專利名稱：超聲波探頭以及超聲波探頭制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此描述的實施方式一般涉及超聲波探頭及超聲波探頭制造方法。
背景技術(shù)：
在超聲波探頭中，具有以二維格狀排列振子而成的二維陣列探頭陣列探頭。由于二維陣列探頭的振子的數(shù)量比一維陣列探頭的振子的數(shù)量多，因此，有時將與超聲波發(fā)送接收的一部分有關(guān)的ICantegrated Circuit 集成電路)組裝在二維陣列探頭內(nèi)。此時存在在振子的背面配置柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit board:以下稱作 “FPC”)的情況。所配置的FPC從振子的背面引出。被引出的FPC與設(shè)置有IC的基板(以下稱作“電子電路基板”)相連接。此時，有必要從各振子中引出信號。使用一張FPCjim 來自全部振子的信號時(例如，圖11)，由于FPC的布線之間的間隔狹窄，所以存在由于布線之間的交擾(cross talk)，而無法得到良好的超聲波圖像的情況。因此，有時采用通過將二維陣列整體分割為多個模塊(以下稱作“模塊分割”)而為每個模塊配置FPC、并在模塊之間放入FPC的構(gòu)造(例如，圖12)。另外，存在通過減少超聲波發(fā)送接收中使用的振子數(shù)而使布線數(shù)減少的稀疏(sparse)技術(shù)(例如，圖13)。另一方面，作為FPC的構(gòu)造，有時也采用重疊絕緣體與布線圖案(pattern)而成的FPC(以下稱作“多層FPC”)。但是，由于振子之間的間隔與模塊之間的間隔不同，模塊分割產(chǎn)生旁瓣，存在無法取得良好的超聲波圖像的情況。另外，模塊分割由于零部件數(shù)與制作工序增加，變得高成本。而稀疏技術(shù)由于旁瓣等對聲場帶來不良影響與敏感度降低等，而存在無法取得良好的超聲波圖像的情況。多層FPC由于復(fù)雜的制造工序而變得高成本。另外，由于多層FPC的撓性比單層的FPC降低，因此很難實現(xiàn)超聲波探頭內(nèi)的多層FPC的處理。此外，在多層FPC 的層間需要用于電連接的通孔(through-hole)，而不能將通孔作為布線空間來使用。因此， 存在多層FPC的布線空間的效率差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的課題在于提供低成本、并且超聲波探頭內(nèi)的處理容易的來自全部振子的信號的引出。本實施方式涉及的超聲波探頭，具備被排列的多個壓電體；第一電極，設(shè)置在上述多個壓電體的放射面?zhèn)龋欢鄠€第二電極，分別設(shè)置在上述多個壓電體的背面?zhèn)龋恢丿B的多個柔性印刷電路板，分別具有多個端子；以及
多個連接部，將上述第二電極與上述端子電連接，其中，上述柔性印刷電路板中的至少一個相對于上層的柔性印刷電路板延伸。本實施方式的超聲波探頭制造方法，包括對平板狀的壓電層、設(shè)置在上述壓電層的背面的電極、用于將設(shè)置在重疊的多個柔性印刷電路板的多個端子與上述電極連接的連接層進行粘接；在上述連接層的背面形成多個規(guī)定的階差；形成將上述連接層分割成格狀的多個連接部；使上述柔性印刷電路板中的下層的柔性印刷電路板露出；使上述端子分別與上述連接部面對；以及將上述面對的上述端子與上述連接部粘接。 能夠提供低成本、并且超聲波探頭內(nèi)的處理容易的來自全部振子的信號的引出。


圖1為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式涉及的超聲波探頭的圖。圖2為從a-a’的X方向觀察圖1的第一實施方式涉及的超聲波探頭的剖面圖。圖3為從圖2的b_b，的Y方向觀察的剖面圖。圖4為從圖2的c-c’的Y方向觀察的剖面圖。圖5為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式的第1變形例涉及的超聲波探頭的圖。圖6為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式中的第2變形例涉及的超聲波探頭的圖。圖7為從a-a’的X方向觀察圖6的第2變形例涉及的超聲波探頭的剖面圖。圖8為從圖7的b-b，的Y方向觀察的剖面圖。圖9為從圖7的c-c’的Y方向觀察的剖面圖。圖10為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式中的第3變形例涉及的超聲波探頭的圖。圖11為示出以往的超聲波探頭中FPC的布線圖案的一個例子的圖。圖12為示出以往的超聲波探頭中將整個陣列分割成多個模塊的一個例子的圖。圖13為示出以往的超聲波探頭中從超聲波放射面觀察應(yīng)用了稀疏技術(shù)的稀疏矩陣的一個例子的圖。圖14為示出用于制造本實施方式涉及的超聲波探頭的工序流程的流程圖。(符號說明)1-超聲波探頭、5-壓電層、7-第1聲匹配層、9-第2聲匹配層、11-共用電極、 13-中間層、15-獨立電極、17-連接部、19-端子、21-背面材料、23-振動元件、31-基層、 33-通孔、35-里面布線、37-上層 FPC(Flexible Printed Circuit board)、38-中層 FPC、 39-下層FPC、41-粘接層、43-表面布線、45-覆蓋層、51-壓電元件、71-第1聲匹配元件、 91-第2聲匹配元件、131-中間元件
具體實施方式
一般而言，關(guān)于一個實施方式的超聲波診斷裝置包括多個壓電體、第一電極、多個第二電極、重疊的多個柔性印刷電路板以及多個連接部。多個壓電體被排列。第一電極設(shè)置于多個壓電體的放射面?zhèn)?。多個第二電極分別設(shè)置于多個壓電體的背面?zhèn)取Ｖ丿B的多個柔性印刷電路板分別具有多個端子。多個連接部將第二電極與端子電連接。至少一個柔性印刷電路板相對于上層的柔性印刷電路板延伸。以下，一邊參照附圖一邊對本實施方式涉及的超聲波探頭進行說明。此外，在以下的說明中，對具有大致相同結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素附以相同符號，僅在必要的情況下進行重復(fù)說明。(第一實施方式)圖1為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式涉及的超聲波探頭1的圖。在圖1中， 將放射超聲波的方向(與紙面垂直的方向)規(guī)定為Z軸。將與Z軸垂直且從未圖示的背面材料的前表面引出FPC的方向規(guī)定為Y軸。而且，將與Z軸及Y軸垂直的方向作為X軸。一邊參照圖2 —邊對第一實施方式涉及的超聲波探頭1的結(jié)構(gòu)進行說明。圖2為沿著圖1的a-a’從X方向觀察超聲波探頭1的剖面的一個例子的圖。如圖2所示，超聲波探頭1具備壓電層5、第1聲匹配層7、第2聲匹配層9、共用電極(第一電極)11、中間層13、獨立電極(第二電極)15、連接部17、端子19、上層FPC37、下層FPC39、 粘接層41、背面材料21。在壓電層5的前表面接合第1聲匹配層7。在第1聲匹配層7的前表面接合第2 聲匹配層9。在壓電層5的背面接合中間層13。第2聲匹配層9、第1聲匹配層7、壓電層5 及中間層13在XY平面分別被分割成格狀。壓電層5由在XY平面被分割成格狀的多個壓電元件51構(gòu)成。第1聲匹配層7由在XY平面被分割成格狀的多個第1聲匹配元件71構(gòu)成。第2聲匹配層9由在XY平面被分割成格狀的多個第2聲匹配元件91構(gòu)成。中間層13 由在XY平面被分割成格狀的多個中間元件131構(gòu)成。以下將沿著Z方向接合各個壓電元件51、第1聲匹配元件71、第2聲匹配元件91以及中間元件131而成的接合體稱為振動元件23。在多個振動元件23的背面分別接合獨立電極15。在多個振動元件23的前表面接合共用電極11。圖1中的虛線四邊形表示在XY平面上排列成格狀的多個振動元件23。多個端子19被配置在上層FPC37及下層FPC39的前表面。貫通各個FPC的基層 31的通孔33被設(shè)置在多個端子19各自的背面。各個FPC的多個里面布線35分別被設(shè)置在通孔33的背面。圖2中的多個里面布線35雖被描繪為看上去像是一根，但是實際上，在 X方向上配置有多個里面布線35。位于多個獨立電極15的背面的上層FPC37以及下層FPC39沿著Z方向重疊。重疊的上層FPC37與下層FPC39通過非導電性的粘接劑而粘接。被粘接的上層FPC37與下層 FPC39為了不使各個FPC的布線密度下降，而不被電連接。背面材料21與下層FPC39的背面粘接。圖3為從圖2的b-b’的Y方向觀察的剖面圖。圖3中的虛線框為上層FPC37。圖 3中的破折號線框為下層FPC39。圖3中的背面材料21、基層31及基于上述粘接劑的粘接層41具有絕緣性。因此，圖3中的上層FPC37的里面布線35與下層FPC39的里面布線35 保持有絕緣性。被粘接的上層FPC37與下層FPC39從背面材料21的前表面沿Y軸方向引出ο上層FPC37與下層FPC39從背面材料21的前表面沿Y軸方向引出以后，分別被分離。表面布線43被設(shè)置于所分離的上層FPC37及下層FPC39的各自的基層31的前表面。 從共用電極11引出的布線與表面布線43接合。所分離的上層FPC37及下層FPC39分別由覆蓋層(cover-lay)45覆蓋。本實施方式的上層FPC37及下層FPC39為具有雙面布線的 FPC0如圖2所示的那樣，在被獨立電極15與背面材料21所夾持的位置的上層FPC37及下層FPC39的前表面未設(shè)置表面布線。圖4為從圖2的c-c’的Y方向觀察的剖面圖。圖4中的虛線的長方形框是由覆蓋層45所被覆的上層FPC37。圖4中的破折號線的長方形的框是由覆蓋層45所被覆的下層FPC39。圖4中的覆蓋層45具有絕緣性。被圖4中的覆蓋層45分別被覆的上層FPC37 與下層FPC39被分離。通過分離上層FPC37與下層FPC39，由于各個FPC的撓性，超聲波探頭內(nèi)的FPC的處理與多層FPC有所不同，變得容易。由覆蓋層45所覆蓋的上層FPC37與下層FPC39分別在背面材料21的端部沿著背面材料21被彎曲成大致直角。由覆蓋層45所覆蓋的上層FPC37與下層FPC39各自的多個里面布線35分別隔著基板連接用焊盤與未圖示的多個電子電路基板的各個連接。通過使用多個FPC，使FPC與電子電路基板的連接面積比多層FPC與電子電路基板的連接面積小。 據(jù)此，不使超聲波探頭的外形擴大，可將各個FPC與各個電子電路基板連接。由覆蓋層45 所覆蓋的上層FPC37與下層FPC39各自的表面布線43分別與未圖示的上述多個電子電路基板的各自的地線連接。多個獨立電極15與多個端子19通過多個連接部17而分別連接。所粘接的上層 FPC37與下層FPC39以使下層FPC39的端子19相對于獨立電極15露出的方式被切口。另外，被粘接的上層FPC37與下層FPC39也可以配置成使下層的FPC39的端子19相對獨立電極15露出。上層FPC37沿著Y方向所切口的寬度w由X方向及Y方向的振動元件23的間隔PP、通孔33的直徑d以及多個里面布線35的間隔wp來決定。被切口的寬度w例如如以下方式來決定。計算從X方向的振動元件23的間隔pp 減去通孔33的直徑d得到的值即通孔的間隔(pp-d)。用該通孔的間隔(pp-d)除以多個里面布線35的間隔wp，從而計算能夠位于通孔的間隔(pp-d)的里面布線的數(shù)量((pp-d)/ wp)0對能夠位于通孔的間隔(pp-d)的里面布線的數(shù)量((pp-d)/Wp)加上1所得到的數(shù) ((pp-d)/wp+l)為里面布線的數(shù)量。被切口的寬度w為在里面布線的數(shù)((pp-d)/Wp+l)上乘以Y方向的振動元件23的間隔pp所得的數(shù)(((pp-d)/wp+1) Xpp)。例如，由于里面布線的數(shù)是2，因此圖1至圖2中的被切口的寬度w為2Xpp。壓電層5為被整形成矩形的壓電陶瓷。壓電層5接受從未圖示的超聲波診斷裝置或者超聲波探傷裝置經(jīng)由未圖示的多個電子電路基板供給的驅(qū)動信號(電信號)，而產(chǎn)生超聲波。壓電層5接受由被檢體或與超聲波探傷有關(guān)的物質(zhì)反射的超聲波，產(chǎn)生回波信號 (電信號)。所產(chǎn)生的回波信號經(jīng)由未圖示的多個電子電路基板供給至超聲波診斷裝置或者超聲波探傷裝置。壓電層5具有在XY平面被分割成格狀的多個壓電元件51。壓電元件 51的間隔(以下稱為格子間隔)在X方向及Y方向上均是相同的間隔。此外，格子間隔也可以在X方向、Y方向不同。以下為了具體地進行說明，設(shè)格子間隔在X方向、Y方向上都是相同的間隔。第1聲匹配層7及第2聲匹配層9設(shè)置于壓電層5的超聲波照射側(cè)即Z方向。第 1聲匹配層7及第2聲匹配層9通過加入由導電性材料組成的金屬粉的環(huán)氧樹脂等聲匹配材料而形成。通過調(diào)整與第1聲匹配層7及第2聲匹配層9有關(guān)的音速、厚度、聲阻抗等物理性參數(shù)，可實現(xiàn)被檢體與壓電元件51的聲阻抗的匹配。具體而言，第1聲匹配層7及第 2聲匹配層9可抑制起因于被檢體或與超聲波探傷有關(guān)的物質(zhì)的聲阻抗與壓電層5的聲阻抗的差異的超聲波的反射。第1聲匹配層7具有沿著X方向與Y方向排列成二維的多個第 1聲匹配元件71。各個第1聲匹配元件71與各個壓電元件51的前表面接合。第2聲匹配層9具有沿著X方向與Y方向排列成二維的多個第2聲匹配元件91。各個第2聲匹配元件91與各個第1聲匹配元件71的前表面接合。此外，在圖2中，圖示了 2層的聲匹配層， 但本實施方式并不局限于此。例如，也可以將1層、3層或者4層以上的聲匹配層配置在壓電層5的前表面，并分別接合。共用電極11被接合在第2聲匹配層9的前表面。共用電極11與多個第2聲匹配元件91接合。從共用電極11所引出的布線與上層FPC37以及下層FPC39的表面布線43 連接。在共用電極11的前表面上配置著未圖示的聲透鏡。中間層13設(shè)置于壓電層5的背面?zhèn)取Ｖ虚g層13的聲阻抗比壓電元件51的聲阻抗高，并且比連接部17的聲阻抗高。因此，與聲阻抗比壓電元件51低并且聲阻抗也比連接部17低的情況相比，可減小對后述的連接部17的聲影響。其結(jié)果，減少了起因于連接部17 的聲影響的超聲波圖像的錯亂和噪音。中間層13具有沿著X方向與Y方向排列成二維的多個中間元件131。多個中間元件131分別與多個壓電元件51的各個的背面接合。此外， 作為本實施方式的變形例，也可采用去除中間層13的結(jié)構(gòu)。獨立電極15與多個中間元件131的背面分別接合。獨立電極15通過進行利用例如銀或金等的金屬電鍍或濺射等而形成。關(guān)于FPC的結(jié)構(gòu)，位于背面材料21的前表面的層狀的FPC、和從背面材料21的前表面引出的位于直到與未圖示的多個電子電路基板分別連接為止的期間的被分離出的FPC 不同。首先，對于從背面材料21的前表面引出并位于直到與未圖示的電子電路基板相連接為止的期間的上層FPC37以及下層FPC39的結(jié)構(gòu)進行說明。上層FPC37及下層FPC39各自由基層31、設(shè)置于基層31的背面的多個里面布線35以及設(shè)置于基層31前表面的表面布線 43而構(gòu)成。基層31由例如聚酰壓胺(polyimide)與聚酯(polyester)等具有絕緣性的樹脂構(gòu)成。里面布線35為在基層31的背面由例如銅箔形成的電路布線。多個里面布線35 的數(shù)量由布線間隔wp與以下說明的通孔33的直徑(pp-d)來決定。表面布線43為在基層31的前表面由例如銅箔形成的電路布線。表面布線具有與里面布線35的數(shù)量相同數(shù)量的布線。此外，表面布線43的數(shù)量也可以是一根。表面布線 43在緊接上層FPC37及下層FPC39向背面材料21的前表面引進來之前，與從共用電極11 引出的布線接合。其次，針對位于背面材料21的前表面的上層FPC37及下層FPC39的結(jié)構(gòu)進行說明。這些FPC分別具有基層31、設(shè)置于基層31的背面的多個里面布線35、設(shè)置于基層31 的前表面的多個端子19以及將多個端子19與多個里面布線35分別電連接的多個通孔33。 與從背面材料21的前表面引出并位于直到與未圖示的電子電路基板相連接為止的期間的 FPC的構(gòu)成不同之處在于有無端子19、通孔33、表面布線43。
端子19分別與獨立電極15相對置地配置于基層31的前表面。此外，端子19也可以是作為焊接用銅箔的焊盤。通孔33被設(shè)置在端子19各自的背面。通孔33是在Z方向上貫通基層31的貫通孔。在通孔33中填充導電性材料。多個通孔33分別與各個里面布線35接合。背面材料21設(shè)置在下層FPC39的背面。背面材料21以機械的方式支撐多個振動元件23。背面材料21為了縮短所放射的超聲波脈沖而制動多個振動元件23。為了良好地維持聲特性，該背面材料21的厚度設(shè)定為相對于使用的超聲波的波長充分的厚度、即設(shè)定為使背面方向的超聲波充分衰減的厚度。覆蓋層45是在將從背面材料21的前表面引出并位于直到與未圖示的電子電路基板連接為止的期間的多個FPC的各自周圍以絕緣與保護為目的而覆蓋的膜。作為覆蓋層45 的材料，使用例如聚酰亞胺。覆蓋層45被覆從背面材料21的前表面引出并位于直到與未圖示的電子電路基板相連接為止的期間的各個上層FPC37及下層FPC39。連接部17分別將配置在上層FPC37及下層FPC39的前表面的多個端子19、以及相對于這些多個端子19的各個而位于前表面的多個獨立電極15進行連接。連接部17在聲方面具有與上述背面材料21的相同地使超聲波衰減的功能。連接部17具有與獨立電極 15和所連接的端子19之間的距離相對應(yīng)的厚度。連接部17的厚度根據(jù)獨立電極15與所連接的端子19之間的距離而不同。連接部17為了降低由厚度導致的聲影響，由具有比中間層13低的聲阻抗的材料構(gòu)成。連接部17由含有例如碳的固體導電材料等的具有導電性的材料構(gòu)成。而且，連接部17也可以由具有所連接的端子19與獨立電極15之間的長度的銅或者金構(gòu)成。此外，連接部17還可以是由與所連接的端子19和獨立電極15之間的長度相對應(yīng)的銅或者金構(gòu)成的凸塊(bump)。以下，對位于背面材料21的前表面的重疊的多個FPC的構(gòu)造進行說明。重疊的多個FPC由粘接劑粘接。所粘接的多個FPC中的上層FPC37以使位于下層的FPC39的前表面的多個端子19相對于通過連接部17連接的獨立電極15露出的方式被切口(以下稱為切口構(gòu)造)。此外，也可將上層FPC37配置成使位于下層FPC39的前表面的多個端子19相對于通過連接部17連接的獨立電極15露出。如圖2所示，上層FPC與下層FPC具有階差t。 上層FPC與下層FPC的階差t與連接部17的厚度如圖2所示被組合時，預(yù)先對連接部17 的厚度進行調(diào)整，以使得相對于Z方向為相同的厚度(圖2的t)。通過將重疊的多個FPC 的構(gòu)造設(shè)為切口構(gòu)造，可使用在制造工序中簡單的多張兩面FPC。其結(jié)果與多層FPC相比可抑制FPC的制造成本。而且，通過分離上層FPC37與下層FPC39，與多層FPC有所不同，超聲波探頭內(nèi)的各個FPC的處理變得容易。另外，能使將多個電子電路基板與FPC各自的多個里面布線分別連接的面積小于將多層FPC與多個電子電路基板連接的面積。其結(jié)果，能使得本實施方式中的超聲波探頭的外形比使用了多層FPC的超聲波探頭的外形小。以下，參照圖14對制造第一實施方式的工序進行說明。對于平板狀的第2聲匹配層9、第1聲匹配層7、壓電層5、中間層13、被分割為獨立電極15之前的電極以及具有規(guī)定厚度的連接層依序加壓粘接(步驟Ml)。將以下加壓粘接所得到的物品稱作為粘接體。所謂連接層是與連接部17在通過下述的格狀分割被形成之前所對應(yīng)的層。規(guī)定的厚度是例如比圖2中的t厚的厚度。此外，連接層也可與上述電極的一部分區(qū)域粘接。此時，第二電極中的規(guī)定的第二電極與面對規(guī)定的第二電極的規(guī)定的端子接合。所謂規(guī)定的第二電極是例如在圖2中位于從超聲波探頭引出重疊的FPC(上層FPC37以及下層FPC39)的位置附近的第二電極(1 及15b)。從加壓粘接的連接部17的背面相對于Z方向，通過端銑刀等工具進行切口加工， 從而形成規(guī)定的階差t (步驟M2)。此外，步驟Sal及步驟Sa2的處理也可以是以下處理。通過將連接層分割成格狀， 而形成多個連接部17。隨之，各個連接部17被分類為多個組。相對于連接部17形成針對每個組而不同的厚度。使用具有所形成的厚度的連接部17來形成粘接體。以從連接部17的背面沿著Z方向的規(guī)定的長度(深度)，在XY平面上以格狀方式形成槽(步驟。規(guī)定的長度是從連接部17的背面起但還不到達加壓粘接的中間層的長度。通過上述處理而形成獨立電極15。上層FPC37與下層FPC39通過粘接層41粘接(步驟&ι4)。上層FPC37被切口。根據(jù)該切口，下層FPC39相對于上層FPC延伸，并露出多個端子19(步驟。多個端子19分別與多個連接部17相面對(步驟。從第2聲匹配層9的前表面到上述槽為止，與上述格子相一致而沿著Z方向來分割壓電層5 (步驟Sa7)。 在被分割后的第2聲匹配層9的前表面上接合共用電極11 (步驟MS)。將上層FPC37與下層FPC中的表面布線43、共用電極11連接(步驟&9)。通過這樣的工序，制造出第一實施方式的超聲波探頭。(第一變形例)與第一實施方式不同的是，當從超聲波放射面?zhèn)扔^察排列成格狀的多個振動元件 23時，多個振動元件23排列成正方形狀；以及重疊的FPC從背面材料21的前表面向X方向及Y方向引出。圖5為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式的第1變形例涉及的超聲波探頭的圖。振動元件23在X方向、Y方向都排列著相同數(shù)量的振動元件23。其結(jié)果，如圖5所示的那樣，多個振動元件23被排列的形狀以及在XY平面中的共用電極11的形狀都是正方形。而且，從背面材料21的前表面引出被粘接的上層FPC37與下層FPC39的方向為從與上述正方形的各邊相對應(yīng)的邊緣起的4個方向。圖2為表示沿著圖5的d-d’從X方向觀察超聲波探頭1的剖面的一個例子的圖，與第一實施方式的構(gòu)造相同。第1變形例的超聲波探頭可應(yīng)用于例如在體腔內(nèi)使用的超聲波探頭。(第2變形例)與第1實施方式不同之處在于超聲波探頭1具有三層的FPC。三層的FPC中的靠近背面材料21的兩層FPC以使位于兩層的FPC各自的下層的FPC前表面的多個端子19相對于通過連接部17連接的獨立電極15露出的方式被切口。此外，三層的FPC中的兩層的 FPC也可以配置為使位于兩層的FPC各自的下層FPC的前表面的多個端子19相對于通過連接部17連接的獨立電極15露出。圖6為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式中的第2變形例涉及的超聲波探頭的圖。如圖6所示，三層的FPC具有在背面材料21的前表面粘接下層FPC39，在下層FPC39的前表面粘接中層FPC38，在中層FPC38的前表面粘接上層FPC37的構(gòu)造。圖7為表示沿著圖6的a-a’從X方向觀察超聲波探頭1的剖面的一個例子的圖。 與第1實施方式不同之處在于，三層的FPC位于多個獨立電極15與背面材料21之間。上層FPC37以使中層FPC38的端子19相對于獨立電極15露出的方式被切口。中層FPC38以使下層FPC39的端子19相對于獨立電極15露出的方式被切口。從振動元件23與背面材料21的前表面之間沿著X方向引出的三層的FPC分別被分離。圖8為從圖7的b-b’的Y方向觀察的剖面圖。與圖3不同之處在于中層FPC38 位于上層FPC37與下層FPC39之間。圖9為從圖7的c-c’的Y方向觀察的剖面圖。與圖3不同之處在于中層FPC38 位于上層FPC37與下層FPC39之間。第2變形例可以應(yīng)用于具有比第一實施方式寬的口徑的超聲波探頭中。此外，為了擴大超聲波探頭的口徑，上述切口構(gòu)造可應(yīng)用于4層以上的FPC。(第3變形例)與第一實施方式不同之處在于超聲波探頭1具有三層的FPC ；當從超聲波放射面?zhèn)扔^察排列成格狀的多個振動元件23時，多個振動元件23排列成正方形；從背面材料21 的前表面向X方向及Y方向引出被重疊的FPC。圖10為從超聲波放射面?zhèn)扔^察第一實施方式中的第3變形例涉及的超聲波探頭的圖。如圖10所示，三層的FPC具有如下構(gòu)造在背面材料21的前表面粘接下層FPC39， 在下層FPC39的前表面粘接中層FPC38，在中層FPC38的前表面粘接上層FPC37。關(guān)于振動元件23，在X方向與Y方向上都排列著數(shù)量相同的振動元件23。其結(jié)果，如圖10所示，多個振動元件23被排列的形狀以及在XY平面上的共用電極11的形狀為正方形。而且，從背面材料21的前表面引出被粘接的上層FPC37與下層FPC39的方向為從與上述正方形的各邊相對應(yīng)的邊緣起的4個方向。圖7為表示沿著圖10的d-d’從X方向觀察超聲波探頭1 的剖面的一個例子的圖，與第2變形例的構(gòu)造相同。第3變形例的超聲波探頭可應(yīng)用于具有比例如第1變形例寬的口徑的在體腔內(nèi)使用的超聲波探頭。歸納第一實施方式及第1至第3的變形例的效果，如下所述。根據(jù)本超聲波探頭，通過將重疊的多個FPC的構(gòu)造設(shè)為切口構(gòu)造，從而可使用制造程序簡單的多張兩面FPC。其結(jié)果，相比于使用多層FPC的情況，可抑制FPC的制造成本。 通過將重疊的多個FPC分別分離，超聲波探頭內(nèi)的各個FPC的處理變得容易。另外，可使分別連接多個電子電路基板與FPC各自的多個里面布線的面積小于連接多層FPC與多個電子電路基板的面積。其結(jié)果，可使本實施方式的超聲波探頭的外形比使用了多層FPC的超聲波探頭的外形小。而且，通過使中間層13配置在壓電層5與獨立電極15之間，可以降低由于不同厚度的連接部17帶來的聲影響。根據(jù)以上所述，由于本實施方式的超聲波探頭不使用模塊分割、稀疏技術(shù)及多層 FPC，因此可以解決由這些模塊分割、稀疏技術(shù)及多層FPC造成的問題點。例如，由于不使用稀疏技術(shù)、模塊分割，振動元件23的位置精度變高，降低對聲場或接送敏感度帶來的不良影響。由于不使用多層FPC，所以不需要FPC層間的通孔，因此可以實現(xiàn)低成本且高密度的布線。據(jù)此，可實現(xiàn)超聲波探頭的高性能化。而且，由于也可以不使電子電路基板直接與振動元件23連接，因此無需開發(fā)與超聲波探頭的規(guī)格相對應(yīng)的專用IC(ASIC Application Specific Integrated Circuit (專用集成電路))。另外，可抑制單個IC的面積，并可使用多個IC，使全部振動元件23執(zhí)行超聲波發(fā)送接收的一部處理。據(jù)此，可降低開發(fā)成本與產(chǎn)品成本。而且，本超聲波探頭中的FPC可從背面材料21的前表面向X方向及Y方向引出。據(jù)此，本實施方式可應(yīng)用于體腔內(nèi)使用的超聲波探頭。并且，上述切口構(gòu)造可應(yīng)用于具有任意口徑的超聲波探頭。 雖然已經(jīng)描述了某些實施例，但是這些實施例只是以示例的方式呈現(xiàn)，并不是為了限制本發(fā)明的范圍，實際上，這里描述的新穎的方法和系統(tǒng)可以以各種其他形式實施；此外，可以在不偏離本發(fā)明的精神的情況下，進行這里描述的方法和系統(tǒng)的形式方面的各種省略、替換和改變。所附的權(quán)利要求及其等同物旨在覆蓋這些形式和改變，只要這些形式或改變落在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超聲波探頭，其特征在于，具備 被排列的多個壓電體；第一電極，設(shè)置在上述多個壓電體的放射面?zhèn)龋?多個第二電極，分別設(shè)置在上述多個壓電體的背面?zhèn)龋?重疊的多個柔性印刷電路板，分別具有多個端子；以及多個連接部，將上述第二電極與上述端子電連接，其中，上述柔性印刷電路板中的至少一個相對于上層的柔性印刷電路板延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于 上述連接部將上述第二電極與上述端子分別電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于上述第二電極中的規(guī)定的第二電極與面對上述規(guī)定的第二電極的規(guī)定的端子接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于上述連接部各自具有與分別將上述第二電極與上述端子連接起來的間隔相對應(yīng)的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于與上述連接部各自面對的位置的上述端子分別從上述柔性印刷電路板露出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，在各個上述第二電極與各個上述壓電體之間還具有中間層，該中間層具有比上述壓電體的聲阻抗高的聲阻抗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于 上述連接部由含有碳的固體導電材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于上述連接部各自由具有被電連接的上述第二電極與上述端子之間的長度的銅或者金構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于上述連接部的背面的各個上述柔性印刷電路板經(jīng)由粘接層粘接。
10.一種超聲波探頭制造方法，其特征在于，包括對平板狀的壓電層、設(shè)置在上述壓電層的背面的電極、用于將設(shè)置在重疊的多個柔性印刷電路板的多個端子與上述電極連接的連接層進行粘接； 在上述連接層的背面形成多個規(guī)定的階差； 形成將上述連接層分割成格狀的多個連接部； 使上述柔性印刷電路板中的下層的柔性印刷電路板露出； 使上述端子分別與上述連接部面對；以及將上述面對的上述端子與上述連接部粘接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲波探頭制造方法，其特征在于 上述連接層與上述電極的一部分區(qū)域粘接。
12.—種超聲波探頭制造方法，其特征在于，包括將用于使設(shè)置在重疊的多個柔性印刷電路板的多個端子與設(shè)置在壓電層的背面的電極連接的連接層分割成多個連接部；將上述連接部分類成多個組； 對于連接部形成針對上述每個組而不同的厚度； 粘接上述連接部、平板狀的上述壓電層及上述電極； 使上述柔性印刷電路板中的下層的柔性印刷電路板露出； 使上述端子分別與上述連接部面對；以及將上述面對的上述端子與上述連接部粘接。
全文摘要
本發(fā)明要解決的問題在于提供低成本、并且超聲波探頭內(nèi)的處理容易的來自全部振子的信號的引出。本實施方式涉及的超聲波探頭具備排列的多個壓電體、設(shè)置在上述多個壓電體的放射面?zhèn)鹊牡谝浑姌O、分別設(shè)置在上述多個壓電體的背面?zhèn)鹊亩鄠€第二電極、分別具有多個端子的重疊的多個柔性印刷電路板以及將上述第二電極與上述端子電連接的多個連接部，上述至少一個柔性印刷電路板相對于上層的柔性印刷電路板延伸。
文檔編號B06B1/06GK102259089SQ20111012979
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者久保田隆司, 四方浩之, 尾名康裕, 手塚智, 牧田裕久 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝