号電極までの距離が面内において均一ではなくなるため、複数のリード電極と複数の信号電極を直接的に接続することが難しくなる。上記構成の超音波探触子によれば、複数のバンプを介して複数のリード電極と複数の信号電極が電気的に接続されるため、例えば、各リード電極と各信号電極までの距離が面内において不均一な場合でも、例えば複数のバンプの少なくとも一部が互いに高さを異ならせることにより、その不均一さが複数のバンプにより解消または低減され、複数のリード電極と複数の信号電極との間の電気的な接続の確実性を高めることができる。したがって、各バンプは、各リード電極と各信号電極までの距離に応じて高さを変化させることが望ましい。例えば、各バンプは、バッキング部材と信号処理層とを接合する際に、接合により高さを変化させるのに適した材質と形状を備えることが望ましい。例えば、各バンプの材質としては金(Au)などの金属が好適であり、各バンプの形状としては凸形状などが好適である。例えば、複数の信号電極上に複数のバンプが設けられ、各バンプがバッキング部材側に先細りの凸形状であれば、いくつかのバンプが、対応するリード電極に押しつぶされ、または、対応するリード電極に突き刺さるなどにより、各信号電極から各リード電極までの距離である高さを変化させつつ、各信号電極と各リード電極を電気的に接続することが可能になる。   The ultrasonic probe having the above configuration includes a plurality of lead electrodes provided on the back surface of the backing member and a plurality of signal electrodes provided on the surface of the signal processing layer. The plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes are provided. Are electrically connected. For example, each lead electrode and each signal electrode that are in a corresponding relationship are electrically connected. The back surface of the backing member provided with a plurality of lead electrodes and the surface of the signal processing layer provided with the plurality of signal electrodes are preferably parallel to each other. For example, if the back surface of the backing member and the surface of the signal processing layer are completely parallel, it is relatively easy to directly connect the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes. However, it is difficult to make the back surface of the backing member and the surface of the signal processing layer completely parallel due to the influence of, for example, differences in materials and manufacturing methods. When the other surface is warped with respect to one surface, for example, when the back surface of the backing member is flat but the surface of the signal processing layer is warped, these two surfaces (back surface of the backing member and signal Since the distance between each lead electrode and each signal electrode provided on the surface of the treatment layer is not uniform in the plane, it is difficult to directly connect the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes. According to the ultrasonic probe having the above configuration, since the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes are electrically connected via the plurality of bumps, for example, the distance between each lead electrode and each signal electrode is a surface. Even in the case of non-uniformity, for example, by making at least some of the plurality of bumps have different heights, the non-uniformity is eliminated or reduced by the plurality of bumps, and the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes The reliability of the electrical connection between can be increased. Therefore, it is desirable to change the height of each bump according to the distance between each lead electrode and each signal electrode. For example, each bump desirably has a material and a shape suitable for changing the height by bonding when the backing member and the signal processing layer are bonded. For example, the material of each bump is preferably a metal such as gold (Au), and the shape of each bump is preferably a convex shape. For example, if a plurality of bumps are provided on a plurality of signal electrodes, and each bump is a tapered convex shape on the backing member side, some bumps are crushed by corresponding lead electrodes, or corresponding lead electrodes Each signal electrode and each lead electrode can be electrically connected while changing the height, which is the distance from each signal electrode to each lead electrode.

望ましい具体例において、前記各バンプは前記各リード電極と前記各信号電極との間に配置されて当該各リード電極と当該各信号電極とを電気的に接続することを特徴とする。   In a preferred embodiment, the bumps are disposed between the lead electrodes and the signal electrodes to electrically connect the lead electrodes and the signal electrodes.

望ましい具体例において、前記各バンプは、前記各リード電極側が先細りの凸形状であることを特徴とする。   In a preferred embodiment, each of the bumps has a tapered convex shape on the side of each lead electrode.

望ましい具体例において、前記各バンプは、前記各信号電極上に載置され当該各信号電極に電気的に接続されることを特徴とする。   In a preferred embodiment, each bump is placed on each signal electrode and electrically connected to each signal electrode.

望ましい具体例において、前記複数のバンプのうちの少なくとも一つが前記各リード電極に突き刺さって当該各リード電極に電気的に接続されることを特徴とする。   In a preferred embodiment, at least one of the plurality of bumps pierces each lead electrode and is electrically connected to each lead electrode.

望ましい具体例において、前記複数のバンプのうちの少なくとも一つが前記各リード電極に接触しつつ押し潰されて当該各リード電極に電気的に接続されることを特徴とする。   In a preferred embodiment, at least one of the plurality of bumps is crushed while being in contact with each lead electrode, and is electrically connected to each lead electrode.

望ましい具体例において、前記超音波探触子は、前記各バンプの前記各リード電極側に設けられ、前記各バンプと前記各リード電極とを電気的に接続する導電性ペーストをさらに有することを特徴とする。   In a preferred embodiment, the ultrasonic probe further includes a conductive paste that is provided on the lead electrode side of each bump and electrically connects the bump and the lead electrode. And

望ましい具体例において、前記超音波探触子は、前記バッキング部材の背面と前記信号処理層の表面との間に充填され、前記バッキング部材と前記信号処理層とを構造的に接続する硬化収縮剤をさらに有することを特徴とする。   In a preferred embodiment, the ultrasonic probe is filled between the back surface of the backing member and the surface of the signal processing layer, and the curing shrinkage agent structurally connects the backing member and the signal processing layer. It further has these.

望ましい具体例において、前記硬化収縮材は、音響減衰用充填材と音響散乱用充填材の少なくとも一方が添加された樹脂であることを特徴とする。   In a preferred embodiment, the curing shrinkage material is a resin to which at least one of an acoustic attenuation filler and an acoustic scattering filler is added.

また、上記目的にかなう好適な超音波探触子の製造方法は、二次元アレイ振動子を構成する複数の振動素子に電気的に接続される複数のリードを内蔵し、前記複数のリードに電気的に接続される複数のリード電極を背面に備えたバッキング部材を製作する工程と、複数の信号電極を表面に備えた信号処理層を製作する工程と、前記複数の信号電極の表面に複数のバンプを形成する工程と、前記バッキング部材の背面側と前記信号処理層の表面側とを接合する工程と、を有し、前記接合する工程において、前記バッキング部材の背面に設けられた前記複数のリード電極と前記信号処理層の表面に設けられた前記複数の信号電極とが前記複数のバンプを介して電気的に接続されることを特徴とする。   In addition, a preferable method for manufacturing an ultrasound probe that meets the above-described purpose includes a plurality of leads that are electrically connected to a plurality of vibration elements that form a two-dimensional array transducer, and the plurality of leads are electrically connected. Manufacturing a backing member having a plurality of lead electrodes connected to each other on the back surface, manufacturing a signal processing layer having a plurality of signal electrodes on the surface, and a plurality of signal electrodes on the surface of the plurality of signal electrodes A step of forming a bump; and a step of bonding a back side of the backing member and a surface side of the signal processing layer. In the bonding step, the plurality of the plurality of the plurality of bumps provided on the back side of the backing member The lead electrode and the plurality of signal electrodes provided on the surface of the signal processing layer are electrically connected through the plurality of bumps.

本発明により、二次元アレイ振動子を備えた超音波探触子の構造に関する改良技術が提供される。例えば、複数のバンプを介して複数のリード電極と複数の信号電極が電気的に接続される構成を採用した本発明の好適な態様によれば、各リード電極と各信号電極までの距離が面内において不均一な場合でも、その不均一さが複数のバンプにより解消または低減され、複数のリード電極と複数の信号電極との間の電気的な接続の確実性を高めることができる。   According to the present invention, an improved technique relating to the structure of an ultrasonic probe including a two-dimensional array transducer is provided. For example, according to a preferred aspect of the present invention in which a plurality of lead electrodes and a plurality of signal electrodes are electrically connected via a plurality of bumps, the distance between each lead electrode and each signal electrode is a surface. Even in the case of non-uniformity, the non-uniformity is eliminated or reduced by the plurality of bumps, and the reliability of electrical connection between the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes can be improved.

本発明の具体例である超音波探触子の振動子アセンブリを示す図である。It is a figure which shows the transducer | vibrator assembly of the ultrasonic probe which is a specific example of this invention. バッキング部材と中継基板の接続部分の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the connection part of a backing member and a relay board | substrate. 各バンプの接続状態の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the connection state of each bump. 中継基板の反りを示す図である。It is a figure which shows the curvature of a relay board | substrate. 本発明に係る製造方法の具体例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific example of the manufacturing method which concerns on this invention.

本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。但し、以下に図面に基づいて説明する超音波探触子(本超音波探触子)は、本発明を実施するための形態として好適な具体例の一つであり、本発明はその具体例のみに限定されない。   Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the ultrasonic probe (the present ultrasonic probe) to be described below with reference to the drawings is one specific example suitable for implementing the present invention, and the present invention is a specific example thereof. It is not limited to only.

本超音波探触子は体表当接型であり、例えば心臓などの診断に利用することができる。もちろん、以下に説明する本超音波探触子の構造が体腔内挿入型の探触子に適用されてもよい。本超音波探触子は振動子アセンブリ(振動子ユニット)を備えており、例えばケーブルを介した有線接続により又はケーブルを省略した無線接続により、超音波診断装置本体との間で信号を遣り取りする。   This ultrasonic probe is a body surface contact type and can be used for diagnosis of, for example, the heart. Of course, the structure of the ultrasonic probe described below may be applied to a probe inserted into a body cavity. The ultrasonic probe includes a transducer assembly (vibrator unit), and exchanges signals with the ultrasonic diagnostic apparatus main body by, for example, wired connection via a cable or wireless connection without a cable. .

図1は、本超音波探触子が備える振動子アセンブリ10の具体例を示す図である。図1は、XYZ直交座標系における振動子アセンブリ10のZX断面を示すものである。Z軸及びX軸に直交する軸としてY軸がある。振動子アセンブリ10は、二次元アレイ振動子12を有している。二次元アレイ振動子12は、例えばXYZ直交座標系において、X方向及びY方向に整列した複数の振動素子14により構成される。   FIG. 1 is a diagram showing a specific example of a transducer assembly 10 included in the ultrasonic probe. FIG. 1 shows a ZX cross section of the transducer assembly 10 in the XYZ orthogonal coordinate system. There is a Y axis as an axis orthogonal to the Z axis and the X axis. The vibrator assembly 10 has a two-dimensional array vibrator 12. The two-dimensional array transducer 12 is configured by a plurality of vibrating elements 14 aligned in the X direction and the Y direction, for example, in an XYZ orthogonal coordinate system.

各振動素子14は、送信信号を超音波に変換し、また、生体内から得られる超音波の反射波を受信信号に変換するものである。図1の具体例において、各振動素子14は圧電体14aとハードバッキング(HB)14bにより構成される。圧電体14aは圧電材料などにより構成される。ハードバッキング14bはタングステンなどにより構成され、圧電体14aが発生する振動の固定端として機能する。なお、各振動素子14がcMUTなどによって構成されてもよい。また、複数の振動素子14同士の間(二次元アレイ振動子12の中にある隙間)には、音響的隔絶性をもった目詰め材を充填することが望ましい。   Each vibration element 14 converts a transmission signal into an ultrasonic wave, and converts an ultrasonic reflected wave obtained from the living body into a reception signal. In the specific example of FIG. 1, each vibration element 14 includes a piezoelectric body 14a and a hard backing (HB) 14b. The piezoelectric body 14a is made of a piezoelectric material or the like. The hard backing 14b is made of tungsten or the like and functions as a fixed end of vibration generated by the piezoelectric body 14a. In addition, each vibration element 14 may be comprised by cMUT etc. Further, it is desirable to fill a clogging material having acoustic isolation between the plurality of vibration elements 14 (gap in the two-dimensional array transducer 12).

二次元アレイ振動子12により超音波ビームが形成され、それは電子的に走査される。これにより、複数の二次元データ取得空間(ビーム走査面)、つまり三次元データ取得空間が形成される。電子走査方式として電子セクタ走査方式等が知られている。二次元アレイ振動子12の上側(生体側)には例えば銅箔からなるグランド電極を介して整合層18が設けられている。なお、整合層18は、X方向及びY方向に整列した複数の整合素子によって構成されてもよい。また、複数の整合層18が積層されてもよい。整合層18の上面側には必要に応じて保護層又は音響レンズが設けられる。それらの上面が送受波面を構成する。その送受波面は生体表面に接触する面である。   An ultrasonic beam is formed by the two-dimensional array transducer 12 and scanned electronically. Thereby, a plurality of two-dimensional data acquisition spaces (beam scanning planes), that is, three-dimensional data acquisition spaces are formed. As an electronic scanning method, an electronic sector scanning method or the like is known. On the upper side (biological side) of the two-dimensional array transducer 12, a matching layer 18 is provided via a ground electrode made of, for example, copper foil. The matching layer 18 may be configured by a plurality of matching elements aligned in the X direction and the Y direction. A plurality of matching layers 18 may be stacked. A protective layer or an acoustic lens is provided on the upper surface side of the matching layer 18 as necessary. Their upper surfaces constitute a wave transmitting / receiving surface. The wave transmitting / receiving surface is a surface that contacts the surface of the living body.

二次元アレイ振動子12の背面側(非生体側)には直方体形状をもったバッキング部材20が設けられている。バッキング部材20は、二次元アレイ振動子12から背面側に放射された無用な超音波を吸収しあるいは減衰させる作用を発揮する本体22を有する。本体22はバッキング作用を発揮する材料によって構成される。本実施形態に係るバッキング部材20は、複数のリード24を内蔵したリードバッキングである。   A backing member 20 having a rectangular parallelepiped shape is provided on the back side (non-biological side) of the two-dimensional array transducer 12. The backing member 20 has a main body 22 that acts to absorb or attenuate unnecessary ultrasonic waves radiated from the two-dimensional array transducer 12 to the back surface side. The main body 22 is made of a material that exhibits a backing action. The backing member 20 according to the present embodiment is a lead backing that includes a plurality of leads 24.

図1に示す具体例において、複数のリード24は互いに平行であり、各リード24は直線的な形態を有している。各リード24は銅その他の導電性材料により構成される。各リード24は対応する各振動素子14に電気的に接続されるシグナルライン(信号線)に相当する。複数のリード24は、複数の振動素子14と同じ配列でX方向及びY方向に二次元的に配列され、複数のリード24により二次元リードアレイが構成される。   In the example shown in FIG. 1, the plurality of leads 24 are parallel to each other, and each lead 24 has a linear form. Each lead 24 is made of copper or other conductive material. Each lead 24 corresponds to a signal line (signal line) electrically connected to each corresponding vibration element 14. The plurality of leads 24 are two-dimensionally arranged in the X direction and the Y direction in the same arrangement as the plurality of vibration elements 14, and the plurality of leads 24 constitute a two-dimensional lead array.

バッキング部材20の背面側(図1において下側)には信号処理層が設けられる。図1の具体例において、信号処理層は中継基板40と電子回路50を積層した構造である。中継基板40は、多層基板で構成され、それは配列変換機能等を発揮するものである。中継基板40には図示されていない1又は複数のFPCが接続される。個々のFPCは電子回路50に接続されるシグナルライン列を有する。中継基板40を除外して、バッキング部材20に電子回路50を接続することも可能である。電子回路50は例えばICとして構成される。電子回路50は、チャンネルリダクション機能を発揮するものであり、複数の送信信号を生成し、また複数の受信信号を処理する。電子回路50は望ましくはサブビームフォーマーとして機能する。   A signal processing layer is provided on the back side (the lower side in FIG. 1) of the backing member 20. In the specific example of FIG. 1, the signal processing layer has a structure in which a relay substrate 40 and an electronic circuit 50 are stacked. The relay substrate 40 is composed of a multilayer substrate, which exhibits an array conversion function and the like. One or more FPCs (not shown) are connected to the relay board 40. Each FPC has a signal line string connected to the electronic circuit 50. It is also possible to connect the electronic circuit 50 to the backing member 20 excluding the relay substrate 40. The electronic circuit 50 is configured as an IC, for example. The electronic circuit 50 exhibits a channel reduction function, generates a plurality of transmission signals, and processes a plurality of reception signals. The electronic circuit 50 desirably functions as a sub-beamformer.

バッキング部材20の背面(図1において下側のXY平面)には、複数のリード24に電気的に接続される複数のリード電極が設けられる。複数のリード電極は、複数のリード24と同じ配列でX方向及びY方向に二次元的に配列され、複数のリード電極により二次元リード電極アレイが構成される。また、信号処理層を構成する中継基板40のバッキング部材20側の表面(図1において上側のXY平面)には複数の信号電極が設けられる。複数の信号電極も、複数のリード24と同じ配列でX方向及びY方向に二次元的に配列され、複数の信号電極により二次元信号電極アレイが構成される。   A plurality of lead electrodes electrically connected to the plurality of leads 24 are provided on the back surface (lower XY plane in FIG. 1) of the backing member 20. The plurality of lead electrodes are two-dimensionally arranged in the X direction and the Y direction in the same arrangement as the plurality of leads 24, and the plurality of lead electrodes constitute a two-dimensional lead electrode array. In addition, a plurality of signal electrodes are provided on the surface of the relay substrate 40 constituting the signal processing layer on the backing member 20 side (upper XY plane in FIG. 1). The plurality of signal electrodes are also two-dimensionally arranged in the X direction and the Y direction in the same arrangement as the plurality of leads 24, and the plurality of signal electrodes constitute a two-dimensional signal electrode array.

そして、バッキング部材20の背面に設けられた複数のリード電極と中継基板40の表面に設けられた複数の信号電極が、複数のバンプ30を介して電気的に接続される。複数のバンプ30は、複数のリード電極と複数の信号電極の間に配置される。複数のバンプ30も、複数のリード24と同じ配列でX方向及びY方向に二次元的に配列され、複数のバンプ30により二次元バンプアレイが構成される。   The plurality of lead electrodes provided on the back surface of the backing member 20 and the plurality of signal electrodes provided on the surface of the relay substrate 40 are electrically connected through the plurality of bumps 30. The plurality of bumps 30 are disposed between the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes. The plurality of bumps 30 are also two-dimensionally arranged in the X direction and the Y direction in the same arrangement as the plurality of leads 24, and the plurality of bumps 30 constitute a two-dimensional bump array.

バッキング部材20の背面と中継基板40の表面の間には硬化収縮材34が充填され、硬化収縮材34によりバッキング部材20と中継基板40が構造的に接続される。バッキング部材20と中継基板40の接続部分の構造(接続構造)については後に詳述する。   A curing shrinkage material 34 is filled between the back surface of the backing member 20 and the surface of the relay substrate 40, and the backing member 20 and the relay substrate 40 are structurally connected by the curing shrinkage material 34. The structure (connection structure) of the connecting portion between the backing member 20 and the relay substrate 40 will be described in detail later.

また、図1の具体例では、中継基板40と電子回路50の間にも半田などの複数のバンプが設けられ、さらに、中継基板40と電子回路50の間に充填された硬化収縮材により中継基板40と電子回路50が構造的に接続される。なお、図1においては、振動子アセンブリ10を収容しているケースが図示省略されている。   In the specific example of FIG. 1, a plurality of bumps such as solder are also provided between the relay substrate 40 and the electronic circuit 50, and further relayed by a curing shrinkage material filled between the relay substrate 40 and the electronic circuit 50. The substrate 40 and the electronic circuit 50 are structurally connected. In FIG. 1, the case that houses the vibrator assembly 10 is not shown.

図2は、バッキング部材20と中継基板40の接続部分の構造を説明するための図である。図1に示したように、バッキング部材20と中継基板40との間には複数のバンプ30が設けられている。それら複数のバンプ30のうちの1つとその近傍の拡大図が図2に示されている。   FIG. 2 is a view for explaining the structure of the connecting portion between the backing member 20 and the relay board 40. As shown in FIG. 1, a plurality of bumps 30 are provided between the backing member 20 and the relay substrate 40. An enlarged view of one of the plurality of bumps 30 and the vicinity thereof is shown in FIG.

各バンプ30は、バッキング部材20の背面に設けられた各リード電極26と中継基板40の表面に設けられた各信号電極44を電気的に接続する。各リード24は各振動素子14(図1)に電気的に接続され、各リード24と各リード電極26も電気的に接続される。さらに、各バンプ30により各リード電極26と各信号電極44が電気的に接続される。これにより、各振動素子14から各信号電極44までのシグナルライン(信号の伝送経路)が形成される。   Each bump 30 electrically connects each lead electrode 26 provided on the back surface of the backing member 20 and each signal electrode 44 provided on the surface of the relay substrate 40. Each lead 24 is electrically connected to each vibration element 14 (FIG. 1), and each lead 24 and each lead electrode 26 are also electrically connected. Further, each lead electrode 26 and each signal electrode 44 are electrically connected by each bump 30. Thereby, a signal line (signal transmission path) from each vibration element 14 to each signal electrode 44 is formed.

各バンプ30は、例えば金属等の導電性の材量で形成される。各バンプ30の材質としては金(Au)が好適である。また、各バンプ30の形状としては凸形状が好適である。図2の具体例において、各バンプ30は、上側に凸の形状である。つまり、図2の各バンプ30は、中継基板40の各信号電極44側を土台とし、バッキング部材20の各リード電極26側に先細りの凸形状である。なお、各バンプ30は1つの部材で形成されてもよいし、例えば下側(各信号電極44側)から上側(各リード電極26側)に向かって徐々に小さくなる複数の部材を積み重ねて形成されてもよい。   Each bump 30 is formed of a conductive material such as metal. Gold (Au) is suitable for the material of each bump 30. Further, a convex shape is suitable as the shape of each bump 30. In the specific example of FIG. 2, each bump 30 has an upwardly convex shape. In other words, each bump 30 in FIG. 2 has a convex shape that tapers on each lead electrode 26 side of the backing member 20 with each signal electrode 44 side of the relay substrate 40 as a base. Each bump 30 may be formed by one member, for example, by stacking a plurality of members that gradually become smaller from the lower side (each signal electrode 44 side) to the upper side (each lead electrode 26 side). May be.

各バンプ30の各リード電極26側には導電性ペースト32が設けられる。導電性ペースト32は、接着作用を有することが望ましく、例えば銀(Ag)を含んだエポキシ樹脂などが好適な具体例である。各バンプ30と各リード電極26が接触することにより各バンプ30と各リード電極26の電気的な接続が実現され、さらに導電性ペースト32の導電作用と接着作用により、各バンプ30と各リード電極26の電気的な接続がより良好になる。   A conductive paste 32 is provided on each lead electrode 26 side of each bump 30. The conductive paste 32 desirably has an adhesive action. For example, an epoxy resin containing silver (Ag) is a preferred specific example. Each bump 30 and each lead electrode 26 come into contact with each other to realize electrical connection between each bump 30 and each lead electrode 26, and furthermore, each bump 30 and each lead electrode are formed by the conductive action and adhesive action of the conductive paste 32. 26 electrical connections are better.

図2の具体例において、中継基板40は多層基板で構成される。多層基板を構成する各基板は基板導体46を備えており、階層の異なる基板導体46同士がビア48を介して電気的に接続される。ビア48は例えばスルーホール内に銅(Cu)などの導体が埋め込まれたものである。中継基板40の表面に、つまり図2の具体例における最上層基板の表面に、各信号電極44が設けられる。   In the specific example of FIG. 2, the relay substrate 40 is formed of a multilayer substrate. Each substrate constituting the multilayer substrate is provided with a substrate conductor 46, and the substrate conductors 46 having different layers are electrically connected to each other through a via 48. The via 48 is, for example, a conductor such as copper (Cu) embedded in a through hole. Each signal electrode 44 is provided on the surface of the relay substrate 40, that is, on the surface of the uppermost substrate in the specific example of FIG.

バッキング部材20の背面と中継基板40の表面との間には硬化収縮材34(アンダーフィル)が充填される。硬化収縮材34は、例えばエポキシ樹脂等により形成され、硬化収縮材34が加熱されて硬化収縮することによりバッキング部材20と中継基板40が構造的に接続される。なお、バッキング部材20側に設けられる圧電体14a(図1)の分極を保護するため、硬化収縮材34は、摂氏80度程度で硬化収縮することが望ましい。また、硬化収縮材34に、例えば音響減衰用の充填材や音響散乱用の充填材を添加してもよい。これにより、バッキング部材20の背面から漏れ出た超音波を吸収しあるいは減衰させる作用が発揮される。   A curing shrinkage material 34 (underfill) is filled between the back surface of the backing member 20 and the surface of the relay substrate 40. The curing shrinkage material 34 is formed of, for example, an epoxy resin, and the curing shrinkage material 34 is heated to cure and shrink, whereby the backing member 20 and the relay substrate 40 are structurally connected. In order to protect the polarization of the piezoelectric body 14a (FIG. 1) provided on the backing member 20 side, it is desirable that the curing shrinkage material 34 be cured and shrunk at about 80 degrees Celsius. Further, for example, an acoustic damping filler or an acoustic scattering filler may be added to the curing shrinkage material 34. Thereby, the effect | action which absorbs or attenuates the ultrasonic wave which leaked from the back surface of the backing member 20 is exhibited.

各リード24ごとに設けられる各リード電極26は、対応するリード24の直下とその近傍を含む領域に広がりをもって形成される。但し、隣り合うリード電極26同士は、互いに電気的に分離され、望ましくは構造的にも分離される。図2の具体例では、各リード24の直下において各リード電極26と各バンプ30が接続されている。なお、各バンプ30は、対応する各リード電極26に接続でき、且つ、他のリード電極26に接続されない限りにおいて、各リード24の直下になくてもよい。   Each lead electrode 26 provided for each lead 24 is formed so as to spread in a region including directly under and corresponding to the corresponding lead 24. However, the adjacent lead electrodes 26 are electrically separated from each other, preferably structurally. In the specific example of FIG. 2, each lead electrode 26 and each bump 30 are connected immediately below each lead 24. Each bump 30 may not be directly under each lead 24 as long as it can be connected to the corresponding lead electrode 26 and is not connected to another lead electrode 26.

さらに、各バンプ30は、対応する各リード電極26に接触しつつ押し潰されてそのリード電極26に電気的に接続されてもよいし、対応する各リード電極26に突き刺さってそのリード電極26に電気的に接続されてもよい。   Further, each bump 30 may be crushed while being in contact with the corresponding lead electrode 26 and electrically connected to the corresponding lead electrode 26, or may be pierced into the corresponding lead electrode 26 and connected to the lead electrode 26. It may be electrically connected.

図3は、各バンプ30の接続状態の具体例を示す図である。図3(A)〜(C)には、各バンプ30による各リード電極26と各信号電極44の接続例が図示されている。各バンプ30は、例えば、対応する各信号電極44上に形成されてから、対応する各リード電極26に接続される。例えば、図3において、各バンプ30の上側から、対応する各リード電極26がそのバンプ30に接続される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the connection state of each bump 30. 3A to 3C show connection examples of the lead electrodes 26 and the signal electrodes 44 by the bumps 30. FIG. For example, each bump 30 is formed on each corresponding signal electrode 44 and then connected to each corresponding lead electrode 26. For example, in FIG. 3, corresponding lead electrodes 26 are connected to the bumps 30 from above the bumps 30.

図3(A)は、各バンプ30がその形状をほぼ維持または完全に維持した状態で、対応する各リード電極26と各信号電極44とを電気的に接続する具体例を示している。図3(A)の具体例では、各信号電極44から各リード電極26までの距離(高さ)が各バンプ30の当初の高さとほぼ同じ又は完全に同じhとなる。 FIG. 3A shows a specific example in which each corresponding lead electrode 26 and each signal electrode 44 are electrically connected in a state where the shape of each bump 30 is substantially maintained or completely maintained. In the specific example of FIG. 3A, the distance (height) from each signal electrode 44 to each lead electrode 26 is substantially the same h A as the initial height of each bump 30.

これに対し、図3(B)は、各バンプ30が対応する各リード電極26に接触しつつ押し潰されてそのリード電極26と対応する各信号電極44とを電気的に接続する具体例を示している。図3(B)の具体例では、各バンプ30の先端側つまりリード電極26側が潰されており、各信号電極44から各リード電極26までの距離(高さ)が各バンプ30の当初の高さよりも低い(小さい)hとなる。なお、各バンプ30の潰れ方によって高さhは変化する。 On the other hand, FIG. 3B shows a specific example in which each bump 30 is crushed while being in contact with the corresponding lead electrode 26 to electrically connect the lead electrode 26 and the corresponding signal electrode 44. Show. In the specific example of FIG. 3B, the tip side of each bump 30, that is, the lead electrode 26 side is crushed, and the distance (height) from each signal electrode 44 to each lead electrode 26 is the initial height of each bump 30. H B lower (smaller) than that. The height h B by collapsing how each bump 30 is changed.

また、図3(C)は、各バンプ30が対応する各リード電極26に突き刺さってそのリード電極26と対応する各信号電極44とを電気的に接続する具体例を示している。図3(C)の具体例では、各バンプ30の先端側がリード電極26に突き刺さっており、各信号電極44から各リード電極26までの距離(高さ)が各バンプ30の当初の高さよりも低い(小さい)hとなる。各バンプ30の突き刺さり方によって高さhは変化する。例えば各バンプ30が潰されつつリード電極26に突き刺さってもよい。 FIG. 3C shows a specific example in which each bump 30 pierces the corresponding lead electrode 26 and the lead electrode 26 and the corresponding signal electrode 44 are electrically connected. In the specific example of FIG. 3C, the tip side of each bump 30 is pierced into the lead electrode 26, and the distance (height) from each signal electrode 44 to each lead electrode 26 is higher than the initial height of each bump 30. It becomes lower (smaller) h C. The height h C changes depending on how each bump 30 is pierced. For example, the bumps 30 may be pierced into the lead electrode 26 while being crushed.

なお、図3(A)〜(C)のいずれの場合にも各バンプ30の各リード電極26側には導電性ペースト32(図3において図示省略のため図2参照)が設けられ、導電性ペースト32の導電作用と接着作用により各バンプ30と各リード電極26との間の良好な電気的接続が実現される。   3A to 3C, a conductive paste 32 (see FIG. 2 for omitting the illustration in FIG. 3) is provided on the side of each lead electrode 26 of each bump 30 so as to be conductive. Good electrical connection between each bump 30 and each lead electrode 26 is realized by the conductive action and adhesive action of the paste 32.

図3に示す具体例のように、各バンプ30の接続状態に応じて各信号電極44から各リード電極26までの距離(高さ)が変化する接続構成は、バッキング部材20の背面と中継基板40の表面を完全に平行にすることが難しい状況において好適である。例えば、バッキング部材20の背面に対して中継基板40の表面が反ってしまう場合に好適である。   As shown in the specific example shown in FIG. 3, the connection configuration in which the distance (height) from each signal electrode 44 to each lead electrode 26 changes according to the connection state of each bump 30 includes the back surface of the backing member 20 and the relay substrate. This is suitable in situations where it is difficult to make the 40 surfaces completely parallel. For example, it is suitable when the surface of the relay substrate 40 is warped with respect to the back surface of the backing member 20.

図4は、中継基板40の反りを示す図である。図4には、バッキング部材20に対して凹状に反った中継基板40の具体例が図示されている。図4に示す具体例では、中継基板40が凹状に反っているため、中継基板40の表面からバッキング部材20の背面までの距離(高さ)が面内において不均一になる。例えば、中継基板40の中央部分では高さがhであるのに対し、バッキング部材20の端部分では高さがh(h<h)となり、中央部分と端部分の間の中間部分では高さがh(h<h<h)となる。したがって中継基板40の表面に設けられた各信号電極44(図2)とバッキング部材20の背面に設けられた各リード電極26(図2)までの距離(高さ)も面内において不均一になる。 FIG. 4 is a diagram illustrating the warpage of the relay board 40. FIG. 4 shows a specific example of the relay board 40 that warps in a concave shape with respect to the backing member 20. In the specific example shown in FIG. 4, since the relay board 40 is warped in a concave shape, the distance (height) from the surface of the relay board 40 to the back surface of the backing member 20 becomes uneven in the plane. For example, the height of the central portion of the relay board 40 is h 1 , whereas the height of the end portion of the backing member 20 is h 3 (h 3 <h 1 ), which is an intermediate between the central portion and the end portion. In the portion, the height becomes h 2 (h 3 <h 2 <h 1 ). Therefore, the distance (height) between each signal electrode 44 (FIG. 2) provided on the surface of the relay substrate 40 and each lead electrode 26 (FIG. 2) provided on the back surface of the backing member 20 is also not uniform in the plane. Become.

そのため、図4の具体例において、例えば、複数のリード電極26と複数の信号電極44を直接的に接続しようとすると、バッキング部材20の端部分において各リード電極26と各信号電極44が接続できたとしても、中継基板40の中央部分では各リード電極26と各信号電極44との間に隙間が生じて電気的な接続が実現できない。   Therefore, in the specific example of FIG. 4, for example, when a plurality of lead electrodes 26 and a plurality of signal electrodes 44 are directly connected, each lead electrode 26 and each signal electrode 44 can be connected at the end portion of the backing member 20. Even so, a gap is generated between each lead electrode 26 and each signal electrode 44 in the central portion of the relay substrate 40, and electrical connection cannot be realized.

これに対し、図1〜図3を利用して説明したように、複数のバンプ30で構成される二次元バンプアレイを介して、複数のリード電極26と複数の信号電極44とを間接的に接続することにより、複数のリード電極26と複数の信号電極44との間の不均一な高さを二次元バンプアレイによって吸収することができる。   In contrast, as described with reference to FIGS. 1 to 3, the plurality of lead electrodes 26 and the plurality of signal electrodes 44 are indirectly connected via a two-dimensional bump array including a plurality of bumps 30. By connecting, the non-uniform height between the plurality of lead electrodes 26 and the plurality of signal electrodes 44 can be absorbed by the two-dimensional bump array.

例えば、中継基板40の中央付近(図4において高さhの部分とその近傍)における各バンプ30が、図3(A)の具体例にように、その形状(高さ)をほぼ維持した状態で対応する各リード電極26と各信号電極44とを電気的に接続する。また、バッキング部材20の端近傍(図4において高さhの部分とその近傍)における各バンプ30が、図3(B)の具体例のように潰され、または、図3(C)の具体例のように突き刺さることにより、その形状(高さ)を変化させつつ対応する各リード電極26と各信号電極44とを電気的に接続する。もちろん、中央部分と端部分の間の中間部分(例えば図4において高さhの部分とその近傍)における各バンプ30も、図3(B)の具体例または図3(C)の具体例のように、その形状(高さ)を変化させつつ対応する各リード電極26と各信号電極44とを電気的に接続する。 For example, the bumps 30 in the vicinity of the center of the relay substrate 40 (the portion of the height h 1 in FIG. 4 and the vicinity thereof) substantially maintained the shape (height) as in the specific example of FIG. Each corresponding lead electrode 26 and each signal electrode 44 are electrically connected in a state. Further, the bumps 30 at the end near the backing member 20 (the portion and the vicinity thereof in the height h 3 in FIG. 4), crushed as in example in FIG. 3 (B), or, 3 of (C) By piercing as in the specific example, each corresponding lead electrode 26 and each signal electrode 44 are electrically connected while changing its shape (height). Of course, specific examples of the bump 30 in (height h 2 of the portion and its vicinity in example 4) the intermediate portion between the central portion and the end portion is also specific example or illustration of FIG. 3 (B) 3 (C) As described above, the corresponding lead electrode 26 and each signal electrode 44 are electrically connected while changing its shape (height).

したがって、二次元バンプアレイを構成する複数のバンプ30の当初の高さ、つまり、複数のリード電極26に接続される前における複数のバンプ30の高さが均一であったとしても、複数のリード電極26への接続状態(図3参照)に応じて各バンプ30の高さが変化し、複数のリード電極26と複数の信号電極44との間の不均一な高さを二次元バンプアレイによって吸収することができる。   Therefore, even if the initial height of the plurality of bumps 30 constituting the two-dimensional bump array, that is, the height of the plurality of bumps 30 before being connected to the plurality of lead electrodes 26 is uniform, the plurality of leads The height of each bump 30 changes according to the connection state to the electrode 26 (see FIG. 3), and the non-uniform height between the plurality of lead electrodes 26 and the plurality of signal electrodes 44 is determined by the two-dimensional bump array. Can be absorbed.

なお、例えば、バッキング部材20に対して中継基板40が凸状に反った場合でも、複数のリード電極26と複数の信号電極44との間の不均一な高さを二次元バンプアレイによって吸収することができる。   For example, even when the relay substrate 40 warps in a convex shape with respect to the backing member 20, the uneven height between the plurality of lead electrodes 26 and the plurality of signal electrodes 44 is absorbed by the two-dimensional bump array. be able to.

また、複数のバンプ30の当初の高さを異ならせるようにしてもよい。例えば、図4に示す具体例のように中継基板40が凹状に反る場合には、その反りの状態に応じて、中央付近(図4において高さhの部分とその近傍)における各バンプ30を当初から比較的高く形成するようにしてもよい。 Further, the initial height of the plurality of bumps 30 may be varied. For example, if the warped relay substrate 40 is concave as in the embodiment shown in FIG. 4, according to the state of the warp, the bumps in the vicinity of the center (near the height h 1 of the portion in FIG. 4) 30 may be formed relatively high from the beginning.

図5は、本超音波探触子の製造方法の具体例を示すフローチャートである。図5のフローチャートに従って各工程について説明する。なお、図1〜図4に符号を付した部分(構成)については、以下の説明において図1〜図4の符号を利用する。   FIG. 5 is a flowchart showing a specific example of the method for manufacturing the ultrasonic probe. Each process is demonstrated according to the flowchart of FIG. In addition, about the part (structure) which attached | subjected the code | symbol to FIGS. 1-4, the code | symbol of FIGS. 1-4 is utilized in the following description.

S501では、バッキング部材20が製作される。例えば、二次元アレイ振動子12を構成する複数の振動素子14に電気的に接続される複数のリード24を内蔵し、複数のリード24に電気的に接続される複数のリード電極26を背面に備えたバッキング部材20(図1参照)が製作される。   In S501, the backing member 20 is manufactured. For example, a plurality of leads 24 electrically connected to the plurality of vibration elements 14 constituting the two-dimensional array transducer 12 are incorporated, and a plurality of lead electrodes 26 electrically connected to the plurality of leads 24 are provided on the back surface. The provided backing member 20 (see FIG. 1) is manufactured.

S502では、二次元アレイ振動子12が製作される。例えば、バッキング部材20の生体側(図1においてバッキング部材20の上側)に、ハードバッキング(HB)14bの層と圧電体14aの層の積層体が形成され、その積層体が二次元的に分割されて複数の振動素子14が形成される。   In S502, the two-dimensional array transducer 12 is manufactured. For example, a laminated body of a hard backing (HB) 14b layer and a piezoelectric body 14a layer is formed on the living body side of the backing member 20 (upper side of the backing member 20 in FIG. 1), and the laminated body is two-dimensionally divided. Thus, a plurality of vibration elements 14 are formed.

こうして、S501とS502の工程により、二次元アレイ振動子12の背面側にバッキング部材20を設けた振動子積層体が形成される。なお、振動子積層体を形成するにあたっては、例えば、特許文献1(特開2015−228932号公報)に詳述される製造方法を利用してもよい。   In this way, the vibrator stacked body in which the backing member 20 is provided on the back side of the two-dimensional array vibrator 12 is formed by the processes of S501 and S502. In forming the vibrator laminate, for example, a manufacturing method detailed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-228932) may be used.

S503では、中継基板40と電子回路50が接合される。例えば、中継基板40と電子回路50の間に複数の半田バンプが設けられ、さらに、中継基板40と電子回路50の間に硬化収縮材が充填され、中継基板40と電子回路50が構造的に接続される。   In S503, the relay substrate 40 and the electronic circuit 50 are joined. For example, a plurality of solder bumps are provided between the relay substrate 40 and the electronic circuit 50, and further, a curing shrinkage material is filled between the relay substrate 40 and the electronic circuit 50, so that the relay substrate 40 and the electronic circuit 50 are structurally structured. Connected.

S504では、中継基板40が備える複数の信号電極44上に複数のバンプ30が形成される。例えば、中継基板40の各信号電極44側を土台とし、先端側(図2において上側)に先細りの凸形状の各バンプ30が形成される。   In S <b> 504, the plurality of bumps 30 are formed on the plurality of signal electrodes 44 included in the relay substrate 40. For example, each signal electrode 44 side of the relay substrate 40 is used as a base, and each tapered bump-shaped bump 30 is formed on the tip side (upper side in FIG. 2).

こうして、S503とS504の工程により、中継基板40の表面に複数のバンプ30が設けられた信号処理層が形成される。   Thus, the signal processing layer in which the plurality of bumps 30 are provided on the surface of the relay substrate 40 is formed by the processes of S503 and S504.

そして、S505において複数のバンプ30の先端側(図2において上側)に導電性ペーストが塗布されてから、S506においてバッキング部材20の背面側と中継基板40の表面側とが接合される。S506の接合においては、各バンプ30とそれに対応する各リード電極26が接触するようにバッキング部材20と中継基板40が位置合わせされ、バッキング部材20の背面に設けられた複数のリード電極26と中継基板40の表面に設けられた複数の信号電極44が複数のバンプ30を介して電気的に接続される。   In S505, the conductive paste is applied to the front end side (upper side in FIG. 2) of the plurality of bumps 30, and then the back side of the backing member 20 and the surface side of the relay substrate 40 are joined in S506. In the bonding of S506, the backing member 20 and the relay substrate 40 are aligned so that each bump 30 and each corresponding lead electrode 26 are in contact with each other, and the plurality of lead electrodes 26 provided on the back surface of the backing member 20 are relayed. A plurality of signal electrodes 44 provided on the surface of the substrate 40 are electrically connected via a plurality of bumps 30.

その後、S507において、バッキング部材20の背面と中継基板40の表面との間には硬化収縮材34(アンダーフィル)が充填され、硬化収縮材34が加熱されて硬化収縮することによりバッキング部材20と中継基板40が構造的に接続される。   After that, in S507, the space between the back surface of the backing member 20 and the surface of the relay substrate 40 is filled with the curing shrinkage material 34 (underfill), and the curing shrinkage material 34 is heated and cured and contracted, whereby the backing member 20 and The relay board 40 is structurally connected.

なお、図5のフローチャートにおいて、振動子積層体の製作(S501,S502)の前に信号処理層の製作(S503,S504)が行われてもよいし、振動子積層体の製作の少なくとも一部と信号処理層の製作の少なくとも一部が同時に実行されてもよい。   In the flowchart of FIG. 5, the signal processing layer may be manufactured (S503, S504) before the manufacture of the vibrator stack (S501, S502), or at least part of the manufacture of the vibrator stack. And at least part of the fabrication of the signal processing layer may be performed simultaneously.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.

10 振動子アセンブリ、12 二次元アレイ振動子、14 振動素子、20 バッキング部材、24 リード、26 リード電極、30 バンプ、40 中継基板、44 信号電極、50 電子回路。   10 transducer assemblies, 12 two-dimensional array transducers, 14 transducer elements, 20 backing members, 24 leads, 26 lead electrodes, 30 bumps, 40 relay boards, 44 signal electrodes, 50 electronic circuits.

Claims (8)

二次元的に配列された複数の振動素子からなる二次元アレイ振動子と、
前記二次元アレイ振動子の背面側に設けられ、前記複数の振動素子に電気的に接続される複数のリードを備えるバッキング部材と、
前記バッキング部材の背面に設けられ、前記複数のリードに電気的に接続される複数のリード電極と、
前記バッキング部材側の表面を有し、その表面に複数の信号電極が設けられた基板と、前記基板の背面に硬化収縮材により接続された電気回路と、
前記複数の信号電極上に設けられ、前記複数のリード電極と前記複数の信号電極とを電気的に接続する複数のバンプと、
を有し、
前記基板の表面が反っており、これにより前記複数のリード電極と前記複数の信号電極との間の距離が前記基板における中央部分から端部分にかけて変化しており、
前記複数のバンプの高さが、前記複数のリード電極と前記複数の信号電極との間の距離の変化に応じて変化している、
ことを特徴とする超音波探触子。
A two-dimensional array transducer comprising a plurality of transducer elements arranged two-dimensionally;
A backing member provided on the back side of the two-dimensional array transducer, and comprising a plurality of leads electrically connected to the plurality of vibration elements;
A plurality of lead electrodes provided on the back surface of the backing member and electrically connected to the plurality of leads;
A substrate having a surface on the backing member side and provided with a plurality of signal electrodes on the surface ; and an electric circuit connected to the back surface of the substrate by a curing shrinkage material;
Provided on said plurality of signal electrodes, a plurality of bumps for electrically connecting the front Symbol plurality of lead electrodes and the previous SL plurality of signal electrodes,
I have a,
The surface of the substrate is warped, whereby the distance between the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes changes from a central portion to an end portion of the substrate,
The height of the plurality of bumps is changed in accordance with a change in the distance between the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes.
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項に記載の超音波探触子において、
前記各バンプは、前記各リード電極側先細りの凸形状である、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1 ,
Wherein each of the bumps, the a convex tapered to the lead electrode side,
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項に記載の超音波探触子において、
前記複数のバンプのうちの少なくとも一つがそれに接触したリード電極に突き刺さって当該リード電極に電気的に接続される、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1 ,
Wherein at least one of the plurality of bumps are electrically connected pierced to the lead electrodes in contact therewith to those 該Ri over cathode electrode,
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項に記載の超音波探触子において、
前記複数のバンプのうちの少なくとも一つがそれに接触したリード電極に押し潰されて当該リード電極に電気的に接続される、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1 ,
Wherein at least one of the plurality of bumps are electrically connected to the press and crushed by those 該Ri over cathode electrode to the lead electrodes in contact therewith,
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項に記載の超音波探触子において、
前記各バンプの前記各リード電極側に設けられ、前記各バンプと前記各リード電極とを電気的に接続する導電性ペーストをさらに有する、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1 ,
A conductive paste provided on each lead electrode side of each bump and electrically connecting each bump and each lead electrode;
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項に記載の超音波探触子において、
前記バッキング部材の背面と前記信号処理層の表面との間に充填され、前記バッキング部材と前記基板とを構造的に接続する硬化収縮をさらに有する、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1 ,
A curing shrinkage material that is filled between the back surface of the backing member and the surface of the signal processing layer and that structurally connects the backing member and the substrate ;
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項に記載の超音波探触子において、
前記硬化収縮材は、音響減衰用充填材と音響散乱用充填材の少なくとも一方が添加された樹脂である、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 6 ,
The curing shrinkage material is a resin to which at least one of an acoustic attenuation filler and an acoustic scattering filler is added,
An ultrasonic probe characterized by that.
二次元アレイ振動子を構成する複数の振動素子に電気的に接続される複数のリードを内蔵し、前記複数のリードに電気的に接続される複数のリード電極を背面に備えたバッキング部材を製作する工程と、
基板の表面に対して複数の信号電極を設ける工程と、
前記基板の背面に対して硬化収縮材により電気回路を接合する工程と、
前記複数の信号電極の表面に均一の高さを有する複数のバンプを形成する工程と、
前記複数のリード電極と前記複数の信号電極とを前記複数のバンプを介して接合する工程と、
を有し、
前記接合する工程において、前記基板の表面が反っており、前記複数のリード電極への前記複数のバンプの接触により前記複数のバンプの高さが非均一となる、
ことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
Built a plurality of leads that are electrically connected to the plurality of vibration elements constituting the two-dimensional array transducer, and a backing member having a plurality of lead electrodes electrically connected to the plurality of leads on the back surface. And a process of
A step of providing a plurality of signal electrodes to the surface of the substrate,
Bonding an electric circuit to the back surface of the substrate with a curing shrinkable material ;
Forming a plurality of bumps having a uniform height on the surface of the plurality of signal electrodes;
Bonding the plurality of lead electrodes and the plurality of signal electrodes via the plurality of bumps ;
Have
In the bonding step, the surface of the substrate is warped, and the height of the plurality of bumps becomes non-uniform due to the contact of the plurality of bumps with the plurality of lead electrodes.
An ultrasonic probe manufacturing method characterized by the above.
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