JP4520317B2 - Ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic device and ultrasonic flaw detector - Google Patents
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Description
本発明は、診断、治療などの医療分野や、非破壊検査などの産業用分野で利用される超音波探触子と、超音波探触子を用いた超音波診断装置及び超音波探傷装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe used in medical fields such as diagnosis and treatment, and industrial fields such as non-destructive inspection, and an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic flaw detection apparatus using the ultrasonic probe. .
近年、圧電振動子を2次元配列した超音波探触子を用いて、走査方向に加えてスライス方向にもダイナミックフォーカスなどの手法を用いて超音波画像の画質を向上させたり、あるいは電子的な制御によって超音波ビームを3次元に走査し3次元超音波画像を作成する装置が開発されてきている。 In recent years, an ultrasonic probe having a two-dimensional array of piezoelectric transducers is used to improve the image quality of an ultrasonic image using a technique such as dynamic focusing in the slice direction in addition to the scanning direction, or electronically. An apparatus that scans an ultrasonic beam three-dimensionally under control to create a three-dimensional ultrasonic image has been developed.
従来の圧電振動子を2次元配列した超音波探触子の構成として、製造過程において2次元に配列された微小な圧電振動子の倒壊を防ぐためにどのように強度を確保するかが提案されている。圧電振動子を2次元配列した超音波探触子の製造にあたっては、2次元配列を形成する際に例えばダイシングソーなどの分割装置を用いて機械加工により素子を分割する方法を採用することが一般的であり、その加工負荷に耐える必要がある。 As a configuration of an ultrasonic probe in which conventional piezoelectric vibrators are arranged two-dimensionally, it has been proposed how to ensure strength in order to prevent the collapse of minute piezoelectric vibrators arranged two-dimensionally in the manufacturing process. Yes. In manufacturing an ultrasonic probe in which piezoelectric transducers are two-dimensionally arranged, it is common to employ a method of dividing elements by machining using a dividing device such as a dicing saw when forming a two-dimensional array. It is necessary to withstand the processing load.
図8に従来の超音波探触子の断面図を示す。図8に示す超音波探触子は、背面負荷材1の上に複数の圧電振動子2が配列された構成を有する。背面負荷材1の表面には硬質補助板3が固着されている。背面負荷材1の内部には複数の信号線4が埋設されており、その一端を硬質補助板3の表面に露出させ、圧電振動子2の電極5と硬質補助板3を導電性接着剤6によって固着することによって接着強度を高めると同時に、圧電振動子2の電極5と信号線4との電気的な接続を行うように構成されている(例えば下記の特許文献1参照)。 FIG. 8 shows a cross-sectional view of a conventional ultrasonic probe. The ultrasonic probe shown in FIG. 8 has a configuration in which a plurality of piezoelectric vibrators 2 are arranged on a back load material 1. A hard auxiliary plate 3 is fixed to the surface of the back load material 1. A plurality of signal lines 4 are embedded in the back load material 1, one end of which is exposed on the surface of the hard auxiliary plate 3, and the electrode 5 of the piezoelectric vibrator 2 and the hard auxiliary plate 3 are connected to the conductive adhesive 6. The adhesive strength is increased by fixing the electrode 5 at the same time, and at the same time, the electrode 5 of the piezoelectric vibrator 2 and the signal line 4 are electrically connected (see, for example, Patent Document 1 below).
また、図9に示す従来の超音波探触子は、圧電振動子2の電極5側にも圧電振動子2の中央部分に貫通穴7を施した硬質補助板3を形成し、硬質補助板3同士を導電性接着剤6によって固着してさらに接着強度を高めるよう構成されている(例えば下記の特許文献2参照)。
しかしながら、上述した従来の超音波探触子では、図8に示した構成の場合に、圧電振動子2と背面負荷材1との間に硬質補助板3が介在してしまう。背面負荷材1は、そのダンピング効果による分解能の向上や背面負荷材1側へ放射させる超音波の吸収といった役目を本来果たすものであるが、硬質補助板3の介在によってその効果が十分発揮されなくなるため、特性の劣化を引き起こしてしまう。また、硬質補助板3と圧電振動子2あるいは背面負荷材1との音響インピーダンスの整合がとれない場合には、この界面部分での超音波の多重反射が発生してしまうため、例えば超音波診断装置などに用いた場合には診断画像上に多重ノイズが出現してしまい、正確な超音波診断を妨げることも考えられる。 However, in the conventional ultrasonic probe described above, the hard auxiliary plate 3 is interposed between the piezoelectric vibrator 2 and the back load material 1 in the case of the configuration shown in FIG. The back load material 1 originally plays a role of improving the resolution by the damping effect and absorbing the ultrasonic wave radiated to the back load material 1 side, but the effect is not sufficiently exhibited by the intervention of the hard auxiliary plate 3. For this reason, the characteristics are deteriorated. In addition, when the acoustic impedance of the hard auxiliary plate 3 and the piezoelectric vibrator 2 or the back load material 1 cannot be matched, multiple reflections of ultrasonic waves at this interface portion occur. When used in an apparatus or the like, multiple noises appear on the diagnostic image, which may prevent accurate ultrasonic diagnosis.
さらに、図9に示した構成の場合、圧電振動子2と背面負荷材1との間に更にもう一枚硬質補助板3が介在してしまうため、さらに上記問題が深刻になる可能性が高い。また、硬質補助板3の増加により、全体の高さを高くしてしまうことは、圧電振動子2の分割加工時の加工負荷による倒れの危険性を高くするので、接着強度を上げた効果と相殺されてしまうことも考えられる。また、圧電振動子2と背面負荷材1の間に介在してしまうものとしては、両者を接着するための接着剤の層(以下、接着層とする)もあり、その接着層を可能な限り薄くする必要がある。さらに、圧電振動子2を2次元配列した超音波探触子の場合は、接着層の厚みのバラツキが各圧電振動子2の特性のバラツキに直接影響を及ぼすので、均一な接着層の厚みが求められる。 Further, in the case of the configuration shown in FIG. 9, another hard auxiliary plate 3 is interposed between the piezoelectric vibrator 2 and the back load material 1, so that the above problem is highly likely to become serious. . Further, increasing the overall height due to the increase in the number of the hard auxiliary plates 3 increases the risk of falling due to the processing load during the division processing of the piezoelectric vibrator 2, so that the effect of increasing the adhesive strength is achieved. It may be offset. Further, there is an adhesive layer (hereinafter referred to as an adhesive layer) for bonding the piezoelectric vibrator 2 and the back load material 1 as much as possible. It needs to be thin. Furthermore, in the case of an ultrasonic probe in which the piezoelectric vibrators 2 are arranged two-dimensionally, the variation in the thickness of the adhesive layer directly affects the variation in the characteristics of the piezoelectric vibrators 2. Desired.
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたもので、特性を劣化させずに接着強度の向上を実現し、かつ薄くて均一な接着層の厚みにより圧電振動子の特性のバラツキも抑えた超音波探触子と、超音波探触子を用いた超音波診断装置及び超音波探傷装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems. The present invention achieves an improvement in adhesive strength without deteriorating the characteristics, and the characteristics of the piezoelectric vibrator vary depending on the thickness of the thin and uniform adhesive layer. It is another object of the present invention to provide an ultrasonic probe, an ultrasonic diagnostic apparatus using the ultrasonic probe, and an ultrasonic flaw detector.
上記目的を達成するために本発明に係る超音波探触子は、圧電振動子を分割することで形成された、超音波を送受信するための複数の圧電振動子と、前記圧電振動子の背面側に設けた背面負荷材とを備えた超音波探触子において、前記背面負荷材の前記圧電振動子との接着面上の、前記圧電振動子を分割する位置に合わせて接着剤流入溝を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic probe according to the present invention includes a plurality of piezoelectric vibrators for transmitting / receiving ultrasonic waves formed by dividing a piezoelectric vibrator, and a back surface of the piezoelectric vibrator. In an ultrasonic probe comprising a back surface load material provided on the side , an adhesive inflow groove is formed on the adhesive surface of the back surface load material with the piezoelectric vibrator in accordance with the position where the piezoelectric vibrator is divided. It is formed.
この構成により、圧電振動子と背面負荷材との接着過程において、余分な接着剤が接着剤流入溝に流入することによって、薄くて均一な接着層を形成して強固な接着状態を実現することができ、超音波探触子を構成する圧電振動子の特性劣化並びに各圧電振動子ごとの特性のバラツキを抑えることができる。また、圧電振動子を分割することで複数の圧電振動子を形成する際に、分割位置を接着剤流入溝の位置に合わせて分割することで、正確な形状の圧電振動子配列を形成することができる。 With this configuration, in the process of bonding the piezoelectric vibrator and the back load material, excess adhesive flows into the adhesive inflow groove, thereby forming a thin and uniform adhesive layer to realize a strong adhesive state. It is possible to suppress the deterioration of the characteristics of the piezoelectric vibrators constituting the ultrasonic probe and the variation of the characteristics of each piezoelectric vibrator. In addition, when a plurality of piezoelectric vibrators are formed by dividing the piezoelectric vibrator, the division position is divided according to the position of the adhesive inflow groove to form a piezoelectric vibrator array having an accurate shape. Can do.
また、本発明に係る超音波探触子は、前記圧電振動子を分割することで形成される分割溝の幅が、前記接着剤流入溝の幅よりも狭いことを特徴とする。 Moreover, the ultrasonic probe according to the present invention is characterized in that the width of the divided groove formed by dividing the piezoelectric vibrator is narrower than the width of the adhesive inflow groove.
この構成により、圧電振動子と背面負荷材との接着強度をより高めることができる。 With this configuration, the adhesive strength between the piezoelectric vibrator and the back load material can be further increased.
また、本発明に係る超音波診断装置は、上述した本発明の超音波探触子と、前記超音波探触子と電気的に接続された超音波診断装置本体とを含むことを特徴とする。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes the above-described ultrasonic probe according to the present invention and an ultrasonic diagnostic apparatus main body electrically connected to the ultrasonic probe. .
この構成により、本発明に係る超音波探触子の長所をいかし、精度の高い超音波診断を行うことができる。 With this configuration, the ultrasonic probe according to the present invention can be used to perform highly accurate ultrasonic diagnosis.
さらに、本発明に係る超音波探傷装置は、上述した本発明の超音波探触子と、前記超音波探触子と電気的に接続された超音波探傷装置本体とを含むことを特徴とする。 Furthermore, an ultrasonic flaw detector according to the present invention includes the above-described ultrasonic probe according to the present invention and an ultrasonic flaw detector main body electrically connected to the ultrasonic probe. .
この構成により、本発明に係る超音波探触子の長所をいかし、精度の高い非破壊検査を行うことができる。 With this configuration, it is possible to perform highly accurate nondestructive inspection by using the advantages of the ultrasonic probe according to the present invention.
本発明に係る超音波探触子は、超音波を送受信するための複数の圧電振動子と、圧電振動子の背面側に設けた背面負荷材とを備えた超音波探触子であって、背面負荷材の圧電振動子との接着面に、接着剤流入溝が形成されることにより、圧電振動子と背面負荷材との接着過程において、余分な接着剤が接着剤流入溝に流入することによって、薄くて均一な接着層を形成して強固な接着状態を実現することができ、超音波探触子を構成する圧電振動子の特性劣化並びに各圧電振動子ごとの特性のバラツキを抑えることができる。 An ultrasonic probe according to the present invention is an ultrasonic probe comprising a plurality of piezoelectric vibrators for transmitting and receiving ultrasonic waves, and a back load material provided on the back side of the piezoelectric vibrator, By forming an adhesive inflow groove on the adhesive surface of the back load material with the piezoelectric vibrator, excess adhesive flows into the adhesive inflow groove in the bonding process between the piezoelectric vibrator and the back load material. Can form a thin and uniform adhesive layer to realize a strong adhesive state, and suppress deterioration in characteristics of the piezoelectric vibrators constituting the ultrasonic probe and variations in characteristics among the piezoelectric vibrators. Can do.
また、本発明に係る超音波診断装置は、上述した超音波探触子を使用しているため、より正確な超音波診断をすることが可能となる。 In addition, since the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention uses the above-described ultrasonic probe, more accurate ultrasonic diagnosis can be performed.
さらに、本発明に係る超音波探傷装置は、上述した超音波探触子を使用しているため、より正確な非破壊検査をすることが可能となる。 Furthermore, since the ultrasonic flaw detector according to the present invention uses the above-described ultrasonic probe, a more accurate nondestructive inspection can be performed.
以下、本発明の実施の形態に係る超音波探触子について、図面を用いて説明する。
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す断面図である。図1において、超音波探触子は、電気入力を変換して超音波を発生する、あるいは受波した超音波信号を電気信号として受信するための、例えば圧電セラミクスからなる圧電振動子2が配列された構成を有する。この圧電振動子2は、例えばフェライトゴムなどの音響減衰媒体からなる背面負荷材1上に配列されており、背面負荷材1側に送波された超音波を吸収減衰させる。圧電振動子2は、上下面に電極5を有し、下面の電極5は背面負荷材1の内部に埋め込まれた、例えばプリント基板やフレキシブルプリント基板、金属薄板から構成される信号線4に接続されている。上面の電極5は、例えば銅箔などからなる共通電極に共通接続され接地されるが図1ではこれを図示しない。
Hereinafter, an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an ultrasonic probe is arranged with piezoelectric vibrators 2 made of, for example, piezoelectric ceramics for converting an electrical input to generate ultrasonic waves or receiving received ultrasonic signals as electric signals. It has the structure made. The piezoelectric vibrator 2 is arranged on a back load material 1 made of an acoustic attenuation medium such as ferrite rubber, for example, and absorbs and attenuates ultrasonic waves transmitted to the back load material 1 side. The piezoelectric vibrator 2 has electrodes 5 on the upper and lower surfaces, and the lower electrode 5 is connected to a signal line 4 made of, for example, a printed board, a flexible printed board, or a thin metal plate, embedded in the back load material 1. Has been. The upper electrode 5 is commonly connected and grounded to a common electrode made of, for example, copper foil, but this is not shown in FIG.
接着剤流入溝8は、圧電振動子2が背面負荷材1上に接着される前に、例えばダイシングソーなどの溝加工が可能な装置を用いて背面負荷材1の表面に形成され、圧電振動子2を接着する際に接着剤9が流れ込むようになっている。分割溝10は、圧電振動子2の配列を形成する際、例えばダイシングソーなどの分割装置によって形成されたものであり、図1ではその形成位置を接着剤流入溝8の位置と合わせている。なお、超音波探触子の構成として、圧電振動子2の上面、すなわち音響放射面側に超音波を効率良く送受信するための音響整合層や、超音波を収束させるための音響レンズを付ける場合もある。 The adhesive inflow groove 8 is formed on the surface of the back surface load material 1 using a device capable of groove processing such as a dicing saw before the piezoelectric vibrator 2 is bonded onto the back surface load material 1. When the child 2 is bonded, the adhesive 9 flows. The dividing groove 10 is formed by a dividing device such as a dicing saw when forming the array of the piezoelectric vibrators 2. In FIG. 1, the forming position is aligned with the position of the adhesive inflow groove 8. In addition, as a configuration of the ultrasonic probe, an acoustic matching layer for efficiently transmitting and receiving ultrasonic waves and an acoustic lens for converging ultrasonic waves are attached to the upper surface of the piezoelectric vibrator 2, that is, the acoustic radiation surface side. There is also.
次に、この超音波探触子の作成方法について図2から図4を用いて説明する。図2に接着剤流入溝8を形成した背面負荷材1の断面図を示す。図2に示すように、超音波探触子の圧電振動子2の配列間隔に合わせて位置決めされた信号線4が埋設された背面負荷材1の上面、後に圧電振動子配列が形成される面上に、例えばダイシングソーなどの溝加工可能な装置を用いて接着剤流入溝8をあらかじめ形成しておく。 Next, a method for creating this ultrasonic probe will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the back load material 1 in which the adhesive inflow groove 8 is formed. As shown in FIG. 2, the upper surface of the back load material 1 in which the signal lines 4 positioned according to the arrangement interval of the piezoelectric vibrators 2 of the ultrasonic probe are embedded, and the surface on which the piezoelectric vibrator arrangement is formed later. On the top, the adhesive inflow groove 8 is formed in advance using an apparatus capable of groove processing such as a dicing saw.
続いて、図3に背面負荷材1の上に圧電振動子2を接着した状態を表す断面図を示す。図3に示すように、背面負荷材1上に圧電振動子2を接着すると、圧電振動子2と背面負荷材1の間に接着層11が作成され両者が接着されると同時に接着剤流入溝8に接着剤9が流れ込む。一般的な接着作業では、接着させたい物に対して加圧しながら加熱して接着剤を硬化させるが、その接着過程において接着剤の粘度が一時的に下がり、加圧によって余分な接着剤が抜けていくことで薄くて均一な接着層を形成し、強固な接着状態を実現することができる。 Next, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the piezoelectric vibrator 2 is bonded onto the back load material 1. As shown in FIG. 3, when the piezoelectric vibrator 2 is bonded onto the back load material 1, an adhesive layer 11 is formed between the piezoelectric vibrator 2 and the back load material 1. Adhesive 9 flows into 8. In general bonding work, the adhesive is cured by applying pressure to the object to be bonded, but the viscosity of the adhesive temporarily decreases during the bonding process, and excess adhesive is removed by pressing. By doing so, a thin and uniform adhesive layer can be formed, and a strong adhesive state can be realized.
接着物の周辺部の接着剤は外側に簡単に抜けていくが、中央付近は接着剤が逃げ場を失い周辺部に比べて接着剤が抜けにくい状況になってしまう。これに対して、本実施の形態に係る超音波探触子では、接着剤流入溝8をあらかじめ形成しておくことで、余分な接着剤9が接着剤流入溝8に流れ込むため、圧電振動子2の全体にわたって薄く均一な接着層11を形成し、強固な接着状態を実現することができる。さらに、接着剤9が接着剤流入溝8に流れ込むことによるくさび効果が接着強度をより向上させる。 The adhesive at the peripheral part of the adhesive easily escapes to the outside. However, the adhesive loses a place for evacuation near the center, making it difficult for the adhesive to escape compared to the peripheral part. On the other hand, in the ultrasonic probe according to the present embodiment, since the adhesive inflow groove 8 is formed in advance, excess adhesive 9 flows into the adhesive inflow groove 8. The thin and uniform adhesive layer 11 can be formed over the entire area 2 and a strong adhesive state can be realized. Furthermore, the wedge effect due to the adhesive 9 flowing into the adhesive inflow groove 8 further improves the adhesive strength.
接着剤9は、例えばエポキシ系接着剤に銀フィラーを混入した導電性接着剤であっても、または例えば単なるエポキシ系接着剤などの導電性を有さない接着剤であっても、どちらでも構わない。導電性を有さない接着剤の場合には、接着層11の厚みを極力薄くすることで、圧電振動子2の下面の電極5と信号線4が極めて局所的に直接接触することで電気的な接続を確保するオーミックコンタクトが適用できる。信号線4とのオーミックコンタクトをより確実にするために、背面負荷材1上に、例えばスパッタ膜などで1μm以下の音響的に影響のない厚みの導電膜を信号線4と導通が取れた状態で形成しておき、導電膜と圧電振動子2の電極5間でオーミックコンタクトを実現することも可能である。 The adhesive 9 may be, for example, a conductive adhesive in which a silver filler is mixed in an epoxy adhesive, or an adhesive having no conductivity such as a simple epoxy adhesive. Absent. In the case of an adhesive having no electrical conductivity, the thickness of the adhesive layer 11 is made as thin as possible, so that the electrode 5 on the lower surface of the piezoelectric vibrator 2 and the signal line 4 are in direct contact with each other very locally. Ohmic contact that ensures a secure connection can be applied. In order to make the ohmic contact with the signal line 4 more reliable, a conductive film having a thickness of 1 μm or less that is not affected acoustically, such as a sputtered film, is connected to the signal line 4 on the back load material 1. It is also possible to realize ohmic contact between the conductive film and the electrode 5 of the piezoelectric vibrator 2.
導電性接着剤の場合は、導電性フィラー混入によって接着層11が薄くならず接着強度も弱い傾向にあるため、超音波探触子の音響的性能を阻害せず強度も確保できる意味では導電性を有さない普通の接着剤を採用した方がよい。本実施の形態に係る超音波探触子は、導電性を有さない普通の接着剤を用いてオーミックコンタクトを実現する場合に特に適した構成である。 In the case of a conductive adhesive, since the adhesive layer 11 tends to be thin and the adhesive strength tends to be weak due to the inclusion of the conductive filler, it is conductive in the sense that the strength can be ensured without impairing the acoustic performance of the ultrasonic probe. It is better to adopt an ordinary adhesive that does not have any. The ultrasonic probe according to the present embodiment has a configuration that is particularly suitable when an ohmic contact is realized using an ordinary adhesive having no conductivity.
また、短冊状の圧電振動子2を1次元配列した超音波探触子の場合、接着層11の厚みが若干不均一であったとしても、短冊状の圧電振動子2と背面負荷材1の間の接着層11の厚みにムラがある状態となり、その特性に与える影響度合いが平均化される傾向にあるが、圧電振動子2を2次元配列した超音波探触子の場合には、微小な圧電振動子2の柱に分割されてしまうため、接着層11の厚みが不均一であると、各圧電振動子2と背面負荷材1との間の接着層11の厚みのムラではなく、圧電振動子2の厚みの違いとして直接現れ、各圧電振動子2間の特性のバラツキを発生させる。このため、本実施の形態に係る超音波探触子の構成は、圧電振動子2を2次元配列した超音波探触子に特に適した構成である。 Further, in the case of an ultrasonic probe in which strip-shaped piezoelectric vibrators 2 are arranged one-dimensionally, even if the thickness of the adhesive layer 11 is slightly uneven, the strip-shaped piezoelectric vibrator 2 and the back load material 1 In the case of an ultrasonic probe in which the piezoelectric vibrators 2 are two-dimensionally arranged, the thickness of the adhesive layer 11 between them becomes uneven and the degree of influence on the characteristics tends to be averaged. Therefore, when the thickness of the adhesive layer 11 is not uniform, the thickness of the adhesive layer 11 between each piezoelectric vibrator 2 and the back load material 1 is not uneven. It appears directly as a difference in thickness of the piezoelectric vibrators 2 and causes variations in characteristics between the piezoelectric vibrators 2. For this reason, the configuration of the ultrasonic probe according to the present embodiment is particularly suitable for an ultrasonic probe in which the piezoelectric vibrators 2 are two-dimensionally arranged.
さらに、図4に圧電振動子2を分割して圧電振動子配列を形成する工程を表す断面図を示す。ダイシングソー12は、圧電振動子配列を形成するために圧電振動子2を分割する機能を有する。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process of dividing the piezoelectric vibrator 2 to form a piezoelectric vibrator array. The dicing saw 12 has a function of dividing the piezoelectric vibrator 2 to form a piezoelectric vibrator array.
また、図5には、図3の背面負荷材1の上に圧電振動子2を接着した状態を表す上面図を示す。図5に示すように、背面負荷材1の大きさを圧電振動子2の大きさよりも一回り大きくすることで、接着剤流入溝8の位置を上から視認することができる。図4に示すように、圧電振動子2の配列間隔をもって圧電振動子2を分割する位置に接着剤流入溝8をあらかじめ形成しておく。その理由は、特に圧電振動子2を2次元配列した超音波探触子の場合、背面負荷材1に埋設された信号線4の位置は、圧電振動子2を接着した後でその位置を上から視認することができないためである。すなわち、圧電振動子2の分割時には、信号線4の位置を把握することができなくなるために、分割溝10を正確な位置に形成して圧電振動子2の配列を正確に形成することが困難となる。 FIG. 5 is a top view showing a state in which the piezoelectric vibrator 2 is bonded onto the back load material 1 of FIG. As shown in FIG. 5, by making the size of the back load material 1 slightly larger than the size of the piezoelectric vibrator 2, the position of the adhesive inflow groove 8 can be visually recognized from above. As shown in FIG. 4, an adhesive inflow groove 8 is formed in advance at a position where the piezoelectric vibrator 2 is divided with an arrangement interval of the piezoelectric vibrators 2. The reason for this is that, in particular, in the case of an ultrasonic probe in which the piezoelectric vibrators 2 are two-dimensionally arranged, the position of the signal line 4 embedded in the back load material 1 is raised after the piezoelectric vibrator 2 is bonded. It is because it cannot visually recognize from. That is, since the position of the signal line 4 cannot be grasped when the piezoelectric vibrator 2 is divided, it is difficult to accurately form the array of the piezoelectric vibrators 2 by forming the dividing grooves 10 at accurate positions. It becomes.
本実施の形態に係る超音波探触子では、圧電振動子2を分割する位置に接着剤流入溝8をあらかじめ形成しておき、かつ図5に示すように、接着剤流入溝8の位置は上から視認することができるので、その位置にダイシングソー12の位置を合わせて分割していくことで、圧電振動子2の配列を正確に形成することができる。 In the ultrasonic probe according to the present embodiment, the adhesive inflow groove 8 is formed in advance at a position where the piezoelectric vibrator 2 is divided, and the position of the adhesive inflow groove 8 is as shown in FIG. Since it can be visually recognized from above, the array of the piezoelectric vibrators 2 can be accurately formed by dividing the dicing saw 12 at the position.
なお、図1並びに図4では、分割溝10の深さが接着剤流入溝8の深さよりも浅い場合について図示したが、分割溝10の深さが変化しても本発明を逸脱するものではない。また、図1並びに図4では、分割溝10の幅が接着剤流入溝8の幅よりも狭い場合について図示した。分割溝10の幅が狭い方が、接着剤流入溝8に流入した接着剤9が残るために、くさび効果による接着強度向上効果がより期待できるため最良ではあるが、薄く均一な接着層11を実現することで十分な接着強度を維持することができるのであれば、分割溝10の幅を接着剤流入溝8より広くしても構わない。 1 and 4 show the case where the depth of the dividing groove 10 is shallower than the depth of the adhesive inflow groove 8, but the present invention does not depart from the present invention even if the depth of the dividing groove 10 changes. Absent. 1 and 4 illustrate the case where the width of the dividing groove 10 is narrower than the width of the adhesive inflow groove 8. When the width of the dividing groove 10 is narrower, the adhesive 9 that has flowed into the adhesive inflow groove 8 remains, so that the effect of improving the adhesive strength due to the wedge effect can be expected. The width of the dividing groove 10 may be made wider than that of the adhesive inflow groove 8 as long as sufficient adhesive strength can be maintained by the realization.
さらに、本実施の形態では、接着剤流入溝8と分割溝10の位置を合わせ、かつ分割溝10の位置以外には接着剤流入溝8を形成していない場合について説明したが、超音波探触子の性能を阻害しない範囲で接着剤流入溝8の位置や数、形状は変更可能であり、本発明を逸脱するものではない。 Further, in the present embodiment, the case where the adhesive inflow groove 8 and the dividing groove 10 are aligned and the adhesive inflow groove 8 is not formed other than the position of the dividing groove 10 has been described. The position, number, and shape of the adhesive inflow groove 8 can be changed within a range not impeding the performance of the touch element, and do not depart from the present invention.
<第2の実施の形態>
次に、本発明に係る超音波診断装置の一例を示す概略図を図6に示す。
図6に示す超音波診断装置は、超音波診断装置本体13と、これと電気的に接続された超音波探触子14とを備えており、超音波探触子14は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を備えている。
<Second Embodiment>
Next, FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
The ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 6 includes an ultrasonic diagnostic apparatus main body 13 and an ultrasonic probe 14 electrically connected thereto, and the ultrasonic probe 14 is the first of the present invention. The configuration of the ultrasonic probe according to one embodiment is provided.
上述した構成の超音波診断装置の動作について説明する。まず、操作者(不図示)が、超音波探触子14の超音波送受信面を被検者15の体表面に当てる。この状態で、超音波診断装置本体13から超音波探触子14に電気信号(駆動信号)が送信される。駆動信号は、超音波探触子14内の圧電振動子において超音波に変換されて、被検者15に送波される。この超音波は被検者15の体内で反射され、反射波の一部が超音波探触子14内の圧電振動子で受波され、電気信号(受信信号)に変換されて、超音波診断装置本体13に入力される。入力された受信信号は、超音波診断装置本体13にて信号処理され、例えば断層画像としてCRTなどの表示装置に出力される。 The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus having the above configuration will be described. First, an operator (not shown) touches the ultrasonic transmission / reception surface of the ultrasonic probe 14 against the body surface of the subject 15. In this state, an electrical signal (drive signal) is transmitted from the ultrasound diagnostic apparatus main body 13 to the ultrasound probe 14. The drive signal is converted into ultrasonic waves by the piezoelectric vibrator in the ultrasonic probe 14 and transmitted to the subject 15. This ultrasonic wave is reflected in the body of the subject 15, and a part of the reflected wave is received by the piezoelectric vibrator in the ultrasonic probe 14 and converted into an electric signal (received signal) for ultrasonic diagnosis. Input to the apparatus body 13. The input received signal is subjected to signal processing in the ultrasonic diagnostic apparatus main body 13 and output as a tomographic image to a display device such as a CRT.
上述した超音波診断装置において、超音波探触子14としては、第1の実施の形態で説明したような本発明の超音波探触子が使用される。このような超音波診断装置によれば、第1の実施の形態で示した超音波探触子の長所をいかし、精度の高い超音波診断を行うことができる。 In the ultrasonic diagnostic apparatus described above, as the ultrasonic probe 14, the ultrasonic probe of the present invention as described in the first embodiment is used. According to such an ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to perform highly accurate ultrasonic diagnosis by using the advantages of the ultrasonic probe described in the first embodiment.
<第3の実施の形態>
次に、本発明に係る超音波探傷装置の一例を示す概略図を図7に示す。
図7に示す超音波探傷装置は、超音波探傷装置本体16と、これと電気的に接続された超音波探触子14とを備えており、超音波探触子14は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を備えている。
<Third Embodiment>
Next, FIG. 7 shows a schematic diagram showing an example of an ultrasonic flaw detector according to the present invention.
The ultrasonic flaw detector shown in FIG. 7 includes an ultrasonic flaw detector main body 16 and an ultrasonic probe 14 that is electrically connected to the ultrasonic flaw detector main body 16. The ultrasonic probe 14 is the first of the present invention. The configuration of the ultrasonic probe according to one embodiment is provided.
上述した構成の超音波探傷装置の動作について説明する。まず、操作者(不図示)が、超音波探触子14の超音波送受信面を被検物17の表面に当てる。この状態で、超音波探傷装置本体16から超音波探触子14に電気信号(駆動信号)が送信される。駆動信号は、超音波探触子14内の圧電振動子において超音波に変換されて、被検物17に送波される。この超音波は被検物17の内部の傷や欠陥で反射され、反射波の一部が超音波探触子14内の圧電振動子で受波され、電気信号(受信信号)に変換されて、超音波探傷装置本体16に入力される。入力された受信信号は、超音波探傷装置本体16にて信号処理され、例えば断層画像としてCRTなどに表示される。 The operation of the ultrasonic flaw detector having the above-described configuration will be described. First, an operator (not shown) touches the ultrasonic transmission / reception surface of the ultrasonic probe 14 against the surface of the test object 17. In this state, an electrical signal (drive signal) is transmitted from the ultrasonic flaw detector main body 16 to the ultrasonic probe 14. The drive signal is converted into ultrasonic waves by the piezoelectric vibrator in the ultrasonic probe 14 and transmitted to the test object 17. This ultrasonic wave is reflected by scratches and defects inside the test object 17, and a part of the reflected wave is received by the piezoelectric vibrator in the ultrasonic probe 14 and converted into an electric signal (received signal). And input to the ultrasonic flaw detector main body 16. The input reception signal is signal-processed by the ultrasonic flaw detector main body 16 and displayed, for example, on a CRT as a tomographic image.
上述した超音波探傷装置において、超音波探触子14としては、第1の実施の形態で説明したような本発明の超音波探触子が使用される。このような超音波探傷装置によれば、第1の実施の形態で示した超音波探触子の長所をいかし、精度の高い非破壊検査を行うことができる。 In the ultrasonic flaw detector described above, as the ultrasonic probe 14, the ultrasonic probe of the present invention as described in the first embodiment is used. According to such an ultrasonic flaw detector, a highly accurate nondestructive inspection can be performed by taking advantage of the ultrasonic probe shown in the first embodiment.
以上のように、本発明に係る超音波探触子は、超音波を送受信するための複数の圧電振動子と、圧電振動子の背面側に設けた背面負荷材とを備えた超音波探触子において、背面負荷材の圧電振動子との接着面に、接着剤流入溝が形成されることにより、圧電振動子と背面負荷材の接着過程において、余分な接着剤が接着剤流入溝に流入することによって、薄くて均一な接着層を形成して強固な接着状態を実現することができ、超音波探触子を構成する圧電振動子の特性劣化並びに各圧電振動子ごとの特性のバラツキを抑えることができるため、この超音波探触子を使用した超音波診断装置は、正確な超音波診断を可能とする効果を有し、診断、治療などの医療分野に有用であり、また、この超音波探触子を使用した超音波探傷装置は、非破壊検査などの産業用分野で有用である。 As described above, the ultrasonic probe according to the present invention includes an ultrasonic probe including a plurality of piezoelectric vibrators for transmitting and receiving ultrasonic waves and a back surface load material provided on the back side of the piezoelectric vibrator. In the child, an adhesive inflow groove is formed on the adhesive surface of the back load material with the piezoelectric vibrator, so that excess adhesive flows into the adhesive inflow groove in the bonding process between the piezoelectric vibrator and the back load material. By doing so, a thin and uniform adhesive layer can be formed to realize a strong adhesive state, and the deterioration of the characteristics of the piezoelectric vibrators constituting the ultrasonic probe and variations in the characteristics of each piezoelectric vibrator can be achieved. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus using this ultrasonic probe has the effect of enabling accurate ultrasonic diagnosis, and is useful in the medical field such as diagnosis and treatment. Ultrasonic flaw detector using ultrasonic probe is non-destructive査 is useful in industrial fields such as.
1 背面負荷材
2 圧電振動子
3 硬質補助板
4 信号線
5 電極
6 導電性接着剤
7 貫通穴
8 接着剤流入溝
9 接着剤
10 分割溝
11 接着層
12 ダイシングソー
13 超音波診断装置本体
14 超音波探触子
15 被検者
16 超音波探傷装置本体
17 被検物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back load material 2 Piezoelectric vibrator 3 Hard auxiliary board 4 Signal line 5 Electrode 6 Conductive adhesive 7 Through-hole 8 Adhesive inflow groove 9 Adhesive 10 Dividing groove 11 Adhesive layer 12 Dicing saw 13 Ultrasonic diagnostic apparatus main body 14 Super Ultrasonic probe 15 Subject 16 Ultrasonic flaw detector main body 17 Test object
Claims (4)
前記背面負荷材の前記圧電振動子との接着面上の、前記圧電振動子を分割する位置に合わせて接着剤流入溝を形成したことを特徴とする超音波探触子。 In an ultrasonic probe comprising a plurality of piezoelectric vibrators for transmitting and receiving ultrasonic waves formed by dividing a piezoelectric vibrator, and a back load material provided on the back side of the piezoelectric vibrator,
An ultrasonic probe , wherein an adhesive inflow groove is formed on a bonding surface of the back load material with the piezoelectric vibrator in accordance with a position where the piezoelectric vibrator is divided .
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