JP2009072349A - Ultrasonic transducer, its manufacturing method and ultrasonic probe - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic transducer which achieves high sensitivity and a wide band, and has excellent sound consistency with a human body and is excellent in ultrasonic propagation characteristics. <P>SOLUTION: The ultrasonic transducer includes a first piezoelectric body with a recessed part and a projected part, formed on the first surface, a second piezoelectric body with a recessed part and a projected part, formed on the first surface, a first internal electrode formed along the recessed part and projected part of the first piezoelectric body, a second internal electrode formed along the recessed part and projected part of the second piezoelectric body, and a filler having a sound impedance smaller than the sound impedance of the first and second piezoelectric bodies. The length of the recessed part of the first and second piezoelectric bodies is longer than the length of the projected part, the recessed part and projected part of the first piezoelectric body and the projected part and recessed part of the second piezoelectric body are fitted at prescribed intervals so as to fill the filler between the first internal electrode and the second internal electrode, and a laminate piezoelectric complex is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置において超音波を送受信するために用いられる超音波トランスデューサ(圧電振動子)、及び、その製造方法に関する。さらに、本発明は、そのような超音波トランスデューサを用いる超音波探触子に関する。   The present invention relates to an ultrasonic transducer (piezoelectric vibrator) used for transmitting and receiving ultrasonic waves in an ultrasonic diagnostic apparatus, and a manufacturing method thereof. Furthermore, the present invention relates to an ultrasonic probe using such an ultrasonic transducer.

超音波探触子においては、超音波を送信及び/又は受信するための超音波トランスデューサとして、一般的に、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛:Pb(lead) zirconate titanate)に代表される圧電セラミックや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン:polyvinyliden difluoride)に代表される高分子圧電材料等の圧電体の両端に電極を形成した振動子(圧電振動子)が用いられている。   In an ultrasonic probe, as an ultrasonic transducer for transmitting and / or receiving ultrasonic waves, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Pb (lead) zirconate titanate) is generally used. A vibrator (piezoelectric vibrator) in which electrodes are formed on both ends of a piezoelectric material such as a polymer piezoelectric material represented by PVDF (polyvinyliden difluoride) is used.

そのような振動子の電極に電圧を印加すると、圧電効果により圧電体が伸縮して弾性波が発生する。特に、広帯域な信号電圧を振動子の電極に印加することにより、圧電体の厚さに応じた波長を有する共振弾性波が生成される。特に、セラミック圧電体の厚さが数mm以下の場合には、圧電体から超音波が発生する。さらに、複数の振動子を1次元又は2次元状に配列し、所定の遅延を与えた複数の駆動信号によって駆動することにより、超音波ビームを所望の方向に向けて形成することができる。一方、振動子は、伝播する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。この電気信号は、超音波の検出信号として用いられる。   When a voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts due to the piezoelectric effect, and elastic waves are generated. In particular, by applying a broadband signal voltage to the electrodes of the vibrator, a resonant elastic wave having a wavelength corresponding to the thickness of the piezoelectric body is generated. In particular, when the thickness of the ceramic piezoelectric body is several mm or less, ultrasonic waves are generated from the piezoelectric body. Furthermore, an ultrasonic beam can be formed in a desired direction by arranging a plurality of transducers in a one-dimensional or two-dimensional manner and driving with a plurality of drive signals given a predetermined delay. On the other hand, the vibrator expands and contracts by receiving propagating ultrasonic waves and generates an electrical signal. This electrical signal is used as an ultrasonic detection signal.

超音波診断装置は、超音波探触子を用いて、人体等の被検体に超音波を送信し、被検体から反射される超音波エコーを受信することにより、超音波の検出信号に基づいて画像を表示する。これにより、体内の臓器や血管の検査が行われる。しかしながら、振動子において圧電セラミックを用いる場合には、振動子の音響インピーダンスと人体等の音響インピーダンスとの間に大きな差があり、そのような音響インピーダンスの差がある境界面においては、超音波の反射が生じて伝播損失となってしまう。   The ultrasonic diagnostic apparatus uses an ultrasonic probe to transmit an ultrasonic wave to a subject such as a human body and receive an ultrasonic echo reflected from the subject, based on an ultrasonic detection signal. Display an image. Thereby, the internal organs and blood vessels are examined. However, when a piezoelectric ceramic is used in the vibrator, there is a large difference between the acoustic impedance of the vibrator and the acoustic impedance of the human body, etc. Reflection occurs, resulting in propagation loss.

ここで、音響インピーダンスとは、音響媒質密度と音速との積で表される物質固有の定数であり、その単位としては、一般に、MRayl(メガ・レイル)が用いられ、1MRayl=1×10kg・m−2・s−1である。一般的な圧電セラミックの音響インピーダンスは、約25MRayl〜約35MRaylであり、人体の音響インピーダンスは、約1.5MRaylである。 Here, the acoustic impedance is a material-specific constant represented by the product of the acoustic medium density and the sound velocity. Generally, MRayl (mega rail) is used as the unit, and 1 MRayl = 1 × 10 6. kg · m −2 · s −1 . A typical piezoelectric ceramic has an acoustic impedance of about 25 MRayl to about 35 MRayl, and a human body has an acoustic impedance of about 1.5 MRayl.

振動子の音響インピーダンスをZとし、人体の音響インピーダンスをZとすると、接触界面における超音波の反射率Rは、次式(1)で与えられる。
R=|Z−Z|/(Z+Z) ・・・(1)
式(1)において、Z=35MRayl、Z=1.5MRaylとすると、R=0.92となるので、ほとんどの超音波は接触界面で反射してしまい、超音波は1割も伝播しないことが分る。
If the acoustic impedance of the vibrator is Z 0 and the acoustic impedance of the human body is Z M , the ultrasonic wave reflectance R at the contact interface is given by the following equation (1).
R = | Z 0 −Z M | / (Z 0 + Z M ) (1)
In Equation (1), if Z 0 = 35 MRayl and Z M = 1.5 MRayl, R = 0.92, so most of the ultrasonic waves are reflected at the contact interface, and the ultrasonic waves do not propagate by 10%. I understand that.

この問題を解決するために、振動子と被検体との間に音響整合層を挿入して、音響インピーダンスの整合を図ることが行われている。さらに、音響整合層を多層構造とすれば超音波の伝播効率が改善されるが、製造上の都合により、音響整合層を2層〜3層とするのが限界である。   In order to solve this problem, an acoustic matching layer is inserted between the transducer and the subject to achieve acoustic impedance matching. Furthermore, if the acoustic matching layer has a multi-layer structure, the propagation efficiency of ultrasonic waves is improved. However, for the convenience of manufacturing, the acoustic matching layer is limited to two to three layers.

そこで、超音波の伝播効率をさらに改善するために、振動子自体の音響インピーダンスを低減することが考えられる。例えば、圧電体に格子状の溝を形成してアレイ化し、溝の内部に音響インピーダンスが2MRayl〜4MRayl程度の素材を充填することが有効である。その際に、溝の間隔は、溝によって分離される各々の振動子内を伝播する超音波の波長と比較して十分小さくする。一般的には、溝の間隔を、超音波の波長の1/8〜1/10以下とすることが望ましい。そのようなアレイ振動子としては、例えば、1つの方向に長い棒状のPZTを樹脂中に配置した複合圧電体が用いられており、この複合圧電体は、1−3コンポジットと呼ばれている。   Therefore, in order to further improve the propagation efficiency of ultrasonic waves, it is conceivable to reduce the acoustic impedance of the vibrator itself. For example, it is effective to form a lattice-like groove in the piezoelectric body to form an array, and to fill the groove with a material having an acoustic impedance of about 2 MRayl to 4 MRayl. At that time, the interval between the grooves is made sufficiently smaller than the wavelength of the ultrasonic wave propagating in each transducer separated by the grooves. In general, it is desirable that the interval between the grooves be 1/8 to 1/10 or less of the wavelength of the ultrasonic wave. As such an array transducer, for example, a composite piezoelectric body in which a rod-like PZT long in one direction is arranged in a resin is used, and this composite piezoelectric body is called a 1-3 composite.

1−3コンポジットの場合には、各々の振動子が棒状となることから、その振動モードは、33振動モードとなる。33振動モードとは、第3の方向(Z軸方向)に分極処理(ポーリング処理)が施された圧電体を、同じ第3の方向に電界を印加して振動させた場合の振動モードをいう。一般に、振動子においては、33振動モードにおける電気機械結合係数k33が、板状における電気機械結合係数ktや、バー状における電気機械結合係数k33'よりも大きいので、各々の振動子を棒状とすることにより、高い変換効率が期待できる。   In the case of 1-3 composite, each vibrator has a rod shape, and therefore its vibration mode is 33 vibration mode. The 33 vibration mode refers to a vibration mode when a piezoelectric body that has been subjected to polarization processing (polling processing) in the third direction (Z-axis direction) is vibrated by applying an electric field in the same third direction. . Generally, in the vibrator, since the electromechanical coupling coefficient k33 in the 33 vibration mode is larger than the electromechanical coupling coefficient kt in the plate shape or the electromechanical coupling coefficient k33 ′ in the bar shape, each vibrator has a rod shape. Therefore, high conversion efficiency can be expected.

また、電気機械結合係数k33が大きいことは、振動子の帯域拡大にも寄与する。さらに、1−3コンポジットを採用することにより、音響インピーダンスの高い圧電体の一部が、音響インピーダンスの低い樹脂に置き換わるので、振動子の音響インピーダンスが低下して、超音波の伝播効率が改善される。ただし、誘電率が大きい圧電体の有効面積が減少することから、電気的には、振動子の静電容量が低下して、電気インピーダンスが上昇してしまう。   Also, the large electromechanical coupling coefficient k33 contributes to the expansion of the bandwidth of the vibrator. Furthermore, by adopting 1-3 composite, a part of the piezoelectric body with high acoustic impedance is replaced with resin with low acoustic impedance, so that the acoustic impedance of the vibrator is lowered and the propagation efficiency of ultrasonic waves is improved. The However, since the effective area of the piezoelectric body having a large dielectric constant is reduced, the capacitance of the vibrator is electrically reduced and the electrical impedance is increased.

一方、近年においては、超音波探触子が、口から体内に挿入される内視鏡(経口内視鏡)や、鼻から体内に挿入される内視鏡(経鼻内視鏡)や、血管カテーテル等において用いられていることから、超音波探触子の微細化が求められている。経口内視鏡の直径は8mm〜11mm程度であり、経鼻内視鏡の直径は4mm〜5mm程度であるから、振動子のサイズも小さくする必要がある。   On the other hand, in recent years, an ultrasound probe is inserted into the body through the mouth (oral endoscope), the endoscope inserted into the body through the nose (transnasal endoscope), Since it is used in blood vessel catheters and the like, miniaturization of ultrasonic probes is required. Since the diameter of the oral endoscope is about 8 mm to 11 mm and the diameter of the transnasal endoscope is about 4 mm to 5 mm, it is necessary to reduce the size of the vibrator.

しかしながら、振動子の微細化に伴って、振動子の電気インピーダンスが上昇してしまう。送受信される超音波の周波数帯域における振動子の電気インピーダンスが、超音波診断装置本体の受信回路の電気インピーダンス又は接続ケーブルの特性インピーダンスと比較して大きくなると、検出信号の伝送特性が低下する。また、振動子のサイズが小さくなることとも相乗して、感度が低下する。   However, the electrical impedance of the vibrator increases with the miniaturization of the vibrator. When the electrical impedance of the transducer in the frequency band of ultrasonic waves to be transmitted / received becomes larger than the electrical impedance of the receiving circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus body or the characteristic impedance of the connection cable, the transmission characteristics of the detection signal deteriorate. In addition, the sensitivity is reduced in synergy with the reduction in size of the vibrator.

そのような感度の低下を補うために、振動子(圧電体及び電極)を積層構造として、各層の振動子を並列に接続することにより、振動子の静電容量を増加させて電気インピーダンスを低下させることが行われている。しかしながら、振動子の1−3コンポジット化と振動子の積層化とを両立させる試みは行われていないようである。その理由は、積層化において必要となる超音波放射方向と直交する内部電極構造と、1−3コンポジット化において必要となる超音波放射方向と平行な溝の形成とは、構造上及び加工上矛盾するので、両立し難いからである。   In order to compensate for such a decrease in sensitivity, the vibrator (piezoelectric body and electrode) has a laminated structure, and the vibrator of each layer is connected in parallel, thereby increasing the capacitance of the vibrator and lowering the electrical impedance. Has been done. However, it seems that no attempt has been made to achieve both the 1-3 composite of the vibrator and the lamination of the vibrator. The reason is that the internal electrode structure orthogonal to the ultrasonic radiation direction required for lamination and the formation of grooves parallel to the ultrasonic radiation direction required for 1-3 composite are contradictory in structure and processing. This is because it is difficult to achieve both.

また、33振動モードで振動する四角柱の振動子を積層化し、これをアレイ状に並べて1つの振動子として動作するように電極を形成し、さらに、このような振動子を複数並べて1次元振動子アレイとすることもできるが、これを製造するプロセスは、積層型の2次元振動子アレイを製造するプロセスと似たものとなり、大変な労力を必要とする。   In addition, quadrangular columnar vibrators that vibrate in 33 vibration modes are stacked, electrodes are formed so as to operate as a single vibrator by arranging them in an array, and a plurality of such vibrators are arranged in a one-dimensional manner. Although it can be a child array, the process of manufacturing this is similar to the process of manufacturing a stacked two-dimensional transducer array, and requires a great deal of labor.

関連する技術として、下記の特許文献1及び特許文献2には、複合圧電体の製造方法が開示されている。この複合圧電体の製造方法においては、表面に複数の凹部及び複数の凸部を有する2つの圧電体を、樹脂を挟んで嵌合させて貼り合わせ、貼り合わされた圧電体を直線に沿って切り出すことにより、複数の圧電体と複数の樹脂とが交互に並んだ複合圧電体が形成される。しかしながら、特許文献1及び特許文献2には、振動子の1−3コンポジット化と振動子の積層化とを両立させることは開示されていない。
米国特許第5239736号明細書 米国特許第6984284号明細書
As related techniques, the following Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a method of manufacturing a composite piezoelectric body. In this method of manufacturing a composite piezoelectric body, two piezoelectric bodies having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions on the surface are fitted together by sandwiching a resin, and the bonded piezoelectric bodies are cut out along a straight line. Thus, a composite piezoelectric body in which a plurality of piezoelectric bodies and a plurality of resins are alternately arranged is formed. However, Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose that the 1-3 composite of the vibrator and the lamination of the vibrator are compatible.
US Pat. No. 5,239,736 US Pat. No. 6,984,284

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、高感度及び広帯域を達成すると共に、人体との音響整合性が良く超音波の伝播特性に優れた超音波トランスデューサ、及び、そのような超音波トランスデューサを用いる超音波探触子を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above points, the present invention provides an ultrasonic transducer that achieves high sensitivity and a wide band, has excellent acoustic matching with a human body, and has excellent ultrasonic propagation characteristics, and such an ultrasonic transducer. An object is to provide an ultrasonic probe to be used.

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る超音波トランスデューサは、第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部が形成された第1の圧電体と、第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部が形成された第2の圧電体と、第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って形成された第1の内部電極と、第2の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って形成された第2の内部電極と、第1の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に形成された第1の電極と、第2の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に形成された第2の電極と、第1及び第2の圧電体の音響インピーダンスよりも小さい音響インピーダンスを有する充填材とを具備し、第1及び第2の圧電体の凹部の長さが凸部の長さよりも大きく、第1の内部電極と第2の内部電極との間に充填材が充填されるように、第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部と第2の圧電体の複数の凸部及び複数の凹部とが所定の間隔を伴って嵌合されて、積層圧電複合体が形成されている。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic transducer according to one aspect of the present invention includes a first piezoelectric body in which a plurality of concave portions and a plurality of convex portions are formed on a first surface, and a plurality of piezoelectric transducers on the first surface. A second piezoelectric body having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions, a first internal electrode formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the first piezoelectric body, and a second piezoelectric body. A second internal electrode formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions, and a first electrode formed on the second surface facing the first surface of the first piezoelectric body, A second electrode formed on the second surface facing the first surface of the second piezoelectric body, and a filler having an acoustic impedance smaller than that of the first and second piezoelectric bodies; And the length of the concave portions of the first and second piezoelectric bodies is larger than the length of the convex portions, The plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the first piezoelectric body and the plurality of convex portions and the plurality of concave portions of the second piezoelectric body are set at predetermined intervals so that the filler is filled between the inner electrodes of the first piezoelectric body. Are joined together to form a laminated piezoelectric composite.

また、本発明の1つの観点に係る超音波トランスデューサの製造方法は、超音波を送信及び/又は受信するための超音波トランスデューサを製造する方法であって、第1の圧電体の第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部を形成すると共に、第2の圧電体の第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部を形成して、第1及び第2の圧電体の凹部の長さを凸部の長さよりも大きくする工程(a)と、第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って第1の内部電極を形成すると共に、第2の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って第2の内部電極を形成する工程(b)と、第1の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に第1の電極を形成すると共に、第2の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に第2の電極を形成する工程(c)と、第1及び第2の圧電体の音響インピーダンスよりも小さい音響インピーダンスを有する充填材が第1の内部電極と第2の内部電極との間に充填されるように、第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部と第2の圧電体の複数の凸部及び複数の凹部とを所定の間隔を伴って嵌合して、積層圧電複合体を形成する工程(d)とを具備する。   An ultrasonic transducer manufacturing method according to an aspect of the present invention is a method of manufacturing an ultrasonic transducer for transmitting and / or receiving ultrasonic waves, and includes a first surface of a first piezoelectric body. A plurality of concave portions and a plurality of convex portions are formed on the first surface of the second piezoelectric body, and a plurality of concave portions and a plurality of convex portions are formed on the first surface of the second piezoelectric body. Forming the first internal electrode along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the first piezoelectric body, and a plurality of second piezoelectric bodies. Forming a second internal electrode along the concave portion and the plurality of convex portions, and forming the first electrode on the second surface facing the first surface of the first piezoelectric body. And a step of forming a second electrode on the second surface opposite to the first surface of the second piezoelectric body (c) And the filling material having an acoustic impedance smaller than the acoustic impedance of the first and second piezoelectric bodies is filled between the first internal electrode and the second internal electrode. A step (d) of forming a laminated piezoelectric composite by fitting the plurality of recesses and the plurality of protrusions with the plurality of protrusions and the plurality of recesses of the second piezoelectric body with a predetermined interval; To do.

さらに、本発明の1つの観点に係る超音波探触子は、本発明に係る超音波トランスデューサが複数配列されて形成されたトランスデューサアレイと、トランスデューサアレイの背面に設けられたバッキング材と、トランスデューサアレイの前面に設けられた少なくとも1層の音響整合層とを具備する。   Furthermore, an ultrasonic probe according to one aspect of the present invention includes a transducer array formed by arranging a plurality of ultrasonic transducers according to the present invention, a backing material provided on the back surface of the transducer array, and a transducer array. And at least one acoustic matching layer provided on the front surface.

本発明によれば、1−3コンポジット化と積層化とを両立させることにより、電気機械結合係数を向上させて電気インピーダンスを低下させ、高感度及び広帯域を達成すると共に、音響インピーダンスを低下させて、人体との音響整合性が良く超音波の伝播特性に優れた超音波トランスデューサを提供することができる。さらに、そのような超音波トランスデューサを用いる超音波探触子を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to improve electromechanical coupling coefficient and reduce electrical impedance by achieving both 1-3 composite and lamination, and achieve high sensitivity and wide bandwidth, and reduce acoustic impedance. In addition, it is possible to provide an ultrasonic transducer that has excellent acoustic compatibility with the human body and excellent ultrasonic propagation characteristics. Furthermore, an ultrasonic probe using such an ultrasonic transducer can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波探触子の内部構造を模式的に示す斜視図であり、図2は、図1に示す超音波探触子において用いられる超音波トランスデューサアレイ(振動子アレイ)をXY平面と平行な面で切断したときの断面図である。この振動子アレイは、駆動信号が供給されることにより伸縮して超音波を被検体に向けて送信すると共に、被検体によって反射された超音波を受信することにより電気信号(検出信号)を出力する複数の超音波トランスデューサ(振動子)1を有している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the internal structure of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an ultrasonic wave used in the ultrasonic probe shown in FIG. It is sectional drawing when a transducer array (vibrator array) is cut | disconnected by the surface parallel to XY plane. This transducer array expands and contracts when a drive signal is supplied and transmits an ultrasonic wave toward the subject, and outputs an electrical signal (detection signal) by receiving the ultrasonic wave reflected by the subject. A plurality of ultrasonic transducers (vibrators) 1 are provided.

各々の振動子1は、第1の表面(下面)に複数の凹部及び複数の凸部が形成された圧電体2aと、第1の表面(上面)に複数の凹部及び複数の凸部が形成された圧電体2bと、圧電体2aの複数の凹部及び複数の凸部に沿って形成された内部電極3aと、圧電体2bの複数の凹部及び複数の凸部に沿って形成された内部電極3bと、圧電体2aの第1の表面に対向する第2の表面上に形成された上部電極5と、圧電体2bの第1の表面に対向する第2の表面上に形成された下部電極6と、圧電体2a及び2bの音響インピーダンスよりも小さい音響インピーダンスを有する充填材4とによって構成された積層圧電複合体を有している。   Each vibrator 1 has a piezoelectric body 2a having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions formed on the first surface (lower surface), and a plurality of concave portions and a plurality of convex portions formed on the first surface (upper surface). Piezoelectric body 2b, internal electrodes 3a formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the piezoelectric body 2a, and internal electrodes formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the piezoelectric body 2b 3b, an upper electrode 5 formed on the second surface facing the first surface of the piezoelectric body 2a, and a lower electrode formed on the second surface facing the first surface of the piezoelectric body 2b 6 and a laminated piezoelectric composite composed of a filler 4 having an acoustic impedance smaller than that of the piezoelectric bodies 2a and 2b.

ここで、圧電体2a及び2bの凹部の長さが凸部の長さよりも大きく、内部電極3aと内部電極3bとの間に充填材4が充填されるように、圧電体2aの複数の凹部及び複数の凸部と圧電体2bの複数の凸部及び複数の凹部とが所定の間隔を伴って嵌合されている。さらに、複数の振動子1が、振動子アレイ8を構成している。   Here, the lengths of the concave portions of the piezoelectric bodies 2a and 2b are larger than the length of the convex portions, and the plurality of concave portions of the piezoelectric body 2a are filled with the filler 4 between the internal electrodes 3a and 3b. The plurality of convex portions and the plurality of convex portions and the plurality of concave portions of the piezoelectric body 2b are fitted with a predetermined interval. Furthermore, a plurality of transducers 1 constitute a transducer array 8.

図1に示すように、超音波探触子は、バッキング材11を有しており、振動子アレイ8は、このバッキング材11上に設けられている。振動子アレイ8上には、1つ又は複数の音響整合層(図1においては、2つの音響整合層12a及び12bを示す)と、必要に応じて音響整合層上に音響レンズ13とが設けられる。音響整合層12a及び12bは、例えば、超音波を伝播し易いパイレックス(登録商標)ガラスや金属粉入りエポキシ樹脂等によって形成されており、生体等の被検体と振動子1との間の音響インピーダンスのマッチングを改善する。それにより、振動子1から送信される超音波が、効率良く被検体中に伝播する。音響レンズ13は、例えば、シリコーンゴムによって形成されており、複数の振動子1から送信され、音響整合層12a及び12bを伝播した超音波を、被検体内の所定の深度において集束させる。これらの部分は、筐体に収納され、複数の振動子1から引き出された配線が、ケーブルを介して、超音波診断装置本体内の電子回路に接続される。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic probe has a backing material 11, and the transducer array 8 is provided on the backing material 11. On the transducer array 8, one or a plurality of acoustic matching layers (in FIG. 1, two acoustic matching layers 12a and 12b are shown), and an acoustic lens 13 is provided on the acoustic matching layer as necessary. It is done. The acoustic matching layers 12a and 12b are formed of, for example, Pyrex (registered trademark) glass that easily propagates ultrasonic waves, epoxy resin containing metal powder, or the like, and an acoustic impedance between a subject such as a living body and the vibrator 1 is used. Improve matching. Thereby, the ultrasonic wave transmitted from the transducer 1 propagates efficiently into the subject. The acoustic lens 13 is made of, for example, silicone rubber, and focuses ultrasonic waves transmitted from the plurality of transducers 1 and propagated through the acoustic matching layers 12a and 12b at a predetermined depth in the subject. These parts are housed in a housing, and wiring drawn from the plurality of transducers 1 is connected to an electronic circuit in the ultrasonic diagnostic apparatus main body via a cable.

図3は、本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサが1−3コンポジットを構成することを概念的に説明するための断面図である。図3(a)に示されるように、2個の圧電体2a及び2bの各々は、互いに向き合っている第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部を有している。それらの凹部及び凸部に沿って、内部電極3a及び3bが形成されている。また、圧電体2aの第2の表面上には、上部電極5が形成され、圧電体2bの第2の表面上には、下部電極6が形成されている。図3(b)に示されるように、電極が形成された圧電体2aと圧電体2bとを積層することにより、積層圧電複合体が形成される。   FIG. 3 is a cross-sectional view for conceptually explaining that the ultrasonic transducer according to the first embodiment of the present invention constitutes a 1-3 composite. As shown in FIG. 3A, each of the two piezoelectric bodies 2a and 2b has a plurality of concave portions and a plurality of convex portions on the first surface facing each other. Internal electrodes 3a and 3b are formed along the concave and convex portions. An upper electrode 5 is formed on the second surface of the piezoelectric body 2a, and a lower electrode 6 is formed on the second surface of the piezoelectric body 2b. As shown in FIG. 3B, a laminated piezoelectric composite is formed by laminating the piezoelectric body 2a on which electrodes are formed and the piezoelectric body 2b.

ここで、圧電体2a及び2bの複数の凸部が、1つの方向(図1に示すX軸方向)に並べられて同時に動作する1列の振動子群を形成していると見ることができる。これにより、1列の振動子群が、1−3コンポジットの特徴を有することになり、1列の振動子群を構成する個々の振動子(凸部)が、33振動モードで振動する。一般に、圧電振動子においては、33モードにおける電気機械結合定数k33が、板状における電気機械結合定数ktやバー状における電気機械結合定数k33'よりも大きいので、高い変換効率を実現することができる。また、電気機械結合定数k33が大きいことは、振動子の帯域拡大にもつながる。従って、1−3コンポジット化を採用することは、圧電振動子の高感度及び広帯域をもたらす。さらに、圧電体及び電極を積層化することによって、静電容量が増加して電気インピーダンスが低下するので、検出信号の伝送効率が改善される。   Here, it can be seen that the plurality of convex portions of the piezoelectric bodies 2a and 2b are arranged in one direction (X-axis direction shown in FIG. 1) to form a row of transducer groups that operate simultaneously. . As a result, the transducer group in one row has the characteristic of 1-3 composite, and the individual transducers (convex portions) constituting the transducer group in one row vibrate in the 33 vibration mode. In general, in the piezoelectric vibrator, since the electromechanical coupling constant k33 in the 33 mode is larger than the electromechanical coupling constant kt in the plate shape and the electromechanical coupling constant k33 ′ in the bar shape, high conversion efficiency can be realized. . In addition, a large electromechanical coupling constant k33 also leads to expansion of the bandwidth of the vibrator. Therefore, adopting 1-3 composite results in high sensitivity and wide bandwidth of the piezoelectric vibrator. Furthermore, by laminating the piezoelectric body and the electrodes, the capacitance increases and the electrical impedance decreases, so that the transmission efficiency of the detection signal is improved.

図4A及び4Bは、本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサを示す図である。図4Aに示されるように、2個の圧電体2a及び2bの各々は、互いに向き合っている第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部を有している。図4Aに示されるように、圧電体2a及び2bの凸部の長さをL1、凹部の長さをL2とし、内部電極3a及び3bの厚さが十分に小さいとすると、凹部及び凸部は、L1<L2の関係が成立するように、かつ、圧電体2aと圧電体2bとにおいて同一のピッチで形成される。L1及びL2の具体的な値としては、例えば、L1=150μm、L2=300μmである。   4A and 4B are diagrams showing an ultrasonic transducer according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, each of the two piezoelectric bodies 2a and 2b has a plurality of concave portions and a plurality of convex portions on the first surface facing each other. As shown in FIG. 4A, if the lengths of the convex portions of the piezoelectric bodies 2a and 2b are L1, the length of the concave portions is L2, and the thicknesses of the internal electrodes 3a and 3b are sufficiently small, the concave portions and the convex portions are , L1 <L2 is established, and the piezoelectric body 2a and the piezoelectric body 2b are formed at the same pitch. Specific values of L1 and L2 are, for example, L1 = 150 μm and L2 = 300 μm.

圧電体2aの凹部及び凸部に沿って、内部電極3aが形成され、圧電体2bの凹部及び凸部に沿って、内部電極3bが形成されている。また、圧電体2aの第2の表面上には、上部電極5が形成され、圧電体2bの第2の表面上には、下部電極6が形成されている。各々の電極は、例えば、下地接着層をクロム(Cr)とし表面導電層を金(Au)とするクロム/金(Cr/Au)電極として形成され、電極の厚さは、例えば、300nmである。   An internal electrode 3a is formed along the concave and convex portions of the piezoelectric body 2a, and an internal electrode 3b is formed along the concave and convex portions of the piezoelectric body 2b. An upper electrode 5 is formed on the second surface of the piezoelectric body 2a, and a lower electrode 6 is formed on the second surface of the piezoelectric body 2b. Each electrode is formed, for example, as a chromium / gold (Cr / Au) electrode in which the base adhesive layer is chromium (Cr) and the surface conductive layer is gold (Au), and the thickness of the electrode is, for example, 300 nm. .

図4Bに示されるように、圧電体2aの複数の凹部及び複数の凸部と圧電体2bの複数の凸部及び複数の凹部とを、圧電体2a及び2bの音響インピーダンスよりも小さい音響インピーダンスを有する充填材4を挟んで嵌合することにより、積層圧電複合体が形成される。ここで、圧電体2a及び2bの凸部の長さL1と凹部の長さL2との間には、L1<L2の関係が成立しているので、積層圧電複合体の長手方向において、内部電極3aと内部電極3bとの間には隙間が形成され、この隙間にも充填材4が充填される。   As shown in FIG. 4B, the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the piezoelectric body 2a and the plurality of convex portions and the plurality of concave portions of the piezoelectric body 2b have an acoustic impedance smaller than the acoustic impedance of the piezoelectric bodies 2a and 2b. A laminated piezoelectric composite is formed by fitting with the filler 4 sandwiched therebetween. Here, since the relationship of L1 <L2 is established between the length L1 of the convex portions and the length L2 of the concave portions of the piezoelectric bodies 2a and 2b, the internal electrodes are arranged in the longitudinal direction of the laminated piezoelectric composite. A gap is formed between 3a and the internal electrode 3b, and the filler 4 is also filled in this gap.

圧電体2a及び2bは、例えば、リラクサ系圧電体である富士セラミックスのC−91Hにより形成される。充填材4の材料は、音響インピーダンスが圧電セラミックスの音響インピーダンス25Mrayl〜35Mraylよりも低く、かつ、接着能力を有する材料の中から選択される。   The piezoelectric bodies 2a and 2b are formed of, for example, Fuji Ceramics C-91H, which is a relaxor piezoelectric body. The material of the filler 4 is selected from materials having an acoustic impedance lower than that of piezoelectric ceramics, that is, 25 Mrayl to 35 Mrayl, and having adhesive ability.

そのような材料としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等の音響インピーダンス2.0Mrayl〜3.5Mrayl程度の樹脂系材料、音響インピーダンス11.7Mraylの銀ペースト(銀30%、エポキシ樹脂70%)、音響インピーダンス2.61Mraylのポリイミド、音響インピーダンス18Mrayl程度の半田、音響インピーダンス2.38Mraylのグリセリン、音響インピーダンス13.0Mrayl〜15.0Mrayl程度のガラス、音響インピーダンス3.21Mraylの有機ガラス、音響インピーダンス2.5Mraylのポリスチロール、音響インピーダンス2.80Mraylの硬質ゴム、音響インピーダンス1.46Mraylの軟質ゴム等が挙げられる。   Examples of such a material include resin materials such as epoxy resin, urethane resin, silicone resin, melamine resin and the like having an acoustic impedance of about 2.0 Mrayl to 3.5 Mrayl, and a silver paste having an acoustic impedance of 11.7 Mrayl (30% silver, epoxy resin). 70%), polyimide with an acoustic impedance of 2.61 Mrayl, solder with an acoustic impedance of about 18 Mrayl, glycerin with an acoustic impedance of 2.38 Mrayl, glass with an acoustic impedance of about 13.0 Mrayl to 15.0 Mrayl, organic glass with an acoustic impedance of 3.21 Mrayl, acoustic Polystyrene having an impedance of 2.5 Mrayl, hard rubber having an acoustic impedance of 2.80 Mrayl, soft rubber having an acoustic impedance of 1.46 Mrayl, and the like.

例えば、樹脂として、エポキシテクノロジー社のエポテック301−2FLが使用される。また、樹脂に放熱効果を持たせる場合には、ケミテック(株)製のケシミールS−8586、又は、出光興産製のXE11−C2148が使用される。   For example, Epoxy Technology 301-2FL manufactured by Epoxy Technology is used as the resin. Moreover, when giving heat dissipation effect to resin, Chemitech Co., Ltd. product Keshmir S-8586 or Idemitsu Kosan XE11-C2148 is used.

図4Bにおいて、上部電極5及び下部電極6を接地電位に接続し、内部電極3a及び3bに駆動電圧を印加することにより、振動子1を駆動しても良い。あるいは、内部電極3a及び3bを接地電位に接続し、上部電極5及び下部電極6に駆動電圧を印加することにより、振動子1を駆動しても良い。このようにして形成された振動子1を1つの方向(図1に示すY方向)に並べることにより、1次元振動子アレイが形成される。振動子アレイの全体の大きさは、例えば、長さ5mm、幅5mm、厚さ600μmである。   In FIG. 4B, the vibrator 1 may be driven by connecting the upper electrode 5 and the lower electrode 6 to the ground potential and applying a drive voltage to the internal electrodes 3a and 3b. Alternatively, the vibrator 1 may be driven by connecting the internal electrodes 3 a and 3 b to the ground potential and applying a drive voltage to the upper electrode 5 and the lower electrode 6. By arranging the vibrators 1 formed in this way in one direction (Y direction shown in FIG. 1), a one-dimensional vibrator array is formed. The overall size of the transducer array is, for example, 5 mm in length, 5 mm in width, and 600 μm in thickness.

本実施形態においては、圧電体2aと圧電体2bとの間に、圧電体よりも音響インピーダンスの小さい樹脂が充填されるので、振動子1の音響インピーダンスが低くなり、界面における超音波の反射を低減することができる。これにより、被検体に効率的に超音波を伝播することができる。また、振動子1の間に、樹脂を充填することにより、静電容量が減少し、電気インピーダンスが増加するが、圧電体及び電極を積層することにより静電容量の増加を実現し、電気インピーダンスを低減している。さらに、振動子の厚さt1(電極を除く)、及び、圧電体2a及び2bの凹部における圧電体の厚さt2及びt3の値を適切に決めることによって、所望の複数の共振周波数を得ることができ、また、それらの領域の面積比を適切に決めることによって、周波数感度特性のバランスを取ることができる。従って、振動子の広帯域化を実現することが可能であり、特に、ハーモニックイメージングやコントラストドップラーイメージングを行う際に有利である。   In the present embodiment, since the resin having a lower acoustic impedance than the piezoelectric body is filled between the piezoelectric bodies 2a and 2b, the acoustic impedance of the vibrator 1 is lowered, and the ultrasonic wave is reflected at the interface. Can be reduced. Thereby, an ultrasonic wave can be efficiently propagated to the subject. In addition, filling the resin between the vibrators 1 reduces the capacitance and increases the electrical impedance. However, increasing the capacitance by stacking the piezoelectric body and the electrodes realizes the electrical impedance. Is reduced. Further, by appropriately determining the thickness t1 (excluding the electrodes) of the vibrator and the thicknesses t2 and t3 of the piezoelectric bodies in the recesses of the piezoelectric bodies 2a and 2b, a desired plurality of resonance frequencies can be obtained. In addition, the frequency sensitivity characteristics can be balanced by appropriately determining the area ratio of these regions. Therefore, it is possible to realize a wide band of the vibrator, which is particularly advantageous when performing harmonic imaging or contrast Doppler imaging.

本実施形態において、積層圧電複合体の厚さt1と、圧電体2a及び2bの凹部における圧電体の厚さt2及びt3を、それぞれt1=600μm、t2=t3=150μmとした場合の、電気インピーダンスと位相の実測値について説明する。図5(a)は、電気インピーダンスの実測値の周波数依存性を示す図であり、図5(b)は、位相の実測値の周波数依存性を示す図である。電気インピーダンス及び位相の実測値から、t1=600μmに対応するピーク値が2.5MHz付近に存在し、t2=t3=150μmに対応するピーク値が10.5MHz付近に存在することが読み取れる。   In this embodiment, the electrical impedance when the thickness t1 of the laminated piezoelectric composite and the thicknesses t2 and t3 of the piezoelectric bodies in the recesses of the piezoelectric bodies 2a and 2b are t1 = 600 μm and t2 = t3 = 150 μm, respectively. The measured value of the phase will be described. FIG. 5A is a diagram showing the frequency dependence of the measured value of the electrical impedance, and FIG. 5B is a diagram showing the frequency dependence of the measured value of the phase. From the measured values of electrical impedance and phase, it can be seen that a peak value corresponding to t1 = 600 μm exists in the vicinity of 2.5 MHz, and a peak value corresponding to t2 = t3 = 150 μm exists in the vicinity of 10.5 MHz.

図6は、本実施形態の振動子において、積層圧電複合体の厚さt1と、圧電体2aの凹部の厚さt2と、圧電体2bの凹部の厚さt3を、それぞれt1=200μm、t2=t3=135μmとし、平均音響インピーダンスZaveを、Zave=15Mraylとした場合に実測した送受信利得の周波数依存性を示す図である。   FIG. 6 shows the thickness t1 of the laminated piezoelectric composite, the thickness t2 of the concave portion of the piezoelectric body 2a, and the thickness t3 of the concave portion of the piezoelectric body 2b in the vibrator of this embodiment, respectively, t1 = 200 μm and t2. It is a figure which shows the frequency dependence of the transmission-and-reception gain measured when it is set to = t3 = 135 micrometers and average acoustic impedance Zave is set to Zave = 15Mrayl.

積層圧電複合体の厚さt1=200μmに対応する送受信利得は、中心周波数8.0MHzをピークとして、比較的低い周波数帯域において大きな送受信利得値を示す。一方、圧電体2a及び2bの凹部の厚さt2=t3=135μmに対応する送受信利得は、中心周波数11.0MHzをピークとして、比較的高い周波数帯域において大きな送受信利得値を示す。圧電体2aと圧電体2bとを積層して形成された積層圧電複合体の送受信利得は、厚さt1に対応する送受信利得と厚さt2に対応する送受信利得とが重畳されることにより、広い周波数帯域において平坦な送受信利得値を示す。   The transmission / reception gain corresponding to the thickness t1 = 200 μm of the multilayer piezoelectric composite exhibits a large transmission / reception gain value in a relatively low frequency band with a peak at the center frequency of 8.0 MHz. On the other hand, the transmission / reception gain corresponding to the thickness t2 = t3 = 135 μm of the recesses of the piezoelectric bodies 2a and 2b shows a large transmission / reception gain value in a relatively high frequency band with the center frequency being 11.0 MHz. The transmission / reception gain of the laminated piezoelectric composite formed by laminating the piezoelectric body 2a and the piezoelectric body 2b is wide by superimposing the transmission / reception gain corresponding to the thickness t1 and the transmission / reception gain corresponding to the thickness t2. A flat transmission / reception gain value in the frequency band is shown.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図7及び図8は、本発明の第2の実施形態に係る超音波トランスデューサ及び超音波探触子、及び、それらの製造工程を示す図である。図8(d)に示されるように、本実施形態に係る超音波トランスデューサは、積層圧電複合体の左右の側面に、内部電極3a及び3bに接続される側面電極10aと、上部電極5及び下部電極6に接続される側面電極10bとを有する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
7 and 8 are diagrams showing an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention, and manufacturing steps thereof. As shown in FIG. 8D, the ultrasonic transducer according to this embodiment includes a side electrode 10a connected to the internal electrodes 3a and 3b, an upper electrode 5 and a lower part on the left and right side surfaces of the laminated piezoelectric composite. And a side electrode 10 b connected to the electrode 6.

本実施形態に係る超音波トランスデューサ及び超音波探触子の製造工程を説明する。まず、図7(a)に示されるように、振動子形成のための素材となる圧電体2a及び2bを準備する。圧電体2a及び2bとしては、例えば、PZTが使用される。次に、図7(b)に示されるように、圧電体2a及び2bの第1の表面に、ダイサー等により複数の溝を形成することにより、複数の凹部及び複数の凸部を形成する。   A manufacturing process of the ultrasonic transducer and the ultrasonic probe according to this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 7A, piezoelectric bodies 2a and 2b that are materials for forming a vibrator are prepared. For example, PZT is used as the piezoelectric bodies 2a and 2b. Next, as shown in FIG. 7B, a plurality of recesses and a plurality of projections are formed on the first surfaces of the piezoelectric bodies 2a and 2b by forming a plurality of grooves using a dicer or the like.

図7(c)に示されるように、メッキ、スパッタリング、又は、蒸着等の方法により、圧電体2aの表面に内部電極3a及び上部電極5を一体的に形成し、圧電体2bの表面に内部電極3b及び下部電極6を一体的に形成する。これらの電極としては、下地接着層をクロム(Cr)とし表面導電層を金(Au)とするクロム/金(Cr/Au)電極を形成することが好ましい。クロム/金電極の厚さは、例えば、300nmとする。なお、上部電極5及び下部電極6は、後の工程において形成するようにしても良い。   As shown in FIG. 7C, the internal electrode 3a and the upper electrode 5 are integrally formed on the surface of the piezoelectric body 2a by a method such as plating, sputtering, or vapor deposition, and the internal surface is formed on the surface of the piezoelectric body 2b. The electrode 3b and the lower electrode 6 are integrally formed. As these electrodes, it is preferable to form a chromium / gold (Cr / Au) electrode in which the base adhesive layer is chromium (Cr) and the surface conductive layer is gold (Au). The thickness of the chromium / gold electrode is, for example, 300 nm. The upper electrode 5 and the lower electrode 6 may be formed in a later process.

図7(d)に示されるように、圧電体2a及び2bの第1の表面に充填材4を充填する。充填材4としては、例えば、エポキシテクノロジー社のエポテック301−2FLが使用される。次に、図7(e)に示されるように、充填材4を挟んで圧電体2aと圧電体2bとを貼り合わせて、圧電体2a及び2bを加圧しながら充填材4を硬化させる。これにより、積層圧電複合体が形成される。接着樹脂が硬化した後に、図7(f)に示されるように、切断等の方法を用いて、積層圧電複合体の側面の不要部分を除去する。このとき、内部電極3aと上部電極5とが分離され、内部電極3bと下部電極6とが分離される。   As shown in FIG. 7D, the filler 4 is filled in the first surfaces of the piezoelectric bodies 2a and 2b. As the filler 4, for example, Epochec 301-2FL manufactured by Epoxy Technology is used. Next, as shown in FIG. 7E, the piezoelectric body 2a and the piezoelectric body 2b are bonded together with the filler 4 interposed therebetween, and the filler 4 is cured while pressing the piezoelectric bodies 2a and 2b. Thereby, a laminated piezoelectric composite is formed. After the adhesive resin is cured, as shown in FIG. 7F, unnecessary portions on the side surfaces of the laminated piezoelectric composite are removed using a method such as cutting. At this time, the internal electrode 3a and the upper electrode 5 are separated, and the internal electrode 3b and the lower electrode 6 are separated.

図8(a)に示されるように、積層圧電複合体の右側面の内部電極3a及び3bが露出する箇所に絶縁膜9を形成する。この絶縁膜9は、後の工程で、内部電極3a及び3bを側面電極10bから絶縁するために使用される。次に、図8(b)に示されるように、メッキ、スパッタリング、又は、蒸着等の方法により、積層圧電複合体の左側面に側面電極10aを形成し、積層圧電複合体の右側面に側面電極10bを形成する。側面電極10aは、内部電極3a及び3bに接続される。側面電極10bは、絶縁膜9の上を橋絡するように形成されて、上部電極5及び下部電極6に接続されると共に、絶縁膜9によって内部電極3a及び3bから分離される。これらの側面電極としては、下地接着層をクロム(Cr)とし、表面導電層を金(Au)とするクロム/金(Cr/Au)電極を形成することが好ましい。クロム/金電極の厚さは、例えば、300nmとする。   As shown in FIG. 8A, an insulating film 9 is formed at a location where the internal electrodes 3a and 3b on the right side surface of the laminated piezoelectric composite are exposed. This insulating film 9 is used to insulate the internal electrodes 3a and 3b from the side electrode 10b in a later step. Next, as shown in FIG. 8B, a side electrode 10a is formed on the left side surface of the multilayered piezoelectric composite by a method such as plating, sputtering, or vapor deposition, and the side surface is formed on the right side of the multilayered piezoelectric composite. The electrode 10b is formed. The side electrode 10a is connected to the internal electrodes 3a and 3b. The side electrode 10b is formed so as to bridge over the insulating film 9, is connected to the upper electrode 5 and the lower electrode 6, and is separated from the internal electrodes 3a and 3b by the insulating film 9. As these side electrodes, it is preferable to form chromium / gold (Cr / Au) electrodes in which the base adhesive layer is chromium (Cr) and the surface conductive layer is gold (Au). The thickness of the chromium / gold electrode is, for example, 300 nm.

次に、図8(c)に示されるように、積層圧電複合体の左上コーナー部と左下コーナー部とにおいて電極が除去される。これにより、上部電極5及び下部電極6が、側面電極10aから絶縁される。内部電極3a及び3bは、側面電極10aに接続されて、側面電極10aを介して外部に接続される。また、上部電極5及び下部電極6は、側面電極10bに接続されて、側面電極10bを介して外部に接続される。この工程で、圧電振動子1が完成する。   Next, as shown in FIG. 8C, the electrodes are removed at the upper left corner and the lower left corner of the laminated piezoelectric composite. Thereby, the upper electrode 5 and the lower electrode 6 are insulated from the side electrode 10a. The internal electrodes 3a and 3b are connected to the side electrode 10a and connected to the outside through the side electrode 10a. The upper electrode 5 and the lower electrode 6 are connected to the side electrode 10b and connected to the outside through the side electrode 10b. In this process, the piezoelectric vibrator 1 is completed.

次に、図8(d)に示されるように、バッキング材11上に、圧電振動子1が配置される。圧電振動子1上には、音響整合層12a及び12bと、音響レンズ13とが設けられる。超音波探触子の左側面には、グランド引出しペースト14とグランド線15とが設けられ、振動子1の内部電極3a及び3bは、側面電極10a、グランド引出しペースト14、グランド線15を介して接地電位に接続される。   Next, as shown in FIG. 8D, the piezoelectric vibrator 1 is disposed on the backing material 11. On the piezoelectric vibrator 1, acoustic matching layers 12a and 12b and an acoustic lens 13 are provided. A ground lead paste 14 and a ground wire 15 are provided on the left side surface of the ultrasonic probe, and the internal electrodes 3 a and 3 b of the vibrator 1 are connected via the side electrode 10 a, the ground lead paste 14, and the ground wire 15. Connected to ground potential.

超音波探触子の右側面には、引出しペースト16、アドレス引出し線17、半田18、及び、アドレス引出しFPC(可撓性回路基板)19が設けられ、上部電極5及び下部電極6は、引出しペースト16、アドレス引出し線17、及び、半田18を介してアドレス引出しFPC19に接続される。グランド引出しペースト14と引出しペースト16は、例えば、銀(Ag)を主な成分とする。アドレス引出し線17は、例えば、銅(Cu)によって形成される。この工程で、超音波探触子の組み立てが完成する。   On the right side surface of the ultrasonic probe, an extraction paste 16, an address extraction line 17, a solder 18, and an address extraction FPC (flexible circuit board) 19 are provided, and the upper electrode 5 and the lower electrode 6 are extracted. It is connected to the address lead FPC 19 via the paste 16, the address lead line 17, and the solder 18. The ground drawing paste 14 and the drawing paste 16 contain, for example, silver (Ag) as a main component. The address lead line 17 is made of, for example, copper (Cu). This process completes the assembly of the ultrasound probe.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る超音波トランスデューサにおける積層圧電複合体を示す断面図である。第3の実施形態においては、充填材4を挟んで、台形の側面形状を有する複数の凹部及び複数の凸部が形成された圧電体2a及び2bを嵌合することにより、積層圧電複合体が形成される。圧電体2a及び2bの側面形状を台形とすることにより、複数の凹部及び複数の凸部のコーナー部において発生する不要振動が抑制される。このように、圧電体の第1の表面に形成される複数の凹部及び複数の凸部の側面形状は、矩形に限定されるものではない。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a laminated piezoelectric composite in an ultrasonic transducer according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the laminated piezoelectric composite is obtained by fitting the piezoelectric bodies 2a and 2b in which a plurality of concave portions having a trapezoidal side shape and a plurality of convex portions are formed with the filler 4 interposed therebetween. It is formed. By making the side surfaces of the piezoelectric bodies 2a and 2b trapezoidal, unnecessary vibrations generated at the corner portions of the plurality of concave portions and the plurality of convex portions are suppressed. Thus, the side surface shape of the plurality of concave portions and the plurality of convex portions formed on the first surface of the piezoelectric body is not limited to a rectangle.

次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態においては、圧電体2a及び2bの互いに向き合う第1の表面の形状を、互いに異なるようにしている。例えば、図10(a)は、格子形状に形成された凹部と、そのような凹部に囲まれた凸部とによって構成される第1の表面を有する圧電体を示しており、図10(b)は、1つの方向に長い溝形状に形成された複数の凹部と、そのような凹部に挟まれた山形状に形成された複数の凸部とによって構成される第1の表面を有する圧電体を示している。図10(a)に示される圧電体の凹部及び凸部と、図10(b)に示される圧電体の凸部及び凹部とを互いに嵌合することにより、積層圧電複合体が形成される。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the fourth embodiment, the shapes of the first surfaces of the piezoelectric bodies 2a and 2b facing each other are made different from each other. For example, FIG. 10A shows a piezoelectric body having a first surface constituted by concave portions formed in a lattice shape and convex portions surrounded by such concave portions, and FIG. ) Is a piezoelectric body having a first surface constituted by a plurality of concave portions formed in a groove shape long in one direction and a plurality of convex portions formed in a mountain shape sandwiched between the concave portions. Is shown. A laminated piezoelectric composite is formed by fitting the concave and convex portions of the piezoelectric body shown in FIG. 10 (a) with the convex and concave portions of the piezoelectric body shown in FIG. 10 (b).

圧電体2a及び2bの第1の表面に形成される複数の凹部及び/又は複数の凸部は、直方体に限らず、少なくともコーナー部において丸みを持たせるようにしても良い。図11(a)は、格子形状に配置された円柱形状の複数の凸部が第1の表面に形成された圧電体を示しており、図11(b)は、溝形状に配置されコーナー部に丸みを有する複数の凹部が第1の表面に形成された圧電体を示している。凹部及び/又は凸部のコーナー部に丸みを持たせることにより、横方向の不要共振を低減することができる。   The plurality of concave portions and / or the plurality of convex portions formed on the first surfaces of the piezoelectric bodies 2a and 2b are not limited to a rectangular parallelepiped, and may be rounded at least at the corner portions. FIG. 11A shows a piezoelectric body in which a plurality of cylindrical convex portions arranged in a lattice shape are formed on the first surface, and FIG. 11B shows a corner portion arranged in a groove shape. 2 shows a piezoelectric body in which a plurality of concave portions having roundness are formed on the first surface. By imparting roundness to the corners of the recesses and / or protrusions, unwanted resonance in the lateral direction can be reduced.

次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
図12(a)は、本発明の第5の実施形態に係る超音波トランスデューサのアポタイゼーション構造の一例をXY平面(図1参照)に平行な断面で示す断面図である。図12(b)は、本発明の第5の実施形態に係る超音波トランスデューサのアポタイゼーション構造の一例をXZ平面(図1参照)に平行な断面で示す断面図である。図12においては、説明を簡単にするために、電極が省略されている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12A is a cross-sectional view showing an example of an apodization structure of an ultrasonic transducer according to the fifth embodiment of the present invention in a cross section parallel to the XY plane (see FIG. 1). FIG. 12B is a cross-sectional view showing an example of an apodization structure of an ultrasonic transducer according to the fifth embodiment of the present invention in a cross section parallel to the XZ plane (see FIG. 1). In FIG. 12, electrodes are omitted for the sake of simplicity.

振動子の端部においては、不要振動が発生する。本実施形態においては、この不要振動を低減するために、アポタイゼーション構造を採用することにより、振動子の端部に近付くに従って徐々に音響インピーダンス及び音圧出力が小さくなるように振動子が構成されている。即ち、振動子の端部に近付くに従って、圧電体の凸部の長さを小さくすると共に、充填材の長さを大きくすることにより、アポタイゼーション構造が実現されている。この他に、電極を小さくしたり、圧電体の分極量を減らしたり、ピッチの長さを変えることにより、アポタイゼーション構造を実現しても良い。   Unnecessary vibration occurs at the end of the vibrator. In this embodiment, in order to reduce this unnecessary vibration, by adopting an apodization structure, the vibrator is configured so that the acoustic impedance and the sound pressure output gradually decrease as the end of the vibrator is approached. Has been. In other words, the apodization structure is realized by reducing the length of the convex portion of the piezoelectric body and increasing the length of the filler as it approaches the end of the vibrator. In addition, the apodization structure may be realized by reducing the electrode, reducing the amount of polarization of the piezoelectric body, or changing the pitch length.

次に、本発明の第5の実施形態の変形例について説明する。図13(a)は、本発明の第5の実施形態の変形例に係る超音波トランスデューサのアポタイゼーション構造の一例をXY平面(図1参照)に平行な断面で示す断面図である。図13(b)は、本発明の第5の実施形態の変形例に係る超音波トランスデューサの長手方向における位置と、樹脂に対する圧電体の体積比率との関係を示す図である。図13(a)においては、説明を簡単にするために、電極が省略されている。   Next, a modification of the fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13A is a cross-sectional view showing an example of an apodization structure of an ultrasonic transducer according to a modification of the fifth embodiment of the present invention in a cross section parallel to the XY plane (see FIG. 1). FIG. 13B is a diagram showing the relationship between the position in the longitudinal direction of the ultrasonic transducer according to the modification of the fifth embodiment of the present invention and the volume ratio of the piezoelectric body to the resin. In FIG. 13A, electrodes are omitted for the sake of simplicity.

本実施形態の振動子においては、振動子の長手方向(図1におけるX軸方向)について、振動子の中心において圧電体の体積比率が最大となるようにし、振動子の端部に近付くに従って圧電体の体積比率をガウス分布に従って減少させることによって、アポタイゼーション構造を実現している。ガウス分布f(x)は、平均をm、標準偏差をσとすると、次式で表される。
f(x)=1/sqrt(2π)σ×exp(−(x−m)/2σ
本実施形態においては、このガウス分布f(x)を離散化することによって、圧電体の体積比率が定められている。
In the vibrator according to the present embodiment, the volume ratio of the piezoelectric body is maximized at the center of the vibrator in the longitudinal direction of the vibrator (X-axis direction in FIG. 1), and the piezoelectric becomes closer to the end of the vibrator. By reducing the volume ratio of the body according to the Gaussian distribution, an apodization structure is realized. The Gaussian distribution f (x) is expressed by the following equation, where m is the average and σ is the standard deviation.
f (x) = 1 / sqrt (2π) σ × exp (− (x−m) 2 / 2σ 2 )
In this embodiment, the volume ratio of the piezoelectric body is determined by discretizing the Gaussian distribution f (x).

図13(b)は、振動子の長手方向における長さを11等分して複数のセクションに分け、各セクションにおける樹脂に対する圧電体の体積比率の分布を示している。圧電体としては、PZTが用いられる。図13(b)に示す分布は、標準正規分布となっている。この場合に、振動子のエレベーション方向の長さを5.00mmとすると、1セクションの長さは0.45mm程度となる。本実施形態に係る超音波トランスデューサは、均一な駆動信号が印加された場合に、振動子の長手方向の中心において最大となり、端部に近付くに従って減少するガウス分布(正規分布)に近い音圧分布を有する。これにより、虚像を少なくすることが可能となる。また、サイドローブによるアーチファクトを減少し、コントラスト分解能を向上させることができる。   FIG. 13B shows the distribution of the volume ratio of the piezoelectric body to the resin in each section by dividing the length in the longitudinal direction of the vibrator into 11 sections and dividing the section into a plurality of sections. PZT is used as the piezoelectric body. The distribution shown in FIG. 13B is a standard normal distribution. In this case, if the length of the vibrator in the elevation direction is 5.00 mm, the length of one section is about 0.45 mm. The ultrasonic transducer according to the present embodiment has a sound pressure distribution close to a Gaussian distribution (normal distribution) that becomes maximum at the center in the longitudinal direction of the transducer and decreases as it approaches the end when a uniform drive signal is applied. Have Thereby, it becomes possible to reduce a virtual image. In addition, artifacts due to side lobes can be reduced and contrast resolution can be improved.

以上述べたように、本発明の実施形態によれば、1−3コンポジット化を採用することによって、圧電振動子の高感度及び広帯域が実現されると共に、振動子を積層化することによって、電気インピーダンスが低下して検出信号の伝送効率が改善される。また、圧電体の間に充填した充填材を利用して筐体に放熱することができるので、振動子の積層化による発熱の増大に伴う振動子の温度上昇を低減することが可能となる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, by adopting 1-3 composite, high sensitivity and wide bandwidth of the piezoelectric vibrator are realized, and by stacking the vibrator, Impedance is lowered and the transmission efficiency of the detection signal is improved. In addition, since heat can be radiated to the housing by using the filler filled between the piezoelectric bodies, it is possible to reduce the temperature rise of the vibrator due to the increase in heat generated by stacking the vibrators.

グリーンシート法等による同時焼成によれば積層圧電体を作ることが困難な素材もあるが、本発明の実施形態によれば、個々の圧電体を積層することにより、積層圧電体を形成することができる。また、本発明の実施形態に係る超音波トランスデューサ及び超音波探触子においては、従来の側面絶縁方式と比較して、初期信頼性及び経時信頼性が向上する。さらに、本発明の実施形態に係る超音波トランスデューサの製造方法は、電着法、印刷法、及び、ディスペンス法を用いる場合と比較して、簡易で再現性に優れている。   Although there are materials that are difficult to make a laminated piezoelectric body by simultaneous firing by the green sheet method or the like, according to an embodiment of the present invention, a laminated piezoelectric body is formed by laminating individual piezoelectric bodies. Can do. Further, in the ultrasonic transducer and the ultrasonic probe according to the embodiment of the present invention, initial reliability and temporal reliability are improved as compared with the conventional side surface insulation method. Furthermore, the method for manufacturing an ultrasonic transducer according to the embodiment of the present invention is simple and excellent in reproducibility as compared with the case of using an electrodeposition method, a printing method, and a dispensing method.

本発明は、超音波診断装置において超音波を送受信するために用いられる超音波トランスデューサアレイ及び超音波探触子において利用することが可能である。   The present invention can be used in an ultrasonic transducer array and an ultrasonic probe used for transmitting and receiving ultrasonic waves in an ultrasonic diagnostic apparatus.

本発明の第1の実施形態に係る超音波探触子を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る超音波探触子の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the ultrasonic probe which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサが1−3コンポジットを構成することを概念的に説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating notionally that the ultrasonic transducer which concerns on the 1st Embodiment of this invention comprises 1-3 composite. 本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic transducer according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic transducer according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る超音波トランスデューサのインピーダンスを示す図である。It is a figure which shows the impedance of the ultrasonic transducer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 積層圧電体の各部の厚さによる送受信利得の周波数依存性の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the frequency dependence of the transmission / reception gain by the thickness of each part of a laminated piezoelectric material. 本発明の第2の実施形態に係る超音波トランスデューサ及び超音波探触子の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the ultrasonic transducer and ultrasonic probe which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る超音波トランスデューサ及び超音波探触子の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the ultrasonic transducer and ultrasonic probe which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る超音波トランスデューサにおける積層圧電複合体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laminated piezoelectric composite in the ultrasonic transducer which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る超音波トランスデューサにおける圧電体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the piezoelectric material in the ultrasonic transducer which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る超音波トランスデューサにおける圧電体の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the piezoelectric material in the ultrasonic transducer | vibrator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る超音波トランスデューサにおける積層複合圧電体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lamination | stacking composite piezoelectric material in the ultrasonic transducer | vibrator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の変形例に係る超音波トランスデューサにおける積層圧電複合体とその構成を示す図である。It is a figure which shows the laminated piezoelectric composite in the ultrasonic transducer which concerns on the modification of the 5th Embodiment of this invention, and its structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 振動子
2a、2b 圧電体
3a、3b 内部電極
4 充填材
5 上部電極
6 下部電極
8 振動子アレイ
9 絶縁膜
10a、10b 側面電極
11 バッキング材
12a、12b 音響整合層
13 音響レンズ
14 グランド引出しペースト
15 グランド線
16 引出しペースト
17 アドレス引出し線
18 半田
19 アドレス引出しFPC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrator 2a, 2b Piezoelectric body 3a, 3b Internal electrode 4 Filler 5 Upper electrode 6 Lower electrode 8 Vibrator array 9 Insulating film 10a, 10b Side electrode 11 Backing material 12a, 12b Acoustic matching layer 13 Acoustic lens 14 Ground extraction paste 15 Ground Line 16 Lead Paste 17 Address Lead Line 18 Solder 19 Address Lead FPC

Claims (9)

第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部が形成された第1の圧電体と、
第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部が形成された第2の圧電体と、
前記第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って形成された第1の内部電極と、
前記第2の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って形成された第2の内部電極と、
前記第1の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に形成された第1の電極と、
前記第2の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に形成された第2の電極と、
前記第1及び第2の圧電体の音響インピーダンスよりも小さい音響インピーダンスを有する充填材と、
を具備し、前記第1及び第2の圧電体の凹部の長さが凸部の長さよりも大きく、前記第1の内部電極と前記第2の内部電極との間に前記充填材が充填されるように、前記第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部と前記第2の圧電体の複数の凸部及び複数の凹部とが所定の間隔を伴って嵌合されて、積層圧電複合体が形成されている、超音波トランスデューサ。
A first piezoelectric body having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions formed on the first surface;
A second piezoelectric body having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions formed on the first surface;
A first internal electrode formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the first piezoelectric body;
A second internal electrode formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the second piezoelectric body;
A first electrode formed on a second surface facing the first surface of the first piezoelectric body;
A second electrode formed on a second surface opposite to the first surface of the second piezoelectric body;
A filler having an acoustic impedance smaller than the acoustic impedance of the first and second piezoelectric bodies;
The length of the concave portions of the first and second piezoelectric bodies is greater than the length of the convex portions, and the filler is filled between the first internal electrode and the second internal electrode. As described above, the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the first piezoelectric body and the plurality of convex portions and the plurality of concave portions of the second piezoelectric body are fitted to each other with a predetermined interval, and a laminated piezoelectric An ultrasonic transducer in which a composite is formed.
前記第1及び第2の内部電極が露出する前記積層圧電複合体の第1の側面に形成され、前記第1及び第2の内部電極を被覆する絶縁膜と、
前記積層圧電複合体の第1の側面に形成され、前記絶縁膜上を橋絡して前記第1の電極と前記第2の電極とに接続された第1の側面電極と、
前記積層圧電複合体の第2の側面に形成され、前記第1の内部電極と前記第2の内部電極とに接続された第2の側面電極と、
をさらに具備する、請求項1記載の超音波トランスデューサ。
An insulating film formed on the first side surface of the multilayer piezoelectric composite from which the first and second internal electrodes are exposed, and covering the first and second internal electrodes;
A first side electrode formed on the first side surface of the multilayered piezoelectric composite, bridged on the insulating film and connected to the first electrode and the second electrode;
A second side electrode formed on the second side surface of the multilayer piezoelectric composite and connected to the first internal electrode and the second internal electrode;
The ultrasonic transducer according to claim 1, further comprising:
前記充填材が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂の内の少なくとも1つを含む樹脂系材料と、銀ペーストと、ポリイミドと、半田と、グリセリンと、ガラスと、有機ガラスと、ポリスチロールと、硬質ゴムと、軟質ゴムとの内の少なくとも1つを含む、請求項1又は2記載の超音波トランスデューサ。   The filler is a resin material including at least one of epoxy resin, urethane resin, silicone resin, melamine resin, silver paste, polyimide, solder, glycerin, glass, organic glass, poly The ultrasonic transducer according to claim 1, comprising at least one of polystyrene, hard rubber, and soft rubber. 前記充填材に対する前記圧電体の体積比率が、前記積層圧電複合体の長手方向において中心部から端部に行くに従って減少する、請求項1〜3のいずれか1項記載の超音波トランスデューサ。   The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 3, wherein a volume ratio of the piezoelectric body to the filler decreases from a central portion to an end portion in a longitudinal direction of the laminated piezoelectric composite. 前記第1の圧電体及び/又は前記第2の圧電体に形成された複数の凹部及び/又は複数の凸部が、少なくともコーナー部において曲面を有する、請求項1〜4のいずれか1項記載の超音波トランスデューサ。   The plurality of concave portions and / or the plurality of convex portions formed in the first piezoelectric body and / or the second piezoelectric body have curved surfaces at least at the corner portions. Ultrasonic transducer. 請求項1〜5のいずれか1項記載の超音波トランスデューサが複数配列されて形成されたトランスデューサアレイと、
前記トランスデューサアレイの背面に設けられたバッキング材と、
前記トランスデューサアレイの前面に設けられた少なくとも1層の音響整合層と、
を具備する超音波探触子。
A transducer array formed by arranging a plurality of ultrasonic transducers according to any one of claims 1 to 5,
A backing material provided on the back surface of the transducer array;
At least one acoustic matching layer provided in front of the transducer array;
An ultrasonic probe comprising:
超音波を送信及び/又は受信するための超音波トランスデューサを製造する方法であって、
第1の圧電体の第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部を形成すると共に、第2の圧電体の第1の表面に複数の凹部及び複数の凸部を形成して、前記第1及び第2の圧電体の凹部の長さを凸部の長さよりも大きくする工程(a)と、
前記第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って第1の内部電極を形成すると共に、前記第2の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部に沿って第2の内部電極を形成する工程(b)と、
前記第1の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に第1の電極を形成すると共に、前記第2の圧電体の第1の表面に対向する第2の表面上に第2の電極を形成する工程(c)と、
前記第1及び第2の圧電体の音響インピーダンスよりも小さい音響インピーダンスを有する充填材が前記第1の内部電極と前記第2の内部電極との間に充填されるように、前記第1の圧電体の複数の凹部及び複数の凸部と前記第2の圧電体の複数の凸部及び複数の凹部とを所定の間隔を伴って嵌合して、積層圧電複合体を形成する工程(d)と、
を具備する超音波トランスデューサの製造方法。
A method of manufacturing an ultrasound transducer for transmitting and / or receiving ultrasound comprising:
Forming a plurality of concave portions and a plurality of convex portions on the first surface of the first piezoelectric body, and forming a plurality of concave portions and a plurality of convex portions on the first surface of the second piezoelectric body; A step (a) of making the length of the concave portions of the first and second piezoelectric bodies larger than the length of the convex portions;
A first internal electrode is formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the first piezoelectric body, and a second interior is formed along the plurality of concave portions and the plurality of convex portions of the second piezoelectric body. Forming an electrode (b);
Forming a first electrode on a second surface facing the first surface of the first piezoelectric body, and forming a first electrode on the second surface facing the first surface of the second piezoelectric body; A step (c) of forming an electrode of 2;
The first piezoelectric material is filled between the first internal electrode and the second internal electrode with a filler having an acoustic impedance smaller than that of the first and second piezoelectric bodies. A step (d) of fitting a plurality of recesses and a plurality of projections of the body with a plurality of projections and a plurality of recesses of the second piezoelectric body with a predetermined interval to form a laminated piezoelectric composite; When,
A method of manufacturing an ultrasonic transducer comprising:
前記積層圧電複合体の両端を除去する工程(e)をさらに具備する、請求項7記載の超音波トランスデューサの製造方法。   The method of manufacturing an ultrasonic transducer according to claim 7, further comprising a step (e) of removing both ends of the laminated piezoelectric composite. 前記第1及び第2の内部電極が露出する前記積層圧電複合体の第1の側面に、前記第1及び第2の内部電極を被覆する絶縁膜を形成する工程(f)と、
前記積層圧電複合体の第1の側面に、前記絶縁膜上を橋絡して前記第1の電極と前記第2の電極とに接続される第1の側面電極を形成すると共に、前記積層圧電複合体の第2の側面に、前記第1の内部電極と前記第2の内部電極とに接続される第2の側面電極を形成する工程(g)と、
をさらに具備する、請求項8記載の超音波トランスデューサの製造方法。
Forming an insulating film covering the first and second internal electrodes on the first side surface of the multilayered piezoelectric composite from which the first and second internal electrodes are exposed; and
Forming a first side electrode connected to the first electrode and the second electrode by bridging the insulating film on the first side surface of the multilayer piezoelectric composite; Forming a second side electrode connected to the first internal electrode and the second internal electrode on the second side surface of the composite (g);
The method of manufacturing an ultrasonic transducer according to claim 8, further comprising:
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