JPH0641707U - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動子のアレイピッチおよびアレイギャップ
が狭い場合において、隣接する導体片間の短絡を防止
し、プリント基板やケーブルへの接続を容易にする。 【構成】 振動子１１、１２、…、１ｎの一方の電極３
１、３２、…、３ｎには、それぞれ分割された導体片５
１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…が接続されている。
導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…はそれぞれ
隣り合う同士が異なる長さとなっている。導体片５１
ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…と、プリント基板７１
側の表面の導体８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、…の
接続部位の間隔が、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５
２ｂ、…のピッチＰ₁ の２倍となる。接続時において隣
接する導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…間で
短絡が生ずることがなくなり、プリント基板７１への配
線が容易となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は超音波診断装置用の超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

生体等の被検体に超音波を放射して、被検体内部を計測し、あるいは画像化す る電子走査型超音波診断装置においては、振動子をアレイ状に配列してなる超音 波探触子が用いられている。

【０００３】 従来、この超音波探触子は図１３および図１４に示す方法により作製されてい る。まず、図１３に示すように、平板状の圧電体１の両主面に電極２、３を形成 する。次に、これら電極２、３にそれぞれ、圧電体１の長手方向（長軸方向ｙ） に、金属等により形成された導体片４、５を接続し、次いで圧電体１の超音波送 受方向ｚの面（電極２側）と反対面に背面材６を固着する。続いて、図１４に示 すように圧電体１の長軸方向にほぼ直交する方向（短軸方向ｘ）に圧電体１と導 体片４、５をそれぞれ切断して、アレイ状に配列された多数の振動子１１、１２ 、…、１ｎを形成する。このとき分割された振動子１１、１２、…、１ｎ各々に 接続された導体片４１、４２、…、４ｎ、および導体片５１、５２、…、５ｎは それぞれ隣り合う同士がほぼ等しい長さとなる。

【０００４】 なお、これら分割された導体片４１、４２、…、４ｎはそれぞれ共通にＧＮＤ 端子（接地端子）に接続される。一方、導体片５１、５２、…、５ｎは各々信号 伝送用であり、半田付けやコネクタ等の接続手段を用いて、図示しないプリント 基板あるいはケーブルの導体に接続される。

【０００５】 ところで、超音波診断装置の高画質化のために、多数の振動子１１、１２、… 、１ｎを高密度に配列した超音波探触子の開発が望まれている。そのため配列さ れる振動子１１、１２、…、１ｎ間のアレイピッチＰおよびアレイギャップＧ（ 図１４）は極めて狭くなる。また、振動子１１、１２、…、１ｎの周波数が高い 程アレイピッチＰは狭くなる。たとえば３．５ＭＨｚでは、アレイピッチＰは０ ．６〜１．５ｍｍ程度であるのに対し、１０ＭＨｚでは、アレイピッチＰは０． ２〜０．６ｍｍ程度となる。また、アレイギャップＧおよび導体片５１、５２、 …、５ｎの切断ギャップは狭い方が望ましい。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の従来の超音波探触子では、振動子１１、１２、…、１ｎ のアレイピッチＰおよびアレイギャップＧが狭くなると、導体片５１、５２、… 、５ｎとプリント基板あるいはケーブルとを接続する際に、隣接する導体片５１ 、５２、…、５ｎ間で短絡が発生し易くなり、製造が極めて困難となるという問 題があった。

【０００７】 本考案はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、振動子のアレイ ピッチＰやアレイギャップＧが狭くなっても、振動子間での短絡が発生すること がなく、しかもプリント基板あるいはケーブルへの配線が容易となる構造を有す る超音波探触子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、平板状の圧電体の両主面にそれぞれ電極を形成した多数の振動子を アレイ状に配列してなる超音波探触子において、前記振動子の一方の電極に、少 なくとも隣接する振動子間において長さの異なる導体片を接続するようにして構 成したものである。

【０００９】 この超音波探触子では、電極に接続される多数の導体片の長さが、隣接する振 動子間において異なるので、振動子のアレイピッチやアレイギャップが狭くなっ ても、振動子間での短絡が発生することがなく、しかもプリント基板あるいはケ ーブルへの配線が容易になる。

【００１０】

【実施例】

次に、本考案の実施例について図面を参照して説明する。

【００１１】 図１は本考案の第１の実施例に係る超音波探触子の構成を表すものである。こ の超音波探触子は折り返し電極構造を有するもので、図１３および図１４と同一 構成部分については同一符号を付して説明をする。

【００１２】 この超音波探触子では、アレイ状に配列された多数の振動子１１、１２、…、 １ｎの両主面にはそれぞれ分割された電極２１、２２、…、２ｎ、および電極３ １、３２、…、３ｎが設けられている。電極２１、２２、…、２ｎの各々には、 分割された導体片４１、４２、…、４ｎが接続されている。一方、電極３１、３ ２、…、３ｎには各々分割された導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…が 接続されている。配列の一端から奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…はそれぞ れ長さが同じに形成されている。一方、偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…も それぞれ互いに同じ長さに形成されているが、導体片５１ａ、５２ａ、…よりも 短く形成されている。すなわち、これら導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ 、…はそれぞれ隣り合う同士が異なる長さとなっている。

【００１３】 図２は、これら導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…が接続されるプリ ント基板７１の構成を表すものである。プリント基板７１の表面には、導体片５ １ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…に対応した長さを有する導体８１ａ、８１ｂ 、８２ａ、８２ｂ、…が形成されている。すなわち、奇数番目の導体８１ａ、８ ２ａ、…は短く、一方偶数番目の導体８１ｂ、８２ｂ、…は長く形成されている 。

【００１４】 図３は、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…をそれぞれ、半田付け等 の方法により、プリント基板７１の導体８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、…、 に対応させて電気的に接続するときの状態を表すものである。なお、このとき他 方の電極２１、２２、…、２ｎに各々接続された導体片４１、４２、…、４ｎは 互いに共通となるように接続される。

【００１５】 本実施例の超音波探触子では、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…と 、プリント基板７１の表面の導体８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、…とは、そ れぞれ隣り合う同士の長さが異なっているため、両者の接続部位の間隔が、導体 片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…のピッチＰ₁ の２倍となる。したがって 、接続時において隣接する導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…間で短絡 が生ずることがなくなり、プリント基板７１への配線も容易となる。

【００１６】 次に、図４ないし図８を参照して上記超音波探触子の製造方法について説明す る。

【００１７】 まず、図４に示すように、平板状の圧電体１の両主面に、蒸着、スクリーン印 刷などの方法により電極２、３を形成する。次に、これら電極２、３の一辺付近 に厚さ数１０〜数１００μｍの銅、ニッケル、金等の金属箔、または導電性を付 加した樹脂性の導体片４、５を半田、導電性接着剤などで接続する。次に、圧電 体１の超音波送受面（電極２側）と反対面に背面材６を固着する。背面材６は樹 脂、ゴムなど超音波の減衰が高く、かつ振動子を機械的に保持できる材料からな る。

【００１８】 続いて、図５に示すように、圧電体１の短軸方向に圧電体１と導体片４、５を それぞれ切断してアレイ状に配列された多数の振動子１１、１２、…、１ｎを形 成する。このとき分割された振動子１１、１２、…、１ｎに接続された導体片４ １、４２、…、４ｎ、および導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…はそれ ぞれ隣り合う同士がほぼ等しい長さとなることは従来の場合と同様である。

【００１９】 次に、図６に示すように、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…と等し い間隔で凹凸部９１ａ、９２ａを平行に形成した導体片分離治具９１、９２を、 互いに凹凸部９１ａ、９２ａが嵌合するようにして対向させ、導体片５１ａ、５ １ｂ、５２ａ、５２ｂ、…をそれぞれ導体片分離治具９１、９２の凹凸部９１ａ 、９２ａに合わせて挿入する。次いで上側の導体片分離治具９２を下方の導体片 分離治具９１側に押し付け、両者の凹凸部９１ａ、９２ａを嵌合させる。これに より、配列の一端から奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…と、偶数番目の導体 片５１ｂ、５２ｂ、…とが上下に分離される。

【００２０】 次に、図７に示すように、上側の治具９１を下方の治具９２から離間させた後 、板状の導体片切断用プレート９３を、上下に分離された奇数番目の導体片５１ ａ、５２ａ、…と、偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…との間に挿入する。続 いて、図８に示すように、奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…が長く、偶数番 目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…が短くなるようにライン９４に沿って切断する。 このような方法により、図１に示したような隣接した導体片５１ａ、５１ｂ、５ ２ａ、５２ｂ、…の長さが互いに異なる超音波探触子を得ることができる。

【００２１】 図９は本考案の第２の実施例に係る超音波探触子の構成を表すものである。な お、第１の実施例と同一構成部分については同一符号を付してその説明は省略す る。

【００２２】 本実施例においては、プリント基板７２の表面に、第１の実施例の導体片５１ ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…のピッチＰ₁ の２倍のピッチとなるように導体 ８１、８２、…を形成し、これら導体８１、８２、…と長い方の導体片５１ａ、 ５２ａ、…とを接続させる。同様にして、もう一枚のプリント基板（図示せず） に短い方の導体片５１ｂ、５２ｂ、…に対応させてピッチＰ₁ の２倍のピッチと なるように導体を形成し、両者を接続させる。

【００２３】 本実施例によれば、隣接する導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…同士 は互いに異なるプリント基板に接続されるため、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ 、５２ｂ、…間の短絡がさらに防止される。

【００２４】 図１０は第３の実施例を表すものである。

【００２５】 本実施例では、第１の実施例の導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…を 、配列の一端からｉ番目までの導体片の長さを順次短く切断して導体片５１ａ、 ５１ｂ、５１ｃ、…とし、ｋ番目の導体片の長さｌ_k を、

【００２６】

【数１】 ｌ_k ＝ｌ_m 、ｋ＝ｊ×ｉ＋ｍ（但し、ｊ≧０、１≦ｍ≦ｉ、ｉ≧２）

【００２７】 として周期性を持たせるとともに、図１１に表すようにプリント基板７３側に、 これら導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…に対応した長さの導体８１ａ、８１ｂ 、８１ｃ、…を形成したものである。

【００２８】 本実施例によれば、隣接する導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…の長さｌ_k が 上記のように周期的に異なるため、プリント基板７３上の導体８１ａ、８１ｂ、 ８１ｃ、…との接続間隔が導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…のアレイピッチＰ ₁ に比べてさらに大きくなる。したがって、導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、… 同士の短絡をより確実に防止することができる。

【００２９】 図１２は、第４の実施例を表すものである。

【００３０】 本実施例においては、プレート基板７４上に、導体ピッチＰ₂ が図１０に示し た振動子１１、１２、…、１ｎのアレイピッチＰ₁ のｉ倍となるように導体８１ 、８２、…８ｎを形成し、これら導体８１、８２、…８ｎと、導体片５１ａ、５ １ｂ、５１ｃ、…のうち等しい長さの導体片５１ａ、５２ａ、…とを各々接続す る。同様に、長さが異なる他の導体片５１ｂ、５２ｂ、…、導体片５１ｃ、５２ ｃ、…も、各々異なるプリント基板（図示せず）に接続する。

【００３１】 本実施例においては、振動子１１、１２、…に接続された導体片５１ａ、５１ ｂ、５１ｃ、…が振動子１１、１２、…のアレイピッチＰ₁ のｉ倍のピッチで複 数枚のプリント基板に接続されるため、隣接する導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 、…間での短絡をより確実に防ぐことができる。したがって、本実施例において は、振動子１１、１２、…のアレイピッチＰ₁ が著しく狭い場合においても、導 体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…とプリント基板との接続を容易に行うことがで きる。

【００３２】 なお、上記実施例においては、折り返し電極を用いた超音波探触子について説 明したが、図１３、１４で説明したような両面電極を用いた超音波探触子にも適 用できることは勿論である。また、プリント基板７１〜７４に形成される導体８ １、８２、…は、電極３１、３２、…側の導体片５１ａ、５１ｂ、…と接続され る部分以外はプリント基板７１〜７４の内部にあってもよい。また、プリント基 板が可撓性を有する材料により形成される場合には、さらに探触子の形状に対応 するように基板を屈曲、変形させることができる。また、導体片５１ａ、５１ｂ 、…にはプリント基板の代わりにケーブルを接続するようにしてもよい。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の超音波探触子によれば、平板状の圧電体の両主面 にそれぞれ電極を形成した多数の振動子の一方の電極に、少なくとも隣接する振 動子間において長さの異なる導体片を接続するようにしたので、振動子のアレイ ピッチおよびアレイギャップが狭い場合においても、隣接する導体片の短絡がな く、プリント基板やケーブルへの接続を容易に行うことができる。よって超音波 探触子の製造効率が向上するとともに、超音波診断装置の高画質化を図ることが できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例に係る超音波探触子のプ
リント基板への接続前の状態を表す斜視図である。

【図２】図１の超音波探触子に接続されるプリント基板
の構成を表す斜視図である。

【図３】図１の超音波探触子と図２のプリント基板との
接続状態を説明するための斜視図である。

【図４】図１の超音波探触子の製造工程を説明するため
の図である。

【図５】図１の超音波探触子の製造工程を説明するため
の図である。

【図６】図１の超音波探触子の製造工程を説明するため
の図である。

【図７】図１の超音波探触子の製造工程を説明するため
の図である。

【図８】図１の超音波探触子の製造工程を説明するため
の図である。

【図９】本考案の第２の実施例に係る超音波探触子の構
成を表す斜視図である。

【図１０】本考案の第３の実施例に係る超音波探触子の
構成を表す斜視図である。

【図１１】図１０の超音波探触子に接続されるプリント
基板の構成を表す斜視図である。

【図１２】本考案の第４の実施例に係るプリント基板の
構成を表す斜視図である。

【図１３】従来の超音波探触子の製造工程を説明するた
めの斜視図である。

【図１４】従来の超音波探触子の製造工程を説明するた
めの斜視図である。

【符号の説明】

１、１１、１２、…、１ｎ 振動子 ２、２１、２２、…、２ｎ、３、３１、３２、…、３ｎ
電極 ４、４１、…、４ｎ 導体片（共通接地用） ５、５１、…、５ｎ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２
ａ、５２ｂ、５２ｃ、…導体片（信号伝送用） ６ 背面材 ７ プリント基板 ８、８１、…８ｎ、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８２ａ、
８２ｂ、８２ｃ 導体 ９１，９２ 導体片分離治具 ９３ 導体片切断用プレート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の圧電体の両主面にそれぞれ電極
   を形成した多数の振動子をアレイ状に配列してなる超音
   波探触子において、 前記振動子の一方の電極に、少なくとも隣接する振動子
   間において長さの異なる導体片を接続するようにして構
   成したことを特徴とする超音波探触子。