基板的连接构造及超声波诊断装置的制作方法

1.本发明涉及硬质基板与具有悬空引线的柔性印刷电路板的基板的连接构造及超声波诊断装置。


背景技术：

2.以往在诊断医疗的领域中广泛使用一种超声波诊断装置，其向人体等被检体发送超声波，接收在生物体组织反射来的回波信号而获得断层图像。在超声波诊断装置中，将柔性印刷电路板(以下简略为“fpc基板”)和硬质基板电连接，柔性印刷电路板连接有与多个超声波振子之间收发信号的多个线缆，硬质基板与超声波振子电连接。
3.若将焊锡等加热而将软质的fpc基板和硬质基板熔融连接在一起，则有可能由fpc基板与硬质基板的热膨胀系数的差异导致电连接部产生偏移。作为防止该电连接部的偏移的技术，提出了将fpc基板的与硬质基板的连接部设为悬空引线进行连接的方法(例如参照专利文献1)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特许第3802756号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.但是，在专利文献1中，在连接时有可能悬空引线向硬质基板侧弯折地连接、悬空引线自延伸方向向左右偏移地连接。若悬空引线以在上下方向和/或左右方向上弯曲的状态连接，则应力集中在弯曲的部分，因此有可能发生断线。
9.本发明即是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供减少在将fpc基板的悬空引线连接于硬质基板时悬空引线的弯折的基板的连接构造及超声波诊断装置。
10.用于解决问题的方案
11.为了解决上述的问题并达到目的，本发明的基板的连接构造包括：硬质基板，其具有多个电极和与多个所述电极分别电连接的多个布线；以及柔性印刷电路板，其在一端形成有与多个所述电极分别电连接的多个悬空引线，所述硬质基板具有分别设置在多个所述电极上的用于进行所述悬空引线的与所述悬空引线的延伸方向正交的方向的定位的第1突起。
12.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述柔性印刷电路板的绝缘体的多个所述悬空引线暴露的一侧的端部抵接于所述硬质基板，所述悬空引线的前端侧的部分形成向所述电极方向倾斜的倾斜部。
13.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述第1突起设于比所述悬空引线的所述倾斜部靠基端侧的位置。
14.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述第1突起设于所述悬空
引线的基端侧的暴露端部。
15.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述第1突起设于所述悬空引线的两侧。
16.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述第1突起的高度比所述悬空引线与所述基板之间的距离高。
17.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述第1突起的高度比所述柔性印刷电路板的厚度的1.5倍低。
18.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，在多个所述电极上分别设有用于配置所述悬空引线的第2突起。
19.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，所述第2突起设于比所述第1突起靠所述悬空引线的前端侧的位置。
20.此外，根据上述发明，在本发明的基板的连接构造中，多个所述悬空引线在与其延伸方向正交的方向上排列配置。
21.此外，根据上述发明，本发明的超声波诊断装置包括：多个超声波振子，其收发超声波；硬质基板，其具有多个电极和与多个所述电极和多个所述超声波振子分别电连接的多个布线，该硬质基板被固定于多个所述超声波振子；以及柔性印刷电路板，其在一端形成有与多个所述电极分别电连接的多个悬空引线，所述硬质基板具有分别设置在多个所述电极上的用于进行所述悬空引线的与所述悬空引线的延伸方向正交的方向的定位的第1突起。
22.发明的效果
23.本发明的基板的连接构造能防止fpc基板与硬质基板的连接部的偏移并且能够减少悬空引线的断线的可能性，因此能够提供可靠性较高的超声波诊断装置。
附图说明
24.图1是本发明的实施方式的超声波诊断装置的整体结构图。
25.图2是表示图1的超声波诊断装置的插入部的前端部的构造的图。
26.图3是在图1的超声波诊断装置中使用的振子单元的长度方向的剖视图。
27.图4是说明振子基板的俯视图。
28.图5是说明线缆基板的俯视图。
29.图6a是振子基板与线缆基板的连接部的局部放大俯视图。
30.图6b是振子基板与线缆基板的连接部的局部放大侧视图。
31.图7是本发明的实施方式的变形例1的振子基板与线缆基板的连接部的局部放大俯视图。
32.图8是本发明的实施方式的变形例2的振子基板与线缆基板的连接部的局部放大俯视图。
33.图9a是本发明的实施方式的变形例3的振子基板与线缆基板的连接部的局部放大俯视图。
34.图9b是本发明的实施方式的变形例3的振子基板与线缆基板的连接部的局部放大侧视图。
具体实施方式
35.在以下的说明中，作为用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)，对超声波诊断装置进行说明。此外，本发明不被该实施方式所限定。并且，在附图的记载中，对相同的部分标注相同的附图标记。此外，附图是示意性的，需要留意的是，各构件的厚度与宽度的关系、各构件的比例等与现实不同。此外，在附图相互之间也包含相互的尺寸、比例不同的部分。
36.(实施方式)
37.图1是本发明的实施方式的超声波诊断装置的整体结构图。图2是表示图1的超声波诊断装置的插入部的前端部的构造的图。超声波诊断装置1构成为具备超声波内窥镜10、超声波观测装置20和监视器30。此外，超声波内窥镜10构成为具备向体内插入的细长的插入部40、与插入部40的基端连接设置的操作部50、以及从操作部50的侧部伸出的通用线缆60。
38.在此，在通用线缆60的基端部配设有与光源装置(未图示)连接的连接器61。借助连接器62a与照相机控制单元(未图示)连接的线缆62和借助连接器63a与超声波观测装置20以装卸自如的方式连接的线缆63从连接器61伸出。而且，在超声波内窥镜10上，借助连接器63a连接有超声波观测装置20，还借助超声波观测装置20连接有监视器30。
39.插入部40从前端侧开始依次连接设置有前端硬质部(以下称为“前端部”)41、弯曲部42及挠性管部43而构成主要部分，弯曲部42位于前端部41的后端，挠性管部43位于弯曲部42的后端且到达操作部50，细径且纵长并具有挠性。
40.在前端部41的前端侧配设有振子单元100。在比振子单元100靠基部侧的部位，在前端部41设有构成照明光学系统的照明用透镜44、观察光学系统的观察用透镜45、以及兼作抽吸口的作为前端开口的钳子口(未图示)。钳子口是处置器具贯穿通路的导出口。在钳子口配设有处置器具抬起台46。在处置器具抬起台46连接有未图示的操作线，通过操作未图示的钳子抬起旋钮来牵引操作线，能进行从处置器具贯穿通路导出的穿刺针47的导出角度的调整。
41.在操作部50配设有控制弯曲部42使其向期望的方向弯曲的角度旋钮51、进行送气操作和送水操作的送气送水按钮52、进行抽吸操作的抽吸按钮53、以及成为向体内导入的处置器具的入口的处置器具插入口54。
42.在此，处置器具插入口54借助设于插入部40的内部的处置器具贯穿通道(未图示)与钳子口连通。能够向该处置器具插入口54插入超声波用处置器具(未图示)的护套。而且，通过使贯穿于护套内的穿刺针47从钳子口突出，从而能够在振子单元100的观察视场内以能够进退的方式配置穿刺针47。
43.图3是在图1的超声波诊断装置中使用的振子单元的长度方向的剖视图。振子单元100由超声波收发部110、振子基板120、线缆基板130以及同轴线缆束140构成。
44.超声波收发部110例如具有多个呈矩形形状的超声波振子111、设于超声波振子111的端部的未图示的电极端子、声匹配层112以及声透镜113。多个超声波振子111的长边相互连结而构成弯曲配置成圆弧形状的凸面型的振子阵列。图2和图3所示的超声波收发部110的振子阵列采用凸面型，但例如也可以采用实施了二维排列的径向型、未弯曲的直线型振子组。
45.图4是说明振子基板的俯视图。如图4所示，振子基板120具有与超声波振子电连接的多个第1电极部121、与第1电极部121连接的多个布线122、以及设于布线122的另一端部的多个第2电极部123。振子基板120是玻璃环氧基板等硬质基板。第1电极部121与设于超声波振子111的端部的电极端子分别电连接。
46.图5是说明线缆基板的俯视图，图5的(a)是线缆基板的俯视图，图5的(b)是悬空引线附近的放大俯视图和剖视图。如图5所示，线缆基板130具有多个电极部131和多个悬空引线132。多个悬空引线132在与悬空引线132的延伸方向正交的方向上排列配置。线缆基板130是由形成未图示的布线图案的铜箔部133和包覆铜箔部133的两个面的聚酰亚胺层134构成的柔性印刷电路板(fpc)基板，悬空引线132通过铜箔部133从聚酰亚胺层134暴露而成。如图3所示，贯穿同轴线缆束140内的同轴线141的芯线和屏蔽件利用未图示的焊锡等与电极部131电连接，悬空引线132连接于振子基板120的第2电极部123。
47.图6a是振子基板与线缆基板的连接部的局部放大俯视图，图6b是振子基板与线缆基板的连接部的局部放大侧视图。另外，在图6a和图6b中省略了将悬空引线132连接于第2电极部123的焊锡的图示。如图6a和图6b所示，在连接悬空引线132的第2电极部123上设有进行悬空引线132的与悬空引线132的延伸方向正交的方向的定位的第1突起124和配置悬空引线132的第2突起125。线缆基板130的、悬空引线132暴露的一侧的端部以抵接于振子基板120的方式配置，作为线缆基板130的外皮的聚酰亚胺层粘接固定于振子基板120。
48.第1突起124以沿着悬空引线132的左右方向(图6a的纸面中的上下方向)的方式配置成两列。通过将第1突起124以沿着悬空引线132的延伸方向的方式配置，从而在为了将悬空引线132连接于第2电极部123而进行加热、按压时也能够防止悬空引线132的向左右方向的弯曲，能够防止图案偏移的发生、悬空引线132的断线。
49.第1突起124的高度h2优选比将线缆基板130配置于振子基板120时的、悬空引线132与振子基板120之间的距离h1(线缆基板130的聚酰亚胺层134的厚度)高。通过使第1突起124的高度h2比悬空引线132与振子基板120之间的距离h1高，从而能够可靠地防止悬空引线132的左右方向的弯曲。此外，第1突起124的高度h2优选设为线缆基板130的厚度h4的1.5倍以下。通过将第1突起124的高度h2设为线缆基板130的厚度h4的1.5倍以下，从而悬空引线132向第1突起124之间的插入较为容易。
50.第2突起125在排列成两列的第1突起124之间、即第2电极部123的中央部，与长边方向平行地配置。第2突起125的宽度w2比第1突起124的左右方向的间隔w1小。通过向第1突起124之间插入悬空引线132，从而在第2突起125上配置悬空引线132。通过在第2突起125上配置悬空引线132，从而能够防止悬空引线132的上下方向(图6b的纸面中的上下方向)的弯曲。
51.第2突起125的高度h3为将线缆基板130配置于振子基板120时的、悬空引线132与振子基板120之间的距离h1的50％以上且150％以下的高度，优选为与h1相同程度。通过将第2突起125的高度h3设为上述范围，从而能够可靠地防止悬空引线132的上下方向的弯曲。
52.配置在第2电极部123上的第1突起124和第2突起125的配置位置优选配置在不在左右方向(图6b中的左右方向、图6a中的上下方向)重叠的位置。还优选的是，设有多个的第1突起124中的、最靠悬空引线132的基端侧即线缆基板130侧的第1突起124a设于悬空引线132的基端侧的暴露端部。由此，在软钎焊时不易在悬空引线132的左右方向(图6a的纸面中
的上下方向)上施加力矩，能够防止断线。还优选的是，设有多个的第2突起125中的、最靠悬空引线132的前端侧的第2突起125b配置于比设有多个的第1突起124中的、最靠悬空引线132的前端侧的第1突起124b靠前端侧的位置。
53.第1突起124和第2突起125是圆柱状，但并不限定于此，也可以是棱柱状(壁状)。此外，一般来讲，在振子单元100所使用的线缆基板130中，聚酰亚胺层134的厚度为27.5μm或37.5μm，铜箔部133与聚酰亚胺层134的合计厚度为42.5μm或52.5μm。使用这样的线缆基板130时的第1突起124的高度h2更优选设为40μm～90μm。
54.在本实施方式中，通过在连接悬空引线132的第2电极部123上设置第1突起124和第2突起125，从而能防止连接部的偏移并且能够有效地防止悬空引线132的断线的可能性。
55.另外，在上述的实施方式中，将第1突起124左右对称(在图6a的纸面中的上下方向上对称)地配置，但并不限定于此，也可以如图7所示将第1突起124a交错地配置。还优选的是，如图6a所示，第1突起124以沿着悬空引线132的两侧的方式配置，但即使如图8所示仅配置于悬空引线132的单侧，也能够防止连接部的偏移，减少悬空引线132的左右方向的弯曲。
56.并且，在防止悬空引线132的弯曲的方面，优选在第2电极部123上配置第1突起124和第2突起125，但即使不配置第2突起125而仅配置第1突起124，也能够防止连接部的偏移，防止悬空引线132的左右方向的弯曲，能够减少断线的可能性。
57.图9a是本发明的实施方式的变形例3的振子基板与线缆基板的连接部的局部放大俯视图，图9b是本发明的实施方式的变形例3的振子基板与线缆基板的连接部的局部放大侧视图。在变形例3中，在第2电极部123上仅配置第1突起124，未配置第2突起125。由于未配置第2突起125，因此在连接时悬空引线132形成有在上下方向(图9b的纸面中的上下方向)上弯曲的倾斜部126，但能够防止左右方向(图9a的纸面中的上下方向)上的弯曲，能够抑制悬空引线132的断线。另外，当在第2电极部123上仅设置第1突起124的情况下，优选的是，设有多个的第1突起124中的、最靠悬空引线132的前端侧的第1突起124b配置于比倾斜部126靠悬空引线132的基端侧的位置。由此，能够使对悬空引线132的连接部施加的应力分散于第1突起124，能够防止断线。
58.产业上的可利用性
59.如上所述，本发明的基板的连接构造对于在线缆基板连接有多个同轴线缆的振子单元是有用的，特别适合要求小型化的超声波诊断装置。
60.附图标记说明
61.1、超声波诊断装置；10、超声波内窥镜；20、超声波观测装置；30、监视器；40、插入部；41、前端部；42、弯曲部；43、挠性管部；44、照明用透镜；45、观察用透镜；46、处置器具抬起台；47、穿刺针；50、操作部；51、角度旋钮；52、送气送水按钮；53、抽吸按钮；54、处置器具插入口；60、通用线缆；61、62a、63a、连接器；62、63、线缆；100、振子单元；110、超声波收发部；111、超声波振子；112、声匹配层；113、声透镜；120、振子基板；121、第1电极部；122、布线；123、第2电极部；124、第1突起；125、第2突起；126、倾斜部；130、线缆基板；131、电极部；132、悬空引线；133、铜箔部；134、聚酰亚胺层；140、同轴线缆束；141、同轴线。

技术特征：
1.一种基板的连接构造，其中，该基板的连接构造包括：硬质基板，其具有多个电极和与多个所述电极分别电连接的多个布线；以及柔性印刷电路板，其在一端形成有与多个所述电极分别电连接的多个悬空引线，所述硬质基板具有分别设置在多个所述电极上的用于进行所述悬空引线的与所述悬空引线的延伸方向正交的方向的定位的第1突起。2.根据权利要求1所述的基板的连接构造，其中，所述柔性印刷电路板的绝缘体的多个所述悬空引线暴露的一侧的端部抵接于所述硬质基板，所述悬空引线的前端侧的部分形成向所述电极方向倾斜的倾斜部。3.根据权利要求2所述的基板的连接构造，其中，所述第1突起设于比所述悬空引线的所述倾斜部靠基端侧的位置。4.根据权利要求3所述的基板的连接构造，其中，所述第1突起设于所述悬空引线的基端侧的暴露端部。5.根据权利要求1所述的基板的连接构造，其中，所述第1突起设于所述悬空引线的两侧。6.根据权利要求1所述的基板的连接构造，其中，所述第1突起的高度比所述悬空引线与所述基板之间的距离高。7.根据权利要求6所述的基板的连接构造，其中，所述第1突起的高度比所述柔性印刷电路板的厚度的1.5倍低。8.根据权利要求1所述的基板的连接构造，其中，在多个所述电极上分别设有用于配置所述悬空引线的第2突起。9.根据权利要求8所述的基板的连接构造，其中，所述第2突起设于比所述第1突起靠所述悬空引线的前端侧的位置。10.根据权利要求1所述的基板的连接构造，其中，多个所述悬空引线在与其延伸方向正交的方向上排列配置。11.一种超声波诊断装置，其中，该超声波诊断装置包括：多个超声波振子，其收发超声波；硬质基板，其具有多个电极和与多个所述电极和多个所述超声波振子分别电连接的多个布线，该硬质基板被固定于多个所述超声波振子；以及柔性印刷电路板，其在一端形成有与多个所述电极分别电连接的多个悬空引线，所述硬质基板具有分别设置在多个所述电极上的用于进行所述悬空引线的与所述悬空引线的延伸方向正交的方向的定位的第1突起。

技术总结
提供减少在将FPC基板的悬空引线连接于硬质基板时悬空引线的弯折的基板的连接构造及超声波诊断装置。本发明的基板的连接构造包括：硬质基板，其具有多个电极和与多个所述电极分别电连接的多个布线；以及柔性印刷电路板，其在一端形成有与多个所述电极分别电连接的多个悬空引线，所述硬质基板具有分别设置在多个所述电极上的用于进行所述悬空引线的与所述悬空引线的延伸方向正交的方向的定位的第1突起。第1突起。第1突起。


技术研发人员：佐藤直
受保护的技术使用者：奥林巴斯株式会社
技术研发日：2020.12.24
技术公布日：2023/8/16