EP0025092B1 - Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

Info

Publication number
EP0025092B1
EP0025092B1 EP80103708A EP80103708A EP0025092B1 EP 0025092 B1 EP0025092 B1 EP 0025092B1 EP 80103708 A EP80103708 A EP 80103708A EP 80103708 A EP80103708 A EP 80103708A EP 0025092 B1 EP0025092 B1 EP 0025092B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transducer elements
metal coating
characterised
ultrasonic
transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP80103708A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0025092A1 (de
Inventor
Heinrich Dr. Diepers
Bertram Sachs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE19792929541 priority Critical patent/DE2929541A1/de
Priority to DE2929541 priority
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0025092A1 publication Critical patent/EP0025092A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0025092B1 publication Critical patent/EP0025092B1/de
Application status is Expired legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezo-electric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezo-electric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0611Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezo-electric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
    • B06B1/0614Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezo-electric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile for generating several frequencies

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallwandleranordnung mit einer Matrix von getrennt gesteuerten Ultraschallschwingern, die jeweils aus einer Matrix von akustisch voneinander getrennten und elektrisch gemeinsam gesteuerten säulenförmigen Wandlerelementen bestehen.
  • In der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung werden Bilder aus dem Inneren eines zu untersuchenden Körpers mit Hilfe von Ultraschallimpulsen hergestellt, die von einem Wandlerelement ausgestrahlt werden, das an der Oberfläche des Körpers angeordnet ist. Aus der Laufzeit des Ultraschallsignals und des Echosignals kann die Lage einer Fehlerstelle abgeleitet werden. Die Ultraschallwandleranordnung in der Form eines sogenannten Arrays besteht aus einer Vielzahl von Ultraschallschwingern mit Wandlerelementen aus Piezomaterial, die in geringem Abstand nebeneinander angeordnet sind. Die Wandlerelemente können gemeinsam oder reihenweise sowie gruppenweise gesteuert werden (US-Patent 4 122 725).
  • Das gesamte Array kann aus Ultraschallschwingern bestehen, die durch sogenannte Feinteilung jeweils in Wandlerelemente aufgetrennt sind, die akustisch getrennt und elektrisch gemeinsam gesteuert sind. Durch diese Feinteilung wird die ebenfalls abgestrahlte Querschwingung der Wandlerelemente zu höheren Frequenzen verschoben und ihr Einfluß auf die Auflösung wird somit vermindert. Mehrere Wandlerelemente können durch gemeinsame elektrische Steuerung zu Gruppen zusammengefaßt werden. Jede Gruppenkontaktierung erhält dann einen eigenen Steuerleitungsanschluß. Durch die Bildung zusätzlicher Querspalten erhält man eine Matrix-Ausführung (deutsche Auslegeschrift 28 29 570).
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ultraschallwandleranordnung mit einer Matrix von Ultraschallschwingern anzugeben, die jeweils in besonders einfacher Weise mit einem Steueranschluß versehen sind, und mit der eine elektronische Fokussierung sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Anordnung möglich ist.
  • Nach der Erfindung wird die genannte Aufgabe bei einer Ultraschallwandleranordnung der eingangs genannten Art gelöst mit den Gestaltungsmerkmalen entsprechend dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1. Die säulenförmigen Wandlerelemente mit quadratischem, rechteckigem oder auch rundem Querschnitt, deren Höhe vorzugsweise etwa doppelt so groß ist wie die Breite bzw. der Durchmesser, bestehen vorzugsweise aus einem piezoelektrischen Material mit geringer Güte, d.h. hoher Eigendämpfung. Der Impuls hat deshalb eine entsprechend breite Charakteristik und der Ultraschallschwinger hat somit in einem verhältnismäßig weiten Frequenzbereich annähernd gleiche Empfindlichkeit. Als Material für solche breitbandigen Wandlerelemente ist beispielsweise Bleimetaniobat Pb(Nb03)2 oder auch Bleizirkonat-Titanat Pb(Zr, Ti103 geeignet, das allgemein mit PZT bezeichnet wird.
  • In der Anordnung werden die durch Feinteilung entstandenen Streifen in sehr geringem Abstand voneinander angeordnet, so daß der durch die Trennung entstandene Spalt praktisch verschwindet. Als Abstandhalter kann vorsugsweise eine dünne Kunststoffzwischenlage von wenigen ,um Dicke verwendet werden. Die Polarisation der Wandlerelemente kann vor der Aufteilung des Schwingerplättchens oder auch nach der Befestigung der Wandlerelemente auf dem gemeinsamen elektrischen Kontakt vorgenommen werden.
  • Alle Ultraschallschwinger der gesamten Wandleranordnung sind an einer Stirnfläche elektrisch leitend miteinander verbunden. Auf der anderen Stirnseite sind jeweils nur die Wandlerelemente der einzelnen Ultraschallschwinger mit einem gemeinsamen Steueranschluß verbunden der als Leiterbahn auf einer isolierenden Zwischenlage ausgeführt ist. Diese Gestaltung ermöglicht eine elektronische Fokussierung durch Laufzeitverzögerung sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung des Arrays.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figur 1 ein Teil einer Ultraschallwandleranordnung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt eines flächenhaften Arrays. Ein Schnitt durch einen Teil der Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt.
  • Nach Figur 1 bildet eine Matrix von 64 Wandlerelementen 2, die jeweils in acht Spalten 4 und acht Zeilen 6 angeordnet sind, einen Ultraschallschwinger 21. Die Wandlerelemente 2 sind auf ihrer unteren Stirnfläche jeweils mit einer Metallisierung 8 versehen, die beispielsweise aus einer Chrom, Platin und Gold enthaltenden Legierung oder auch aus Chrom und Gold sowie aus Chrom-Nickel bestehen kann. Die Wandlerelemente 2 sind mit Hilfe einer Lotschicht 12 auf einer Metallfolie 14 befestigt, die beispielsweise aus Silber bestehen kann und die einen gemeinsamen elektrischen Anschlußleiter für alle Wandlerelemente der gesamten Wandleranordnung bildet. Die Metallschicht 14 ist mit Hilfe einer Kleberschicht 16 auf einem Dämpfungskörper 18 befestigt. Der mit der oberen Stirnfläche der Wandlerelemente verbundene elektrische Anschlußleiter 2 des Ultraschallschwingers 21 ist in der Figur nicht dargestellt.
  • Werden in dieser Ausführungsform mit Wandlerelementen 2 beispielsweise der Höhe h=600 um und der Breite b=300 µm sowie der 1 änga 1=300 11m die zunächst hergestellten Spalten 4 als über das gesamte Array reichende Streifen mit einem sehr geringen Abstand, beispielsweise a=2 bis 20 ,um, vorzugsweise 4 bis 8 µm, voneinander angeordnet, so wird die Spaltbreite c im wesentlichen ausgefüllt und praktisch für das Array wirksam gemacht.
  • Mit einem Abstand c von beispielsweise 70 ,um und einer Breite b der Elemente 2 von beispielsweise etwa jeweils 300 ,um erhält man eine quadratische Fläche der Wandlerelemente 2 mit einer Länge 1 von beispielsweise etwa 3 mm. Dagegen können die Abstände a in der y-Richtung, d.h. die Zwischenräume zwischen den Wandlerelementen, parallel zur x-Richtung nach Figur 1 durch die Stepeltechnik der Streifen wesentlich geringer gehalten werden. Sie können beispielsweise nur etwa 5 ym betragen und werden im allgemeinen 10 um nicht wesentlich überschreiten Dementsprechend geringer ist die Ausdehnung der Schwinger 21 in der y-Richtung.
  • Die Wandleranordnung nach Fi. 2 kann beispielsweise aus einer Matrix von 324 Schwingern bestehen, die in Spalten 19 und Zeilen 20 angeordnet sind und jeweils eine Matrix von 64 Wandlerelementen enthalten, wie es im Ultraschallschwinger 21 zur Verdeutlichung durch ein Raster angedeutet ist, obwohl die einzelnen Wandlerelemente in der praktischen Ausführungsform der Anordnung nicht sichtbar sind. Die Spalten, von denen nur die erste strichpunktiert angedeutet und mit 19 bezeichnet ist, enthalten dann beispielsweise jeweils 54 Ultraschallschwinger und die Zeilen 20 enthalten jeweils 6 Ultraschallschwinger.
  • Die Wandlerelemente können vorzugsweise aus PZT-Keramik mit niedriger Güte, beispielsweise Q=20, bestehen. Bei Verwendung solcher Breitbandschwinger können die Wandlerelemente der einzelnen Ultraschallschwinger mit zwei oder mehr unterschiedlichen Frequenzen nacheinander angesteuert werden. Damit kann in einfacher Weise die als natürlicher Fokus bezeichnete Nah- Fernfeldgrenze durch elektronische Wahl der Größe des zweidimensionalen Schwingerfeldes optimal in der Tiefe eines zu untersuchenden Objekts verschoben werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn man elektronisch fokussiert, weil der Fokuspunkt in die Nah- Fernfeldgrenze oder kürzer zu legen ist.
  • In der Ausführungsform der Matrix nach Fig. 2 sind die einzelnen Schwinger 21 bis 26 jeder der Zeilen 20 jeweils mit einem getrennten Anschlußleiter versehen, die in der Figur für die Schwinger der Zeile 20 mit 36 bis 41 bezeichnet sind. In gleicher Weise sind die einzelnen Schwinger der übrigen Zeilen jeweils mit einem in der Figur nicht näher bezeichneten Anschlußleiter versehen. In dieser Ausführungsform der Wandleranordnung als Matrix ist sowohl eine elektronische Fokussierung in der x-Richtung als auch eine elektronische Fokussierung in der y-Richtung möglich. Ferner hat diese Ausführungsform den Vorteil, daß eine elektronische Lupe realisiert werden kann. Bei einem ausreichend großen Array und einer ausreichenden Zeilendichte kann beispielsweise in einem ersten Schritt ein Objekt grob, d.h. in einem größeren räumlichen Abstand der Volumenelemente, abgetastet werden. In einem zweiten Schritt kann dann ein erkannter Fehler mit erhöhter Zeilendichte in diesem Bereich und reduzierter Zeilendichte in seiner Umgebung bei konstanter Gesamtzeilenzahl genauer betrachtet werden. Dabei kann der zweidimensional geformte Fokus auf diesen Bereich fixiert werden und eine zusätzliche Optimierung erfolgt dann durch die Wahl der Frequenz. Da gleichzeitig die Umgebung der Fehlerstelle grob abgetastet wird, bleibt stets auch der Überblick erhalten.
  • Zum Herstellen einer Ultraschallwandleranordnung nach den Figuren 1 und 2 wird ein flacher Körper aus piezoelektrischem Material, dessen Dicke wenigstens annähernd gleich der Höhe h der Wandlerelemente 2 beträgt, auf beiden Flachseiten metallisiert und dann mit einer Flachseite auf einer Unterlage lösbar befestigt. Anschließend wird der Körper in seiner Längsrichtung, d.h. durch Schnitte parallel zur x-Richtung nach Fig. 1, feingeteilt. Die so als Streifen hergestellten Spalten 4 werden dann auf der anderen Flachseite durch eine gemeinsame Metallauflage 14 miteinander verbunden, beispielsweise mit Hilfe der Lotschicht 12. Diese Metallauflage 14 wird dann auf dem Dämpfungskörper 18 befestigt, beispielsweise mittels der Klebeschicht 16. Dann wird der streifenförmige Körper von seiner ursprünglichen Arbeitsunterlage, die sich jetzt auf der Oberseite der Matrix befindet, gelöst. Anschließend erfolgt die Feinteilung in Querrichtung, d.h. parallel zur y-Richtung, und es entsteht die Matrix der Wandlerelemente 2. Mit der Feinteilung wird jeweils auch die Metallisierung des piezoelektrischen Körpers aufgetrennt und es entstehen an den Stirnflächen der Wandlerelemente die Metallauflagen, von denen die unteren in Figur 1 dargestellt und mit 8 bezeichnet sind.
  • Die als gemeinsamer elektrischer Anschlußleiter für alle Wandlerelemente dienende Metallauflage 14 kann vorzugsweise aus der Metallisierung einer Kunststofffolie, insbesondere aus Polyimid (Kapton), bestehen, deren Dicke beispielsweise etwa 2 bis 10,um betragen kann.
  • Die in Figur 2 zur Verdeutlichung vergrößert dargestellten und nicht näher bezeichneten Abstände zwischen den einzelnen Schwingern 21 bis 26 und 31 bis 35 können den Sägespalten der Unterteilung entsprechen. In der praktischen Ausführungsform werden diese Abstände vorzugsweise ebenso klein gehalten, beispielsweise durch die Stapteltechnik, wie die Abstände zwischen den einzelnen Wandlerelementen 2 der Ultraschallschwinger.
  • Außerdem kann die Matrix aus Wandlerelementen auch dadurch hergestellt werden, daß der flache Körper aus piezoelektrischem Material, der auf beiden Flachseiten metallisiert ist, zunächst in Streifen mit der Länge 1 der Wandlerelemente zerlegt und anschließend diese Streifen in Abschnitte aufgetrennt werden, deren Länge gleich der Breite b der Wandlerelemente 2 ist. Dann werden die so hergestellten säulenförmigen Wandlerelemente 2 mit ihren Trennflächen sowohl in der x- als auch in der y-Richtung mit sehr geringem Abstand aneinandergereiht und auf einer Metallunterlage befestigt, die dann auf den Dämpfungskörper aufgebracht wird. Mit dieser Stapeltechnik kann man auch noch die Zwischenräume c der Wandlerelemente 2 nach Figur 1 sehr gering halten.
  • Bei der Herstellung der Ultraschallschwinger nach diesem Verfahren ist es zweckmäßig, eine der Metallauflagen an den Stirnflächen der Wandlerelemente 2 aus ferromagnetischem Material herzustellen. Dann kann man die einzelnen Wandlerelemente 2 mit Hilfe magnetischer Kräfte zur Metallauflage 14 übertragen. Die einzelnen bereits fertigen Wandlerelemente 2 können aber beispielsweise auch mit Hilfe eines Klebebandes übertragen werden.
  • Die Wandlerelemente 2 können ferner auf einer dehnbaren Arbeitsunterlage als matrix unmittelbar aneinandergereiht werden. Anschließend wird der zur Entkoppelung erforderliche Mindestabstand durch Dehnen der Arbeitsunterlage hergestellt. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die als gemeinsamer elektrischer Kontakt dienende Metallauflage 14 oder auch die Metallisierung einer Kunststoffolie als Arbeitsunterlage wählen.
  • In der Wandleranordnung nach Figur 2 mit getrennter Ansteuerung der einzelnen Ultraschallschwinger werden die Wandlerelemente 2 nach Fig. 3 auf einer Stirnfläche mit einem gemeinsamen Anschlußleiter, der Metallauflage 14, versehen, während auf der gegenüberliegenden Stirnfläche nur die Wandlerelemente der Matrix des betreffenden Ultraschallschwingers 21 mit einem Anschlußleiter versehen werden, der vorzugsweise in Form einer Leiterbahn ausgeführt werden kann. Zu diesem Zweck wird eine gemeinsame Abdeckung 42 aus Kunststoff, insbesondere Polyimid (Kapton), auf ihrer unteren Flachseite jeweils im Bereich der Matrix des Schwingers 21 mit einer Metallisierung 44 versehen, die beispielsweise aus einer Chrom-Silber-Legierung bestehen kann. Diese Metallisierung kann vorzugsweise auf die Folie aufgedampft werden. Im Bereich des Ultraschallschwingers 21 erhält die Abdeckung 42 eine Öffnung 46. Anschließend wird die oberen Flachseite der Abdeckung 42 mit Leiterbahnen versehen, welche die Anschlußleiter 36, 37 und 38 darstellen. Jeweils eine dieser Leiterbahnen führt zu einer der Öffnungen in der Abdeckung 42 und stellt damit die elektrische Verbindung mit einer nicht näher dargestellten Steuerleitung her. Die Metallauflage 44 kann dann mit einer Lotschicht 52 versehen werden, die vorzugsweise aufgedampft werden kann und mit Hilfe dieser Lotschicht 52 wird die Abdeckung 42 mit den Anschlußleitern 315 bis 38 auf den Metallauflagen 48 der Wandlerelemente 2 befestigt. Anstelle der Lotschicht 52 kann zur Befestigung der Abdeckung 42 mit den Leiterbahnen auf den Wandlerelementen 2 beispielsweise auch ein elektrisch leitender Kleber, ein sogenannter Leitkleber, verwendet werden.
  • Zum Herstellen der Leiterbahnen 36 bis 38 kann beispielsweise die gesamte oberen Flachseite der Abdeckung 42 mit einer Metallauflage versehen werden, aus der dann beispielsweise mittels Photoätztechnik die als Anschlußleiter nicht benötigten Teile entfernt werden. Außerdem können die Leiterbahnen der Anschlußleiter 36 bis 38 auch in Maskentechnik auf die Oberfläche der Abdeckung 42 aufgebracht werden.
  • In der Ausführungsform der Ultraschallwandleranordnung mit einzeln steuerbaren Schwingern nach Figur 2, die jeweils in der x-und y-Richtung feingeteilt sind, können durch die Steuerung die Schwinger mehrerer Zeilen, beispielsweise die Schwinger von sechs aufeinanderfolgenden Zeilen 20, 30, 40, 50, 60 und 70 zu einer Schwingermatrix zusammengefaßt werden. Diese Matrix kann zum Aufbau einer Bildzeilenfolge linear in der x-Richtung über das gesamte Schwingerfeld gescant werden. Damit kann sowohl in x- wie in y-Richtung durch Laufzeitverzögerung der Echoimpulse oder der Echo- und Sendeimpulse eine elektronische Fokussierung zusätzlich in Querrichtung erreicht werden.
  • Im Ausführungsbeispiel ist der gemeinsame, als Gegenkontakt dienende Anschlußleiter 14 auf der Unterseite der Wandlerelemente 2 angeordnet. Dieser gemeinsame Gegenkontakt kann aber auch auf der Oberseite der Wandlerelemente 2 vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform werden dann die Anschlußleiter für die einzelnen Ultraschallschwinger zwischen den Wandlerelementen und dem Dämpfungskörper 18 angeordnet.

Claims (12)

1. Ultraschallwandleranordnung mit einer Matrix von getrennt gesteuerten Ultraschallschwingern (21 bis 26 und 31 bis 35), die jeweils aus einer Matrix von akustisch voneinander getrennten und elektrisch gemeinsam gesteuerten säulenförmigen Wandlerelementen (2) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ultraschallschwinger (21 bis 26 und 31 bis 35) auf einer Stirnfläche mit einem gemeinsamen elektrischen Anschlußleiter (14) versehen sind und daß auf der anderen Stirnfläche jeweils nur die Wandlerelemente (2) der einzelnen Ultraschallschwinger (21 bis 26 sowie 31 bis 35) mit einer Metallauflage (44) als gemeinsame elektrische Leitungsverbindung versehen sind und daß eine Abdeckung (42) aus Kunststoff vorgesehen ist, die im Bereich der Ultraschallschwinger (21 bis 26 und 31 bis 35) jeweils mit einer Öffnung (46) versehen ist und die auf einer Flachseite mit der Metallauflage (44) und auf der anderen Flachseite mit Leiterbahnen versehen ist, die als Anschlußleiter (36 bis 41) für die Wandlerelemente (2) jeweils eines der Ultraschallschwinger (21 bis 26 und 31 bis 35) vorgesehen sind und jeweils durch eine der Öffnungen (46) mit der dem entsprechenden Ultraschallschwinger (21 bis 26 und 31 bis 35) zugeordneten Metallauflage (44) verbunden sind.
2. Ultraschallwandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Wandlerelementen (2) eine elektrische isolierende Zwischenlage angeordnet ist.
3. Verfahren zum Herstellen einer Ultraschallwandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein flacher Körper aus piezoelektrischem Material, dessen Dicke wenigstens annähernd gleich der Höhe (h) der Wandlerelemente (2) beträgt, auf beiden Flachseiten metallisiert (8, 48) und dann mit einer Flachseite auf einer Arbeitsunterlage lösbar befestigt und anschließend quer zu seiner Längsrichtung feingeteilt wird, und daß dann die so hergestellten Streifen auf ihrer anderen Flachseite durch die gemeinsame Metallauflage (14) elektrische miteinander verbunden werden und daß die Streifen dann von ihrer Arbeitsunterlage gelöst und mit ihrer Metallauflage (14) auf einem Dämpfungskörper (18) befestigt werden und daß dann die Streifen parallel zu seiner Längsrichtung feingeteilt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallauflage (14) eine metallisierte Kunststoffolie verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem flachen Körper hergestellten Streifen mit ihren Trennflächen mit sehr geringem Abstand aneinandergereiht und dann auf einer Stirnfläche mit der gemeinsamen Metallauflage (14) versehen werden.
6. Verfahren zum Herstellen einer Ultraschallwandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein flacher Körper aus piezoelektrischem Material, dessen Dicke wenigstens annähernd gleich der Höhe (h) der Wandlerelemente (2) beträgt, auf beiden Flachseiten metallisiert (8, 48) und dann in Streifen zerlegt wird, deren Breite gleich der Länge (I) der Wandlerelemente (2) ist, und daß dann die Streifen in Abschnitte aufgetrennt werden, deren Länge gleich der Breite (b) der Wandlerelemente (2) ist, und daß die so hergestellten Wandlerelemente (2) auf die gemeinsame Metallauflage (14) übertragen und dort mit ihren Trennflächen in sehr geringem Abstand (a, c) als Matrix nebeneinander angeordnet und dann mit der gemeinsamen Metallauflage (14) verbunden werden, die auf einem Dämpfungskörper (18) befestigt wird, und daß dann die freien Stirnflächen der Wandlerelemente (2) der einzelnen Schwinger (21 bis 26 bzw. 31 bis 35) mit dem gemeinsamen elektrischen Anschlußleiter (36 bis 41) versehen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerelemente (2) mit Hilfe eines Klebebandes übertragen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (42) der freien Stirnseiten der Wandlerelemente (2) im Bereich der einzelnen Ultraschallschwinger jeweils mit einer der Offnungen (46) versehen wird und dann auf der einen Flachseite in diesen Bereichen jeweils mit der Metallauflage (44) versehen wird und daß dann die gegenüberliegende Flachseite mit den Leiterbahnen versehen wird, die als die elektrische Anschlußleiter (36 bis 41) dienen und von denen jeweils eine (z.B. 36) durch eine der Öffnungen (46) mit der Metallauflage (44) des zugeordneten Ultraschallschwingers (21 bis 26 und 31 bis 35) verbunden wird, die mit den Stirnflächen der Wandlerelemente (2) elektrisch leitend verbunden wird, und daß anschließend die gegenüberliegende Flachseite mit einer Anpassungsschicht (54) abgedeckt wird (Fig. 3).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Metallauflage (44) und den Wandlerelementen (2) durch eine Lotschicht (52) hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotschicht (52) durch Aufdampfen hergestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Metallauflage (44) und den Wandlerelementen (2) durch einen Leitkleber hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen der Leiterbahnen (36 bis 41) die gesamte Flachseite der Abdeckung (42) metallisiert und anschließend die nicht benötigten Teile der Metallschicht durch Photoätztechnik entfernt werden.
EP80103708A 1979-07-20 1980-06-30 Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung Expired EP0025092B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792929541 DE2929541A1 (de) 1979-07-20 1979-07-20 Ultraschallwandleranordnung
DE2929541 1979-07-20

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT80103708T AT7083T (de) 1979-07-20 1980-06-30 Ultraschallwandleranordnung und verfahren zu ihrer herstellung.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0025092A1 EP0025092A1 (de) 1981-03-18
EP0025092B1 true EP0025092B1 (de) 1984-04-11

Family

ID=6076340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP80103708A Expired EP0025092B1 (de) 1979-07-20 1980-06-30 Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4371805A (de)
EP (1) EP0025092B1 (de)
JP (1) JPS5620400A (de)
AT (1) AT7083T (de)
DE (1) DE2929541A1 (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1162336B (it) * 1979-06-22 1987-03-25 Consiglio Nazionale Ricerche Procedimento per la realizzazione di trasduttori ultraacustici a cortina di linee o a matrice di punti e trasduttori ottenuti
EP0040374A1 (de) * 1980-05-21 1981-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3021449A1 (de) * 1980-06-06 1981-12-24 Siemens Ag Ultraschallwandleranordnung und verfahren zu seiner herstellung
EP0043195A1 (de) * 1980-06-26 1982-01-06 United Kingdom Atomic Energy Authority Ultraschallwandler
US4519260A (en) * 1982-02-18 1985-05-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Ultrasonic transducers and applications thereof
US4431936A (en) * 1982-02-18 1984-02-14 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Transducer structure for generating uniform and focused ultrasonic beams and applications thereof
JPS605133A (en) * 1983-05-26 1985-01-11 Advanced Tech Lab Ultrasonic converter improved in vibration mode
JPS6024800A (en) * 1983-07-21 1985-02-07 Toshiba Corp Ultrasonic probe
EP0379229B1 (de) * 1985-05-20 1994-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultraschallsonde
JP2545861B2 (ja) * 1987-06-12 1996-10-23 富士通株式会社 超音波探触子の製造方法
DE3811052C1 (de) * 1988-03-31 1989-08-24 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
US5065068A (en) * 1989-06-07 1991-11-12 Oakley Clyde G Ferroelectric ceramic transducer
WO1990016087A2 (en) * 1989-06-07 1990-12-27 Interspec, Inc. Piezoelectric device with air-filled kerf
US5091893A (en) * 1990-04-05 1992-02-25 General Electric Company Ultrasonic array with a high density of electrical connections
US5099459A (en) * 1990-04-05 1992-03-24 General Electric Company Phased array ultrosonic transducer including different sized phezoelectric segments
US5160870A (en) * 1990-06-25 1992-11-03 Carson Paul L Ultrasonic image sensing array and method
US5191796A (en) * 1990-08-10 1993-03-09 Sekisui Kaseihin Koygo Kabushiki Kaisha Acoustic-emission sensor
EP0772891A4 (de) * 1994-07-22 1999-11-03 Loral Infrared & Imaging Syst Ultraschall-gruppenwandler zur bilderzeugung
US5677491A (en) * 1994-08-08 1997-10-14 Diasonics Ultrasound, Inc. Sparse two-dimensional transducer array
US5550792A (en) * 1994-09-30 1996-08-27 Edo Western Corp. Sliced phased array doppler sonar system
US6012779A (en) * 1997-02-04 2000-01-11 Lunar Corporation Thin film acoustic array
FR2770932B1 (fr) * 1997-11-07 2001-11-16 Thomson Csf Procede de fabrication d'une sonde acoustique
US5977691A (en) * 1998-02-10 1999-11-02 Hewlett-Packard Company Element interconnections for multiple aperture transducers
JP3883823B2 (ja) * 2001-06-19 2007-02-21 日本電波工業株式会社 マトリクス型の超音波探触子及びその製造方法
US7567016B2 (en) * 2005-02-04 2009-07-28 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-dimensional ultrasound transducer array
US8176787B2 (en) * 2008-12-17 2012-05-15 General Electric Company Systems and methods for operating a two-dimensional transducer array
US9142752B2 (en) * 2012-05-01 2015-09-22 Piezotech Llc Low frequency broad band ultrasonic transducers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4122725A (en) * 1976-06-16 1978-10-31 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Length mode piezoelectric ultrasonic transducer for inspection of solid objects

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2700895A (en) * 1949-04-06 1955-02-01 Babcock & Wilcox Co Apparatus for ultrasonic examination of bodies
US2844809A (en) * 1955-01-05 1958-07-22 Raytheon Mfg Co Compressional wave transducers
US3329408A (en) * 1965-03-29 1967-07-04 Branson Instr Transducer mounting arrangement
JPS5512254B2 (de) * 1973-07-03 1980-03-31
JPS5419151B2 (de) * 1974-06-06 1979-07-12
US3979711A (en) * 1974-06-17 1976-09-07 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University Ultrasonic transducer array and imaging system
JPS5257847A (en) * 1975-11-07 1977-05-12 Nippon Hakuyo Kiki Kaihatsu Kyokai Ultrasonic transmitter and receiver array
JPS5617026B2 (de) * 1976-10-25 1981-04-20
US4170142A (en) * 1977-07-15 1979-10-09 Electric Power Research Institute, Inc. Linear transducer array and method for both pulse-echo and holographic acoustic imaging
FR2405484B1 (de) * 1977-10-05 1981-08-14 Labo Electronique Physique
US4138304A (en) * 1977-11-03 1979-02-06 General Electric Company Wafer sawing technique
JPS54151397U (de) * 1978-04-14 1979-10-20
AU529113B2 (en) * 1978-04-19 1983-05-26 Commonwealth Of Australia, The Ultrasonic transducer array
DE2829581C2 (de) * 1978-07-05 1980-01-17 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen
DE2829570C2 (de) * 1978-07-05 1979-12-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen
DE2829561C2 (de) * 1978-07-05 1980-01-10 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen
DE2829612C2 (de) * 1978-07-05 1980-01-10 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen
US4211948A (en) * 1978-11-08 1980-07-08 General Electric Company Front surface matched piezoelectric ultrasonic transducer array with wide field of view

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4122725A (en) * 1976-06-16 1978-10-31 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Length mode piezoelectric ultrasonic transducer for inspection of solid objects

Also Published As

Publication number Publication date
EP0025092A1 (de) 1981-03-18
DE2929541A1 (de) 1981-02-05
AT7083T (de) 1984-04-15
JPS5620400A (en) 1981-02-25
US4371805A (en) 1983-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0210386B1 (de) Folientastatur mit Piezoelektrischen Tasten
DE2939844C2 (de)
DE3710874C2 (de)
US5764596A (en) Two-dimensional acoustic array and method for the manufacture thereof
EP0694339B1 (de) Ultraschallumwandler
EP0473875B1 (de) Verfahren zum Herstellen einer HF-Magnetspulenanordnung in Chip-Bauweise
DE4202650C2 (de) Piezoelektrische bimorphe Einrichtung und Verfahren zum Treiben einer piezoelektrischen bimorphen Einrichtung
EP0462311B1 (de) Verbund-Ultraschallwandler und Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauelementes aus piezoelektrischer Keramik
DE3434726C2 (de)
US4424465A (en) Piezoelectric vibration transducer
DE19531691C2 (de) Halbleitervorrichtung und Kontaktierungsanschlußstruktur dafür
US20040100163A1 (en) Method for making electrical connection to ultrasonic transducer through acoustic backing material
EP0766099B1 (de) Dopplerradarmodul
DE3402680C2 (de)
US4460841A (en) Ultrasonic transducer shading
DE2951888C2 (de)
EP0811252B1 (de) Ultraschallantriebselement
DE3525724C2 (de)
DE3613958C2 (de)
US4671293A (en) Biplane phased array for ultrasonic medical imaging
DE3436227C2 (de) Mikrostreifenleiter-Antennenanordnung
US5744898A (en) Ultrasound transducer array with transmitter/receiver integrated circuitry
EP1429870B1 (de) Frequenz- und amplitudenapodisierung von wandlern
DE3610821C2 (de)
EP0713777B1 (de) Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated contracting states

Designated state(s): AT DE FR GB

17P Request for examination filed

Effective date: 19810806

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT DE FR GB

REF Corresponds to:

Ref document number: 7083

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19840415

Kind code of ref document: T

Format of ref document f/p: P

REF Corresponds to:

Ref document number: 3067426

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19840517

Format of ref document f/p: P

ET Fr: translation filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19840626

Year of fee payment: 05

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19860528

Year of fee payment: 07

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19880630

Ref country code: GB

Effective date: 19880630

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19890228

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PGFP Annual fee paid to national office [announced from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19890829

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19910301