JP5905192B2 - Manufacturing method of ultrasonic probe - Google Patents

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本発明は、超音波探触子の製造方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe manufacturing method .

被検体に超音波を照射し、その反射エコーを画像化する超音波診断装置においては、超音波の送受信を行なう超音波探触子が超音波診断装置本体と接続されている。一般に超音波探触子は、圧電体層と、この圧電体に対して超音波照射側に配置される音響整合層と、圧電体層に対して超音波照射側とは反対側に配置されるバッキング材層と、このバッキング材と圧電体の間に挟まれて、この圧電体の電極に接続されるフレキシブルプリント基板とを備えている。   In an ultrasonic diagnostic apparatus that irradiates a subject with ultrasonic waves and images reflected echoes thereof, an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves is connected to the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus. In general, an ultrasonic probe is disposed on a piezoelectric layer, an acoustic matching layer disposed on the ultrasonic irradiation side with respect to the piezoelectric body, and on an opposite side to the ultrasonic irradiation side with respect to the piezoelectric layer. A backing material layer and a flexible printed circuit board sandwiched between the backing material and the piezoelectric body and connected to the electrodes of the piezoelectric body are provided.

圧電体としては、電気機械結合係数が大きく、また送信回路とのマッチングの取りやすい誘電率の大きい材料として、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電セラミックが使用されてきた。これに対して近年、従来のPZTに比較して、高い電気機械結合係数を有するマグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体(PMN−PT)圧電単結晶が開発されて、これを圧電体として利用することにより、超音波探触子の高感度化を期待する技術が開示されている(特許文献1参照)。   As a piezoelectric material, a piezoelectric ceramic such as PZT (lead zirconate titanate) has been used as a material having a large electromechanical coupling coefficient and a large dielectric constant that can be easily matched with a transmission circuit. On the other hand, in recent years, a magnesium niobate / lead titanate solid solution (PMN-PT) piezoelectric single crystal having a higher electromechanical coupling coefficient than conventional PZT has been developed and used as a piezoelectric body. Accordingly, a technique for expecting high sensitivity of an ultrasonic probe is disclosed (see Patent Document 1).

従来は、超音波探触子の圧電体として、単結晶又は一軸配向結晶の圧電体の両面に電極を形成させていることを特徴としていた。しかし、単結晶材は破壊靱性が低く脆いため、ダイシング加工などによってアレイ状に形成する際に、チッピングが発生するなどの切削加工不良が生じやすいことが問題となっている(特許文献2参照)。   Conventionally, as a piezoelectric body of an ultrasonic probe, electrodes are formed on both surfaces of a piezoelectric body of a single crystal or a uniaxially oriented crystal. However, since the single crystal material has a low fracture toughness and is brittle, there is a problem that a cutting defect such as chipping is likely to occur when forming an array by dicing or the like (see Patent Document 2). .

図1に示すように、従来の単結晶圧電体を用いた超音波探触子の断面構造は、単結晶圧電体1の両面に電極5及び6が形成されており、単結晶圧電体1の上面には音響整合層2が形成され、単結晶圧電体1と音響整合層がアレイ状に加工されている。アレイ加工の素子ピッチは0.1mmから0.3mm程度である。   As shown in FIG. 1, the cross-sectional structure of an ultrasonic probe using a conventional single crystal piezoelectric body has electrodes 5 and 6 formed on both sides of the single crystal piezoelectric body 1. An acoustic matching layer 2 is formed on the upper surface, and the single crystal piezoelectric body 1 and the acoustic matching layer are processed into an array. The element pitch for array processing is about 0.1 mm to 0.3 mm.

音響整合層2は、超音波の伝搬を効率よくするために複数層設けてもよい。音響整合層2上面には、被検体に効率良く超音波を入射させる音響レンズ3を設け、音響レンズ3を通して超音波の送受信を行う。また単結晶圧電体1の下面にはバッキング層4が設けられている。単結晶圧電体1の両面には、グランド(GND)取り出しのための電極5及び信号取り出しのための電極6が形成されており、フレキシブルプリント基板(FPC)7を介してケーブルに接続され、診断装置本体に繋がる(図省略)。   A plurality of acoustic matching layers 2 may be provided in order to efficiently propagate ultrasonic waves. On the upper surface of the acoustic matching layer 2, an acoustic lens 3 that efficiently enters ultrasonic waves into a subject is provided, and ultrasonic waves are transmitted and received through the acoustic lens 3. A backing layer 4 is provided on the lower surface of the single crystal piezoelectric body 1. Electrodes 5 for taking out ground (GND) and electrodes 6 for taking out signals are formed on both surfaces of the single crystal piezoelectric body 1 and are connected to a cable via a flexible printed circuit board (FPC) 7 for diagnosis. Connected to the device body (not shown).

図1の構造において、フレキシブルプリント基板(FPC)7は、当該FPCの導電層を圧電素子の面積分に拡張して前記圧電素子と全面に渡ってエポキシ系接着剤等で接着されている。また、前記導電層としては、一般に金属銅(Cu)が用いられている。   In the structure of FIG. 1, a flexible printed circuit board (FPC) 7 is bonded to the piezoelectric element over the entire surface with an epoxy adhesive or the like by expanding the conductive layer of the FPC to the area of the piezoelectric element. Further, as the conductive layer, metal copper (Cu) is generally used.

アレイ構造は、以下の説明の通りに作製される。   The array structure is fabricated as described below.

一体形状の単結晶圧電体1に電極5及び6を形成する。順に、バッキング層4にレキシブルプリント基板(FPC)7及び単結晶圧電体1を接着し、音響整合層2を接着した後に、ダイシングソーを用いて、整合層側から切断する。その後、音響整合層2上に音響レンズ3を形成して完成となる。   Electrodes 5 and 6 are formed on the single crystal piezoelectric body 1 having an integral shape. In order, after attaching the flexible printed circuit board (FPC) 7 and the single crystal piezoelectric body 1 to the backing layer 4 and attaching the acoustic matching layer 2, the substrate is cut from the matching layer side using a dicing saw. Thereafter, the acoustic lens 3 is formed on the acoustic matching layer 2 to complete.

ところで、前記製造方法で作製された超音波探触子において、機械強度の弱い単結晶圧電体はダイシングによりチッピングやクラックが発生しやすく、単結晶自体に電極を形成した場合には、チッピングにより電極がはがれ、導通がとれなく恐れがある。また、アレイ状に加工した圧電素子の電極面積をも減少させるため、特性劣化を引き起こす要因にもなる。   By the way, in the ultrasonic probe manufactured by the above manufacturing method, the single crystal piezoelectric body having low mechanical strength is likely to be chipped and cracked by dicing. When the electrode is formed on the single crystal itself, the electrode is formed by chipping. There is a risk of peeling and continuity. In addition, since the electrode area of the piezoelectric element processed into an array is also reduced, it becomes a factor causing characteristic deterioration.

特開平7−50898号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-50898 特開2002−34098号公報JP 2002-34098 A

本発明は、上記問題にかんがみてなされたものであり、その解決課題は、アレイ形状の切削(ダイシング加工)の際、圧電体である単結晶等がチッピングを起こしても、電極の剥離による導通不良の恐れはなく、確実な導通が確保でき、かつ製造工程の歩留まりの高い超音波探触子製造方法を提供することである The present invention has been made in view of the above problems, and its solution is to conduct electricity by peeling the electrodes even when single-crystal piezoelectric elements cause chipping during array-shaped cutting (dicing). It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an ultrasonic probe that can ensure reliable conduction without causing a defect and that has a high manufacturing process yield .

本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。   The above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.

1.単結晶又は一軸配向結晶である圧電体と音響整合層とが電極を介して積層された超音波探触子の製造方法であって、前記音響整合層の表面のみに蒸着法又はスパッタ法によって前記電極を形成する工程と、前記電極が形成された前記音響整合層と前記圧電体とを、前記電極を介して接着する工程と、を含む超音波探触子超音波探触子の製造方法。
2.前記圧電体の被検体が位置する側の面と対向する面に完全反射層を設けることを特徴とする前記第1項に記載の超音波探触子の製造方法。
1. A method of manufacturing an ultrasonic probe in which a piezoelectric body that is a single crystal or a uniaxially oriented crystal and an acoustic matching layer are laminated via electrodes, the deposition method or the sputtering method only on the surface of the acoustic matching layer. A method of manufacturing an ultrasonic probe, comprising: forming an electrode; and bonding the acoustic matching layer on which the electrode is formed and the piezoelectric body via the electrode.
2. 2. The method of manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, wherein a complete reflection layer is provided on a surface of the piezoelectric body that faces the surface on which the subject is located.

.前記電極の厚さが、前記圧電体の厚さの0.01〜1%の範囲内である前記第1項又は第2項に記載の超音波探触子の製造方法。 3 . 3. The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1 or 2 , wherein the thickness of the electrode is within a range of 0.01 to 1% of the thickness of the piezoelectric body.

.前記圧電体と前記音響整合層とを接着する接着層の厚さが、当該圧電体の厚さの0.01〜5%の範囲内である前記第1項から第3項のいずれか一項に記載の超音波探触子の製造方法。 4 . The thickness of the contact bonding layer which adhere | attaches the said piezoelectric material and the said acoustic matching layer is in the range of 0.01 to 5% of the thickness of the said piezoelectric material , Any one of the said 1st to 3rd items. A method for producing the ultrasonic probe according to 1.

本発明の上記手段により、アレイ形状の切削(ダイシング加工)の際、圧電体である単結晶等がチッピングを起こしても、電極の剥離による導通不良の恐れはなく、確実な導通が確保でき、かつ製造工程の歩留まりの高い超音波探触子製造方法を提供することができる By means of the above-mentioned means of the present invention, even when a single crystal or the like that is a piezoelectric body causes chipping during array-shaped cutting (dicing), there is no fear of conduction failure due to electrode peeling, and reliable conduction can be ensured, And the manufacturing method of an ultrasonic probe with a high yield of a manufacturing process can be provided .

超音波探触子の構成例を示す概要図Schematic diagram showing a configuration example of an ultrasound probe 超音波探触子の構成例を示す概要図Schematic diagram showing a configuration example of an ultrasound probe 圧電体に隣接する層又は部材に電極が設けられている態様例Example in which electrode is provided on layer or member adjacent to piezoelectric body 圧電体に隣接する層又は部材に電極が設けられている態様例Example in which electrode is provided on layer or member adjacent to piezoelectric body X線回折により得られるパターンを説明する図:(A)は<100>単結晶の場合のパターン、(B)は<100>一軸配向結晶の場合のパターンThe figure explaining the pattern obtained by X-ray diffraction: (A) is a pattern in the case of <100> single crystal, (B) is a pattern in the case of <100> uniaxially oriented crystal 超音波医用画像診断装置の外観構成を示す概要図Schematic diagram showing the external configuration of an ultrasonic medical diagnostic imaging apparatus 超音波医用画像診断装置の電気的な構成を示すブロック図Block diagram showing the electrical configuration of the ultrasonic medical diagnostic imaging apparatus GND取り出し用フレキシブルプリント基板の構成(ケーブルと接続する部分は省略)を示す概念図Schematic diagram showing the configuration of the GND printed flexible printed circuit board (the part connected to the cable is omitted) 圧電体に隣接する層又は部材に電極が設けられている態様例Example in which electrode is provided on layer or member adjacent to piezoelectric body

本発明の超音波探触子は、音響レンズ、音響整合層、超音波振動子、及びバッキング層が、この順に、接着し積層されて成る超音波探触子であって、当該超音波振動子を構成する圧電体が単結晶又は一軸配向結晶であり、かつ当該圧電体に隣接する層又は部材のみに電極が設けられていることを特徴とする。この特徴は請求項1から請求項5までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。   The ultrasonic probe of the present invention is an ultrasonic probe in which an acoustic lens, an acoustic matching layer, an ultrasonic transducer, and a backing layer are bonded and laminated in this order, and the ultrasonic transducer The piezoelectric body constituting the substrate is a single crystal or a uniaxially oriented crystal, and an electrode is provided only on a layer or member adjacent to the piezoelectric body. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 5.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記圧電体に隣接する層又は部材に設けられた電極の厚さが、当該圧電体の厚さの0.01〜1%の範囲内であることが好ましい。また、当該圧電体と隣接する層又は部材とを接着する接着層の厚さが、当該圧電体の厚さの0.01〜5%の範囲内であることが好ましい。   As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, the thickness of the electrode provided on the layer or member adjacent to the piezoelectric body is 0.01 to 1% of the thickness of the piezoelectric body. It is preferable to be within the range. Moreover, it is preferable that the thickness of the adhesive layer which adhere | attaches the layer or member which adjoins the said piezoelectric material exists in the range of 0.01-5% of the thickness of the said piezoelectric material.

さらに、音響レンズ、音響整合層、超音波振動子、及びバッキング層が、この順に、接着し積層されて成り、かつ当該超音波振動子を構成する圧電体が単結晶又は一軸配向結晶である超音波探触子の製造方法としては、当該圧電体に隣接する層又は部材のみに電極を設ける態様の製造方法であることを要する。   Furthermore, an acoustic lens, an acoustic matching layer, an ultrasonic transducer, and a backing layer are bonded and laminated in this order, and the piezoelectric body constituting the ultrasonic transducer is a single crystal or a uniaxially oriented crystal. The manufacturing method of the acoustic probe needs to be a manufacturing method in which an electrode is provided only on a layer or member adjacent to the piezoelectric body.

本発明の超音波探触子は、超音波医用画像診断装置に好適に用いることができる。   The ultrasonic probe of the present invention can be suitably used for an ultrasonic medical image diagnostic apparatus.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

(超音波探触子の概要)
本発明の超音波探触子は、超音波画像診断装置等の主要構成部品であって、超音波を発生するとともに、超音波ビームを送受信する機能を有するものである。当該超音波探触子の内部の構成は、種々の態様を採り得るが、基本的構成としては、音響レンズ、音響整合層、超音波振動子、及びバッキング層が、この順に、接着され積層されて成る超音波探触子であって、当該超音波振動子を構成する圧電体が単結晶又は一軸配向結晶であり、かつ当該圧電体に隣接する層又は部材に電極が設けられていることを特徴とする。
(Outline of ultrasonic probe)
The ultrasonic probe according to the present invention is a main component of an ultrasonic diagnostic imaging apparatus and the like, and has a function of generating ultrasonic waves and transmitting / receiving ultrasonic beams. The internal configuration of the ultrasonic probe can take various forms. As a basic configuration, an acoustic lens, an acoustic matching layer, an ultrasonic transducer, and a backing layer are bonded and laminated in this order. The piezoelectric body constituting the ultrasonic transducer is a single crystal or a uniaxially oriented crystal, and an electrode is provided on a layer or member adjacent to the piezoelectric body. Features.

なお、好ましい実施態様としては、先端(被検体である生体に接する面)部分から「音響レンズ」、「音響整合層」、「GND引き出しフレキシブルプリント基板」、「圧電体」、「電極を備えた信号引き出しフレキシブルプリント基板」、「バッキング層」という順に並置された態様の構成を採り得る(図1及び図2参照)。   As a preferred embodiment, the “acoustic lens”, “acoustic matching layer”, “GND pull-out flexible printed circuit board”, “piezoelectric body”, “electrode” are provided from the tip (surface contacting the living body as the subject). It is possible to adopt a configuration of a mode in which signals are drawn in the order of “signal extraction flexible printed circuit board” and “backing layer” (see FIGS. 1 and 2).

なお、本願において、「圧電体に隣接する層又は部材」とは、音響整合層、バッキング層、完全反射層(「デマッチング層」ともいう。)、フレキシブルプリント基板等をいう。   In the present application, the “layer or member adjacent to the piezoelectric body” refers to an acoustic matching layer, a backing layer, a complete reflection layer (also referred to as “dematching layer”), a flexible printed circuit board, and the like.

従って、当該圧電体に隣接する層又は部材に電極が設けられている態様としては、種々の態様を採り得るが、例えば、図2〜図4に示す態様を採用することが好ましい。なお、当該図において、各層間にある接着層は一部のみ図示し、他の接着層の図示を省略した。   Accordingly, various modes can be adopted as the mode in which the electrode is provided on the layer or member adjacent to the piezoelectric body. For example, it is preferable to adopt the mode shown in FIGS. In the figure, only a part of the adhesive layer between the layers is shown, and the other adhesive layers are not shown.

(音響レンズ)
本発明に係る音響レンズは、屈折を利用して超音波ビームを集束し分解能を向上するために配置されている。すなわち、音響レンズは、超音波探触子の被検体と接する側に設けられ、圧電体で発生された超音波を、被検体に効率良く入射させる。音響レンズは、被検体と接する部分で凸型のレンズ形状を有し、被検体に入射される超音波を、撮像断面と直交する厚さ方向で収束させる。
(Acoustic lens)
The acoustic lens according to the present invention is arranged to focus an ultrasonic beam using refraction and improve resolution. That is, the acoustic lens is provided on the side of the ultrasonic probe that comes into contact with the subject, and the ultrasonic wave generated by the piezoelectric body is efficiently incident on the subject. The acoustic lens has a convex lens shape in contact with the subject, and converges the ultrasonic wave incident on the subject in the thickness direction perpendicular to the imaging section.

音響レンズは、概ね被検体及び音響整合層の中間の音響インピーダンスを有する軟質の材料により形成される。   The acoustic lens is generally formed of a soft material having an acoustic impedance intermediate between the subject and the acoustic matching layer.

音響レンズを構成する素材としては、従来公知のシリコーンゴム、フッ素シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のホモポリマー、エチレンとプロピレンとを共重合させてなるエチレン−プロピレン共重合体ゴム等の共重合体ゴム等を用いることができる。これらのうち、シリコーン系ゴムを用いることが好ましい。   The material constituting the acoustic lens includes conventionally known homopolymers such as silicone rubber, fluorosilicone rubber, polyurethane rubber and epichlorohydrin rubber, and copolymers such as ethylene-propylene copolymer rubber obtained by copolymerizing ethylene and propylene. A combined rubber or the like can be used. Of these, it is preferable to use silicone rubber.

本発明に使用されるシリコーン系ゴムとしては、シリコーンゴム、フッ素シリコーンゴム等が挙げられる。就中、レンズ材の特性上、シリコーンゴムを使用することが好ましい。シリコーンゴムとは、Si−O結合からなる分子骨格を有し、そのSi原子に複数の有機基が主結合したオルガノポリシロキサンをいい、通常は、その主成分はメチルポリシロキサンで、全体の有機基のうち90%以上はメチル基である。メチル基に代えて水素原子、フェニル基、ビニル基、アリル基等を導入したものも使用することができる。当該シリコーンゴムは、例えば、高重合度のオルガノポリシロキサンに過酸化ベンゾイルなどの硬化剤(加硫剤)を混練し、加熱加硫し硬化させることにより得ることができる。必要に応じてシリカ、ナイロン粉末等の有機又は無機充填剤、硫黄、酸化亜鉛等の加硫助剤等を添加してもよい。   Examples of the silicone rubber used in the present invention include silicone rubber and fluorine silicone rubber. In particular, it is preferable to use silicone rubber because of the characteristics of the lens material. Silicone rubber is an organopolysiloxane having a molecular skeleton composed of Si—O bonds, and having a plurality of organic groups mainly bonded to the Si atoms. Usually, the main component is methylpolysiloxane, and the entire organic group is organic. 90% or more of the groups are methyl groups. A material in which a hydrogen atom, a phenyl group, a vinyl group, an allyl group or the like is introduced instead of the methyl group can also be used. The silicone rubber can be obtained, for example, by kneading a curing agent (vulcanizing agent) such as benzoyl peroxide with organopolysiloxane having a high degree of polymerization, followed by heat vulcanization and curing. If necessary, organic or inorganic fillers such as silica and nylon powder, and vulcanization aids such as sulfur and zinc oxide may be added.

本発明に使用されるブタジエン系ゴムとしては、ブタジエン単独又はブタジエンを主体としこれに少量のスチロール又はアクリロニトリルが共重合した共重合ゴム等が挙げられる。就中、レンズ材の特性上、ブタジエンゴムを使用することが好ましい。ブタジエンゴムとは、共役二重結合を有するブタジエンの重合により得られる合成ゴムをいう。ブタジエンゴムは、共役二重結合を有するブタジエン単独が1.4又は1.2重合することにより得ることができる。ブタジエンゴムは、硫黄等により加硫させたものが使用できる。   Examples of the butadiene rubber used in the present invention include butadiene alone or a copolymer rubber mainly composed of butadiene and copolymerized with a small amount of styrene or acrylonitrile. In particular, it is preferable to use butadiene rubber because of the characteristics of the lens material. The butadiene rubber refers to a synthetic rubber obtained by polymerization of butadiene having a conjugated double bond. Butadiene rubber can be obtained by 1.4 or 1.2 polymerization of butadiene alone having a conjugated double bond. A butadiene rubber vulcanized with sulfur or the like can be used.

本発明に係る音響レンズにおいては、シリコーン系ゴムとブタジエン系ゴムとを混合し加硫硬化させることにより得ることができる。例えば、シリコーンゴムとブタジエンゴムとを適宜割合で、混練ロールにより、混合し、過酸化ベンゾイルなどの加硫剤を添加し、加熱加硫し架橋(硬化)させることにより得ることができる。その際に、加硫助剤として、酸化亜鉛を添加することが好ましい。酸化亜鉛は、レンズ特性を落とさずに、加硫促進を促し、加硫時間を短縮できる。他に、着色剤や音響レンズの特性を損なわない範囲内で他の添加剤を添加してもよい。シリコーン系ゴムとブタジエン系ゴムとの混合割合は、その音響インピーダンスが人体に近似しているとともに、その音速が人体より小さく、減衰が少ないものを得るには、通常、1:1が好ましいが、当該混合割合は適宜変更可能である。   The acoustic lens according to the present invention can be obtained by mixing and curing and curing silicone rubber and butadiene rubber. For example, it can be obtained by mixing silicone rubber and butadiene rubber in an appropriate ratio by a kneading roll, adding a vulcanizing agent such as benzoyl peroxide, and heat vulcanizing and crosslinking (curing). At that time, it is preferable to add zinc oxide as a vulcanization aid. Zinc oxide can accelerate vulcanization and shorten the vulcanization time without deteriorating lens characteristics. In addition, other additives may be added as long as the characteristics of the colorant and the acoustic lens are not impaired. The mixing ratio of the silicone rubber and the butadiene rubber is preferably 1: 1 in order to obtain a material whose acoustic impedance is close to that of the human body and whose sound speed is smaller than that of the human body and less attenuated. The mixing ratio can be changed as appropriate.

シリコーンゴムは、市販品として入手することができ、例えば信越化学社製、KE742U、KE752U、KE931U、KE941U、KE951U、KE961U、KE850U、KE555U、KE575U等や、モメンティブパフォーマンスマテリアル社製のTSE221−3U、TE221−4U、TSE2233U、XE20−523−4U、TSE27−4U、TSE260−3U、TSE−260−4Uやダウコーニング東レ社製のSH35U、SH55UA、SH831U、SE6749U、SE1120USE4704Uなどを用いることができる。   Silicone rubber can be obtained as a commercial product. For example, KE742U, KE752U, KE931U, KE941U, KE951U, KE961U, KE850U, KE555U, KE575U, etc. manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., TSE221-3U, TE221 manufactured by Momentive Performance Materials, Inc. -4U, TSE2233U, XE20-523-4U, TSE27-4U, TSE260-3U, TSE-260-4U, SH35U, SH55UA, SH831U, SE6749U, SE1120USE4704U manufactured by Dow Corning Toray can be used.

なお、本発明においては、上記シリコーン系ゴム等のゴム素材をベース(主成分)として、音速調整、密度調整等の目的に応じ、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの無機充填剤や、ナイロンなどの有機樹脂等を配合することもできる。   In the present invention, an inorganic filler such as silica, alumina, titanium oxide, nylon, etc., depending on the purpose of adjusting the speed of sound, adjusting the density, etc., based on the rubber material such as the above-mentioned silicone rubber (main component) An organic resin or the like can also be blended.

(音響整合層)
本発明に係る音響整合層は、超音波振動子と被検体の間の音響インピーダンスを整合させるものである。すなわち、音響整合層は、圧電体の送受信が行われる送受信方向である被検体側の板面に装着される。音響整合層は、圧電体、音響レンズの概ね中間の音響インピーダンスを有する。音響整合層は、透過する超音波の概ね4分の1波長の厚さを被検体の送受信方向に有し、音響インピーダンスの異なる境界面での反射を抑制する。
(Acoustic matching layer)
The acoustic matching layer according to the present invention matches the acoustic impedance between the ultrasonic transducer and the subject. In other words, the acoustic matching layer is attached to a subject-side plate surface that is a transmission / reception direction in which transmission / reception of a piezoelectric body is performed. The acoustic matching layer has an acoustic impedance substantially intermediate between that of the piezoelectric body and the acoustic lens. The acoustic matching layer has a thickness of approximately a quarter wavelength of the transmitted ultrasonic wave in the transmission / reception direction of the subject, and suppresses reflection at a boundary surface having different acoustic impedance.

音響整合層に用いられる材料としては、アルミ、アルミ合金(例えばAL−Mg合金)、マグネシウム合金、マコールガラス、ガラス、溶融石英、コッパーグラファイト、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ABC樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ABS樹脂、AAS樹脂、AES樹脂、ナイロン(PA6、PA6−6)、PPO(ポリフェニレンオキシド)、PPS(ポリフェニレンスルフィド:ガラス繊維入りも可)、PPE(ポリフェニレンエーテル)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PAI(ポリアミドイミド)、PETP(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。好ましくはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に、充填剤として、亜鉛華、酸化チタン、シリカやアルミナ、ベンガラ、フェライト、酸化タングステン、酸化イットリビウム、硫酸バリウム、タングステン、モリブデン等を入れて成形したものを用いることができる。   Materials used for the acoustic matching layer include aluminum, aluminum alloy (for example, AL-Mg alloy), magnesium alloy, Macor glass, glass, fused quartz, copper graphite, polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polycarbonate (PC). , ABC resin, polyphenylene ether (PPE), ABS resin, AAS resin, AES resin, nylon (PA6, PA6-6), PPO (polyphenylene oxide), PPS (polyphenylene sulfide: glass fiber can be included), PPE (polyphenylene ether) ), PEEK (polyetheretherketone), PAI (polyamideimide), PETP (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), epoxy resin, urethane resin, and the like. Preferably, a thermosetting resin such as an epoxy resin is molded by adding zinc white, titanium oxide, silica, alumina, bengara, ferrite, tungsten oxide, yttrium oxide, barium sulfate, tungsten, molybdenum, etc. as a filler. Can be used.

音響整合層は、単層でもよいし複数層から構成されてもよいが、好ましくは2層以上、より好ましくは4層以上である。音響整合層の層厚は、超音波の波長をλとすると、λ/4となるように定めることがこのましい。これを満たさない場合、本来の共振周波数とは異なる周波数ポイントに複数の不要スプリアスが出現し、基本音響特性が大きく変動してしまうことがある。結果、残響時間の増加、反射エコーの波形歪みによる感度やS/Nの低下を引き起こしてしまい好ましくない。このような音響整合層の厚さとしては、概ね20〜500μmの範囲で用いられる。   The acoustic matching layer may be a single layer or may be composed of a plurality of layers, but is preferably 2 layers or more, more preferably 4 layers or more. The thickness of the acoustic matching layer is preferably determined to be λ / 4 where λ is the wavelength of the ultrasonic wave. If this is not satisfied, a plurality of unnecessary spurious noises may appear at a frequency point different from the original resonance frequency, and the basic acoustic characteristics may vary greatly. As a result, reverberation time increases and sensitivity and S / N decrease due to waveform distortion of the reflected echo are undesirable. The thickness of such an acoustic matching layer is generally in the range of 20 to 500 μm.

(超音波振動子:圧電素子)
一般に、「超音波振動子」とは、電極及び圧電体を有し、電気信号を機械的な振動に、また機械的な振動を電気信号に変換可能で超音波の送受信が可能な素子をいう。
(Ultrasonic vibrator: piezoelectric element)
In general, an “ultrasonic transducer” refers to an element having an electrode and a piezoelectric body, capable of converting electrical signals into mechanical vibrations and converting mechanical vibrations into electrical signals and capable of transmitting and receiving ultrasonic waves. .

しかし、本発明超音波探触子においては、圧電体とそれに接する隣接層又は部材に設けた電極が一体となって超音波振動子として機能するように設計されていることを特徴とする。   However, the ultrasonic probe of the present invention is characterized in that the piezoelectric body and the electrodes provided in the adjacent layers or members in contact with the piezoelectric body are integrated so as to function as an ultrasonic transducer.

(圧電体)
圧電体は、超音波を発生し、被検体に超音波を入力すると同時に、被検体の内部で反射された超音波エコーを受信する機能を有する。すなわち、圧電体は、電気信号を機械的な振動に、また機械的な振動を電気信号に変換可能な結晶等の物質により構成される。
(Piezoelectric)
The piezoelectric body has a function of generating an ultrasonic wave, inputting the ultrasonic wave to the subject, and simultaneously receiving an ultrasonic echo reflected inside the subject. That is, the piezoelectric body is made of a substance such as a crystal that can convert an electrical signal into mechanical vibration and convert mechanical vibration into an electrical signal.

本発明では、圧電体として、単結晶又は一軸配向結晶の圧電体を用いることを特徴とする。   The present invention is characterized by using a piezoelectric material of a single crystal or a uniaxial crystal as the piezoelectric material.

本願において、「単結晶」とは、膜厚方向及び膜面内方向に単一の結晶方位を持つ結晶のことを指す。例えば<100>単結晶とは、膜厚方向が<100>方位のみとなり、かつ、膜面内方向のある一方向が<110>方位のみの結晶により構成された膜である。圧電膜が一軸配向結晶であるかはX線回折を用いて確認することができる。例えば、PZTペロブスカイト型構造の<100>単結晶の場合、X線回折の2θ/θ測定での圧電膜に起因するピークは{100}、{200}等の(L00)面(L=1,2,3・・・n:nは整数)のピークのみが検出される。また、{110}非対称面の極点測定をした際に、図5(A)のように中心から約45°の傾きを表す同じ半径位置に90°毎に4回対称のスポット状のパターンが得られる。   In the present application, “single crystal” refers to a crystal having a single crystal orientation in the film thickness direction and the in-plane direction. For example, a <100> single crystal is a film composed of crystals having a film thickness direction only in the <100> orientation and one in-plane direction having only the <110> orientation. Whether the piezoelectric film is a uniaxially oriented crystal can be confirmed using X-ray diffraction. For example, in the case of a <100> single crystal having a PZT perovskite structure, peaks due to the piezoelectric film in 2θ / θ measurement of X-ray diffraction are (L00) planes such as {100} and {200} (L = 1, 2, 3... N: n is an integer) only. Further, when measuring the extreme point of the {110} asymmetric surface, as shown in FIG. 5 (A), a spot-like pattern which is symmetric four times every 90 ° is obtained at the same radial position representing an inclination of about 45 ° from the center. It is done.

また、「一軸配向結晶」とは、膜厚方向に単一の結晶方位をもつ結晶のことを指し、結晶の膜面内方位は特には問わない。例えば<100>一軸配向結晶とは、膜厚方向が<100>方位のみの結晶により構成された膜である。圧電膜が一軸配向結晶であるかはX線回折を用いて確認することができる。例えば、PZTペロブスカイト型構造の<100>一軸配向結晶の場合、X線回折の2θ/θ測定での圧電膜に起因するピークは{100}、{200}等の(L00)面(L=1,2,3・・・n:nは整数)のピークのみが検出される。また、{110}非対称面の極点測定をした際に、図5(B)のように中心から約45°の傾きを表す同じ半径位置にリング状のパターンが得られる。   The “uniaxially oriented crystal” refers to a crystal having a single crystal orientation in the film thickness direction, and the in-plane orientation of the crystal is not particularly limited. For example, a <100> uniaxially oriented crystal is a film composed of crystals having a film thickness direction only in the <100> orientation. Whether the piezoelectric film is a uniaxially oriented crystal can be confirmed using X-ray diffraction. For example, in the case of a <100> uniaxially oriented crystal having a PZT perovskite structure, peaks due to the piezoelectric film in 2θ / θ measurement of X-ray diffraction are (L00) planes such as {100} and {200} (L = 1 , 2, 3... N: n is an integer) only peaks are detected. Further, when the pole measurement of the {110} asymmetric surface is performed, a ring-shaped pattern is obtained at the same radial position representing an inclination of about 45 ° from the center as shown in FIG.

なお、例えば<100>配向のPZTペロブスカイト型構造で、{110}非対称面の極点測定をした際に、中心から約45°の傾きを表す同じ半径位置に8回対称や12回対称のパターンが得られる結晶もある。もしくは、パターンがスポットではなく楕円である結晶もある。これらの結晶も、本発明の単結晶と一軸配向結晶の中間の対称性を有する結晶であるため、広義に単結晶及び一軸配向結晶とみなす。   For example, in a PZT perovskite structure with <100> orientation, when measuring the pole of a {110} asymmetric surface, an 8-fold or 12-fold symmetric pattern is formed at the same radial position representing an inclination of about 45 ° from the center. Some crystals are obtained. Alternatively, some crystals have an oval pattern instead of a spot. These crystals are also crystals having an intermediate symmetry between the single crystal of the present invention and the uniaxially oriented crystal, and thus are regarded as a single crystal and a uniaxially oriented crystal in a broad sense.

同様に、例えば単斜晶と正方晶、単斜晶と菱面体晶、正方晶と菱面体晶、そのすべてなどの複数結晶相が混在(混相)する場合や、双晶に起因する結晶が混在する場合や、転位や欠陥等がある場合も、広義に単結晶及び一軸配向結晶とみなす。ここでいう、数結晶相が混在(混相)とは、複数の結晶相が結晶軸方向をそれぞれ異にして多結晶の状態で粒界が存在して含まれるものではない。つまり、一つのペブロスカイト型酸化物の粒子中に複数の結晶相が存在するものであって、一体となって単結晶又は一軸配向を成しているものである。   Similarly, for example, when multiple crystal phases such as monoclinic and tetragonal, monoclinic and rhombohedral, tetragonal and rhombohedral, etc. are mixed (mixed phase), or crystals due to twins are mixed When there is a dislocation or a defect, it is regarded as a single crystal and a uniaxially oriented crystal in a broad sense. Here, the term “mixed with several crystal phases” (mixed phases) does not mean that a plurality of crystal phases have different crystal axis directions and have a grain boundary in a polycrystalline state. That is, a plurality of crystal phases are present in one particle of a perovskite oxide, and are integrally formed into a single crystal or a uniaxial orientation.

本発明において用いることができる圧電体結晶としては、例えば、Pb((Zn1/3Nb2/30.91Ti0.09)Oに代表される亜鉛ニオブ酸鉛とチタン酸鉛との固溶体からなる単結晶(PZN−PT)のように少なくともチタン酸鉛を含む複合ペロブスカイト型で、マグネシウム・ニオブ酸鉛とチタン酸鉛との固溶体からなる単結晶(PMN−PT)、スカンジウム・ニオブ酸鉛とチタン酸鉛との固溶体からなる単結晶、インジウム・ニオブ酸鉛とチタン酸鉛からなる固溶系単結晶などが挙げられる。また、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム等の単結晶を用いても良い。 Examples of the piezoelectric crystal that can be used in the present invention include lead zinc niobate and lead titanate represented by Pb ((Zn 1/3 Nb 2/3 ) 0.91 Ti 0.09 ) O 3. Single crystal (PMN-PT), scandium niobium, which is a complex perovskite type containing at least lead titanate, such as a single crystal (PZN-PT) comprising a solid solution of magnesium, lead niobate and lead titanate Examples thereof include a single crystal composed of a solid solution of lead oxide and lead titanate, and a solid solution single crystal composed of indium / lead niobate and lead titanate. Single crystals such as lithium niobate and potassium niobate may also be used.

本発明に係る圧電体の作製方法としては、又は、単結晶材料の製法として用いられる溶融フラックス法、ブリッジマン法などの製法により作製することができる。   The piezoelectric body according to the present invention can be manufactured by a manufacturing method such as a melt flux method or a Bridgman method used as a manufacturing method of a single crystal material.

また、本発明に係る圧電体の作製方法としては、ゾルゲル法、水熱合成法、スパッタ法、MBE法、PLD法、CVD法、MO−CVD法などの一般に言われる薄膜成膜方法も挙げられる。これらの薄膜成膜方法は、数nm〜10μmオーダーの膜厚を成膜することに好適な成膜方法である。これらの作製方法については、特開2007−88443号、特開2007−88444号、特開2007−88447号公報等が参考となる。   In addition, examples of the method for producing a piezoelectric body according to the present invention include generally referred to thin film deposition methods such as a sol-gel method, a hydrothermal synthesis method, a sputtering method, an MBE method, a PLD method, a CVD method, and an MO-CVD method. . These thin film forming methods are suitable for forming a film thickness on the order of several nm to 10 μm. For these production methods, JP-A-2007-88443, JP-A-2007-88444, JP-A-2007-88447 and the like can be referred to.

本発明に係る圧電体の厚さとしては、概ね100nm〜500μmの範囲で用いられる。   The thickness of the piezoelectric body according to the present invention is generally in the range of 100 nm to 500 μm.

(電極)
電極は、単結晶圧電体に電圧を印加するためのものであり、この電極からグランド(GND)引き出しフレキシブルプリント基板を通じてアース接続される。
(electrode)
The electrode is for applying a voltage to the single crystal piezoelectric body, and is grounded from the electrode through a ground (GND) through a flexible printed board.

なお、信号引き出しフレキシブルプリント基板は、単結晶圧電体の下側に位置し、電圧印加するための電極を備える。   The signal drawing flexible printed circuit board is provided below the single crystal piezoelectric body and includes an electrode for applying a voltage.

本発明の超音波探触子においては、電極が圧電体に接着剤等により直接的に付設されていず、圧電体に隣接する層又は部材のみに電極が設けられていることを特徴とする。   The ultrasonic probe according to the present invention is characterized in that the electrode is not directly attached to the piezoelectric body with an adhesive or the like, and the electrode is provided only on a layer or a member adjacent to the piezoelectric body.

圧電体に隣接する層又は部材のみに電極が設ける態様としては、音響整合層、バッキング層、又は完全反射層(「デマッチング層」ともいう。)等に電極を設けることが好ましい。例えば、図2〜図4に示すような構成において、音響整合層、完全反射層などに電極を設ける態様を採用することが好ましい。   As an aspect in which the electrode is provided only in the layer or member adjacent to the piezoelectric body, the electrode is preferably provided in an acoustic matching layer, a backing layer, a complete reflection layer (also referred to as “dematching layer”), or the like. For example, in the configuration shown in FIGS. 2 to 4, it is preferable to adopt a mode in which electrodes are provided on the acoustic matching layer, the complete reflection layer, and the like.

電極に用いられる材料としては、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)などが挙げられる。電極の形成に際しては、まず、チタン(Ti)やクロム(Cr)などの下地金属をスパッタ法により0.002〜1.0μmの厚さに形成した後、上記金属元素を主体とする金属及びそれらの合金からなる金属材料、さらには必要に応じ一部絶縁材料をスパッタ法、蒸着法その他の適当な方法で1〜10μmの厚さに形成する。これらの電極形成はスパッタ法以外でも微粉末の金属粉末と低融点ガラスを混合した導電ペーストをスクリーン印刷やディッピング法、溶射法で形成することもできる。   Examples of the material used for the electrode include gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), palladium (Pd), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), tin (Sn), and the like. It is done. In forming the electrode, first, after forming a base metal such as titanium (Ti) or chromium (Cr) to a thickness of 0.002 to 1.0 μm by sputtering, the metal mainly composed of the above metal elements and those A metal material made of the above alloy, and further, if necessary, a part of the insulating material is formed to a thickness of 1 to 10 μm by sputtering, vapor deposition or other suitable methods. In addition to sputtering, these electrodes can be formed by screen printing, dipping, or thermal spraying using a conductive paste in which fine metal powder and low-melting glass are mixed.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記圧電体に隣接する層又は部材に設けられた電極の厚さが、当該圧電体の厚さの0.01〜1%の範囲内であることが好ましい。   As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, the thickness of the electrode provided on the layer or member adjacent to the piezoelectric body is 0.01 to 1% of the thickness of the piezoelectric body. It is preferable to be within the range.

なお、本発明においては採用しないが、圧電材料に電極を付す方法としても、同様な方法を用いて付すことができる。   In addition, although not employ | adopted in this invention, also as a method of attaching an electrode to a piezoelectric material, it can attach using the same method.

(完全反射層)
本発明においては、超音波振動子に1/4波長共振を行わせる際には、超音波振動子の被検体が位置する側の板面と対向する超音波振動子の板面に、高音響インピーダンス(impedance)の完全反射層(「デマッチング層」;「DE−MATCHING LAYER」、「DML」とも称される。)を設けてもよい。
(Fully reflective layer)
In the present invention, when making the ultrasonic transducer perform ¼ wavelength resonance, the ultrasonic transducer plate surface opposite to the plate surface on the side where the subject is located is placed on the ultrasonic transducer plate. An impedance complete reflection layer (“dematching layer”; also referred to as “DE-MATCHING LAYER” or “DML”) may be provided.

当該完全反射層は、超音波振動子で発生される弾性振動を、完全に反射する反射層であり、超音波振動子の照射方向とは反対方向の板面に接着される。完全反射層は、被検体の方向と反対方向に照射される超音波振動子の超音波を、被検体の照射方向へ完全反射し、被検体に入射される超音波パワーを増加させる。完全反射層の材質は、超音波を完全に反射するという目的から、音響インピーダンスの高いものが好ましく、タングステン(tungsten)等が用いられる。   The complete reflection layer is a reflection layer that completely reflects the elastic vibration generated by the ultrasonic vibrator, and is adhered to a plate surface in a direction opposite to the irradiation direction of the ultrasonic vibrator. The complete reflection layer completely reflects the ultrasonic wave of the ultrasonic transducer irradiated in the direction opposite to the direction of the subject in the irradiation direction of the subject and increases the ultrasonic power incident on the subject. The material of the complete reflection layer is preferably one having high acoustic impedance for the purpose of completely reflecting ultrasonic waves, and tungsten (tungsten) or the like is used.

(バッキング層)
バッキング層は、超音波振動子(圧電素子)を支持し、不要な超音波を吸収し得る超音波吸収体である。すなわち、バッキング層は、圧電体の被検体に音波を送受信する方向と反対の板面に装着され、被検体の方向の反対側から発生する超音波を吸収する。
(Backing layer)
The backing layer is an ultrasonic absorber that supports an ultrasonic transducer (piezoelectric element) and can absorb unnecessary ultrasonic waves. That is, the backing layer is mounted on a plate surface opposite to the direction in which sound waves are transmitted to and received from the piezoelectric object, and absorbs ultrasonic waves generated from the opposite side of the object direction.

バッキング層を構成するバッキング材としては、天然ゴム、フェライトゴム、エポキシ樹脂に酸化タングステンや酸化チタン、フェライト等の粉末を入れてプレス成形した材料、塩化ビニル、ポリビニルブチラール(PVB)、ABS樹脂、ポリウレタン(PUR)、ポリビニルアルコール(PVAL)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアセタール(POM)、ポリエチレンテレフタレート(PETP)、フッ素樹脂(PTFE)ポリエチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート−ポリエチレングリコール共重合体などの熱可塑性樹脂などを用いることができる。   The backing material that constitutes the backing layer includes natural rubber, ferrite rubber, epoxy resin containing powders of tungsten oxide, titanium oxide, ferrite, etc., press molding, vinyl chloride, polyvinyl butyral (PVB), ABS resin, polyurethane (PUR), polyvinyl alcohol (PVAL), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacetal (POM), polyethylene terephthalate (PET), fluororesin (PTFE) polyethylene glycol, polyethylene terephthalate-polyethylene glycol copolymer, etc. A plastic resin or the like can be used.

好ましいバッキング材としては、ゴム系複合材料及び又はエポキシ樹脂複合材からなるものであり、その形状は圧電体や圧電体を含むプローブヘッドの形状に応じて、適宜選択することができる。   A preferable backing material is made of a rubber-based composite material and / or an epoxy resin composite material, and the shape thereof can be appropriately selected according to the shape of the piezoelectric body or the probe head including the piezoelectric body.

(フレキシブルプリント基板)
フレキシブルプリント基板(「フレキシブル配線基板」ともいう)は、音響整合層やバッキング層の一端(一部)に設けられており、圧電体に電力を印加するための電極を備えた信号引き出しフレキシブルプリント基板と、アース接続のためのグランド(GND)引き出しフレキシブルプリント基板がある。
(Flexible printed circuit board)
A flexible printed circuit board (also referred to as a “flexible wiring board”) is provided at one end (a part) of an acoustic matching layer or a backing layer, and is a signal extraction flexible printed circuit board having an electrode for applying power to a piezoelectric body. And a ground (GND) lead flexible printed circuit board for earth connection.

フレキシブルプリント基板の材料としては、ポリイミドなどの樹脂をベースとして、導電層に金属銅(Cu)を用いることができる。   As a material for the flexible printed circuit board, metallic copper (Cu) can be used for the conductive layer based on a resin such as polyimide.

(接着層)
本発明においては、各種機能層及び部材は、接着層を介して積層されていることが好ましい。接着層を形成するための接着剤としては、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の接着剤を用いることができる。市販のエポキシ接着剤の具体例としては、スリーエム カンパニー社製のDP−420、DP−460、DP−460EG、セメダイン社製のエクセルエポ、EP001、EP008、EP330、EP331、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製のアラルダイト スタンダード、アラルダイト ラピッド、システムスリー社製のシステムスリーエポキシ、ゲルマジック、スリーボンド社製の2087L(高強度二液性エポキシ配合樹脂)、2082C(常温硬化型二液性エポキシ樹脂高せん断接着力タイプ)、2081D(軟質塩ビ用接着剤エポキシ系)、コニシ社製のEセットL、コトロニクス社製デュラルコ4525IP、7050、NM25、4461IP等を挙げることができる。また、本発明においては、単結晶圧電体と電極を付与した隣接層とを接着する接着剤として、導電性接着剤を用いてもよい。エポキシ樹脂やアクリル、ウレタン、ポリイミド、そのほかの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂をバインダーとして、導電フィラーに金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉、メッキ粉、カーボン粉、グラファイト粉などを用いた導電性接着剤を用いることができる。フィラー形状としては、フレーク状、球状、樹状等、さまざまな形状を取ることができる。導電性接着剤の導電性としては、体積抵抗率で10−1〜10−5Ω・cm範囲のものを用いることが好ましい。
(Adhesive layer)
In the present invention, the various functional layers and members are preferably laminated via an adhesive layer. As an adhesive for forming the adhesive layer, an epoxy resin-based or acrylic resin-based adhesive can be used. Specific examples of commercially available epoxy adhesives include DP-420, DP-460, DP-460EG manufactured by 3M Company, Excel Epo manufactured by Cemedine, EP001, EP008, EP330, EP331, Huntsman Advanced Materials, Inc. Araldite Standard, Araldite Rapid, System Three Epoxy from System Three, Gel Magic, 2087L (High-strength two-part epoxy compounded resin), 2082C (High-temperature two-part epoxy resin high shear adhesive strength) Type), 2081D (adhesive epoxy system for soft vinyl chloride), E-set L manufactured by Konishi, Duralco 4525IP, 7050, NM25, 4461IP manufactured by Kotronics. Moreover, in this invention, you may use a conductive adhesive as an adhesive agent which adhere | attaches a single crystal piezoelectric material and the adjacent layer to which the electrode was provided. Using epoxy resin, acrylic, urethane, polyimide, other thermosetting resin or thermoplastic resin as a binder, gold powder, silver powder, copper powder, nickel powder, aluminum powder, plating powder, carbon powder, graphite powder, etc. are used for the conductive filler. The conductive adhesive that has been used can be used. As the filler shape, various shapes such as flake shape, spherical shape, and dendritic shape can be taken. The conductivity of the conductive adhesive, it is preferable to use those 10 -1 ~10 -5 Ω · cm range volume resistivity.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、圧電体と隣接する層又は部材とを接着する接着層の厚さは、当該圧電体の厚さの0.01〜5%の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、1μm以下が望ましい。   As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, the thickness of the adhesive layer that bonds the piezoelectric body and the adjacent layer or member is 0.01 to 5% of the thickness of the piezoelectric body. It is preferable to be within the range. More preferably, it is 1 μm or less.

(超音波医用画像診断装置)
本発明の上記超音波探触子は、種々の態様の超音波医用画像診断装置(「超音波診断装置」ともいう。)に用いることができる。
(Ultrasonic medical diagnostic imaging equipment)
The ultrasonic probe of the present invention can be used in various forms of ultrasonic medical image diagnostic apparatuses (also referred to as “ultrasonic diagnostic apparatuses”).

図6は、実施形態にかかる超音波診断装置の外観構成を示す概要図である。図7は、実施形態にかかる超音波診断装置の電気的な構成を示すブロック図である。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an external configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment. FIG. 7 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment.

超音波診断装置Sは、図6及び図7に示すように、図略の生体等の被検体Hに対して超音波信号(以下「第1超音波信号」とも称す。)を送信すると共に、被検体Hで反射した超音波信号の反射波(以下「第2超音波信号」とも称す。)を受信する超音波探触子2aと、超音波探触子2aとケーブル3aを介して接続され、超音波探触子2aへケーブル3aを介して電気信号の送信信号を送信することによって超音波探触子2aに被検体Hに対して第1超音波信号を送信させると共に、超音波探触子2aで受信された被検体H内からの第2超音波信号に応じて超音波探触子2aで生成された電気信号の受信信号に基づいて被検体H内の内部状態を超音波画像として医用画像に画像化する超音波診断装置本体1aとを備えて構成される。超音波診断装置本体1aには、超音波探触子2aを使用しない時に、超音波探触子2aを保持させておく超音波探触子フォルダ4aが備えられている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the ultrasound diagnostic apparatus S transmits an ultrasound signal (hereinafter also referred to as “first ultrasound signal”) to a subject H such as a living body (not shown). The ultrasonic probe 2a that receives the reflected wave of the ultrasonic signal reflected by the subject H (hereinafter also referred to as “second ultrasonic signal”), and is connected via the ultrasonic probe 2a and the cable 3a. The ultrasonic probe 2a transmits the first ultrasonic signal to the subject H by transmitting an electric signal transmission signal to the ultrasonic probe 2a via the cable 3a, and at the same time, the ultrasonic probe Based on the received signal of the electrical signal generated by the ultrasonic probe 2a in accordance with the second ultrasonic signal from the subject H received by the child 2a, the internal state in the subject H is converted into an ultrasonic image. And an ultrasonic diagnostic apparatus main body 1a for imaging a medical image. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 1a is provided with an ultrasonic probe folder 4a that holds the ultrasonic probe 2a when the ultrasonic probe 2a is not used.

超音波診断装置本体1aは、例えば、図7に示すように、操作入力部11aと、送信部12aと、受信部13aと、信号処理部14aと、画像処理部15aと、表示部16aと、制御部17aと、記憶部19aと、電圧制御手段18aと、を備えて構成されている。   For example, as shown in FIG. 7, the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1a includes an operation input unit 11a, a transmission unit 12a, a reception unit 13a, a signal processing unit 14a, an image processing unit 15a, a display unit 16a, The control part 17a, the memory | storage part 19a, and the voltage control means 18a are provided and comprised.

操作入力部11aは、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体Hの個人情報等のデータを入力するものであり、例えば、複数の入力スイッチを備えた操作パネルやキーボード等である。   The operation input unit 11a is for inputting data such as a command for instructing the start of diagnosis and personal information of the subject H, for example, an operation panel or a keyboard provided with a plurality of input switches.

送信部12aは、制御部17aの制御に従って、後述する第1圧電部と前記第2圧電部とを駆動する電気信号の送信信号を生成する機能を有する回路である。送信部12aは、超音波探触子2a内の第1圧電部と第2圧電部とへ、電圧制御手段18aとケーブル3aを介して送信信号を供給し、超音波探触子2aに第1超音波信号を発生させる。送信部12aは、例えば、高電圧のパルスを生成する高圧パルス発生器等を備えて構成される。   The transmission unit 12a is a circuit having a function of generating a transmission signal of an electrical signal that drives a first piezoelectric unit and a second piezoelectric unit, which will be described later, under the control of the control unit 17a. The transmitting unit 12a supplies a transmission signal to the first piezoelectric unit and the second piezoelectric unit in the ultrasonic probe 2a via the voltage control unit 18a and the cable 3a, and the first probe is supplied to the ultrasonic probe 2a. An ultrasonic signal is generated. The transmission unit 12a includes, for example, a high voltage pulse generator that generates a high voltage pulse.

受信部13aは、制御部17aの制御に従って、超音波探触子2aからケーブル3aを介して電気信号の受信信号を受信する回路であり、この受信信号を信号処理部14aへ出力する。受信部13aは、例えば、受信信号を予め設定された所定の増幅率で増幅する増幅器、及び、この増幅器で増幅された受信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換器等を備えて構成される。   The receiving unit 13a is a circuit that receives a reception signal of an electrical signal from the ultrasonic probe 2a via the cable 3a according to the control of the control unit 17a, and outputs the received signal to the signal processing unit 14a. The reception unit 13a includes, for example, an amplifier that amplifies the reception signal with a predetermined amplification factor set in advance, an analog-digital converter that converts the reception signal amplified by the amplifier from an analog signal to a digital signal, and the like. Configured.

信号処理部14aは、制御部17aの制御に従って、受信部13aからの電気信号に、所定の信号処理を施す回路であり、その信号処理した反射受信信号を画像処理部15aへ出力する。   The signal processing unit 14a is a circuit that performs predetermined signal processing on the electrical signal from the receiving unit 13a in accordance with the control of the control unit 17a, and outputs the reflected reception signal subjected to the signal processing to the image processing unit 15a.

画像処理部15aは、制御部17aの制御に従って、信号処理部14aで信号処理された反射受信信号に基づいて、例えばハーモニックイメージング技術等を用いて被検体H内の内部状態の超音波画像を生成する回路である。例えば、反射受信信号に対して包絡線検波処理を施すことにより、第2超音波信号の振幅強度に対応したBモード信号を生成する。   Under the control of the control unit 17a, the image processing unit 15a generates an ultrasonic image of the internal state in the subject H using, for example, a harmonic imaging technique based on the reflected reception signal signal-processed by the signal processing unit 14a. Circuit. For example, a B-mode signal corresponding to the amplitude intensity of the second ultrasonic signal is generated by performing envelope detection processing on the reflected reception signal.

記憶部19aは、RAMやROMで構成され、制御部17aに用いられるプログラムが記録され、また、表示部16aで表示する各種画像のテンプレートが記録されている。   The storage unit 19a is constituted by a RAM or a ROM, in which programs used for the control unit 17a are recorded, and various image templates to be displayed on the display unit 16a are recorded.

電圧制御手段18aは、制御部17aの制御に従って、送信部12aからの電気信号の送信信号を、第1圧電部と第2圧電部とに対して、どのように印加するか制御する機能を有する。   The voltage control unit 18a has a function of controlling how the transmission signal of the electrical signal from the transmission unit 12a is applied to the first piezoelectric unit and the second piezoelectric unit in accordance with the control of the control unit 17a. .

表示部16aは、制御部17aの制御に従って、画像処理部15aで生成された超音波画像を表示する装置である。表示部16aは、例えば、CRTディスプレイ、LCD、ELディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。   The display unit 16a is a device that displays the ultrasonic image generated by the image processing unit 15a under the control of the control unit 17a. The display unit 16a is, for example, a display device such as a CRT display, LCD, EL display, or plasma display, or a printing device such as a printer.

制御部17aは、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子及びその周辺回路等を備えて構成され、これら操作入力部11a、送信部12a、受信部13a、信号処理部14a、画像処理部15a、電圧制御手段18a、及び記憶部19aを当該機能に応じてそれぞれ制御することによって超音波診断装置Sの全体制御を行う回路である。   The control unit 17a includes, for example, a microprocessor, a storage element, and peripheral circuits thereof. The operation input unit 11a, the transmission unit 12a, the reception unit 13a, the signal processing unit 14a, the image processing unit 15a, a voltage control unit, and the like. This is a circuit that performs overall control of the ultrasonic diagnostic apparatus S by controlling the 18a and the storage unit 19a in accordance with the function.

一方、超音波探触子2aは、振動部30aを備えており、当該振動部30aは、図略の生体等の被検体Hに対して第1超音波信号を送信すると共に、被検体Hからの第2超音波信号を受信する。振動部30aは、例えば、バッキング層(音響制動部材)と、圧電層と、音響整合層と、音響レンズとを備えて構成される。   On the other hand, the ultrasound probe 2a includes a vibrating unit 30a. The vibrating unit 30a transmits a first ultrasonic signal to a subject H such as a living body (not shown), and from the subject H. The second ultrasonic signal is received. The vibration unit 30a includes, for example, a backing layer (acoustic braking member), a piezoelectric layer, an acoustic matching layer, and an acoustic lens.

バッキング層(音響制動部材)は、超音波を吸収する材料から構成された平板状の部材であり、圧電層からバッキング層(音響制動部材)方向へ放射される超音波を吸収するものである。   The backing layer (acoustic braking member) is a flat plate member made of a material that absorbs ultrasonic waves, and absorbs ultrasonic waves emitted from the piezoelectric layer toward the backing layer (acoustic braking member).

圧電層は、圧電材料を備えて成り、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換するものである。圧電層の両面には電極が形成されている。なお、当該圧電層は、第1圧電層と第2圧電層の二層が積層配置された構成であってもよい。   The piezoelectric layer includes a piezoelectric material, and converts signals between an electric signal and an ultrasonic signal by using a piezoelectric phenomenon. Electrodes are formed on both sides of the piezoelectric layer. The piezoelectric layer may have a configuration in which two layers of a first piezoelectric layer and a second piezoelectric layer are stacked.

圧電層は、超音波診断装置本体1aの送信部12aからケーブル3aを介して入力された送信の電気信号を第1超音波信号へ変換して第1超音波信号を送信すると共に、受信した第2超音波信号を電気信号へ変換してこの電気信号(受信信号)を、ケーブル3aを介して超音波診断装置本体1aの受信部13aへ出力する。超音波探触子2aが被検体Hに当接されることによって圧電層5で生成された第1超音波信号が被検体H内へ送信され、被検体H内からの第2超音波信号が圧電層で受信される。   The piezoelectric layer converts a transmission electrical signal input from the transmission unit 12a of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1a via the cable 3a into a first ultrasonic signal, transmits the first ultrasonic signal, and receives the received first signal. 2 The ultrasonic signal is converted into an electric signal, and this electric signal (reception signal) is output to the receiving unit 13a of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1a via the cable 3a. When the ultrasonic probe 2a is brought into contact with the subject H, the first ultrasonic signal generated by the piezoelectric layer 5 is transmitted into the subject H, and the second ultrasonic signal from within the subject H is transmitted. Received at the piezoelectric layer.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
本実施形態に係る超音波探触子の製造方法について、図2を参照して、説明する。
Example 1
A method for manufacturing the ultrasonic probe according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、単結晶圧電体側に接着される面に、スパッタ法によりNi/Au電極11を付与した、厚さが150μmである、アルミナ粉末を分散させたエポキシ樹脂の音響整合層10(音響インピーダンス:2.5×10kg/m・s)を形成する。 First, an acoustic matching layer 10 made of an epoxy resin in which alumina powder is dispersed, having a thickness of 150 μm, provided with a Ni / Au electrode 11 on the surface to be bonded to the single crystal piezoelectric material side (acoustic impedance: 2). .5 × 10 6 kg / m 2 · s).

その後、当該音響整合層10に、GND引き出しフレキシブルプリント基板12を、均一に加圧・加温させてエポキシ系接着剤DP−460(住友3M社製)を用いて接着する。なお、均一に加圧加温接着することで、単結晶圧電体と接着する面側は平面性を保つことができる。なお、フレキシブルプリント基板12は音響整合層と接着される部分は導電層20がむき出しになっており、図8に示すように音響整合層の凹み部分と1mm幅程度の部分で接着されるようになっていて、接着後に平面性が保てるようになっている。また外部に引き出している部分はポリイミド樹脂などからなるカバーレイヤー21で保護されている。   Thereafter, the GND lead-out flexible printed circuit board 12 is uniformly pressed and heated on the acoustic matching layer 10 and bonded using an epoxy adhesive DP-460 (manufactured by Sumitomo 3M). Note that the surface side to be bonded to the single crystal piezoelectric body can be kept flat by uniformly applying pressure and heat. In the flexible printed circuit board 12, the conductive layer 20 is exposed at the portion to be bonded to the acoustic matching layer, and as shown in FIG. 8, it is bonded to the concave portion of the acoustic matching layer at a portion having a width of about 1 mm. The flatness can be maintained after bonding. Further, the part drawn out to the outside is protected by a cover layer 21 made of polyimide resin or the like.

次に、単結晶圧電体の超音波照射側と反対側の面側に、フレキシブルプリント基板(FPC)の導電層を圧電体の面積分に拡張した信号引き出しフレキシブルプリント基板14と、バッキング材15(エポキシ樹脂にシリコーンゴムTSE2233U(モーメンティブ社製)とフェライト微粒子を添加し、混練し、硬化させたもの)と、を厚さ方向に均一に加圧・加温させてエポキシ接着剤を用いて接着する。   Next, on the surface opposite to the ultrasonic irradiation side of the single crystal piezoelectric material, a flexible printed circuit board 14 that extends the conductive layer of the flexible printed circuit board (FPC) to the area of the piezoelectric material, and a backing material 15 ( Silicone rubber TSE2233U (made by Momentive Co., Ltd.) and ferrite fine particles added to an epoxy resin and kneaded and hardened) are bonded uniformly using an epoxy adhesive by pressing and heating uniformly in the thickness direction. To do.

その後、形成した音響整合層と、マグネシウム・ニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体からなる厚さ290μmの単結晶圧電体13と、形成した信号引き出し電極を付与したバッキングと、を前記エポキシ接着剤で均一に加圧・加温させて接着する。それぞれの部材を接着する前には、プライマー処理を施し、密着性の向上を図る。   Thereafter, the formed acoustic matching layer, the single crystal piezoelectric body 13 having a thickness of 290 μm made of magnesium / lead niobate / lead titanate solid solution, and the backing provided with the formed signal extraction electrode are uniformly formed using the epoxy adhesive. Adhere by applying pressure and warming to. Before bonding each member, primer treatment is performed to improve adhesion.

次に、ダイシングソーにより、厚さ30μmのブレードを用いて、アレイ方向にピッチ200μmで信号引き出しフレキシブル基板を完全に切断するように加工し、素子を形成する。   Next, by using a blade having a thickness of 30 μm by a dicing saw, the signal extraction flexible substrate is processed to be completely cut at a pitch of 200 μm in the array direction, thereby forming an element.

次に、作製した超音波素子を真空処理室に設置し、ポリクロロパラキシリレン(パリレンC:米国ユニオンカーバイト社)を加熱室に充填して150℃に加熱気化させた後、さらに680℃で熱分解させて、真空処理室にて蒸着重合を行い、3μmの厚さで全体に絶縁膜を形成し、溝にシリコン系接着剤を充てんさせた後、音響レンズ16を加圧・加温させて接着することで、超音波探触子を作製する。   Next, the prepared ultrasonic element was placed in a vacuum processing chamber, polychloroparaxylylene (Parylene C: Union Carbide, USA) was filled in the heating chamber and heated to vaporize at 150 ° C, and then further 680 ° C. Is thermally decomposed by vapor deposition in a vacuum processing chamber, an insulating film is formed with a thickness of 3 μm, and a groove is filled with a silicon-based adhesive, and then the acoustic lens 16 is pressurized and heated. Then, an ultrasonic probe is produced by bonding them.

上記方法によって作製した超音波探触子によれば、アレイ形状の切削を行って単結晶がチッピングを起こしても、電極剥離による導通不良の恐れはなく、確実な導通が確保できる、かつ製造工程の歩留まりを向上することができる。   According to the ultrasonic probe manufactured by the above method, there is no fear of conduction failure due to electrode peeling even if single crystal is chipped by cutting the array shape, and reliable conduction can be ensured, and the manufacturing process The yield can be improved.

実施例2
実施例2では、単結晶圧電体下部に完全反射層(「DML」、「デマッチング層」ともいう。)を設ける場合について説明する。
Example 2
In Example 2, a case where a complete reflection layer (also referred to as “DML” or “dematching layer”) is provided below a single crystal piezoelectric body will be described.

図2で既に説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。また、第1の実施形態で述べた製造方法と重複する部分はその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   The components already described in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Moreover, the description which overlaps with the manufacturing method described in 1st Embodiment is abbreviate | omitted, and only a different part is demonstrated.

図3を参照して第2の実施例を説明する。音響整合層10に、GND引き出しフレキシブルプリント基板12に接着する方法は前述同様の方法をとる。   A second embodiment will be described with reference to FIG. The method of adhering to the acoustic matching layer 10 to the GND lead flexible printed circuit board 12 is the same as described above.

次に、前述バッキング材15と、信号引き出しフレキシブルプリント基板14と、タングステンカーバイドからなる完全反射層(DML)17を、順に厚さ方向に均一に加圧・加温させてエポキシ接着剤を用いて接着する。DML17は単結晶圧電体と接着する面にあらかじめ鏡面研磨を施し、均一に接着できるようにしており、電極18を前述の方法を用いて形成している。DML17は、導電性を有しているため、電極を付与せずに用いてもよい。   Next, the backing material 15, the signal drawing flexible printed circuit board 14, and the complete reflective layer (DML) 17 made of tungsten carbide are uniformly pressed and heated in the thickness direction in order, and an epoxy adhesive is used. Glue. The DML 17 is mirror-polished in advance on the surface to be bonded to the single crystal piezoelectric body so that it can be uniformly bonded, and the electrode 18 is formed by using the above-described method. Since DML 17 has conductivity, it may be used without providing an electrode.

その後、形成した音響整合層と、マグネシウム・ニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体からなる厚さ150μmの単結晶圧電体13と、DMLの面側とを、エポキシ接着剤で均一に加圧・加温させて接着する以外は、前述と同様の方法にて、超音波探触子を作製する。   Thereafter, the formed acoustic matching layer, the 150 μm-thick single crystal piezoelectric body 13 made of magnesium / lead niobate / lead titanate solid solution, and the surface of the DML are uniformly pressurized and heated with an epoxy adhesive. The ultrasonic probe is manufactured by the same method as described above except that the bonding is performed.

上記方法で作製された超音波探触子によれば、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。   According to the ultrasonic probe manufactured by the above method, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、図4に示すように、音響整合層の側面にも電極を設けてGND取り出しのフレキシブルプリント基板を音響整合層の上部にもってきても良く、また、図9に示すように、フレキシブルプリント基板の導電層を圧電体の面積分に拡張したフレキシブルプリント基板22を用いてもよく、実施例1と同様の効果を得ることができる。   Also, as shown in FIG. 4, an electrode may be provided on the side surface of the acoustic matching layer to bring the GND-extracted flexible printed circuit board to the upper part of the acoustic matching layer. Also, as shown in FIG. A flexible printed board 22 in which the conductive layer of the board is expanded to the area of the piezoelectric body may be used, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

1 単結晶圧電体
2 音響整合層
3 音響レンズ
4 バッキング層
5 電極
6 電極
7 フレキシブルプリント基板(FPC)
10 音響整合層
11 Ni/Au電極
12 GND引き出しフレキシブルプリント基板
13 単結晶圧電体
14 信号引き出しフレキシブルプリント基板
15 バッキング材
16 音響レンズ
17 完全反射層(DML)
18 電極(Ni/Au電極)
19 接着層
20 導電層20
21 カバーレイヤー
22 GND引き出しフレキシブルプリント基板
1a 超音波医用画像診断装置本体
2a 超音波探触子
3a ケーブル
4a 超音波探触子フォルダ
11a 操作入力部
12a 送信部
13a 受信部
14a 信号処理部
15a 画像処理部
16a 表示部
17a 制御部
18a 電圧制御手段
19a 記憶部
30a 振動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal piezoelectric material 2 Acoustic matching layer 3 Acoustic lens 4 Backing layer 5 Electrode 6 Electrode 7 Flexible printed circuit board (FPC)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Acoustic matching layer 11 Ni / Au electrode 12 GND drawer flexible printed circuit board 13 Single crystal piezoelectric material 14 Signal extraction flexible printed circuit board 15 Backing material 16 Acoustic lens 17 Complete reflection layer (DML)
18 electrodes (Ni / Au electrodes)
19 Adhesive layer 20 Conductive layer 20
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Cover layer 22 GND drawer flexible printed circuit board 1a Ultrasonic medical image diagnostic apparatus main body 2a Ultrasonic probe 3a Cable 4a Ultrasonic probe folder 11a Operation input part 12a Transmission part 13a Reception part 14a Signal processing part 15a Image processing part 16a Display unit 17a Control unit 18a Voltage control means 19a Storage unit 30a Vibration unit

Claims (4)

単結晶又は一軸配向結晶である圧電体と音響整合層とが電極を介して積層された超音波探触子の製造方法であって、
前記音響整合層の表面のみに蒸着法又はスパッタ法によって前記電極を形成する工程と、
前記電極が形成された前記音響整合層と前記圧電体とを、前記電極を介して接着する工程と、を含む超音波探触子の製造方法。
A method of manufacturing an ultrasonic probe in which a piezoelectric body that is a single crystal or a uniaxially oriented crystal and an acoustic matching layer are stacked via electrodes,
Forming the electrode by vapor deposition or sputtering only on the surface of the acoustic matching layer;
A step of bonding the acoustic matching layer on which the electrode is formed and the piezoelectric body via the electrode;
前記圧電体の被検体が位置する側の面と対向する面に完全反射層を設けることを特徴とする請求項1に記載の超音波探触子の製造方法。2. The method of manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, wherein a complete reflection layer is provided on a surface of the piezoelectric body that faces the surface on which the subject is located. 前記電極の厚さが、前記圧電体の厚さの0.01〜1%の範囲内である請求項1又は2に記載の超音波探触子の製造方法。 The method of manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1 or 2 , wherein a thickness of the electrode is in a range of 0.01 to 1% of a thickness of the piezoelectric body. 前記圧電体と前記音響整合層とを接着する接着層の厚さが、当該圧電体の厚さの0.01〜5%の範囲内である請求項1から3のいずれか一項に記載の超音波探触子の製造方法。 The thickness of the contact bonding layer which adhere | attaches the said piezoelectric material and the said acoustic matching layer exists in the range of 0.01 to 5% of the thickness of the said piezoelectric material, The Claim 1 to 3 Manufacturing method of ultrasonic probe.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160081557A1 (en) * 2013-04-30 2016-03-24 Alpinion Medical Systems Co., Ltd. Photoacoustic imaging probe
EP2908553A4 (en) 2013-07-26 2016-07-13 Olympus Corp Ultrasonic transducer and method for manufacturing ultrasonic transducer
JP6582370B2 (en) * 2014-08-12 2019-10-02 コニカミノルタ株式会社 Piezoelectric manufacturing method, ultrasonic transducer, and ultrasonic imaging apparatus
WO2016041077A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Smilesonica Inc. Silicone and polymer substrate composite materials, methods, and uses of the same
KR101605162B1 (en) 2014-12-22 2016-03-21 알피니언메디칼시스템 주식회사 Ultrasonic transducer having thick metal of FPCB and method for manufacture thereof
CN107005768A (en) 2014-12-22 2017-08-01 爱飞纽医疗机械贸易有限公司 Ultrasonic transducer and its manufacture method with the flexible printed circuit board including thick metal layers
KR101997865B1 (en) * 2017-06-30 2019-07-08 (주)아모레퍼시픽 Ultrasonic cosmetic device using nonconductive materials and menufacuring method thereof
TWM585905U (en) * 2019-08-16 2019-11-01 詠業科技股份有限公司 Ultrasonic transducer
WO2024079914A1 (en) * 2022-10-14 2024-04-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic transducer, medical instrument, and method for manufacturing ultrasonic transducer

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3251727B2 (en) * 1993-08-06 2002-01-28 株式会社東芝 Ultrasonic probe
JP3304560B2 (en) * 1993-10-26 2002-07-22 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 Ultrasonic probe and method of manufacturing ultrasonic probe
JPH10153586A (en) * 1996-11-25 1998-06-09 Hitachi Ltd Ultrasonic probe and manufacture thereof
JPH11155859A (en) * 1997-09-24 1999-06-15 Toshiba Corp Ultrasonic probe and ultrasonograph using the same
JP2002034098A (en) * 2000-07-17 2002-01-31 Toshiba Corp Ultrasonic probe and its manufacturing method
JP2003163387A (en) * 2001-11-29 2003-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ferroelectric element and actuator using the same, ink jet head and ink jet recorder
JP4118115B2 (en) * 2002-09-26 2008-07-16 株式会社東芝 Ultrasonic probe
JP5241087B2 (en) * 2005-08-23 2013-07-17 キヤノン株式会社 Piezoelectric body, piezoelectric element, liquid discharge head using the piezoelectric element, liquid discharge apparatus, and method for manufacturing the piezoelectric element
JP5311728B2 (en) * 2005-08-23 2013-10-09 キヤノン株式会社 Piezoelectric element, liquid discharge head using the same, and liquid discharge apparatus
JP5131674B2 (en) * 2005-08-23 2013-01-30 キヤノン株式会社 Piezoelectric body and manufacturing method thereof, piezoelectric element, liquid discharge head and liquid discharge apparatus using the same

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