JP5154471B2

JP5154471B2 - Piezoelectric vibrator of ultrasonic probe, ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic apparatus, and method of manufacturing piezoelectric vibrator in ultrasonic probe

Info

Publication number: JP5154471B2
Application number: JP2009034090A
Authority: JP
Inventors: 洋磯野
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP2010193072A

Description

本発明は、被検体に超音波を送受信する超音波プローブの圧電振動子、超音波プローブ、超音波診断装置及び超音波プローブにおける圧電振動子の製造方法に関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject, an ultrasonic probe, an ultrasonic diagnostic apparatus, and a method of manufacturing a piezoelectric vibrator in an ultrasonic probe.

被検体に超音波を照射し、その反射エコー（ｅｃｈｏ）を画像化する超音波診断装置においては、超音波の送受信を行なう超音波プローブが超音波診断装置本体と接続されている。前記超音波プローブは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電材からなる圧電振動子と、この圧電振動子に対して超音波照射側に配置される音響整合層と、前記圧電振動子に対して超音波照射側とは反対側に配置されるバッキング材層と、前記圧電振動子に電圧を印加するために、この圧電振動子の表面に形成された信号電極及び接地電極と接続される導体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。 In an ultrasonic diagnostic apparatus that irradiates a subject with ultrasonic waves and images reflected echoes (echo) thereof, an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves is connected to the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus. The ultrasonic probe includes a piezoelectric vibrator made of a piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate), an acoustic matching layer disposed on the ultrasonic irradiation side with respect to the piezoelectric vibrator, and the piezoelectric vibrator. On the other hand, a backing material layer disposed on the side opposite to the ultrasonic wave irradiation side, and a signal electrode and a ground electrode formed on the surface of the piezoelectric vibrator are connected in order to apply a voltage to the piezoelectric vibrator. A conductor (see, for example, Patent Document 1).

前記圧電振動子における前記各電極と前記導体とは、エポキシ樹脂接着剤等を用いて圧着することにより接続されるようになっている。このような接続構造においては、前記圧電振動子における前記各電極の表面と前記導体の表面のそれぞれにおいて隆起している部分同士が接触して導通が成り立つようになっている。従って、前記各電極と前記導体との導通は、前記各電極の表面と前記導体の表面のそれぞれの凹凸に依存することになる。 Each electrode and the conductor in the piezoelectric vibrator are connected by pressure bonding using an epoxy resin adhesive or the like. In such a connection structure, the protruding portions of the surface of each of the electrodes and the surface of the conductor in the piezoelectric vibrator come into contact with each other so that conduction is established. Therefore, the conduction between each electrode and the conductor depends on the unevenness of the surface of each electrode and the surface of the conductor.

特開２００７−１９５５８４号公報（段落［０００２］及び段落［０００３］）JP 2007-19558 A (paragraph [0002] and paragraph [0003])

ところで、超音波画像の高分解能化や、グレーティングローブ等のアーチファクトの抑制などを図るために、短冊状に形成された前記圧電振動子の配列方向の幅をできるだけ小さくしたいという要請がある。しかし、前記圧電振動子の幅を小さくするほど、この圧電振動子の表面に形成された前記各電極の面積が小さくなる。従って、前記のようにエポキシ樹脂接着剤等を用いて前記導体を圧着する構造においては、より確実に導通を図ることが要請される。 By the way, in order to increase the resolution of an ultrasonic image and to suppress artifacts such as grating lobes, there is a demand to reduce the width in the arrangement direction of the piezoelectric vibrators formed in a strip shape as much as possible. However, the smaller the width of the piezoelectric vibrator, the smaller the area of each electrode formed on the surface of the piezoelectric vibrator. Therefore, in the structure in which the conductor is pressure-bonded using an epoxy resin adhesive or the like as described above, it is required to more reliably conduct electricity.

また、前記圧電振動子を二次元方向に配列した超音波プローブ（すなわち、２Ｄプローブや１．５Ｄプローブ）においても、個々の圧電振動子の大きさが小さくなるので、前記と同様に、より確実に導通を図ることが要請される。 In addition, in the ultrasonic probe (that is, 2D probe or 1.5D probe) in which the piezoelectric vibrators are arranged in a two-dimensional direction, the size of each piezoelectric vibrator is small, so that it is more reliable as described above. It is required to conduct electricity.

本発明が解決しようとする課題は、超音波プローブにおける圧電振動子と、この圧電振動子に電圧を印加するための導体との導通を確実に図ることができる圧電振動子、超音波プローブ、超音波診断装置及び圧電振動子の製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a piezoelectric vibrator, an ultrasonic probe, an ultrasonic probe capable of reliably achieving conduction between a piezoelectric vibrator in an ultrasonic probe and a conductor for applying a voltage to the piezoelectric vibrator. An object of the present invention is to provide a sonic diagnostic apparatus and a method for manufacturing a piezoelectric vibrator.

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、第１の観点の発明は、圧電体の表面に設けられた導電層で構成される信号電極及び接地電極を備え、少なくとも前記信号電極は、表面に突起部を有することを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 The present invention has been made to solve the above problems, and the invention of the first aspect includes a signal electrode and a ground electrode formed of a conductive layer provided on a surface of a piezoelectric body, and includes at least the signal electrode. Is a piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe characterized by having a protrusion on the surface.

第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記圧電体は、該圧電体に形成された間隙に充填材が充填されて形成された充填部と、圧電材からなる圧電材部とで構成され、前記充填部は、前記圧電体の表面を研削した時に、前記圧電材部よりも研削されずに前記圧電体の表面において突出することになる材質の充填材によって形成されていて、前記圧電体の表面から突出する突部を有しており、前記突部の上の前記導電層が突出して前記突起部を形成していることを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the piezoelectric body includes a filling portion formed by filling a gap formed in the piezoelectric body with a filler, and a piezoelectric material portion made of the piezoelectric material. The filling portion is formed of a filler material that protrudes on the surface of the piezoelectric body without being ground than the piezoelectric material portion when the surface of the piezoelectric body is ground. A piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe having a protrusion protruding from the surface of the piezoelectric body, wherein the conductive layer on the protrusion protrudes to form the protrusion. is there.

第３の観点の発明は、第２の観点の発明において、前記間隙は、前記圧電体の表面から所定の深さで形成された溝であり、前記充填部は、前記圧電体の表面側から内部に向かって途中まで形成されていることを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 According to a third aspect of the invention, in the invention of the second aspect, the gap is a groove formed at a predetermined depth from the surface of the piezoelectric body, and the filling portion is from the surface side of the piezoelectric body. It is a piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe, which is formed halfway toward the inside.

第４の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記溝の深さは、前記圧電材部の厚さの１０％以下であることを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 A fourth aspect of the invention is the piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe according to the third aspect of the invention, wherein the depth of the groove is 10% or less of the thickness of the piezoelectric material portion. .

第５の観点の発明は、第１〜４のいずれか一の観点の発明において、前記信号電極及び前記接地電極には、前記圧電振動子に電圧を印加するための導体が面圧着されることを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 According to a fifth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, a conductor for applying a voltage to the piezoelectric vibrator is surface-bonded to the signal electrode and the ground electrode. It is a piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe characterized by these.

第６の観点の発明は、第１〜５のいずれか一の観点の発明において、前記圧電振動子は、板状体を直交する二方向に分割することによって形成されて、二次元方向に配列されるものであり、前記突起部は、前記二つの分割方向と交差する方向に突条に形成されていることを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 The invention of a sixth aspect is the invention of any one of the first to fifth aspects, wherein the piezoelectric vibrator is formed by dividing a plate-like body into two orthogonal directions and arranged in a two-dimensional direction. In the ultrasonic probe, the protrusion is formed in a protrusion in a direction intersecting the two division directions.

第７の観点の発明は、第１〜６のいずれか一の観点の発明において、前記接地電極は、表面に突起部を有することを特徴とする超音波プローブの圧電振動子である。 A seventh aspect of the invention is the piezoelectric probe piezoelectric vibrator according to any one of the first to sixth aspects, wherein the ground electrode has a protrusion on a surface thereof.

第８の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明に係る圧電振動子を備えることを特徴とする超音波プローブである。 An eighth aspect of the invention is an ultrasonic probe comprising the piezoelectric vibrator according to any one of the first to seventh aspects of the invention.

第９の観点の発明は、第８の観点の発明に係る超音波プローブを備えることを特徴とする超音波診断装置である。 An invention of a ninth aspect is an ultrasonic diagnostic apparatus comprising the ultrasonic probe according to the invention of the eighth aspect.

第１０の観点の発明は、圧電体に所定深さの溝を形成する溝形成工程と、該溝に充填材を充填して充填部を形成する充填部形成工程と、前記圧電体の表面を研削して、前記充填部の一部を前記圧電体の表面から突出させて突部を形成する突部形成工程と、該突部が形成された前記圧電体の表面に、信号電極及び接地電極となる導電層を形成する導電層形成工程と、を有し、該導電層形成工程においては、前記導電層を、前記突部の上において突出して突起部が形成されるようにして前記圧電体の表面に形成し、前記導電層において前記突起部が形成された部分が少なくとも信号電極であることを特徴とする超音波プローブにおける圧電振動子の製造方法である。 The invention of the tenth aspect includes a groove forming step of forming a groove of a predetermined depth in the piezoelectric body, a filling portion forming step of filling the groove with a filler to form a filling portion, and a surface of the piezoelectric body. A protrusion forming step of forming a protrusion by grinding a part of the filling portion from the surface of the piezoelectric body, and a signal electrode and a ground electrode on the surface of the piezoelectric body on which the protrusion is formed A conductive layer forming step of forming a conductive layer to be formed, and in the conductive layer forming step, the piezoelectric layer is formed so that the conductive layer protrudes above the protrusion to form a protrusion. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator in an ultrasonic probe is characterized in that at least a signal electrode is formed on the surface of the conductive layer and the protrusion is formed on the conductive layer.

本発明によれば、前記信号電極の表面の突起部により、前記圧電振動子に電圧を印加するために前記信号電極と圧着される導体との導通を確実にすることができる。また、前記信号電極に前記導体を圧着したときの応力が前記突起部に集中するので、強固に圧着することができ、このことからも確実な導通を図ることができるといえる。 According to the present invention, the protrusion on the surface of the signal electrode can ensure conduction between the signal electrode and a conductor to be crimped in order to apply a voltage to the piezoelectric vibrator. In addition, since the stress when the conductor is crimped to the signal electrode is concentrated on the protruding portion, it can be firmly crimped, and from this, it can be said that reliable conduction can be achieved.

また、前記圧電振動子が、表面に前記突起部が形成された板状体を直交する二方向に分割することによって形成されて、二次元方向に配列されるものである場合、前記突起部を、前記二つの分割方向と交差する方向に突条に形成することにより、製造時に前記分割箇所と前記突起部との位置関係を考慮する必要がなくなるので、製造上の困難性を伴うことなく、前記突起部の形成が可能になる。 In the case where the piezoelectric vibrator is formed by dividing a plate-like body having the protrusions formed on the surface thereof into two orthogonal directions and arranged in a two-dimensional direction, the protrusions are By forming the protrusions in the direction intersecting the two division directions, it is not necessary to consider the positional relationship between the division points and the projections during production, without any difficulty in production. The protrusion can be formed.

本発明に係る超音波診断装置の実施の形態の一例の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an example of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 図１に示す超音波診断装置における超音波プローブの外観を示す一部切欠斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing an appearance of an ultrasonic probe in the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1. 第一実施形態の超音波プローブにおける機能素子部の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the functional element part in the ultrasonic probe of 1st embodiment. 図３に示す機能素子部の断面図である。It is sectional drawing of the functional element part shown in FIG. 機能素子部を構成する圧電振動子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piezoelectric vibrator which comprises a functional element part. 圧電振動子の製造工程の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the manufacturing process of a piezoelectric vibrator. 図６（Ａ）で溝が形成された板状の圧電体を示す平面図である。It is a top view which shows the plate-shaped piezoelectric material in which the groove | channel was formed in FIG. 6 (A). 溝形成工程、充填部形成工程、研削工程及び導電層形成工程を経て得られた分割前の板状の圧電振動子を示す平面図である。It is a top view which shows the plate-shaped piezoelectric vibrator before the division | segmentation obtained through the groove | channel formation process, the filling part formation process, the grinding process, and the conductive layer formation process. 第二実施形態の超音波プローブにおける機能素子部の断面図である。It is sectional drawing of the functional element part in the ultrasonic probe of 2nd embodiment. 第二実施形態の圧電振動子を示す平面図である。It is a top view which shows the piezoelectric vibrator of 2nd embodiment. 溝形成工程、充填部形成工程、研削工程及び導電層形成工程を経て得られた分割前の板状の圧電振動子を示す平面図である。It is a top view which shows the plate-shaped piezoelectric vibrator before the division | segmentation obtained through the groove | channel formation process, the filling part formation process, the grinding process, and the conductive layer formation process. 図１１に示す板状の圧電振動子及び板状の第二音響整合層をバッキング材層上に積層した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which laminated | stacked the plate-shaped piezoelectric vibrator and plate-shaped 2nd acoustic matching layer shown in FIG. 11 on the backing material layer. 図１２に示す状態から、第二音響整合層及び圧電振動子と、バッキング材層の一部に間隙を形成した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which formed the gap | interval in the second acoustic matching layer, the piezoelectric vibrator, and a part of the backing material layer from the state shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
第一実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。先ず、本発明に係る超音波診断装置の実施の形態の一例の概略構成について図１に基づいて説明する。図１に示すように、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０１とこの超音波プローブ１０１が接続される超音波診断装置本体１０２とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of an example of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 includes an ultrasonic probe 101 and an ultrasonic diagnostic apparatus main body 102 to which the ultrasonic probe 101 is connected.

前記超音波プローブ１０１は、図２に示すように、本例ではセクター（ｓｅｃｔｏｒ）型のプローブであり、被検体に超音波を送信し、またこの超音波の送信に対して得られる超音波エコーを受信する。この超音波プローブ１０１の詳細な構成については後述する。 As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 101 is a sector type probe in this example, and transmits an ultrasonic wave to a subject, and an ultrasonic echo obtained in response to the transmission of the ultrasonic wave. Receive. The detailed configuration of the ultrasonic probe 101 will be described later.

前記超音波診断装置本体１０２は、送受信部１０３、画像処理部１０４、表示部１０５、制御部１０６、操作部１０７を備えている。前記送受信部１０３は、前記超音波プローブ１０１を駆動して超音波を送信させ、また前記超音波プローブ１０１で受信した超音波エコーについて、整相加算処理等の信号処理を行う。 The ultrasonic diagnostic apparatus main body 102 includes a transmission / reception unit 103, an image processing unit 104, a display unit 105, a control unit 106, and an operation unit 107. The transmission / reception unit 103 drives the ultrasonic probe 101 to transmit ultrasonic waves, and performs signal processing such as phasing addition processing on the ultrasonic echoes received by the ultrasonic probe 101.

前記画像処理部１０４は、前記送受信部１０３で信号処理されたエコー信号に基づいて、Ｂモード画像等の超音波画像を作成する。そして、前記画像処理部１０４で作成された超音波画像は、前記表示部１０５に表示される。 The image processing unit 104 creates an ultrasonic image such as a B-mode image based on the echo signal subjected to signal processing by the transmission / reception unit 103. The ultrasonic image created by the image processing unit 104 is displayed on the display unit 105.

前記操作部１０７では、操作者によって各種の指示が入力されるようになっている。前記操作部１０７は、指示の入力があると、指示信号を前記制御部１０６へ出力する。前記制御部１０６は、前記操作部１０７からの指示信号や、予め記憶されたプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）に基づいて、前記超音波診断装置本体１０２の各部を制御する。 In the operation unit 107, various instructions are input by the operator. When there is an instruction input, the operation unit 107 outputs an instruction signal to the control unit 106. The control unit 106 controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 102 based on an instruction signal from the operation unit 107 and a program (program) stored in advance.

前記超音波プローブ１０１について詳細に説明する。図２に示すように、前記超音波プローブ１０１は、先端部に音響レンズ部１０を有している。また、前記超音波プローブ１０１は、プローブ筐体１１、前記超音波診断装置本体１０２と接続するための接続ケーブル１２を備えている。 The ultrasonic probe 101 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 101 has an acoustic lens unit 10 at the tip. The ultrasonic probe 101 includes a probe housing 11 and a connection cable 12 for connecting to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 102.

前記プローブ筐体１１内には、機能素子部１３が設けられている。この機能素子部１３について、図３及び図４に基づいて詳細に説明する。前記機能素子部１３は、音響整合層１４、圧電振動子１５、接着層１６（図３では図示省略）、フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板１７、バッキング（ｂａｃｋｉｎｇ）材層１８を備えている。ｘ軸方向に長い直方体の形状を有する前記音響整合層１４及び前記圧電振動子１５は、超音波の照射方向に沿った方向であるｚ軸方向に積み重ねられて積層体１９を構成する。そして、この積層体１９が、ｙ軸方向に複数配列されている。ちなみに、前記積層体１９は、板状の部材をｙ軸方向に分割することにより形成される。 A functional element unit 13 is provided in the probe housing 11. The functional element unit 13 will be described in detail with reference to FIGS. The functional element unit 13 includes an acoustic matching layer 14, a piezoelectric vibrator 15, an adhesive layer 16 (not shown in FIG. 3), a flexible substrate 17, and a backing material layer 18. The acoustic matching layer 14 and the piezoelectric vibrator 15 having a rectangular parallelepiped shape that is long in the x-axis direction are stacked in the z-axis direction, which is a direction along the ultrasonic irradiation direction, to form a stacked body 19. A plurality of the stacked bodies 19 are arranged in the y-axis direction. Incidentally, the laminate 19 is formed by dividing a plate-like member in the y-axis direction.

前記音響整合層１４は、前記圧電振動子１５における超音波照射方向側の板面に接着されている（接着層については図示省略）。前記音響整合層１４は、前記圧電振動子１５と前記音響レンズ部１０の中間の音響インピーダンスを有する。また、前記音響整合層１４は、透過する超音波の概ね１／４波長の厚さを有し、音響インピーダンスの異なる境界面での反射を抑制する。また、前記音響整合層１４は、本例では１層の例が図示されているが、２層或いは多層になっていてもよい。前記音響整合層１４は、本発明における音響整合層の実施の形態の一例である。 The acoustic matching layer 14 is bonded to the plate surface on the ultrasonic irradiation direction side of the piezoelectric vibrator 15 (the adhesive layer is not shown). The acoustic matching layer 14 has an acoustic impedance intermediate between the piezoelectric vibrator 15 and the acoustic lens unit 10. The acoustic matching layer 14 has a thickness of approximately ¼ wavelength of the transmitted ultrasonic wave, and suppresses reflection at a boundary surface having different acoustic impedance. The acoustic matching layer 14 is shown as an example of one layer in this example, but may be two layers or multiple layers. The acoustic matching layer 14 is an example of an embodiment of an acoustic matching layer in the present invention.

前記圧電振動子１５における前記音響整合層１４とは反対側の面には、前記バッキング材層１８との間に前記フレキシブル基板１７がエポキシ樹脂接着剤等からなる前記接着層１６を介して圧着されている。そして、前記フレキシブル基板１７は、前記バッキング材層１８の厚み方向側面に沿って引き出され、前記接続ケーブル１２と接続されている（接続構造については図示省略）。 The flexible substrate 17 is pressure-bonded to the surface of the piezoelectric vibrator 15 opposite to the acoustic matching layer 14 with the backing material layer 18 through the adhesive layer 16 made of an epoxy resin adhesive or the like. ing. The flexible substrate 17 is pulled out along the side surface in the thickness direction of the backing material layer 18 and connected to the connection cable 12 (the connection structure is not shown).

前記フレキシブル基板１７の構成について説明すると、このフレキシブル基板１７は、図４に示すように、第一銅箔層２０、第二銅箔層２１、第一ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）膜層２２及び第二ポリイミド膜層２３の４層からなる。前記第一銅箔層２０及び前記第二銅箔層２１は、前記第一ポリイミド膜層２２によって互いに絶縁されている。前記第一銅箔層２０は、前記圧電振動子１５に圧着された状態において、後述する掘削孔２８，２８よりも前記圧電振動子１５における両端部側に位置するように形成されている。また、前記第二銅箔２１は、前記第一ポリイミド膜層２２及び前記第二ポリイミド膜層２３の間に積層されるとともに、前記掘削孔２８，２８よりも前記圧電振動子１５における中央部側においては、スルーホール（ｔｈｒｏｕｇｈｈｏｌｅ）Ｈを介して、前記第一銅箔層２０と同一面にも存在している。同一面に存在する前記第一銅箔層２０及び前記第二銅箔層２１は、分割溝Ｇにより互いに絶縁されている。この分割溝Ｇは、前記フレキシブル基板１７が前記圧電振動子１５に圧着された状態において、前記掘削孔２８，２８の位置になるように形成されている。従って、前記第一銅箔層２０は、前記圧電振動子１５における後述する接地電極２７の第一の部分２７ａ，２７ａと電気的に接続され、また前記第二銅箔層２１は、前記圧電振動子１５の後述する信号電極２６と電気的に接続される。前記第一銅箔層２０及び前記第二銅箔層２１は、本発明における導体の実施の形態の一例である。 The configuration of the flexible substrate 17 will be described. As shown in FIG. 4, the flexible substrate 17 includes a first copper foil layer 20, a second copper foil layer 21, a first polyimide film layer 22, and a second polyimide. The film layer 23 is composed of four layers. The first copper foil layer 20 and the second copper foil layer 21 are insulated from each other by the first polyimide film layer 22. The first copper foil layer 20 is formed so as to be positioned closer to both ends of the piezoelectric vibrator 15 than the excavation holes 28 and 28 described later in a state where the first copper foil layer 20 is pressure-bonded to the piezoelectric vibrator 15. The second copper foil 21 is laminated between the first polyimide film layer 22 and the second polyimide film layer 23, and is closer to the center of the piezoelectric vibrator 15 than the excavation holes 28 and 28. In FIG. 3, the first copper foil layer 20 is also present on the same surface through a through hole H. The first copper foil layer 20 and the second copper foil layer 21 existing on the same surface are insulated from each other by the dividing groove G. The dividing groove G is formed so as to be located at the excavation holes 28 and 28 in a state where the flexible substrate 17 is pressure-bonded to the piezoelectric vibrator 15. Accordingly, the first copper foil layer 20 is electrically connected to first portions 27a and 27a of a ground electrode 27 described later in the piezoelectric vibrator 15, and the second copper foil layer 21 is electrically connected to the piezoelectric vibration. It is electrically connected to a signal electrode 26 described later of the child 15. Said 1st copper foil layer 20 and said 2nd copper foil layer 21 are an example of embodiment of the conductor in this invention.

ちなみに、前記接地電極２７と接続される前記第一銅箔層２０は、前記フレキシブル基板１７の表面一面に形成されており、ｙ軸方向に配列された全ての前記圧電振動子１５の接地電極２７の導通が共通して図られている。一方、前記第二銅箔層２１は、ダイシング等による機械加工により形成された図示しない銅箔分割溝によってｙ軸方向に複数に分割され、前記フレキシブル基板１７内に形成された図示しない銅箔パターンを複数有している。この銅箔パターンは、ｙ軸方向に複数配列された前記積層体１９ごとに形成されている。 Incidentally, the first copper foil layer 20 connected to the ground electrode 27 is formed on the entire surface of the flexible substrate 17, and the ground electrodes 27 of all the piezoelectric vibrators 15 arranged in the y-axis direction. These are commonly connected. On the other hand, the second copper foil layer 21 is divided into a plurality in the y-axis direction by a copper foil dividing groove (not shown) formed by machining such as dicing, and a copper foil pattern (not shown) formed in the flexible substrate 17. It has a plurality. The copper foil pattern is formed for each of the laminates 19 arranged in the y-axis direction.

次に、前記圧電振動子１５について、図４のほか、図５も参照して説明する（なお、図３では、前記圧電振動子１５の詳細構成は省略されている）。前記圧電振動子１５は、圧電体２４の表面にスパッタ（ｓｐａｔｔｅｒ）等によって形成された導電層２５を有し、この導電層２５により信号電極２６及び接地電極２７が構成されている。前記圧電体２４、導電層２５、信号電極２６及び接地電極２７は、それぞれ本発明における圧電体、導電層、信号電極及び接地電極の実施の形態の一例である。 Next, the piezoelectric vibrator 15 will be described with reference to FIG. 5 in addition to FIG. 4 (note that the detailed configuration of the piezoelectric vibrator 15 is omitted in FIG. 3). The piezoelectric vibrator 15 has a conductive layer 25 formed on the surface of the piezoelectric body 24 by sputtering or the like, and the conductive layer 25 constitutes a signal electrode 26 and a ground electrode 27. The piezoelectric body 24, the conductive layer 25, the signal electrode 26, and the ground electrode 27 are examples of embodiments of the piezoelectric body, the conductive layer, the signal electrode, and the ground electrode in the present invention, respectively.

前記圧電振動子１５の長さ方向における両端には、後述する突起部３２が形成された側に、掘削孔２８，２８が形成されている。この掘削孔２８，２８は、例えばダイアモンド砥石等を用いた切削加工によって形成される。 At both ends of the piezoelectric vibrator 15 in the length direction, excavation holes 28 are formed on the side where a projection 32 described later is formed. The excavation holes 28 are formed by cutting using, for example, a diamond grindstone.

前記信号電極２６は、前記圧電体２４における前記掘削孔２８，２８の間の中間部２４ａに形成されている。また、前記接地電極２７は、前記圧電体２４の端部２４ｂ，２４ｂにおいて、前記信号電極２６と前記掘削孔２８，２８を隔てて同一面に形成された第一の部分２７ａ，２７ａと、前記圧電体２４において前記第一の部分２７ａ，２７ａが形成された面と反対側の面に形成された第二の部分２７ｂと、前記圧電体２４において前記第一の部分２７ａ，２７ａと前記第二の部分２７ｂの間の側面に形成された第三の部分２７ｃ，２７ｃとからなっている。前記信号電極２６は、前記接地電極２７における第一の部分２７ａ，２７ａに挟まれるようにして形成されており、前記両電極２６，２７は、前記掘削孔２８，２８によって電気的に絶縁されている。そして、前記信号電極２６及び前記接地電極２７における第一の部分２７ａ，２７ａが、前記フレキシブル基板１７と圧着されている。前記第一の部分２７ａ、前記第二の部分２７ｂ及び前記第三の部分２７ｃは、本発明における前記第一の部分、前記第二の部分及び前記第三の部分の実施の形態の一例である。 The signal electrode 26 is formed in an intermediate portion 24 a between the excavation holes 28 in the piezoelectric body 24. The ground electrode 27 includes first portions 27a and 27a formed on the same surface at the end portions 24b and 24b of the piezoelectric body 24 with the signal electrode 26 and the excavation holes 28 and 28 therebetween. In the piezoelectric body 24, the second portion 27b formed on the surface opposite to the surface on which the first portions 27a, 27a are formed, and in the piezoelectric body 24, the first portions 27a, 27a and the second portion. The third portion 27c is formed on the side surface between the portions 27b. The signal electrode 26 is formed so as to be sandwiched between first portions 27 a and 27 a of the ground electrode 27, and both the electrodes 26 and 27 are electrically insulated by the excavation holes 28 and 28. Yes. The first portions 27 a and 27 a of the signal electrode 26 and the ground electrode 27 are pressure-bonded to the flexible substrate 17. The first part 27a, the second part 27b, and the third part 27c are an example of an embodiment of the first part, the second part, and the third part in the present invention. .

前記圧電体２４は、間隙２９に充填材が充填されて形成された充填部３０と、ＰＺＴ等の圧電材からなる圧電材部３１とで構成されている。前記充填部３０は、ｙ軸方向に線状に連続するようにして形成されている。前記間隙２９、前記充填部３０及び前記圧電材部３１は、それぞれ本発明における間隙、充填部及び圧電材部の実施の形態の一例である。 The piezoelectric body 24 includes a filling portion 30 formed by filling a gap 29 with a filling material, and a piezoelectric material portion 31 made of a piezoelectric material such as PZT. The filling portion 30 is formed so as to be linearly continuous in the y-axis direction. The gap 29, the filling portion 30 and the piezoelectric material portion 31 are examples of embodiments of the gap, the filling portion and the piezoelectric material portion in the present invention, respectively.

前記間隙２９は、本例では前記圧電体２４における前記信号電極２６及び前記接地電極２７の第一の部分２７ａ側の面から所定の深さＤで形成された溝になっている。この所定の深さＤは、前記圧電材部３１の厚さＴの１０％以下になっている。そして、前記充填部３０は、このように形成された前記間隙２９に充填材が充填されることにより、前記圧電体２４の表面側から内部に向かって途中まで形成されている。 In this example, the gap 29 is a groove formed at a predetermined depth D from the surface of the piezoelectric body 24 on the first portion 27a side of the signal electrode 26 and the ground electrode 27. The predetermined depth D is 10% or less of the thickness T of the piezoelectric material portion 31. The filling portion 30 is formed halfway from the surface side of the piezoelectric body 24 toward the inside by filling the gap 29 formed in this way with a filler.

前記充填部３０は、前記圧電体２４の表面を研削した時に、前記圧電材部３１よりも研削されずに前記圧電体２４の表面において突出することになる材質の充填材によって形成されていて、前記圧電体２４の表面から突出する突部３０ａを有している。前記充填部３０を構成する充填材としては、具体的には樹脂が挙げられ、本例ではエポキシ樹脂が用いられている。前記突部３０ａは、本発明における突部の実施の形態の一例である。 The filling portion 30 is formed of a filling material made of a material that protrudes on the surface of the piezoelectric body 24 without being ground than the piezoelectric material portion 31 when the surface of the piezoelectric body 24 is ground. A protrusion 30 a protruding from the surface of the piezoelectric body 24 is provided. Specific examples of the filler constituting the filling portion 30 include a resin. In this example, an epoxy resin is used. The protrusion 30a is an example of an embodiment of a protrusion in the present invention.

前記導電層２５は、前記突部３０ａの上において突出しており、前記信号電極２６及び前記接地電極２７における第一の部分２７ａは、突起部３２を有している。この突起部３２は、ｙ軸方向に線状に連続するよう突条に形成されている。この突起部３２は、本発明における突起部の実施の形態の一例である。ここで、前記圧電振動子１５と前記フレキシブル基板１７の間には前記接着層１６が介在しているが、前記突起部３２と前記フレキシブル基板１７との間には前記接着層１６は介在せず、これにより前記突起部３２と前記フレキシブル基板１７とが接触して互いに導通している。 The conductive layer 25 protrudes above the protrusion 30 a, and the first portion 27 a of the signal electrode 26 and the ground electrode 27 has a protrusion 32. The protrusion 32 is formed in a ridge so as to be linear in the y-axis direction. This protrusion 32 is an example of the embodiment of the protrusion in the present invention. Here, the adhesive layer 16 is interposed between the piezoelectric vibrator 15 and the flexible substrate 17, but the adhesive layer 16 is not interposed between the protrusion 32 and the flexible substrate 17. Thus, the protrusion 32 and the flexible substrate 17 are in contact with each other and are electrically connected to each other.

さて、上述のような構成の前記圧電振動子１５の製造方法について図６に基づいて説明する。先ず、図６（Ａ）に示すように、前記圧電体２４′の一面側に、所定深さの溝４０を形成する（溝形成工程）。この溝４０は、前記圧電振動子１５における前記間隙２９を構成する。 Now, a method of manufacturing the piezoelectric vibrator 15 having the above-described configuration will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 6A, a groove 40 having a predetermined depth is formed on one surface side of the piezoelectric body 24 '(groove forming step). The groove 40 constitutes the gap 29 in the piezoelectric vibrator 15.

ちなみに、図７に前記溝４０が形成された圧電体２４′の平面図を示す。この製造工程では、前記圧電体２４′は、図７に示すように、縦方向及び横方向にほぼ同じ長さを有する板状体である。このような板状体からなる前記圧電体２４′に、前記溝４０は、線状に連続するようにして形成されている。 Incidentally, FIG. 7 shows a plan view of the piezoelectric body 24 ′ in which the groove 40 is formed. In this manufacturing process, the piezoelectric body 24 'is a plate-like body having substantially the same length in the vertical direction and the horizontal direction, as shown in FIG. The groove 40 is formed in the piezoelectric body 24 ′ having such a plate-like body so as to be continuous in a linear shape.

前記溝形成工程において前記溝４０を形成すると、図６(Ｂ)に示すように、前記溝４０にエポキシ樹脂からなる充填材を充填して充填部３０を形成する（充填部形成工程）。ただし、この時には前記充填部３０は、前記突部３０ａを有さない。 When the groove 40 is formed in the groove forming step, the filling portion 30 is formed by filling the groove 40 with a filler made of an epoxy resin as shown in FIG. 6B (filling portion forming step). However, at this time, the filling portion 30 does not have the protrusion 30a.

前記充填部３０を構成するエポキシ樹脂が硬化した後、図６（Ｃ）に示すように、前記圧電体２４の両面を研削する（研削工程）。この時、前記充填部３０は前記圧電材部３１よりも弾性率が低いため圧縮され、前記充填部３０よりも前記圧電材部３１に大きな応力がかかる。従って、前記充填部３０よりも前記圧電材部３１が研削され、且つ研削後は応力が開放され前記充填部３０が膨張して前記圧電体２４の表面において突出し、前記突部３０ａが形成される（突部形成工程）。 After the epoxy resin constituting the filling portion 30 is cured, as shown in FIG. 6C, both surfaces of the piezoelectric body 24 are ground (grinding step). At this time, the filling portion 30 is compressed because its elastic modulus is lower than that of the piezoelectric material portion 31, and a greater stress is applied to the piezoelectric material portion 31 than the filling portion 30. Therefore, the piezoelectric material portion 31 is ground rather than the filling portion 30, and after the grinding, the stress is released, the filling portion 30 expands and protrudes on the surface of the piezoelectric body 24, and the protrusion 30a is formed. (Projection forming step).

前記圧電体２４の両面を研削して前記突部３０ａを形成すると、図６（Ｄ）に示すように、前記圧電体２４の表面に導電層２５をスパッタ等によって形成する（導電層形成工程）。前記導電層２５の形成は、前記突部３０ａの上に、前記突起部３２が形成されるように行う。 When the protrusions 30a are formed by grinding both surfaces of the piezoelectric body 24, a conductive layer 25 is formed on the surface of the piezoelectric body 24 by sputtering or the like as shown in FIG. 6D (conductive layer forming step). . The conductive layer 25 is formed so that the protrusion 32 is formed on the protrusion 30a.

このようにして得られた板状の圧電振動子１５′には、前記突起部３２が形成された側の面に、切削加工を行って図８に示すように前記掘削孔２８，２８を形成する。これにより、前記信号電極２６及び前記接地電極２７が形成される。そして、これら信号電極２６及び前記接地電極２７が形成された前記圧電振動子１５′を、前記バッキング材層１８の上の前記フレキシブル基板１７上に積層し、図８に二点鎖線で示すように前記突起部３２と直交する方向（ｙ軸方向）に分割することにより、ｙ軸方向に配列された短冊状の前記圧電振動子１５を形成する。 The plate-like piezoelectric vibrator 15 ′ thus obtained is cut on the surface on which the protrusions 32 are formed to form the excavation holes 28, 28 as shown in FIG. To do. Thereby, the signal electrode 26 and the ground electrode 27 are formed. Then, the piezoelectric vibrator 15 ′ on which the signal electrode 26 and the ground electrode 27 are formed is laminated on the flexible substrate 17 on the backing material layer 18, as shown by a two-dot chain line in FIG. The strip-like piezoelectric vibrators 15 arranged in the y-axis direction are formed by dividing in a direction (y-axis direction) perpendicular to the protrusions 32.

以上説明した本例によれば、前記信号電極２６及び接地電極２７の第一の部分２７ａに形成された突起部３２により、前記信号電極２６及び前記接地電極２７と前記フレキシブル基板１７との導通を確実にすることができる。また、前記信号電極２６及び前記接地電極２７における第一の部分２７ａに、前記フレキシブル基板１７を圧着したときの応力が前記突起部３２に集中するので、強固に圧着することができ、このことからも確実な導通を図ることができるといえる。 According to this example described above, the signal electrode 26 and the ground electrode 27 are electrically connected to the flexible substrate 17 by the protrusion 32 formed on the first portion 27a of the signal electrode 26 and the ground electrode 27. Can be sure. In addition, since the stress when the flexible substrate 17 is pressure-bonded to the first portion 27a of the signal electrode 26 and the ground electrode 27 is concentrated on the protrusion 32, it can be firmly pressure-bonded. It can be said that reliable conduction can be achieved.

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について図９〜図１３に基づいて説明する。本例の超音波プローブの外形及び超音波診断装置の構成は第一実施形態と同様であり、説明を省略する。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. The outer shape of the ultrasonic probe and the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of this example are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

本例の機能素子部５０において、圧電振動子５１は、図１０に示すように、二次元方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）に配列され２Ｄアレイ振動子を形成している。前記機能素子部５０は、前記圧電振動子５１に対して超音波照射側に音響整合層５２を備え、超音波照射側とは反対側にバッキング材層５３を備えている。 In the functional element unit 50 of this example, as shown in FIG. 10, the piezoelectric vibrators 51 are arranged in a two-dimensional direction (x-axis direction and y-axis direction) to form a 2D array vibrator. The functional element unit 50 includes an acoustic matching layer 52 on the ultrasonic wave irradiation side with respect to the piezoelectric vibrator 51 and a backing material layer 53 on the opposite side to the ultrasonic wave irradiation side.

前記音響整合層５２は、第一実施形態と同様に前記圧電振動子５１と音響レンズ部（本例では図示省略）の中間の音響インピーダンスを有する。前記音響整合層５２は、第一音響整合層５２ａと第二音響整合層５２ｂとで構成されている。これら第一音響整合層５２ａと第二音響整合層５２ｂは、互いに異なる音響インピーダンスを有しており、前記第一音響整合層５２ａが前記音響レンズの音響インピーダンスに近く、一方で前記第二音響整合層５２ｂが前記圧電振動子５２の音響インピーダンスに近くなっている。 The acoustic matching layer 52 has an intermediate acoustic impedance between the piezoelectric vibrator 51 and an acoustic lens unit (not shown in this example), as in the first embodiment. The acoustic matching layer 52 includes a first acoustic matching layer 52a and a second acoustic matching layer 52b. The first acoustic matching layer 52a and the second acoustic matching layer 52b have different acoustic impedances, and the first acoustic matching layer 52a is close to the acoustic impedance of the acoustic lens, while the second acoustic matching layer The layer 52 b is close to the acoustic impedance of the piezoelectric vibrator 52.

前記第一音響整合層５２ａと前記第二音響整合層５２ｂの間には、銅箔５４がエポキシ樹脂接着剤等の接着剤により圧着されている（接着層は図示省略）。この銅箔５４は、前記超音波プローブの接続ケーブル（本例では図示省略）と接続されている。また、前記第二音響整合層５２ｂは、前記銅箔５４の圧着面とは反対側の面において、エポキシ樹脂接着剤等で構成される第一接着層５５により前記圧電振動子５１と圧着されている。 A copper foil 54 is pressure-bonded between the first acoustic matching layer 52a and the second acoustic matching layer 52b with an adhesive such as an epoxy resin adhesive (the adhesive layer is not shown). The copper foil 54 is connected to a connection cable (not shown in this example) of the ultrasonic probe. The second acoustic matching layer 52b is pressure-bonded to the piezoelectric vibrator 51 by a first adhesive layer 55 made of an epoxy resin adhesive or the like on the surface opposite to the pressure-bonding surface of the copper foil 54. Yes.

前記第二音響整合層５２ｂは、例えばグラファイト材などの導電性を有する材質で形成されている。従って、後述する前記圧電振動子５１の接地電極６４と前記銅箔５４とは、前記第二音響整合層５２ｂを介して電気的に接続されている。前記銅箔５４により、全ての圧電振動子５１の接地電極６４の導通が共通して図られている。前記第二音響整合層５２ｂは、本発明において接地電極と圧着される導体の一例である。 The second acoustic matching layer 52b is formed of a conductive material such as a graphite material. Accordingly, a ground electrode 64 of the piezoelectric vibrator 51 described later and the copper foil 54 are electrically connected via the second acoustic matching layer 52b. With the copper foil 54, the ground electrodes 64 of all the piezoelectric vibrators 51 are connected in common. The second acoustic matching layer 52b is an example of a conductor that is crimped to the ground electrode in the present invention.

ちなみに、前記第一音響整合層５２ａの材質については、前記第二音響整合層５２ｂのような電気的制約はなく、この第二音響整合層５２ｂと前記音響レンズの間の音響インピーダンスを有する樹脂材で形成されている。 Incidentally, the material of the first acoustic matching layer 52a is not electrically restricted like the second acoustic matching layer 52b, and a resin material having an acoustic impedance between the second acoustic matching layer 52b and the acoustic lens. It is formed with.

前記第二音響整合層５２ｂ及び前記圧電振動子５１は、直交する二方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）に形成された切込５６により（図９ではｙ軸方向の切込５６のみ図示）、二次元方向に分割されている。ちなみに、この切込５６は、前記バッキング材層５３まで達しており、この切込５６により、前記バッキング材層５３の表面に形成された後述する電極層５９が、前記圧電振動子５１に対応して分割されている。 The second acoustic matching layer 52b and the piezoelectric vibrator 51 are formed by notches 56 formed in two orthogonal directions (x-axis direction and y-axis direction) (only the notch 56 in the y-axis direction is shown in FIG. 9). It is divided in a two-dimensional direction. Incidentally, the notch 56 reaches the backing material layer 53, and an electrode layer 59 described later formed on the surface of the backing material layer 53 by the notch 56 corresponds to the piezoelectric vibrator 51. Are divided.

前記第一音響整合層５２ａには、前記第二音響整合層５２ｂ及び前記圧電振動子５１と同じピッチで、溝５７が形成されている（ｙ軸方向の溝５７のみ図示）。この溝５７は、前記第一音響整合層５２ａにおいて、前記銅箔５４との圧着面とは反対側の面から内部に向かって途中まで形成されている。 Grooves 57 are formed in the first acoustic matching layer 52a at the same pitch as the second acoustic matching layer 52b and the piezoelectric vibrator 51 (only the groove 57 in the y-axis direction is shown). In the first acoustic matching layer 52a, the groove 57 is formed partway from the surface opposite to the pressure-bonding surface to the copper foil 54 toward the inside.

前記バッキング材層５３は、前記圧電振動子５１における前記音響整合層５２との圧着面とは反対側の面に、エポキシ樹脂接着剤等で構成される第二接着層５８によって圧着されている。前記バッキング材層５３の表面には、前記信号電極６３と電気的に接続される電極層５９が形成されている。また、前記バッキング材層５３には、このバッキング材層５３を厚み方向に貫通する導線６０が設けられており、この導線６０と前記電極層５９とが電気的に接続されている。また、前記導線６０は、前記超音波プローブの接続ケーブル（本例では図示省略）と接続されている。前記電極層５９は、本発明において信号電極と圧着される導体の実施の形態の一例である。 The backing material layer 53 is pressure-bonded to a surface of the piezoelectric vibrator 51 opposite to the pressure-bonding surface with the acoustic matching layer 52 by a second adhesive layer 58 made of an epoxy resin adhesive or the like. An electrode layer 59 that is electrically connected to the signal electrode 63 is formed on the surface of the backing material layer 53. The backing material layer 53 is provided with a conducting wire 60 that penetrates the backing material layer 53 in the thickness direction, and the conducting wire 60 and the electrode layer 59 are electrically connected. The conducting wire 60 is connected to a connection cable (not shown in this example) of the ultrasonic probe. The electrode layer 59 is an example of an embodiment of a conductor that is crimped to a signal electrode in the present invention.

前記圧電振動子５１について説明する。この圧電振動子５１は、圧電体６１の対向面に、スパッタ等によって形成された導電層６２，６２を有し、この導電層６２により信号電極６３及び接地電極６４が構成されている。そして、前記信号電極６３には前記バッキング材層５３が圧着され、また前記接地電極６４には前記音響整合層５２が圧着されている。前記圧電体６１、前記導電層６２、前記信号電極６３及び前記接地電極６４は、それぞれ本発明における圧電体、導電層、信号電極及び接地電極の実施の形態の一例である。 The piezoelectric vibrator 51 will be described. The piezoelectric vibrator 51 has conductive layers 62 and 62 formed by sputtering or the like on the opposing surface of the piezoelectric body 61, and a signal electrode 63 and a ground electrode 64 are configured by the conductive layer 62. The backing material layer 53 is pressure bonded to the signal electrode 63, and the acoustic matching layer 52 is pressure bonded to the ground electrode 64. The piezoelectric body 61, the conductive layer 62, the signal electrode 63, and the ground electrode 64 are examples of embodiments of the piezoelectric body, the conductive layer, the signal electrode, and the ground electrode in the present invention, respectively.

前記圧電体６１は、間隙６５に充填材が充填されて形成された充填部６６と、ＰＺＴ等の圧電材からなる圧電材部６７とで構成されている。前記間隙６５、前記充填部６６及び前記圧電材部６７は、本発明における間隙、充填部及び圧電材部の実施の形態の一例である。前記間隙６５、前記充填部６６及び前記圧電材部６７は、それぞれ本発明における間隙、充填部および圧電材部の実施の形態の一例である。前記充填部６６は、前記圧電体６１における前記信号電極６３側と前記接地電極６４側のそれぞれに形成されており、またｘ軸方向及びｙ軸方向と交差する方向に沿って線状に連続するように形成されている。本例では、前記間隙６５及び前記充填部６６は、後述する突起部６８の形成方向（図１０参照）と同一の方向、すなわちｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれに対して４５°の角度をなすようにして形成されている。前記充填部６６は、第一実施形態の前記充填部３０と同様に前記圧電体６１の表面から突出する突部６６ａを有している。また、前記間隙６５は、第一実施形態の前記間隙２９と同様に、前記圧電体６１における前記信号電極６３が形成された面及び前記接地電極６４が形成された面から所定の深さＤで形成された溝になっている。 The piezoelectric body 61 includes a filling portion 66 formed by filling the gap 65 with a filling material, and a piezoelectric material portion 67 made of a piezoelectric material such as PZT. The gap 65, the filling portion 66, and the piezoelectric material portion 67 are an example of an embodiment of the gap, filling portion, and piezoelectric material portion in the present invention. The gap 65, the filling portion 66, and the piezoelectric material portion 67 are examples of the embodiments of the gap, the filling portion, and the piezoelectric material portion in the present invention, respectively. The filling portion 66 is formed on each of the signal electrode 63 side and the ground electrode 64 side of the piezoelectric body 61 and continues linearly along a direction intersecting the x-axis direction and the y-axis direction. It is formed as follows. In this example, the gap 65 and the filling portion 66 have an angle of 45 ° with respect to the same direction as the formation direction of a projection 68 (see FIG. 10), that is, the x-axis direction and the y-axis direction. It is formed in a manner. The filling portion 66 has a protruding portion 66a that protrudes from the surface of the piezoelectric body 61, like the filling portion 30 of the first embodiment. In addition, the gap 65 has a predetermined depth D from the surface on which the signal electrode 63 is formed and the surface on which the ground electrode 64 is formed in the piezoelectric body 61, like the gap 29 of the first embodiment. It is a formed groove.

ここで、前記間隙６５の深さＤは、第一実施形態と同様に、前記圧電材部６７の厚さＴの１０％以下になっている。このような深さにした理由について説明すると、前記間隙６５の深さＤを深くするにつれ、前記充填部６６により前記圧電材部６７が分断されることになるが、本例のように二方向に分割されて形成された圧電振動子５１においては、不均一な体積で分断されることになる。従って、前記間隙６５の深さＤが前記圧電材部６７の厚さＴの１０％を超えると、圧電振動子５１の振動に悪影響を与え、音響特性に影響を与えるおそれがある。このようなことから、前記間隙６５の深さＤを前記圧電材部６７の厚さＴの１０％以下にしたものである。 Here, the depth D of the gap 65 is 10% or less of the thickness T of the piezoelectric material portion 67 as in the first embodiment. The reason for this depth will be described. As the depth D of the gap 65 is increased, the piezoelectric material portion 67 is divided by the filling portion 66. The piezoelectric vibrator 51 formed by being divided into two parts is divided into non-uniform volumes. Therefore, if the depth D of the gap 65 exceeds 10% of the thickness T of the piezoelectric material portion 67, the vibration of the piezoelectric vibrator 51 may be adversely affected and the acoustic characteristics may be affected. For this reason, the depth D of the gap 65 is set to 10% or less of the thickness T of the piezoelectric material portion 67.

なお、前記間隙６５、前記充填部６６及び前記圧電材部６７のその他の構成については、第一実施形態における前記間隙２９、前記充填部３０及び前記圧電材部３１と同一の構成であり、詳しい説明を省略する。 In addition, about the other structure of the said gap | interval 65, the said filling part 66, and the said piezoelectric material part 67, it is the same structure as the said gap | interval 29, the said filling part 30, and the said piezoelectric material part 31 in 1st embodiment, and is detailed Description is omitted.

前記導電層６２は、前記突部６６ａの上において突出しており、前記信号電極６３及び前記接地電極６４は、突起部６８を有している。この突起部６８は、本発明における突起部の実施の形態の一例である。ここで、前記圧電振動子５１と前記第二音響整合層５２ｂとの間には前記第一接着層５５が介在し、前記圧電振動子５１と前記バッキング材層５３との間には前記第二接着層５８が介在しているが、前記突起部６８と前記第二音響整合層５２ｂ及び前記バッキング材層５３との間には前記各接着層５５，５８は介在せず、これにより前記突起部６８と前記第二音響整合層５２ｂ及び前記バッキング材層５３とが接触して互いに導通している。 The conductive layer 62 protrudes on the protrusion 66 a, and the signal electrode 63 and the ground electrode 64 have a protrusion 68. This protrusion 68 is an example of the embodiment of the protrusion in the present invention. Here, the first adhesive layer 55 is interposed between the piezoelectric vibrator 51 and the second acoustic matching layer 52b, and the second adhesive layer 55 is interposed between the piezoelectric vibrator 51 and the backing material layer 53. Although the adhesive layer 58 is interposed, the adhesive layers 55 and 58 are not interposed between the protrusion 68 and the second acoustic matching layer 52b and the backing material layer 53. 68, the second acoustic matching layer 52b, and the backing material layer 53 are in contact with each other and are electrically connected to each other.

前記突起部６８は、ｘ軸方向及びｙ軸方向と交差する方向に沿って線状に連続するようにして突条に形成されている。本例では、前記突起部６８は、図１０に示すように、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれに対して４５°の角度をなすようにして形成されている。 The protrusions 68 are formed on the protrusions so as to be linearly continuous along the direction intersecting the x-axis direction and the y-axis direction. In the present example, as shown in FIG. 10, the protrusion 68 is formed at an angle of 45 ° with respect to each of the x-axis direction and the y-axis direction.

ここで、前記突起部６８をｘ軸方向及びｙ軸方向と交差する方向に沿って突条に形成する理由について説明する。仮に、前記突起部６８を、素子の分割方向であるｘ軸方向及びｙ軸方向の一方と平行な方向に沿って突条に形成した場合、分割後の前記圧電振動子５１が前記突起部６８を有するためには、分割箇所と前記突起部６８との位置関係を考慮して製造を行わなければならないという困難性を伴う。そこで、前記突起部６８を、ｘ軸方向及びｙ軸方向と交差する方向に沿って突条に形成することで、前記のような困難性を伴わない製造が可能になる。 Here, the reason why the protrusion 68 is formed on the protrusion along the direction intersecting the x-axis direction and the y-axis direction will be described. If the protrusion 68 is formed on a protrusion along a direction parallel to one of the x-axis direction and the y-axis direction, which is the element dividing direction, the divided piezoelectric vibrator 51 has the protrusion 68. Therefore, there is a difficulty that the manufacturing must be performed in consideration of the positional relationship between the divided portion and the protrusion 68. Therefore, by forming the protrusion 68 on the ridge along the direction intersecting the x-axis direction and the y-axis direction, it is possible to manufacture without the above-described difficulty.

本例の圧電振動子５１も、特に図示しないが、第一実施形態の圧電振動子１５と同様に、前記溝形成工程、前記充填部形成工程、前記研削工程及び前記導電層形成工程を経て製造される。これら各工程を経て得られた圧電振動子５１′を図１１に示す。この図１１に示す圧電振動子５１′は、直交する二方向に分割される前の板状体７０により構成される。この板状体７０は、本発明における板状体の実施の形態の一例である。この圧電振動子５１′が、図１１で二点鎖線で示す直交する二方向に分割されて、サイコロ状の前記圧電振動子５１が形成される。この前記圧電振動子５１′の分割についてより詳しく説明すると、板状体からなる前記圧電振動子５１′を、図１２に示すように前記バッキング材層５３上に前記第二接着層５８を介して積層し、さらに前記圧電振動子５１′の上に、板状体からなる第二音響整合層５２ｂ′を前記第一接着層５５を介して積層する。そして、前記圧電振動子５１′及び前記第二音響整合層５２ｂ′と前記バッキング材層５３の一部に、図１３に示すように切削加工を施し、ｘ軸方向及びｙ軸方向に前記切込５６を形成する。これにより、二次元方向に配列された前記圧電振動子５１及びこの圧電振動子５１と対応するようにして二次元方向に分割された第二音響整合層５２ｂが得られる。 The piezoelectric vibrator 51 of this example is also manufactured through the groove forming step, the filling portion forming step, the grinding step, and the conductive layer forming step, as in the piezoelectric vibrator 15 of the first embodiment, although not particularly illustrated. Is done. FIG. 11 shows a piezoelectric vibrator 51 ′ obtained through these steps. The piezoelectric vibrator 51 ′ shown in FIG. 11 is constituted by a plate-like body 70 before being divided in two orthogonal directions. This plate-like body 70 is an example of an embodiment of a plate-like body in the present invention. The piezoelectric vibrator 51 ′ is divided into two orthogonal directions indicated by a two-dot chain line in FIG. 11, and the dice-shaped piezoelectric vibrator 51 is formed. The division of the piezoelectric vibrator 51 'will be described in more detail. The piezoelectric vibrator 51' formed of a plate-like body is placed on the backing material layer 53 via the second adhesive layer 58 as shown in FIG. Further, a second acoustic matching layer 52b ′ made of a plate-like body is laminated on the piezoelectric vibrator 51 ′ via the first adhesive layer 55. Then, the piezoelectric vibrator 51 ′, the second acoustic matching layer 52 b ′, and a part of the backing material layer 53 are cut as shown in FIG. 13, and the cuts are made in the x-axis direction and the y-axis direction. 56 is formed. As a result, the piezoelectric vibrators 51 arranged in the two-dimensional direction and the second acoustic matching layer 52b divided in the two-dimensional direction so as to correspond to the piezoelectric vibrators 51 are obtained.

ちなみに、前記切込５６を形成した後、前記第二音響整合層５２ｂの上に前記銅箔５４を接着し、さらにこの銅箔５４の上に前記第一音響整合層５２ａを接着することで、前記機能素子部５０が得られる（図９参照）。 Incidentally, after forming the notch 56, by bonding the copper foil 54 on the second acoustic matching layer 52b, and further bonding the first acoustic matching layer 52a on the copper foil 54, The functional element unit 50 is obtained (see FIG. 9).

本例の圧電振動子５１によれば、第一実施形態と同様に、前記突起部６８により、前記信号電極６３と前記バッキング材層５３における電極層５９との導通や、前記接地電極６４と前記第二音響整合層５２ｂとの導通を確実にすることができる。また、前記突起部６８がｘ軸方向及びｙ軸方向と交差する方向に突条に形成されているので、製造上の困難性を伴うことなく、前記突起部６８の形成が可能になる。 According to the piezoelectric vibrator 51 of this example, as in the first embodiment, the projecting portion 68 causes the signal electrode 63 and the electrode layer 59 in the backing material layer 53 to be electrically connected, and the ground electrode 64 and the The conduction with the second acoustic matching layer 52b can be ensured. Further, since the protrusion 68 is formed on the protrusion in a direction intersecting the x-axis direction and the y-axis direction, the protrusion 68 can be formed without any manufacturing difficulty.

以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、第二実施形態において、前記突起部６８は前記信号電極６３のみに形成されていてもよい。また、前記機能素子部１３，５０の構成は前記各実施形態のものに限られるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by each said embodiment, of course, this invention can be variously implemented in the range which does not change the main point. For example, in the second embodiment, the protrusion 68 may be formed only on the signal electrode 63. In addition, the configuration of the functional element units 13 and 50 is not limited to that of each of the above embodiments.

１５，５１圧電振動子
２０第一銅箔層（導体）
２１第二銅箔層（導体）
２４，６１圧電体
２５，６２導電層
２６，６３信号電極
２７，６４接地電極
２９，６５間隙
３０，６６充填部
３０ａ，６６ａ突部
３１，６７圧電材部
３２，６８突起部
４０溝
１００超音波診断装置
１０１超音波プローブ 15, 51 Piezoelectric vibrator 20 First copper foil layer (conductor)
21 Second copper foil layer (conductor)
24, 61 Piezoelectric body 25, 62 Conductive layer 26, 63 Signal electrode 27, 64 Ground electrode 29, 65 Gap 30, 66 Filled portion 30a, 66a Protruding portion 31, 67 Piezoelectric material portion 32, 68 Protruding portion 40 Groove 100 Ultrasonic wave Diagnostic device 101 Ultrasonic probe

Claims

A signal electrode composed of a conductive layer provided on the surface of the piezoelectric body and a ground electrode, and at least the signal electrode has a protrusion on the surface,
The piezoelectric body includes a filling portion formed by filling a gap formed in the piezoelectric body with a filler, and a piezoelectric material portion made of a piezoelectric material, and the filling portion covers the surface of the piezoelectric body. It is formed of a filler material that protrudes on the surface of the piezoelectric body without being ground than the piezoelectric material portion when it is ground, and has a protrusion that protrudes from the surface of the piezoelectric body. ,
The piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe, wherein the conductive layer on the protrusion protrudes to form the protrusion .

The gap is a groove formed at a predetermined depth from the surface of the piezoelectric body, and the filling portion is formed partway from the surface side of the piezoelectric body toward the inside. Item 2. A piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe according to Item 1.

The piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe according to claim 2, wherein the depth of the groove is 10% or less of the thickness of the piezoelectric material portion.

The piezoelectric of the ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 3, wherein a conductor for applying a voltage to the piezoelectric vibrator is surface-bonded to the signal electrode and the ground electrode. Vibrator.

The piezoelectric vibrator is formed by dividing a plate-like body into two orthogonal directions and arranged in a two-dimensional direction,
The piezoelectric vibrator of the ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the protrusion is formed on a protrusion in a direction intersecting the two division directions.

The piezoelectric vibrator of an ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ground electrode has a protrusion on a surface thereof.

An ultrasonic probe comprising the piezoelectric vibrator according to claim 1.

An ultrasonic diagnostic apparatus comprising the ultrasonic probe according to claim 7.

A groove forming step of forming a groove of a predetermined depth in the piezoelectric body;
A filling part forming step of filling the groove with a filler to form a filling part;
A protrusion forming step of grinding a surface of the piezoelectric body and projecting a part of the filling portion from the surface of the piezoelectric body to form a protrusion;
A conductive layer forming step of forming a conductive layer to be a signal electrode and a ground electrode on the surface of the piezoelectric body on which the protrusion is formed,
In the conductive layer forming step, the conductive layer is formed on the surface of the piezoelectric body so as to protrude above the protrusion and form a protrusion, and the protrusion is formed in the conductive layer. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator in an ultrasonic probe, wherein the portion is at least a signal electrode.