JP3450430B2

JP3450430B2 - 超音波トランスジューサ

Info

Publication number: JP3450430B2
Application number: JP11790394A
Authority: JP
Inventors: 智手塚
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 2003-09-22
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JPH07327299A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波によって被検体
内を操作し、その反射波を検出して断層像を得る超音波
診断装置に係わり、特に、超音波プローブ内に設けら
れ、超音波を生成する超音波トランスジューサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超音波によって被検体の体腔
内を走査し、その反射波を検出して前記体腔内の断層像
を得る超音波診断装置が知られている。

【０００３】図２９に示すように超音波診断装置１００
は、超音波プローブ２００により超音波の送受信を行い
受信した超音波を基に表示装置３００上に表示を行うも
のであり、リアルタイムに無侵襲で診断できるという特
徴から急速に普及している。

【０００４】前記走査は、超音波プローブ２００内に設
けられた超音波トランスジューサを機械的に動かすこと
により行う機械操作と、超音波トランスジューサの配列
振動子を用いて電子的な切り換えおよび超音波送出の遅
延時間の制御により行う電子走査があるが、メンテナン
ス性、診断の自由度の多さ等から電子走査が主流になっ
ている。

【０００５】また、超音波診断装置の診断領域は体表か
らの診断のみならず、被検体の体腔内に超音波プローブ
を挿入し体腔内から良好な画像を得ようとする試みがな
され、体腔内超音波プローブが開発されている。この体
腔内超音波プローブを用いた超音波診断装置の診断手法
は、超音波断層画像診断（Ｂモード画像診断）のみなら
ず、ドップラー診断、カラードップラー診断等が取ら
れ、体表からの超音波診断と同様の診断手法が取られて
いる。また、この体腔内超音波プローブの超音波診断面
としては方形断層面であるリニア断層面、挿入方向であ
るコンベックス断層面、挿入軸に直行するラジアル断層
面があるが、コンベックス断層面、ラジアル断層面が主
流になってきている。

【０００６】前記、電子走査による超音波トランスジュ
ーサは、図３０に示すように屈曲可能なフレキシブルプ
リント板２１０と超音波振動を行う圧電セラミックス
（圧電振動子）２３０とがはんだ２１３で電気的に接続
されている。これにより、圧電セラミックス２３０と、
超音波送受信の制御を行う制御部との電気的接続を可能
にしている。

【０００７】ここで、フレキシブルプリント板２１０と
圧電セラミックス（圧電振動子）２３０との従来の接続
方法を図３０のフレキシブルプリント板２１０と圧電セ
ラミックス（圧電振動子）２３０との接続部分の断面図
を用いて説明する。

【０００８】予め導体（配線パターン）２１１の表面に
ポリイミド等の樹脂フィルムから成るカバーレイ２１５
を接着剤２１７を介して接着し、かつ、導体（配線パタ
ーン）２１１の裏面にポリイミド等の樹脂フィルムから
成るベース２１９を接着剤２１７を介して接着した後、
カバーレイ２１５の所望位置に絶縁層貫通孔を設けて導
体２１１を露出することにより電極を設けたフレキシブ
ルプリント板２１０を作成しておく。一方、圧電セラミ
ックス（圧電振動子）２３０の背面に背面駆動電極２３
３および前面に前面駆動電極２３５を形成しておく。

【０００９】この状態で、圧電セラミックス２３０の背
面駆動電極２３３の端部にフレキシブル基盤２１０の前
記電極をはんだ２１３を用いて接続する。その後、圧電
セラミックス２３０を分割する。また、前記分割前もし
くは後に圧電セラミックス２３０の前面共通電極２３５
の所定位置に共通電極リードをはんだもしくは導電性接
着剤により接続する（図示せず）。

【００１０】また、コンベックス断層面やラジアル断層
面を得るための電子走査形超音波トランスジューサは、
図３０に示した如くフレキシブルプリント板２１０と圧
電セラミックス（圧電振動子）２３０とを接着した後、
圧電セラミックス２３０の背面駆動電極２３３にバッキ
ング材を接着し、圧電セラミックス２３０を分割するこ
とにより振動子アレイを形成する。その後、前記振動子
アレイを所望の円弧状に屈曲させ、所望の形状の形状保
持部材に固定することによって製造されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波トランスジューサでは、圧電セラミックス２３０
の背面駆動電極２３３にフレキシブルプリント板２１０
をはんだ２１３により接続し、さらに、圧電セラミック
ス２３０の前面共通電極２３５の所定位置に共通電極リ
ードをはんだもしくは導電性接着剤により接続している
ので、はんだ付け、導電性接着剤塗布により、圧電セラ
ミックス２３０の超音波送受信に使用可能である有効振
動面積が狭くなるという問題がある。

【００１２】また、複雑な形状の超音波トランスジュー
サである場合、圧電セラミックスとフレキシブルプリン
ト板との接合強度を保つために、接続面積を増やす必要
があり前記有効面積が小さくなるという問題もある。

【００１３】さらに、背面駆動電極２３３とフレキシブ
ルプリント板２１０との接続、前面共通電極２３５と共
通電極リードとの接続は、はんだもしくは導電性接着剤
の接合部分でのみ接続しているため、機械的接続強度が
不十分であり、圧電セラミックスの分割時に接続部分の
破損等を誘起するという問題がある。特に、コンベック
ス断層面やラジアル断層面を得るための電子走査形超音
波トランスジューサでは、その曲率半径が小さい場合、
背面駆動電極２３３とフレキシブルプリント板２１０と
の接続部分の応力集中により、前記接続部分の外れや圧
電セラミックスの割れが生じるという問題がある。

【００１４】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、圧電振動子の有効振動面積を少なく
することなく圧電振動子とフレキシブルプリント板とを
接続することができ、かつ、その接続外れが防止できる
超音波トランスジューサを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本願第１の発明は、複数の圧電振動子から構成され
る圧電板であって、前記各圧電振動子に対応させて表面
上に導電性バンプが形成されたプリント板の表面と、前
記圧電板とを、前記導電性バンプが前記圧電振動子に電
気的に接触する状態で電気絶縁性接着剤により接着した
後、圧電振動子毎に分割して形成された圧電板と、前記
プリント板の前記圧電板に対応する部分の裏面に接着さ
れる屈曲性を有する部材とを有し、前記圧電板を各振動
子に分割する際、前記屈曲性を有する部材内まで分割し
た後、前記圧電板、前記プリント板および屈曲性を有す
る部材を屈曲して成ることを特徴とする超音波トランス
ジューサである。上記の目的を達成するための本願第２
の発明は、複数の圧電振動子から構成される圧電板であ
って、前記各圧電振動子に対応させて表面上に導電性バ
ンプが形成されたプリント板の表面と、前記圧電板と
を、前記導電性バンプが前記圧電振動子に電気的に接触
する状態で電気絶縁性接着剤により接着した後、圧電振
動子毎に分割して形成された圧電板と、前記プリント板
の前記圧電板に対応する部分の裏面に接着される屈曲性
を有する部材とを有し、前記圧電板を各振動子に分割す
る際、前記プリント板内まで分割した後、前記圧電板、
前記プリント板および屈曲性を有する部材を屈曲して成
ることを特徴とする超音波トランスジューサである。ま
た、上記の目的を達成するための本願第３の発明は、複
数の圧電振動子から構成される圧電板であって、前記各
圧電振動子に対応させて表面上に導電性バンプが形成さ
れたプリント板の表面と、前記圧電板とを、前記導電性
バンプが前記圧電振動子に電気的に接触する状態で電気
絶縁性接着剤により接着した後、圧電振動子毎に分割し
て形成された圧電板を有し、前記プリント板裏面に基盤
材を配置し、前記圧電板を分割する際、前記プリント板
内まで分割した後、前記基盤材をプリント板から取り外
し、さらに前記圧電板、プリント板を屈曲して成ること
を特徴とする超音波トランスジューサである。さらに、
上記の目的を達成するための本願第４の発明は、複数の
圧電振動子から構成され、円弧を含む形状である圧電板
であって、前記各圧電振動子に対応させて表面上に導電
性バンプが形成されたプリント板の表面と、前記圧電板
とを、前記導電性バンプが前記圧電振動子に電気的に接
触する状態で電気絶縁性接着剤により接着した後、圧電
振動子毎に分割して形成された圧電板とを有することを
特徴とする超音波トランスジューサである。また、本願
第５の発明は、概円筒上に配列された複数の圧電振動子
から構成される圧電板であって、前記各圧電振動子に対
応させて表面上に導電性バンプが形成されたプリント板
の表面と、前記圧電板とを、前記導電性バンプが前記圧
電振動子に電気的に接触する状態で電気絶縁性接着剤に
より接着した後、圧電振動子毎に分割して形成された圧
電板とを有することを特徴とする超音波トランスジュー
サである。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、圧電振動子を構成する圧電
板の前記圧電振動子に対応させて表面上に導電性バンプ
が形成されたプリント板と前記圧電板とを前記導電性バ
ンプが前記圧電振動子に電気的に接触する状態で接着す
る。このため、圧電振動子の有効振動面積を少なくする
ことなく圧電振動子とフレキシブルプリント板とを接続
することができる。

【００１７】また、前記各圧電振動子の共通電極を前記
圧電板の側面まで延出して共通電極接合部を形成し、前
記圧電板の側面に導電性接着剤を用いて導電板を接着す
るので、各振動子を導通できる。

【００１８】さらに、前記プリント板の圧電板に対応す
る部分の裏面に屈曲性を有する部材を接着し、前記圧電
板を各振動子に分割する際、前記屈曲性を有する部材内
またはプリント板まで分割した後、前記圧電板、プリン
ト板および屈曲性を有する部材を円筒状に屈曲する。こ
れによりプリント板と圧電振動子の電気的接続不良、圧
電振動子の破損を防止する。

【００１９】さらに、前記圧電板を分割後、圧電板を円
筒状の屈曲用治具内に挿入する事により圧電振動子を概
円筒状に容易に配列する。さらに、前記円筒状に圧電振
動子を屈曲した場合、屈曲中心部の空間に樹脂を充填す
る。これにより音響的反射を軽減する。さらに、前記プ
リント板裏面に基盤材を配置し、前記圧電板を分割後、
前記基盤材をプリント板から取り外す。これにより、プ
リント板を円筒状に屈曲させた場合、屈曲径を小さくで
きる。

【００２０】

【実施例】図１，２は、本発明に係る超音波トランスジ
ューサの第１実施例を示している。図１は、フレキシブ
ルプリント板と圧電振動子（圧電セラミックス）との接
着部分の振動子分割方向の断面図であり、図２は、フレ
キシブルプリント板と圧電振動子（圧電セラミックス）
との接着部分のアレイ配列方向の断面図である。

【００２１】図１，２に示すように第１実施例の超音波
トランスジューサ１は、フレキシブルプリント板１０と
圧電セラミックス（圧電振動子）３０とを電気絶縁性樹
脂、例えばエポキシ接着剤３１を用いて接着して成り、
フレキシブルプリント板１０の導体（配線パターン）１
１と圧電セラミックス３０の背面駆動電極３３とは、後
述のはんだバンプ１３により電気的に接続されている。

【００２２】次に、超音波トランスジューサ１のフレキ
シブルプリント板１０の構造を図３を用いて説明する。

【００２３】図３に示すように、フレキシブルプリント
板１０は、導体（配線パターン）１１に表面にポリイミ
ド等の樹脂フィルムから成るカバーレイ１５が接着剤１
７により接着され、導体１１の裏面にポリイミド等の樹
脂フィルムから成るベース１９が接着剤１７により接着
されている。

【００２４】また、カバーレイ１５の所望の位置に、導
体１１の表面を露出させるように絶縁層貫通孔２１が開
けられており、この絶縁層貫通孔２１には、導体２１の
表面からカバーレイ１５上まで突出させたはんだバンプ
１３が設けられている。なお、このはんだバンプ１３
は、カバーレイ１５の表面から０．０５ｍｍ程度突出す
るように前記絶縁層貫通孔２１部分にはんだを溶かし込
むことによって形成する。なお、はんだ以外にも導体で
あればAu,Cu 等金属を用いても良い。

【００２５】フレキシブルプリント板１０の配線パター
ン（導体）１１は、図４に示すように圧電セラミックス
３０上に位置する部分は圧電セラミックス３０の分割方
向とほぼ平行とし、圧電セラミックス３０分断時に配線
パターン（導体）１１の分断を防ぐように配置する。な
お、配線パターン（導体）１１の先端の部分は、はんだ
バンプ１３の径よりやや大きい円状のバンプ形成位置が
設けられている。

【００２６】次に、超音波トランスジューサ１の圧電セ
ラミックス３０の構造を図１を用いて説明する。

【００２７】図１に示すように圧電セラミックス３０
は、裏面に背面駆動電極３３、表面に前面共通電極３５
が設けられている。この背面駆動電極３３と前面共通電
極３５に電圧を印加することにより圧電セラミックス３
０は超音波振動を開始する。また、前面共通電極３５
は、被検体側の側面に曲げられ、共通電極板接合面３０
ａが設けらている。

【００２８】次に、第１実施例の超音波トランスジュー
サ１の製造方法を図５〜図１０を用いて説明する。

【００２９】予め第１図に示す如く背面駆動電極３３と
前面共通電極３５を形成した圧電セラミックス３０と図
４に示す如く配線パターン（導体）１１を形成したフレ
キシブルプリント板１０とを熱硬化形エポキシ接着剤３
１によって所望の位置に図５に示すように電気的および
機械的に接着する。

【００３０】そして、図６に示すようにフレキシブルプ
リント板１０の裏面（圧電セラミックス３０が接着して
いる部分のみ）に、裏面への振動を吸収するとともに振
動継続を防止するバッキング材４１を接着する。このバ
ッキング材４１としては、フレキシブルプリント板１０
とほぼ等しい音響インピーダンスを有するゴム質の樹脂
を使用して、フレキシブルプリント板１０での音響的な
反射を低減することも可能である。また、後工程の製造
性を高めるために寸法変化の小さな部材を使用しても良
い。さらに、厚み方向に複数の部材を積層した構造とし
ても良い。さらに、バッキング材４１を電気的絶縁物と
して、フレキシブルプリント板１０をベース１９無し
（裏面に導体が露出した構造）にしても良い。

【００３１】その後、図７に示すように前面共通電極３
３上に、超音波振動の被検体への伝達を効率良くする音
響整合層３７を設ける。音響整合層３７は、多層構造と
しても良い。また、樹脂から成る音響整合層３７を塗布
した後、研磨することにより形成しても良い。

【００３２】そして、図７に示す工程まで終了したもの
をダイヤモンドブレードを用いたダイシング装置により
図８に示すように振動子毎にカッティングすることによ
り振動子アレイを形成する。

【００３３】このとき、図８に示す例では、バッキング
材４１の上部まで分割溝４３が切られているが、図９に
示すように、フレキシブルプリント板１０内までで分割
溝４３を止めるようにしても良い。この場合、ゴム質の
バッキング材４１はカッティングされないので前記カッ
ティングの加工性が向上する。

【００３４】前記カッティング終了後、図１０に示すよ
うに、被検体側側面に導体、例えば銅板から成る共通電
極板４５を導電性接着剤を用いて接着する。このとき、
前面共通電極３５に共通電極板接合面３０ａが設けられ
ているので共通電極板４５と、前記振動子アレイの前面
共通電極３５とは導通となる。これにより共通電極接合
面３０ａを小面積で被検体側側面に構成することができ
るので、従来の超音波トランスジューサに比べて圧電セ
ラミックス３０の有効振動面積を広くすることができ
る。

【００３５】そして、フレキシブルプリント板１０に設
けられた駆動電極引き出しリード用のパッド（図示せ
ず）に駆動電極引き出しリード（図示せず）を電気的に
接続する。

【００３６】こうして、第１実施例の超音波トランスジ
ューサ１が製作される。

【００３７】このように第１実施例の超音波トランスジ
ューサ１は、フレキシブルプリント板１０の所定位置に
はんだバンプ１３を形成し、フレキシブルプリント板１
０の表面と、圧電セラミックス３０とを、はんだバンプ
１３が圧電セラミックス３０に電気的に接触する状態で
電気絶縁性接着剤により接着しているので、圧電振動子
の有効振動面積を少なくすることなくフレキシブルプリ
ント板１０と圧電セラミックス３０とを接着することが
できる。さらに、振動子形状に依存せず、フレキシブル
プリント板１０と圧電セラミックス３０とを一定の接着
工程で接着することができる。

【００３８】なお、第１実施例の超音波トランスジュー
サ１では、円形の振動子アレイを持つ場合を例に説明し
たが、これに限らず、５角形、６角形等の多角形、円弧
を含む半円、楕円等でも適用できる。

【００３９】図１９は、本発明に係る超音波トランスジ
ューサの第２実施例を示している。

【００４０】図１９は、振動子を概円筒上に配列した場
合の超音波トランスジューサの外観図である。

【００４１】第２実施例の超音波トランスジューサ１-2
は、第１実施例の超音波トランスジューサ１のフレキシ
ブルプリント板１０、圧電セラミックス３０と同構造の
フレキシブルプリント板１０、圧電セラミックス３０を
図１９に示すように概円筒上に屈曲することにより、コ
ンベックス断層面やラジアル断層面を得るものである。

【００４２】次に第２実施例の超音波トランスジューサ
１-2の製造方法を図１１〜図１９を用いて説明する。

【００４３】予め第１図に示す如く背面駆動電極３３と
前面共通電極３５を形成した圧電セラミックス３０と図
４に示す如く配線パターン（導体）１１を形成したフレ
キシブルプリント板１０とをエポキシ接着剤３１によっ
て所望の位置に図１１に示すように電気的および機械的
に接着する。

【００４４】そして、図１２に示すようにフレキシブル
プリント板１０の裏面（圧電セラミックス３０が接着し
ている部分のみ）に、所定の厚さで屈曲性を有する第１
実施例の超音波トランスジューサ１のバッキング材４１
と同様の材料を用いた屈曲材４１ａを接着する。そし
て、屈曲材４１ａの裏面に機械応力および熱応力が所定
値以下の部材、例えば金属、セラミックス、ガラス等を
用いた基盤材４１ｂを着脱可能な熱溶解ワックス、粘着
剤等を用いて仮接着する。この屈曲材４１ａと基盤材４
１ｂでバッキング材４１を構成する。また、屈曲材４１
ａと基盤材４１ｂとを熱溶解ワックス、粘着剤等を用い
て仮接着してバッキング材４１を構成した後にそのバッ
キング材４１をフレキシブルプリント板１０の裏面に接
着するようにしても良い。

【００４５】そして、第１実施例の超音波トランスジュ
ーサ１と同様にして図１３、図１４に示すように前面共
通電極３３上に音響整合層３７を設けた後、カッティン
グすることにより振動子アレイを形成する。このとき、
第１実施例の超音波トランスジューサ１同様、フレキシ
ブルプリント板１０内までで分割溝４３を止めるように
しても良い。

【００４６】前記カッティング終了後、図１５に示すよ
うに、基盤材４１ｂを屈曲材４１ａから分離する。そし
て図１５に示す工程まで終了したものを図１６に示すよ
うに概円筒状に屈曲させる。

【００４７】従来の超音波トランスジューサでは、概円
筒状に屈曲させるとはんだ付け部分で屈曲による応力が
集中するため、接触不良や、前記はんだ付け近傍で圧電
セラミックスの破損が生じるが、第１実施例の超音波ト
ランスジューサ１では、フレキシブルプリント板１０と
圧電セラミックス３０の電気的接続部分ははんだバンプ
１３程の微小領域にすることが可能と成るのみならず、
電気的接続不良、圧電セラミックス３０の破損を防止す
ることが可能となり、製造歩留まりの向上、信頼性の向
上を可能ならしめる。

【００４８】その後、図１７に示すように、被検体側側
面に導体、例えば銅板から成る概円状の共通電極板４５
を導電性接着剤を用いて接着する。このとき、前面共通
電極３５に共通電極板接合面３０ａが設けられているの
で共通電極板４５と、分割された前記振動子アレイの前
面共通電極３５とは導通となる。また、共通電極板４５
の中心部分の振動子アレイ側には図１７に示すように、
共通電極引き出しリード４７が電気的に接続され、屈曲
材４１ａの中心部分の空間を通って被検体側と対向する
側（図１７の例では右側）に引き出される。その後、前
記中心部分の空間に樹脂を充填する。前記樹脂は、屈曲
材４１ａと同様の音響特性を有する樹脂を用いる。この
ため、屈曲材４１ａと前記樹脂との界面での音響的反射
を軽減することができる。また、前記樹脂に機械的強度
の大きいものを用いれば超音波トランスジューサ１-2の
機械的強度を増すことも可能となる。

【００４９】また、図１８に示すように、円筒状の屈曲
用治具４９に前記振動子アレイを挿入することにより屈
曲するようにしても良い。そして、屈曲用治具４９は共
通電極板４５接着後または前記屈曲材４１ａの中心部分
の空間に樹脂を充填後に取り外す。この場合、容易に屈
曲が行えるようになる。なお、屈曲用治具４９として超
音波伝達に影響を与えない部材を用いた場合は取り外さ
なくても良い。そして、音響整合層３７の表面に屈曲用
治具４９を接着する。この場合、屈曲および屈曲状態の
保持が用意に行えるようになる。

【００５０】そして、図１９に示すようにフレキシブル
プリント板１０に設けられた駆動電極引き出しリード用
のパッド（図示せず）に駆動電極引き出しリード５１を
電気的に接続する。

【００５１】こうして、コンベックス断層面やラジアル
断層面を得る概円筒状の第２実施例の超音波トランスジ
ューサ１-2が製作される。

【００５２】このように、第２実施例の超音波トランス
ジューサ１-2は、フレキシブルプリント板１０の表面
と、圧電セラミックス３０とを、はんだバンプ１３が圧
電セラミックス３０に電気的に接触する状態で電気絶縁
性接着剤により接着しているので、屈曲時に生じる電気
的接続不良、圧電セラミックス３０の破損を防止するこ
とが可能となる。

【００５３】次に本発明に係る超音波トランスジューサ
の第３実施例を説明する。

【００５４】第３実施例のトランスジューサ１-3は、バ
ッキング材４１として機械応力および熱応力が所定値以
下の部材、例えば金属、セラミックス、ガラス等を用い
た基盤材４１ｂを用い、フレキシブルプリント板１０の
裏面（圧電セラミックス３０が接着している部分のみ）
に着脱可能に仮接着したもので、他は図１９に示した第
２実施例の超音波トランスジューサ１-2と同一構成であ
る。

【００５５】次に第３実施例の超音波トランスジューサ
１-3の製造方法を図２０〜図２８を用いて説明する。

【００５６】予め第１図に示す如く背面駆動電極３３と
前面共通電極３５を形成した圧電セラミックス３０と図
４に示す如く配線パターン（導体）１１を形成したフレ
キシブルプリント板１０とをエポキシ接着剤３１によっ
て所望の位置に図２０に示すように電気的および機械的
に接着する。

【００５７】そして、図２１に示すようにフレキシブル
プリント板１０の裏面（圧電セラミックス３０が接着し
ている部分のみ）に、機械応力および熱応力が所定値以
下の部材、例えば金属、セラミックス、ガラス等を用い
た基盤材４１ｂを着脱可能な熱溶解ワックス、粘着剤等
を用いて仮接着する。

【００５８】そして、第１実施例の超音波トランスジュ
ーサ１と同様にして図２２、図２３に示すように前面共
通電極３３上に音響整合層３７を設けた後、カッティン
グすることにより振動子アレイを形成する。このとき、
フレキシブルプリント板１０内までで分割溝４３を止め
るようにする。

【００５９】前記カッティング終了後、図２４に示すよ
うに、基盤材４１ｂをフレキシブルプリント板１０から
分離する。そして図２４に示す工程まで終了したものを
図２５に示すように概円筒状に屈曲させる。

【００６０】その後、第２実施例の超音波トランスジュ
ーサ１-2同様、図２６に示すように被検体側側面に概円
状の共通電極板４５を導電性接着剤を用いて接着する。

【００６１】また、共通電極板４５の中心部分の振動子
アレイ側には第２実施例の超音波トランスジューサ１-2
同様、図２６に示すように共通電極引き出しリード４７
が電気的に接続され、フレキシブルプリント板１０の中
心部分の空間を通って被検体側と対向する側（図２６の
例では右側）に引き出される。その後、前記中心部分の
空間に樹脂を充填する。前記樹脂は、フレキシブルプリ
ント板１０と同様の音響特性を有する樹脂を用いる。こ
のため、フレキシブルプリント板１０と前記樹脂との界
面での音響的反射を軽減することができる。また、前記
樹脂に機械的強度の大きいものを用いれば超音波トラン
スジューサ１-3の機械的強度を増すことも可能となる。

【００６２】また、第２実施例の超音波トランスジュー
サ１-2同様、図２７に示すように、円筒状の屈曲用治具
４９に前記振動子アレイを挿入することにより屈曲する
ようにしても良い。

【００６３】そして、第２実施例の超音波トランスジュ
ーサ１-2同様、図２８に示すようにフレキシブルプリン
ト板１０に設けられた駆動電極引き出しリード用のパッ
ド（図示せず）に駆動電極引き出しリード５１を電気的
に接続する。

【００６４】こうして、コンベックス断層面やラジアル
断層面を得る概円筒状の第３実施例の超音波トランスジ
ューサ１-3が製作される。

【００６５】このように、第３実施例の超音波トランス
ジューサ１-3は、バッキング材４１として機械応力およ
び熱応力が所定値以下の部材、例えば金属、セラミック
ス、ガラス等を用いた基盤材４１ｂを用い、フレキシブ
ルプリント板１０の裏面に着脱可能に仮接着しているの
で、第２実施例の超音波トランスジューサ１-2と同様の
効果のみならず、第２実施例の超音波トランスジューサ
１-2で使用した屈曲材４１ａを用いずに屈曲するので、
屈曲径を小さくすることができ、より小径の超音波トラ
ンスジューサを実現することが可能となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電板の圧電振動子に対応させて表面上に導電性バンプが
形成されたプリント板の表面と、前記圧電板とを、前記
導電性バンプが前記圧電振動子に電気的に接触する状態
で電気絶縁性接着剤により接着させているので、圧電振
動子の有効振動面積を少なくすることなく圧電振動子と
フレキシブルプリント板とを接続することができ、か
つ、その接続外れを防止することが可能となる。

【００６７】また、前記各圧電振動子の共通電極を前記
圧電板の側面まで延出して共通電極接合部を形成し、前
記圧電板の側面に導電性接着剤を用いて導電板を接着す
ることにより前記各振動子の共通電極を導通させるよう
にしているので、共通電極接合部を被検体側側面に小面
積で構成することができる。このため、圧電振動子の有
効振動面積を広くすることができる。

【００６８】さらに、圧電振動子を分割する際、前記プ
リント板内までで分割を止めているので分割時の加工性
が向上する。

【００６９】さらに、圧電板の圧電振動子に対応させて
表面上に導電性バンプが形成されたプリント板の表面
と、前記圧電板とを、前記導電性バンプが前記圧電振動
子に電気的に接触する状態で電気絶縁性接着剤により接
着させ、前記プリント板の圧電板に対応する部分の裏面
に屈曲性を有する部材を接着し、前記圧電板を各振動子
に分割する際、前記屈曲性を有する部材内またはプリン
ト板内まで分割した後、前記圧電板、プリント板および
屈曲性を有する部材を円筒状に屈曲しているので、プリ
ント板と圧電振動子の電気的接続不良、圧電振動子の破
損を防止することが可能となる。

【００７０】さらに、前記圧電板を分割後、圧電板を円
筒状の屈曲用治具内に挿入することにより圧電振動子を
概円筒状に配列しているので、容易に屈曲が行えるよう
になる。

【００７１】さらに、前記円筒状に圧電振動子を屈曲し
た場合、屈曲中心部の空間に樹脂を充填しているので、
音響的反射を軽減することができる。また、前記樹脂に
機械的強度の大きいものを用いれば超音波トランスジュ
ーサの機械的強度を増すことも可能となる。

【００７２】さらに、前記プリント板裏面に基盤材を配
置し、前記圧電板を分割後、前記基盤材をプリント板か
ら取り外しているので、前記圧電板、プリント板を円筒
状に屈曲させた場合、屈曲径を小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波トランスジューサの第１実
施例を示す振動子分割方向の断面図である。

【図２】本発明に係る超音波トランスジューサの第１実
施例を示すアレイ配列方向の断面図である。

【図３】フレキシブルプリント板の構造を示す断面図で
ある。

【図４】フレキシブルプリント板の配線パターン（導
体）を示す説明図である。

【図５】フレキシブルプリント板と圧電セラミックスを
接着したときの外観図である（第１実施例の超音波トラ
ンスジューサ）。

【図６】フレキシブルプリント板の裏面にバッキング材
を接着したときの外観図である（第１実施例の超音波ト
ランスジューサ）。

【図７】前面共通電極上に、音響整合層を設けたときの
外観図である（第１実施例の超音波トランスジュー
サ）。

【図８】振動子毎にバッキング材までカッティングした
ときの外観図である（第１実施例の超音波トランスジュ
ーサ）。

【図９】振動子毎にフレキシブルプリント板までカッテ
ィングしたときの外観図である（第１実施例の超音波ト
ランスジューサ）。

【図１０】被検体側側面に共通電極板を接着したときの
外観図である（第１実施例の超音波トランスジュー
サ）。

【図１１】フレキシブルプリント板と圧電セラミックス
を接着したときの外観図である（第２実施例の超音波ト
ランスジューサ）。

【図１２】フレキシブルプリント板の裏面にバッキング
材（屈曲材、基盤材）を接着したときの外観図である
（第２実施例の超音波トランスジューサ）。

【図１３】前面共通電極上に、音響整合層を設けたとき
の外観図である（第２実施例の超音波トランスジュー
サ）。

【図１４】圧電振動子毎にフレキシブルプリント板まで
カッティングしたときの外観図である（第２実施例の超
音波トランスジューサ）。

【図１５】基盤材を取り外したときの外観図である（第
２実施例の超音波トランスジューサ）。

【図１６】フレキシブルプリント板、圧電セラミックス
等を概円筒状に屈曲したときの外観図である（第２実施
例の超音波トランスジューサ）。

【図１７】被検体側側面に共通電極板を接着するときの
外観図である（第２実施例の超音波トランスジュー
サ）。

【図１８】円筒状の屈曲用治具に各振動子アレイを挿入
したときの外観図である（第２実施例の超音波トランス
ジューサ）。

【図１９】第２実施例の超音波トランスジューサの外観
図である。

【図２０】フレキシブルプリント板と圧電セラミックス
を接着したときの外観図である（第３実施例の超音波ト
ランスジューサ）。

【図２１】フレキシブルプリント板の裏面に基盤材を接
着したときの外観図である（第３実施例の超音波トラン
スジューサ）。

【図２２】前面共通電極上に、音響整合層を設けたとき
の外観図である（第３実施例の超音波トランスジュー
サ）。

【図２３】圧電振動子毎にフレキシブルプリント板まで
カッティングしたときの外観図である（第３実施例の超
音波トランスジューサ）。

【図２４】基盤材を取り外したときの外観図である（第
３実施例の超音波トランスジューサ）。

【図２５】フレキシブルプリント板、圧電セラミックス
等を概円筒状に屈曲したときの外観図である（第３実施
例の超音波トランスジューサ）。

【図２６】被検体側側面に共通電極板を接着するときの
外観図である（第２実施例の超音波トランスジュー
サ）。

【図２７】円筒状の屈曲用治具に各振動子アレイを挿入
したときの外観図である（第３実施例の超音波トランス
ジューサ）。

【図２８】第３実施例の超音波トランスジューサの外観
図である。

【図２９】超音波診断装置の概観図である。

【図３０】従来の超音波トランスジューサを示す断面図
である。

【符号の説明】

１超音波トランスジューサ１０フレキシブルプリント板１１導体、配線パターン１３はんだバンプ３０圧電セラミックス３０ａ共通電極板接合面３１エポキシ接着剤３３背面駆動電極３５前面共通電極３７音響整合層４１バッキング材４１ａ屈曲材４１ｂ基盤材４３分割溝４５共通電極板４７共通電極引き出しリード４９屈曲用治具５１駆動電極引き出しリード

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の圧電振動子から構成される圧電板
であって、前記各圧電振動子に対応させて表面上に導電
性バンプが形成されたプリント板の表面と、前記圧電板
とを、前記導電性バンプが前記圧電振動子に電気的に接
触する状態で電気絶縁性接着剤により接着した後、圧電
振動子毎に分割して形成された圧電板と、前記プリント板の前記圧電板に対応する部分の裏面に接
着される屈曲性を有する部材とを有し、前記圧電板を各振動子に分割する際、前記屈曲性を有す
る部材内まで分割した後、前記圧電板、前記プリント板
および屈曲性を有する部材を屈曲して成ることを特徴と
する超音波トランスジューサ。
【請求項２】複数の圧電振動子から構成される圧電板
であって、前記各圧電振動子に対応させて表面上に導電
性バンプが形成されたプリント板の表面と、前記圧電板
とを、前記導電性バンプが前記圧電振動子に電気的に接
触する状態で電気絶縁性接着剤により接着した後、圧電
振動子毎に分割して形成された圧電板と、前記プリント板の前記圧電板に対応する部分の裏面に接
着される屈曲性を有する部材とを有し、前記圧電板を各振動子に分割する際、前記プリント板内
まで分割した後、前記圧電板、前記プリント板および屈
曲性を有する部材を屈曲して成ることを特徴とする超音
波トランスジューサ。
【請求項３】複数の圧電振動子から構成される圧電板
であって、前記各圧電振動子に対応させて表面上に導電
性バンプが形成されたプリント板の表面と、前記圧電板
とを、前記導電性バンプが前記圧電振動子に電気的に接
触する状態で電気絶縁性接着剤により接着した後、圧電
振動子毎に分割して形成された圧電板を有し、前記プリント板裏面に基盤材を配置し、前記圧電板を分
割する際、前記プリント板内まで分割した後、前記基盤
材をプリント板から取り外し、さらに前記圧電板、プリ
ント板を屈曲して成ることを特徴とする超音波トランス
ジューサ。
【請求項４】前記圧電板を分割後、圧電板を円筒状の
屈曲用治具内に挿入することにより圧電振動子を概円筒
状に配列することを特徴とする請求項１〜３いずれか１
項記載の超音波トランスジューサ。
【請求項５】前記円筒状に圧電振動子を屈曲した場
合、屈曲中心部の空間に樹脂を充填したことを特徴とす
る請求項１〜３いずれか１項記載の超音波トランスジュ
ーサ。
【請求項６】複数の圧電振動子から構成され、円弧を
含む形状である圧電板であって、前記各圧電振動子に対
応させて表面上に導電性バンプが形成されたプリント板
の表面と、前記圧電板とを、前記導電性バンプが前記圧
電振動子に電気的に接触する状態で電気絶縁性接着剤に
より接着した後、圧電振動子毎に分割して形成された圧
電板とを有することを特徴とする超音波トランスジュー
サ。
【請求項７】概円筒上に配列された複数の圧電振動子
から構成される圧電板であって、前記各圧電振動子に対
応させて表面上に導電性バンプが形成されたプリント板
の表面と、前記圧電板とを、前記導電性バンプが前記圧
電振動子に電気的に接触する状態で電気絶縁性接着剤に
より接着した後、圧電振動子毎に分割して形成された圧
電板とを有することを特徴とする超音波トランスジュー
サ。
【請求項８】前記圧電板を各振動子に分割する際、前
記プリント板内まで分割したことを特徴とする請求項６
〜７いずれか１項記載の超音波トランスジューサ。
【請求項９】前記各圧電振動子の共通電極を前記圧電
板の側面まで延出して共通電極接合部を形成し、前記圧
電板の側面に導電性接着剤を用いて導電板を接着するこ
とにより前記各振動子の共通電極を導通することを特徴
とする請求項１〜８いずれか１項記載の超音波トランス
ジューサ。
【請求項１０】前記プリント板は、導体である配線パ
ターンとその配線パターンをカバーする屈曲可能な樹脂
から成るフレキシブルプリント板であることを特徴とす
る請求項１〜８いずれか１項記載の超音波トランスジュ
ーサ。