(57)【要約】      （修正有）【課題】内部に電極が形成されて伝導性を有する整合層を含む超音波プローブ及びその製造方法を提供する。【解決手段】圧電体層と、前記圧電体層の前面に位置し、内部に電極が形成された少なくとも一つの整合層１０とを含む。また、整合層の内部に内部電極１３を形成するに於いて、整合層の一方の面に複数のカーフ１１を形成し、前記複数のカーフの内面を含む前記整合層の一方の面に電極１２、１３を形成し、前記複数のカーフを充填し、前記複数のカーフの前記内面に形成された前記電極が露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と、他方の面側とをカッティングすることを含む。また、前記電極が露出されるように前記整合層の前記一方の面側と前記他方の面側をカッティングした後、電極が露出された前記整合層の前記一方の面と前記他方の面に外部電極１５を形成することをさらに含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体層と、
前記圧電体層の前面に位置し、内部に内部電極が形成された整合層と、を含む、超音波プローブ。
【請求項２】
前記整合層は、前後面に外部電極が形成された、請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記整合層の前記内部電極は、前記外部電極と電気的に接続するように形成された、請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記整合層の前記内部電極は、前記外部電極に対して垂直をなすように形成された、請求項２または３に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記内部電極は、１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に形成された、請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記圧電体層と前記整合層とは、１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に加工され、それにより、前記内部電極は複数の内部電極で構成され、前記圧電体層は複数のエレメントで構成され、
前記整合層の各前記複数の内部電極の間の間隔は、前記圧電体層のアレイを構成する各前記複数のエレメントのピッチ（pitch）よりも小さい、請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記整合層は、少なくとも一層で形成された、請求項１ないし６のいずれかに記載の超音波プローブ。
【請求項８】
整合層の内部に内部電極を形成し、
前記内部電極が形成された前記整合層を圧電体層の一方の面に設置する、超音波プローブの製造方法。
【請求項９】
前記整合層の内部に前記内部電極を形成する工程は、
前記整合層の一方の面に複数のカーフを形成し、
前記複数のカーフの内面を含む前記整合層の前記一方の面上に電極を形成し、
前記複数のカーフを充填し、
前記複数のカーフの前記内面に形成された前記電極が露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と、他方の面側とをカッティングすることを含む、請求項８に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１０】
前記整合層の前記一方の面に前記複数のカーフを形成する工程は、
前記整合層の前記一方の面に１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に前記複数のカーフを形成することを含む、請求項９に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１１】
前記複数のカーフの前記内面を含む前記整合層の前記一方の面上に前記電極を形成する工程は、
少なくとも前記複数のカーフの内側面に電極を形成することを含む、請求項９または１０に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１２】
前記複数のカーフの前記内面に形成された前記電極が露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と、前記他方の面側とをカッティングする工程は、
前記複数のカーフの前記内側面に形成された前記電極が前記整合層の前記一方の面と前記他方の面とにおいて露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と、前記他方の面側とを横方向にカッティングすることを含む、請求項９ないし１１のいずれかに記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１３】
前記複数のカーフを充填する工程は、
前記整合層を形成する物質で前記複数のカーフを充填することを含む、請求項９ないし１２のいずれかに記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１４】
前記電極が露出された前記整合層の前記一方の面と前記他方の面とに外部電極を形成することをさらに含む、請求項９ないし１３のいずれかに記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１５】
前記電極が形成された前記整合層を前記圧電体層の前記一方の面に設置する工程は、
前記整合層に形成された前記内部電極が前記圧電体層と電気的に接続されるように、前記整合層を前記圧電体層の前記一方の面に設置することを含む、請求項８ないし１４のいずれかに記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１６】
前記整合層と前記圧電体層とを１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に加工し、
前記整合層の一方の面に保護層を設置することをさらに含む、請求項８ないし１５のいずかに記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１７】
前記整合層の前記内部電極は、２次元アレイの形状に形成され、
前記整合層と前記圧電体層とを２次元アレイの形状に加工する工程は、
前記２次元アレイの形状に加工された前記内部電極が形成する格子の対角線方向に前記整合層と前記圧電体層とを分割して、前記整合層と前記圧電体層とを２次元アレイの形状に加工することを含む、請求項１６に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１８】
前記圧電体層は、前記２次元アレイ形状の複数のエレメントで構成され、
前記複数のカーフは、前記圧電体層の前記複数のエレメントのピッチよりも小さい幅を有するように形成される、請求項１６または１７に記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項１９】
前記保護層は、接地されるか、電気的信号が印加されることを特徴とする、請求項１６ないし１８のいずれかに記載の超音波プローブの製造方法。
【請求項２０】
前記保護層は、ＲＦシールド及びＣＳフィルムを含む、請求項１６ないし１９のいずれか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、超音波を用いて対象体の内部の映像を生成するための超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、対象体の体表から体内のターゲット部位に向かって超音波信号を照射し、反射された超音波信号（超音波エコー信号）の情報を用いて軟部組織の断層や血流に関する映像を無侵襲で得る装置である。
【０００３】
超音波診断装置は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴスキャナ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｅ）、核医学診断装置などの他の映像診断装置に比べて、小型且つ安価で、リアルタイムで映像を表示することが可能である上、放射線などの被曝がなく安全性が高いという長所があるため、心臓、腹部、泌尿器、産婦人科などの分野の診断に広く用いられている。
【０００４】
超音波診断装置は、対象体の超音波映像を得るために、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射してくる超音波エコー信号を受信するための超音波プローブを含む。
【０００５】
超音波プローブは、圧電物質を振動させることにより、電気信号と音響信号とを相互変換する圧電層と、圧電層から発生した超音波が対象体に最大限に伝達されるように、圧電層と対象体との間の音響インピーダンス差を減少させる整合層と、圧電層の前方に進行する超音波を特定の地点に集束させるレンズと、超音波が圧電層の後方に進行することを遮断して、映像の歪みを防止する吸音層とを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面は、内部に電極が形成されて伝導性を有する整合層を含む超音波プローブ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る超音波プローブは、圧電体層と、前記圧電体層の前面に位置し、内部に内部電極が形成された整合層と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、前記整合層は、前後面に外部電極が形成される。
【０００９】
また、前記整合層の内部電極は、前記外部電極を電気的に接続するように形成される。
【００１０】
また、前記整合層の内部電極は、前記外部電極に対して垂直をなすように形成される。
【００１１】
また、前記内部電極は、１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に形成される。
【００１２】
また、前記圧電体層と整合層とは、１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に加工され、それにより、前記内部電極は複数の内部電極で構成され、前記圧電体層は複数のエレメントで構成され、前記整合層の各前記複数の内部電極間の間隔は、前記圧電体層のアレイを構成する複数のエレメントのピッチ（pitch）よりも小さい。
【００１３】
また、前記整合層は、少なくとも一層で形成される。
【００１４】
本発明の一側面に係る超音波プローブの製造方法は、整合層の内部に内部電極を形成し、前記内部電極が形成された整合層を圧電体層の一方の面に設置することを特徴とする。
【００１５】
また、整合層の内部に内部電極を形成するに於いて、整合層の一方の面に複数のカーフを形成し、前記複数のカーフの内面を含む前記整合層の一方の面に電極を形成し、前記複数のカーフを充填し、前記複数のカーフの前記内面に形成された前記電極が露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と、他方の面側とをカッティングすることを含む。
【００１６】
また、前記整合層の一方の面に複数のカーフを形成するに於いて、前記整合層の一方の面に１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に複数のカーフを形成することを含む。
【００１７】
また、前記圧電体層は、２次元アレイ形状の複数のエレメントで構成され、前記カーフは、前記圧電体層の複数のエレメントのピッチよりも小さい幅を有するように形成される。
【００１８】
また、前記複数のカーフの内面を含む前記整合層の前記一方の面に電極を形成するに於いて、少なくとも前記複数のカーフの内側面に電極を形成することを含む。
【００１９】
また、前記複数のカーフを充填するに於いて、前記整合層を形成する物質で前記複数のカーフを充填することを含む。
【００２０】
また、前記複数のカーフの内面に形成された前記電極が露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と前記他方の面側とをカッティングするに於いて、前記複数のカーフの内側面に形成された電極が前記整合層の前記一方の面と前記他方の面において露出されるように、前記整合層の前記一方の面側と前記他方の面側を横方向にカッティングすることを含む。
【００２１】
また、前記電極が露出されるように前記整合層の前記一方の面側と前記他方の面側をカッティングした後、電極が露出された前記整合層の前記一方の面と前記他方の面に外部電極を形成することをさらに含む。
【００２２】
また、前記電極が形成された整合層を圧電体層の一方の面に設置するに於いて、前記整合層に形成された内部電極が前記圧電体層と電気的に接続されるように、前記整合層を前記圧電体層の一方の面に設置することを含む。
【００２３】
また、前記整合層を前記圧電体の一面に設置すると、前記整合層と圧電体層とを１次元アレイ及び２次元アレイのいずれか一つの形状に加工し、前記整合層の前記一方の面に保護層を設置することをさらに含む。
【００２４】
また、前記整合層の前記内部電極は、２次元アレイの形状に形成され、前記整合層と圧電体層とを２次元アレイの形状に加工することは、前記２次元アレイの形状に加工された内部電極が形成する格子の対角線方向に前記整合層と圧電体層とを分割して、前記整合層と圧電体層とを２次元アレイの形状に加工することを含む。
【００２５】
また、前記保護層は、接地されるか、電気的信号が印加されることを特徴とする。
【００２６】
また、前記保護層は、ＲＦシールド（shield）及びＣＳフィルム（film）を含む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一側面によれば、整合層の内部に電極を構成することにより、整合層を介して電気的信号の印加および受信が可能になる。
【００２８】
また、これにより、電気的信号の接続の多様性及び容易性を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る整合層の製造過程を示す図である。
【図２】カーフが形成された整合層に電極が形成されたことを示す斜視図である。
【図３】カーフが形成された整合層に電極が形成されたことを示す斜視図である。
【図４】内部に電極が形成された整合層を示す斜視図である。
【図５】内部に電極が形成された整合層を示す斜視図である。
【図６】内部及び前後面に電極が形成された整合層を示す斜視図である。
【図７】内部及び前後面に電極が形成された整合層を示す斜視図である。
【図８】図１の整合層を含む超音波プローブの製造工程を示す図である。
【図９】図８の一部分を拡大した図である。
【図１０】図９の整合層のエレメントを示す斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施例に係る整合層のダイシングを示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施例に係る整合層のダイシングを示す図である。
【図１２】本発明の一実施例に係る超音波プローブの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施例に係る超音波プローブ及びその製造方法を詳細に説明する。
【００３１】
本発明の一実施例に係る超音波プローブは、図８に示すように、圧電層２０、圧電層２０の前面に設置される整合層１０、整合層１０の前面に設置される保護層３０、及び圧電層２０の後面に設置される吸音層４０を含む。なお、圧電層２０から生体に向かう超音波の方向を「前」、その反対方向を「後」とする。
【００３２】
所定の物質に機械的な圧力が加わると電圧が発生し、電圧が印加されると機械的な変形が起こる効果を圧電効果及び逆圧電効果といい、このような効果を有する物質を圧電物質という。
【００３３】
すなわち、圧電物質は、電気エネルギーを機械的な振動エネルギーに、機械的な振動エネルギーを電気エネルギーに変換する物質である。
【００３４】
本発明の一実施例に係る超音波プローブは、電気的信号が印加されると、これを機械的な振動に変換して超音波を発生させる圧電物質からなる圧電層２０を含む。
【００３５】
圧電層２０を構成する圧電物質は、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などのセラミック、マグネシウムニオブ酸鉛及びチタン酸鉛などの固溶体で作られるＰＺＭＴ単結晶、または亜鉛ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛などの固溶体で作られるＰＺＮＴ単結晶などを含む。
【００３６】
また、圧電層２０は、単層構造または多層の積層構造に配列してもよい。
【００３７】
一般に、積層構造の圧電層２０は、インピーダンスと電圧を調節することが容易になるため、送受信感度とエネルギーの変換効率を良くし、更に、滑らかなスペクトルを得ることができるという長所がある。
【００３８】
また、圧電層２０の前後面には、電気的信号が印加される電極を形成する。前後面に電極を形成する場合、前後面に形成された電極のいずれか一つは接地電極であり、他の一つは信号電極である。
【００３９】
整合層１０は、圧電層２０の前面に設置される。整合層１０は、圧電層２０と対象体の音響インピーダンス差を減少させて、圧電層２０と対象体の音響インピーダンスを整合させることにより、圧電層２０から発生した超音波が対象体に効率的に伝達されるようにする。
【００４０】
このため、整合層１０の音響インピーダンスは、圧電層２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとの中間値を有するように設定する。
【００４１】
整合層１０は、ガラスまたは樹脂材質で形成することができる。
【００４２】
また、整合層の音響インピーダンスは、圧電層２０から対象体に向かって段階的に変化するように、複数の整合層１０で構成しても、複数の整合層１０の材質が互いに異なるように構成してもよい。
【００４３】
本発明の一実施例に係る整合層１０は、その内部と前後面に電極が形成される。これについては図面を参照して後述する。
【００４４】
圧電層２０と整合層１０は、ダイシング（dicing）工程によりマトリックス状の２次元アレイの形状に加工しても、１次元アレイの形状に加工してもよい。
【００４５】
保護層３０は、整合層１０の前面に設置する。保護層３０は、圧電層２０から発生する高周波成分の外部流出を防止し、また、外部から高周波信号が流入するのを遮断するＲＦシールドの役割もする。
【００４６】
また、保護層３０は、耐湿性及び耐化学性を有するフィルムの表面に伝導性物質をコーティングか蒸着などをすることにより、水及び消毒などに用いる薬品から内部部品を保護することができるＣ/Ｓフィルムであってもよい。
【００４７】
図には示していないが、保護層の前面には通常、レンズを設置する。レンズは、超音波を集束させるために、超音波の放射方向に膨らんだ形状を有する。但し、レンズの音速が人体より遅い場合には凹んだ形状にして具現する。
【００４８】
吸音層４０は、圧電層２０の後面に設置され、圧電層２０から発生して後方へ進行する超音波を吸収することにより、超音波が前方に反射されることを遮断する。これにより、映像が歪むのを防止する。
【００４９】
吸音層４０は、超音波の減衰または遮断効果を向上させるために、複数の層で作製することができる。
【００５０】
圧電層２０と接触する吸音層４０の前面及び吸音層４０の内部には、圧電層２０に電気的信号を印加するための電極４１，４２を形成する。吸音層４０の内部に形成される電極４１は、圧電層２０が２次元アレイまたは１次元アレイに加工される時にエレメント２１のそれぞれに割り当てられて、各エレメント２１に別々に電気的信号を印加するように形成される。図８及び図９参照）。
【００５１】
図１は、本発明の一実施例に係る整合層１０の製造過程を示す図である。図２は、１次元アレイ形状のカーフ１１が形成された整合層１０に電極１２，１３が形成されたことを示す斜視図で、図３は、２次元アレイ形状のカーフ１１が形成された整合層１０に電極１２，１３が形成されたことを示す斜視図である。図４は、１次元アレイ形状で内部に電極１３が形成された整合層１０を示す斜視図で、図５は、２次元アレイ形状で内部に電極１３が形成された整合層１０を示す斜視図である。図６は、図４の整合層１０の前後面に電極１５が形成されたことを示す斜視図で、図７は、図５の整合層１０の前後面に電極１５が形成されたことを示す斜視図である。
【００５２】
図１の２番目の図に示すように、まず、整合層１０として使用される材料の一面にカーフ１１を形成する。
【００５３】
カーフ１１は、図２に示したように１次元アレイに加工するか、あるいは図３に示したように２次元アレイに加工する。
【００５４】
カーフ１１は、ダイシング工程により形成することができる。カーフ１１は、その幅ａが圧電層のエレメント２１のピッチｂ（pitch）よりも短くなるように形成する。
【００５５】
ピッチｂは、図９に示したように定義する。そして、カーフ１１の幅ａは、圧電層２０が２次元または１次元アレイに加工されて生成されたエレメント２１間のカーフ２２の幅ｃよりは長くなるように形成する。
【００５６】
このように、整合層１０として使用される材料の一面にカーフ１１を形成した後、カーフ１１が形成された面に電極１２，１３を形成する（図１の３番目の図）。
【００５７】
電極１２，１３は、伝導性物質をカーフ１１が形成された面にコーティングするか蒸着して形成することができる。
【００５８】
図２及び図３を参照すると、電極１２，１３は、カーフ１１の内側面に形成される電極１３と、カーフ１１の底面及びカーフ１１の生成により相対的に隆起した面（すなわち、整合層１０の上面）に形成される電極１２とを含む。または、カーフ１１の内側面にのみ電極１３を形成してもよい。
【００５９】
電極１２，１３が形成されると、整合層１０を形成する材料でカーフ１１を充填する（図１の４番目の図）。
【００６０】
前記工程は、整合層１０を形成する材料でカーフ１１を充填する段階で終えることもできるし、図１の３番目の図面に示すように、電極１２，１３を埋め込む段階で終えることもできる。
【００６１】
特に、電極１３をカーフ１１の内側面にのみ形成する場合には、工程中の浪費や損失を減らすために、カーフ１１を充填する段階で工程を終えることが好ましい。
【００６２】
カーフ１１を充填した後、整合層１０の前後面側を横方向にカッティング（cutting）する（図１の５番目の図）。
【００６３】
ここで、横方向は、ｘｙ平面と平行な方向をいう。カーフ１１の内側面に形成された電極１３が整合層１０の前後面（図１における上下面）に露出されるように、整合層１０の前後面側を図１の四番目の図面に示す点線に沿ってカッティングする。以下、カーフ１１の内側面に形成された電極１３を内部電極１３と称して説明する。
【００６４】
図４及び図５は、整合層１０の前後面側がカッティングされ、内部電極１３が整合層１０の前後面において露出した状態を示す。カッティング方法としては、切削や研磨（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）等の公知の様々な方法を適用することができる。
【００６５】
整合層１０の内部電極１３が前後面において露出すると、整合層１０の前後面に外部電極１５を形成する（図１の６番目の図）。外部電極１５は、伝導性物質を整合層１０の前後面にコーティングするか蒸着して形成する。図６及び図７は、整合層１０の前後面に外部電極１５が形成された状態を示す。
【００６６】
整合層１０は、前述した工程により製造された単一層の整合層１０であっても、単一層を積層して２以上の層を有する多層の整合層１０（図１の７番目の図）であっても良い。
【００６７】
以下、二つの整合層１０を積層して形成した多層の整合層１０を例に挙げて説明する。
【００６８】
図８は、前述した工程により内部電極１３及び外部電極１５が形成された整合層１０を含む超音波プローブの製造工程を示す図で、図９は、図８の一部分を拡大してより詳細に示す図である。図１０は、図９の整合層１０のエレメント１６を示す斜視図である。
【００６９】
前述した工程により内部電極１３及び外部電極１５が形成された整合層１０を、圧電層２０の前面に設置し、圧電層２０の後面に吸音層４０を設置する（図８の１番目の図）。
【００７０】
圧電層２０は、その前面及び後面に電極が形成される。また、吸音層４０の前面に電極４２を形成する。そして、吸音層４０の内部には、図８及び図９に示すように、吸音層４０を貫通して吸音層４０の後面まで続く電極４１を形成する。
【００７１】
吸音層４０の内部に形成された電極４１を介して圧電層２０に電気的信号を印加する。吸音層４０の内部電極４１は、整合層１０の内部に形成された電極１３と同一の間隔を有するように形成する。
【００７２】
圧電層２０を１次元アレイまたは２次元アレイの形状に形成するために、整合層１０、圧電層２０、吸音層４０の積層体を、図８の二番目の図面に示したように加工する。ダイシング工程により、１次元アレイまたは２次元アレイの形状に圧電層２０を加工する。
【００７３】
図８の最初（一番上）の図面に示すように、整合層１０の内部電極１３の間に示した点線に沿ってカーフ２２を形成して圧電層２０を分割することにより、分割された圧電層２０の各エレメント２１毎に、整合層１０の内部電極１３をそれぞれ割り当てる。
【００７４】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、圧電層２０を２次元アレイの形状に分割する時、図７に示したように、整合層１０の内部電極１３が２次元アレイの形状に形成された場合、内部電極１３が形成する格子の対角線方向にダイシングして、圧電層２０を２次元アレイの形状に分割する。すなわち、図示した点線ｄに沿ってダイシングして、整合層１０及び圧電層２０を２次元アレイの形状に分割する。これは、２次元アレイの形状に分割する多様な方法の一例を示したものに過ぎず、これに限定されず、様々な形態で分割してもよいことは勿論である。
【００７５】
圧電層２０をアレイ形状に加工した後、整合層１０の前面に保護層３０を形成する（図８の３番目の図）。保護層３０は、前述したように、ＲＦシールドであってもＣ/Ｓフィルムであってもよい。
【００７６】
本発明の一実施例に係る超音波プローブは、整合層１０の前面に形成された保護層３０と、吸音層４０に形成された電極４１，４２を介して圧電層２０に電気的信号を印加する。
【００７７】
例えば、図９に示すように、保護層３０を接地電極として用い、吸音層４０の電極４１，４２を信号電極として用いると、保護層３０と電気的に接続された整合層１０の内外部電極１３，１５を介して圧電層２０の前面が接地され、吸音層４０の電極４１，４２を介して圧電層２０の後面に電気的信号が印加されて、圧電層２０の前後面に電圧がかかる。電気的信号が印加される方向を変更することが可能であることは勿論である。また、信号電極は、図示した構造の他に公知の様々な方法を適用してもよいことは勿論である。
【００７８】
整合層１０の内部に電極１３を形成して、伝導性のない整合層１０に伝導性を付与し、保護層３０を電気的信号が印加される電極の一つとして活用することにより、圧電層２０に電気的信号を印加するために必要な電極のうち一つを省略することができる。保護層３０を接地電極として活用する場合は、圧電層２０の一面を接地させるため別途に接地電極を設置する必要はなくなる。
【００７９】
図１０は、分割された整合層１０のエレメント１６を示し、前後面に外部電極１５が形成される。前面の外部電極１５は保護層３０と電気的に接続され、後面の外部電極１５は圧電層２０と電気的に接続される。そして、内部電極１３は、前後面の外部電極１５を電気的に接続する。単一層の整合層１０でも同じ機能を実現することはできるが、音響インピーダンスを整合させるために、図８〜１０に示すような多層で形成された整合層１０を使用することが好ましい。
【００８０】
図１２は、本発明の一実施例に係る超音波プローブの製造方法を示すフローチャートである。
【００８１】
図１２を参照すると、整合層１０の一面にカーフ１１を形成する（１００）。
【００８２】
カーフ１１は、図２に示したように１次元アレイに加工するか、あるいは図３に示したように２次元アレイに加工する。カーフ１１は、ダイシング工程により形成することができる。カーフ１１は、その幅ａが圧電層２０のエレメント２１のピッチｂよりも短くなるように形成する（図９参照）。
【００８３】
また、カーフ１１の幅ａは、圧電層２０のアレイを構成するエレメント２１間の間隔、すなわち、カーフ２２の幅ｃよりは長くなるように形成する。
【００８４】
整合層１０の一面にカーフ１１を形成した後、カーフ１１が形成された整合層１０の一面に電極１２，１３を形成する（１１０）。
【００８５】
電極１２，１３は、伝導性物質をカーフ１１が形成された面にコーティングするか蒸着して形成する。図２を参照すると、電極１２，１３は、カーフ１１の内側面に形成される電極１３と、カーフ１１の底面及びカーフ１１の生成により相対的に隆起した面に形成される電極１２とを含む。またはカーフ１１の内側面にのみ電極１３を形成してもよい。
【００８６】
カーフ１１が形成された整合層１０の一面に電極１２，１３が形成されると、整合層１０を形成する材料でカーフ１１を充填する（１２０）。
【００８７】
整合層１０を形成する材料でカーフ１１を充填する段階で工程を終えても、図１の３番目の図面に示すように、電極１２，１３を埋め込む段階で工程を終えてもよい。電極１３をカーフ１１の内側面にのみ形成した場合には、工程中の浪費や損失を減らすために、カーフ１１を充填する段階で工程を終えることが好ましい。
【００８８】
カーフ１１を充填した後、整合層１０の前後面側を横方向にカッティング（cutting）する（１３０）。
【００８９】
ここで、横方向は、ｘｙ平面と平行な方向をいう。カーフ１１の内側面に形成された電極１３、すなわち、内部電極１３が整合層１０の前後面に露出されるように、整合層１０の前後面側を横方向にカッティングする。カッティング方法としては、切削や研磨（grinding）等の公知の様々な方法を適用することができる。図３は、整合層１０の前後面側がカッティングされて内部電極１３が前後面において露出された状態を示す。
【００９０】
整合層１０の前後面側がカッティングされて、整合層１０の内部電極１３が整合層１０の前後面において露出されると、カッティングされた整合層１０の前後面に外部電極１５を形成する（１４０）。
【００９１】
外部電極１５は、伝導性物質を整合層１０の前後面にコーティングするか蒸着して形成することができる。図６及び図７は、整合層１０の前後面に外部電極１５が形成された状態を示す。
【００９２】
前述した工程により整合層１０に内外部電極１３，１５が形成されると、整合層１０を圧電層２０の前面に設置し、圧電層２０を吸音層４０の前面に設置して積層体を形成する（１５０）。
【００９３】
圧電層２０は、その前面及び後面に電極が形成される。また、吸音層４０の前面に電極４２を形成する。そして、吸音層４０の内部には、図８に示したように、吸音層４０を貫通して吸音層４０の後面まで続く電極４１を形成する。
【００９４】
吸音層４０の内部に形成された電極４１を介して圧電層２０に電気的信号を印加する。吸音層４０の内部電極４１は、整合層１０の内部に形成された電極１３と同一の間隔を有するように形成する。
【００９５】
積層体を形成した後、圧電層２０を１次元アレイまたは２次元アレイの形状に加工する（１６０）。
【００９６】
圧電層２０を１次元アレイまたは２次元アレイの形状に形成するために、整合層１０、圧電層２０、吸音層４０の積層体を、図８の二番目の図面に示したように加工する。ダイシング工程により、１次元アレイまたは２次元アレイの形状に圧電層２０を加工する。
【００９７】
図８の最初（一番上）の図面に示すように、整合層１０の内部電極１３間に示した点線に沿ってカーフ２２を形成して圧電層２０を分割することにより、分割された圧電層２０の各エレメント２１毎に、整合層１０の内部電極１３をそれぞれ割り当てる。
【００９８】
圧電層を２次元アレイの形状に分割する時、図７に示したように、整合層の内部電極が２次元アレイの形状に形成された場合、内部電極が形成する格子の対角線方向にダイシングして、圧電層を２次元アレイの形状に分割する。（図１１Ａ及び図１１Ｂ参照）。
【００９９】
圧電層２０をアレイ形状に加工した後、整合層１０の前面に保護層３０を設置する（１７０）。
【０１００】
保護層３０は、前述したように、ＲＦシールドまたはＣ/Ｓフィルムであってもよい。本発明の一実施例に係る超音波プローブは、整合層１０の前面に形成された保護層３０と、吸音層４０に形成された電極４１，４２を介して圧電層２０に電気的信号を印加する。
【０１０１】
例えば、図９に示したように、保護層３０を接地電極として用い、吸音層４０の電極４１，４２を信号電極として用いると、保護層３０と電気的に接続された整合層１０の内外部電極１３，１５を介して圧電層２０の前面が接地され、吸音層４０の電極４１，４２を介して圧電層２０の後面に電気的信号が印加されて、圧電層２０の前後面に電圧がかかる。電気的信号が印加される方向を変更することが可能であることは勿論である。
【０１０２】
整合層１０の内部に電極１３を形成して、伝導性のない整合層１０に伝導性を付与し、保護層３０を電気的信号が印加される電極の一つとして活用することにより、圧電層２０に電気的信号を印加するために必要な電極のうち一つを省略することができる。保護層３０を接地電極として活用する場合は、圧電層２０の一面を接地させるため別途に接地電極を設置する必要はなくなる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    整合層
１１    カーフ
１２    電極
１３    内部電極
１５    外部電極
１６    エレメント
２０    圧電層
２１    エレメント
２２    カーフ
３０    保護層
４０    吸音層
４１、４２    電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013162523.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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