JP2000253496A - アレイ型超音波トランスデューサおよびその製造方法 - Google Patents
アレイ型超音波トランスデューサおよびその製造方法Info
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- JP2000253496A JP2000253496A JP11055740A JP5574099A JP2000253496A JP 2000253496 A JP2000253496 A JP 2000253496A JP 11055740 A JP11055740 A JP 11055740A JP 5574099 A JP5574099 A JP 5574099A JP 2000253496 A JP2000253496 A JP 2000253496A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アレイ型超音波トランスデューサの音響特性
を悪化させることなく機械的強度を向上させる。 【解決手段】 多数の振動素子４が溝１０を挟んで配列
されているアレイ型超音波トランスデューサ１００であ
って、前記溝１０の中央の１箇所のみに接着剤５が注入
されている。 【効果】 溝全体に接着剤が充填されるのではなく、溝
の中央の１箇所のみに接着剤が注入されているため、振
動素子４間の音響的分離度が上がり、接着剤に起因する
音響特性の悪化が抑制される。
を悪化させることなく機械的強度を向上させる。 【解決手段】 多数の振動素子４が溝１０を挟んで配列
されているアレイ型超音波トランスデューサ１００であ
って、前記溝１０の中央の１箇所のみに接着剤５が注入
されている。 【効果】 溝全体に接着剤が充填されるのではなく、溝
の中央の１箇所のみに接着剤が注入されているため、振
動素子４間の音響的分離度が上がり、接着剤に起因する
音響特性の悪化が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ型超音波ト
ランスデューサの製造方法およびアレイ型超音波トラン
スデューサに関し、さらに詳しくは、アレイ型超音波ト
ランスデューサの圧電素子の音響特性を悪化させること
なく当該アレイ型超音波トランスデューサの機械的な強
度を向上できるアレイ型超音波トランスデューサの製造
方法およびアレイ型超音波トランスデューサに関する。
ランスデューサの製造方法およびアレイ型超音波トラン
スデューサに関し、さらに詳しくは、アレイ型超音波ト
ランスデューサの圧電素子の音響特性を悪化させること
なく当該アレイ型超音波トランスデューサの機械的な強
度を向上できるアレイ型超音波トランスデューサの製造
方法およびアレイ型超音波トランスデューサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来のアレイ型超音波トラン
スデューサの一例の斜視図である。このアレイ型超音波
トランスデューサ５００は、例えば天然ゴムのバッキン
グ材１と、そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数
配列された振動素子４とを具備している。前記振動素子
４は、例えばＰＺＴセラミックスの圧電素子２と、例え
ばガラスの第１音響整合層３ａと、例えばポリアリレー
トの第２音響整合層３ｂとを積層して構成されている。
また、前記溝１０には、例えばエポキシ樹脂の接着剤５
５が充填されている。なお、前記振動素子４の上に音響
レンズを積層するが、ここでは省略する。
スデューサの一例の斜視図である。このアレイ型超音波
トランスデューサ５００は、例えば天然ゴムのバッキン
グ材１と、そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数
配列された振動素子４とを具備している。前記振動素子
４は、例えばＰＺＴセラミックスの圧電素子２と、例え
ばガラスの第１音響整合層３ａと、例えばポリアリレー
トの第２音響整合層３ｂとを積層して構成されている。
また、前記溝１０には、例えばエポキシ樹脂の接着剤５
５が充填されている。なお、前記振動素子４の上に音響
レンズを積層するが、ここでは省略する。
【０００３】図１１は、上記アレイ型トランスデューサ
５００の製造方法を示す説明図である。まず、図１１の
（ａ）に示すように、バッキング材１と、圧電材料板２
ｓと、第１整合材料板３ａｓと、第２整合材料板３ｂｓ
とを積層接着する。次に、図１１の（ｂ）に示すよう
に、第２整合材料板３ｂｓ側（バッキング材１に対して
圧電材料板２ｓ側から所定ピッチ毎にダイシングで切り
込んで溝１０を入れて、振動素子４を形成する。次に、
図１１の（ｃ）に示すように、前記溝１０に接着剤５５
を充填する。
５００の製造方法を示す説明図である。まず、図１１の
（ａ）に示すように、バッキング材１と、圧電材料板２
ｓと、第１整合材料板３ａｓと、第２整合材料板３ｂｓ
とを積層接着する。次に、図１１の（ｂ）に示すよう
に、第２整合材料板３ｂｓ側（バッキング材１に対して
圧電材料板２ｓ側から所定ピッチ毎にダイシングで切り
込んで溝１０を入れて、振動素子４を形成する。次に、
図１１の（ｃ）に示すように、前記溝１０に接着剤５５
を充填する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のアレイ型超
音波トランスデューサ５００では、機械的強度を高める
ため、比較的硬度の高い接着剤５５を前記溝１０に充填
している。しかし、隣接する振動素子４が比較的硬度の
高い接着剤５５で結合される結果、圧電素子４間の音響
的分離度が悪化し、周波数帯域の減少、リングダウンの
悪化、ビームパタンの悪化などの悪影響が現れる問題点
がある。上記悪影響を軽減するため、比較的弾性のある
（剛性の低い）接着剤を使用し、音響的分離度を上げる
ことが考えられるが、その場合、機械的強度が低くなる
問題点がある。また、接着剤に中空微粒子を混ぜて実質
的な密度を低下させ、音響的分離度を上げることが考え
られるが、その場合、中空微粒子を接着剤に均一に混ぜ
て溝１０に均一に充填することが難しく、振動素子の音
響特性が不均一になりやすい問題点がある。そこで、本
発明の目的は、アレイ型超音波トランスデューサの圧電
素子の音響特性を悪化させることなく当該アレイ型超音
波トランスデューサの機械的な強度を向上できるアレイ
型超音波トランスデューサの製造方法およびアレイ型超
音波トランスデューサを提供することにある。
音波トランスデューサ５００では、機械的強度を高める
ため、比較的硬度の高い接着剤５５を前記溝１０に充填
している。しかし、隣接する振動素子４が比較的硬度の
高い接着剤５５で結合される結果、圧電素子４間の音響
的分離度が悪化し、周波数帯域の減少、リングダウンの
悪化、ビームパタンの悪化などの悪影響が現れる問題点
がある。上記悪影響を軽減するため、比較的弾性のある
（剛性の低い）接着剤を使用し、音響的分離度を上げる
ことが考えられるが、その場合、機械的強度が低くなる
問題点がある。また、接着剤に中空微粒子を混ぜて実質
的な密度を低下させ、音響的分離度を上げることが考え
られるが、その場合、中空微粒子を接着剤に均一に混ぜ
て溝１０に均一に充填することが難しく、振動素子の音
響特性が不均一になりやすい問題点がある。そこで、本
発明の目的は、アレイ型超音波トランスデューサの圧電
素子の音響特性を悪化させることなく当該アレイ型超音
波トランスデューサの機械的な強度を向上できるアレイ
型超音波トランスデューサの製造方法およびアレイ型超
音波トランスデューサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、多数の振動素子が溝を挟んで配列されているアレイ
型超音波トランスデューサであって、前記溝の中央の１
箇所のみに接着剤が注入されているか若しくは前記溝の
中央を含む複数箇所に間隔を空けて接着剤が注入されて
いることを特徴とするアレイ型超音波トランスデューサ
を提供する。上記第１の観点によるアレイ型超音波トラ
ンスデューサでは、溝全体に接着剤が充填されるのでは
なく、溝の中央の１箇所のみ若しくは溝の中央を含む複
数箇所に間隔を空けて接着剤が注入されている。このた
め、振動素子間の結合が比較的弱くなり、音響的分離度
が上がり、接着剤に起因する音響特性の悪化が抑制され
る。一方、機械的強度の低下は無視できる。すなわち、
診断時に被検体に超音波探触子を当てたときに音響レン
ズを介して外力が振動素子に加わるが、音響レンズの形
状のため、外力は振動素子の端部より中央に集中する。
さらに、圧電素子の端部は信号取り出し部もしくは接着
による補強がなされているため、振動素子の端部は中央
よりも機械的強度が高い。従って、溝の中央の１箇所の
みに接着剤が注入されているだけでも、十分な機械的強
度が得られる。なお、溝の中央を含む複数箇所に間隔を
空けて接着剤が注入されている場合は、溝の中央の１箇
所のみに接着剤が注入されている場合と従来の中間的な
特性が得られる。
は、多数の振動素子が溝を挟んで配列されているアレイ
型超音波トランスデューサであって、前記溝の中央の１
箇所のみに接着剤が注入されているか若しくは前記溝の
中央を含む複数箇所に間隔を空けて接着剤が注入されて
いることを特徴とするアレイ型超音波トランスデューサ
を提供する。上記第１の観点によるアレイ型超音波トラ
ンスデューサでは、溝全体に接着剤が充填されるのでは
なく、溝の中央の１箇所のみ若しくは溝の中央を含む複
数箇所に間隔を空けて接着剤が注入されている。このた
め、振動素子間の結合が比較的弱くなり、音響的分離度
が上がり、接着剤に起因する音響特性の悪化が抑制され
る。一方、機械的強度の低下は無視できる。すなわち、
診断時に被検体に超音波探触子を当てたときに音響レン
ズを介して外力が振動素子に加わるが、音響レンズの形
状のため、外力は振動素子の端部より中央に集中する。
さらに、圧電素子の端部は信号取り出し部もしくは接着
による補強がなされているため、振動素子の端部は中央
よりも機械的強度が高い。従って、溝の中央の１箇所の
みに接着剤が注入されているだけでも、十分な機械的強
度が得られる。なお、溝の中央を含む複数箇所に間隔を
空けて接着剤が注入されている場合は、溝の中央の１箇
所のみに接着剤が注入されている場合と従来の中間的な
特性が得られる。
【０００６】第２の観点では、本発明は、上記第１の観
点のアレイ型超音波トランスデューサにおいて、前記接
着剤よりも比較的弾性のある弾性接着剤が、前記接着剤
が注入されていない空間に充填されていることを特徴と
するアレイ型超音波トランスデューサを提供する。上記
第２の観点によるアレイ型超音波トランスデューサで
は、溝の中央の１箇所のみ若しくは溝の中央を含む複数
箇所に間隔を空けて硬度の高い接着剤が注入され、硬度
の高い接着剤が注入されていない空間には比較的弾性の
ある弾性接着剤が充填されている。このため、溝全体に
硬度の高い接着剤が充填される場合に較べて振動素子間
の結合が比較的弱くなり、音響的分離度が上がり、接着
剤に起因する音響特性の悪化が抑制される。一方、機械
的強度の低下は無視できる。すなわち、診断時に被検体
に超音波探触子を当てたときに音響レンズを介して外力
が振動素子に加わるが、音響レンズの形状のため、外力
は振動素子の端部より中央に集中する。さらに、圧電素
子の端部は信号取り出し部もしくは接着による補強がな
されているため、振動素子の端部は中央よりも機械的強
度が高い。従って、中央の１箇所のみに硬度の高い接着
剤が注入され且つ空間に弾性接着剤が充填されているだ
けでも、十分な機械的強度が得られる。なお、溝の中央
を含む複数箇所に間隔を空けて接着剤が注入され且つ空
間に弾性接着剤が充填されている場合は、溝の中央の１
箇所のみに接着剤が注入され且つ空間に弾性接着剤が充
填されている場合と従来の中間的な特性が得られる。
点のアレイ型超音波トランスデューサにおいて、前記接
着剤よりも比較的弾性のある弾性接着剤が、前記接着剤
が注入されていない空間に充填されていることを特徴と
するアレイ型超音波トランスデューサを提供する。上記
第２の観点によるアレイ型超音波トランスデューサで
は、溝の中央の１箇所のみ若しくは溝の中央を含む複数
箇所に間隔を空けて硬度の高い接着剤が注入され、硬度
の高い接着剤が注入されていない空間には比較的弾性の
ある弾性接着剤が充填されている。このため、溝全体に
硬度の高い接着剤が充填される場合に較べて振動素子間
の結合が比較的弱くなり、音響的分離度が上がり、接着
剤に起因する音響特性の悪化が抑制される。一方、機械
的強度の低下は無視できる。すなわち、診断時に被検体
に超音波探触子を当てたときに音響レンズを介して外力
が振動素子に加わるが、音響レンズの形状のため、外力
は振動素子の端部より中央に集中する。さらに、圧電素
子の端部は信号取り出し部もしくは接着による補強がな
されているため、振動素子の端部は中央よりも機械的強
度が高い。従って、中央の１箇所のみに硬度の高い接着
剤が注入され且つ空間に弾性接着剤が充填されているだ
けでも、十分な機械的強度が得られる。なお、溝の中央
を含む複数箇所に間隔を空けて接着剤が注入され且つ空
間に弾性接着剤が充填されている場合は、溝の中央の１
箇所のみに接着剤が注入され且つ空間に弾性接着剤が充
填されている場合と従来の中間的な特性が得られる。
【０００７】第３の観点では、本発明は、上記第１の観
点のアレイ型超音波トランスデューサの製造方法であっ
て、圧電材料板とバッキング材とを積層し、圧電材料板
側から切り込みを所定ピッチ毎に入れて多数の振動素子
を形成し、前記切り込みの中央の１箇所のみに接着剤を
注入するか若しくは前記溝の中央を含む複数箇所に間隔
を空けて接着剤を注入することを特徴とするアレイ型超
音波トランスデューサの製造方法を提供する。なお、好
ましくは、前記切り込みの中央を除いてマスキングテー
プを貼り、中央の１箇所のみに接着剤を注入する。若し
くは、前記溝の中央を含む複数箇所を除いてマスキング
テープを貼り、それら複数箇所に接着剤を注入する。ま
た、前記切り込みの中央に隙間が空くようにマスキング
ブロックを嵌め、中央の隙間の１箇所のみに接着剤を注
入する。若しくは、前記溝の中央を含む複数箇所に隙間
が空くようにマスキングブロックを嵌め、それら複数箇
所に接着剤を注入する。上記第３の観点によるアレイ型
超音波トランスデューサの製造方法では、上記第１の観
点によるアレイ型超音波トランスデューサを好適に製造
できる。
点のアレイ型超音波トランスデューサの製造方法であっ
て、圧電材料板とバッキング材とを積層し、圧電材料板
側から切り込みを所定ピッチ毎に入れて多数の振動素子
を形成し、前記切り込みの中央の１箇所のみに接着剤を
注入するか若しくは前記溝の中央を含む複数箇所に間隔
を空けて接着剤を注入することを特徴とするアレイ型超
音波トランスデューサの製造方法を提供する。なお、好
ましくは、前記切り込みの中央を除いてマスキングテー
プを貼り、中央の１箇所のみに接着剤を注入する。若し
くは、前記溝の中央を含む複数箇所を除いてマスキング
テープを貼り、それら複数箇所に接着剤を注入する。ま
た、前記切り込みの中央に隙間が空くようにマスキング
ブロックを嵌め、中央の隙間の１箇所のみに接着剤を注
入する。若しくは、前記溝の中央を含む複数箇所に隙間
が空くようにマスキングブロックを嵌め、それら複数箇
所に接着剤を注入する。上記第３の観点によるアレイ型
超音波トランスデューサの製造方法では、上記第１の観
点によるアレイ型超音波トランスデューサを好適に製造
できる。
【０００８】第４の観点では、本発明は、上記第２の観
点のアレイ型超音波トランスデューサの製造方法であっ
て、圧電材料板とバッキング材とを積層し、圧電材料板
側から切り込みを所定ピッチ毎に入れて多数の振動素子
を形成し、前記切り込みの中央の１箇所のみに接着剤を
注入するか若しくは前記溝の中央を含む複数箇所に間隔
を空けて接着剤を注入し、前記接着剤よりも比較的弾性
のある弾性接着剤を、前記接着剤を注入していない空間
に充填することを特徴とするアレイ型超音波トランスデ
ューサの製造方法を提供する。なお、好ましくは、前記
切り込みの中央を除いてマスキングテープを貼り、中央
の１箇所のみに接着剤を注入する。若しくは、前記溝の
中央を含む複数箇所を除いてマスキングテープを貼り、
それら複数箇所に接着剤を注入する。また、前記切り込
みの中央に隙間が空くようにマスキングブロックを嵌
め、中央の隙間の１箇所のみに接着剤を注入する。若し
くは、前記溝の中央を含む複数箇所に隙間が空くように
マスキングブロックを嵌め、それら複数箇所に接着剤を
注入する。そして、注入した接着剤が硬化後、接着剤を
注入していない空間に接着剤よりも比較的弾性のある弾
性接着剤を充填する。上記第４の観点によるアレイ型超
音波トランスデューサの製造方法では、上記第２の観点
によるアレイ型超音波トランスデューサを好適に製造で
きる。
点のアレイ型超音波トランスデューサの製造方法であっ
て、圧電材料板とバッキング材とを積層し、圧電材料板
側から切り込みを所定ピッチ毎に入れて多数の振動素子
を形成し、前記切り込みの中央の１箇所のみに接着剤を
注入するか若しくは前記溝の中央を含む複数箇所に間隔
を空けて接着剤を注入し、前記接着剤よりも比較的弾性
のある弾性接着剤を、前記接着剤を注入していない空間
に充填することを特徴とするアレイ型超音波トランスデ
ューサの製造方法を提供する。なお、好ましくは、前記
切り込みの中央を除いてマスキングテープを貼り、中央
の１箇所のみに接着剤を注入する。若しくは、前記溝の
中央を含む複数箇所を除いてマスキングテープを貼り、
それら複数箇所に接着剤を注入する。また、前記切り込
みの中央に隙間が空くようにマスキングブロックを嵌
め、中央の隙間の１箇所のみに接着剤を注入する。若し
くは、前記溝の中央を含む複数箇所に隙間が空くように
マスキングブロックを嵌め、それら複数箇所に接着剤を
注入する。そして、注入した接着剤が硬化後、接着剤を
注入していない空間に接着剤よりも比較的弾性のある弾
性接着剤を充填する。上記第４の観点によるアレイ型超
音波トランスデューサの製造方法では、上記第２の観点
によるアレイ型超音波トランスデューサを好適に製造で
きる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。
【００１０】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの斜視図である。このアレイ型超音
波トランスデューサ１００は、例えば天然ゴムのバッキ
ング材１と、そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多
数配列された振動素子４とを具備している。前記振動素
子４は、例えばＰＺＴセラミックスの圧電素子２と、例
えばガラスの第１音響整合層３ａと、例えばポリアリレ
ートの第２音響整合層３ｂとを積層して構成されてい
る。また、前記溝１０には、その中央の１箇所のみに例
えばエポキシ樹脂の接着剤５が注入されている。なお、
前記振動素子４の上に音響レンズを積層するが、ここで
は省略する。
波トランスデューサの斜視図である。このアレイ型超音
波トランスデューサ１００は、例えば天然ゴムのバッキ
ング材１と、そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多
数配列された振動素子４とを具備している。前記振動素
子４は、例えばＰＺＴセラミックスの圧電素子２と、例
えばガラスの第１音響整合層３ａと、例えばポリアリレ
ートの第２音響整合層３ｂとを積層して構成されてい
る。また、前記溝１０には、その中央の１箇所のみに例
えばエポキシ樹脂の接着剤５が注入されている。なお、
前記振動素子４の上に音響レンズを積層するが、ここで
は省略する。
【００１１】前記バッキング材１は、天然ゴム，フェラ
イトゴム，エポキシ樹脂に酸化タングステンや酸化チタ
ンの粉末を入れてプレス成形したものなどの高減衰材
料、または、塩化ビニル，ポリビニルブチラール（ＰＵ
Ｂ），ＡＢＳ樹脂，ポリウレタン（ＰＵＲ），ポリビニ
ルアルコール（ＰＵＡＬ），ポリエチレン（ＰＥ），ポ
リプロピレン（ＰＰ），ポリアセタール（ＰＯＭ），ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴＰ），フッ素樹脂
（ＰＴＦＥ），ポリエチレングリコール，ポリエチレン
テレフタレート−ポリエチレングリコール共重合体など
の熱可塑性樹脂から構成される。バッキング材１の厚さ
は、１〜２０ｍｍである。
イトゴム，エポキシ樹脂に酸化タングステンや酸化チタ
ンの粉末を入れてプレス成形したものなどの高減衰材
料、または、塩化ビニル，ポリビニルブチラール（ＰＵ
Ｂ），ＡＢＳ樹脂，ポリウレタン（ＰＵＲ），ポリビニ
ルアルコール（ＰＵＡＬ），ポリエチレン（ＰＥ），ポ
リプロピレン（ＰＰ），ポリアセタール（ＰＯＭ），ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴＰ），フッ素樹脂
（ＰＴＦＥ），ポリエチレングリコール，ポリエチレン
テレフタレート−ポリエチレングリコール共重合体など
の熱可塑性樹脂から構成される。バッキング材１の厚さ
は、１〜２０ｍｍである。
【００１２】前記圧電素子２は、ＰＺＴセラミックスの
ような圧電セラミックス、または、ポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）などの圧電高分Ｃ子、または、水晶、ロ
ッシェル塩などから構成される。圧電材料板２ｓの厚さ
は、３００〜５００μｍである。
ような圧電セラミックス、または、ポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）などの圧電高分Ｃ子、または、水晶、ロ
ッシェル塩などから構成される。圧電材料板２ｓの厚さ
は、３００〜５００μｍである。
【００１３】前記音響整合層３は、ガラス、コッパーグ
ラファイト、エポキシ樹脂、溶融石英などから構成され
厚さは２００μｍ程度の第１整合材料板３ａｓで形成さ
れた第１音響整合層３ａと、ポリアリレートフィルムな
どから構成され厚さは１５０μｍ程度の第２整合材料板
３ｂｓで形成された第２音響整合層３ｂとで構成され
る。
ラファイト、エポキシ樹脂、溶融石英などから構成され
厚さは２００μｍ程度の第１整合材料板３ａｓで形成さ
れた第１音響整合層３ａと、ポリアリレートフィルムな
どから構成され厚さは１５０μｍ程度の第２整合材料板
３ｂｓで形成された第２音響整合層３ｂとで構成され
る。
【００１４】前記溝１０の幅は、０.１〜０.０１ｍｍで
ある。深さは、バッキング材１に１ｍｍ程度切れ込む位
である。
ある。深さは、バッキング材１に１ｍｍ程度切れ込む位
である。
【００１５】前記接着剤５は、ショアーＤ硬度８０程度
の熱硬化性接着剤（例えばエポキシ樹脂）や熱可塑性接
着剤（例えばアクリル樹脂）、あるいは、ロックウェル
Ｍ硬度８０程度の熱可塑性接着剤（例えばシアノアクリ
レート）である。
の熱硬化性接着剤（例えばエポキシ樹脂）や熱可塑性接
着剤（例えばアクリル樹脂）、あるいは、ロックウェル
Ｍ硬度８０程度の熱可塑性接着剤（例えばシアノアクリ
レート）である。
【００１６】図２〜図４は、上記アレイ型トランスデュ
ーサ１００の製造方法を示す説明図である。まず、図２
の（ａ）に示すように、バッキング材１と、圧電材料板
２ｓと、第１整合材料板３ａｓと、第２整合材料板３ｂ
ｓとを積層接着する。次に、図２の（ｂ）に示すよう
に、第２整合材料板３ｂｓ側（バッキング材１に対して
圧電材料板２ｓ側から所定ピッチ毎にダイシングで切り
込んで溝１０を入れて、振動素子４を形成する。次に、
図３に示すように、振動素子４の端部に例えばテフロン
の難接着性のマスキングテープ６を貼り付け、溝１０の
中央のみを開口させる。前記開口の幅は、前記振動素子
４の長さの例えば１０％以下とする。次に、図４の
（ａ）（ｂ）に示すように、溝１０の中央の開口から例
えばディスペンサ（dispenser）で接着剤を注入する。
最後に、マスキングテープ６を除去すればよい。
ーサ１００の製造方法を示す説明図である。まず、図２
の（ａ）に示すように、バッキング材１と、圧電材料板
２ｓと、第１整合材料板３ａｓと、第２整合材料板３ｂ
ｓとを積層接着する。次に、図２の（ｂ）に示すよう
に、第２整合材料板３ｂｓ側（バッキング材１に対して
圧電材料板２ｓ側から所定ピッチ毎にダイシングで切り
込んで溝１０を入れて、振動素子４を形成する。次に、
図３に示すように、振動素子４の端部に例えばテフロン
の難接着性のマスキングテープ６を貼り付け、溝１０の
中央のみを開口させる。前記開口の幅は、前記振動素子
４の長さの例えば１０％以下とする。次に、図４の
（ａ）（ｂ）に示すように、溝１０の中央の開口から例
えばディスペンサ（dispenser）で接着剤を注入する。
最後に、マスキングテープ６を除去すればよい。
【００１７】以上のアレイ型超音波トランスデューサ１
００によれば、振動素子４間の溝１０の中央のみに接着
剤５を注入するので、音響特性を悪化させることなく、
機械的強度を向上させることが出来る。
００によれば、振動素子４間の溝１０の中央のみに接着
剤５を注入するので、音響特性を悪化させることなく、
機械的強度を向上させることが出来る。
【００１８】−第２の実施形態− 本発明の第２の実施形態は、前記マスキングテープ６の
代わりに、マスキングブロックを用いるアレイ型超音波
トランスデューサの製造方法である。すなわち、図５に
示すように、溝１０の両端に、くしの歯形状のマスキン
グブロック２７を嵌める（溝１０の中央には空間を空け
る）。次に、図６に示すように、溝１０の中央の開口に
接着剤５を注入する。最後に、マスキングブロック２７
を除去すればよい。
代わりに、マスキングブロックを用いるアレイ型超音波
トランスデューサの製造方法である。すなわち、図５に
示すように、溝１０の両端に、くしの歯形状のマスキン
グブロック２７を嵌める（溝１０の中央には空間を空け
る）。次に、図６に示すように、溝１０の中央の開口に
接着剤５を注入する。最後に、マスキングブロック２７
を除去すればよい。
【００１９】−第３の実施形態− 図７は、本発明の第３の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの要部斜視図である。このアレイ型
超音波トランスデューサ２００は、バッキング材１と、
そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数配列された
振動素子４とを具備している。前記振動素子４は、圧電
素子２と、第１音響整合層３ａと、第２音響整合層３ｂ
とを積層して構成されている。また、前記溝１０には、
その中央の１箇所を含む３箇所に間隔を空けて接着剤５
が注入されている。なお、前記振動素子４の上に音響レ
ンズを積層するが、ここでは省略する。
波トランスデューサの要部斜視図である。このアレイ型
超音波トランスデューサ２００は、バッキング材１と、
そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数配列された
振動素子４とを具備している。前記振動素子４は、圧電
素子２と、第１音響整合層３ａと、第２音響整合層３ｂ
とを積層して構成されている。また、前記溝１０には、
その中央の１箇所を含む３箇所に間隔を空けて接着剤５
が注入されている。なお、前記振動素子４の上に音響レ
ンズを積層するが、ここでは省略する。
【００２０】上記アレイ型超音波トランスデューサ２０
０の製造方法は、前記第１の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ１００と同様である。なお、マスキン
グテープ６は、２本でなく、４本を用いればよい。
０の製造方法は、前記第１の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ１００と同様である。なお、マスキン
グテープ６は、２本でなく、４本を用いればよい。
【００２１】以上のアレイ型超音波トランスデューサ２
００によれば、振動素子４間の溝１０の複数箇所に接着
剤５を注入しているため、第１の実施形態のアレイ型超
音波トランスデューサ１００よりも機械的強度を向上さ
せることが出来る。このため、振動素子４の幅が広い場
合に有用である。
００によれば、振動素子４間の溝１０の複数箇所に接着
剤５を注入しているため、第１の実施形態のアレイ型超
音波トランスデューサ１００よりも機械的強度を向上さ
せることが出来る。このため、振動素子４の幅が広い場
合に有用である。
【００２２】−第４の実施形態− 図８は、本発明の第４の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの要部斜視図である。このアレイ型
超音波トランスデューサ３００は、バッキング材１と、
そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数配列された
振動素子４とを具備している。前記振動素子４は、圧電
素子２と、第１音響整合層３ａと、第２音響整合層３ｂ
とを積層して構成されている。また、前記溝１０には、
その中央の１箇所に接着剤５が注入され、その接着剤５
が注入された部分以外の空間には弾性接着剤１５が充填
されている。なお、前記振動素子４の上に音響レンズを
積層するが、ここでは省略する。
波トランスデューサの要部斜視図である。このアレイ型
超音波トランスデューサ３００は、バッキング材１と、
そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数配列された
振動素子４とを具備している。前記振動素子４は、圧電
素子２と、第１音響整合層３ａと、第２音響整合層３ｂ
とを積層して構成されている。また、前記溝１０には、
その中央の１箇所に接着剤５が注入され、その接着剤５
が注入された部分以外の空間には弾性接着剤１５が充填
されている。なお、前記振動素子４の上に音響レンズを
積層するが、ここでは省略する。
【００２３】前記弾性接着剤１５は、ショアーＡ硬度３
０程度のエラストマー（例えばシリコンゴム）である。
０程度のエラストマー（例えばシリコンゴム）である。
【００２４】上記アレイ型超音波トランスデューサ３０
０の製造方法は、前記第１の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ１００と同様である。なお、接着剤５
を注入し、硬化した後、マスキングテープ６を剥がし、
弾性接着剤１５を充填すればよい。あるいは逆に、中央
に１本のマスキングテープ６を貼り付けて、両端に弾性
接着剤１５を注入し、硬化した後、マスキングテープ６
を剥がし、接着剤５を注入すればよい。
０の製造方法は、前記第１の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ１００と同様である。なお、接着剤５
を注入し、硬化した後、マスキングテープ６を剥がし、
弾性接着剤１５を充填すればよい。あるいは逆に、中央
に１本のマスキングテープ６を貼り付けて、両端に弾性
接着剤１５を注入し、硬化した後、マスキングテープ６
を剥がし、接着剤５を注入すればよい。
【００２５】以上のアレイ型超音波トランスデューサ３
００によれば、振動素子４間の溝１０の中央に接着剤５
を注入すると共にその部分以外の空間に弾性接着剤１５
を充填しているため、第１の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ１００よりも機械的強度を向上させる
ことが出来る。このため、振動素子４の幅が広い場合に
有用である。
００によれば、振動素子４間の溝１０の中央に接着剤５
を注入すると共にその部分以外の空間に弾性接着剤１５
を充填しているため、第１の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ１００よりも機械的強度を向上させる
ことが出来る。このため、振動素子４の幅が広い場合に
有用である。
【００２６】−第５の実施形態− 図９は、本発明の第５の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの要部斜視図である。このアレイ型
超音波トランスデューサ４００は、バッキング材１と、
そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数配列された
振動素子４とを具備している。前記振動素子４は、圧電
素子２と、第１音響整合層３ａと、第２音響整合層３ｂ
とを積層して構成されている。また、前記溝１０には、
その中央の１箇所を含む３箇所に接着剤５が注入され、
その接着剤５が注入された部分以外の空間には弾性接着
剤１５が充填されている。なお、前記振動素子４の上に
音響レンズを積層するが、ここでは省略する。
波トランスデューサの要部斜視図である。このアレイ型
超音波トランスデューサ４００は、バッキング材１と、
そのバッキング材１上に溝１０を挟んで多数配列された
振動素子４とを具備している。前記振動素子４は、圧電
素子２と、第１音響整合層３ａと、第２音響整合層３ｂ
とを積層して構成されている。また、前記溝１０には、
その中央の１箇所を含む３箇所に接着剤５が注入され、
その接着剤５が注入された部分以外の空間には弾性接着
剤１５が充填されている。なお、前記振動素子４の上に
音響レンズを積層するが、ここでは省略する。
【００２７】上記アレイ型超音波トランスデューサ４０
０の製造方法は、前記第４の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ３００と同様である。
０の製造方法は、前記第４の実施形態のアレイ型超音波
トランスデューサ３００と同様である。
【００２８】以上のアレイ型超音波トランスデューサ４
００によれば、振動素子４間の溝１０の中央を含む複数
箇所に接着剤５を注入すると共にその部分以外の空間に
弾性接着剤１５を充填しているため、第１の実施形態の
アレイ型超音波トランスデューサ１００よりも機械的強
度を向上させることが出来る。このため、振動素子４の
幅が広い場合に有用である。
００によれば、振動素子４間の溝１０の中央を含む複数
箇所に接着剤５を注入すると共にその部分以外の空間に
弾性接着剤１５を充填しているため、第１の実施形態の
アレイ型超音波トランスデューサ１００よりも機械的強
度を向上させることが出来る。このため、振動素子４の
幅が広い場合に有用である。
【００２９】
【発明の効果】本発明のアレイ型超音波トランスデュー
サによれば、圧電素子の音響特性を悪化させることな
く、機械的な強度を向上できる。
サによれば、圧電素子の音響特性を悪化させることな
く、機械的な強度を向上できる。
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの斜視図である。
波トランスデューサの斜視図である。
【図２】図１のアレイ型超音波トランスデューサの製造
過程のうち、ダイシングまでの過程を示す断面図であ
る。
過程のうち、ダイシングまでの過程を示す断面図であ
る。
【図３】図１のアレイ型超音波トランスデューサの製造
過程のうち、マスキングテープ過程を示す斜視図であ
る。
過程のうち、マスキングテープ過程を示す斜視図であ
る。
【図４】図１のアレイ型超音波トランスデューサの製造
過程のうち、接着剤の注入過程を示す断面図である。
過程のうち、接着剤の注入過程を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの製造過程のうち、マスキングブロ
ック過程を示す斜視図である。
波トランスデューサの製造過程のうち、マスキングブロ
ック過程を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるアレイ型超音
波トランスデューサの製造過程のうち、接着剤の注入過
程を示す斜視図である。
波トランスデューサの製造過程のうち、接着剤の注入過
程を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態にかかるアレイ型トラ
ンスデューサの斜視図である。
ンスデューサの斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態にかかるアレイ型トラ
ンスデューサの斜視図である。
ンスデューサの斜視図である。
【図９】本発明の第５の実施形態にかかるアレイ型トラ
ンスデューサの斜視図である。
ンスデューサの斜視図である。
【図１０】従来のアレイ型超音波トランスデューサの一
例の斜視図である。
例の斜視図である。
【図１１】図１０のアレイ型超音波トランスデューサの
製造過程を示す断面図である。
製造過程を示す断面図である。
１００，２００，３００，４００ アレイ型超音波
トランスデューサ １ バッキング材 ２ 圧電素子 ２ｓ 圧電材料板 ３ａｓ 第１整合材料板 ３ｂｓ 第２整合材料板 ３ａ 第１音響整合層 ３ｂ 第２音響整合層 ３ 音響整合層 ４ 振動素子 ５，５５ 接着剤 １５ 弾性接着剤 ６ マスキングテー
プ ２７ マスキングブロ
ック
トランスデューサ １ バッキング材 ２ 圧電素子 ２ｓ 圧電材料板 ３ａｓ 第１整合材料板 ３ｂｓ 第２整合材料板 ３ａ 第１音響整合層 ３ｂ 第２音響整合層 ３ 音響整合層 ４ 振動素子 ５，５５ 接着剤 １５ 弾性接着剤 ６ マスキングテー
プ ２７ マスキングブロ
ック
Claims (4)
- 【請求項１】 多数の振動素子が溝を挟んで配列されて
いるアレイ型超音波トランスデューサであって、 前記溝の中央の１箇所のみに接着剤が注入されているか
若しくは前記溝の中央を含む複数箇所に間隔を空けて接
着剤が注入されていることを特徴とするアレイ型超音波
トランスデューサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のアレイ型超音波トラン
スデューサにおいて、 前記接着剤よりも比較的弾性のある弾性接着剤が、前記
接着剤が注入されていない空間に充填されていることを
特徴とするアレイ型超音波トランスデューサ。 - 【請求項３】 請求項１に記載のアレイ型超音波トラン
スデューサの製造方法であって、圧電材料板とバッキン
グ材とを積層し、圧電材料板側から切り込みを所定ピッ
チ毎に入れて多数の振動素子を形成し、前記切り込みの
中央の１箇所のみに接着剤を注入するか若しくは前記溝
の中央を含む複数箇所に間隔を空けて接着剤を注入する
ことを特徴とするアレイ型超音波トランスデューサの製
造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載のアレイ型超音波トラン
スデューサの製造方法であって、圧電材料板とバッキン
グ材とを積層し、圧電材料板側から切り込みを所定ピッ
チ毎に入れて多数の振動素子を形成し、前記切り込みの
中央の１箇所のみに接着剤を注入するか若しくは前記溝
の中央を含む複数箇所に間隔を空けて接着剤を注入し、
前記接着剤よりも比較的弾性のある弾性接着剤を、前記
接着剤を注入していない空間に充填することを特徴とす
るアレイ型超音波トランスデューサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055740A JP2000253496A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | アレイ型超音波トランスデューサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055740A JP2000253496A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | アレイ型超音波トランスデューサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253496A true JP2000253496A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13007267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055740A Pending JP2000253496A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | アレイ型超音波トランスデューサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000253496A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004043617A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Seiko Epson Corporation | 圧電振動体、その製造方法、およびその圧電振動体を備えた機器 |
| JP2005177479A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-07-07 | General Electric Co <Ge> | 小型素子超音波トランスデューサ・アレイ用の音響裏当て材 |
| WO2006040962A1 (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Olympus Medical Systems Corp. | 超音波振動子およびその製造方法 |
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| DE102008054533A1 (de) | 2007-12-26 | 2009-07-09 | DENSO CORPORARTION, Kariya-shi | Ultraschallsensor |
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-
1999
- 1999-03-03 JP JP11055740A patent/JP2000253496A/ja active Pending
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| US8009518B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-08-30 | Denso Corporation | Ultrasonic sensor with piezoelectric elements and vibration isolator |
| DE102008054533B8 (de) * | 2007-12-26 | 2013-02-14 | Denso Corporation | Ultraschallsensor |
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