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JP2014023131A - Ultrasonic probe, and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2014023131A
JP2014023131A JP2012163211A JP2012163211A JP2014023131A JP 2014023131 A JP2014023131 A JP 2014023131A JP 2012163211 A JP2012163211 A JP 2012163211A JP 2012163211 A JP2012163211 A JP 2012163211A JP 2014023131 A JP2014023131 A JP 2014023131A
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Japan
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back side
ultrasonic probe
hollow
hollow lead
side member
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Application number
JP2012163211A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Tawara
義弘 田原
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Aloka Medical Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】2Dアレイ振動子を備えた超音波探触子において、各振動素子の背面側において効果的なバッキングを行う。
【解決手段】アレイ振動子12の背面側には背面側部材30が設けられている。背面側部材30は複数の背面側素子32からなるものである。各背面側素子32は円筒形状を有する中空リード36を有している。その中空リード36を介して送信信号及び受信信号が伝送される。中空リード36内にはバッキング材料38が充填されている。中空リード36の外側にもバッキング材料40が設けられている。
【選択図】図1
In an ultrasonic probe including a 2D array transducer, effective backing is performed on the back side of each vibration element.
A back side member is provided on the back side of the array transducer. The back side member 30 is composed of a plurality of back side elements 32. Each back-side element 32 has a hollow lead 36 having a cylindrical shape. A transmission signal and a reception signal are transmitted through the hollow lead 36. The hollow lead 36 is filled with a backing material 38. A backing material 40 is also provided outside the hollow lead 36.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は超音波探触子及びその製造方法に関し、特に、超音波振動子の背面側の構造に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe and a method for manufacturing the same, and more particularly to a structure on the back side of an ultrasonic transducer.

医療の分野で用いられる超音波診断装置は、超音波診断装置本体と超音波探触子(プローブ)とにより構成される。超音波探触子は、アレイ振動子を備えた振動子アセンブリを有する。一般に、振動子アセンブリにおいて、アレイ振動子の前面側には、1又は複数の整合層、及び、音響レンズ(又は保護層)、が設けられる。アレイ振動子の背面側には、バッキングが設けられる。バッキングは、アレイ振動子から背面側に放射された超音波を吸収、散乱等するものであり、超音波の多重反射によって画像が劣化しないように設けられている。   An ultrasonic diagnostic apparatus used in the medical field includes an ultrasonic diagnostic apparatus main body and an ultrasonic probe (probe). The ultrasound probe has a transducer assembly that includes an array transducer. Generally, in the transducer assembly, one or a plurality of matching layers and an acoustic lens (or a protective layer) are provided on the front side of the array transducer. A backing is provided on the back side of the array transducer. The backing absorbs and scatters ultrasonic waves radiated from the array transducer to the back side, and is provided so that an image is not deteriorated by multiple reflection of ultrasonic waves.

近時、三次元計測機能を有する超音波診断装置が普及しつつある。そのような超音波診断装置は、アレイ振動子として2Dアレイ振動子を備えている。2Dアレイ振動子は、二次元配列された複数の振動素子からなるものである。2Dアレイ振動子において、各振動素子に対してシグナルを供給するために、2Dアレイ振動子の背面に対して複数のシグナルラインが接続される。このため、2Dアレイ振動子の背面側に多層基板や電子デバイスが設けられる。それらは基本的にバッキング作用を有しておらず、このため背面側に出た超音波を十分に吸収等できず、超音波画像が劣化するという問題が生じる。   Recently, an ultrasonic diagnostic apparatus having a three-dimensional measurement function is becoming popular. Such an ultrasonic diagnostic apparatus includes a 2D array transducer as an array transducer. The 2D array transducer is composed of a plurality of vibration elements arranged two-dimensionally. In the 2D array transducer, a plurality of signal lines are connected to the back surface of the 2D array transducer in order to supply a signal to each transducer element. For this reason, a multilayer substrate and an electronic device are provided on the back side of the 2D array transducer. Since they basically do not have a backing action, the ultrasonic waves emitted to the back side cannot be sufficiently absorbed and the ultrasonic image is deteriorated.

特開2004−33829号公報JP 2004-33829 A 特開2004−56504号公報JP 2004-56504 A

特許文献1に開示された超音波診断装置においては、2Dアレイ振動子の背面側に設けられたバッキングが複数のリードを有している。各リードは線状部材であり、つまり細線である。そのような構成では、シグナル伝送や電気的な結線を確実に行えない可能性を指摘できる。特許文献2に開示された超音波診断装置においては、各リードとして太いものが利用されているが、その場合には2Dアレイ振動子の背面側において超音波吸収作用を十分に生じさせることができない可能性を指摘できる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1, the backing provided on the back side of the 2D array transducer has a plurality of leads. Each lead is a linear member, that is, a thin wire. With such a configuration, it can be pointed out that there is a possibility that signal transmission and electrical connection cannot be reliably performed. In the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Literature 2, a thick lead is used as each lead, but in that case, the ultrasonic absorption action cannot be sufficiently generated on the back side of the 2D array transducer. Can point out the possibility.

本発明の目的は、電気的な結線や信号伝送を確実に行うことができ、かつ、効果的なバッキング作用を得られる背面構造を実現することにある。しかも、そのような背面構造を簡易に製造することにある。   An object of the present invention is to realize a back structure capable of reliably performing electrical connection and signal transmission and obtaining an effective backing action. Moreover, it is to easily manufacture such a back structure.

本発明に係る超音波探触子は、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、複数の振動素子に対応した複数の背面側素子からなる背面側部材と、を含み、前記各背面側素子は、上方に位置する振動素子に対して信号を伝送する中空リードと、前記中空リードの内部空間に充填され、バッキング作用を発揮する材料で構成された内部バッキング材料と、を含む。   An ultrasonic probe according to the present invention includes an array transducer including a plurality of vibration elements, and a back surface member including a plurality of back elements provided on the back side of the array transducer and corresponding to the plurality of vibration elements. Each of the back-side elements includes a hollow lead that transmits a signal to a vibration element positioned above, and an interior made of a material that fills the internal space of the hollow lead and exhibits a backing function. Backing material.

上記構成によれば、中空リードの内部にバッキング材料が充填されているので、各振動素子の背面側から出る超音波を効果的に減衰、吸収して超音波画像の画質を高められる。中空リードはある程度の断面積を有するから、細線リードとの比較において電気的な抵抗を引き下げることができ、それは太いリードに相当するものでもあるから、部材の位置決めが容易となり、同時に上側及び下側において電気的な接続を確実に行える。各背面側素子において、中空リードの外側に外側バッキング材料を設けるのが望ましいが、内部バッキング材料によって一定のバッキング効果が得られるのであれば、中空リードの外側に必ずしもバッキング作用を有しない材料を設けるようにしてもよい。例えば、背面部材の母材セラミック、樹脂等で構成され、そのような材料で中空リードの外側が構成されてもよい。超音波探触子は体腔内に挿入されるものであるのが望ましく、特に食道に挿入されるものであるのが望ましい。   According to the above configuration, since the inside of the hollow lead is filled with the backing material, the ultrasonic wave emitted from the back side of each vibration element can be effectively attenuated and absorbed to improve the quality of the ultrasonic image. Since the hollow lead has a certain cross-sectional area, it can reduce the electrical resistance in comparison with the thin wire lead, and it is also equivalent to a thick lead, facilitating the positioning of the member, and at the same time the upper and lower sides The electrical connection can be reliably performed. In each rear element, it is desirable to provide an outer backing material outside the hollow lead. However, if a certain backing effect can be obtained by the inner backing material, a material that does not necessarily have a backing action is provided outside the hollow lead. You may do it. For example, the back member may be made of a base material ceramic, a resin, or the like, and the outside of the hollow lead may be made of such a material. The ultrasonic probe is preferably inserted into a body cavity, and particularly preferably inserted into the esophagus.

望ましくは、前記中空リードは中空孔内面上に形成された導電層により構成される。中空孔はスルーホールあるいは貫通孔であってもよいが、非貫通孔であってもよい。孔を形成した上で、メッキ処理等により、その内面に一定の厚みをもった導電層を簡便に形成可能である。背面部材の上面に対して中空リード形成時に上面電極が形成されてもよいし、そのような上面電極を事前に又は事後に形成してもよい。同様に背面部材の下面に対して事前に又は事後に電極パターンが形成されてもよい。望ましくは、前記中空リードは円筒形を有する。   Preferably, the hollow lead is composed of a conductive layer formed on the inner surface of the hollow hole. The hollow hole may be a through hole or a through hole, but may be a non-through hole. After forming the holes, it is possible to easily form a conductive layer having a certain thickness on the inner surface by plating or the like. An upper surface electrode may be formed on the upper surface of the back member when the hollow lead is formed, or such an upper surface electrode may be formed in advance or afterwards. Similarly, an electrode pattern may be formed on the lower surface of the back member in advance or afterwards. Preferably, the hollow lead has a cylindrical shape.

望ましくは、前記背面側部材の背面側にはチャンネルリダクション用の電子回路デバイスが設けられる。この構成では、背面部材はアレイ振動子とデバイスとの間の中継基板として機能する。すなわち、その場合においては、素子単位でのバッキング作用付き中継基板が構成される。   Preferably, an electronic circuit device for channel reduction is provided on the back side of the back side member. In this configuration, the back member functions as a relay substrate between the array transducer and the device. In other words, in that case, a relay board with a backing action in element units is configured.

望ましくは、前記背面側部材は複数の内部電極層を有する多層基板であり、前記複数の背面側素子が有する複数の中空リードは前記多層基板が有する複数の配線層への接続のために複数種類の長さを有する。多層基板は硬質基板であってもよいし、柔軟性ある基板であってもよい。多層基板の上面側において複数の振動素子に対する電気的な接続が行われ、多層基板の下面側において電子回路デバイスに対する電気的な接続が行われるのが望ましい。   Preferably, the back side member is a multilayer substrate having a plurality of internal electrode layers, and the plurality of hollow leads of the plurality of back side elements are plural types for connection to a plurality of wiring layers of the multilayer substrate. Have a length of The multilayer substrate may be a hard substrate or a flexible substrate. It is desirable that electrical connection to the plurality of vibration elements is performed on the upper surface side of the multilayer substrate, and electrical connection to the electronic circuit device is performed on the lower surface side of the multilayer substrate.

本発明に係る方法は、背面側部材に対して二次元配列をもって複数の中空孔を形成する工程と、前記複数の中空孔の内面上に電極層を形成し、これにより複数の中空リードを構成する工程と、前記複数の中空リードの内部空間にバッキング材料を充填する工程と、前記バッキング材料の充填後に前記背面側部材とアレイ振動子とを接続する工程と、を含む。   The method according to the present invention includes a step of forming a plurality of hollow holes in a two-dimensional arrangement with respect to a back side member, and forming an electrode layer on the inner surface of the plurality of hollow holes, thereby forming a plurality of hollow leads. A step of filling the inner space of the plurality of hollow leads with a backing material, and a step of connecting the back member and the array transducer after the filling of the backing material.

本発明によれば、電気的な結線や信号伝送を確実に行うことができ、かつ、効果的なバッキング作用を得られる背面構造を実現できる。そのような背面構造を簡易に製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an electrical connection and signal transmission can be performed reliably and the back surface structure which can obtain an effective backing action is realizable. Such a back structure can be easily manufactured.

本発明に係る超音波探触子の第1実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention. 図1に示した背面側部材の水平断面を示す図である。It is a figure which shows the horizontal cross section of the back side member shown in FIG. 背面側素子の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of a back side element. 背面側素子の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of a back side element. 本発明に係る超音波探触子の製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the ultrasonic probe which concerns on this invention. 図5に示したプロセスにより作成された振動子アセンブリを示す図である。It is a figure which shows the vibrator | oscillator assembly produced by the process shown in FIG. 本発明に係る超音波探触子の第2実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the ultrasonic probe which concerns on this invention.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本発明に係る超音波探触子の要部構成が断面図として示されている。図1は超音波探触子の第1実施形態を示すものである。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of the main configuration of an ultrasonic probe according to the present invention. FIG. 1 shows a first embodiment of an ultrasonic probe.

超音波探触子は図示されていないケーブルを介して超音波診断装置本体に接続される。本実施形態における超音波探触子は体腔内挿入型の超音波探触子であり、特に経食道プローブである。経食道プローブは生体内に挿入されるプローブヘッドを有し、そのプローブヘッド内に振動子アセンブリ10が組み込まれている。   The ultrasonic probe is connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via a cable (not shown). The ultrasonic probe in this embodiment is a body cavity insertion type ultrasonic probe, particularly a transesophageal probe. The transesophageal probe has a probe head inserted into a living body, and the transducer assembly 10 is incorporated in the probe head.

振動子アセンブリ10について詳述する。アレイ振動子12は二次元配列された複数の振動素子14からなるものであり、すなわち、それはいわゆる2Dアレイ振動子である。アレイ振動子12の上面側すなわち図において上方にはグランド電極層16が設けられている。そのグランド電極層16は複数の振動素子全体に渡って設けられた薄い銅などによって構成されるシート状の部材である。振動素子14ごとにグランド電極が設けられてもよい。ちなみに、各振動素子14の上面側には電極層が形成されているが、それについては図示省略されている。グランド電極層16の上面側には第1整合層18及び第2整合層22が形成されている。第1整合層18は二次元配列された複数の整合素子20により構成され、これと同様に、第2整合層22は複数の整合素子24により構成されている。第2整合層22の上面側には保護層26が設けられている。保護層26の上面を介して超音波が送波され、また生体内からの反射波が受波される。   The vibrator assembly 10 will be described in detail. The array vibrator 12 includes a plurality of vibration elements 14 arranged two-dimensionally, that is, it is a so-called 2D array vibrator. A ground electrode layer 16 is provided on the upper surface side of the array vibrator 12, that is, on the upper side in the drawing. The ground electrode layer 16 is a sheet-like member made of thin copper or the like provided over a plurality of vibration elements. A ground electrode may be provided for each vibration element 14. Incidentally, although an electrode layer is formed on the upper surface side of each vibration element 14, it is not illustrated. A first matching layer 18 and a second matching layer 22 are formed on the upper surface side of the ground electrode layer 16. The first matching layer 18 is constituted by a plurality of matching elements 20 arranged two-dimensionally. Similarly, the second matching layer 22 is constituted by a plurality of matching elements 24. A protective layer 26 is provided on the upper surface side of the second matching layer 22. Ultrasonic waves are transmitted through the upper surface of the protective layer 26, and reflected waves from the living body are received.

アレイ振動子12の背面側すなわち図において下側には背面側部材30が設けられている。本実施形態において、背面側部材30は中継基板を構成している。背面側部材30の下側には電子回路デバイス42が設けられている。それは本実施形態においてLSIによって構成されている。   A back side member 30 is provided on the back side of the array transducer 12, that is, on the lower side in the figure. In the present embodiment, the back side member 30 forms a relay board. An electronic circuit device 42 is provided below the back side member 30. It is configured by an LSI in this embodiment.

背面側部材30は複数の振動素子14の配列と同様の配列をもった複数の背面側素子32からなる。すなわち1つの振動素子14に対応して1つの背面側素子32が設けられている。各背面側素子32は筒状の形態を有する中空リード36を備えている。中空リード36は背面側部材30を上下に貫通するように設けられている。中空リード36の上端は振動素子14の下面側に設けられた電極28に接続されている。そのような電極28が背面側部材30上に形成されていてもよい。中空リード36の下側は電子回路デバイス42の上面に形成された電極46に接続されている。そのような電極46が背面側部材30に形成されてもよい。符号44は電極アレイを示している。   The back side member 30 includes a plurality of back side elements 32 having an arrangement similar to the arrangement of the plurality of vibration elements 14. That is, one back element 32 is provided corresponding to one vibration element 14. Each back element 32 includes a hollow lead 36 having a cylindrical shape. The hollow lead 36 is provided so as to penetrate the back side member 30 vertically. The upper end of the hollow lead 36 is connected to an electrode 28 provided on the lower surface side of the vibration element 14. Such an electrode 28 may be formed on the back side member 30. The lower side of the hollow lead 36 is connected to an electrode 46 formed on the upper surface of the electronic circuit device 42. Such an electrode 46 may be formed on the back side member 30. Reference numeral 44 denotes an electrode array.

各背面側素子32において、中空リード36の内部にはバッキング材料38が充填されている。すなわち、それは内部バッキング材料である。バッキング材料38は円筒形状を有している。各背面側素子32において、中空リード36の外側にもバッキング材料40が設けられている。すなわち、図1に示す構成において、個々の振動素子14の背面側には背面側素子32が設けられ、背面側素子32においては中空リード36の部分を除いた部分においてバッキング作用が発揮される。これにより各振動素子14の背面側から出た不要な超音波が効果的に減衰、吸収等される。本実施形態においては、中空リード36が比較的大きな直径を有し、その内部にバッキング材料38が充填されているため、振動素子14の中央部分において積極的にバッキング作用を発揮させることができる。中空リード36は、その水平断面上ある程度の厚みを有しており、それ全体としてかなり太いリードに相当するため、電気抵抗を低減できるとともに、中空リード36の上面側及び下面側における部材の位置決めを容易に行うことができ、また電気的な接続を確実に行うことができる。図1に示す実施形態では、中空リード36の外側にもバッキング材料40が設けられていたが、その部分がセラミック、樹脂等であってもよい。   In each rear element 32, the inside of the hollow lead 36 is filled with a backing material 38. That is, it is an internal backing material. The backing material 38 has a cylindrical shape. In each back element 32, a backing material 40 is also provided outside the hollow lead 36. That is, in the configuration shown in FIG. 1, the back side element 32 is provided on the back side of each vibration element 14, and the backing function is exhibited in the back side element 32 except for the hollow lead 36. Thereby, unnecessary ultrasonic waves emitted from the back side of each vibration element 14 are effectively attenuated and absorbed. In the present embodiment, since the hollow lead 36 has a relatively large diameter and the inside thereof is filled with the backing material 38, the backing action can be positively exhibited in the central portion of the vibration element 14. The hollow lead 36 has a certain thickness on the horizontal cross section, and corresponds to a considerably thick lead as a whole, so that the electrical resistance can be reduced and the positioning of the members on the upper surface side and the lower surface side of the hollow lead 36 can be performed. It can be easily performed, and electrical connection can be reliably performed. In the embodiment shown in FIG. 1, the backing material 40 is also provided outside the hollow lead 36, but the portion may be ceramic, resin, or the like.

電子回路デバイス42は本実施形態においてチャンネルリダクション用の電子回路を搭載している。すなわち複数の振動素子に対してグルーピングや第1回目の整層加算処理等を実行する回路を有している。電子回路デバイス42は送信回路も備えている。このようにチャンネルリダクション機能をもった電子回路をプローブヘッド内に設けることにより、そこから出力される信号の本数を大幅に削減することが可能となる。これによってプローブケーブルひいては体腔内に挿入される部分を細くすることができる。符号50はフレキシブルプリント基板を有している。符号48はコネクタを示している。ちなみに、背面側部材30が柔軟性をもった部材として構成されてもよい。また背面側部材30において効果的な放熱が行えるように熱伝導システムを構築するのが望ましい。   The electronic circuit device 42 is equipped with an electronic circuit for channel reduction in this embodiment. That is, it has a circuit that performs grouping, first stratified addition processing, and the like on a plurality of vibration elements. The electronic circuit device 42 also includes a transmission circuit. By providing an electronic circuit having a channel reduction function in the probe head in this way, the number of signals output from the electronic circuit can be greatly reduced. As a result, the probe cable and thus the portion inserted into the body cavity can be made thinner. Reference numeral 50 has a flexible printed circuit board. Reference numeral 48 denotes a connector. Incidentally, the back side member 30 may be configured as a flexible member. In addition, it is desirable to construct a heat conduction system so that the rear side member 30 can effectively dissipate heat.

図2には、図1においてIIで示す水平断面が示されている。各背面側素子32は上述したように中空リード36を有し、それは円筒形状を有しているため、その断面はリング状である。本実施形態においては、背面側素子32における一辺の長さのおよそ半分の長さをもった内径が設定されており、すなわち中空リード36内において比較的多くのバッキング材料38が充填されている。これにより中空リード36の内部において効果的なバッキングを行える。また中空リード36の外側においてもバッキング材料が設けられているため、そこにおいても効果的なバッキングを行える。隣接する背面側素子32の間は分離溝であり、それはダイシングソーなどによって作成されたものである。そこには音響的なクロストークを防止するための部材が充填される。図1においてはそのような分離溝34が示され、その下端部34aが背面側部材30内に進入している。   FIG. 2 shows a horizontal section indicated by II in FIG. Each back element 32 has the hollow lead 36 as described above, and since it has a cylindrical shape, its cross section is ring-shaped. In the present embodiment, the inner diameter is set to be approximately half the length of one side of the back-side element 32, that is, a relatively large amount of backing material 38 is filled in the hollow lead 36. Thereby, effective backing can be performed inside the hollow lead 36. Further, since the backing material is also provided outside the hollow lead 36, effective backing can be performed there. There is a separation groove between the adjacent back side elements 32, which is created by a dicing saw or the like. It is filled with a member for preventing acoustic crosstalk. In FIG. 1, such a separation groove 34 is shown, and a lower end 34 a thereof enters the back side member 30.

図3には、背面側素子の第2例が示されている。背面側素子52は円筒形状をもった中空リード54を有し、その内部にはバッキング材料56が充填されている。ただし、中空リード54の外側にはセラミック58が設けられており、すなわち中空リード54の外側においてバッキング作用は格別発揮されていない。このようなセラミック58は背面側部材の母材を構成するものである。   FIG. 3 shows a second example of the back side element. The back-side element 52 has a hollow lead 54 having a cylindrical shape, and the inside thereof is filled with a backing material 56. However, the ceramic 58 is provided on the outer side of the hollow lead 54, that is, the backing action is not exerted particularly on the outer side of the hollow lead 54. Such a ceramic 58 constitutes the base material of the back side member.

図4には、背面側素子の第3例が示されている。この例においては背面側素子60において、角柱状の中空リード62が設けられており、図示されるように、その断面は矩形すなわち四角形である。中空リード62の内部にはバッキング材料64が充填されている。中空リード62の外側にもバッキング材料66が充填されている。   FIG. 4 shows a third example of the back side element. In this example, a prismatic hollow lead 62 is provided in the back element 60, and as shown in the drawing, the cross section is rectangular, that is, a quadrangle. The inside of the hollow lead 62 is filled with a backing material 64. A backing material 66 is also filled outside the hollow lead 62.

図3に示す例によれば製作が容易である。図4に示す例によれば中空リード62内のバッキング材料の量を多くすることができる。中空リードの直径あるいは一辺の長さをより大きくしてバッキング作用を増大するようにしてもよい。   The example shown in FIG. 3 is easy to manufacture. According to the example shown in FIG. 4, the amount of the backing material in the hollow lead 62 can be increased. The backing action may be increased by increasing the diameter or length of one side of the hollow lead.

図5及び図6には超音波探触子の製造方法が示されている。図5において、(A)には加工前の背面側部材68が示されている。図示の例においては一枚の均質な部材として構成されている。(B)に示す工程では、二次元配列をもって複数の貫通孔70が形成される。(C)に示す工程ではメッキ処理が実行され、これにより各貫通孔70の内面上に導電層72が形成される。この導電層72が中空リードに相当する。背面側部材の上面及び下面にも電極層が生じている。(D)に示す工程では、各中空リード72内にバッキング材料78が充填される。ちなみに符号80,82は分離溝が形成される部分を表している。   5 and 6 show a method for manufacturing an ultrasonic probe. In FIG. 5, (A) shows the back side member 68 before processing. In the example of illustration, it is comprised as one homogeneous member. In the step shown in (B), a plurality of through holes 70 are formed with a two-dimensional array. In the step shown in (C), a plating process is performed, whereby a conductive layer 72 is formed on the inner surface of each through hole 70. This conductive layer 72 corresponds to a hollow lead. Electrode layers are also formed on the upper and lower surfaces of the back side member. In the step shown in (D), the backing material 78 is filled in each hollow lead 72. Incidentally, reference numerals 80 and 82 denote portions where separation grooves are formed.

以上のように構成された背面側部材に対して圧電材料からなる振動板を接着し素子カッテングを行うことにより図6に示すような構造体を得ることができる。符号84は背面側部材を示しており、符号86はアレイ振動子を表している。符号92は素子分離溝を表している。この素子分離溝92の形成により複数の振動素子90が構成され、また複数の背面側素子88が構成されている。96は中空リードを表している。中空リード96の中にはバッキング材料94が充填されている。   A structure as shown in FIG. 6 can be obtained by bonding a diaphragm made of a piezoelectric material to the back-side member configured as described above and performing element cutting. Reference numeral 84 denotes a back side member, and reference numeral 86 denotes an array transducer. Reference numeral 92 represents an element isolation groove. The formation of the element isolation grooves 92 constitutes a plurality of vibration elements 90, and a plurality of back side elements 88. Reference numeral 96 denotes a hollow lead. The hollow lead 96 is filled with a backing material 94.

上記の工程後、必要な組立作業等を行うことにより振動子アセンブリが構成され、その振動子アセンブリがプローブヘッド内に配置される。その配置後、必要に応じてケーブル接続や樹脂モールド等処理が実施される。   After the above steps, a vibrator assembly is configured by performing necessary assembly work and the vibrator assembly is disposed in the probe head. After the arrangement, processing such as cable connection and resin molding is performed as necessary.

図7には、第2実施形態に係る超音波探触子の要部構成が断面図として示されている。プローブヘッド100において、符号102はヘッドケースを示しており、その内部に振動子アセンブリ130が配置される。アレイ振動子106は複数の二次元配列された複数の振動素子により構成され、その上面側にはグランド電極層108が設けられ、その上面側には第1整合層110及び第2整合層112が設けられている。第2整合層112の上側には保護層114が設けられている。   FIG. 7 shows a cross-sectional view of the main configuration of the ultrasonic probe according to the second embodiment. In the probe head 100, reference numeral 102 denotes a head case, and a vibrator assembly 130 is disposed therein. The array transducer 106 is composed of a plurality of two-dimensionally arrayed vibration elements. A ground electrode layer 108 is provided on the upper surface side, and a first matching layer 110 and a second matching layer 112 are provided on the upper surface side. Is provided. A protective layer 114 is provided above the second matching layer 112.

アレイ振動子116の下側には背面側部材104が設けられている。背面側部材104は本実施形態において多層基板である。すなわち、その内部には上下方向に並んで複数の回路パターンが設けられている。各回路パターンは水平面状に形成されており、回路パターン間において所定箇所で電気的な接続が図られている。   A back side member 104 is provided below the array transducer 116. The back side member 104 is a multilayer substrate in this embodiment. That is, a plurality of circuit patterns are provided in the inside in the vertical direction. Each circuit pattern is formed in a horizontal plane, and electrical connection is made at predetermined positions between the circuit patterns.

背面側部材104は、個々の振動素子に対応する複数の背面側素子106からなるものであり、各背面側素子106は中空リード108を有している。複数の背面側素子106全体として複数の中空リード108が存在し、それらは複数種類の長さを有している。すなわち個々の振動素子ごとにそれに対応する配線パターン上の接続点への接続を行うために個々の中空リードが所定の長さを有している。中空リードの長さは、十分なバッキング効果を得られる長さであることが望ましい。もちろん、それらの長さを同じとしつつ、接続するポイントをそれぞれごとに適切に定めるようにしてもよい。各中空リード108の内部にはバッキング材料110が充填されている。   The back-side member 104 includes a plurality of back-side elements 106 corresponding to the individual vibration elements, and each back-side element 106 has a hollow lead 108. There are a plurality of hollow leads 108 as a whole of the plurality of back-side elements 106, and they have a plurality of types of lengths. In other words, each hollow lead has a predetermined length in order to make a connection to a connection point on the wiring pattern corresponding to each vibration element. The length of the hollow lead is desirably a length that can provide a sufficient backing effect. Of course, the points to be connected may be appropriately determined for each of them while maintaining the same length. Each hollow lead 108 is filled with a backing material 110.

背面側部材104において、その上面側では複数の振動素子に対して複数の中空リードが電気的に接続される。複数の中空リード108の下面側においてそれは対応する配線パターンに電気的に接続される。背面側部材104の下側には電子回路デバイス116が設けられている。この電子回路デバイス116はチャンネルリダクション回路である。その上面側には電極パッドアレイ118が設けられている。複数の電極パットが背面側部材104内に設けられた複数の電極120に接続されている。各電極120は電子回路デバイス116側から内部方向へ進入した垂直電極を構成している。その長さは接続対象回路パターンに達する長さである。   In the rear surface side member 104, a plurality of hollow leads are electrically connected to a plurality of vibration elements on the upper surface side. On the lower surface side of the plurality of hollow leads 108, they are electrically connected to corresponding wiring patterns. An electronic circuit device 116 is provided below the back side member 104. This electronic circuit device 116 is a channel reduction circuit. An electrode pad array 118 is provided on the upper surface side. A plurality of electrode pads are connected to a plurality of electrodes 120 provided in the back side member 104. Each electrode 120 constitutes a vertical electrode that has entered from the electronic circuit device 116 side inward. The length is the length that reaches the connection target circuit pattern.

複数の振動素子は、背面側部材104を経由して電子回路デバイス116に接続され、その電子回路デバイス116は背面側部材を経由してまたコネクタ122を経由してフレキシブル回路基板124に接続されている。もちろん、そのような構成は一例である。背面側部材124は多層基板を構成しており、そこにおいて三次元回路パターンをもって電気的な配線を行ない得る。   The plurality of vibration elements are connected to the electronic circuit device 116 via the back side member 104, and the electronic circuit device 116 is connected to the flexible circuit board 124 via the back side member and via the connector 122. Yes. Of course, such a configuration is an example. The back side member 124 constitutes a multi-layer substrate, in which electrical wiring can be performed with a three-dimensional circuit pattern.

いずれにしても、各振動素子ごとにその背面側にバッキング材料が設けられており、各振動素子の背面側から出た超音波をバッキング材料により減衰、吸収等することが可能である。これにより超音波画像の画質を高められる。また中空リードを用いているので電気的な接続を確実に行えるという利点を得られる。   In any case, a backing material is provided on the back side of each vibration element, and the ultrasonic wave emitted from the back side of each vibration element can be attenuated and absorbed by the backing material. Thereby, the image quality of an ultrasonic image can be improved. Further, since a hollow lead is used, an advantage that electrical connection can be surely obtained can be obtained.

10 振動子アセンブリ、12 アレイ振動子、16 グランド電極層、18 第1整合層、22 第2整合層、26 保護層、30 背面側部材、32 背面側素子、36 中空リード、38 バッキング材料、42電子回路デバイス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 vibrator | oscillator assembly, 12 array vibrator | oscillator, 16 ground electrode layer, 18 1st matching layer, 22 2nd matching layer, 26 protective layer, 30 back side member, 32 back side element, 36 hollow lead, 38 backing material, 42 Electronic circuit device.

Claims (6)

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、複数の振動素子に対応した複数の背面側素子からなる背面側部材と、
を含み、
前記各背面側素子は、
上方に位置する振動素子に対して信号を伝送する中空リードと、
前記中空リードの内部空間に充填され、バッキング作用を発揮する材料で構成された内部バッキング材料と、
を含むことを特徴とする超音波探触子。
An array vibrator comprising a plurality of vibration elements;
A back side member comprising a plurality of back side elements corresponding to a plurality of vibration elements, provided on the back side of the array transducer;
Including
Each of the back side elements is
A hollow lead that transmits a signal to a vibrating element located above;
An internal backing material composed of a material that fills the internal space of the hollow lead and exhibits a backing action;
Ultrasonic probe characterized by including.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記中空リードは中空孔内面上に形成された導電層により構成された、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 1,
The hollow lead is composed of a conductive layer formed on the inner surface of the hollow hole,
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項2記載の超音波探触子において、
前記中空リードは円筒形を有する、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to claim 2,
The hollow lead has a cylindrical shape;
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波探触子において、
前記背面側部材の背面側にはチャンネルリダクション用の電子回路デバイスが設けられた、
ことを特徴とする超音波探触子。
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 3,
An electronic circuit device for channel reduction was provided on the back side of the back side member,
An ultrasonic probe characterized by that.
請求項1記載の超音波探触子において、
前記背面側部材は複数の内部電極層を有する多層基板であり、
前記複数の背面側素子が有する複数の中空リードは前記多層基板が有する複数の配線層への接続のために複数種類の長さを有する、
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 a multilayer substrate having a plurality of internal electrode layers,
The plurality of hollow leads of the plurality of back-side elements have a plurality of types of lengths for connection to a plurality of wiring layers of the multilayer substrate.
An ultrasonic probe characterized by that.
背面側部材に対して二次元配列をもって複数の中空孔を形成する工程と、
前記複数の中空孔の内面上に電極層を形成し、これにより複数の中空リードを構成する工程と、
前記複数の中空リードの内部空間にバッキング材料を充填する工程と、
前記バッキング材料の充填後に前記背面側部材とアレイ振動子とを接続する工程と、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
Forming a plurality of hollow holes with a two-dimensional arrangement with respect to the back side member;
Forming an electrode layer on the inner surfaces of the plurality of hollow holes, thereby forming a plurality of hollow leads; and
Filling an internal space of the plurality of hollow leads with a backing material;
Connecting the back side member and the array transducer after filling the backing material;
A method for manufacturing an ultrasonic probe, comprising:
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KR20160079336A (en) * 2014-12-26 2016-07-06 삼성메디슨 주식회사 An ultrasonic probe apparatus and an ultrasonic imaging apparatus using the same

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