EP0090267A1 - Ultrasonic transducer and method for its manufacture - Google Patents

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EP0090267A1
EP0090267A1 EP83102613A EP83102613A EP0090267A1 EP 0090267 A1 EP0090267 A1 EP 0090267A1 EP 83102613 A EP83102613 A EP 83102613A EP 83102613 A EP83102613 A EP 83102613A EP 0090267 A1 EP0090267 A1 EP 0090267A1
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EP
European Patent Office
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strip
transducer elements
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recesses
surfaces
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EP83102613A
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Viktor Zurinski
Ivan Lucic
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • 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
    • B06B1/0622Methods 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 on one surface

Abstract

1. An ultrasonic applicator comprising an acoustic head which has finely divided transducer elements (2), a plurality of which are electrically combined to form groups (3) by contact sheets which are placed onto the counter-surfaces (6) of the transducer elements (2), which are opposite the reflecting surfaces (5), characterised in that the contact sheets have the shape of a longitudinal strip (20; 22) which extends in the region between the ends of the transducer elements (2) at right angles to the counter-surfaces (6), that the strip (20; 22) is designed as a comb (7) with a plurality of electrical contact lugs (8) and a plurality of consecutive recesses (9; 21), where the recesses are open at the strip edge which faces away from the counter-surfaces (6) of the transducer elements (2) and where their depth of cut (h, h') in the direction of the counter-surfaces (6) of the transducer elements (2) is smaller than the overall height (H) of the strip (20; 22), that in the region of each recess (9; 21) the strip (20, 22) is provided with at least one slot (12) which extends through the strip ridge (10) from the recess (9; 21) to a gap (14) between two adjacent transducer elements (2), and thereby separates two adjacent transducer elements (2), and that the base width (c) of the recess (9, 21) is essentially greater than the width (s) of the slot (12).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschall-Applikator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ultraschall-Applikators. The invention relates to an ultrasonic applicator according to the preamble of claim 1. It also relates to a method for producing such ultrasound applicator.
  • Durch die DE-OS 30 19 410 sind bereits ein Ultraschall-Applikator sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben vorbekannt, bei dem die Wandlerelemente am Schallkopf feingeteilt sind. DE-OS 30 19 410, a ultrasound applicator and to a method previously known for preparing the same, in which the transducer elements are finely divided at the transducer are. Jeweils mehrere Wandlerelemente sind durch einzelne Kontaktbleche je eines Kontaktblechkammes elektrisch zu Gruppen zusammengefaßt. Each of a plurality of transducer elements are grouped by individual contact plates of a respective contact plate comb electrically to groups. Insgesamt sind für die Gegenflächen der Wandlerelemente zwei Kontaktblechkämm-e vorhanden, von denen der eine auf der Seite der Gegenflächen entlang der linken Kante der Wandlerelementanordnung und der andere auf den Gegenflächen entlang der rechten Kante der Wandlerelementanordnung angebracht ist. A total of two Kontaktblechkämm-e are available for the counter-surfaces of the transducer elements, one of which is mounted on the side of the counter-surfaces along the left edge of the transducer element assembly and the other on the counter-surfaces along the right edge of the transducer element arrangement. Die Kontaktbleche beider Kontaktblechkämme haben die Form von dreieckigen Kontaktfahnen aus Folienmaterial. The contact sheets of both contact plate combs in the form of triangular tabs of foil material. Jede dreieckige Kontaktfahne ist entgegengesetzt zur Abstrahlrichtung des Schallkopfes leicht gebogen. Each triangular contact lug is opposite to the direction of radiation of the transducer slightly curved. Entlang den Mitten der Abstrahlflächen der Wandlerelemente verläuft ein gemeinsamer stabförmiger Rückleiter. Along the centers of the radiation surfaces of the transducer elements, a common bar-shaped return conductor extends. Das Grundprinzip der Feinteilung von Wandlerelementen ist an sich in der US-PS 43 05 014 näher beschrieben. The basic principle of fine division of transducer elements is described in greater detail in US-PS 43 05 014th Was die Ausführungsform des Ultraschall-Applikators der DE-OS 30 19 410 betrifft, so ergibt sich der folgende wesentliche Nachteil: Gemäß dem in der DE-OS beschriebenen Herstellungsverfahren ergibt sich die Feinstruktur der einzelhen Wandlerelemente durch Sägen einer kompletten Keramikplatte mit den äußeren Abmessungen des späteren Schallkopfes. As regards the embodiment of the ultrasound applicator DE-OS 30 19 410 this results in the following significant disadvantage: According to the process described in DE-OS production method, the fine structure of the einzelhen transducer elements obtained by sawing a complete ceramic plate with the external dimensions of later transducer. Diese Keramikplatte ist bereits mit den jeweiligen Kontaktfahnen der Kontaktkämme auf den Seiten der späteren Gegenflächen der Wandlerelemente bestückt. This ceramic plate is already equipped with the respective contact lugs of the contact ridges on the sides of later mating surfaces of the transducer elements. Das Sägen muß nun so exakt erfolgen, daß jeder Sägeschritt, der zwei benachbarte Gruppen von feingeteilten Wandlerelementen trennen soll, exakt genau dort liegt, wo sich die Basisbreiten zweier benachbarter Dreieck-Kontaktfahnen des Kontaktkammes berühren. The sawing must now be carried out so accurately that each sawing step which is to separate two neighboring groups of the finely divided transducer elements, precisely located exactly where to touch the base widths of two adjacent triangular contact tabs of the contact comb. Nur dann wird auch die Dreieck-Kontaktfahne exakt von der jeweils benachbarten getrennt und es ergibt sich eine eindeutige elektrische Kontaktzuordnung einer solchen Fahne zu einer Gruppe von Wandlerelementen. Only then, the triangular contact beam is precisely separated from the respective adjacent and there is a unique mapping electrical contact of such a flag to a group of transducer elements. Es ist leicht einzusehen, daß ein solch präziser Sägeschritt nur unter äußerst strenger Einhaltung besonders eng gefaßter Toleranzen erfolgen muß. It is easy to see that such a precise sawing must be particularly tight tolerances more composed only under very strict compliance. Damit wird jedoch der Herstellungsvorgang insgesamt sehr kompliziert und der Anfall von Ausschuß ist entsprechend hoch. This, however, the manufacturing process as a whole is very complicated and the production of rejects is high.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen Ultraschall-Applikator der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß ohne Berücksichtigung allzu strenger Toleranzvorschriften dennoch eine äußerst präzise Abtrennung benachbarter Kammabschnitte, die eine Gruppe feingeteilter Wandlerelemente elektrisch zusammenfassen sollen, erreicht wird. Object of the present invention is to form an ultrasound applicator of the kind mentioned above such that without taking into account too strict tolerance requirements yet highly accurate separation of adjacent ridge portions to enclose a group of finely divided transducer elements electrically, is achieved.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object is solved by the characterizing features of claim 1. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ultraschall-Applikators ergibt sich gemäß der Erfindung aus den Merkmalen des Anspruchs 9. A process for the preparation of such an ultrasonic applicator according to the invention results from the features of claim 9.
  • Gemäß der Erfindung ist der Kamm aus elektrischen Kon- taktblechen durch die Breite der Aussparungen entsprechend grob voratrulituriert Dies gerstattet große Toleranzen beim Sägen der Keramik. According to the invention, the comb from electrical contact is clock sheets by the width of the recesses corresponding roughly voratrulituriert This gerstattet large tolerances when cutting the ceramic. Benachbarte Kammabschnitte, die eine Gruppe feingeteilter Wandlerelemente elektrisch zusammenfassen sollen, werden auch bei Toleranzschwankungen der Sägeschritte immer äußerst präzise voneinander getrennt. Adjacent crest portions to enclose a group of finely divided transducer elements electrically are always very precisely separated even when the sawing tolerance variations. Der Herstellungsvorgang wird damit insgesamt sehr viel einfacher und die Ausschußrate ist äußerst gering. The manufacturing process is a whole lot easier with it and the rejection rate is extremely low.
  • Ultraschall-Applikatoren mit vorstrukturierten Kammkontaktblechen sind an sich auch noch aus der US-PS 39 52 387 vorbekannt. Ultrasound applicators with pre-structured comb contact sheets are also already known per se from US-PS 39 52 387th Die Schallköpfe dieser Applikatoren sindaber hinsichtlich der Wandlerelemente nicht feingeteilt. The transducers of these applicators are not finely divided with respect to the transducer elements. Eine Gruppenkontaktierung mit der vorstehend beschriebenen Problematik ist von vornherein nicht nötig. A Gruppenkontaktierung with the above problem is not necessary from the outset.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.-Von besonderer Bedeutung ist dabei der Anspruch 4, da hier die Toleranzbreite entsprechend der relativ großen Breite im Bereich der Größeneinschnittiefe besonders groß ist. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the Unteransprüchen.-Of particular importance is the Claim 4, since the tolerance width corresponding to the relatively large width in the range of Größeneinschnittiefe is particularly large. Von Vorteil ist auch die Ausgestaltung des Unteranspruchs 6. Wegen des mittig auf den Gegenflächen der einzelnen Wandlerelemente verlaufenden Kontaktblechkammes ergeben sich optimale Symmetriebedingungen. Also of advantage are the design of the dependent claim 6. Because of the running centrally on the mating surfaces of the individual transducer elements contact plate comb is resulting optimal symmetry conditions. Die Last an den einzelnen Wandlerelementen wirkt sich nicht unsymmetrisch aus und es ergeben sich sowohl für den Sendeals auch für den Empfangsfall optimale Schwingungsformen. The burden on the individual transducer elements does not affect unbalanced and there arise for both the transmit and to receive optimal case waveforms. Der Gegenstand der Erfindung erlaubt nach Anspruch 8 eine Linienlötung statt Flächenlötung. The object of the invention allows to claim 8, a Linienlötung instead Flächenlötung. Dies ist eine besonders einfache Lötmethode, die es erlaubt, daß auch bei höheren Frequenzen relativ dicke und damit stabile Folien als Kontaktkamm eingesetzt werden können. This is a particularly simple soldering methods that allows that even at higher frequencies relatively thick and stable films can be used as a contact comb.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen. Further advantages and details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings and in conjunction with the remaining sub-claims.
  • Es zeigen: Show it:
    • Figur 1 einen Ultraschall-Applikator gemäß der Erfindung, 1 shows an ultrasonic applicator according to the invention,
    • Figur 2 ein erstes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Kammstruktur in Ausschnittsvergrößerung, 2 shows a first preferred embodiment of a comb structure in enlarged detail,
    • Figur 3 ein zweites mögliches Ausführungsbeispiel für eine solche Kammstruktur, 3 shows a second possible embodiment of such a comb structure,
    • Figur 4 eine Ausschnittsvergrößerung der Figur 2, die den Sägeplan im Detail-zeigt, Figure 4 shows an enlarged detail of Figure 2, the detail shows the Sägeplan in,
    • Figur 5 bis Figure 5 to
    • Figur 8 eine Explosivdarstellung, die das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeigt, Figure 8 is an exploded view showing the preparation process of the invention,
    • Figur 9 eine erste mögliche Art der Kontaktierung eines Kontaktblechkammes, 9 shows a first possible type of contact of a contact sheet metal comb,
    • Figur 10eine zweite mögliche Art der Kontaktierung eines Kontaktblechkammes, Figure 10 Figure second possible type of contact of a contact sheet metal comb,
    • Figur 11 eine Modifikation der Art, in der ein Trägerkörper auf der Keramik angebracht ist. 11 shows a modification of the manner in which a carrier body is mounted on the ceramic.
  • Die Figur 1 zeigt ein feingeteiltes Einzeilen-Array 1. Dieses umfaßt eine Vielzahl von hintereinander angeordneten feingeteilten Wandlerelementen 2. Die Wandlerelemente sind elektrisch zu Gruppen 3 zusammengefaßt. 1 shows a finely divided one-line array 1. This comprises a plurality of successively arranged finely divided transducer elements 2. The transducer elements are electrically combined to form groups. 3 Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfaßt jede Gruppe 3 zB fünf feingeteilte Wandlerelemente 2. Die Gesamtzahl aller Gruppen entlang dem Wandler-Array beträgt zB 71. Jedes Wandlerelement besteht in der üblichen Weise aus einem stabförmigen Piezokeramikkörper 4, der auf der Abstrahlfläche 5 und auf der Gegenfläche 6 metallisch beschichtet ist. In the embodiment of Figure 1, each group 3 includes, for example, five finely divided transducer elements 2. The total number of groups along the transducer array is, for example 71. Each transducer element is made in the usual manner from a rod-shaped piezoelectric ceramic body 4 to the emission surface 5 and on the opposite surface is coated with metal. 6 Die Metallschicht besteht zB aus aufgedampftem oder eingebranntem Silber. The metal layer is, for example, of vapor-deposited or branded silver.
  • Sämtliche hintereinander angeordneten feingeteilten Wandlerelemente 2 sind entlang den Mitten ihrer Gegenflächen 6 mit einem Folienkamm 7 versehen. All successively arranged finely divided transducer elements 2 are provided along the centers of their mating surfaces 6 with a comb film. 7 Der Folienkamm 7 besteht in der in der Figur 1 dargestellten Weise aus Kontaktfahnen 8 mit dazwischenliegenden Aussparungen 9. Als Folienmaterial dient zB Ag, Cu oder eine Cu-Legierung. The foil comb 7 is in the position shown in Figure 1 way of contact lugs 8 9 with intermediate recesses serves as a sheet material such as Ag, Cu or a Cu alloy. Die Einschnittiefe h der Aussparungen 9 ist geringer als die Gesamthöhe H des Kontaktkammes 7, wie in der Figur 2 näher dargestellt ist. The cutting depth h of the recesses 9 is less than the total height H of the contact ridge 7, as shown in detail in FIG. 2 Es verbleibt also an der den Gegenflächen der Wandlerelemente zugewandten Folienkante ein Streifenteil 10 mit der Höhe B. In dieses Streifenteil 10 ragen von unten Sägeschlitze 11 und 12. Die Sägeschlitze 11 stammen von der Feinzersägung der Wandlerelemente 2. Sie reichen nur teilweise von unten in das Streifenteil 10. Wie in der Figur 2 angedeutet ist, beträgt die Gesamtsägetiefe durch das Keramikmaterial hindurch bis in das Streifenteil 10 hinein t. It remains on the side facing the mating surfaces of the transducer elements film edge a strip portion 10 with the height B. In this strip portion 10 project from the bottom cutting slits 11 and 12. The cutting slits 11 are from the Feinzersägung the transducer elements 2. They range only partially from below into the strip portion 10. As is indicated in Figure 2, which is Gesamtsägetiefe t through the ceramic material to pass into the tab portion 10 into it. Die Sägeschlitze 12 haben demgegenüber grössere Tiefe. In contrast, the cutting slits 12 have greater depth. Sie ragen über das Streifenteil 10 bis in den freien Bereich der Aussparungen 9 des Kammes 7. They protrude through the strip portion 10 to the free area of ​​the recesses 9 of the comb. 7
  • Die längeren Schlitze 12 teilen den Kamm 7 in die einzelnen, elektrisch voneinander getrennten Kontaktfahnen 8. Die Rasterbreite R der Kontaktfahnen 8 entlang dem Kamm 7 beträgt, wie wieder in Figur 2 näher dargestellt ist, R = A. Sie entspricht damit jeweils immer der Gruppenbreite A einer Gruppe 3 von feingeteilten Wandlerelementen 2, die elektrisch zusammenkontaktiert werden sollen. The longer slots 12 divide the ridge 7 in the individual, electrically separate contact lugs 8. The raster width R of the contact tabs 8 along the ridge 7 is, as shown again in detail in FIG 2, R = A. They therefore each always corresponds to the group width a a group 3 of finely divided transducer elements 2 which are to be electrically contacted together.
  • Aussparungen 9 können wie die Aussparungen des Kam- mes der Figur 3 reine Rechteckform aufweisen. Recesses 9 can mes the figure as having the recesses of the Chamber 3 pure rectangular shape. Es empfiehlt sich jedoch, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, die Aussparungen 9 an ihrem offenen oberen Ende weniger breit (Breite b) auszubilden als im Bereich der größten Einschnittiefe (Breite c). However, it is recommended as shown in Figures 1 and 2, the recesses 9 less wide at its open upper end (width b) form than in the region of the greatest cutting depth (width c). Die in der Tiefe breitere Aussparung c gestattet große Toleranzbreiten beim Sägen der Keramik. The wider recess in the depth c allows large tolerance widths when sawing the ceramic. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 entspricht die Toleranzbreite zB der Breite c des unteren breitesten Aussparungsteiles. In the embodiment of Figure 2, the tolerance range, for example, the width c of the bottom recess portion corresponds breitesten. In der Figur 2 ist die Gesamttiefe der Gruppenteilungsschnitte mit T angegeben. 2 shows the overall depth of the group dividing sections indicated with T. Die Teilungsschnittbreite für die Feinteilung beträgt hingegen a. The division of cutting width for fine pitch, however, is a. Die Sägeschlitze zur Feinteilung der Wandlerelemente im Piezomaterial sind mit 13 angedeutet. The cutting slits for the fine division of the transducer elements in the piezoelectric material are indicated by. 13 Die Sägeschlitze, die gleichzeitig die Gruppen unterteilen, sind mit 14 bezeichnet. The cutting slits, which divide the groups simultaneously are denoted by the fourteenth
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist das Bauteil 15 ein Trägerkörper für die feingeteilten Wandlerelemente 2. Der Kamm 7 aus Kontaktfahnen 8 ist im Trägerkörper 15 eingebettet. In the embodiment of Figure 1, the component 15 is embedded a support body for the finely divided transducer elements 2. The ridge 7 from contact lugs 8 in the carrier body is 15 °. Der Trägerkörper 15 besteht aus einem Material, das Ultraschallwellen gut dämpft. The support body 15 is made of a material which well absorbs ultrasonic waves. ZB kann er aus Epoxydharz mit eingebrachtem, oxidiertem Wolframpulver bestehen. For example, it may be made of epoxy resin with introduced, oxidized tungsten powder.
  • Die Kontaktfahnen 8 des Kammes 7 dienen als Heißanschlüsse. The tabs 8 of the ridge 7 serve as hot connections. Für den Erdanschluß sind zwei Kontaktfolien 16 und 17 vorgesehen, die zB aus demselben Material wie der Kamm 9 bestehen und die entlang der linken und rechten unteren Kante der Reihe der Wandlerelemente 2 an den Abstrahlflächen 5 der Wandlerelemente angelötet sind. For the ground terminal two contact sheets 16 and 17 are provided, for example, consist of the same material as the comb 9 and soldered along the left and right lower edge of the row of transducer elements 2 to the emitting surfaces 5 of the transducer elements. Die Metallfolien 16 und 17, die in Gegenrichtung zur Abstrahlrichtung der Ultraschall-Wandlerelemente nach oben gebogen sind, sind in Höhe der Sägespalten 13 bzw. 14 der Wandlerelemente ebenfalls geschlitzt. The metal foils 16 and 17 which are in opposite direction to the emission direction of the ultrasound transducer elements are bent upward, also slotted 13 and 14 of the transducer elements in height of the sawing gaps. Die Schlitze 18 reichen jedoch nicht bis zum oberer. However, the slots 18 do not reach the top. Falienrand; Falienrand; sie sind nur teilweise in die jeweilige Folie eingeschnitten. they are only partially cut into the respective film. Das Bauelement 19 ist ein Anpassungskörper, mit dem das Array der Figur 1 applikationsseitig abgeschlossen ist. The component 19 is a matching element, with the array of the figure is the application side finished first Dieser Anpassungskörper besteht zB aus Epoxydharz. This adjustment body consists for example of epoxy resin.
  • Wie in der Figur 2 dargestellt ist, wird als Grundkörper für den Kamm 7 ein Folienstreifen 20 benutzt, der zuerst in sich geschlossene fensterförmige Aussparungen 9 umfaßt. As shown in Figure 2, is used as a base body for the comb 7, a film strip 20 that comprises first self-contained window-shaped recesses. 9 Durch Abschneiden des oberen Streifenteiles entlang der Schnittlinie SS erhält man dann einen Kamm mit Aussparungen, die entsprechend der Figur 1 oben offen sind. By cutting off the upper strip part taken along the line SS is then obtained a comb with recesses which are open at the top corresponding to FIG. 1
  • Wie schon vorstehend erwähnt, stellt das Beispiel der Figur 3 eine mögliche Alternativlösung zu jenem der Figur 2 dar, die jedoch weniger vorteilhaft ist als jene der Figur 2. Einziger Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist, daß die Aussparungen 21 im Streifen 22 Rechteckform haben.' As mentioned above, illustrates the example of the figure 3 a possible alternative solution to that of Figure 2 illustrates, but this is less advantageous than that of figure 2. The only difference to the embodiment of Figure 2 that the recesses 21 in the strip 22 have a rectangular shape . ' Die Breite b' dieser rechteckförmigen Aussparungen ist also über die gesamte Einschnittiefe h' gleich. The width b 'of these rectangular recesses is thus over the entire cutting depth h' are the same. Die Toleranzbreite der in diesen Bereich fallenden Sägeschritte für Gruppen (Sägeschritte 14) ist bei dieser Art Aussparung geringer als bei jenen der Figur 2. The tolerance of the width falling within this range sawing for groups (sawing step 14) in this type of recess is less than in those of FIG. 2
  • Die Figur 4 zeigt im Detail den Sägeplan für das Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2. Die Spaltbreite der Sägeschlitze 13 und 14 beträgt s. 4 shows in detail the Sägeplan for the embodiment of Figures 1 and 2. The gap width of the cutting slits 13 and 14 is s.
  • Die Figuren 5 bis 8 zeigen in einer Explosivdarstellung das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein Array gemäß der Figur 1. Figures 5 to 8 show in an exploded illustration, the present invention production process for an array according to FIG. 1
  • Wir vorstehend schon erwähnt, dient als Grundkörper für die späteren feingeteilten Wandlerelemente 2 eine Keramikplatte 30 mit den äußeren Abmessungen des späteren Arrays. We already mentioned above, serves as a base for the later finely divided transducer elements 2 is a ceramic plate 30 with the outer dimensions of the future array. Die Keramikplatte 30 ist auf der Unterfläche 31 (spätere Abstrahlfläche der Wandlerelemente) und der Oberfläche 32 (spätere Gegenfläche der Wandlerelemente) mit einer dünnen Ag-Schicht versehen. The ceramic plate 30 is provided on the lower surface 31 (later radiating surface of the transducer elements) and the surface 32 (later opposite surface of the transducer elements) with a thin layer of Ag. Gemäß dem ersten Herstellungsschritt der Figur 5 wird auf die Keramikplatte 30 in Mittenposition der Platte ein in Längsrichtung der Platte gerichteter Folienstreifen 20 mit den geschlossenen Aussparungsfenstern 9 aufgelötet. According to the first fabrication step of Figure 5 a directed in the longitudinal direction of the plate film strip is soldered 20 to the closed recess windows 9 on the ceramic plate 30 in the center position of the plate. Zum Löten dient eine Kante 33 des Streifens 20. is used for soldering an edge 33 of the strip 20th
  • Die Figur 6 zeigt den zweiten Herstellungsschritt. 6 shows the second manufacturing step. In diesem Herstellungsschritt werden entlang der rechten und linken unteren Kanten der Keramikplatte 30 die jetzt noch nicht geschlitzten Kontaktfolien 16 und 17 aufgelötet. In this manufacturing step of the ceramic plate are soldered 30, the not yet slotted contact sheets 16 and 17 along the right and bottom left edge.
  • Im dritten Herstellungsschritt der Figur 7 werden die Keramikplatte 30 und der Kontaktstreifen 20 mit dem Trägerkörper 15 umgossen. In the third manufacturing step of Figure 7, the ceramic plate 30 and the contact strip 20 is cast around the carrier body 15th Die Figur 7 zeigt auch noch gleich einen vierten Herstellungsschritt, der aus dem Schneiden des Kontaktstreifens 20 entlang der Schnittlinie SS besteht. Figure 7 also shows a fourth same manufacturing step consists of cutting the contact strip 20 along the cut line SS. Durch dieses Schneiden entsteht die eigentliche Kammform mit oben offenen Aussparungen 9 und den Kontaktfolien 8. By this cutting, the actual comb shape with upwardly open recesses 9 and the contact film 8 is formed.
  • Der fünfte Herstellungsschritt besteht im Sägen der gesamten Anordnung. The fifth manufacturing step is to saw the entire arrangement. Dieses Sägen geschieht von der Abstrahlseite her, so wie es in der Figur 8 dargestellt ist. This cutting is done here by the emission side, so as shown in FIG. 8
  • Der sechste und letzte Herstellungsschritt bestehe darin, daß applikationsseitig die Anpassungsschicht 19 aufgebracht wird. The sixth and last production step consists in that the application side, the matching layer is applied 19th Dieser letzte Herstellungsschritt ist ebenfalls in der Figur 8 angedeutet. This last production step is also indicated in the figure. 8
  • Selbstverständlich können einzelne Herstellungsschritte miteinander vertauscht werden. Of course, individual manufacturing steps can be interchanged. So kann beispielsweise nach dem zweiten Verfahrensschritt (dargestellt in Figur 6) die Keramikplatte 30 gleich gesägt werden. For example, after the second step (illustrated in Figure 6), the ceramic plate 30 is equal to be sawn. Erst dann wird der Trägerkörper 15 aufgebracht oder es wird zuerst die Anpassungsschicht 19 und dann der Trägerkörper 15 aufgebracht. Only then, the carrier body 15 is applied or it is first matching layer 19, and then the carrier body 15 is applied. Andere Vertauschungen sind ebenfalls denkbar, jedoch nicht unbedingt zweckmäßig. Other permutations are also possible, but not necessarily practical.
  • In der Figur 9 ist nochmals in Vergrößerung angedeutet, wie der Folienkamm mittels Lötkante 31 auf dem Keramikkörper 30 angelötet oder auch angeschweißt werden kann. In the figure 9 is again indicated in magnification, such as the foil comb can be soldered or by means of soldering edge 31 on the ceramic body 30 and welded. Ebensogut ist aber auch ein Anlöten oder Anschweißen ohne Kante 31 möglich, wie dies in der Figur 10 durch Löt- oder Schweißnähte 34 angedeutet ist. As well as well as a soldering or welding without edge 31 is possible, as indicated in Figure 10 by soldering or welding seams 34th
  • Das Ausführungsbeispiel wird im nachfolgenden anhand einiger Zahlen für zB ein 3,5 MHz- und ein 7 MHz-Array noch näher präzisiert: The embodiment is specified in the following with reference to some figures as a 3.5 MHz and 7 MHz array in more detail:
  • 3,5 MHz-Array 3.5 MHz array
  • Hier beträgt das Feinteilungsraster für die Wandlerele- . Here is the fine dividing grid for Wandlerele-. mente zB 0,308 mm bei einer Sägespaltbreite im Bereich 0,07 bis 0,1 mm. elements, for example, 0.308 mm with a saw gap in the range 0.07 to 0.1 mm. Für den Folienkamm empfiehlt sich in diesem Fall eine Rasterbreite der Kontaktfahnen von R = 1,54 mm. For the film comb is recommended in this case a grid width of the tail of R = 1.54 mm. Die obere Breite der Aussparungen liegt bei b = 0,4 mm, die untere Breite bei c = 0,8 mm. The top width of the recesses is 0.4 mm, the lower width at c = 0.8 mm b =.
  • 7 MHz-Array 7 MHz array
  • Das Feinteilungsraster für die Wandlerelemente liegt bei dieser Frequenz bei zB 0,192 mm und derselben Sägespaltbreite. The fine pitch pattern for the transducer elements located at this frequency for example 0.192 mm and the same saw gap. Die Rasterbreite der Kontaktfahren des Folienkammes beträgt R = 0,77 mm. The scanning width of the contact of the film driving comb is R = 0.77 mm. Die obere Breite der Aussparungen liegt bei b = 0,3 mm, die untere Breite bei c = 0,6 mm. The top width of the recesses is 0.3 mm, the lower width at c = 0.6 mm b =.
  • Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat lediglich exemplarischen Charakter. The embodiment described is merely exemplary character. Es gibt selbstverständlich beliebig viele Modifikationen, die in den Bereich der handwerklichen Fähigkeiten eines Fachmannes fallen und die damit alle im Schutzbereich der Erfindung liegen. There are of course any number of modifications that fall within the scope of the technical skills of a professional and that all are within the scope of the invention. ZB kann der Dämpfungskörper auf dem Keramikkörper auch so aufgebracht werden, daß er dessen Ränder mitumfaßt (Figur 11). For example, the damping body may also be applied to the ceramic body so as to be incorporated whose edges (Figure 11). Bei dieser Anordnung wird die unerwünschte rahdseitige Abstrahlung von Ultraschall-Energie verhindert. In this arrangement, unwanted rahdseitige emission of ultrasonic energy is prevented. Bei Anlöten oder Anschweißen des Folienkammes mittels Kante 33 können die Aussparungen 9 zwischen den Folienfahnen 8 auch bis an die Lötkante eingeschnitten sein. When soldering or welding of the film by means of comb edge 33 of the recesses 9 may be cut between the foil 8 also flags up to the soldering edge. Das Kammstreifenteil für die Sägeschnitte 12 (gegebenenfalls auch 11) wird dann durch die Kante 33 gebildet. The ridge strip portion of the saw cuts 12 (possibly also 11) is then formed by the edge of the 33rd Dieses modifizierte Ausführungsbeispiel benötigt nur sehr geringe Sägetiefen. This modified embodiment requires very little Sägetiefen.

Claims (11)

1. Ultraschall-Applikator mit einem Schallkopf, der feingeteilte Wandlerelemente umfaßt, von denen immer mehrere durch Kontaktbleche, die in Form wenigstens eines Kammes auf den den Abstrahlflächen gegenüberliegenden Gegenflächen der Wandlerelemente plaziert sind, elektrisch zu Gruppen zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Kamm (7) aus elektrischen Kontaktblechen (8) die Form eines langgestreckten Streifens (20; 22) hat, der zur Vorgabe der Kammform mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Aussparungen (9; 21) versehen ist, die auf der den Gegenflächen (6) der Wandlerelemente (1) abgewandten Streifenkante offen sind und deren Einschnittiefe (h) in den Streifen in Richtung Gegenflächen der Wandlerelemente geringer ist als die Gesamthöhe (H) des Streifens und daß der Streifen im Bereich jeder Aussparung mit wenigstens einem Schlitz (12) versehen ist, der durch den Streifenrücken (10) hindurch von der Aussparung bis zu einem Spalt (14) zwischen zwei benachbar 1. Ultrasonic applicator with a transducer that has finely divided transducer elements, one of which always several by contact sheets which are placed in the form of at least one ridge on the opposite the radiating counter-surfaces of the transducer elements, are combined electrically to groups, characterized in that the comb (7) of electrical contact plates (8) takes the form of an elongate strip (20; 22) which for setting the comb shape with a plurality of successive recesses (9; 21) is provided on said the mating surfaces (6) of the transducer elements (1) facing away from strip edge are open and the cutting depth (h) in the strip in the direction of mating surfaces of the transducer elements is smaller than the total height (H) of the strip and that the strip is provided in the region of each recess with at least one slot (12) back through the strip (10) through benachbar from the recess to a gap (14) between two ten Wandlerelementen reicht und daß der mittlere Abstand (A) zwischen immer jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schlitzen (12) im Streifen, die gleichzeitig in Ausnehmungen des Streifens und Zwischenräumen zwischen zwei benachbarten Wandlerelementen liegen, so gewählt ist, daß der jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen liegende Streifenteil die Zahl der unter den Schlitzen liegenden feingeteilten Wandlerelemente (2) elektrisch zu einer Gruppe (3) zusammenfaßt. th transducer elements is sufficient and that the mean distance (A) is selected between always two successive slots (12) in the strip, which are at the same time in the recesses of the strip and the intermediate spaces between two adjacent transducer elements, so that the lying between each two adjacent slits strip portion summarizes the number of slots underlying the finely divided transducer elements (2) electrically to a group (3).
2. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aufgrund der Form der Aussparungen (9) in der Form vorgegebenen Kontaktfahnen (8) des Kammstreifens (20) ein Rastermaß (R) haben das in etwas mit der Breite (A) einer Gruppe (3) aus elektrisch zusammenkontaktierten feingeteilten Wandlerelementen (2) übereinstimmt. 2. Ultrasonic applicator according to claim 1, characterized in that by virtue of the shape of the recesses (9) given in the form of contact lugs (8) of the comb strip (20) a grid dimension (R) have in something with the width (A) a group (3) of electrically contacted together finely divided transducer elements (2) coincide.
3. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (21) im Streifen (22) Rechteckform aufweisen (Figur 3). 3. Ultrasonic applicator according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses (21) in the strip (22) having a rectangular shape (Figure 3).
4. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Aussparungen (9) im Streifen (20) an ihrem offenen oberen. 4. Ultrasonic applicator according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses (9) in the strip (20) at its open top. Ende geringere Breite (b) aufweisen als jene Breite (c) im Bereich der größten Einschnitttiefe (h) (Figuren 1 und 2). End of smaller width (b) than those width (c) in the region of the largest cut depth (h) (Figures 1 and 2).
5. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Streifenteil zwischen zwei durchgehenden Schlitzen (12) jeweils in Höhe der Trennspalten (13) zwischen den einzelnen.feingeteilten Wandlerelementen (2) ebenfalls mit Einschneidschlitzen (11) versehen sein kann, die jedoch von der Streifenkante, mit der der Streifen auf den Gegenflächen (6) der Wandlerelemente zu befestigen ist, nur geringfügig, auf keinen Fall jedoch bis in Höhe der Einschnittiefe der Kammaussparungen (9; 21), in das Streifenteil (10) reichen. 5. Ultrasonic applicator according to one of claims 1 to 4, characterized in that each strip portion between two through slots (12) at the level of the separation column, respectively (13) between the einzelnen.feingeteilten transducer elements (2) also provided with Einschneidschlitzen (11) may be, however, from the strip edge to which the strip is to be mounted on the mating surfaces (6) of the transducer elements, only slightly, but in no case to the height of the cutting depth of the comb grooves (9; 21) (in the strip portion 10 ) rich.
6. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kamm (7) aus Kontaktblechen (8) auf den Gegenflächen (6) der einzelnen Wandlerelemente (2) etwa entlang deren Mitten verlaufend angeordnet ist. 6. Ultrasonic applicator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the comb (7) of contact sheets (8) on the mating surfaces (6) of the individual transducer elements (2) is arranged to extend approximately along the centers thereof.
7. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abstrahlflächen (5) Kontaktbleche (16, 17) ebenfalls in Form eines Kammes oder in Form eines gemeinsamen durchgehenden Leitbleches oder in einer Mischform aus beiden angeordnet und ausgerichtet sind in der Weise, daß sie nach Art einer Längsverlängerung der Wandlerelemente parallel zu den Abstrahlflächen oder entgegen der Abstrahlrichtung unter vorgebbarem Winkel nach oben gebogen verlaufen. 7. Ultrasonic applicator according to one of claims to 6, characterized in that the radiation surfaces (5) contact plates (16, 17) are also arranged in the form of a comb or in the form of a common continuous baffle plate or in a mixture of both and aligned in such a way that they extend in the manner of a longitudinal extension of the transducer elements in parallel with the radiating surfaces or opposite to the direction of emission under a specifiable angle bent upward.
8. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm (7) auf den Gegenflächen (6) der Wandlerelemente (2) abgekantet oder direkt stirnseitig aufgelötet ist (Figuren 9 und 10). 8. Ultrasonic applicator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the comb (7) folded or on the counter-surfaces (6) of the transducer elements (2) soldered directly the front side is (9 and 10).
9. Verfahren zur Herstellung eines Ultraschall-Applikators nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: 9. A process for the production of an ultrasonic applicator according to one of claims 1 to 8, characterized by the following process steps:
a) auf die Oberfläche (32) einer Keramikplatte (30), die die äußeren Abmessungen des späteren Arrays hat und die auf der Unterfläche (31) und der Oberfläche (32) mit einer dünnen Metallschicht, zB Ag-Schicht, versehen ist, wird ein Folienstreifen (20), der Aussparungen beinhaltet, aufgebracht (Figur 5), a) onto the surface (32) of a ceramic plate (30) having the outer dimensions of the future array and the (on the lower surface 31) and the surface (32) with a thin metal layer is, for example Ag layer, provided is a film strip (20) includes recesses applied (Figure 5),
b) entlang der rechten und vorzugsweise auch linken Kante der Unterfläche (31) der Keramikplatte (30) werden Streifen aus Kontaktfolien (16, 17) angebracht (Figur 6), b) along the right and left edge preferably also the lower surface (31) of the ceramic plate (30) are strips of contact foils (16, 17) is attached (Figure 6),
c) die Keramikplatte (30) wird auf der Oberfläche mit einem Trägerkörper (15) versehen, in den der Kontaktstreifen (20) teilweise eingebettet ist (Figur 7), c) the ceramic plate (30) is provided on the surface with a support body (15) into which the contact strip (20) is partially embedded (Figure 7),
d) das gesamte Gebilde wird von der Unterseite der Keramikplatte (30) her feingesägt, in der Weise, daß Feinteilungssägeschritte (11, 13) für die Zerteilung innerhalb einer Gruppe weniger tief in das Gebilde hineinragen als solche Feinteilungssägeschritte (12, 14), die bis zu den Aussparungen (9) zur Zertrennung der einzelnen Gruppen reichen (Figur 8), d) the entire structure is finely serrated (from the underside of the ceramic board 30) here, in such a way that Feinteilungssägeschritte (11, 13) for the division within one group extend less deeply into the structure as such Feinteilungssägeschritte (12, 14) up to the recesses (9) for disruption of the individual groups range (Figure 8),
e) auf dem gesägten System wird applikationsseitig, dh auf die Abstrahlflächen (5) der feingeteilten Wandlerelemente (2), eine Anpassungsschicht (19) aufgebracht (Figur 8). e) on the application side is sawed system, ie (on the emitting surfaces 5) of the finely divided transducer elements (2), a matching layer (19) is applied (Figure 8).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Folienstreifen (20), der gemäß Verfahrensschritt a) auf die Keramikplatte (30). 10. The method according to claim 9, characterized in that the film strip (20) (on the ceramic plate according to process step a) 30). aufgebracht wird, zuerst geschlossene Aussparungsfenster (9) besitzt, wobei die einzelnen Kontaktbleche (8) mit dazwischenliegenden offenen Aussparungen (9) dadurch gewonnen werden, daß der Kontaktstreifen (20) oben entlang einer Schnittlinie (SS) geschnitten wird. is applied first closed recess windows (9), wherein the individual contact plates (8) are obtained with intervening open recesses (9) characterized in that the contact strip (20) is cut up along a cutting line (SS).
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Dämpfungskörper (15) auf der Keramikplatte (30) so aufgebracht ist, daß er deren Ränder mitumfaßt (Figur 11). 11. The method of claim 9 or 10, characterized in that the damping body (15) on the ceramic plate (30) applied so that it encompassed the edges (Figure 11).
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