(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波探触子において、超音波素子とそれを外部配線に接続するフレキシブル配線基板との機械的且つ電気的接続を強固なものとし、超音波探触子を用いた検査や診断の性能を向上する。【解決手段】超音波素子を搭載するチップの電極パッドと結合されるビア付きパッド部４２が形成されたフレキシブル配線基板４において、ビア付きパッド部４２が形成されていない基材の領域に、基材の剛性を補強する補強部を設ける。補強部は、フレキシブル配線基板４にパッド部４２や配線を形成する工程で同時に形成され、パッド部４２と同じ厚みを持つ部材であり、ビア付きパッド部４２に電極パッドをバンプ圧入する際に、フレキシブル配線基板４にかかる圧力を均一にし、フレキシブル配線基板４の撓みや変形を防止する。【選択図】図３
2020184694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波素子及びこれら超音波素子にそれぞれ接続された複数の接続端子を有するチップと、前記複数の超音波素子を露出させる開口部を有し、当該開口部に沿って、前記複数の接続端子にそれぞれ対応するパッド部を備えたフレキシブルプリント基板と、を含み、前記接続端子と前記パッド部とが前記接続端子に設けられたバンプを前記パッド部に設けられたビア内に圧入することによって接続された超音波探触子であって、
前記チップの前記接続端子が形成されていない領域と対向する前記フレキシブルプリント基板の面に、前記フレキシブルプリント基板の剛性を高める剛性補強部を形成したことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記剛性補強部は、前記フレキシブルプリント基板に前記パッド部を形成する工程において形成され、前記パッド部と同じ厚みを持つことを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記剛性補強部は、前記フレキシブルプリント基板の両面に設けられていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項４】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記剛性補強部は、前記パッド部と隣接し、信号線として寄与しないダミーパッド部であることを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記フレキシブルプリント基板の前記開口部は上面形状が四角形であって、前記剛性補強部は四角形の四隅に形成されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波探触子であって、
前記剛性補強部は、鉤型の形状を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項７】
請求項６に記載の超音波探触子であって、
前記剛性補強部は、前記チップとの位置合わせ用の開口を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項８】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記フレキシブルプリント基板は、接地のためのグランド線を有し、前記剛性補強部は、前記グランド線に接続されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項９】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記超音波素子と前記接続端子は、前記チップの同一面に形成されており、前記フレキシブルプリント基板は、前記接続端子の上面を覆って前記チップに接合されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項１０】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記接続端子は、前記超音波素子が形成された面を上面とするとき、下面に形成されており、前記フレキシブルプリント基板は、前記チップの下面に接合されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項１１】
請求項１０に記載の超音波探触子であって、
前記フレキシブルプリント基板の下側に固定されたバッキング材をさらに備え、前記バッキング材は、前記フレキシブルプリント基板の開口を通して、前記チップの下方に配置されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の超音波探触子であって、
前記バッキング材は、前記フレキシブルプリント基板に接する面に、前記超音波素子と対向する領域とそれを囲む周囲との間に段差を有し、前記段差で囲まれる領域が前記フレキシブルプリント基板の開口部内に収納されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項１３】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記フレキシブルプリント基板は、前記チップに接続される面に対し、屈曲して側面となる帯部を有し、
前記チップの超音波素子と前記フレキシブルプリント基板の側面までを覆う音響レンズをさらに備えることを特徴とする超音波探触子。
【請求項１４】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
超音波診断装置の超音波プローブであることを特徴とする超音波探触子。
【請求項１５】
検査対象と接触する超音波探触子に超音波信号を送信し、前記超音波探触子からの信号を受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部が受信した超音波信号を用いて前記検査対象の画像を形成する超音波画像形成部とを備え、
前記超音波探触子として、請求項１記載の超音波探触子を用いたことを特徴とする超音波送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波センサや超音波診断装置などに用いられる超音波探触子に関し、特に超音波探触子に含まれる超音波素子の配線接続構造の改良に関わる。
【背景技術】
【０００２】
超音波探触子は、例えば、人の手を模擬した触覚センサやタッチセンサ、構造材料の内部欠陥を検出する超音波探傷子、人や動物の医療診断に使う超音波診断装置の探触子として広く利用されている。
【０００３】
一般に、超音波探触子は、超音波素子を多数配列した基板上に、各超音波素子に接続された電極パッド（接続端子）を形成したチップと、チップの電極パッドに対応するパッド部とそれらパッド部を外部配線に接続するための信号線とが形成されたプリント配線基板とを、チップの電極パッドとプリント配線基板のパッド部とが電気的に接続されるように接合した構造を有している。超音波素子としては、ピエゾ素子を用いたＰＭＵＴ（Ｐｉｅｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）や静電容量型トランスデューサを用いたＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）などが用いられるが、近年ではＣＭＵＴが多用されている。また通常、チップの超音波素子側には音響レンズが、裏面側にはバッキング材が接合される。
【０００４】
チップの電極パッドとプリント配線基板のパッド部との接続は、従来、ワイヤボンドで接続する方法が取られてきたが、ワイヤのための空間を必要とし超音波探触子の小型化を図りにくい、探触子の表面がワイヤによって凸部を有することとなるため超音波診断装置の探触子などではそれが当接される被検体に痛みや不快感を与える、という問題があった。このためワイヤボンディングに代わる接続方法が開発されている。
【０００５】
一般に、素子を搭載したチップの多数の電極端子をプリント配線基板に接続するための手法は種々開発されており、例えば特許文献１には、チップ側の電極端子とプリント配線基板側の接続パッド群とを、異方性導電フィルムを介して接続する技術が開示されている。特許文献１に記載された技術では、その際、熱圧着時の寸法変化を吸収するために接続パッドの配列ピッチを中央から端部にかけて変化させることや、異方性導電フィルムとの接着性を改善するために接続パッドの間に存在する隙間にダミーパッドを入れることなどが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４１７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし超音波探触子を構成する超音波素子チップは、その裏面側にバッキング材が設けられており、その材質が樹脂等から構成されているため、特許文献１に記載されるような、加熱を必要とする熱圧着方法を採用することは難しい。この問題に対し、本出願人は、超音波素子を搭載したチップ側の電極パッドにバンプを形成するとともに、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に形成されたパッド部をビア（孔）付きパッドとし、音響レンズをチップ上面に接合する際にチップ側のバンプをビアに圧入する手法（以下、バンプ圧入法という）を提案している。この方法により、接合時のチップの割れなどが防止でき、機械的且つ電気的信頼性の高い超音波探触子を提供できる。
【０００８】
ところで超音波素子チップは、例えば四角形のチップであれば、その行方向及び列方向に配列する超音波素子の配列方向に沿って形成された信号線となる配線パターンが形成され、その端部に電極パッドが設けられた構造を有しており、四隅に相当する部分には電極パッドは設けられていない。このような構造の超音波チップを上述したバンプ圧入法でＦＰＣに接合した場合、電極パッドが設けられていない四隅に対応するＦＰＣの領域は、圧入時の圧力によりＦＰＣが撓んだり変形したりしやすい。ＦＰＣが撓むとバンプ圧入部に均一に力がかからなくなり、接続不良の原因となるおそれがある。また超音波探触子の表面がＦＰＣの変形の影響を受ける可能性もあり、その場合、探触子を被検体への当接した時に均一な接触を妨げる可能性もある。
【０００９】
本発明は、バンプ圧入法により製造される超音波探触子において、圧入時に構成材料の撓みや変形を防止して、信頼性をさらに向上させた超音波探触子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の超音波探触子は、チップのバンプが存在しない領域に対応するＦＰＣの領域に、ＦＰＣの剛性を高める手段（剛性補強部）を設けたことを特徴とする。
【００１１】
即ち本発明の超音波探触子は、複数の超音波素子及びこれら超音波素子にそれぞれ接続された複数の接続端子を有するチップと、前記複数の超音波素子を露出させる開口を有し、当該開口に沿って、前記複数の接続端子にそれぞれ対応するパッド部を備えたフレキシブルプリント基板と、を含み、前記接続端子と前記パッド部とが前記接続端子に設けられたバンプを前記パッド部に設けられたビア内に圧入することによって接続された超音波探触子であって、前記チップの前記接続端子が形成されていない領域と対向する前記フレキシブルプリント基板の面に、前記フレキシブルプリント基板の剛性を高める剛性補強部を形成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明において、例えば、前記剛性補強部は、前記フレキシブルプリント基板に前記パッド部を形成する工程において形成され、前記パッド部と同じ厚みを持つ。
【００１３】
また本発明は、上記超音波探触子を備えた超音波送受信装置を提供する。超音波送受信装置は、例えば、超音波診断装置、超音波センサである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、剛性補強部により、チップのバンプがない領域に対応するフレキシブルプリント基板の剛性が高められているため、バンプ圧入時の撓みが防止され、全てのバンプが均一な圧力を受けてビアに圧入され、且つ被検体当接面に不要な凸部を有しない超音波探触子が得られる。即ち機械的且つ電気的信頼性が高い超音波探触子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用される超音波探触子の一例を示す分解斜視図
【図２】ＣＭＵＴチップを上面から見た図
【図３】フレキシブルプリント基板を上面から見た図
【図４】図２のＣＭＵＴチップと図３のフレキシブルプリント基板とを接合した状態の上面図
【図５】（Ａ）は、図４の超音波探触子の要部のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図
【図６】第１実施形態のチップ−ＦＰＣ接続部の変形例１を示す断面図
【図７】第１実施形態のチップ−ＦＰＣ接続部の変形例２を示す断面図
【図８】第１実施形態のチップ−ＦＰＣ接続部の変形例３を示す断面図
【図９】第２実施形態の超音波探触子の上面図
【図１０】第２実施形態の変形例を示す上面図
【図１１】第３実施形態の超音波探触子（チップーＦＰＣアッセンブリ）の上面図
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線断面図
【図１３】第４実施形態の超音波探触子（チップーＦＰＣアッセンブリ）の上面図
【図１４】図１３のＤ−Ｄ線断面図
【図１５】第５実施形態の超音波探触子（チップーＦＰＣアッセンブリ）の上面図
【図１６】第６実施形態の超音波探触子（チップーＦＰＣアッセンブリ）の上面図
【図１７】（Ａ）は図１６のパッド部を通る断面図、（Ｂ）は図１６の補強パッドを通る断面図
【図１８】第６実施形態の超音波探触子の効果を説明する図で、（Ａ）は第１実施形態の超音波探触子、（Ｂ）は第６実施形態の超音波探触子を示す。
【図１９】第６実施形態の超音波探触子の変形例を示す図で、（Ａ）は補強部を通る断面図、（Ｂ）は上から見た図。
【図２０】本発明の超音波探触子が適用される超音波診断装置の概略構成を示す図。
【図２１】図２０の超音波診断装置の構成ブロック図
【図２２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、本発明の超音波探触子が適用される超音波検査装置例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［超音波探触子の実施形態］
以下、本発明の超音波探触子の実施形態を説明する。
本実施形態の超音波探触子は、基本的な構成として、複数の超音波素子及びこれら超音波素子にそれぞれ接続された複数の接続端子を有するチップと、複数の超音波素子を露出させる開口を有し、当該開口に沿って、複数の接続端子にそれぞれ対応するパッド部を備えたフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）と、を含む。さらにＦＰＣの下側に固定されたバッキング材と、チップの超音波素子を覆う音響レンズとをさらに備えていてもよい。
【００１７】
以下の実施形態では、超音波素子がＣＭＵＴ素子である場合を例に説明するが、本発明はＣＭＵＴ素子に限定されるものではなく、超音波を送信及び／又は受信可能な素子であれば全て適用することができる。なお以下の実施形態において、上述した超音波探触子１０の構成要素と同一の、或いは対応する要素については同一の数字からなる符号で示し、同様の要素を区別する場合に、数字の末尾にアルファベットを付して示す。
【００１８】
まず超音波探触子の全体構造について、図１を参照して説明する。図１に本発明が適用される超音波探触子の一実施形態を示す。この超音波探触子１０は、超音波診断装置の超音波探触子として用いられるもので、被検体１１に当接する側から順に、音響レンズ６、超音波素子（ＣＭＵＴ素子）５が搭載されたＣＭＵＴチップ（以下、単にチップともいう）２、チップ２を外部配線（不図示）と接続するＦＰＣ４（４ａ〜４ｄ）、チップ２の裏面側に固定されたバッキング材３、及び、ＦＰＣ４の接続端子が接続される回路基板７（７ａ、７ｂ）を備えている。
【００１９】
ＣＭＵＴチップとは、半導体製造技術とＭＥＭＳ（Ｍｉｃｔｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術とを適用して、薄膜の積層により作製された超音波送受信デバイスであり、図２に示すように、シリコン等の無機材料基板の上に多数のＣＭＵＴ素子５からなる素子部２１が形成され、素子部２１を取り囲む周囲の領域に各ＣＭＵＴ素子５に接続された電極パッド（接続端子）２２と、電極パッド２２とＣＭＵＴ素子５とを接続する信号線（不図示）が形成されている。図示する例では、ＣＭＵＴチップ２は、上面から見た形状が長方形であり、その４つの辺に沿って電極パッド２２が形成されている。なお電極パッド２２には、グランド線に接続されるグランドパッド２３や予備のパッド（予備パッド）２４も含まれる。なおグランドパッド２３や予備パッド２４の位置は図示した位置に限定されない。
【００２０】
また各電極パッド２２には、バンプ圧入法によってＦＰＣ４と接続するためのバンプ（図２では不図示）が形成されている。バンプの材質は銅や金またはアルミで、ワイヤボンダーのスタッドバンプ機能で形成でき、また、メッキ法でも形成可能である。
【００２１】
バッキング材３は、ＣＭＵＴ素子５から後方へ放射される不要な超音波を減衰、吸収するために設けられるもので、例えば、エポキシ樹脂に無機或いは有機のフィラーなどを分散させた高音響インピーダンス材料からなる。
【００２２】
ＦＰＣ４は、絶縁性の樹脂（ポリイミド等）の基材に銅箔等の導電性膜で電気回路を形成したもので、図３に示すように、チップ２の素子部２１を露出させるための開口部４１を備え、開口部４１を囲んで四方に延びる４つの帯部４ａ〜４ｄからなり、各帯部には、それぞれチップ２の電極パッド２２に対応して、複数のパッド部４２が形成されている。パッド部４２には信号線４４が引き出され、信号線４４と反対面である外側にグランド用配線（以下、グランド線）が形成されている。
【００２３】
図４に、チップ２にＦＰＣ４を接合したアッセンブリの上面図を示す。図４では、ＦＰＣ４の各パッド４２をパッド列４２０として示している。図４に示すように、ＦＰＣ４の各パッド部４２にチップ２の対応する電極パッド２２が重なり、且つＦＰＣ４の開口部４１からチップ２の素子部２１が露出した状態で、チップ２とＦＰＣ４とは接合されている。
【００２４】
また図４のパッド部４２を通る部分断面を図５（Ａ）に示す。ここでは、音響レンズ６も併せ示している。図５（Ａ）に示すように、ＦＰＣ４のパッド部４２には、上述したチップ２の電極パッド２２上に形成されたバンプ２５と係合する孔（ビア）４３が形成されており、このビア４３にバンプ２５を圧入することでチップ２とＦＰＣ４との機械的な接合及び電気的な接続を図ることができる。すなわち、ビア４３内にバンプ２５を嵌合する際に、バンプ２５は塑性変形し、変形応力でかしめられて機械的な接合が図られる。またバンプ２５の表面とビア４３の表面が摺動し、薄い表面酸化層が削られて、バンプ２５とビア４３の界面は金属同士が直接接触しているため、電気抵抗が小さく電気的に接続される。ＦＰＣ４は、さらに、ＦＰＣ４に形成されたビア４３を介してパッド部４２には信号線４４が引き出され、信号線４４と反対面である外側にグランド線４６が形成されている。
【００２５】
ＦＰＣ４の、各帯部４ａ〜４ｄが繋がっている領域、即ち開口部４１の四隅に近接した領域には、ＦＰＣ４の剛性を高める剛性補強部４５が形成されている。剛性補強部４５を設けることで、チップ２の電極パッド２２に形成されたバンプを、ＦＰＣ４のパッド部４２のビアに圧入する際にＦＰＣ４に均等な圧力がかかるようにし、且つその圧力によってパッド部４２が形成されていないＦＰＣ４の隅部が撓んだり変形したりするのを防止する。剛性補強部の具体的な実施形態は後述する。
【００２６】
音響レンズ６は、シリコーンゴム等で構成され、ＣＭＵＴチップ２から発生した超音波をフォーカスするレンズの機能を有する。図３及び図４ではＦＰＣ４の帯部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは同一平面状にあるが、ＣＭＵＴチップ２の裏面に配置されたバッキング材３の形状に沿って折り曲げられた状態で（図１）、音響レンズ６がＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４を覆うように設置され、シリコーン樹脂等の接着剤８により接合される。
【００２７】
回路基板７は、ＦＰＣ４の帯部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが接続されるコネクタ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄと、回路基板７を、超音波探触子１０が接続される超音波送受信装置、例えば、超音波診断装置に接続するための接続端子７２とが形成されている。接続端子７２は、図示しないケーブル等で本体装置に接続される。
【００２８】
上記構成における超音波探触子１０は、例えば次のように動作する。まず、接続端子７２を介して、ＣＭＵＴチップ２に電気信号を与えて超音波素子５のダイヤフラム（図示せず）を振動させる。これによりＣＭＵＴチップ２から発生した超音波は、音響レンズ６によりフォーカスされて被検査対象（被検体１１）に照射される。ＣＭＵＴチップ２は、また、被検査対象から反射された超音波を受信する。超音波素子５のダイヤフラムは超音波（振動）を電気信号に変換し、超音波信号として本体装置に送り、ここで超音波信号の画像化等の処理が行われる。良好な超音波画像を得るためには超音波素子５の動作の信頼性が高いことが重要である。本実施形態の超音波探触子は、ＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４との接続部に特定の要素を加えることで、接続部の機械的且つ電気的接続を強固にし、チップ２の動作の信頼性を向上する。
【００２９】
以下、本実施形態の超音波探触子の特徴であるＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４とからなるアッセンブリの構造の実施形態を詳述する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
本実施形態の超音波探触子１０Ａは、ＦＰＣ４の剛性補強部として、パッド部４２と同様の形状（上面形状及び厚み）の補強パッド４５を設けたものである。パッド部４２がビア付きパッドであったのに対し、補強パッド４５は、ＣＭＵＴチップ２との電気的な接続を図るものではなく、従ってダミーパッドと称することができ、バンプと係合するビアは不要である。
【００３１】
以下、図４及び図５（Ｂ）を参照して、本実施形態の超音波探触子１０Ａの構造を詳述する。図５（Ｂ）は、図４に示すアッセンブリの補強パッド４５を通るＢ−Ｂ線断面図である。
【００３２】
本実施形態の超音波探触子１０は、図４に示したように、ＦＰＣ４の開口部４１の４辺に沿ってそれぞれ配列した複数のパッド部４２からなる列（パッド列）４２０の端部に、上面から見た形状がパッド部４２と同形状の補強パッド４５が形成されている。補強パッド４５は、図５（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ４の基板の両面に配置されていることが好ましい。このような補強パッド４５は、図５（Ａ）に示したパッド部４２及び信号線４４を形成する際に同時に形成することができ、パッド部４２の厚みと同じ厚みを有する。例えば、パッド部４２と補強パッド４５の厚みは２〜１５μｍに設定することがよい。補強パッド４５には、図５（Ａ）に示したパッド部４２とは異なり、信号線やグランド線等の引き出し配線は設けていない。
【００３３】
本実施形態の超音波探触子１０Ａは、ＦＰＣ４として、パッド部４２が形成されていない開口部４１近傍の四隅の領域に、パッド部４２と同形状の補強パターンをパターン形成したものを用いる以外は、バンプ圧入法による製造方法で製造できる。例えば、ＣＭＵＴ２の裏面にバッキング材３を接着して一体化した後、ＣＭＵＴ２にＦＰＣ４をバンプ圧入法により接合する。次いで、ＣＭＵＴ２上面に接着剤８を塗布し、ＣＭＵＴ２及びＦＰＣ４を覆うように音響レンズ６を配置し、加圧する。この際、補強パッド４５があることによって、ＦＰＣ４をＣＭＵＴチップ２に接合する工程で、ＦＰＣ４を加圧する際に、ＦＰＣ４のパッド部４２がない部分の撓みや変形によるバンプ２５とビア４３との接続不良を防止する効果があり、機械的、電気的接続信頼性を向上することができる。
【００３４】
なお補強パッドは、各パッド列の端部の全てに配置してもよいが、ＦＰＣ４のパッド配列方向の端部とパッド列端部との距離に応じて、隣接するＦＰＣ部分の一方の補強パッドを省略することも可能である。
【００３５】
＜第１実施形態の変形例＞
＜変形例１＞
図４に示す実施形態では、ＦＰＣ４の上面と下面の補強パッドが同じ形状である場合を示したが、上下で補強パッドの大きさを異ならせたり、下側に別な補強手段を追加したりすることも可能である。そのような変形例を図６に示す。
【００３６】
図６は、変形例１のＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２の接続部の概略部分断面を示す図である。なお図６では、音響レンズ６は省略している。本変形例では、ＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２との間に、追加の補強手段としてアンダーフィル９１が充填されている。アンダーフィル９１は、例えばエポキシ樹脂に微粒子を混錬した熱硬化の液状樹脂を、ＦＰＣ４とＣＭＵＴ２のアッセンブリを製造する際に両者の間に充填した後、硬化することにより形成される。この際、液状のアンダーフィル９１が濡れ広がり超音波素子５に到達することを防止するために、ＦＰＣ４の下面には突出部４ｅが形成されている。突出部４ｅを形成しておくことにより、アンダーフィル９１が超音波素子５による超音波の発生に影響を及ぼし、超音波送受信特性が低下したり、その結果、診断画像が悪化することを防止できる。
【００３７】
アンダーフィル９１は、ＦＰＣ４の補強パッド４５が配置されていない部分を固定する効果があり、ＦＰＣ４をＣＭＵＴチップ２に接合した後に、ＦＰＣ４を折り曲げても、ＦＰＣ４が変形したり、撓んだりせず、接続信頼性を向上することができる。
【００３８】
本変形例によれば、追加の補強手段としてアンダーフィル９１を設けたことにより、ＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２は、バンプとビアとの嵌合による機械的接合に加え、さらに強固に固定される。さらに、アンダーフィルにより絶縁性が向上する。
【００３９】
＜変形例２＞
本実施形態の別な変形例（変形例２）を図７に示す。図７は、変形例２のＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２との接続部の部分概略断面を示す図である。本図では、ＦＰＣとして、表面保護のため、上面及び下面にカバーレイ４０ａ、４０ｂが形成されているＦＰＣ４を示している。
【００４０】
本変形例２では、ＣＭＵＴチップ２の端部の角に、ＣＭＵＴチップ２の側面２０と超音波素子５が形成された面とを覆うように絶縁層９３が形成されている。このような絶縁層９３によって、ＣＭＵＴチップ２の基材であるシリコンが露出している側面２０を絶縁することができる。また、絶縁によりマイグレーションなどによるショートを防止し易くなるため、ＣＭＵＴの駆動電圧を増加することが可能となり、超音波パワーが大きくなり、画質向上に寄与することができる。また絶縁層９３が、超音波素子５の形成面側にも形成されているため、ＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２とを接合する工程において、ＰＦＣ４の撓みや変形を防止する効果がある。
【００４１】
さらに本変形例では、カバーレイ４０により、パッドや配線の表面例えばＣｕやＮｉやＡｕなどからなる金属部分の露出を減らすことができ、腐食を防止できる。下側のカバーレイ４０ｂは、バッキング材３の側面まで形成されており、ＦＰＣ４の折り曲げ部には形成されていない。これにより、ＦＰＣ４の折り曲げ難さを低減することができる。
【００４２】
＜変形例３＞
本変形例では、第一実施形態の補強パッド４５に、信号線と接続されたパッド部４２と同様の構造を採用する。
【００４３】
図８に、本変形例によるＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２の接続部の概略部分断面を示す。本変形例ではＣＭＵＴチップ２の電極パッド２２が形成されていないコーナーの領域に、超音波素子とは電気接続されておらず、独立しているダミーパッド２６を形成し、その上に電極パッド２２に形成されたバンプ２５と同様のバンプ２７を形成する。
【００４４】
一方、ＦＰＣ４の対応する領域には、図５（Ａ）に示すパッド部４２と同様の類似した構造の補強部４５を設ける。即ち、ＦＰＣ４の上面と下面に、パッド部４２と同形状の補強パッド４５ａ、４５ｂを設け、これら補強パッド４５ａ、４５ｂを連通するビア４３を設ける。このビア４３内にバンプ２７を嵌合することにより、ＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２とを接合する。
【００４５】
本変形例によれば、補強部４５はＦＰＣ４の隅部の剛性の補強という効果に加えて、接続強度に寄与することができる。なお、図８では、ＦＰＣ４の上面にグランド線４６が形成されているが、グランド線４６は省略してもよい。また上面の補強パッド４５ａとグランド線４６は連接されていても良い。
【００４６】
＜第２実施形態＞
第１実施形態の超音波探触子１０Ａでは、ＦＰＣ４の剛性補強部として、パッド部４２と同形状の補強パッド４５を設けたが、本実施形態の超音波探触子１０Ｂは、ＦＰＣ４の剛性補強部はパッド部４２が存在しない領域の形状に合わせた形状を有することが特徴である。
【００４７】
図９に、本実施形態のＦＰＣ４の上面の部分概略図を示す。ＦＰＣ４は、剛性補強部を除く構成は、第一実施形態と同様であり、開口部４１、その辺に沿って配列されている複数のパッド部４２からなるパッド列４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ（図示を省略）、各パッド部４２から引き出された信号線４４やグランド線が形成されている。各パッド列の間となる角部にＬ型の補強部４８が形成されている。このような形状の補強部４８も、第１実施形態の補強パッド４５と同様に、パッド部４２と同工程で製造することができ、パッド部４２と同一の厚みを有する。
【００４８】
本実施形態では、補強部４８をＬ型にすることにより、開口部４１の角部全体が補強されるため、ＦＰＣ４をＣＭＵＴチップ２に接合するときのＦＰＣ４Ｂのたわみや変形を、パッド形状の補強部を設けた第１実施形態のＦＰＣよりも低減することができる。
【００４９】
また本実施形態のＦＰＣ４は、補強部４８にはそれぞれ位置合わせ用の開口４８１が形成されている。ＣＭＵＴチップ２として、チップ側の電極パッド２２とＦＰＣ側のパッド部４２とを位置合わせするためのマーク（不図示）が形成されているものを使用する場合には、このＣＭＵＴチップ２のマークが、開口４８１を通して、ＦＰＣ４の上面から見える状態となる。これにより、ＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２とを正確に位置合わせすることができ、バンプとパッドとの接合信頼性が向上する。
【００５０】
なお、図９では補強部４８は、パッド列４２０の幅と同じ幅のＬ型形状としたが、補強部４８の形状はＬ型に限定されない。図１０に補強部４８の形状の変形例を示す。図１０は、本変形例のＦＰＣ４の上面の部分概略図を示す図である。図示するように、補強部４８Ａは、開口部４１に対しパッド列４２０と同距離の位置から、ＦＰＣ４が折り曲げられる位置（折り曲げ線Ｌの位置）まで拡大されている。またこの補強部４８Ａの幅（折り曲げ線Ｌに沿った幅）に合わせた幅のグランド線４６が設けられている。このように幅広のグランド線４６を設けることで、シールド効果を高めることができる。なお補強部４８Ａに位置合わせ用の開口４８１が設けられていることは上記実施形態と同様である。
【００５１】
本変形例では、補強部４８Ａの幅を広くしたことにより、ＦＰＣ４の剛性がさらに高くなり、ＦＰＣをＣＭＵＴチップに接合するときのＦＰＣのたわみや変形を低減することができる。
【００５２】
またＦＰＣ４をバッキング材（図示せず）の外形に合わせて折り曲げる際に、折り曲げ線Ｌの部分において、補強部４８Ａとグランド線４６との間に隙間が形成されているので、折り曲げ難さを低減することができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態の超音波探触子は、補強部材は信号線には寄与せず電気的な機能を有しないものであったが、本実施形態の超音波探触子１０Ｃは補強部材がグランド等の機能を兼ねることを特徴とする。
【００５４】
本実施形態のＦＰＣとＣＭＵＴチップとの接続部構造の詳細を、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１はＦＰＣとＣＭＵＴとからなるアッセンブリを上面から見た図、図１２は図１１のアッセンブリの補強部材を通るＣ−Ｃ線断面図である。
【００５５】
図１２に示すように、本実施形態のＦＰＣ４の下面の構成は第１実施形態と同様であり、パッド部４２と並んでパッド列の端部に、補強パッド４５が形成されている。また、補強パッド４５とは電気的に非接続でグランド線４６が形成されている。グランド線４６は、補強パッド４５と同じ工程で形成されているため厚みも同等で、補強パッド４５と同様にＦＰＣ４の撓みや変形を防止する機能を有する。
【００５６】
一方、ＦＰＣ４の上面は、図１１に示すように、下面側のパッド部４２とその配線４４及び補強パッド４５と、ＦＰＣ基材を介して重なる領域を覆うほぼ全面にグランド層４６１が形成されている。すなわち、グランド層４６１はグランド配線として機能するとともに、上側の補強パッド４５の位置まで拡大して形成されている。これにより、外部の電波ノイズに対するシールド効果が得られる領域を広げる効果がある。さらに、下面側の構造とともにＦＰＣ４の剛性を補強する補強部材として機能し、補強パッドと同様にＦＰＣ４の撓みや変形を防止することができる。
【００５７】
本実施形態によれば、グランド配線自体をＦＰＣの剛性補強手段として利用することで、補強効果を高めるとともに、シールド効果を向上することができる。
【００５８】
＜第４実施形態＞
本実施形態の超音波探触子１０Ｄも、補強部材がグランド等の機能を兼ねることは第３実施形態と同じであるが、本実施形態は、ＦＰＣに設けられるグランド線につながるグランドパッドや予備配線につながる予備パッドと同様の構造を補強部材として形成することが特徴である。具体的には、ＦＰＣ４のパッド列の端部にグランド用パッドや予備配線用パッドを形成し、それを補強パッドの一部として利用する。
【００５９】
本実施形態によるアッセンブリの上面の部分概略図を図１３に、そのグランド用パッドを通るＤ−Ｄ線断面図を図１４に示す。図１３に示すように、ＦＰＣ４の帯部４ｃには、パッド列４２０の端部の外側に、グランド線４６と、グランド線４６に連接するグランドパッド部４７とが形成されている。また図１４に示すように、グランドパッド部４７が形成されているＦＰＣ４の部分には、信号線４４に接続されるパッド部４２と同様に、ビア４３が形成されている。一方、ＣＭＵＴチップ２のグランドパッド２３にはバンプ２５が形成されており、グランドパッド部４７に形成されたビア４３に、バンプ２５が嵌合されている。グランド線４６はバンプ２５を介してＣＭＵＴチップ２のグランドパッド２３に接続されている。
【００６０】
グランドパッド部４７が形成されたＦＰＣ４の帯部４ｃと隣接する帯部４ａ、４ｂには、予備配線４４’とそれに接続される予備パッド部４９が形成されている。予備パッド部４９の構造は、グランド線４６が信号線であること以外は、図１４に示すグランドパッド部４７と同様であり、形成されたビア内にＣＭＵＴチップ２に形成された予備パッド２４のバンプが嵌合されている。
【００６１】
本実施形態では、ＦＰＣ４の帯部４ａと帯部４ｃとをつなぐ領域及び帯部４ｂと帯部４ｃとをつなぐ領域とが、それぞれ、グランドパッド部４７及び予備パッド部４９で構成される補強部により補強されている。これにより第一実施形態と同様に、バンプ圧入時に、ＦＰＣ４のコーナー部の撓みや変形を防止することができ、バンプ２５とビア４３との接続不良を防止して、機械的、電気的接続信頼性を向上することができる。
【００６２】
なお、図１３のＦＰＣ４において、グランド線４６及びグランドパッド部４７に隣接する信号線及びパッド部が、それぞれ、グランド線及びグランドパッド部である場合には、その外側に上述したグランド線４６及びグランドパッド部４７を新設することにより、本来グランド線及びグランドパッド部である配線とパッド部とを信号線とそれにつながるパッド部として機能させることができる。これにより素子部２１のチャンネルを増やすことが可能となる。予備パッドについても、同様に、パッド列４２０内に予備配線と接続された予備パッドが含まれる場合には、それを信号線とそれにつながるパッド部として機能させることにより、素子部２１のチャンネルを増やすことができる。
【００６３】
なお図１３に示す例では、ＦＰＣ４の帯部４ｃにグランドパッド部４２１を形成し、それと隣接する帯部４ａ、４ｂに予備パッド４９を形成したが、いずれかを第一実施形態の同様に、パッド列４２０の外側に補強パッド４５を形成した構成としてもよい。
【００６４】
また本実施形態では、グランドパッド部４７と予備パッド部４９をそれぞれパッド列４２０の外側に配置したものであるが、パッド列の端部にグランド線に接続されたグランドパッドや予備配線に接続された予備パッドが形成されている場合は、それを補強用パッドとして利用し、グランドパッドや予備パッドが形成されていないパッド列の端部にのみ本実施形態の補強パッドを形成してもよい。
【００６５】
＜第５実施形態＞
以上の実施形態は、図１に示すような、上面から見た形状が概ね四角形の超音波探触子に適用されるＦＰＣ−チップアッセンブリ構造の実施形態であったが、本実施形態は、内視鏡や手術中に体内に挿入して使用する超音波探触子、体内の組織を検査するために吸引する穿刺針などに適用されるアッセンブリ構造に関わる。
【００６６】
以下、図１５を参照して、第１実施形態と異なる点を中心に、本実施形態の超音波探触子１０Ｅについて説明する。図１５は、本実施形態における超音波探触子のＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２のアッセンブリ品の上面概略図である。
【００６７】
図示するように、本実施形態のＣＭＵＴチップ２の外形（点線）は円形である。ＦＰＣ４は、円形の開口部４１が設けられており、この開口４１の下に、超音波が送受信する円形の超音波素子５が配置される。ＦＰＣ４の基材は、開口部４１を囲む略円形の領域と、この領域から四方に延びる帯部４ａ〜４ｄを有し、開口部４１を囲む円形の領域に、パッド部４２と補強パッド４５が設けられ、各帯部４ａ〜４ｄにパッド部４２が接続された信号線４４（グランド線も含む）が設けられている。パッド部４２、補強パッド４５及び信号線４４は、他の実施形態と同様に、ＦＰＣ４に配線パターンとして同時に形成することができ、同じ厚みを有する。パッド部４２は、図５（Ａ）に示すパッド部と同様の構造を有し、ＣＭＵＴチップ２の信号パッド（図示せず）またはグランドパッド（図示せず）と接続されている。
【００６８】
補強パッド４５は、パッド部４２と隣接する帯部の間のパッド部４２がない領域に設けられている。図示していないが、第１実施形態と同様にＦＰＣ４Ｇの下面にも同様の補強パッド４５が設けられている。また図示する例では、補強パッド４５は、帯部間の領域に、その形状に合わせた略四角形の形状であり、この領域のＦＰＣの剛性を補強する機能を有している。
【００６９】
本実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様に、補強パッドを設けることにより、ＦＰＣ４ＧとＣＭＵＴ２のアッセンブリをバンプ圧入法で製造する際に、ＦＰＣ４Ｇが加圧によって撓んだり変形したりするのを防止し、機械的且つ電気的信頼性の高い超音波探触子を提供することができる。
【００７０】
なお本実施形態は、他の実施形態やその変形例の構成と組み合わせることも可能である。例えば、図８に示したように、ＦＰＣの上下両面に形成される補強パッドをビアで連通した構造とするとともにＣＭＵＴチップ２側にバンプを形成し、ビア内にバンプを嵌合し、ＦＰＣの補強に加えてＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４Ｇとの結合を強固にしてもよい。また図１２に示したように補強パッドをグランド線と接続してグランドとして利用することも可能である。
【００７１】
またＣＭＵＴチップ２の形状は円形に限定するものではなく、楕円形、長円形、六角形や八角形のどの多角形でも良く、ＦＰＣ４の形状もＣＭＵＴチップ２の形状に合わせて異ならせることができる。
【００７２】
＜第６実施形態＞
上述した第１〜第５の実施形態は、いずれもＣＭＵＴチップの超音波素子と同一面に形成された電極パッドに対し、ＦＰＣの開口周辺に形成されたパッド部を上方から接合した構造の超音波探触子であったが、本実施形態の超音波探触子１０Ｇは、超音波素子が形成された面（上面）とは反対の面（裏面）に電極パッドが形成されたＣＭＵＴチップを用い、下方からＦＰＣのパッド部が接合された構造を有する。
【００７３】
以下、図１６及び図１７を参照して、本実施形態のＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２の接続部（アッセンブリ）の構造を詳述する。図１６は、アッセンブリを上面から見た図、図１７（Ａ）はアッセンブリのパッド部を通る部分断面を示す図であり、図１７（Ｂ）はアッセンブリの補強パッドを通る部分断面を示す図であり、いずれも音響レンズ６とバッキング材３も併せて示している。
【００７４】
図１６に示すように、ＣＭＵＴチップ２は、シリコン等の基板の上面に、複数の超音波素子５からなる素子部２１が形成され、裏面側に各超音波素子５に接続される信号線（図１６では不図示）と電極パッド２２が形成されている。超音波素子５と信号線とは、図示を省略するが、基板の側面を通る配線やリード線により接続される。ＦＰＣ４は、ＣＭＵＴチップ２の裏面側に配置され、ＣＭＵＴチップ２の素子部２１に対応する部分は開口部４１であり、開口部４１の４辺に沿って、各電極パッド２２に接続されるパッド部４２が形成されている。またＦＰＣ４の、電極パッド２２がないＣＭＵＴチップ２の領域に対応する領域には、信号線とは接続されていない補強パッド４５が形成されている。
【００７５】
ＣＭＵＴチップ２の電極パッド２２の構造は、上下が逆転している以外は、図５（Ａ）に示す第１実施形態の電極パッドと同様であり、ＦＰＣ４のパッド部４２に接合するためのバンプ２５が形成されている。
【００７６】
ＦＰＣ４は、図１７（Ａ）に示すように、ＣＭＵＴチップ２の電極パッド２２に対応する位置にビア付きのパッド部４２が形成され、パッド部４２は、ビア４３を介してＦＰＣ上面に形成された信号線４４に接続されている。ＦＰＣ４の裏面側には、パッド部４２とは非接続のグランド線４６が形成されている。
【００７７】
一方、補強パッド４５は、図１７（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ４の両面に形成されている。補強パッド４５は、パッド部４２や信号線４４及びグランド線４６と同時に形成することができ、信号線４４やグランド線とは接続されていない。厚みはパッド部４２部と同じである。
【００７８】
このような構成のＦＰＣ４の裏面には、バッキング材３が接着層８によりＦＰＣ４の裏面に固定されている。ＣＭＵＴチップ２とバッキング材３との隙間Ｐ１にも接着層８が充填されており、超音波素子５とバッキング材３とを接合している。
【００７９】
音響レンズ６は、このようなアッセンブリの上面に位置する超音波素子５に接着剤等により接合される。
【００８０】
本実施形態の超音波探触子１０Ｇにおいて、ＣＭＵＴチップ２と、バッキング材３が接着固定されたＦＰＣ４は、ＣＭＵＴチップ２の各電極パッド２２のバンプ２５を対応するビア４３に嵌合することにより結合される。この際、補強パッド４５があることによって、他の実施形態と同様に、ＦＰＣ４の加圧による変形や撓みが防止できる。
【００８１】
また本実施形態の超音波探触子１０Ｇは、ＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４との接続部をＣＭＵＴチップ２の裏面に設置することで、接続部をＣＭＴチップ２の上面側にした超音波探触子に比べ、構造的に音響レンズの厚みを低減することができる。
【００８２】
この効果を、図１８を用いて詳細に説明する。図１８（Ａ）は、図５（Ａ）に示したアッセンブリの断面、（Ｂ）は図１７（Ａ）に示したアッセンブリの断面である。図１８（Ａ）に示すアッセンブリでは、音響レンズ６Ａの最大厚みは、超音波を実質的に収束する音響レンズ曲面部Ｍと音響レンズ平面部ＮとＣＭＵＴチップとＦＰＣとの接続構造に必要な厚みＯを合算したＬ１となる。一方、図１８（Ｂ）に示すアッセンブリでは、図１８（Ａ）で示した接続部に必要な厚みＯが不要となり、音響レンズ６Ｂの最大厚みは、音響レンズ局面部の厚みＭと音響レンズ平面部の厚みＮとの合算Ｌ２となる。このように本実施形態の音響レンズ６Ｂは、図１８（Ａ）の音響レンズ６Ａよりも薄いため、超音波が音響レンズを通過する際の音響レンズ内部における減衰が小さくなり、超音波の送信や受信のＳＮの低下が抑えられ、診断画像の向上が可能となる。
【００８３】
＜第６実施形態の変形例＞
図１７及び図１８では、バッキング材３の上面（ＦＰＣ４に接合される面）が平坦な場合を示したが、本変形例では、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、バッキング材３として、ＦＰＣ４の開口部４１に沿って段差３１が形成されており、周辺部に対し中央部が突出する断面形状を有するものを用いる。バッキング材３の突出する中央部３１は、ＦＰＣ４の開口部４１を通してその上方に位置するＣＭＵＴチップ２の素子部２１裏面に接合される。
【００８４】
段差３１があることにより、ＣＭＵＴチップ２とバッキング材３との隙間Ｐ２は、図１７（Ｂ）に示したＣＭＵＴチップ２とバッキング材３との隙間Ｐ１に比べ小さくなる。その結果、隙間に充填される接着層８が薄くなり、ＣＭＵＴチップ２の保持がさらに安定する。また、バッキング材としての効果が向上する。すなわち、ＣＭＵＴチップの裏面に放出される超音波が、バッキング材の表面で反射されにくくなり、ノイズが低減する。
【００８５】
またバッキング材３に段差３１があることにより、ＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４との接続部が、段差部に収納され、バッキング材３表面からの飛び出しが低減されるので、接続部が密着した際に、ＣＭＵＴチップ２とバッキング材３とに余分な隙間がなく、ＦＰＣ４とＣＭＵＴチップ２との接合時にかかる圧力が均一にかかり、ＦＰＣ４の撓みや変形をさらに低減する効果がある。
【００８６】
以上、本発明の超音波探触子の実施形態を、超音波診断装置の探触子を例に説明したが、本発明の超音波探触子は、超音波診断装置用の超音波探触子に限定されず、超音波を送受信する超音波素子が形成されたチップと、超音波素子への駆動信号及び超音波素子からの超音波信号を伝達する信号線が形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）とを接合した構造を持つ超音波探触子を用いるものであれば適用することができる。
【００８７】
また、本発明の超音波探触子は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【００８８】
各実施形態において、パッドやバンプ、配線（導線部材）は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全てのパッドやバンプ、配線（導線部材）を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
上記した実施形態のＣＭＵＴチップ２に形成したバンプやパッドの数は、図示に制限することなく、超音波素子の大きさや分解能にあわせて、任意の数に配置してもよい。
【００８９】
＜超音波装置の実施形態＞
次に本発明の超音波装置の実施形態を説明する。
【００９０】
＜第７実施形態＞
超音波装置が超音波診断装置である実施形態を、図２０及び図２１を参照して説明する。図２０は、本実施形態の超音波診断装置の使用状態を示す模式的外観図、図２１は、装置本体のブロック図である。
【００９１】
図２０に示す超音波診断装置１００は、本体１１０と、超音波画像等を表示する表示部１３０と、オペレータ（図示せず）が本体１１０に検査条件等を入力するためにコントロールパネル１５０とを備えている。超音波探触子１０は、ケーブル１２０を介して本体１１０に接続され、被検体１１に超音波を照射し、その反射波である超音波信号を受信する。
【００９２】
超音波探触子１０は、超音波を送受信する超音波素子が形成されたチップと、超音波素子への駆動信号及び超音波素子からの超音波信号を伝達する信号線が形成されたプリント配線基板（ＦＰＣ）とを接合した構造を持つ超音波探触子である。具体的には、上述した実施形態に記載されるようなＣＭＵＴチップ２とＦＰＣ４とが接合され、ＣＭＵＴチップ２の上面に音響レンズ６が固定された構造を持つ探触子である。
【００９３】
本体１１０には、図２１に示すように、超音波探触子１０に対し超音波信号を送信し、また受信する超音波送受信部１１１、超音波送受信部１１１が受信した超音波信号を用いてＢモード画像等の超音波画像を形成する超音波画像形成部１１３、超音波送受信部１１１や超音波画像形成部１１３の動作を制御する制御部１１５が含まれる。
【００９４】
超音波送受信部１１１は、被検体１１に送信する超音波信号を超音波探触子１０で発生するためのパルス状の電気信号を発生する。超音波送受信部１１１は、発生させた電気信号を超音波探触子１０に送信する超音波パルス発生部１１２と、超音波探触子１０で受信したエコー信号を電気信号に変換する変換部１１４とを備えている。超音波送受信部１１１は、例えば市販されている任意の超音波送受信機等であってもよい。
【００９５】
超音波画像形成部１１３は、エコー信号から変換された電気信号から２次元超音波画像、３次元超音波画像あるいは各種ドプラ画像等を形成する。超音波画像形成部１１３は、具体的には例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、マイクロコンピュータ等により構成されている。
【００９６】
制御部１１５は、コントロールパネル１５０で入力される制御情報に基づいて上述した各部を制御する。制御部１１５は、具体的には例えばＣＰＵ、マイクロコンピュータ等により構成されている。超音波画像形成部１１３を構成するＣＰＵ或いはマイクロコンピュータが制御部１１５の機能を兼ねることも可能である。
【００９７】
表示部１３０は、超音波画像形成部１１３で形成された超音波画像を表示する。また、表示部１３０には、コントロールパネル１５０によって入力された情報や、その他検査に必要な情報等も併せて表示される。表示部１３０は、具体的には例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ＤＩｓｐｌａｙ）やモニタ装置等により構成されている。
【００９８】
コントロールパネル１５０は、オペレータが被検体１１に対して所望の検査を行えるように、任意の情報をオペレータが入力するためのものであり、具体的には、例えば押しボタン、静電容量の変化を感知するタッチパネル等により構成されている。
【００９９】
このような構成において、超音波探触子１０は、超音波診断装置（本体）１１０からの制御信号を受信し、超音波信号を被検体１１に送信する。この際、被検体１１からエコーとして反射された超音波信号を超音波探触子１０が受信する。受信した超音波信号（受信信号）は、超音波探触子１０により超音波診断装置１１０に送信される。受信した超音波信号は、超音波画像形成部１１３によって被検査対象の検査部位の２次元超音波画像、３次元超音波画像或いは各種ドプラ画像等を作成する。作成された超音波画像等は、表示部１３０に表示される。こうして、オペレータは超音波診断装置１００により、被検体１１の内部を可視化して検査することができる。
【０１００】
本実施形態の超音波診断装置は、超音波探触子１０として、機械的且つ電気的信頼性の高い本発明の超音波探触子を用いるので、安定して良好な画像を得ることができる。
【０１０１】
＜第８実施形態＞
本実施形態は、本発明の超音波探触子をスマートフォンやタブレットに接続して使用する超音波送受信装置（超音波診断装置）である。
【０１０２】
図２２（Ａ）は、超音波探触子１０をスマートフォン１００Ａに接続して被検体１１の超音波検査を行う構成の外観模式図を示している。超音波探触子１０は第１〜７実施形態のいずれかの超音波探触子である。
【０１０３】
スマートフォン１００Ａには、外部接続コネクタ（図示せず）に接続するためのコネクタ２１０が取り付けられている。コネクタ２１０には、超音波探触子１０に接続されているケーブル２２０の先端が接続される。
【０１０４】
スマートフォン１００Ａには、超音波探触子１０から超音波を送信および受信する機能、および超音波探触子１０で受信した信号を画像に変換し表示する機能等を有するアプリケーションソフトウエアがインストールされている。アプリケーションソフトウエアにて、超音波送受信モードを適正に調整し、スマートフォン１００Ａの画面で超音波画像を表示させる。
【０１０５】
また、スマートフォン１００Ａは、無線または有線の通信を用いて、取得した画像情報を医療検査系クラウドサーバ等に送り、機械学習等の人工知能を用いて、正確な検査や診断をすることが可能である。また、検査等により疾患の所見が得られた場合には、人工知能から治療方法や有効な投薬等の情報を引き出すことができる。
【０１０６】
図２２（Ｂ）は、超音波探触子１０をタブレット端末１００Ｂに接続して被検体１１の超音波検査を行う構成の外観図を示している。超音波探触子１０は第１〜７実施形態のいずれかの超音波探触子である。
【０１０７】
タブレット端末１００Ｂの外部接続コネクタ（図示せず）には超音波探触子１０に接続するためのコネクタ３１０が取り付けられている。コネクタ３１０には、超音波探触子１０に接続されているケーブル３２０の先端が接続される。
【０１０８】
タブレット端末１００Ｂには、超音波探触子１から超音波を送信および受信する機能、および超音波探触子１で受信した信号を画像に変換し表示する機能等を有するアプリケーションソフトウエアがインストールされている。該アプリケーションソフトや人工知能を用いた検査サポート、クラウドサーバの活用などは、図２２（Ａ）に示したスマートフォン１００Ａを用いた超音波検査と同様である。
【０１０９】
以上、本発明の超音波装置の実施形態を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態における、診断装置本体は超音波検査装置に置き換えることができ、スマートフォンやタブレットに搭載するプログラムを変更することで、超音波センサとして利用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１：ＣＭＵＴ素子（超音波素子）、
２：ＣＭＵＴチップ（超音波素子チップ）、２１：素子部、２２：電極パッド（接続端子）、２３：グランドパッド、２４：予備パッド、２５：バンプ、２６：ダミーパッド、２７：バンプ、
３：バッキング材、３１：段差、
４：フレキシブル配線基板、４ａ〜４ｄ：帯部、４ｅ：突出部、
４０：カバーレイ、４１：開口部、４２：パッド部、４３：ビア、４４：信号配線、４５：補強パッド（剛性補強部）、４６：グランド線、４７：グランドパッド部、４８：補強部（剛性補強部）、４９：予備パッド部、４２０：パッド列、
５：ＣＭＵＴ素子（超音波素子）、
６：音響レンズ、
７：回路基板、
８：接着剤（接着層）、
９１：アンダーフィル、９３：絶縁層、
１０、１０Ａ〜１０Ｅ：超音波探触子、
１００：超音波診断装置（超音波送受信装置）、１００Ａ：スマートフォン（超音波送受信装置）、１００Ｂ：タブレット（超音波送受信装置）、１１１：超音波送受信部、１１３：超音波画像形成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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