JPH01501449A - 圧電素子を有するエコーグラフプローブ - 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】 圧電素子を有するエコーグラフプローブ発明の背景 １、発明の分野 本発明の目的は圧電素子の装置を有するエコーグラフプローブである。それは具 体的には、検査中の人体の内部組織構造の映像を示すために、診断目的にエコー グラフが用いられる医用の分野に適用できる。しかし、接合により互いに接続す べき２つの部分の間に電気接点を設けなければならない場合には常に他の分野に おいてエコーグラフを使用できる。

更に、非医学用途のだめの音響プローブたとえば水中プローブの製作は本発明の 範囲を超えるものではない。

２、従来技術の説明 広くいえば、エコーグラフは、電気信号発生器と、それらの信号に対応する音響 振動を測定すべき媒体中に加えるために、発生器へ接続されるトランスデユーサ プローブとを有する。送信の停止中は、媒体から反射されてきた音響信号を受け 、それらの信号を電気信号に変換するためにプローブを逆に使用できる。その後 で、受けた信号を受信および処理手段へ供給できる。種々の理由から、とくにエ コーグラフにより得られた映像の解像力に関連する諸問題のために、電気信号／ 音響信号発生器の動作周波数は高い。それらの全く同じ理由から、プローブは相 互に整列させられたいくつかのトランスジューサ素子で構成される。それらの動 作周波数においては、素子の寸法は小さい。それらの寸法のために、圧電素子を プローブの制御回路へ電気的に接続するための装置の組立が困難となる。各圧電 素子の両側に２つの金属化部分が設けられ、それらの金属化部分をエコーグラフ の送信回路／受信回路へ接続せねばならない。

たわみ可能な印刷回路板により支持されている電気接続トラックをトランスデユ ーサ素子の金属化部分へ直接はんだづけすることにより、各トランスデユーサ素 子の端子において電気信号を供給し、または電気信号を拾うための方法が、とく に、１９８４年１２月３日付のヨーロッパ特許出願箱８４　３０８　３７３．４ から知られている。その後で、たわみ可能な印刷回路はプローブに関して折り返 えされ、それから測定すべき媒体の検査、たとえば扇形走査のためにとくに希望 する用途に一致するように、種々の構成によりプローブは更に曲げられる。

この構造にはいくつかの欠点がある。それらの欠点は、各トランスデユーサの両 側にリレーブロックを取付けることにより解決できるものと考えられていた。そ のリレーブロックはそれの隣接する表面の少くとも２つに連続して金属化部分が 施される。そのリレーブロックの一方の側面をトランスデユーサ素子の一方の側 面へ電気的に接続でき、リレーブロックの他方の側を印刷回路型の接続回路へ接 続できる。この印刷回路にとっては、印刷回路の接続をアレイを曲げた後で行う ことができるから、そのアレイを曲げる問題はもはや起ぎなくなる。この種の構 造の例を第１図に示す。

ブロックと素子の対応する側を接続線により接続することが考えられている。し かし、この細かい接続の作業は実施が困難である。その作業には費用がかかる。

一実施例においては、音響信号の送信を測定すべき媒体に一致させることができ るように、圧電素子を遷移ストリップに整列させることができることから利益が 得られている。このストリップは、そのストリップが覆っている圧電素子に面す る表面に金属化部分が付着させられるという特徴を持つことができる。更に、こ のストリップは圧電素子を超えて延びることができ、かつ、電気的接続のために 使用されているリレーブロックを覆うこともできる。したがって、電気信号は印 刷回路からリレーブロックと、ストリップの金属化部分と、最後に圧電素子の金 属化部分とに引続き伝えられ、および受信モードにおいてはこれとは逆向きに伝 えられる。

しかし、更に別の問題が残っているようである。ストリップをそれの圧電素子へ 接合しなければならないためにそれは自己支持されない。したがって、ストリッ プを導電性接着剤によりそれの素子（およびリレーブロック）へ接合することが 考えられている。このやり方は電気的には満足できるが、音響的には機能しない 。接着剤の層の音響インピーダンスを音波の送信に整合させることができない。

したがってその接着剤層はそれらの音波の反射面を構成し、これはエコーグラフ の映像を乱す。圧電素子の表面に金属化部分を付着することではなくて、ストリ ップの金属化部分各圧電素子のささえの金属化部分の間に印加される電圧により 各素子内に電界を誘起することで構成される別の方法は使用できない。それらの 部品を一緒に整合しなければならず、使用する接着剤の厚さとは無関係に、その 接着剤の誘電率は結晶の誘電率とは異なるから圧電現象が乱される。電気／音響 変換または逆の変換が低い効率で行われる。

本発明においては、非導電性接着剤の層を用いることによりそれらの欠点は解消 される。しかし、予測されることとは反対に、非導電性接着剤の層は電気的接続 のために全面的な絶縁スクリーンを形成しない。したがって、非導電性接着剤は 非常に流動的であるという特徴を有する。したがって、非導電性接着剤は非常に 薄い厚さで使用できる。それから金属化部分が現われる部分における障害（それ らの障害によりそれらの金属化部分は微細な凹凸のある外観を有する）を用いる ことにより、金属化部分を付着された部分への部品の接合において十分な圧力を かけることによって、それらの金属化部分の層の間で硬化、または分子相互浸透 を得ることが可能である。

このようにして、それらの層の間の接合は機械的連結の間に接着剤の存在により ひき起される多数の電気的ブリッジの分散であると考えることができる。更に、 絶縁接着剤の層は非常に薄いから、金属化部分と接着剤により形成されたコンデ ンサを通じて電力が伝えられる。

発明の概要 したがって、本発明はプローブ、たとえば圧電素子の層を有するエコーグラフプ ローブに関するものである。

各素子は支持体の上に支持されるか、音響遷移ストリップで覆われるかの少くと も一方にされ、素子の支持体とストリップに向き合っている側が金属化され、支 持体とストリップの少くとも一方が各素子の金属化部分に対応する金属化部分を 備え、非導電性接着剤の薄い層がそれらの対応する金属化部分の間に挾まれて電 気的な連続性をもたらす。

図面の簡単な説明 以下の説明および添附図面から本発明はより良く理解されるであろう。それらの 説明および添附図面は例としてのみ与えられているものであって、発明の範囲を 決して限定するものではない。それらの図で、第１図は本発明のエコーグラフプ ローブの斜視図を示し、第２図は発明の効果の概略図を与える第１図の一部の詳 しい断面図を示す。

好適な実施例の説明 第１図は圧電素子の構成を有する本発明のエコーグラフプローブを部分的に表す 。その例においては、その構成はアレイである。このプローブは２のようないく つかのトランスデユーサ素子に共通である支持体１を有する。

トランスデユーサ素子は３のような分離部により相互に分離される。各素子はい わゆる音響遷移ストリップ４により覆われ、支持体とストリップに面するそれの 側面にそれぞれ金属化部分５，６を有する。本発明においては、支持体とストリ ップはそれぞれ金属化部分７と８も有する。それらの金属化部分は素子の金属化 部分へ接続されるように構成される。好適な実施例においては、素子の電気的接 続装置は各素子の各側に９または１０のような平行四辺形のリレーブロックを有 する。ブロックは絶縁材料たとえばセラミックで製作される。それらのブロック の表面は２つの電気的に独立している金属化部分１１゜１２によりそれぞれ金属 化される。電気信号がプローブ（図示せず）の電子回路と圧電素子の間を、１３ と１４のような印刷回路により伝えられる。印刷回路のトラック１５．１６は接 続部１７．１８により、ブロック９゜１０とは電気的に独立している金属化され た側面へ接続される。

本発明を特徴とする特徴はそれらの電気信号を、一方では金属化部分６と８の間 、他方では金属化部分５と７の間の少くとも一方の間で伝えるために、非導電性 接着剤の薄い層１９．２０が存在することである。第２図は圧電素子の上側と、 それを覆う遷移ストリップの下側の間の接着剤の部分Ｐの拡大図である。第２図 は、それら２つの部分の金属化部分６と７は完全には滑らかではないことを示す 。一方、それらは微細な粗さを有する。本発明においては、それらの部品を接合 する前に非導電性接着剤１９の層が塗られる。それから、たとえば１０−当り約 ５０）ｃｇｆの十分な圧力がそれらにかけられる。そうすると、流動性に非常に 富む接着剤が接合の側面に沿って逃げて、その位置に非常に小さい機械的連続部 ２１を残しそれらの間に多数の電気的ブリッジ２２が分散している。それらの条 件においては金属化部分８と６の間に良い電気的接続が存在する。更に、素子２ とそれのストリップ４の間の音響結合は直接である。金属化は真空中での蒸＠／ 吹付けにより行うことが好ましい。金属化は電解１；より行うこともできる。粒 状の微細外観は特殊な手段を講することなしに自然に得られる。

非導電性接着剤構造的な接合であることが好ましいから、高い接着性能を持つも のが好ましく、更に、いわゆる高温度接着剤、すなわち、低温または常温におい ては非常に安定であるが、それの（高い）使用温度においては非常に流動的であ る接着剤が好まＬ２い。

圧電素子のアレイはつぎのようにして製作される。輪郭がＴ形である細長い支持 体１の以前に金属化されている上面に、両側面が金属化されている圧電材料製の 棒を、本発明の好適なやり方で非導電性接着剤の層を付着して置く。それから、 電気的に独立している２つの金属化部分を有するストリップを支持体１の２つの ３１２３．２４の上に置く。ここで再び、非導電性接着剤の層を用いることが好 ましい。最後に、支持体の長さ、圧電素子アレイの長さおよびストリップの長さ に等しい長さを有し、面が金属化されているストリップが全体のユニットの上面 に接合される。そのユニットに適切な圧力をかけて接着剤を硬化させる。硬化が 終るとアレイ、装置、をいくつかの独立した素子に分離させるためにたとえばの こぎりにより切断３を行う。曲ったアレイを製作するためには支持体１を希望の 形に曲げるだけで十分である。本発明は別の予期しなかった利点を与える。非導 電性接着剤を使用することにより、種々の金属化部分の間に短絡が起る全ての危 険を無くすことが可能である。その短絡の危険は、従来技術では導電性接着剤を 使用していたために現われていた。その結果として、本発明ではプローブの製作 効率がかなり向上した。

しかし、アレイの素子の間の全ての電気的接続をここで説明した方法で行う必要 はない。とくに、支持体上の金属化部分５と７の間の接続は非導電性接着剤の層 で必ずしも行われない。というのは、その場合には不必要な方向、すなわち、ス トリップの後方へ向って音響振動の望ましくない反射が起るからである。したが ってそれらは面倒が少い。

国際調査報告 ＳＡ　１９７０２

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．各圧電素子が支持体（１）の上に維持されるか、音響遷移ストリップ（４） に整列させられるかの少くとも一方の配置をされ、かつ支持体とストリップに面 するそれの側面（５，６）が金属化される、圧電素子（２）の構成を有するエコ ーグラフプローブにおいて、支持体とストリップの少くとも一方が各素子の金属 化部分に対応する金属化部分（７，８）を備え、非導電性接着剤の薄い層（２０ ，１９）がそれらの対応する金属化部分の間に挟まれて電気的に連続させること を特徴とする圧電素子（２）の構成を有するエコーグラフプローブ。
2. ２．請求項１記載のプローブにおいて、接合すべき対応する金属化部分は相互分 子浸透または硬化（第２図）にとって好ましい表面外観を備えることを特徴とす るプローブ。
3. ３．請求項１または２記載のプローブにおいて、支持体はいくつかの素子に共通 であることを特徴とするプローブ。
4. ４．請求項１〜３のいずれかに記載のプローブにおいて、素子の構成はアレイで あることを特徴とするプローブ。
5. ５．請求項４記載のプローブにおいて、アレイは曲っていることを特徴とするプ ローブ。
6. ６．請求項３記載のプローブにおいて、各素子（２３，２４）のストリップと共 通の支持体が素子をこえて横へ延び、各素子の位置において少くとも１つの電気 的接続リレー（９，１０）に留められることを特徴とするプローブ。
7. ７．請求項６記載のプローブにおいて、リレーは平行四辺形にされ、その平行四 辺形の少くとも２つの隣接する表面に少くとも１つの連続金属化部分（１１，１ ２）が設けられることを特徴とするプローブ。
8. ８．請求項７記載のプローブにおいて、平行四辺形の金属化部分は非導電性接着 剤（１９，２０）により支持体とストリップの少くとも一方へ接合されることを 特徴とするプローブ。
9. ９．請求項３記載のプローブにおいて、支持体は熱により変形可能な、熱により 変形される材料であることを特徴とするプローブ。
10. １０．請求項１〜９のいずれかに記載のプローブにおいて、前記プローブはエコ ーグラフプローブであることを特徴とするプローブ。