JPH02114947A - 超音波探触子の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は超音波診断装置などのプローブと（。

て用いられる超音波探触子の製造方法に関し、特に２方
向に配列された複数個の超音波振動子をＨする超音波探
触子の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、上記のような超音波振動子を２方向に複数個配列
してなる超音波探触子の製造方法を開示した文献として
、特開昭Ｂ　Ｄ　−１，４０１５３号公報がある５、そ
の内容を要約すると、所望の数の導体部群パ・（）ＩＪ
刷配線された基板上に超音波振動子の材料マある圧電材
を接着し、基板の下に超音波吸収体となる吸音材を配置
して固着したのち、圧電材を導体配線を含むように２方
向に切断して、複数個の５振動子を分割形成することに
より超音波探触ｆを（′ユるものである。なお、上記２
方向とは探触イ１、”才、ミいて、通常Ｘ方向といわれ
る走査方向と、Ｙ方向といわれる厚み方向を指すもので
ある。

Ｌ発明が解決しようとする課題］ Ｆ：記のような従来の製造方法による超音波探触゛Ｊ：
・の形成においては１、圧電材の裏面に印刷配線された
基板が直接接合され、その基板の下側に吸音材（背面制
動材又はバッキング材ともいわれる）が配置する構成と
なっているため、吸音材が直接ｆＥ　ｉｔ　Ｕに接続さ
れる一般的な構成に比べ、音響特性が劣化されたものと
なる。つまり、吸音材の吸音効果が減することにより、
ダンピング性能が悪くなるいう問題がある。

また、圧電材一基板間の接合等には導電性接着剤等を使
用しているが、機械的な接着強度はそれ程強くないので
、分割加工時に接着部がはがれるなど、歩留り的に不良
となるケースが多く発生する４゜ この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、とくに吸音材を直接圧電材に接合させる形成
方法を用いて、２方向に配列配置される複数個の振動子
からなる超音波探触子を簡単１形成できる製造方法を提
供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１ この発明に係る超音波探触子の製造方法は、平板状枠体
の上面に複数列の溝を形成し、この溝の底部に所定の間
隔をもって下面に達する貫通穴を設け、この貫通穴に導
電体を埋込み、貫通穴に沿って溝と直交する方向の側面
及び底面を含む溝の上面と枠体の下面に配線を形成した
のち、両面に電極を有する圧電材を上面に導通接合し、
溝と圧電材とによって形成された空間に吸音材を注型し
てバッキング材を形成し、圧電材を所定ピッチで２方向
に切込み分断して複数個の独立した超音波振動子を分割
形成する工むを有するものである。

［作用］ この発明においては、溝を列設し、た構造枠体の上面に
圧電材を接合し、溝と圧電材の而とが形成する空間に吸
音材の注型によりバ・ノキング材を形成するから圧電材
とバッキング材が直接強固に接芒される。したがって、
圧電材を切込んで２方向に配列配置される超音波様触子
をはがれ等を起す、シとなく分割形成できる。このよう
に分割形成されたアレイ状振動子は超音波の送・受波時
のダンピング特性が低下しない。

［実施例］ ｃｌ下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｅ）　、、第２図（ａ）、（
ｂ）　、第３図〜・・第６図はこの発明の一実施例すな
わちＹ方向（厚さ方向）３分割のアレイ状素子形成の場
合の製造工程における各工程乃至その状態を示す模式図
である。ここで、第１図（ａ）及び第６図は斜視図、第
１図（ｂ）は枠体の上面図、第１図（ｃ）は下面図、第
２図（ａ）、（ｂ）　、第３図〜第５図はＹ方向の断面
１図により図示している。以下、第１図（ａ）１（ｔ＋
）、（ｅ）　、第２図（ａ）、（ｂ）　、第３図〜第６
図の順に製造条件あるいはその形成状態を説明する。

（イ）　第１図（ａ）において、まず平板状の絶縁体か
らなる枠体１の上面の走査方向（Ｘ方向）に所定の寸法
からなる平行な３個の１２ａ、２ｂ。

２ｃを形成する。この溝は予め枠体１に成形されたもの
を使用することもできろ。いま５この溝２ａ、　　２ｂ
、　２ｃのある上面を開放面、溝のない下面を裏面とい
うことにする。なお第１図（ｂ）は開放面側から見た上
面図、第１図（ｅ）は裏面から見た下面図であるる。

ついで、溝２ａ、２ｂ、２ｃの底部にＹ方向（厚み方向
）にそれぞれ貫通穴３ａ、３ｂ、３ｃを形成する。この
貫通穴３ａ、３ｂ、３ｃは第１図（ｂ）　、　（ｃ）に
みられるようにＸ方向に所定のピッチをもって複数個設
けられ、穴の中は半田・メツキ等でふさぎ配線の一部の
導体として使用する。

配線は開放面側の配線４と裏面側の配線５によって形成
され、第１図（ｔ＋）　、　（ｅ）に示すように所定ピ
ッチをもって同形状の配線パターンがＸ方向に沿って配
置される。このとき、配線４は貫通穴３ａ、３ｂ、３ｃ
と導通されるように形成される。

また配線５は′ｌｊｌ大通穴、３ｃに導通するが貫通穴
３ｂとは導通しないように少しずらして形成される。

なお、枠体１はブラスチッνまたはセラミックス等の絶
縁体によって形成され、配線４，５はこの絶縁体に直接
ワイヤリングしたものでも、絶縁体上にフレキシブルプ
リント板を接若したものでも、ばらばらの部品を組合せ
て接続したものであってもよい。

（ロ）　第２図（ａ）に示すような両面に電極６ａ、６
ｂを形成した圧電体７からなる圧電材８と、前項（イ）
の工程で得られ、配線４．５（図示せず）が形成された
枠体１を第２図（ｂ）に示すように準備する。

（ハ）　第３図に示すように圧電材８を枠体１の開放面
側の上面９において導電性接着剤等を用いて図示しない
配線４と電極６ｂを含めて導通接合する。この工程によ
り、圧電材８と溝２ａ、２ｂ、２ｃとによって空間１０
が形成される。

（ニ）　第４図に示すように、形成された空間１０（第
３図）の一端面を図示しない平板でふさぎ、例えばフィ
シ等を混入したエポキシ樹脂等からなる吸音材の材料を
真空中で注型して充填させる。

ついで空間１０の他端面も平板でふさぎ、圧電材８の面
を水平にして固化させ吸音材の樹脂と電極６ｂの面を密
着させて空間１０の部分に背面制動材１１を形成する。

（ホ）　第５図において、背面制動材１１の形成後、枠
体１の上面に形成された回路パターン部分すなわち配線
４を含めて枠体１の上面近傍まで細い溝１２を形成する
ようにして圧電材８を切り込んでＹ分割カットすなわち
厚み方向分割を行う。この工程により枠体１上に形成さ
れた配線４は細い溝１２の部分で断線されるが、両端側
の圧電材１８ａ。

１８ｃは貫通穴３ａ、３ｃと配線５により接続導通され
ている。また、中央の圧電材１８ｂは貫通穴３ｂに導通
する配線４により接続されたま−である。

（へ）　第６図において、走査方向（Ｘ方向）と直交す
る方向に所定ピッチをもって上記（ホ）工程と同様な細
い溝１３を形成して圧電材１８ａ、　１８ｂ。

１８ｃ（第５図）を切り込み、Ｘ方向の分割を行う。

このようにして、ｘ、Ｘ方向に分割され、それぞれが導
通状態の貫通穴３ａ、３ｂ、３ｃ及び配線４．５を有す
る圧電材８ａ、８ｂ、８ｃが形成され、Ｘ、Ｙ方向に分
割形成されたアレイ状素子が行列状に形成される。

ついで、分割された各電圧材８ａ、８ｂ、８ｃ上の電極
５　ａ　、６　ｂ　＋　６　ＣをＸ方向に導通接続する
共通電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃをワイヤ接続などを行
って形成する。このようにしてＹ方向３分割のアレイ状
素子からなる超音波探触子の基本構成が形成される。

さらに、分割された圧電材８ａ、　８ｂ、ｇｃの上に図
示しない音響整合層と音響レンズが順次形成され、この
発明によるＹ方向３分割型の超音波探触子が完成される
。以上の工程により、得られた探触子の構成は圧電材が
背面制動材と直結されたものとなり、Ｙ方向分割形のプ
ローブの性能として送・受渡時のダンピング特性の優れ
た探触子の製造が可能となるものである。

以上のほか、第６図の実施例において、アレイ状素子の
電極６ａ、６ｂの配線とり出しは次のように行われる。

電極６ａは共通用の接地電極であり、共通電極Ｌ４ａ、
１４ｂ、１４ｃを取りまてめて接地する。また端部素子
すなわち圧電材８ａ、８ｃ　（電極６ｂと接続）は貫通
穴３ａ又は３ｃから取り出したリード線１５、中央部素
子すなわち圧電材８ｂは貫通穴３ｂから取り出したリー
ド線１Ｂを用いて、通常の切替回路、送受信回路へ接続
して超音波を送・受波するようになっている。この動作
は従来から行われているＹ分割形の探触子の動作と同じ
であるので説明は省略する。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、例えばＹ方向の分割数は３分割に限らず、必要とすれ
ばその数を増加することも可能である。また、枠体の溝
底部に設けた貫通穴による配線の導通接続法は、枠体に
あらかじめ導線等を埋め込んだもてあっても差支えない
ことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、溝が列設された枠体の
上面に圧電材を接合し、この溝と圧電材とが形成する空
間に背面制動材を注型により形成したのち、Ｘ、Ｙ方向
に分割された分割形の探触子を形成するから背面制動材
と圧電材が直接強固に密着する分割形の探触子が容易に
製造できる。

そのため、各素子毎ではダンピング特性の優れた素子が
一方向走査形の従来の探触子と同様な簡単な方法で製造
可能である。とくに、各素子も強固に吸音材に固定され
るため分割カット時に生ずるはがれ等の不良率の減小化
に著るしい効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の厚さ方向３分割のアレイ状素子の製造
工程を順に説明する模式図であり、第１図（ａ）は枠体
及び配線の形成を示す斜視図、第１図（ｂ）は枠体の溝
を含めた配線を示す上面図、第１図（Ｃ）は枠体の底面
に形成された配線を示す下面図、第２図（ａ）は圧電材
の断面図、第２図（ｂ）は枠体のＸ方向の断面図、第３
図は枠体の溝と圧電材とが接合されて形成された空間を
示す断面図、第４図は第３図によって形成された空間に
吸音材による背面制動材を示す断面図、第５図はＹ方向
分割を示す断面図、第６図はさらに走査方向分割と探触
子の構造を示す斜視図である。 図において、１は枠体、２ａ、２ｂ、２ｃは溝、３ａ、
３ｂ、３ｃは貫通穴、４は上面側の配線、５は下面側の
配線、６ａ、６ｂは圧電材の電極、７は圧電材、８は圧
電材、８ａ、８ｃは端部素子、８Ｃは中央部素子、９は
枠体の上面、１０は空間、１１は吸音材からなる背面制
動材（バッキング材）、１２はＸ方向の細い溝、工３は
Ｙ方向の細い溝、１４ａ、１４ｂ、　１４ｃは共通電極
、１５．１８はリード線、１８ａ。 １８ｂ、１８ｃは分割された圧電材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 平板状の枠体の上面に複数個の溝を形成する工程と、 この溝の底部に所定の間隔をもって貫通穴を設け、この
   貫通穴に導電体を埋込んだのち、上記貫通穴に沿って上
   記溝の方向と直交し、側面及び底面を含む上記溝側の上
   面と上記枠体の下面とに配線を形成する工程と、 両面に電極膜を有する圧電材を上記溝側の上面に上記電
   極膜と各配線とを導通させ、かつ接着する工程と、 上記溝と圧電材とにより形成される空間に吸音材を充填
   して背面制動材を形成する工程と、上記配線をそれぞれ
   有するように上記圧電材を所定ピッチで２方向に上記枠
   体の上部まで細い溝状に切込み分断して複数個の独立し
   た超音波振動子を分割形成する工程と を有する超音波探触子の製造方法。