特許 6780981 超音波プローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6780981

(24)【登録日】2020年10月19日

(45)【発行日】2020年11月4日

(54)【発明の名称】超音波プローブ

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20201026BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/00

【請求項の数】13

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-157935(P2016-157935)

(22)【出願日】2016年8月10日

(65)【公開番号】特開2018-23635(P2018-23635A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2019年5月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】小林 祐介

(72)【発明者】

【氏名】尾名 康裕

(72)【発明者】

【氏名】武内 俊

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友広

【審査官】 永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８７５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０２０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０８０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２３８８８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０５７１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０１８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１３５６７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給される駆動信号に基づいて超音波を発生し、受信した超音波に基づいて電気信号を発生する複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子と電気的に接続され、前記駆動信号に関する制御及び前記電気信号に関する処理の少なくとも一方を実行する複数の電子回路と、
前記複数の電子回路に積層された絶縁性熱伝導スペーサーと、
第１の面において前記絶縁性熱伝導スペーサーと接触する接触領域と前記絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持する支持構造を有し、少なくとも前記複数の電子回路が発生する熱を前記接触領域から拡散させる伝熱支持体と、
を具備し、
前記絶縁性熱伝導スペーサーは、前記伝熱支持体の押圧により変形することを特徴とする超音波プローブ。

【請求項2】

供給される駆動信号に基づいて超音波を発生し、受信した超音波に基づいて電気信号を発生する複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子と電気的に接続され、前記駆動信号に関する制御及び前記電気信号に関する処理の少なくとも一方を実行する複数の電子回路と、
前記複数の電子回路に積層された絶縁性熱伝導スペーサーと、
積層方向に垂直な第１の面において前記絶縁性熱伝導スペーサーと接触する接触領域と前記絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持する支持構造を有し、少なくとも前記複数の電子回路が発生する熱を前記接触領域から拡散させる伝熱支持体と、
を具備することを特徴とする超音波プローブ。

【請求項3】

前記複数の超音波振動子は、二次元マトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の超音波プローブ。

【請求項4】

前記複数の超音波振動子は複数の群に分類され、
前記各電子回路は、対応付けられた群に含まれる前記超音波振動子についての前記駆動信号に関する制御及び前記電気信号に関する制御の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項３記載の超音波プローブ。

【請求項5】

前記支持構造は、前記第１の面上の少なくとも三箇所において、支柱及び壁のうちのいずれか一方を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。

【請求項6】

前記第１の面は矩形であり、
前記支持構造は、前記第１の面の四隅に設けられた支柱を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。

【請求項7】

供給される駆動信号に基づいて超音波を発生し、受信した超音波に基づいて電気信号を発生する複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子と電気的に接続され、前記駆動信号に関する制御及び前記電気信号に関する処理の少なくとも一方を実行する複数の電子回路と、
前記複数の電子回路に積層された絶縁性熱伝導スペーサーと、
第１の面において前記絶縁性熱伝導スペーサーと接触する接触領域と前記絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持する支持構造を有し、少なくとも前記複数の電子回路が発生する熱を前記接触領域から拡散させる伝熱支持体と、
を具備し、
前記第１の面は矩形であり、
前記支持構造は、前記第１の面の四隅に設けられた支柱を有することを特徴とする超音波プローブ。

【請求項8】

前記電子回路と接続され、前記四隅に設けられた支柱の間より引き出されたフレキシブルプリント基板をさらに具備することを特徴とする請求項７記載の超音波プローブ。

【請求項9】

前記第１の面は矩形であり、
前記支持構造は、前記第１の面の四辺上に設けられた壁を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。

【請求項10】

供給される駆動信号に基づいて超音波を発生し、受信した超音波に基づいて電気信号を発生する複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子と電気的に接続され、前記駆動信号に関する制御及び前記電気信号に関する処理の少なくとも一方を実行する複数の電子回路と、
前記複数の電子回路に積層された絶縁性熱伝導スペーサーと、
第１の面において前記絶縁性熱伝導スペーサーと接触する接触領域と前記絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持する支持構造を有し、少なくとも前記複数の電子回路が発生する熱を前記接触領域から拡散させる伝熱支持体と、
を具備し、
前記第１の面は矩形であり、
前記支持構造は、前記第１の面の四辺上に設けられた壁を有することを特徴とする超音波プローブ。

【請求項11】

前記複数の超音波振動子は、二次元マトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項７，８，１０のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。

【請求項12】

前記複数の超音波振動子は複数の群に分類され、
前記各電子回路は、対応付けられた群に含まれる前記超音波振動子についての前記駆動信号に関する制御及び前記電気信号に関する制御の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項７，８，１０，１１のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。

【請求項13】

前記複数の超音波振動子と前記複数の電子回路と前記絶縁性熱伝導スペーサーとを有する第１の構造体と、前記伝熱支持体とを積層する前の工程においては、前記電子回路の積層方向の高さと前記絶縁性熱伝導スペーサーの前記積層方向の高さの合計値は、前記支持構造の前記積層方向に関する高さよりも大きく、
前記複数の超音波振動子と前記複数の電子回路と前記絶縁性熱伝導スペーサーとを有する第１の構造体と、前記伝熱支持体とを積層した後においては、前記合計値は、実質的に前記支持構造の前記積層方向に関する高さと同じであること、
を特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波プローブに関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置等において利用される超音波プローブに、複数の超音波振動子を配列して構成されるアレイ型超音波プローブがある。近年では、特に複数の超音波振動子を二次元状に配列して構成される二次元アレイプローブが登場し、被検体の診断対象部位に対する三次元走査を可能としている。

【0003】

この様な二次元アレイプローブに代表される、超音波振動子の数（すなわちチャネル数）の数が膨大な超音波プローブでは、送受信に要する超音波プローブと超音波診断装置本体との間の配線数も大規模になりがちである。その結果、超音波プローブの大型化、ケーブル操作性の低下を招く可能性がある。

【0004】

これを防止するため、例えば、超音波送受信を行うための電子回路の少なくとも一部を、超音波診断装置本体ではなく超音波プローブ内にＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として設け、超音波プローブ内において、駆動信号を発生したり或いは受信信号を所定の信号数にした後超音波診断装置本体に送り出す等の工夫がなされている。この場合、超音波プローブを小型化するために、ＡＳＩＣはベアチップとして設けられる場合がある（一般に、ＡＳＩＣはプラスチックなどのパッケージに封入されており、また、このパッケージごと基板に実装される。「ベアチップとしてのＡＳＩＣ」とは、この様なパッケージがない状態のＡＳＩＣを意味する。ＡＳＩＣをベアチップとして基板に実装することで、例えばパッケージ分の小型化を実現することができる。）。

【0005】

一方、超音波プローブ内にＡＳＩＣを設けた場合、当該ＡＳＩＣが発生する熱量を拡散させる必要がある。プローブ内に設けられるＡＳＩＣがベアチップである場合、ＡＳＩＣが発生する熱量の拡散は、さらに大きな技術的課題である。従来の超音波プローブでは、この様なＡＳＩＣが発生する熱量、各超音波振動子が発生する熱量を効率的に拡散させるために、冷媒等を用いて積極的な熱の冷却を行う方式(アクティブクーリング方式）、冷媒等を用いずに熱源に熱伝導部材を接触させることで熱を拡散させる方式（パッシブクーリング方式）等を採用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−５１６６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、超音波プローブ内にベアチップでＡＳＩＣを設けた場合、ＡＳＩＣと他の部材や部品との電気的な絶縁性を担保する必要がある。しかしながら、絶縁体は、一般的に金属に比較して熱伝導率が低いため、安易な絶縁保護はプローブヘッド発熱抑制を阻害してしまう。さらに、熱拡散、電気的絶縁性に加え、部材精度の製造性を担保する必要がある。従来の超音波プローブでは、これらを十分に担保することはできない。

【0008】

内部に設けられるＡＳＩＣと他の部品や部材との電気的絶縁性を実現しつつ、プローブ内の熱を効率よく拡散する、高い部材精度を要求しない製造性を有する超音波プローブを提供することを目的とする。

【0009】

本実施形態に係る超音波プローブは、複数の超音波振動子と、複数の電子回路と、絶縁性熱伝導スペーサーと、伝熱支持体と、を具備する。複数の超音波振動子は、供給される駆動信号に基づいて超音波を発生し、受信した超音波に基づいて電気信号を発生する。複数の電子回路は、複数の超音波振動子と電気的に接続され、駆動信号に関する制御及び電気信号に関する処理の少なくとも一方を実行する。絶縁性熱伝導スペーサーは、複数の電子回路に積層される。伝熱支持体は、第１の面において絶縁性熱伝導スペーサーと接触する接触領域と絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持する支持構造を有し、少なくとも前記複数の電子回路が発生する熱を接触領域から拡散させる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る超音波プローブＰの外観図である。

【図2】図２は、図１に示した超音波プローブＰの内部構造を示した斜視図である。

【図3】図３は、図２に示した超音波プローブＰをエレベーション方向に沿って見た場合の側面図である。

【図4】図４は、図２に示した超音波プローブＰをアジマス方向に沿って見た場合の側面図である。

【図5】図５は、図２、図３、図４に示した伝熱支持体６の拡大斜視図である。

【図6】図６は、超音波プローブＰの組み立て工程について説明するための図である。

【図7】図７は、超音波プローブＰの組み立て工程について説明するための図である。

【図8】図８は、超音波プローブＰの組み立て工程について説明するための図である。

【図9】図９は、超音波プローブＰの組み立て工程について説明するための図である。

【図10】図１０は、本超音波プローブＰの変形例１を説明するための図である。

【図11】図１１は、本超音波プローブＰの変形例１を説明するための図である。

【図12】図１２は、本超音波プローブＰの変形例２を説明するための図である。

【図13】図１３は、本超音波プローブＰの変形例２を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本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。

【0012】

なお、本実施形態においては、説明を具体的にするため、複数の超音波振動子がマトリックス状に配列された二次元アレイプローブである場合を例とする。しかしながら、当該二次元アレイプローブの例に拘泥されず、本実施形態に係るプローブ内の熱拡散及び電気的絶縁のための構成は、一次元アレイプローブ、１．５次元アレイプローブについても適用可能である。

【0013】

図１は、本実施形態に係る超音波プローブＰの外観図である。図２は、図１に示した超音波プローブＰの内部構造を示した斜視図である。図３は、図２に示した超音波プローブＰをエレベーション方向に沿って見た場合の側面図である。図４は、図２に示した超音波プローブＰをアジマス方向に沿って見た場合の側面図である。

【0014】

本超音波プローブＰは、超音波振動子層１、音響整合層２、ＩＰ基板３、複数のＡＳＩＣ４、絶縁性熱伝導スペーサー５、伝熱支持体６、支持部材７、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）８を具備している。なお、伝熱支持体６、支持部材７等は、当該超音波プローブＰのメインフレームを構成する。

【0015】

超音波振動子層１は、アジマス方向及びエレベーション方向に配列された複数の超音波振動子を有する。超音波振動子は、圧電体と電極とを有し、例えばＡＳＩＣ４からの駆動信号に基づきスキャン領域内の所望の方向に超音波を送信し、当該被検体からの反射波を電気信号に変換する。なお、図示していないが、超音波振動子層１の超音波送信方向と反対側には、背面材が設けられている。また、超音波振動子層１の複数の超音波振動子は、複数の群（サブアレイ）に分類されており、当該サブアレイを基準とした超音波送信に関する制御、及び超音波受信に関する制御及び信号処理が実行される。

【0016】

音響整合層２は、超音波振動子層１の超音波送信方向側に設けられ、超音波振動子と生体との間において超音波エネルギーを効率良く伝播させる。なお、音響整合層２は、一層に限定されず複数層形成される場合もある。

【0017】

ＩＰ基板３は、超音波振動子層１における各超音波振動子とＡＳＩＣ４との間の電気的接続を中継する機能を有し、ガラエポ多層基板やセラミック多層基板など、ある程度の剛性をもった基板から成る。ＩＰ基板３は、超音波送信方向側の面において、各超音波振動子の信号電極の位置に対応するように設けられた複数の第1電極パッド（図示せず）を有する。各超音波振動子の信号電極は、上面の第１電極パッドと、ＡＣＦ接着、導電接着剤、Ａｕバンプなどの手法を用いて電気的に接続される。さらに、ＩＰ基板３は、超音波送信方向と反対側の面（背面）において、ＡＳＩＣ３の電極とＡｕバンプなどの手法を用いて電気的に接続される複数の第２電極パット（図示せず）と、第１電極パッドと第２電極パッドとを電気的に接続する複数の配線３１とを有する（凸部３０には、第１電極パッドと第２電極パッドとを電気的に接続する配線３１は存在しない）。このＩＰ基板３により、ＡＳＩＣ３の電極ピッチと超音波振動子層１に配列された複数の超音波振動子の電極ピッチとが異なる場合であっても、各超音波振動子を独立したチャネルとして対応するＡＳＩＣ４に接続することができる。

【0018】

ＡＳＩＣ４は、集積回路であって、ＩＰ基板３の背面に所定の間隔で複数個実装される。各ＡＳＩＣ４は、超音波振動子のサブアレイに対応付けられ、各サブアレイを構成する複数の超音波振動子についての送信に関する制御（例えば、駆動信号に関する制御等）、及び受信に関する制御や処理（例えば、反射波に基づく電気信号の増幅や遅延加算等）を実行する。

【0019】

絶縁性熱伝導スペーサー５は、例えば、シリコン材を用いて製造された、高い電気的絶縁性（耐電圧性）、高い熱伝導性、弾性及び可塑性を有するスペーサーである。絶縁性熱伝導スペーサー５は、ＡＳＩＣ４と他の部品、部材とを電気的に絶縁すると共に、ＡＳＩＣ４において発生した熱を超音波送信方向と反対方向（背面方向）に拡散させる。

【0020】

伝熱支持体６は、音響整合層２、超音波振動子層１、ＩＰ基板３を有する構造体に積層され（或いは積層し）、当該構造体を支持すると共に、絶縁性熱伝導スペーサー５を介して拡散された熱を、さらに背面方向に拡散させる。また、伝熱支持体６は、絶縁性熱伝導スペーサー５を所定の厚さ、形状に維持するための支持構造を有する。当該支持構造については、後で詳しく説明する。

【0021】

支持部材７は、伝熱支持体６を支持すると共に、伝熱支持体６を介して拡散された熱を、さらに背面方向に拡散させる。

【0022】

フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）８は、当該超音波プローブＰが接続される超音波診断装置本体と当該超音波プローブＰとの間において電気信号を送受信するための所定の配線パターン、複数の超音波振動子の各電極、ＡＳＩＣ４の各電極と電気的に接続される複数の電極と有する。このＦＰＣ基板８は、さらに、伝熱支持体６上面の支柱６１の間から引き出され、ケーブル側へと誘導される。

【0023】

（絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持するための支持構造）
次に、本超音波プローブＰが具備する、絶縁性熱伝導スペーサーを所定の厚さに維持するための支持構造について説明する。

【0024】

図５は、図２、図３、図４に示した伝熱支持体６の拡大斜視図である。同図に示す様に、伝熱支持体６は、伝熱支持体本体６０と、支柱６１とによって構成される。

【0025】

伝熱支持体本体６０は、例えば略直方体形状をしており、アルミニウム等の熱伝導性及び剛性が高い素材によって形成される。

【0026】

支柱６１は、例えば伝熱支持体本体６０の矩形状の上面（図２、図３、図４に示した伝熱支持体６の超音波送信方向側の面）の四隅に設けられ、所定の高さを有している。なお、本実施形態においては、図５に示したように、支柱６１と伝熱支持体本体６０とを一体形成した伝熱支持体６を例示している。しかしながら、当該例に拘泥されず、支柱６１と伝熱支持体本体６０とを別体とし、伝熱支持体本体６０に支柱６１を固定する構成としてもよい。このとき、支柱６１の素材は、伝熱支持体本体６０と同じく高い熱伝導性及び剛性を有するものであることが好ましい。

【0027】

なお、支柱６１とＡＳＩＣ４との間には絶縁層としての空隙（空気層）もしくはそれに相当する絶縁層が存在する。このため、支柱６１とＡＳＩＣ４との間の絶縁性は担保される。しかしながら、より高い絶縁性を実現するため、支柱６１を絶縁体にて構成するようにしてもよい。

【0028】

伝熱支持体本体６０の上面において四つの支柱６１によって囲まれたスペースは、ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２を形成する。当該ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２からは、後述する組み立て工程を経て、ＩＰ基板３の背面に積層されたＡＳＩＣ４と絶縁性熱伝導スペーサー５とが配置される。

【0029】

伝熱支持体本体６０の上面の短辺において支柱６１に挟まれたスペースは、ＦＰＣ基板引き出し領域６３を形成する。当該ＦＰＣ基板引き出し領域６３からは、後述する組み立て工程を経て、ＦＰＣ基板８が超音波プローブＰの背面方向に引き出される。

【0030】

各支柱６１が所定の高さを持つことにより、ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２に配置されたＡＳＩＣ４と伝熱支持体本体６０とは、常に一定距離以上離間されて配置され、両者は電気的に絶縁される。同じく、各支柱６１が所定の高さを持つことにより、ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２に配置された絶縁性熱伝導スペーサー５は、所定の厚さを維持した状態で伝熱支持体本体６０の上面と常に最大面積を持って接触し、伝熱支持体本体６０にＡＳＩＣ４からの熱を伝える。この様な機能を担保するため、各支柱６１の高さは、ＡＳＩＣ４の厚さ、十分な絶縁性を担保するための絶縁性熱伝導スペーサー５の厚さ、熱伝導性を担保できる程度の厚さ（薄さ）、絶縁性熱伝導スペーサー５の弾性率に応じて決定される。

【0031】

（超音波プローブＰの組み立て工程）
次に、図６、図７、図８、図９を参照しながら、超音波プローブＰの組み立て工程について説明する。

【0032】

図６、図７は、それぞれ伝熱支持体６のＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２を絶縁性熱伝導スペーサー５に押し当てて圧力を加える前（すなわち、絶縁性熱伝導スペーサー５が変形する前）の側面図、上面図である。図６に示す様に、伝熱支持体６のＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２を押し当てて圧力を加える前においては、ＩＰ基板３の超音波送信方向と反対側の面に積層されたＡＳＩＣ４の厚さ（高さ）及び絶縁性熱伝導スペーサー５の厚さ（高さ）の合計は、支柱６１の高さよりも大きい（すなわち、ＡＳＩＣ４の厚さ＋絶縁性熱伝導スペーサー５の厚さ ＞ 支柱６１の高さ）。また、図７に示す様に、伝熱支持体６のＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２を押し当てて圧力を加える前においては、絶縁性熱伝導スペーサー５の面積は、ＡＳＩＣ４の配置面積よりも少し大きい程度となっている。

【0033】

図８、図９は、それぞれ伝熱支持体６のＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２を絶縁性熱伝導スペーサー５に押し当てて圧力を加えた後（すなわち、絶縁性熱伝導スペーサー５が変形した後）の側面図、上面図である。図８に示す様に、絶縁性熱伝導スペーサー５に一定の圧力を加えると、四隅の支柱６１がＩＰ基板３の背面に当たるまで、絶縁性熱伝導スペーサー５はその弾性により変形する(押しつぶされて、面が広がる方向に逃げる)。その結果、図８、図９に示すように、絶縁性熱伝導スペーサー５は、圧力を加える前より広い接触面積を確保しながらＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２と密着することになる（このとき、ＡＳＩＣ４の厚さと絶縁性熱伝導スペーサー５の厚さの合計は、支柱６１の高さと実質的に等しい。）。支柱６１の高さは、絶縁性熱伝導スペーサー５が絶縁性を維持できる程度の薄さ(熱的には、極力薄いほうがよい)になるよう調整されている。従って、絶縁性熱伝導スペーサー５は、絶縁性を維持しながら、超音波プローブＰ内の熱を良好に背面側に拡散させることができる。

【0034】

四隅の支柱６１をＩＰ基板３の背面に接触させた後、図８に示した超音波振動子層１、ＩＰ基板３、ＡＳＩＣ４、絶縁性熱伝導スペーサー５、伝熱支持体６の構造体は、モールド固定される。伝熱支持体６の背面には、さらに熱をハンドルケースやケーブルへ誘導するための熱拡散部品(ヒートスプレッダ)が、取り付けられる(図示せず)。さらに、ＦＰＣ基板８が、伝熱支持体本体６０上面の両側の短辺の支柱６１間に位置するＦＰＣ基板引き出し領域６３から引き出され、伝熱支持体本体６０背面側のケーブルへと誘導される（図４参照）。こうしてＡＳＩＣ４を他の部品・部材と絶縁保護しつつ、熱的に接続された伝熱支持体６により、発熱源の熱を拡散-均熱化することが可能になる。

【0035】

（変形例１）
図１０、図１１は、本超音波プローブＰの変形例１を説明するための図であり、超音波振動子層１、ＩＰ基板３、ＡＳＩＣ４、絶縁性熱伝導スペーサー５、伝熱支持体６の構造体について、図１０は側面図を、図１１は上面図をそれぞれ示している。

【0036】

図１０、図１１に示す様に、本変形例１に示す超音波プローブＰの伝熱支持体６は、超音波送信方向側の上面の各長辺、各短辺において、壁６４を有する構成となっている。当該構成は、例えばＦＰＣ基板８を伝熱支持体本体６０の短辺側や長辺側において引き出さない構成等において、採用することができる。本変形例１に係る支持構造によっても、ＡＳＩＣ４を他の部品・部材と絶縁保護しつつ、熱的に接続された伝熱支持体６により、発熱源の熱を拡散-均熱化することが可能である。

【0037】

（変形例２）
図１２、図１３は、本超音波プローブＰの変形例２を説明するための図であり、超音波振動子層１、ＩＰ基板３、ＡＳＩＣ４、絶縁性熱伝導スペーサー５、伝熱支持体６の構造体について、図１２は側面図を、図１３は上面図をそれぞれ示している。

【0038】

図１２、図１３に示す様に、本変形例１に示す超音波プローブＰの伝熱支持体６は、超音波送信方向側の上面の各長辺、各短辺、及び四隅のそれぞれにおいて、支柱６１又は壁６４を有する構成となっている。当該構成は、例えばＦＰＣ基板８を伝熱支持体本体６０の短辺側において引き出し、且つ図５の構成よりも高い強度を実現したい場合等に採用することができる。本変形例２に係る支持構造によっても、ＡＳＩＣ４を他の部品・部材と絶縁保護しつつ、熱的に接続された伝熱支持体６により、発熱源の熱を拡散-均熱化することが可能になる。
（変形例３）
上記実施形態、及び各変形例において、幾つかの伝熱支持体６を例示した。しかしながら、上記各例に拘泥されず、伝熱支持体６の支持構造の位置や形状は、種々変形可能である。例えば、ＡＳＩＣ４との絶縁が確保されていれば、支柱や壁の数は何本であってもよい。強度の観点から言えば、伝熱支持体６上面の最低３か所において支柱又は壁を設けることで、ＩＰ基板３及び伝熱支持体６の位置を安定させることができる。また、上記各例においては、伝熱支持体６の超音波送信方向側の上面の各長辺、各短辺、四隅など、伝熱支持体６の上面の周縁部において支柱又は壁を設ける構成を例示した。しかしながら、当該例に拘泥されず、伝熱支持体６の支持構造を、ＡＳＩＣ４との絶縁を例えば絶縁性熱伝導スペーサー５や空気層もしくはそれに相当する絶縁層によって確保しつつ、各ＡＳＩＣ４間の隙間が広がるようＩＰ基板３内の配線を構成することで、例えば伝熱支持体６の上面の中央や、ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域６２において配列されるＡＳＩＣ４の間等に設ける構成であってもよい。

【0039】

（変形例４）
上記実施形態、及び変形例１、３においては、ＦＰＣ基板８を伝熱支持体６の短辺の支柱６１間をＦＰＣ基板引き出し領域とする場合を例示した。しかしながら、当該例に拘泥されず、例えば伝熱支持体本体６０上面の両側の長辺の支柱６１間をＦＰＣ基板引き出し領域として構成し、当該領域からＦＰＣ基板８を引き出すようにしてもよい。

【0040】

（変形例５）
上記実施形態、及び各変形例においては、ＡＳＩＣ４をベアチップとして実装する超音波プローブＰを例として説明した。しかしながら、当該例に拘泥されず、必要に応じてパッケージされたＡＳＩＣを実装する超音波プローブについても、適用可能である。

【0041】

本実施形態に係る超音波プローブによれば、絶縁性熱伝導スペーサーは、ＡＳＩＣ及び伝熱支持体本体に接触しながらも、支持構造及び自らの弾性によって常に一定の厚さ（すなわち、絶縁性と熱伝導性を担保できる程度の厚さ）を維持することができる。従って、絶縁性熱伝導スペーサーは、ＡＳＩＣと他の部品、部材とを電気的に絶縁しつつ、ＡＳＩＣ等が発生する熱を効率的に伝熱支持体本体に伝導させ超音波プローブの背面側に拡散させることができる。また、ＡＳＩＣ、絶縁性熱伝導スペーサー、伝熱支持体を積層する組み立て工程においては、ＡＳＩＣに積層された絶縁性熱伝導スペーサーを伝熱支持体本体のＡＳＩＣ・スペーサー配置領域に接触させ、積層方向に圧力を加えるだけで、ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域の近傍に設けられた支柱構造の高さにより、絶縁性熱伝導スペーサーを、ＡＳＩＣ及び伝熱支持体本体に接触させつつ、常に一定の厚さに形成することができる。従って、ＡＳＩＣとメインフレームとの電気的絶縁性、ＡＳＩＣ等からメインフレームへの熱伝導性を有する超音波プローブを、高い部材精度を要求せずに製造することができる。これらの効果は、例えばＡＳＩＣをベアチップのままで内部に実装する超音波プローブにおいて、大きな実益である。

【0042】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0043】

Ｐ…超音波プローブ、１…超音波振動子層、２…音響整合層、３…ＩＰ基板、４…ＡＳＩＣ、５…絶縁性熱伝導スペーサー、６…伝熱支持体、７…支持部材、８…フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）、３１…配線、６０…伝熱支持体本体、６１…支柱、６２…ＡＳＩＣ・スペーサー配置領域、６３…ＦＰＣ基板引き出し領域、６４…壁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】