(57)【要約】【課題】  本発明は、積層圧電素子を微細ピッチに配列した、高い感度と高い信頼性を有する２次元アレイ超音波プローブを得ることを目的とする。【解決手段】  本発明は、プリント基板と、プリント基板上に所定のピッチで形成される複数の配線ラインと、配線ラインの端部に夫々の第１側面が対応して接するよう一列に配置される複数の積層圧電素子と、一列に配置される複数の積層圧電素子の、第１側面とは反対側の第２側面を共通接続する導電性薄板と、プリント基板上に配線ラインを覆うよう形成されるバッキング材とを備えるユニットが、所定のピッチで並設されて形成され、積層圧電素子の第１側面及び第２側面が導電性を有するとともに、積層圧電素子は、複数の圧電体と複数の内部電極とが交互に積層され、かつ複数の内部電極が交互に第１側面または第２側面の一方に接続されていることを特徴とする。【選択図】  図１ 
2005210245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板上に所定のピッチで形成される複数の配線ラインと、
前記プリント基板上の前記配線ラインの端部に夫々の第１側面が対応して接するよう一列に配置される複数の積層圧電素子と、
前記一列に配置される複数の積層圧電素子の、前記第１側面とは反対側の第２側面を共通接続する導電性薄板と、
前記プリント基板上に前記配線ラインを覆うよう形成されるバッキング材と
を備えるユニットが、所定のピッチで並設されて形成され、
前記積層圧電素子の前記第１側面及び前記第２側面が導電性を有するとともに、前記積層圧電素子は、複数の圧電体と複数の内部電極とが交互に積層され、かつ前記複数の内部電極が交互に前記第１側面または前記第２側面の一方に接続されている
ことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記積層圧電素子の最外層が、前記最外層以外の各圧電体の厚みよりも薄い厚みを有する圧電体からなることを特徴とする請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記ユニットは、前記プリント基板同士が対向し前記積層圧電素子の前記第２側面同士が対向するよう設けられ、前記積層圧電素子の前記第２側面同士が対向する側では、対向するユニットで前記導電性薄板を共通とすることを特徴とする請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記導電性薄板は、厚みが２０μｍ以下のＡｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至３記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記導電性薄板は、ＰＥＴフィルム上に、厚みが２０μｍ以下のＡｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種からなる導電層が形成されており、前記導電層により前記積層圧電素子の前記第２側面が接続されることを特徴とする請求項１乃至３記載の超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置や超音波探傷装置等に用いられる超音波プローブに関し、特に圧電素子をマトリックス状に配列した２次元アレイ超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブは圧電体を用いて超音波を対象物に向けて照射し、その対象物における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信することにより、対象物の内部状態を画像化するために用いられる。このような超音波プローブが採用された超音波画像装置には、例えば、人体内部を検査するための医用診断装置および金属溶接内部の探傷を目的とする検査装置などが挙げられる。
【０００３】
なかでも、医療機器においては、Ｘ線と比較して人体に悪影響を与えずに体内部を観察できることから、超音波診断法が広く普及している。この超音波診断法に用いられる超音波診断装置には、多数の圧電セラミックからなる圧電素子をもつ超音波プローブが超音波送受信器として用いられている。この圧電素子を持つ超音波プローブとしては、体内部を断層的に画像形成して診断するために、超小型の圧電素子を多数配置してなる走査型の超音波プローブが用いられている。
【０００４】
このような走査型の超音波プローブの中で、圧電素子を１次元に配列した構造においては、圧電素子が配列する方向で使用する素子数を選択することによって、焦点位置を超音波プローブヘッドの近傍から遠くまで任意に設定できる。しかしながら、超音波走査可能な範囲は、圧電素子の配列方向に限られる。また、超音波送受信面内で圧電素子の配列方向と直交する方向では、焦点位置の調整は音響レンズによるフォーカスのみであることから、ダイナミックに焦点位置を変更することは不可能である。
【０００５】
近年、圧電素子を２次元マトリックス状に配列し、超音波ビームの焦点位置を全方位的にダイナミックフォーカスし、更に超音波ビームの走査も３次元的に高速に行うことで、３次元の超音波画像情報を収集し、表示を行うシステムの検討が進んできている。このようなシステムの実現には、２次元的に圧電素子を配列した２次元アレイ超音波プローブが必要となる。
【０００６】
一般的に、２次元アレイ超音波プローブの圧電素子配列は、ｍ×ｎの行列（マトリックス）状形態をとっている。上述の３次元的なダイナミックフォーカスや３次元的なビーム走査を十分に行うためには、ｍ、ｎそれぞれ約５０以上の素子を４００μｍ程度以下の微細ピッチで配列する必要がある。特に心臓の観察に用いる場合には、肋骨の間から超音波ビームを入射する必要があり、超音波プローブヘッドの大きさは２０ｍｍ角程度以下とすることが好ましい。この場合、２０ｍｍ角程度の面積から引き出す配線は２５００ｃｈ以上となる。このような２次元アレイプローブ構造では、限られた面積内に、いかに圧電素子を小型化して、配線を高密度に行うかが、高性能化のキーポイントである。さらに、高密度に配列することと同時に、２次元アレイ状に配列された個々の圧電素子について、圧電素子自身に不良が無くかつ電気的接続に不良がない、すなわち、超音波プローブを構成する個々の圧電素子に不良がないことが重要となる。他方、圧電体を積層した積層圧電素子を用いることにより、超音波プローブの性能向上が可能であることが知られている。
【０００７】
これらの観点に基づいた２次元アレイプローブの構成、実現手段が提案されている。例えば、積層圧電素子の１つの側面から信号線とアース線を取り出せるように、積層圧電素子側面に露出している各電極を選択的にパターン化して、フレキシブル基板上に形成され
た信号線とアース線とにそれぞれを接続して1列分のアレイ素子群を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、このようにして準備した１列分の積層圧電素子を配列したフレキシブル基板をさらに行方向に積層することによって２次元アレイ超音波プローブを実現する構造としている。
【特許文献１】特開２０００−１３８４００公報（第３−８頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらこのような従来の構造では、多素子且つ微細ピッチの２次元アレイ超音波プローブを高い信頼性で実現することが困難である。つまり、上述の構造では積層した圧電素子の１つの側面内に信号線とアース線の２本を形成する必要があるため、圧電素子の側面幅を狭くすること、すなわち圧電素子自体を微細化することが難しい。圧電素子の微細化がなされなければ約２０ｍｍ角のヘッド面積内に十分な数の圧電素子を配列することが困難となる。
【０００９】
また、上述の構造において圧電素子の微細化を進めるためには、圧電素子上あるいはフレキシブル基板上に形成される信号線とアース線の距離を近づけていくか、あるいは信号線とアース線の線幅を細くしていく必要がある。一方で、より高い送受信感度を得るためには２次元アレイ超音波プローブの駆動電圧を上昇させれば良いが、信号線とアース線の距離が著しく近い場合、両線間で短絡してしまい、駆動電圧に制限が生じる。さらに、一般的に一体焼成型の積層圧電素子の内部電極は数μmの厚みであるので、信号線とアース線の線幅が細くなった場合、内部電極と信号線、内部電極とアース線の接点は点接触となる。このような微小領域の点接触では接続の歩留まりが低い。歩留まりよく２次元アレイ超音波プローブを作製できた場合にも、接触抵抗が増大して診断画像に影響が生じるだけでなく、使用中に素子の断線不良が発生することが懸念される。
【００１０】
以上述べたように、従来は、積層圧電素子を微細ピッチに配列した、高い感度と高い信頼性を有する２次元アレイ超音波プローブを得ることが出来なかった。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑み、積層圧電素子を微細ピッチに配列した、高い感度と高い信頼性を有する２次元アレイ超音波プローブを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明は、プリント基板と、プリント基板上に所定のピッチで形成される複数の配線ラインと、プリント基板上の配線ラインの端部に夫々の第１側面が対応して接するよう一列に配置される複数の積層圧電素子と、一列に配置される複数の積層圧電素子の、第１側面とは反対側の第２側面を共通接続する導電性薄板と、プリント基板上に配線ラインを覆うよう形成されるバッキング材とを備えるユニットが、所定のピッチで並設されて形成され、積層圧電素子の第１側面及び第２側面が導電性を有するとともに、積層圧電素子は、複数の圧電体と複数の内部電極とが交互に積層され、かつ複数の内部電極が交互に第１側面または第２側面の一方に接続されていることを特徴とする超音波プローブを提供する。
【００１３】
本発明においては、積層圧電素子の最外層が、最外層以外の各圧電体の厚みよりも薄い厚みを有する圧電体からなっても良い。
【００１４】
また本発明においては、ユニットは、プリント基板同士が対向し積層圧電素子の第２側面同士が対向するよう設けられ、積層圧電素子の第２側面同士が対向する側では、対向するユニットで導電性薄板を共通としても良い。
【００１５】
また本発明においては、導電性薄板は、厚みが２０μｍ以下のＡｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種であっても良い。
【００１６】
また本発明においては、導電性薄板は、ＰＥＴフィルム上に、厚みが２０μｍ以下のＡｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種からなる導電層が形成されており、導電層により積層圧電素子の第２側面が接続されても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、積層圧電素子を微細ピッチに配列した、高い感度と高い信頼性を有する２次元アレイ超音波プローブを得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態〜第３実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る２次元アレイ超音波プローブ１０の斜視図である。
【００１９】
図１に示す２次元アレイ超音波プローブ１０は、一列に配列された複数の積層圧電素子１と、積層圧電素子１の配列ピッチでパターン化された信号線６（図３（ａ）参照）とが形成されたフレキシブルプリント基板２と、信号線６を覆うように積層圧電素子１の下面に設けられたバッキング材５と、積層圧電素子１をフレキシブルプリント基板２とは反対側の側面で接続するアース電極板７とを、ユニットとして具備している。このユニットを、積層圧電素子１の列間ギャップで複数並設することにより、積層圧電素子１が２次元マトリクス状に配列された、２次元アレイ超音波プローブとなる。バッキング材５が積層圧電素子１の下面にあるとした場合に、積層圧電素子１の上面は超音波送受信面となり、音響整合層８（図４参照）が設けられる。
【００２０】
積層圧電素子１は、図２に示すように、圧電体１４と内部電極とが交互に積層され、その側面には信号側電極３（第１側面）とアース側電極４（第２側面）とを有している。内部電極としては第１電極１１と第２電極１２とがあり、積層された圧電体１４の間に第１電極１１と第２電極１２とが交互に現れるよう設けられる。本実施形態では、積層方向の最外層は、一方が第１電極１１で他方が第２電極１２となっている。第１電極１１群は全て、積層面に垂直な一方の側面で信号側電極３と共通に接続されている。第２電極１２群は全て、信号側電極３と対向する側面でアース側電極４と共通に接続されている。第１電極１１とアース側電極４とは、電気的に絶縁されるように、これらの間に絶縁体１３が設けられている。また、第２電極１２と信号側電極３とは、電気的に絶縁されるように、これらの間に絶縁体１３が設けられている。
【００２１】
また、積層圧電素子１は、各フレキシブルプリント基板２上に一列に同ピッチで配列されている。信号側電極３は、各積層圧電素子１のフレキシブルプリント基板２と向かい合う側面に形成され、積層圧電素子１のもう一方の側面にはアース側電極４が形成されている。フレキシブルプリント基板２に形成された信号線６は、各積層圧電素子１に対応して信号側電極３と接続されている。アース電極板７は、フレキシブルプリント基板２上に１列に配列された積層圧電素子１のアース側電極４に、共通に接続されている。
【００２２】
バッキング材５は、積層圧電素子１の下面に設けられており、積層圧電素子１を機械的に支持する。また、バッキング材５は、超音波パルスを短くするために、積層圧電素子１
を制動している。なお、バッキング材５の厚さは、２次元アレイ超音波プローブの音響的特性を良好に保つため、使用する超音波周波数の波長に対して十分な厚さ（十分減衰される厚さ）とする。
【００２３】
音響整合層８は、図４に示すように、必要に応じて積層圧電素子１の上面に設けることができる。音響整合層８の音響インピーダンスは、超音波の人体への伝播がスムーズに行えるように、圧電体１４の音響インピーダンスと人体の音響インピーダンスとの間の値に設定することとする。複数の音響整合層８を形成する場合には圧電体１０側から人体に向かって音響インピーダンスの値が徐々に近づくように設定する。
【００２４】
本実施形態に係る構造とすることにより、信号線６とアース電極板７が積層圧電素子１の異なる２つの側面において夫々信号側電極３やアース側電極４と接続するため、積層圧電素子１の側面の面積全体を信号線６あるいはアース電極板７の接続面として利用でき、接続の信頼性が顕著に向上する。そのため、積層圧電素子１の配列ピッチを微細化したり、積層圧電素子１自体を微細化する場合にも接続の信頼性が高い。さらにアース電極板７を共通化することにより放熱がスムーズになされるため、駆動電圧を上昇させることが可能となりより高い感度を得ることができる。
【００２５】
次に、本実施形態の２次元アレイ超音波プローブ１０の製造方法について、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を参照して詳細に説明する。
【００２６】
本実施形態の製造方法は、積層圧電素子１を形成する工程と、複数の積層圧電素子１をフレキシブルプリント基板２に実装し、音響整合層８、バッキング材５、アース電極の引き出し配線となるアース電極板７を形成する工程と、フレキシブルプリント基板２を所定のピッチで並設してマトリックス状の積層圧電素子１群を形成する工程とに分けることができる。以下、工程毎に説明を行う。
（１）短冊状積層圧電素子２０の作製
まず、図３（ａ）に示すような、１列分の積層圧電素子１がつながった、短冊状積層圧電素子２０の作製方法について説明する。
【００２７】
ジルコン・チタン酸鉛を主体とする材料から成る厚さ１００μｍの圧電体と、銀・パラジウム合金からなる厚さ２μｍの内部電極（これは後に第１電極１１及び第２電極１２となる）をグリーンシート法で交互に積層した後、圧電体と内部電極の積層体を一体焼成して平板状積層体を得る。このようにして得た平板状の積層体をダイシングにより例えば３００μｍ程度の幅で切断することで複数個の短冊状積層体が得られる。切り出す振動子の幅は最終的に必要な振動子幅より広めに設定する。
【００２８】
次に短冊状積層体の内部電極を一層おきに接続する。まず、内部電極が露出した面のうち、後に電極を形成する広いほうの側面に、一層おきの内部電極に沿ってダイシングにより溝を形成する。その後、溝を形成した面にエポキシ系接着剤１３を塗布し溝を充填する。さらに溝を形成した面を研磨して所定の溝深さに調整する。次に反対の面についても同一の工程を施し絶縁材料１３を形成する。この際、絶縁材料１３は、図２に示すように前記２面で互い違いに現れるように形成する。その後、スパッタ等によって絶縁材料１３を形成した面の一方に信号側電極３を他方の面にアース側電極４を形成して短冊状積層圧電素子を得る。これにより、第１電極１１は信号側電極３にのみ接続されアース側電極４とは絶縁され、第２電極１２はアース側電極４にのみ接続され信号側電極３とは絶縁される。
（２）積層圧電体振動子１のフレキシブルプリント基板２への実装
図３（ａ）に示すように、短冊状積層圧電素子２０の信号側電極３の形成された側面をフレキシブルプリント基板２上に設けられた信号線６の終端部に接着接続する。この際、
接着にはエポキシ系接着剤を使用してもよいし、エポキシ系接着剤に金属フィラーを混合させたものを使用しても良い。エポキシ系接着剤を使用した場合でも、これらの電極表面には微細な凹凸が存在するため、圧着することによって余剰接着剤は押し出されて部分的に金属同士が接する点ができる。そして、接着剤が残った領域は接着力に寄与し、金属同士が接した領域はお互いが接して電気的な接続に寄与することとなる。また、前記信号線６の終端部、つまり信号側電極３と接続する部分は、積層圧電素子１の配列ピッチで分割してあっても良いし、あるいは終端部は共通電極からなっていて、後の短冊状積層圧電素子２０を分割する工程で一緒に分割しても良い。
【００２９】
図３では図示していないが、短冊状積層圧電素子２０上面には音響整合層８を形成しておいても良い。音響整合層８を形成する場合には、酸化物粉末などを混合させ所定の音響インピーダンスに調整したエポキシ系樹脂を、短冊状積層圧電素子２０の上面に塗布し硬化後に所定の厚みに加工しても良い。あるいはあらかじめ所定の音響インピーダンス、厚みに加工された短冊状の音響整合層８をエポキシ系接着剤によって短冊状積層圧電素子２０の上に接着しても良い。また、音響整合層８を積層する場合には、上記作業を繰り返すことで複数の音響整合層８が形成可能である。音響整合層８の材料は特にエポキシ系樹脂に限ったものではなく、通常使用されている材料が使用可能である。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板２上に接続した短冊状積層圧電体振動子２０を、例えば数十μｍ厚のブレードを用いたダイシングソー等の機械加工で１素子毎に分割する。１素子の大きさは例えば３００μｍ程度とする。音響整合層８が形成されている場合には、両者を分割する。フレキシブルプリント基板２上の信号線６を共通電極としている場合は、信号線６も含め素子分離する。信号線６を１素子毎に対応したピッチで設けている場合は、信号線６まで分割する必要はない。その後、１列分の積層圧電素子１が実装されているフレキシブルプリント基板２の、積層圧電素子１の下面側に、バッキング材５をエポキシ系接着剤などで固定する。バッキング材５は一般的な樹脂材料、あるいはゴム材料等を用いることができる。また、バッキング材５の厚さ（フレキシブルプリント基板２面からの高さ）は、積層圧電素子１の厚さと同じ程度とする。
【００３１】
図３（ｃ）に示すように、バッキング材５を形成した後、フレキシブルプリント基板２上に配置された１列の積層圧電素子１の、もう一方の側面のアース側電極４に共通のアース電極板７を接着接続する。この際、接着にはエポキシ系接着剤を使用してもよいし、エポキシ系接着剤に金属フィラーを混合させたものを使用しても良い。アース電極板７は厚みが２０μｍ以下のＡｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種、若しくは、ＰＥＴフィルム上に厚みが２０μｍ以下のＡｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種を形成したものであることが好ましい。アース電極板７に用いる導体の厚みを２０μｍ以下とすると、１列並んだ積層圧電素子１を行方向にスタックしていく際に狭ピッチでスタック出来、好ましい。また、導体の厚みを２０μｍ以下とすると、積層圧電素子１の側面に接着されても機械的負荷となりにくく、圧電体の振動が妨げられない。さらに導体の音響インピーダンスは圧電体より大きいため、薄くすることにより音響的負荷にもなり難い。また、アース電極板７に用いる導体の材料として、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種を用いると、これらの金属板を積層圧電素子１の側面に貼り付けることで、駆動時に発生した熱を効率的に逃がすことが出来る。発熱を抑えることが出来れば投入パワーを増大させることができ、高感度化を実現することが可能となり好ましい。また、アース電極板７が、ＰＥＴフィルム上にこれらの導体を形成したものである場合は、導体を薄く形成した場合でも十分な強度が保持でき断線を防ぐことが出来、好ましい。また、音響インピーダンスの高い金属層を薄くできることにより音響的な負荷を低減でき高感度化に有利である。なお、バッキング材５の形成とアース電極板７の形成の順序はどちら工程を先に行っても良い。
【００３２】
このような工程によって１列分の積層圧電素子１がフレキシブルプリント基板２上に所定のピッチで配置され、各積層圧電素子１の一方の側面に接続する信号線６と、他方の側面に接続するアース電極板７を有する１列配置の圧電素子アレイ２１を得ることができる。
（３）１列配置の圧電素子アレイの、行方向への積層工程
図３（ｄ）に示すように、１列配置の圧電素子アレイ２１を、２次元アレイ超音波プローブの行分積み重ねて２次元アレイ化する。このとき積層圧電素子１の超音波放射面である音響整合層８との接続面が概同一面となるよう、また積層圧電素子１の行、列がマトリックス状に配置されるよう、位置合わせして積み重ね接着により固定する。その結果、圧電振動子１をマトリックス状に配列してなる振動子群を形成することが出来る。
【００３３】
図４に、このような製造方法により製造された２次元アレイ超音波プローブの、行方向に並んだ圧電素子アレイの一部を示す。信号線６の形成されたフレキシブルプリント基板２上に、バッキング材５、積層圧電素子１、及び音響整合層８がこの順に積層された積層体が、積層圧電素子１の信号側電極３に信号線６が接続するよう設けられている。積層圧電素子１のアース側電極４には、列方向（紙面垂直方向）で共通としたアース電極板７が接続されており、これらを１つのユニットとして複数のユニットが同じ向きに行方向に並んだ圧電素子アレイとしている。本実施形態の製造方法によれば、このように、信号線６とアース電極板７が積層圧電素子１の異なる２つの側面において夫々信号側電極３やアース側電極４と接続した構造が容易に得られることが分かる。したがって、積層圧電素子を微細ピッチに配列した、高い感度と高い信頼性を有する２次元アレイ超音波プローブを得ることが出来る。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態については、第１の実施形態と異なる点のみ説明し、同様の部分については、図示、説明を省略する。
【００３４】
図５は、本実施形態に係る２次元アレイ超音波プローブの、積層圧電素子１の斜視図である。
【００３５】
図５に示すように、本実施形態の積層圧電素子１は、圧電体１４と内部電極とが交互に積層されている。内部電極としては第１電極１１と第２電極１２とがあり、積層された圧電体１４の間に第１電極１１と第２電極１２とが交互に現れるよう設けられる点は、第１の実施形態と同様である。本実施形態では、積層方向の最外層は、一方が第１電極１１の外側に設けられた最外層用圧電体１５であり、他方が第２電極１２の外側に設けられた最外層用圧電体１５である点が、第１の実施形態とは異なる。そして、この双方の最外層に設けられた最外層用圧電体１５の厚さは、内部に設けられた圧電体１４の厚さよりも薄いものとする。
【００３６】
このような積層圧電素子１を作製するには、第１の実施形態の（１）短冊状積層圧電素子２０の作製において、圧電体と内部電極をグリーンシート法で積層する際に所望の層数を重ねた後、最外層となる圧電体を上下に重ねる必要がある。このような積層体を一体焼成して平板状積層体を得た後は第１の実施形態と同様にして形成すればよい。
【００３７】
第１の実施形態で説明したように、各々の積層圧電素子１は、短冊状積層圧電素子２０をダイシングすること等により得られる。ダイシング等で短冊状積層圧電体素子２０をアレイ加工するとき、ブレードの入口、出口部分でチッピング等を発生した場合、最外層が電極であると、電極面積が減少し素子容量が低下するおそれがあり、素子容量の低下は感度低下に直結する。また、チッピングの様子は積層圧電素子毎に異なるため、感度ばらつきの要因にも成り得る。
【００３８】
しかしながら、本実施形態では、短冊状積層圧電体素子２０の積層方向の最外層は最外層用圧電体１５である。このため、ダイシング加工などでチッピングを生じた場合にも、チッピングが生じるのは最外層用圧電体１５であり、この最外層用圧電体１５には片面にしか電極が形成されないため、素子の容量には変化が無く、感度の低下およびばらつきを抑止できる。また、超音波送受信面（一方の最外層用圧電体１５の形成された面）には音響整合層、その反対側の面にはバッキング材を形成する必要があり、接着の際にはエポキシ系の樹脂が用いられる。エポキシ系樹脂は硬化時あるいは温度変化時に体積収縮するためにこの面に電極などが形成された場合には、電極を引き剥がす力となって働き、断線を招くことがある。しかしながら、本実施形態ではこれらの面に形成されているのは最外層用圧電体１５であることによって、断線を抑止できるという効果も得ることが可能である。さらに、最外層用圧電体１５は内部の圧電体１４と同一材料で厚みは前記圧電体１４以下とする。厚みが薄い場合、プローブの感度、比帯域に影響するような音響的付加とはならず、好ましい。また、最外層用圧電体１５と内部の圧電体１４とを同一材料で作製してもよい。本実施形態の構造を用いることで第１の実施形態に比べて感度ばらつきが約５％改善できる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態については、第１の実施形態と異なる点のみ説明し、同様の部分については、図示、説明を省略する。
【００３９】
図６は、本実施形態に係る２次元アレイ超音波プローブの、行方向に並んだ圧電素子アレイの一部を示す。この圧電素子アレイは、短冊状積層圧電素子をダイシングして形成した複数の積層圧電素子が列方向（紙面垂直方向）にも並んでおり、２次元アレイ超音波プローブを形成している。
【００４０】
図６に示すように、本実施形態の圧電素子アレイは、信号線６の形成されたフレキシブルプリント基板２上に、バッキング材５、積層圧電素子１、及び音響整合層８がこの順に積層された積層体が、積層圧電素子１の信号側電極３に信号線６が接続するよう設けられている。そして、積層圧電素子１のアース側電極４には、列方向（紙面垂直方向）で共通としたアース電極板１６が接続されており、これらを１つのユニットとして複数のユニットが行方向に並んだ圧電素子アレイとしている点は第１の実施形態と同様である。しかし、このユニットが信号線６同士、アース電極板１６同士が対向するよう交互に逆向きに並べられ、対向する２つのユニットでアース電極板１６を共通させている点が第１の実施形態とは異なる。
【００４１】
本実施形態では、２つのユニットで共通とした１つのアース電極板１６を用いていることで、２つのユニットあたり、１つのアース電極板１６の分だけ狭ピッチ化が可能となる。その結果、積層圧電素子１の配列ピッチを狭くすることができ、２次元アレイ超音波プローブの分解能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る２次元アレイ超音波プローブの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る積層圧電素子の斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）とも、本発明の実施形態に係る２次元アレイ超音波プローブの製造方法を説明する斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る圧電素子アレイの一部を示す図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る積層圧電素子の斜視図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る圧電素子アレイの一部を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…積層圧電素子
２…フレキシブルプリント基板
３…信号側電極
４…アース側電極
５…バッキング材
６…信号線
７…アース電極板
８…音響整合層
１０…２次元アレイ超音波プローブ
１１…第１電極
１２…第２電極
１３…絶縁材料
１４…圧電体
１５…最外層用圧電体
１６…共通アース電極板
２０…短冊状積層圧電素子
２１…一列配置の圧電素子アレイ
【図１】
2005210245.tif 000003
【図２】
2005210245.tif 000004
【図３】
2005210245.tif 000005
【図４】
2005210245.tif 000006
【図５】
2005210245.tif 000007
【図６】
2005210245.tif 000008