(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に導電部材を有する電子デバイスをフレキシブル基板に搭載する方法であって、
上記電子デバイスの下面を、絶縁性の樹脂剤によって上記フレキシブル基板の上面に接合させる第１工程と、
上記フレキシブル基板の下面側から当該フレキシブル基板に開口を形成して、上記電子デバイスの下面に設けられた上記導電部材を部分的に露呈させる第２工程と、
上記フレキシブル基板の下面に、上記電子デバイスの導電部材と電気的に接続するパターンを形成する第３工程と、を備えたことを特徴とする、電子デバイス搭載方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記フレキシブル基板の下面に前記電子デバイスの位置決め用パターンを形成することを特徴とする、請求項１に記載の電子デバイス搭載方法。
【請求項３】
前記第２工程が、レーザーアブレーション或いはドライエッチングによって、前記フレキシブル基板に開口を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載のデバイス搭載方法。
【請求項４】
前記電子デバイスを超音波振動子とし、当該超音波振動子を、前記下面の導電部材上に形成されるバッキング部と該バッキング部上に配設される圧電体とを含むようにし、該圧電体の裏側電極を、バッキング部を介して前記導電部材に接続することを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の電子デバイス搭載方法。
【請求項５】
前記第１工程の後で、前記フレキシブル基板の上面に前記電子デバイスを囲繞する樹脂膜を形成することを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の電子デバイス搭載方法。
【請求項６】
前記第２工程において、フレキシブル基板にグランド用の開口を形成し、
前記第３工程において、上記グランド用の開口を介して前記フレキシブル基板下面のグランドと上記電子デバイスの共通電極を接続することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の電子デバイス搭載方法。
【請求項７】
微小な電子デバイスを実装した前記フレキシブル基板を、カテーテル内のガイドワイヤに搭載することを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の電子デバイス搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスのフレキシブル基板への実装方法に係り、特にフレキシブル基板に電子デバイスを搭載して電気的に接合する際、過剰な圧力を掛けなくとも、良好に且つ確実に接合する方法及びその方法によって電子デバイスを実装した電子デバイス実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療における画像診断、工業における非破壊検査など様々な分野で超音波デバイスが活用されている。小型超音波プローブを狭い場所や体内奥深くに挿入することで、表面からでは超音波の減衰により可視化できない部位において精密な検査や診断が可能となる。例えば医療機器としては血管の中に挿入し血管内側から血管内狭窄部や血管壁を検査する血管内超音波内視鏡などが知られている。
【０００３】
非特許文献１には血管内超音波内視鏡が開示されている。この血管内超音波内視鏡は先端部に超音波振動部を備えている。この超音波振動部は、可撓性のポリマーシート上に複数個の直線状の超音波振動子を平行に並べて配置し、ポリマーシートを丸めて円筒状に形成することで構成されている。この血管内超音波内視鏡を血管内に挿入することで、血管内腔から周囲を観察することが可能になる。
【０００４】
この非特許文献１に開示の血管内超音波内視鏡は、超音波振動子であるＰＺＴ（ジルコンチタン酸鉛）を凸面形状に形成することで、超音波振動子の指向性を低減するように構成されている。ＰＺＴは三元系金属酸化物であるチタン酸鉛とジルコン酸鉛の混晶であり、組成式はＰｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１-ｘ）Ｏ３で、ｘ＝０．５２５付近に正方晶と菱面体晶とのモルフォトロピック相境界が存在し、その近傍の組成において最も大きな圧電特性を示す。このような構成によって、超音波振動子の凸面から超音波が拡散して放射されることで、超音波振動子の指向性が拡がる。
【０００５】
また、柔軟な基板に超音波振動子のような電子デバイスを実装する場合、Ａｕ−Ａｕ接合を利用することが考えられる。このＡｕ−Ａｕ接合方式は、電子デバイスと基板との各接合部位に金めっき層を形成し、これらの金めっき層を重ね合わせ、所望の荷重を加えると共に、超音波ホーンからの振動によって金めっき層同士を融着する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】南部雅幸他著「凸形表面送波子を用いたリングアレイプローブ」，電気学会論文誌Ｅ，１２１巻３号，２００１年刊、１０７乃至１１２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に開示の超音波振動子であるＰＺＴの加工は困難であり、微小化には限界がある。さらに、従来、小型超音波プローブは量産が難しく、歩留まりに劣っていた。
【０００８】
例えば超音波振動子の微小化を図るため又は組立の際の自由度を向上させるために、柔軟なフレキシブル基板を利用することが考えられる。このフレキシブル基板を用いて振動子やその配線を搭載することで、その特性を利用して素子を搭載した状態で折り畳み縮小化することができる。ここで、フレキシブル基板に電子デバイスを接合するために、Ａｕ−Ａｕ接合方式を利用することが考えられるが、このＡｕ−Ａｕ接合方式は、温度、圧力、超音波強度などの接合条件となるパラメータが多く調節が容易ではないので歩留まりが良くない。特に、接合面同士を接着させる際に、接合させる金表面をそれぞれ平坦にして所定の圧力で両者を重ね合わせる必要があるため手間がかかり、さらにこの圧力が大きすぎると基板に搭載したＰＺＴが脆いため破損してしまう。また、接着材や半田では、接合面積が微小な場合に、接着剤の液量調整や、半田の体積量の調整が容易ではない。
【０００９】
また、小型でも高い超音波強度、高感度を実現するために、超音波素子としてＰＺＴよりも電気エネルギーと音響エネルギーの変換効率に優れるマグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３：以下、ＰＭＮ−ＰＴと呼ぶ。）などの圧電単結晶が適している。このＰＭＮ−ＰＴは、分極処理操作が不要で、電界の極性を問わず、歪のヒステリシスが基本的にほとんどない特性を有する電歪セラミックスである。しかしながら、ＰＭＮ−ＰＴは、ＰＺＴなどの圧電セラミックよりも脆く、さらに微細加工が難しいという欠点がある。ＰＺＴ、ＰＭＮ−ＰＴのなどのセンサ素子に限らず、電子デバイスをフレキシブル基板に実装する場合、大きな圧力によってデバイスが破損する虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、電子デバイスを破損させることなく、また歩留まり良く、フレキシブル基板に電子デバイスを実装させることができる電子デバイス実装方法及び電子デバイス実装体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、下面に導電部材を有する電子デバイスをフレキシブル基板に実装する方法であって、電子デバイスをフレキシブル基板の上面に接合させる第１工程と、フレキシブル基板の下面側から当該フレキシブル基板に開口を形成して、デバイスの下面に設けられた導電部材を部分的に露呈させる第２工程と、フレキシブル基板の下面に、デバイスの導電部材と電気的に接続する配線パターンを形成する第３工程と、を備えたことを特徴としている。
ここで、電子デバイスとは、完成品に限らず、完成品から一部の構成を省略した半製品を含む。
例えば、第２工程では、レーザーアブレーション或いはドライエッチングによって、前記フレキシブル基板に開口を形成する。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、下面に導電部材を有する複数の電子デバイスと、複数の電子デバイスが上面に搭載されたフレキシブル基板と、フレキシブル基板の下面側に設けられた複数の配線と、を備え、フレキシブル基板は電子デバイスの下面に対応した位置に開口を有し、各配線は開口を介して対応する電子デバイスに接続された、電子デバイス実装体であって、各配線が、フレキシブル基板の下面側で当該フレキシブル基板の下面からの高さを変えて互いに電気的に分離するように、配設されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、強い荷重に脆い材料、例えばＰＺＴなどで成る圧電体をフレキシブル基板に対して強い荷重を利用して接合させることを行わないので、圧電体の破壊を防止することができる。これにより、Ａｕ−Ａｕ接合のような手間や調整を不要とすることができるので、歩留まりを向上させることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る超音波装置、（Ｂ）は第１実施形態の第１変形例に係る超音波装置、（Ｃ）は第１実施形態の第２変形例に係る超音波装置、（Ｄ）は第１実施形態の第３変形例に係る超音波装置、（Ｅ）は第１実施形態の第４変形例に係る超音波装置、（Ｆ）は第１実施形態の第５変形例に係る超音波装置、（Ｇ）は第２実施形態に係る超音波装置をそれぞれ示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ｂ）に示す超音波デバイスの平面図であり、（Ｂ）は図１（Ｂ）に示す超音波デバイスの底面図である。
【図３】図２（Ａ）に示す超音波デバイスのα１−α１線に沿った概略断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットの製造工程を示す図である。
【図５】（Ｆ）〜（Ｊ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットの製造工程を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する製造工程を示す図である。
【図７】（Ｆ）〜（Ｉ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【図８】（Ｊ）〜（Ｍ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【図９】（Ｎ）〜（Ｑ）は本発明の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る超音波デバイスの平面図である。
【図１１】図１０のα２−α２線に沿った超音波デバイスの概略断面図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットの製造工程を示す図である。
【図１３】（Ｆ）〜（Ｊ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットの製造工程を示す図である。
【図１４】（Ｋ）〜（Ｎ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットの製造工程を示す図である。
【図１５】（Ａ１）〜（Ｅ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【図１６】（Ｆ）〜（Ｉ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【図１７】（Ｊ）〜（Ｍ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【図１８】（Ｎ）及び（Ｏ）は本発明の他の実施形態に係るセンサユニットをフレキシブル基板に実装する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態の電子デバイス実装方法は、フレキシブル基板のように撓みやすい基板に微小な電子デバイスを実装する際に有用である。以下の説明では、血管内に挿入される極細径に形成されたカテーテル先端部に微細な超音波デバイスを搭載した超音波装置を例に説明する。
先ず、（Ａ）先端部に超音波デバイスを備えた超音波装置の概要について説明し、次に（Ｂ）超音波振動子をフレキシブル基板に実装した超音波デバイスの構造について説明し、さらに（Ｃ）超音波振動子をフレキシブル基板に実装する方法について説明する。また、（Ｃ）の実装方法では、（Ｃ−１）電子デバイスとしてのセンサユニットの作製手順と、（Ｃ−２）センサユニットをフレキシブル基板への実装の手順とを説明する。
【００１６】
（Ａ）超音波装置の概要
図１（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る超音波装置１００の斜視図である。
この超音波装置１００は、円筒状のカテーテル１１０と、このカテーテル１１０内を挿通するガイドワイヤ１２０と、このガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられ超音波の送信及び受信を行う超音波デバイス１と、を備えている。
【００１７】
この超音波装置１００は、カテーテル１１０やガイドワイヤ１２０の進行方向ではなく、側面方向を観察するイメジャー、つまり側方視超音波内視鏡として機能する。このため、超音波装置１００は、超音波がガイドワイヤ１２０の径方向へ向けて送信されるようガイドワイヤ１２０の側面１２１に超音波デバイス１を取り付けている。
【００１８】
超音波デバイス１は、ガイドワイヤ１２０の側面に取り付けられるフレキシブル基板１０と、フレキシブル基板１０上に設けられ当該フレキシブル基板１０の面が臨むガイドワイヤ１２０の径方向へ超音波を送信する及びその反射を受信するセンサユニット２０とを備えている。
【００１９】
この超音波装置１００は、超音波デバイス１がカテーテル１１０によって覆われないようカテーテル１１０の先端からガイドワイヤ１２０の先端部を突出させた状態で使用に供される。なお、このフレキシブル基板１０には配線が設けられ、この配線は図示することを省略する制御装置からガイドワイヤ１２０に沿って配策されたケーブル（図示省略）に接続されている。そして、制御装置は、センサユニット２０からの電気信号を、データ処理によって例えば画像に変換する。
【００２０】
この超音波装置では、図１（Ａ）に示すようにガイドワイヤ１２０を回転させることで、超音波を照射する方向を変えて異なる生体部位を観察することができる。
【００２１】
図１（Ｂ）は本発明の第１実施形態の第１変形例に係る超音波装置１０１の斜視図である。第１実施形態の超音波装置１００と同様の構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
この超音波装置１０１は、カテーテル１１０と、ガイドワイヤ１２０と、このガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられた超音波デバイス１Ａと、を備えている。
【００２２】
この超音波装置１０１は、超音波デバイス１がカテーテル１１０によって覆われないようカテーテル１１０の先端をガイドワイヤ１２０の先端部から突出させた状態で、センサユニット２０から超音波を送信し返ってくる信号を基に血液の速さを計測する、つまりドップラ血流速センサとして機能する。
【００２３】
このため、超音波デバイス１Ａは、ガイドワイヤの長手方向に沿って二つのセンサユニット２０を距離を置いてフレキシブル基板１０に設けている。つまり血管内を流れる上流側と下流側とに位置するよう、二つのセンサユニット２０がフレキシブル基板１０上に配置されている。制御装置は、センサユニット２０からの電気信号をデータ処理して例えば血液の速さを計算する。
【００２４】
図１（Ｃ）は本発明の第１実施形態の第２変形例に係る超音波装置１０２の斜視図である。第１実施形態の超音波装置１００等と同様の構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
この超音波装置１０２は、カテーテル１１０と、ガイドワイヤ１２０と、このガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられた超音波デバイス１と、を備えている。
【００２５】
この超音波装置１０２は、超音波デバイス１がカテーテル１１０によって覆われないようカテーテル１１０の先端をガイドワイヤ１２０の先端部から突出させた状態で、超音波を２方向に送信して、血管の直径を計測する、つまり血管径計測センサとして機能する。
【００２６】
このため、超音波装置１０２は超音波デバイス１を二つ備え、一方の超音波デバイス１が超音波をガイドワイヤ１２０の径方向へ向けて送信するようガイドワイヤ１２０の側面１２１に取り付けられ、この取付位置からガイドワイヤ１２０の軸周りに１８０度回転した位置に他方の超音波デバイス１が設けられている。制御装置は、センサユニット２０からの電気信号をデータ処理して血管の直径を計算する。
【００２７】
図１（Ｄ）は本発明の第１実施形態の第３変形例に係る超音波装置１０３の斜視図である。第１実施形態の超音波装置１００等と同様の構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
この超音波装置１０３は、カテーテル１１０と、ガイドワイヤ１２０と、このガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられた超音波デバイス１Ｂと、を備えている。
【００２８】
この超音波装置１０３は、カテーテル１１０やガイドワイヤ１２０の進行方向を観察するイメジャー、つまり前方視超音波内視鏡として機能する。このため、超音波装置１０３は、超音波がガイドワイヤ１２０の進行方向へ向けて送信されるようガイドワイヤ１２０の先端面に超音波デバイス１Ｂを取り付けている。
【００２９】
超音波デバイス１Ｂでは、フレキシブル基板１０がガイドワイヤ１２０の先端面を覆うように折り曲げられて形成されており、センサユニット２０がガイドワイヤ１２０の進行方向を臨むようにフレキシブル基板１０に取り付けられている。制御装置は、センサユニット２０からの電気信号をデータ処理して画像に変換する。
【００３０】
図１（Ｅ）は本発明の第１実施形態の第４変形例に係る超音波装置１０４の斜視図である。第１実施形態の超音波装置１００等と同様の構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
この超音波装置１０４は、カテーテル１１０と、ガイドワイヤ１２０と、このガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられた超音波デバイス１Ｃと、を備えている。
【００３１】
この超音波装置１０４は、カテーテル１１０やガイドワイヤ１２０の進行方向へ向けて超音波を送信して返ってくる超音波を受信して血液の速さを計測する、つまり血流速センサとして機能する。このため、超音波装置１０４は、超音波がガイドワイヤ１２０の進行方向へ向けて送信されるようガイドワイヤ１２０の先端面に超音波デバイス１Ｃを取り付けている。
【００３２】
超音波デバイス１Ｃでは、フレキシブル基板１０の一部がガイドワイヤ１２０の先端面を覆うようにＬ字型に折り曲げられて形成されており、センサユニット２０がガイドワイヤ１２０の進行方向を臨むようにフレキシブル基板１０に取り付けられている。制御装置は、センサユニット２０からの電気信号を基に、データ処理によって血液の速さを計算する。
【００３３】
図１（Ｆ）は本発明の第１実施形態の第５変形例に係る超音波装置１０５の斜視図である。第１実施形態の超音波装置１００等と同様の構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
この超音波装置１０５は、カテーテル１１０と、ガイドワイヤ１２０と、このガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられた超音波デバイス１Ｄと、を備えている。
【００３４】
この超音波装置１０５は、カテーテル１１０やガイドワイヤ１２０の進行方向と、ガイドワイヤ１２０の径方向に沿った２つの側面方向とに向けて超音波を送信して返ってくる超音波を受信して血液の流量を計測する、つまり血流量計測センサとして機能する。
【００３５】
超音波デバイス１Ｄでは、フレキシブル基板１０の先端面と、それに隣接する側面の２箇所とを覆うように、フレキシブル基板がコ字型に折り曲げられて形成されている。具体的には、フレキシブル基板１０は、３つの小片部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃをコ字型に連結して成る。センサユニット２０は各小片部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ上に設けられ当該小片部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの面が臨む方向へ超音波を送信し返ってくる超音波を受信する。制御装置は、各センサユニット２０からの電気信号をデータ処理して血流量を計算する。
【００３６】
図１（Ｇ）は本発明の第２実施形態に係る超音波装置１５０の斜視図である。第１実施形態の超音波装置１００等と同様の構成には、同じ符号を付してその説明を省略する。
この超音波装置１５０は、超音波デバイス２がシート状に構成されており、例えば患者の手首に貼付して使用に供され、患者の脈を計測する。このため、超音波デバイス２は、患者の皮膚の動きに従動するフレキシブル基板１０と、このフレキシブル基板１０に実装された複数のセンサユニット２０と、を備えている。制御装置は、各センサユニット２０からの電気信号を基に、データ処理によって患者の脈を計測する。
【００３７】
（Ｂ）超音波デバイスの構造について
以下、超音波デバイスの構造として図１（Ｂ）に示す超音波デバイス１Ａを例に説明するが、他の超音波デバイス１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄも超音波デバイス１Ａと同様である。
図２（Ａ）は図１（Ｂ）に示す超音波デバイス１Ａの平面図であり、図２（Ｂ）は図１（Ｂ）に示す超音波デバイス１Ａの底面図である。図３は図２（Ａ）に示す超音波デバイス１Ａのα１−α１線に沿った概略断面図である。
【００３８】
超音波デバイス１Ａは、ガイドワイヤ１２０の先端部に取り付けられた状態で血管内に挿入され、超音波を発振して血液の流速を計測する。このため、超音波デバイス１Ａは、下面がガイドワイヤ１２０の側面に接合されるフレキシブル基板１０と、フレキシブル基板１０の上面１１に実装され超音波の送信及び受信を行う２つのセンサユニット２０と、フレキシブル基板１０の下面１２に形成されセンサユニット２０に接続された配線パターン３０と、を備えている。
【００３９】
フレキシブル基板１０は、絶縁性の樹脂で細幅の板片状に形成されている。図２（Ａ）に示すように、長手方向の一方の端部１０Ｆ側に、２つの超音波センサユニット２０を取り付ける領域が設けられている。一方の端部１０Ｆ側に近接した第１取付領域２１０と、この第１取付領域２１０より他方の端部１０Ｅ側寄りの位置に第２取付領域２２０とが、設けられている。第１取付領域２１０と第２取付領域２２０とには、図２（Ａ）に示すように、配線パターン３０への接続用の開口２１１，２２１が形成されている。また、後方の端部１０Ｅ側には、グランド用の開口２３０が形成されている。
【００４０】
本実施形態のフレキシブル基板１０は、具体的には、長さ１１．７ｍｍ、幅０．８ｍｍに形成されている。さらに、フレキシブル基板１０では、長手方向の一方の端部１０Ｆから他方の端部１０Ｅ側へ０．２ｍｍ距離を置いた位置に第１取付領域２１０が設けられ、この第１取付領域２１０から他方の端部１０Ｅ側へ１．５ｍｍ距離を置いた位置に第２取付領域２２０が設けられている。また、第１取付領域２１０から離れた位置に第２取付領域２２０を設けるのは、後述するように、二つのセンサユニット２０を利用して、血液の流速を測るために、二つの超音波振動子を備える必要があるからである。第１取付領域２１０と第２取付領域２２０とは、図１（Ａ）に示す幅０．８ｍｍ、長さ１．５ｍｍのセンサユニット２０が取り付けられる。
【００４１】
２つのセンサユニット２０に関して、以下、両者を区別するため、一方を第１センサユニット２１と呼び、他方を第２センサユニット２２と呼ぶ。
【００４２】
第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とは、それぞれ、図３に示すように、フレキシブル基板１０の上面１１に形成された枠部２５と、枠部２５の内側に設けられたバッキング部２６と、バッキング部２６の上面に設けた超音波振動子２７と、を備えている。
【００４３】
枠部２５はフレキシブル基板１０の上面１１に矩形の枠型に形成されている。本実施形態では、枠部２５はエポキシ樹脂で１００μｍ〜２００μｍ程度の高さに形成されている。第１センサユニット２１と第２センサユニット２２の各枠部２５は、図２（Ａ）に示す第１取付領域２１０と第２取付領域２２０との外周縁に沿って形成されている。なお、図３は模式的な断面図であるため、図２に示す構造と図３に示す構造とは寸法の比率が相違している。
【００４４】
バッキング部２６は、タングステンを混ぜたエポキシ樹脂を枠部２５の内側に充填して形成されている。このバッキング部２６は、超音波振動子２７から発振する超音波を短パルスとするための部材であるが、強度に脆い超音波振動子２７をフレキシブル基板１０に取り付ける際に、超音波振動子２７に加わる荷重を吸収する役割も果たしている。
【００４５】
超音波振動子２７は、圧電体２７Ａを表側電極２７Ｂと裏側電極２７Ｃとで挟んで構成されている。圧電体２７ＡにはＰＺＴのほか、圧電特性に優れ音響インピーダンスが生体の値に近い圧電単結晶のＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸チタン酸亜鉛）を用いることが好ましい。表側電極２７Ｂは、図示するように、超音波振動子２７毎に分断されておらず共通電極となっているが、裏側電極２７Ｃは超音波振動子２７毎に分離されている。
【００４６】
さらに、バッキング部２６の側面からバッキング部２６の下面に亘って導電層２９が設けられている。この導電層２９はバッキング部２６の上面に接する裏側電極２７Ｃに電気的に接続されている。
【００４７】
第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とを構成する各導電層２９は、図３に示すように、フレキシブル基板１０に形成された開口２１１，２２１で一部が露呈しており、これらの開口２１１，２２１に現れた導電層２９の部位に電気的に接続するよう配線パターン３０がフレキシブル基板１０の下面１２に設けられている。第１センサユニット２１の導電層２９に繋がる配線３１が第２センサユニット２２の導電層２９に繋がる配線３２と電気的に分離するように、配線３１と配線３２とはフレキシブル基板１０の下面１２で距離を置いて設けられている。
【００４８】
さらに、本実施形態では、支持部２８が枠部２５と超音波振動子２７との外側に設けられている。この支持部２８はフレキシブル基板１０から超音波振動子２７が剥離することを防止するよう超音波振動子２７を支持する。この支持部２８は例えば絶縁性の樹脂剤が固化して構成されている。絶縁性の樹脂剤としては、ポリイミド系の樹脂を利用することができるが、感光性のある全芳香族ポリイミド前躯体の溶液に限定されるものではないことは勿論である。
【００４９】
（Ｃ）超音波振動子のフレキシブル基板への実装方法について
本発明の実施形態に係る実装方法は、以下のステップＡ１〜Ａ３を備えている。
ステップＡ１：  第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とをフレキシブル基板１０の上面１１に絶縁性の樹脂剤で接着するステップ。
ステップＡ２：  フレキシブル基板１０の下面１２側に、第１センサユニット２１と第２センサユニット２２の下面の導電層２９が部分的に現れるよう、フレキシブル基板１０の下面１２側から開口２１１，２２１を形成するステップ。
ステップＡ３：  第１センサユニット２１及び第２センサユニット２２の各導電層２９と電気的に接続するように、フレキシブル基板１０の下面１２に金属層を堆積させて配線パターン３０を形成するステップ。なお、予め配線パターンが形成されたフレキシブル基板を用い、上記のステップＡ３において開口周辺に金属層を堆積させて配線パターンと導電層２９とを電気的に接続してもよい。
【００５０】
以下、図４及び図５に基づいて第１センサユニット２１、第２センサユニット２２の製造方法について説明し、図６〜図９に基づいて第１センサユニット２１及び第２センサユニット２２をフレキシブル基板１０に実装する手順について説明する。
【００５１】
（Ｃ−１）電子デバイスとしてのセンサユニットの作製手順
第１センサユニット２１と第２センサユニット２２との作製工程は以下の通りである。
図４及び図５は第１センサユニット２１と第２センサユニット２２の作製工程を示す図である。
先ず、図４（Ａ）に示すように、用意した圧電体２７Ａの下面に、レジストを塗布してフォトリソグラフィーによってパターンを形成して枠部２５を形成する（図４（Ｂ））。
【００５２】
次に、枠部２５を有する圧電体２７Ａの下面全体にＡｕめっき層３０１を形成する（図４（Ｃ））。なお、図示を省略するが、Ａｕめっき層３０１は、圧電体２７Ａの下面全体に形成されたＡｕ／Ｃｒ層上に形成されている。本実施形態では、Ａｕ／Ｃｒ層を５μｍ程度の厚みに形成する。このＡｕ／Ｃｒ層はＣｒ層とその上に形成されたＡｕ層とで構成される。このＡｕ／Ｃｒ層の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。これらのＡｕ／Ｃｒ層とＡｕめっき層３０１とは、超音波振動子２７の裏側電極２７Ｃ及び導電層２９の一部を構成する。
【００５３】
次に、枠部２５で囲われる領域Ｓ１に接合時の荷重を吸収等する機能のバッキング材３０２を充填する（図４（Ｄ））。バッキング材３０２を充填後、図４（Ｅ）に示すように、圧電体２７Ａの下面に存在する不要なＡｕめっき層３０１及びＡｕ／Ｃｒ層をエッチングによって除去する。
【００５４】
さらに、図５（Ｆ）に示すように圧電体２７Ａの下面側にエポキシ樹脂３０３を塗布した後、図５（Ｇ）に示すように不要なバッキング材３０２と枠部２５とを研磨等で除去する。これにより、バッキング部２６と枠部２５との境界部分に設けられたＡｕめっき層３０１が部分的に面出ししたバッキング材３０２の下面に隣接して現れることになる。
【００５５】
次に、図５（Ｈ）に示すように、ＰＭＮ−ＰＴで成る圧電体２７Ａの上面を例えば、厚さが９０μｍ程度になるよう研磨する。
次に、図５（Ｉ）に示すように、Ａｕめっき層３０１が現れたバッキング部２６の下面に、Ｃｒ層とＡｕ層とを順に形成して成るＡｕ／Ｃｒ層３０４を形成する。Ａｕ／Ｃｒ層３０４の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。なお、バッキング部２６の下面側に形成されたＡｕ／Ｃｒ層３０４は導電層２９の一部となる。また、図ではＡｕ／Ｃｒ層３０４を簡略して表している。
【００５６】
次に、図５（Ｊ）に示すように、各枠部２５周りを境界として、余剰部分を削除する。このようにして得られた素子は、表側電極２７Ｂ（図３）を備えていない第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とに相当する。以下の説明で、表側電極２７Ｂを備えていない第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とを、それぞれ第１中間ユニット２１′、第２中間ユニット２２′と呼ぶ。図５では省略するが、第１中間ユニット２１′、第２中間ユニット２２′をフレキシブル基板１０に取り付けた状態で、表側電極２７Ｂを圧電体２７Ａの上面に形成することで、第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とが完成する。
【００５７】
（Ｃ−２）センサユニットをフレキシブル基板に実装する手順
次に、このように作製した第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とをフレキシブル基板１０へ搭載する手順について説明する。
図６（Ａ）に示すように、フレキシブル基板１０の下面側の全体に、Ｃｒ層３１１を形成する。フレキシブル基板１０としては、厚さ２５μｍ或いは５０μｍ程度のポリイミドフィルムを利用することができる。Ｃｒ層３１１の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。
【００５８】
次に、図６（Ｂ）に示すように、レジスト３１２をＣｒ層３１１の上に塗布して、さらにその上にレジスト３１２を塗布する。そして、図６（Ｃ）に示すようにレジスト３１２を図示省略するマスクを介して露光し、その後現像して、第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とをフレキシブル基板１０上にボンディングする際の位置決め用のパターンを形成する。つまり、ボンディングの位置のパターニングを行う。次に、図６（Ｄ）に示すように不要なＣｒ層３１１をエッチングによって除去し、さらに図６（Ｅ）に示すようにレジスト３１２を除去することで素子ボンディング位置決め用パターン３１３が形成される。
【００５９】
次に、図７（Ｆ）に示すようにフレキシブル基板１０の上面に、絶縁性の樹脂剤３１５を塗布する。そして、この絶縁性樹脂で薄膜を形成する。本実施形態では、ポリイミドフィルムを製膜する。薄膜が半乾き状態のときに、この薄膜の上から第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とを、素子ボンディング位置決め用パターン３１３を利用してフレキシブル基板１０の第１取付領域２１０と第２取付領域２２０とに載せる（図７（Ｇ））。
【００６０】
このときフリップチップボンダーを利用して、第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とをフレキシブル基板１０に重ね合わせた状態で、それらに荷重を加えつつ超音波ホーンを介して超音波によって振動を与えて、絶縁性樹脂の薄膜を部分的に溶かし、第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とをフレキシブル基板１０に取り付ける。
【００６１】
本実施形態で利用する絶縁性樹脂として光感光性を有する樹脂剤を利用するが、絶縁性樹脂として光感光性のない例えばポリイミドフィルムを利用して、通常のレジストと組み合わせてパターンニングが行われてもよい。
【００６２】
さらに、第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とを含むフレキシブル基板１０の上面に絶縁性の樹脂剤３１５を塗布して（図７（Ｈ））、３０分間、２３０度の熱を加える処理を行うことで、樹脂剤３１５が硬化して第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とを囲繞する樹脂膜３１６が形成される。この樹脂膜３１６によって第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′とがフレキシブル基板１０に固定される（図７（Ｉ））。
【００６３】
次に、図８（Ｊ）に示すように第１中間ユニット２１′と第２中間ユニット２２′との上面を覆う樹脂膜３１６を研磨して、圧電体２７Ａの上面の面出しを行う。
【００６４】
続いて、図８（Ｋ）に示すように、フレキシブル基板１０に部分的に開口２１１，２２１，２３０を形成する。開口２１１は、第１中間ユニット２１′の下面に形成された導電層２９が一部現れるように形成する。第２中間ユニット２２′用の開口２２１も同様である。また、グランド用の開口２３０も形成する。
【００６５】
本実施形態では、これらの開口２１１，２２１，２３０の形成には、レーザーアブレーションやドライエッチングなどを利用することができる。なお、このとき、フレキシブル基板１０の融点が導電層２９や圧電体２７Ａよりも低いため、フレキシブル基板１０にだけ部分的に開口を形成することができる。
【００６６】
次に、フレキシブル基板１０の下面にＣｒ層とＡｕ層とを順に形成して成るＡｕ／Ｃｒ層を構成する（図８（Ｌ））。具体的には、基板１０の下面にＣｒ層３２１Ａを形成する。この際、素子ボンディング位置決め用パターン３１３（図８（Ｋ））を構成するＣｒ層はＣｒ層３２１Ａに取り込まれる。このＣｒ層３２１ＡにＡｕ層３２１Ｂが積層している。
Ａｕ層３２１Ｂの形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。
さらに、Ａｕ層３２１Ｂの上にレジスト３２２を塗布した後（図８（Ｍ））、図示を省略するマスクを利用してレジスト３２２を部分的に露光し、その後現像して、エッチング用マスクとしてレジスト３２２を形成する（図９（Ｎ））。つまり配線３１，３２を形成するためのパターニングを行う。さらに不要なＣｒ層３２１Ａ及びＡｕ層３２１Ｂをエッチングによって除去する（図９（Ｏ））。次に、エッチングマスクとしてのレジスト３２２をアセトンなどの有機溶剤により除去する（図９（Ｐ））。
【００６７】
次に、図９（Ｑ）に示すように、フレキシブル基板１０の上面にＡｕ／Ｃｒ層３２５を形成して、表側電極２７Ｂを形成する。このＡｕ／Ｃｒ層３２５は、前述の図８（Ｌ）のＡｕ／Ｃｒ層、つまりＣｒ層３２１Ａの上にＡｕ層３２１Ｂを積層した構造と同様に構成されるが、図９（Ｑ）を含む以後の図面では、Ａｕ／Ｃｒ層を模式的に一つの層で表す。Ａｕ／Ｃｒ層の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。これにより、フレキシブル基板１０上に第１センサユニット２１と第２センサユニット２２の搭載が完了する。
【００６８】
このように、本実施形態に係る第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とをフレキシブル基板１０へ搭載する方法によれば、強い荷重に脆い材料、つまりＰＺＴなどで成る圧電体２７Ａをフレキシブル基板１０に対して強い荷重を利用して接合させることを行わないので、圧電体２７Ａの破壊を防止することができる。これにより、Ａｕ−Ａｕ接合方式のような手間や調整を不要とすることができるので、歩留まりを向上させることが期待できる。
【００６９】
次に、他の超音波デバイスの構造例について説明する。
図１０は本発明の他の実施形態に係る超音波デバイス３の平面図であり、図１１は図１０のα２−α２線に沿った超音波デバイス３の概略断面図である。前述の超音波デバイス１Ａの構成と同様のものには同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
超音波デバイス３は、ガイドワイヤ１２０（図１参照）の先端部に取り付けられた状態で血管内に挿入され、超音波を発振し、照射方向を観察するイメジャー、つまり超音波内視鏡として機能する。このため、超音波デバイス３は、下面側がガイドワイヤ１２０の側面に接合されるフレキシブル基板１０′と、フレキシブル基板１０′の上面１１′に実装され超音波の送信及び受信を行うセンサユニット２０′と、フレキシブル基板１０′の下面１２′に形成されセンサユニット２０′に接続された配線パターン３０′と、を備えている。
【００７１】
フレキシブル基板１０′は、絶縁性の樹脂で、例えば細幅の板片状に形成されている。このフレキシブル基板１０′には図１１に示すように、開口４１１が形成されている。本実施例のフレキシブル基板１０′は、例えば長さ７．５ｍｍ、幅２．５ｍｍ程度に形成されている。このフレキシブル基板１０′の上面に図１０及び図１１に示す幅２．４ｍｍ、長さ２．４ｍｍのセンサユニット２０′が取り付けられる。
【００７２】
センサユニット２０′は、図１１に示すように、フレキシブル基板１０′の上面１１′に形成された収容部４５と、収容部４５によってフレキシブル基板１０′上に支持される複数のバッキング部２６と、各バッキング部２６の上面に設けた超音波振動子２７と、を備えている。
【００７３】
収容部４５はフレキシブル基板１０′の上面１１′に円盤状に形成されている。具体的には、図１０及び図１１に示すように、収容部４５は中央に開口４５Ａを備えている。この開口４５Ａはフレキシブル基板１０′の開口４１１と重なり、これらの開口４５Ａ，４１１が連続して一つの貫通孔を形成する。さらに、収容部４５は、開口４５Ａを中心として、放射状に配列した複数の取付穴４５Ｂを有する。図１０では、超音波振動子２７の表示を省略しており、符号４５Ｂの引き出し線で特定した部分が取付穴４５Ｂを表している。本実施例では、収容部４５は１００μｍ〜２００μｍ程度の高さに形成されている。収容部４５は例えば絶縁性の樹脂剤が硬化して構成される。例えばポリイミド系の樹脂を利用することができるが、感光性のある全芳香族ポリイミド前躯体の溶液に限定されるものではないことは勿論である。
【００７４】
バッキング部２６は、タングステンを混ぜたエポキシ樹脂を収容部４５の取付穴４５Ｂ（図１０参照）内に充填して形成されている。このバッキング部２６は、超音波振動子２７から発振する超音波を短パルスとするための部材であるが、強度に脆い超音波振動子２７をフレキシブル基板１０′に取り付ける際に、超音波振動子２７に加わる荷重を吸収する役割も果たす。
【００７５】
各超音波振動子２７は、圧電体２７Ａを表側電極２７Ｂと裏側電極２７Ｃとで挟んで構成されている。圧電体２７ＡにはＰＺＴのほか、圧電特性に優れ音響インピーダンスが生体の値に近い圧電単結晶のＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸チタン酸鉛）を用いることが好ましい。表側電極２７Ｂは、図示するように、超音波振動子２７毎に分断されておらず共通電極となっているが、裏側電極２７Ｃは超音波振動子２７毎に分離されている。
【００７６】
本実施形態では、各超音波振動子２７が図１０に示す取付穴４５Ｂの位置と同じ位置にそれぞれ配置される。具体的には、収容部４５の開口４５Ａを中心とした仮想の円Ｃ１と、この円Ｃ１よりも半径の小さい仮想の円Ｃ２とを想定した場合、超音波振動子２７は、外側の円Ｃ１に沿って円環状に配置される第１グループと、内側の円Ｃ２に沿って円環状に配置された第２グループと、に分類される。第１グループと第２グループとにおいて、各超音波振動子２７は開口４５Ａまわりに等角度間隔に設けられている。
【００７７】
さらに、本実施形態では、隣り合う圧電体２７Ａ同士を電気的に分離するために、圧電体２７Ａ同士の間に第１分離部２８Ａが設けられている。この第１分離部２８Ａは、絶縁性の樹脂で形成されている。さらに、本例では図１１に示すように、第２グループに属する超音波振動子２７の外側に、第２分離部２８Ｂが設けられている。この第２分離部２８Ｂは、第１分離部２８Ａと同じ樹脂材料で構成されている。例えばエポキシ樹脂を利用することができる。
【００７８】
さらに、各バッキング部２６の側面からバッキング部２６の下面に亘って導電層２９が設けられている。この導電層２９はバッキング部２６の上面に接する裏側電極２７Ｃに電気的に接続されている。
【００７９】
センサユニット２０′を構成する各導電層２９では、図１１に示すように、フレキシブル基板１０′に形成された開口４２１に重なる部分がフレキシブル基板１０′で覆われない。これらの開口４２１に対応した位置の導電層２９に電気的に接続するよう配線パターン３０′がフレキシブル基板１０′の下面１２′側に設けられている。配線パターン３０′として、第１配線パターン３１′、第２配線パターン３２′及び第３配線パターン３３′が設けられている。
【００８０】
第１グループの超音波振動子２７と接続する第１配線パターン３１′は、フレキシブル基板１０′の下面１２′に形成されている。第１配線パターン３１′を構成する各配線３１Ａ′同士は互いに電気的に分離している。各配線３１Ａ′は第１グループの超音波振動子２７の直下に形成された開口４２１を介して、一つの超音波振動子２７の導電層２９と繋がっている。
【００８１】
第２グループの超音波振動子２７と接続する第２配線パターン３２′は、上記の第１配線パターン３１′と異なる面内、つまり第１配線パターン３１′が設けられるフレキシブル基板１０′の下面１２′上に形成されてはいない。具体的には、フレキシブル基板１０′の下面１２′に形成された第１配線パターン３１′は絶縁性の第１樹脂層３５で覆われていて、この第１樹脂層３５の下面に第２配線パターン３２′が形成されている。配線パターン３２′を構成する各配線３２Ａ′同士は互いに電気的に分離している。各配線３２Ａ′は第２グループの超音波振動子２７の直下に形成された開口４２１を介して、一つの超音波振動子２７の導電層２９と繋がっている。
【００８２】
さらに、本実施形態では、第１樹脂層３５の下面３５Ａに形成された第２配線パターン３２′は絶縁性の第２樹脂層３６で覆われていて、この第２樹脂層３６の下面３６Ａに第３配線パターン３３′が形成されている。この第３配線パターン３３′はフレキシブル基板１０′に形成された開口４１１を介して表側電極２７Ｂに接続されている。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、第１樹脂層３５と第２樹脂層３６とを区別するが、これらは同じ樹脂材料で構成されてもよい。
【００８３】
このように第１配線パターン３１′と第２配線パターン３２′とは、第１樹脂層３５と第２樹脂層３６とで覆われるので、各第１配線パターン３１′と第２配線パターン３２′とを引き出すための開口３７が第１樹脂層３５と第２樹脂層３６とを貫通するように形成されている。これらの各開口３７の内壁を通って、第２樹脂層３６の下面３６Ａに、第１配線パターン３１′の各配線３１Ａ′と第２配線パターン３２′の各配線３２Ａ′とが引き出されている。なお、各配線３１Ａ′，３２Ａ′が干渉しないよう各開口３７の位置が選定されている。
【００８４】
本実施例の超音波デバイス３を製造する手順について、以下説明する。
超音波デバイス３の製造方法は、以下のステップＢ１〜Ｂ３を備えている。
ステップＢ１：  センサユニット２０′をフレキシブル基板１０′の上面１１′に絶縁性の樹脂剤で接着するステップ。
ステップＢ２：  センサユニット２０′の下面、具体的には導電層２９が部分的に現れるよう、フレキシブル基板１０′の下面１２′に開口４２１を形成するステップ。このとき、フレキシブル基板１０′にはセンサユニット２０′の開口４５Ａと繋がる開口４１１が形成される。
ステップＢ３：  フレキシブル基板１０′の下面１２′側で、第１グループの超音波振動子２７と接続する第１配線パターン３１′と、第２グループの超音波振動子２７と接続する第２配線パターン３２′とを、電気的に分離するように、フレキシブル基板１０′の下面１２′からの高さを変えて、配設するステップ。
【００８５】
以下、図１２〜図１４に基づいてセンサユニット２０′の製造方法について説明し、図１５〜図１８に基づいてセンサユニット２０′をフレキシブル基板１０′に実装する手順について説明する。
【００８６】
センサユニット２０′の作製工程は以下の通りである。
先ず、図１２（Ａ）に示すように、用意した圧電体２７Ａの下面に、レジスト５５を塗布してフォトリソグラフィーによってパターンを形成して、取付穴４５Ｂを備えた収容部４５を形成する（図１２（Ｂ））。
【００８７】
次に、収容部４５を有する圧電体２７Ａの下面全体にＡｕめっき層４０１を形成する（図１２（Ｃ））。なお、図示を省略するが、Ａｕめっき層４０１は、圧電体２７Ａの下面全体に形成されたＡｕ／Ｃｒ層上に形成されている。本実施形態では、Ａｕ／Ｃｒ層を５μｍ程度の厚みに形成する。このＡｕ／Ｃｒ層はＣｒ層とその上に形成されたＡｕ層とで構成される。このＡｕ／Ｃｒ層の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。これらのＡｕ／Ｃｒ層とＡｕめっき層４０１とは、超音波振動子２７の裏側電極２７Ｃ及び導電層２９（図１１参照）の一部を構成する。
【００８８】
次に、収容部４５の取付穴４５Ｂの領域Ｓ１′に圧電体２７Ａをフレキシブル基板１０′に接合する時の荷重を吸収等する機能のバッキング材４０２を充填する（図１２（Ｄ））。バッキング材４０２を充填後、図１２（Ｅ）に示すように、不要なバッキング材４０２と収容部４５とを研磨等で除去する。これにより、バッキング部２６と収容部４５との境界部分に設けられたＡｕめっき層４０１が、部分的に面出ししたバッキング材４０２の下面に隣接して現れることになる。
【００８９】
次に、Ａｕめっき層４０１が現れたバッキング部２６の下面側の全体に、図１３（Ｆ）に示すように、Ｃｒ層とＡｕ層とを順に形成して成るＡｕ／Ｃｒ層４０４を形成する。Ａｕ／Ｃｒ層４０４の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。なお、バッキング部２６の下面側に形成されたＡｕ／Ｃｒ層４０４は導電層２９（図１１参照）の一部となる。
【００９０】
次に、ポジレジスト４１２をＡｕ／Ｃｒ層４０４の上に塗布して、図１３（Ｇ）に示すようにポジレジスト４１２のパターニングを行う。具体的には、ポジレジスト４１２を図示を省略するマスクを介して露光し、その後現像して導電層２９に対応したパターンに形成する。次に、図１３（Ｈ）に示すように不要なＡｕ／Ｃｒ層４０４をエッチングによって除去し、さらに図１３（Ｉ）に示すようにポジレジスト４１２を除去することで導電層２９が形成される。
【００９１】
次に、図１３（Ｊ）に示すように、ＰＭＮ−ＰＴで成る圧電体２７Ａの上面を研磨する。例えば、厚さが９０μｍ程度になるよう研磨する。
【００９２】
続いて、圧電体２７Ａの上面全域にレジストとして機能するテープ４１３を貼付し、図１４（Ｋ）に示すようにテープ４１３を図示を省略するマスクを介して露光し、その後現像して、テープ４１３のパターニングを行う。具体的には、各超音波振動子２７同士を区切るための第１樹脂部２８Ａ及び第２樹脂部２８Ｂが配設される領域を除いて、テープ４１３が圧電体２７Ａの上面に設けられる。
【００９３】
そして、図１４（Ｌ）に示すように、サンドブラストによってテープ４１３で被覆されていない圧電体２７Ａの上面に研磨材（図示省略）を吹き付けて、圧電体２７Ａの上面側から収容部４５へ向けて凹んだ溝部４５Ｃを形成する。この溝部４５Ｃによって、各バッキング部２６上の圧電体２７Ａが分離される。圧電体２７Ａの分離作業が終了したら、図１４（Ｍ）に示すようにテープ４１３を除去し、図１４（Ｎ）に示すように溝部４５Ｃに絶縁性の樹脂７０を詰める。この樹脂７０が硬化して、第１樹脂部２８Ａ及び第２樹脂部２８Ｂを構成する。
このようにして得られた素子は、表側電極２７Ｂを備えていないセンサユニット２０′に相当する。以下の説明で、表側電極２７Ｂを備えていないセンサユニット２０′を中間ユニット２０″と呼ぶ。図１４では省略するが、中間ユニット２０″をフレキシブル基板１０′に取り付けた状態で、表側電極２７Ｂを圧電体２７Ａの上面に形成することで、センサユニット２０′が完成する。
【００９４】
次に、図１５（Ａ１）に示すようにフレキシブル基板１０′の上面に、絶縁性の樹脂剤４１５を塗布する。そして、この絶縁性樹脂での薄膜４１５Ａを形成する。本実施形態では、ポリイミドフィルムを製膜する。薄膜が半乾き状態のときに、この薄膜４１５Ａの上から中間ユニット２０″を載せる（図１５（Ａ１））。なお、図１５（Ａ２）に示すように、予め配線パターン９０が形成されたフレキシブル基板１０Ｄを用いてもよい。
【００９５】
本実施形態で利用する絶縁性樹脂として感光性を有する樹脂剤を用いているが、絶縁性樹脂として感光性のない例えばポリイミドフィルムを利用してもよい。
【００９６】
次に、中間ユニット２０″をフレキシブル基板１０′の上面に載せた状態で、例えば３０分間、２３０度の熱を加える処理を行うことで、中間ユニット２０″まわりの樹脂剤４１５が硬化して薄膜４１５Ａを構成する。この薄膜４１５Ａによって中間ユニット２０″がフレキシブル基板１０′に固定される（図１５（Ｂ））。
【００９７】
次に、図１５（Ｃ）に示すように、フレキシブル基板１０′に部分的に開口４１１，４２１を形成する。開口４２１は、中間ユニット２０″の下面に形成された各導電層２９が一部現れるように形成する。開口４１１は、中間ユニット２０″の開口４５Ａと連続した貫通孔を構成するようにフレキシブル基板１０′に形成される。
【００９８】
本実施形態では、これらの開口４１１，４２１の形成には、レーザーアブレーションやドライエッチングなどを利用することができる。なお、このとき、フレキシブル基板１０′の融点が導電層２９や圧電体２７Ａよりも低いため、フレキシブル基板１０′にだけ部分的に開口４１１，４２１を形成することができる。
【００９９】
次に、フレキシブル基板１０′の下面１２′にＣｒ層とＡｕ層との順で積層して構成されるＡｕ／Ｃｒ層４３１を形成する（図１５（Ｄ））。このとき、第１グループの超音波振動子２７の導電層２９を部分的に露呈させるための開口の内面と、第２グループの超音波振動子２７の導電層２９を部分的に露呈させるための開口の内面にも、Ａｕ／Ｃｒ層４３１が形成される。Ａｕ／Ｃｒ層４３１の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。
さらに、Ａｕ／Ｃｒ層４３１の上に全面的にポジレジスト４４１を塗布した後、図示を省略するマスクを利用してポジレジスト４４１を部分的に露光し、その後現像して、ポジレジスト４４１のパターニングを行う（図１５（Ｅ））。具体的には、第１グループの各超音波振動子２７の導電層２９に接続される第１配線パターン３１′を形成するように、ポジレジスト４４１のパターンが形成される。このポジレジスト４４１は、第２グループの各超音波振動子２７の導電層２９を部分的に露呈する開口４２１に形成した金属層のエッチングによる除去を防止するためにも配置される。次に、不要なＡｕ／Ｃｒ層４３１のエッチングによる除去を行い、さらにポジレジスト４４１を除去する（図１６（Ｆ））。これにより第１配線パターン３１′が形成される。
【０１００】
次に、図１６（Ｇ）に示すようにフレキシブル基板１０′の下面１２′に形成された第１配線パターン３１′を覆うように、それらの下側から絶縁性の樹脂剤４５１（例えばフォトニース）を塗布する。そして、絶縁性の第１樹脂層３５を形成する。本実施形態では、第１樹脂層３５に対して、図示を省略するマスクを介して露光し、その後現像することで、第１樹脂層３５のパターニングを行う。このとき、第２グループの超音波振動子２７の導電層２９が部分的に露呈するための開口を有するように、第１樹脂層３５を形成する。さらに、第１樹脂層３５のパターンは、第１配線パターン３１′の一端部を露呈するための開口を有する。
【０１０１】
次に、第１樹脂層３５の下面３５ＡにＣｒ層とＡｕ層とを順に形成して成るＡｕ／Ｃｒ層４３２を形成する（図１６（Ｈ））。このとき、第２グループの超音波振動子２７の導電層２９を部分的に露呈させるための開口の内面と、第１配線パターン３１′の一端部を露呈させるための開口の内面にも、Ａｕ／Ｃｒ層４３２が形成される。Ａｕ／Ｃｒ層４３２の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。
【０１０２】
さらに、Ａｕ／Ｃｒ層４３２上に全面的にポジレジスト４４２を塗布した後、図示を省略するマスクを利用してポジレジスト４４２を部分的に露光し、その後現像することによって、ポジレジスト４４２のパターニングを行う（図１６（Ｉ））。具体的には、第２グループの各超音波振動子２７の導電層２９に接続される第２配線パターン３２′を形成するためのパターニングを行う。さらに、ポジレジスト４４２のパターンは、第１配線パターン３１′に接続する配線を形成するためにも利用される。パターニング後、不要なＡｕ／Ｃｒ層４３２のエッチングによる除去を行い、さらにポジレジスト４４２を除去する（図１７（Ｊ））。これにより第２配線パターン３２′が形成される。
【０１０３】
次に、図１７（Ｋ）に示すように第１樹脂層３５及び第２配線パターン３２′を下側からそれぞれ覆うように、絶縁性の樹脂剤４５２（例えばフォトニース）を塗布する。そして、この絶縁性樹脂剤を乾燥させて第２樹脂層３６を形成する。本実施形態では、第２樹脂層３６に対して、図示を省略するマスクを介して露光し、その後現像することで、第２樹脂層３６のパターニングを行う。具体的には、第２樹脂層３６の下面３６Ａから、第２グループの超音波振動子２７に接続した第２配線パターン３２′の一端部を露呈させ、さらに第１グループの超音波振動子２７に接続した第１配線パターン３１′の一端部を露呈させるよう、第２樹脂層３６は開口を備えて形成されている。
【０１０４】
次に、第２樹脂層３６の下面３６ＡにＣｒ層とＡｕ層とを順に積層してＡｕ／Ｃｒ層４３３を形成する（図１７（Ｌ））。この際、Ａｕ／Ｃｒ層４３３は、第１配線パターン３１′及び第２配線パターン３２′を部分的に露呈させるための開口の内面にも形成される。Ａｕ／Ｃｒ層４３３の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。
【０１０５】
さらに、Ａｕ／Ｃｒ層４３３の上に全面的にポジレジスト４４３を塗布した後、図示を省略するマスクを利用してポジレジスト４４３を部分的に露光及び現像し、ポジレジスト４４３のパターニングを行う（図１７（Ｍ））。具体的には、表側電極２７Ｂに接続される第３配線パターン３３′を形成するよう、ポジレジスト４４３のパターンを形成する。さらに、ポジレジスト４４３のパターンは、第１配線パターン３１′と第２配線パターン３２′とに接続する配線を形成するためにも利用される。パターニング後、不要なＡｕ／Ｃｒ層４３３のエッチングによる除去を行い、ポジレジスト４４３を除去する（図１８（Ｎ））。これにより第３配線パターン３３′と第１配線パターン３１′につながる配線３１Ｂと、第２配線パターン３２′につながる配線３２Ｂと、が形成される。この配線パターン３３′はグランド用に用いられる。第３配線パターン３３′と配線３１Ｂと配線３２Ｂとは、第２樹脂層３６の下面上で、電気的に分離している。
【０１０６】
次に、フレキシブル基板１０′の上面側の全域にＣｒ層とＡｕ層とを積層したＡｕ／Ｃｒ層４３４を形成する（図１８（Ｏ））。Ａｕ／Ｃｒ層４３４の形成には、スパッタリング、真空蒸着法などの薄膜成形方法を利用することができる。Ａｕ／Ｃｒ層４３４は配線パターン３３′に接続する。これにより、フレキシブル基板１０′上にセンサユニット２０′の搭載が完了する。
【０１０７】
このように、本実施形態に係るセンサユニット２０′をフレキシブル基板１０′へ搭載する方法によれば、強い荷重に脆い材料、つまりＰＺＴなどで成る圧電体２７Ａをフレキシブル基板１０′に対して強い荷重を利用して接合させていないので、圧電体２７Ａの破壊を防止することができる。これにより、Ａｕ−Ａｕ接合方式のような手間や調整を不要とし、歩留まりを向上させることが期待できる。
【０１０８】
さらに、フレキシブル基板１０′の上面１１′に複数の超音波振動子２７を設け、これらの裏側電極２７Ｃに、フレキシブル基板１０′を貫通した開口４２１を介して接続される配線３１Ａ′，３２Ａ′をフレキシブル基板１０′の下面側に設ける場合、本実施形態によれば、第１グループの超音波振動子２７に接続される配線３１Ａ′と、第２グループの超音波振動子２７に接続される配線３２Ａ′とが、フレキシブル基板１０′の下面１２′からの距離が異なる位置で接触しないように配置されているため、各配線３１Ａ′，３２Ａ′同士を電気的に分離することが容易である。
【０１０９】
本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
上記では、基板に電子デバイスを実装した後に基板底面側から電子デバイスを部分的に露呈させるための開口を形成するが、この開口を形成する際に基板に載せた電子デバイスは上記説明のように半製品に限定されものではなく、完成品であってもよいことは勿論である。
上記説明では、基板底面側の配線パターンがセンサユニット底面に形成された導電層に電気的に接続されているが、配線に接続される導電部材はこれに限らず、裏側電極であってもよい。
上記説明の数値は例示である。
上記説明では、電子デバイス実装体として、フレキシブル基板上にセンサユニットを搭載した超音波デバイスを例示したが、電子デバイス実装体は超音波デバイスに限定されるものではない。
例えば、フレキシブル基板に搭載するデバイスは、圧電素子に限定されるものではなく、下面に電極部を有する電子デバイスであればよく、集積回路やＣＭＯＳセンサ等であってもよい。また、電子デバイスから送信される波長は、超音波に限定されるものではない。
また、上記説明で、第１センサユニット２１と第２センサユニット２２とに支持部２８を設ける場合を説明したが、支持部２８を備えずにこれらの第１センサユニットと第２センサユニットとを構成してもよい。
さらに、フレキシブル基板に搭載するセンサユニットなどのデバイスの数は、二つに限定されるものではなく、図１（Ａ）に示すように一つ、図１（Ｆ）に示すように三つ、また図１（Ｇ）に示すように三つ以上であってもよい。
また、フレキシブル基板として、感光性の樹脂基板を用い、フォトレジストによって当該基板に開口を形成して、基板の開口に現れた電子デバイスの電極部分を、フレキシブル基板の下面に形成した配線パターンと接続するように構成してもよい。
上記の配線パターンなどの金属層の材質は例示である。
上記では、図１１などで超音波振動子をフレキシブル基板の一方の面に複数設け、他方の面に複数の配線を設け、各配線がフレキシブル基板を貫通した開口を介して接続した構成を説明したが、フレキシブル基板の他方の面で、各配線を互い違いに設けるための樹脂層の数は、前記の説明に限定されるものではなく、３つ以上でもよい。
また、上記説明では、本発明の実施形態として医療における画像診断などに利用する超音波デバイスを説明したが、本発明は工業における非破壊検査などにも利用できることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１０】
１，１Ａ〜１Ｄ，２，３  超音波デバイス
１０，１０′        フレキシブル基板
１１，１１′        フレキシブル基板の上面
１２，１２′        フレキシブル基板の下面
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  フレキシブル基板の小片部
２０，２０′        センサユニット
２０″      中間ユニット
２１        第１センサユニット
２１′      第１中間ユニット
２２        第２センサユニット
２２′      第２中間ユニット
２５        枠部
２６        バッキング部
２７        超音波振動子
２７Ａ      圧電体
２７Ｂ      表側電極
２７Ｃ      裏側電極
２８        支持部
２９        導電層
３０，３１′，３２′        配線パターン
３１，３１Ａ′，３２，３２Ａ′  配線
１００〜１０５，２００  超音波装置
１１０      カテーテル
１２０      ガイドワイヤ
１２１      ガイドワイヤの側面
２１０      第１取付領域
２１１      第１取付領域の開口
２２０      第２取付領域
２２１      第２取付領域の開口
２３０      グランド用の開口
３０１      Ａｕめっき層
３０２      バッキング材
３０３      エポキシ樹脂
３０４，３２１，４３１，４３２，４３３      Ａｕ／Ｃｒ層
３１１      Ｃｒ層
３１２，３２２，４４１，４４２，４４３      レジスト
３１５，４１５，４５１，４５２      樹脂剤
３１６      樹脂膜
【図１】
0005863402.tif 000002
【図２】
0005863402.tif 000003
【図３】
0005863402.tif 000004
【図４】
0005863402.tif 000005
【図５】
0005863402.tif 000006
【図６】
0005863402.tif 000007
【図７】
0005863402.tif 000008
【図８】
0005863402.tif 000009
【図９】
0005863402.tif 000010
【図１０】
0005863402.tif 000011
【図１１】
0005863402.tif 000012
【図１２】
0005863402.tif 000013
【図１３】
0005863402.tif 000014
【図１４】
0005863402.tif 000015
【図１５】
0005863402.tif 000016
【図１６】
0005863402.tif 000017
【図１７】
0005863402.tif 000018
【図１８】
0005863402.tif 000019