JPH01236900A - アレイ型超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 超音波断層撮像装置のセンサとして用いられるアレイ型
超音波探触子に関し。

アレイ型超音波探触子の構造を強化して、電気音響変換
素子と音響整合層との間で起こる剥離等の発生を防止す
ることを目的とし。

微小短冊形状の超音波送受信素子が多数配列されること
で形成され、この超音波送受信素子が。

電気音響変換素子と、この電気音響変換素子の音波放射
側に電極を介して設けられる音響整合層と。

この電気音Ｖ変換素子の背面側に電極を介して設けられ
る音波吸収体とを備えるよう構成されてなるアレイ型超
音波探触子において、上記電極のいずれか一方から取り
出されるアースのためのアースライン手段として、微小
な網目を有する箔状の金属網を用いるとともに、この金
属網の網目を通して固着される接着剤手段を用いて、上
記超音波送受信素子の構造を強化してなるようにと構成
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は超音波断層撮像装置のセンサとして用いられる
アレイ型超音波探触子に関し、更に詳しくは、構造自体
を強化することのできるアレイ型超音波探触子に関する
ものである。

医療用の診断などに用いられる超音波断層撮像装置のア
レイ型超音波探触子の構造方法では、最初の工程で、電
気音響変換素子である細長い板状の圧電素子の上面と下
面に電極を介して音８１？Ｊ合層と音波吸収体を形成す
るとともに、これらの電極からアース線と信号線を取り
出すよう製造し５次の工程でダイシングソーなどを使っ
て圧電素子を分断していくことで、超音波送受信素子の
アレイを形成するといった２段階の製造工程がとられる
ことになる。従って、この分断工程において。

概略形成されている超音波探触子にかなり大きな無理な
力が加わることになる。

また、音響整合層の形成方法も、予め４分の１波長の厚
さに成形した音響整合層を圧電素子上に接着していくと
いう方法の他に、音響整合層材を圧電素子上に直接モー
ルド成形して、それから４分の１波長の厚さまで研出し
ていくことで形成するという形成方法をとることがある
。このような。

研出の工程の入る音響整合層の形成方法でも、同様に、
概略形成されている超音波探触子にかなり大きな無理な
力が加わることになる。

これから、アレイ型超音波探触子の構造を強化していく
手段を講じていく必要があるのである。

〔従来の技術〕

短冊形状の微小な超音波送受信素子１０を多数配列する
ことで形成される。アレイ型超音波探触子２０の従来技
術の構造を第３図に示す。

この図に示すように、超音波送受信素子１０は。

電気音響変換素子１である圧電素子ｌａと、この圧電素
子１ａの音波放射側に設けら札る音響整合Ｎ４と、この
圧電素子１ａの背面側に設けられる音波吸収体５とから
構成される。そして、電気音響変喚のために圧電素子１
ａの両面に銀焼き付けなどにより形成される電極２．３
には、アースをとるための金属箔８と、信号のためのフ
レキシブルプリント板７ａ（リード線であることもある
）が、夫々半田付けで取り付けられることになる。

音響マツチングをとるために設けられる音響整合層４は
、−船釣にエポキシ樹脂などに金属粉体を混合したもの
を数層重ねることで形成され、金属箔８の半田付けされ
た圧電素子ｌａ上に接着材で貼り付けるか、あるいは直
接モールド成形により形成されることになる。

第４図は、第３図に示した従来技術を改良した従来技術
を示している。この改良技術では、金属箔８とフレキシ
ブルプリント板７ａとの間にできる空間に、接着剤９を
充填している。これにより。

金属箔８と電極２との半田付は部分及びフレキシブルプ
リント板７ａと電極３との半田付は部分にかかる力を低
減することができ９両方の半田付は部分を保護すること
ができるのである。

いずれにしても、従来技術では、多数配列される超音波
送受信素子ｌＯのアースを共通してとるために、金属箔
８を用いていたのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

この金属箔８としては１ｗ４箔などが広く用いられてい
たが、一般に金属箔８に対する接着剤の接着強度は低く
、特に音響整合層４を直接モールド成形する方法では、
エポキシ樹脂中に多量の粉体が混合されているために接
着強度は更に低下することになる。

これから、従来技術では、金属箔８と音響整合Ｊｉｉ４
や、金属箔８とフレキシブルプリント板７ａの接着強度
が十分とれないという問題点があった。

これから、ダイシングソーや研磨も含めて、製造工程に
おいて何らかの力が金属７ｆ３８や音響整合層４にかか
った場合、第４図に示すような従来の改良技術を採用し
ても、第５図にも示すように、金属箔８と音響整合層４
あるいは金属箔８とフレキシブルプリント仮７ａの接着
面は容易に剥離し。

結果的に圧電素子１ａと音響整合層４の判姉を引き起こ
してしまうことになる。

このような工１１離が、多数ある超音波送受信素子１０
の内のひとつでも起こると、アレイ型超音波探触子２０
は十分な性能を示さなくなる。従って。

アースをとるために金属箔８を用いる従来のアレイ型超
音波探触子２０では、製造における歩留まりが悪く、か
つ使用に際しての信頬性も十分でないという欠点があっ
たのである。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、金
属箔８に対する接着剤の接着強度を改善することでアレ
イ型超音波探触子２０の構造を強化して、圧電素子１ａ
と音響整合層４との間で起こる剥離等の発生を防止する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従うアレイ型超音波探触子は、アレイ型超音波
探触子を形成する超音波送受信素子の電気音響変換素子
に取り付けられるアースライン手段として、微小な網目
を有する箔状の金属網を用いるよう構成する。

〔作用〕

本発明によると、超音波送受信素子の形成の際に用いる
モールド剤や接着剤といった接着剤手段が、この金属網
の網目を通して金属網と一体となって固着されることに
なる。これから、アースライン手段として用いられる金
属網と、超音波送受信素子形成のための接着剤手段とが
剥離することがなくなり、従って超音波送受信素子の構
造を強化できることになる。

〔実施例〕

以下９図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図に９本発明の一実施例に係るアレイ型超音波探触
子２０の内部構造を示すための斜視図を示す、この図に
示すように１本発明のアレイ型超音波探触子２０も、第
３図に示した従来のアレイ型超音波探触子２０と基本的
な構造は変わることがなく、短冊形状の微小な超音波送
受信素子１０′　　を多数配列することで形成され、そ
してこの超音波送受信素子１０が１例えば圧電素子であ
るところの電気音響変換素子Ｉと、この電気音響変換素
子１の音波放射側に設けられる音響整合層４と。

この電気音響変換素子ｌの背面側に設けられる音波吸収
体５とから構成されるものである。そして。

電気音響変換素子１の音響整合層４と接する面及び音波
吸収体５と接する面には、銀焼き付けなどにより７１極
２及び電極３が形成され、この２つの電極２，３を介し
て超音波の放射のための電圧が印加されるとともに、被
検査体から戻ってきた超音波により励磁される電圧が取
り出されることになる。

一般的には、音波吸収体５側に設けられる電極３に例え
ばフレキシブルプリント仮７ａのような信号ライン手段
７が半田付けで接続されるとともに、音響整合層４側に
設けられる電極２にアースをとるためのアースライン手
段が半田付けで接続されることになるが１本発明では、
第１図にも示すように、このアースライン手段として半
田付けのできる銅、真鍮、ステンレスなどの材質からな
る微小な網目を有する箔状の金属！４６を用いるもので
ある。この金属Ｍ４６のｗ１目の間隅は超音波送受信素
子１０の配列ピッチより十分小さいことが望まれるが２
通常の金網のように網目が規則性をもつことは必ずしも
必要でなく、ランダムな小孔の配列とすることも可能で
ある。

次に、アースライン手段としてこのような金属網６を用
いる本発明のアレイ型超音波探触子２０が、どのように
してその構造を強化できることになるのかということに
ついて、第２図に示す製造方法の説明図に従って説明す
ることにする。

第２図（Ａ）に示すように、最初に、予め形成されてい
る電気音響変換素子ｌの電極３の端部に信号ライン手段
７を半田付けし、この後、音波吸収体５を接着若しくは
モールド成形により電極３を介して電気音響変換素子ｌ
にと固着する。

次に、第２図（Ｂ）に示すように、予め形成されている
電気音響変換素子ｌの電極２の端部に金属網６を半田付
けし、この後、音響整合層材を電気音口変挨１）、：子
ｌ上に直接モールド成形するとともに、４分の１の波長
の厚さまで研磨して音響整合層４の最下位層４ａを形成
する。なお、金属網６のもう一端は、アースとして信号
ライン手段７に半田付けされる。このとき１図にも示す
ように。

音響整合層材の一部が金属網６の綱目の中に流れ込み５
この１４目を介して金属網６をサンドイッチするような
状態で固まることになる。従って、金属網６と音響整合
層４と信号ライン手段７は互いに剥離することなく強固
に固着されることになるのである。

そして、第２図（Ｃ）に示すように、同様な方法で２層
目、３層目を重ねることで音響整合層４を形成した後に
、グイシングツ−などで走査方向に微小短冊形状に分断
することで、第１図に示すような超音波送受信素子ＩＯ
のアレイを形成することになる。このダイシングソーで
切断するときにあっても、すでに金属網６によって構造
が強化されていることから、第５図に示したような剥離
の問題も生ずることがないのである。

第２図に例示した製造方法では、電気音響変換素子１上
に直接モールド成形することでＤ”整合層４を形成する
ものを示したが、これとは異なり。

予め形成された音誓整合Ｎ４を電気音Ｖ変換素子ｌ上に
接着していく製造方法であっても、用いる接着剤が金属
網６の網目にと流れ込むので、同様に、金属網６と音響
整合Ｎ４と信号ライン手段７は互いに剥離することなく
強固に固着されることになる。

このように１本発明によれば、従来の金属箔を用いると
きと異なり、接着剤等がアースライン手段から剥離する
ことがなくなるので、超音波送受信素子１０の構造を格
段に強化できることになる。

以上２図示実施例につき説明したが９本発明は。

上記実施例の態様のみに限定されるものではない。

例えば、アースライン手段としての金属網６は。

音波吸収体５側の電極３に半田付けするものであっても
よいのである。また、金属網６の綱目形状も特に指定が
あるものでもない。そして１本発明は、セクタフェイズ
ドアレイ、コンベックスアレイ、コンケープアレイなど
の各種のアレイ型超音波探触子に対しても適用できるこ
とになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、アレイ型超音波
探触子の構造を格段に強化できることから、製造過程に
おいて従来生じていたアースライン手段及び音響整合層
の電気音響変換素子からの剥離等を防止でき、これによ
り、製造の歩留まりを著しく向上させることができるの
である。製造後の使用時に過って与えられた衝撃や、温
度変化にする歪が原因で生ずるアースライン手段及び音
響整合層のｆｆ１ｌ＋離等も防止することができるので
。

アレイ型超音波探触子の信頼性の向上も図ることができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るアレイ型超音波探触子
の斜視図。 第２図は第１図に示すアレイ型超音波探触子の製造方法
を説明するための説明図。 第３図は従来のアレイ型超音波探触子の斜視図。 第４図は第３図の従来技術を改良した従来のアレイ型超
音波探触子の断面図。 第５図は従来技術の問題点を説明するための説明図であ
る。 図中、１は電気音響変換素子、ｌａは圧電素子。 ２．３は電極、４は音響整合層、５は音波吸収体。 ６は金属網、７は信号ライン手段、７ａはフレキシブル
プリント板、８は金属箔、９は接着剤。 １０は超音波送受信素子、２０はアレイ型超音波探触子
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　微小短冊形状の超音波送受信素子（１０）が多数配列
   されることで形成され，この超音波送受信素子（１０）
   が，電気音響変換素子（１）と，この電気音響変換素子
   （１）の音波放射側に電極（２）を介して設けられる音
   響整合層（４）と，この電気音響変換素子（１）の背面
   側に電極（３）を介して設けられる音波吸収体（５）と
   を備えるよう構成されてなるアレイ型超音波探触子（２
   ０）において， 上記電極（２，３）のいずれか一方から取り出されるア
   ースのためのアースライン手段として，微小な網目を有
   する箔状の金属網（６）を用いるとともに，この金属網
   （６）の網目を通して固着される接着剤手段を用いて，
   上記超音波送受信素子（１０）の構造を強化してなるこ
   とを， 特徴とするアレイ型超音波探触子。