JP3883823B2 - マトリクス型の超音波探触子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の圧電素子２を二次元方向に並べたマトリクス型の超音波探触子（マトリクス探触子とする）及びその製造方法を産業上の技術分野とし、特に複数の圧電素子を微小化したマトリクス探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）超音波探触子は医用等における超音波診断装置に超音波の送受波部として用いられる。近年では、被検出体（生体）に対して二次元方向に圧電素子を並べてリアルタイムな立体像（生体情報）を得るようにしたマトリクス探触子が注目を浴びている（参照：特開平2000−41299号公報）。
【０００３】
（従来技術の一例）第６図は従来例を説明するマトリクス探触子の図である。
マトリクス探触子は、概ね、バッキング材１上に複数の圧電素子２を二次元方向に並べてなる。バッキング材１の表面には第１台座３例えば樹脂板３が固着される。そして、バッキング材１中には二次元方向に平板状とした複数の信号線４が埋設され、一端側を第１樹脂板３の表面に露出して他端側を背面側から導出する。複数の圧電素子２は両主面に電極５（ａｂ）を有し、第１樹脂板３の表面に導電性接着剤（未図示）によって固着される。そして、第１樹脂板３の表面に露出した信号線４と下面電極５ｂが電気的に接続する。
【０００４】
このようなものでは、先ず、第７図に示したように各信号線４が共通線６に連結した簾状の金属薄板７をバッキング材１中に平行に埋設する。但し、第１樹脂板３の表面に金属薄板７の共通線６を露出する。そして、第１樹脂板３の表面に導電性接着剤によって、両主面に電極５（ａｂ）を有する圧電板２Ａを固着する。次に、圧電板２Ａ上からバッキング材１に到達する切れ目８を設けて、圧電板２Ａ、第１樹脂板３及び共通線６を切断する。そして、二次元方向に配列されて下面電極５ｂから各信号線４が導出された複数の圧電素子２を得る。なお、各切れ目８には図示しない充填材が埋設される。そして、上面電極５ａは蒸着等による金属膜（未図示）によって共通接続され、アース電位に接地される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成のマトリクス探触子では、分解能を向上させるべく、圧電素子２の大きさを小さくする傾向にある。例えば0.2×0.2ｍｍ程度にすることが試みられている。そして、振動周波数を例えば約2.5ＭHzとするとその厚み（高さ）は0.6ｍｍとなり、圧電素子２は幅よりも高さが格段に大きくなる。このことから、圧電板２Ａを各圧電素子２に切断分割する際、導電性接着剤による固着強度が小さく圧電素子２が倒壊する問題があった。
【０００６】
（発明の目的）本発明は圧電素子の倒壊を防止したマトリクス探触子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電素子２の下面電極５ｂに貫通孔１１を有する第２台座９を設けたことを基本的な解決手段とする。
【０００８】
【作用】
本発明では、圧電素子２の下面電極５（ａｂ）に第２台座９を設けたので、導電性接着剤１０との馴染みを良好にして固着強度を高められる。以下、本発明の一実施例を製造方法を踏まえて説明する。
【０００９】
【実施例】
第１図は、本発明の一実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。超音波探触子は、前述したように、先ず、バッキング材１の表面に設けられて簾状とする金属薄板７の連結部が露出した第１樹脂板３に導電性接着剤１０によって圧電板２Ａを固着する（第２図）。そして、この実施例では、第３図に示したように、第１樹脂板３と対向する圧電板２Ａの一主面側となる下面電極５ｂには予め樹脂板からなる第２台座９が接着剤によって固着される。第２樹脂板９には二次元上に並び、各圧電素子２の下面電極５ｂの中央に対応した貫通孔１１を有する。貫通孔１１は第２樹脂板９を圧電板２Ａに固着した後、切削等によって形成される。
【００１０】
次に、前述のように、圧電板２Ａ上からバッキング材１に到達する切れ目８を設けて、圧電板２Ａ、第１及び第２樹脂板３、９及び共通線６を切断する。そして、二次元方向に配列されて下面電極５ｂから各信号線４が導出された複数の圧電素子２を得る。なお、圧電素子２は前述のように、0.2×0.2ｍｍ程度としてその厚み（高さ）を0.6ｍｍとする。
【００１１】
このような構成であれば、圧電板２Ａの下面電極５ｂに設けた第２樹脂板９と導電性接着剤１０の馴染みがよく、固着強度を高められる。そして、貫通孔１１によって下面電極５ｂとの電気的接続を確実にするとともに、導電性接着剤１０との接合面積を大きくするのでさらに固着強度を大きくできる。これらのことから、圧電素子２の幅に対する高さが大きくなっても、切断時における倒壊を防止する。
【００１２】
【他の事項】
上記実施例では、第２樹脂板９には基本的に電気的導通を計る貫通孔１１を設けたが、例えば第４図に示したようにしてもよい。すなわち、第１樹脂板３に中央部に凹部を設け、これに対向して第２樹脂板９の貫通孔１１の周囲に凸部を設けて嵌め合わせる形状として、導電性接着剤の接合面積を増加させて固着強度をさらに高めてもよい。勿論、凹凸は自在に形成できる。また、第５図に示したように、第２樹脂板９に貫通孔１１を設ける際、下面電極５ｂに達する切れ目を設けて、導電性接着剤１０との接合面積を大きくし接続強度を高めてもよい。この場合、下面電極５ｂの厚みを予め大きくすることもできる。
【００１３】
また、第２樹脂板９にはそれぞれ独立した信号線４の貫通孔１１を設けたが、例えば第２樹脂板９を横断して貫通孔１１として機能する溝であってもよい。そして、信号線４は第１樹脂板３の表面に露出するとしたが、導電性接着剤１０との電気的接続を確実にするため突出させてもよい。また、各台座３、９は樹脂板としたが、これに限らず絶縁板及び導電板でもよく、要は導電性接着剤１０との馴染みがよいものであればよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、圧電素子の下面電極に貫通孔を有する第２台座を設けたので、圧電素子の倒壊を防止したマトリクス探触子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するマトリクス探触子の製造工程図である。
【図３】本発明の一実施例を説明する圧電板に固着した樹脂板の図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。
【図６】従来例を説明するマトリクス探触子の図である。
【図７】従来例を説明するマトリクス探触子の製造工程図である。
【符号の説明】
１ バッキング材、２ 圧電素子、３ 第１樹脂板（台座）、４ 信号線、５電極、６ 共通線、７ 金属薄板、８ 切れ目、９ 第２樹脂板（台座）、１０ 導電性接着剤、１１ 貫通孔．
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の圧電素子２を二次元方向に並べたマトリクス型の超音波探触子（マトリクス探触子とする）及びその製造方法を産業上の技術分野とし、特に複数の圧電素子を微小化したマトリクス探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）超音波探触子は医用等における超音波診断装置に超音波の送受波部として用いられる。近年では、被検出体（生体）に対して二次元方向に圧電素子を並べてリアルタイムな立体像（生体情報）を得るようにしたマトリクス探触子が注目を浴びている（参照：特開平2000−41299号公報）。
【０００３】
（従来技術の一例）第６図は従来例を説明するマトリクス探触子の図である。
マトリクス探触子は、概ね、バッキング材１上に複数の圧電素子２を二次元方向に並べてなる。バッキング材１の表面には第１台座３例えば樹脂板３が固着される。そして、バッキング材１中には二次元方向に平板状とした複数の信号線４が埋設され、一端側を第１樹脂板３の表面に露出して他端側を背面側から導出する。複数の圧電素子２は両主面に電極５（ａｂ）を有し、第１樹脂板３の表面に導電性接着剤（未図示）によって固着される。そして、第１樹脂板３の表面に露出した信号線４と下面電極５ｂが電気的に接続する。
【０００４】
このようなものでは、先ず、第７図に示したように各信号線４が共通線６に連結した簾状の金属薄板７をバッキング材１中に平行に埋設する。但し、第１樹脂板３の表面に金属薄板７の共通線６を露出する。そして、第１樹脂板３の表面に導電性接着剤によって、両主面に電極５（ａｂ）を有する圧電板２Ａを固着する。次に、圧電板２Ａ上からバッキング材１に到達する切れ目８を設けて、圧電板２Ａ、第１樹脂板３及び共通線６を切断する。そして、二次元方向に配列されて下面電極５ｂから各信号線４が導出された複数の圧電素子２を得る。なお、各切れ目８には図示しない充填材が埋設される。そして、上面電極５ａは蒸着等による金属膜（未図示）によって共通接続され、アース電位に接地される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成のマトリクス探触子では、分解能を向上させるべく、圧電素子２の大きさを小さくする傾向にある。例えば0.2×0.2ｍｍ程度にすることが試みられている。そして、振動周波数を例えば約2.5ＭHzとするとその厚み（高さ）は0.6ｍｍとなり、圧電素子２は幅よりも高さが格段に大きくなる。このことから、圧電板２Ａを各圧電素子２に切断分割する際、導電性接着剤による固着強度が小さく圧電素子２が倒壊する問題があった。
【０００６】
（発明の目的）本発明は圧電素子の倒壊を防止したマトリクス探触子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電素子２の下面電極５ｂに貫通孔１１を有する第２台座９を設けたことを基本的な解決手段とする。
【０００８】
【作用】
本発明では、圧電素子２の下面電極５（ａｂ）に第２台座９を設けたので、導電性接着剤１０との馴染みを良好にして固着強度を高められる。以下、本発明の一実施例を製造方法を踏まえて説明する。
【０００９】
【実施例】
第１図は、本発明の一実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。超音波探触子は、前述したように、先ず、バッキング材１の表面に設けられて簾状とする金属薄板７の連結部が露出した第１樹脂板３に導電性接着剤１０によって圧電板２Ａを固着する（第２図）。そして、この実施例では、第３図に示したように、第１樹脂板３と対向する圧電板２Ａの一主面側となる下面電極５ｂには予め樹脂板からなる第２台座９が接着剤によって固着される。第２樹脂板９には二次元上に並び、各圧電素子２の下面電極５ｂの中央に対応した貫通孔１１を有する。貫通孔１１は第２樹脂板９を圧電板２Ａに固着した後、切削等によって形成される。
【００１０】
次に、前述のように、圧電板２Ａ上からバッキング材１に到達する切れ目８を設けて、圧電板２Ａ、第１及び第２樹脂板３、９及び共通線６を切断する。そして、二次元方向に配列されて下面電極５ｂから各信号線４が導出された複数の圧電素子２を得る。なお、圧電素子２は前述のように、0.2×0.2ｍｍ程度としてその厚み（高さ）を0.6ｍｍとする。
【００１１】
このような構成であれば、圧電板２Ａの下面電極５ｂに設けた第２樹脂板９と導電性接着剤１０の馴染みがよく、固着強度を高められる。そして、貫通孔１１によって下面電極５ｂとの電気的接続を確実にするとともに、導電性接着剤１０との接合面積を大きくするのでさらに固着強度を大きくできる。これらのことから、圧電素子２の幅に対する高さが大きくなっても、切断時における倒壊を防止する。
【００１２】
【他の事項】
上記実施例では、第２樹脂板９には基本的に電気的導通を計る貫通孔１１を設けたが、例えば第４図に示したようにしてもよい。すなわち、第１樹脂板３に中央部に凹部を設け、これに対向して第２樹脂板９の貫通孔１１の周囲に凸部を設けて嵌め合わせる形状として、導電性接着剤の接合面積を増加させて固着強度をさらに高めてもよい。勿論、凹凸は自在に形成できる。また、第５図に示したように、第２樹脂板９に貫通孔１１を設ける際、下面電極５ｂに達する切れ目を設けて、導電性接着剤１０との接合面積を大きくし接続強度を高めてもよい。この場合、下面電極５ｂの厚みを予め大きくすることもできる。
【００１３】
また、第２樹脂板９にはそれぞれ独立した信号線４の貫通孔１１を設けたが、例えば第２樹脂板９を横断して貫通孔１１として機能する溝であってもよい。そして、信号線４は第１樹脂板３の表面に露出するとしたが、導電性接着剤１０との電気的接続を確実にするため突出させてもよい。また、各台座３、９は樹脂板としたが、これに限らず絶縁板及び導電板でもよく、要は導電性接着剤１０との馴染みがよいものであればよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、圧電素子の下面電極に貫通孔を有する第２台座を設けたので、圧電素子の倒壊を防止したマトリクス探触子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するマトリクス探触子の製造工程図である。
【図３】本発明の一実施例を説明する圧電板に固着した樹脂板の図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を説明するマトリクス探触子の一部断面図である。
【図６】従来例を説明するマトリクス探触子の図である。
【図７】従来例を説明するマトリクス探触子の製造工程図である。
【符号の説明】
１ バッキング材、２ 圧電素子、３ 第１樹脂板（台座）、４ 信号線、５電極、６ 共通線、７ 金属薄板、８ 切れ目、９ 第２樹脂板（台座）、１０ 導電性接着剤、１１ 貫通孔．
Claims (2)
- 表面に第１台座を有するバッキング材と、前記バッキング材に二次元方向に埋設されて一端側を前記第１台座上に露出した複数の信号線と、前記第１台座上に導電性接着剤によって固着されて前記信号線と電気的に接続した二次元方向に並べられた複数の圧電素子とからなるマトリクス型の超音波探触子において、前記第１台座と対向する前記圧電素子の一主面には貫通孔を有する第２台座を設けたことを特徴とする超音波探触子。
- 表面に第１台座を有するとともに二次元方向に埋設されて一端側を前記第１台座上に露出した複数の信号線を有するバッキング材上に導電性接着剤によって圧電板を固着する工程と、前記圧電板上から前記信号線間を切断して二次元方向に並べられた複数の圧電素子に分割する工程とからなるマトリクス型とした超音波探触子の製造方法において、前記第１台座と対向する前記圧電素子の一主面には貫通孔を有する第２台座を設けた後、前記圧電素子を前記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。
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| JP2001185357A Expired - Fee Related JP3883823B2 (ja) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | マトリクス型の超音波探触子及びその製造方法 |
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