JP6603092B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

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Description

本発明は、超音波プローブに関し、特に、複数の振動子のグラウンド電極を接地するための構造に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to a structure for grounding ground electrodes of a plurality of transducers.

医療の分野において超音波診断装置が活用されている。超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受波し、これにより得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波の送受波は、装置本体に有線あるいは無線で接続される超音波プローブにより行われる。   Ultrasound diagnostic apparatuses are used in the medical field. An ultrasound diagnostic apparatus is an apparatus that transmits and receives ultrasound to and from a subject and forms an ultrasound image based on a reception signal obtained thereby. Ultrasonic transmission / reception is performed by an ultrasonic probe connected to the apparatus main body by wire or wirelessly.

超音波プローブは、複数の振動子からなる振動子アレイを有している。各振動子には、各送信経路から送られて来る信号(送信信号)が与えられる。これにより各振動子が振動して超音波が送信される。複数の振動子においては、上側(超音波送信方向側)及びその反対側である下側にそれぞれ電極が設けられる。定型的には、上側電極が接地され(グラウンドに接続され)、下側電極に送信信号が印加される。なお、受信時には、反射波を受けた各振動子が振動し、その下側電極から受信信号が取り出される。   The ultrasonic probe has a transducer array including a plurality of transducers. A signal (transmission signal) sent from each transmission path is given to each transducer. Thereby, each vibrator vibrates and ultrasonic waves are transmitted. In the plurality of transducers, electrodes are provided on the upper side (in the ultrasonic transmission direction side) and on the lower side, which is the opposite side. Typically, the upper electrode is grounded (connected to the ground), and a transmission signal is applied to the lower electrode. At the time of reception, each transducer that receives the reflected wave vibrates, and a reception signal is extracted from the lower electrode.

従来、複数の振動子のグラウンド電極を接地するための構造が提案されている。例えば、整合層、振動子アレイ、バッキング材などを含む積層体において、複数の振動子のグラウンド電極に接するように導電性のグラウンドフィルムが積層され、当該グラウンドフィルムの端部が積層体の側面から引き出されて積層体の下方に位置する回路基板上の接地点に接続される構造が提案されている。   Conventionally, a structure for grounding the ground electrodes of a plurality of vibrators has been proposed. For example, in a laminated body including a matching layer, a vibrator array, a backing material, and the like, a conductive ground film is laminated so as to be in contact with the ground electrodes of a plurality of vibrators, and an end of the ground film is formed from a side surface of the laminated body. There has been proposed a structure that is drawn out and connected to a ground point on a circuit board located below the laminated body.

また、特許文献1には、音響レンズ、第1及び第2整合層、振動子、及びバッキング材を含む積層体において、アース線が振動子のグラウンド電極に電気的に接続され、当該アース線が所定の接地点に接続される構造が開示されている。   Further, in Patent Document 1, in a laminate including an acoustic lens, first and second matching layers, a vibrator, and a backing material, a ground wire is electrically connected to a ground electrode of the vibrator, and the ground wire is A structure connected to a predetermined ground point is disclosed.

特開2001−74710号公報JP 2001-74710 A

上述のグラウンドフィルムを用いたグラウンド接続方法においては、グラウンドフィルムとして厚さ数μm程度のものが用いられるため、各振動子と接地点との間の電気抵抗が比較的高くなってしまう。その結果、各振動子のグラウンド電極が好適に接地されない(グラウンドが弱い)状態となってしまう。   In the ground connection method using the above-described ground film, a ground film having a thickness of about several μm is used, so that the electrical resistance between each vibrator and the grounding point becomes relatively high. As a result, the ground electrode of each vibrator is not suitably grounded (the ground is weak).

また、特許文献1に記載のアース線を用いるグラウンド接続方法においても、超音波プローブ内部において太い線材を用いることは難しく、アース線としてどうしても細い線を使用せざるを得ないと考えられる。したがって、アース線の電気抵抗が比較的高くなってしまい、各振動子のグラウンド電極が好適に接地されない状態となってしまう。   Also in the ground connection method using the ground wire described in Patent Document 1, it is difficult to use a thick wire inside the ultrasonic probe, and it is considered that a thin wire must be used as the ground wire. Therefore, the electrical resistance of the ground wire becomes relatively high, and the ground electrode of each vibrator is not properly grounded.

したがって、振動子のグラウンド電極を好適に接地するための構造が望まれている。   Therefore, a structure for suitably grounding the ground electrode of the vibrator is desired.

他方において、超音波プローブが動作することで、振動子アレイ、あるいは電子回路が超音波プローブに内蔵される場合にはその電子回路において発熱が生じる。超音波プローブは被検体に当接されるものであるから、それらの熱が被検体側へ移動することを防ぎたいという要求もある。   On the other hand, when the ultrasonic probe operates, when the transducer array or the electronic circuit is built in the ultrasonic probe, heat is generated in the electronic circuit. Since the ultrasonic probe is brought into contact with the subject, there is also a demand for preventing the heat from moving to the subject side.

本発明の目的は、各振動子のグラウンド電極へのグラウンド経路を強化することにある。あるいは、本発明の目的は、超音波プローブ内で生じた熱の被検体側への移動を制限することにある。   An object of the present invention is to enhance the ground path to the ground electrode of each vibrator. Alternatively, an object of the present invention is to limit the movement of heat generated in the ultrasonic probe toward the subject.

本発明に係る超音波プローブは、配列された複数の振動子からなる振動子アレイを含む積層体ブロックと、前記積層体ブロックの下方において、前記積層体ブロックの下面に平行に設けられた回路基板であって、前記振動子アレイに電気的に接続された電子回路、及び、上側面に設けられ接地されたグラウンドバンプ群を有し、回路基板と、前記複数の振動子のグラウンド電極、及び、前記回路基板上の接地点に電気的に接続される導電性部材により構成され、前記回路基板の前記グラウンドバンプ群に直接接続され、前記積層体ブロックの側面に沿って少なくとも前記振動子アレイの側面まで伸びる厚肉の板状部分を有するグラウンドフレームと、を備えることを特徴とする。 An ultrasonic probe according to the present invention includes a laminated body block including a transducer array including a plurality of arranged transducers , and a circuit board provided below the laminated body block and in parallel to the lower surface of the laminated body block a is, the electrically connected electronic circuit transducer array, and has a ground bump group is provided on the upper side ground, circuitry board and the plurality of transducers of the ground electrode, and A conductive member electrically connected to a ground point on the circuit board , directly connected to the ground bump group of the circuit board , and at least of the transducer array along a side surface of the multilayer block And a ground frame having a thick plate-like portion extending to the side surface.

上記構成において、グラウンドフレームは、例えば金属(銅やアルミなど)で形成され、複数の振動子のグラウンド電極及び接地点に電気的に接続される。グラウンドフレームは厚肉であり、つまり一定以上の厚さ(好適には1.0mm以上)を有し、積層体ブロックの側面に沿って伸びる板状部分を有する。このため、複数の振動子のグラウンド電極と回路基板上の接地点との間のグラウンド経路が肉厚の板状部分により形成されるから、少なくともグラウンド経路がグラウンドフィルムあるいは細い線材により形成された場合に比して、両者間の電気抵抗が低減される。すなわち、複数の振動子のグラウンド電極へのグラウンド経路が強化される。   In the above configuration, the ground frame is formed of, for example, metal (copper, aluminum, or the like) and is electrically connected to the ground electrodes and grounding points of the plurality of vibrators. The ground frame is thick, that is, has a certain thickness (preferably 1.0 mm or more), and has a plate-like portion extending along the side surface of the laminate block. For this reason, since the ground path between the ground electrodes of the plurality of vibrators and the ground point on the circuit board is formed by a thick plate-like portion, at least when the ground path is formed by a ground film or a thin wire rod Compared to the above, the electrical resistance between the two is reduced. That is, the ground path to the ground electrodes of the plurality of vibrators is strengthened.

望ましくは、前記グラウンドフレームは、前記振動子アレイにおいて生じた熱を超音波プローブの外側空間へ移送するための熱伝導機能を発揮する。グラウンドフレームは振動子アレイの側面まで伸びているから、振動子アレイにおいて生じた熱が好適にグラウンドフレームに吸収される。グラウンドフレームに吸収された熱は、例えばグラウンドフレームに熱的に接続された熱伝導体などを介して超音波プローブの外側空間に放出される。これにより、振動子アレイにおいて生じた熱の被検体側(超音波送受波面側)への伝搬を制限することができる。   Preferably, the ground frame exhibits a heat conduction function for transferring heat generated in the transducer array to an outer space of the ultrasonic probe. Since the ground frame extends to the side surface of the transducer array, the heat generated in the transducer array is preferably absorbed by the ground frame. The heat absorbed by the ground frame is released to the outer space of the ultrasonic probe via, for example, a heat conductor thermally connected to the ground frame. Thereby, propagation of the heat generated in the transducer array to the subject side (ultrasonic wave transmitting / receiving surface side) can be limited.

望ましくは、前記グラウンドフレームは、前記積層体の4側面を覆う中空ブロック形状を有する。グラウンドフレームが中空ブロック形状であれば、複数の振動子のグラウンド電極と回路基板上の接地点との間の電気抵抗がより低減され、つまり複数の振動子のグラウンド電極へのグラウンド経路が強化される。また、中空ブロック形状とすることで、振動子アレイの4側面から熱を吸収することが可能になる。つまり、振動子からの熱をより好適に吸収可能になる。さらに、振動子アレイの4側面が接地されたグラウンドフレームに覆われることでシールド機能を発揮し、外来電気ノイズの影響を低減することができる。   Preferably, the ground frame has a hollow block shape covering four side surfaces of the laminate. If the ground frame has a hollow block shape, the electrical resistance between the ground electrodes of the multiple vibrators and the ground point on the circuit board is further reduced, that is, the ground path to the ground electrodes of the multiple vibrators is enhanced. The Further, by adopting a hollow block shape, heat can be absorbed from the four side surfaces of the transducer array. That is, heat from the vibrator can be absorbed more suitably. Furthermore, a shield function is exhibited by covering the four side surfaces of the transducer array with a grounded ground frame, and the influence of external electrical noise can be reduced.

望ましくは、前記グラウンドフレームは、前記積層体ブロックを支持する支持機能を発揮する。従来、積層体ブロックは回路基板上において自立する必要があり、積層体ブロックに含まれる各層は一定以上の強度を有する必要があった。グラウンドフレームが支持機能を発揮することにより、積層体に含まれる各層の強度を従来よりも低減することが可能になる。これにより、例えばバッキング材を形成するにあたり、その強度よりもバッキング性能(超音波減衰性能)などを優先させることができる。   Preferably, the ground frame exhibits a support function for supporting the laminate block. Conventionally, the laminate block has to be self-supporting on the circuit board, and each layer included in the laminate block has to have a certain strength or more. When the ground frame exhibits a supporting function, it is possible to reduce the strength of each layer included in the laminate as compared with the conventional case. Thereby, for example, in forming the backing material, the backing performance (ultrasonic attenuation performance) can be prioritized over the strength.

望ましくは、前記積層体ブロックと前記グラウンドフレームの上部において両者に跨って設けられる音響整合層であって、前記複数の振動子及び前記グラウンドフレームに電気的に接続される導電性の音響整合層をさらに備える。当該構成によれば、超音波の送受波経路に設けられ、被検体と振動子アレイとの間において音響インピーダンスを調整するための音響整合層によって、複数の振動子のグラウンド電極とグラウンドフレームが電気的に接続される。これにより、超音波特性の劣化を抑えつつ、複数の振動子のグラウンド電極とグラウンドフレームとを電気的に接続することができる。   Desirably, an acoustic matching layer provided across the laminated body block and the upper portion of the ground frame, the conductive acoustic matching layer being electrically connected to the plurality of vibrators and the ground frame. Further prepare. According to this configuration, the ground electrodes and the ground frames of the plurality of transducers are electrically connected by the acoustic matching layer that is provided in the ultrasound transmission / reception path and adjusts the acoustic impedance between the subject and the transducer array. Connected. Thereby, it is possible to electrically connect the ground electrodes and the ground frames of the plurality of vibrators while suppressing deterioration of the ultrasonic characteristics.

本発明によれば、各振動子のグラウンド電極へのグラウンド経路を強化することができる。あるいは、本発明の目的は、複数の振動子の下方に配置された電子回路において生じた熱の被検体側への移動を制限することができる。   According to the present invention, the ground path to the ground electrode of each vibrator can be strengthened. Alternatively, an object of the present invention can limit the movement of heat generated in an electronic circuit disposed below a plurality of vibrators to the subject side.

本実施形態に係る超音波プローブの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the ultrasonic probe concerning this embodiment. 本実施形態に係る超音波プローブの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the ultrasonic probe which concerns on this embodiment. 送受波ユニットの拡大図である。It is an enlarged view of a transmission / reception unit. 送受波ユニットの断面図である。It is sectional drawing of a transmission / reception unit. グラウンドバンプの配置領域を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning area | region of a ground bump. 導電性フレームに積層体を結合させる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a laminated body is couple | bonded with a conductive frame. 他の方法によって導電性フレームに積層体を結合させる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a laminated body is couple | bonded with an electroconductive flame | frame by another method. 送受波ユニットの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of a transmission / reception unit.

以下、本発明に係る超音波プローブの実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of an ultrasonic probe according to the present invention will be described.

図1は、本実施形態に係る超音波プローブ10の外観斜視図である。超音波プローブ10は上下方向(図1におけるy軸方向)に伸長した形状であり、最上部に設けられた超音波送受波面12を介して超音波を送受波する。   FIG. 1 is an external perspective view of an ultrasonic probe 10 according to this embodiment. The ultrasonic probe 10 has a shape extending in the vertical direction (y-axis direction in FIG. 1), and transmits and receives ultrasonic waves via an ultrasonic wave transmitting / receiving surface 12 provided at the top.

超音波プローブ10は、防水あるいは防菌のための外皮として上側ケース14及び下側ケース16を有している。上側ケース14及び下側ケース16は組み合わされることで一体となっている。これによりプローブケースが構成される。上側ケース14及び下側ケース16は、防水性、防菌性、及び絶縁性の高い物質で構成されるのが好適である。本実施形態では、上側ケース14及び下側ケース16は樹脂で構成されている。   The ultrasonic probe 10 has an upper case 14 and a lower case 16 as a waterproof or antibacterial skin. The upper case 14 and the lower case 16 are united by being combined. This constitutes a probe case. The upper case 14 and the lower case 16 are preferably made of a material having a high waterproof property, antibacterial property, and insulating property. In the present embodiment, the upper case 14 and the lower case 16 are made of resin.

超音波プローブ10の最下部からは超音波診断装置本体に接続されるケーブル18が伸びている。ケーブル18と下側ケース16との接合部を保護するためにケーブル保護ブーツ20が設けられる。   A cable 18 connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body extends from the lowermost part of the ultrasonic probe 10. A cable protection boot 20 is provided to protect the joint between the cable 18 and the lower case 16.

なお、本明細書においては、超音波プローブ10の短手方向をx軸、長手方向をy軸、x軸及びy軸に直交する方向をz軸とする。また、超音波送受波面12が設けられる側(y軸の正方向側)を「上側」と、その反対方向(y軸の負方向側)を「下側」と記載する。   In this specification, the short direction of the ultrasonic probe 10 is the x axis, the long direction is the y axis, and the direction orthogonal to the x axis and the y axis is the z axis. Further, the side on which the ultrasonic wave transmitting / receiving surface 12 is provided (the positive direction side of the y axis) is described as “upper side”, and the opposite direction (the negative direction side of the y axis) is described as “lower side”.

図2は、超音波プローブ10の分解斜視図である。超音波プローブ10は、ケース内部に、振動子アレイ、リードアレイ内蔵バッキング、あるいは導電性フレームなど(いずれも後述する)を含む送受波ユニット30、振動子アレイからの熱を上側ケース14に伝える上側熱伝導体32、電子回路からの熱を下側ケース16に伝える下側熱伝導体34、中継基板を介して電子回路に電気的に接続され超音波診断装置本体からの信号の経路となるFPC(Flexible Printed Circuits)36、FPC36へ接続される線材38、及びFPC36と線材38とを中継するコネクタ40を含んで構成されている。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the ultrasonic probe 10. The ultrasonic probe 10 includes a transmitter / receiver unit 30 including a transducer array, a lead array built-in backing, or a conductive frame (all of which will be described later) inside the case, and an upper side that transfers heat from the transducer array to the upper case 14. Thermal conductor 32, lower thermal conductor 34 for transferring heat from the electronic circuit to the lower case 16, and FPC that is electrically connected to the electronic circuit via the relay substrate and serves as a signal path from the ultrasonic diagnostic apparatus body (Flexible Printed Circuits) 36, a wire 38 connected to the FPC 36, and a connector 40 that relays between the FPC 36 and the wire 38.

図3は、送受波ユニット30の拡大図である。図3は、送受波ユニット30に含まれる各層の積層状態(積層順)を説明するための概略図である。送受波ユニット30は、積層された複数の部材から構成されている。送受波ユニット30においては、上から順に、音響レンズ50、音響整合層52、振動子アレイ54、ハードバッキング層56、リードアレイ内蔵バッキング58、中継基板60、及び電子回路であるASIC62を有している。本明細書においては、振動子アレイ54、ハードバッキング層56、及びリードアレイ内蔵バッキング58からなる積層体を「積層体ブロック」と記載する。積層体ブロックは略直方体形状をなしている。なお、送受波ユニット30には、後述のようにグラウンドシート及び導電性フレームが設けられるが、図3においてはそれらの図示が省略されている。   FIG. 3 is an enlarged view of the wave transmitting / receiving unit 30. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a stacking state (stacking order) of each layer included in the transmission / reception unit 30. The wave transmitting / receiving unit 30 is composed of a plurality of stacked members. The wave transmitting / receiving unit 30 includes, in order from the top, an acoustic lens 50, an acoustic matching layer 52, a transducer array 54, a hard backing layer 56, a lead array built-in backing 58, a relay substrate 60, and an ASIC 62 that is an electronic circuit. Yes. In the present specification, a laminated body including the transducer array 54, the hard backing layer 56, and the lead array built-in backing 58 is referred to as a “laminated body block”. The laminated body block has a substantially rectangular parallelepiped shape. The wave transmitting / receiving unit 30 is provided with a ground sheet and a conductive frame as will be described later, but these are not shown in FIG.

音響整合層52は、振動子アレイ54から送信される超音波が好適に被検体内へ入り込むことができるよう、振動子アレイ54と被検体との間において音響インビーダンスの調整を行うものである。音響整合層52は、樹脂、炭素、金属フィラーあるいはそれらの化合物などで形成される。また、音響整合層52は導電性となっている。図3においては表現されていないが、音響整合層52のxz面の面積は、それ以下の層、つまり積層体ブロックのxz面の面積よりも大きくなっている。   The acoustic matching layer 52 adjusts acoustic impedance between the transducer array 54 and the subject so that the ultrasonic waves transmitted from the transducer array 54 can suitably enter the subject. is there. The acoustic matching layer 52 is formed of resin, carbon, metal filler, or a compound thereof. The acoustic matching layer 52 is conductive. Although not shown in FIG. 3, the area of the xz plane of the acoustic matching layer 52 is larger than the area of the xz plane of the layers below that, that is, the laminate block.

振動子アレイ54は、複数の振動子から構成される。振動子は圧電素子であり、電圧が印加されることで伸張と膨張を繰り返す。つまり振動する。これにより超音波を発生させる。なお、振動子アレイ54の上面には上側電極層が、下面には下側電極層が設けられている。本実施形態においては、上側電極層がグラウンド電極層であり接地される。下側電極層にはASIC62からの信号(送信信号)が印加される。   The transducer array 54 is composed of a plurality of transducers. The vibrator is a piezoelectric element, and repeats expansion and expansion when a voltage is applied. That is, it vibrates. Thereby, an ultrasonic wave is generated. An upper electrode layer is provided on the upper surface of the transducer array 54, and a lower electrode layer is provided on the lower surface. In the present embodiment, the upper electrode layer is a ground electrode layer and is grounded. A signal (transmission signal) from the ASIC 62 is applied to the lower electrode layer.

超音波プローブ10が動作することにより複数の振動子において熱が生じる。振動子における発熱量は、振動子の動作条件(つまり超音波送受波条件)に応じて異なる。具体的には、超音波の送信強度が強い程、あるいは超音波の送信パルス間隔(PRT)が小さい程、複数の振動子における発熱量が大きくなる。つまり、得られる超音波画像の画質が良い条件ほど発熱量が大きくなるといえる。   When the ultrasonic probe 10 operates, heat is generated in the plurality of vibrators. The amount of heat generated in the vibrator varies depending on the operating condition of the vibrator (that is, ultrasonic transmission / reception conditions). Specifically, the heat generation amount in the plurality of vibrators increases as the ultrasonic transmission intensity increases or the ultrasonic transmission pulse interval (PRT) decreases. That is, it can be said that the heat generation amount increases as the image quality of the obtained ultrasonic image is better.

ハードバッキング層56は、音響インピーダンス差を利用して振動子アレイ54の背面側を振動の節とするものである。ハードバッキング層56は、複数の振動子に対応する複数の素子により構成される。1つの振動子と1つのハードバッキング素子とで振動体が構成され、その振動体においてハードバッキング素子は共振器のように機能する。ハードバッキング層56は導電性となっている。なお、ハードバッキング層56は省略することもできる。   The hard backing layer 56 uses the acoustic impedance difference as a vibration node on the back side of the transducer array 54. The hard backing layer 56 includes a plurality of elements corresponding to a plurality of vibrators. One vibrator and one hard backing element constitute a vibrating body, and the hard backing element functions like a resonator in the vibrating body. The hard backing layer 56 is conductive. The hard backing layer 56 can be omitted.

リードアレイ内蔵バッキング58は、振動子アレイ54の余分な振動を抑えるものである。また、リードアレイ内蔵バッキング58は、上下方向に伸びる複数のリード(導線)からなるリードアレイを有している。リードアレイに含まれる各リードは、振動子アレイ54に含まれる各振動子に対応するものである。ASIC62から並列的に出力される複数の送信信号はリードアレイを介して振動子アレイ54に送られる。なお、リードアレイ内蔵バッキング58の上面及び下面には上側電極面及び下側電極面が形成されている。   The lead array built-in backing 58 suppresses excessive vibration of the transducer array 54. The lead array built-in backing 58 has a lead array composed of a plurality of leads (conductive wires) extending in the vertical direction. Each lead included in the lead array corresponds to each transducer included in the transducer array 54. A plurality of transmission signals output in parallel from the ASIC 62 are sent to the transducer array 54 via the lead array. An upper electrode surface and a lower electrode surface are formed on the upper and lower surfaces of the lead array built-in backing 58.

中継基板60は、例えばガラスエポキシ、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics;低温同時焼成セラミックス)などの材質で形成される。中継基板60は多層基板であり、各層において電気的配線が施されている。中継基板60の下側面において、略中央にASIC62が、ASIC62の周囲にコンデンサあるいはサーミスタなどのチップ部品が表面実装されている。また、中継基板60の上側面には、中継基板60内の各パターンに接続された複数の金属バンプからなるバンプアレイ、及び接地されたグラウンドバンプが設けられている。バンプアレイ及びグラウンドバンプについては後述する。   The relay substrate 60 is formed of a material such as glass epoxy or LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics). The relay substrate 60 is a multilayer substrate, and electrical wiring is provided in each layer. On the lower surface of the relay substrate 60, the ASIC 62 is mounted in the approximate center, and a chip component such as a capacitor or thermistor is surface-mounted around the ASIC 62. In addition, a bump array including a plurality of metal bumps connected to each pattern in the relay substrate 60 and a grounded ground bump are provided on the upper side surface of the relay substrate 60. The bump array and the ground bump will be described later.

ASIC62は、送信サブビームフォーマー及び受信サブビームフォーマーとして機能するものである。送信サブビームフォーマーとしては、超音波診断装置本体からの信号に従って遅延関係をもった複数の送信信号を生成し、それらを各振動子に送信する。受信サブビームフォーマーとしては、各振動子から得られる複数の受信信号に対して整相加算処理を行って受信信号を生成する。受信信号は超音波診断装置本体に送られ、装置本体内において処理され1つのビームデータが生成される。ASIC62が上記処理を行うことにより、超音波プローブ10と装置本体との間の信号線の本数が低減されている。なお、超音波プローブ10が動作することによりASIC62においても熱が生じる。   The ASIC 62 functions as a transmission sub beam former and a reception sub beam former. As a transmission sub-beamformer, a plurality of transmission signals having a delay relationship are generated in accordance with a signal from the ultrasonic diagnostic apparatus main body, and these are transmitted to each transducer. As a reception sub-beamformer, a reception signal is generated by performing phasing addition processing on a plurality of reception signals obtained from each transducer. The received signal is sent to the ultrasonic diagnostic apparatus main body and processed in the apparatus main body to generate one beam data. As the ASIC 62 performs the above processing, the number of signal lines between the ultrasonic probe 10 and the apparatus main body is reduced. Note that heat is generated also in the ASIC 62 by the operation of the ultrasonic probe 10.

図4は、送受波ユニット30のyz断面図である。図4に示されるように、音響整合層52、振動子アレイ54、及びハードバッキング層56おいて、ダイシングソーなどにより格子状の複数の溝70が形成される。これにより、振動子アレイ54において複数の振動子が形成されると共に、各層の部材が各振動子に対応した部分に分割される。なお、振動子アレイ54に含まれる複数の振動子のうち、最外周に位置する振動子は超音波の送受波の際に使用されないダミー振動子である。   FIG. 4 is a yz sectional view of the wave transmitting / receiving unit 30. As shown in FIG. 4, in the acoustic matching layer 52, the transducer array 54, and the hard backing layer 56, a plurality of lattice-shaped grooves 70 are formed by a dicing saw or the like. Thereby, a plurality of transducers are formed in the transducer array 54, and the members of each layer are divided into portions corresponding to the respective transducers. Of the plurality of transducers included in the transducer array 54, the transducer located at the outermost periphery is a dummy transducer that is not used in transmitting and receiving ultrasonic waves.

複数の溝70はリードアレイ内蔵バッキング58の上面まで達している。これにより、リードアレイ内蔵バッキング58の上面に形成された上側電極面も格子状に分割され、複数の振動子に対応した複数の上側電極パッドが形成される。   The plurality of grooves 70 reach the upper surface of the lead array built-in backing 58. As a result, the upper electrode surface formed on the upper surface of the lead array built-in backing 58 is also divided into a lattice pattern, and a plurality of upper electrode pads corresponding to a plurality of transducers are formed.

また、リードアレイ内蔵バッキング58の下面においても格子状の複数の溝72が形成される。これにより、リードアレイ内蔵バッキング58の下面に形成された下側電極面も格子状に分割され、複数の下側電極パッドが形成される。なお、複数の下側電極パッドも複数の振動子に対応している。   A plurality of grid-like grooves 72 are also formed on the lower surface of the lead array built-in backing 58. As a result, the lower electrode surface formed on the lower surface of the lead array built-in backing 58 is also divided into a lattice pattern, and a plurality of lower electrode pads are formed. A plurality of lower electrode pads also correspond to a plurality of vibrators.

上述のように中継基板60の上側面にはバンプアレイ74が形成されている。バンプアレイ74に含まれる金属バンプは半田あるいは金などの金属で形成される。バンプアレイ74に含まれる各金属バンプとリードアレイ内蔵バッキング58の各下側電極パッドが接触することで両者が電気的に接続される。   As described above, the bump array 74 is formed on the upper surface of the relay substrate 60. The metal bumps included in the bump array 74 are formed of a metal such as solder or gold. The metal bumps included in the bump array 74 and the lower electrode pads of the lead array built-in backing 58 come into contact with each other so that they are electrically connected.

バンプアレイ74の最外周に位置する金属バンプ74aは中継基板60のグラウンドパターン76a(接地されたライン)に接続されている。その他の金属バンプ74bは中継基板60の信号パターン76bに接続され、リード58a及び導電性のハードバッキング層56(分割されたハードバッキング素子)を介して振動子アレイ54とASIC62との間で信号が送受信される。   Metal bumps 74 a located on the outermost periphery of the bump array 74 are connected to a ground pattern 76 a (a grounded line) of the relay substrate 60. The other metal bumps 74b are connected to the signal pattern 76b of the relay substrate 60, and a signal is transmitted between the transducer array 54 and the ASIC 62 via the lead 58a and the conductive hard backing layer 56 (divided hard backing element). Sent and received.

また、中継基板60の上側面には、グラウンドバンプ群78が設けられる。グラウンドバンプ群78には、中継基板60のグラウンドパターン76aが接続されており、つまりグラウンドバンプ群78は接地されている。グラウンドバンプ群78には、後述の導電性フレーム80が接続される。   A ground bump group 78 is provided on the upper side surface of the relay substrate 60. The ground bump group 78 is connected to the ground pattern 76a of the relay substrate 60, that is, the ground bump group 78 is grounded. A conductive frame 80 described later is connected to the ground bump group 78.

以下、図4を参照して、導電性フレーム80及びグラウンドシート82について説明する。   Hereinafter, the conductive frame 80 and the ground sheet 82 will be described with reference to FIG. 4.

導電性フレーム80は、振動子アレイ54の上側電極層と中継基板60(ASIC62)のグラウンドパターンとの間におけるグラウンド経路を成すと共に、振動子アレイ54において生じた熱を吸収し、当該熱を超音波プローブ10の外部空間へ伝搬させるものである。   The conductive frame 80 forms a ground path between the upper electrode layer of the transducer array 54 and the ground pattern of the relay substrate 60 (ASIC 62), absorbs heat generated in the transducer array 54, and exceeds the heat. It is propagated to the external space of the acoustic probe 10.

導電性フレーム80は、例えば銅やアルミなどの金属で形成され、中継基板60上に配置される。導電性フレーム80は、中継基板60から積層体ブロックの側面に沿って上側に伸びる板状部分を含んで構成されている。当該板状部分は厚肉であり、0.1mm以上の厚さ、好適には1.0mm以上の厚さを有している。望ましくは、当該板状部分は積層体ブロック(特に振動子アレイ54)の側面に直接接触しており、両者の間には接着剤などが充填されない。これにより、振動子アレイ54からの熱をより好適に導電性フレーム80へ伝搬させることができる。   The conductive frame 80 is formed of a metal such as copper or aluminum and is disposed on the relay substrate 60. The conductive frame 80 is configured to include a plate-like portion extending upward from the relay substrate 60 along the side surface of the laminate block. The plate-like portion is thick and has a thickness of 0.1 mm or more, preferably 1.0 mm or more. Desirably, the said plate-shaped part is directly contacting the side surface of the laminated body block (especially vibrator array 54), and an adhesive etc. are not filled between both. Thereby, the heat from the transducer array 54 can be more suitably propagated to the conductive frame 80.

本実施形態においては、導電性フレーム80は、積層体ブロックの4つの側面に沿って設けられる4つの板状部分が一体となった中空ブロック形状となっている。これにより、導電性フレーム80は積層体ブロックの外骨格を形成する。また、導電性フレーム80としては、積層体ブロックの一部の側面(例えば2側面)に沿って中継基板60から上方に伸びる1又は複数枚の板状の導電性プレートからなるものであってもよい。この場合であっても、各導電性プレートは厚肉であり、上述の厚さをもって形成される。   In the present embodiment, the conductive frame 80 has a hollow block shape in which four plate-like portions provided along the four side surfaces of the laminate block are integrated. Thereby, the electroconductive frame 80 forms the exoskeleton of a laminated body block. Further, the conductive frame 80 may be composed of one or a plurality of plate-like conductive plates extending upward from the relay substrate 60 along some side surfaces (for example, two side surfaces) of the laminate block. Good. Even in this case, each conductive plate is thick and is formed with the above-described thickness.

導電性フレーム80は、中継基板60から振動子アレイ54の側面まで上方に伸びており、その上面と音響整合層52の下面とが接触している。つまり、本実施形態においては、積層体ブロック及び導電性フレーム80の上側に、両者に跨って音響整合層52が積層された構造となっている。これにより、音響整合層52の側方に導電性フレーム80が位置しないことになる。導電性フレーム80は上述のように金属で形成され、これらは超音波の高反射体となる。音響整合層52の側方に導電性フレーム80を配置しないことにより、振動子アレイ54からの超音波が音響整合層52の側面において反射するのを防ぎ、これにより超音波特性の劣化を防止している。   The conductive frame 80 extends upward from the relay substrate 60 to the side surface of the transducer array 54, and the upper surface thereof is in contact with the lower surface of the acoustic matching layer 52. That is, in the present embodiment, the acoustic matching layer 52 is laminated on the upper side of the laminate block and the conductive frame 80 so as to straddle both. As a result, the conductive frame 80 is not positioned on the side of the acoustic matching layer 52. The conductive frame 80 is formed of metal as described above, and these become high-frequency reflectors of ultrasonic waves. By not disposing the conductive frame 80 on the side of the acoustic matching layer 52, the ultrasonic waves from the transducer array 54 are prevented from being reflected on the side surfaces of the acoustic matching layer 52, thereby preventing deterioration of the ultrasonic characteristics. ing.

導電性フレーム80は、中継基板60の表面上に設けられたグラウンドバンプ群78に半田付け、あるいは導電性接着剤などにより接続される。これにより導電性フレーム80が接地される。図5においてグラウンドバンプ群78の配置領域78aが示されている。図5は中継基板60の平面図である。図5(a)に示される通り、導電性フレーム80が中空ブロック形状である場合には、バンプアレイ74が配置されるバンプエリア74cの4方向を取り囲むように配置領域78aが設けられる。また、導電性フレーム80が積層体ブロックの2側面に沿って設けられる2枚の導電性プレートから構成される場合、図5(b)に示すように、バンプエリア74cの対向する2辺に沿って配置領域78aが設けられる。   The conductive frame 80 is connected to a ground bump group 78 provided on the surface of the relay substrate 60 by soldering or a conductive adhesive. As a result, the conductive frame 80 is grounded. In FIG. 5, an arrangement region 78a of the ground bump group 78 is shown. FIG. 5 is a plan view of the relay board 60. As shown in FIG. 5A, when the conductive frame 80 has a hollow block shape, an arrangement region 78a is provided so as to surround four directions of the bump area 74c where the bump array 74 is arranged. Further, when the conductive frame 80 is composed of two conductive plates provided along the two side surfaces of the laminate block, as shown in FIG. 5B, along the two opposing sides of the bump area 74c. An arrangement region 78a is provided.

図4に戻り、グラウンドシート82は平面視で略長方形のシート状部材である。グラウンドシート82は、導電性の導電層84と絶縁性の絶縁層86からなる2層構造となっている。本実施形態では、絶縁層86はPET(Polyethylene Terephthalate;ポリエチレンテレフタート)などの樹脂で形成される。導電層84は金などの金属で形成される。導電層84の厚さは、電気抵抗の低減(つまり振動子アレイ54の上側電極層へのグラウンド経路の強化)の観点からは、できるだけ厚いのが好ましい。ただし、グラウンドシート82は、後述のように音響整合層52の上に積層される、つまり振動子アレイ54から被検体へ送信される超音波の送信経路上に配置されるため、超音波特性の観点からはグラウンドシート82は薄い方が好ましい。したがって、グラウンドシート82の厚さは、振動子アレイ54のグラウンド強度と超音波特性とを考慮して決定される。   Returning to FIG. 4, the ground sheet 82 is a substantially rectangular sheet-like member in plan view. The ground sheet 82 has a two-layer structure including a conductive layer 84 and an insulating layer 86. In the present embodiment, the insulating layer 86 is formed of a resin such as PET (Polyethylene Terephthalate). The conductive layer 84 is formed of a metal such as gold. The thickness of the conductive layer 84 is preferably as thick as possible from the viewpoint of reducing electrical resistance (that is, strengthening the ground path to the upper electrode layer of the transducer array 54). However, since the ground sheet 82 is laminated on the acoustic matching layer 52 as described later, that is, disposed on the transmission path of the ultrasonic waves transmitted from the transducer array 54 to the subject, From the viewpoint, the ground sheet 82 is preferably thin. Therefore, the thickness of the ground sheet 82 is determined in consideration of the ground intensity and ultrasonic characteristics of the transducer array 54.

グラウンドシート82は音響整合層52の上側に設けられる。グラウンドシート82は、導電層84が下側、絶縁層86が上側となる向きに取り付けられる。これにより、導電層84と導電性の音響整合層52が電気的に接続される。   The ground sheet 82 is provided on the upper side of the acoustic matching layer 52. The ground sheet 82 is attached so that the conductive layer 84 is on the lower side and the insulating layer 86 is on the upper side. Thereby, the conductive layer 84 and the conductive acoustic matching layer 52 are electrically connected.

グラウンドシート82のz軸方向(左右方向)の長さは、音響整合層52及び導電性フレーム80の左右方向の長さよりも長くなっている。したがって、グラウンドシート82は、音響整合層52の上側に積層される本体部82aと、音響整合層52の左右側端から側方にはみ出して下方に垂れさがる端部82bとを有する。下方に垂れさがった端部82bは、導電性フレーム80の外側側方まで到達する。つまり、グラウンドシート82の左右方向の長さは、下方に垂れさがった端部82bの下端が、少なくとも導電性フレーム80の外側側面上端よりも下側に位置する程度の長さとなっている。   The length of the ground sheet 82 in the z-axis direction (left-right direction) is longer than the length of the acoustic matching layer 52 and the conductive frame 80 in the left-right direction. Therefore, the ground sheet 82 has a main body portion 82 a stacked on the upper side of the acoustic matching layer 52, and an end portion 82 b that protrudes laterally from the left and right ends of the acoustic matching layer 52 and hangs downward. The end portion 82 b that hangs downward reaches the outer side of the conductive frame 80. That is, the length of the ground sheet 82 in the left-right direction is such that the lower end of the end portion 82 b that hangs downward is positioned at least below the upper end of the outer side surface of the conductive frame 80.

端部82bが下方に垂れさがることにより、導電層84が導電性フレーム80側(内側)に位置し、絶縁層86が外側に位置する。つまり、右側端部90bにおける導電層84と、導電性フレーム80の外側側面とが対向することになる。そして、端部82bの導電層84と導電性フレーム80の外側側面とが接続される。本実施形態では、両者が導電性接着剤88により接着される。あるいは、両者を加圧接着させるなどしてもよい。これにより、導電層84と導電性フレーム80とが電気的に接続される。好ましくは、端部82bの導電層84と導電性フレーム80の外側側面との間において、対向する部分の全てが接着される。これにより、両者間の接触抵抗がより低減される。   When the end portion 82b hangs downward, the conductive layer 84 is positioned on the conductive frame 80 side (inner side), and the insulating layer 86 is positioned on the outer side. That is, the conductive layer 84 at the right end 90b and the outer side surface of the conductive frame 80 face each other. And the conductive layer 84 of the edge part 82b and the outer side surface of the conductive frame 80 are connected. In the present embodiment, both are bonded by the conductive adhesive 88. Alternatively, both may be pressure bonded. Thereby, the conductive layer 84 and the conductive frame 80 are electrically connected. Preferably, all of the opposing portions are bonded between the conductive layer 84 of the end portion 82b and the outer side surface of the conductive frame 80. Thereby, the contact resistance between both is reduced more.

接触抵抗低減の観点からは、導電層84と導電性フレーム80の外側側面との接触面積はできるだけ大きいほうが好ましい。つまり、グラウンドシート82の面積を大きくし、下方へ垂れさがる端部82bの長さを大きくする方が好ましい。一方において、導電性フレーム80の放熱性を考慮すると、導電性フレーム80の側面は剥き出し状態である方が好ましい。したがって、導電層84と導電性フレーム80の外側側面との接触面積(つまり端部82bの垂れ下がり長さ)は、接触抵抗と放熱性を考慮して決定される。   From the viewpoint of reducing contact resistance, the contact area between the conductive layer 84 and the outer side surface of the conductive frame 80 is preferably as large as possible. That is, it is preferable to increase the area of the ground sheet 82 and increase the length of the end portion 82b that hangs downward. On the other hand, when the heat dissipation of the conductive frame 80 is taken into consideration, it is preferable that the side surface of the conductive frame 80 is exposed. Therefore, the contact area between the conductive layer 84 and the outer side surface of the conductive frame 80 (that is, the hanging length of the end portion 82b) is determined in consideration of contact resistance and heat dissipation.

同様に、グラウンドシート82のx軸方向(前後方向)の長さは音響整合層52及び導電性フレーム80の左右方向の長さよりも長くなっており、前後方向においても、下方に垂れ下がったグラウンドシート82の端部82bと導電性フレーム80とが電気的に接続される。   Similarly, the length of the ground sheet 82 in the x-axis direction (front-rear direction) is longer than the lengths of the acoustic matching layer 52 and the conductive frame 80 in the left-right direction. The end portion 82b of 82 and the conductive frame 80 are electrically connected.

送受波ユニット30の構造は以上の通りである。上記構造によれば、各振動子の上側電極は、その上側に積層されている導電性の音響整合層52(溝70により分割された音響整合素子)、グラウンドシート82の導電層84、導電性接着剤88、導電性フレーム80を介して、接地点である中継基板60のグラウンドバンプ群78に接続される。これにより、各振動子の上側電極が接地される。   The structure of the transmission / reception unit 30 is as described above. According to the above structure, the upper electrode of each vibrator has the conductive acoustic matching layer 52 (acoustic matching element divided by the groove 70) laminated on the upper side thereof, the conductive layer 84 of the ground sheet 82, the conductive property. It is connected to the ground bump group 78 of the relay substrate 60 which is a ground point through the adhesive 88 and the conductive frame 80. Thereby, the upper electrode of each vibrator is grounded.

振動子アレイから下方に位置する接地点までの間の上下方向に伸びるグラウンド経路においては、従来、極薄のグラウンドフィルムあるいは細いアース線が用いられていたところ、本実施形態によれば、当該グラウンド経路が厚肉の金属で形成される。つまり、当該グラウンド経路の断面積が従来よりも増大される。そのため、振動子の上側電極と接地点との間の電気抵抗が従来よりも低減され、すなわち振動子の上側電極へのグラウンド経路が強化される。   In the ground path extending in the vertical direction between the transducer array and the grounding point located below, an extremely thin ground film or a thin ground wire has been conventionally used. According to the present embodiment, the ground path The path is made of thick metal. That is, the cross-sectional area of the ground path is increased as compared with the conventional case. Therefore, the electrical resistance between the upper electrode of the vibrator and the ground point is reduced as compared with the conventional case, that is, the ground path to the upper electrode of the vibrator is strengthened.

導電性フレーム80とグラウンドシート82の導電層84との間において、導電性フレーム80の外側側面と導電層84とが面接触により接続される。これにより、両者間の接触抵抗が低減され、つまり各振動子の上側電極へのグラウンド経路が強化される。   Between the conductive frame 80 and the conductive layer 84 of the ground sheet 82, the outer side surface of the conductive frame 80 and the conductive layer 84 are connected by surface contact. Thereby, the contact resistance between the two is reduced, that is, the ground path to the upper electrode of each vibrator is strengthened.

また、導電性フレーム80は、振動子アレイ54の側面に位置し、好適には振動子アレイ54の側面に直接接触している。これにより、振動子アレイ54からの熱が導電性フレーム80へ伝搬する。導電性フレーム80に吸収された熱は、導電性フレーム80に熱的に接続される上側熱伝導体32を介して超音波プローブ10の外側空間へ放出される。つまり、導電性フレーム80は、振動子アレイ54からの熱を超音波プローブ10の外側空間へと伝搬させる熱伝導機能も発揮する。これにより、振動子アレイ54において生じた熱が上方(被検体側)に伝搬するのを好適に制限することができる。振動子アレイ54において生じた熱の被検体側への伝搬が好適に制限されることで、送信超音波の強度を従来よりも強くすることが可能になる。   Further, the conductive frame 80 is located on the side surface of the transducer array 54, and preferably is in direct contact with the side surface of the transducer array 54. Thereby, heat from the transducer array 54 propagates to the conductive frame 80. The heat absorbed by the conductive frame 80 is released to the outer space of the ultrasonic probe 10 through the upper thermal conductor 32 that is thermally connected to the conductive frame 80. That is, the conductive frame 80 also exhibits a heat conduction function for propagating heat from the transducer array 54 to the outer space of the ultrasonic probe 10. Thereby, it is possible to suitably limit the heat generated in the transducer array 54 from propagating upward (to the subject side). By suitably limiting the propagation of heat generated in the transducer array 54 to the subject side, it is possible to make the intensity of the transmitted ultrasonic wave stronger than before.

また、導電性フレーム80が、積層体ブロックの4側面を覆う中空ブロック形状であれば、積層体ブロックの4側面がグラウンド電位で包囲されることになる。これにより、導電性フレーム80は、外来電気ノイズの影響を低減させるシールド効果も発揮する。   Further, if the conductive frame 80 has a hollow block shape covering the four side surfaces of the multilayer block, the four side surfaces of the multilayer block are surrounded by the ground potential. Thus, the conductive frame 80 also exhibits a shielding effect that reduces the influence of external electrical noise.

また、導電性フレーム80が中空ブロック形状であれば、導電性フレーム80が積層体ブロックの外骨格構造体となる。導電性フレーム80は厚肉の金属であり所定の強度を有することから、導電性フレーム80は積層体ブロックを支持する支持機能も発揮する。これにより、積層体ブロックに含まれる各層の強度を低減することが可能になる。例えば、リードアレイ内蔵バッキング58に関して、その強度よりも超音波の減衰性能などを優先させて形成することが可能になる。   Further, if the conductive frame 80 is a hollow block shape, the conductive frame 80 becomes an exoskeleton structure of the laminate block. Since the conductive frame 80 is a thick metal and has a predetermined strength, the conductive frame 80 also exhibits a support function for supporting the laminate block. Thereby, it becomes possible to reduce the intensity | strength of each layer contained in a laminated body block. For example, the lead array built-in backing 58 can be formed with priority given to ultrasonic attenuation performance over its strength.

以下、図6及び図7を参照して、振動子アレイ54、ハードバッキング層56、及びリードアレイ内蔵バッキング58からなる積層体ブロック、音響整合層52、及び導電性フレーム80の組み合わせ方法を説明する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 6 and 7, a method of combining the laminated body block including the transducer array 54, the hard backing layer 56, and the lead array built-in backing 58, the acoustic matching layer 52, and the conductive frame 80 will be described. .

図6には、第1の組み合わせ方法が示されている。第1の組み合わせ方法では、組み立て前の段階において、音響整合層52は、中央に矩形の孔100を有し額縁状の外側整合層52aと、積層体ブロックの上側に積層される内側整合層52bとに分かれている。内側整合層52bの幅及び奥行きは、積層体ブロックの幅及び奥行きよりも小さくなっている。したがって、積層体ブロックの上に内側整合層52bが積層された状態(以下、積層ユニットと記載する)において積層体ブロック(振動子アレイ54)の上面の外周部が露出する。導電性フレーム80は、孔102を有する角筒形状(つまり中空ブロック形状)である。   FIG. 6 shows a first combination method. In the first combination method, the acoustic matching layer 52 includes a frame-shaped outer matching layer 52a having a rectangular hole 100 at the center and an inner matching layer 52b stacked on the upper side of the laminate block in a stage before assembly. It is divided into and. The width and depth of the inner matching layer 52b are smaller than the width and depth of the laminate block. Accordingly, the outer peripheral portion of the upper surface of the multilayer block (vibrator array 54) is exposed in a state where the inner matching layer 52b is laminated on the multilayer block (hereinafter referred to as a multilayer unit). The conductive frame 80 has a rectangular tube shape (that is, a hollow block shape) having holes 102.

まず、外側整合層52aが導電性フレーム80の上面に接着される。外側整合層52aの辺の幅wは、導電性フレーム80の辺の幅wよりも大きくなっている。したがって、両者が接着された状態において、外側整合層52aの各辺の内側部分が、導電性フレーム80の各辺の内側端よりも内側にせり出す形となる。その後、積層ユニットが導電性フレーム80の孔102に挿入される。外側整合層52aの孔100は内側整合層52bが丁度収まる大きさに設けられているため、積層ユニットが孔102に挿入されることで、内側整合層52bが外側整合層52aの孔100に嵌め合わされる。これにより、外側整合層52aと内側整合層52bが一体となって音響整合層52が形成される。 First, the outer matching layer 52 a is bonded to the upper surface of the conductive frame 80. The side width w 1 of the outer matching layer 52 a is larger than the side width w 2 of the conductive frame 80. Therefore, in a state where both are bonded, the inner portion of each side of the outer matching layer 52 a protrudes inward from the inner end of each side of the conductive frame 80. Thereafter, the laminated unit is inserted into the hole 102 of the conductive frame 80. Since the hole 100 of the outer matching layer 52a is sized to fit the inner matching layer 52b, the inner matching layer 52b is fitted into the hole 100 of the outer matching layer 52a when the stacked unit is inserted into the hole 102. Combined. Thus, the acoustic matching layer 52 is formed by integrating the outer matching layer 52a and the inner matching layer 52b.

ここで、導電性フレーム80の各辺の内側端よりも内側にせり出した外側整合層52aの一部分(内側部分)は、導電性フレーム80に対する積層ユニットの位置決めの役割を果たす。すなわち、積層ユニットは、内側にせり出した外側整合層52aの内側部分の下面と、露出した積層ブロック(振動子アレイ54)の外周部上面とが接触するまで、積層ユニットを孔102に押し込めばよい。   Here, a part (inner part) of the outer matching layer 52 a protruding inward from the inner end of each side of the conductive frame 80 serves to position the laminated unit with respect to the conductive frame 80. That is, the laminated unit may be pushed into the hole 102 until the lower surface of the inner portion of the outer matching layer 52a protruding inward contacts the exposed upper surface of the outer peripheral portion of the laminated block (vibrator array 54). .

図7には、第2の組み合わせ方法が示されている。第2の組み合わせ方法では、積層体ブロックに先に音響整合層52を積層し、その後、4つの導電性プレート80a〜80bを積層体ブロックの側方へ接合させるものである。4つの導電性プレート80a〜80bは、積層体ブロックへ接合された後、導電性接着剤などで接着され、導電性フレーム80を形成する。   FIG. 7 shows a second combination method. In the second combination method, the acoustic matching layer 52 is first laminated on the laminate block, and then the four conductive plates 80a to 80b are joined to the side of the laminate block. The four conductive plates 80a to 80b are bonded to the laminate block and then bonded with a conductive adhesive or the like to form the conductive frame 80.

図8には、変形例に係る送受波ユニット110が示されている。送受波ユニット110に含まれる部材であって、上記基本実施形態に係る送受波ユニット30と同じ部材については、同一の図番を付し、その説明を省略する。   FIG. 8 shows a transmission / reception unit 110 according to a modification. Members that are included in the transmission / reception unit 110 and that are the same as those of the transmission / reception unit 30 according to the basic embodiment described above are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

送受波ユニット110は、送受波ユニット30に比して、グラウンドシート82に代えて、音響整合層52及び導電性フレーム80の上部に跨って、導電性の第2音響整合層112が設けられている。第2音響整合層112は、音響整合層52及び導電性フレーム80に電気的に接続されている。   Compared with the transmission / reception unit 30, the transmission / reception unit 110 is provided with a conductive second acoustic matching layer 112 across the acoustic matching layer 52 and the upper part of the conductive frame 80 instead of the ground sheet 82. Yes. The second acoustic matching layer 112 is electrically connected to the acoustic matching layer 52 and the conductive frame 80.

図8に示される通り、音響整合層52、振動子アレイ54、及びハードバッキング層56は溝70により分割されているが、第2音響整合層112は分割されていない。つまり、第2音響整合層112は、音響整合層52、振動子アレイ54、及びハードバッキング層56の分割処理の後にそれらの上部に導電性接着剤などにより接着される。   As shown in FIG. 8, the acoustic matching layer 52, the transducer array 54, and the hard backing layer 56 are divided by the grooves 70, but the second acoustic matching layer 112 is not divided. That is, the second acoustic matching layer 112 is bonded to the upper portion of the acoustic matching layer 52, the transducer array 54, and the hard backing layer 56 with a conductive adhesive or the like after the division process.

送受波ユニット110の構成によれば、各振動子の上側電極は、その上側に積層されている導電性の音響整合層52及び導電性の第2音響整合層112を介して、接地された導電性フレーム80に接続される。これにより、各振動子の上側電極が接地される。   According to the configuration of the transmission / reception unit 110, the upper electrode of each transducer is electrically connected to the ground via the conductive acoustic matching layer 52 and the conductive second acoustic matching layer 112 stacked on the upper electrode. Connected to the sex frame 80. Thereby, the upper electrode of each vibrator is grounded.

送受波ユニット110の構成において、超音波送受波経路にグラウンドシート82が設けられないから、送受波ユニット30に比して超音波特性の劣化を抑えることができる。また、グラウンドシート82を設けた場合に比して製造工程の簡易化が実現される。   In the configuration of the transmission / reception unit 110, since the ground sheet 82 is not provided in the ultrasonic transmission / reception path, deterioration of ultrasonic characteristics can be suppressed as compared with the transmission / reception unit 30. Further, the manufacturing process can be simplified as compared with the case where the ground sheet 82 is provided.

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

10 超音波プローブ、12 超音波送受波面、14 上側ケース、16 下側ケース、18 ケーブル、20 ケーブル保護ブーツ、30,110 送受波ユニット、32 上側熱伝導体、34 下側熱伝導体、36 FPC、38 線材、40 コネクタ、50 音響レンズ、52 音響整合層、52a 外側整合層、52b 内側整合層、54 振動子アレイ、56 ハードバッキング層、58 リードアレイ内蔵バッキング、58a リード、60 中継基板、62 ASIC、70,72 溝、74 バンプアレイ、74a,74b 金属バンプ、74c バンプエリア、76a グラウンドパターン、76b 信号パターン、78 グラウンドバンプ群、80 導電性フレーム、80a,80b,80c,80d 導電性プレート、82 グラウンドシート、84 導電層、86 絶縁層、88 導電性接着剤、100,102 孔、112 第2音響整合層。   10 Ultrasonic Probe, 12 Ultrasonic Transceiving Surface, 14 Upper Case, 16 Lower Case, 18 Cable, 20 Cable Protection Boot, 30, 110 Transceiving Unit, 32 Upper Thermal Conductor, 34 Lower Thermal Conductor, 36 FPC , 38 wire rod, 40 connector, 50 acoustic lens, 52 acoustic matching layer, 52a outer matching layer, 52b inner matching layer, 54 transducer array, 56 hard backing layer, 58 lead array built-in backing, 58a lead, 60 relay board, 62 ASIC, 70, 72 groove, 74 bump array, 74a, 74b metal bump, 74c bump area, 76a ground pattern, 76b signal pattern, 78 ground bump group, 80 conductive frame, 80a, 80b, 80c, 80d conductive plate, 82 Ground 84, conductive layer, 86 insulating layer, 88 conductive adhesive, 100, 102 holes, 112 second acoustic matching layer.

Claims (5)

配列された複数の振動子からなる振動子アレイを含む積層体ブロックと、
前記積層体ブロックの下方において、前記積層体ブロックの下面に平行に設けられた回路基板であって、前記振動子アレイに電気的に接続された電子回路、及び、上側面に設けられ接地されたグラウンドバンプ群を有し、回路基板と、
前記複数の振動子のグラウンド電極、及び、前記回路基板上の接地点に電気的に接続される導電性部材により構成され、前記回路基板の前記グラウンドバンプ群に直接接続され、前記積層体ブロックの側面に沿って少なくとも前記振動子アレイの側面まで伸びる厚肉の板状部分を有するグラウンドフレームと、
を備えることを特徴とする超音波プローブ。
A laminate block including a transducer array composed of a plurality of arranged transducers;
A circuit board provided in parallel to the lower surface of the laminate block below the laminate block , and an electronic circuit electrically connected to the transducer array , and provided on the upper surface and grounded It has a ground bumps group, a circuitry substrate,
The ground electrode of the plurality of vibrators and a conductive member electrically connected to a ground point on the circuit board, and directly connected to the ground bump group of the circuit board, A ground frame having a thick plate-like portion extending along the side surface to at least the side surface of the transducer array;
An ultrasonic probe comprising:
前記グラウンドフレームは、前記振動子アレイにおいて生じた熱を超音波プローブの外側空間へ移送するための熱伝導機能を発揮する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の超音波プローブ。
The ground frame exhibits a heat conduction function for transferring heat generated in the transducer array to an outer space of the ultrasonic probe.
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein:
前記グラウンドフレームは、前記積層体ブロックの4側面を覆う中空ブロック形状を有する、
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の超音波プローブ。
The ground frame has a hollow block shape covering four side surfaces of the laminate block.
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is characterized in that:
前記グラウンドフレームは、前記積層体ブロックを支持する支持機能を発揮する、
ことを特徴とする、請求項3に記載の超音波プローブ。
The ground frame exhibits a support function for supporting the laminate block,
The ultrasonic probe according to claim 3, wherein:
前記積層体ブロックと前記グラウンドフレームの上部において両者に跨って設けられる音響整合層であって、前記複数の振動子及び前記グラウンドフレームに電気的に接続される導電性の音響整合層をさらに備える、
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の超音波プローブ。
An acoustic matching layer provided across the laminated body block and the upper part of the ground frame, further comprising a conductive acoustic matching layer electrically connected to the plurality of vibrators and the ground frame;
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the ultrasonic probe is characterized in that:
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