JP6999078B2 - コンベックス型超音波プローブ - Google Patents

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Description

本発明は、コンベックス型超音波プローブに関する。特に、２次元配列された複数の振動素子と複数の電子デバイスとを電気的に接続するための複数のリードを有するバッキングを有するコンベックス型超音波プローブに関する。
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、装置本体に接続される超音波プローブにより行われる。
超音波プローブとしては種々のタイプのもの知られているが、その中にコンベックス型の超音波プローブがある。コンベックス型超音波プローブは、振動素子アレイの２次元配列方向の１方向（通常長手方向）において複数の振動素子が円弧状に配列され、振動素子アレイの表面が湾曲形状（かまぼこの表面のような形状）を有しているものである。コンベックス型超音波プローブを用いることで、超音波照射領域の浅部における視野をある程度保ちつつ、超音波照射領域の深部における広角の観察が可能となる。
コンベックス型の超音波プローブを含む超音波プローブは、複数の振動素子から構成され超音波を送受波する振動素子アレイ、振動素子アレイの下側（送受波面とは逆側）に設けられ、振動素子アレイの余分な振動を抑えるためのバッキング、及び、バッキングのさらに下側に設けられる電子デバイスを備える構成となっている場合がある。電子デバイスとしては、例えば、超音波プローブと装置本体とを接続するケーブルに含まれる配線の本数を低減させるためのチャンネルリダクション機能を発揮するＩＣが挙げられる。
上記のような構成を有する超音波プローブにおいて、従来、複数の振動素子と電子デバイスとを電気的に接続するための複数のリード（導線）を有するバッキングが提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に開示されているように、振動素子アレイが２次元配列された２次元超音波プローブにおいては、バッキングが有する複数のリードも２次元配列されたものとなる。また、コンベックス型２次元超音波プローブにおいても、従来、複数の振動素子と電子デバイスとを電気的に接続するための複数のリードを有するバッキングが用いられている（例えば特許文献２及び３）。
特開２０１５－２２８９３２号公報 特表２００８－５２６３４３号公報 特開２００２－２８１５９号公報
２次元配列された複数の振動素子と、複数のリードを有するバッキングと、電子デバイスとを備える超音波プローブにおいて、さらに、複数のリードを有するバッキングと電子デバイスとの間に中継基板が設けられる場合がある。例えば、電子デバイスが中継基板にマウントされた上で、中継基板とバッキングの複数のリードが電気的に接続される。これにより、バッキングの複数のリードと電子デバイスとが中継基板を介して電気的に接続される。
ここで、中継基板に対するバッキングの複数のリードの接続位置と、中継基板に対する電子デバイスの各端子の端子位置とが対応していないことで、中継基板の配線パターンが複雑化するという問題が発生し得る。例えば、中継基板の上側面にバッキングの複数のリードが接続され、中継基板の下側面に電子デバイスがマウントされた場合を考えると、中継基板の上側面における複数のリードの接続位置と、中継基板の下側面における電子デバイスの各端子の端子位置とが対応していないと、接続位置と端子位置とのずれを補正すべく、中継基板の配線パターンが長くなって複雑化してしまう。特に、電子デバイスが複数設けられた場合には、当該問題が顕著になる。
本発明の目的は、２次元配列された複数の振動素子、複数のリードを有するバッキング、複数の電子デバイス、及び、バッキングと複数の電子デバイスとの間に設けられる中継基板とを備えるコンベックス型超音波プローブにおいて、中継基板の配線パターンを簡素化することにある。
本発明は、長手方向に対応した湾曲方向及び前記長手方向に直交する短手方向に２次元配列された複数の振動素子からなる振動素子アレイと、前記振動素子アレイの下側に設けられ、前記複数の振動素子に対して電気的に接続される複数のリードからなるリードアレイを有し、上側面が前記湾曲方向及び前記短手方向により定義される湾曲面であるバッキングと、前記バッキングの下側に設けられた複数の電子デバイスと、前記長手方向及び前記短手方向に広がる基板であって、前記リードアレイと前記複数の電子デバイスとを電気的に接続する中継基板と、を備え、前記複数のリードの下端部分が、少なくとも前記長手方向において、前記複数の電子デバイスの配列に応じて複数の密集グループにグルーピングされている、ことを特徴とするコンベックス型超音波プローブである。
上記構成によれば、バッキングが有する複数のリードの下端部分は、少なくとも長手方向において、各電子デバイスの配列に応じて複数の密集グループにグルーピングされる。すなわち、各リードの下端部分は各電子デバイスに対応した位置にまとめられる。従来、バッキングの各リードと中継基板の接触位置と、電子デバイスの（端子）位置とのずれを中継基板の配線パターンによって補正していたところ、グルーピングにより、中継基板２６の配線パターンの少なくとも長手方向の長さが短縮され得る。すなわち、中継基板２６の配線パターンが簡略化される。このように、上記構成では、バッキングの各リードと中継基板の接触位置と、電子デバイスの位置とのずれの補正をバッキングの各リードが少なくとも補助的に行う。
望ましくは、前記長手方向において、隣接する２つの密集グループの間にはグループ間隙間が存在し、前記長手方向において、隣接する２つの電子デバイスの間にはデバイス間隙間が存在し、前記中継基板の上側に存在する複数のグループ間隙間の配列は前記中継基板の下側における複数のデバイス間隙間の配列に対応している、ことを特徴とする。
望ましくは、前記リードアレイは前記短手方向に並ぶ複数のリード列からなり、前記各リード列は前記長手方向に並ぶ複数のリードからなり、前記複数のリード列間の短手方向のピッチは一定である、ことを特徴とする。
コンベックス型超音波プローブにおいては、通常、短手方向の長さが長手方向の長さに比してかなり短い。そのために、中継基板としては、長手方向の配線パターンが長くなりやすく、すなわち複雑になりやすいため、長手方向における簡素化の要求が特に強いと言える。一方で、長手方向のみならず短手方向においても複数のリードをグルーピングすることで、バッキングの製造難易度が高まる場合がある。そこで、複数のリードを長手方向においてグルーピングし、短手方向においては各リード間のピッチを一定にする（グルーピングしない）ことで、中継基板の長手方向における簡素化を図りつつ、バッキングの製造難易度を低く抑えることができる。例えば、短手方向における各リードのピッチを一定とすることで、バッキング製造時において、シート状のバッキング基部に長手方向に並ぶ複数のリードが埋め込まれたリード付きシートを積層する方式を採用可能であり、この方式によれば容易にバッキングを形成することができる。
望ましくは、前記各リード列は配線パターンの異なる上下方向に並んだ複数のセクションからなり、前記複数のセクションのうちのいずれかのセクションにおける配線パターンにより前記複数の密集グループが形成される、ことを特徴とする。
望ましくは、前記複数のセクションは、リード列の上端部分であり、前記振動素子アレイに対応した放射状パターンを有する上端セクションと、リード列の上下方向中間部分であり、平行配線パターンである主配線パターンを有する中間セクションと、リード列の下端部分であり、平行配線パターンであって、前記複数の密集グループからなるグルーピングパターンを有する下端セクションと、前記上端セクションと前記中間セクションとの間のセクションであって、前記放射状パターンと前記主配線パターンとの間を接続する上側移行パターンを有する上側移行セクションと、前記中間セクションと前記下端セクションとの間のセクションであって、前記主配線パターンと前記グルーピングパターンとを接続する下側移行パターンを有する下側移行セクションと、を含むことを特徴とする。
望ましくは、前記放射状パターンは、前記湾曲面に対して垂直な複数のリード上端部分からなる、ことを特徴とする。また望ましくは、前記グルーピングパターンは、前記長手方向及び前記短手方向により定義される水平面に対して垂直な複数のリード下端部分からなる、ことを特徴とする。
望ましくは、前記複数のリードの下端部分が、前記短手方向においても、前記複数の電子デバイスの配列に応じて複数の密集グループにグルーピングされている、ことを特徴とする。
望ましくは、前記振動素子アレイは前記バッキングの上側面における両端部を除いた中間部の上に形成されており、前記振動素子アレイの上側に積層され、前記バッキングの上側面における両端部において前記リードと電気的に接続される電極シートが設けられる、ことを特徴とする。当該構成によれば、振動素子アレイの上側に積層された電極シートをリードを介して中継基板と電気的に接続することができる。これにより、例えば、電極シートを好適にグラウンド電位に接続することができる。
本発明によれば、２次元配列された複数の振動素子、複数のリードを有するバッキング、複数の電子デバイス、及び、バッキングと複数の電子デバイスとの間に設けられる中継基板とを備えるコンベックス型超音波プローブにおいて、中継基板の配線パターンを簡素化することができる。
本実施形態に係る振動子ユニットの一部断面斜視図である。 バッキング、中継基板、及びＩＣの正面断面図である。 バッキング、中継基板、及びＩＣの側面断面図である。 バッキングの水平面断面図である。 バッキングの上端部であってＸ軸方向端部の拡大図である。
以下、本実施形態に係る超音波プローブについて説明する。本実施形態に係る超音波プローブは、超音波診断装置に接続され、被検体に対して超音波を送受波するものである。本実施形態に係る超音波プローブは、コンベックス型２次元超音波プローブである。
図１には、本実施形態に係る超音波プローブに内蔵される振動子ユニット１０の一部断面斜視図が示されている。
図１に示されるように、振動子ユニット１０は、各部材が積層されて形成される。図１～５においては、振動子ユニット１０における各部材の積層方向をＺ軸方向、Ｚ軸に直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向としている。図１においては、超音波がＺ軸正方向側に向けて送信される。つまりＺ軸正方向側が超音波の送受波面側（被検体側）となる。本明細書では、Ｚ軸正方向側を「上側」と、Ｚ軸下方向側を「下側」と記載する。また、Ｘ軸及びＹ軸で規定される面を「水平面」と記載する。もちろん、超音波プローブの姿勢は変化するため、本明細書における「上側」、「下側」、及び「水平面」の語は、相対的な方向あるいは面を示すものである。
振動素子アレイ１２ａは、複数の振動素子１２が２次元配列されて構成されている。上述の通り、本実施形態に係る超音波プローブはコンベックス型２次元超音波プローブであるため、複数の振動素子１２は、Ｘ軸方向に対応する湾曲方向（図１のＸ’で示される方向）及びＹ軸方向に２次元配列されている。本実施形態における振動素子アレイ１２ａは、平面視において長方形状を有しており、すなわち、Ｘ軸方向が長手方向となっており、Ｙ軸方向が短手方向となっている。なお、本実施形態においては、振動素子１２は、湾曲方向に百数十個並べられ、短手方向には数十個並べられている。
各振動素子１２は、例えばＰＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛）などのセラミックスやＰＭＴ－ＰＴ（マグネシウムニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体）などの単結晶からなる。各振動素子１２の下側面には、それぞれ信号電極（以下「下側電極」と記載する）が設けられる。また、各振動素子１２の上側面にも、それぞれ信号電極（以下「上側電極」と記載する）が設けられる。本実施形態では、各振動素子１２の上側電極がグラウンド電位に接続され、各振動素子１２の下側電極に駆動信号が印加される。これにより、各振動素子１２が振動する。各振動素子１２に駆動信号が供給されると、各振動素子１２が振動して超音波ビームが送信される。また、各振動素子１２は被検体から反射してくる反射エコーを受信し、受信した反射エコーに基づいて受信信号を出力する。
振動素子アレイ１２ａの上側に積層される音響整合層１４ａは、各振動素子１２と被検体との間の音響インピーダンスの整合を取ることで、被検体表面における超音波の反射を抑制するために設けられる。音響整合層１４ａは、各振動素子１２に対応する複数の音響整合素子１４からなる。音響整合層１４ａは、例えば、樹脂、炭素、あるいはカーボンなどで形成される。また、振動素子アレイ１２ａの湾曲形状に合わせて、音響整合層１４ａも湾曲形状を有している。なお、図１においては音響整合層１４ａが１層のみ示されているが、音響整合層１４ａは複数の層から構成されてもよい。
音響整合層１４ａの上側には、電極シート１６が積層される。電極シート１６は、例えば銅箔などの金属膜で形成される。電極シート１６は後述の方法にてグラウンド電位に接続され、また、音響整合層１４ａ（各音響整合素子１４）の上側面に接触させられる。上述の通り、音響整合層１４ａは導電体であるために、電極シート１６が音響整合層１４ａの上側に積層されることで、各振動素子１２の上側電極がグラウンド電位に接続される。
電極シート１６の上側には、保護層１８が積層される。保護層１８は、音響整合層１４ａ以下の層を保護するものである。保護層１８は、例えばシリコーンゴムなどで形成される。湾曲形状を有する振動素子アレイ１２ａ及び音響整合層１４ａに応じて、保護層１８も湾曲形状を有している。保護層１８の上側面が被検体と当接する面であり、すなわち送受波面である。
振動素子アレイ１２ａの下側には、バッキング２０が設けられる。バッキング２０は、振動素子アレイ１２ａの不要な振動を抑えるためのバッキング基部２２、及び、各振動素子１２の下側電極と後述の中継基板２６とを電気的に接続するための複数のリード２４からなるリードアレイ２４ａを含んで構成されている。振動素子アレイ１２ａが湾曲形状を有していることに応じて、バッキング２０の上側面は、湾曲方向（矢印Ｘ’で示される方向）及び短手方向（Ｙ軸方向）により定義される湾曲面となっている。
バッキング基部２２は、例えば、エポキシ、ウレタン、アクリルなどの樹脂に減衰材フィラーが混合されて形成される。減衰材フィラーは、例えばタングステンなどの金属やセラミックスから形成される。
複数のリード２４は、各振動素子１２が２次元配列されていることに応じてＸ軸方向及びＹ軸方向に２次元配列されている。複数のリード２４は、それぞれ、上端部において振動素子１２に電気的に接続され、下端部において中継基板に電気的に接続されるものである。各リード２４は、例えば銅あるいはリン青銅などの金属で形成されてもよいが、各リード２４間のクロストークをより低減させる観点から、各リード２４間の材料は、低誘電率の材質、例えばエポキシ、ポリイミドなどの高分子材で形成されるのが望ましい。
バッキング２０の詳細、特に各リード２４の配線パターンについては後述する。
なお、図１においては、バッキング２０、振動素子アレイ１２ａ、音響整合層１４ａ、電極シート１６、及び保護層１８からなる積層体のＸＺ断面及びＹＺ断面が示されている。図１においては、バッキング２０、振動素子アレイ１２ａ、及び音響整合層１４ａのハッチングは省略されている（以後の図面についても同様）。
バッキング２０の下側には、水平面に広がる中継基板２６が設けられる。中継基板２６は多層ビルドアップ基板であり、例えば低誘電率のガラスエポキシなどで形成される硬質基板である。あるいは、中継基板２６は、フレキシブルケーブルが硬質基板で挟み込まれたリジッドフレキ基板であってもよい。
中継基板２６の上側面には複数の導体パッドが設けられ、各導体パッドと各リード２４が電気的に接続される。また、中継基板２６の上側面の側端部にはコネクタ２８が設けられる。当該コネクタ２８にはフレキシブルケーブル３０が接続される。フレキシブルケーブル３０は、不図示のコネクタを介して超音波診断装置に接続されるケーブル内の配線に接続される。すなわち、フレキシブルケーブル３０により中継基板２６（すなわち後述のＩＣ３２）が超音波診断装置本体と電気的に接続される。
中継基板２６の下側面には、複数の電子デバイスとしての複数のＩＣ３２がマウントされる。これにより、中継基板２６は、各振動素子１２あるいはリードアレイ２４ａと複数のＩＣ３２との間の電気的接続を中継する基板となる。ＩＣ３２は、送信サブビームフォーマ及び受信サブビームフォーマとして機能するものである。送信サブビームフォーマとしては、ＩＣ３２は、超音波診断装置本体からの送信信号に基づいて、複数の振動素子１２に対して駆動信号を送信する。受信サブビームフォーマとしては、複数の振動素子１２からの受信信号に対して整相加算処理を行い、処理後受信信号を生成して超音波診断装置本体に送信する。このように、ＩＣ３２は、振動素子アレイ１２ａと超音波診断装置本体との間の信号線の本数を低減させる機能（チャンネルリダクション機能）を発揮する。
本実施形態に係る振動子ユニット１０の概要は以上の通りである。以下、バッキング２０、中継基板２６、及びＩＣ３２の詳細について説明する。
図２に、バッキング２０、中継基板２６、及びＩＣ３２の正面断面図（ＸＺ断面図）が示されている。図１に示される通り、複数のリード２４は２次元配列されるものであるが、図２には、そのうち、長手方向（Ｘ軸方向）に並ぶ複数のリード２４からなる１列のリード列２４ｂが示されている。図２に示されるようなリード列２４ｂが短手方向（Ｙ軸方向）に並ぶことで、複数のリード２４が２次元配列されたリードアレイ２４ａが形成されることになる。
バッキング２０の上側湾曲面において、各リード２４に電気的に接続された複数のバンプ４０が形成される。バンプ４０は金属で形成され上側湾曲面表面から突出した突出部であり、各リード２４と各振動素子１２の下側電極との電気的接触をより確実にするために設けられる。同様に、バッキング２０の下側水平面において、各リード２４に電気的に接続された複数のバンプ４２が形成される。バンプ４２も金属で形成され下側水平面表面から突出した突出部であり、各リード２４と中継基板２６の上側面に設けられた導体パッドとの電気的接触をより確実にするために設けられる。
また、本実施形態においては、ＩＣ３２は表面実装タイプのパッケージであり、ＩＣ３２は、その上側面に複数のボール状端子４４を有している。複数のボール状端子４４が中継基板２６の下側面に設けられた導体パッドに半田付けなどの方法により接続されることで、ＩＣ３２が中継基板２６にマウントされる。本実施形態においては、ＩＣ３２は６つ設けられている。すなわち、図２に示される通り、長手方向に並ぶ３つのＩＣ３２からなるＩＣ列が形成され、このようなＩＣ列が短手方向に２つ整列されている。もちろん、ＩＣ３２の数は、振動素子１２の数、あるいは各ＩＣ３２の特性に応じて適宜変更されてよい。
各振動素子１２間の長手方向におけるピッチと、ＩＣ３２の各ボール状端子４４間のピッチが異なることなどに起因して、バッキング２０が有する各リード２４を上下方向（Ｚ軸方向）に直線的に延伸させた場合、各リード２４と中継基板２６の接触位置（各リード２４の下端位置、各バンプ４２の位置とも言える）と各ボール状端子４４の位置が対応せずに、中継基板２６の配線パターンにおいて両位置のずれを補正しなければならず、結果として中継基板２６の配線パターンが複雑化してしまう。したがって、本実施形態では、リードアレイ２４ａの配線パターンにより、少なくとも長手方向において各リード２４の下端位置を各ＩＣ３２（の各ボール状端子４４）の位置に対応する位置としている。すなわち、本実施形態では、バッキング２０の各リード２４が、各リード２４の下端位置と各ボール状端子４４との位置のずれの補正を補助的に行っている。以下、詳細に説明する。
本実施形態では、バッキング２０において、リード列２４ｂに含まれる複数のリード２４の下端部分が、長手方向における各ＩＣ３２の配列に応じて複数の密集グループ４６にグルーピングされている。図２においては、複数のリード２４の下端部分は、密集グループ４６ａ、密集グループ４６ｂ、及び密集グループ４６ｃの３つの密集グループ４６にグルーピングされている。各密集グループ４６は各ＩＣ３２に対応するものとなっている。すなわち、密集グループ４６ａはＩＣ３２ａに対応するものであり、密集グループ４６ｂはＩＣ３２ｂに対応するものであり、密集グループ４６ｃはＩＣ３２ｃに対応するものである。
グルーピングとは、同密集グループ４６に属する複数のリード２４の下端部分を近接して配置すると共に、他の密集グループに属するリード２４の下端部分から隔離して配置することを意味する。複数のリード２４の下端部分がグルーピングされることで、複数のリード２４の下端部分において、各密集グループ４６間にグループ間隙間４８が生じることになる。具体的には、図２に示す通り、密集グループ４６ａと密集グループ４６ｂとの間にグループ間隙間４８ａが生じ、密集グループ４６ｂと密集グループ４６ｃとの間にグループ間隙間４８ｂが生じる。
各グループ間隙間４８は必然的に長手方向に配列されることになるが、各グループ間隙間４８の配列は、同じく長手方向に並ぶＩＣ３２間に存在するデバイス間隙間５０の長手方向の配列に対応するものである。具体的には、グループ間隙間４８ａはデバイス間隙間５０ａに対応するものであり、グループ間隙間４８ｂはデバイス間隙間５０ｂに対応するものである。なお、グループ間隙間４８は、必ずしも対応するデバイス間隙間５０の真上に位置していなくてもよい。
複数のリード２４の下端部分のグルーピングは、各リード２４の配線パターンにより実現される。具体的には、図２に示される通り、リード列２４ｂは、上下方向に並ぶ複数のセクション（領域）を有している。すなわち、リード列２４ｂの上端部分である上端セクション５２、リード列２４ｂの上下方向中間部分である中間セクション５４、リード列２４ｂの下端部分である下端セクション５６、上端セクション５２と中間セクション５４の間に設けられる上側移行セクション５８、及び、中間セクション５４と下端セクション５６の間に設けられる下側移行セクション６０とを含んで構成されている。リード列２４ｂが含む上記複数のセクションのうちいずれかの配線パターンによって、各リード２４の下端部分が複数の密集グループ４６にグルーピングされる。
上述の通り、バッキング２０の上側面は湾曲面となっており、図２に示される通りＸＺ断面においてバッキング２０の上端は円弧状に湾曲している。上端セクション５２は、バッキング２０の湾曲面に応じて複数のリード部分（リード上端部分）が放射状に配列された放射状パターンを有している。具体的には、上端セクション５２に含まれる各リード部分は、バッキング２０の湾曲面に対して垂直な方向に延伸している。なお、湾曲方向における各振動素子１２間のピッチは一定となっているために、上端セクション５２における放射状パターンに含まれる各リード上端部分間のピッチも一定となっている。
中間セクション５４は、複数のリード部分が上下方向（Ｚ軸方向）に平行に配列された平行配線パターンを有している。中間セクション５４は、他のセクションに比して配線長が長いセクションであり、すなわち中間セクション５４に含まれる平行配線パターンが主配線パターンとなる。中間セクション５４においては、主配線パターンに含まれる各リード部分間のピッチが一定であるのが望ましい。これにより、中間セクション５４全体として、各リード部分間に生じるクロストークを低減し得る。
下端セクション５６は、バッキング２０の下側面である水平面に垂直に、すなわち上下方向（Ｚ軸方向）に平行に複数のリード部分（リード下端部分）が配列された平行配線パターンを有している。図２に示す通り、下端セクション５６は、複数の密集グループ４６を含んでいる。すなわち、下端セクション５６は、平行配線パターンにより構成された複数の密集グループ４６からなるグルーピングパターンを有している。なお、下端セクション５６における各リード部分間のピッチと、中間セクション５４における各リード部分間のピッチとは、互いに異なっていてよい。
上側移行セクション５８は、上端セクション５２が有する放射状パターンに含まれる各リード部分の下端と、中間セクション５４が有する主配線パターンに含まれる各リード部分の上端とを接続する複数のリード部分からなる上側移行パターンを有している。
下側移行セクション６０、中間セクション５４が有する主配線パターンに含まれる各リード部分の下端と、下端セクション５６が有するグルーピングパターンに含まれる各リード部分の上端とを接続する複数のリード部分からなる下側移行パターンを有している。
本実施形態では、中間セクション５４においては、主配線パターンに含まれる各リード部分間の間隔は一定であるのに対し、下端セクション５６において、各ＩＣ３６に対応するように複数の密集グループ４６が形成されている。つまり、本実施形態では、中間セクション５４と下端セクション５６とを繋ぐ下側移行セクション６０における下側移行パターンにより、各リードの下端部分の各密集グループ４６へのグルーピングが実現されている。
なお、図２においては、１つのリード列２４ｂについてのみ図示されているが、短手方向に並ぶ他のリード列２４ｂについても同様に、複数のリード２４の下端部分が、各ＩＣ３２に対応するようにグルーピングされている。
図３には、バッキング２０、中継基板２６、及びＩＣ３２の側面断面図（ＹＺ断面図）が示されている。図３に示される通り、本実施形態においては、短手方向における各リード２４間のピッチが一定となっており、すなわち、短手方向においては、各リード２４をＩＣ３２に対応してグルーピングすることはしていないが、短手方向についても、短手方向におけるＩＣ３２の配列に対応して、各リード２４の下端部分をグルーピングするようにしてもよい。本実施形態においては、短手方向における各リード２４の下端位置と各ボール状端子４４の位置とのずれは、中継基板２６の配線パターンにより補正される。
図４には、バッキング２０の中間セクション５４における水平面断面図が示されている。上述の通り、リードアレイ２４ａにおいては、リード列２４ｂが短手方向に並んでいるのであるが、少なくとも中間セクション５４においては、隣接するリード列２４ｂに含まれる各リード２４の長手方向（Ｘ軸方向）の位置が互いに異なるようになっている。すなわち、少なくとも中間セクション５４における複数のリード２４は千鳥配列されている。これにより、隣接するリード２４間の距離を長く取ることができ、各リード２４間のクロストークを低減し得る。
図５には、バッキング２０上端部であって長手方向端部の拡大図が示されている。振動素子アレイ１２ａ及び音響整合層１４ａは、バッキング２０の上側面における長手方向両端部を除いた中間部の上側に積層されている。すなわち、図５に示される通り、バッキング２０の上側面は、その長手方向端部において、振動素子アレイ１２ａ及び音響整合層１４ａが積層されていない露出部７２を有している。露出部７２においてもリード２４に接続されたバンプ４０ａが形成されている。なお、バンプ４０ａ及びバンプ４０ａに接続されたリード２４は、中継基板２６のグラウンド電位に接続されている。
本実施形態においては、音響整合層１４ａの上側に積層された電極シート１６が、長手方向端部において、振動素子アレイ１２ａ及び音響整合層１４ａの側面に回り込み、露出部７２に位置するバンプ４０ａに接触している。これにより、電極シート１６がグラウンド電位に接続される。なお、図５には、電極シート１６と電気的に接触しているバンプ４０ａ（リード２４）は１つであるが、露出部７２において複数のバンプ４０ａが存在し、複数のバンプ４０ａが電極シート１６に接触されるようにしてもよい。また、図５に示すように、保護層１８は、バッキング２０の長手方向端部まで覆うように長手方向に延びている。露出部７２に接触された電極シート１６と保護層１８との間に隙間には接着剤が注入される。
本実施形態に係る超音波プローブの構成概要は以上の通りである。本実施形態においては、複数のリード２４の下端部分が各ＩＣ３２に対応するようにグルーピングされることにより、各リード２４の下端位置（バンプ４２の位置）とＩＣ３２のボール状端子４４との位置が近接した位置となる。これにより、中継基板２６の配線パターンの長手方向の長さが短縮され得る。すなわち、中継基板２６の配線パターンが簡略化される。理想的には、密集グループ４６における各リード２４（バンプ４２）のピッチと、各ボール状端子４４のピッチとが同一であれば、中継基板２６においては、長手方向に配線パターンを引き出す必要がなくなる。
一般に、コンベックス型２次元超音波プローブにおいては、短手方向の長さが長手方向の長さに比してかなり短いため、特に長手方向において中継基板２６の配線パターンが長くなりやすく、すなわち複雑になりやすい。一方で、リード２４をグルーピングすることで、バッキング２０の製造難易度が高まる。そこで、本実施形態においては、長手方向のみリード２４をグルーピングすることで、特に簡易化の要請が強い中継基板２６の長手方向における配線パターン長を短縮させると共に、短手方向においてはグルーピングしないことで、バッキング２０の製造難易度が高まることを抑制している。特に、短手方向における各リードのピッチを一定とすることで、バッキング２０の製造時においてシート積層型の製造方法を採用することができる。具体的には、図２に示すような配線パターンを有するリード列２４ｂが埋め込まれたシート状のバッキング基部２２を短手方向に積層することでバッキング２０を形成することが可能なる。
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。
１０ 振動子ユニット、１２ 振動素子、１２ａ 振動素子アレイ、１４ 音響整合素子、１４ａ 音響整合層、１６ 電極シート、１８ 保護層、２０ バッキング、２２ バッキング基部、２４ リード、２４ａ リードアレイ、２６ 中継基板、２８ コネクタ、３０ フレキシブルケーブル、３２ ＩＣ、４０，４２ バンプ、４４ ボール状端子、４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ 密集グループ、４８，４８ａ，４８ｂ グループ間隙間、５０，５０ａ，５０ｂ デバイス間隙間、５２ 上端セクション、５４ 中間セクション、５６ 下端セクション、５８ 上側移行セクション、６０ 下側移行セクション、７２ 露出部。

Claims (9)

  1. 長手方向に対応した湾曲方向及び前記長手方向に直交する短手方向に２次元配列された複数の振動素子からなる振動素子アレイと、
    前記振動素子アレイの下側に設けられ、前記複数の振動素子に対して電気的に接続される複数のリードからなるリードアレイを有し、上側面が前記湾曲方向及び前記短手方向により定義される湾曲面であるバッキングと、
    前記バッキングの下側に設けられた複数の電子デバイスと、
    前記長手方向及び前記短手方向に広がる基板であって、前記リードアレイと前記複数の電子デバイスとを電気的に接続する中継基板と、
    を備え、
    前記複数のリードの下端部分が、少なくとも前記長手方向において、前記複数の電子デバイスの配列に応じて複数の密集グループにグルーピングされている、
    ことを特徴とするコンベックス型超音波プローブ。
  2. 前記長手方向において、隣接する２つの密集グループの間にはグループ間隙間が存在し、
    前記長手方向において、隣接する２つの電子デバイスの間にはデバイス間隙間が存在し、
    前記中継基板の上側に存在する複数のグループ間隙間の配列は前記中継基板の下側における複数のデバイス間隙間の配列に対応している、
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  3. 前記リードアレイは前記短手方向に並ぶ複数のリード列からなり、
    前記各リード列は前記長手方向に並ぶ複数のリードからなり、
    前記複数のリード列間の短手方向のピッチは一定である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  4. 前記各リード列は配線パターンの異なる上下方向に並んだ複数のセクションからなり、
    前記複数のセクションのうちのいずれかのセクションにおける配線パターンにより前記複数の密集グループが形成される、
    ことを特徴とする請求項３に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  5. 前記複数のセクションは、
    リード列の上端部分であり、前記振動素子アレイに対応した放射状パターンを有する上端セクションと、
    リード列の上下方向中間部分であり、平行配線パターンである主配線パターンを有する中間セクションと、
    リード列の下端部分であり、平行配線パターンであって、前記複数の密集グループからなるグルーピングパターンを有する下端セクションと、
    前記上端セクションと前記中間セクションとの間のセクションであって、前記放射状パターンと前記主配線パターンとの間を接続する上側移行パターンを有する上側移行セクションと、
    前記中間セクションと前記下端セクションとの間のセクションであって、前記主配線パターンと前記グルーピングパターンとを接続する下側移行パターンを有する下側移行セクションと、
    を含むことを特徴とする請求項４に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  6. 前記放射状パターンは、前記湾曲面に対して垂直な複数のリード上端部分からなる、
    ことを特徴とする請求項５に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  7. 前記グルーピングパターンは、前記長手方向及び前記短手方向により定義される水平面に対して垂直な複数のリード下端部分からなる、
    ことを特徴とする請求項５に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  8. 前記複数のリードの下端部分が、前記短手方向においても、前記複数の電子デバイスの配列に応じて複数の密集グループにグルーピングされている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベックス型超音波プローブ。
  9. 前記振動素子アレイは前記バッキングの上側面における両端部を除いた中間部の上に形成されており、
    前記振動素子アレイの上側に積層され、前記バッキングの上側面における両端部において前記リードと電気的に接続される電極シートが設けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載のコンベックス型超音波プローブ。
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