JPH01300937A - 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〕 音波吸収体収容ケースをセラミックで成型しその側面に
信号線パターンを形成した電気音響変換素子に関し、 電気音響変換素子の真密度化に伴う信号線のピッチの微
小化及び発熱に対応することができる超音波探触子を提
供することを目的とし、複数個が平行に配列された電気
音響変換素子と、音波を吸収する材料で形成され、配列
された電気音響変換素子の背面に接して設けられた音波
吸収体と、音波吸収体が収容されて開口部の縁面が配列
された電気音響変換素子の縁部に溶着されたケースと、
配列された電気音響変換素子の端部に接続され、配列さ
れた電気音響変換素子の各々に単独に導通する複数の信
号線と、配列された電気音響変換素子に共通するアース
板とから成り、各信号線からの通電により電気音響変換
素子を振動させて、電気音響変換素子の前面から超音波
を送信及び受信する超音波探触子であって、ケースをセ
ラミックで成型し、ケースの側面に、各電気音響変換素
子の背面端部に対向する位置に夫々接続端部を有する複
数の信号線のパターンを形成した構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、超音波診断装置の超音波探触子に係り、特に
音波吸収体収容ケースをセラミックで成型しその側面に
信号線パターンを形成した電気音響変換素子に関するも
のである。

超音波診断装置に使用される超音波探触子１例えば超音
波トランスジューサの中で、特に多数の微細な電気音響
変換素子を配列したアレイ型トランスジューサでは、電
気音響変換素子の電極形成方法としてフレキシブルプリ
ント板の使用が提案されているが、診断画像品質の向上
のために電気音響変換素子数が素子数の増加及びピッチ
の微細化により高密度になると、信号線パターン密度及
び放熱性能においてフレキシブルプリント板では対応で
きなくなるので、これを解決する方法が望まれている。

〔従来の技術〕

第６図（ａ）及び（ｂｌはアレイ型トランスジューサの
従来例を示す。なお周知の音響レンズは図示していない
。図において、セラミックで形成された圧電素子３の両
側に電極３ａ、３ｂを有する複数の電気音響変換素子（
以下変換素子という）１ａ＋１ｂ＋−が短冊状（例えば
１０ｍｍ　Ｘ　０．２ｍｍ）に僅かな間隔（例えば５０
μｍ）で配列され、変換素子１ａ＋　１ｂ＋−・−の前
面にエポキシ樹脂で形成された整合層２が設けられてい
る。

変換素子１ａ、　ｌｂ、・・・の下面端部の両側から夫
々に導通する信号線パターン４ａ、４ｂが形成されたフ
レキシブルプリント板５ａ、５ｂが半田付は等によって
接合されている。両側に設けたのは変換素子１ａ、　Ｉ
ｂ。

−の幅が狭いので、交互に信号線パターン４ａ、４ｂを
接続するためである。また変換素子１ａ＋１ｂ＋’−の
反対側の端部で整合層２との間に共通のアース板６が同
様に接合されている。

変換素子１ａ、　ｌｂ、−・−は、エポキシ樹脂または
セラミックで形成されたケース８ａの上端部に接着剤で
接着されており、ケース８ａの底は開口されている。

ケース８ａ内には金属粉末（例えば酸化鉄粉）が混入さ
れたエポキシ樹脂材より成る音波吸収体７がケース８ａ
の底から注入されて変換素子１ａ、１ｂ＋−の下面に全
面接触するように収容されている。音波吸収体７は変換
素子１ａ＋１ｂ＋’−の図において下方向の超音波を吸
収する機能を有している。

信号線パターン４ａ、４ｂの終端部及びアース板６は図
示していないケーブルを介して図示省略した超音波診断
装置に結合されている。

変換素子１ａ、ｌｂ、−は信号線パターン４ａ、４ｂか
ら通電することにより振動して超音波のパルス及び連続
波を発生して送信し、反射超音波を受信する。

このような構成を有するので、変換素子１ａ、　ｌｂ。

・−により図において上方向に走査状に放射された超音
波は人体等の内部の状況により反射して受信される。受
信された超音波は超音波診断装置において画像として表
示され、診断が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来方法によれば、変換素子の微小化に伴って信号
線をフレキシブルプリント板として両側（例えば３２〜
６４本のパターンを二分している）から交互に信号線パ
ターンを導くようにしているが、診断装置の画像品質を
一層高めるために変換素子数を増加させピッチを微細化
する必要があり、これに接続する信号線の密度はフレキ
シブルプリント板ではパターン形成の製造技術を超えて
しまい対応ができない。また変換素子の振動による発熱
の増加に対して、フレキシブルプリント板がポリミイド
フイルム等のプラスチック材で構成されていて熱伝導率
がきわめて小さいので、放熱効果が期待できず、変換素
子の温度上昇を招く、このことは診断の場において、患
者に対して熱に対する過度の不安感を抱かせ、また長時
間の使用には熱損傷（低温火傷）の可能性もあるという
問題点がある。

本発明は、変換素子の高密度化に伴う信号線のピッチの
微小化及び発熱に対応することができる超音波探触子を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

図において、１は複数の変換素子、 ８はセラミックで成型したケース、 ４０は収容ケース８の側面に形成され、各電気音響変換
素子１の背面端部に対向する位置に夫々接続端部を有す
る複数の信号線のパターンである。

従ってセラミックで成型したケース８の複数の信号線の
パターン４０を複数の変換素子１の端部に接続するよう
に構成されている。

〔作用〕

セラミックで成型したケース８には薄膜パターン形成法
により高密度のパターン４０を形成することができるの
で、変換素子１を微小化してもパターン４０を接続する
ことができ、また変換素子１の通電時の振動による発熱
を放熱性の良好なセラミックのケース８で放熱させるこ
とができる。

従って変換素子１の高密度化に対応した信号線の構成及
び放熱性を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第２図及び第３図を参照して
説明する。全図を１ｉＩＩ：／て同一符号は同一対象物
を示す。第２図において第１図に対応するものは１点鎖
線で囲んで示している。

第２図及び第３図に示すように、アレイ型トランスジュ
ーサの複数の変換素子１ａ、ｌｂ、−にセラミックで形
成されたケース８ｂ上に溶着されている。

ケース８ｂの側面には薄膜パターン形成法によるプリン
トパターンの信号線パターン４０ａ、　４０ｂ、−が形
成されている。

信号線パターン４０ａ、４０ｂ、・−・はケース８ｂの
上端面にまで形成され、変換素子１ａ＋１ｂ、−の電極
３ａの端部に夫々溶着されている。

信号線パターン４０ａ、４０ｂ、・−の終端部はケース
８ｂの隣の側面に及んで端子部４１ａ、４１ｂ、−が形
成されており、図示省略したコネクタ端子を介してケー
ブルに接続される。

このような構成及び機能を有するので、変換素子１ａ＋
１ｂ、、−・が微小化してもセラミックのケース８ｂに
は高密度のパターン４０ａ、　４０ｂ、−を形成するこ
とができるので、パターン４０ａ、　４０ｂ、・・−を
変換素子１ａ。

ｌｂ、−に接続することができる。

またセラミックは熱伝導性に優れているので、変換素子
１ａ、ｌｂ、−の通電時に発生する熱をケース８ｂから
放熱させて過熱が防止できる。

またケース８ｂのセラミック成型及びパターン形成によ
る製造工程の短縮、フレキシブルプリント板の削除が可
能となり、コストが改善され、断線等が減少して信顛性
が向上する。

また異なる実施例（１）を第４図（ａ）及び（ｂｌに示
しており、ケースと変換素子の溶着面積を広くして溶着
強度を高めたものである。

即ち、図に示すように、ケース８ｃの上端部の内側に段
部を形成して、段部の水平面と垂直面にまで、パターン
４２ａ、４２ｂ、・−・を形成しておき、また変換素子
１ａ、ｌｂ、−・の電極３ｃを端面まで形成して、夫々
対向面が溶着されている。また変換素子１ａ、　ｌｂ。

−の両端部のケース８ｃとの接続位置の近傍に、変換素
子１ａ、ｌｂ、−の配列方向に直交する方向に、上面か
ら変換素子１ａ＋１ｂ、’−の厚さより短い深さのスリ
ット９ａ、９ｂが設けられている。

スリット９ａ、９ｂは、次のような理由で設けられてい
る。即ち、変換素子１ａ、　ｔｂｌ’−の通電による厚
み振動以外の振動モードは不要振動で、むしろ有害とな
るので、この不要振動、特に変換素子１ａ、　ｔｂ。

−の長手方向への振動が音波吸収性の悪いセラミックの
ケース８Ｃに衝突して反射するのを防止するため、及び
厚み振動部分のポアソン比によって生ずる幅方向の振動
がケース８Ｃに伝播するのを防止するために、不要振動
を吸収し抑制するものである。従って変換素子１ａ＋１
ｂ＋”−の通電時の不要な振動がケース８ｃに達するの
を防止することができる。

また第５図に異なる実施例（２）の要部を示しており、
スリン）９ａ、９ｂ、−に音波吸収体７ａを充填したも
のである。従って一層不要振動の吸音効果が得られる。

上記具なる実施例ではスリットを変換素子の両端部に夫
々−本ずつ設けた場合を説明したが、複数本を平行に設
けても良く、−層不要振動を抑制することができる。

またケースにアースパターンを形成して、アース板を変
換素子の端部近傍で切断して短くし、それをストラップ
線等によってアースパターンに接続する方法としても良
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、吸音材収容ケース
をセラミックで成型して側面に信号線パターンを形成す
ることにより、 ■変換素子の微小化に伴う信号線パターンの高密度化に
対応することができる。

■変換素子の振動による発熱をセラミックによって放熱
し過熱を防止することができる。

■不要振動を抑制することができる。

ので、変換素子の高密度化に対応することができ、診断
画像品質を高めることができる。更に診断時の安全性を
確保することができる。また、■コストの改善及び信頬
性を高めることができる。

という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例を示す斜視図、第３図は実施例
の要部を一部破断して示す側断面図、 第４図は異なる実施例（１）を示す構成図、第５図は異
なる実施例（２）の一部破断して示す側断面図、 第６図は従来例を示す構成図である。 図において、 Ｌ　ｌａ、　ｌｂは変換素子、　８．８ａ〜８ｃはケー
ス、９ａ、９ｂはスリット、　　４０はパターン、４０
ａ　、　４０ｂは信号線パターンを示す。 長２［Ｊ 定朗袂イ２１の慴り酎と一酊メ玉功１ヒ（Ｙ≧呵ミオイ
貝・ｊヒ正ロＺ第３７ ｑル （久）斜昶−図 恥咲范７（ダ・ｆ（，１を爪す構べ圀 第４聞Ｃ９１） 第４回（Ｙの初 子４なろ、１Ｊｔ６呂イ３７・１（２肋　−苦彷ｃＴじ
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Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個が平行に配列された電気音響変換素子（１
   ）と、 音波を吸収する材料で形成され、該配列された電気音響
   変換素子（１）の背面に接して設けられた音波吸収体と
   、 該音波吸収体が収容されて開口部の縁面が該配列された
   電気音響変換素子（１）の縁部に溶着されたケース（８
   ）と、 該配列された電気音響変換素子（１）の端部に接続され
   、該配列された電気音響変換素子（１）の各々に単独に
   導通する複数の信号線と、 該配列された電気音響変換素子（１）に共通するアース
   線とから成り、 該各信号線からの通電により該電気音響変換素子（１）
   を振動させて、該電気音響変換素子（１）の前面から超
   音波を送信及び受信する超音波探触子であって、 前記ケース（８）をセラミックで成型し、 該ケース（８）の側面に、各電気音響変換素子（１）の
   背面端部に対向する位置に夫々接続端部を有する複数の
   信号線のパターン（４０）を形成したことを特徴とする
   超音波探触子。
2. （２）前記電気音響変換素子（１）の両端部溶着辺の該
   ケース（８）との対向辺に近接した位置に該溶着辺に平
   行に夫々少なくとも１つのスリットを設けたことを特徴
   とする請求項第１項に記載の超音波探触子。