超聲波探頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及超聲波探頭。
【背景技術】
[0002]在超聲波診斷裝置等中使用的超聲波探頭使用排列多個超聲波振子而構成的陣列型超聲波探頭。近年來，特別地，出現(xiàn)將多個超聲波振子二維狀地排列而構成的二維陣列探頭，能夠對被檢體的診斷對象部位進行三維掃描。在這樣的二維陣列探頭中，元件數(shù)變得龐大，因此，一般在探頭把持部內內置用于進行發(fā)送接收的電子電路。作為一個例子，通常將由診斷裝置主體進行的發(fā)送接收的一部分作為功能嵌入探頭內部的電子電路中。
[0003]當使用這樣的二維陣列探頭時，超聲波振子的數(shù)量(即通道數(shù))變得龐大，因此發(fā)送接收所需的超聲波探頭與超聲波診斷裝置主體之間的布線數(shù)也容易變?yōu)榇笠?guī)模。為了防止該情況，例如實施以下措施，即不將產生發(fā)送脈沖的電子電路設置于超聲波診斷裝置主體，而設置在超聲波探頭內，在超聲波探頭內使接收信號成為規(guī)定的信號數(shù)之后，向超聲波診斷裝置主體送出等。另外，還提出了通過連接圖案可變的開關共同連接多個超聲波振子，將多個振子一起與診斷裝置主體的發(fā)送接收電路連接的技術、通過減少進行動作的元件數(shù)并減少連接線數(shù)或電子電路規(guī)模，從而提高可行性的稀疏技術等。(圖10參照)。
[0004]另外，針對連接設置在超聲波探頭內的電子電路與各超聲波振子的方法，以往提出了幾個方法。典型的情況能夠列舉以下的3個方法。
[0005](I)在超聲波振子(元件)背面設置FPC，根據(jù)FPC的圖案在橫向引出信號線，在FPC上直接安裝電子電路(1C)，或者與安裝了 IC的基板進行多連接點的連接。
[0006](2)在背襯內縱向通過信號線，與設置于背襯的背面、側面的IC連接。
[0007](3)在超聲波振子背面，通過凸起等直接連接1C，從電子電路的背面與FPCZgIi內的布線連接。
[0008]作為超聲波探頭的構造，上述(I)的方法能夠簡單、廉價地實現(xiàn)，IC的自由度也高。因此，能夠較低地抑制開發(fā)成本。另一方面，由于FPC的圖案間距的界限，特別地，不能使來自陣列中央部的元件的信號通過陣列端部的元件的通孔間。圖8表示在相鄰的通孔間通過5條布線圖案的情況。
[0009]然而，當使用上述⑴的方法時，例如如果將元件間距設為0.4mmX0.4mm、通孔的最小墊片直徑設為0.1mm，則墊片間的間隙成為0.3mm。在此，例如，當以布線間距40 μπι進行布線時，只能通過7條圖案。另外，在該例子中，如果向陣列的兩方向引出圖案，則只能取出16列的振子的布線。在16列的振子中，口徑為6.4mm，不能得到足夠的口徑。
[0010]作為FPC的構造，還能夠采用在內層設置布線層，通過由通孔來連接表面層和各層的層疊FPC。然而，層疊FPC的制造工藝復雜，成本高，在內層對細微的圖案進行布線存在極限。另外，由于FPC本身的柔軟性惡化而難以在探頭把持部內迂回，與電子電路基板的連接部被限定于一面，因此存在導致振子陣列與電子電路基板的連接面積增大的問題。為了解決該問題，如圖9所示，有時采用如下構造:將陣列整體分割成多個模塊，對每個模塊設置FPC，在模塊間夾著FPC(在上述的例子中，例如，如果由2個模塊來構成陣列，則形成32列的振子)。此時，模塊間的元件間距與本來的間距相比較增大，產生旁瓣。另外，如果模塊相互的位置精度差，則延遲的精度惡化，對圖像帶來不良影響。特別地，良好地保持聲發(fā)射面的面精度極其困難。另外，由于模塊分割，零件、工序增加，成本上升。
[0011]在上述(2)的方法中，縱向間距狹窄、且使龐大的條數(shù)的信號線貫穿的背襯材料的制造困難且昂貴，另外，在具有那樣的構造的背襯材料中，由于聲音的共振，波形的收斂性惡化，對圖像帶來不良影響。另外，在背襯材料那樣的柔軟的材質中即使進行研磨也不能得到足夠的平面度，存在與IC芯片的電極的連接可靠性劣化的問題。
[0012]在上述(3)的方法中，電子電路的兩面需要墊片，在通常的半導體工藝中難以實現(xiàn)。這樣的構造使用被稱為硅通電極的半導體工藝來形成，是特殊的工藝，因此昂貴。
[0013]在(3)的方法中不使用硅通電極，作為單面電極露出，還能夠考慮從IC端部通過引線結合等來取出電極，但需要1C、基板雙方的結合墊片以及布線空間，聲音的無效部分增大，不可避免探頭外形的大型化。另外，為了使IC(硅半導體)在聲學上不會產生不良影響，需要將IC芯片本身研磨成極薄(約100 μπι以下)，安裝裸芯片，但在那樣的情況下，難以對IC進行處理，同時在硅通電極的情況下，也難以制造那樣極薄的芯片。
[0014]另外，需要具有與元件排列對應的電路規(guī)模的專用1C，因此，IC的單價變得昂貴，同時每個陣列使用必須開發(fā)專用IC(ASIC)，開發(fā)成本的增加也是問題。另外，在圖10所示的稀疏技術中，除去元件，因此對聲場、靈敏度帶來不良影響。
[0015]另外，還提出了具有圖11、圖12所示的那樣的結構的超聲波探頭。然而，需要制成FPC的臺階的工序和設置厚度不同的導電層，其制造方法復雜。
[0016]現(xiàn)有技術文獻
[0017]專利文獻
[0018]專利文獻1:日本特開2004-56504號公報
[0019]專利文獻2:日本特開2004-112326號公報
[0020]專利文獻3:日本特開2011-250119號公報
[0021]專利文獻4:美國專利申請公開US2007/0244392A1

【發(fā)明內容】

[0022]如上述那樣，連接在超聲波探頭內設置的電子電路和各超聲波振子的以往的方法在制造成本、產品的可靠性方面有時不令人滿意。
[0023]鑒于上述問題，目的在于提供一種電子電路安裝的自由度高且能夠以現(xiàn)有的布線技術水平簡單且低成本地實現(xiàn)從超聲波振子引出電布線的超聲波探頭。
[0024]本實施方式所涉及的超聲波探頭具備:超聲波振子陣列，在端面排列設置有電極的多個超聲波振子而形成；以及層疊體，用于從上述各電極引出電布線，其特征在于，上述多個超聲波振子至少被分類為第I組和第2組，上述層疊體至少具有層疊上述超聲波振子陣列的第IFPC層和層疊該第IFPC層的第2FPC層，上述第IFPC層至少具有:多個第I上表面連接部，被設置成在層疊上述超聲波振子陣列的上表面與上述多個超聲波振子在空間上對應，并與上述多個電極進行電連接；多個第I下表面連接部，被設置成在上述上表面的相反側的下表面與上述多個超聲波振子在空間上對應；多個第I通孔，從上述上表面到上述下表面而形成，將與至少屬于上述第2組的超聲波振子的上述電極連接的上述多個第I上表面連接部和上述多個第I下表面連接部進行電連接；以及上述第I信號布線，從與屬于上述第I組的超聲波振子的上述電極連接的上述第I上表面連接部來引出電布線，上述第2FPC層至少具有:多個第2上表面連接部，被設置成在層疊上述第IFPC層的上表面與上述多個超聲波振子在空間上對應，并與上述多個第I下表面連接部進行電連接；多個第2下表面連接部，被設置成在上述上表面的相反側的下表面與上述多個超聲波振子在空間上對應；以及第2信號布線，從與屬于上述第2組的超聲波振子的上述電極連接的上述第2上表面連接部來引出電布線。
【附圖說明】
[0025]圖1是表示本實施方式所涉及的設置有超聲波探頭的超聲波診斷裝置I的框結構圖。
[0026]圖2是從超聲波照射面?zhèn)?從圖3的箭頭A)來觀察本實施方式所涉及的超聲波探頭2的俯視圖。
[0027]圖3是本實施方式所涉及的超聲波探頭2的側視圖。
[0028]圖4是從超聲波照射面?zhèn)?從圖3的箭頭A)來觀察應用具有4個FPC層的FPC層疊體22的超聲波探頭2的俯視圖。
[0029]圖5是圖4所示的超聲波探頭2的側視圖，示例出具有4個FPC層的FPC層疊體22。
[0030]圖6是用于說明本實施方式所涉及的超聲波探頭的效果的圖。
[0031]圖7是表示將屬于圖3所示的第I組的第2下表面電極墊片222b置換成覆蓋層(樹脂層)的例子的圖。
[0032]圖8是用于說明連接以往的超聲波探頭內的電子電路與各超聲波振子的方法的一個例子的圖。
[0033]圖9是用于說明連接以往的超聲波探頭內的電子電路與各超聲波振子的方法的另一個例子的圖。
[0034]圖10是用于說明連接以往的超聲波探頭內的電子電路與各超聲波振子的方法的另一個例子(稀疏技術)的圖。
[0035]圖11是用于說明連接以往的超聲波探頭內的電子電路與各超聲波振子的方法的其他的例子的圖。
[0036]圖12是用于說明連接以往的超聲波探頭內的電子電路與各超聲波振子的方法的其他的例子的圖。
[0037]符號說明