JP2008187625A - コンベックス型の超音波探触子 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性を良好にして、圧電素子へのクラック発生や断線を防止したコンベックス探触子を提供する。
【解決手段】多数の圧電素子１が長軸方向に配列されたバッキング材２を円弧状とした基台３の表面に固着し、前記複数の圧電素子１の下面側となる前記バッキング材２に面した駆動電極と少なくとも短軸方向の一端側で電気的に接続した複数のフレキシブル基板５を前記基台３の主面に沿って導出し、前記複数のフレキシブル基板５を束ねて一本化してなるコンベックス型の超音波探触子において、前記基台３の主面には位置決め用の突起を有し、前記複数のフレキシブル基板５には前記突起に挿入する貫通孔を有して、前記突起に前記貫通孔を挿入して前記フレキシブル基板５を束ねて一本化した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明はコンベックス型の超音波探触子（以下、コンベックス探触子とする）を技術分野とし、特にフレキシブル基板５によって駆動電極を導出したコンベックス探触子に関する。

（発明の背景）
コンベックス探触子は例えば医用における超音波診断装置の超音波の送受波部として使用され、経口等に挿入されて診断部の情報を得る。このようなものでは、一般には、フレキシブル基板によって圧電素子の駆動電極を導出して探触子本体がケースに収容され、フレキシブル基板は超音波診断装置からのケーブルに接続する。

（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明するコンベックス探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の一主面の一部断面図、同図（ｂ）は他主面の同一部断面図、同図（ｃ）短軸方向の断面図である。

コンベックス探触子は、多数の圧電素子１が長軸方向（圧電素子の幅方向）に配列されたバッキング材２を、円弧状ここでは半円状とした基台３の表面に固着してなる。円弧状基台３は例えばエポキシ材からなる。複数の圧電素子１は両主面に図示しない駆動電極を有し、例えば二層とした音響整合層４を超音波の送受波面となる上面の駆動電極（上面電極とする）上に有する。

そして、圧電素子１の下面となる駆動電極（下面電極とする）は、複数個の圧電素子１毎に、バッキング材２との間に介在してそれぞれが独立した複数のフレキシブル基板５によって導出される。各フレキシブル基板５は線路５ａを有して圧電素子１の複数個ずつと電気的に接続し、短軸方向（圧電素子１の長さ方向）の両端側から交互にいわゆる千鳥状に導出される。例えば短軸方向の両端側からフレキシブル基板５が千鳥状に導出される。この例では、短軸方向の一端側では３枚とし、他端側では２枚とする。

これらは、先ず、フレキシブル基板５を図示しない圧電板の短軸方向の両端側に接続する。次に、フレキシブル基板５を有する圧電板をバッキング材２上に固着した後、音響整合層４を形成する。次に、音響整合層４の表面上からバッキング材２に到達する図示しない分割溝を設け、フレキシブル基板５の線路５ａがそれぞれ接続した複数の圧電素子１に分割して一体的に形成する。通常では、分割溝には充填材が埋設される。

最後に、フレキシブル基板５は円弧状基台３の両主面に沿って折曲し、円弧状基台３の中央部で厚み方向に束ねられて一本化（一体化）し、円弧状基台３の下方に延出する。この場合、円弧状基台３における一主面の３枚のうちの中央のフレキシブル基板５は、長軸方向を二等分する中心線上に一致させて直線状に延出する。円弧状基台３の両主面における中心線に対して両側のフレキシブル基板５は圧電素子１との接続端から内側に向かう傾斜部と中央のフレキシブル基板５に重なり合う直線部からなる。

これらは、円弧状基台３の両主面側に各フレキシブル基板５を折曲する際、中央のフレキシブル基板５に重なるように、両側のフレキシブル基板５は直線部の長さや傾斜角度が予め設定される。そして、図示しない接着剤によって円弧状基台３の両主面に固着して仮止めした後、例えば樹脂のコーティングによって被覆されて固定される。

その後、一般には、音響整合層４上には短軸方向に曲率を有する音響レンズが被着され「第３図（ｃ）」、これらを探触子本体とする。探触子本体は超音波の送受波面となる音響レンズを露出して、図示しないケースに収容される。ケースの後端部からはフレキシブル基板５と電気的に接続した図示しないケーブルが導出して診断装置本体に接続する。
特開平７−２７４２９５号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成のコンベックス探触子では、短軸方向から交互に（千鳥状に）導出したフレキシブル基板５を、基台３の両主面側で折り曲げた後、作業者の手作業によって重ね合わせて一本化する。このため、作業に手間が掛かるとともに、位置合わせのために折り曲げが連続すると、例えばフレキシブル基板５の導出元である圧電素子１にクラックを生じさせる。あるいは、断線させる問題があった。この場合、超音波特性を劣化させたり、コンベックス探触子を不良品にしたりする。

（発明の目的）
本発明は作業性を良好にして、圧電素子へのクラック発生や断線を防止したコンベックス探触子を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、多数の圧電素子が長軸方向に配列されたバッキング材を円弧状とした基台の表面に固着し、前記複数の圧電素子の下面側となる前記バッキング材に面した駆動電極と少なくとも短軸方向の一端側で電気的に接続した複数のフレキシブル基板を前記基台の主面に沿って導出し、前記複数のフレキシブル基板５を束ねて一本化してなるコンベックス型の超音波探触子において、前記基台の主面には位置決め用の突起を有し、前記複数のフレキシブル基板には前記突起に挿入する貫通孔を有して、前記突起に前記貫通孔を挿入して前記フレキシブル基板を束ねて一本化した構成とする。

このような構成であれば、円弧状基台の両主面に設けた位置決用の突起にフレキシブル基板の貫通孔を挿入することによって、円弧状基台の両主面側で複数のフレキシブル基板を容易に束ねられて一本化できる。なお、必要に応じて、各主面側で一本化し、両主面間ではずれがあってもよい。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記複数のフレキシブル基板のうちの中央のフレキシブル基板は、前記長軸方向を二等分する中心線上に一致させて直線状に延出し、前記中心線に対して両側のフレキシブル基板は圧電素子との接続端から内側に向かう傾斜部と前記中央のフレキシブル基板に重なり合う直線部からなる。これにより、フレキシブル基板を円弧状基台の主面に折曲した際、両側のフレキシブル基板の直線部を中央部のフレキシブル基板に束ねられる（重ね合わせられる）。

同請求項３では、前記フレキシブル基板は前記短軸方向の両端側で前記圧電素子の複数と交互に接続して導出される。これにより、多数の圧電素子からの駆動電極の導出を容易にする。

第１図は本発明の一実施形態を説明するコンベックス探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の一主面の一部断面図、同図（ｂ）は他主面の同一部断面図、同図（ｃ）短軸方向の断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

コンベックス探触子は、前述したように、多数の圧電素子１が配列されたバッキング材２を円弧状基台３の表面に固着し、圧電素子１の複数個の下面電極と電気的に接続した複数のフレキシブル基板５を短軸方向の両端側から交互（千鳥状）に接続する。そして、円弧状基台３の両主面に沿って折曲される。円弧状基台３一主面における中央部のフレキシブル基板５は直線状として、両主面における中心線に対して両側のフレキシブル基板５は傾斜部と直線部ととからなる。

ここでは、円弧状基台３における両主面の中央部には位置決め用の突起８を有する。突起８は円弧状基台３（エポキシ材）の形成時に一体的に形成される。そして、各フレキシブル基板５には貫通孔９が形成される。貫通孔９は各フレキシブル基板５の折曲時に重なり合う位置例えば両側のフレキシブル基板５の折曲部からの直線部の延出始端部に設けられる。中央部のフレキシブル基板５の貫通孔９はこれに対応する位置に設けられる。

このようなものでは、円弧状基台３の突起８に各フレキシブル基板５の貫通孔９を挿入すれば、長軸方向を２等分する中心線に対して両主面側での両側のフレキシブル基板５の傾斜部が必然的に中央部の直線状のフレキシブル基板５に重なり合って束ねられる。したがって、複数ここでは計５枚のフレキシブル基板５が一本化して、基台３の円弧状基台３の下方に延出される。

このことから、従来のように、フレキシブル基板５を数度にわたって折り曲げることなく、容易に一本化できる。したがって、例えばフレキシブル基板５の応力によって導出元である圧電素子１にクラックを発生することや断線を防止し、超音波特性を良好に維持できる。そして、フレキシブル基板５の一本化の作業性を良好にする。

（他の事項）
上記実施形態では位置決め用の突起８は円弧状基台３の中央部に形成したが、例えば第２図に示したように突起８を例えば中央領域の両側に設ける。そして、各フレキシブル基板５の両側に設けられた半円状の切り欠きとした貫通孔９を突起８に挿入（嵌入）してもよい。このように、位置決め用の突起８及びフレキシブル基板５の貫通孔９は、必要に応じて任意に形成できる。

また、フレキシブル基板５は圧電素子１の短軸方向の両端側から交互に導出したが、一端側からのみ導出した場合でも同様に適用できる。この場合でも、複数のフレキシブル基板５が複数の圧電素子１ごとに接続する。

本発明の一実施形態を説明するコンベックス探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の一主面の一部断面図、同図（ｂ）は他主面の同一部断面図、同図（ｃ）短軸方向の断面図である。 本発明の一実施形態の他例を説明するコンベックス探触子における長軸方向の一主面の一部断面図である。 従来例を説明するコンベックス探触子の図で、同図（ａ）は長軸方向の一主面の一部断面図、同図（ｂ）は他主面の同一部断面図、同図（ｃ）短軸方向の断面図である。

符号の説明

１ 圧電素子、２ バッキング材、３ 基台、４ 音響整合層、５ フレキシブル基板、６ 線路、７ 音響レンズ、８ 突起、９ 貫通孔。

Claims (3)

1. 多数の圧電素子が長軸方向に配列されたバッキング材を円弧状とした基台の表面に固着し、前記複数の圧電素子の下面側となる前記バッキング材に面した駆動電極と少なくとも短軸方向の一端側で電気的に接続した複数のフレキシブル基板を前記基台の主面に沿って導出し、前記複数のフレキシブル基板を束ねて一本化してなるコンベックス型の超音波探触子において、前記基台の主面には位置決め用の突起を有し、前記複数のフレキシブル基板には前記突起に挿入する貫通孔を有して、前記突起に前記貫通孔を挿入して前記フレキシブル基板を束ねて一本化したことを特徴とするコンベックス型の超音波探触子。
2. 請求項１において、前記複数のフレキシブル基板のうちの中央のフレキシブル基板は、前記長軸方向を二等分する中心線上に一致させて直線状に延出し、前記中心線に対して両側のフレキシブル基板は圧電素子との接続端から内側に向かう傾斜部と前記中央のフレキシブル基板に重なり合う直線部からなるコンベックス型の超音波探触子。
3. 前記フレキシブル基板は前記短軸方向の両端側で前記圧電素子の複数と交互に接続して導出された請求項１のコンベックス型の超音波探触子。