JP2000139916A - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe

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JP2000139916A
JP2000139916A JP10316452A JP31645298A JP2000139916A JP 2000139916 A JP2000139916 A JP 2000139916A JP 10316452 A JP10316452 A JP 10316452A JP 31645298 A JP31645298 A JP 31645298A JP 2000139916 A JP2000139916 A JP 2000139916A
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piezoelectric vibrator
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holes
layer
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宏 福田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe that can provide a piezoelectric transducer with a uniform matching layer having a desired thickness, with good yield, without interposing bubbles in a gap between the piezoelectric transducer. SOLUTION: A piezoelectric transducer 1 is provided with through holes 3, through holes 5 and through holes 13 corresponding to the through holes 3 are provided on a first matching layer 4 and a second matching layer 12, formed in thin plate shapes or film shapes with a desired thickness. In adhering and fixing the first and second matching layers 4, 12 and an acoustic lens 14 onto the acoustic radiation surface side of the piezoelectric transducer 1 via adhesives, excessive adhesive and bubbles between respective members are made to flow into the through holes 3, 5, 13, and therefore, the adhesive layers are formed thinner without forming an air layer between the respective members.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、振動子の超音波出
射側に少なくとも1層以上の整合層を有する超音波探触
子に関する。
The present invention relates to an ultrasonic probe having at least one matching layer on the ultrasonic wave emitting side of a transducer.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波内視鏡等の超音波診断装置に用い
られる超音波探触子は、一般に、図11,図12に示す
ような構造となっている。すなわち、前記超音波探触子
は圧電振動子201を有して構成され、この圧電振動子
201の両面には、焼付け銀等からなる表面電極202
aと裏面電極202bが形成されている。
2. Description of the Related Art An ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus such as an ultrasonic endoscope generally has a structure as shown in FIGS. That is, the ultrasonic probe has a piezoelectric vibrator 201, and a surface electrode 202 made of baked silver or the like is provided on both sides of the piezoelectric vibrator 201.
a and the back electrode 202b are formed.

【0003】前記圧電振動子201の音響放射面側に
は、整合層203、音響レンズ204が設けられ、一
方、圧電振動子201の背面側には、バッキング層20
5が設けられている。ここで、前記バッキング層205
は、絶縁層207を介してステンレス製のハウジング2
06に保持されている。
[0003] A matching layer 203 and an acoustic lens 204 are provided on the acoustic emission surface side of the piezoelectric vibrator 201, while the backing layer 20 is provided on the back side of the piezoelectric vibrator 201.
5 are provided. Here, the backing layer 205
Is a housing 2 made of stainless steel via an insulating layer 207.
06.

【0004】また、前記裏面電極202bは信号線20
8を介して同軸ケーブル211の内部導体に接続され、
前記電極202aは整合層203に設けられた切り欠き
部209からグラウンド接続線210及びステンレス製
のハウジング206を介して同軸ケーブル211のグラ
ウンド部(外部導体)に接続されている。さらに、同軸
ケーブル211は観測装置のパルサー/レシーバー回路
(図示せず)に接続されている。
The back electrode 202b is connected to the signal line 20.
8, connected to the inner conductor of the coaxial cable 211,
The electrode 202a is connected to a ground portion (external conductor) of the coaxial cable 211 from a cutout portion 209 provided in the matching layer 203 via a ground connection line 210 and a stainless steel housing 206. Further, the coaxial cable 211 is connected to a pulsar / receiver circuit (not shown) of the observation device.

【0005】ところで、このような超音波探触子は、整
合層の厚みが性能を直接左右するため、中心周波数の4
分の1波長程度の厚みの整合層を圧電振動子の音響放射
面に均一に設けることが重要である。
[0005] In such an ultrasonic probe, the performance of the matching layer directly affects the performance.
It is important to provide a matching layer having a thickness of about one-half wavelength uniformly on the acoustic radiation surface of the piezoelectric vibrator.

【0006】また、前記超音波探触子においては、音響
放射面に単数或いは複数の整合層を設けることにより、
探触子の周波数応答性をより広帯域化させて感度を上げ
ることも知られている。具体的には、圧電振動素子とし
てジルコン酸鉛のような圧電セラミックスを用いた場
合、第1の整合層としてはガラス薄板を、第2の整合層
としてはエポキシ樹脂を設けることができる。また、圧
電振動素子として複合圧電体を用いた場合には、第1の
整合層としてエポキシ樹脂を設けることができる。
[0006] In the ultrasonic probe, one or more matching layers are provided on the acoustic radiation surface,
It is also known to increase the sensitivity by broadening the frequency response of the probe. Specifically, when a piezoelectric ceramic such as lead zirconate is used as the piezoelectric vibration element, a thin glass plate can be provided as the first matching layer, and an epoxy resin can be provided as the second matching layer. When a composite piezoelectric body is used as the piezoelectric vibration element, an epoxy resin can be provided as the first matching layer.

【0007】このような整合層を音響放射面に設ける方
法としては、従来より、フィラー含有樹脂等を圧電振動
子の音響放射面に型押しして一定の厚みの整合層を得る
方法と、フィラー含有樹脂等を圧電振動子の音響放射面
で直接硬化させた後研磨することによって厚み調節する
方法と、あらかじめ所望の厚みを有する薄板やフィルム
をエポキシ接着剤等で積層接着する方法が知られてい
る。
[0007] As a method of providing such a matching layer on the acoustic radiation surface, conventionally, a method of obtaining a matching layer having a certain thickness by embossing a filler-containing resin or the like on the acoustic radiation surface of the piezoelectric vibrator has been known. Known methods include a method of adjusting the thickness by directly hardening the containing resin and the like on the acoustic emission surface of the piezoelectric vibrator and then polishing, and a method of laminating and bonding a thin plate or film having a desired thickness in advance with an epoxy adhesive or the like. I have.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のように超音波探
触子において、送波および受波する超音波を広帯域化し
て効率よく送受波するためには、λ/4近傍の厚みの整
合層を均一に圧電振動子に設けることが好ましい。ま
た、圧電振動子と整合層との接着面には気泡等の欠陥が
存在しないことが重要である。
As described above, in the ultrasonic probe, in order to efficiently transmit and receive ultrasonic waves by transmitting and receiving ultrasonic waves in a wide band, a matching layer having a thickness in the vicinity of λ / 4 is required. Is preferably provided uniformly on the piezoelectric vibrator. In addition, it is important that there is no defect such as bubbles on the bonding surface between the piezoelectric vibrator and the matching layer.

【0009】しかし、従来の整合層形成方法では、以下
のような問題があった。
However, the conventional matching layer forming method has the following problems.

【0010】先ず、フィラー含有樹脂等を圧電振動子の
音響放射面に型押しして一定の厚みの整合層を得る方法
では、フィラー含有樹脂等の硬化収縮等により厚みを制
御することが困難であった。
First, in a method of embossing a filler-containing resin or the like onto the acoustic emission surface of a piezoelectric vibrator to obtain a matching layer having a constant thickness, it is difficult to control the thickness by curing shrinkage of the filler-containing resin or the like. there were.

【0011】次に、フィラー含有樹脂等を圧電振動子の
音響放射面で直接硬化させた後研磨することによって厚
み調節する方法では、作業に熟練を要し、厚みもしくは
インピーダンス特性の測定と研磨を繰り返さなければな
らなかった。
Next, in the method of adjusting the thickness by directly hardening the filler-containing resin or the like on the acoustic radiation surface of the piezoelectric vibrator and then polishing, the operation requires skill, and the measurement or polishing of the thickness or impedance characteristics is required. I had to repeat.

【0012】次に、λ/4近傍の厚みに研磨した整合層
平板やフィルムを圧電振動子面に接着剤で張り合わせる
方法では、振動子面と整合層面との間に空気が進入して
全面に亘って十分な密着性が得られなかったり、余剰の
接着剤が振動子面と整合層面との間に残留して接着層厚
を十分薄くすることができない等の問題があった。特
に、整合層としてガラスを用いた場合には、圧電振動子
と整合層の間に空気が巻き込まれると、これを除くこと
は困難であり、また、空気の巻き込みがないことを確認
することも困難であるため、高性能な超音波探触子を歩
留まりよく製造することが困難であった。
Next, in the method of bonding a matching layer flat plate or film polished to a thickness of about λ / 4 to the piezoelectric vibrator surface with an adhesive, air enters between the vibrator surface and the matching layer surface, and the entire surface is formed. In this case, there is a problem that sufficient adhesiveness cannot be obtained over a long period of time, an excessive adhesive remains between the vibrator surface and the matching layer surface, and the thickness of the adhesive layer cannot be sufficiently reduced. In particular, when glass is used as the matching layer, if air is trapped between the piezoelectric vibrator and the matching layer, it is difficult to remove the trapped air, and it is also confirmed that no air is trapped. Because of the difficulty, it has been difficult to manufacture a high-performance ultrasonic probe with high yield.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、振動子との間に気泡等を介在させることなく、所望
の厚みで均一な整合層を歩留まりよく振動子に設けるこ
とのできる超音波探触子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an ultrasonic wave capable of providing a uniform matching layer with a desired thickness in a vibrator with high yield without intervening bubbles or the like between the vibrator and the vibrator. It is intended to provide a probe.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による超音波探触子は、振動子の超音波放射
側に、少なくとも1層のフィルム状或いは薄板状の整合
層が接着剤を介して積層された超音波探触子において、
前記整合層に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an ultrasonic probe according to the present invention comprises at least one film-like or thin-plate-like matching layer on an ultrasonic wave emitting side of an oscillator. In the ultrasonic probe laminated through
A plurality of through holes are provided in the matching layer.

【0015】すなわち本発明による超音波探触子は、前
記振動子に前記整合層を接着する際に、余剰な接着剤
を、前記整合層の外縁部と、前記整合層に設けられた貫
通孔から逃がすことができるため、前記振動子を大面積
に形成した場合であっても、該振動子と前記整合層との
間の接着層を薄く形成することができ、また、積層時に
前記振動子と前記整合層との間に巻き込まれた気泡を前
記貫通孔を介して外部に排出することができるため、送
受信超音波の良好な探触子が歩留まり良く容易に形成さ
れる。
That is, in the ultrasonic probe according to the present invention, when bonding the matching layer to the vibrator, excess adhesive is applied to the outer edge portion of the matching layer and the through-hole provided in the matching layer. Therefore, even when the vibrator is formed in a large area, the adhesive layer between the vibrator and the matching layer can be formed thin, and the vibrator can be formed at the time of lamination. Air bubbles trapped between the gap and the matching layer can be discharged to the outside through the through-hole, so that a probe with good transmission and reception ultrasonic waves can be easily formed with high yield.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1乃至図4は本発明の第1の実
施の形態に係わり、図1は超音波探触子の要部を示す断
面図、図2は第1の整合層の接着工程を示す説明図、図
3は超音波探触子の構成部材の一部を示す分解斜視図、
図4は第2の整合層及び音響レンズの接着工程を示す説
明図、である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an ultrasonic probe, FIG. 2 is an explanatory view showing a bonding step of a first matching layer, FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of components of the ultrasonic probe,
FIG. 4 is an explanatory view showing a process of bonding the second matching layer and the acoustic lens.

【0017】図1に示すように、超音波探触子は、円板
状の圧電振動子1を有して構成されている。この圧電振
動子1の両面全面には、例えば銀の焼き付けによって表
面電極2a,裏面電極2bが形成されている。また、前
記圧電振動子1には、該圧電振動子1の表面側と裏面側
とを連通する複数の貫通孔3が設けられている。ここ
で、前記貫通孔3は、例えば直径0.4mmの孔に形成
されている。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic probe has a disk-shaped piezoelectric vibrator 1. A front surface electrode 2a and a back surface electrode 2b are formed on the entire surface of both surfaces of the piezoelectric vibrator 1, for example, by baking silver. Further, the piezoelectric vibrator 1 is provided with a plurality of through-holes 3 communicating the front side and the rear side of the piezoelectric vibrator 1. Here, the through-hole 3 is formed, for example, as a hole having a diameter of 0.4 mm.

【0018】圧電振動子1の表面電極2a側には、探触
子の周波数応答性を広帯域化させて感度を向上するため
の第1の整合層4が設けられている。この第1の整合層
4は、研削研磨によって、直径が前記圧電振動子1の直
径よりもやや大径であって、厚さが前記圧電振動子1に
よる駆動周波数の4分の1の厚さに形成された結晶化ガ
ラス製もしくはセラミック製の薄板状部材で構成され、
前記表面電極2aに例えばエポキシ接着剤によって接着
されている。
On the surface electrode 2a side of the piezoelectric vibrator 1, there is provided a first matching layer 4 for broadening the frequency response of the probe and improving the sensitivity. The first matching layer 4 has a diameter slightly larger than the diameter of the piezoelectric vibrator 1 by grinding and polishing, and has a thickness of a quarter of the driving frequency of the piezoelectric vibrator 1. It is composed of a crystallized glass or ceramic thin plate member formed in
It is bonded to the surface electrode 2a by, for example, an epoxy adhesive.

【0019】前記第1の整合層4には、前記圧電振動子
1の貫通孔3に概ね対応する位置に、貫通孔5が設けら
れている。ここで、前記貫通孔5は、圧電振動子1に設
けられた貫通孔3よりも小径の孔に形成されるもので、
例えば直径0.2mmの孔に形成されている。
The first matching layer 4 is provided with a through hole 5 at a position substantially corresponding to the through hole 3 of the piezoelectric vibrator 1. Here, the through hole 5 is formed as a hole having a smaller diameter than the through hole 3 provided in the piezoelectric vibrator 1.
For example, it is formed in a hole having a diameter of 0.2 mm.

【0020】また、前記第1の整合層4の外周の一部に
は、切欠部6が設けられ、この切欠部6から前記圧電振
動子1に設けられた表面電極2aの一部が外部に露呈さ
れている。
A notch 6 is provided in a part of the outer periphery of the first matching layer 4, and a part of the surface electrode 2 a provided in the piezoelectric vibrator 1 is externally provided from the notch 6. Has been exposed.

【0021】これら圧電振動子1及び第1の整合層4
は、樹脂製の絶縁枠7を介してステンレス製のハウジン
グ8の先端側に保持されている。
The piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4
Is held on the distal end side of a stainless steel housing 8 via a resin insulating frame 7.

【0022】すなわち、前記絶縁枠7は、先端に段部9
が設けられた円筒状の部材に形成され、円筒部内周に圧
電振動子1を保持するとともに、前記段部9に第1の整
合層4を保持している。また、前記ハウジング8は、円
筒状に形成され、内周に前記絶縁枠7を保持している。
That is, the insulating frame 7 has a step 9
Are formed on a cylindrical member provided with the piezoelectric element 1. The piezoelectric vibrator 1 is held on the inner periphery of the cylindrical portion, and the first matching layer 4 is held on the step portion 9. The housing 8 is formed in a cylindrical shape, and holds the insulating frame 7 on the inner periphery.

【0023】ここで、前記絶縁枠7の円筒部は、内径が
前記圧電振動子1の外径よりも1mm程度大径に形成さ
れ、また、前記段部9は、内径が前記第1の整合層4の
外径よりもやや大径であって、深さが前記第1の整合層
4の厚さと略同様となるよう形成されて、それぞれ内部
に保持する各部材の位置決め精度を悪化させない程度に
挿入性を良好なものとしている。そして、圧電振動子1
及び第1の整合層4が絶縁枠7に保持され、この絶縁枠
7がハウジング8に保持された際には、前記第1の整合
層4,絶縁枠7,及び,ハウジング8の各先端面が同一
平面上に臨まされるようになっている。
Here, the inner diameter of the cylindrical portion of the insulating frame 7 is formed to be about 1 mm larger than the outer diameter of the piezoelectric vibrator 1, and the inner diameter of the step portion 9 is the first alignment. It is formed to have a diameter slightly larger than the outer diameter of the layer 4 and a depth substantially equal to the thickness of the first matching layer 4 so as not to deteriorate the positioning accuracy of each member held therein. With good insertability. And the piezoelectric vibrator 1
And the first matching layer 4 is held by the insulating frame 7, and when the insulating frame 7 is held by the housing 8, each of the first matching layers 4, the insulating frame 7, and the distal end surface of the housing 8 Are arranged on the same plane.

【0024】また、前記絶縁枠7には、第1の整合層4
の切欠部6に対応する位置に切欠部10が設けられ、切
欠部6により露呈された表面電極2aの一部と、切欠部
10により露呈されたハウジング8内壁の一部と、がグ
ランド電極接続線11を介して電気的に接続されてい
る。
The insulating frame 7 has a first matching layer 4
A notch 10 is provided at a position corresponding to the notch 6, and a part of the surface electrode 2a exposed by the notch 6 and a part of the inner wall of the housing 8 exposed by the notch 10 are connected to the ground electrode. It is electrically connected via a line 11.

【0025】前記第1の整合層4の前面には、第2の整
合層12が設けられている。この第2の整合層12は、
直径が前記ハウジング8と略同径に形成された、例えば
ポリアミド樹脂製の薄板状部材或いはフィルム状部材で
構成され、前記第1の整合層4の前面に例えばエポキシ
接着剤によって接着されている。
On the front surface of the first matching layer 4, a second matching layer 12 is provided. This second matching layer 12
It is formed of, for example, a thin plate-like member or a film-like member made of, for example, a polyamide resin and has a diameter substantially equal to that of the housing 8, and is adhered to the front surface of the first matching layer 4 by, for example, an epoxy adhesive.

【0026】前記第2の整合層12には、前記第1の整
合層4の貫通孔5に概ね対応する位置に、貫通孔13設
けられている。ここで、前記貫通孔13は、前記第1の
整合層4に設けられた貫通孔5よりも小径の孔に形成さ
れるもので、例えば直径0.1mmの孔に形成されてい
る。
The second matching layer 12 is provided with a through hole 13 at a position substantially corresponding to the through hole 5 of the first matching layer 4. Here, the through-hole 13 is formed as a hole having a smaller diameter than the through-hole 5 provided in the first matching layer 4, and is formed, for example, as a hole having a diameter of 0.1 mm.

【0027】前記第2の整合層12の前面には、音響レ
ンズ14が設けられている。この音響レンズ14は、例
えば、凸面に成型されたシリコーン樹脂製の部材で構成
されている。なお、前記音響レンズ14は、音速が生体
や音響媒体(図示せず)より遅い場合は凸面に、音速が
生体や音響媒体(図示せず)より速い場合は凹面に成型
されるものである。
An acoustic lens 14 is provided on the front surface of the second matching layer 12. The acoustic lens 14 is made of, for example, a silicone resin member molded on a convex surface. The acoustic lens 14 is formed into a convex surface when the sound speed is lower than that of a living body or an acoustic medium (not shown), and is formed into a concave surface when the sound speed is higher than that of the living body or an acoustic medium (not shown).

【0028】一方、圧電振動子1の裏面電極2b側に
は、例えばフェライトゴムを混合したエポキシ樹脂から
なるバッキング層15が設けられている。
On the other hand, on the back electrode 2b side of the piezoelectric vibrator 1, a backing layer 15 made of, for example, epoxy resin mixed with ferrite rubber is provided.

【0029】また、絶縁枠7及びハウジング8の基端側
は、裏蓋16によって閉塞されている。
The base ends of the insulating frame 7 and the housing 8 are closed by a back cover 16.

【0030】なお、図中符号17は同軸ケーブルであ
り、この同軸ケーブル17の一端側はハウジング8内に
臨まされ、内部導体17aが裏面電極2bに接続される
とともに、外部導体17bが電極接続線11,ハウジン
グ8を介して表面電極2aに接続されている。一方、同
軸ケーブル17の他端側は、ハウジング8の基端側側面
から外部に延出されて図示しない観測装置のパルサー/
レシーバー回路に接続されている。
In the figure, reference numeral 17 denotes a coaxial cable. One end of the coaxial cable 17 faces the inside of the housing 8, the inner conductor 17a is connected to the back electrode 2b, and the outer conductor 17b is connected to an electrode connection line. 11, connected to the surface electrode 2a via the housing 8. On the other hand, the other end side of the coaxial cable 17 is extended from the base end side surface of the housing 8 to the outside, and is connected to a pulsar /
Connected to receiver circuit.

【0031】ところで、この超音波探触子は、図2,図
4に示すように、接着台20と、第1の押圧部材21
と、第2の押圧部材22と、を備えた接着治具を用いて
組立が行われるものである。
By the way, as shown in FIGS. 2 and 4, the ultrasonic probe comprises a bonding table 20 and a first pressing member 21.
And the second pressing member 22 are assembled using an adhesive jig provided with the second pressing member 22.

【0032】前記接着台20は、円柱部20aと、この
円柱部20aの基底部外周に設けられたフランジ部20
bとを備えて構成されている。前記円柱部20aの外径
は、絶縁枠7の内径よりもやや小径に形成されている。
また、前記円柱部20aのフランジ部20b上面からの
高さは、該円柱部20aに絶縁枠7が外嵌されるととも
に圧電振動子1が裁置された際に、圧電振動子1の上面
が絶縁枠7の段部9に位置するように設計されている。
また、前記円柱部20aの上面には、前記圧電振動子1
が裁置された際に該圧電振動子1の貫通孔3に対応する
位置に吸気穴20cが設けられ、この吸気穴20cは、
吸気管20dを介して図示しないバキュームポンプに接
続されている。
The bonding table 20 includes a cylindrical portion 20a and a flange portion 20 provided on an outer periphery of a base portion of the cylindrical portion 20a.
b. The outer diameter of the cylindrical portion 20 a is formed to be slightly smaller than the inner diameter of the insulating frame 7.
The height of the cylindrical portion 20a from the upper surface of the flange portion 20b is such that the upper surface of the piezoelectric vibrator 1 when the insulating frame 7 is externally fitted to the cylindrical portion 20a and the piezoelectric vibrator 1 is placed. It is designed to be located on the step 9 of the insulating frame 7.
The piezoelectric vibrator 1 is provided on the upper surface of the cylindrical portion 20a.
Is placed at a position corresponding to the through hole 3 of the piezoelectric vibrator 1, and the intake hole 20 c is
It is connected to a vacuum pump (not shown) via an intake pipe 20d.

【0033】前記第1の押圧部材21は、第1の整合層
4と略同径の押圧面21aを底部に有する円柱部材で構
成されている前記第2の押圧部材22は、音響レンズ1
4のレンズ面に沿った湾曲形状の押圧面22aを底部に
有する円柱部材で構成されている。
The first pressing member 21 is formed of a cylindrical member having a pressing surface 21a having substantially the same diameter as that of the first matching layer 4 at the bottom thereof.
4 is a cylindrical member having a curved pressing surface 22a along the lens surface at the bottom.

【0034】次に、上述の接着治具を用いた超音波探触
子の組立方法について説明する。図2,図3に示すよう
に、先ず、ハウジング8が外嵌接着された絶縁枠7を接
着台20の円柱部20aに装着する。
Next, a method of assembling an ultrasonic probe using the above-described bonding jig will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, first, the insulating frame 7 to which the housing 8 is externally fitted is attached to the cylindrical portion 20 a of the adhesive base 20.

【0035】次に、圧電振動子1を、絶縁枠7の円筒部
に沿わせて円柱部20aの上面に裁置し、吸気穴20c
と貫通孔3とが連通するように位置決めをした後、絶縁
枠7の内周に固定する。
Next, the piezoelectric vibrator 1 is placed on the upper surface of the cylindrical portion 20a along the cylindrical portion of the insulating frame 7, and the intake hole 20c is formed.
After being positioned so that the and the through-hole 3 communicate with each other, it is fixed to the inner periphery of the insulating frame 7.

【0036】ここで、前記絶縁枠7の円筒部の内径は前
記圧電振動子1の外径よりも1mm程度大径に形成され
ているので、圧電振動子1の絶縁枠7内での位置決め精
度を悪化させることなく良好な挿入性を得ることができ
る。
Here, since the inner diameter of the cylindrical portion of the insulating frame 7 is formed to be about 1 mm larger than the outer diameter of the piezoelectric vibrator 1, the positioning accuracy of the piezoelectric vibrator 1 in the insulating frame 7 is improved. And a good insertion property can be obtained without deteriorating.

【0037】次に、圧電振動子1の表面電極2aにグラ
ンド電極接続線11の一端側を半田付けするとともに、
絶縁枠7の切欠部10から内部に臨まされたハウジング
8の内周にグランド電極接続線11の他端側を半田付け
して、前記表面電極2aと前記ハウジング8とを電気的
に接続する。
Next, one end of the ground electrode connection line 11 is soldered to the surface electrode 2a of the piezoelectric vibrator 1, and
The other end of the ground electrode connection wire 11 is soldered to the inner periphery of the housing 8 facing the inside from the cutout 10 of the insulating frame 7 to electrically connect the front surface electrode 2a and the housing 8.

【0038】次に、第1の整合層4を、絶縁枠7の段部
9上に裁置し、圧電振動子1の貫通孔3に貫通孔5が連
通するとともに、表面電極2a上のグランド電極接続線
11の半田付け部が切欠部6から外部に露呈されるよう
に位置決めした状態で、エポキシ接着剤を介して圧電振
動子1の表面電極2a側に積層接着する。
Next, the first matching layer 4 is placed on the step 9 of the insulating frame 7 so that the through-hole 5 communicates with the through-hole 3 of the piezoelectric vibrator 1 and the ground on the surface electrode 2a. In a state where the soldered portion of the electrode connection wire 11 is positioned so as to be exposed to the outside from the cutout portion 6, the electrode connection wire 11 is laminated and bonded to the surface electrode 2a side of the piezoelectric vibrator 1 via an epoxy adhesive.

【0039】この、圧電振動子1と第1の整合層4とを
接着するエポキシ接着剤の硬化は、図2に示すように、
第1の整合層4を第1の押圧部材21で押圧しながら室
温で行う。
The curing of the epoxy adhesive for bonding the piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4 is performed as shown in FIG.
This is performed at room temperature while pressing the first matching layer 4 with the first pressing member 21.

【0040】この際、前記第1の押圧部材21による荷
重によって、前記圧電振動子1と前記第1の整合層4と
の間の気泡及び余剰な接着剤は、これらの外縁部から外
部に排出されるとともに、貫通孔3,5に流れ込む。従
って、圧電振動子1と第1の整合層4との間の接着層の
厚みを薄くすることができ、圧電振動子1と第1の整合
層4との接着力を強固なものとすることができる。
At this time, due to the load by the first pressing member 21, bubbles and excess adhesive between the piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4 are discharged to the outside from their outer edges. And flows into the through holes 3 and 5. Therefore, the thickness of the adhesive layer between the piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4 can be reduced, and the adhesive strength between the piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4 can be increased. Can be.

【0041】ここで、エポキシ接着剤の硬化時に図示し
ないバキュームポンプを作動させ、吸気穴20c,吸気
管20dを介して貫通孔3,5内を負圧にすることによ
って、接着剤の貫通孔3,5内への流れ込みを促進し、
圧電振動子1と第1の整合層4との間の接着層の厚みを
さらに薄くすることができ、圧電振動子1と第1の整合
層4との接着力をより強固なものとすることができる。
Here, when the epoxy adhesive is cured, a vacuum pump (not shown) is operated, and the pressure in the through holes 3 and 5 is reduced through the suction holes 20c and the suction pipes 20d, whereby the adhesive through holes 3 are formed. , Promotes inflow into 5,
The thickness of the adhesive layer between the piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4 can be further reduced, and the adhesive strength between the piezoelectric vibrator 1 and the first matching layer 4 is further increased. Can be.

【0042】なお、接着剤の硬化前粘度が十分低い場合
には、第1の押圧部材21の荷重だけでよい。
When the viscosity of the adhesive before curing is sufficiently low, only the load of the first pressing member 21 is sufficient.

【0043】次に、第2の整合層12を、第1の整合層
4の貫通孔5に貫通孔13が連通するよう位置決めした
状態で、エポキシ接着剤を介して第1の整合層4の前面
に積層接着するとともに、接着面をプライマー処理した
音響レンズ14をエポキシ接着剤を介して第2の整合層
12の前面に積層接着する。
Next, in a state where the second matching layer 12 is positioned so that the through hole 13 communicates with the through hole 5 of the first matching layer 4, the first matching layer 4 is bonded via an epoxy adhesive. In addition to laminating and adhering to the front surface, the acoustic lens 14 whose adhesion surface has been subjected to primer treatment is laminated and adhered to the front surface of the second matching layer 12 via an epoxy adhesive.

【0044】この、第1の整合層4と第2の整合層1
2,及び,第2の整合層12と音響レンズ14とを接着
するエポキシ接着剤の硬化は、図4に示すように、音響
レンズ14を第2の押圧部材22で押圧しながら室温で
行う。
The first matching layer 4 and the second matching layer 1
The hardening of the epoxy adhesive for bonding the second and second matching layers 12 and the acoustic lens 14 is performed at room temperature while the acoustic lens 14 is pressed by the second pressing member 22 as shown in FIG.

【0045】この際、前記第2の押圧部材22による荷
重によって、前記第1の整合層4と前記第2の整合層1
2との間,及び,前記第2の整合層12と前記音響レン
ズ14との間の気泡及び余剰な接着剤は、これらの外縁
部から外部に排出されるとともに、貫通孔5,13に流
れ込む。従って、第1の整合層4と第2の整合層12と
の間の接着層,及び,第2の整合層12と音響レンズ1
4との間の接着層の厚みを薄くすることができ、第1の
整合層4と第2の整合層12,及び,第2の整合層12
と音響レンズ14の接着力を強固なものとすることがで
きる。
At this time, the first matching layer 4 and the second matching layer 1
2 and between the second matching layer 12 and the acoustic lens 14 and excess adhesive are discharged to the outside from their outer edges and flow into the through holes 5 and 13. . Therefore, the adhesive layer between the first matching layer 4 and the second matching layer 12, and the second matching layer 12 and the acoustic lens 1
4, the thickness of the adhesive layer between the first and second matching layers 4 and 12, and the second matching layer 12 can be reduced.
And the acoustic lens 14 can have a strong adhesive force.

【0046】ここで、エポキシ接着剤の硬化時に図示し
ないバキュームポンプを作動させ、吸気穴20c,吸気
管20dを介して貫通孔3,5,13内を負圧にするこ
とによって、接着剤の貫通孔5,13内への流れ込みを
促進し、第1の整合層4と第2の整合層12との間の接
着層,及び,第2の整合層12と音響レンズ14との間
の接着層の厚みをさらに薄くすることができ、第1の整
合層4と第2の整合層12,及び,第2の整合層12と
音響レンズ14の接着力をより強固なものとすることが
できる。
Here, when the epoxy adhesive is cured, a vacuum pump (not shown) is operated, and the pressure in the through holes 3, 5, and 13 is reduced through the suction holes 20c and the suction pipes 20d, so that the adhesive can be penetrated. The adhesion between the first matching layer 4 and the second matching layer 12 and the bonding layer between the second matching layer 12 and the acoustic lens 14 are promoted by promoting the flow into the holes 5 and 13. Can be further reduced, and the adhesive strength between the first matching layer 4 and the second matching layer 12 and between the second matching layer 12 and the acoustic lens 14 can be further increased.

【0047】なお、接着剤の硬化前粘度が十分低い場合
には、第2の押圧部材22の荷重だけでよい。
When the viscosity of the adhesive before curing is sufficiently low, only the load of the second pressing member 22 is sufficient.

【0048】次に、前記接着台20から上述の部組を取
り外し、同軸ケーブル17を絶縁枠7,ハウジング8の
基端側側部に貫通させ、内部導体17aを圧電振動子1
の裏面電極2bに半田付けするとともに、外部導体17
bをハウジング8の一部に半田付けする。
Next, the above-mentioned assembly is removed from the bonding table 20, the coaxial cable 17 is passed through the insulating frame 7, the base end side of the housing 8, and the internal conductor 17a is connected to the piezoelectric vibrator 1.
Of the external conductor 17
b is soldered to a part of the housing 8.

【0049】次に、絶縁枠7にフェライトゴムを混合し
たエポキシ樹脂を充填して硬化させ、圧電振動子1の裏
面電極2b側にパッキング層15を形成した後、ハウジ
ング8の背面に裏蓋16を接着する。
Next, the insulating frame 7 is filled with an epoxy resin mixed with ferrite rubber and cured to form a packing layer 15 on the back electrode 2 b side of the piezoelectric vibrator 1. Glue.

【0050】このように、本実施の形態によれば、圧電
振動子1、第1の整合層4、第2の整合層12に貫通孔
3,5,13をそれぞれ設けたので、これら各部材を互
いに接着する際に、気泡や余剰な接着剤を前記各貫通孔
に流し込むことができ、各部材間の接着層の厚みを薄く
することができるとともに接着力を強固なものとするこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, the through holes 3, 5, and 13 are provided in the piezoelectric vibrator 1, the first matching layer 4, and the second matching layer 12, respectively. When adhering to each other, air bubbles and excess adhesive can be poured into each of the through holes, the thickness of the adhesive layer between the members can be reduced, and the adhesive strength can be increased. .

【0051】また、前記各貫通孔3,5,13を、これ
らが互いに連通される位置に設け、各貫通孔の径を、貫
通孔3>貫通孔5>貫通孔13となるように形成したの
で、より効果的に、気泡や余剰な接着剤を前記各貫通孔
に流し込むことができ、各部材間の接着層の厚みを薄く
することができるとともに接着力を強固なものとするこ
とができる。
The through holes 3, 5 and 13 are provided at positions where they communicate with each other, and the diameter of each through hole is formed such that through hole 3> through hole 5> through hole 13. Therefore, more effectively, bubbles and excess adhesive can be poured into each of the through holes, the thickness of the adhesive layer between the members can be reduced, and the adhesive strength can be increased. .

【0052】また、接着剤の硬化時に、第1,第2の押
圧部材21,22によって、圧電振動子1、第1の整合
層4、第2の整合層12、音響レンズ14等に荷重をか
けることにより、より効果的に、気泡や余剰な接着剤を
前記各貫通孔に流し込むことができ、各部材間の接着層
の厚みを薄くすることができるとともに接着力を強固な
ものとすることができる。
When the adhesive is cured, a load is applied to the piezoelectric vibrator 1, the first matching layer 4, the second matching layer 12, the acoustic lens 14, and the like by the first and second pressing members 21 and 22. By applying, more effectively, bubbles and excess adhesive can be poured into the respective through-holes, and the thickness of the adhesive layer between the members can be reduced, and the adhesive strength can be increased. Can be.

【0053】また、接着剤の硬化時に、バキュームポン
プ等によって各貫通孔3,5,13を負圧にすることに
より、より効果的に、気泡や余剰な接着剤を前記各貫通
孔に流し込むことができ、各部材間の接着層の厚みを薄
くすることができるとともに接着力を強固なものとする
ことができる。
When the adhesive is cured, the through-holes 3, 5, and 13 are made to have a negative pressure by a vacuum pump or the like, so that bubbles and excess adhesive can be more effectively poured into the respective through-holes. Thus, the thickness of the adhesive layer between the members can be reduced, and the adhesive strength can be increased.

【0054】また、上述のように、各接着層を気泡のな
い充分な薄さのものに形成することができるため、整合
層を設ける際には、予め所望の厚さに形成した部材を接
着剤によって接着するだけでよく、超音波探触子制作時
の作業効率を向上することができる。
Further, as described above, since each adhesive layer can be formed to be sufficiently thin without bubbles, when a matching layer is provided, a member previously formed to a desired thickness is bonded. It is only necessary to bond with an agent, and the working efficiency at the time of producing an ultrasonic probe can be improved.

【0055】さらに、各整合層は、予め所望の厚さに形
成した部材を、気泡のない充分な薄さの接着層を介して
接着して形成されるものなので、均一な厚さの整合層を
精度良く形成することができ、圧電振動子の有効面から
超音波放射側をみた場合に十分な整合層有効面積を有す
る超音波探触子を歩留まり良く作成することができる。
Further, since each matching layer is formed by bonding a member previously formed to a desired thickness through an adhesive layer having a sufficient thickness without bubbles, a matching layer having a uniform thickness is formed. Can be formed with high accuracy, and an ultrasonic probe having a sufficient matching layer effective area when the ultrasonic wave radiating side is viewed from the effective surface of the piezoelectric vibrator can be manufactured with high yield.

【0056】また、圧電振動子1,第1の整合層4,第
2の整合層12の各貫通孔3,5,13を互いに連通す
ることにより、超音波減衰の小さいな材料で作製された
音響レンズ14を接着する際にも、余剰接着剤及び気泡
を貫通孔を介して除去することができ、気泡のない密着
性に優れた接着層をうることができる。
The piezoelectric vibrator 1, the first matching layer 4, and the second matching layer 12 are made of a material having a small ultrasonic attenuation by connecting the through holes 3, 5, 13 to each other. Even when the acoustic lens 14 is adhered, excess adhesive and air bubbles can be removed through the through holes, and an adhesive layer having no air bubbles and excellent adhesion can be obtained.

【0057】このように、複数の貫通孔を有する4分の
1波長程度の厚みのフィルムもしくは薄板を圧電振動子
に接着して整合層を形成したので、接着時に前記貫通孔
を介して余剰接着剤及び気泡等を排出することができ
る。従って、圧電振動子と整合層との間の接着層を、気
泡等を介在させることなく薄く形成でき、超音波特性の
優れた超音波探触子を容易に安定して生産できる。
As described above, since the film or thin plate having a plurality of through holes and having a thickness of about a quarter wavelength is bonded to the piezoelectric vibrator to form the matching layer, excess bonding is performed via the through holes during bonding. The agent and air bubbles can be discharged. Therefore, the adhesive layer between the piezoelectric vibrator and the matching layer can be formed thin without intervening bubbles and the like, and an ultrasonic probe having excellent ultrasonic characteristics can be easily and stably produced.

【0058】また、圧電振動子にも貫通孔を設け、整合
層の貫通孔の一部と位置をあわせて接着積層して両貫通
孔による連続貫通孔を形成し、前記整合層と超音波減衰
の小さな音響レンズとの間の余剰接着剤及び気泡を前記
連続貫通孔に流し込むことにより、気泡等が介在しない
薄い接着層で前記整合層と音響レンズとを接着すること
ができる。従って、接着層に気泡等が残留することによ
る超音波特性の劣化を抑制することができる。
Further, a through hole is also provided in the piezoelectric vibrator, and a part of the through hole of the matching layer is adhered and laminated so as to form a continuous through hole formed by the two through holes. By flowing excess adhesive and air bubbles between the small acoustic lens and the continuous through hole, the matching layer and the acoustic lens can be adhered to each other with a thin adhesive layer having no air bubbles or the like. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the ultrasonic characteristics due to the bubbles and the like remaining in the adhesive layer.

【0059】なお、本実施例では超音波探触子に整合層
を2層設けた例を示したが、これに限られるものではな
く、前記超音波探触子は、整合層を1層設けて構成して
も良いし3層以上設けて構成してもよい。
In this embodiment, an example in which two matching layers are provided on the ultrasonic probe has been described. However, the present invention is not limited to this, and the ultrasonic probe has one matching layer. Or three or more layers.

【0060】また、本実施の形態においては、第2の整
合層にも貫通孔を設けたが、音響レンズを室温硬化型シ
リコーン樹脂等で接着剤を介さずに形成する際には、第
2の整合層の貫通孔はなくても良い。
In this embodiment, the through holes are also provided in the second matching layer. However, when the acoustic lens is formed of a room-temperature-curable silicone resin or the like without using an adhesive, the second matching layer may be provided with a through hole. The matching layer may not have the through hole.

【0061】次に、図5乃至図10は本発明の第2の実
施の形態に係わり、図5は超音波探触子の断面図、図6
は超音波探触子の正面図、図7は整合層を備えた複合圧
電振動子の正面図、図8は図7の断面図、図9は整合層
を備えた他の複合圧電振動子の正面図、図10は図9の
断面図、である。
FIGS. 5 to 10 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view of an ultrasonic probe, and FIGS.
7 is a front view of an ultrasonic probe, FIG. 7 is a front view of a composite piezoelectric vibrator provided with a matching layer, FIG. 8 is a sectional view of FIG. 7, and FIG. 9 is a view of another composite piezoelectric vibrator provided with a matching layer. FIG. 10 is a cross-sectional view of FIG.

【0062】この実施の形態における超音波探触子は、
角柱状に形成された複数の圧電素子100が樹脂101
によって所定間隔毎に固定されて形成された、複合圧電
振動子102を備えて構成されている。ここで、前記複
合圧電振動子102は、例えば、0.4mmピッチで配
列された0.2mm×0.2mmの圧電素子100の間
に樹脂101が埋め込まれた後、両面が研磨されて形成
されるもので、この複合圧電振動子102の両面にはス
パッタリング法による表面電極103a,裏面電極10
3bが設けられている。
The ultrasonic probe in this embodiment is
A plurality of piezoelectric elements 100 formed in a prism shape are formed of resin 101.
The composite piezoelectric vibrator 102 is formed so as to be fixed at predetermined intervals. Here, the composite piezoelectric vibrator 102 is formed, for example, by embedding a resin 101 between 0.2 mm × 0.2 mm piezoelectric elements 100 arranged at a pitch of 0.4 mm and then polishing both surfaces. The front surface electrode 103a and the back surface electrode 10 are formed on both surfaces of the composite piezoelectric vibrator 102 by sputtering.
3b is provided.

【0063】この複合圧電振動子102の音響放射面側
には、駆動中心周波数の4分の1厚みに形成された整合
層104が設けられている。この整合層104は、例え
ばエポキシ接着剤によって前記表面電極103a側に接
着固定されるもので、外周の一部に切欠部106が設け
られているとともに、複合圧電振動子102に重ね合わ
せた時に樹脂101に対応する部位に貫通孔105(例
えば直径0.1mm)が複数設けられている。
On the acoustic radiation surface side of the composite piezoelectric vibrator 102, there is provided a matching layer 104 formed to a thickness of a quarter of the driving center frequency. The matching layer 104 is bonded and fixed to the surface electrode 103a side by, for example, an epoxy adhesive. The notch 106 is provided in a part of the outer periphery. A plurality of through-holes 105 (for example, 0.1 mm in diameter) are provided in a portion corresponding to 101.

【0064】前記切欠部106から外部に露呈された表
面電極103aには、グランド線108の一端が導電性
接着剤によって接着固定され、一方、裏面電極103b
には、信号線107の一端が導電性接着剤によって接着
固定されている。
One end of the ground line 108 is fixed to the front surface electrode 103a exposed to the outside from the cutout portion 106 by a conductive adhesive, while the back surface electrode 103b
, One end of the signal line 107 is bonded and fixed with a conductive adhesive.

【0065】前記複合圧電振動子102は、円筒状に形
成されたステンレス製のハウジング109内に収容固定
されたフェライトゴム製のバッキング層110の前面に
接着固定されている。
The composite piezoelectric vibrator 102 is bonded and fixed to the front surface of a ferrite rubber backing layer 110 which is accommodated and fixed in a cylindrical housing 109 made of stainless steel.

【0066】具体的に説明すると、前記バッキング層1
10の前面には、例えば曲率半径15mmの凹面が形成
されており、複合圧電振動子102は裏面電極103側
がバッキング層110の凹面に沿って湾曲された状態で
固定されている。
More specifically, the backing layer 1
A concave surface having a radius of curvature of, for example, 15 mm is formed on the front surface of the composite piezoelectric vibrator 10. The composite piezoelectric vibrator 102 is fixed with the back electrode 103 side curved along the concave surface of the backing layer 110.

【0067】また、前記バッキング層110の側部に
は、前記グランド線108の接着部近傍に切欠溝111
aが設けられ、この切欠溝111aを貫通してグランド
線108の他端側がバッキング層110の背面側に導か
れているとともに、前記信号線107の接着部に対応す
る位置に切欠溝111bが設けられ、この切欠溝111
bを貫通して信号線107の他端側がバッキング層11
0の背面側に導かれている。
Further, a notch groove 111 is formed on the side of the backing layer 110 near the bonding portion of the ground line 108.
a, the other end of the ground line 108 is guided to the back side of the backing layer 110 through the notch groove 111a, and a notch groove 111b is provided at a position corresponding to the bonding portion of the signal line 107. This notch groove 111
b through the backing layer 11
0 is guided to the back side.

【0068】これら信号線107及びグラウンド線10
8は、ハウジング109の後方から外部に延出され、同
軸ケーブル(図示せず)を介して観測装置のパルサー/
レシーバー回路(図示せず)に接続される。
The signal line 107 and the ground line 10
8 extends from the rear of the housing 109 to the outside, and is connected via a coaxial cable (not shown) to the pulsar /
Connected to receiver circuit (not shown).

【0069】また、前記切欠溝111a,111bによ
って超音波探触子の前面側に形成された開口部はエポキ
シ樹脂113によって閉塞されている。
An opening formed on the front side of the ultrasonic probe by the cutout grooves 111 a and 111 b is closed by an epoxy resin 113.

【0070】また、前記ハウジング109の後方部に
は、防水性を向上させるとともに、バッキング層110
背面における信号線107およびグラウンド線108を
固定するために、エポキシ樹脂114が流し込まれて硬
化されている。
Further, the rear part of the housing 109 is provided with a backing layer
In order to fix the signal line 107 and the ground line 108 on the back surface, an epoxy resin 114 is poured and cured.

【0071】さらに、前記ハウジング109の後端部に
は、ステンレス製の裏蓋115が接着固定されている。
Further, a back cover 115 made of stainless steel is adhered and fixed to the rear end of the housing 109.

【0072】また、超音波探触子の耐久性を向上させる
ため、少なくとも整合層104の前面にには、パリレン
等からなる耐水性・耐化学薬品性に優れた膜116が形
成されている。
In order to improve the durability of the ultrasonic probe, at least on the front surface of the matching layer 104, a film 116 made of parylene or the like and having excellent water resistance and chemical resistance is formed.

【0073】上述の構成による超音波探触子において、
複合圧電振動子102に整合層104を接着する際に
は、図7,図8に示すように、接着剤を薄く塗布した複
合圧電振動子102に、整合層104を、貫通孔105
が複合圧電振動子102の樹脂101部に位置するよう
にあわせて積層し、荷重を加えて室温にて硬化接着す
る。
In the ultrasonic probe having the above configuration,
When bonding the matching layer 104 to the composite piezoelectric vibrator 102, as shown in FIGS. 7 and 8, the matching layer 104 is inserted into the through-hole 105 on the composite piezoelectric vibrator 102 coated with a thin adhesive.
Are laminated so as to be positioned on the resin 101 portion of the composite piezoelectric vibrator 102, and are cured and bonded at room temperature by applying a load.

【0074】このような複合圧電振動子102を用いた
超音波探触子においても、上述の第1の実施の形態と略
同様な効果を得ることができる。
The ultrasonic probe using such a composite piezoelectric vibrator 102 can also obtain substantially the same effects as those of the first embodiment.

【0075】特に、この実施の形態においては、複合圧
電振動子102と整合層104との接着時には、貫通孔
105から余剰接着剤や空気を逃がすことができるた
め、接着層を空気を介在させることなく薄く形成するこ
とができ、複合圧電振動子102と整合層104とを強
固に接着することができる。従って、超音波特性の優れ
た探触子を容易に製造することができる。
Particularly, in this embodiment, when the composite piezoelectric vibrator 102 and the matching layer 104 are bonded, excess adhesive and air can escape from the through holes 105. The composite piezoelectric vibrator 102 and the matching layer 104 can be firmly adhered to each other. Therefore, a probe having excellent ultrasonic characteristics can be easily manufactured.

【0076】また、複合圧電振動子102の樹脂101
部に整合層104の貫通孔105が位置するように配置
することにより、貫通孔105が超音波特性に影響を及
ぼさない構造とすることができる。従って、振動素子1
01の有効面から超音波放射側をみた場合に十分な整合
層有効面積を確保することができ、複合圧電振動子の特
性を充分に生かすことができる。
The resin 101 of the composite piezoelectric vibrator 102
By arranging the matching layer 104 so that the through hole 105 is located in the portion, a structure in which the through hole 105 does not affect the ultrasonic characteristics can be obtained. Therefore, the vibration element 1
When the ultrasonic radiation side is viewed from the effective surface of No. 01, a sufficient matching layer effective area can be secured, and the characteristics of the composite piezoelectric vibrator can be fully utilized.

【0077】このように、複合圧電振動子を用いた超音
波探触子においても、整合層の貫通孔を複合圧電体の樹
脂部に位置させることにより、複合圧線振動子と整合層
との間の接着層に気泡等を介在させることなく、複合圧
電振動子の微小振動子部からみた超音波送信側の整合層
面積を十分確保することができるため、超音波送信を効
率よく行うことができる。
As described above, also in the ultrasonic probe using the composite piezoelectric vibrator, the through hole of the matching layer is located at the resin portion of the composite piezoelectric body, so that the composite pressure line vibrator and the matching layer can be connected to each other. It is possible to ensure a sufficient matching layer area on the ultrasonic transmitting side as viewed from the micro-vibrator portion of the composite piezoelectric vibrator without intervening air bubbles or the like in the adhesive layer between them, so that ultrasonic transmission can be performed efficiently. it can.

【0078】なお、本実施の形態では角柱状に形成され
た複数の圧電素子が樹脂によって所定間隔毎に固定され
て形成された複合圧電振動子を備えた超音波探触子を例
にとって説明を行ったが、勿論これに限定されるもので
はなく、超音波探触子に、例えば、円柱状や短冊状の圧
電素子を樹脂によって所定間隔毎に固定して形成した複
合圧電振動子を用いてもよい。
In the present embodiment, an explanation will be given by taking as an example an ultrasonic probe provided with a composite piezoelectric vibrator formed by fixing a plurality of prism-shaped piezoelectric elements at predetermined intervals with a resin. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this. For the ultrasonic probe, for example, a composite piezoelectric vibrator formed by fixing cylindrical or strip-shaped piezoelectric elements at predetermined intervals with a resin is used. Is also good.

【0079】ここで、他の複合圧電振動子の一例を図
9,図10を参照して説明すると、この複合圧電振動子
122は、短冊状に形成された複数の圧電素子120が
樹脂121によって所定間隔毎に固定され、両面が研磨
された後、例えばスパッタリング法によって、表面電極
123a、裏面電極123bが設けられている。この複
合圧電振動子122の音響放射面側に設けられる整合層
124は、駆動中心周波数の4分の1厚みに形成され、
例えばエポキシ接着剤によって前記表面電極123a側
に接着固定されるもので、外周の一部に切欠部126が
設けられているとともに、複合圧電振動子122に重ね
合わせた時に樹脂121に対応する部位に貫通孔125
が複数設けられている。
Here, an example of another composite piezoelectric vibrator will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In this composite piezoelectric vibrator 122, a plurality of strip-shaped piezoelectric elements 120 are formed of a resin 121. After being fixed at predetermined intervals and polished on both sides, a front surface electrode 123a and a back surface electrode 123b are provided by, for example, a sputtering method. The matching layer 124 provided on the acoustic radiation surface side of the composite piezoelectric vibrator 122 is formed to have a thickness of a quarter of the driving center frequency.
For example, it is bonded and fixed to the surface electrode 123a side with an epoxy adhesive. A notch 126 is provided in a part of the outer periphery, and a portion corresponding to the resin 121 when overlapping with the composite piezoelectric vibrator 122 is provided. Through hole 125
Are provided.

【0080】また、本実施の形態では、整合層の貫通孔
を複合圧電振動子の樹脂部に設けるようにしたが、LI
GAプロセス等で製作されるような圧電素子部が微小
(例えば、20〜100μm)でその周囲の樹脂部もま
た微小な(例えば、10〜100μm)な複合圧電振動
子をもちいる場合には、整合層に設けられる貫通孔を樹
脂部に対応する部位に設けることは困難なので、超音波
特性を乱さない程度の微小な貫通孔を疎に設けることが
好ましい(例えば10μm程度の貫通孔を1〜3mm間
隔で設ける)。
Further, in this embodiment, the through-hole of the matching layer is provided in the resin portion of the composite piezoelectric vibrator.
In the case where the piezoelectric element portion manufactured by the GA process or the like is a minute (eg, 20 to 100 μm) and the surrounding resin portion also uses a minute (eg, 10 to 100 μm) composite piezoelectric vibrator, Since it is difficult to provide a through-hole provided in the matching layer at a portion corresponding to the resin portion, it is preferable to sparsely provide a small through-hole that does not disturb the ultrasonic characteristics (for example, a through-hole of about 10 μm is Provided at 3 mm intervals).

【0081】更に、本実施の形態では、整合層を1層と
したが、これに限られるわけではなく複数層設けること
も可能である。この場合、それぞれの整合層に、複合圧
電素子の樹脂部にそれぞれの貫通孔が位置するように接
着すれば、圧電振動子の有効面から超音波放射側をみた
場合に十分な整合層有効面積を確保することができる。
Further, in the present embodiment, one matching layer is used. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of layers can be provided. In this case, if each through-hole is adhered to each matching layer so that each through-hole is located in the resin portion of the composite piezoelectric element, a sufficient matching layer effective area is obtained when the ultrasonic wave emitting side is viewed from the effective surface of the piezoelectric vibrator. Can be secured.

【0082】また、本実施の形態では、複合圧電素子を
凹面とすることにより超音波を収束させているが、複合
圧電振動子を平面に配置し第1の実施の形態と同様音響
レンズを整合層前面に設けてもよい。
Further, in the present embodiment, the ultrasonic wave is converged by making the composite piezoelectric element a concave surface, but the composite piezoelectric vibrator is arranged on a plane and the acoustic lens is aligned in the same manner as in the first embodiment. It may be provided on the front side of the layer.

【0083】本発明は整合層として余剰接着剤及び空気
(気泡)を圧電振動子と整合層の接着面から除くため、
貫通孔を備えた薄板もしくはフィルムを用いて整合層を
形成したことにあり、圧電振動子の材質や形状、整合層
及び音響レンズの材質や形状、超音波探触子の構造や製
法手順等は上述のものに限定されるものではないことは
勿論である。例えば、アレイ振動子にも適用することが
できる。
The present invention removes excess adhesive and air (bubbles) as a matching layer from the bonding surface between the piezoelectric vibrator and the matching layer.
Because the matching layer was formed using a thin plate or film with through holes, the material and shape of the piezoelectric vibrator, the materials and shapes of the matching layer and the acoustic lens, the structure and manufacturing procedure of the ultrasonic probe, etc. Of course, it is not limited to the above. For example, the present invention can be applied to an array transducer.

【0084】[付記](付記1) 圧電振動子の前面
に、少なくとも1層のフィルム状或いは薄板状の整合層
を接着剤を介して積層し、さらに前記整合層の前面に音
響レンズを設けた超音波探触子において、前記圧電振動
子に複数の貫通孔を設けるとともに、前記整合層に複数
の貫通孔を設け、これら貫通孔の穿設位置を、圧電振動
子に設けた貫通孔と整合層に設けた貫通孔のうち少なく
とも一部が互いに連通する位置に設定したことを特徴と
する超音波探触子。
[Supplementary Note] (Supplementary Note 1) At least one film-like or thin plate-like matching layer was laminated on the front surface of the piezoelectric vibrator via an adhesive, and an acoustic lens was provided on the front surface of the matching layer. In the ultrasonic probe, a plurality of through holes are provided in the piezoelectric vibrator, and a plurality of through holes are provided in the matching layer, and the positions of these through holes are aligned with the through holes provided in the piezoelectric vibrator. An ultrasonic probe, wherein at least a part of the through holes provided in the layer is set at a position communicating with each other.

【0085】(付記2) 前記整合層に設けた貫通孔
は、前記圧電振動子に設けた貫通孔よりも小径な貫通孔
であることを特徴とする付記1に記載の超音波探触子。
(Supplementary Note 2) The ultrasonic probe according to Supplementary Note 1, wherein the through-hole provided in the matching layer is a through-hole smaller in diameter than the through-hole provided in the piezoelectric vibrator.

【0086】すなわち、前記付記1,2に記載の超音波
探触子は、前記音響レンズを前記整合層の前面に接着す
る際、余剰な接着剤や気泡を圧電振動子と整合層に設け
られた貫通孔に流し込むことにより、前記整合層と前記
音響レンズとの間に空気の層を介在させることなく接着
層を薄く形成することができる。従って、ポリメチルペ
ンテン、ポリアミドエラストマー等の超音波伝播減衰の
小さい材料で成型した音響レンズを接着する際にも、空
気等を介在させることなく整合層上に音響レンズを接着
することができ超音波探触子の感度を向上させることが
できる。
That is, in the ultrasonic probe according to the above-mentioned appendices 1 and 2, when the acoustic lens is bonded to the front surface of the matching layer, excess adhesive or air bubbles are provided on the piezoelectric vibrator and the matching layer. The adhesive layer can be formed thin without flowing an air layer between the matching layer and the acoustic lens. Therefore, even when bonding an acoustic lens formed of a material having low attenuation of ultrasonic wave propagation such as polymethylpentene or polyamide elastomer, the acoustic lens can be bonded onto the matching layer without intervening air or the like. The sensitivity of the probe can be improved.

【0087】(付記3) 圧電微少振動子部と樹脂部と
を有する複合圧電振動子の超音波放射面に、少なくとも
1層のフィルム状或いは薄板状の整合層を接着剤を介し
て積層した超音波探触子において、前記整合層に、前記
複合圧電振動子の樹脂部の位置に対応する、複数の貫通
孔を設けたことを特徴とする超音波探触子。
(Supplementary Note 3) At least one film-like or thin-plate matching layer is laminated on the ultrasonic wave emitting surface of a composite piezoelectric vibrator having a piezoelectric micro vibrator portion and a resin portion via an adhesive. An ultrasonic probe, wherein a plurality of through holes are provided in the matching layer at positions corresponding to resin portions of the composite piezoelectric vibrator.

【0088】すなわち、前記付記3に記載の超音波探触
子は、前記整合層に設けた貫通孔が超音波特性に影響を
及ぼすことなく、前記貫通孔を介して前記複合圧電振動
子と前記整合層との間の余剰な接着剤や気泡を除去する
ことができる。
That is, the ultrasonic probe according to the appendix 3 is characterized in that the through hole provided in the matching layer does not affect the ultrasonic characteristics, and the composite piezoelectric vibrator and the composite piezoelectric vibrator pass through the through hole. Excess adhesive and bubbles between the matching layer and the matching layer can be removed.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動子との間に気泡等を介在させることなく、所望の厚み
で均一な整合層を歩留まりよく振動子に設けることので
きる超音波探触子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic wave in which a uniform matching layer having a desired thickness and a uniform matching layer can be provided on a vibrator with good yield without intervening bubbles or the like between the vibrator and the vibrator. A probe can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1乃至図4は本発明の第1の実施の形態に係
わり、図1は超音波探触子の要部を示す断面図
FIGS. 1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an ultrasonic probe.

【図2】第1の整合層の接着工程を示す説明図FIG. 2 is an explanatory view showing a bonding step of a first matching layer.

【図3】超音波探触子の構成部材の一部を示す分解斜視
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of components of the ultrasonic probe.

【図4】第2の整合層及び音響レンズの接着工程を示す
説明図
FIG. 4 is an explanatory view showing a bonding step of a second matching layer and an acoustic lens.

【図5】図5乃至図10は本発明の第2の実施の形態に
係わり、図5は超音波探触子の断面図
5 to 10 relate to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe.

【図6】超音波探触子の正面図FIG. 6 is a front view of the ultrasonic probe.

【図7】整合層を備えた複合圧電振動子の正面図FIG. 7 is a front view of a composite piezoelectric vibrator provided with a matching layer.

【図8】図7の断面図FIG. 8 is a sectional view of FIG. 7;

【図9】整合層を備えた他の複合圧電振動子の正面図FIG. 9 is a front view of another composite piezoelectric vibrator provided with a matching layer.

【図10】図9の断面図FIG. 10 is a sectional view of FIG. 9;

【図11】従来の超音波探触子を示す断面図FIG. 11 is a sectional view showing a conventional ultrasonic probe.

【図12】図11のA−A’断面図FIG. 12 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 … 圧電振動子 3 … 貫通孔 4 … 第1の整合層 5 … 貫通孔 12 … 第2の整合層 13 … 貫通孔 102 … 複合圧電振動子 104 … 整合層 105 … 貫通孔 122 … 複合圧電振動子 124 … 整合層 125 … 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric vibrator 3 ... Through-hole 4 ... First matching layer 5 ... Through-hole 12 ... Second matching layer 13 ... Through-hole 102 ... Composite piezoelectric vibrator 104 ... Matching layer 105 ... Through-hole 122 ... Composite piezoelectric vibration Child 124… Matching layer 125… Through-hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動子の超音波放射側に、少なくとも1
層のフィルム状或いは薄板状の整合層を接着剤を介して
積層した超音波探触子において、 前記整合層に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする超
音波探触子。
1. An ultrasonic transducer, comprising:
An ultrasonic probe comprising a plurality of film-like or thin plate-like matching layers laminated via an adhesive, wherein a plurality of through holes are provided in the matching layer.
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