JP3331509B2 - コンベックス型超音波探触子とその製造方法 - Google Patents

コンベックス型超音波探触子とその製造方法

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恭伸 長谷川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波探触子の構造に
関し、特に送受波面が曲面上に形成されたたとえばコン
ベックス型の超音波探触子の電極引き出し部分の構造及
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コンベックス型の超音波探触子は、医療
用などの超音波診断装置の探触子として用いられてい
る。コンベックス型の超音波探触子は、コンベックス状
(凸状)に形成されたバッキング部材の表面に短冊形に
形成された圧電素子をコンベックス面に並べ、各圧電素
子からそれぞれ電極を外部に引き出した構造を有する。
この超音波探触子は、各圧電素子がコンベックス状に配
置されているので、電子的にはリニア駆動されて超音波
は扇状に送出されるので、電子回路を簡便にしてセクタ
駆動と同様の作用と効果を生じる。
【0003】従来のコンベックス型の超音波探触子は、
バッキング部材上に配設された各圧電素子からはそれぞ
れ電極が引き出される。この電極引き出し方法は、通
常、先端部の導体を表出させたフレキシブル・プリント
・サーキットボード(以下、FPCという)が用意さ
れ、これら表出された導体をそれぞれ圧電素子の電極
に、半田付などの方法で接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のコン
ベックス型超音波探触子は、上述のように、各圧電素子
の一側面からFPCをもって電極を引き出す構造である
ため、配線密度は必然的に高くなるとともに、FPCの
各導線の幅は少なくとも圧電素子の幅以内となって、極
めて小さな線幅となる。そして、1枚のFPCを1単位
とし、超音波探触子の幅いっぱいを複数単位に分割し
て、それぞれの単位の圧電素子群毎に1枚のFPCで電
極を引き出す構造をとっているので、それぞれの単位毎
のFPCを外部回路やコネクタに接続する際に、当該単
位の圧電素子群に機械的な負荷が掛かり、圧電素子のバ
ッキング部材からの剥離が起こる。さらにFPCと各圧
電素子との接続部分が切断されるような故障も起こる。
【0005】そこで、本発明は上述のような従来の不都
合を解消しようとするものであり、その目的は、コンベ
ックス型超音波探触子において、これに接続しているF
PCに物理的な力が加わっても簡単にFPCが剥離しな
いような新規な構造とその製法を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した技術的な課題を
解決するために、本発明は、バッキング部材の凸状に湾
曲したアレイ配置面上に短冊形に形成された圧電素子を
複数個並設したコンベックス型超音波探触子において、
上記バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方
端が上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回路を
設けると共に、該配線回路の他方端はフレキシブル・プ
リント・サーキットボードのジャンパ線と電気的に接続
したことを特徴とするコンベックス型超音波探触子を提
供するとともに、バッキング部材の側縁部の角部を湾曲
面とするステップと、該湾曲面を含めたバッキング部材
の表面に圧電素子の電極と接続させる配線パターンを固
化性の導電性樹脂により描画するステップと、上記描画
動作の後に該導電性樹脂を固化するステップと、を具備
してなるコンベックス型超音波探触子の製造方法を提供
するものである。
【0007】
【作用】バッキング部材の側面に設けた回路配置面には
一方端が上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回
路を設け、該配線回路の他方端にはフレキシブル・プリ
ント・サーキットボードのジャンパ線の端部を接続して
コンベックス型超音波探触子を製作する。また本発明は
バッキング部材の側縁部の角部を湾曲面とし、該湾曲面
を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電極と接続
させる配線パターンを固化性の導電性樹脂により描画し
た後に該導電性樹脂を固化してコンベックス型超音波探
触子を製造する方法をも含む。
【0008】
【実施例】次に、本発明の一実施例を、図面を用いて詳
細に説明する。図1は本発明の一実施例を示す斜視図で
あり、図1において、2はバッキング部材である。該バ
ッキング部材2の表面には凸状に湾曲されたアレイ配置
面4が形成されている。また、バッキング部材2の両側
面は回路配置面6、6である。回路配置面6、6には後
に述べる圧電素子の電極と接続するための複数本の配線
回路8・・・・・が形成されている。これら配線回路8
の一方端は低縁10に達し、またその上端は上縁12を
越えてアレイ配置面4の達している。該配線回路8は例
えば紫外線硬化型導電樹脂或いは紫外線硬化型導電接着
剤を用意し、これを満たしたジェットノズルをコンピュ
ータ制御し、所定のパターンに印刷し固化するか、バッ
キング部材2の全面に導電性金属を蒸着した後、これを
選択エッチングして所定のパターンを得る。
【0009】次にアレイ配置面4に複数個の圧電素子を
形成する方法を説明する。図2に示すように、平板状の
圧電素子板14の両面に電極板16、18を貼着したも
のの電極板16の表面の引出し電極接続部を除く部分に
ガラス層などからなる音響整合層20、22を設けた
後、この最外側の音響整合層22を可撓性のある合成樹
脂の板材からなる裏打ち板24に、剥離自在に貼り付け
る。なお、説明を分かり易くするため、図2は実際の圧
電素子板14よりも厚く示してあり、裏打ち板24は逆
に薄く示している。
【0010】このように形成されたものを図3に示すよ
うにカッターを用いて電極板18側から裏打ち板24に
達する切り込み26を入れて圧電素子28を形成する。
なおこの切り込み26は裏打ち板24内に深く切り込ん
でもよい。然る後図4に示すように、電極板18に接着
剤19を塗布し、特に配線回路8と接続する部分には導
電接着剤を塗布して圧電素子をバッキング部材2のアレ
イ配置面4に複数個の圧電素子を貼着する。この貼着動
作で短冊形に分離形成された各圧電素子は凸状に湾曲し
たアレイ配置面4上に貼着される。各圧電素子がバッキ
ング部材のアレイ配置面4に十分に固定されたところ
で、図5に示すように各圧電素子の上面に貼着されてい
る裏打ち板24を剥離する。このとき端部から数えて奇
数番目の圧電素子の電極板18は一方の回路配置面6か
ら伸びる配線回路8の端部と電気的に接続され、偶数番
目の圧電素子の電極板18は他方の回路配置面6から伸
びる配線回路8の端部と電気的に接続される。このこと
から分かるように、各回路配置面6から伸びる配線回路
8はアレイ配置面4上に配置される圧電素子の1つ置き
に接続されていることになる。
【0011】このように形成された超音波探触子ヘッド
Aの下部に設けられた接続部Bに導出されている配線回
路8の端部に、図5に示すように、複数本のFPC30
の先端に表出されている導体部32を半田付けなどの方
法で電気的・機械的に接続する。なお、31はFPC3
0の下端に取付けられたコネクタである。
【0012】図6は、本発明の別の実施例を示す側面図
である。この実施例では、アレイ配置面4に貼着された
圧電素子の電極板18から引出された配線回路8は接続
部Bまでは引出されておらず、その途中の扇形に配置さ
れた接続端Cまで引出されている。34はFPCであ
り、35は該接続端CとFPC34のジャンパ線38と
を結ぶ導線である。FPC34の先端部はバッキング部
材2の接続部Bに強固に接着されている。そして、表出
された導線35は配線回路8とジャンパ線38間を電気
的に接続する。
【0013】次に、前記配線回路8を紫外線硬化型導電
樹脂或いは紫外線硬化型導電接着剤を用いて形成する方
法について詳細に説明する。先ずバッキング部材2の表
面に印刷する配線回路8の配線切れを防止するため、図
7に示すように、バッキング部材のアレイ配置面4の両
端部に湾曲面40を形成しておく。次に倣い式数値制御
装置を用意し、予め用意したバッキング部材と同型の倣
い型を倣い部にセットし、倣い式数値制御装置に設備さ
れているスタイラスの先端をモデル上に描かれた配線回
路パターン41の上になぞらせて、印刷回路パターンの
教示を行う。
【0014】一方、紫外線硬化型導電樹脂或いは紫外線
硬化型導電接着剤を用意すると共に倣い式数値制御装置
に、これら導電性接着剤或いは導電性合成樹脂の微細粒
を噴射するノズルを設置し、加工台上には印刷を行うバ
ッキング部材をセットする。そして、数値制御操作によ
り、教示されたパターンに従ってノズルとバッキング部
材とを相対的に移動させて、バッキング部材の表面に所
定のパターンを印刷し、印刷動作終了後、印刷されたパ
ターンを紫外線の照射により固化する。なお、バブルの
噴射構造、或いはこれのバッキング部材への定着方法な
どは、周知の微細粒ジェットプリンタの原理・構造と同
じであるので、その詳細な説明は省略する。
【0015】以上本発明を上記実施例を用いて説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能で
あり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除する
ものではない。
【0016】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が
上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回路を設け
ると共に、該配線回路の他方端はFPCのジャンパ線と
電気的に接続した構造を有しているので、FPCのジャ
ンパ線をバッキング部材の回路配置面に強固に接続でき
る。このため、FPCに無理な物理的な力が加わっても
容易にFPCがバッキング部材から剥離するようなこと
はない。また、FPCのジャンパ線を接続する際に、広
い回路配置面にて配線回路とジャンパ線とを接続できる
ので作業が極めて容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバッキング部材を示す斜視図である。
【図2】圧電素子板に裏打ち板を貼着した状態を示す斜
視図である。
【図3】裏打ち板に貼着された圧電素子板を切断した状
態を示す断面図である。
【図4】バッキング部材に圧電素子を貼着した状態を示
す側面図である。
【図5】バッキング部材にFPCを接続した状態を示す
正面図である。
【図6】本発明の別の実施例を示す正面図である。
【図7】本発明の製造方法を説明するための斜視図であ
る。
【符号の説明】
A・・・・・超音波探触子ヘッド B・・・・・接続部 C・・・・・接続端 2・・・・・バッキング部材 4・・・・・アレイ配置面 6・・・・・回路配置面 8・・・・・配線回路 10・・・・・低縁 12・・・・・上縁 14・・・・・圧電素子板 16・・・・・電極板 18・・・・・電極板 19・・・・・接着剤 20・・・・・音響整合層 22・・・・・音響整合層 24・・・・・裏打ち板 26・・・・・切り込み 28・・・・・圧電素子 30・・・・・FPC 31・・・・・コネクタ 32・・・・・導体部 34・・・・・FPC 35・・・・・ 36・・・・・コネクタ 38・・・・・ジャンパ線 40・・・・・湾曲面 41・・・・・回路パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−270500(JP,A) 特開 平3−173544(JP,A) 特開 平1−146499(JP,A) 実開 昭61−143399(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 17/00 332 H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01S 7/52

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッキング部材の凸状に湾曲したアレイ配
    置面上に短冊形に形成された圧電素子を複数個並設した
    コンベックス型超音波探触子において、上記バッキング
    部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素
    子の電極と電気的に接続した配線回路を設けると共に、
    該配線回路の他方端はフレキシブル・プリント・サーキ
    ットボードのジャンパ線と電気的に接続したことを特徴
    とするコンベックス型超音波探触子。
  2. 【請求項2】前記配線回路は紫外線硬化型導電接着剤に
    より形成されていることを特徴とする請求項1に記載の
    コンベックス型超音波探触子。
  3. 【請求項3】前記配線回路はバッキング部材に貼着され
    た金属箔をエッチングして形成された配線回路であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のコンベックス型超音波
    探触子。
  4. 【請求項4】前記フレキシブル・プリント・サーキット
    ボード内に平行に配置されたジャンパ線が導線を介して
    配線回路と電気的に接続されており、フレキシブル・プ
    リント・サーキットボードはバッキング部材の接続部に
    接着されていることを特徴とする請求項1に記載のコン
    ベックス型超音波探触子。
  5. 【請求項5】バッキング部材の側縁部の角部を配線切れ
    を防止する湾曲面とすることを特徴とする請求項1に記
    載のコンベックス型超音波探触子。
  6. 【請求項6】バッキング部材の凸状に湾曲したアレイ配
    置面上に短冊形に形成された圧電素子を複数個並設した
    コンベックス型超音波探触子の製造方法において、バッ
    キング部材の側縁部の角部を湾曲面とするステップと、
    該湾曲面を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電
    極と接続させる配線パターンを固化性の導電性樹脂によ
    り描画するステップと、上記描画動作の後に該導電性樹
    脂を固化するステップと、を具備してなるコンベックス
    型超音波探触子の製造方法。
  7. 【請求項7】上記配線パターンの描画はインクジェット
    プリント法により描画することを特徴とする請求項6に
    記載のコンベックス型超音波探触子の製造方法。
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