(57)【要約】【課題】  製造の作業性が良い超音波プローブおよびその製造方法を実現する。【解決手段】  コンベックスアレイを形成する複数の超音波トランスデューサとそれら超音波トランスデューサにそれぞれ接続される複数の電気経路が形成されたプリント回路板とを有する超音波プローブであって、プリント回路板（５００）は、コンベックスアレイの裏面に接する湾曲面（５０２）と、この湾曲面に関してその張り出しの方向とは反対方向に延在し電気経路（５２０）と平行に山折り部（５１２）と谷折り部（５１４）が交互に形成されたジャバラ面（５０４）とを有する。【選択図】      図４
2005110746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベックスアレイを形成する複数の超音波トランスデューサとそれら超音波トランスデューサにそれぞれ接続される複数の電気経路が形成されたプリント回路板とを有する超音波プローブであって、
前記プリント回路板は、
前記コンベックスアレイの裏面に接する湾曲面と、
この湾曲面に関してその張り出しの方向とは反対方向に延在し前記電気経路と平行に交互に形成された山折り部と谷折り部によって扇状に折り畳まれるジャバラ面と、
を具備することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記ジャバラ面は互いに対向する１対の面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記１対の面は前記コンベックスアレイにおいて隣同士となる超音波トランスデューサに接続される電気経路を交互に有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記湾曲面は前記コンベックスアレイにおいて隣同士となる超音波トランスデューサ間の溝に沿って形成されたスリットを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
【請求項５】
コンベックスアレイを形成する複数の超音波トランスデューサとそれら超音波トランスデューサにそれぞれ接続される複数の電気経路が形成されたプリント回路板とを有する超音波プローブを製造する方法であって、
互いに平行な複数の電気経路を持つフレキシブルなプリント回路板を作成する工程と、
前記プリント回路板に前記電気経路と平行に複数の山折り部と谷折り部を交互に形成する工程と、
前記プリント回路板に前記複数の電気経路の並びの方向に長い圧電板を接合するとともにこの圧電板と前記複数の電気経路を電気的に接続する工程と、
前記圧電板をダイシングして前記複数の電気経路ごとの複数の超音波トランスデューサを形成する工程と、
前記プリント回路板を前記複数の超音波トランスデューサが接合された面とその他の面との境界において前記複数の超音波トランスデューサが外側になるように折り曲げる工程と、
前記プリント回路板の前記複数の超音波トランスデューサが接合された面を外側に張り出すように湾曲させるとともにその他の面を前記山折り部と谷折り部を利用して扇状に折り畳む工程と、
を具備することを特徴とする超音波プローブの製造方法。
【請求項６】
前記その他の面は互いに対向する１対の面である、
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項７】
前記１対の面は前記コンベックスアレイにおいて隣同士となる超音波トランスデューサに接続される電気経路を交互に有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項８】
前記複数の超音波トランスデューサが接合された面は前記コンベックスアレイにおいて隣同士となる超音波トランスデューサ間の溝に沿って形成されたスリットを有する、
ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）およびその製造方法に関し、特に、アレイ（ａｒｒａｙ）を形成する複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）とそれら超音波トランスデューサにそれぞれ接続される複数の電気経路が形成されたプリント（ｐｒｉｎｔ）回路板とを有する超音波プローブおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブは超音波診断において超音波の送受信に用いられる。超音波プローブでは、アレイを形成する複数の超音波トランスデューサにそれぞれ信号線が接続される。それら信号線としてはプリント回路板上に形成された電気経路が利用される。プリント回路板はアレイの裏面に接する面とこの面に関してアレイとは反対側に直角に折り曲げられた面を有する。そのようなプリント回路板としてはフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）プリント回路板が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１８８９１号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アレイが前方に張り出したいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ  ａｒｒａｙ）を有する超音波プローブでは、プリント回路板はアレイの裏面に接する面を湾曲させるために、それに直角な面を両脇から絞り込む必要があるが、これは作業性が悪くまた構造的に無理が生じやすい。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、製造の作業性が良い超音波プローブおよびその製造方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、コンベックスアレイを形成する複数の超音波トランスデューサとそれら超音波トランスデューサにそれぞれ接続される複数の電気経路が形成されたプリント回路板とを有する超音波プローブであって、前記プリント回路板は、前記コンベックスアレイの裏面に接する湾曲面と、この湾曲面に関してその張り出しの方向とは反対方向に延在し前記電気経路と平行に交互に形成された山折り部と谷折り部によって扇状に折り畳まれるジャバラ面と、を具備することを特徴とする超音波プローブである。
【０００６】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、コンベックスアレイを形成する複数の超音波トランスデューサとそれら超音波トランスデューサにそれぞれ接続される複数の電気経路が形成されたプリント回路板とを有する超音波プローブを製造する方法であって、互いに平行な複数の電気経路を持つフレキシブルなプリント回路板を作成する工程と、前記プリント回路板に前記電気経路と平行に複数の山折り部と谷折り部を交互に形成する工程と、前記プリント回路板に前記複数の電気経路の並びの方向に長い圧電板を接合するとともにこの圧電板と前記複数の電気経路を電気的に接続する工程と、前記圧電板をダイシングして前記複数の電気経路ごとの複数の超音波トランスデューサを形成する工程と、前記プリント回路板を前記複数の超音波トランスデューサが接合された面とその他の面との境界において前記複数の超音波トランスデューサが外側になるように折り曲げる工程と、前記プリント回路板の前記複数の超音波トランスデューサが接合された面を外側に張り出すように湾曲させるとともにその他の面を前記山折り部と谷折り部を利用して扇状に折り畳む工程と、を具備することを特徴とする超音波プローブの製造方法である。
【０００７】
前記ジャバラ面は互いに対向する１対の面であることが、作業性をさらに良くする点で好ましい。前記１対の面は前記コンベックスアレイにおいて隣同士となる超音波トランスデューサに接続される電気経路を交互に有することが、超音波トランスデューサの微素子化への対応が容易な点で好ましい。前記湾曲面は前記コンベックスアレイにおいて隣同士となる超音波トランスデューサ間の溝に沿って形成されたスリットを有することが、湾曲を容易にする点で好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記各観点での本発明では、プリント回路板を、コンベックスアレイの裏面に接する湾曲面と、この湾曲面に関してその張り出しの方向とは反対方向に延在し電気経路と平行に交互に形成された山折り部と谷折り部によって扇状に折り畳まれるジャバラ面を有するものとしたので、製造の作業性が良い超音波プローブおよびその製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。同図に示すように、本装置は、超音波プローブ１００を有する。超音波プローブ１００は発明を実施するための最良の形態の一例である。本器の構成によって、超音波プローブに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１０】
超音波プローブ１００は、送受信部２０２に接続されている。送受信部２０２は、超音波プローブ１００に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部２０２は、また、超音波プローブ１００が受波したエコー信号を受信する。
【００１１】
送受信部２０２は診断情報生成部２０４に接続されている。診断情報生成部２０４は、送受信部２０２を通じてエコー受信信号を入力し、このエコー受信信号に基づいて診断情報を生成する。
【００１２】
診断情報としては、例えば、Ｂモード（ｍｏｄｅ）画像、カラードップラ（ｃｏｌｏｒ  Ｄｏｐｐｌｅｒ）画像、ドップラスペクトラム（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）画像等が生成される。Ｂモード画像は診断対象の断層像を表す。カラードップラ画像は、診断対象における血流等の速度分布像を表す。ドップラスペクトラム画像はドップラ信号のスペクトラムを表す。このような診断情報が、診断情報生成部２０４に接続された表示部２０６で表示される。
【００１３】
送受信部２０２、診断情報生成部２０４および表示部２０６は制御部２０８によって制御される。制御部２０８には操作部２１０が接続されている。操作部２１０は使用者によって操作され、制御部２０８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。
【００１４】
図２に、超音波プローブ１００の主要部の外観を示す。同図の（ａ）および（ｂ）は互いに９０゜異なる２方向から見た側面図である。（ａ）は超音波プローブ１００の扁平面側を示し、（ｂ）は厚み側を示す。
【００１５】
同図に示すように、超音波プローブ１００は、本体１１０に柄１２０が付いたものとなっている。本体１１０は概ね半円板状の外形をなす。柄１２０は概ね棒状の外形をなす。本体１１０の円弧状に張り出した部分が超音波の送受波部１１２となっている。送受波部１１２の内側には、超音波トランスデューサ３００が設けられている。
【００１６】
本体１１０および柄１２０の外面は、例えばプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）材料等で一体的に構成されたエンクロージャ（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）となっている。ただし、送受波部１１２に相当する部分は、例えばシリコンゴム（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｒｕｂｂｅｒ）等の超音波透過性の良い材料で構成される。
【００１７】
図３に、本体１１０の内部の主要な構成を示す。同図の（ａ）は超音波プローブ１００の扁平面側から見た図、（ｂ）は（ａ）についてのＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）において破線で囲んだ部分の拡大図である。
【００１８】
同図に示すように、超音波トランスデューサ３００はバッキング部材４００の湾曲面に沿って形成される。超音波トランスデューサ３００は、コンベックスアレイを形成するように１次元配列された例えば１２８個の超音波トランスデューサである。個々の超音波トランスデューサはプリント回路板５００上の対応する電気経路にそれぞれ接続されている。プリント回路板５００はフレキシブルプリント回路板である。以下、超音波トランスデューサ３００をコンベックスアレイ３００ともいう。
【００１９】
プリント回路板５００は（ｃ）に示すように、バッキング部材４００の先端において超音波トランスデューサ３００の裏面に接する湾曲面５０２を有し、また、湾曲面５０２の両端からコンベックスアレイ３００の張り出しの方向とは反対側にほぼ直角に折れ曲がった扇状のジャバラ面５０４を有する。ジャバラ面５０４は１対ある。
【００２０】
図４に、プリント回路板５００の展開図を模式的に示す。同図に示すように、プリント回路板５００は、基板５１０上にプリント回路で構成された互いに平行な複数の電気経路５２０を有する。基板５１０および電気経路５２０はフレキシブルなものである。電気経路５２０はコンベックスアレイ３００における個々の超音波トランスデューサに対応する。なお、電気経路への符号付けは１個所で代表する。
【００２１】
基板５１０における縦の中央帯が湾曲面５０２となる部分であり、その両側が１対のジャバラ面５０４となる部分である。電気経路５２０は、ジャバラ面５０４から湾曲面５０２にかけて設けられる。なお、ジャバラ面５０４においては電気経路５２０の表面は絶縁材料で被覆されている。
【００２２】
１対のジャバラ面５０４では電気経路５２０が一方と他方に交互に設けられる。このようにすることにより、ジャバラ面５０４では電気経路５２０のピッチ（ｐｉｔｃｈ）をコンベックスアレイ３００における超音波トランスデューサのピッチの２倍とすることができるので、超音波トランスデューサの微素子化への対応が容易になる。
【００２３】
ジャバラ面５０４には、一点鎖線で示す山折り部５１２と二点差線で示す谷折り部５１４が交互に複数個形成されている。これらはいずれも電気経路５２０に平行である。これら山折り部５１２および谷折り部５１４があることにより、ジャバラ面５０４はジャバラ状に折り畳むことが可能である。
【００２４】
このため、湾曲面５０２をバッキング部材４００の端面に合わせて湾曲させたときは、図３に示したように、ジャバラ面５０４が扇状に整然と折り畳まれる。このため、コンベックスアレイ組み立てを作業性良く行うことができる。また、プリント回路板５００やコンベックスアレイ３００に無理な力がかかることもない。ジャバラ面５０４が湾曲面５０２に関して左右対称であることも作業性の良さを助長する。
【００２５】
湾曲面５０２において、隣り合う電気経路５２０の間にはスリット５１６がそれぞれ形成される。湾曲面５０２がこのようなスリット５１６を持つことにより、湾曲性が良くなってコンベックスアレイ組み立ての作業性がさらに向上する。
【００２６】
図５に、プリント回路板の他の例の展開図を模式的に示す。この例では、プリント回路板５００’はジャバラ面５０４を片側に１つだけ持つ。このようなプリント回路板５００’を使用すると、図６に示すような構成を持つ超音波プローブを得ることができる。このような超音波プローブでは、ジャバラ面５０４が片側だけになるので、エンクロージャ内に余裕ができる。
【００２７】
図７に、上記のような主要部の製造工程のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。各工程はそれぞれ既存の適宜の製造設備を用いて遂行される。同図に示すように、工程７０１で、プリント回路形成を行う。これによって、図８に示すように、フレキシブルな基板５１０の上に複数の電気経路５２０を持つプリント回路板５００が形成される。
【００２８】
次に、工程７０３で、山折り，谷折り加工を行う。これによって、図９に示すように、プリント回路板５００に、電気経路５２０と平行な複数の山折り部５１２と谷折り部５１４が交互に形成される。
【００２９】
次に、工程７０５で、圧電板接合を行う。これによって、図１０に示すように、圧電板３０２がプリント回路板５００に接合される。圧電板３０２は、複数の電気経路５２０の並びの方向に細長い長方形の圧電材料からなる板である。圧電板３０２の表面と裏面には予め電極がそれぞれ付されている。プリント回路板５００との接合は例えば導電性接着剤等を用いて行われ、これによって圧電板３０２の裏面と複数の電気経路５２０との電気的接続も形成される。
【００３０】
次に、工程７０７で、ダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）を行う。これによって、図１１に示すように、圧電板３０２が複数の電気経路５２０に対応して切り離され、溝３０４を隔てて隣り合う複数の超音波トランスデューサ３００が形成される。ダイシングの深さは基板５１０に前記のスリット５１６を切り込む程度とする。
【００３１】
次に、工程７０９で、折り曲げ加工を行う。この加工により、プリント回路板５００を図１２に示すように折り曲げる。すなわち、プリント回路板５００を、複数の超音波トランスデューサ３００が接合された面とその他の面との境界部分で、複数の超音波トランスデューサ３００が外側になるように折り曲げる。折り曲げの角度は概ね直角である。これによってプリント回路板５００はコの字状になる。
【００３２】
次に、工程７１１でコンベックス加工を行う。すなわち、図１３に示すように、バッキング部材４００のコンベックスな端面に、プリント回路板５００の、複数の超音波トランスデューサ３００が接合された部分の裏側を接合する。これによって、プリント回路板５００の複数の超音波トランスデューサ３００が接合された部分は外側に張り出すように湾曲する。このとき、プリント回路板５００のその他の部分を山折り部５１２と谷折り部５１４を利用して折り畳み、扇状のジャバラ面を形成する。
【００３３】
以上の製造工程は、図６に示したような構成を持つ主要部を製造する場合も共通である。同図に示したような構成を持つ主要部を製造する場合は、工程７０１で図１４に示すようなプリント回路板５００’が形成され、工程７０３で図１５に示すように山折り部５１２と谷折り部５１４が形成され、工程７０５で図１６に示すように圧電板３０２が取り付けられ、工程７０７で図１７に示すようにダイシングが行われ、工程７０９で図１８に示すような折り曲げ加工が行われ、工程７１１で図１９に示すようなコンベックス加工が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】超音波診断装置のブロック図である。
【図２】超音波プローブの模式的構成を示す図である。
【図３】超音波プローブの主要部の模式的構成を示す図である。
【図４】プリント回路板の平面展開図である。
【図５】プリント回路板の平面展開図である。
【図６】超音波プローブの主要部の模式的構成を示す図である。
【図７】超音波プローブの主要部の製造工程のフロー図である。
【図８】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図９】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１０】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１１】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１２】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１３】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１４】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１５】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１６】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１７】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１８】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【図１９】製造工程の途中における部品の状態を示すである。
【符号の説明】
【００３５】
１００  超音波プローブ
３００  超音波トランスデューサ
４００  バッキング部材
５００  プリント回路板
５０２  湾曲面
５０４  ジャバラ面
５１０  基板
５１２  山折り部
５１４  谷折り部
５１６  スリット
５２０  電気経路
【図１】
2005110746.tif 000003
【図２】
2005110746.tif 000004
【図３】
2005110746.tif 000005
【図４】
2005110746.tif 000006
【図５】
2005110746.tif 000007
【図６】
2005110746.tif 000008
【図７】
2005110746.tif 000009
【図８】
2005110746.tif 000010
【図９】
2005110746.tif 000011
【図１０】
2005110746.tif 000012
【図１１】
2005110746.tif 000013
【図１２】
2005110746.tif 000014
【図１３】
2005110746.tif 000015
【図１４】
2005110746.tif 000016
【図１５】
2005110746.tif 000017
【図１６】
2005110746.tif 000018
【図１７】
2005110746.tif 000019
【図１８】
2005110746.tif 000020
【図１９】
2005110746.tif 000021