(57)【要約】【課題】基板の浮き上がりと接続時の割れを抑制して、機械的および電気的な接続信頼性を高めた超音波送受信素子とこれを備える超音波検査装置、スマートフォン、およびタブレットを提供する。【解決手段】本発明の超音波探触子１は、振動子５と、振動子５が設けられる基台２０１と、振動子５に接続される基台導線部２５１、２５２と、基台導線部２５１、２５２を介して振動子５に信号を供給するバンプ電極部２１a、２１ｂ、２２ａ、２２ｂと、バンプ電極部２１a、２１ｂ、２２ａ、２２ｂと嵌合するパッド部４１a、４１ｂと、パッド部４１a、４１ｂにバンプ電極部２１a、２１ｂ、２２ａ、２２ｂに向かう力１０５a、１０５ｂが印加されるように設けられる音響レンズ６とを有している。【選択図】図６Ｂ
2019193093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子と、
前記振動子が設けられる基台と、
前記振動子に接続される基台導線部と、
前記基台導線部を介して前記振動子に信号を供給するバンプ電極部と、
前記バンプ電極部と嵌合するパッド部と、
前記パッド部に前記バンプ電極部に向かう力が印加されるように設けられる音響レンズとを
有していることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
音響レンズと、
振動子と、
前記振動子が設けられる基台と、
前記振動子に接続される基台導線部と、
前記基台導線部を介して前記振動子に信号を供給するバンプ電極部と、
前記バンプ電極部が圧入されるパッド部とを
有していることを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の超音波探触子において、
前記パッド部が設けられるフレキシブル基板を有している
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項４】
音響レンズと、
振動子と、
前記振動子が設けられる基台と、
前記振動子に接続される基台導線部と、
前記基台導線部を介して前記振動子に信号を供給するバンプ電極部と、
前記バンプ電極部と対向して接続されるパッド部と、
前記パッド部または前記バンプ電極部が設けられるフレキシブル基板とを
有していることを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】
請求項１、請求項２、または請求項４記載の超音波探触子において、
前記音響レンズの曲面部の周囲に設けられている腕部の初期形状が、前記音響レンズの内面方向に傾斜または湾曲させて形成されている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項６】
請求項１、請求項２、または請求項４記載の超音波探触子において、
前記音響レンズの曲面部の周囲に設けられている腕部の内側に、弾性板が設けられている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項７】
請求項３または請求項４記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル基板の初期形状は、前記パッド部が設けられている部分が前記バンプ電極部の側に向けて９０度未満の鋭角で折り曲げられている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項８】
請求項３または請求項４記載の超音波探触子において、
前記フレキシブル基板の前記パッド部が前記フレキシブル基板の延在面よりも外側に形成されている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項９】
請求項１または請求項２記載の超音波探触子において、
フレキシブル基板に前記バンプ電極部が形成され、前記振動子が形成された前記基台の側に前記パッド部である孔付きパッドが形成されている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項１０】
請求項１、請求項２、または請求項４記載の超音波探触子において、
ダミーパッドとダミーバンプを有し、
前記ダミーパッドと前記ダミーバンプとが嵌合されている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項１１】
請求項１、請求項２、または請求項４記載の超音波探触子において、
前記パッド部における前記バンプ電極部が圧入される孔の上面形状が長孔である
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項１２】
請求項１、請求項２、または請求項４記載の超音波探触子において、
前記パッド部における前記バンプ電極部が圧入される孔の上面形状は、複数の円弧が形成されている
ことを特徴とする超音波探触子。
【請求項１３】
超音波の送信機能と、被検体から反射した超音波の受信機能と、前記受信機能からの受信信号を画像に変換する画像形成部と、前記画像を表示する表示部とを備え、
請求項１、請求項２、または請求項４記載の前記超音波探触子を備えている
ことを特徴とする超音波検査装置。
【請求項１４】
超音波の送信機能と、被検体から反射した超音波の受信機能と、前記受信機能からの受信信号を画像に変換する画像形成部と、前記画像を表示する表示部とを備え、
請求項１、請求項２、または請求項４記載の前記超音波探触子を備えている
ことを特徴とするスマートフォン。
【請求項１５】
超音波の送信機能と、被検体から反射した超音波の受信機能と、前記受信機能からの受信信号を画像に変換する画像形成部と、前記画像を表示する表示部とを備え、
請求項１、請求項２、または請求項４記載の前記超音波探触子を備えている
ことを特徴とするタブレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波送受信素子とこれを備える超音波検査装置、スマートフォン、およびタブレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波センサに対するニーズは、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、および人や動物の医療検査に使用する超音波検査装置用プローブなどがある。
超音波センシングデバイスには、超音波素子から発信する超音波の送信信号や超音波素子が受信した受信信号を、超音波素子外部の信号処理回路等に伝送するために配線が設けられている。
【０００３】
半導体基板を用いた超音波センサとしては、ピエゾ素子を用いたＰＭＵＴ（Piezoelectric  Micro-machined Ultrasonic Transducer）や、半導体技術を応用した静電容量性超音波トランスデューサのＣＭＵＴ（Capacitive  Micro-machined  Ultrasonic  Transducer）がある。ＰＭＵＴとＣＭＵＴはいずれもダイヤフラムが振動することにより超音波を発生させるデバイスであるが、駆動方式が異なる。
【０００４】
ＰＭＵＴは圧電効果をもつピエゾ素子による駆動であり、ＣＭＵＴは空間を介して平行に設置された電極にかかる静電力で電極膜を駆動する静電容量方式である。ＰＭＵＴとＣＭＵＴで駆動力の発生方式は異なるものの、ダイヤフラムの駆動で信号を送受信するために接続される配線は、素子の超音波送受信面または裏面からとなる。
【０００５】
超音波の送受信面から外部へ接続する配線方式としては、素子に隣接して配置されるフレキシブル基板の電極パッドと素子の電極パッドとをワイヤボンドで接続する方法がある。また、素子の電極パッドをフレキシブル基板の電極パッドに対面させて接合する方法がある。外部に接続する配線を裏面から引き出す場合は、素子を形成した基板を貫通する貫通電極を形成し、貫通電極をフレキシブル基板などに接続する構造となる。
【０００６】
静電容量型トランスデューサの配線引き出しについて、特許文献１がある。
特許文献１の実施形態２には、「チップ上の電極と、フレキシブル配線基板の配線層が露出した電極部分は対向するように配置されている。バンプは、フレキシブル配線基板の配線層が露出した部分に形成されており、チップ上の電極とは電気的に接続されている。バンプには、半田バンプや金バンプなどを用いることができ、バンプと電極間の接続は、半導体の実装で用いられるフリップチップ実装の技術を用いることで容易に実現することができる。」と記載されている。
【０００７】
さらに、実施形態６には、「音響レンズをチップに押し当てて貼り付けた際、音響レンズをＣＭＵＴや電極のない面（特にチップの四隅の領域）で広く支えることができるため、接着層の薄化やレンズ自体の変形の発生を少なくすることができる。そのため、音響レンズをＣＭＵＴ配置面に対して平行に貼り付けることが容易になり、音響レンズの変形や接着層の厚さムラを低減することができる。」と記載されている。
【０００８】
このように、特許文献１には、静電容量型トランスデューサの配線引き出し部の構造に関する技術が開示されている。
また、半導体チップ間の配線接続部の構造について、特許文献２がある。
【０００９】
特許文献２の要約書には、「［課題］複数の異なる半導体チップ間を貫通電極を用いて最短の配線長で三次元的に接続し、低ノイズな高速動作を可能とする方法を提供する。［解決手段］異なる上下の半導体チップの中間に上下チップ間を接続するためのインターポーザチップを配した三次元チップ積層構造において、デバイス側（表層側）外部電極部に相当する裏面位置に、ドライエッチングにより表層電極に達するまでの孔を形成し、孔の側壁及び裏面側周囲に金属製のメッキ膜を施し、前記金属製のメッキ膜が施された貫通電極内部に、上段側に積層される別の半導体チップの金属製バンプを圧接によって変形注入させ、半導体チップ内に形成された貫通電極内部に前記金属製バンプを幾何学的にかしめて電気的に接続させる。」と記載されている。
【００１０】
すなわち、特許文献２には、半導体チップ間の電気的接続方法に関して記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１５-１２８２７０号公報（図２、段落００２１、図６−１、段落００４１等）
【特許文献２】特開２００６-２１０７４５号公報（図１、要約書等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載された技術には、次のような課題がある。
特許文献１に記載の静電容量型トランスデューサのチップ上の電極とフレキシブル配線基板との接続方式では、チップ上の電極に形成されたバンプを介してフレキシブル配線基板と接続しているが、接続には加熱が必要である。半田バンプの場合、例えば200℃前後の加熱が必要となる。
【００１３】
一方、チップはバッキング材等の上に搭載され、バッキング材の機能として、チップの裏面方向に放射される不要な超音波を減衰する機能が必要なため、樹脂コンポジット材料などが使用される。樹脂コンポジット材料の耐熱温度は、例えば200℃程度のため、半田バンプでの接合には低温化の課題がある。さらに、接合温度を低温にした場合には接合強度が低く、また電気的な接続抵抗も大きくなり、接続信頼性が低下するという課題がある。
【００１４】
さらに、音響レンズをチップに押し当てて貼り付けることが記載されているが、音響レンズの貼り付け部の構造などの押し当てた際のフレキシブル基板の浮き上がり等に関しての記載がない。
【００１５】
また、特許文献２に記載された技術には、次のような課題がある。
特許文献２に記載の半導体チップの積層方法では、チップに貫通孔を形成し、その孔に金属製メッキを施し、この金属製メッキを施した孔に金属製バンプを形成したチップを幾何学的にかしめて電気的に接続しているが、半導体チップの素材は脆性材料のシリコンである。そのため、かしめに必要な加圧力が高い場合は、孔を形成したチップに割れが発生するおそれがあり、信頼性が低下するという課題がある。
【００１６】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、基板の浮き上がりと接続時の割れを抑制して、機械的および電気的な接続信頼性を高めた超音波送受信素子とこれを備える超音波検査装置、スマートフォン、およびタブレットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、第１の本発明の超音波探触子は、振動子と、前記振動子が設けられる基台と、前記振動子に接続される基台導線部と、前記基台導線部を介して前記振動子に信号を供給するバンプ電極部と、前記バンプ電極部と嵌合するパッド部と、前記パッド部に前記バンプ電極部に向かう力が印加されるように設けられる音響レンズとを有している。                                                  
【００１８】
第２の本発明の超音波探触子は、音響レンズと、振動子と、前記振動子が設けられる基台と、前記振動子に接続される基台導線部と、前記基台導線部を介して前記振動子に信号を供給するバンプ電極部と、前記バンプ電極部が圧入されるパッド部とを有している。
【００１９】
第３の本発明の超音波探触子は、音響レンズと、振動子と、前記振動子が設けられる基台と、前記振動子に接続される基台導線部と、前記基台導線部を介して前記振動子に信号を供給するバンプ電極部と、前記バンプ電極部と対向して接続されるパッド部と、前記パッド部または前記バンプ電極部が設けられるフレキシブル基板とを有している。
【００２０】
第４の本発明の超音波検査装置は、超音波の送信機能と、被検体から反射した超音波の受信機能と、前記受信機能からの受信信号を画像に変換する画像形成部と、前記画像を表示する表示部とを備え、第１、第２、または第４の何れか一つの本発明の前記超音波探触子を備えている。
【００２１】
第５の本発明のスマートフォンは、超音波の送信機能と、被検体から反射した超音波の受信機能と、前記受信機能からの受信信号を画像に変換する画像形成部と、前記画像を表示する表示部とを備え、第１、第２、または第４の何れか一つの前記超音波探触子を備えている。
【００２２】
第６の本発明のタブレットは、超音波の送信機能と、被検体から反射した超音波の受信機能と、前記受信機能からの受信信号を画像に変換する画像形成部と、前記画像を表示する表示部とを備え、第１、第２、または第４の何れか一つの前記超音波探触子を備えている
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板の浮き上がりと接続時の割れを抑制して、機械的および電気的な接続信頼性を高めた超音波送受信素子とこれを備える超音波検査装置、スマートフォン、およびタブレットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る実施形態の超音波探触子と超音波検査装置の使用状態を示す模式的外観図。
【図２】実施形態の超音波探触子と超音波検査装置の構成を示すブロック図。
【図３】超音波探触子の概略構成を示す分解斜視図。
【図４】第１実施形態の図３で示す超音波探触子のＩ−Ｉの部分断面を示す概略図。
【図５Ａ】第１実施形態の他例における音響レンズを接着するときの状態を示す要部断面図。
【図５Ｂ】第１実施形態の他例における加圧治具で荷重を印加した状態を示す断面図。
【図５Ｃ】第１実施形態の他例における音響レンズ搭載状況の一例を示す図。
【図６Ａ】第２実施形態の音響レンズの搭載状況を示す図３のＩ−Ｉの部分断面相当概略図。
【図６Ｂ】音響レンズをＣＭＵＴチップとフレキシブル基板の一体品に接着固定した状態を示す図。
【図７Ａ】第３実施形態の音響レンズの構造を示す概略断面図。
【図７Ｂ】音響レンズの内面を下方から見た図。
【図８Ａ】第４実施形態におけるフレキシブル基板の搭載状況を示す概略図。
【図８Ｂ】第４実施形態におけるフレキシブル基板の搭載状況を示す概略図。
【図９Ａ】第５実施形態のＣＭＵＴチップの接続部とフレキシブル基板の孔付きパッドを嵌合する前の断面図。
【図９Ｂ】第５実施形態のフレキシブル基板の孔付きパッドとＣＭＵＴチップのバンプが嵌合した断面図。
【図９Ｃ】第５実施形態のバンプの外径が孔付きパッドの内径よりもかなり大きい場合を示す断面図。
【図１０Ａ】第５実施形態のフレキシブル基板の孔付きパッドの形状を示す概略図。
【図１０Ｂ】第５実施形態のフレキシブル基板の孔付きパッドの形状を示す概略図。
【図１０Ｃ】第５実施形態のフレキシブル基板の孔付きパッドの形状を示す概略図。
【図１１】第６実施形態におけるフレキシブル基板の孔付きパッド近傍部の拡大図。
【図１２】第７実施形態におけるフレキシブル基板のバンプ電極とＣＭＵＴチップのパッドの形状を示す一部拡大断面図。
【図１３Ａ】第８実施形態のＣＭＵＴチップの上面図の一例を示す図。
【図１３Ｂ】第８実施形態のフレキシブル基板を加えた図１３ＡのIII−III断面の一例を示す図。
【図１４】第９実施形態における超音波探触子をスマートフォンに接続して被検体の超音波検査を行う構成の外観模式図。
【図１５】第１０実施形態の超音波探触子をタブレット端末に接続して被検体の超音波検査を行う構成の外観図。
【図１６Ａ】第１１実施形態のフレキシブル基板に形成した孔付きパッドを形成するための工程を示す断面図。
【図１６Ｂ】第１１実施形態のフレキシブル基板に形成した孔付きパッドを形成するための工程を示す断面図。
【図１６Ｃ】第１１実施形態のフレキシブル基板に形成した孔付きパッドを形成するための工程を示す断面図。
【図１６Ｄ】第１１実施形態のフレキシブル基板に形成した孔付きパッドを形成するための工程を示す断面図。
【図１６Ｅ】第１１実施形態のフレキシブル基板に形成した孔付きパッドを形成するための工程を示す断面図。
【図１６Ｆ】第１１実施形態のフレキシブル基板に形成した孔付きパッドを形成するための工程を示す断面図。
【図１７Ａ】第１２実施形態の図１１に示した孔付きパッドの形成工程を示す図。
【図１７Ｂ】第１２実施形態の図１１に示した孔付きパッドの形成工程を示す図。
【図１７Ｃ】第１２実施形態の図１１に示した孔付きパッドの形成工程を示す図。
【図１７Ｄ】第１２実施形態の図１１に示した孔付きパッドの形成工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明は、超音波送受信素子とそれを用いた計測装置に係り、特に検査画像を撮像する超音波探触子およびそれを用いた超音波検査装置に関する。
図１に、本発明を具体的に適用した例を示す。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る超音波探触子１と超音波検査装置８の使用状態を示す模式的外観図である。図１には、超音波探触子１で被検体９を超音波検査している様子を示している。
実施形態の超音波探触子１は、超音波検査するための制御、解析を行う超音波検査装置８に接続されている。
【００２７】
超音波検査に際して、オペレータ（図示せず）は、まず、コントロールパネル８１によって、被検体９に関する検査条件を入力する。そして、オペレータは、把持した超音波探触子１を被検体９の被検査対象近辺の体表面を走査して検査を行う。
【００２８】
超音波探触子１は、ケーブルｃ等を介して超音波検査装置８に電気的に接続されている。超音波探触子１は、超音波検査装置８からの制御信号を受信し、超音波信号を被検体９に送信する。この際、被検体９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１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１により超音波検査装置８に送信される。受信した超音波信号は、超音波検査装置８によって超音波画像に変換されて、表示部８５に表示される。
【００２９】
こうして、オペレータは被検体９の内部を可視化して検査することができる。
【００３０】
図２は、実施形態の超音波探触子１と超音波検査装置８の構成を示すブロック図である。
超音波検査装置８は、超音波探触子１が被検体９の内部に超音波を送信して得られたエコー信号を用いて、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して表示する。
【００３１】
そこで、超音波検査装置８は、超音波送受信部８２、超音波画像形成部８３、制御部８４、表示部８５、およびコントロールパネル８１を備えて構成されている。
超音波送受信部８２には、超音波探触子１が電気的に接続されている。超音波送受信部８２は超音波探触子１に制御信号を送信するとともに、超音波探触子１からエコーによる電気信号を受信する。
【００３２】
超音波探触子１は、被検体９に超音波を送信して反射したエコーを受信する役割をもつ。
超音波探触子１には、ＣＭＵＴチップ２（図３、図４参照）が搭載されている。ＣＭＵＴチップ２とは、半導体製造技術とＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）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る。
【００３３】
超音波送受信部８２は、被検体９に送信する超音波信号を超音波探触子１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８２は、発生させた電気信号を超音波探触子１に送信する超音波パルス発生部８２１と、超音波探触子１で受診したエコー信号を電気信号に変換する変換部８２２とを備えている。超音波送受信部８２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。
【００３４】
超音波画像形成部８３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８３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。
【００３５】
表示部８５は、超音波画像形成部８３で形成された超音波画像を表示する。また、表示部８５には、コントロールパネル８１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８５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。
【００３６】
制御部８４は、コントロールパネル８１で入力される制御情報に基づいて各手段（１、８１、８２、８３、８５等）を制御する。制御部８４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。
コントロールパネル８１は、オペレータが被検体９に対して所望の検査を行えるように、任意の情報がオペレータによって入力される。そして、コントロールパネル８１に入力された情報に基づいて、制御部８４が各手段（１、８１、８２、８３、８５等）を制御する。コントロールパネル８１は、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。
【００３７】
図３は、超音波探触子１の概略構成を示す分解斜視図である。
超音波探触子１は、支持材のバッキング材３の一面にＣＭＵＴチップ２を備えている。ＣＭＵＴチップ２の表面には、ＣＭＵＴチップ２から発生した超音波を被検体９（図１参照）方向にフォーカスするためのシリコーンゴム製の音響レンズ６を備えている。
【００３８】
ＣＭＵＴチップ２は、音響レンズ６を経て、被検体９に対して超音波を送受信する。つまり、ＣＭＵＴチップ２は、音響レンズ６を介して被検体９の被検査対象に超音波を照射する。そして、ＣＭＵＴチップ２は、被検体９の被検査対象から反射された超音波を受信する。
【００３９】
ＣＭＵＴチップ２は、コネクタ９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄに接続される導線部材の配線を有するフレキシブル基板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと電気的に接続されている。コネクタ９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄは回路基板９７ａ、９７ｂと接続されている。なお、図示していないがコネクタ９１ｃ、９１ｄに相対する図３の背面位置にもコネクタがある。これにより、ＣＭＵＴチップ２、フレキシブル基板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、および回路基板９７ａ、９７ｂが接続されている。
【００４０】
そして、回路基板９７ａに配置された接続端子９８は、超音波検査装置８（図２参照）とケーブルｃを介して接続されている。
ＣＭＵＴチップ２には、超音波を発信および受信する素子部５が形成されている。
【００４１】
以上から、超音波検査装置８（図２参照）は、ＣＭＵＴチップ２に電気信号を与えて素子部５のダイヤフラム（図示せず）を振動させるとともに、被検体９からの受波による信号を画像化させる装置である。ここでのダイヤフラムとは、静電気力の作用に応じて変位を生じる膜である。
【００４２】
＜＜第１実施形態＞＞
図４は、第１実施形態の図３で示す超音波探触子１のＩ−Ｉの部分断面を示す概略図である。
支持材のバッキング材３の上面に接着フィルム７０１を介してＣＭＵＴチップ２が接着固定されている。ＣＭＵＴチップ２はシリコーン板２０１を基台として表面に超音波を送受信する素子部５が一体に形成されている。
【００４３】
ＣＭＵＴチップ２の素子部５の外側に電気的接続用のパッド２１ａ、２１ｂが形成されている。図示しないが素子部５に形成されているダイヤフラム様（変位を生じる膜）のメンブレン電極とそのメンブレン電極に空間を介して対向する固定電極とが、パッド２１ａ、２１ｂに導電材料で配線されて接続されている。パッド２１ａ、２１ｂ上には、それぞれ凸状のバンプ２２ａ、２２ｂが形成され、パッド２１ａ、２１ｂとともにバンプ電極を構成している。
【００４４】
ＣＭＵＴチップ２のバンプ電極（２１ａ、２２ａと２１ｂ、２２ｂ）にそれぞれ対応してフレキシブル基板４ａ、４ｂには、それぞれ孔付きパッド４１ａ、４１ｂが形成されている。フレキシブル基板４ａ、４ｂの各孔付きパッド４１ａ、４１ｂは、それぞれバンプ２２ａ、２２ｂと嵌合され、電気的および機械的に接続されている。図示しないが、フレキシブル基板４ａ、４ｂに形成された導電材料からなる配線と孔付きパッド４１ａ、４１ｂは接続されている。
【００４５】
本構成により、素子部５から送受信される信号は、ＣＭＵＴチップ２に形成された導電材料、ＣＭＵＴチップ２のパッド２１ａ、２１ｂおよびバンプ２２ａ、２２ｂ、フレキシブル基板４ａ、４ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂ、フレキシブル基板４ａ〜４ｄに形成された導電材料を通って回路基板９７ａ、９７ｂ（図３参照）に伝送される。
ここで、素子部５を詳細に説明する。
【００４６】
素子部５は、複数のダイヤフラム（ダイヤフラム様のメンブレン電極）がアレイ状に隣接して配置され、ユニットが形成される。ユニットがさらに複数配列されて素子部５が構成されている。幾つかのユニットを合わせて電極を接続し、ひとつのチャンネルとしている。
【００４７】
図４に示すように、ＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４ａ、４ｂをバッキング材３に搭載した組み立て品（アッセンブリ）の上部に音響レンズ６が接着剤７で接着固定されている。接着剤７は、音響レンズ６と音響インピーダンスが同等で、かつダイヤフラム様のメンブレン電極の振動を妨げない程度の硬さを有するシリコーン系樹脂が良い。接着剤７の厚みは超音波の伝達特性の影響を考慮して５０μm以下が良いが、さらに望ましくは２０μm以下が良い。
【００４８】
図５Ａ〜図５Ｃは、第１実施形態の他例における音響レンズ搭載状況の一例を示す図である。
【００４９】
図５Ａは音響レンズ６を接着するときの状態を示す要部断面図である。
音響レンズ６は、中央部に曲面部６ｃを有し、曲面部６ｃの周囲に腕部６４ａ、６４ｂを有している。腕部６４ａ、６４ｂはフレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂをそれぞれ外側から覆う。
【００５０】
音響レンズ６の設置は下記のように行われる。
バッキング材３の下に台座９２２を設置する。素子部５を有するＣＭＵＴチップ２に接着剤７を塗布した後に、音響レンズ６を載せてその上に加圧治具９２１を設置する。そして、加圧治具９２１の上方からプレス機等で荷重１００を印加する。
【００５１】
図５Ｂは、加圧治具９２１で荷重１００を印加した状態を示す断面図である。
加圧治具９２１で上から音響レンズ６に荷重１００を印加した場合、音響レンズ６の腕部６４ａ、６４ｂが加圧治具９２１に押されて圧縮され、圧縮変形した圧縮変形部９３ａ、９３ｂが発生する。すなわち、図５Ａに示した腕部６４ａ、６４ｂの厚みＴ１がＴ２へと薄くなる。
【００５２】
図５Ｃは、荷重１００を除去して加圧治具９２１を外した状態を示している。
圧縮変形部９３ａ、９３ｂには、加圧治具９２１が外されたため、元に戻ろうとする復元力１０１ａ、１０１ｂが発生する。音響レンズ６の内面は、接着剤７で固定されているため拘束部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃで拘束されている。腕部６４ａ、６４ｂに生じる復元力１０１ａ、１０１ｂの内部応力の一部は、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂをＣＭＵＴチップ２に押し付ける力として働く。
【００５３】
押し付ける力は、ＣＭＵＴチップ２のパッド電極（２１ａ、２２ａと２１ｂ、２２ｂ）とフレキシブル基板４ａ、４ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂとの嵌合部を強化する作用となる。これにより、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂのＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりが防止され、ＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂとの電気的および機械的な接合信頼性が向上する。
【００５４】
一方、音響レンズ６の腕部６４ａ、６４ｂがＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂとフレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂとの接続部を押圧する。この押圧により、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂのＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりを防止する作用効果を奏する。
【００５５】
そのため、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂの代わりに、孔の無い平坦なパッドでも、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂの押圧効果が発生し、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂのＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりを防止できる。
【００５６】
上記構成によれば、半導体センサチップ、特にＣＭＵＴチップ２を外部の回路等に接続するための方法、すなわち、ＣＭＵＴチップ２のパッド２１ａ、２１ｂとフレキシブル配線基板４ａ、４ｂのパッド２１ａ、２１ｂ（２２ａ、２２ｂ）との接続部において、フレキシブル基板４３５ａ、４３５ｂの浮き上がりを抑制できる。
【００５７】
さらに、フレキシブル配線基板４３５ａ、４３５ｂが使用されるので、ＣＭＵＴチップ２のパッド２１ａ、２１ｂとフレキシブル配線基板４３５ａ、４３５ｂのパッド２１ａ、２１ｂ（２２ａ、２２ｂ）との接続時の割れを防止して、機械的および電気的な接続信頼性を高めたセンサデバイス（超音波探触子１）を提供できる。また、超音波探触子１を用いた計測装置、特に、超音波検査装置８を提供できる。
【００５８】
＜＜第２実施形態＞＞
図６Ａは、第２実施形態の音響レンズ６１の搭載状況を示す図３のＩ−Ｉの部分断面相当概略図である。
第２実施形態は、音響レンズ６１に力を加えることなく、音響レンズ６１の形状によりＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４９１ａ、４９１ｂとの接続を強化したものである。
【００５９】
第２実施形態の音響レンズ６１は、フレキシブル基板４９１ａ、４９１ｂの側面を覆う形状の腕部６２ａと枠部６３ａおよび腕部６２ｂと枠部６３ｂを有している。
第２実施形態では、音響レンズ６１の腕部６２ａ、６２ｂを予めＣＭＵＴチップ２の接着面の方向に傾けた形状に成型しておく。そのため、腕部６２ａ、６２ｂにそれぞれ連続する枠部６３ａ、６３ｂも、音響レンズ６１の内面６１ｎの側の方向に傾いている。すなわち、枠部６３ａと枠部６３ｂとの間隔ｓ１がフレキシブル基板４９１ａの側面とフレキシブル基板４９１ｂの側面との間隔ｓ２よりも狭くなっている。
【００６０】
これに代替して、枠部６３ａ、６３ｂとフレキシブル基板４９１ａ、４９１ｂの側面との幅関係が同様であれば、枠部６３ａ、６３ｂを音響レンズ６１の内面６１ｎ方向に傾けた形状に成型しても良い。また、腕部６２ａ、６２ｂの傾斜した形状の成型や、枠部６３ａ、６３ｂの傾斜した形状の成型は、傾斜に代わって外面に対して凸形状に湾曲させた形状、つまり凸形状に曲率をもつ形状で成型してもよい。
【００６１】
図６Ｂは、音響レンズ６１をＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４９１a、４９１ｂの一体品に接着固定した状態を示している。
音響レンズ６１は、上述の構成により、フレキシブル基板４９１a、４９１ｂを各々内側に押すような復元力１０４a、１０４ｂを発生する。復元力１０４a、１０４ｂにより、フレキシブル基板４９１a、４９１ｂをＣＭＵＴチップ２の側に押し付ける押圧力１０５a、１０５ｂが発生する。したがって、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂとフレキシブル基板４９１a、４９１ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂとの接合部が外れにくくなり、フレキシブル基板４９１a、４９１ｂのＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりが抑制される。
【００６２】
そのため、超音波探触子１（図１、図３参照）の電気的および機械的な接合信頼性が向上する。
【００６３】
＜＜第３実施形態＞＞
図７Ａは、第３実施形態の音響レンズ６１０の構造を示す概略断面図である。図７Ｂは音響レンズ６１０の内面を下方から見た図である。
第３実施形態の音響レンズ６１０は、弾性板６４a、６４ｂを用いて、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂとフレキシブル基板４９１ａ、４９１ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂとの嵌合を強固にしたものである。
【００６４】
第３実施形態では、音響レンズ６１０の腕部６２ａおよび枠部６３ａの内側に弾性板６４aが設けられ、腕部６２ｂおよび枠部６３ｂの内側に弾性板６４ｂが設けられる。弾性板６４a、６４ｂは、ＣＭＵＴチップ２との接着側に傾斜させた形状をもつ。
【００６５】
前述のように、音響レンズ６１０をＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４９１a、４９１ｂの組み立て体（アッセンブリ）に接着固定したときに、弾性板６４a、６４ｂの復元力ｆ１、ｆ２でフレキシブル基板４９１a、４９１ｂをＣＭＵＴチップ２に押し付ける。
【００６６】
これにより、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂとフレキシブル基板４９１ａ、４９１ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂとの嵌合が強固にできる。そのため、超音波探触子１（図１、図３参照）の電気的接続信頼性が向上する。
【００６７】
なお、弾性板６４ａ、６４ｂは、音響レンズ６１０の接着後に復元力が発生するならば、湾曲させた形状や一部に曲率をもつ形状でも良い。
【００６８】
図７Ｂでは、弾性板６４１が一体品の場合を示している。しかし、弾性板６４１は一体品でなく分割品でも良い。
弾性板６４a、６４ｂ、６４１は、音響レンズ６１０を成型するときに、音響レンズ６１０と一体となるように成型（インサート成型）することができる。また、弾性板６４a、６４ｂ、６４１と音響レンズ６１０を別部材として製作し、接着により一体にすることができる。或いは、弾性板６４a、６４ｂ、６４１をＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４９１a、４９１ｂの組み立て体（アッセンブリ）に貼り付けて、フレキシブル基板４９１a、４９１ｂの押し付け力を発生させた後に、音響レンズ６１０を搭載する組み立て方法もある。なお、弾性板６４a、６４ｂ、６４１の材質は鉄合金や銅合金、ステンレスなど弾性変形する材料である。
【００６９】
弾性板６４a、６４ｂ、６４１は、Ｃｒなどのデポジション膜でも良く、高い内部応力によって、フレキシブル基板４９１a、４９１ｂへの押し付け力を発生させることができる。
上記構成により、フレキシブル基板４９１a、４９１ｂのＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりを防止できる。そのため、超音波探触子１（図１、図３参照）の電気的および機械的な接合信頼性が向上する。
【００７０】
＜＜第４実施形態＞＞
図８Ａ、図８Ｂは、第４実施形態におけるフレキシブル基板４２a、４２ｂの搭載状況を示す概略図である。
【００７１】
図８Ａに示すように、第４実施形態のフレキシブル基板４２a、４２ｂの孔付きパッド部４１ａ、４１ｂは、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂの方向に９０度よりも鋭角で折り曲げられている。
加圧治具９２３で荷重１０６をフレキシブル基板４２a、４２ｂに印加し（図８Ａの矢印α１１）、フレキシブル基板４２a、４２ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂをバンプ２２ａ、２２ｂに嵌合させる。この際、固定冶具９５ａ、９５ｂでフレキシブル基板４２a、４２ｂが移動しないように抑えている（図８Ａの矢印α１２）。
【００７２】
固定冶具９５ａ、９５ｂを除去すると、図８Ｂに示すように、フレキシブル基板４２ａ、４２ｂの図８Ａの状態に戻ろうとする復元力１０７a、１０７ｂが働く。復元力１０７a、１０７ｂにより、孔付きパッド４１ａ、４１ｂがＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂに押し付けられる押圧力１０８a、１０８ｂが発生する。それによって、フレキシブル基板４２ａ、４２ｂのＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりが抑制され、フレキシブル基板４２ａ、４２ｂの孔付きパッド４１ａ、４１ｂとＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂとの接続が強化される。
【００７３】
従って、ＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４２ａ、４２ｂとの電気的および機械的な接合信頼性が向上する。
【００７４】
＜＜第５実施形態＞＞
図９Ａ〜図９Ｃは、第５実施形態の第１から第４の実施形態におけるＣＭＵＴチップ２のバンプ２４とフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４との接続状況を示す拡大図である。
第５実施形態は、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４をフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４に嵌入または圧入する構成である。
【００７５】
図９Ａは、第５実施形態のＣＭＵＴチップ２の接続部のバンプ２４とフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４を嵌合する前の断面図を示している。
ＣＭＵＴチップ２には、素子部５（図３参照）とパッド２３とを接続する導線部材の内部配線２５が形成されている。ＣＭＵＴチップ２のパッド２３の上にバンプ２４が形成され、バンプ２４は内部配線２５を介して所定の各素子（メンブレン電極）（図示せず）と接続されている。
【００７６】
一方、ＣＭＵＴチップ２が電気的に接続されるフレキシブル基板４３には、孔付きパッド４４が形成されており、孔付きパッド４４には配線４５が接続されている。配線４５は、フレキシブル基板４３のコネクタを介して回路基板９７ａ、９７ｂに接続されている（図３参照）。フレキシブル基板４３の裏面にはシールド配線４６が形成されている。ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４の外径の最大部Ｄｂは、フレキシブル基板４３の孔付きパッドの内径Ｄｆよりも大きく（Ｄｂ＞Ｄｆ）、バンプ２４との嵌合時にそれぞれの側面が摺動する程度の寸法が好ましい。
【００７７】
図９Ｂは、第５実施形態のフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４とＣＭＵＴチップ２のバンプ２４１が嵌合した断面図を示している。
フレキシブル基板４３の孔付きパッド４４は、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４１よりも径が小さく形成されている。
【００７８】
そのため、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４１は、フレキシブル基板４３の孔付きパッド４４に圧入され、塑性変形している。この際、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４１の外周とフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４の内周が摺動面２７で摺動する。
【００７９】
摺動により、バンプ２４１や、孔付きパッド４４の表面酸化膜が削り取られて、バンプ２４１と孔付きパッド４４との十分な電気的接続が得られ、されに機械的強度も増す。
従って、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４１とフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４との接続信頼性が向上する。
【００８０】
図９Ａ、図９Ｂに示すように、バンプ２４（２４１）と孔付きパッド４４とが圧入されて嵌合するため、ワイヤボンディングや半田を用いた接続のように加熱する必要がない。そのため、バッキング材や接着シート等必要部材の耐熱温度が低くても適用可能であり、材料選択においては、超音波の音響特性に好ましい材料を選定できる。
【００８１】
フレキシブル基板４３の配線４５は、孔付きパッド４４とメッキ等で同時に形成することができる。
【００８２】
図９Ｃは、第５実施形態のバンプ２４２の外径Ｄが、孔付きパッド４４の内径よりもかなり大きい場合を示している。
フレキシブル基板４３は、ポリイミド等の樹脂であるため、フレキシブル基板４３に形成される孔付きパッド４４の孔が押し広げられても弾性変形する。そのため、フレキシブル基板４３に割れやクラックなどが発生せず、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４２とフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４との電気的および機械的な接合信頼性が向上する。
【００８３】
上記第１〜第５実施形態に反して、孔付きパッド４４が形成される基材が半導体のシリコン等の脆性材料の場合は、孔付きパッド４４の孔が押し広げられることによって、クラックが発生することがある。
これに対して、第１〜第５実施形態のＣＭＵＴチップ２、バンキング材３、フレキシブル基板４ａ〜４３からなる組み立て体（図３〜図６Ｂ、図８Ａ〜図９Ｂ参照）において、環境温度が変化した場合、ＣＭＵＴチップ２の基材であるシリコーンの熱膨張率（約２．６ｐｐｍ／℃）とフレキシブル基板４ａ〜４３の熱膨張率（約１０〜３０ｐｐｍ／℃）が異なっているため、熱応力が発生する。
【００８４】
しかし、フレキシブル基板４ａ〜４３のヤング率は約３〜１０ＧＰａと、ＣＭＵＴチップ２の基材のシリコーンのヤング率（約１９０ＧＰａ）よりかなり小さく柔軟に変形し易い。そのため、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂ、２４と、フレキシブル基板４ａ〜４３の孔付きパッド４１ａ、４１ｂ、４４との嵌合部を引き剥がすほどの力は発生しない。そのため、フレキシブル基板４ａ〜４３のＣＭＵＴチップ２からの浮き上がりを防止して、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａ、２２ｂ、２４とフレキシブル基板４ａ〜４３の孔付きパッド４１ａ、４１ｂ、４４との電気的および機械的な接合信頼性が向上する。
【００８５】
図９Ａ〜図９Ｃで示すように、バンプ２４（２４１、２４２）と孔付きパッド４４を圧入して嵌合させる工程において、バッキング材３や接着剤シート、接着剤７（図４〜図５Ｃ）などの構成材料の耐熱温度以下で加熱することも、嵌合時のＣＭＵＴチップ２のバンプ２４の変形やフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４の変形が容易となる。
【００８６】
従って、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２４とフレキシブル基板４３の孔付きパッド４４との電気的および機械的な接合が良好となる。また、バンプ２４と孔付きパッド４４を嵌合させるときに超音波を印加することにより、摺動面が接合し易くなる。
【００８７】
図９Ａにおいて、バンプ２４の径Ｄｂが、例えば１００μmの場合、バンプ２４の高さＤｈは、その０．５〜２倍となる５０μm〜２００μmが好ましい。フレキシブル基板４４の厚みｔ１は、素子部５（図３、図４参照）の超音波送受信面からのせり出しが少ない方が、音響レンズ６の厚みを薄くできるため好ましい。例えば、フレキシブル基板４４の厚みを１５μmとした場合、前記のバンプ２４の径Ｄｂと高さＤｈの関係からバンプ高さは１５μm、バンプ径は７．５〜３０μmとなるように設定すれば良い。
【００８８】
さらに、フレキシブル基板４３とＣＭＵＴチップ２との隙間にアンダーフィルのような樹脂材料を充填しても良い。その場合は、充填した樹脂材料が素子部５へぬれ広がらないようにする。
【００８９】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、第５実施形態のフレキシブル基板４３０１〜４３０３の孔付きパッド４３４〜４３６の形状を示す概略図である。
【００９０】
図１０Ａ〜図１０Ｃには、一例として、２個の孔付きパッド４３４〜４３６を示している。
【００９１】
図１０Ａは、第５実施形態のフレキシブル基板４３０１の孔付きパッド４３４の孔４３７が円形の場合である。孔４３７はレーザードリル等で形成する。
【００９２】
図１０Ｂは、第５実施形態のフレキシブル基板４３０２の孔付きパッド４３５の孔４３８が長丸孔の場合である。孔４３８に嵌入されるＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａを二点鎖線で示す。
孔付きパッド４３５の孔４３８においてもレーザードリルで形成できる。
【００９３】
フレキシブル基板４３０２の孔付きパッド４３５の孔４３８が長丸孔なので、その長手方向にＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａがずれても圧入できる。なお、孔４３８は長丸孔以外の長孔でもよい。
【００９４】
図１０Ｃは、第５実施形態のフレキシブル基板４３０３の孔付きパッド４３６の孔４３９が複数の円弧ｅ１〜ｅ４から形成されている異型の場合である。ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａを二点鎖線で示す。
孔４３９は、例えばレーザースポットを４箇所重ね合わせて形成できる。
【００９５】
孔付きパッド４３６の孔４３９が複数の円弧ｅ１〜ｅ４から形成されているので、二方向にＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａが多少ずれても圧入できる。
【００９６】
図１０Ｂと図１０Ｃに示した孔４３８、４３９の形状の場合、ＣＭＵＴチップ２のバンプ２２ａを圧入して嵌合した後もバンプ２２ａと孔４３８、４３９とに隙間ができる。そのため、バンプ２２ａが挿入された孔４３８、４３９の内部が閉塞せず、結露が抑制される効果がある。
また、バンプ２２ａと孔４３８、４３９の嵌合部に樹脂等を充填する場合も、バンプ２２ａと孔４３８、４３９との間に隙間（図１０Ｂ、図１０Ｃ参照）を設けておけば、樹脂が孔４３８、４３９の内部に侵入して、より強固な固定が可能となる。
【００９７】
＜＜第６実施形態＞＞
図１１は、第６実施形態におけるフレキシブル基板４３１の孔付きパッド４４１近傍部の拡大図である。
第６実施形態は、フレキシブル基板４３１の表面に、孔付きパッド４４１が形成されており、フレキシブル基板４３１には孔がないことが特徴である。
【００９８】
孔付きパッド４４１には配線４５１が接続されている。フレキシブル基板４３１の裏面には、絶縁を担うシールド４６１が形成されている。
フレキシブル基板４３１に孔を開ける工程が省略できるため、製造コストが低減される。ただし、孔付きパッド４４１の厚みｔ２の分、フレキシブル基板４３１の嵌合部の厚みは増加する。
【００９９】
＜＜第７実施形態＞＞
図１２は、第７実施形態におけるフレキシブル基板４３２のバンプ４８電極とＣＭＵＴチップ２のパッド２６の形状を示す一部拡大断面図である。
第７実施形態は、バンプ４８をフレキシブル基板４３２のパッド４７に形成し、ＣＭＵＴチップ２のパッドに孔付きパッド２６を形成した構成である。
【０１００】
フレキシブル基板４３２のバンプ４８とＣＭＵＴチップ２の孔付きパッド２６との嵌合状態に関しては、図９Ａ〜図９Ｃで説明した構成を適用でき、作用効果も同様である。
【０１０１】
＜＜第８実施形態＞＞
図１３Ａ、図１３Ｂは、第８実施形態におけるダミー電極を配置したＣＭＵＴチップ２である。図１３Ａは第８実施形態のＣＭＵＴチップ２の上面図の一例を示し、図１３Ｂは第８実施形態のフレキシブル基板４３３（二点鎖線で示す）を加えた図１３ＡのIII−III断面の一例を示す。
【０１０２】
第８実施形態のＣＭＵＴチップ２は、ダミー電極を配置し、ＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４３３（二点鎖線で示す）との結合を強化したものである。
【０１０３】
図１３ＡのＣＭＵＴチップ２における複数のダイヤフラムアレイ（図示せず）（メンブレン電極と固定電極との列）から構成される素子５１には、内部配線２５１、２５２が接続されている。ＣＭＵＴチップ２のパッド２３１には、バンプ２４２が形成され、素子５１と内部配線２５１、２５２で接続されている。ＣＭＵＴチップ２のダミーパッド２９には、ダミーバンプ２８が形成されている。
【０１０４】
図１３ＡのIII−III断面図の図１３Ｂに示すように、素子５１と接続されるパッド２３２には内部配線２５１が接続されている。ダミーパッド２９１には、内部配線が接続されていない。ダミーバンプ２８１による接続によって、ＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４３３の孔付きパッド４４２との嵌合箇所が増え、接続の機械的強度が増す。これによって、フレキシブル基板４３３とＣＭＵＴチップ２との機械的な接続信頼性を向上できる。
【０１０５】
＜＜第９実施形態＞＞
図１４は、第９実施形態における超音波探触子１をスマートフォン１００１に接続して被検体９の超音波検査を行う構成の外観模式図を示している。
第９実施形態は、超音波探触子１をスマートフォン１００１に接続した構成である。
【０１０６】
第９実施形態のスマートフォン１００１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１００３が取り付けられている。コネクタ１００３には、超音波探触子１に接続されているケーブル１００４の先端が接続される。
【０１０７】
スマートフォン１００１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（送信機能、受信機能）、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（画像形成部）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１００１の画面１００１ａで超音波画像を表示させる。
【０１０８】
また、スマートフォン１００１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。
【０１０９】
＜＜第１０実施形態＞＞
図１５は、第１０実施形態の超音波探触子１をタブレット端末１００２に接続して被検体９の超音波検査を行う構成の外観図を示している。
第１０実施形態は、超音波探触子１をタブレット端末１００２に接続した構成である。
【０１１０】
第１０実施形態のタブレット端末１００２の外部接続コネクタ（図示せず）に接続するためのコネクタ１００５が取り付けられている。コネクタ１００５には、超音波探触子１に接続されているケーブル１００６の先端が接続される。
【０１１１】
タブレット端末１００２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（送信機能、受信機能）、および超音波探触子１で受信した信号を画像に変換し（画像形成部）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。これにより、タブレット端末１００２の画面１００２ａで超音波画像を表示させる。
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第９実施形態の図１４に示したスマートフォン１００１を用いた超音波検査と同様である。
【０１１２】
＜＜第１１実施形態＞＞
図１６Ａ〜図１６Ｆは、第１１実施形態のフレキシブル基板４３に形成した孔付きパッド４４（図９参照）、（図４の孔付きパッド４１ａ、４１ｂ）を形成するための工程を示す断面図である。
第１１実施形態は、フレキシブル基板４３に孔付きパッド４４を形成する工程の一例を示す。
【０１１３】
以下、孔付きパッド４４を形成する工程を順に説明する。
【０１１４】
図１６Ａに示す未加工のフレキシブル基板４３に、図１６Ｂに示すように、レーザー加工機で貫通孔４７１を形成する。
続いて、図１６Ｃに示すように、貫通孔４７１を形成したフレキシブル基板４３の片面にフィルム４７２を張る。
【０１１５】
続いて、図１６Ｄに示すように、スパッタやめっき法により孔付きパッド４４、配線４５を形成し、図１６Ｅに示すように、フィルム４７２を除去する。
そして、図１６Ｆに示すように、孔付きパッド４６の反対側の面にシールド配線４６等を形成する。
【０１１６】
＜＜第１２実施形態＞＞
図１７Ａ〜図１７Ｄは、第１２実施形態の図１１に示した孔付きパッド４４１の形成工程を示す図である。
第１２実施形態は、フレキシブル基板４３１の孔付きパッド４４１の形成工程の一例を示す。
【０１１７】
以下、孔付きパッド４４１の形成工程を順に説明する。
【０１１８】
図１７Ａに示す未加工のフレキシブル基板４３１に、図１７Ｂに示すように、スパッタやめっき法で孔付きパッド４４１を形成する。
次に、図１７Ｃに示すように、孔付きパッド４４１に接続する配線４５１を同様にスパッタやめっき法で形成する。
【０１１９】
次に、図１７Ｄに示すように  孔付きパッド４４１と反対側の面にシールド配線４６１を形成する。
【０１２０】
孔付きパッド４４１を本工程で形成した場合、図１６Ａ〜図１６Ｆで示した形成工程、すなわちレーザー穴あけ（図１６Ｂ）や、フィルム４７２の貼り付け（図１６Ｃ）の工程が省略できる。そのため、工程削減による製造コストの低減が可能である。
【０１２１】
ただし、デメリットとしては、孔付きパッド４４１がフレキシブル基板４３１の表面から突出しており、接続に寄与する厚みが増加する。そのため、ＣＭＵＴチップ２とフレキシブル基板４３１との接続部の厚みをできるだけ低減する場合には、図１６Ａ〜図１６Ｆで示した工程で形成する孔付きパッド４４の方が好ましい。
【０１２２】
以上より、超音波検査装置８（図１、図２）が超音波を送信する送信機能（８２）と、被検体９から反射した超音波の受信信号を受信する受信機能（８２）と、前記受信信号を画像に変換する画像形成部（８３）と、前記画像を表示する表示部８５とを備え、前記の超音波探触子１を備えていることで、説明した作用効果を奏する超音波探触子１を有する超音波検査装置８を得られる。
【０１２３】
従って、超音波センサの外部電極接続部の信頼性を向上した超音波探触子１およびこれを備える超音波検査装置８を提供できる。
【０１２４】
＜＜その他の実施形態＞＞
１．各実施形態に於いて、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、構成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。
【０１２５】
２．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１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。
３．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。
【符号の説明】
【０１２６】
１  超音波探触子
２  ＣＭＵＴチップ
２１a、２１ｂ、２３、２３１、２３２  パッド（バンプ電極部）
２２ａ、２２ｂ、２４、２４１、２４２、２４３  バンプ（バンプ電極部）
２５、２５１、２５２  内部配線（基台導線部）
２６  孔付きパッド（基台の側に形成されている孔付きパッド）
２８、２８１  ダミーバンプ
２９、２９１  ダミーパッド
３  バッキング材（基台）
４２a、４２ｂ  フレキシブル基板（パッドが設けられている部分がバンプ電極の側に向けて９０度未満の鋭角で折り曲げられているフレキシブル基板）
４a、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４３、４３１、４３２、４３３  フレキシブル基板
４１a、４１ｂ、４４、４４２、４４３  孔付きパッド（パッド部）
４４１  孔付きパッド（パッド部、フレキシブル基板の延在面よりも外側に形成されているパッド部）
４５、４５１、４５２  配線
４７  パッド
４８  バンプ（フレキシブル基板に形成されたバンプ電極部）
５  素子部（振動子）
５１  素子（振動子）
６、６１  音響レンズ（音響レンズ部）
６２a、６２ｂ  腕部
６４a、６４ｂ  弾性板
６ｃ    曲面部
８  超音波検査装置
８２  超音波送受信部（送信機能、受信機能）
８３  超音波画像形成部（画像形成部）
８４  制御部
８５  表示部
９  被検体
９３a、９３ｂ  圧縮変形部
９５a、９５ｂ  押さえ治具
１００、１０６  荷重
１０１a、１０１ｂ  復元力（バンプ電極部に向かう力）
１０５a、１０５ｂ、１０８a、１０８ｂ  押圧力（バンプ電極部に向かう力）
２０１  シリコーン板（基台）
１００１  スマートフォン
１００１ａ  画面（表示部）
１００２  タブレット端末（タブレット）
１００２ａ  画面（表示部）
４３８  長丸孔（長（丸）孔）
４３９  孔（複数の円弧が形成されているパッド部の孔）
【図１】
2019193093.tif 000003
【図２】
2019193093.tif 000004
【図３】
2019193093.tif 000005
【図４】
2019193093.tif 000006
【図５Ａ】
2019193093.tif 000007
【図５Ｂ】
2019193093.tif 000008
【図５Ｃ】
2019193093.tif 000009
【図６Ａ】
2019193093.tif 000010
【図６Ｂ】
2019193093.tif 000011
【図７Ａ】
2019193093.tif 000012
【図７Ｂ】
2019193093.tif 000013
【図８Ａ】
2019193093.tif 000014
【図８Ｂ】
2019193093.tif 000015
【図９Ａ】
2019193093.tif 000016
【図９Ｂ】
2019193093.tif 000017
【図９Ｃ】
2019193093.tif 000018
【図１０Ａ】
2019193093.tif 000019
【図１０Ｂ】
2019193093.tif 000020
【図１０Ｃ】
2019193093.tif 000021
【図１１】
2019193093.tif 000022
【図１２】
2019193093.tif 000023
【図１３Ａ】
2019193093.tif 000024
【図１３Ｂ】
2019193093.tif 000025
【図１４】
2019193093.tif 000026
【図１５】
2019193093.tif 000027
【図１６Ａ】
2019193093.tif 000028
【図１６Ｂ】
2019193093.tif 000029
【図１６Ｃ】
2019193093.tif 000030
【図１６Ｄ】
2019193093.tif 000031
【図１６Ｅ】
2019193093.tif 000032
【図１６Ｆ】
2019193093.tif 000033
【図１７Ａ】
2019193093.tif 000034
【図１７Ｂ】
2019193093.tif 000035
【図１７Ｃ】
2019193093.tif 000036
【図１７Ｄ】
2019193093.tif 000037