JP5228924B2 - Vibration element, ultrasonic device using the vibration element, and method for manufacturing vibration element - Google Patents

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本発明は、振動素子及び該振動素子を用いた超音波機器並びに該振動素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a vibration element, an ultrasonic device using the vibration element, and a method for manufacturing the vibration element.

医療用超音波診断装置や非破壊検査機器の分野においては、対象物の内部状態を画像化するために、超音波を対象物に向けて照射し、その対象物における音響インピーダンスの異なる界面からの反射エコーを受信する超音波プローブが用いられている。
一般的な超音波プローブは、主としてセラミックスよりなる圧電素子と、圧電素子の前面に配置される整合層及び音響レンズと、圧電素子の背面に配置されるバッキング材と、圧電素子に接続される配線体とから構成されている。配線体は多くの場合、フレキシブルプリント配線板が用いられる。
従来、超音波プローブの実装において、セラミックスよりなる圧電素子とフレキシブルプリント配線板との接続は、半田付けにより行われていた。そのようなものとして、下記特許文献1がある。
下記特許文献1に示す超音波プローブは、振動子電極に接続される接続導体の部品点数を減少でき、これに伴い所定の接合工程を削減でき、製造性を向上できるメリットがある。
In the field of medical ultrasonic diagnostic equipment and non-destructive testing equipment, in order to image the internal state of an object, an ultrasonic wave is irradiated toward the object, and from the interface where the acoustic impedance of the object is different. An ultrasonic probe that receives a reflected echo is used.
A general ultrasonic probe includes a piezoelectric element mainly made of ceramics, a matching layer and an acoustic lens disposed on the front surface of the piezoelectric element, a backing material disposed on the back surface of the piezoelectric element, and wiring connected to the piezoelectric element. It is composed of the body. In many cases, a flexible printed wiring board is used as the wiring body.
Conventionally, in the mounting of an ultrasonic probe, a piezoelectric element made of ceramic and a flexible printed wiring board are connected by soldering. There exists the following patent document 1 as such.
The ultrasonic probe shown in the following Patent Document 1 has an advantage that the number of parts of the connection conductor connected to the transducer electrode can be reduced, and accordingly, a predetermined joining process can be reduced and the productivity can be improved.

特開平11−151239号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-151239

しかしながら、上記特許文献1で示す超音波プローブは、振動子電極と接続導体との接続を半田付けで行うものである。よって振動子を構成する圧電材料として樹脂や、樹脂とセラミックスとの複合材料を用いる場合、樹脂が半田付けする温度に耐えることができず、振動子電極と接続導体との接続を行うことができないという問題があった。
また振動子を構成する圧電材料としてセラミックスのみを用いる場合、薄肉な圧電材料を半田付けする際、半田が圧電材料の裏面に回り込むことで導通してしまうという問題があった。
However, the ultrasonic probe shown in the above-mentioned patent document 1 connects the transducer electrode and the connection conductor by soldering. Therefore, when resin or a composite material of resin and ceramics is used as the piezoelectric material constituting the vibrator, it cannot withstand the temperature at which the resin is soldered, and the vibrator electrode and the connection conductor cannot be connected. There was a problem.
In addition, when only ceramics are used as the piezoelectric material constituting the vibrator, there is a problem that when the thin piezoelectric material is soldered, the solder wraps around the back surface of the piezoelectric material and becomes conductive.

そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、圧電材料として樹脂や、樹脂とセラミックスとの複合材料や、セラミックスのみを用いる場合においても、圧電素子とフレキシブルプリント配線板との接続を容易且つ強固に行うことができると共に、製造効率の良い振動素子及び該振動素子を用いた超音波機器並びに該振動素子の製造方法の提供を課題とする。   Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and the connection between the piezoelectric element and the flexible printed wiring board is easy and strong even when using only a resin, a composite material of resin and ceramics, or ceramics as the piezoelectric material. It is an object of the present invention to provide a vibration element with high manufacturing efficiency, an ultrasonic device using the vibration element, and a method for manufacturing the vibration element.

本発明の振動素子は、圧電素子と、配線体とを、相互の電極部で接合してある振動素子であって、前記圧電素子と前記配線体の相互の電極部間での接合を異方性導電フィルムを介して接合させてあると共に、前記圧電素子の電極部には、異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を設けてあることを第1の特徴としている。   The vibration element according to the present invention is a vibration element in which a piezoelectric element and a wiring body are joined at mutual electrode portions, and the joining between the mutual electrode portions of the piezoelectric element and the wiring body is anisotropic. The first feature is that the electrode portion of the piezoelectric element is provided with a recess that allows the anisotropic conductive film to enter.

上記本発明の第1の特徴によれば、圧電素子と、配線体とを、相互の電極部で接合してある振動素子であって、前記圧電素子と前記配線体の相互の電極部間での接合を異方性導電フィルムを介して接合させてあると共に、前記圧電素子の電極部には、異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を設けてある構成としてあることから、加熱によって軟化した異方性導電フィルムが、前記圧電素子と前記配線体との距離を縮めるための加圧に際して流動して薄くなって所定の範囲以上に拡散することがない。また圧電素子と配線体との距離が近くなりすぎると、接着に寄与しているフィルム厚が薄くなり、破壊しやすくなる。そのため接着力が低下すると懸念されるが、凹所があれば、凹所に厚くフィルムが残るため、全体としては接着強度を保つことができる。これらにより、圧電素子と配線体との接合を一段と強固に行うことができると共に、製造効率の良い振動素子とすることができる。   According to the first aspect of the present invention, a vibration element in which a piezoelectric element and a wiring body are joined to each other by electrode portions, between the piezoelectric element and the mutual electrode portions of the wiring body. Are bonded via an anisotropic conductive film, and the electrode portion of the piezoelectric element is provided with a recess allowing the penetration of the anisotropic conductive film. The softened anisotropic conductive film does not flow and thin when pressed to reduce the distance between the piezoelectric element and the wiring body and does not diffuse beyond a predetermined range. If the distance between the piezoelectric element and the wiring body is too short, the film thickness that contributes to adhesion becomes thin and breaks easily. For this reason, there is a concern that the adhesive strength is reduced, but if there is a recess, the film remains thick in the recess, so that the overall adhesive strength can be maintained. As a result, the piezoelectric element and the wiring body can be joined more firmly, and a vibration element with high manufacturing efficiency can be obtained.

また本発明の圧電素子は、上記本発明の第1に記載の特徴に加えて、前記凹所は、線状であることを第2の特徴としている。   In addition to the feature described in the first aspect of the present invention, the piezoelectric element of the present invention has a second feature that the recess is linear.

上記本発明の第2の特徴によれば、上記本発明の第1に記載の特徴による作用効果に加えて、凹所は、線状である構成としてあることから、凹所で大気をかみ込むことがない。それにより異方性導電フィルムを一段と十分に凹所に侵入させることができる。よって圧電素子と配線体との接合を一段と強固に行うことができる。   According to the second feature of the present invention, in addition to the function and effect of the first feature of the present invention, since the recess is configured to be linear, the atmosphere is enclosed in the recess. There is nothing. As a result, the anisotropic conductive film can be further sufficiently penetrated into the recess. Accordingly, the piezoelectric element and the wiring body can be joined more firmly.

また本発明の圧電素子は、上記本発明の第1又は第2に記載の特徴に加えて、前記配線体は、フレキシブルプリント配線板であることを第3の特徴としている。   In addition to the features described in the first or second aspect of the present invention, the piezoelectric element of the present invention has a third feature that the wiring body is a flexible printed wiring board.

上記本発明の第3の特徴によれば、上記本発明の第1又は第2に記載の特徴による作用効果に加えて、配線体は、フレキシブルプリント配線板である構成としてあることから、圧電素子と配線体間の駆動信号や、受信信号の伝達を良好に行うことができると共に、信号ラインを狭ピッチなものとすることができ、且つ可撓性があるので、振動素子をコンパクトに形成できる。またフラットケーブル等、他の配線材よりも異方性導電フィルム接続における加熱プロセスに適している。   According to the third feature of the present invention, in addition to the function and effect of the first or second feature of the present invention, the wiring body is a flexible printed wiring board. As a result, it is possible to satisfactorily transmit the drive signal and the reception signal between the wiring body and the wiring body, and to narrow the signal line and to be flexible, so that the vibration element can be formed compactly. . Moreover, it is suitable for the heating process in anisotropic conductive film connection rather than other wiring materials, such as a flat cable.

また本発明の圧電素子は、上記本発明の第1〜第3の何れか1項に記載の特徴に加えて、前記圧電素子は、セラミックスと樹脂との複合体で形成されていることを第4の特徴としている。   In addition to the feature described in any one of the first to third aspects of the present invention, the piezoelectric element of the present invention is characterized in that the piezoelectric element is formed of a composite of ceramics and resin. 4 features.

上記本発明の第4の特徴によれば、上記本発明の第1〜第3の何れか1項に記載の特徴による作用効果に加えて、圧電素子は、セラミックスと樹脂との複合体で形成されている構成としてあることから、圧電素子としてセラミックスと樹脂との複合体を用いることで、樹脂がダンパーの役割を果たし、振動素子の超音波発生後の自由振動を抑えることでパルス幅を短くすることができる。これにより分解能が向上する。また音響インピーダンスが生体に近い圧電素子とすることができ、音響ロスが減って感度が高くなる。これらにより高精細な振動素子とすることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the function and effect of any one of the first to third aspects of the present invention, the piezoelectric element is formed of a composite of ceramics and resin. Therefore, by using a composite of ceramics and resin as a piezoelectric element, the resin acts as a damper, and the pulse width is shortened by suppressing free vibration after ultrasonic generation of the vibration element. can do. This improves the resolution. In addition, a piezoelectric element having an acoustic impedance close to that of a living body can be obtained, and acoustic loss is reduced and sensitivity is increased. Accordingly, a high-definition vibration element can be obtained.

また本発明の圧電素子は、上記本発明の第1〜第4の何れか1項に記載の特徴に加えて、前記圧電素子における配線体との接続部分は、セラミックスのみで形成されていることを第5の特徴としている。   In addition to the features described in any one of the first to fourth aspects of the present invention, in the piezoelectric element of the present invention, the connection portion of the piezoelectric element with the wiring body is formed only of ceramics. Is the fifth feature.

上記本発明の第5の特徴によれば、上記本発明の第1〜第4の何れか1項に記載の特徴による作用効果に加えて、圧電素子における配線体との接続部分は、セラミックスのみで形成されている構成としてあることから、圧電素子と配線体との接合時に圧力を一段と確実に加えて接合させることができ、接合強度を向上させることができる。よって製造効率の良い振動素子とすることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the function and effect of any one of the first to fourth aspects of the present invention, the connection portion with the wiring body in the piezoelectric element is only ceramic. Therefore, when the piezoelectric element and the wiring body are joined, the pressure can be more reliably applied and the joining strength can be improved. Therefore, it can be set as a vibration element with good manufacturing efficiency.

また本発明の圧電素子は、上記本発明の第1〜第5の何れか1項に記載の特徴に加えて、前記異方性導電フィルムは、針状の導電粒子で構成されていることを第6の特徴としている。   In addition to the features described in any one of the first to fifth aspects of the present invention, the piezoelectric element of the present invention is characterized in that the anisotropic conductive film is composed of acicular conductive particles. This is the sixth feature.

上記本発明の第6の特徴によれば、上記本発明の第1〜第5の何れか1項に記載の特徴による作用効果に加えて、異方性導電フィルムは、針状の導電粒子で構成されていることから、圧電素子と配線体との接合を低圧力で行うことができると共に、圧電素子と配線体との導通を良好なものとすることができる。よって製造効率の良い振動素子とすることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the function and effect of any one of the first to fifth aspects of the present invention, the anisotropic conductive film is made of acicular conductive particles. Since it is comprised, while joining a piezoelectric element and a wiring body can be performed by a low pressure, conduction | electrical_connection with a piezoelectric element and a wiring body can be made favorable. Therefore, it can be set as a vibration element with good manufacturing efficiency.

また本発明の超音波機器は、振動子が、請求項1〜6の何れか1項に記載の振動素子で構成されていることを第7の特徴としている。   The ultrasonic device according to the present invention has a seventh feature in that the vibrator is configured by the vibration element according to any one of claims 1 to 6.

上記本発明の第7の特徴によれば、超音波機器の振動子が、請求項1〜6の何れか1項に記載の振動素子で構成されていることから、振動子を構成する圧電素子と配線体との接合を容易且つ強固に行うことができると共に、製造効率の良い超音波機器とすることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the vibrator of the ultrasonic device is constituted by the vibration element according to any one of claims 1 to 6, the piezoelectric element constituting the vibrator. And the wiring body can be easily and firmly joined together, and an ultrasonic device with high manufacturing efficiency can be obtained.

また本発明の圧電素子の製造方法は、圧電素子と、配線体とを、相互の電極部で接合させるようにした振動素子の製造方法であって、前記圧電素子に異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を形成した電極部を形成する凹所電極部形成工程と、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させる異方性導電フィルム介在工程と、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させた状態で加熱させながら加圧することで、前記圧電素子と、前記配線体とを接合させると共に、軟化させた異方性導電フィルムを前記凹所に侵入させることで、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との電気接合を完成する加熱加圧工程とを有することを第8の特徴としている。   The method for manufacturing a piezoelectric element of the present invention is a method for manufacturing a vibration element in which a piezoelectric element and a wiring body are bonded to each other at electrode portions, and an anisotropic conductive film enters the piezoelectric element. A recess electrode portion forming step for forming an electrode portion in which a recess is formed, and an anisotropic conductive film is interposed between the recess electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body. By applying pressure while heating the anisotropic conductive film between the anisotropic conductive film interposed step, the recessed electrode portion of the piezoelectric element, and the electrode portion of the wiring body, the piezoelectric element And bonding the wiring body and allowing the softened anisotropic conductive film to enter the recess, thereby electrically connecting the recessed electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body. An eighth feature of having a heating and pressing step to be completed It is.

上記本発明の第8の特徴によれば、圧電素子と、配線体とを、相互の電極部で接合させるようにした振動素子の製造方法であって、前記圧電素子に異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を形成した電極部を形成する凹所電極部形成工程と、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させる異方性導電フィルム介在工程と、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させた状態で加熱させながら加圧することで、前記圧電素子と、前記配線体とを接合させると共に、軟化させた異方性導電フィルムを前記凹所に侵入させることで、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との電気接合を完成する加熱加圧工程とを有する構成としてあることから、凹所電極部形成工程により、圧電素子に異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を形成した電極部を確実に形成することができる。また異方性導電フィルム介在工程により、圧電素子の凹所電極部と、配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを確実に介在させることができる。また加熱加圧工程により、圧電素子と、配線体とを確実に接合させると共に、軟化させた異方性導電フィルムを凹所に侵入させることで、圧電素子の電極部と配線体の電極部との電気接合を確実に完成させることができる。   According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a vibration element in which a piezoelectric element and a wiring body are bonded to each other at an electrode portion, wherein the piezoelectric element includes an anisotropic conductive film. An anisotropic conductive film is interposed between the recess electrode portion forming step of forming an electrode portion having a recess allowing intrusion, and the recess electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body. By applying pressure while heating with an anisotropic conductive film interposed between the step of anisotropic conductive film, the recessed electrode portion of the piezoelectric element, and the electrode portion of the wiring body, the piezoelectric An element is joined to the wiring body, and a softened anisotropic conductive film is allowed to enter the recess, thereby electrically connecting the recessed electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body. And having a heating and pressing process to complete Et al., The recess electrode portion forming step, it is possible to reliably form an electrode portion formed with a recess to allow penetration of the anisotropic conductive film to the piezoelectric element. Moreover, an anisotropic conductive film can be reliably interposed between the recessed electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body by the anisotropic conductive film intervention step. In addition, the piezoelectric element and the wiring body are securely bonded by the heating and pressurizing step, and the softened anisotropic conductive film is inserted into the recess so that the electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body are It is possible to reliably complete the electrical joining.

本発明の振動素子及び該振動素子を用いた超音波機器並びに該振動素子の製造方法によれば、圧電材料として樹脂や、樹脂とセラミックスとの複合材料や、セラミックスのみを用いる場合においても、圧電素子とフレキシブルプリント配線板との接続を容易且つ強固に行うことができると共に、製造効率の良い振動素子及び該振動素子を用いた超音波機器並びに該振動素子の製造方法とすることができる。   According to the vibration element of the present invention, the ultrasonic device using the vibration element, and the method of manufacturing the vibration element, the piezoelectric material can be used even when only a resin, a composite material of resin and ceramics, or ceramics is used. The element and the flexible printed wiring board can be connected easily and firmly, and a vibration element with high manufacturing efficiency, an ultrasonic device using the vibration element, and a method for manufacturing the vibration element can be provided.

本発明の実施形態に係る超音波プローブの概略図で、(a)は超音波プローブの使用状態を説明する平面図、(b)は振動子の内部構造を簡略化して示す平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic of the ultrasonic probe which concerns on embodiment of this invention, (a) is a top view explaining the use condition of an ultrasonic probe, (b) is a top view which simplifies and shows the internal structure of a vibrator | oscillator. 図1の(b)の部分拡大斜視図である。FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of FIG. 本発明の実施形態に係る振動素子の構造を簡略化して示す図で、(a)は圧電体の部分拡大斜視図、(b)は異方性導電フィルムの部分拡大斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which simplifies and shows the structure of the vibration element which concerns on embodiment of this invention, (a) is a partial expansion perspective view of a piezoelectric material, (b) is a partial expansion perspective view of an anisotropic conductive film. 本発明の実施形態に係る振動素子の製造工程を簡略化して示す図で、(a)は圧電素子の斜視図、(b)は異方性導線フィルムをフレキシブルプリント配線板に張り付けた状態を示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which simplifies and shows the manufacturing process of the vibration element which concerns on embodiment of this invention, (a) is a perspective view of a piezoelectric element, (b) shows the state which affixed the anisotropic conducting wire film to the flexible printed wiring board. It is a perspective view. 本発明の実施形態に係る振動素子の製造工程を簡略化して示す図で、(a)は異方性導電フィルム介在工程を示す部分拡大斜視図、(b)は加熱加圧工程を示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which simplifies and shows the manufacturing process of the vibration element which concerns on embodiment of this invention, (a) is a partial expansion perspective view which shows an anisotropic conductive film intervention process, (b) is a front view which shows a heating-pressing process It is. 本発明の実施形態に係る振動素子の製造方法で製造された振動素子を示す正面図である。It is a front view which shows the vibration element manufactured with the manufacturing method of the vibration element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る振動素子の変形例を簡略化して示す図で、(a)は振動素子を構成する圧電素子の斜視図、(b)は圧電素子とフレキシブルプリント配線板とを接合した状態を示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the figure which shows the modification of the vibration element which concerns on embodiment of this invention simplified, (a) is a perspective view of the piezoelectric element which comprises a vibration element, (b) joined the piezoelectric element and the flexible printed wiring board. It is a perspective view which shows a state.

以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係る振動素子及び該振動素子を用いた超音波機器並びに該振動素子の製造方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。   With reference to the following drawings, a vibration element according to an embodiment of the present invention, an ultrasonic device using the vibration element, and a method for manufacturing the vibration element will be described to provide an understanding of the present invention. However, the following description is an embodiment of the present invention, and does not limit the contents described in the claims.

まず図1〜図3を参照して、本発明の実施形態に係る振動素子及び該振動素子を用いた超音波機器を説明する。   First, with reference to FIGS. 1 to 3, a vibration element according to an embodiment of the present invention and an ultrasonic device using the vibration element will be described.

本発明の実施形態に係る振動素子は図1の(a)に示すように、主として振動子10と、振動子10の前面に配置される整合層20及び音響レンズ30と、振動子10の背面に配置されるバッキング材40及び同軸ケーブル50とから構成される超音波プローブ1における振動子10を構成するものである。   As shown in FIG. 1A, the resonator element according to the embodiment of the present invention mainly includes the vibrator 10, the matching layer 20 and the acoustic lens 30 disposed on the front surface of the vibrator 10, and the back surface of the vibrator 10. The transducer 10 in the ultrasonic probe 1 constituted by the backing material 40 and the coaxial cable 50 arranged in the above is configured.

この超音波プローブ1は、医療用の超音波機器であり、図1の(a)に示すように、同軸ケーブル50を介して振動子10に電圧を印加することで、振動子10内の圧電体が振動し、振動子10から人体に向け超音波が放射される。この際、超音波は整合層20により音響整合されると共に、音響レンズ30により収束され、ビーム状に整形される。また振動子10の背面側に伝播する超音波はバッキング材40に吸収される。そして人体から反射した超音波が振動子10内の圧電体を振動させ、振動子10から電気信号が図示しない診断機に出力されることで医療診断を行うものである。
以下においては、本発明の主要部をなす振動子10のみを詳細に説明することとし、超音波プローブ1において通常の構成をなす整合層20、音響レンズ30、バッキング材40、同軸ケーブル50の説明は省略する。
The ultrasonic probe 1 is a medical ultrasonic device, and as shown in FIG. 1A, a voltage is applied to the vibrator 10 via a coaxial cable 50, whereby a piezoelectric element in the vibrator 10 is obtained. The body vibrates, and ultrasonic waves are emitted from the vibrator 10 toward the human body. At this time, the ultrasonic wave is acoustically matched by the matching layer 20, converged by the acoustic lens 30, and shaped into a beam shape. Further, the ultrasonic wave propagating to the back side of the vibrator 10 is absorbed by the backing material 40. The ultrasonic wave reflected from the human body vibrates the piezoelectric body in the vibrator 10, and an electrical signal is output from the vibrator 10 to a diagnostic machine (not shown) to perform medical diagnosis.
In the following, only the transducer 10 that forms the main part of the present invention will be described in detail, and the matching layer 20, acoustic lens 30, backing material 40, and coaxial cable 50 that form a normal configuration in the ultrasonic probe 1 will be described. Is omitted.

前記振動子10は、図1の(b)に示すように、主として圧電素子110と、フレキシブルプリント配線板120と、異方性導電性フィルム130とから構成される振動素子100で構成される。   As shown in FIG. 1B, the vibrator 10 includes a vibration element 100 mainly including a piezoelectric element 110, a flexible printed wiring board 120, and an anisotropic conductive film 130.

前記圧電素子110は、超音波の送受信素子として用いられるものである。
この圧電素子110は、図1の(b)、図2に示すように、短冊形状(細長い直方体形状)に分割されたアレイ状をなす圧電体111と、圧電体111の上下面を被覆する電極部112とで構成される。つまり図2に示すように、送信時には、圧電体111の上下面を被覆する電極部112に電圧を印加することで、圧電体111を振動させ、圧電体111の前面111aから超音波を発生させる。また受信時には、圧電体111の前面111aに超音波が当たることによって圧電体111が振動し、電極部112から電気信号が出力される。
The piezoelectric element 110 is used as an ultrasonic transmission / reception element.
As shown in FIGS. 1B and 2, the piezoelectric element 110 includes an array of piezoelectric bodies 111 divided into strips (elongated rectangular parallelepiped shapes) and electrodes that cover the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 111. Part 112. That is, as shown in FIG. 2, at the time of transmission, a voltage is applied to the electrode portions 112 covering the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 111 to vibrate the piezoelectric body 111 and generate ultrasonic waves from the front surface 111a of the piezoelectric body 111. . At the time of reception, the piezoelectric body 111 is vibrated by the ultrasonic wave hitting the front surface 111 a of the piezoelectric body 111, and an electric signal is output from the electrode portion 112.

また図1の(b)、図2に示すように、短冊形状(細長い直方体形状)に分割された圧電体111には、図1の(b)に示すように、それぞれの圧電体111に別個の信号ライン121aが接合されている。このような構成とすることで、入力する電圧の強度や位相を変化させることができると共に、個々の圧電体111毎に振動して発生した電気信号の強度や位相を読み取ることができ、より詳細な医療診断を行うことができる。
なお圧電素子110の厚みは圧電体111の周波数定数によって決まり、5MHzでは240〜300μm、10MHzでは120〜150μmとすることが望ましい。
Further, as shown in FIGS. 1B and 2, the piezoelectric bodies 111 divided into strips (elongated rectangular parallelepiped shapes) are separated into the respective piezoelectric bodies 111 as shown in FIG. 1B. The signal line 121a is joined. With such a configuration, the intensity and phase of the input voltage can be changed, and the intensity and phase of an electric signal generated by vibration for each individual piezoelectric body 111 can be read. Medical diagnosis can be performed.
The thickness of the piezoelectric element 110 is determined by the frequency constant of the piezoelectric body 111, and is preferably 240 to 300 μm at 5 MHz and 120 to 150 μm at 10 MHz.

また圧電体111は、図3の(a)に示すように、エポキシ樹脂111b中に圧電セラミックス111cが林立した構造である複合体で構成されている。このような圧電体111を用いることで、エポキシ樹脂111bがダンパーの役割を果たし、圧電素子110の超音波発生後の自由振動を抑えることでパルス幅を短くすることができる。これにより分解能が向上する。また音響インピーダンスが生体に近い圧電素子とすることができ、音響ロスが減って感度が高くなる。これらにより高精細な振動素子100とすることができる。よって超音波プローブ1を高精度な超音波機器とすることができると共に、鮮明な画像を得ることができる。
なお圧電セラミックス111cとしては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)にニオブを添加した材料を用いることが望ましい。中心周波数を10MHzとする場合は、直径50μm以下、5MHzとする場合は100μm以下とすることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 3A, the piezoelectric body 111 is formed of a composite body having a structure in which a piezoelectric ceramic 111c is erected in an epoxy resin 111b. By using such a piezoelectric body 111, the epoxy resin 111b serves as a damper, and the pulse width can be shortened by suppressing free vibration of the piezoelectric element 110 after generation of ultrasonic waves. This improves the resolution. In addition, a piezoelectric element having an acoustic impedance close to that of a living body can be obtained, and acoustic loss is reduced and sensitivity is increased. Accordingly, a high-definition vibration element 100 can be obtained. Therefore, the ultrasonic probe 1 can be a highly accurate ultrasonic device, and a clear image can be obtained.
As the piezoelectric ceramic 111c, it is desirable to use a material obtained by adding niobium to lead zirconate titanate (PZT). When the center frequency is 10 MHz, the diameter is preferably 50 μm or less, and when 5 MHz, the diameter is preferably 100 μm or less.

また図1の(b)に示すように、圧電体111におけるフレキシブルプリント配線板120との接合部分である電極部112には、圧電体111の長手方向と平行で、線状(細長い溝状)をした凹所111dが一定の間隔で設けられていると共に、凹所電極部112aが被覆されている。
なお凹所111dの深さは20μm、幅は0.2mm、隣接する凹所111d間のピッチは0.5mm、本数は3本とすることが望ましい。また凹所111dの形状は必ずしも線状に限るものではなく、円形や多角形の穴、不連続な直線や曲線等、適宜変更可能である。
Further, as shown in FIG. 1B, the electrode portion 112, which is a joint portion of the piezoelectric body 111 with the flexible printed wiring board 120, is parallel to the longitudinal direction of the piezoelectric body 111 and is linear (elongated groove shape). The recessed portions 111d are provided at regular intervals, and the recessed electrode portions 112a are covered.
It is desirable that the depth of the recess 111d is 20 μm, the width is 0.2 mm, the pitch between the adjacent recesses 111d is 0.5 mm, and the number is three. The shape of the recess 111d is not necessarily limited to a linear shape, and can be changed as appropriate, such as a circular or polygonal hole, a discontinuous straight line, or a curved line.

前記電極部112は、送信時には、圧電体111に電圧を印加し、受信時には圧電体111の振動を電気信号として出力するためのものである。
なお電極部112としてはAu若しくはAgを用いることが望ましい。
The electrode section 112 is for applying a voltage to the piezoelectric body 111 during transmission and outputting vibration of the piezoelectric body 111 as an electrical signal during reception.
Note that it is desirable to use Au or Ag as the electrode portion 112.

前記フレキシブルプリント配線板120は、圧電素子110を実装するための配線体であり、図1の(b)、図2に示すように、プリント配線部121と、電極部122とから構成される。   The flexible printed wiring board 120 is a wiring body on which the piezoelectric element 110 is mounted, and includes a printed wiring part 121 and an electrode part 122 as shown in FIGS.

前記プリント配線部121は、信号ライン121aを備えるもので、ポリイミドフィルムで構成されている。また信号ライン121aは、図1の(b)に示すように、短冊形状(細長い直方体形状)に分割されたアレイ状をなす圧電体111のピッチ毎に対応して形成されている。このような構成とすることで、圧電体111に入力する電圧の強度や位相を変化させることができると共に、個々の圧電体111毎に振動して発生した電気信号の強度や位相を読み取ることができ、より詳細な医療診断を行うことができる。   The printed wiring portion 121 includes a signal line 121a and is made of a polyimide film. Further, as shown in FIG. 1B, the signal line 121a is formed corresponding to each pitch of the piezoelectric elements 111 that form an array divided into strips (elongate rectangular parallelepipeds). With such a configuration, the intensity and phase of the voltage input to the piezoelectric body 111 can be changed, and the intensity and phase of an electric signal generated by vibration for each piezoelectric body 111 can be read. More detailed medical diagnosis.

前記電極部122は、圧電体111の電極部112と接合されることで、送信時には、圧電体111の電極部112に電圧を印加し、受信時には圧電体111の振動を電気信号として図示しない診断機に出力するためのものである。電極部122としてはCuを用いることが望ましい。
このように配線体としてフレキシブルプリント配線板120を用いる構成とすることで、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120間の駆動信号や、受信信号の伝達を良好に行うことができると共に、信号ライン121aを細ピッチなものとすることができる。
The electrode unit 122 is joined to the electrode unit 112 of the piezoelectric body 111 so that a voltage is applied to the electrode unit 112 of the piezoelectric body 111 at the time of transmission, and the vibration of the piezoelectric body 111 is not shown as an electrical signal at the time of reception. It is for output to the machine. It is desirable to use Cu as the electrode part 122.
As described above, by using the flexible printed wiring board 120 as the wiring body, it is possible to satisfactorily transmit the drive signal and the reception signal between the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120, and to transmit the signal line 121a. Can be made fine pitch.

前記異方性導電フィルム130は、圧電体111とフレキシブルプリント配線板120とを電気接合させるためのものである。
この異方性導電フィルム130は、図3の(b)に示すように、フィルム131中に導電粒子132を有している。加熱されることで柔らかくなり、同時に加圧することで圧電体111とフレキシブルプリント配線板120との距離が近付く。このとき、圧電体111とフレキシブルプリント配線板120との間に導電粒子132がかみ込んで導通する。加熱を続けることで、フィルム131が硬化し、圧電体111とフレキシブルプリント配線板120とを接着させる。
なおフィルム131としては、エポキシ樹脂、或いはアクリル樹脂を用いることが望ましく、導電粒子132としては、針状ニッケル粒子を用いることが望ましい。針状ニッケル粒子を用いることで、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120との相互の電極部での接合を低圧力で行うことができると共に、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120との導通を良好なものとすることができる。よって製造効率の良い振動素子100とすることができる。また針状ニッケル粒子のアスペクト比は、5以上であることが望ましい。
ここで「アスペクト比」とは、粒子径に対する長さの比を意味するものである。
The anisotropic conductive film 130 is for electrically joining the piezoelectric body 111 and the flexible printed wiring board 120.
This anisotropic conductive film 130 has conductive particles 132 in a film 131 as shown in FIG. It becomes soft when heated, and the distance between the piezoelectric body 111 and the flexible printed wiring board 120 approaches by applying pressure simultaneously. At this time, the conductive particles 132 are inserted between the piezoelectric body 111 and the flexible printed wiring board 120 to conduct. By continuing the heating, the film 131 is cured, and the piezoelectric body 111 and the flexible printed wiring board 120 are bonded.
Note that an epoxy resin or an acrylic resin is preferably used as the film 131, and needle-like nickel particles are preferably used as the conductive particles 132. By using the acicular nickel particles, the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 can be joined to each other at a low pressure, and the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 are electrically connected. It can be good. Therefore, the vibration element 100 with good manufacturing efficiency can be obtained. The aspect ratio of the acicular nickel particles is preferably 5 or more.
Here, “aspect ratio” means the ratio of length to particle diameter.

次に図2、図4〜図6を参照して、振動素子100の製造方法を簡潔に説明する。
なお振動素子100は、図2に示すように、圧電素子110における電極部112の上下両面にフレキシブルプリント配線板120を接合するものであるが、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120との接合方法は、圧電素子110の上面、下面において同様であることから、以下の説明においては、圧電素子110の上面におけるフレキシブルプリント配線板120との接合のみを説明することとする。
Next, a method for manufacturing the vibration element 100 will be briefly described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the vibration element 100 is for bonding the flexible printed wiring board 120 to the upper and lower surfaces of the electrode portion 112 in the piezoelectric element 110, but the bonding method of the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 is also used. Since the same applies to the upper surface and the lower surface of the piezoelectric element 110, only the bonding with the flexible printed wiring board 120 on the upper surface of the piezoelectric element 110 will be described in the following description.

まず図4の(a)を参照して、圧電体111の上面に電極部112が被覆された圧電素子110を用意する。この圧電素子110には、図4(a)に示すように、凹所電極部112aを備える凹所111dが一定の間隔で形成されている。この凹所電極部112aを備える凹所111dは、図示しない凹所電極部形成工程により、圧電体111におけるフレキシブルプリント配線板120との接合部分に、圧電体111の長手方向と平行且つ同一長さで、線状(細長い溝状)をした凹所111dを形成した後、電極112を被覆することで形成される。
なお電極部112としては、Au若しくはAgを用いることが望ましい。また圧電体111に対する電極部112の被覆方法は、圧電素子に電極部を構成する方法として通常用いられるものであれば如何なる方法であってもよい。
First, referring to FIG. 4A, a piezoelectric element 110 is prepared in which an upper surface of a piezoelectric body 111 is covered with an electrode portion 112. In the piezoelectric element 110, as shown in FIG. 4A, recesses 111d including the recess electrode portions 112a are formed at regular intervals. The recess 111d provided with the recess electrode portion 112a is parallel to the longitudinal direction of the piezoelectric body 111 and has the same length at the joint portion of the piezoelectric body 111 with the flexible printed wiring board 120 by a recess electrode portion forming process (not shown). Then, after forming a linear (long and narrow groove-shaped) recess 111d, the electrode 112 is covered.
Note that Au or Ag is preferably used for the electrode portion 112. The method for coating the electrode part 112 on the piezoelectric body 111 may be any method as long as it is normally used as a method for forming the electrode part in the piezoelectric element.

なお中心周波数が10MHzの振動素子を作製する場合、圧電素子110の長手方向の長さは40mm、短手方向の長さは8mm、厚みは120μm〜150μmとすることが望ましい。また凹所111dの深さは20μm、幅は0.2mm、隣接する凹所111d間のピッチは0.5mm、本数は3本とすることが望ましい。また凹所111dの形状は必ずしも線状に限るものではなく、円形や多角形の穴、不連続な直線や曲線等、適宜変更可能である。   When a vibration element having a center frequency of 10 MHz is manufactured, it is desirable that the length of the piezoelectric element 110 in the longitudinal direction is 40 mm, the length in the short direction is 8 mm, and the thickness is 120 μm to 150 μm. It is desirable that the depth of the recess 111d is 20 μm, the width is 0.2 mm, the pitch between the adjacent recesses 111d is 0.5 mm, and the number is three. The shape of the recess 111d is not necessarily limited to a linear shape, and can be changed as appropriate, such as a circular or polygonal hole, a discontinuous straight line, or a curved line.

そして図4の(b)に示すように、異方性導電フィルム130を電極部122に貼り付けたフレキシブルプリント配線板120を用意する。フレキシブルプリント配線板120と異方性導電フィルム130との貼り付けは、図示しない異方性導電フィルム貼り付け工程において異方性導電フィルム130を70℃に加熱することで行う。
また異方性導電フィルム130の長手方向の長さは40mm、短手方向の長さは1.2mmとすることが望ましい。つまり軟化した状態において、3本の凹所111dを密封できるだけの大きさであることが望ましい。
And the flexible printed wiring board 120 which affixed the anisotropic conductive film 130 on the electrode part 122 is prepared as shown in FIG.4 (b). The flexible printed wiring board 120 and the anisotropic conductive film 130 are attached by heating the anisotropic conductive film 130 to 70 ° C. in an anisotropic conductive film attaching process (not shown).
The length of the anisotropic conductive film 130 in the longitudinal direction is preferably 40 mm and the length in the short direction is 1.2 mm. In other words, in a softened state, it is desirable that the size is large enough to seal the three recesses 111d.

またフレキシブルプリント配線板120は、図4の(b)に示すように、プリント配線部121における異方性導電フィルム130との接合面に電極部122を被覆することで形成されている。電極部122としてはCuを用いることが望ましい。またプリント配線部121に対する電極部122の被覆方法は、フレキシブルプリント配線板に電極部を構成する方法として通常用いられるものであれば如何なる方法であってもよい。   Moreover, the flexible printed wiring board 120 is formed by coating the electrode part 122 on the joint surface with the anisotropic conductive film 130 in the printed wiring part 121 as shown in FIG. It is desirable to use Cu as the electrode part 122. Further, the method of covering the printed wiring part 121 with the electrode part 122 may be any method as long as it is normally used as a method for forming the electrode part on the flexible printed wiring board.

そして図5の(a)に示すように、異方性導電フィルム介在工程において、圧電素子110の凹所電極部112aと、フレキシブルプリント配線板120の電極部122との間に異方性導電フィルム130を介在させた状態で、ゴムシート200と、ヒートツール300を用意する。ゴムシート200としては、シリコンゴムシートを用いることが望ましい。   5A, the anisotropic conductive film is interposed between the recess electrode portion 112a of the piezoelectric element 110 and the electrode portion 122 of the flexible printed wiring board 120 in the anisotropic conductive film intervening step. A rubber sheet 200 and a heat tool 300 are prepared with 130 interposed. As the rubber sheet 200, it is desirable to use a silicon rubber sheet.

そして図5の(b)に示すように、加熱加圧工程において、圧電素子110の凹所電極部112aと、フレキシブルプリント配線板120の電極部122との間に異方性導電フィルム130を介在させた状態で、ゴムシート200を介してヒートツール300を260℃に設定し、異方性導電フィルム130を加熱する。このとき、異方性導電フィルム130の実温度は180℃であった。そして異方性導電フィルム130を軟化させた状態で、ヒートツール300の荷重を80Nに設定し、圧電素子110と、フレキシブルプリント配線板120と、異方性導電フィルム130とを加熱させながら加圧する。これにより、異方性導電フィルム130によって圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120とを電気的且つ機械的に接続することができる。   5B, an anisotropic conductive film 130 is interposed between the recessed electrode portion 112a of the piezoelectric element 110 and the electrode portion 122 of the flexible printed wiring board 120 in the heating and pressing step. In this state, the heat tool 300 is set to 260 ° C. through the rubber sheet 200, and the anisotropic conductive film 130 is heated. At this time, the actual temperature of the anisotropic conductive film 130 was 180 ° C. Then, with the anisotropic conductive film 130 softened, the load of the heat tool 300 is set to 80 N, and the piezoelectric element 110, the flexible printed wiring board 120, and the anisotropic conductive film 130 are pressurized while being heated. . Thereby, the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 can be electrically and mechanically connected by the anisotropic conductive film 130.

以上の工程を経て、図6に示すように、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120とが相互の電極部112、122で接合されると共に、凹所電極部112aとフレキシブルプリント配線板120の電極部122との接着が完成される。そして図示しないダイシングソーやカッティングソー等の切断機械を用いて圧電素子110及びフレキシブルプリント配線板120が短冊形状(細長い直方体形状)に分割されることで、振動素子100が製造される。   Through the above steps, as shown in FIG. 6, the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 are joined by the mutual electrode portions 112 and 122, and the recessed electrode portion 112 a and the electrode of the flexible printed wiring board 120 are joined. Adhesion with the portion 122 is completed. Then, the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 are divided into strips (elongated rectangular parallelepiped shape) using a cutting machine such as a dicing saw or a cutting saw (not shown), whereby the vibration element 100 is manufactured.

上記の製造方法を用いて振動素子100を製造することで、以下の効果を得ることができる。
まず圧電体111の凹所111dとフレキシブルプリント配線板120との間に異方性導電フィルム130を介在させた状態で圧電素子110と、フレキシブルプリント配線板120とを加熱させながら加圧することで、異方性導電フィルム130が溶融して圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120との距離が近くなり、導電粒子132を介して導通させることができる。また加熱を所定の時間続けることで、異方性導電フィルム130は硬化し、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120とを機械的に接着させる。このとき、凹所111dがあるため、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120との接続に寄与する以外の溶融フィルムは凹所111dに入り、所定の範囲を超えて流出することがない。また凹所111dに入った異方性導電フィルム130が硬化して接着強度を保つことができる。
By manufacturing the vibration element 100 using the above manufacturing method, the following effects can be obtained.
First, by applying pressure while heating the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 with the anisotropic conductive film 130 interposed between the recess 111d of the piezoelectric body 111 and the flexible printed wiring board 120, The anisotropic conductive film 130 is melted and the distance between the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 is reduced, and the conductive film 132 can be conducted. Further, by continuing the heating for a predetermined time, the anisotropic conductive film 130 is cured, and the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 are mechanically bonded. At this time, since there is the recess 111d, the molten film other than that contributing to the connection between the piezoelectric element 110 and the flexible printed wiring board 120 enters the recess 111d and does not flow out beyond the predetermined range. Further, the anisotropic conductive film 130 entering the recess 111d can be cured to maintain the adhesive strength.

また図4に示すように、凹所111dは圧電体111の長手方向と平行且つ同一長さで、線状(細長い溝状)をした形状であり、異方性導電フィルム130の大きさは既述したように、軟化した状態において、3本の凹所111dを完全に密封できるだけの大きさである。よって加熱加圧工程において、3本の凹所111dに空気がかみ込むことを確実に防止することができる。   In addition, as shown in FIG. 4, the recess 111d has a shape that is parallel to the longitudinal direction of the piezoelectric body 111, has the same length, and has a linear shape (a long and narrow groove shape). As described above, the size is large enough to completely seal the three recesses 111d in the softened state. Therefore, in the heating and pressurizing step, it is possible to reliably prevent air from being caught in the three recesses 111d.

また既述したように、圧電体111は、エポキシ樹脂111b中に圧電セラミックス111cが林立した構造である複合体で構成されている。よってエポキシ樹脂111bの耐熱温度は200度以下であるところ、加熱加圧工程における加熱温度を180℃とすることで、圧電体111がエポキシ樹脂111bと圧電セラミックス111cとで構成される複合体である場合でも、圧電素子110とフレキシブルプリント配線板120との相互の電極部での接続を容易且つ確実に行うことができる。   As described above, the piezoelectric body 111 is composed of a composite body having a structure in which the piezoelectric ceramic 111c is erected in the epoxy resin 111b. Therefore, when the heat resistance temperature of the epoxy resin 111b is 200 degrees or less, the piezoelectric body 111 is a composite composed of the epoxy resin 111b and the piezoelectric ceramic 111c by setting the heating temperature in the heating and pressurizing step to 180 ° C. Even in this case, the connection between the piezoelectric elements 110 and the flexible printed wiring board 120 at the mutual electrode portions can be easily and reliably performed.

また異方性導電フィルム130を用いることで、加熱加圧工程において、異方性導電フィルム130が圧電体111の裏面に回り込んだ場合でも、導通することを確実に防止することができる。これは異方性導電フィルム130では、圧力がかかった場所でしか電気的な導通がとれないためである。そのため厚さが薄い圧電素子110にフレキシブルプリント配線板120をつけることが容易である。   In addition, by using the anisotropic conductive film 130, it is possible to reliably prevent conduction even when the anisotropic conductive film 130 wraps around the back surface of the piezoelectric body 111 in the heating and pressurizing step. This is because the anisotropic conductive film 130 can be electrically connected only at a place where pressure is applied. Therefore, it is easy to attach the flexible printed wiring board 120 to the piezoelectric element 110 having a small thickness.

またゴムシート200を介した状態で圧電素子110と、フレキシブルプリント配線板120と、異方性導電フィルム130とを加熱させながら加圧することで、加熱加圧工程における圧電素子110のたわみを防止することができる。   Further, the piezoelectric element 110, the flexible printed wiring board 120, and the anisotropic conductive film 130 are pressed while being heated via the rubber sheet 200, thereby preventing the piezoelectric element 110 from being bent in the heating and pressing step. be able to.

なお本実施形態においては、圧電素子110におけるフレキシブルプリント配線板120との接合部分は、エポキシ樹脂111bと圧電セラミックス111cとで構成される複合体である構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、適宜変更可能である。
例えば図7に示すように、圧電素子110におけるフレキシブルプリント配線板120との接合部分を圧電セラミックス111cのみで形成する構成とすることができる。このような構成とすることで、加熱加圧工程において、圧電素子110に熱や圧力を負荷した場合でも十分な耐久性を有する圧電素子110とすることができる。また圧電素子110におけるフレキシブルプリント配線板120との接合部分を薄肉なものとすることができ、異方性導電フィルム130への加圧を一段と容易且つ確実に行うことができる。よって製造効率の良い振動素子100とすることができる。
In the present embodiment, the joint portion of the piezoelectric element 110 with the flexible printed wiring board 120 is a composite composed of the epoxy resin 111b and the piezoelectric ceramic 111c, but is not necessarily limited to such a configuration. It is not a thing and it can change suitably.
For example, as shown in FIG. 7, it can be set as the structure which forms the junction part with the flexible printed wiring board 120 in the piezoelectric element 110 only with the piezoelectric ceramic 111c. With such a configuration, the piezoelectric element 110 having sufficient durability can be obtained even when heat or pressure is applied to the piezoelectric element 110 in the heating and pressing step. In addition, the joining portion of the piezoelectric element 110 with the flexible printed wiring board 120 can be made thin, and the pressure applied to the anisotropic conductive film 130 can be performed more easily and reliably. Therefore, the vibration element 100 with good manufacturing efficiency can be obtained.

また本実施形態においては、配線体としてフレキシブルプリント配線板120を用いる構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。例えばフラットケーブルを用いることができる。
また本実施形態においては、振動素子100を医療用の超音波機器に用いる構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、圧電素子を有する振動素子を備える超音波機器であれば如何なるものに用いてもよい。例えば超音波探傷装置や非破壊検査機器に用いることができる。
In the present embodiment, the flexible printed wiring board 120 is used as the wiring body. However, the configuration is not necessarily limited thereto. For example, a flat cable can be used.
In the present embodiment, the vibration element 100 is used in a medical ultrasonic device. However, the present invention is not necessarily limited to such a configuration, and any ultrasonic device including a vibration element having a piezoelectric element may be used. It may be used for things. For example, it can be used for ultrasonic flaw detectors and non-destructive inspection equipment.

本発明は圧電素子を有する振動素子を備える超音波機器に利用することができる。   The present invention can be used for an ultrasonic device including a vibration element having a piezoelectric element.

1 超音波プローブ
10 振動子
20 整合層
30 音響レンズ
40 バッキング材
50 同軸ケーブル
100 振動素子
110 圧電素子
111 圧電体
111a 前面
111b エポキシ樹脂
111c 圧電セラミックス
111d 凹所
112 電極部
112a 凹所電極部
120 フレキシブルプリント配線板
121 プリント配線部
121a 信号ライン
122 電極部
130 異方性導電フィルム
131 フィルム
132 導電粒子
200 ゴムシート
300 ヒートツール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 10 Vibrator 20 Matching layer 30 Acoustic lens 40 Backing material 50 Coaxial cable 100 Vibration element 110 Piezoelectric element 111 Piezoelectric body 111a Front surface 111b Epoxy resin 111c Piezoelectric ceramic 111d Recess 112 Electrode part 112a Recessed electrode part 120 Flexible print Wiring board 121 Printed wiring part 121a Signal line 122 Electrode part 130 Anisotropic conductive film 131 Film 132 Conductive particle 200 Rubber sheet 300 Heat tool

Claims (8)

圧電素子と、配線体とを、相互の電極部で接合してある振動素子であって、前記圧電素子と前記配線体の相互の電極部間での接合を異方性導電フィルムを介して接合させてあると共に、前記圧電素子の電極部には、異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を設けてあることを特徴とする振動素子。   A vibration element in which a piezoelectric element and a wiring body are joined at mutual electrode portions, and the joining between the mutual electrode portions of the piezoelectric element and the wiring body is joined via an anisotropic conductive film. And a recess for allowing the anisotropic conductive film to enter the electrode portion of the piezoelectric element. 前記凹所は、線状であることを特徴とする請求項1に記載の振動素子。   The vibrating element according to claim 1, wherein the recess is linear. 前記配線体は、フレキシブルプリント配線板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動素子。   The vibrating element according to claim 1, wherein the wiring body is a flexible printed wiring board. 前記圧電素子は、セラミックスと樹脂との複合体で形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の振動素子。   The vibration element according to claim 1, wherein the piezoelectric element is formed of a composite of ceramics and resin. 前記圧電素子における配線体との接続部分は、セラミックスのみで形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の振動素子。   5. The vibration element according to claim 1, wherein a connection portion of the piezoelectric element with the wiring body is formed only of ceramics. 前記異方性導電フィルムは、針状の導電粒子で構成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の振動素子。   The vibrating element according to claim 1, wherein the anisotropic conductive film is composed of acicular conductive particles. 振動子が、請求項1〜6の何れか1項に記載の振動素子で構成されていることを特徴とする超音波機器。   An ultrasonic device, wherein the vibrator is configured by the vibration element according to any one of claims 1 to 6. 圧電素子と、配線体とを、相互の電極部で接合させるようにした振動素子の製造方法であって、前記圧電素子に異方性導電フィルムの侵入を許容する凹所を形成した電極部を形成する凹所電極部形成工程と、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させる異方性導電フィルム介在工程と、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との間に異方性導電フィルムを介在させた状態で加熱させながら加圧することで、前記圧電素子と、前記配線体とを接合させると共に、軟化させた異方性導電フィルムを前記凹所に侵入させることで、前記圧電素子の凹所電極部と、前記配線体の電極部との電気接合を完成する加熱加圧工程とを有することを特徴とする振動素子の製造方法。   A method of manufacturing a vibration element in which a piezoelectric element and a wiring body are bonded to each other by an electrode part, wherein an electrode part in which a recess allowing an anisotropic conductive film to penetrate is formed in the piezoelectric element. A recess electrode portion forming step to be formed; an anisotropic conductive film interposing step of interposing an anisotropic conductive film between the recess electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body; and the piezoelectric element By applying pressure while heating an anisotropic conductive film between the recessed electrode part and the electrode part of the wiring body, the piezoelectric element and the wiring body are joined, And a heating and pressing step of completing electrical bonding between the recessed electrode portion of the piezoelectric element and the electrode portion of the wiring body by allowing the softened anisotropic conductive film to enter the recessed portion. A method for manufacturing a vibrating element.
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