JP3281717B2 - 超音波探触子の製造方法 - Google Patents
超音波探触子の製造方法Info
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- JP3281717B2 JP3281717B2 JP07998194A JP7998194A JP3281717B2 JP 3281717 B2 JP3281717 B2 JP 3281717B2 JP 07998194 A JP07998194 A JP 07998194A JP 7998194 A JP7998194 A JP 7998194A JP 3281717 B2 JP3281717 B2 JP 3281717B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音響整合層を蒸着により
形成した超音波探触子を利用分野とし、特に音響整合層
を緻密に蒸着する製造方法に関する。
形成した超音波探触子を利用分野とし、特に音響整合層
を緻密に蒸着する製造方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】超音波探触子、例えば医用の超音波診断
装置に、超音波の送受波部として有用されている。通常
では、圧電板の後面をバッキング材に固着し、その前面
に生体との音響インピーダンスを整合して伝搬損失を防
止するする音響整合層が設けられる。近年では、生産上
等の観点から、音響整合層を蒸着により形成することが
提案されている（特開平３−１７２０９７号公報）。
装置に、超音波の送受波部として有用されている。通常
では、圧電板の後面をバッキング材に固着し、その前面
に生体との音響インピーダンスを整合して伝搬損失を防
止するする音響整合層が設けられる。近年では、生産上
等の観点から、音響整合層を蒸着により形成することが
提案されている（特開平３−１７２０９７号公報）。
【０００３】
【従来技術】第３図はこの種の従来例を説明する配列型
探触子の図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側
断面図である。超音波探触子は、先ず、ＰＺＴ（ジルコ
ン酸チタン酸鉛）とした圧電板１を、ゴム系の樹脂から
なるバッキング材２に固着する。次に、音響整合層の一
層目３ａとしのセラミックスを、例えばプラズマ溶射に
より溶融して飛散させ、圧電板１上に形成する。そし
て、二層目３ｂをプラスチックとして、ＣＶＤ（CHEMIC
ALVAPOR DEPOSITION）により、一層目上に形成する。そ
の後、例えば配列型とする場合には、音響整合層３上か
ら、複数の圧電素子１（ａ〜ｈ）に分割して構成され
る。したがって、このようなものでは、各音響整合層３
（ａｂ）は、時間的あるいはモニタにより制御されるの
で、その厚みを例えばλ／４に確実に制御できるととと
もに、複数個を一度に処理できるので、生産性を向上す
る。
探触子の図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側
断面図である。超音波探触子は、先ず、ＰＺＴ（ジルコ
ン酸チタン酸鉛）とした圧電板１を、ゴム系の樹脂から
なるバッキング材２に固着する。次に、音響整合層の一
層目３ａとしのセラミックスを、例えばプラズマ溶射に
より溶融して飛散させ、圧電板１上に形成する。そし
て、二層目３ｂをプラスチックとして、ＣＶＤ（CHEMIC
ALVAPOR DEPOSITION）により、一層目上に形成する。そ
の後、例えば配列型とする場合には、音響整合層３上か
ら、複数の圧電素子１（ａ〜ｈ）に分割して構成され
る。したがって、このようなものでは、各音響整合層３
（ａｂ）は、時間的あるいはモニタにより制御されるの
で、その厚みを例えばλ／４に確実に制御できるととと
もに、複数個を一度に処理できるので、生産性を向上す
る。
【０００４】しかしながら、上記構成のものでは、音響
整合層３（ａｂ）をプラズマ溶射等の蒸着により形成す
るので、圧電板１及びバッキング材２は高熱化のもとに
さらされる。そして、圧電板１のキューリ点温度（約３
２０℃）であり、さらに、バッキング材２の耐熱度は１
００℃程度である。このことから、従来では、バッキン
グ材２を含む圧電板１を冷却しながら、蒸着を行なわざ
るを得なかった。しかし、このような状態での蒸着で
は、例えば第４図に示したように、セラミックの溶融粒
子４が完全に軟化せず、粒状に固形化して圧電板１に付
着する。そして、粒状セラミック５間に気孔６を生ずる
ことが判明した。したがって、このようなものでは、音
響整合層として充分に作用することなく、音響特性を低
下させる問題があった。なお、セラミックの軟化温度は
約１１００〜１４００℃であることからこのような現象
が強い。また、プラスチックでも、低温蒸着の場合は同
様に問題となる。
整合層３（ａｂ）をプラズマ溶射等の蒸着により形成す
るので、圧電板１及びバッキング材２は高熱化のもとに
さらされる。そして、圧電板１のキューリ点温度（約３
２０℃）であり、さらに、バッキング材２の耐熱度は１
００℃程度である。このことから、従来では、バッキン
グ材２を含む圧電板１を冷却しながら、蒸着を行なわざ
るを得なかった。しかし、このような状態での蒸着で
は、例えば第４図に示したように、セラミックの溶融粒
子４が完全に軟化せず、粒状に固形化して圧電板１に付
着する。そして、粒状セラミック５間に気孔６を生ずる
ことが判明した。したがって、このようなものでは、音
響整合層として充分に作用することなく、音響特性を低
下させる問題があった。なお、セラミックの軟化温度は
約１１００〜１４００℃であることからこのような現象
が強い。また、プラスチックでも、低温蒸着の場合は同
様に問題となる。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、蒸着により良好な音響整合層
を形成する超音波探触子の製造方法を提供することを目
的とする。
を形成する超音波探触子の製造方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【解決手段】本発明は、音響整合層を圧電板の前面に蒸
着により形成した後、前記圧電板をバッキング材２上に
固着したことを基本的な解決手段とする。以下、本発明
の一実施例を説明する。
着により形成した後、前記圧電板をバッキング材２上に
固着したことを基本的な解決手段とする。以下、本発明
の一実施例を説明する。
【０００７】
【実施例】第１図は、本発明の一実施例を説明する図で
ある。なお、前従来例図と同一部分には同番号を付与し
てその説明は簡略する。この超音波探触子の製造方法で
は、予め分極された複数の圧電板１を真空室内に収容
し、プテズマ溶射により、セラミックを飛散させて、音
響整合層の一層目３ａを形成する。但し、圧電板１の片
側はマスクされる。このとき、真空室内の温度はいずれ
も約ｌ０００℃程度の高温に雑持される。その後に、Ｃ
ＶＤにより、プラスチックからなる二層目を一層目上に
形成する「第１図（ａ）」。次に、例えばフレキシブル
プリント基板７を両側に介在させて、後面をバッキング
材２上に固着する「同図（ｂ）」。なお、符号８は、フ
レキシブルプリント基板７の導電路である。次に、音響
整合層３上からバッキング材２に到達する切れ目を設け
て、複数の圧電素子１（ａ〜ｈ）に分割するとともに、
後面側の電極を千鳥状に導出する「同図（ｃ）」。そし
て、前面側の露出部分に基準電位に接続する共通線路を
設ける「同図（ｄ）」。最後に、直流高圧を印加し、各
圧電素子１（ａ〜ｈ）を再分極して形成される。
ある。なお、前従来例図と同一部分には同番号を付与し
てその説明は簡略する。この超音波探触子の製造方法で
は、予め分極された複数の圧電板１を真空室内に収容
し、プテズマ溶射により、セラミックを飛散させて、音
響整合層の一層目３ａを形成する。但し、圧電板１の片
側はマスクされる。このとき、真空室内の温度はいずれ
も約ｌ０００℃程度の高温に雑持される。その後に、Ｃ
ＶＤにより、プラスチックからなる二層目を一層目上に
形成する「第１図（ａ）」。次に、例えばフレキシブル
プリント基板７を両側に介在させて、後面をバッキング
材２上に固着する「同図（ｂ）」。なお、符号８は、フ
レキシブルプリント基板７の導電路である。次に、音響
整合層３上からバッキング材２に到達する切れ目を設け
て、複数の圧電素子１（ａ〜ｈ）に分割するとともに、
後面側の電極を千鳥状に導出する「同図（ｃ）」。そし
て、前面側の露出部分に基準電位に接続する共通線路を
設ける「同図（ｄ）」。最後に、直流高圧を印加し、各
圧電素子１（ａ〜ｈ）を再分極して形成される。
【０００８】このような製造方法であれば、バッキング
材２の耐熱性を考慮することなく、圧電板１上に音響整
合層３としてのセラミックを蒸着できる。したがって、
約１０００℃の高温下では、セラミックの溶融粒子４
は、従来のように粒状化せず、第２図に示したように、
軟化して圧電板１に付着する。そして、軟化セラミック
９の状態では、前述のような気孔６を生ずることなく、
緻密に堆積されて平坦になる。したがって、一層目３ａ
の厚みをλ／４に維持して、二層目３ｂも平坦に形成で
きる。また、気孔６の少ない分、付着強度も高くなる。
このようなことから、音響整合層３として充分に作用し
て、超音波探触子の音響特性を良好に維持する。また、
この実施例では、プラズマ溶射による蒸着温度が、キュ
ーリー点温度を越えることから圧電板１の分極状態が損
なわれるが、再分極により元の分極状態に復帰する。そ
して、再分極時は、予め分極されたものなので、その時
間も短くて済む便利がある。
材２の耐熱性を考慮することなく、圧電板１上に音響整
合層３としてのセラミックを蒸着できる。したがって、
約１０００℃の高温下では、セラミックの溶融粒子４
は、従来のように粒状化せず、第２図に示したように、
軟化して圧電板１に付着する。そして、軟化セラミック
９の状態では、前述のような気孔６を生ずることなく、
緻密に堆積されて平坦になる。したがって、一層目３ａ
の厚みをλ／４に維持して、二層目３ｂも平坦に形成で
きる。また、気孔６の少ない分、付着強度も高くなる。
このようなことから、音響整合層３として充分に作用し
て、超音波探触子の音響特性を良好に維持する。また、
この実施例では、プラズマ溶射による蒸着温度が、キュ
ーリー点温度を越えることから圧電板１の分極状態が損
なわれるが、再分極により元の分極状態に復帰する。そ
して、再分極時は、予め分極されたものなので、その時
間も短くて済む便利がある。
【０００９】
【他の事項】上記実施例では、予め分極した状態の圧電
板１に音響整合層３を形成したが、未分極状態で音響整
合層３を形成し、その後分極してもよい。但し、再分極
した方が製造上の点で有利である。また、音響整合層３
は二層構造としたが、一層でも三層構造でもよい。ま
た、蒸着はプラズマ溶射、ＣＶＤに限らず、実質的に
は、高温下で物質を粒子状に飛散して付着させるもので
あれば適用できる。また、音響整合層はセラミックとし
て説明したが、例えばガラス等の場合でもよく特に高融
点の材料の場合に高都合となる。要するに、本発明で
は、圧電板１の状態で蒸着した後、バツキング材２に固
着するようにしたので、バッキング材２の耐熱性を考慮
することなく高温下での蒸着を行うことができ、これに
より良好な音響整合層を形成できる。
板１に音響整合層３を形成したが、未分極状態で音響整
合層３を形成し、その後分極してもよい。但し、再分極
した方が製造上の点で有利である。また、音響整合層３
は二層構造としたが、一層でも三層構造でもよい。ま
た、蒸着はプラズマ溶射、ＣＶＤに限らず、実質的に
は、高温下で物質を粒子状に飛散して付着させるもので
あれば適用できる。また、音響整合層はセラミックとし
て説明したが、例えばガラス等の場合でもよく特に高融
点の材料の場合に高都合となる。要するに、本発明で
は、圧電板１の状態で蒸着した後、バツキング材２に固
着するようにしたので、バッキング材２の耐熱性を考慮
することなく高温下での蒸着を行うことができ、これに
より良好な音響整合層を形成できる。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、音響整合層を圧電板の前面に
蒸着により形成した後、バッキング材２上に固着したの
で、良好な音響整合層を形成するこみとのできる超音波
探触子を提供できる。
蒸着により形成した後、バッキング材２上に固着したの
で、良好な音響整合層を形成するこみとのできる超音波
探触子を提供できる。
【第１図】本発明の一実施例を説明する図で、同図
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は超音波探触子の製造方法を
説明する各工程図である。
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は超音波探触子の製造方法を
説明する各工程図である。
【第２図】本発明の一実施例の作用を説明する蒸着時の
模式図である。
模式図である。
【第３図】従来例を説明する図、同図（ａ）（ｂ）は超
音波探触子の製造方法を説明する各工程図である。
音波探触子の製造方法を説明する各工程図である。
【第４図】従来例の問題点を説明する蒸着時の模式図で
ある。
ある。
１ 圧電板、２ バッキング材、３ 音響整合層、４
溶融粒子、５ 粒状セラミック、６ 気孔、７ フレキ
シブルプリント基板、８ 導電路、９ 軟化セラミッ
ク．
溶融粒子、５ 粒状セラミック、６ 気孔、７ フレキ
シブルプリント基板、８ 導電路、９ 軟化セラミッ
ク．
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01N 29/24 502 H04R 31/00 330
Claims (3)
- 【請求項１】 音響整合層を圧電板の前面に蒸着により
形成した後、前記圧電板をバッキング材上に固着したこ
とを特徴とする超音波探触子の製造方法。 - 【請求項２】 前記圧電板は蒸着前に分極され、蒸着後
に再分極した第１項記載の超音波探触子の製造方法。 - 【請求項３】 前記圧電板は蒸着前は未分極とし、蒸着
後に分極した第１項記載の超音波探触子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07998194A JP3281717B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 超音波探触子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07998194A JP3281717B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 超音波探触子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07274290A JPH07274290A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3281717B2 true JP3281717B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=13705508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07998194A Expired - Fee Related JP3281717B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 超音波探触子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281717B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004230033A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Toshiba Corp | 超音波探触子再分極装置、超音波プローブ及び超音波診断装置 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP07998194A patent/JP3281717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07274290A (ja) | 1995-10-20 |
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