JP2003190162A - 超音波探触子用バッキング及びその製造方法 - Google Patents
超音波探触子用バッキング及びその製造方法Info
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- JP2003190162A JP2003190162A JP2001390902A JP2001390902A JP2003190162A JP 2003190162 A JP2003190162 A JP 2003190162A JP 2001390902 A JP2001390902 A JP 2001390902A JP 2001390902 A JP2001390902 A JP 2001390902A JP 2003190162 A JP2003190162 A JP 2003190162A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波探触子に用いられるバッキングを製造
するに当たり、均一な音響的物性を得られるようにす
る。 【解決手段】 母材２２に複合体２４を添加する。複合
体２４は、第１材料としての基材２６の中に第２材料と
しての粒子２８及び第３材料としての粒子３０を添加し
たものである。第１材料は例えばシリコーンゴムであ
り、第２材料は例えばタングステンであり、第３材料は
例えばガラス製マイクロバルーンである。大きな密度の
粒子と小さな密度の粒子とを束ねて取り扱うことができ
るので、バッキング１０内において複合体２４を均一に
分散させることができる。
するに当たり、均一な音響的物性を得られるようにす
る。 【解決手段】 母材２２に複合体２４を添加する。複合
体２４は、第１材料としての基材２６の中に第２材料と
しての粒子２８及び第３材料としての粒子３０を添加し
たものである。第１材料は例えばシリコーンゴムであ
り、第２材料は例えばタングステンであり、第３材料は
例えばガラス製マイクロバルーンである。大きな密度の
粒子と小さな密度の粒子とを束ねて取り扱うことができ
るので、バッキング１０内において複合体２４を均一に
分散させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波探触子用バッ
キング及びその製造方法に関し、特にバッキングの音響
的特性を向上させるための技術に関する。
キング及びその製造方法に関し、特にバッキングの音響
的特性を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】超音波振動子としては、単
振動子、一次元アレイ振動子、二次元アレイ振動子など
の各種の超音波振動子が知られている。そのような超音
波振動子の背面側には超音波振動子から後方へ放射され
る不要な超音波を減衰、吸収するためのバッキング（背
面側負荷部材）が設けられる。バッキングが超音波振動
子の支持部材として用いられる場合もある。バッキング
の音響的特性（物性）が良好でない場合、そのバッキン
グにおいて十分に超音波の吸収を行えず、その結果、超
音波画像の画質の低下を招く。特に、バッキングにおけ
る音響インピーダンスが設計通りの値であり、しかもそ
れ全体として音響インピーダンスが均一であるのが望ま
しい。
振動子、一次元アレイ振動子、二次元アレイ振動子など
の各種の超音波振動子が知られている。そのような超音
波振動子の背面側には超音波振動子から後方へ放射され
る不要な超音波を減衰、吸収するためのバッキング（背
面側負荷部材）が設けられる。バッキングが超音波振動
子の支持部材として用いられる場合もある。バッキング
の音響的特性（物性）が良好でない場合、そのバッキン
グにおいて十分に超音波の吸収を行えず、その結果、超
音波画像の画質の低下を招く。特に、バッキングにおけ
る音響インピーダンスが設計通りの値であり、しかもそ
れ全体として音響インピーダンスが均一であるのが望ま
しい。
【０００３】従来、バッキングとしてゴム材にフェライ
ト粉末を混入したものが用いられている。しかし、その
ようなバッキングは超音波の減衰率を高くするのが困難
であるという問題がある。また、そのようなバッキング
は、素子カッティングなどの加工との関係において、十
分な剛性を発揮できず、このため、例えば、微細な多数
の振動素子からなるアレイ振動子に適用するのは困難で
あるという問題がある。
ト粉末を混入したものが用いられている。しかし、その
ようなバッキングは超音波の減衰率を高くするのが困難
であるという問題がある。また、そのようなバッキング
は、素子カッティングなどの加工との関係において、十
分な剛性を発揮できず、このため、例えば、微細な多数
の振動素子からなるアレイ振動子に適用するのは困難で
あるという問題がある。
【０００４】また、従来、エポキシ樹脂に対して、タン
グステンなどの粉末（粒子）及びガラスマイクロバルー
ン（粒子）などを混入してなるバッキングも知られてい
る。このバッキングによれば、高い剛性と高い減衰特性
とを得ることができる。しかし、周知のように、タング
ステンなどの粒子は単位体積当たりの重量（密度）が極
めて大きいために、エポキシ樹脂などにそれを混入した
際に、その粒子が下部に沈降し、上下方向において（厚
み方向において）、単位体積当たりにおける粒子個数が
不均一となる。つまり、上下方向において、バッキング
の音響的物性（特に音響インピーダンス）を均一にでき
ないという問題がある。また、同様の理由から、設計ど
おりの音響的物性をもったバッキングを製造し難い（再
現性が確保できない）という問題がある。
グステンなどの粉末（粒子）及びガラスマイクロバルー
ン（粒子）などを混入してなるバッキングも知られてい
る。このバッキングによれば、高い剛性と高い減衰特性
とを得ることができる。しかし、周知のように、タング
ステンなどの粒子は単位体積当たりの重量（密度）が極
めて大きいために、エポキシ樹脂などにそれを混入した
際に、その粒子が下部に沈降し、上下方向において（厚
み方向において）、単位体積当たりにおける粒子個数が
不均一となる。つまり、上下方向において、バッキング
の音響的物性（特に音響インピーダンス）を均一にでき
ないという問題がある。また、同様の理由から、設計ど
おりの音響的物性をもったバッキングを製造し難い（再
現性が確保できない）という問題がある。
【０００５】本発明の目的は、バッキングの音響的物性
を向上させることにある。
を向上させることにある。
【０００６】本発明の他の目的は、均一な音響的物性を
もったバッキング及びその製造方法を提供することにあ
る。
もったバッキング及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００７】本発明の他の目的は、バッキングの製造に
おける再現性を向上することにある。
おける再現性を向上することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、超音波振動子の後方に設けられ、
超音波振動子から後方に放射された超音波を減衰する超
音波探触子用バッキングであって、母材と、前記母材中
に混入された複数の複合体と、を含み、前記各複合体
は、第１音響インピーダンスを有する基材としての第１
材料と、前記第１材料に入れられた材料であって、第２
音響インピーダンスを有する第２材料と、前記第１材料
に入れられた材料であって、第３音響インピーダンスを
有する第３材料と、を含むことを特徴とする。
るために、本発明は、超音波振動子の後方に設けられ、
超音波振動子から後方に放射された超音波を減衰する超
音波探触子用バッキングであって、母材と、前記母材中
に混入された複数の複合体と、を含み、前記各複合体
は、第１音響インピーダンスを有する基材としての第１
材料と、前記第１材料に入れられた材料であって、第２
音響インピーダンスを有する第２材料と、前記第１材料
に入れられた材料であって、第３音響インピーダンスを
有する第３材料と、を含むことを特徴とする。
【０００９】上記構成によれば、母材中に複数の複合体
が入れられ、その複合体は、基材（第１材料）に対して
第２材料及び第３材料を入れたものとして構成される。
よって、第２材料及び第３材料を常に一体的に取り扱う
ことができる。その結果、例えば、第２材料と第３材料
の単位体積当たりの重量が異なることなどに起因し、母
材中で第２材料と第３材料がそれぞれ偏在してしまうこ
とを防止して、製造の再現性を良好にできる。
が入れられ、その複合体は、基材（第１材料）に対して
第２材料及び第３材料を入れたものとして構成される。
よって、第２材料及び第３材料を常に一体的に取り扱う
ことができる。その結果、例えば、第２材料と第３材料
の単位体積当たりの重量が異なることなどに起因し、母
材中で第２材料と第３材料がそれぞれ偏在してしまうこ
とを防止して、製造の再現性を良好にできる。
【００１０】望ましくは、前記第２音響インピーダンス
及び前記第３音響インピーダンスはそれぞれ前記第１音
響インピーダンスと異なる。望ましくは、前記第２音響
インピーダンスは前記第１音響インピーダンスよりも高
く、前記第３音響インピーダンスは前記第１音響インピ
ーダンスよりも低い。
及び前記第３音響インピーダンスはそれぞれ前記第１音
響インピーダンスと異なる。望ましくは、前記第２音響
インピーダンスは前記第１音響インピーダンスよりも高
く、前記第３音響インピーダンスは前記第１音響インピ
ーダンスよりも低い。
【００１１】望ましくは、前記第２材料の単位体積当た
りの重量と前記第３材料の単位体積当たりの重量とが異
なる。望ましくは、前記第２材料の単位体積当たりの重
量は前記第３材料の単位体積当たりの重量よりも大き
い。この構成によれば、各材料の音響インピーダンスの
相違をもって効果的な超音波の散乱吸収作用を発揮させ
ることができる。
りの重量と前記第３材料の単位体積当たりの重量とが異
なる。望ましくは、前記第２材料の単位体積当たりの重
量は前記第３材料の単位体積当たりの重量よりも大き
い。この構成によれば、各材料の音響インピーダンスの
相違をもって効果的な超音波の散乱吸収作用を発揮させ
ることができる。
【００１２】望ましくは、前記複合体の単位体積当たり
の重量が前記母材の単位体積当たりの重量に相当する。
この構成によれば、母材中に各複合体をより良好に均等
分散させることができる。
の重量が前記母材の単位体積当たりの重量に相当する。
この構成によれば、母材中に各複合体をより良好に均等
分散させることができる。
【００１３】望ましくは、前記第２材料は、タングステ
ン及びタンタルの少なくとも一方の成分をもって組成さ
れる。望ましくは、前記第３材料は、微少中空体構造を
有する。
ン及びタンタルの少なくとも一方の成分をもって組成さ
れる。望ましくは、前記第３材料は、微少中空体構造を
有する。
【００１４】望ましくは、前記母材は絶縁性を有する材
料によって構成され、前記第１材料は絶縁性を有する材
料によって構成される。望ましくは、前記母材と前記第
１材料は同一材料で構成される。
料によって構成され、前記第１材料は絶縁性を有する材
料によって構成される。望ましくは、前記母材と前記第
１材料は同一材料で構成される。
【００１５】（２）また、上記目的を達成するために、
本発明は、超音波振動子の後方に設けられ、超音波振動
子から後方に放射された超音波を減衰する超音波探触子
用バッキングにおいて、母材と、前記母材中に均一的に
分散混入された複数の複合体と、を含み、前記各複合体
が、基材と、音響インピーダンス及び単位体積当たりの
重量の両方が異なる複数種類の粒子と、を含むことを特
徴とする。
本発明は、超音波振動子の後方に設けられ、超音波振動
子から後方に放射された超音波を減衰する超音波探触子
用バッキングにおいて、母材と、前記母材中に均一的に
分散混入された複数の複合体と、を含み、前記各複合体
が、基材と、音響インピーダンス及び単位体積当たりの
重量の両方が異なる複数種類の粒子と、を含むことを特
徴とする。
【００１６】（３）また、上記目的を達成するために、
本発明は、超音波探触子用バッキングの製造方法におい
て、複数の複合体を製造する前工程と、母材に対して前
記複数の複合体を混入することにより前記バッキングを
製造する後工程と、を含み、前記前工程は、流動性ある
第１材料に対して第２材料及び第３材料を添加する添加
工程と、前記第２材料及び前記第３材料が添加された第
１材料を硬化させて原複合材料を生成する硬化工程と、
前記原複合材料を粉砕して前記複数の複合体を生成する
粉砕工程と、を含むことを特徴とする。
本発明は、超音波探触子用バッキングの製造方法におい
て、複数の複合体を製造する前工程と、母材に対して前
記複数の複合体を混入することにより前記バッキングを
製造する後工程と、を含み、前記前工程は、流動性ある
第１材料に対して第２材料及び第３材料を添加する添加
工程と、前記第２材料及び前記第３材料が添加された第
１材料を硬化させて原複合材料を生成する硬化工程と、
前記原複合材料を粉砕して前記複数の複合体を生成する
粉砕工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】上記構成によれば、第１材料に第２材料及
び第３材料を添加した後に、それを粉砕して、複数の複
合体（通常、粉体）を製造し、それを母材に混入してバ
ッキングが製造される。
び第３材料を添加した後に、それを粉砕して、複数の複
合体（通常、粉体）を製造し、それを母材に混入してバ
ッキングが製造される。
【００１８】望ましくは、前記原複合材料の硬化後にそ
の上層を除去する除去工程を含み、前記上層が除去され
た原複合材料が前記粉砕工程において粉砕される。
の上層を除去する除去工程を含み、前記上層が除去され
た原複合材料が前記粉砕工程において粉砕される。
【００１９】望ましくは、前記粉砕によって生成された
複数の複合体の内で所定範囲の大きさを有するものを選
別する選別工程を含み、前記後工程では、前記選別工程
で選別された複数の複合体が利用される。
複数の複合体の内で所定範囲の大きさを有するものを選
別する選別工程を含み、前記後工程では、前記選別工程
で選別された複数の複合体が利用される。
【００２０】望ましくは、前記第１材料の単位体積当た
りの重量よりも前記第２材料の単位体積当たりの重量の
方が大きく、前記第１材料の単位体積当たりの重量より
も前記第３材料の単位体積当たりの重量の方が小さい。
りの重量よりも前記第２材料の単位体積当たりの重量の
方が大きく、前記第１材料の単位体積当たりの重量より
も前記第３材料の単位体積当たりの重量の方が小さい。
【００２１】望ましくは、前記第１材料の音響インピー
ダンスよりも前記第２材料の音響インピーダンスの方が
高く、前記第１材料の音響インピーダンスよりも前記第
３材料の音響インピーダンスの方が低い。
ダンスよりも前記第２材料の音響インピーダンスの方が
高く、前記第１材料の音響インピーダンスよりも前記第
３材料の音響インピーダンスの方が低い。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００２３】図１には、本発明に係る超音波探触子の好
適な実施形態が示されており、図１はその要部を示す説
明図である。図１（Ａ）には、超音波探触子における要
部の断面図が示されており、図１（Ｂ）には、図１
（Ａ）における符号１００において示される部分の拡大
図が模式的に示されている。図１（Ａ）において、アレ
イ振動子１２は、一次元アレイ振動子あるいは二次元ア
レイ振動子などである。アレイ振動子１２は、複数の振
動素子１２Ａによって構成される。アレイ振動子１２の
上側には整合層１８が形成されている。この整合層１８
は、具体的には第１整合層１４及び第２整合層１６によ
って構成される。第１整合層１４は複数の整合要素１４
Ａによって構成され、これと同様に、第２整合層１６も
複数の整合要素１６Ａによって構成される。整合層１８
の上側には必要に応じて音響レンズなどが配置される。
適な実施形態が示されており、図１はその要部を示す説
明図である。図１（Ａ）には、超音波探触子における要
部の断面図が示されており、図１（Ｂ）には、図１
（Ａ）における符号１００において示される部分の拡大
図が模式的に示されている。図１（Ａ）において、アレ
イ振動子１２は、一次元アレイ振動子あるいは二次元ア
レイ振動子などである。アレイ振動子１２は、複数の振
動素子１２Ａによって構成される。アレイ振動子１２の
上側には整合層１８が形成されている。この整合層１８
は、具体的には第１整合層１４及び第２整合層１６によ
って構成される。第１整合層１４は複数の整合要素１４
Ａによって構成され、これと同様に、第２整合層１６も
複数の整合要素１６Ａによって構成される。整合層１８
の上側には必要に応じて音響レンズなどが配置される。
【００２４】一方、アレイ振動子１２の下側すなわち背
面側にはバッキング１０が設けられる。このバッキング
１０は、背面負荷材として機能し、アレイ振動子１２か
ら後方に放射された不要な超音波を散乱・吸収するもの
である。図１（Ａ）に示す構造自体は公知であるが、本
実施形態においては、バッキング１０の組成が従来と異
なる。ちなみに、図１（Ａ）において、振動素子１２Ａ
の上面及び下面に設けられるシグナル電極及びグランド
電極などについては図示省略されている。また、バッキ
ング１０内に、各振動素子１２Ａごとにリード２０を設
けるような場合にも本発明を適用できる。
面側にはバッキング１０が設けられる。このバッキング
１０は、背面負荷材として機能し、アレイ振動子１２か
ら後方に放射された不要な超音波を散乱・吸収するもの
である。図１（Ａ）に示す構造自体は公知であるが、本
実施形態においては、バッキング１０の組成が従来と異
なる。ちなみに、図１（Ａ）において、振動素子１２Ａ
の上面及び下面に設けられるシグナル電極及びグランド
電極などについては図示省略されている。また、バッキ
ング１０内に、各振動素子１２Ａごとにリード２０を設
けるような場合にも本発明を適用できる。
【００２５】図１（Ｂ）には、図１（Ａ）における符号
１００で示される領域の拡大図が示されている。この図
１（Ｂ）を用いてバッキング１０の組成について説明す
る。
１００で示される領域の拡大図が示されている。この図
１（Ｂ）を用いてバッキング１０の組成について説明す
る。
【００２６】本実施形態においては、母材２２内に多数
の複合体（粉体）２４がほぼ均一に分散して添加されて
いる。複合体２４は、第１材料として基材２６と、その
基材２６中に添加された第２材料としての粒子２８及び
第３材料としての粒子３０と、によって構成されてい
る。粒子２８の音響インピーダンスは、基材２６の音響
インピーダンスよりも大きく、また、粒子２８の密度
（単位体積あたりの重量）は基材２６の密度よりも大き
い。一方、粒子３０の音響インピーダンスは基材２６の
音響インピーダンスよりも小さく、また、粒子３０の密
度は基材２６の密度よりも小さい。すなわち、このよう
な３つの材料の音響インピーダンス関係により、超音波
が散乱されつつ吸収される。本実施形態においては、複
合体２４内に密度の大きい粒子と密度の小さい粒子とを
複合的に添加したため、単に粒子２８及び粒子３０を母
材２２中に添加する場合に比べて、分散均一性を向上す
ることができる。つまり、基材の密度に比し、密度の大
きい粒子と密度の小さい粒子とを組み合わせることによ
り、それら単体で存在する場合よりそれらの複合体とし
て存在する場合には、複合体の密度は、基材の密度に近
くなる。したがって、それらが単体で存在する場合にお
いて生ずる密度勾配といった問題を軽減することができ
る。望ましくは、複合体２４の全体としての密度が母材
２２の密度に相当するか近いのが望ましい。
の複合体（粉体）２４がほぼ均一に分散して添加されて
いる。複合体２４は、第１材料として基材２６と、その
基材２６中に添加された第２材料としての粒子２８及び
第３材料としての粒子３０と、によって構成されてい
る。粒子２８の音響インピーダンスは、基材２６の音響
インピーダンスよりも大きく、また、粒子２８の密度
（単位体積あたりの重量）は基材２６の密度よりも大き
い。一方、粒子３０の音響インピーダンスは基材２６の
音響インピーダンスよりも小さく、また、粒子３０の密
度は基材２６の密度よりも小さい。すなわち、このよう
な３つの材料の音響インピーダンス関係により、超音波
が散乱されつつ吸収される。本実施形態においては、複
合体２４内に密度の大きい粒子と密度の小さい粒子とを
複合的に添加したため、単に粒子２８及び粒子３０を母
材２２中に添加する場合に比べて、分散均一性を向上す
ることができる。つまり、基材の密度に比し、密度の大
きい粒子と密度の小さい粒子とを組み合わせることによ
り、それら単体で存在する場合よりそれらの複合体とし
て存在する場合には、複合体の密度は、基材の密度に近
くなる。したがって、それらが単体で存在する場合にお
いて生ずる密度勾配といった問題を軽減することができ
る。望ましくは、複合体２４の全体としての密度が母材
２２の密度に相当するか近いのが望ましい。
【００２７】図２には、各材料の例が示されている。図
１に示した母材２２としては、例えばエポキシ樹脂など
の熱硬化性接着剤といったものを用いることができる。
図１に示した第１材料としては、例えばシリコーンゴ
ム、ウレタン樹脂などのゴム弾性をもつ接着剤やエポキ
シ樹脂などの熱硬化性接着剤を利用することができる。
ここで、母材と第１材料とを同じ材料で構成することも
可能である。
１に示した母材２２としては、例えばエポキシ樹脂など
の熱硬化性接着剤といったものを用いることができる。
図１に示した第１材料としては、例えばシリコーンゴ
ム、ウレタン樹脂などのゴム弾性をもつ接着剤やエポキ
シ樹脂などの熱硬化性接着剤を利用することができる。
ここで、母材と第１材料とを同じ材料で構成することも
可能である。
【００２８】図１に示した粒子２８を構成する第２材料
としては、例えばタングステン、タングステンカーバイ
ト、珪化タングステン、タンタルなどを用いることがで
きる。また、図１に示した粒子３０を構成する第３材料
としては、ガラス製マイクロバルーン，樹脂製マイクロ
バルーンといった微小中空構造体を用いることができ
る。
としては、例えばタングステン、タングステンカーバイ
ト、珪化タングステン、タンタルなどを用いることがで
きる。また、図１に示した粒子３０を構成する第３材料
としては、ガラス製マイクロバルーン，樹脂製マイクロ
バルーンといった微小中空構造体を用いることができ
る。
【００２９】図１における複合体２４は、後に説明する
ように粉砕処理によって製造され、その粒径は例えば５
０〜２５０μｍであるのが望ましいが、もちろんそれ以
外の値に粒径を設定することもできる。上記の母材及び
第１材料は電気的な絶縁性をもった材料であり、バッキ
ング１０内に複数のリードを挿入する場合においても各
リード間における電機的な絶縁性を確保することができ
る。
ように粉砕処理によって製造され、その粒径は例えば５
０〜２５０μｍであるのが望ましいが、もちろんそれ以
外の値に粒径を設定することもできる。上記の母材及び
第１材料は電気的な絶縁性をもった材料であり、バッキ
ング１０内に複数のリードを挿入する場合においても各
リード間における電機的な絶縁性を確保することができ
る。
【００３０】母材２２に対する複合体２４の添加量、お
よび、第１材料に対する第２材料及び第３材料の添加量
については所望の量にすることができ、具体的には、バ
ッキングとして必要な音響的物性（音響インピーダン
ス、減衰係数）などが所望の値となるように各添加量を
定めればよい。また、上記のバッキング１０は、従来例
で説明したようなフェライト粉末を利用していないため
に、高い剛性を確保することができる。よって、減衰特
性を高めつつも剛性を強化し、実用的価値の高いバッキ
ングを構成することができる。
よび、第１材料に対する第２材料及び第３材料の添加量
については所望の量にすることができ、具体的には、バ
ッキングとして必要な音響的物性（音響インピーダン
ス、減衰係数）などが所望の値となるように各添加量を
定めればよい。また、上記のバッキング１０は、従来例
で説明したようなフェライト粉末を利用していないため
に、高い剛性を確保することができる。よって、減衰特
性を高めつつも剛性を強化し、実用的価値の高いバッキ
ングを構成することができる。
【００３１】次に、図３及び図４を用いて、本実施形態
に係るバッキングの製造方法の一例について説明する。
図３には、図１に示した複合体２４の製造プロセスがフ
ローチャートとして示されており、図４には、母材に対
する複合体の添加によるバッキングの製造プロセスがフ
ローチャートとして示されている。なお、図３及び図４
に示す例においては、図１に示した母材２２としてエポ
キシ樹脂が用いられ、基材２６としてシリコーンゴムが
用いられ、第２材料としてタングステン粒子が用いら
れ、第３材料としてガラスマイクロバルーンが用いられ
ている。
に係るバッキングの製造方法の一例について説明する。
図３には、図１に示した複合体２４の製造プロセスがフ
ローチャートとして示されており、図４には、母材に対
する複合体の添加によるバッキングの製造プロセスがフ
ローチャートとして示されている。なお、図３及び図４
に示す例においては、図１に示した母材２２としてエポ
キシ樹脂が用いられ、基材２６としてシリコーンゴムが
用いられ、第２材料としてタングステン粒子が用いら
れ、第３材料としてガラスマイクロバルーンが用いられ
ている。
【００３２】図３のＳ１０１において、まず流動体とし
てのシリコーンゴムを作成するため、あらかじめ主剤と
硬化剤とを混合し十分に攪拌しておく、この流動体とし
てのシリコーンゴムに対して、タングステン粒子を所定
量添加し、また、ガラスマイクロバルーンを所定量添加
する。そして、その添加後にシリコーンゴムに対して十
分な攪拌処理を行う。この場合においては、例えば攪拌
と共に超音波振動を印加するようにしてもよい。
てのシリコーンゴムを作成するため、あらかじめ主剤と
硬化剤とを混合し十分に攪拌しておく、この流動体とし
てのシリコーンゴムに対して、タングステン粒子を所定
量添加し、また、ガラスマイクロバルーンを所定量添加
する。そして、その添加後にシリコーンゴムに対して十
分な攪拌処理を行う。この場合においては、例えば攪拌
と共に超音波振動を印加するようにしてもよい。
【００３３】Ｓ１０２では、真空中の環境下においてＳ
１０１で作成された複合体材料の内部に取り込まれてい
る気泡を追い出す脱泡処理を行う。ちなみに、Ｓ１０１
の工程を真空中で実施する場合においては、このＳ１０
２の工程を省略することも可能である。
１０１で作成された複合体材料の内部に取り込まれてい
る気泡を追い出す脱泡処理を行う。ちなみに、Ｓ１０１
の工程を真空中で実施する場合においては、このＳ１０
２の工程を省略することも可能である。
【００３４】Ｓ１０３では、脱泡処理後の複合体材料を
常温常湿の条件下で薄い層として硬化させる。この場
合、その薄い層の厚みは例えば４ｍｍである。
常温常湿の条件下で薄い層として硬化させる。この場
合、その薄い層の厚みは例えば４ｍｍである。
【００３５】Ｓ１０４では、Ｓ１０３における硬化処理
の後に、薄い層として固まった複合体材料における上澄
み層を例えばカッターなどを利用して除去する。これに
よって、複合体として利用し難い部分が取り除かれるこ
とになる。この場合の除去すべき上澄み層の厚さは例え
ば１ｍｍである。なお、上記の硬化条件や上澄み層の除
去条件などについては複合体の組成あるいはそれに用い
られる材料に応じて適宜定めればよい。
の後に、薄い層として固まった複合体材料における上澄
み層を例えばカッターなどを利用して除去する。これに
よって、複合体として利用し難い部分が取り除かれるこ
とになる。この場合の除去すべき上澄み層の厚さは例え
ば１ｍｍである。なお、上記の硬化条件や上澄み層の除
去条件などについては複合体の組成あるいはそれに用い
られる材料に応じて適宜定めればよい。
【００３６】Ｓ１０５においては、上澄み層が除去され
た複合体材料が粉砕器にかけられ、粉砕処理が実行され
る。ここで、その粉砕により得られる粉体の粒径は例え
ば５０〜２５０μｍであるのが望ましい。また、より粒
径を揃えるために、Ｓ１０６において、ふるいなどを利
用して、ふるい分け処理を行うのが望ましい。以上の工
程により、図１に示した複合体２４が粉体として製造さ
れることになる。
た複合体材料が粉砕器にかけられ、粉砕処理が実行され
る。ここで、その粉砕により得られる粉体の粒径は例え
ば５０〜２５０μｍであるのが望ましい。また、より粒
径を揃えるために、Ｓ１０６において、ふるいなどを利
用して、ふるい分け処理を行うのが望ましい。以上の工
程により、図１に示した複合体２４が粉体として製造さ
れることになる。
【００３７】次に、図４において、エポキシ樹脂として
の主剤と硬化剤とをあらかじめ混合して十分に攪拌して
おく。そして、その流動体としてのエポキシ樹脂に対し
て図３に示した工程で製造された粉体を所定量添加し、
十分に攪拌を行う。ちなみに、バッキング内にリードア
レイを設ける場合には、Ｓ２０１の段階において同時に
リードアレイを埋設しておくことができる。
の主剤と硬化剤とをあらかじめ混合して十分に攪拌して
おく。そして、その流動体としてのエポキシ樹脂に対し
て図３に示した工程で製造された粉体を所定量添加し、
十分に攪拌を行う。ちなみに、バッキング内にリードア
レイを設ける場合には、Ｓ２０１の段階において同時に
リードアレイを埋設しておくことができる。
【００３８】Ｓ２０２において、Ｓ２０１で作成された
材料を真空中におき、上記同様に脱泡処理を行う。もち
ろん、Ｓ２０１の工程が真空中で行われる場合には、Ｓ
２０２の工程を省略することもできる。Ｓ２０３では、
脱泡処理後の材料を例えば８０℃といった一定の高温下
で所定時間（例えば５時間）程度放置し、これによって
材料を硬化させる。そして、Ｓ２０４において、その硬
化した材料について外形加工を行い、所望の形状に仕上
げる。これによって図１に示したバッキング１０が作成
される。
材料を真空中におき、上記同様に脱泡処理を行う。もち
ろん、Ｓ２０１の工程が真空中で行われる場合には、Ｓ
２０２の工程を省略することもできる。Ｓ２０３では、
脱泡処理後の材料を例えば８０℃といった一定の高温下
で所定時間（例えば５時間）程度放置し、これによって
材料を硬化させる。そして、Ｓ２０４において、その硬
化した材料について外形加工を行い、所望の形状に仕上
げる。これによって図１に示したバッキング１０が作成
される。
【００３９】以上のように、本実施形態によれば、バッ
キング１０内において音響インピーダンスや減衰特性と
いった音響的物性を均一にすることができ、しかも再現
性をもってバッキングを容易に作成できるという利点が
ある。また、バッキングの減衰係数をほぼ維持した上
で、必要とされる音響インピーダンスに幅広く対応でき
るように、容易に変更できるという利点がある。
キング１０内において音響インピーダンスや減衰特性と
いった音響的物性を均一にすることができ、しかも再現
性をもってバッキングを容易に作成できるという利点が
ある。また、バッキングの減衰係数をほぼ維持した上
で、必要とされる音響インピーダンスに幅広く対応でき
るように、容易に変更できるという利点がある。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッキングの音響的物性を向上することができる。ま
た、均一な音響的物性をもったバッキングを製造できる
という利点がある。
バッキングの音響的物性を向上することができる。ま
た、均一な音響的物性をもったバッキングを製造できる
という利点がある。
【図１】 本発明に係るバッキングを説明するための図
である。
である。
【図２】 各材料の例を示す説明図である。
【図３】 複合体の製造プロセスを示すフローチャート
である。
である。
【図４】 バッキングの製造プロセスを示すフローチャ
ートである。
ートである。
１０ バッキング、１２ アレイ振動子、１８ 整合
層、２２ 母材、２４複合体、２６ 基材（第１材
料）、２８ 粒子（第２材料）、３０ 粒子（第３材
料）。
層、２２ 母材、２４複合体、２６ 基材（第１材
料）、２８ 粒子（第２材料）、３０ 粒子（第３材
料）。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｒ 31/00 ３３０ Ｈ０４Ｒ 31/00 ３３０
(72)発明者 田淵 幸人
東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロカ
株式会社内
Ｆターム(参考） 2G047 GB02 GB23 GB28 GB32
4C301 EE20 GB03 GB09 GB14 GB20
GB22 GB24 GB27 GB33 GB35
GB37 GB38 GB39
4C601 EE30 GB01 GB02 GB03 GB04
GB06 GB14 GB20 GB24 GB25
GB26 GB28 GB32 GB33 GB41
GB42 GB43 GB45 GB46 GB47
5D019 AA26 BB17 FF03 GG01 GG06
HH01
Claims (17)
- 【請求項１】 超音波振動子の後方に設けられ、超音波
振動子から後方に放射された超音波を減衰する超音波探
触子用バッキングであって、 母材と、 前記母材中に混入された複数の複合体と、 を含み、 前記各複合体は、 第１音響インピーダンスを有する基材としての第１材料
と、 前記第１材料に入れられた材料であって、第２音響イン
ピーダンスを有する第２材料と、 前記第１材料に入れられた材料であって、第３音響イン
ピーダンスを有する第３材料と、 を含むことを特徴とする超音波探触子用バッキング。 - 【請求項２】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記第２音響インピーダンス及び前記第３音響インピー
ダンスはそれぞれ前記第１音響インピーダンスと異なる
ことを特徴とする超音波探触子用バッキング。 - 【請求項３】 請求項２記載のバッキングにおいて、 前記第２音響インピーダンスは前記第１音響インピーダ
ンスよりも高く、 前記第３音響インピーダンスは前記第１音響インピーダ
ンスよりも低いことを特徴とする超音波探触子用バッキ
ング。 - 【請求項４】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記第２材料の単位体積当たりの重量と前記第３材料の
単位体積当たりの重量とが異なることを特徴とする超音
波探触子用バッキング。 - 【請求項５】 請求項４記載のバッキングにおいて、 前記第２材料の単位体積当たりの重量は前記第３材料の
単位体積当たりの重量よりも大きいことを特徴とする超
音波探触子用バッキング。 - 【請求項６】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記複合体の単位体積当たりの重量が前記母材の単位体
積当たりの重量に相当することを特徴とする超音波探触
子用バッキング。 - 【請求項７】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記第２材料は、タングステン及びタンタルの少なくと
も一方の成分をもって組成されたことを特徴とする超音
波探触子用バッキング。 - 【請求項８】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記第３材料は、微小中空体構造を有することを特徴と
する超音波探触子用バッキング。 - 【請求項９】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記母材は絶縁性を有する材料によって構成されたこと
を特徴とする超音波探触子用バッキング。 - 【請求項１０】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記第１材料は絶縁性を有する材料によって構成された
ことを特徴とする超音波探触子用バッキング。 - 【請求項１１】 請求項１記載のバッキングにおいて、 前記母材と前記第１材料は同一材料で構成されたことを
特徴とする超音波探触子用バッキング。 - 【請求項１２】 超音波振動子の後方に設けられ、超音
波振動子から後方に放射された超音波を減衰する超音波
探触子用バッキングにおいて、 母材と、 前記母材中に均一的に分散混入された複数の複合体と、 を含み、 前記各複合体が、基材と、音響インピーダンス及び単位
体積当たりの重量の両方が異なる複数種類の粒子と、を
含むことを特徴とする超音波探触子用バッキング。 - 【請求項１３】 超音波探触子用バッキングの製造方法
において、 複数の複合体を製造する前工程と、 母材に対して前記複数の複合体を混入することにより前
記バッキングを製造する後工程と、 を含み、 前記前工程は、 流動性ある第１材料に対して第２材料及び第３材料を添
加する添加工程と、 前記第２材料及び前記第３材料が添加された第１材料を
硬化させて原複合材料を生成する硬化工程と、 前記原複合材料を粉砕して前記複数の複合体を生成する
粉砕工程と、 を含むことを特徴とする超音波探触子用バッキングの製
造方法。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の方法において、 前記原複合材料の硬化後にその上層を除去する除去工程
を含み、 前記上層が除去された原複合材料が前記粉砕工程におい
て粉砕されることを特徴とする超音波探触子用バッキン
グの製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１３記載の方法において、 前記粉砕によって生成された複数の複合体の内で所定範
囲の大きさを有するものを選別する選別工程を含み、 前記後工程では、前記選別工程で選別された複数の複合
体が利用されることを特徴とする超音波探触子用バッキ
ングの製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１３記載の方法において、 前記第１材料の単位体積当たりの重量よりも前記第２材
料の単位体積当たりの重量の方が大きく、 前記第１材料の単位体積当たりの重量よりも前記第３材
料の単位体積当たりの重量の方が小さいことを特徴とす
る超音波探触子用バッキングの製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１３記載の方法において、 前記第１材料の音響インピーダンスよりも前記第２材料
の音響インピーダンスの方が高く、 前記第１材料の音響インピーダンスよりも前記第３材料
の音響インピーダンスの方が低いことを特徴とする超音
波探触子用バッキングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001390902A JP3806349B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 超音波探触子用バッキング及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001390902A JP3806349B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 超音波探触子用バッキング及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003190162A true JP2003190162A (ja) | 2003-07-08 |
| JP3806349B2 JP3806349B2 (ja) | 2006-08-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001390902A Expired - Fee Related JP3806349B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 超音波探触子用バッキング及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3806349B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2008302098A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Fujifilm Corp | 超音波探触子、超音波探触子用バッキング材及びその製造方法 |
| WO2010143387A1 (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | パナソニック株式会社 | 超音波探触子 |
| JP2011176419A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置 |
| JP2012000219A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置 |
| CN102338777A (zh) * | 2010-07-15 | 2012-02-01 | 广州多浦乐电子科技有限公司 | 一种用于超声相控阵探头的高导热高衰减的背衬材料及其制造方法 |
| JP2012034160A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子用バッキング材、それを用いた超音波探触子、及び超音波医用画像診断装置 |
| WO2017095183A1 (ko) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 동국대학교 산학협력단 | 상이한 음향 임피던스의 물질들로 구성된 후면층을 갖는 초음파 변환자 및 그 제조 방법 |
| CN115138547A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-04 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 压电微机械超声换能器背衬材料、制备方法及填充方法 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001390902A patent/JP3806349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8519600B2 (en) | 2009-06-08 | 2013-08-27 | Panasonic Corporation | Ultrasonic transducer |
| WO2010143387A1 (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | パナソニック株式会社 | 超音波探触子 |
| JP5741432B2 (ja) * | 2009-06-08 | 2015-07-01 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子 |
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| WO2017095183A1 (ko) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 동국대학교 산학협력단 | 상이한 음향 임피던스의 물질들로 구성된 후면층을 갖는 초음파 변환자 및 그 제조 방법 |
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