JP2004112326A - Ultrasonic probe and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate connection of signal wires on the rear face side of a backing in an ultrasonic probe having a 2D array vibrator. <P>SOLUTION: A pad array 14 is formed on the rear face 12A of the backing 12, and also, an insertion groove array 15 is formed. The insertion groove array 15 is composed of a plurality of insertion grooves 16. An insertion end 18A of an FPC 18 is inserted to each insertion groove 16. Each pad constituting a pad row 22 and each signal line 21 constituting wiring 20 are connected by soldering or the like in the insertion state. A rear face substrate is provided on the rear face side of the backing 12. The pad array 14 and the insertion groove array 15 may be provided to the rear face substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の振動素子からなるアレイ振動子を有する超音波探触子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体内の組織について三次元超音波画像を形成するために三次元データ取込用超音波探触子が用いられる。かかる超音波探触子は、複数の振動素子かならる２Ｄアレイ振動子（スパースアレイ型振動子を含む）を有する。２Ｄアレイ振動子の背面側には、２Ｄアレイ振動子から背面側に放射された不要な超音波を吸収するバッキングが設けられる。そのバッキング内には、複数の振動素子に対して個別的に接続された複数のリードが埋設される。バッキングの前面には、各リードの一方端部に対応した複数のパッド（電極パッド）が形成され、各パッドは各振動素子の電極面に接合される。一方、バッキングの後面（背面）においても、各リードの他方端部に複数のパッドが形成される。それらのパッドに対しては個別的に信号線を接続する必要があるが、一般にその作業は極めて煩雑である。
【０００３】
下記の特許文献１には、バッキングの背面に接合される中継基板と、その中継基板に接続される複数の回路基板とが開示されている。ここで、中継基板の背面には複数のピン孔が形成され、一方、各回路基板にはその端部に複数のピンが形成されている。そして、複数のピンを複数のピン孔に挿入することによって、中継基板に各回路基板が物理的に接続され、また同時に電気的な接続が図られている。中継基板は、複数の回路基板の積層体の形状に合わせて、バッキングよりも大きく形成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２９２４９６公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、バッキングに設けられた各リードに信号線を接続する作業をより簡易に行いたいという要請がある。上記特許文献１に記載されたピンを用いた接続は、その意味において簡便であるが、実際には複数のピン孔に複数のピンを挿入するのはその位置決めが容易ではなく、また曲がったピンが１本でも存在すると、その差込に多大な労力を要する。また、バッキングの背面に接合される中継基板が大型であると、超音波探触子における先端部近傍に脹らみが生じたり、超音波探触子が全体的に太くなったりし、超音波探触子の操作性の低下を招く。更に、一般に、シグナル間のクロストークをより低減するための構造が要望されている。
【０００６】
本発明の目的は、超音波探触子において、リードと信号線の接続を簡単かつ確実に行えるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、超音波探触子の先端部の肥大化を回避できる構造を実現することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、超音波探触子の電気的な特性を良好にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、複数の振動素子からなるアレイ振動子と、前記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が挿通された背面側部材と、シグナルライン列が形成された少なくとも１つのフレキシブル回路基板と、を含み、前記背面側部材の所定面には、前記複数のリードに電気的に接続された少なくとも１つのパッド列が形成され、且つ、前記パッド列に隣接して少なくとも１つの差込溝が形成され、前記フレキシブル回路基板の差込端部が前記差込溝に差し込まれ、その差込状態において、前記パッド列を構成する各パッドと、前記シグナルライン列を構成する各シグナルラインとが電気的に接続されたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、背面側部材の所定面に形成された差込溝へフレキシブル回路基板の差込端部が差し込まれ、これにより両者の物理的な連結（仮固定でもよい）が図られ、その一方、パッド列を構成する各パッドと、シグナルライン列を構成する各シグナルラインとが、例えばはんだ付けなどによって、電気的に接続される。差込溝への差込端部の差し込みという簡単な手法で両者の連結できるので、位置決めが容易で作業性がよい。また、構造的にも強固であるので、物理的及び電気的な信頼性を高められる。特に、背面側部材に対して、複数のフレキシブル回路基板を接続する場合においては、既に接続したフレキシブル回路基板を必要に応じて屈曲させつつ、つまり作業スペースを確保しながら、次のフレキシブル回路基板を差し込むことも可能であるので作業性がよい。また、フレキシブル回路基板であるので、必要に応じて超音波探触子内において配置自由度を確保できる。
【００１１】
上記において、アレイ振動子は、２Ｄアレイ振動子であるのが望ましいが、そのバリエーションとしてのスパースアレイ型振動子であってもよい。背面側部材は、バッキング単体、それに背面基板を接合させたもの、それ以外の構造として構成できる。パッドは、リードの端部そのものであってもよいし、その端部に電極を設けたものであってもよい。フレキシブル回路基板は、中継基板として、電子回路搭載基板として、構成することもできる。なお、所定面は、アレイ振動子の接合面を除く、他の１又は複数の面であり、それは背面であるのが望ましい。
【００１２】
望ましくは、前記背面側部材はバッキングによって構成され、前記バッキングに対して前記フレキシブル回路基板が差し込まれる。望ましくは、前記背面側部材はバッキング及びそれに接合された背面基板によって構成され、前記背面基板に対して前記フレキシブル回路基板が差し込まれる。
【００１３】
望ましくは、前記フレキシブル回路基板の第１面に前記シグナルライン列が形成され、前記フレキシブル回路基板の第２面にグランド面が形成される。望ましくは、前記フレキシブル回路基板の第１面に前記シグナルライン列を覆って第１絶縁層が形成され、前記フレキシブル回路基板の第２面に前記グランド面を覆って第２絶縁層が形成される。各絶縁層は、フレキシブル回路基板の全部又は一部に形成され、望ましくは、はんだ付けなどが行われる接続部分を除いた全体に絶縁層を設けるのがよい。特に、複数のフレキシブル基板を積層させて連結する場合に、隣接するフレキシブル基板間で絶縁性を確保するには上記絶縁層を設けるのが好適である。
【００１４】
望ましくは、前記フレキシブル回路基板の第１面及び第２面の両面に前記シグナルライン列が形成される。この場合には、２つのパッド列に対して、１つのフレキシブル基板が対応する。望ましくは、前記フレキシブル回路基板の第１面及び第２面の両面に前記シグナルライン列を覆って第１絶縁層及び第２絶縁層が形成される。
【００１５】
望ましくは、前記フレキシブル回路基板における隣接シグナルライン間にシールドラインが形成される。この構成によればクロストークをより軽減できる。
【００１６】
望ましくは、前記背面側部材の背面に形成される複数のパッドにはグランド用パッドが含まれ、前記グランド用パッドには、前記アレイ振動子から引き出されたグランドリードが電気的に接続され、かつ、前記差込状態において前記フレキシブル回路基板に形成されたグランドラインが電気的に接続される。この構成によれば、グランドについても、シグナルと同様の接続方式を採用できるので、簡便である。
【００１７】
望ましくは、前記差込状態において前記各パッドと前記各シグナルラインとがはんだ付けされる。もちろん、はんだ付け以外の電気的な接続方式を採用してもよい。
【００１８】
望ましくは、前記フレキシブル回路基板は、その一方端部としての差込端部からその他方端部としての幅広端部まで横幅が増大され、前記差込端部におけるシグナルライン間ピッチよりも前記幅広端部におけるシグナルライン間ピッチの方が大きい。この構成によれば、シグナルライン間のピッチを増大できるとともに、背面側部材の近傍におけるプローブ形状の肥大化という問題を回避することもできる。
【００１９】
望ましくは、前記幅広端部にはシグナル処理用の少なくとも１つの電子回路を搭載した電子回路基板が接続され、更に前記電子回路基板には探触子ケーブル内の複数の信号線が接続され、前記フレキシブル回路基板が中継部材として用いられる。上記の電子回路は、受信信号（及び送信信号）に対して増幅、インピーダンス整合、スイッチングなどを行う回路であってもよい。各電子回路基板は超音波探触子内に配置されるものである。一方、望ましくは、前記フレキシブル回路基板にはシグナル処理用の少なくとも１つの電子回路が搭載される。
【００２０】
（２）また、本発明は、複数の振動素子からなるアレイ振動子と、前記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が挿通された背面側部材と、シグナルライン列が形成された複数のフレキシブル回路基板と、を含み、前記背面側部材の所定面には、前記複数のリードに電気的に接続された複数のパッド列が形成され、且つ、前記複数のパッド列に対応してそれらと互い違いに複数の差込溝が形成され、前記各フレキシブル回路基板の差込端部が前記各差込溝に差し込まれ、前記各フレキシブル回路基板の差込状態において、前記パッド列を構成する各パッドと、前記シグナルライン列を構成する各シグナルラインとが電気的に接続されたことを特徴とする。
【００２１】
（３）また、本発明は、複数の振動素子からなるアレイ振動子の背面に接合される背面側部材に対して、前記複数の振動素子に対応して複数のパッド列を形成し、且つ、それらの複数のパッド列に対応して複数の差込溝を形成する工程と、前記複数の差込溝に対して、シグナルライン列を有する複数のフレキシブル回路基板の差込端部を差し込む工程と、を含み、前記各フレキシブル回路基板の差込状態において、前記各パッドと前記各シグナルラインとを電気的に接続する工程が実行される。
【００２２】
望ましくは、前記各バッドと前記各シグナルラインとを電気的に接続する工程は、前記各フレキシブル基板を差し込んだ時に、その都度逐次的に実行される。望ましくは、前記各パッドと前記各シグナルラインとを電気的に接続する工程は、前記複数のフレキシブル回路基板の全部を差し込んだ時に、一括して実行される。この場合にはリフロー法などを利用できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１には、本発明に係る超音波探触子の好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示す超音波探触子は、三次元エコーデータ取込用超音波探触子である。すなわち、図１に示される構成が探触子ケース（図示せず）内に収納され、その送受波面が例えば体表面上に当接され、その状態において超音波の送受波が行われる。これによって生体における三次元領域内からエコーデータが取り込まれる。
【００２６】
図１に示す２Ｄアレイ振動子１０は、図においてＸ方向及びＹ方向に整列した複数の振動素子によって構成される。なお、図１において２Ｄアレイ振動子１０の具体的な構成については図示省略されている。この２Ｄアレイ振動子１０は公知のスパース型アレイ振動子であってもよい。２Ｄアレイ振動子１０の前面側には図示されていない整合層が設けられる。
【００２７】
一方、２Ｄアレイ振動子１０の後面（背面）側には図示されるようにバッキング１２が接合されている。このバッキング１２は、２Ｄアレイ振動子１０から背面側に放射される不要な超音波を吸収、減衰させるものである。バッキング１２の大きさは、例えば、Ｘ方向が２１ｍｍであり、Ｙ方向が２１ｍｍであり、Ｚ方向が１２ｍｍである。
【００２８】
バッキング１２における２Ｄアレイ振動子１０の接合面以外の１又は複数の面にはパッドアレイが形成される。本実施形態においては、バッキング１２の背面１２Ａにパッドアレイ１４が形成されている。このパッドアレイ１４はＸ方向及びＹ方向に整列した複数のパッド（電極）によって構成されるものである。具体的には、パッドアレイ１４は、複数のパッド列２２によって構成され、各パッド列２２はＸ方向に並んだ複数のパッド３２によって構成される。複数のパッド列２２は図示されるようにＹ方向に並んでおり、それらは互いに平行である。
【００２９】
後述するように、バッキング１２内には、２Ｄアレイ振動子１０を構成する複数の振動素子に対応した複数のリードが挿通して埋設されており、それらの複数のリードは複数のパッド３２に対して電機的に接続されている。なお、バッキング１２は通常は絶縁性をもった材料によって構成されるが、それが導電性をもった材料によって構成されてもよい。その場合においては、少なくとも各リード間及び各パッド間において電気的な短絡が生じないような絶縁処理が施される。また、複数のリードは互いにＺ方向に直線的に伸長しているが、それらの複数のリードがバッキング１２内において互いにその配列を変換するようなマトリクスを構成していてもよい。
【００３０】
図１に示されるように、バッキング１２の背面１２Ａには、複数の差込溝１６が形成され、それらによって差込溝アレイ１５が形成されている。各差込溝１６は上記のパッド列２２と同様にＸ方向に伸長しており、また、複数の差込溝１６は互いに平行でＹ方向に並んでいる。また、本実施形態においては、１つのパッド列２２ごとに１つの差込溝１６が形成されており、図１において最も下側の差込溝１６を除いて、各差込溝は隣接する２つのパッド列２２の間に形成されている。差込溝１６のＹ方向の幅は以下に説明するフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１８のＹ方向の厚みに差し込みやすく、かつ簡単に抜けない程度の適当なあそびを持たせてある。
【００３１】
バッキング１２の背面側には複数のＦＰＣ１８からなるＦＰＣアレイ１７が接続され、さらに、そのＦＰＣアレイ１７には複数の回路基板２６からなる回路基板アレイ２４が接続される。ここで、１つのＦＰＣ１８あたり１つの回路基板２６が接続されているが、もちろん、そのような構成に本発明は限定されない。
【００３２】
ＦＰＣ１８はそのＺ方向における一方端が差込端部１８Ａを構成しており、そのＺ方向の他方端部が幅広端部１８Ｂを構成している。すなわち、差込端部１８ＡのＸ方向の幅はバッキング１２におけるＸ方向の幅と一致しており、その一方において、その差込端部１８ＡのＸ方向の幅よりも幅広端部１８ＢのＸ方向の幅の方が大きい。つまり差込端部１８Ａから幅広端部１８Ｂに至るまでＸ方向の幅が徐々に増大されている。そして、幅広端部１８ＢのＸ方向の幅は本実施形態において回路基板２６のＸ方向の幅と一致している。
【００３３】
図１に示されるように、ＦＰＣ１８における差込端部１８Ａはそれに対応する差込溝１６内へ差込まれる。これによって両部材が物理的に連結されることになる。そのような連結すなわち差込は各ＦＰＣ１８ごとに実行され、通常はＹ方向における一方端から他方端にわたって逐次的に各ＦＰＣ１８が差し込まれる。その場合においては、後述するように、各ＦＰＣ１８の差込ごとにはんだ付け処理を行うようにしてもよいし、全てのＦＰＣ１８の差込作業が完了した後に、例えばリフロー法などを利用してはんだ付けを一括して実行するようにしてもよい。
【００３４】
ＦＰＣ１８の上面には複数のシグナルライン２１からなる配線２０が形成されている。各シグナルライン２１はパッド列２２の各バッドに対応しており、すなわちＸ方向に並ぶ一列のリード群に対して１つの回路基板２６が接続されるように配線２０がＦＰＣ１８に施されている。
【００３５】
上述したように、ＦＰＣ１８においては、差込端部１８Ａから幅広端部１８Ｂにわたって徐々にＸ方向の幅が増大されており、これに対応して、複数のシグナルライン２１に着目すると、それらのＸ方向のピッチは差込端部１８Ａから幅広端部１８Ｂへ徐々に増大されている。すなわち、回路基板２６上の配線上の都合から各シグナルライン２１間におけるピッチの増大が必要な場合には、図１に示すような徐々に幅広のＦＰＣ１８を利用し、シグナルライン間のピッチの拡大を図ることが可能となる。これにより、クロストークを軽減できる。
【００３６】
なお、本実施形態においてはＦＰＣ１８の上面に配線２０が形成され、その下面には後述のようにグランド面が形成されるが、そのＦＰＣ１８の両面に複数のシグナルライン２１を形成するようにしてもよい。その場合においては、１つのＦＰＣ１８により２つのパッド列２２に対する電気的な接続が図られることになる。すなわち差込端部１８Ａの両面においてはんだ付けがなされることになる。
【００３７】
回路基板２６には回路群２８が搭載されており、この回路群２８は複数の電子回路３０によって構成されている。各電子回路３０は例えば受信信号の増幅などを行うものであり、それ以外に受信信号と送信信号のスイッチングなどを行うものであってもよい。上述したように、プローブ内には複数の回路基板２６が収納されるが、その場合においてＦＰＣ１８がそれ自体フレキシブルな材料で構成されているため、回路基板２６の配置の自由度を高めることができると共に、その作業性を極めて良好にできるという利点がある。
【００３８】
具体的には、ＦＰＣ１８の幅広端部１８Ｂには回路基板２６の一方端部２６Ａが接続され、その接続部分において各シグナルライン２１に対して回路基板２６上の各配線が接続される。回路基板２６の他方端部２６Ｂには必要に応じてプローブケーブル内の複数の信号線がはんだ付けなどによって接続され、あるいはその他方端部２６Ｂ側にも上記ＦＰＣ１８と同様にＦＰＣを接続することも可能である。すなわち、上記のＦＰＣ１８はバッキング１２と回路基板２６との間における中継基板として機能し、その中継基板によりシグナルライン間のピッチの変更が図られ、またそれによって組立作業性が極めて良好とされている。もちろん、ＦＰＣ１８上に上述したような電子回路３０を搭載することも可能であり、あるいはＦＰＣ１８を介してプローブケーブルを接続する構成であってもよい。
【００３９】
ちなみに、プローブケース（図示せず）内に、図１に示すような構成を収納する際には、必要に応じて、ＦＰＣアレイ１７及び回路基板アレイ２４が絶縁性をもった樹脂などによりモールドされる。これによって例えば電気的な安定性及び絶縁性を向上させることが可能となる。
【００４０】
図２には、図１に示したバッキング１２のＹ−Ｚ断面が部分断面図として示されている。上述したように、バッキング１２内には複数のリード３１が挿通されており、そのリード３１の端部にはパッド３２が設けられている。ここで、パッド３２は背面１２Ａ上に形成されている。パッド３２に隣接して差込溝１６が所定深さをもって形成されており、その差込溝１６内にはＦＰＣ１８の差込端部が差し込まれる。
【００４１】
ここで、ＦＰＣ１８の構造について説明すると、基体３４の上面側には上記のように複数のシグナルライン２１が形成され、その一方、基体３４の下面側にはその全面にわたってグランド面３８が形成されている。ＦＰＣ１８の上面には複数のシグナルライン２１を覆って絶縁層４０が形成されており、下面側においてもグランド面３８の全体を覆って絶縁層４２が形成されている。ここで、差込端部に対応する部分の絶縁層４０は除去されており、すなわちシグナルライン２１の端部は露出している。そこで、その露出部分を用いてはんだ４４によりパッド３２とシグナルライン２１との間における電気的な接続を行うことができる。この場合において、ＦＰＣ１８の下面側には絶縁層４２が形成されているため、下面側に位置するはんだ４４が上側のＦＰＣ１８に対して電気的に接続されてしまう問題を未然に防止することが可能となる。また上記のはんだ４４をつけることによりＦＰＣ１８はバッキング１２に対して確実に機械的に連結されることになる。
【００４２】
以上のように、本実施形態においては、差込溝１６に対してＦＰＣ１８の差込端部１８Ａを差し込むだけで、両者を結合させることができ、その場合において従来のような複数のピンの差込は不要であるので、その位置決めに当たっての作業性を向上することができる。すなわち、例えば若干ながらＸ方向に位置決め誤差があったとしてもその物理的な連結及び電気的な接続に問題は生じない。またＹ方向の位置決めは溝への差込という簡単な手法によるため複数のピンの差込に比べて極めて容易である。さらに、複数のＦＰＣ１８を段階的に差し込む場合において、既に取り付けられているＦＰＣ１８を屈曲させて作業空間を確保しつつ次の新しいＦＰＣ１８の差込を行うことも可能であるので、その意味においても作業性を向上できるという利点がある。
【００４３】
図３にはバッキング１２に対してＦＰＣアレイ１７を接続し、さらにそのＦＰＣアレイ１７に対して回路基板アレイ２４を接続した構成が示されている。図３に示す例では回路基板アレイ２４に対して複数のＦＰＣ４６がさらに接続されており、そのＦＰＣ４６はプローブケーブル内の複数の信号線に対して接続される。
【００４４】
図４に示す例では、中継基板としてのＦＰＣ１８が用いられる一方、プローブケーブルまで引き伸ばされたＦＰＣ４８も利用されている。すなわち一部の信号について電子的な処理が不要であるような場合には、図４に示すような構成を採用すればよい。たとえば、送信信号用としてはＦＰＣ４８を利用し、受信信号用としてはＦＰＣ１８及び回路基板２６を設けるようにしてもよい。ここで、符号２４’は回路基板アレイを示しているが、上述したように図３に示した構成に比べてその回路基板アレイ２４を構成する回路基板２６の枚数は削減されている。
【００４５】
図１に示した超音波探触子を製造する場合においては、複数のリードが内蔵されたバッキング１２の背面１２Ａに対してパッドアレイ１４が形成され、また、複数の差込溝アレイ１５が形成される。この場合においてはダイシングソーなどを利用して各差込溝１６を形成するようにしてもよい。
【００４６】
その後、上記のように形成された各差込溝１６に対して、必要に応じて回路基板２６が接続されたＦＰＣ１８が差し込まれ、その差込完了後にはんだ付け処理がなされる。すなわちＦＰＣ１８上に形成された各シグナルライン２１と各パッドとを電気的に接続する処理がなされることになる。そしてそのような工程が各ＦＰＣ１８ごとに実行される。もちろん上述したように全てのＦＰＣ１８の接続が完了した後に、一括してはんだ付けを行うことも可能である。
【００４７】
図５乃至図７には他の実施形態に係る超音波探触子が示されている。なお、図１乃至図４に示した構成と同様の構成には同一符号を付しその説明を省略する。
【００４８】
図１に示した実施形態においては、２Ｄアレイ振動子１０の背面側に設けられる背面側部材がバッキング１２だけによって構成されていたが、図５に示す実施形態においては、その背面側部材がバッキング１２に加えてその背面に接合された背面基板５２によって構成されている。そして、その背面基板５２の背面５２Ａには、図１に示したバッキング１２の背面１２Ａに形成された構造と同一の構造が採用されている。すなわち、その背面５２Ａには、パッドアレイ１４が形成されると共に、差込溝アレイ１５が形成されている。
【００４９】
図６には、図５に示すバッキング１２のＹ−Ｚ断面が示されており、図７には、図５に示すバッキング１２のＸ−Ｚ断面が示されている。
【００５０】
図６において、バッキング１２の背面には基板５２の全面が接合されている。ちなみに、基板５２はバッキング１２のＸ方向及びＹ方向の大きさと同様の大きさを有している。バッキング１２には各リード３６に対応してスルーホール部材５６が設けられており、そのスルーホール部材５６にはリード３６が挿通固定されている。そしてリード３６の端部はパッド３２まで伸長されており、両者は電気的に接続されている。
【００５１】
また、背面基板５２には上記のように複数の差込溝１６が形成されており、各差込溝１６内にはＦＰＣ１８が差し込まれる。その接続関係については図２に示したものと同様である。
【００５２】
図７において、この実施形態においては、ＦＰＣの上面に複数のシグナルライン３６が形成され、それらのシグナルライン３６間にシールドライン８０が形成されている。このシールドライン８０はシグナルライン３６間におけるクロストークをより防止するためのものであり、シールドライン８０はグランドに接続されている。
【００５３】
ＦＰＣ１８の上面はそのほとんどが絶縁層４０によって覆われているが、差込端部に相当する部分は露出している。その露出部分を利用して上記のように各シグナルライン３６とパッド３２とがはんだ４４によって電気的及び機械的に接続される。
【００５４】
また、図７に示す例では、ＦＰＣ１８の上面側にグランドライン６０が形成されており、そのグランドライン６０は背面基板５２に形成されたグランド用パッド３２Ａにはんだ４４Ａによって接続される。
【００５５】
グランド用パッド３２Ａはスルーホール部材５６Ａを介して第１内部電極６２に接続されており、その第１内部電極６２は例えばはんだ６６などにより第２内部電極６４に接続されている。もちろん両者の内部電極６２，６４がＬ型を有する一体部材で構成されてもよい。
【００５６】
そして、第２内部電極６４はスルーホール部材６８を介して側面パッド７０に接続されており、さらに側面パッド７０にははんだ７４によってグランドリード７２が接続されている。このグランドリード７２はアレイ振動子の前面側に設けられるグランド面から引き出されたものであり、バッキング１２の側面をまわってグランドライン６０との間で電気的な接続を図るためのものである。すなわち、グランドリード７２は上記の側面パッド７０、スルーホール部材６８、第２内部電極６４、第１内部電極６２、スルーホール部材５６Ａ、パッド３２Ａなどを介してグランドライン６０に電気的に接続されている。
【００５７】
ちなみに、図７における破線は差込端が到達するレベルを表しており、これは差込溝の底面レベルに相当するものである。
【００５８】
図５乃至図７に示した実施形態においては、その製造工程を実行する場合に、例えば背面基板５２がバッキング１２に複数のリードを埋設するためのフレームとして利用される。いずれにしても、バッキング１２及び背面基板５２とが接合された積層体に対してパッドアレイ１４及び差込溝アレイ１５が形成され、その後、上述したようにそれぞれの差込溝１６に対してＦＰＣ１８が差し込まれ、個別的に一括してはんだ付けがなされることになる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リードと信号線の接続を簡単かつ確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波探触子の要部構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すバッキングの部分的な断面図である。
【図３】超音波探触子内に配置される組立体の一例を示す図である。
【図４】超音波探触子内に配置される組立体の他の例を示す図である。
【図５】他の実施形態に係る超音波探触子の構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示したバッキングの垂直断面図である。
【図７】図５に示したバッキングの水平断面図である。
【符号の説明】
１０　２Ｄアレイ振動子、１２　バッキング、１４　パッドアレイ、１５　差込溝アレイ、１６　差込溝、１７　ＦＰＣアレイ、１８　ＦＰＣ、２０　配線、２１　シグナルライン、２４　回路基板アレイ、２６　回路基板、２８　回路群、３０　電子回路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic probe having an array transducer including a plurality of transducers and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An ultrasonic probe for acquiring three-dimensional data is used to form a three-dimensional ultrasonic image of a tissue in a living body. Such an ultrasonic probe has a 2D array transducer (including a sparse array transducer) composed of a plurality of transducers. On the back side of the 2D array transducer, a backing for absorbing unnecessary ultrasonic waves emitted from the 2D array transducer to the back side is provided. A plurality of leads individually connected to the plurality of vibration elements are embedded in the backing. A plurality of pads (electrode pads) corresponding to one end of each lead are formed on the front surface of the backing, and each pad is joined to the electrode surface of each vibration element. On the other hand, also on the back surface (back surface) of the backing, a plurality of pads are formed at the other end of each lead. Although it is necessary to individually connect signal lines to those pads, the operation is generally extremely complicated.
[0003]
Patent Literature 1 below discloses a relay board joined to the back surface of a backing and a plurality of circuit boards connected to the relay board. Here, a plurality of pin holes are formed on the rear surface of the relay board, while a plurality of pins are formed on the end of each circuit board. By inserting a plurality of pins into a plurality of pin holes, each circuit board is physically connected to the relay board, and at the same time, electrical connection is achieved. The relay board is formed larger than the backing in accordance with the shape of the stacked body of the plurality of circuit boards.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-292496A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art There has been a demand for easier connection of signal lines to respective leads provided on a backing. The connection using the pins described in Patent Document 1 is simple in that sense, but actually, inserting a plurality of pins into a plurality of pin holes is not easy in positioning, and a bent pin If even one exists, the insertion requires a great deal of labor. In addition, if the relay board bonded to the back of the backing is large, the ultrasonic probe may swell near the tip of the ultrasonic probe, or the ultrasonic probe may become thicker as a whole. The operability of the probe is reduced. Further, in general, a structure for further reducing crosstalk between signals is demanded.
[0006]
An object of the present invention is to make it possible to easily and reliably connect leads and signal lines in an ultrasonic probe.
[0007]
Another object of the present invention is to realize a structure capable of avoiding enlargement of the tip of the ultrasonic probe.
[0008]
Another object of the present invention is to improve the electrical characteristics of the ultrasonic probe.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides an array vibrator including a plurality of vibrating elements and a plurality of vibrating elements provided on a back side of the array vibrator and electrically connected to the plurality of vibrating elements. A rear side member through which the lead is inserted, and at least one flexible circuit board on which a signal line array is formed, and a predetermined surface of the rear side member is electrically connected to the plurality of leads. At least one pad row is formed, and at least one insertion groove is formed adjacent to the pad row, and an insertion end of the flexible circuit board is inserted into the insertion groove, and the insertion state is provided. , Each pad constituting the pad row and each signal line constituting the signal line row are electrically connected.
[0010]
According to the above configuration, the insertion end of the flexible circuit board is inserted into the insertion groove formed on the predetermined surface of the back side member, whereby physical connection (temporary fixation) between the two is achieved. On the other hand, each pad forming the pad row and each signal line forming the signal line row are electrically connected by, for example, soldering. Since both can be connected by a simple method of inserting the insertion end into the insertion groove, positioning is easy and workability is good. In addition, since it is structurally strong, physical and electrical reliability can be improved. In particular, when connecting a plurality of flexible circuit boards to the back side member, the next flexible circuit board is bent while bending the already connected flexible circuit board as necessary, that is, while securing a work space, Workability is good because it can be inserted. In addition, since it is a flexible circuit board, the degree of freedom of arrangement can be ensured in the ultrasonic probe as needed.
[0011]
In the above description, the array transducer is preferably a 2D array transducer, but may be a sparse array transducer as a variation thereof. The back side member can be configured as a single backing, a back substrate joined thereto, or any other structure. The pad may be the end of the lead itself, or may have an electrode provided at the end. The flexible circuit board can be configured as a relay board or an electronic circuit mounting board. It should be noted that the predetermined surface is one or more other surfaces except for the bonding surface of the array transducer, and it is preferable that the predetermined surface be the back surface.
[0012]
Preferably, the back side member is constituted by a backing, and the flexible circuit board is inserted into the backing. Preferably, the back side member includes a backing and a back board joined thereto, and the flexible circuit board is inserted into the back board.
[0013]
Preferably, the signal line array is formed on a first surface of the flexible circuit board, and a ground plane is formed on a second surface of the flexible circuit board. Preferably, a first insulating layer is formed on the first surface of the flexible circuit board so as to cover the signal line row, and a second insulating layer is formed on the second surface of the flexible circuit board so as to cover the ground surface. . Each insulating layer is formed on all or a part of the flexible circuit board, and preferably, the insulating layer is provided on the whole except for a connection portion where soldering or the like is performed. In particular, when a plurality of flexible substrates are stacked and connected, it is preferable to provide the above-described insulating layer in order to ensure insulation between adjacent flexible substrates.
[0014]
Preferably, the signal line arrays are formed on both the first and second surfaces of the flexible circuit board. In this case, one flexible board corresponds to two pad rows. Preferably, a first insulating layer and a second insulating layer are formed on both sides of the first and second surfaces of the flexible circuit board so as to cover the signal lines.
[0015]
Preferably, a shield line is formed between adjacent signal lines on the flexible circuit board. According to this configuration, crosstalk can be further reduced.
[0016]
Preferably, the plurality of pads formed on the back surface of the back-side member include a ground pad, and the ground pad is electrically connected to a ground lead drawn from the array transducer, and In the insertion state, a ground line formed on the flexible circuit board is electrically connected. According to this configuration, the same connection method as that for the signal can be adopted for the ground, which is simple.
[0017]
Preferably, the pads and the signal lines are soldered in the inserted state. Of course, an electrical connection method other than soldering may be adopted.
[0018]
Preferably, the width of the flexible circuit board is increased from the insertion end as one end to the wide end as the other end, and the width of the flexible end is wider than the pitch between signal lines at the insertion end. The pitch between signal lines in the section is larger. According to this configuration, the pitch between the signal lines can be increased, and the problem of an enlarged probe shape in the vicinity of the back side member can also be avoided.
[0019]
Preferably, an electronic circuit board mounted with at least one electronic circuit for signal processing is connected to the wide end, and a plurality of signal lines in a probe cable are connected to the electronic circuit board. A flexible circuit board is used as a relay member. The above electronic circuit may be a circuit that performs amplification, impedance matching, switching, and the like on a reception signal (and a transmission signal). Each electronic circuit board is disposed in the ultrasonic probe. On the other hand, preferably, at least one electronic circuit for signal processing is mounted on the flexible circuit board.
[0020]
(2) Further, according to the present invention, an array vibrator composed of a plurality of vibrating elements and a plurality of leads provided on the back side of the array vibrator and electrically connected to the plurality of vibrating elements are inserted. A back side member, and a plurality of flexible circuit boards on which signal line rows are formed, and a plurality of pad rows electrically connected to the plurality of leads are formed on a predetermined surface of the back side member. A plurality of insertion grooves are formed alternately with the plurality of pad rows corresponding to the plurality of pad rows, and insertion ends of the respective flexible circuit boards are inserted into the respective insertion grooves, and the respective flexible circuit boards are formed. In the insertion state, the pads forming the pad row and the signal lines forming the signal line row are electrically connected.
[0021]
(3) Further, according to the present invention, a plurality of pad rows are formed corresponding to the plurality of vibrating elements on a back side member joined to a back surface of an array vibrator including a plurality of vibrating elements; A step of forming a plurality of insertion grooves corresponding to the plurality of pad rows, and a step of inserting insertion ends of a plurality of flexible circuit boards having a signal line row into the plurality of insertion grooves. And a step of electrically connecting each pad and each signal line in the inserted state of each flexible circuit board.
[0022]
Preferably, the step of electrically connecting the pads and the signal lines is sequentially performed each time the flexible substrate is inserted. Preferably, the step of electrically connecting the pads and the signal lines is performed collectively when all of the plurality of flexible circuit boards are inserted. In this case, a reflow method or the like can be used.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention, and FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part thereof.
[0025]
The ultrasonic probe shown in FIG. 1 is an ultrasonic probe for acquiring three-dimensional echo data. That is, the configuration shown in FIG. 1 is housed in a probe case (not shown), and its transmitting and receiving surface is brought into contact with, for example, a body surface, and in that state, ultrasonic transmitting and receiving is performed. As a result, echo data is captured from within a three-dimensional region of the living body.
[0026]
The 2D array vibrator 10 shown in FIG. 1 includes a plurality of vibrating elements arranged in the X and Y directions in the figure. In FIG. 1, the specific configuration of the 2D array transducer 10 is not shown. The 2D array transducer 10 may be a known sparse array transducer. On the front side of the 2D array transducer 10, a matching layer (not shown) is provided.
[0027]
On the other hand, a backing 12 is joined to the rear (back) side of the 2D array transducer 10 as shown in the figure. The backing 12 absorbs and attenuates unnecessary ultrasonic waves emitted from the 2D array transducer 10 to the rear side. The size of the backing 12 is, for example, 21 mm in the X direction, 21 mm in the Y direction, and 12 mm in the Z direction.
[0028]
A pad array is formed on one or more surfaces of the backing 12 other than the joint surface of the 2D array transducer 10. In the present embodiment, a pad array 14 is formed on the back surface 12A of the backing 12. The pad array 14 includes a plurality of pads (electrodes) aligned in the X and Y directions. Specifically, the pad array 14 is configured by a plurality of pad rows 22, and each pad row 22 is configured by a plurality of pads 32 arranged in the X direction. The plurality of pad rows 22 are arranged in the Y direction as shown, and they are parallel to each other.
[0029]
As described later, a plurality of leads corresponding to a plurality of vibrating elements constituting the 2D array vibrator 10 are inserted and buried in the backing 12, and the plurality of leads correspond to a plurality of pads 32. Connected electrically. The backing 12 is usually made of an insulating material, but it may be made of a conductive material. In that case, insulation treatment is performed so that at least electrical short-circuiting does not occur between each lead and each pad. Although the plurality of leads extend linearly in the Z direction, the plurality of leads may form a matrix in the backing 12 such that the arrangement of the leads is mutually changed.
[0030]
As shown in FIG. 1, a plurality of insertion grooves 16 are formed on the back surface 12A of the backing 12, and an insertion groove array 15 is formed by them. Each of the insertion grooves 16 extends in the X direction similarly to the pad row 22, and the plurality of insertion grooves 16 are arranged in parallel in the Y direction. Also, in the present embodiment, one insertion groove 16 is formed for each pad row 22, and each insertion groove is adjacent to two adjacent grooves except for the lowest insertion groove 16 in FIG. 1. It is formed between two pad rows 22. The width of the insertion groove 16 in the Y direction is given an appropriate play such that it can be easily inserted into the thickness of the flexible circuit board (FPC) 18 described below in the Y direction and cannot be easily removed.
[0031]
An FPC array 17 including a plurality of FPCs 18 is connected to the back side of the backing 12, and a circuit board array 24 including a plurality of circuit boards 26 is connected to the FPC array 17. Here, one circuit board 26 is connected to one FPC 18, but of course, the present invention is not limited to such a configuration.
[0032]
One end of the FPC 18 in the Z direction constitutes an insertion end 18A, and the other end in the Z direction constitutes a wide end 18B. That is, the width of the insertion end 18A in the X direction coincides with the width of the backing 12 in the X direction, while the width of the insertion end 18A in the X direction is wider than the width of the insertion end 18A in the X direction. Is wider. That is, the width in the X direction is gradually increased from the insertion end 18A to the wide end 18B. The width of the wide end portion 18B in the X direction is equal to the width of the circuit board 26 in the X direction in the present embodiment.
[0033]
As shown in FIG. 1, the insertion end 18A of the FPC 18 is inserted into the corresponding insertion groove 16. Thereby, both members are physically connected. Such connection or insertion is performed for each FPC 18, and usually, each FPC 18 is inserted sequentially from one end to the other end in the Y direction. In that case, as will be described later, the soldering process may be performed for each FPC 18 insertion, or after all the FPC 18 insertion operations are completed, for example, by using a reflow method or the like. The attachment may be performed collectively.
[0034]
A wiring 20 including a plurality of signal lines 21 is formed on the upper surface of the FPC 18. Each signal line 21 corresponds to each pad of the pad row 22, that is, the wiring 20 is provided on the FPC 18 so that one circuit board 26 is connected to a group of leads arranged in the X direction.
[0035]
As described above, in the FPC 18, the width in the X direction is gradually increased from the insertion end portion 18A to the wide end portion 18B. The pitch in the direction is gradually increased from the insertion end 18A to the wide end 18B. That is, when the pitch between the signal lines 21 needs to be increased due to the wiring on the circuit board 26, the gradually widened FPC 18 as shown in FIG. Can be achieved. Thereby, crosstalk can be reduced.
[0036]
In this embodiment, the wiring 20 is formed on the upper surface of the FPC 18 and the ground surface is formed on the lower surface as described later. However, a plurality of signal lines 21 may be formed on both surfaces of the FPC 18. Good. In that case, one FPC 18 establishes electrical connection to two pad rows 22. That is, soldering is performed on both surfaces of the insertion end 18A.
[0037]
A circuit group 28 is mounted on the circuit board 26, and the circuit group 28 includes a plurality of electronic circuits 30. Each electronic circuit 30 performs, for example, amplification of a reception signal, and may perform switching of a reception signal and a transmission signal. As described above, a plurality of circuit boards 26 are housed in the probe. In this case, since the FPC 18 itself is made of a flexible material, the degree of freedom in arranging the circuit boards 26 can be increased. In addition, there is an advantage that the workability can be extremely improved.
[0038]
Specifically, one end 26A of the circuit board 26 is connected to the wide end 18B of the FPC 18, and each wiring on the circuit board 26 is connected to each signal line 21 at the connection portion. A plurality of signal lines in a probe cable are connected to the other end 26B of the circuit board 26 as necessary by soldering, or an FPC can be connected to the other end 26B side in the same manner as the FPC 18 described above. It is possible. That is, the above-described FPC 18 functions as a relay board between the backing 12 and the circuit board 26, and the pitch between the signal lines is changed by the relay board, thereby making the assembling workability extremely good. . Of course, the electronic circuit 30 described above can be mounted on the FPC 18, or a configuration in which a probe cable is connected via the FPC 18 may be employed.
[0039]
By the way, when the configuration shown in FIG. 1 is stored in a probe case (not shown), the FPC array 17 and the circuit board array 24 are molded with an insulating resin or the like as necessary. You. This makes it possible to improve, for example, electrical stability and insulation.
[0040]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a YZ section of the backing 12 shown in FIG. As described above, a plurality of leads 31 are inserted into the backing 12, and the pads 32 are provided at the ends of the leads 31. Here, the pad 32 is formed on the back surface 12A. The insertion groove 16 is formed with a predetermined depth adjacent to the pad 32, and the insertion end of the FPC 18 is inserted into the insertion groove 16.
[0041]
Here, the structure of the FPC 18 will be described. The plurality of signal lines 21 are formed on the upper surface side of the base 34 as described above, while the ground surface 38 is formed on the entire lower surface side of the base 34. I have. An insulating layer 40 is formed on the upper surface of the FPC 18 so as to cover the plurality of signal lines 21, and an insulating layer 42 is formed on the lower surface so as to cover the entire ground plane 38. Here, the portion of the insulating layer 40 corresponding to the insertion end has been removed, that is, the end of the signal line 21 is exposed. Therefore, electrical connection between the pad 32 and the signal line 21 can be performed by the solder 44 using the exposed portion. In this case, since the insulating layer 42 is formed on the lower surface side of the FPC 18, it is possible to prevent the problem that the solder 44 located on the lower surface side is electrically connected to the upper FPC 18 beforehand. It becomes. Also, by applying the solder 44, the FPC 18 is securely mechanically connected to the backing 12.
[0042]
As described above, in the present embodiment, the two can be connected only by inserting the insertion end portion 18A of the FPC 18 into the insertion groove 16; Since the insertion is not required, the workability in positioning can be improved. That is, for example, even if there is a slight positioning error in the X direction, there is no problem in the physical connection and the electrical connection. In addition, since the positioning in the Y direction is performed by a simple method of insertion into a groove, it is extremely easy compared with insertion of a plurality of pins. Further, when a plurality of FPCs 18 are inserted step by step, it is possible to insert the next new FPC 18 while bending the already mounted FPC 18 to secure a work space. There is an advantage that performance can be improved.
[0043]
FIG. 3 shows a configuration in which an FPC array 17 is connected to the backing 12 and a circuit board array 24 is connected to the FPC array 17. In the example shown in FIG. 3, a plurality of FPCs 46 are further connected to the circuit board array 24, and the FPCs 46 are connected to a plurality of signal lines in the probe cable.
[0044]
In the example shown in FIG. 4, the FPC 18 as a relay board is used, while the FPC 48 extended to the probe cable is also used. That is, when electronic processing is not necessary for some signals, a configuration as shown in FIG. 4 may be employed. For example, the FPC 48 may be used for a transmission signal, and the FPC 18 and the circuit board 26 may be provided for a reception signal. Here, reference numeral 24 'denotes a circuit board array, but the number of circuit boards 26 constituting the circuit board array 24 is reduced as compared with the configuration shown in FIG. 3 as described above.
[0045]
In the case of manufacturing the ultrasonic probe shown in FIG. 1, a pad array 14 is formed on a back surface 12A of a backing 12 containing a plurality of leads, and a plurality of insertion groove arrays 15 are formed. Is done. In this case, each insertion groove 16 may be formed using a dicing saw or the like.
[0046]
Thereafter, the FPC 18 to which the circuit board 26 is connected is inserted into each of the insertion grooves 16 formed as described above as necessary, and a soldering process is performed after the insertion is completed. That is, a process of electrically connecting each signal line 21 formed on the FPC 18 and each pad is performed. Then, such a process is executed for each FPC 18. Of course, as described above, after all the connections of the FPCs 18 are completed, it is also possible to perform the soldering collectively.
[0047]
FIGS. 5 to 7 show an ultrasonic probe according to another embodiment. The same components as those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0048]
In the embodiment shown in FIG. 1, the back side member provided on the back side of the 2D array vibrator 10 is constituted only by the backing 12, but in the embodiment shown in FIG. 12 and a back substrate 52 joined to the back surface thereof. The same structure as the structure formed on the back surface 12A of the backing 12 shown in FIG. 1 is adopted for the back surface 52A of the back substrate 52. That is, the pad array 14 and the insertion groove array 15 are formed on the rear surface 52A.
[0049]
FIG. 6 shows a YZ section of the backing 12 shown in FIG. 5, and FIG. 7 shows an XZ section of the backing 12 shown in FIG.
[0050]
In FIG. 6, the entire surface of the substrate 52 is joined to the back surface of the backing 12. Incidentally, the substrate 52 has a size similar to the size of the backing 12 in the X and Y directions. The backing 12 is provided with a through-hole member 56 corresponding to each lead 36, and the lead 36 is inserted and fixed in the through-hole member 56. The end of the lead 36 extends to the pad 32, and both are electrically connected.
[0051]
The plurality of insertion grooves 16 are formed in the rear substrate 52 as described above, and the FPC 18 is inserted into each of the insertion grooves 16. The connection relationship is the same as that shown in FIG.
[0052]
7, in this embodiment, a plurality of signal lines 36 are formed on the upper surface of the FPC, and a shield line 80 is formed between the signal lines 36. The shield line 80 is for further preventing crosstalk between the signal lines 36, and the shield line 80 is connected to the ground.
[0053]
Most of the upper surface of the FPC 18 is covered with the insulating layer 40, but the portion corresponding to the insertion end is exposed. Using the exposed portions, the signal lines 36 and the pads 32 are electrically and mechanically connected by the solder 44 as described above.
[0054]
In the example shown in FIG. 7, a ground line 60 is formed on the upper surface side of the FPC 18, and the ground line 60 is connected to a ground pad 32A formed on the rear substrate 52 by a solder 44A.
[0055]
The ground pad 32A is connected to the first internal electrode 62 via a through-hole member 56A, and the first internal electrode 62 is connected to the second internal electrode 64 by, for example, solder 66 or the like. Of course, both internal electrodes 62 and 64 may be formed of an integral member having an L shape.
[0056]
The second internal electrode 64 is connected to a side pad 70 via a through-hole member 68, and a ground lead 72 is connected to the side pad 70 by solder 74. The ground lead 72 is drawn from a ground surface provided on the front side of the array vibrator, and is used for turning around the side surface of the backing 12 and electrically connecting to the ground line 60. That is, the ground lead 72 is electrically connected to the ground line 60 via the side pad 70, the through hole member 68, the second internal electrode 64, the first internal electrode 62, the through hole member 56A, the pad 32A, and the like. I have.
[0057]
Incidentally, the broken line in FIG. 7 represents the level reached by the insertion end, which corresponds to the bottom level of the insertion groove.
[0058]
In the embodiment shown in FIGS. 5 to 7, for example, when performing the manufacturing process, the back substrate 52 is used as a frame for embedding a plurality of leads in the backing 12. In any case, the pad array 14 and the insertion groove array 15 are formed on the laminated body in which the backing 12 and the back substrate 52 are joined, and then the FPC 18 is inserted into the respective insertion grooves 16 as described above. Is inserted and soldering is individually and collectively performed.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, connection between a lead and a signal line can be easily and reliably performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a main part of an ultrasonic probe according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the backing shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an assembly disposed in the ultrasonic probe.
FIG. 4 is a diagram showing another example of an assembly disposed in the ultrasonic probe.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration of an ultrasonic probe according to another embodiment.
FIG. 6 is a vertical sectional view of the backing shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a horizontal sectional view of the backing shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
10 2D array vibrator, 12 backing, 14 pad array, 15 insertion groove array, 16 insertion groove, 17 FPC array, 18 FPC, 20 wiring, 21 signal line, 24 circuit board array, 26 circuit board, 28 circuit group , 30 electronic circuit.

Claims (17)

複数の振動素子からなるアレイ振動子と、
前記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が挿通された背面側部材と、
シグナルライン列が形成された少なくとも１つのフレキシブル回路基板と、
を含み、
前記背面側部材の所定面には、前記複数のリードに電気的に接続された少なくとも１つのパッド列が形成され、且つ、前記パッド列に隣接して少なくとも１つの差込溝が形成され、
前記フレキシブル回路基板の差込端部が前記差込溝に差し込まれ、その差込状態において、前記パッド列を構成する各パッドと、前記シグナルライン列を構成する各シグナルラインとが電気的に接続されたことを特徴とする超音波探触子。An array vibrator composed of a plurality of vibrating elements,
A back side member provided on the back side of the array vibrator and through which a plurality of leads electrically connected to the plurality of vibrating elements are inserted,
At least one flexible circuit board on which a signal line array is formed;
Including
At least one pad row electrically connected to the plurality of leads is formed on a predetermined surface of the back side member, and at least one insertion groove is formed adjacent to the pad row,
The insertion end of the flexible circuit board is inserted into the insertion groove, and in the inserted state, each pad constituting the pad row is electrically connected to each signal line constituting the signal line row. An ultrasonic probe characterized by being performed. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記背面側部材はバッキングによって構成され、
前記バッキングに対して前記フレキシブル回路基板が差し込まれることを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
The back side member is constituted by a backing,
An ultrasonic probe, wherein the flexible circuit board is inserted into the backing. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記背面側部材はバッキング及びそれに接合された背面基板によって構成され、
前記背面基板に対して前記フレキシブル回路基板が差し込まれることを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
The back side member is constituted by a backing and a back substrate bonded thereto,
An ultrasonic probe, wherein the flexible circuit board is inserted into the back substrate. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板の第１面に前記シグナルライン列が形成され、
前記フレキシブル回路基板の第２面にグランド面が形成されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
The signal line array is formed on a first surface of the flexible circuit board,
An ultrasonic probe, wherein a ground surface is formed on a second surface of the flexible circuit board. 請求項４記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板の第１面に前記シグナルライン列を覆って第１絶縁層が形成され、
前記フレキシブル回路基板の第２面に前記グランド面を覆って第２絶縁層が形成されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 4,
A first insulating layer is formed on the first surface of the flexible circuit board to cover the signal line array;
An ultrasonic probe, wherein a second insulating layer is formed on the second surface of the flexible circuit board so as to cover the ground surface. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板の第１面及び第２面の両面に前記シグナルライン列が形成されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
An ultrasonic probe, wherein the signal line array is formed on both the first surface and the second surface of the flexible circuit board. 請求項６記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板の第１面及び第２面の両面に前記シグナルライン列を覆って第１絶縁層及び第２絶縁層が形成されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 6,
An ultrasonic probe, wherein a first insulating layer and a second insulating layer are formed on both sides of the first and second surfaces of the flexible circuit board so as to cover the signal line rows. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板における隣接シグナルライン間にシールドラインが形成されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
An ultrasonic probe, wherein a shield line is formed between adjacent signal lines on the flexible circuit board. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記背面側部材に形成される複数のパッドにはグランド用パッドが含まれ、
前記グランド用パッドには、前記アレイ振動子から引き出されたグランドリードが電気的に接続され、かつ、前記差込状態において前記フレキシブル回路基板に形成されたグランドラインが電気的に接続されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
The plurality of pads formed on the back side member include a ground pad,
The ground pad is electrically connected to a ground lead drawn from the array vibrator, and a ground line formed on the flexible circuit board in the inserted state is electrically connected to the ground pad. Ultrasonic probe featuring. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記差込状態において前記各パッドと前記各シグナルラインとがはんだ付けされたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
The ultrasonic probe, wherein the pads and the signal lines are soldered in the inserted state. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板は、その一方端部としての差込端部からその他方端部としての幅広端部まで横幅が増大され、
前記差込端部におけるシグナルライン間ピッチよりも前記幅広端部におけるシグナルライン間ピッチの方が大きいことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
The width of the flexible circuit board is increased from the insertion end as one end to the wide end as the other end,
An ultrasonic probe, wherein a pitch between signal lines at the wide end portion is larger than a pitch between signal lines at the insertion end portion. 請求項１１記載の超音波探触子において、
前記幅広端部にはシグナル処理用の少なくとも１つの電子回路を搭載した電子回路基板が接続され、
更に前記電子回路基板には探触子ケーブル内の複数の信号線が接続され、
前記フレキシブル回路基板が中継部材として用いられることを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 11,
An electronic circuit board mounted with at least one electronic circuit for signal processing is connected to the wide end.
Further, a plurality of signal lines in the probe cable are connected to the electronic circuit board,
An ultrasonic probe, wherein the flexible circuit board is used as a relay member. 請求項１記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル回路基板にはシグナル処理用の少なくとも１つの電子回路が搭載されたことを特徴とする超音波探触子。The ultrasonic probe according to claim 1,
An ultrasonic probe, wherein at least one electronic circuit for signal processing is mounted on the flexible circuit board. 複数の振動素子からなるアレイ振動子と、
前記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が挿通された背面側部材と、
シグナルライン列が形成された複数のフレキシブル回路基板と、
を含み、
前記背面側部材の所定面には、前記複数のリードに電気的に接続された複数のパッド列が形成され、且つ、前記複数のパッド列に対応してそれらと互い違いに複数の差込溝が形成され、
前記各フレキシブル回路基板の差込端部が前記各差込溝に差し込まれ、前記各フレキシブル回路基板の差込状態において、前記パッド列を構成する各パッドと、前記シグナルライン列を構成する各シグナルラインとが電気的に接続されたことを特徴とする超音波探触子。An array vibrator composed of a plurality of vibrating elements,
A back side member provided on the back side of the array vibrator and through which a plurality of leads electrically connected to the plurality of vibrating elements are inserted,
A plurality of flexible circuit boards on which signal line arrays are formed,
Including
A plurality of pad rows electrically connected to the plurality of leads are formed on a predetermined surface of the back side member, and a plurality of insertion grooves alternately correspond to the plurality of pad rows. Formed,
The insertion end of each of the flexible circuit boards is inserted into each of the insertion grooves, and in the inserted state of each of the flexible circuit boards, each of the pads forming the pad row and each of the signals forming the signal line row. An ultrasonic probe characterized by being electrically connected to a line. 複数の振動素子からなるアレイ振動子の背面に接合される背面側部材に対して、前記複数の振動素子に対応して複数のパッド列を形成し、且つ、それらの複数のパッド列に対応して複数の差込溝を形成する工程と、
前記複数の差込溝に対して、シグナルライン列を有する複数のフレキシブル回路基板の差込端部を差し込む工程と、
を含み、
前記各フレキシブル回路基板の差込状態において、前記各パッドと前記各シグナルラインとを電気的に接続する工程が実行されることを特徴とする超音波探触子の製造方法。A plurality of pad rows are formed corresponding to the plurality of vibrating elements, and a plurality of pad rows corresponding to the plurality of vibrating elements are formed on the back surface member joined to the back of the array vibrator composed of the plurality of vibrating elements. Forming a plurality of insertion grooves by
For the plurality of insertion grooves, a step of inserting insertion ends of a plurality of flexible circuit boards having a signal line row,
Including
A step of electrically connecting each of the pads and each of the signal lines in a state where the flexible circuit boards are inserted, wherein a method of manufacturing the ultrasonic probe is performed. 請求項１５記載の製造方法において、
前記各バッドと前記各シグナルラインとを電気的に接続する工程は、前記各フレキシブル基板を差し込んだ時に、その都度逐次的に実行されることを特徴とする超音波探触子の製造方法。The manufacturing method according to claim 15,
The method of manufacturing an ultrasonic probe, wherein the step of electrically connecting the pads and the signal lines is sequentially performed each time the flexible substrate is inserted. 請求項１５記載の製造方法において、
前記各パッドと前記各シグナルラインとを電気的に接続する工程は、前記複数のフレキシブル回路基板の全部を差し込んだ時に、一括して実行されることを特徴とする超音波探触子の製造方法。The manufacturing method according to claim 15,
Electrically connecting the respective pads and the respective signal lines is performed collectively when all of the plurality of flexible circuit boards are inserted, the method for manufacturing an ultrasonic probe being characterized in that: .

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