專利名稱：超聲波探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于超聲波診斷裝置的超聲波探頭。
背景技術(shù)：
在超聲波診斷裝置中使用的超聲波探頭具有在進(jìn)行超聲波收發(fā)的超聲波振子和超聲波診斷裝置主體之間進(jìn)行電子信號的收發(fā)的電纜組件(cableassembly)。
近年來，超聲波束的偏轉(zhuǎn)、匯聚正在向全方位過渡，大家都來開發(fā)可以利用超聲波進(jìn)行3維掃描的超聲波探頭。
作為這樣的超聲波探頭包括將構(gòu)成超聲轉(zhuǎn)換器的超聲波振子大量配置成矩陣形狀的2維陣列超聲波探頭。作為用于將來自2維狀排列的超聲波振子的信號輸出到超聲波探頭內(nèi)集成電路和超聲波診斷裝置主體的技術(shù)，例如可以象美國專利第5267221號所提出的那樣，使用在襯底材料上打出小孔，從中輸出信號的結(jié)構(gòu)。另外，在日本專利申請、特開昭62-2799號公報(bào)中，還展示出了將與超聲波振子的排列對應(yīng)的基板疊層，由此進(jìn)行信號輸出的結(jié)構(gòu)。
這些揭示出的2維陣列超聲波探頭的結(jié)構(gòu)都可以良好的保持每個(gè)元件的聲音特性。
而且，在美國專利第5311095號中，還揭示了將用于信號輸出的疊層基板80配置在超聲波振子的正下方的結(jié)構(gòu)。
另一方面，超聲波探頭是以將超聲波振子和超聲波診斷裝置主體用線纜組件連接作為其基本結(jié)構(gòu)的。然而，對于具有大量微小的超聲波振子的2維陣列超聲波探頭來說，來自超聲波振子的接收信號也比較小。因此，該接收信號如果直接通過連接到超聲波診斷裝置主體的線纜組件，則接收信號會由于線纜組件的靜電電容而大幅度衰減。因此，必須將包括用于更好的讀取來自超聲波振子的接收信號的前置放大器等的集成電路等設(shè)置在超聲轉(zhuǎn)換器的附近。
另外，對于2維陣列超聲波探頭來說，超聲波振子數(shù)量比1維陣列更多。因此，如果來自該大量超聲波振子的信號分別獨(dú)立的傳輸?shù)匠暡ㄔ\斷裝置主體的話，不得不使得線纜組件的纜芯數(shù)也隨之增加。這就意味著連接超聲波探頭和超聲波診斷裝置主體的線纜要變厚，變重。這樣的結(jié)構(gòu)對于必須能夠自由操縱超聲波探頭的普通超聲波診斷裝置的使用方法來說是不合適的。
所以，在2維陣列超聲波探頭中，所使用的是將來自超聲波振子的超聲波信號共同連接到1根信號線，由此減少向超聲波診斷裝置主體傳輸?shù)男盘枖?shù)量的結(jié)構(gòu)。因此，在超聲波探頭內(nèi)需要有用于通過將信號線共同連接來減少信號數(shù)量的集成電路等等。
換句話說，在2維陣列超聲波探頭中，需要將如上控制來自超聲波振子組的信號線所導(dǎo)入的強(qiáng)度小而數(shù)量大的電信號的集成電路等安裝在超聲轉(zhuǎn)換器附近。此外，從超聲波探頭操作性的觀點(diǎn)出發(fā)，由于需要保持其大小在一定程度以下，所以需要以高密度組裝集成電路等。
本申請的發(fā)明者們，提出了對應(yīng)該要求的一種技術(shù)，正如在日本申請的特開2001-292496號公報(bào)中所揭示的那樣，提出了將2種基板用連接導(dǎo)線按照大致正交的方式，電子且機(jī)械連接的結(jié)構(gòu)。
本申請發(fā)明提供一種滿足了上述要求且進(jìn)行了進(jìn)一步改良的超聲波探頭。
發(fā)明內(nèi)容
本申請發(fā)明的超聲波探頭包括排列成2維陣列形狀的超聲波振子，對上述超聲波振子進(jìn)行連接的導(dǎo)線，用于連接上述超聲波振子和集成電路的基板，上述基板包括具有通過插入上述導(dǎo)線來與上述導(dǎo)線電連接的通孔的第1部分，用于連接上述第1部分和集成電路的、被形成為至少一部分可以彎曲的第2部分。
圖1是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的超聲轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的斜視圖以及剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的超聲轉(zhuǎn)換器以及連接到超聲轉(zhuǎn)換器的基板的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖3是表示連接本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的超聲轉(zhuǎn)換器和基板的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖4是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的超聲轉(zhuǎn)換器以及IC基板和與基板之間的位置關(guān)系的前面圖以及底面圖。
圖5是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖6是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖7是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第2實(shí)施形態(tài)的超聲波探頭以及連接到超聲波探頭的基板的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖8是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第2實(shí)施形態(tài)的各個(gè)基板上的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖9是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第2實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖10是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第2實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖11是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第3實(shí)施形態(tài)的超聲轉(zhuǎn)換器以及連接到超聲轉(zhuǎn)換器的基板的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖12是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第3實(shí)施形態(tài)的各個(gè)基板上的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖13是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第4實(shí)施形態(tài)的中繼基板的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖14是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第4實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
發(fā)明內(nèi)容下面參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施形態(tài))圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的超聲波探頭所具備2維陣列超聲轉(zhuǎn)換器10的簡略圖。圖1(a)是2維陣列超聲轉(zhuǎn)換器10的斜視圖，圖1(b)是從圖1(a)中箭頭方向看的A-A剖面圖。
如圖1(a)所示，2維陣列超聲轉(zhuǎn)換器10包括聲音耦合層12，接地電極14，超聲波振子16，信號電極18，襯底材料20以及連接導(dǎo)線22。
聲音耦合層12設(shè)置成位于被檢測體(未圖示)和超聲波振子16之間，獲取被檢測體和超波振子16之間的聲阻抗耦合。
接地電極14被設(shè)置在各個(gè)超聲波振子16的一端。接地電極14接地。
超聲波振子(壓電體)16是用壓電陶瓷等構(gòu)成的壓電元件，排列成2維陣列形狀。由于該超聲波振子16的2維陣列形狀的排列方式，可以實(shí)現(xiàn)超聲波全方位的調(diào)焦和3維掃描。另外，本實(shí)施形態(tài)的超聲波振子16雖然是用壓電元件構(gòu)成，但是不限于此。例如還可以是近年來所研究的，趨向于實(shí)用化的CMUT元件等。CMUT元件是按照在薄膜和底座之間夾有空隙的方式所設(shè)置的靜電電容結(jié)合型超聲波振子。根據(jù)該薄膜的振蕩發(fā)送超聲波。將由超聲波反射波的接收導(dǎo)致的薄膜的振蕩轉(zhuǎn)換成電子信號的回波信號。
襯底材料20設(shè)在超聲波振子16的背面。襯底材料20用于除去探頭內(nèi)不必要的由超聲波振子16所發(fā)的超聲波脈沖的反射及余聲。
襯底材料20上形成用于將在與從信號電極18到超聲波振子16的配置面垂直的方向上連接的導(dǎo)線22引出的路徑。通過該路徑引出的連接導(dǎo)線22的端部221與超聲波振子16相同的成2維排列。
這樣的襯底材料20可以通過如下方式制成即，將板狀的襯底材料和與其具有同樣板厚度以及配置間距的薄襯底材料相重疊。
另外，該襯底材料20的厚度為為了良好的保證超聲轉(zhuǎn)換器的聲音特性，能夠讓所使用的超聲波得到足夠衰減的厚度。
連接導(dǎo)線22，具有其一端的連接導(dǎo)線22的端部221。另外，在另一端與各個(gè)超聲波振子16的信號電極18連接。連接導(dǎo)線22在與超聲波振子16的配置面垂直的方向上，通過從信號電極18到襯底材料20中的路徑。因此，連接導(dǎo)線22的端部221，在超聲波振子16和相反側(cè)的襯底材料20的面上都成2維形狀排列的結(jié)構(gòu)。
而且，本實(shí)施形態(tài)的連接導(dǎo)線22的端部221的配置是以保持與超聲波振子16相同的配置間距，即與電極配置具有同樣的排列的例子來揭示的?？墒?，并不限于此，連接導(dǎo)線22的端部221的配線間距還可以比元件間距更大。例如在使得上述板狀襯底材料和信號線圖形相粘貼，由此生成連接導(dǎo)線22的2維配置的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)隨著粘貼的連接導(dǎo)線22的圖形向著連接導(dǎo)線22端部221方向的前進(jìn)，而使得圖形變寬闊。
另外，本實(shí)施形態(tài)中，雖然是對相對于各個(gè)超聲波振子16的每一個(gè)來設(shè)置連接導(dǎo)線22以及信號電極18的情況進(jìn)行的說明，但是并不限于此。還可以將連接導(dǎo)線22或者信號電極18與多個(gè)超聲波振子共同連接，并向一個(gè)端部221引出。
圖2是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第1實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。圖2(a)是超聲轉(zhuǎn)換器10的斜視圖，圖2(b)是表示超聲轉(zhuǎn)換器10和基板30連接的時(shí)候的位置關(guān)系的斜視圖。如圖2(a)所示，2維排列的連接導(dǎo)線22電連接到分別從2維陣列超聲轉(zhuǎn)換器的超聲波振子16引出的連接導(dǎo)線22。連接導(dǎo)線22用導(dǎo)電性金屬形成，用焊接的方法連接到后述的基板30(電路板)上。
另外，如圖2(b)所示，基板30由中央部31(本權(quán)利要求中所說的第1部分)和端部32(本權(quán)利要求中所說的第二部分)構(gòu)成。中央部31具有對應(yīng)于連接導(dǎo)線22而形成的通孔311，其能夠插入連接導(dǎo)線22。在各個(gè)通孔311之中還分別具備用于向端部32傳輸信號的信號線。端部32將來自各個(gè)通孔311的信號線，通過信號線33，連接到電極墊板321。
另外，端部32構(gòu)成為在與中央部31的邊界線(圖中用“彎曲部分”來表示)處相對中央部31彎曲。更具體的說，基板30可以使用中央部31，端部32可柔軟的彎曲的撓性基板。另外，也可以是相對堅(jiān)硬的中央部31端部32能夠彎曲和彎折的材料構(gòu)成的基板，還可以是僅一部分能夠彎曲和彎折的材料。
上述邊界線(彎曲部分)并不一定需要是明確的進(jìn)行了設(shè)定。換句話說，還可以是具有通過通孔311來確保與連接基板22之間的電連接的區(qū)域(中央部31)，相對上述區(qū)域彎曲或者彎折，形成了電極墊板321的區(qū)域(端部32)，以及使得通孔311和電極墊板321導(dǎo)通的信號線33的基板。
電極墊板321將超聲轉(zhuǎn)換器10和集成電路45直接或者間接的連接起來。
在圖3中示出了將超聲轉(zhuǎn)換器10連接到具有如此構(gòu)成的基板30上的形態(tài)。另外，在圖4中示出了安裝了本實(shí)施形態(tài)的超聲轉(zhuǎn)換器10和IC等的集成電路的IC基板40與上述基板30之間的連接位置關(guān)系。
如圖4(b)所示，安裝了對接收的信號進(jìn)行處理(放大、轉(zhuǎn)換)的集成電路45的剛性基板等IC基板40與各個(gè)電極墊板321連接。本實(shí)施形態(tài)中，相對中央部31使得端部32在中央部31和端部32之間的邊界部分(圖中表示為“彎曲部分”)處彎曲，由此連接IC基板40。例如采用了在中央部31的兩個(gè)端部上設(shè)置了2個(gè)端部32的基板30的情況下，如圖5所示，以將中央部31固定在超聲轉(zhuǎn)換器10上的狀態(tài)，使得2個(gè)端部32彎曲，相對形成在2個(gè)端部32的端邊附近的電極墊板321分別連接IC基板40。
而且，在圖2(b)，圖3以及圖4中雖然示出的是，從形成在中央部31上的通孔311中，僅從每兩端3列中引出信號線33，并分別與各個(gè)電極墊板321線連接的結(jié)構(gòu)，但是并不限于此。還可以從所有形成在中央部31上的通孔311中引出信號線33，并形成與它們對應(yīng)的電極墊板321。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，雖然是從某個(gè)區(qū)域的所有通孔311中引出信號線的情況，但是并不限于此。還可以是并不從所有的通孔311中引出信號線，而是在某些隨機(jī)位置上存在沒有信號線引出的通孔。
如此，在下面記述隨機(jī)連接結(jié)構(gòu)的效果。形成矩降形狀的2維陣列狀超聲轉(zhuǎn)換器，并全部與連接導(dǎo)線22連接的情況，從加工方便的觀點(diǎn)來看是很合適的。但是，從構(gòu)成圖像的觀點(diǎn)來看，完全可以不用驅(qū)動所有的超聲波振子16。即使在某個(gè)隨機(jī)位置沒有驅(qū)動超聲波振子16，也可以構(gòu)成圖像。由于沒有驅(qū)動的超聲波振子16的配置是隨機(jī)的，故在構(gòu)成的圖像上不會產(chǎn)生明顯的影響。由于不用減少驅(qū)動的超聲波振子16，就能夠減少信號引出數(shù)量，故減少了處理信號數(shù)量。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)2維陣列超聲波探頭的小型化，以及能夠使得線纜變細(xì)。
另外，通孔311和電極墊板321也沒有必要以1對1的方式連接。例如還可以將從多個(gè)通孔311引出的信號線33連接到1個(gè)電極墊板321上，或者將從1個(gè)通孔311引出的信號線33連接到多個(gè)電極墊板321上。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，雖然是將配置了集成電路45的IC基板40與電極墊板(多極連接器(connector))321相連接的結(jié)構(gòu)，但是并不限于此。也不必一定要將IC基板40與電極墊板321連接，還可以將集成電路45直接連接到電極墊板321上。換句話說，還可以在端部32上配置集成電路45，或者在端部32上混合連接IC基板40和集成電路45。由于通過這樣的結(jié)構(gòu)能夠縮小配置在端部32上的部件的配置空間，故能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波探頭的小型化。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，基板30的結(jié)構(gòu)雖然是由1個(gè)中央部31和設(shè)置在其兩側(cè)端部上的2個(gè)端部32構(gòu)成的，但是并不限于此。還可以相對1個(gè)中央部31在中央部31的側(cè)端部上沒置3個(gè)以上的端部32。通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使在連接導(dǎo)線22增加了的情況下，也能夠?qū)碜源┻^了形成在中央部31上的通孔311的連接導(dǎo)線22的信號線引出線進(jìn)行分配。因此，在有效的利用了超聲波探頭內(nèi)的空間的情況下能夠高效率的進(jìn)行集成電路45的設(shè)置。結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波探頭的小型化。
而且，在本實(shí)施形態(tài)中，基板30的結(jié)構(gòu)雖然是由1個(gè)中央部31和設(shè)置在其兩側(cè)端部上的2個(gè)端部32構(gòu)成的，但是不限于此。還可以相對1個(gè)中央部31在中央部31的側(cè)端部上設(shè)置1個(gè)端部32。
圖6是用于說明將連接本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的超聲波探頭和超聲波診斷裝置主體的線纜60，和IC基板40相連接的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖6所示，線纜60是實(shí)現(xiàn)將超聲波診斷裝置主體和IC基板40等電連接的線纜。該線纜60由于是用線纜組件用FPC601(撓性印刷電路板)和覆蓋該線纜組件用FPC601的覆層603構(gòu)成，故具備撓性。
線纜連接基板50是用于連接上述的IC基板40和線纜60的基板。該線纜連接基板50用具備撓性的FPC來形成。該線纜連接基板的一端與IC基板40中設(shè)置了連接銷(未示出)的一端的相對端電連接。
連接器62分別設(shè)置在線纜連接基板50的另一端以及線纜組件用FPC601的一端上。通過該連接器62，將線纜連接基板50和線纜組件用FPC601電連接。
相據(jù)上述說明的本實(shí)施形態(tài)，能夠不依賴連接導(dǎo)線22的排列，從穿過了通孔311的連接導(dǎo)線22中引出細(xì)微化的信號線33。因此，有效的利用了超聲波探頭內(nèi)的空間，故能夠高效率的進(jìn)行對集成電路45的設(shè)置。結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波探頭的小型化。
另外，與采用了如特開2001-292496號公報(bào)所揭示的過去的例子所示那樣的中繼基板300以及連接銷401的結(jié)構(gòu)相比，用撓性基板作為基板30，通過利用其撓性，能夠使得連接部分(連接導(dǎo)線22)的排列細(xì)化。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波探頭的小型化。
另外，如果是用將基板30疊層而成的撓性印刷電路板的話，在其加工之際，可以適用蝕刻、濺射等各種薄膜加工技術(shù)。薄膜精密加工技術(shù)與板狀體積的加工技術(shù)相比，具有非常高的精度。因此，在通孔和信號線33的連接中能夠?qū)崿F(xiàn)更精密的加工。如此，能夠使得連接部分(連接導(dǎo)線22)的排列更細(xì)微，而且，基板30由形成了通孔311的中央部31以及用于與集成電路等連接的端部32構(gòu)成，由于將該基板30插入設(shè)置在超聲轉(zhuǎn)換器10和集成電路45之間，故增加了形成在基板30上的信號線33的形成自由度，能夠提供一種高密度的將集成電路45安裝在超聲轉(zhuǎn)換器10的附近的超聲波探頭。
(第2實(shí)施形態(tài))
接著，參照附圖對本發(fā)明的超聲波探頭的第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
本實(shí)施形態(tài)相對于上述第1實(shí)施形態(tài)來說，其特征在于設(shè)置了多個(gè)基板30。在本實(shí)施形態(tài)的說明中，以多個(gè)基板30的結(jié)構(gòu)為中心進(jìn)行說明，對于與第1實(shí)施形態(tài)重復(fù)的部分則省略了其說明。
圖7是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第2實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。如圖7所示，按照在超聲轉(zhuǎn)換器10的連接導(dǎo)線22側(cè)重疊的方式設(shè)置的多個(gè)基板(第1基板30a，第2基板30b，第3基板30c)，其各個(gè)中央部31a，31b，31c的大小以及形成的通孔311的排列與端部32a，32b，32c的形狀大致相同。
另一方面，在第1基板30a，第2基板30b，第3基板30c中不同的地方是形成在各個(gè)中央部31上的通孔311的形態(tài)。具體而言，就是還形成了通孔311，該通孔311是相對于中央部31a，31b，31c的至少任何一個(gè)連接導(dǎo)線22沒有電連接的貫通孔。其另一邊與各個(gè)基板30的至少一部分連接導(dǎo)線22導(dǎo)通。對于其整體來說，各個(gè)基板30相對被分到預(yù)定區(qū)域的(例如分成3份)所有連接導(dǎo)線22進(jìn)行分配，并導(dǎo)通。
而且，還可以將設(shè)置在被重疊的所有基板30上的通孔與所有連接導(dǎo)線22分別導(dǎo)通。
例如如圖8(a)～(c)所示，對應(yīng)于12行×12列矩陣構(gòu)成的連接導(dǎo)線22(未圖示)，在12行×12列矩陣構(gòu)成的各個(gè)中央部31a，31b，31c的通孔311中，僅一部分通孔311被用信號線33引出。具體而言，可以參考圖8(a)所示的情況。第1基板30a是從接近中央部31a彎曲部分的每3列通孔311中引出信號線。如圖8(b)所示，第2基板30b是從中央部31b彎曲部分的第4列和第5列每2列的從通孔311中引出信號線。如圖8(c)所示，第3基板30c是從中央部31c彎曲部分的第6列每1列的通孔中引出信號線。該情況下，作為沒有引出形成在中央部31a上的信號線的貫通孔的通孔311對應(yīng)于從彎曲部分開始的第4～6列的通孔311(在圖中用陰影表示“非導(dǎo)通區(qū)域”)。另外，作為沒有引出形成在中央部31b上的信號線的貫通孔的通孔311對應(yīng)于從彎曲部分開始第1～3列通孔311和第6列通孔311(在圖中用陰影表示“非導(dǎo)通區(qū)域”)。另外，作為沒有引出形成在中央部31c上的信號線的貫通孔的通孔311對應(yīng)于從彎曲部分開始第1～5列的通孔311(在圖中用陰影表示”非導(dǎo)通區(qū)域”)。
而且，在本實(shí)施形態(tài)中，各個(gè)中央部31處屬于上述”非導(dǎo)通區(qū)域”的通孔311，作為不引出信號線的簡單的貫通孔這樣的不與連接導(dǎo)線22電連接的結(jié)構(gòu)，并不限于上述方式。還可以不用形成在各個(gè)端部32上的電極墊板321和信號線33連接在中央部31處屬于“非導(dǎo)通區(qū)域”的通孔311。
如圖9所示，通過用信號線33連接形成在各個(gè)基板30a，30b，30c上的通孔311，將與各個(gè)連接導(dǎo)線22電連接的各個(gè)電極墊板321連接到，安裝了處理接收的信號(放大，轉(zhuǎn)換等)的IC等集成電路45的剛性基板等IC基板40。這里，在本實(shí)施形態(tài)中，相對中央部31使得端部32彎曲，由此連接IC基板40。例如在采用在中央部31的兩個(gè)端部上設(shè)置了2個(gè)端部32的形態(tài)的基板30的情況下，以將中央部31固定在超聲轉(zhuǎn)換器10上的狀態(tài)，使得2個(gè)端部32大約彎曲90°。相對該2個(gè)端部32的端邊緣附近形成的電極墊板321分別連接IC基板40。
在基板30采用撓性基板的情況下，未必將中央部31以及端部32的彎曲部分設(shè)置為撓曲。
在本實(shí)施形態(tài)中，雖然是配置了集成電路45的IC基板40與電極墊板321連接的結(jié)構(gòu)，但是不限于此。例如不必一定要將IC基板40與電極墊板321連接，還可以將集成電路45直接連接到電極墊板321上。換句話說，還可以將集成電路45安裝在端部32上，或者將IC基板40和集成電路45混合連接到端部32上。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠縮小配置在端部32上的配置部件的配置空間，故能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波探頭的小型化。
在本實(shí)施形態(tài)中，雖然基板30的結(jié)構(gòu)是用1個(gè)中央部31和設(shè)置在其兩端部上的2個(gè)端部32構(gòu)成的，但是并不限于此。還可以相對1個(gè)中央部31設(shè)置3個(gè)以上的端部32。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，即使在連接導(dǎo)線22增加了的情況下，也能夠通過形成在中央部31上的通孔311對來自連接導(dǎo)線22的信號線引出進(jìn)行進(jìn)一步分配。因此，能夠有效的利用超聲波探頭內(nèi)的空間，并高效率的實(shí)施集成電路45的設(shè)置。結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波探頭的進(jìn)一步小型化。、圖10是用于說明將線纜60和IC基板40相連接的結(jié)構(gòu)的圖，其中線纜60將本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的超聲波探頭和超聲波診斷裝置主體相連接。
如圖10所示，線纜60將超聲波診斷裝置主體和IC基板40等電連接。該線纜60用線纜組件用FPC601(撓性印刷電路板)和，覆蓋該線纜組件用FPC601的覆層603構(gòu)成，并具備撓性。
線纜連接基板50是用于連接上述IC基板40和線纜60的基板。該線纜連接基板50是在具備撓性的FPC上，將其一端與IC基板40的設(shè)置了連接銷401一端的相對端電連接。
連接器62分別設(shè)置在線纜連接基板50的另一端以及線纜組件用FPC601的一端上。通過該連接器62，將線纜連接基板50和線纜組件用FPC601電連接。
根據(jù)以上說明的本實(shí)施形態(tài)，能夠利用分別形成在重疊的基板30上的通孔311，信號線33，電極墊板321，使得超聲轉(zhuǎn)換器10的各個(gè)連接導(dǎo)線22的導(dǎo)通分開。如此，利用信號線33形成的方法，能夠不依賴于連接導(dǎo)線22的配置，來實(shí)施對電極墊板321也就是IC基板40的配置。
雖然信號線33必須分別穿過通孔311以及其他信號線之間并向端部32導(dǎo)通，但是本實(shí)施形態(tài)中，對來自重疊基板30的各個(gè)連接導(dǎo)線23的導(dǎo)通進(jìn)行分配。因此，尤其在通孔形成的中央部31處，能夠使得信號線33的配線具有一定的余地。因此，能夠在保證連接導(dǎo)線22排列細(xì)密的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)大量信號線的引出。
通過在基板30中采用撓性基板，預(yù)先將撓性基板和配置了集成電路等的基板連接之后，再連接連接導(dǎo)線的情況下，或者在將連接導(dǎo)線和撓性基板連接之后，再與集成電路等配置基板連接的情況下，在上述兩種情況中的任意一種情況之下都能夠容易的進(jìn)行2者的連接。
通過采用形成了電連接連接導(dǎo)線和電極墊板(IC基板)的信號線以及通孔的基板，可以實(shí)現(xiàn)僅利用將連接導(dǎo)線插入通孔內(nèi)的作業(yè)就能夠?qū)嵤╇娺B接。如此，連接之際的位置耦合并不必要，連接作業(yè)也變得容易了。
由于利用連接導(dǎo)線能夠同時(shí)并且同樣的連接多個(gè)撓性基板，故能夠通過同樣的作業(yè)對所有的撓性基板進(jìn)行連接，提高了制造上的作業(yè)性能。
(第3實(shí)施形態(tài))接著，參考附圖對本發(fā)明超聲波探頭的第3實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
本實(shí)施形態(tài)中，相對于上述第1實(shí)施形態(tài)和第2實(shí)施形態(tài)，其特征在于大量設(shè)置的基板30a，30b，30c在各自中央部31a，31b，31c處沒有重疊，各個(gè)基板30a，30b，30c由僅在連接導(dǎo)線22的一部分上設(shè)置了通孔的中央部31和其一側(cè)端上的1個(gè)端部32構(gòu)成。在本實(shí)施形態(tài)的說明中，以多個(gè)基板30的結(jié)構(gòu)為中心進(jìn)行說明，對于與第1實(shí)施形態(tài)和第2實(shí)施形態(tài)重復(fù)的部分省略其說明。
圖11是表示本發(fā)明的超聲波探頭的第3實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)的斜視圖。如圖11所示，各個(gè)基板(第1基板30a，第2基板30b，第3基板30c)中央部31a，31b，31c的大小設(shè)定為與導(dǎo)通的連接導(dǎo)線22的排列相對應(yīng)，在各個(gè)中央部31a，31b，31c的一側(cè)端上，設(shè)置了1個(gè)端部32a，32b，32c。
例如，如圖12(a)所示，相對于用12行×12列矩陣構(gòu)成的連接導(dǎo)線22(未圖示)來說，2片第1基板30a分別具有僅具有與從連接導(dǎo)線22的兩端側(cè)開始的每3列對應(yīng)的通孔311的中央部31a，從形成在中央部31a上的各個(gè)通孔中引出的信號線33和形成有電極墊板321的端部32a.。
如圖12(b)所示，相對于用12行×12列矩陣構(gòu)成的連接導(dǎo)線22(未圖示)來說，2片第2基板30b分別具有為了從與從連接導(dǎo)線22的兩端側(cè)開始的第4列和第5列對應(yīng)的通孔311中引出信號線33，形成有12行×6列矩陣的通孔311的中央部31b，在形成在中央部31b上的各個(gè)通孔中，從與從連接導(dǎo)線22的兩端側(cè)開始的第4列和第5列對應(yīng)的通孔311中引出的信號線33，以及形成有電極墊板321的端部32b。
如圖12(c)所示，相對于用12行×12列矩陣構(gòu)成的連接導(dǎo)線22(未圖示)來說，2片第3基板30c分別具有為了從與從連接導(dǎo)線22的兩端側(cè)開始的第6列對應(yīng)的通孔311中引出信號線33，形成有12行×6列矩陣的通孔311的中央部31c，在形成在中央部31c上的各個(gè)通孔中，從與從連接導(dǎo)線22的兩端側(cè)始的第6列對應(yīng)的通孔311中引出的信號線33，以及形成有電極墊板321的端部32c。
而且，中央部31處沒有導(dǎo)通連接導(dǎo)線22的通孔311還可以是僅作為通孔而不與連接導(dǎo)線22電連接的結(jié)構(gòu)。而且，將中央部31處沒有導(dǎo)通連接導(dǎo)線22的通孔311形成在各個(gè)端部32上的電極墊板321還可以不用信號線33線連接。
根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，各個(gè)中央部31的大小，不依賴于超聲轉(zhuǎn)換器10的連接導(dǎo)線22側(cè)的面大小，由于根據(jù)想要導(dǎo)通的連接導(dǎo)線22側(cè)的配置進(jìn)行變換，故降低了基板30的制造成本，能夠有效地實(shí)施來自部分連接導(dǎo)線22的信號引出。
(第4實(shí)施形態(tài))接著，參考附圖對本發(fā)明超聲波探頭的第4實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
本實(shí)施形態(tài)并不象上述的第1實(shí)施形態(tài)～第3實(shí)施形態(tài)那樣，將形成在超聲轉(zhuǎn)換器10上的連接導(dǎo)線22相對基板30進(jìn)行連接。本實(shí)施形態(tài)的特征在于，在超聲轉(zhuǎn)換器10和基板30之間設(shè)置使得連接導(dǎo)線22的配置間隔(間距)和/或配置順序發(fā)生變化的中繼基板70。而且，在本實(shí)施形態(tài)的說明中，是以中繼基板70的結(jié)構(gòu)為中心進(jìn)行說明的，對于與第1實(shí)施形態(tài)～第3實(shí)施形態(tài)相重復(fù)的部分則省略其說明。
圖13(a)，(b)是表示本實(shí)施形態(tài)中繼基板70的結(jié)構(gòu)的斜視圖。如圖13(a)，(b)所示，中繼基板70由形成有與超聲轉(zhuǎn)換器10的連接導(dǎo)線22相連接的電極71的第1面，及與該第1面對置的，配置有第2連接導(dǎo)線72的第2面構(gòu)成。
如圖13(a)所示，在中繼基板70的第1面上，對應(yīng)于設(shè)置在超聲轉(zhuǎn)換器10上的連接導(dǎo)線22的配置，形成有用于插入各個(gè)連接導(dǎo)線22的孔711。在各個(gè)孔711的底部設(shè)置有用于與被插入的連接導(dǎo)線22電連接的電極(未圖示)。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，進(jìn)行說明時(shí)將孔711和上述電極統(tǒng)稱為電極71。
如圖13(b)所示，在中繼基板70的第2面上，2維配置有與電極71電連接的第2連接導(dǎo)線72。這些第2連接導(dǎo)線72用導(dǎo)電金屬形成，通過焊接的方式連接在中繼基板70的第2面上。
如圖14所示，超聲轉(zhuǎn)換器10的連接導(dǎo)線22與中繼基板70的電極71連接。與此同時(shí)，將中繼基板的第2連接導(dǎo)線72插入連接到基板30的通孔311中。通過這樣的方式，來實(shí)施與基板30的電極墊板321連接的基板40上所配置的集成電路45和超聲轉(zhuǎn)換器10之間的電連接。
本實(shí)施形態(tài)所說的IC基板40也是與上述實(shí)施形態(tài)相同的，安裝有處理收發(fā)信號(放大，轉(zhuǎn)換)的集成電路45的剛性基板。該IC基板40的一端具有與通過中繼基板70而連接的基板30的電極墊板321的配置間隔(間距)相對應(yīng)的連接銷401。
在圖14中雖然沒有圖示，但是與上述實(shí)施形態(tài)相同的，在本實(shí)施形態(tài)中也設(shè)置有用于電連接超聲波探頭和超聲波診斷裝置主體的線纜以及用于連接該線纜和IC基板40的線纜連接基板。
根據(jù)用這樣的結(jié)構(gòu)形成的中繼基板70，配置在第2面上的第2連接導(dǎo)線72的配置間隔(間距)和配置順序等可以，不受到連接導(dǎo)線22的配置間隔和配置順序的影響(不必與連接導(dǎo)線22的配置間隔(間距)和配置順序相同)，而且可以自由選擇電極71和第2連接導(dǎo)線72之間的配線。
例如，用多層基板構(gòu)成中繼基板70。設(shè)置在其中間層的配置間隔(間距)和配線順序發(fā)生變化的的圖形(將連接導(dǎo)線22和IC基板40的連接銷401一一對應(yīng)，或者多對1，或者1對多地連接的連接圖形)。如此，能夠保證在上述實(shí)施形態(tài)中在基板30上形成的通孔311和電極墊板321之間的連接形態(tài)。
因此，由于在所設(shè)置的基板30的功能中除了使得配置了集成電路45的IC基板40的容納自由度提高之外，還在連接導(dǎo)線22和集成電路45的連接之間具有了自由度，故能夠?qū)崿F(xiàn)集成電路45的高密度安裝化。
上述各實(shí)施形態(tài)只是本發(fā)明的例示，本發(fā)明并不僅局限于各實(shí)施形態(tài)。另外，在上述各個(gè)實(shí)施形態(tài)中，雖然對超聲波探頭中使用的基板進(jìn)行了說明，但是對呈矩陣狀突出的連接導(dǎo)線通過基板，連接集成電路或配置有集成電路的其它基板的結(jié)構(gòu)也都同樣適用，而且能夠得到與本發(fā)明相同的效果。而且在不脫離本發(fā)明技術(shù)思想前提下，還可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要對上述各實(shí)施形態(tài)進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種超聲波探頭，包括排列成2維陣列形狀的超聲波振子，對上述超聲波波振子進(jìn)行連接的導(dǎo)線，和用于連接上述超聲波振子和集成電路的基板，上述基板包括具有通過插入上述導(dǎo)線而與上述導(dǎo)線電連接的通孔的第1部分，和用于連接上述第1部分和集成電路的、被形成為至少一部分可以彎曲的第2部分。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其中上述第2部分配置有上述集成電路中的至少一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其中上述第2部分連接著配置有上述集成電路中至少一個(gè)的基板。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其中上述基板是撓性基板。
5.一種超聲波探頭，包括排列成2維陣列形狀的超聲波振子，具有對上述超聲波振子進(jìn)行連接的第2導(dǎo)線的中繼部，用于連接上述中繼部和集成電路的基板，上述基板包括具有通過插入上述導(dǎo)線而與上述第2導(dǎo)線電連接的通孔的第1部分，用于連接上述第1部分和集成電路的、被形成為至少一部分可以彎曲的第2部分。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲波探頭，其中上述第2部分配置有上述集成電路中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求5所述的超聲波探頭，其中上述第2部分連接著配置有上述集成電路中的至少一個(gè)的基板。
8.如權(quán)利要求5所述的超聲波探頭，其中上述基板是撓性基板。
9.一種超聲波探頭，包括排列成2維陣列形狀的超聲波振子，對上述超聲波振子進(jìn)行連接的導(dǎo)線，多個(gè)基板，該多個(gè)基板分別包括連接上述超聲波振子和集成電路并具有用于插入上述導(dǎo)線的通孔的第1部分，和連接上述第1部分和上述集成電路并具有能彎曲的部分的第2部分，其中上述導(dǎo)線的至少一部分分別與插入該導(dǎo)線的上述基板中的至少一個(gè)上形成的上述通孔電連接。
10.如權(quán)利要求9所述的超聲波探頭，其中上述多個(gè)基板的上述第1部分被設(shè)定為相互重疊。
11.如權(quán)利要求9所述的超聲波探頭，其中上述第2部分配置有上述集成電路中的至少一個(gè)。
12.如權(quán)利要求9所述的超聲波探頭，其中上述第2部分連接著配置有上述集成電路中的至少一個(gè)的基板。
13.如權(quán)利要求9所述的超聲波探頭，其中上述基板是撓性基板。
14.一種超聲波探頭，包括排列成2維陣列形狀的超聲波振子，具有對上述超聲波振子進(jìn)行連接的第2導(dǎo)線的中繼部，多個(gè)基板，該多個(gè)基板分別包括連接上述中繼部和集成電路并具有用于插入上述第2導(dǎo)線的通孔的第1部分，和連接上述第1部分和上述集成電路并具有能彎曲的部分的第2部分，其中上述第2導(dǎo)線的至少一部分分別與插入該第2導(dǎo)線的上述基板中的至少一個(gè)上形成的上述通孔電連接。
15.如權(quán)利要求14所述的超聲波探頭，其中上述多個(gè)基板的上述第1部分被設(shè)定為相互重疊。
16.如權(quán)利要求14所述的超聲波探頭，其中上述第2部分配置有上述集成電路中的至少一個(gè)。
17.如權(quán)利要求14所述的超聲波探頭，其中上述第2部分連接著配置有上述集成電路中的至少一個(gè)的基板。
18.如權(quán)利要求14所述的超聲波探頭，其中上述基板是撓性基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波探頭，它包括排列成2維陣列形狀的超聲波振子，對上述超聲波振子進(jìn)行連接的導(dǎo)線，具備用于連接上述超聲波振子和集成電路的至少一個(gè)基板的回波基板，該基板包括具有通過插入上述導(dǎo)線來與上述導(dǎo)線電連接的通孔的第1部分，用于連接該第1部分和集成電路的、被形成為至少一部分可以彎曲的第2部分。
文檔編號A61B8/00GK1802036SQ200510104659
公開日2006年7月12日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者手塚智 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社