JPH0532059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３次元的な情報を実時間で得るための
圧電振動子を２次元に配列した超音波探触子の製
造方法に関するものである。

一般に、直線電子走査型超音波装置に用いられ
る超音波探触子は、直線状に複数個に圧電振動子
を配列したもので、直線電子走査することにより
実時間で２次元の平面画像が得られるものであ
る。更に、実時間で立体像すなわち三次元画像を
得るためには、超音波振動子を２次元に配列した
超音波探触子を利用することは既に知られてい
る。

従来の２次元配列型の超音波探触子としては、
第１図、第２図ａ，ｂに示すものが知られてい
る。

第１図においては、圧電振動子板１の両面に相
互に交叉するように複数列の電極２ａ，２ｂ，…
…２ｎ，３ａ，３ｂ，……３ｎを対向して設けて
ある。

このような構造を有する超音波探触子は、圧電
振動子板１の両面に交叉する複数列の電極２ａ，
２ｂ，……２ｎ，３ａ，３ｂ，……３ｎから、例
えば電極２ａと電極３ａを選択して電圧印加する
ことにより、電極２ａと電極３ａが交叉する圧電
振動子板１の一部が付勢され、超音波ビームを放
射し、同様に反射波の受信ができるものであり、
構造が比較的簡単で製造が容易である。しかしな
がら、このような構造では、圧電振動子板１を切
断分割しないで、電極２ａ，２ｂ，……２ｎ，３
ａ，３ｂ，……３ｎのみの分割駆動であるため
に、音響的なクロストークが著しく大きくなり、
圧電振動子板の所望域からの超音波ビームの送受
信がむずかしく、分解能が極度に低下した画像し
か得られないという欠点を有している。

一方、第２図ａ，ｂにその製造方法を示すもの
は、第２図ａに示す配線パターン４を形成した基
板５（基板５側が超音波放射面であるため、通常
は基板５の厚みを４分の１波長にする。）上に、
第２図ｂに示すような圧電振動子板１の両面に電
極２，３ａ，３ｂ，……３ｎを設け、片面の電極
３ａ，３ｂ，……３ｎ及び一部の圧電振動子板１
を分割してなるものを、第２図ａに示すように、
分割した側の圧電振動子板１の電極３ａ，３ｂ，
……３ｎが配線パターン４に合せて電気的接続さ
れるように固着し、次にパツキング材６を電極２
上に接着して２次元配列超音波探触子を完成させ
るものである。しかしながら、このような構造を
有する超音波探触子においても、第１図に示した
ものと同様に、電圧振動子板１が完全に切断分割
されていないために、著しい音響的クロストーク
が発生し、分解能の向上が望めない。また、接地
電極２が超音波放射面になつていないため、外来
誘導ノイズの影響を受けやすく、画像に悪影響を
及ぼすというような欠点を有している。

本発明は以上のような欠点に鑑みなされたもの
であり、圧電振動子板の片面にあらかじめマトリ
ツクス状の溝を設け、溝の部分に導電材料あるい
は電気絶縁材料等の充填物を充填し、この圧電振
動子板上及び充填物上に共通電極を形成し、更に
その上に一層以上の音響整合層材料を付着し、共
通電極側の充填物を一部残した状態でマトリツク
ス状の溝に沿つて圧電振動子板を完全に分割する
ことにより、マトリツクス状に分割した内側に位
置する各圧電振動子からの共通電極の電気端子の
取り出しが容易で、音響的クロストークが少なく
外来誘導ノイズの影響を受けない超音波探触子の
製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

以下図面をもとに本発明の実施例について説明
する。

第３図ａ〜ｄは、本発明の一実施例を示す製造
工程図である。まず第３図ａに示すごとく圧電振
動子板１の片面に真空蒸着あるいは銀の焼付け等
の方法により電極２を形成し、電極２と対向する
面に圧電振動子板１の厚さの例えば３分の１〜４
分の１程の深さにマトリツクス状の溝７ａ，７
ｂ，……7n，８ａ，８ｂ……８ｎをカツター等
で設ける。次に溝７ａ，７ｂ，……７ｎ，８ａ，
８ｂ，……８ｎの部分に充填物９として導電材料
例えば導電性接着剤、または電気絶縁材料例えば
エポキシ樹脂等を充填する。しかるのち、第３図
ｂに示すように、圧電振動子板１の溝７ａ，７
ｂ，……７ｎ，８ａ，８ｂ，……８ｎに充填物９
を設けた面上及び圧電振動子板１の面上に真空蒸
着などによつて電極３（電極３が接地電極となり
超音波放射面になる。）を形成し、更に、電極３
上に一層以上の音響整合層材料１０ａ，１０ｂを
接着する。即ち、充填物９は、分離された圧電振
動子板１に設ける接地電極を電気的に共通するた
めに橋渡し的な役目を果たすものであり、この充
填物９がなければ、分離された圧電振動子板１か
ら共通に電極を取り出すことが困難となる。音響
整合層としては、例えば、医用超音波診断装置用
の超音波探触子の場合においては、このように２
層の音響整合層を設ける構造が好ましく、第１の
整合層１０ａとして、溶融石英ガラス等の材料、
第２の整合層１０ｂとしてエポキシ樹脂等の材料
が使用できる。次に第３図ｃに示すように、マト
リツクス状の溝７ａ，７ｂ，……７ｎ，８ａ，８
ｂ，……８ｎに沿つて、音響整合層材料１０ａ，
１０ｂ付着していない面から圧電振動子板１をカ
ツター等で切断し欠除部１１ａ，１１ｂ，……１
１ｎ，１２ａ，１２ｂ，……１２ｎを形成する。
切断する深さは、充填物９の厚さＡまでとする。
（Ａの寸法としては例えば約0.1mmが適している。）
その結果、圧電振動子板１の接地電極３が形成さ
れた状態で、圧電振動子板１を完全にマトリツク
ス状に切断分割することができる。その後、第３
図ｄに示すように、各々の圧電振動子の電極２の
部分と、基板１４例えばバツキング材に使われて
いるフエライトゴムに予め形成してある配線パタ
ーン４とを、半田付けなどの接合材１３により接
続して電気端子を外部に取り出す。その後、この
ようにして得られた２次元に配列する超音波振動
子部を適当なケースに入れ（図示せず）、本体装
置と接続するケーブルを取り付けて、超音波探触
子を完成させるものである。なお、電極２の形成
は第３図ｂに示す電極３を形成する工程で同時に
形成しても良い。

また、充填物９として導電接着剤を用いると、
充填物９と共通電極を兼ねさせることができる。
即ち、充填物９と電極３を導電接着剤で同時に構
成することができることになるので電極３を真空
蒸着などによる被着工程を省くことができる。

なおここでは３次元画像を得るために２次元配
列型の探触子について説明したが、これに限ら
ず、直線電子走査型超音波装置において、２次元
の可変口径と電子フオーカスを実施するための超
音波探触子の製造方法に用いても良い。

以上のごとく本発明は、圧電振動子板の一方の
面に、マトリツクス状の溝を形成し、この溝に充
填物を充填し、この圧電振動子板上に充填物を介
して共通電極を形成し、更にその上に音響整合層
を形成し、共通電極側に形成した充填物を一部残
した状態に音響整合層を形成した圧電振動子板の
反対側の面から圧電振動子板のみをマトリツクス
状の溝に沿つて完全に切断分割させた超音探触子
の製造方法に関したものであり、本発明によれ
ば、圧電振動子板を一部の充填物を残して完全に
切断分割できるため、音響的なクロストークを著
しく低下させることができ、また切断分割した
各々圧電振動子の一方の面側の近傍の溝の一部に
音響的クロストークに影響しない程度に充填物を
設けているため、マトリツクス状に切断分割した
内側に位置する各圧電振動子からの共通電極の電
気端子の取出しが容易となり、二次元配列の超音
波振動子群の所望域を任意に駆動し、超音波ビー
ムの送受信を行うことができ、分解能の高い三次
元の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図ａ，ｂは従来の２次元配列
型超音波探触子を示す斜視図および製造工程図、
第３図ａ〜ｄは本発明の超音波診断装置の製造方
法の一実施例を説明する工程図である。 １……圧電振動子板、２，２ａ，２ｂ〜２ｎ，
３ａ，３ｂ〜３ｎ……電極、４……配線パター
ン、５……基板、６……バツキング材、７ａ，７
ｂ〜７ｎ，８ａ，８ｂ〜８ｎ……溝、９……充填
物、１０ａ，１０ｂ……音響整合層、１１ａ，１
１ｂ〜１１ｎ，１２ａ，１２ｂ〜１２ｎ……切断
溝、１３……接合材、１４……基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧電振動子板の一方の面に格子状に溝を形成
   する工程と、前記溝に充填物を充填する工程と、
   前記圧電振動子板の他方の面に電極を形成する工
   程と、前記圧電振動子板の一方の面に前記充填物
   を介して共通電極を形成する工程と、前記共通電
   極上に少なくとも一層の音響整合層を形成する工
   程と、前記圧電振動子板の他方の面に形成された
   電極上から前記溝に沿つて前記充填物に至るまで
   前記圧電振動子板を切断する工程とを備えてなる
   ことを特徴とする超音波探触子の製造方法。 ２ 充填物が導電材料からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子の製造
   方法。 ３ 充填物が絶縁材料からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超音波探触子の製造
   方法。