(57)【要約】  支持層１１と、支持層上に配置された絶縁層１５ａと、絶縁層上に配置された複数の導電配線１５ｂと、を備える超音波変換器が開示される。導電配線の各々は、上面を有する。各々が（ａ）圧電材料の核と、（ｂ）核の下に配置された導電被膜とを有する複数の変換素子２０は、複数の導電配線のそれぞれ１つの上面に直接接着される。超音波変換器の製造方法もまた開示される。
2013501405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を有する絶縁材料の層と、
前記絶縁層の前記上面に配置された、各々が上面を有する複数の導電配線と、
（ａ）圧電材料の核と、（ｂ）前記核の下に配置された導電被膜とを各々が有する複数の変換素子であって、前記導電被膜が下面を有する、変換素子と、を備えた超音波変換器であって、
前記変換素子の各々の前記下面が、前記複数の導電配線のそれぞれ１つの前記上面に直接接着されている、変換器。
【請求項２】
前記変換素子の各々の前記下面が、絶縁性接着剤を使用して、前記複数の導電配線のそれぞれ１つの上面に直接接着されている、請求項１に記載の変換器。
【請求項３】
前記変換素子の各々の前記下面が、導電性接着剤を使用して、前記複数の導電配線のそれぞれの１つの上面に直接接着されている、請求項１に記載の変換器。
【請求項４】
前記変換素子の各々の前記下面が、はんだによって、前記複数の導電配線のそれぞれの１つの上面に直接接着されている、請求項１に記載の変換器。
【請求項５】
前記変換素子の上に配置されたマッチング層と、前記絶縁層の下に配置された支持層とをさらに備える、請求項１に記載の変換器。
【請求項６】
前記圧電材料がＰＺＴを含む、請求項１に記載の変換器。
【請求項７】
前記複数の変換素子が少なくとも２０の変換素子を含み、前記複数の導電配線が少なくとも２０の導電配線を含み、前記変換素子が１００から２００μｍの間のピッチで離間され、前記変換素子が１５０から４００μｍの間の厚さである、請求項１に記載の変換器。
【請求項８】
前記変換素子の上に配置されたマッチング層と、前記絶縁層の下に配置された支持層とをさらに備える、請求項７に記載の変換器。
【請求項９】
前記変換素子の各々の前記下面が、絶縁性接着剤を使用して、前記複数の導電配線のそれぞれ１つの上面に直接接着されている、請求項８に記載の変換器。
【請求項１０】
（ａ）絶縁基板上に配置された第１導電領域と、（ｂ）前記絶縁基板上に配置され、前記第１導電領域と電気的に接触している、少なくとも２０の導電配線とを備えるフレックス回路に、導電被膜を有する圧電材料のブロックを、前記ブロックが前記第１導電領域に接着するように、接着するステップと、
前記ブロックを少なくとも２０の変換素子に切断するステップであって、前記ブロックを貫通し、前記第１導電領域を貫通し、かつ前記絶縁基板の一部を通るが完全には貫通しないように切断するように制御され、前記切断ステップが行われた後に、（ａ）前記第１導電領域が、互いに絶縁された少なくとも２０の領域に分割され、かつ（ｂ）前記少なくとも２０の領域の各々が前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと電気的に接触するように、前記導電配線に対して整列した位置で実施される、切断するステップと、を含む超音波変換器の製造方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２０の変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと導電性電気的接点を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２０の変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと容量結合性電気的接点を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記変換素子を１００から２００μｍの間のピッチで切断し、前記変換素子が１５０から４００μｍの厚さである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記切断ステップが終わった後、前記ブロックの上にマッチング層を配置するステップと、
前記フレックス回路の下に支持層を取り付けるステップと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも２０の導電配線が規則的なピッチで離間され、前記切断ステップにおいて前記導電配線のピッチと一致するピッチで前記導電配線と平行な方向に前記ブロックを切断する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着ステップが、絶縁性接着剤を使用して、前記第１導電領域に前記ブロックを接着するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
導電被膜を有する圧電材料のブロックを、絶縁基板上に配置された少なくとも２０の平行な導電配線を備えるフレックス回路に接着するステップであって、前記ブロックが前記少なくとも２０の導電配線の遠位端と接続するように、接着するステップと、
前記ブロックを少なくとも２０の変換素子に切断するステップであって、前記ブロックを貫通し、前記絶縁基板の一部を通るが完全には貫通しないように切断するように制御され、前記切断ステップが行われた後に、前記少なくとも２０の変換素子が互いに絶縁され、前記少なくとも２０の変換素子の各々が前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つに接着されるように、前記導電配線に対して整列した位置で実施される、切断するステップと、を含む超音波変換器の製造方法。
【請求項１８】
前記少なくとも２０変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つとの導電性電気的接点を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも２０の変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つとの容量結合性電気的接点を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記変換素子を１００から２００μｍの間のピッチで切断し、前記変換素子が１５０から４００μｍの間の厚さである、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記切断ステップが終わった後、前記ブロックの上にマッチング層を配置するステップと、
前記フレックス回路の下に支持層を取り付けるステップと、をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも２０の導電配線が規則的なピッチで離間され、前記切断ステップにおいて前記導電配線のピッチと一致するピッチで前記導電配線と平行な方向に前記ブロックを切断する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記接着ステップが、絶縁性接着剤を使用して、前記第１導電領域に前記ブロックを接着するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年７月２９日に出願された米国仮出願第６１／２２９，４８０号の権利を主張するものであり、参照により全体がここに組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
経食道超音波心臓図検査（ＴＥＥ）は、診断及び／またはモニタリング目的で心臓の画像を提供する超音波画像技術である。ＴＥＥのある特定の有効な利用には、左心室（ＬＶ）の経胃短軸像（ＴＧＳＡＶ）の画像を得るためのものがある。これは、集中治療室及び術後環境を含むいくつかの病院環境における患者の心臓機能を管理するために特に有用である。特許文献１に記載されているように、長期間にわたって使用することができる小型ＴＥＥプローブは、この困難な患者集団において特に有用である。この文献は、参照により全体がここに組み込まれる。
【０００３】
従来のＴＥＥ超音波変換器の製造は、典型的に、圧電材料並びに関連する支持層及びマッチング層（音響スタックとしても知られる）から圧電部材への電気的接続を音響的に隔離することを目指している。典型的に採用される材料が音響スタックの調整に悪影響を与えるため、この隔離は望ましい。音響的な隔離を維持しつつ、電気的接続を形成する従来のいくつかの手法として、特別なエッジボンディング、ワイヤボンディング、特別なセラミックフィンガ、及びその他の高価な高精密法が挙げられる。その他の手法としては、素子間に効果的に位置するように整列された、支持層を通過する非常に細いワイヤ接続を使用すること（それらは音響スタックに影響を及ぼさない）が挙げられる。残念ながら、電気的接続を形成するためのこれらの手法は全て、比較的困難であり、かつ／または高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第１０／９９６，８１６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１態様は、支持層と、支持層の上に配置された絶縁層と、絶縁層の上に配置された複数の導電配線とを備える超音波変換器に関する。導電配線の各々は上面を有する。各々が（ａ）圧電材料の核と、（ｂ）核の下部に配置された導電被膜とを有する複数の変換素子は、複数の導電配線のそれぞれ１つの上面に直接接着される。好ましくは、複数の変換素子の上にマッチング層が配置される。
【０００６】
本発明の別の態様は、超音波変換器の製造方法に関する。この方法は、（ａ）絶縁基板上に配置された第１導電領域と、（ｂ）絶縁基板上に配置され、第１導電領域と電気的に接触している、少なくとも２０の導電配線とを備えるフレックス回路に、導電被膜を有する圧電材料のブロックを、ブロックが第１導電領域に接着するように、接着するステップを含む。次いで、ブロックを少なくとも２０の変換素子に切断する。切断ステップは、ブロックを貫通し、第１導電領域を貫通し、かつ絶縁基板の一部を通るが完全には貫通しないように切断するように制御され、切断ステップが、切断ステップが行われた後に、（ａ）第１導電領域が、互いに絶縁された少なくとも２０の領域に分割され、かつ（ｂ）少なくとも２０の領域の各々が少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと電気的に接触するように、導電配線に対して整列した位置で実施される。
【０００７】
本発明の別の態様は、超音波変換器の製造方法に関する。この方法は、絶縁基板上に配置された少なくとも２０の平行な導電配線を備えるフレックス回路に、ブロックが少なくとも２０の導電配線の遠位端と接着するように、導電被膜を有する圧電材料のブロックを接着するステップを含む。次いで、ブロックを少なくとも２０の変換素子に切断する。切断は、ブロックを貫通し、かつ絶縁基板を完全に貫通せず一部分のみを切断するように制御される。切断は、切断ステップが行われた後に、少なくとも２０の変換素子の各々が、少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと接着し、互いに絶縁されるように、導電配線に対して整列した位置で実施される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における音響スタックを形成する層の斜視図である。
【図２】図１の実施形態における音響スタック構造体を形成する層のより詳細な図である。
【図３Ａ】図１に示される音響スタック構造体を形成するために使用され得るフレックス回路の初期構成である。
【図３Ｂ】図３Ａのフレックス回路の最終構成である。
【図３Ｃ】接地板（ｇｒｏｕｎｄ  ｐｌａｎｅ）を形成するために使用される追加のパッチ（ｐａｔｃｈ）が設けられた、図３Ａのフレックス回路の初期構成である。
【図４】図１に示される音響スタック構造体を形成するために使用され得るフレックス回路の別の初期構成である。
【図５Ａ】製造工程における音響スタックの別の実施形態の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの実施形態の完成後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の好ましい第１実施形態を図示する。ここで、電気的インターフェースは、具体的に、調整された（ｔｕｎｅｄ）音響スタック構造体の支持部分の一部として含まれている。本実施形態のこの構成は、４つの群に分類することができる。下部（ここでは底部とも称される）から順に、これらの群は、支持基板１１、フレックス回路１５、圧電部分２０、及び最後に上部（ここでは頂部とも称される）にマッチング層３０である。図１は、圧電部分２０における７つの素子２０ａ〜２０ｎの概略図を示しているが、素子の数がより多い（例えば２０から８０）と好ましい。例えば、ＴＥＥ用途でのいくつかの好ましいサイズは、小型プローブ用では２４から４０個の素子を含み、フルサイズのプローブ用では６０から７０個の素子を含む。この用途における図は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。
【００１０】
図２は、図１の実施形態をより詳細に示す。下部の層は、支持基板１１であり、該基板は、対象の周波数範囲（例えば４．５から７．５ＭＨｚ）において効果的な音響吸収器である任意の材料から成り得る。エポキシ／タングステンマトリクスは、適当な材料の１つである。その他の適当な材料は、所望の周波数範囲内での相殺的干渉によって吸収器となるように構成され得る高及び低音響インピーダンス材料の調整された構造体を含む。これらの材料は、この構成方法に起因した負の影響（例えば、所望の周波数範囲内で感度の低い領域、熱伝導の低さに起因した過熱、または製造の難しさ）を最小化するように選択されることが好ましい。超音波エネルギーの不要な成分が反射してＰＺＴに戻ってこない限り、支持基板１１の厚さは重要でない。
【００１１】
フレックス回路１５は、支持基板１１上に搭載される。フレックス回路１５は、下部に絶縁層１５ａ、及び上部に導電層１５ｂを備える。好ましくは、絶縁層１５ａはポリイミド、またはモノリシック、柔軟であり、均一な厚さを有し、従来のよく理解された製造工程において容易に使用することができる別の材料からなる。好ましくは、導電層１５ｂは、銅、またはモノリシックであり、均一な厚さを有し、従来のよく理解された製造工程でさらに処理され得る別の適当な金属からなる。それほど好ましくない実施形態では、銅の代わりに非金属導電層が使用され得る。支持基板１１上へのフレックス回路１５の搭載は、ＥＰＯ−ＴＥＫ（登録商標）３０１などの適当な接着剤１２を使用して、ポリイミド上に直接液体状のエポキシ系支持層を適用し、硬化させることによって実施され得る。
【００１２】
フレックス回路の形成において使用される銅及びポリイミドの厚さは、（ａ）共鳴構造の残りの部分に及ぼす影響が最少であり、その場合できるだけ薄く形成するか、または（ｂ）支持構造体の初期層としてフレックス回路が組み込まれた支持構造体に超音波を伝えることが可能な厚さに選択する、のいずれかが選択される。前者の手法は、いくつかの好ましい実施形態において、（１）ポリイミド及び銅の両方の厚さを、対象周波数で１／４波長未満に維持する、（２）低抵抗を有する程度に銅を十分厚くする、及び（３）従来の工程を使用して従来の設備でフレックス回路の製造可能性を促進する程度にポリイミドを十分厚くすることによって利用された。２５μｍのポリイミド層及び１７．５μｍの銅層が良好に機能することが見出された。
【００１３】
フレックス回路１５が支持基板１１上に搭載された後、導電層１５ｂは、フレックス回路１５の上面上に露出された状態である。次いで、例えばＴｒａｃｏｎ社の銀エポキシなどの導電性接着剤１８を使用して、露出された導電層１５ｂに圧電部分２０が直接接着される。Ｉｎｄｉｕｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の非常に低い融点のはんだを使用して、層間に箔またはペースト状のはんだを配置した後にはんだを溶かして接合することによって、圧電部分２０を導電層１５ｂに接着することも可能である。導電接着方法が使用される場合、伝導によって、フレックス回路１５の導電層１５ｂと圧電部分２０との間に電気的インターフェースが確立される。代替として、ＥＰＯ−ＴＥＫ（登録商標）３０１などのエポキシ接着剤または別の適当な絶縁性接着剤を使用して、露出された導電層１５ｂに圧電部分２０が直接接着され得る。絶縁性接着剤が使用される場合、容量結合によって、フレックス回路１５の導電層１５ｂと圧電部分２０との間に電気的インターフェースが確立される。
【００１４】
圧電部分２０は、好ましくは、銀または金のような導電性材料の層２３、２１で上部及び下部が被覆されたＰＺＴ材料２２からなる。代替の実施形態では、これらの層の一方または両方を省略することができ、その場合、作製に適宜修正（例えば別の接着剤１８を使用する）が必要とされ得るが、当業者には当然理解されるだろう。
【００１５】
製造工程における次のステップには、多数の代替手法が使用され得る。１実施形態では、圧電部分２０は材料のブロックとして開始する（すなわち個別の素子に事前に切断されない）。圧電部分２０の下部に位置するフレックス回路１５の部分は、初期には、銅の連続領域として開始され、圧電部分２０の下部に位置しないフレックス回路の部分は、銅の連続領域を終端とする複数の導電配線を有する。銅の連続領域４１及び配線４２を有するフレックス回路１５のこの初期構成は、図３Ａに示されている。
【００１６】
図１及び２に戻ると、圧電部分２０が銅の連続領域に接着された後、圧電部分２０は、切断のこぎりを使用して個別の素子に切断される。切断の深さは、（ａ）圧電部分２０全体を貫通して切断し、かつ（ｂ）フレックス回路１５の下部の絶縁層１５ａを完全に貫通しない程度の深さで、導電層１５ｂ全体を貫通して切断するように、精密に制御される。これにより、個別のＰＺＴ素子２０ａ〜２０ｎのアレイが形成され、それらの各々は、個別に電気的に連結され、フレックス回路の部分４１ａ〜４１ｎを絶縁している（図３Ｂに図示）。切断は、好ましくは、導電配線のピッチと一致するピッチで配線に平行であり、これらの新たに分離されたフレックス回路の個別の部分４１ａ〜４１ｎの各々が導電配線４２の１つと並び、結果として個別のＰＺＴ素子２０ａ〜２０ｎの各々の電気的接続（すなわちフレックス回路１５上の配線）となるように整列される（図１に図示）。
【００１７】
第２実施形態では、圧電部分２０は、材料のブロック（すなわち個別の素子に事前に切断されていない）から開始されるが、圧電部分２０の下部にあるフレックス回路１５の部分は、圧電部分２０の下部にないフレックス回路の部分まで延在する複数の配線の形態に事前に分割されて開始される。複数の配線４５を有するフレックス回路１５のこの構成は、図４に示されている。圧電部分２０は、破線４７で示される領域において、配線の遠位端に接着される。図１及び２に戻ると、接着後、圧電部分２０は切断のこぎりを使用して個別の素子に切断される。この実施形態では、切断の深さは、圧電部分２０全体を貫通するが、フレックス回路１５の下部の絶縁層１５ａを完全に貫通しない程度の深さに切断するように、精密に制御される。これにより、複数の個別のＰＺＴ素子２０ａ〜２０ｎが形成され、それらの各々は、フレックス回路上のそれ自体の配線に電気的に連結される。切断は、好ましくは、導電配線のピッチと一致するピッチで導電配線に平行であり、切断が配線４５の間に位置するように整列される。（図４に図示）。これにより、ＰＺＴ素子の各々に電気的接続（すなわちフレックス回路１５上の配線）がもたらされる。
【００１８】
第３の実施形態では、図４に示すように、圧電部分２０は、事前に分離された個別の素子２０ａ〜２０ｎから開始され、圧電部分２０の下部に位置するフレックス回路１５の部分もまた、事前に分離分離される。圧電部分２０（図１に図示）は、圧電部分２０の個別の素子２０ａ〜２０ｎがフレックス回路１５上の配線と整列するように、図４において破線４７で示される領域において、配線の遠位端に接着される。これにより、複数の個別のＰＺＴ素子２０ａ〜２０ｎがもたらされ、それらの各々は、フレックス回路上のそれ自体の配線に電気的に連結される。
【００１９】
上記の実施形態において、圧電部分２０とフレックス回路１５の導電層１５ｂとの間で導電性接着方法が使用される場合、各配線と対応する変換器素子との間の電気的接点は、導電性接点である。この場合、所与の導電配線に印加される電気信号は、配線に沿って伝わり、伝導を介して導電性接着材料を横断し、対応する変換器素子に到達するであろう。同様に、変換器素子の各々で発生するリターン信号は、伝導によって導電性接着材料を横断し、対応する導電配線に到達するであろう。圧電部分２０とフレックス回路１５の導電層１５ｂとの間で絶縁性接着方法が使用される場合、各配線と対応する変換器素子との間の電気的接点は、容量結合接点である。この場合、所与の導電配線に印加されるＡＣ電気信号は、配線に沿って伝わり、容量結合によって絶縁性接着材料を横断し、対応する変換器素子に到達するであろう。同様に、変換器素子の各々で発生するリターン信号は、容量結合によって絶縁性接着材料を横断し、対応する導電配線に到達するであろう。
【００２０】
接地板は、圧電部分２０の上面上の導電層２３を使用して実現され得る。導電層２３はストリップに分割されるため、好ましくは、これらのストリップ間に電気的接続が形成される。いくつかの好ましい実施形態では、いずれかの側面（すなわち図１に示される素子２０ａ及び２０ｎ）にある変換素子は、超音波を伝送しないガード素子である。これらの実施形態では、これらの素子の下部に位置するフレックス回路１５における導電配線は、接地板への接続を形成することが可能である。側面の素子の下部に位置する配線と圧電部分２０の上面上の導電性ストリップとの間の電気的接続を形成する１つの適当な方法は、導電性エポキシ（例えば銀エポキシ）を使用するものであり、これは、圧電部分２０の隣接壁または遠位壁のいずれかに適用され得る。
【００２１】
前述のように圧電部分２０が追加された後、ＰＺＴ素子を機械的に支持するが素子の間で超音波をいかなる程度でも伝送しない材料が、好ましくは素子の間の間隙内に裏込めされる。適当な材料の例として、シリコーン及びポリウレタンが挙げられる。次に、エポキシ、感圧性接着剤、マルチパート（ｍｕｌｔｉ−ｐａｒｔ）シリコーン、ウレタン、またはこの段階まで組立てた変換器を損傷しない別の接着剤などの広範囲の接着剤２８を使用して、マッチング層３０が圧電部分２０の上に搭載される。代替の実施形態では、マッチング層３０は、液体として適用され、硬化され得る（例えばＵＶ光を使用）。
【００２２】
代替の実施形態では、マッチング層３０は、切断より前に、圧電部分２０の上に搭載され得る。この場合、切断及び裏込めステップは、圧電部分２０上にマッチング層３０を搭載するステップの後に実施されることになる。
【００２３】
圧電部分２０の上部上に接地板を実現するために代わりの方法が使用され得る。１つの方法は、圧電部分２０上に一枚の導電箔を搭載するものである。別の方法は、圧電部分２０の下部に位置する同一のフレックス回路１５を使用して接地板を実現するものである。これは、図３Ｃに示されるように、パッチ４１に対して横方向にずれて位置する大きな導電性パッチ４３を使用することによって、達成され得る。圧電部分２０がパッチ４１の上部上に搭載され、前述のように個別の素子に切断された後、大きな導電性パッチ４３が折り畳まれ、圧電部分２０の上面が覆われ、接地板として機能する屋根を形成する。
【００２４】
図５Ａ及び５Ｂは、音響スタックの別の好ましい実施形態を図示する。より具体的には、図５Ａは、製造工程の中盤におけるこの実施形態の断面図であり、図５Ｂは、完成後のこの実施形態の断面図である。図５Ａから始めると、最下層６１は、音響インピーダンスが２．７ＭＲａｙｌであり、厚さが８４０μｍを超えるマトリクスを生成するために混合されたタングステン充填エポキシからなる支持層である。フレックス回路６５は、支持層の上に搭載される。フレックス回路は、２５μｍ厚さのポリイミドの下部層６５ａと、ポリイミド層６５ａの上に配置された銅の１／２オンス層６５ｂ（すなわち１７．５μｍのＣｕ層）とを備える。フレックス回路６５のポリイミド層６５ａに支持層６１を取り付ける１つの適当な方法は、ポリイミド層６５ａが上部にくるようにフレックス回路を反転し、液体状のエポキシをポリイミドの上部に適用して硬化するまで待機し、エポキシ支持層６１を所望の厚さまで研磨し、フレックス回路が上にくるように全体を反転される方法である。
【００２５】
次いで、その上面及び下面の両方が銀電極７１、７３で被覆された２８０μｍ厚のＰＺＴ−５Ｈ７２片からなる圧電ブロック７０が、ＥＰＯ−ＴＥＫ（登録商標）３０１エポキシ接着剤（Ｅｐｏｘｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）またはＳｐｕｒｒｓエポキシのような適当な代替物の薄層６８（好ましくは１０μｍ未満の厚さ）を使用して、フレックス回路６５の銅の側の上に直接接着される。接着材料６８は、スタックの音響特性に与える影響が無視できる程度に小さくなるように薄いことが好ましい。代替の実施形態では、圧電ブロックに異なる厚さ、例えば１５０から４００μｍの間の厚さを使用してもよい。
【００２６】
図５Ｂに移動すると、圧電ブロック７０はその後、圧電ブロックを貫通するが、フレックス回路６５の絶縁層６５ａを貫通せずに一部分を切断するように、前述のように切断される。例えば、変換器は、１４０μｍのピッチで離間された３２の能動素子に分割され得る。当然、先に説明したように、別の数の能動素子を使用してもよい。望ましい動作周波数に応じて、別の切断ピッチを（例えば１００から２００μｍの間のピッチ）使用してもよい。切断後、変換器の素子の間の空間は、好ましくは柔軟なエラストマー材料８１（例えばシリコーン）で充填される。
【００２７】
次いで、圧電ブロック７０の上にマッチング層が配置される。１つの適当なマッチング層は、（下部から上部に）：音響インピーダンス５．０ＭＲａｙｌ、７５〜８０μｍ厚を有するマトリクスを生成するために混合されたアルミナ充填エポキシの層８２；好ましくは１０μｍ厚未満のＥＰＯ−ＴＥＫ（登録商標）３０１接着剤の層８４；及び１００〜１０５μｍ厚さ、音響インピーダンス１．９ＭＲａｙｌのポリウレタンの層８６から構成される。
【００２８】
この実施形態において組立ステップを変更して、結果的に同じ音響スタックとすることも可能であり得る。さまざまな代用を行っても、類似の構成、または意図された用途において十分に機能するであろう代替の構成に到達することができる。
【００２９】
前述の技術によって、超音波変換器における個別の素子に電気的インターフェースを形成し、従来の技術と比較して著しく低価格で高性能を提供することが可能になる。
【００３０】
本発明は特定の実施形態を参照して説明されたが、添付の特許請求の範囲で特定された発明の範囲及び精神を逸脱しない範囲で説明された実施形態に対する多様な修正、代替、及び変更が可能である。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されず、以降の特許請求の範囲で定義された全ての範囲及びその等価物を含むことが意図される。
【符号の説明】
【００３１】
１１  支持基板
１５  フレックス回路
１５ａ  絶縁層
１５ｂ  導電層
２０  圧電部分
３０  マッチング層
４２  配線
【図１】
2013501405.tif 000003
【図２】
2013501405.tif 000004
【図３Ａ】
2013501405.tif 000005
【図３Ｂ】
2013501405.tif 000006
【図３Ｃ】
2013501405.tif 000007
【図４】
2013501405.tif 000008
【図５Ａ】
2013501405.tif 000009
【図５Ｂ】
2013501405.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月27日(2011.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を有する絶縁材料の層と、
前記絶縁層の下に配置された支持層と、
前記絶縁層の前記上面に配置された、各々が上面を有する複数の導電配線と、
（ａ）圧電材料の核と、（ｂ）前記核の下に配置された導電被膜とを各々が有する複数の変換素子であって、前記導電被膜が下面を有する、変換素子と、
前記変換素子の上に配置されたマッチング層と、
を備えた超音波変換器であって、
前記変換素子の各々の前記下面が、前記複数の導電配線のそれぞれ１つの前記上面に直接接着されている、変換器。
【請求項２】
前記変換素子の各々の前記下面が、絶縁性接着剤を使用して、前記複数の導電配線のそれぞれ１つの上面に直接接着されている、請求項１に記載の変換器。
【請求項３】
前記変換素子の各々の前記下面が、導電性接着剤を使用して、前記複数の導電配線のそれぞれの１つの上面に直接接着されている、請求項１に記載の変換器。
【請求項４】
前記変換素子の各々の前記下面が、はんだによって、前記複数の導電配線のそれぞれの１つの上面に直接接着されている、請求項１に記載の変換器。
【請求項５】
前記圧電材料がＰＺＴを含む、請求項１に記載の変換器。
【請求項６】
前記複数の変換素子が少なくとも２０の変換素子を含み、前記複数の導電配線が少なくとも２０の導電配線を含み、前記変換素子が１００から２００μｍの間のピッチで離間され、前記変換素子が１５０から４００μｍの間の厚さである、請求項１に記載の変換器。
【請求項７】
前記変換素子の各々の前記下面が、絶縁性接着剤を使用して、前記複数の導電配線のそれぞれ１つの上面に直接接着されている、請求項６に記載の変換器。
【請求項８】
（ａ）絶縁基板上に配置された第１導電領域と、（ｂ）前記絶縁基板上に配置され、前記第１導電領域と電気的に接触している、少なくとも２０の導電配線とを備えるフレックス回路に、導電被膜を有する圧電材料のブロックを、前記ブロックが前記第１導電領域に接着するように、接着するステップと、
前記ブロックを少なくとも２０の変換素子に切断するステップであって、前記ブロックを貫通し、前記第１導電領域を貫通し、かつ前記絶縁基板の一部を通るが完全には貫通しないように切断するように制御され、前記切断ステップが行われた後に、（ａ）前記第１導電領域が、互いに絶縁された少なくとも２０の領域に分割され、かつ（ｂ）前記少なくとも２０の領域の各々が前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと電気的に接触するように、前記導電配線に対して整列した位置で実施される、切断するステップと、
前記切断ステップが終わった後、前記ブロックの上にマッチング層を配置するステップと、
前記フレックス回路の下に支持層を取り付けるステップと、を含む超音波変換器の製造方法。
【請求項９】
前記少なくとも２０の変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと導電性電気的接点を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２０の変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つと容量結合性電気的接点を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記変換素子を１００から２００μｍの間のピッチで切断し、前記変換素子が１５０から４００μｍの厚さである、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２０の導電配線が規則的なピッチで離間され、前記切断ステップにおいて前記導電配線のピッチと一致するピッチで前記導電配線と平行な方向に前記ブロックを切断する、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記接着ステップが、絶縁性接着剤を使用して、前記第１導電領域に前記ブロックを接着するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
導電被膜を有する圧電材料のブロックを、絶縁基板上に配置された少なくとも２０の平行な導電配線を備えるフレックス回路に接着するステップであって、前記ブロックが前記少なくとも２０の導電配線の遠位端と接続するように、接着するステップと、
前記ブロックを少なくとも２０の変換素子に切断するステップであって、前記ブロックを貫通し、前記絶縁基板の一部を通るが完全には貫通しないように切断するように制御され、前記切断ステップが行われた後に、前記少なくとも２０の変換素子が互いに絶縁され、前記少なくとも２０の変換素子の各々が前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つに接着されるように、前記導電配線に対して整列した位置で実施される、切断するステップと、
前記切断ステップが終わった後、前記ブロックの上にマッチング層を配置するステップと、
前記フレックス回路の下に支持層を取り付けるステップと、を含む超音波変換器の製造方法。
【請求項１５】
前記少なくとも２０変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つとの導電性電気的接点を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも２０の変換素子の各々が、前記少なくとも２０の導電配線のそれぞれ１つとの容量結合性電気的接点を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記変換素子を１００から２００μｍの間のピッチで切断し、前記変換素子が１５０から４００μｍの間の厚さである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも２０の導電配線が規則的なピッチで離間され、前記切断ステップにおいて前記導電配線のピッチと一致するピッチで前記導電配線と平行な方向に前記ブロックを切断する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記接着ステップが、絶縁性接着剤を使用して、前記第１導電領域に前記ブロックを接着するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
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