JP6919295B2 - 超音波探触子および超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板を備える超音波振動子を用いた超音波探触子および超音波診断装置に関する。

従来、超音波を被検体内部に照射し、その反射波を受信して解析することにより被検体内部の検査を行う超音波診断装置が普及している。超音波診断装置は、被検体を非破壊、非侵襲で調べることができるので、医療診断や建築構造物内部の検査等、種々の用途に広く用いられている。

超音波診断装置は被検体に対する超音波の送受信を行う超音波探触子を有する。超音波探触子は、電気信号が印加されると超音波を発生させて被検体に照射し、被検体から反射した超音波を受信すると受信強度に基づいて電気信号に変換する振動子を走査方向に複数個配列した構造を有する。

このような振動子配列において、各振動子は、極性の異なる２つの電極が形成された板状の圧電材料層と、照射方向と反対側に放射される超音波を反射、減衰および吸収するためのバッキング層とを、超音波診断装置本体からの電気信号を伝える積層基板を介して接合した後、所定ピッチ毎に、圧電材料層から積層基板を超えてバッキング層の上部まで至る切り込み（例えば、ダイシング溝等と称される）を入れることにより、短冊状に分割されて走査方向に配列された構成となっている。ダイシング溝は、隣接する導体パターンの間隙に位置するように形成される。このような振動子配列は、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１には、板状の圧電体と、各導体パターンが複数層に亘って設けられ、各層の導体パターンがスルーホール等の接続導体部によって導通される多層基板とが積層された状態で圧電体および多層基板に分割スリット（ダイシング溝に対応）を設けることにより、圧電体が複数に分割されて形成されるもので、分割スリットは、多層基板に形成された導体部が有する、接続導体部と導通された幅広部に切れ込むように設けられており、圧電振動子毎の導体パターンが、分割スリットの間の導体部により形成されている超音波プローブが開示されている。

特開２０１０−２７８７６６号公報

このような振動子配列において、振動子毎の振動効率を向上させるために、１つの振動子を複数の領域（分割素子）に分割するための切り込み（例えば、サブダイス溝等と称される）を更に設けることがある。振動子の設計上は、サブダイス溝は積層基板を切断せず、従って隣接する分割素子同士は電気的に接続された状態である。

特許文献１に開示された技術では、接続導体部がダイシング溝の設けられた方向と平行に一直線に並んでいるため、１つの振動子をサブダイス溝によって更に分割した場合、接続導体部が設けられていない分割素子が生じうる。

振動子にサブダイス溝を設ける方法としては、例えばダイシングソー等によって所定の深さの溝を設ける方法が用いられる。このような方法を用いてサブダイス溝を設ける場合に、複数の層が積層して構成されている振動子の厚さのばらつきのため、振動子によってはサブダイス溝が所定の深さより深くなったり、浅くなったりすることがある。

特にサブダイス溝が所定の深さより深くなってしまった場合、例えばダイシングソーが多層基板まで到達し、導体パターンの一部が切断されてしまう事態が生じうる。ここで特許文献１のように接続導体部が設けられていない分割素子が存在すると、その分割素子は電気的に絶縁状態となってしまう。このような分割素子が複数存在すると、振動子の歩留まりが低下してしまうので、改善が要望されている。

本発明は、サブダイス溝により接続導体部が設けられていない領域が形成されないようにし、歩留まりを向上させることができる超音波探触子および超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波探触子は、走査方向に沿って配列された複数個の超音波振動子を有する超音波探触子であって、前記超音波振動子は、圧電材料層と、少なくとも１つが前記圧電材料層に電気的に接続された少なくとも２つの導電層、前記導電層同士を絶縁する絶縁層、および、前記絶縁層に設けられ、前記導電層同士を電気的に接続する接続導体部を有する積層基板と、を有し、前記複数の超音波振動子は、前記圧電材料層と前記積層基板とが積層された状態で、前記走査方向に対して垂直な方向に、前記圧電材料層および前記積層基板が所定の間隔毎に第１分割溝により分割されることで互いに分離されており、前記複数の超音波振動子の各々は、前記第１分割溝と平行、かつ前記超音波振動子の表面からの深さが前記第１分割溝より浅い第２分割溝により更に分割された複数の分割素子を有し、前記第２分割溝によって分割された分割素子毎に、前記接続導体部の少なくとも一部が形成される。

本発明の超音波診断装置は、上記超音波探触子と、前記超音波探触子から被検体に対して超音波送信信号を送信させ、前記被検体からの反射波を受信した前記超音波探触子が生成した超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置本体と、を有する。

本発明によれば、サブダイス溝により接続導体部が設けられていない領域が形成されないようにし、歩留まりを向上させることができる。

超音波診断装置の全体構成を例示した図 本発明の実施の形態に係る超音波振動子を示す斜視図 第１の実施の形態における１チャンネル分の超音波振動子の拡大図 第１の実施の形態における接続導体部の位置および大きさについて説明するための図 サブダイス溝の深さと、超音波振動子の周波数特性との関係を例示した図 第２の実施の形態における１チャンネル分の超音波振動子の拡大図 第２の実施の形態における接続導体部の位置および大きさについて説明するための図 第３の実施の形態における接続導体部の位置について説明するための図 第４の実施の形態における接続導体部の位置について説明するための図 第４の実施の形態における接続導体部の位置について説明するための図 １チャンネルを３つの分割素子に分割した場合に、第１の実施の形態における接続導体部を適用した例について示す図 １チャンネルを３つの分割素子に分割した場合に、第１の実施の形態における接続導体部を適用した例について示す図 １チャンネルを３つの分割素子に分割した場合に、第２の実施の形態における接続導体部を適用した例について示す図 １．２５Ｄの超音波振動子において、隣接する２つの分割素子にまたがるような接続導体部を設けた例について示す図 １．２５Ｄの超音波振動子において、隣接する２つの分割素子にまたがるような接続導体部を設けた例について示す図

以下、本発明の実施の形態に係る超音波振動子について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示した例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能および構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１は、超音波診断装置２００の全体構成を例示した図である。図１に示すように、超音波診断装置２００は、超音波診断装置本体２１０と、超音波探触子２２０と、ケーブル２３０と、操作部２４０と、表示部２５０と、を有する。

超音波診断装置本体２１０は、超音波探触子２２０とケーブル２３０を介して接続され、駆動信号を超音波探触子２２０に対して送信することによって、超音波探触子２２０に超音波を送信させる。そして、被検体内からの反射波を受信した超音波探触子２２０が生成した超音波受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。

超音波探触子２２０は、超音波診断装置本体２１０から駆動信号を受信すると、被検体に対して超音波（送信超音波）を送信する。また、超音波探触子２２０は、被検体内から反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信すると、受信超音波の強度に基づく受信信号を生成して超音波診断装置本体２１０へ送信する。

操作部２４０は、例えばスイッチ、ボタン、キーボード、マウス、タッチパネル等の操作デバイスであり、超音波診断装置２００のユーザである医師や検査技師等の操作を受け付ける。

表示部２５０は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスであり、超音波診断装置本体２１０が生成した超音波画像を表示したり、超音波診断装置２００の状態に応じた種々の表示画面を表示したりする。

次に、超音波探触子２２０が有し、超音波の送受信を行う超音波振動子について詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
以下では、本発明の第１の実施の形態に係る超音波振動子１００について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子１００を示す斜視図である。図２に示すように、超音波振動子１００は、音響整合層１０１、圧電材料層１０２、積層基板１０３、バッキング層１０４を有する。また、超音波振動子１００の表面から、すなわち音響整合層１０１および圧電材料層１０２から積層基板１０３を超えてバッキング層１０４の上部まで至る第１分割溝（ダイシング溝）１０５が設けられている。なお、第１分割溝１０５は、ダイシングソー等によって例えば数十〜数百マイクロメートルの幅を有するように設けられる。

この第１分割溝１０５は、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁材料で埋められている（図示は省略）。この第１分割溝１０５により、電気的に独立した音響整合層１０１、圧電材料層１０２および積層基板１０３を有する超音波振動子１００が走査方向に複数個配列された構造が生成される。これら独立した超音波振動子１００の一組を、以下では１チャンネルと称する。

このような構成の超音波振動子１００において、超音波診断装置本体２１０からの駆動信号がケーブル２３０に接続された積層基板１０３を通って圧電材料層１０２に印加されると、圧電材料層１０２が振動して超音波が発生され、音響整合層１０１にて被検体に適した音響インピーダンスに整合され、図２の上方向（Ｚ方向）へと照射される。また、被検体内から反射された超音波がＺ方向から受信されると、圧電材料層１０２が受信超音波の強度に基づく受信信号を生成し、受信信号は積層基板１０３からケーブル２３０を通って超音波診断装置本体２１０へ送信される。なお、積層基板１０３は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。

なお、超音波探触子２２０は、超音波振動子１００の超音波照射方向に、超音波のビーム幅を調整するための音響レンズ（図示せず）を有していてもよい。

なお、以下の説明において、図２に示すＸ方向が超音波探触子２２０の短軸方向、Ｙ方向が超音波探触子２２０の長軸方向であって走査方向、Ｚ方向が超音波探触子２２０の超音波送信方向にそれぞれ対応する。すなわち、第１分割溝１０５は、図２におけるＹ方向に沿って複数のチャンネルが配列されるように設けられている。

図３は、図２に示す領域Ａ、すなわち、１チャンネル分の超音波振動子１００の拡大図である。なお、図３ではバッキング層１０４は図示を省略している。

図３に示すように、１チャンネル分の超音波振動子１００において、走査方向（Ｙ方向）とは垂直な方向（紙面奥行き方向：Ｘ方向）、すなわち第１分割溝１０５と平行に、所定の深さの切り込み（サブダイス溝）が設けられている。この切り込みを、以下では第２分割溝１０６と称する。なお、図２においては、第２分割溝１０６は図示を省略している。第２分割溝１０６は、超音波振動子１００の振動効率を高めるために設けられる。以下では、第２分割溝１０６によって分割されたチャンネル内の領域を分割素子と称する。なお、第２分割溝の深さ（超音波振動子１００の表面からの深さ）は、好適には圧電材料層１０２の切り残しが少ない方がよく、切り残しが０になってしまってもよい。また、第２分割溝１０６は、圧電材料層１０２を超えて後述する積層基板１０３の第１絶縁層１０３ｂの途中まで至ってしまってもよい。その理由については、後述する。なお、第２分割溝１０６は本発明の第２分割溝の一例である。

図３においては、第２分割溝１０６は１つだけ設けられ、１チャンネルが２分割素子に分割されているが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の第２分割溝１０６が設けられ、１チャンネルが３つ以上の分割素子に分割されてもよい。

第２分割溝１０６の幅は、例えば第１分割溝１０５の幅と同程度となるように、例えばダイシングソー等によって設けられればよい。また、第２分割溝１０６は、第１分割溝１０５と同様に、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁材料で埋められている（図示は省略）。

また、図３に示すように、積層基板１０３は、圧電材料層１０２から近い順に、第１導電層１０３ａ、第１絶縁層１０３ｂ、第２導電層１０３ｃおよび第２絶縁層１０３ｄを有する。

第１導電層１０３ａは、圧電材料層１０２の下端部に設けられる電極（図示は省略）と接続される。また、第２導電層１０３ｃは、第１導電層１０３ａと後述する接続導体部１０３ｅによって電気的に接続されており、圧電材料層の下部電極を圧電材料層１０２の直下から横側へ引き出し、ケーブル２３０と接続させる。第１絶縁層１０３ｂおよび第２絶縁層１０３ｄは、第１導電層１０３ａおよび第２導電層１０３ｃを他の構成から絶縁する。

接続導体部１０３ｅは、第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとを電気的に接続するために形成されたものである。接続導体部１０３ｅは、例えばビア、スルーホール等である。接続導体部１０３ｅは、例えば第１絶縁層１０３ｂを貫通する穴であって、その内周が第１導電層１０３ａおよび第２導電層１０３ｃと接触する導電体で覆われている、あるいは、接続導体部１０３ｅ内に第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとを接続する導電体が設けられる。

図３に示すように、本題１の実施の形態において、接続導体部１０３ｅの幅（直径）は、第２分割溝１０６の幅よりも広くなるように形成されている。このような接続導体部１０３ｅの効果について、以下説明する。

図４は、第１の実施の形態における接続導体部１０３ｅの位置および大きさについて説明するための図である。図４は、図３に示す１チャンネル分の超音波振動子１００における、第１導電層１０３ａの平面図である。すなわち、図４は、図３に示す１チャンネル分の超音波振動子１００のうちの第１導電層１０３ａのみを抽出して、Ｚ方向から見た図である。図４では、第２分割溝１０６の位置（点線で示す）と、接続導体部１０３ｅの大きさおよび位置と、を示している。

図４に示すように、第１の実施の形態において、接続導体部１０３ｅは１チャンネルに１個設けられており、その位置は第２分割溝１０６の直下となっている。また、接続導体部１０３ｅの幅は第２分割溝１０６より広くなっているため、第２分割溝１０６で分割される２つの分割素子（第１分割素子および第２分割素子）における第１導電層１０３ａは、接続導体部１０３ｅによって同じ分割素子の第２導電層１０３ｃと確実に電気的に接続された状態となる。

［作用・効果］
以下では、上記説明した、第１の実施の形態に係る超音波振動子１００の接続導体部１０３ｅの位置および大きさによる効果について具体的に説明する。

第２分割溝１０６に関する上記説明において、第２分割溝１０６は所定深さまで設けられると説明した。ここで、第２分割溝１０６の深さは、超音波振動子１００の周波数特性に対して以下のような影響を与えることが分かっている。

図５は、第２分割溝１０６の深さと、超音波振動子１００の周波数特性との関係を例示した図である。図５において、実線は第２分割溝１０６による圧電材料層１０２の切り残しが少ない場合を、点線は第２分割溝１０６による圧電材料層１０２の切り残しが多い場合を、それぞれ示している。なお、図５において切り残しが少ない場合とは、圧電材料層１０２の切り残しが例えば圧電材料層１０２の厚さの１０％未満である状態であり、切り残しが多い場合とは、圧電材料層１０２の切り残しが例えば圧電材料層１０２の厚さの１０％以上である状態である。

このように、第２分割溝１０６によって圧電材料層１０２の切り残しが少ないほど、超音波振動子１００の周波数特性は向上し、切り残しが多いと、リップルが生じて周波数特性が悪化する。周波数特性が向上すると超音波パルスを用いる場合のパルス長が短くなるため、超音波診断装置本体２１０において超音波画像が生成される場合の分解能がよくなる。このような事情から、超音波診断装置２００の性能向上のためには、第２分割溝１０６作成時に圧電材料層１０２の切り残しをできるだけ少なくすることが要望される。

上記したように、第２分割溝１０６はダイシングソー等によって所定深さまで設けられる。この所定深さは、例えば超音波探触子２２０の設計時に音響整合層１０１、圧電材料層１０２の厚さに基づいて設定されるが、実際の製造時には超音波振動子１００の厚さのばらつきのため、第２分割溝１０６の深さが設計より深くなってしまったり、反対に浅くなってしまったりすることがある。第２分割溝１０６の深さが設計より深くなり、例えば第１導電層１０３ａまで第２分割溝１０６によって切断されてしまうと、分割素子によっては第１導電層１０３ａに送受信信号が供給されなくなるため、その分割素子の圧電材料層１０２から超音波が発生せず、超音波振動子１００の歩留まりが悪化してしまう。

なお、超音波振動子１００の厚さのばらつきは、例えば超音波振動子１００の製造時における、超音波振動子１００を構成する複数の層（図２、図３参照）を積層する際の精度、各層の平面度、表面粗さ等に起因して生じうる。このような超音波振動子１００のばらつきを抑えようとすると、各層の製造精度を向上させ、また精度よく接着する技術が必要となるが、そのような製造工程の実現には多大な労力とコストとが掛かる。

しかしながら、上記説明した第１の実施の形態に係る超音波振動子１００では、図４に示すように、接続導体部１０３ｅが第２分割溝１０６の直下に設けられており、接続導体部１０３ｅの幅は第２分割溝１０６の幅よりも大きくなっている。このような構成により、超音波振動子１００の厚さのばらつきのために第２分割溝１０６の生成時に切り込みが深くなり過ぎ、例え第１導電層１０３ａが第２分割溝１０６によって切断されてしまっても、接続導体部１０３ｅによって第１導電層１０３ａが同じ分割素子の第２導電層１０３ｃと確実に電気的に接続されているので、第１導電層１０３ａに送受信信号が供給されなくなる事態を回避することができる。これにより、超音波振動子１００の歩留まりを向上させることができる。

更に、このような構成により、第１の実施の形態に係る超音波振動子１００では、通常より深い位置まで第２分割溝１０６の切り込みを入れ、超音波振動子１００の周波数特性向上を図ることができる。何故なら、第１の実施の形態に係る超音波振動子１００では、第１導電層１０３ａが完全に切断されてしまってもよいため、第２分割溝１０６の製造時に通常より深い位置まで切り込みを入れてもよくなるからである。具体的には、通常は超音波振動子の表面から音響整合層と圧電材料層の途中まで第２分割溝を設けるべきところ、本第１の実施の形態に係る超音波振動子１００では、第１導電層１０３ａを超えて第１絶縁層１０３ｂの途中まで第２分割溝１０６の切り込みが入れられても、超音波振動子１００の歩留まりが低下しないことになる。このため、第１の実施の形態に係る超音波振動子１００によれば、周波数特性向上が図られる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る超音波振動子１００’について説明する。第２の実施の形態においては、接続導体部の位置および大きさが上記説明した第１の実施の形態とは異なっている。

図６は、第２の実施の形態における１チャンネル分の超音波振動子１００’の拡大図である。また、図７は、第２の実施の形態における接続導体部１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２の位置および大きさについて説明するための図である。

図６および図７に示すように、第２の実施の形態では、分割素子毎の下部に、２つの接続導体部１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２が設けられている。接続導体部１０３’ｅ＿１と接続導体部１０３’ｅ＿２とには、同じ送受信信号が供給される。

なお、図７において、接続導体部１０３’ｅ＿１と接続導体部１０３’ｅ＿２とが、Ｙ方向において互いに重ならない位置に設けられているが、本発明はこれに限定されない。接続導体部１０３’ｅ＿１と接続導体部１０３’ｅ＿２とは、１チャンネル内の異なる分割素子の下部にそれぞれ設けられていればよく、その位置については分割素子内のどの位置の下部であってもよい。また、接続導体部１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２の大きさは、第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとの電気的な接続を十分に行うことができるだけの大きさであればよく、第１の実施の形態に係る接続導体部１０３ｅほど大きくなくてよい。

［作用・効果］
第２の実施の形態において、接続導体部１０３’ｅ＿１と接続導体部１０３’ｅ＿２とは、１チャンネル内の異なる分割素子の下部にそれぞれ設けられている。このため、第１の実施の形態と同様に、第２分割溝１０６によって第１導電層１０３ａまで切断されてしまったとしても、各分割素子の第１導電層１０３ａは同じ分割素子の第２導電層１０３ｃと確実に電気的に接続された状態となる。このため、上記説明した第１の実施の形態に係る超音波振動子１００と同様の効果を奏することができる。

なお、第２の実施の形態に係る超音波振動子１００’が第１の実施の形態に係る超音波振動子１００より好適である点として、以下の点が挙げられる。超音波振動子１００’の周波数特性の向上を意図して第２分割溝１０６の深さを音響整合層１０１から第１絶縁層１０３ｂの途中までとした場合、第１の実施の形態では第２分割溝１０６の直下に接続導体部１０３ｅが設けられるため第２分割溝１０６の切り込み時に接続導体部１０３ｅも切り込みが入ってしまうが、第２の実施の形態では接続導体部１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２が第２分割溝１０６の直下にはないため切り込みが入らない。

第２分割溝１０６の製造時において、金属で構成される接続導体部１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２内の導体がダイシングソー等の刃で切断される際、導体の切れ端が刃に付着して切れ味が悪くなる等の不利益が生じうる。また、金属の切りくずが積層基板１０３のどこかに付着すると、短絡等の電気的接続不良が生じる場合がある。これらの観点から、接続導体部１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２に切り込みが入らない第２の実施の形態に係る超音波振動子１００’の方が、第１の実施の形態に係る超音波振動子１００より好適である。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る超音波振動子１００’’について説明する。第３の実施の形態においては、接続導体部の位置を上記説明した第２の実施の形態より限定している。

図８は、第３の実施の形態における接続導体部１０３’’ｅ＿１，１０３’’ｅ＿２の位置について説明するための図である。第３の実施の形態では、分割素子毎の下部に、２つの接続導体部１０３’’ｅ＿１，１０３’’ｅ＿２が設けられている点については上記説明した第２の実施の形態と同様であるが、図８に示すように、接続導体部１０３’’ｅ＿１と接続導体部１０３’’ｅ＿２とのＹ方向（長軸方向、走査方向）における距離Ｄ１が、分割素子ピッチＰｅより小さくなるように設けられている点において第２の実施の形態と異なっている。分割素子ピッチＰｅとは、図８に示すように、１チャンネル内における分割素子の幅と第１分割溝１０５の幅（あるいは第２分割溝１０６の幅）とを足した長さを意味する。

なお、距離Ｄ１が小さ過ぎると、分割素子毎に異なる接続導体部を配置する意味がなくなるため、距離Ｄ１は分割素子ピッチＰｅの半分より大きい値とするのが好適である。より好適には、距離Ｄ１を、例えば分割素子ピッチＰｅの７０％から１００％までの値とすればよい。このような構成により、２つの接続導体部１０３’’ｅ＿１，１０３’’ｅ＿２は、Ｙ方向において、第１分割溝１０５よりも第２分割溝１０６に近い位置に設けられることになる。

［作用・効果］
超音波振動子の製造精度によっては、第１分割溝１０５の位置が設計上の位置より公差だけずれる場合がある。第３の実施の形態に係る超音波振動子１００’’では、距離Ｄ１が分割素子ピッチＰｅより小さくなるように接続導体部１０３’’ｅ＿１，１０３’’ｅ＿２が設けられるため、第１分割溝１０５の位置が公差だけずれたとしても、第１分割溝１０５の製造時に接続導体部１０３’’ｅ＿１，１０３’’ｅ＿２に切り込みが入ることがない。これにより、導体の切れ端が刃に付着して切れ味が悪くなる、金属の切りくずによる電気的接続不良が生じる、等の不利益を回避することができる。

＜第４の実施の形態＞
上記説明した第１から第３の実施の形態では、超音波振動子１００（１００’，１００’’）のチャンネルがＹ方向（長軸方向、走査方向）にのみ複数分割された場合について説明した。ここで、超音波振動子のチャンネルを２次元的、すなわちＸ方向（短軸方向）とＹ方向の両方に複数配列し、位相制御による超音波の偏向あるいは集束を行い、複数のチャンネルを電子的に順次切換えて走査することで、リアルタイムの超音波画像を生成する技術が普及している。このようにＸ方向に複数の超音波振動子が配列されている超音波探触子は、一般に１．ｘＤ探触子と称される。なお、Ｘ方向にＹ方向とほぼ同数のチャンネル配列がある場合は２Ｄ探触子と称される。

本第４の実施の形態に係る超音波振動子１００’’’は、Ｘ方向にも複数のチャンネルが配列された１．２５Ｄ探触子である。図９Ａおよび図９Ｂは、第４の実施の形態における接続導体部の位置について説明するための図である。

図９Ａおよび図９Ｂにおいては、Ｘ方向の配列数が３の場合について例示している。以下では、Ｘ方向の配列を図の上側から順に配列１，２，３と称することにする。また、第２分割溝１０６によって分割された配列１の分割素子を分割素子１，２と称し、分割された配列２の分割素子を分割素子３，４と称し、分割された配列３の分割素子を分割素子５，６と称する。

配列１，２，３の間には配列分割溝１０７が設けられており、配列１，２，３はそれぞれ電気的に接続されていない。配列分割溝１０７は第１分割溝１０５や第２分割溝１０６とほぼ直交するＹ方向に並んでいる。配列分割溝１０７は、第１導電層１０３ａを分割し、第２導電層１０３ｃは分割しない深さに設けられる。ここで、図９Ａでは、配列１および配列３に関して、第１導電層１０３ａからＸ方向の上下側へ引き出し、ケーブル２３０に接続した場合について例示している。図９Ａにおいて、配列１，３に関してはＸ方向への電極引き出しによって接続を行うことができるが、配列２に関してはＹ方向に電極引き出しを行うことができない。このため、図９Ａに例示した超音波振動子１００’’’では、配列２の分割素子３，４にそれぞれ接続導体部１０３’’’ｅ＿１，１０３’’’ｅ＿２が設けられることで、配列２の分割素子３，４における第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとの接続を確実なものとしている。

なお、図９ＡではＸ方向の配列数が３の場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば配列数４，５でも適用が可能である。この場合、両端部に位置しない配列の分割素子毎に接続導体部を設けるようにすればよい。

図９Ｂは、配列１，２，３の全ての分割素子に接続導体部１０３’’’ｅ＿３〜１０３’’’ｅ＿８を設けた場合について例示している。このような場合、配列１，３において電極引き出しを行わない場合でも、全ての分割素子１〜６における第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとの接続を確実なものとしている。

なお、図９Ｂに示すように全ての分割素子１〜６に接続導体部１０３’’’＿３〜１０３’’’ｅ＿８を設けた場合、積層基板１０３の導体層を３層、あるいは４層とした場合にも対応することができる。

［作用・効果］
１．２５ＤのようにＸ方向に複数チャンネルを配列した場合に、電極引き出しを行わず接続導体部が設けられない配列の分割素子において、第２分割溝１０６によって第１導電層１０３ａが第２導電層１０３ｃと電気的に接続されていない状態となることがある。本第４の実施の形態に係る超音波振動子１００によれば、電極引き出しを行うことができない両端以外の配列の分割素子において、接続導体部１０３’’’ｅ＿１，１０３’’’ｅ＿２を設けることで、全ての分割素子１〜６において第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとを確実に接続することができる。また、電極引き出しを行わない場合には、分割素子毎に接続導体部１０３’’’ｅ＿３〜１０３’’’＿８を設けることによって、全ての分割素子１〜６において第１導電層１０３ａと第２導電層１０３ｃとを確実に接続することができる。

＜変形例＞
以上、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。特許請求の範囲の記載範囲内において、当業者が想到できる各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

上記説明した本発明の各実施の形態において、超音波振動子１００（１００’，１００’’，１００’’’）は音響整合層１０１を有していたが、音響整合層を有しない構成としてもよい。また、上記説明した本発明の各実施の形態において、第２絶縁層１０３ｄを設ける構成としたが、第２絶縁層１０３ｄはなくてもよい。

上記説明した本発明の第１の実施の形態では、１チャンネルに第２分割溝１０６を１つ設け、２つの分割素子に分割する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、第２分割溝１０６＿１、１０６＿２の２つの第２分割溝を設け、３つの分割素子に分割する場合にも適用することができる。図１０Ａおよび図１０Ｂは、１チャンネルを３つの分割素子に分割した場合に、第１の実施の形態における接続導体部を適用した例について示す図である。図１０Ａは１つの接続導体部が３つの分割素子にまたがっている場合、図１０Ｂは接続導体部がそれぞれ隣接する２つの分割素子にまたがっている場合を例示している。

また、上記説明した本発明の第２の実施の形態においても、１チャンネルに第２分割溝１０６を１つ設け、２つの分割素子に分割する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、第２の実施の形態においても、例えば図１１に示すように、第２分割溝１０６＿１、１０６＿２の２つの第２分割溝を設け、３つの分割素子に分割する場合にも適用することができる。図１１は、１チャンネルを３つの分割素子に分割した場合に、第２の実施の形態における接続導体部を適用した例について示す図である。

また、上記説明した本発明の第４の実施の形態に第１の実施の形態を適用し、隣接する２つの分割素子にまたがるような接続導体部を設けてもよい。図１２Ａおよび図１２Ｂは、１．２５Ｄの超音波振動子１００’’’において、隣接する２つの分割素子にまたがるような接続導体部を設けた例について示す図である。

本発明は、導電層を複数有する配線基板を備える超音波振動子を用いた超音波探触子に好適である。

１００，１００’，１００’’，１００’’’ 超音波振動子
１０１ 音響整合層
１０２ 圧電材料層
１０３ 積層基板
１０３ａ 第１導電層
１０３ｂ 第１絶縁層
１０３ｃ 第２導電層
１０３ｄ 第２絶縁層
１０３ｅ，１０３’ｅ＿１，１０３’ｅ＿２，１０３’’ｅ＿１，１０３’’ｅ＿２，１０３’’’ｅ＿１〜１０３’’’ｅ＿８ 接続導体部
１０４ バッキング層
１０５ 第１分割溝
１０６，１０６＿１，１０６＿２ 第２分割溝
１０７ 配列分割溝
２００ 超音波診断装置
２１０ 超音波診断装置本体
２２０ 超音波探触子
２３０ ケーブル
２４０ 操作部
２５０ 表示部

Claims (6)

1. 走査方向に沿って配列された複数個の超音波振動子を有する超音波探触子であって、
   前記超音波振動子は、圧電材料層と、少なくとも１つが前記圧電材料層に電気的に接続された少なくとも２つの導電層、前記導電層同士を絶縁する絶縁層、および、前記絶縁層に設けられ、前記導電層同士を電気的に接続する接続導体部を有する積層基板と、を有し、
   前記複数の超音波振動子は、前記圧電材料層と前記積層基板とが積層された状態で、前記走査方向に対して垂直な方向に、前記圧電材料層および前記積層基板が所定の間隔毎に第１分割溝により分割されることで互いに分離されており、
   前記複数の超音波振動子の各々は、前記第１分割溝と平行、かつ前記超音波振動子の表面からの深さが前記第１分割溝より浅い第２分割溝により更に分割された複数の分割素子を有し、
   前記第２分割溝によって分割された分割素子毎に、前記接続導体部の少なくとも一部が形成される、
   超音波探触子。
2. 前記第２分割溝の前記深さは、前記圧電材料層における前記第２分割溝の切り込みが入れられていない厚さが、前記圧電材料層全体の厚さの所定割合未満となる深さ以上である、
   請求項１に記載の超音波探触子。
3. 前記第２分割溝の前記深さは、前記表面から前記絶縁層の途中までの深さより浅い、
   請求項２に記載の超音波探触子。
4. 前記分割素子毎に、少なくとも１つの前記接続導体部が形成される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波探触子。
5. 隣接する前記分割素子に設けられた前記接続導体部同士の距離は、前記分割素子の前記走査方向に沿った幅以下の値である、
   請求項４に記載の超音波探触子。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波探触子と、
   前記超音波探触子から被検体に対して超音波送信信号を送信させ、前記被検体からの反射波を受信した前記超音波探触子が生成した超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置本体と、
   を有する超音波診断装置。

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