JP2013141243A - 超音波プローブ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電層を設置できる溝が形成された吸音層を含む超音波プローブ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】超音波プローブは、圧電層２０と、圧電層の後面に位置し、圧電層を設置できる溝３１が前面に形成された吸音層３０とを備え、前記圧電層２０は、１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工される複数のエレメントで構成され、前記エレメントの少なくとも一つの面に接地電極を形成し、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成し、前記溝３１は、前記圧電層２０と同一の形態に形成される。
【選択図】図１
【解決手段】超音波プローブは、圧電層２０と、圧電層の後面に位置し、圧電層を設置できる溝３１が前面に形成された吸音層３０とを備え、前記圧電層２０は、１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工される複数のエレメントで構成され、前記エレメントの少なくとも一つの面に接地電極を形成し、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成し、前記溝３１は、前記圧電層２０と同一の形態に形成される。
【選択図】図１
Description
本発明は、超音波を用いて対象体内部の映像を生成するための超音波プローブに関する。
超音波診断装置は、対象体の体表から体内のターゲット部位に向けて超音波信号を照射し、反射された超音波信号（超音波エコー信号）の情報を用いて軟部組織の断層や血流に関するイメージを無侵襲で得る装置である。
超音波診断装置は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴスキャナ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）、核医学診断装置などの他の映像診断装置と比較し、小型且つ安価で、リアルタイムで表示が可能であること、また、放射線などの被曝がなく安全性が高いという長所を有することのために、心臓、腹部、泌尿器及び産婦人科の診断に幅広く用いられている。
超音波診断装置は、対象体の超音波映像を得るために超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射してくる超音波エコー信号を受信するための超音波プローブを備えている。
超音波プローブは、圧電物質が振動しながら電気信号と音響信号を互いに変換する圧電層と、圧電層で発生した超音波が対象体に最大限に伝達されるように圧電層と対象体との間の音響インピーダンス差を減少させる整合層と、圧電層の前方に進行する超音波を特定地点に収束させるレンズと、超音波が圧電層の後方に進行するのを遮断して映像が歪むのを防止する吸音層とを備える。
本発明の一側面は、圧電体を設置できる溝が形成された吸音層を含む超音波プローブ及びその製造方法を提供する。
本発明の一側面に係る超音波プローブは、圧電層と、前記圧電層の後面に位置し、前記圧電層を設置できる溝が前面に形成された吸音層とを備えることを特徴とする。
また、前記圧電層は、１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工され、前記溝は、前記圧電層と同一の形態に形成される。
また、前記１次元アレイまたは前記２次元アレイの形態に加工された前記圧電層は、複数のエレメントで構成され、前記圧電層を構成する前記エレメントの少なくとも一つの面に接地電極を形成し、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成する。
また、前記溝には、前記圧電層に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを設置する。
また、前記伝導性パターンは、前記溝の少なくとも一面に形成される。
また、前記伝導性パターンは、前記圧電層の前記エレメントに形成される前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する。
本発明の他の実施例に係る超音波プローブは、圧電層と、前記圧電層の前面に位置し、前記圧電層を設置できる溝が後面に形成される整合層とを備えることを特徴とする。
また、前記圧電層は、１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工され、前記溝は、前記圧電層と同一の形態に形成される。
また、前記１次元アレイまたは前記２次元アレイの形態に加工された前記圧電層は、複数のエレメントで構成され、前記圧電層を構成する前記エレメントの少なくとも一つの面に接地電極を形成し、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成する。
また、前記溝には、前記圧電層に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを設置する。
また、前記伝導性パターンは、前記溝の少なくとも一面に形成される。
また、前記伝導性パターンは、前記圧電層の前記エレメントに形成される前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する。
本発明の一側面に係る超音波プローブの製造方法は、吸音体の一面に溝を形成し、前記溝に圧電体を設置することを特徴とする。
また、前記吸音体の一面に溝を形成することは、前記吸音体の一面に１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に複数の溝を形成し、前記溝の少なくとも一面に前記圧電体に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成することを含む。
また、前記溝に圧電体を設置することは、前記圧電体の一面に整合層を設置し、前記整合層が設置された圧電体を１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工し、前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成し、前記電極が形成された前記エレメントを前記溝に設置することを含む。
また、前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成することは、前記加工された圧電体を構成する前記各エレメントの少なくとも一つの面に前記接地電極を形成し、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成することを含む。
また、前記溝には、前記エレメントの前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成する。
本発明の他の側面に係る超音波プローブの製造方法は、整合層の一面に溝を形成し、前記溝に圧電体を設置することを特徴とする。
また、前記整合層の一面に溝を形成することは、前記整合層の一面に１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に複数の溝を形成し、前記溝の少なくとも一面に前記圧電体に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成することを含む。
また、前記溝に圧電体を設置することは、前記圧電体を１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工し、前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成し、前記電極が形成された前記エレメントを前記溝に設置することを含む。
また、前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成することは、前記加工された圧電体を構成する前記各エレメントの少なくとも一つの面に前記接地電極を形成し、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成することを含む。
また、前記溝には、前記エレメントの前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成する。
本発明の一側面によると、プローブを構成する各構成要素の連結方式を改善することによって超音波プローブの不良率を減少させ、収益率を増加させることができる。
また、クロストーク（ｃｒｏｓｓ ｔａｌｋ）現象を減少させ、広い帯域幅と優れた感度を提供することができる。
また、溝を整合層に形成することによって、設計の容易性及び多様性を提供することができる。
以下、添付の図面を参照して本発明の一実施例に係る超音波プローブ及びその製造方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る２次元アレイ超音波プローブの分解斜視図で、図２は、本発明の一実施例に係る１次元アレイ超音波プローブの分解斜視図である。
本発明の一実施例に係る超音波プローブは、圧電層２０と、圧電層２０の前面（図１、２における上面）に設置される整合層１０と、圧電層２０の後面（図１、２における下面）に設置される吸音層３０とを備える。
所定の物質に機械的な圧力が加えられると電圧が発生し、電圧が印加されると機械的な変形が生じる効果を圧電効果及び逆圧電効果と言い、このような効果を有する物質を圧電物質という。
すなわち、圧電物質は、電気エネルギーを機械的な振動エネルギーに、機械的な振動エネルギーを電気エネルギーに変換する物質である。
本発明の一実施例に係る超音波プローブは、電気的信号が印加されると、これを機械的な振動に変換して超音波を発生させる圧電物質からなる圧電層２０を備える。
圧電層２０を構成する圧電物質は、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などのセラミック、マグネシウムニオブ酸鉛及びチタン酸鉛などの固溶体で作られるＰＺＭＴ単結晶又は亜鉛ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛などの固溶体で作られるＰＺＮＴ単結晶などを含む。
また、圧電層２０は、単層又は多層に積層された積層構造にすることもできる。
一般に、積層構造の圧電層２０は、電気インピーダンスと印加電圧を調節することがより容易であり、良い感度とエネルギー変換効率、そして、滑らかなスペクトルが得られる長所を有する。
整合層１０は圧電層２０の前面に設置される。整合層１０は、圧電体と対象体との音響インピーダンス差を減少させる。圧電体と対象体の音響インピーダンスを整合させることによって、圧電体で発生した超音波が対象体に効率的に伝達されるようにする。
このために、整合層１０は、圧電体の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスの中間値を有するように設定される。
整合層１０はガラス又は樹脂材質で形成することができる。また、整合層１０は、音響インピーダンスが圧電体から対象体に向けて段階的に変化するように複数の整合層１０で構成することもでき、複数の整合層１０の材質は通常、互いに異なるように構成される。
図１に示すように、圧電層２０と整合層１０は、ダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）工程によってマトリックス形態の２次元アレイに加工することも、図２に示すように、１次元アレイ形態に加工することもできる。
図面には示していないが、保護層を整合層１０の前面に設置することができる。保護層は、圧電層２０で発生した高周波成分が外部に流出するのを防止し、また、外部の高周波信号が圧電層に流入するのを遮断する役目をする。
また、保護層は、耐湿性及び耐化学性を有するフィルムの表面に伝導性物質をコーティング又は蒸着することによって、水と消毒などに使用される薬品とから内部部品を保護することができる。
同様に、図面には示していないが、整合層１０の前面にはレンズを設置することができる。レンズは、超音波を収束させるために、通常は超音波の放射方向に凸状形態を有する。但し、レンズの音速が人体より遅い場合は、凹状形態にして具現する。
吸音層３０は、圧電層２０の後面に設置され、圧電層２０で発生して後方に進行する超音波を吸収し、超音波が前方に反射されることを遮断することによって、映像が歪むのを防止する。吸音層３０は、超音波の減衰又は遮断効果を向上させるために複数の層で製作することもできる。
圧電層２０が２次元アレイ形態に加工されると、図１に示すように、吸音層３０は、複数の溝３１が２次元アレイ形態になるように加工される。
溝３１は、圧電層２０の２次元アレイを構成するそれぞれのエレメント（圧電体）２１の個数だけ形成され、エレメント２１が載せられるようにエレメント２１の横断面と同一の形態に形成する。
圧電層２０が１次元アレイ形態に加工される場合は、図２に示すように、吸音層３０も、複数の溝３１が前記の１次元アレイ形態に合うように加工される。
溝３１は、圧電層２０の１次元アレイを構成するそれぞれのエレメント２１の個数だけ形成され、エレメント２１が載せられるようにエレメント２１の横断面と同一の形態に形成される。
溝３１の深さは、エレメント２１を安定的に設置することができ、超音波の発生効率を低下させない程度の深さに設定される。
吸音層３０に溝３１を形成する方法は一つの方法に限定されることなく、溝３１の形態に応じて利用可能な多様な加工方法を適用することができる。例えば、鋳造を通して溝３１が形成された吸音層３０を製造することができる。
エレメント２１が溝３１に設置されるとき、エレメント２１と溝３１との接触面には、エレメント２１の配列の正確度を高めるため、接着剤、シルバーエポキシ（ｓｉｌｖｅｒ ｅｐｏｘｙ）、伝導性物質などが挿入され、エレメント２１が溝３１により堅固に設置されるようにする。
図３は、本発明の一実施例によって超音波プローブの吸音層３０の溝３１に伝導性パターン３２、３３が形成された状態を示す図で、図４及び図５は、図３の溝３１に設置された圧電体と、その圧電体が溝３１に設置された状態を示す。また、図６及び図７は、図３の溝３１に設置可能な他の実施例の圧電体と、その圧電体が溝３１に設置された状態を示す図である。
圧電層２０が超音波を発生するためには、圧電層２０を構成する圧電体に電気的信号が印加されなければならない。したがって、圧電体には、電気的信号が印加される電極２２、２３、すなわち、接地電極２２と信号電極２３が形成される。
圧電層２０が１次元アレイ又は２次元アレイに加工されると、アレイを構成するそれぞれのエレメント２１に接地電極２２と信号電極２３が形成される。
また、エレメント２１に形成された電極２２、２３に電気的信号を印加するために、エレメント２１が設置される吸音層３０の溝３１に伝導性パターン３２、３３が形成される。
図３に示すように、伝導性パターン３２、３３は、溝３１の両側面（内面）から外部（図３の上面）に延長形成され、その伝導性パターン３２、３３の外部への延長部分は、電気的信号を供給する部材、例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣＢと電気的に連結される。
伝導性パターン３２、３３は、互いに隣接した溝３１から外部に延長形成された部分が互いに異なる極性を有するように形成される。すなわち、伝導性パターン３２、３３は、互いに隣接する溝３１で交互に形成されている。このように伝導性パターン３２、３３が形成される場合、互いに隣接した溝３１から外部に延長形成された伝導性パターン３２、３３は互いに接触しないように形成される。
互いに隣接した溝３１から外部に延長形成された伝導性パターン３２、３３が同一の極性を有する場合、すなわち、二つとも接地電極２２と接触する伝導性パターン３２、３３又は信号電極２３と接触する伝導性パターン３２、３３である場合、これらを互いに連結することができる。
しかし通常は、各エレメント２１に印加される電気的信号は互いに異なるように設定しなければならないので、図３に示すように、互いに隣接した溝３１から外部に延長形成された伝導性パターン３２、３３は互いに異なる極性を有し、これらが互いに接触しないように形成される。
図４は、図３に示した溝３１に設置するのに適した形に電極２２、２３が形成された圧電体を示している。
図３に示すように、溝３１の両側面に伝導性パターン３２、３３が形成される場合、エレメント２１に形成される接地電極２２と信号電極２３は、エレメント２１が溝３１に設置されたとき（図５参照）に伝導性パターン３２、３３と接触できるように、図４に示すようにエレメント２１の両側面に形成されることが望ましい。接地電極２２及び信号電極２３は、両側面のみに形成することもでき、前面又は後面に延長形成することもできる。
図４の場合と異なり、接地電極２２と信号電極２３をエレメント２１の両側面ではなく、前後面に形成することもできる。
図６は、電極２２，２３がエレメント２１の前後面（図６の上下面）に形成された場合を示し、図７は、図６のエレメント２１が溝３１に設置された状態を示す。
接地電極２２と信号電極２３がエレメント２１の前後面に形成される場合、エレメント２１が溝３１に設置されたときに前後面に形成された電極２２、２３が伝導性パターン３２、３３と接触するように、図７のようにこれらを互いに反対側面に延長する。
図８は、本発明の他の実施例で、超音波プローブの吸音層３０の溝３１に伝導性パターン３２、３３が形成された状態を示す。図９は、図８の溝３１に設置可能な圧電体を示す図で、図１０は、図８の溝３１に図９の圧電体が設置された状態を示す図である。
図８に示すように、吸音層３０に形成された溝３１の底面には、接地電極２２及び信号電極２３のそれぞれに連結される二つの伝導性パターン３２、３３の両方が形成される。伝導性パターン３２、３３は、溝３１の底面に露出し、吸音層３０の内部を貫通して吸音層３０の反対面（溝３１の底面の反対面）まで伸びている。伝導性パターン３２、３３は、吸音層３０の後方で電気的信号を供給する外部部材と連結する。
図９は、図８に示した溝３１に設置するのに適した形に電極２２、２３が形成された圧電体を示している。
図８に示すように、溝３１の底面に二つの伝導性パターン３２、３３が形成される場合、エレメント２１に形成される接地電極２２と信号電極２３は、エレメント２１が溝３１に設置されたとき（図１０参照）に伝導性パターン３２、３３と接触できるように、図９に示すように形成する。
電極２２、２３がエレメント２１の前後面（図９の左図の上下面）に形成される場合、後面には接地電極２２が、前面には信号電極２３が形成されるが、前面に形成される信号電極２３は側面に沿って後面に延長形成される。もちろん、接地電極２２を前面に形成し、信号電極２３を後面に形成することも可能である。
また、電極２２、２３がエレメント２１の両側面に形成される場合は、両側面にそれぞれ接地電極２２と信号電極２３を形成し、接地電極２２と信号電極２３の両方を後面に延長形成することも可能である（図９の右図）。
上記と異なり、図９の左の図面に示すように、一つの電極２３を他の電極２２が形成された面まで延長したり、右の図面に示すように、両電極２２、２３の両方を後面まで延長する場合は、伝導性パターン３２、３３を溝３１の底面のみに備えることができる。
後面まで延長された電極２３は、溝３１の底面に形成された伝導性パターン３２、３３と連結されるので、可能な限り、後面面積の少ない部分を占めるように形成することが望ましい。
図１１及び図１２は、本発明の更に他の実施例によって超音波プローブの吸音層３０の溝３１に伝導性パターン３２が形成された状態を示す図で、図１３は、図１１及び図１２の溝３１に設置することが可能な圧電体を示す。
図１１に示した吸音層３０は、溝３１を形成する吸音部材３４と、吸音部材３４を支持する吸音ブロックと、吸音部材３４と吸音ブロックとの間に設置される伝導性パターン３２とを含んで構成される。
伝導性パターン３２は、電気的信号を供給する外部部材と電気的に連結され、エレメント２１の接地電極２２及び信号電極２３のうちいずれか一つと接触する。
すなわち、上述した図３及び図８の伝導性パターン３２、３３のように、接地電極２２及び信号電極２３とそれぞれ接触する二つの伝導性パターン３２、３３が形成されるのではなく、接地電極２２及び信号電極２３のうちいずれか一つのみに接触する一つの伝導性パターン３２が形成される。
図１２に示した伝導性パターン３２は、溝３１に設置されるエレメント２１の電極２２と接触するように溝３１の底面に露出し、吸音層３０の内部を貫通して吸音層３０の後方まで伸びている。伝導性パターン３２は、吸音層３０の後方で電気的信号を供給する外部部材と連結する。
図１２の伝導性パターン３２は、図１１の伝導性パターン３２と同様に、エレメント２１の接地電極２２及び信号電極２３のうちいずれか一つと接触する。
図１３は、図１１及び図１２に示した溝３１に設置するのに適した形に電極２２、２３が形成された圧電体を示す。
図１１及び図１２に示すように、溝３１の底面に一つの伝導性パターン３２が形成される場合、エレメント２１に形成される電極２２、２３は、エレメント２１が溝３１に設置されたときに伝導性パターン３２と接触できるように、図１３に示すようにエレメント２１の前後面に電極を形成する。
したがって、接地電極２２及び信号電極２３のうちエレメント２１の後面に形成される電極２２のみが、溝３１に形成された伝導性パターン３２から電気的信号を受ける。
前面に形成された電極２３は、圧電体の前面に設置される別途の伝導性パターンから電気的信号を受ける。
接地電極２２及び信号電極２３は前後面のみに形成することもできるし、両側面に延長形成することもできる。
図１４及び図１５は、本発明の他の実施例を示す。すなわち、圧電体が設置される溝１１が吸音層３０でない整合層１０に形成された状態を示す。
圧電層２０が２次元アレイ形態に加工されると、図１４に示すように、整合層１０も、複数の溝１１が２次元アレイ形態になるように加工される。
溝１１は、圧電層２０の２次元アレイを構成するそれぞれのエレメント２１の個数だけ形成され、エレメント２１が設置されるようにエレメント２１の横断面と同一の形態に形成される。
圧電層２０が１次元アレイ形態に加工される場合には、図１５に示すように、整合層１０は、複数の溝１１が１次元アレイ形態になるように形成される。
溝１１は、圧電層２０の１次元アレイを構成するそれぞれのエレメント２１の個数だけ形成され、エレメント２１が設置されるようにエレメント２１の横断面と同一の形態に形成される。
このような溝１１の深さは、エレメント２１を安定的に設置することができ、超音波の発生効率を低下させない程度の深さに決定する。
整合層１０に溝１１を形成する方法は一つの方法に限定することなく、溝１１の形態に応じて利用可能な多様な加工方法を適用することができる。例えば、鋳造により溝１１が形成された整合層１０を製造することができる。
整合層１０に溝１１を形成した場合、エレメント２１に形成される電極２２、２３の形態と、溝１１に形成される伝導性パターン３２、３３の形態は、上述した図３〜図１３で説明したものと比べ、前後方向のみが変わるだけで、その他は同じであるので、これについての説明は省略する。
図１６は、本発明の一実施例に係る超音波プローブの製造方法を示すフローチャートである。
図１６に示すように、初めに圧電体の一面に整合層１０を設置する（１００）。
圧電体の一面に整合層１０を設置すると、次に、圧電体と整合層１０を１次元アレイ又は２次元アレイ形態に加工する（１１０）。
アレイ形態の圧電体は、ダイシング工程を通して加工することができる。圧電体が加工されると、図１及び図２に示すような形態になる。
圧電体をアレイ形態に加工すると、アレイを構成する各エレメント２１に電極２２、２３を形成（１２０）する。次に、吸音層３０の一面に圧電体の加工形態と同一に１次元アレイ又は２次元アレイ形態に溝３１を形成し（１３０）、溝３１に伝導性パターン３２、３３を形成する（１４０）。
吸音層３０に形成される溝３１は、圧電体が１次元アレイ形態に加工されると、それと同一に１次元アレイ形態に加工される。また、圧電体が２次元アレイ形態に加工されると、それと同一に２次元アレイ形態に加工される。
溝３１の個数は、圧電体アレイを構成するエレメント２１の個数と同一であって、溝３１の形態はエレメント２１の横断面の形態と同じである。
吸音層３０に溝３１を形成する方法はこのような一つの方法に限定することなく、溝３１の形態に応じて利用可能な多様な加工方法を適用することができる。例えば、鋳造を通して溝３１が形成された吸音層３０を製造することができる。
圧電体アレイを構成する各エレメント２１には電極２２、２３が形成されるが、電極２２、２３の構造は、吸音層３０の溝３１に設置される伝導性パターン３２、３３の構造と関連を有する。
図４に示すように、エレメント２１の両側面に多様な形態に接地電極２２と信号電極２３を形成したり、図６に示すように、エレメント２１の前後面から両側面に延長されるように接地電極２２と信号電極２３を形成する場合、吸音層３０の溝３１には、図３又は図７に示すように伝導性パターン３２、３３を形成する。
図８に示すように、溝３１の底面に二つの導電性パターンを形成する場合、エレメント２１に形成される接地電極２２と信号電極２３は、エレメント２１が溝３１に設置されたときに伝導性パターン３２、３３と接触できるように、図９に示すように形成する。
すなわち、電極２２、２３がエレメント２１の前後面に形成される場合、後面には接地電極２２が、前面には信号電極２３が形成されるが、前面に形成される信号電極２３は、側面に沿って後面に延長形成される。もちろん、接地電極２２を前面に形成し、信号電極２３を後面に形成することも可能である。
また、電極２２、２３がエレメント２１の両側面に形成される場合は、両側面にそれぞれ接地電極２２と信号電極２３が形成され、接地電極２２と信号電極２３の両方を後面に延長形成することもできる。
図１３に示すように、エレメント２１の前後面に多様な形態に接地電極２２と信号電極２３を形成する場合、吸音層３０の溝３１には、図１１又は図１２に示したように伝導性パターン３２を形成する。この場合、前面に形成される電極２２、２３は、圧電体の前面に設置される別途の伝導性パターンから電気的信号を受けることになる。
吸音層３０の溝３１に伝導性パターン３２、３３を形成すると、圧電体アレイを吸音層３０の溝３１に設置する（１５０）。
圧電体アレイのエレメント２１に形成された電極２２、２３と吸音層３０の溝３１に形成された伝導性パターン３２、３３は、互いに接触可能なように設置されなければならない。
圧電体アレイを溝３１に設置するとき、アレイを構成するエレメント２１と溝３１との接触面には、エレメント２１の配列の正確度を高めるために接着剤、シルバーエポキシ、伝導性物質などが挿入され、エレメント２１が溝３１により堅固に設置されるようにする。
図１７は、本発明の他の実施例に係る超音波プローブの製造方法を示すフローチャートである。
図１７に示すように、吸音体の一面に圧電体を設置する（２００）。
吸音体の一面に圧電体を設置すると、圧電体を１次元アレイ又は２次元アレイ形態に加工する（２１０）。
圧電体はダイシング工程を通してアレイ形態に加工される。圧電体が加工されると、図１４及び図１５に示したような形態を有するようになる。
圧電体をアレイ形態に加工すると、アレイを構成する各エレメント２１に電極２２、２３を形成（２２０）する。次に、整合層１０の一面に圧電体の加工形態と同一に１次元アレイ又は２次元アレイ形態に溝１１を形成し（２３０）、溝１１に伝導性パターンを形成する（２４０）。
整合層１０に形成される溝１１は、圧電体が１次元アレイ形態に加工されると、それと同一に１次元アレイ形態に加工される。また、圧電体が２次元アレイ形態に加工されると、それと同一に２次元アレイ形態に加工される。溝１１の個数は、圧電体アレイを構成するエレメント２１の個数と同一であって、溝１１の形態はエレメント２１の横断面の形態と同じである。
整合層１０に溝１１を形成する方法は、ここで述べた一つの方法に限定することなく、溝１１の形態に応じて利用可能な多様な加工方法を適用することができる。例えば、鋳造を通して溝１１が形成された整合層１０を製造することができる。
整合層１０に溝１１を形成した場合、エレメント２１に形成される電極２２、２３の形態と溝１１に形成される伝導性パターンの形態は、吸音層３０に溝３１が形成された場合に比べると、前後方向のみが変わるだけで、その他は同じであるので、これについての説明は省略する。
整合層１０の溝１１に伝導性パターンを形成すると、圧電体アレイを整合層１０の溝１１に設置する（２５０）。
圧電体アレイを溝１１に設置するとき、アレイを構成するエレメント２１と溝１１との接触面には、エレメント２１配列の正確度を高めるために接着剤、シルバーエポキシ、伝導性物質などが挿入され、エレメント２１が溝１１により堅固に設置されるようにする。
１０ 整合層
２０ 圧電層
２１ エレメント（圧電体）
３０ 吸音層
１１、３１ 溝
２２、２３ 電極
３２、３３ 伝導性パターン
３４ 吸音部材
２０ 圧電層
２１ エレメント（圧電体）
３０ 吸音層
１１、３１ 溝
２２、２３ 電極
３２、３３ 伝導性パターン
３４ 吸音部材
Claims (22)
- 圧電層と、
前記圧電層の後面に位置し、前記圧電層を設置できる溝が前面に形成された吸音層と、を含む超音波プローブ。 - 前記圧電層は、１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工され、
前記溝は、前記圧電層と同一の形態に形成された、請求項１に記載の超音波プローブ。 - 前記１次元アレイまたは前記２次元アレイの形態に加工された前記圧電層は、複数のエレメントで構成され、
前記圧電層を構成する前記エレメントの少なくとも一つの面に接地電極が形成され、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極が形成された、請求項２に記載の超音波プローブ。 - 前記溝には、前記圧電層に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンが設置された、請求項３に記載の超音波プローブ。
- 前記伝導性パターンは、前記溝の少なくとも一面に形成された、請求項４に記載の超音波プローブ。
- 前記伝導性パターンは、前記圧電層の前記エレメントに形成された前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する、請求項４または５に記載の超音波プローブ。
- 圧電層と、
前記圧電層の前面に位置し、前記圧電層を設置できる溝が後面に形成された整合層と、を含む超音波プローブ。 - 前記圧電層は、１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工され、
前記溝は、前記圧電層と同一の形態に形成された、請求項７に記載の超音波プローブ。 - 前記１次元アレイまたは前記２次元アレイの形態に加工された前記圧電層は、複数のエレメントで構成され、
前記圧電層を構成する前記エレメントの少なくとも一つの面に接地電極が形成され、前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極が形成された、請求項８に記載の超音波プローブ。 - 前記溝には、前記圧電層に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンが設置された、請求項９に記載の超音波プローブ。
- 前記伝導性パターンは、前記溝の少なくとも一面に形成された、請求項１０に記載の超音波プローブ。
- 前記伝導性パターンは、前記圧電層の前記エレメントに形成された前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する、請求項１０または１１に記載の超音波プローブ。
- 吸音体の一面に溝を形成し、
前記溝に圧電体を設置する超音波プローブの製造方法。 - 前記吸音体の一面に溝を形成する過程に於いて、
前記吸音体の一面に１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に複数の溝を形成し、
前記溝の少なくとも一面に前記圧電体に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成することを含む、請求項１３に記載の超音波プローブの製造方法。 - 前記溝に圧電体を設置する過程に於いて、
前記圧電体の一面に整合層を設置し、
前記整合層が設置された圧電体を１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工し、
前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成し、
前記電極が形成された前記エレメントを前記溝に設置することを含む、請求項１４に記載の超音波プローブの製造方法。 - 前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成する過程に於いて、
前記加工された圧電体を構成する前記各エレメントの少なくとも一つの面に前記接地電極を形成し、
前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成することを含む、請求項１５に記載の超音波プローブの製造方法。 - 前記溝には、前記エレメントの前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成する、請求項１５または１６に記載の超音波プローブの製造方法。
- 整合層の一面に溝を形成し、
前記溝に圧電体を設置する超音波プローブの製造方法。 - 前記整合層の一面に溝を形成する過程に於いて、
前記整合層の一面に１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に複数の溝を形成し、
前記溝の少なくとも一面に前記圧電体に電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成することを含む、請求項１８に記載の超音波プローブの製造方法。 - 前記溝に圧電体を設置する過程に於いて、
前記圧電体を１次元アレイ及び２次元アレイのうちいずれか一つの形態に加工し、
前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成し、
前記電極が形成された前記エレメントを前記溝に設置することを含む、請求項１９に記載の超音波プローブの製造方法。 - 前記加工された圧電体を構成する各エレメントに接地電極及び信号電極を形成する過程に於いて、
前記加工された圧電体を構成する前記各エレメントの少なくとも一つの面に前記接地電極を形成し、
前記接地電極が形成された面の反対面を含む少なくとも一つの面に信号電極を形成することを含む、請求項２０に記載の超音波プローブの製造方法。 - 前記溝には、前記エレメントの前記接地電極及び前記信号電極のうち少なくとも一つと電気的に連結され、前記エレメントに電気的信号を印加する少なくとも一つの伝導性パターンを形成する、請求項２０または２１に記載の超音波プローブの製造方法。
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