(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する音響素子と、
前記音響素子によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する集積回路と、
前記音響素子と前記集積回路との間に配置され、前記音響素子と前記集積回路との電気的な接続を中継する中継基板と、
前記中継基板に含まれ、前記音響素子と前記集積回路とを電気的に接続する複数の導電材と、
前記中継基板における隣接する導電材の間に設けられ、前記超音波による振動を減衰させる減衰部と、
を備える、超音波プローブ。
【請求項２】
前記減衰部は、前記中継基板における前記音響素子側に設けられる、請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記減衰部は、前記中継基板における前記音響素子側の面から前記集積回路側の面まで貫通するように設けられる、請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記導電材は、前記中継基板における前記音響素子側の面と前記集積回路側の面とを貫通した円柱状、角柱状、又は、円筒状に形成される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記複数の導電材及び複数の減衰部が、前記中継基板における前記音響素子側の表面及び前記集積回路側の表面のうち少なくとも一方において導電材で覆われる、請求項３に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記導電材は、タングステン、モリブデン、金、銅、銀、錫又は半田で形成される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記減衰部は、樹脂、ゴム、前記樹脂又は前記ゴムと金属、金属酸化物、金属炭化物又は金属窒化物とを混合した混合物、又は、中空空間で形成される、請求項１〜６のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記中継基板は、セラミックス材料で形成される、請求項１〜７のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記集積回路における前記中継基板の反対側に背面材をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波プローブにおいては、高性能化・小型化のために、超音波プローブ内にＡＳＩＣ（application  specific  integrated  circuit）などの集積回路を設けて、集積回路の上に超音波送受信を行う音響素子（素子群）を配置する構造が知られている。このような構造の超音波プローブは、集積回路と音響素子とを直接接続する方法、或いは、集積回路と音響素子との間に中継基板（インターポーザーとも呼ばれる）が設けられ、中継基板を介して接続する方法によって製造される。ここで、集積回路と音響素子とを直接接続する方法では、構造が単純であり、より小型化が可能であるが、音響素子の配列間隔（素子ピッチ）と対応する集積回路側の配列間隔とを一致させる必要があるため、超音波プローブごとに専用の集積回路を作製しなければならず、集積回路の開発及び部品にコストがかかってしまう。
【０００３】
一方、中継基板を介して接続する方法では、構造が複雑化するものの、中継基板内での再配線（例えば、ピッチを変更するなど）の自由度を活かすことで、種々の超音波プローブ間で集積回路を共用させることが可能となり、集積回路の開発及び部品にかかるコストを低減させることができる。例えば、中継基板を介して集積回路と音響素子とを接続する場合、集積回路がリフロー方式によって中継基板に実装される。そして、中継基板に圧電振動子、音響整合層などの音響素子が積層され、素子分割が行われる。
【０００４】
ここで、中継基板は音響素子の基盤となることから、機械的安定性が重要である。例えば、リフロー方式によって集積回路が実装される場合のリフロー温度は２５０℃程度に達することから、中継基板は温度に対する変形が小さいことが重要である。また、中継基板は、作製される形状の精度が高いことも重要である。従って、中継基板は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）や、ＳｉＯ2などのセラミックス材料などを主成分として形成される。そして、中継基板は、集積回路と音響素子とを電気的に接続するための導電材が、内部や表面に設けられる。ここで、導電材としては、例えば、タングステン、モリブデン、金、銀、銅などが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４３６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、中継基板で発生する振動を低減することを可能にする超音波プローブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態の超音波プローブは、音響素子と、集積回路と、中継基板と、複数の導電材と、減衰部とを備える。音響素子は、超音波を送受信する。集積回路は、前記音響素子によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する。中継基板は、前記音響素子と前記集積回路との間に配置され、前記音響素子と前記集積回路との電気的な接続を中継する。複数の導電材は、前記中継基板に含まれ、前記音響素子と前記集積回路とを電気的に接続する。減衰部は、前記中継基板における隣接する導電材の間に設けられ、前記超音波による振動を減衰させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波プローブが接続される超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る超音波送受信部を説明するための図である。
【図３】図３は、従来技術に係る課題を説明するための図である。
【図４】図４は、従来技術に係る中継基板を用いたシミュレーション結果を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る中継基板の構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る変形例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る中継基板の構成の一例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第２の実施形態に係る変形例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２の実施形態に係る変形例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る中継基板を用いたシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係る中継基板の構造の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係る導電材の構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波プローブが接続される超音波診断装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００が接続される超音波診断装置１０００の全体構成を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０００は、装置本体２００と、超音波プローブ１００とを有する。
【００１０】
装置本体２００は、超音波プローブ１００が駆動するための信号を供給したり、受信した反射波に基づいて超音波画像を生成したりする装置である。装置本体２００には、入力装置やモニタなどが接続され、超音波診断装置１０００の操作者から各種要求を受付け、種々の情報を表示する。
【００１１】
入力装置は、例えば、トラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボードなどを有し、超音波診断装置１０００の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体２００に対して受け付けた各種設定要求（例えば、関心領域の設定要求や画質条件設定指示など）を転送する。
【００１２】
モニタは、超音波診断装置１０００の操作者が入力装置を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体２００において生成された超音波画像などを表示したりする。
【００１３】
超音波プローブ１００は、図１に示すように、接続端子１０と、コネクタ２０と、接続機構３０と、ケーブル４０と、超音波送受信部５０とを有する。接続端子１０は、後述する超音波送受信部５０への送信信号や超音波送受信部５０からの受信信号が送受信されるための信号線を装置本体２００に接続する端子である。接続端子１０は、装置本体２００の種類に対応した種々の形状を有している。
【００１４】
コネクタ２０は、ケーブル４０を収納するとともに、超音波プローブ１００を装置本体２００に固定して電気的な接続を確保する。接続機構３０は、コネクタ２０を装置本体２００に固定することで超音波プローブ１００と装置本体２００との電気的接続を確保する。接続機構３０は、例えば、ハンドルやノブなどである。そして、接続機構３０は、コネクタ２０を装置本体２００に固定するロック状態と、コネクタ２０を装置本体２００から取り外すことができるアンロック状態とを切り替える。
【００１５】
ケーブル４０は、後述する超音波送受信部５０と装置本体２００との間で信号を送受信するためのケーブルである。例えば、ケーブル４０は、複数の信号線を有する。そして、信号線は、接続端子１０を介して装置本体２００と接続される。
【００１６】
超音波送受信部５０は、装置本体２００から供給される信号に基づき超音波を発生し、さらに、被検体からの反射波を受信して受信信号に変換する。ここで、本実施形態に係る超音波送受信部５０は、圧電振動子や音響整合層などの音響素子が２次元マトリクス状に配列されたものであるとする。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、超音波送受信部において音響素子が１次元的に配列された１次元アレイプローブであってもよい。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係る超音波送受信部５０を説明するための図である。図２においては、超音波送受信部５０内部の断面図を示す。なお、図２に示す超音波送受信部５０はあくまでも一例であり、本実施形態に係る超音波送受信部５０は、図２に示す例に限られない。例えば、超音波送受信部５０は、図２に示すように、アース電極１と、音響素子２と、バンプ３と、基板（例えば、ＦＰＣ：Flexible  Printed  Circuitsなど）４と、中継基板（インターポーザー）５と、集積回路（例えば、ＡＳＩＣなど）６と、背面材（バッキング材）７とを有する。
【００１８】
超音波送受信部５０においては、図２に示すように、音響素子２と中継基板５とが接続され、中継基板５と集積回路６とがバンプ３を介して接続されことにより、音響素子２と集積回路６とが中継基板５を介して接続される。
【００１９】
音響素子２は、図２に示すように、音響整合層２０１と、圧電振動子（例えば、ＰＺＴ：チタン酸ジルコン酸鉛）２０２と、中間層（例えば、タングステンカーバイドなど）２０３とを有し、超音波を送受信する。本実施形態に係る超音波送受信部５０においては、音響整合層２０１と、圧電振動子２０２と、中間層２０３とが積層された音響素子が２次元マトリクス状に配列された音響素子群を形成する。
【００２０】
音響整合層２０１は、圧電振動子２０２と被検体との間の音響インピーダンスの不整合を緩和する。圧電振動子２０２は、後述する集積回路６から供給される送信信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を受信して受信信号を生成する。中間層２０３は、圧電振動子２０２から後方への超音波の伝播を防止する。
【００２１】
中継基板５は、音響素子２と集積回路６との間に配置され、音響素子２と集積回路６との電気的な接続を中継する。例えば、中継基板５は、音響素子２と集積回路６とを電気的に接続する導電材を含み、導電材は、中継基板５における音響素子側の面と集積回路側の面とを貫通した円柱状、角柱状、又は、円筒状に形成される。
【００２２】
集積回路６は、例えば、ＡＳＩＣなどであり、音響素子２によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する。例えば、集積回路６は、装置本体２００から供給される信号（例えば、超音波の送受信条件に関する信号など）に基づいて送信信号を生成し、生成した送信信号を圧電振動子２０２に供給する。また、例えば、集積回路６は、圧電振動子２０２によって生成された受信信号を受け付け、受け付けた受信信号を所定の単位で加算することで装置本体２００に送信する受信信号数を所定の数に低減する。背面材７は、圧電振動子３から後方への超音波減衰吸収することで、後方への超音波の伝播を防止する。
【００２３】
このように、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００においては、音響素子２と集積回路６とが中継基板５を介して接続される。ここで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、中継基板５で発生する振動を低減することが可能となるように形成される。上述したように、中継基板５は、機械的安定性を高めるため、アルミナや、ＳｉＯ2などのセラミックス材料などを主成分として形成される。セラミックス材料は音響減衰が小さいため、従来技術に係る中継基板では、音響素子によって発生した振動（圧電振動子によって発生し、中間層で減衰吸収しきれなかった振動）が減衰されず、定在化することとなる。
【００２４】
図３は、従来技術に係る課題を説明するための図である。図３においては、従来技術に係る中継基板５１０の断面図を示す。例えば、従来技術に係る中継基板５１０は、図３の（Ａ）に示すように、アルミナで形成された母材５１１と、銅（Ｃｕ）で形成された導電材５１２ａ〜５１２ｃとを有する。そして、このような中継基板５１０が音響素子と集積回路との間に配置され、電気的接続を行う。ここで、従来の中継基板５１０では、圧電振動子で発生して中間層で減衰吸収しきれなかった振動が母材内を伝わる横振動が発生する。例えば、従来の中継基板５１０では、図３の（Ｂ）に示すように、導電材５１２ｂを介して矢印６０の向きで伝播された振動が母材５１１内を矢印６１及び矢印６２の向きで伝わる横振動（以下、不要振動と記す）が発生する。
【００２５】
このように、不要振動が横方向に伝播すると、隣接する導電材５１２ａ及び導電材５１２ｃにて伝送される受信信号に影響を与えてしまう場合がある。図４は、従来技術に係る中継基板５１０を用いたシミュレーション結果を示す図である。ここで、図４においては、１つの音響素子から送信された超音波信号が水中を伝播して、反射体にて反射された反射波を隣接する素子で受信する様子を模擬したものである。また、図４においては、横軸に時間「Ｔｉｍｅ（μｓｅｃ）」を示し、縦軸に振幅を示す。なお、図４に示す振幅は、初期の送信信号の強度を「１」とした場合の、受信信号の強度を示す。例えば、従来技術に係る中継基板５１０を用いた場合、図４に示すように、１４μｓｅｃ付近にある受信信号の波形の前後に、不要振動を示す波形が現れている。このような不要振動の信号を含む受信信号に基づいて超音波画像を映像化した場合、不要振動に起因する不要成分がノイズとして現れ、画像劣化の原因となる場合がある。
【００２６】
そこで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００では、中継基板５に超音波による振動を減衰させる減衰部を設けることで、上述した不要振動を低減させる。図５は、第１の実施形態に係る中継基板５の構成の一例を示す図である。ここで、図５においては、（Ａ）が中継基板５の断面図を示し、（Ｂ）が中継基板５の外観図を示し、（Ｃ）が中継基板５における音響素子２側の上面図を示す。なお、図５においては、（Ａ）〜（Ｃ）それぞれで中継基板５の一部を示す。
【００２７】
例えば、中継基板５は、図５の（Ａ）に示すように、母材５０１と、導電材５０２と、減衰部５０３とを有する。母材５０１は、中継基板５のベース部分であり、例えば、アルミナや、ＳｉＯ2などのセラミックス材料によって形成される。導電材５０２は、音響素子２と集積回路６とを電気的に接続し、例えば、タングステン、モリブデン、金、銅、銀、錫又は半田で形成される。ここで、導電材５０２は、音響素子２の配列（素子ピッチ）と、集積回路６の配列とが対応するように設けられる。すなわち、音響素子２と集積回路６のピッチが異なる場合であっても、導電材５０２の配置を変化させることにより、音響素子２と集積回路６とを確実に接続することができる。なお、図５においては、音響素子２と集積回路６のピッチが一致しており、導電材５０２が垂直に配線されている場合を示すが、ピッチが異なる場合、導電材５０２が斜めに配線されてもよい。
【００２８】
減衰部５０３は、超音波による振動を減衰させ、例えば、樹脂、ゴム、樹脂又はゴムと金属、金属酸化物、金属炭化物又は金属窒化物とを混合した混合物、又は、中空空間で形成される。例えば、減衰部５０３は、図５の（Ａ）に示すように、母材５０１において、導電材５０２の間に設けられる。すなわち、減衰部５０３は、母材５０１に設けられた複数の導電材５０２の間それぞれに配置される。
【００２９】
ここで、減衰部５０３は、図５の（Ａ）に示すように、中継基板５における音響素子２側に設けられる。中継基板５においては、母材５０１が硬質なセラミックス材料によって形成されているため、音響素子２側から伝播された振動は、中継基板５の音響素子２側で横方向に伝わる不要振動となる。そこで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００では、中継基板５の音響素子２側に減衰部５０３を配置させることで、横方向に伝わる不要振動を減衰させる。
【００３０】
すなわち、第１の実施形態に係る中継基板５は、図５の（Ｂ）に示すように、母材５０１に設けられた複数の導電材５０２の間において、母材５０１の厚み方向における音響素子側に減衰部５０３がそれぞれ設けられる。従って、第１の実施形態に係る中継基板５は、図５の（Ｃ）に示すように、隣接する導電材５０２間に減衰部５０３が配置され、導電材５０２を介して伝播される振動が横方向に伝わったとしても、振動を減衰することができる。
【００３１】
ここで、図５に示す中継基板５はあくまでも一例であり、その他種々の形態で実施させる場合であってもよい。図６は、第１の実施形態に係る変形例を示す図である。なお、図６においては、（Ａ）及び（Ｂ）が中継基板５の断面図を示し、（Ｃ）が中継基板５の音響素子２側の上面図を示す。例えば、図５に示す例では、減衰部５０３の長手方向が母材５０１の厚み方向（縦方向）と平行になる場合について説明した。すなわち、図５に示す減衰部５０３では、母材５０１の音響素子２側から集積回路６側に向かって長くなる構造を有する場合の例を説明した。
【００３２】
しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、減衰部５０３の長手方向が母材５０１（中継基板５）の面方向（横方向）と平行になる場合であってもよい。例えば、中継基板５は、図６の（Ａ）に示すように、母材５０１の音響素子２側に、横方向に向かって長くなる構造を有する減衰部５０３を備える場合であってもよい。
【００３３】
また、減衰部５０３は、音響素子２側に設けられるだけでなく、母材５０１を貫通するように設けられてもよい。例えば、減衰部５０３は、図６の（Ｂ）に示すように、中継基板５における音響素子２側の面から集積回路６側の面まで貫通するように設けられる。なお、図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）に示すように減衰部５０３を設ける場合も、減衰部５０３は、母材５０１に設けられた複数の導電材５０２の間それぞれに配置される。
【００３４】
上述した図５、図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）では、減衰部５０３が、母材５０１に設けられた複数の導電材５０２の間それぞれに配置される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、所定の導電材５０２間にのみ減衰部５０３が配置される場合であってもよい。例えば、図６の（Ｃ）に示すように、図中の上段に示す導電材５０２と中段に示す導電材５０２との間、及び、図中の中段に示す導電材５０２と下段に示す導電材５０２との間にのみ、減衰部５０３が配置される場合であってもよい。すなわち、図中の左側と中央、及び、中央と右側の導電材５０２間に減衰部５０３を設けない場合であってもよい。
【００３５】
例えば、上段に示す３つの導電材５０２に対応する圧電振動子と、中段に示す３つの導電材５０２に対応する圧電振動子と、下段に示す３つの導電材５０２に対応する圧電振動子とをそれぞれまとめて制御する場合には、図６の（Ｃ）に示すように、上段と中段の間、及び中段と下段の間に減衰部５０３を配置するようにしてもよい。
【００３６】
上述したように、第１の実施形態によれば、音響素子２は、超音波を送受信する。集積回路６は、音響素子２によって送受信される超音波に関するデータ処理を実行する。中継基板５は、音響素子２と集積回路６との間に配置され、音響素子２と集積回路６との電気的な接続を中継する。減衰部５０３は、中継基板５に設けられ、超音波による振動を減衰させる。従って、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、中継基板５で生じる不要振動を減衰させることができる。その結果、超音波プローブ１００は、不要振動に起因する超音波画像の劣化を抑止することができる。
【００３７】
また、第１の実施形態によれば、減衰部５０３は、中継基板５における音響素子２側に設けられる。従って、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、中継基板５の音響素子２側で横方向に伝播する不要振動を効果的に減衰させることができる。
【００３８】
また、第１の実施形態によれば、減衰部５０３は、中継基板５における音響素子２側の面から集積回路６側の面まで貫通するように設けられる。従って、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、中継基板５の厚み方向のすべてに渡って不要振動を減衰させることができる。
【００３９】
また、第１の実施形態によれば、中継基板５は、音響素子２と集積回路６とを電気的に接続する導電材５０２を含み、導電材５０２は、中継基板５における音響素子２側の面と集積回路６側の面とを貫通した円柱状、角柱状、又は、円筒状に形成される。また、導電材５０２は、タングステン、モリブデン、金、銅、銀、錫又は半田で形成される。また、中継基板５は、セラミックス材料で形成される。従って、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、従来の中継基板を用いて容易に実現することができる。
【００４０】
また、第１の実施形態によれば、減衰部５０３は、樹脂、ゴム、樹脂又はゴムと金属、金属酸化物、金属炭化物又は金属窒化物とを混合した混合物、又は、中空空間で形成される。従って、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、状況に応じて、形状と減衰効果を考慮した減衰部５０３を設けることができる。
【００４１】
また、第１の実施形態によれば、集積回路６における中継基板５の反対側に背面材７をさらに備える。従って、第１の実施形態に係る超音波プローブ１００は、音響素子２における中間層２０３と、背面材７とを有する従来の超音波プローブと比較して、不要な振動をより減衰させることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、中継基板５における母材５０１に減衰部５０３を設ける場合について説明した。第２の実施形態では、中継基板５に設けられた導電材５０２の内側に減衰部５０３を設ける場合について説明する。なお、以下で説明する第２の実施形態においては、減衰部５０３の配置が異なるだけであり、その他の点については第１の実施形態と同様である。図７は、第２の実施形態に係る中継基板５の構成の一例を示す図である。ここで、図７においては、（Ａ）が中継基板５の断面図を示し、（Ｂ）が中継基板５の外観図を示し、（Ｃ）が中継基板５における音響素子２側の上面図を示す。なお、図７においては、（Ａ）〜（Ｃ）それぞれで中継基板５の一部を示す。
【００４３】
例えば、第２の実施形態に係る減衰部５０３は、図７の（Ａ）に示すように、導電材５０２の内側に設けられる。ここで、第２の実施形態に係る減衰部５０３は、第１の実施形態と同様に、導電材５０２の音響素子２側に配置される。すなわち、第２の実施形態に係る中継基板５は、図７の（Ｂ）に示すように、母材５０１に設けられた複数の導電材５０２それぞれにおいて、母材５０１の厚み方向における音響素子側に減衰部５０３がそれぞれ設けられる。従って、第２の実施形態に係る中継基板５は、図７の（Ｃ）に示すように、すべての導電材５０２の内側に減衰部５０３が配置され、導電材５０２を介して伝播される振動を減衰することができる。
【００４４】
ここで、図７に示す中継基板５はあくまでも一例であり、その他種々の形態で実施させる場合であってもよい。図８Ａ及び図８Ｂは、第２の実施形態に係る変形例を示す図である。なお、図８Ａ及び図８Ｂは中継基板５の断面図を示す。例えば、図７に示す例では、減衰部５０３の長手方向が母材５０１の厚み方向（縦方向）と平行になる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、減衰部５０３の長手方向が母材５０１（中継基板５）の面方向（横方向）と平行になる場合であってもよい。例えば、中継基板５は、図８Ａに示すように、導電材５０２の音響素子２側に、横方向に向かって長くなる構造を有する減衰部５０３を備える場合であってもよい。
【００４５】
また、減衰部５０３は、音響素子２側に設けられるだけでなく、導電材５０２の内側を貫通するように設けられてもよい。例えば、減衰部５０３は、図８Ｂに示すように、導電材５０２における音響素子２側の面から集積回路６側の面まで貫通するように設けられる。なお、図８Ａ及び図８Ｂに示すように減衰部５０３を設ける場合も、減衰部５０３は、複数の導電材５０２それぞれに配置される。
【００４６】
ここで、第２の実施形態に係る中継基板５においては、減衰部５０３を導電材５０２に覆う場合であってもよい。具体的には、減衰部５０３が、導電材５０２の内側に、中継基板５における音響素子２側の面から集積回路６側の面まで貫通するように設けられ、中継基板５における音響素子２側の表面及び集積回路６側の表面のうち少なくとも一方において、減衰部５０３が導電材で覆われる。
【００４７】
図９は、第２の実施形態に係る変形例を示す図である。ここで、図９においては、（Ａ）が中継基板５の断面図を示し、（Ｂ）が中継基板５の外観図を示し、（Ｃ）が中継基板５における音響素子２側の上面図を示す。なお、図９においては、（Ａ）〜（Ｃ）それぞれで中継基板５の一部を示す。
【００４８】
例えば、減衰部５０３は、図９の（Ａ）に示すように、導電材５０２の内側に設けられ、音響素子２側の表面と集積回路６側の表面とが導電材５０２によって覆われる。すなわち、第２の実施形態に係る中継基板５は、図９の（Ｂ）に示すように、母材５０１に設けられた複数の導電材５０２それぞれにおいて、内部に減衰部５０３がそれぞれ設けられる。従って、第２の実施形態に係る中継基板５は、図９の（Ｃ）に示すように、表面に露出していた減衰部５０３が導電材５０２に覆われることとなる。
【００４９】
なお、図９においては、導電材５０２の内部全体に減衰部５０３が設けられる例を示すが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、導電材５０２の内部において音響素子２側にのみ減衰部５０３が設けられる場合であってもよい。また、図７、図８Ａ、図８Ｂ及び図９においては、全ての導電材５０２の内側に減衰部５０３が設けられる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、所定の導電材５０２にのみ減衰部５０３が設けられる場合であってもよい。
【００５０】
上述したように、第２の実施形態によれば、減衰部５０３は、導電材５０２の内側に設けられる。従って、第２の実施形態に係る超音波プローブ１００は、減衰部５０３を有する中継基板５を容易に製造することができる。
【００５１】
また、第２の実施形態によれば、減衰部５０３が、導電材５０２の内側に、中継基板５における音響素子２側の面から集積回路６側の面まで貫通するように設けられ、中継基板５における音響素子２側の表面及び集積回路６側の表面のうち少なくとも一方において、減衰部５０３が導電材２で覆われる。従って、第２の実施形態に係る超音波プローブ１００は、音響素子２と集積回路６との電気的接続をより確実にすることができる。
【００５２】
ここで、上述した第２の実施形態で説明した中継基板５を用いたシミュレーションの結果について説明する。まず、シミュレーションに用いた中継基板５は、母材５０１がアルミナで形成され、母材５０１に音響素子２、集積回路６に対応したビアが形成された。そして、母材５０１に形成されたビアそれぞれには、銅を用いたスルーホールメッキにて導電材５０２が形成され、内部にエポキシ系樹脂の減衰材を充填することで減衰部５０３が設けられた。なお、ビア径は「φ１００μｍ」、メッキ厚は「２０μｍ」で形成された。そして、減衰材が充填された後、減衰材の表面（音響素子２側及び集積回路６側ともに）が導電材５０２で覆われた。これらは、スパッタリング法などにより形成される。
【００５３】
このように作製された中継基板５を用いて、図４にて説明したシミュレーションと同様のシミュレーションを実行した。図１０は、第２の実施形態に係る中継基板５を用いたシミュレーション結果を示す図である。図１０においては、図４で示したシミュレーション結果と同様に、１つの音響素子から送信された超音波信号が水中を伝播して、反射体にて反射された反射波を隣接する素子で受信する様子を模擬したものである。また、図１０においては、横軸に時間「Ｔｉｍｅ（μｓｅｃ）」を示し、縦軸に振幅を示す。なお、図１０に示す振幅は、初期の送信信号の強度を「１」とした場合の、受信信号の強度を示す。
【００５４】
例えば、図１０に示すシミュレーションの結果、第２の実施形態に係る中継基板５は、図４に示す従来技術に係る中継基板５１０と比較して、１４μｓｅｃ付近にある受信信号の波形の前後にある不要振動を示す波形が低減されていることがわかる。すなわち、中継基板５に設けた減衰部５０３が、中継基板５内で発生する不要振動を減衰させていることが示されている。このように、第２の実施形態に係る中継基板５では、中継基板５の機械的強度を維持し、音響素子２と集積回路６とを電気的に接続する機能を有したまま、中継基板５で発生する不要振動を低減することができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００５６】
上述した第２の実施形態では、導電材５０２の内側に設けた減衰部５０３の表面を導電材５０２で覆う場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の導電材５０２と複数の減衰部５０３の表面をまとめて導電材５０２で覆う場合であってもよい。具体的には、減衰部５０３が、中継基板５における音響素子２側の面から集積回路６側の面まで貫通するように設けられ、中継基板５における音響素子２側の表面及び集積回路６側の表面のうち少なくとも一方において、複数の導電材５０２及び複数の減衰部５０３が導電材５０２で覆われる。
【００５７】
図１１は、第３の実施形態に係る中継基板５の構造の一例を示す図である。ここで、図１１においては、中継基板５における音響素子２側の上面図を示す。例えば、第３の実施形態に係る中継基板５は、図１１に示すように、音響素子２側の表面で複数の導電材５０２と複数の減衰部５０３を導電材５０２によって覆うように形成される。上述したように中継基板５は、音響素子２の配列と集積回路６の配列とを対応させて電気的に接続させる。すなわち、用いられる音響素子２及び集積回路６に応じて中継基板５内部の配線が変わる。そこで、図１１に示すように、導電材５０２によって任意の導電材５０２及び減衰部５０３をまとめて覆うことができるようにすることで、種々の状況に対応することができるようになる。
【００５８】
また、上述した第１の及び第２の実施形態では、導電材５０２が母材に対して垂直に配線される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、導電材５０２は、音響素子２側の表面と集積回路６側の表面とを種々の形状で接続することができる。図１２は、第３の実施形態に係る導電材５０２の構造の一例を示す図である。ここで、図１２においては、中継基板５の断面図を示す。
【００５９】
例えば、第３の実施形態に係る導電材５０２は、図１２に示すように、母材５０１の内部を斜めに配線したり、母材５０１の内部で曲がるように配線したりする場合であってもよい。かかる場合には、減衰部５０３は、図１２に示すように、導電材５０２の間に配置される場合であってもよく、或いは、導電材５０２の内部に配置される場合であってもよい。ここで、減衰部５０３が母材５０１に配置される場合には、導電材５０２に沿って（導電材５０２と平行になるように）設けられる必要はない。
【００６０】
また、上述した第１の実施形態にて説明した超音波プローブ１００の構成はあくまでも一例であり、本願に係る超音波プローブ１００は、種々の構成を有する場合であってもよい。一例を挙げると、音響素子２に中間層２０３が含まれていない場合であってもよい。
【００６１】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、母材５０１又は導電材５０２に減衰部５０３が設けられる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、減衰部５０３が母材５０１及び導電材にそれぞれ設けられる場合であってもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、２次元アレイプローブに適用する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、１次元アレイプローブに適用される場合であってよい。
【００６３】
以上説明したとおり、第１〜第３の実施形態によれば、本実施形態の超音波プローブは、中継基板で発生する振動を低減することを可能にする。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
２  音響素子
５  中継基板
８  集積回路
５０３  減衰部
【図１】
0006675142.tif 000002
【図２】
0006675142.tif 000003
【図３】
0006675142.tif 000004
【図４】
0006675142.tif 000005
【図５】
0006675142.tif 000006
【図６】
0006675142.tif 000007
【図７】
0006675142.tif 000008
【図８Ａ】
0006675142.tif 000009
【図８Ｂ】
0006675142.tif 000010
【図９】
0006675142.tif 000011
【図１０】
0006675142.tif 000012
【図１１】
0006675142.tif 000013
【図１２】
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