JP2000300559A - Ultrasonic probe and its manufacture - Google Patents

Ultrasonic probe and its manufacture

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JP2000300559A
JP2000300559A JP11118024A JP11802499A JP2000300559A JP 2000300559 A JP2000300559 A JP 2000300559A JP 11118024 A JP11118024 A JP 11118024A JP 11802499 A JP11802499 A JP 11802499A JP 2000300559 A JP2000300559 A JP 2000300559A
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JP
Japan
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ultrasonic probe
matrix
piezoelectric element
electrodes
acoustic
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Withdrawn
Application number
JP11118024A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Yamada
典弘 山田
Katsuhiro Wakabayashi
勝裕 若林
Tomoki Funakubo
朋樹 舟窪
Yukihiko Sawada
之彦 沢田
Masaki Esashi
正喜 江刺
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe and its manufacturing method to prevent cross talks between piezoelectric elements, and to uniform sound fields of ultrasonic beams. SOLUTION: This ultrasonic probe comprises first electrodes 5 provided on a rear side load member 4, a plurality of columnar piezoelectric elements (piezoelectric bodies) 1 arranged on the electrodes 5 so as to form a matrix, second electrodes 6 provided on these piezoelectric elements 1, a plurality of acoustic matching layers 2 arranged on the second electrodes 6 so as to form a matrix, and acoustic lenses 3 arranged on these acoustic matching layers 2 so as to form a matrix. Incidentally, an epoxy based resin 7 is filled around respective piezoelectric elements 1. The first electrodes 5 and the second electrodes 6 are formed of conductive metal films, e.g. gold respectively, and they are divided into matrixes to electrically connect to respective piezoelectric elements 1.

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、例えば主に医療用
診断を目的として生体の断層像描画や計測を行う超音波
診断装置に用いられる超音波探触子及びその製造方法で
あって、特に、複数の超音波探触子をマトリクス状に配
列したアレイ型超音波探触子及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used for an ultrasonic diagnostic apparatus for drawing and measuring a tomographic image of a living body mainly for medical diagnosis and a method for manufacturing the same. The present invention relates to an array-type ultrasonic probe in which a plurality of ultrasonic probes are arranged in a matrix and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波診断装置は、超音波探触子から超
音波パルスを生体内に送信し、その生体内からの反射信
号(エコー)を解析することによって、生体の内部情報
を得ることができるように構成されている。
2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus obtains internal information of a living body by transmitting an ultrasonic pulse from an ultrasonic probe into a living body and analyzing a reflected signal (echo) from the living body. It is configured to be able to.

【0003】このような超音波診断装置に適用される超
音波探触子は、その超音波パルスの経路中の超音波ビー
ムの走査及び収束方式によって幾つかに分類される。
[0003] Ultrasonic probes applied to such an ultrasonic diagnostic apparatus are classified into several types according to a method of scanning and converging an ultrasonic beam in the path of the ultrasonic pulse.

【0004】例えば特開平7−23500号公報に開示
された超音波探触子は、図9に示すように、マトリクス
状に分割して配列された複数の圧電素子54と、これら
圧電素子54の両面に被着された第1及び第2の電極5
5,53と、第2の電極53上に一体的に形成された音
響整合層51とを備えており、第1の電極55は、配線
パターン57を介して外部接続端子58に電気的に接続
されている。このような超音波探触子は、アレイ型或い
は電子走査型超音波探触子と称され、各々の圧電素子5
4と第1及び第2の電極55,53とによって1つの単
位超音波探触子(エレメント)が構成され、このエレメ
ントが数十から数百個マトリクス状に配列されている。
そして、マトリクス状に配列された複数のエレメントに
所定の遅延時間を与えたパルス電圧を選択的に印加する
ことによって、超音波ビームを走査させることができる
ようになっている。
For example, as shown in FIG. 9, an ultrasonic probe disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-23500 has a plurality of piezoelectric elements 54 arranged in a matrix and a plurality of piezoelectric elements 54 arranged in a matrix. First and second electrodes 5 deposited on both sides
5, 53 and an acoustic matching layer 51 integrally formed on the second electrode 53, and the first electrode 55 is electrically connected to an external connection terminal 58 via a wiring pattern 57. Have been. Such an ultrasonic probe is called an array type or an electronic scanning type ultrasonic probe, and each piezoelectric element 5
4 and the first and second electrodes 55 and 53 constitute one unit ultrasonic probe (element), and tens to hundreds of these elements are arranged in a matrix.
Then, by selectively applying a pulse voltage having a predetermined delay time to a plurality of elements arranged in a matrix, the ultrasonic beam can be scanned.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な超音波探触子は、圧電素子54がマトリクス状に複数
に分割されているのに対して音響整合層51は一体であ
るため、各々の圧電素子間のクロストークによって超音
波ビームを所定方向に正確に集束させることが困難とな
り、その結果、方位分解能が低下してしまうといった問
題がある。
However, in the ultrasonic probe described above, since the piezoelectric element 54 is divided into a plurality of elements in a matrix, the acoustic matching layer 51 is integrated, It is difficult to accurately focus the ultrasonic beam in a predetermined direction due to the crosstalk between the piezoelectric elements, and as a result, the azimuth resolution is reduced.

【0006】クロストークの問題を解決するためには、
例えば圧電素子と音響整合層とを互いに接着して板状に
構成し、これをダイシング装置によって裁断する方法が
考えられるが、切りしろに下限があると共に、直線状に
裁断せざるを得ないため、超音波探触子の小型化並びに
設計の自由度に制限が課せられてしまうだけで無く、裁
断時に音響整合層が圧電素子から剥離する可能性があ
る。
In order to solve the problem of crosstalk,
For example, a method in which a piezoelectric element and an acoustic matching layer are adhered to each other to form a plate shape, and this is cut by a dicing device is conceivable, but since there is a lower limit on the cutting margin, it has to be cut straight. In addition, not only is the size of the ultrasonic probe reduced and the degree of freedom in design is limited, but also the acoustic matching layer may peel off from the piezoelectric element during cutting.

【0007】超音波ビームの集束性を向上させるために
は、例えば図10に示すように、音響整合層51の上に
所定の曲率を有する音響レンズ層59を増設することが
考えられるが、各圧電素子54から発生する超音波Sが
通過する音響レンズ層59の厚さが異なるため、超音波
Sの減衰率に差異が生じ、その結果、集束させた超音波
ビームの音場が均一化しない可能性がある。
In order to improve the convergence of the ultrasonic beam, it is conceivable to add an acoustic lens layer 59 having a predetermined curvature on the acoustic matching layer 51 as shown in FIG. 10, for example. Since the thickness of the acoustic lens layer 59 through which the ultrasonic waves S generated from the piezoelectric element 54 pass, the attenuation rate of the ultrasonic waves S differs, and as a result, the sound field of the focused ultrasonic beam does not become uniform. there is a possibility.

【0008】本発明は、このような問題を解決するため
に成されており、その目的は、各圧電素子間のクロスト
ークを防止すると共に、超音波ビームの音場を均一化す
ることが可能な超音波探触子及びその製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to prevent crosstalk between piezoelectric elements and to make the sound field of an ultrasonic beam uniform. And a method of manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、マトリクス状に配列された複数の
圧電素子と、これら圧電素子の両面に形成された電極と
を有する超音波探触子であって、一方の電極上には、マ
トリクス状に配列された複数の音響整合層と、これら音
響整合層上にマトリクス状若しくはリニア状に形成され
た音響レンズとが設けられている。また、本発明は、超
音波探触子を製造する方法であって、マトリクス状若し
くはリニア状に形成された複数の開口部を有する第1の
シリコン基材の各開口部に、音響レンズとして使用する
材質をキャスティングする工程と、マトリクス状に形成
された複数の開口部を有する第2のシリコン基材を前記
第1のシリコン基材上に重ね合わせた後、音響整合層と
して使用する材質を第2のシリコン基材の各開口部にキ
ャスティングする工程と、前記第1及び第2のシリコン
基材を除去する工程とを有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic wave having a plurality of piezoelectric elements arranged in a matrix and electrodes formed on both sides of the piezoelectric elements. A probe, in which a plurality of acoustic matching layers arranged in a matrix and an acoustic lens formed in a matrix or a linear manner on these acoustic matching layers are provided on one electrode. . The present invention also relates to a method of manufacturing an ultrasonic probe, wherein a plurality of openings formed in a matrix or linear shape are used as acoustic lenses in each opening of a first silicon substrate. Casting a material to be formed, and laminating a second silicon substrate having a plurality of openings formed in a matrix on the first silicon substrate. And a step of removing the first and second silicon base materials from each other.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
に係る超音波探触子及びその製造方法について、図1〜
図6を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0011】図1(a),(b)に示すように、本実施
の形態の超音波探触子は、背面負荷材4上に設けられた
第1の電極5と、この第1の電極5上にマトリクス状に
配列された柱状の複数の圧電素子(圧電体)1と、これ
ら圧電素子1上に設けられた第2の電極6と、この第2
の電極6上にマトリクス状に配列された複数の音響整合
層2と、これら音響整合層2上にマトリクス状に配列さ
れた音響レンズ3とから構成されている。なお、各圧電
素子1の周囲には、エポキシ系樹脂7が充填されてい
る。
As shown in FIGS. 1A and 1B, an ultrasonic probe according to the present embodiment includes a first electrode 5 provided on 5, a plurality of columnar piezoelectric elements (piezoelectric bodies) 1 arranged in a matrix, a second electrode 6 provided on these piezoelectric elements 1,
A plurality of acoustic matching layers 2 arranged in a matrix on the electrodes 6 of the above, and acoustic lenses 3 arranged in a matrix on these acoustic matching layers 2. The periphery of each piezoelectric element 1 is filled with an epoxy resin 7.

【0012】第1の電極5及び第2の電極6は、夫々、
例えば金等の導体薄膜から構成されており、マトリクス
分割されて各圧電素子1に電気的に接続されている。具
体的には、第1の電極5は、各圧電素子1をX軸方向に
電気的に接続し、また、第2の電極6は、各圧電素子1
をY軸方向に電気的に接続している。
The first electrode 5 and the second electrode 6 are respectively
For example, it is composed of a conductive thin film of gold or the like, is divided into a matrix, and is electrically connected to each piezoelectric element 1. Specifically, the first electrode 5 electrically connects each piezoelectric element 1 in the X-axis direction, and the second electrode 6
Are electrically connected in the Y-axis direction.

【0013】圧電素子1及び音響整合層2は、円柱状を
成し且つ一定の周期で垂直に林立しており、また、音響
レンズ3は、半球状を成しており、これら圧電素子1及
び音響整合層2並びに音響レンズ3によって1つのエレ
メントが構成され、このエレメントをマトリクス状に複
数個配列することによって超音波探触子が構成されてい
る。各エレメントは、その直径Dが16μm、その高さ
hが100μmに設定されており、この場合、アスペク
ト比は6.25、各エレメントの周期間隔(ピッチ)p
は22μmである。
The piezoelectric element 1 and the acoustic matching layer 2 have a columnar shape and stand upright at regular intervals, and the acoustic lens 3 has a hemispherical shape. One element is constituted by the acoustic matching layer 2 and the acoustic lens 3, and an ultrasonic probe is constituted by arranging a plurality of these elements in a matrix. Each element is set to have a diameter D of 16 μm and a height h of 100 μm. In this case, the aspect ratio is 6.25, and the period interval (pitch) p of each element is p.
Is 22 μm.

【0014】次に、上述したような超音波探触子の駆動
方法について、図2を参照して説明する。なお、図2に
は、本実施の形態の超音波探触子を用いた超音波診断装
置の構成が示されている。
Next, a method of driving the above-described ultrasonic probe will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus using the ultrasonic probe according to the present embodiment.

【0015】第1の電極5及び第2の電極6には、夫
々、パルス波遅延回路23が接続されており、マトリク
ス状に配列された各エレメントは、第1の電極5及び第
2の電極6の特定の番地に入力されるパルス波によって
選択的に駆動される。即ち、二次元ユークリッド空間
(図1(b)参照)において、XY値を指定すれば特定
の座標(特定の番地)が決定され、その決定した座標
(番地)にパルス波が入力される。パルス波遅延回路2
3より発生するパルス波は、パルス波発生回路25から
発生するパルス波を基準に所定時間だけ遅延させた信号
である。また、パルス波の遅延量は、超音波28の進行
方向と焦点位置Fを決定する。この場合、パルス波の遅
延量制御は、制御回路24で行われ、超音波28の走査
位置が表示装置27に入力される。一方、被検体29か
らの反射波は、各エレメントを介して電気信号に変換さ
れ、その電気信号は、アンプ26によって増幅された
後、表示装置27に輝度信号として入力され被検体29
の断層映像が表示される。
A pulse wave delay circuit 23 is connected to each of the first electrode 5 and the second electrode 6, and each element arranged in a matrix is composed of the first electrode 5 and the second electrode 5. 6 is selectively driven by a pulse wave input to a specific address. That is, in the two-dimensional Euclidean space (see FIG. 1B), if XY values are specified, specific coordinates (specific addresses) are determined, and a pulse wave is input to the determined coordinates (address). Pulse wave delay circuit 2
The pulse wave generated from No. 3 is a signal delayed by a predetermined time with respect to the pulse wave generated from the pulse wave generation circuit 25. The delay amount of the pulse wave determines the traveling direction of the ultrasonic wave 28 and the focal position F. In this case, the control of the delay amount of the pulse wave is performed by the control circuit 24, and the scanning position of the ultrasonic wave 28 is input to the display device 27. On the other hand, the reflected wave from the subject 29 is converted into an electric signal through each element, and the electric signal is amplified by the amplifier 26 and then input to the display device 27 as a luminance signal to be input to the display device 27.
Is displayed.

【0016】このような構成によれば、背面負荷材4上
に各エレメント(圧電素子1、音響整合層2、音響レン
ズ3)をマトリクス状に分割して配列したことによっ
て、各エレメント間のクロストークを防止すると共に、
超音波ビームの音場を均一化することが可能となり、そ
の結果、分解能に優れた超音波探触子を実現することが
できる。
According to such a configuration, each element (piezoelectric element 1, acoustic matching layer 2, acoustic lens 3) is divided and arranged in a matrix on the back load member 4, so that a cross between the elements is provided. While preventing talk,
The sound field of the ultrasonic beam can be made uniform, and as a result, an ultrasonic probe with excellent resolution can be realized.

【0017】次に、超音波探触子の製造方法について、
図3〜図6を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing an ultrasonic probe will be described.
This will be described with reference to FIGS.

【0018】なお、本発明の製造方法では、シリコンで
形成したシリコン型を用いてエレメント(圧電素子1、
音響整合層2、音響レンズ3)を成形する。このように
シリコン型を用いることによって、エレメント(圧電素
子1、音響整合層2、音響レンズ3)をマトリクス状若
しくはリニア状に分割して配列させることができる。な
お、マトリクス状若しくはリニア状とは、各エレメント
の位置が1次元及び2次元座標で表現される状態を指
す。
In the manufacturing method of the present invention, an element (piezoelectric element 1, piezoelectric element 1) is formed using a silicon mold formed of silicon.
The acoustic matching layer 2 and the acoustic lens 3) are formed. By using the silicon mold in this manner, the elements (piezoelectric element 1, acoustic matching layer 2, acoustic lens 3) can be divided and arranged in a matrix or linear shape. In addition, the matrix shape or the linear shape indicates a state where the position of each element is represented by one-dimensional and two-dimensional coordinates.

【0019】本実施の形態に用いた製造方法は、反応性
イオンエッチング法によって形成したシリコン型を用い
たロストモールド法であり、後述する9つの工程、即
ち、(1)シリコン型を作成する工程、(2)音響レン
ズ3として使用する材質をキャスティングする工程、
(3)音響整合層2として使用する材質をキャスティン
グする工程、(4)PZTスラリーをキャスティングす
る工程、(5)HIP処理する工程、(6)電極を蒸着
する工程、(7)音響レンズ3,音響整合層2,圧電素
子1及び背面負荷材4を貼り合わせる工程、(8)シリ
コン型を除去する工程、(9)樹脂充填及び圧電性付与
工程、によって超音波探触子を作成する。
The manufacturing method used in the present embodiment is a lost mold method using a silicon mold formed by a reactive ion etching method. Nine steps to be described later, namely, (1) a step of forming a silicon mold (2) a step of casting a material to be used as the acoustic lens 3;
(3) a step of casting a material to be used as the acoustic matching layer 2, (4) a step of casting a PZT slurry, (5) a step of HIP treatment, (6) a step of depositing an electrode, (7) an acoustic lens 3, An ultrasonic probe is formed by a process of bonding the acoustic matching layer 2, the piezoelectric element 1, and the back load member 4, a process of removing a silicon mold, and a process of filling a resin and imparting piezoelectricity.

【0020】(1)シリコン型を作成する工程 図3に示すように、面積が互いに異なる3つのシリコン
基材8,9,10を重ねた後、これらシリコン基材8,
9,10上に厚さ6μmのフォトレジスト17を塗布す
る。なお、3つのシリコン基材8,9,10は、圧電素
子用シリコン型8、音響整合層用シリコン型9、音響レ
ンズ用シリコン型10である。
(1) Step of Forming Silicon Mold As shown in FIG. 3, three silicon bases 8, 9, 10 having different areas are stacked, and then these silicon bases 8, 9, 10 are stacked.
A photoresist 17 having a thickness of 6 μm is applied on the layers 9 and 10. The three silicon bases 8, 9, and 10 are a silicon mold 8 for a piezoelectric element, a silicon mold 9 for an acoustic matching layer, and a silicon mold 10 for an acoustic lens.

【0021】そして、圧電素子1、音響整合層2及び音
響レンズ3を形成する部分と、各シリコン基材8,9,
10に4箇所形成された位置合わせマーキング14,1
5,16が開口となるように、フォトレジスト17に露
光処理及び現像処理を施してフォトレジスト17のパタ
ーニングを行う。このとき、後の工程において各シリコ
ン型8,9,10を重ね合わせるため、位置合わせマー
キング14,15,16の位置関係を記録しておく。
Then, portions for forming the piezoelectric element 1, the acoustic matching layer 2, and the acoustic lens 3 and the silicon bases 8, 9,
10, alignment markings 14, 1 formed at four places
Exposure processing and development processing are performed on the photoresist 17 so that the openings 5 and 16 become openings, and the photoresist 17 is patterned. At this time, the positional relationship between the alignment markings 14, 15, 16 is recorded in order to overlap the silicon molds 8, 9, 10 in a later step.

【0022】続いて、反応性イオンエッチング法によっ
てエッチング処理を施して、各シリコン基材8,9,1
0に、直径が16μmで全体の深さが100μmの穴
(開口部)11,12,13をマトリクス状に形成する
と共に、0.5μm×0.5μmの正方形の位置合わせ
マーキング14,15,16を形成する。
Subsequently, an etching process is performed by a reactive ion etching method so that each of the silicon bases 8, 9, and 1 is processed.
0, holes (openings) 11, 12, and 13 having a diameter of 16 μm and a total depth of 100 μm are formed in a matrix, and square alignment markings 14, 15, and 16 of 0.5 μm × 0.5 μm are formed. To form

【0023】ここで、反応性イオンエッチング法につい
て説明する。反応性イオンエッチング法とは、ブロック
層のデポジットとエッチング処理とを繰り返し行うこと
によって、高アスペクト比の穴を形成する方法である。
この方法では、デポジット用ガスとして、C4 8 、エ
ッチング用ガスとしてSF6 を用いる。
Here, the reactive ion etching method will be described. The reactive ion etching method is a method of forming a hole having a high aspect ratio by repeatedly depositing and etching a block layer.
In this method, C 4 F 8 is used as a deposit gas and SF 6 is used as an etching gas.

【0024】まず、デポジット用ガスC4 8 をプラズ
マ化して弗化物から成るブロック層を穴側面、穴底部、
フォトレジスト17上に付着させる。その後、エッチン
グ用ガスSF6 を用いて各シリコン基材8,9,10に
エッチング処理を施す。このエッチング処理では、穴底
部が優先的にエッチングされ、穴側面は弗化物がブロッ
ク層として働くため、ほとんどエッチングされない。こ
の工程を繰り返すことによって、アスペクト比の大きい
穴11,12,13が形成される。
First, the deposit gas C 4 F 8 is turned into plasma to form a block layer made of fluoride on the side surface of the hole, the bottom of the hole,
It is deposited on the photoresist 17. Thereafter, an etching process is performed on each of the silicon substrate 8, 9 and 10 using an etching gas SF 6. In this etching process, the bottom of the hole is preferentially etched, and the side surface of the hole is hardly etched because fluoride functions as a block layer. By repeating this process, holes 11, 12, and 13 having a large aspect ratio are formed.

【0025】(2)音響レンズとして使用する材質をキ
ャスティングする工程 図4(a)に示すように、工程(1)で作成した音響レ
ンズ用シリコン型10の開口部13にシリコーン系等の
樹脂を充填する。樹脂を硬化させた後、音響レンズ用シ
リコン型10の開口部13のある面を研磨して、シリコ
ン型10と樹脂を平坦にすることによって音響レンズ3
を形成する。
(2) Step of Casting Material Used as Acoustic Lens As shown in FIG. 4A, a silicone resin or the like is filled in the opening 13 of the acoustic lens silicon mold 10 created in the step (1). Fill. After the resin is cured, the surface of the acoustic lens silicon mold 10 having the opening 13 is polished to flatten the silicon mold 10 and the resin, thereby forming the acoustic lens 3.
To form

【0026】(3)音響整合層として使用する材質をキ
ャスティングする工程 図4(b)に示すように、音響レンズ3が形成された音
響レンズ用シリコン型10上に、工程(1)で作成した
音響整合層用シリコン型9を重ね合わせた後、位置合わ
せマーキング15及び16がパターニング時と同じ位置
関係になるように位置決め固定する。即ち、音響レンズ
用シリコン型10の開口部13(図3参照)と音響整合
層用シリコン型9の開口部12(図3参照)が一致する
ように重ね合わせる。
(3) Step of Casting a Material Used as an Acoustic Matching Layer As shown in FIG. 4B, a step (1) was performed on a silicon mold 10 for an acoustic lens on which an acoustic lens 3 was formed. After the acoustic matching layer silicon mold 9 is superimposed, the positioning marks 15 and 16 are positioned and fixed so that they have the same positional relationship as in patterning. That is, the openings 13 (see FIG. 3) of the silicon mold for acoustic lens 10 and the openings 12 (see FIG. 3) of the silicon mold 9 for acoustic matching layer are overlapped so as to coincide with each other.

【0027】続いて、音響整合層用シリコン型9の開口
部12にAl2 3 若しくはCaCO3 等のフィラーを
含むエポキシ系の樹脂を充填する。そして、樹脂を硬化
させた後、音響整合層用シリコン型9の開口部12の面
を研磨して、このシリコン型9と樹脂とを平坦にするこ
とによって音響整合層2を形成する。
Subsequently, an epoxy resin containing a filler such as Al 2 O 3 or CaCO 3 is filled into the opening 12 of the silicon mold 9 for the acoustic matching layer. After the resin is cured, the surface of the opening 12 of the acoustic matching layer silicon mold 9 is polished to flatten the silicon mold 9 and the resin, thereby forming the acoustic matching layer 2.

【0028】音響整合層2と音響レンズ3とは、互いに
樹脂で形成されているため、本工程で互いに完全に且つ
一体的に密着する。ここで、本工程の最終段階であるシ
リコン型9,10に夫々形成された音響整合層2及び音
響レンズ3から成る素材を試料20と表す。
Since the acoustic matching layer 2 and the acoustic lens 3 are made of resin, they are completely and integrally adhered to each other in this step. Here, a material composed of the acoustic matching layer 2 and the acoustic lens 3 formed on the silicon molds 9 and 10, which is the final stage of this process, is referred to as a sample 20.

【0029】(4)PZTスラリーをキャスティングす
る工程 図4(c)に示すように、圧電素子(PZT)スラリー
17に振動を加えながら、工程(1)で形成した圧電素
子用シリコン型8の開口部11(図3参照)に対して、
この圧電素子スラリー17を流し込む。このとき、圧電
素子用シリコン型8の開口部11の一方をシリコン基板
18で封鎖しておく。なお、圧電素子スラリー17は、
圧電素子粉末(Pb(Zr0.52Ti0.48)
3 )とPVA(polyvinyl alcohol)と水との混合体
である。
(4) Step of Casting PZT Slurry As shown in FIG. 4C, while applying vibration to the piezoelectric element (PZT) slurry 17, the opening of the silicon mold 8 for the piezoelectric element formed in the step (1) is formed. For the part 11 (see FIG. 3),
The piezoelectric element slurry 17 is poured. At this time, one of the openings 11 of the silicon mold 8 for the piezoelectric element is closed with the silicon substrate 18. In addition, the piezoelectric element slurry 17 is
Piezoelectric element powder (Pb (Zr0.52Ti0.48)
O 3 ), a mixture of PVA (polyvinyl alcohol) and water.

【0030】その後、約12時間以上自然乾燥させて、
圧電素子スラリー17をグリーン状態にした後、この圧
電素子グリーン体を加熱して脱脂することによって圧電
素子1(図1及び図2参照)を形成する。ここで、脱脂
とは、圧電素子粉末のバインダであるPVAを除去する
ことである。この状態において、圧電素子1は、まだ充
分に開口部11内に密に充填されておらず、圧電素子粉
体の状態にある。
After that, air dry for about 12 hours or more.
After the piezoelectric element slurry 17 is turned into a green state, the piezoelectric element green body is heated and degreased to form the piezoelectric element 1 (see FIGS. 1 and 2). Here, degreasing means removing PVA, which is a binder of the piezoelectric element powder. In this state, the piezoelectric element 1 is not yet sufficiently filled in the opening 11 and is in a state of piezoelectric element powder.

【0031】(5)圧電素子粉体をHIP処理する工程 圧電素子用シリコン型8内の圧電素子粉体1の密度を大
きくするために、ガラス中に封入した状態でHIP(Ho
t Isostatic Pressing)処理を行う。
(5) Step of HIPing Piezoelectric Element Powder In order to increase the density of the piezoelectric element powder 1 in the silicon mold 8 for piezoelectric element, the HIP (Ho
t Isostatic Pressing) processing.

【0032】図4(d)に示すように、圧電素子用シリ
コン型8及び圧電素子粉体1並びにシリコン基板18か
ら成る試料21をBN(窒化ボロン)粉末で包み込んだ
状態で、水中で等方圧を掛けてCIP(Cold Isostatic
Pressing)処理を行うことによって、圧電素子粉体1
を圧縮する。
As shown in FIG. 4D, a sample 21 composed of the silicon die 8 for the piezoelectric element, the piezoelectric element powder 1, and the silicon substrate 18 is wrapped in BN (boron nitride) powder and isotropically in water. Apply pressure to CIP (Cold Isostatic
Pressing) to obtain the piezoelectric element powder 1
Compress.

【0033】次に、窒化ボロン粉末で包み込んだ試料2
1をパイレックスガラス管19に封じ込んだ状態で、こ
のパイレックスガラス管19中の真空度を約10-3Pa
の状態まで真空引きした後、パイレックスガラス管19
の軟化点まで加熱して封印する。この場合、窒化ボロン
粉末は、試料21とパイレックスガラス管19と間の反
応を防ぐために用いられる。
Next, sample 2 wrapped in boron nitride powder
1 was sealed in a Pyrex glass tube 19, and the degree of vacuum in the Pyrex glass tube 19 was reduced to about 10 −3 Pa.
After evacuating to the state shown in FIG.
And sealed. In this case, the boron nitride powder is used to prevent a reaction between the sample 21 and the Pyrex glass tube 19.

【0034】最後に、HIP処理が行われる。即ち、パ
イレックスガラス管19に封じ込められた試料21は、
Arガス雰囲気中において約1000℃で加熱されつつ
等方圧70MPaが印加される。そして、この温度と圧
力を約2時間保持する。このようなHIP処理が終了し
た後、試料21は、パイレックスガラス管19から取り
出される。
Finally, HIP processing is performed. That is, the sample 21 sealed in the Pyrex glass tube 19 is
An isotropic pressure of 70 MPa is applied while being heated at about 1000 ° C. in an Ar gas atmosphere. Then, the temperature and the pressure are maintained for about 2 hours. After the completion of such HIP processing, the sample 21 is taken out of the Pyrex glass tube 19.

【0035】(6)電極を蒸着する工程 図5(a)に示すように、工程(5)を経た試料21
(圧電素子粉体1)の両面を研削及び研磨することによ
って、圧電素子1を完全に露出させる。続いて、この試
料21の上下面に夫々例えば金等の電導性物質を蒸着さ
せて第1の電極5及び第2の電極6を形成する。ここ
で、本工程の最終段階である圧電素子1が充填された圧
電素子用シリコン型8に第1及び第2の電極5,6が蒸
着した素材を試料22とする。
(6) Step of Depositing Electrode As shown in FIG. 5A, the sample 21 having undergone the step (5)
The piezoelectric element 1 is completely exposed by grinding and polishing both sides of the (piezoelectric element powder 1). Subsequently, a conductive material such as gold is deposited on the upper and lower surfaces of the sample 21 to form a first electrode 5 and a second electrode 6, respectively. Here, a material in which the first and second electrodes 5 and 6 are vapor-deposited on the piezoelectric element silicon mold 8 filled with the piezoelectric element 1, which is the final stage of this process, is referred to as a sample 22.

【0036】(7)音響レンズ3、音響整合層2、圧電
素子1及び背面負荷材4を貼り合わせる工程 図5(b)に示すように、工程(3)の試料20(図4
(b)参照)と工程(6)の試料22(図5(a)参
照)と背面負荷材4を重ね合わせて互いに接着剤で接着
する。試料21と試料22を重ね合わせる際には、位置
合わせマーキング14及び15がパターニング時と同じ
位置関係になるように位置決め固定する。即ち、圧電素
子1、音響整合層2及び音響レンズ3の各素子が垂直に
一直線上に重なるように位置決め固定する。なお、背面
負荷材4は、試料22の第1の電極5に隣接して固定す
る。
(7) Step of bonding acoustic lens 3, acoustic matching layer 2, piezoelectric element 1 and backing material 4 As shown in FIG. 5B, sample 20 (FIG.
(B)), the sample 22 (see FIG. 5 (a)) of the step (6) and the back load member 4 are superimposed and bonded to each other with an adhesive. When the sample 21 and the sample 22 are overlapped, the positioning marks 14 and 15 are positioned and fixed so that they have the same positional relationship as that at the time of patterning. That is, the piezoelectric element 1, the acoustic matching layer 2, and the acoustic lens 3 are positioned and fixed such that the respective elements vertically overlap on a straight line. The back load member 4 is fixed adjacent to the first electrode 5 of the sample 22.

【0037】(8)シリコン型を除去する工程 図6(a)に示すように、重ね合わされた試料21と試
料22にXeF2 ガスを用いてエッチング処理を施すこ
とによって、シリコン型8,9,10のみを除去する。
(8) Step of Removing Silicon Mold As shown in FIG. 6A, the superimposed samples 21 and 22 are subjected to an etching treatment using XeF 2 gas, thereby obtaining silicon molds 8, 9, and 9. Remove only 10

【0038】(9)樹脂充填及び圧電性付与工程 図6(b)に示すように、複数の圧電素子1間の隙間に
エポキシ系樹脂7を充填する。本実施の形態の製造方法
では、真空引きしながらエポキシ系樹脂7を充填させた
後、そのエポキシ系樹脂7を硬化させる。そして、第1
の電極5と第2の電極6と間にDC電圧を印加すること
によって、圧電素子1を分極処理する。この結果、圧電
素子1に圧電性が付与され、超音波探触子が完成する。
(9) Step of Filling Resin and Applying Piezoelectricity As shown in FIG. 6B, a gap between the plurality of piezoelectric elements 1 is filled with an epoxy resin 7. In the manufacturing method of the present embodiment, the epoxy resin 7 is filled while being evacuated, and then the epoxy resin 7 is cured. And the first
By applying a DC voltage between the first electrode 5 and the second electrode 6, the piezoelectric element 1 is polarized. As a result, piezoelectricity is imparted to the piezoelectric element 1, and an ultrasonic probe is completed.

【0039】上述したような製造方法によれば、マトリ
クス状に音響レンズ3、音響整合層2、圧電素子1を形
成することができる。この結果、各圧電素子間のクロス
トークを防止すると共に、超音波ビームの音場を均一化
することが可能な超音波探触子を実現することができ
る。更に、シリコン型8,9,10を用いたことによっ
て、従来のように音響レンズ3及び音響整合層2を機械
的に裁断する必要が無くなるため、超音波探触子の製造
の際の歩留まりも向上する。
According to the above-described manufacturing method, the acoustic lens 3, the acoustic matching layer 2, and the piezoelectric element 1 can be formed in a matrix. As a result, it is possible to realize an ultrasonic probe capable of preventing the crosstalk between the piezoelectric elements and making the sound field of the ultrasonic beam uniform. Furthermore, the use of the silicon molds 8, 9, and 10 eliminates the need to mechanically cut the acoustic lens 3 and the acoustic matching layer 2 as in the related art, so that the yield in manufacturing the ultrasonic probe is also reduced. improves.

【0040】なお、本発明の製造方法は、上述した製造
方法に限定されることは無く、種々変更することが可能
である。
The manufacturing method of the present invention is not limited to the above-described manufacturing method, but can be variously modified.

【0041】例えば、工程(1)から工程(5)までの
過程は同一であるが、工程(6)の前(電極を蒸着する
前)において、XeF2 ガスを用いて圧電素子用シリコ
ン型8を除去する。続いて、複数の圧電素子1間の隙間
にエポキシ系樹脂7を充填した後、圧電素子1及びエポ
キシ系樹脂7を研削及び研磨して、その後に第1及び第
2の電極5,6を蒸着する。そして、工程(7)から工
程(9)までの過程を同様に行うことによって、超音波
探触子を完成させる。
For example, the steps from the step (1) to the step (5) are the same, but before the step (6) (before depositing the electrodes), the silicon mold for the piezoelectric element 8 is formed using XeF 2 gas. Is removed. Subsequently, after filling the epoxy resin 7 into the gaps between the plurality of piezoelectric elements 1, the piezoelectric element 1 and the epoxy resin 7 are ground and polished, and then the first and second electrodes 5 and 6 are deposited. I do. Then, the steps from step (7) to step (9) are performed in the same manner to complete the ultrasonic probe.

【0042】また、複数の圧電素子1が例えば直方体等
の断面が多角形である形状であり、各圧電素子1間のピ
ッチが上述した実施の形態よりも大きい場合には、圧電
素子1、第1及び第2の電極5,6、エポキシ系樹脂7
から成る複合圧電振動子の部分のみを圧電素子用シリコ
ン型8を用い無いで製造しても良い。例えば圧電素子を
ダイシング装置で裁断する方法(特開平7−23500
号公報参照)や、例えばディープエッチX線リソグラフ
ィ法(住友電気148号(1996)P129参照)等
を用いて、上記の複合圧電振動子の部分のみを単独で形
成した後、所定のシリコン型を用いて形成した音響整合
層3及び音響レンズ2を貼り合わせて、超音波探触子を
製造することも可能である。
If the plurality of piezoelectric elements 1 have a polygonal cross section, for example, a rectangular parallelepiped, and the pitch between the piezoelectric elements 1 is larger than in the above-described embodiment, the piezoelectric elements 1 First and second electrodes 5 and 6, epoxy resin 7
May be manufactured without using the piezoelectric element silicon mold 8. For example, a method of cutting a piezoelectric element with a dicing device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-23500)
After forming only the above-mentioned composite piezoelectric vibrator alone using, for example, a deep etch X-ray lithography method (see Sumitomo Electric 148 (1996) P129) or the like, a predetermined silicon mold is formed. It is also possible to manufacture an ultrasonic probe by bonding the acoustic matching layer 3 and the acoustic lens 2 formed using the above method.

【0043】また、上述した実施の形態では、シリコン
基材をエッチングする方法として、反応性イオンエッチ
ング法を用いたが、例えば、ウェットエッチング法や、
反応性イオンエッチング法とウェットエッチング法とを
組み合わせた方法を用いても良い。
Further, in the above-described embodiment, a reactive ion etching method is used as a method for etching a silicon base material.
A method combining a reactive ion etching method and a wet etching method may be used.

【0044】次に、本発明の第2の実施の形態に係る超
音波探触子及びその製造方法について、図7を参照して
説明する。なお、本実施の形態の説明に際し、上述した
第1の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付し
て、その説明を省略する。
Next, an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, the same components as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0045】図7(a)〜(c)に示すように、本実施
の形態において、音響レンズ3がリニア状に形成されて
いる。具体的には、音響レンズ3は、X軸方向には分割
されているが、Y軸方向は分割されておらず所定の曲率
を有している。
As shown in FIGS. 7A to 7C, in this embodiment, the acoustic lens 3 is formed in a linear shape. Specifically, the acoustic lens 3 is divided in the X-axis direction, but is not divided in the Y-axis direction and has a predetermined curvature.

【0046】この場合、第2の電極6の全ての番地に
は、遅延量のない基準パルス波を入力し、第1の電極5
には各番地に所定の遅延量を有するパルス波を入力す
る。このとき、超音波探触子から発生する超音波のY軸
成分は、音響レンズ3と被検体との間の屈折率及び音響
レンズ3の曲率によって、ある一定の位置に焦点を結
ぶ。一方、X軸成分は、遅延量に基づいて焦点位置を変
化させることができる。
In this case, a reference pulse wave having no delay amount is input to all addresses of the second electrode 6, and the first electrode 5
, A pulse wave having a predetermined delay amount is input to each address. At this time, the Y-axis component of the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe is focused on a certain position by the refractive index between the acoustic lens 3 and the subject and the curvature of the acoustic lens 3. On the other hand, the X-axis component can change the focal position based on the delay amount.

【0047】このような構成は、観察したい箇所と超音
波探触子との間の距離がほとんど変わらず、且つ、走査
方向が一定である場合に有効であり、また、その制御も
容易になる。なお、その他の構成は、上述した第1の実
施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
Such a configuration is effective when the distance between the portion to be observed and the ultrasonic probe hardly changes and the scanning direction is constant, and the control thereof is facilitated. . The other configuration is the same as that of the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0048】本実施の形態の超音波探触子を製造する方
法としては、上述した第1の実施の形態の工程(1)の
みが多少異なり、他の工程(2)〜(9)は同一であ
る。
As a method of manufacturing the ultrasonic probe according to the present embodiment, only the step (1) of the above-described first embodiment is slightly different, and the other steps (2) to (9) are the same. It is.

【0049】即ち、工程(1)において、音響レンズ用
シリコン型10とその他のシリコン型8,9の穴(開口
部)11,12,13(図3参照)に一致しない部分が
あるため、反応性イオンエッチング法によって、3つの
シリコン型(圧電素子用シリコン型8、音響整合層用シ
リコン型9、音響レンズ用シリコン型10)に複数の穴
11,12,13と位置合わせマーキング14,15,
16を形成した後、音響レンズ用シリコン型10を再び
エッチングして、リニア状の溝を形成する。
That is, in step (1), there are portions that do not match the holes (openings) 11, 12, and 13 (see FIG. 3) of the silicon mold 10 for the acoustic lens and the other silicon molds 8 and 9; The holes 11, 12, 13 and the alignment markings 14, 15, 15 are formed in three silicon types (silicon type 8 for piezoelectric element, silicon type 9 for acoustic matching layer, silicon type 10 for acoustic lens) by the reactive ion etching method.
After forming 16, the silicon mold for acoustic lens 10 is etched again to form a linear groove.

【0050】なお、第1の実施の形態で説明したよう
に、シリコン型を用いずに複合圧電振動子の部分のみを
単独で形成した後、音響整合層3と音響レンズ2と貼り
合わせて超音波探触子を製造することも可能である。
As described in the first embodiment, after forming only the composite piezoelectric vibrator alone without using the silicon mold, the acoustic matching layer 3 and the acoustic lens 2 are adhered to each other, It is also possible to manufacture an acoustic probe.

【0051】このように本実施の形態の超音波探触子及
びその製造方法によれば、第1の実施の形態と同様に、
各圧電素子間のクロストークを防止すると共に、超音波
ビームの音場を均一化することができる。
As described above, according to the ultrasonic probe and the method of manufacturing the same according to the present embodiment, as in the first embodiment,
Crosstalk between the piezoelectric elements can be prevented, and the sound field of the ultrasonic beam can be made uniform.

【0052】次に、本発明の第3の実施の形態に係る超
音波探触子及びその製造方法について、図8を参照して
説明する。なお、本実施の形態の説明に際し、上述した
第1の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付し
て、その説明を省略する。
Next, an ultrasonic probe according to a third embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, the same components as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0053】図8に示すように、本実施の形態におい
て、音響整合層3及び音響レンズ2は共にマトリクス状
に分割されているが、各音響整合層3間のピッチ(周
期)及び各音響レンズ2間のピッチ(周期)は、各圧電
素子1間のピッチ(周期)よりも大きく設計されてい
る。即ち、複数の圧電素子1が、音響整合層3及び音響
レンズ2に対する1つの素子を共有していおり、これら
のエレメントの集合によって超音波探触子が構成されて
いる。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the acoustic matching layer 3 and the acoustic lens 2 are both divided into a matrix, but the pitch (period) between each acoustic matching layer 3 and each acoustic lens The pitch (period) between the two piezoelectric elements 1 is designed to be larger than the pitch (period) between the piezoelectric elements 1. That is, the plurality of piezoelectric elements 1 share one element for the acoustic matching layer 3 and the acoustic lens 2, and an ultrasonic probe is configured by a set of these elements.

【0054】このような構成の超音波探触子によれば、
配線パターンを単純化させることが可能となり、その結
果、製造コストを低減させることができる。なお、他の
構成は、上述した第1の実施の形態と同様であるため、
その説明は省略する。
According to the ultrasonic probe having such a structure,
Wiring patterns can be simplified, and as a result, manufacturing costs can be reduced. Note that other configurations are the same as those of the above-described first embodiment.
The description is omitted.

【0055】また、本実施の形態の製造方法は、上述し
た第2の実施の形態と同様に、各シリコン型8,9,1
0の穴(開口部)11,12,13に一致しない部分が
あるため、音響整合層用及び音響レンズ用シリコン型
9,10には、再エッチング処理を施す必要がある。ま
た、第1の実施の形態で説明したように、シリコン型を
用いずに複合圧電振動子の部分のみを単独で形成するこ
とも可能である。
Further, the manufacturing method of the present embodiment is similar to that of the above-described second embodiment, in that each silicon mold 8, 9, 1
Since there are portions that do not coincide with the zero holes (openings) 11, 12, and 13, the silicon molds 9 and 10 for the acoustic matching layer and the acoustic lens must be re-etched. Further, as described in the first embodiment, it is also possible to form only the composite piezoelectric vibrator alone without using the silicon mold.

【0056】このように本実施の形態の超音波探触子及
びその製造方法によれば、第1及び第2の実施の形態と
同様に、各圧電素子間のクロストークを防止すると共
に、超音波ビームの音場を均一化することができる。
As described above, according to the ultrasonic probe and the method of manufacturing the same according to the present embodiment, the crosstalk between the piezoelectric elements can be prevented, and the ultrasonic probe can be used, as in the first and second embodiments. The sound field of the sound beam can be made uniform.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、各圧電素子間のクロス
トークを防止すると共に、超音波ビームの音場を均一化
することが可能な超音波探触子及びその製造方法を提供
することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic probe capable of preventing crosstalk between piezoelectric elements and making the sound field of an ultrasonic beam uniform, and a method of manufacturing the same. Can be.

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

【図1】(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る超
音波探触子の構成を示す分解斜視図、(b)は、本発明
の第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す斜
視図。
FIG. 1A is an exploded perspective view showing a configuration of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an exploded perspective view showing an ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an acoustic probe.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子
を用いた超音波診断装置の構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus using the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子
の製造方法を説明するための図であって、シリコン型を
作成する工程を示す図。
FIG. 3 is a view for explaining the method for manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention, and is a view showing a step of forming a silicon mold.

【図4】本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子
の製造方法を説明するための図であって、(a)は、音
響レンズとして使用する材質をキャスティングする工程
を示す図、(b)は、音響整合層として使用する材質を
キャスティングする工程を示す図、(c)は、PZTス
ラリーをキャスティングする工程を示す図、(d)は、
圧電素子粉体をHIP処理する工程を示す図。
FIG. 4 is a view for explaining a method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention, wherein (a) shows a step of casting a material used as an acoustic lens. FIG. 2B is a view showing a step of casting a material used as an acoustic matching layer, FIG. 2C is a view showing a step of casting a PZT slurry, and FIG.
The figure which shows the process of HIP-processing a piezoelectric element powder.

【図5】本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子
の製造方法を説明するための図であって、(a)は、電
極を蒸着する工程を示す図、(b)は、音響レンズ、音
響整合層、圧電素子及び背面負荷材を貼り合わせる工程
を示す図。
5A and 5B are views for explaining the method for manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a view showing a step of depositing an electrode, and FIG. FIG. 4 is a view showing a step of bonding an acoustic lens, an acoustic matching layer, a piezoelectric element, and a back load material.

【図6】本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子
の製造方法を説明するための図であって、(a)は、シ
リコン型を除去する工程を示す図、(b)は、樹脂充填
及び圧電性付与工程を示す図。
6A and 6B are views for explaining the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a view showing a step of removing a silicon mold, and FIG. () Is a diagram showing a resin filling and piezoelectricity providing step.

【図7】(a)は、本発明の第2の実施の形態に係る超
音波探触子の構成を示す斜視図、(b)は、同図(a)
のb−b線に沿う断面図、(c)は、同図(a)のc−
c線に沿う断面図。
FIG. 7A is a perspective view showing a configuration of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
(C) is a cross-sectional view taken along line bb of FIG.
Sectional drawing which follows the c line.

【図8】本発明の第3の実施の形態に係る超音波探触子
の構成を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of an ultrasonic probe according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来の超音波探触子の構成を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a conventional ultrasonic probe.

【図10】超音波ビームの集束性を向上させた従来の超
音波探触子の構成を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional ultrasonic probe with improved convergence of an ultrasonic beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電素子(圧電体) 2 音響整合層 3 音響レンズ 4 背面負荷材 5 第1の電極 6 第2の電極 7 エポキシ系樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element (piezoelectric substance) 2 Acoustic matching layer 3 Acoustic lens 4 Back load material 5 First electrode 6 Second electrode 7 Epoxy resin

フロントページの続き (72)発明者 舟窪 朋樹 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 沢田 之彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南一丁目11番9 号 Fターム(参考) 2G047 AC13 BA03 CA01 EA02 EA04 GB02 GB16 GB21 GB25 GB28 GB32 GH07 4C301 EE02 GB10 GB21 GB27 GB33 5D019 AA00 AA26 BB02 BB19 FF04 GG01 GG03 Continued on the front page (72) Inventor Tomoki Funakubo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Norihiko Sawada 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Ori (72) Inventor Masayoshi Esashi Inventor Masayoshi Esashi 1-11-9, Yagiyama-Minami, Taihaku-ku, Sendai, Miyagi Prefecture F-term (reference) 2G047 AC13 BA03 CA01 EA02 EA04 GB02 GB16 GB21 GB25 GB28 GB32 GH07 4C301 EE02 GB10 GB21 GB27 GB33 5D019 AA00 AA26 BB02 BB19 FF04 GG01 GG03

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリクス状に配列された複数の圧電素
子と、これら圧電素子の両面に形成された電極とを有す
る超音波探触子であって、 一方の電極上には、マトリクス状に配列された複数の音
響整合層と、これら音響整合層上にマトリクス状若しく
はリニア状に形成された音響レンズとが設けられている
ことを特徴とする超音波探触子。
1. An ultrasonic probe comprising a plurality of piezoelectric elements arranged in a matrix and electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric elements, wherein one of the electrodes has a matrix. An ultrasonic probe comprising: a plurality of acoustic matching layers formed as described above; and an acoustic lens formed in a matrix or linear shape on the acoustic matching layers.
【請求項2】 請求項1に記載の超音波探触子を製造す
る方法であって、 マトリクス状若しくはリニア状に形成された複数の開口
部を有する第1のシリコン基材の各開口部に、音響レン
ズとして使用する材質をキャスティングする工程と、 マトリクス状に形成された複数の開口部を有する第2の
シリコン基材を前記第1のシリコン基材上に重ね合わせ
た後、音響整合層として使用する材質を第2のシリコン
基材の各開口部にキャスティングする工程と、 前記第1及び第2のシリコン基材を除去する工程とを有
することを特徴とする製造方法。
2. The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, wherein each of the openings of the first silicon substrate having a plurality of openings formed in a matrix or a linear shape. Casting a material to be used as an acoustic lens, and laminating a second silicon substrate having a plurality of openings formed in a matrix on the first silicon substrate, and then forming an acoustic matching layer A manufacturing method comprising: a step of casting a material to be used in each opening of a second silicon base; and a step of removing the first and second silicon bases.
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