JPH0712238B2 - 超音波探触子およびその製造方法 - Google Patents

超音波探触子およびその製造方法

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JPH0712238B2
JPH0712238B2 JP8639985A JP8639985A JPH0712238B2 JP H0712238 B2 JPH0712238 B2 JP H0712238B2 JP 8639985 A JP8639985 A JP 8639985A JP 8639985 A JP8639985 A JP 8639985A JP H0712238 B2 JPH0712238 B2 JP H0712238B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波診断装置のセンサー部に用いるのに好適
な、多数の振動子素子を有する超音波探触子に関する。
〔発明の背景〕
二次元配列触音波送受波アレイは、既に実開昭54−1513
30などに示されている。しかし、音波放射面側の振動子
電極が高電圧を印加する構成となっていて、安全性が不
充分であったり、あるいは音波放射面側の音響整合層に
電極やリード線が形成されているため、整合層内の不要
音響反射が存在し、性能的にも不充分な構成となつてい
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、安全性が高くかつ不要音響反射の少な
い超音波探触子を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の探触子の構造的な特徴は、2次元アレイ状など
に配列した振動子群とバッキング部材との間に個々の振
動子から配線を引き出すためのフレキシブルプリント配
線基板がはさみ込まれた構造にある。
このような構造では、超音波の送受波側の面に一様なア
ース電極、及び音響整合層を設けることができ、安全性
が高まるとともに配線による不要な反射がさけられる。
上記の構造の探触子を得るには、フレキシブルプリント
基板として複数の穴のあいたものを用い、振動子と配線
材との電気的接続を行なつた後に接着材を塗付してバッ
キング部材を接着する。このとき、上記の穴を介して振
動子群と配線板の間の空隙にも接着材を充塞するので、
バッキング部材の側でも不要な反射のない良好な特性の
探触子が得られる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を説明する。まず、第1図は振動子
群の形成方法を示す。まず、第1図(A)のようにハン
ダ付可能な電極(通常の銀焼付電極など)101の形成さ
れた振動子102をワツクスなどを加熱すると軟かくなる
接着剤などで台103に仮接着する。次に第1図(B)の
ように振動子102に縦横に溝104を形成し、樹脂105を充
填する。次に第1図(C)のようにこの振動子をひっく
り返して103にワツクスなどで仮接着し、前回形成され
た切断溝104に達するまでの深さで切断溝106を形成し、
この溝に樹脂107を充填する。このような加工がされた
振動子を103から取りはずすと、多数の振動子素子108
が、所定間隔で2次元的に並べられた振動子群109が形
成される。なお、切断溝の幅、切断間隔を変えること
で、種々の振動子群を構成することが可能となる。
第2図は第1図に示した製法により得られた振動子群の
個々の振動子にそれぞれ配線を行なうためのフレキシブ
ルプリント配線板の平面図を示す。フレキシブルプリン
ト配線板201は2枚の柔軟な絶縁フイルム208の間にリー
ド線204を挾んだ構造をしている。
その中央部には、振動子群の配列に対応して電極202が
2次元アレー状に配列されている。この電極は配線板20
1の片面に露出するとともにその表面はハンダメツキさ
れている。フレキシブルプリント板201の周辺部分には
各電極に対応して外部のピンコネクタと接続するための
スルーホール203が設けられており、各電極201はそれぞ
れスノーホル203とリード線204で接続されている。な
お、205は、振動子群と電極群202との接続を行なつた後
に、フレキシブルプリント板と振動子群との間隙に接着
材を流し込むための穴であり、電極202の間の位置に適
宜設けられている。
第3図(A)〜(E)は上記した振動子群とフレキシブ
ルプリント配線板を用いて超音波探触子を形成する工程
を順次図示したものである。まず第3図(A)のよう
に、点線で示す振動子群109を台206に仮接着し、その上
面の電極にハンダフラツクスを塗付する。一方、この電
極と電極202に対向するよう位置合せしてフレキシブル
プリント配線板201を重ねる。第3図(B)はこの状態
を断面図で示すもので、一部分のみ拡大して示してい
る。220は電極202の表面のハンダ層を示す。次にフレキ
シブルプリント配線板の側から絶縁フイルム208を介し
てレーザ光あるいは赤外線を電極202の部分に順次照射
し、電極202の表面のハンダ層220を溶融することによっ
て個々の振動109と電極202のハンダ付けを行なう。な
お、全体を加熱してハンダ付けする方法も可能である
が、本実施例によれば局所的な加熱ですむのでより望ま
しい。
全てのハンダ付けを終了した後、次に配線板201の表面
に接着材を塗布し、第3図(C)に示すようにバツキン
グ材209を接着する。209は203の間隔を広げるため4角
錐台となっている。このとき、真空脱泡をしてやれば、
第2図に示した穴205を介して、接着剤が振動子表面に
入り込み、振動子群109と配線板201の間の空隙にも接着
材が充填されるので振動子群109とバツキング部材209と
の完全な接着が成される。
なお、このバツキング部材209としてフレキシブルプリ
ント配線板201の絶縁フイルム208と音響インピーダンス
がほぼ等しい材料のものを用い、かつ接着材も固化した
後にこれらと音響インピーダンスがほぼ等しくなるもの
を用いれば、探触子の背面での不要な音響反射が回避さ
れ、パルス特性の良好な探触子が得られる点で好ましい
次にフレキシブルプリント配線板201の周辺部分をバツ
キング部材の側面に接着し、台206を剥離する。
次に第3図(D)に示す通り、探触子群209の周囲にエ
ポキシ極脂などからなる補助部材210を形成する。なお
この補助部材210は109が206に仮接着された第3図
(C)の状態で形成することも可能である。しかる後、
第3図(E)に示すように探触子群の表面(台206に仮
接着されていた面)にアースを電極211を蒸着あるいは
スクリーン印刷などで形成し、これにリード線212を接
続しさらにアース電極211の表面に音響整合層213を形成
して本実施例の超音波探触子が完成する。
本実施例の構成によれば、2次元アレー状の各電極から
のリード線が、探触子の表側(整合層の側)になく、バ
ツキング部材側にあるので、放射音波ビームに整合層内
での不要な反射が生じず、また、探触子を検査対象に押
しあてても押圧により各電極からのリード線が破損する
おそれもない。
さらに、振動子群と、リード線を形成したフレキシブル
プリント配線板とは互いに空隙を生ずることなく接着材
で完全に接着されているので探触子裏側での不要な音響
反射も防止されている。
なお、各振動子に接続されるリード線204の長さをほぼ
等しくしてやれば、各素子の電気的な特性ばらつきを少
なくすることができ、より望ましい構成となる。
第4図(A)〜(D)は、本発明の他の実施例を示す。
この実施例は、第1図〜第3図に示した実施例と同様な
製造法による部分探触子を複数個接着してひとつの探触
子としたもので、第4図(A)はその製造工程の途中の
段階を示す。この探触子は4つの部分探触子40−1,40−
2,40−3,40−4を互いに接着して構成される。第4図
(B)はそのうちのひとつを示したもので、振動子群40
9の振動子にはフレキシブルプリント配線板401の電極が
ハンダ付けされる。さらに、409,401はバツキング部材4
09に接着材で固定される。この間の製造工程は第3図
(A)〜(C)にて示した工程と全たく同様である。フ
レキシブルプリント配線板401としては、第4図(C)
もしくは、第4図(D)に示す形状のものを用いる。こ
れらの図中で、402は電極、403はスノーホール、404は
リード線、405は接着材を通す穴で、それぞれ第3図に
おける202,203,204,205と同様である。ただし、第4図
(B)に示すように、他の部分探触子と接着される面に
折りまげられるフレキシブル板の翼状の部分(第4図
(C),(D)の407,408)はバッキング部材409の高さ
より長くされており、第4図(A)のように互いに接着
されてもバッキング部材の裏側にスノーホール403の形
成された部分が突出するようにされている。
第4図(A)のごとく部分探触子40−1,40−2,40−3,40
−4を着接した後、第3図(D)と同様に振動子群の周
囲に補助部材を形成し、さらに第3図(E)に示すと同
様に補助部材、、アース電極、アース電極に接続するリ
ード線、音響整合層を順次形成して探触子が完成する。
本実施例の探触子では、バツキング部材の外側の側面だ
けでなく、部分探触子同志が接着される面にもリード線
を設けたフレキシブル配線板が形成されるので、第3図
に示した実施例と比較してより多数の振動子を有する探
触子を容易に得ることができる。
第5図(A)〜(C)は多重リング超音波探触子に本発
明を適用した実施例を示す。本実施例では、第5図
(A)に示すようなハンダ付可能な電極500が形成され
たリング状振動子501,502,503,504と、第5図(B)示
すフレキシブルプリント配線板505を用いる。第5図
(B)で、507,407はハンダメツキされた電極でこの部
分と501〜504をハンダ付けする。508はリード線で上下
面はフイルムではさまれ絶縁されている。510はスルー
ホールである。このフレキシブルプリント配線板も接着
材を流しこむための多数の穴506が設けられている。第
3図(A)〜(E)に示した実施例と同じように、ハン
ダ付けし、バツキング材を接着し、アース電極を形成
し、音響整合層を形成して探触子が完成する。
第5図(C)はこのようにして完成した多重リング超音
波探触子の断面図を示す。図中501〜510は第5図(A)
〜(B)にてそれぞれ説明した部分であり、511はバツ
キング部材、512はアース電極、513は音響整合層を示
す。また514はバツキング部材511フレキシブルプリント
配線板505、振動子501〜504の間の空隙に充填され、こ
れらを互いに接着する接着材を示す。
以上種々述べた実施例において、複数の振動子は互いに
完全に切断されていなくても良い。また一方、これまで
図示したように振動子間を完全に切断し、さらにその間
に充填する樹脂としてフレキシブルな材料を用いると、
凹面,凸面など自由な形状の振動面を有する探触子を得
ることが容易にできる。
〔発明の効果〕 以上のべたように、本発明によれば、安全性も高くかつ
性能の優れた超音波探触子を容易に実現することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(D)、第2図,第3図(A)〜(E)
は本発明の一実施例の整造工程を順次示す図、第4図
(A)〜(D)は他の実施例を示す図、第5図(A)〜
(C)はさらに別の実施例を示す図である。 109……振動子群、201……フレキシブルプリント配線
板、209……バツキング部材、211……アース電極、213
……音響整合層。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の振動子素子が互いに間隔をおいて2
    次元的に配列する振動子群の一方の面には上記振動子素
    子のそれぞれに電気的に接続されるリード線が設けられ
    たフレキシブルプリント配線板と、バッキング部材とが
    順次積層され、前記振動子群の他方の面にはアース電極
    と音響整合層とが順次積層されてなる超音波探触子にお
    いて、前記フレキシブルプリント配線板は前記リード線
    の前記振動子素子との接続端部の配列の間に複数の穴を
    有し、前記振動子群と前記フレキシブルプリント配線板
    と前記バッキング部材との相互の空隙は、硬化後の音響
    インピーダンスが前記バッキング部材の音響インピーダ
    ンスと、前記フレキシブルプリント配線板の絶縁部材の
    音響インピーダンスとにほぼ等しい接着剤で前記複数の
    穴を介して充塞されていることを特徴とする超音波探触
    子。
  2. 【請求項2】前記複数の振動子素子の間隙が樹脂により
    充填されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の超音波探触子。
  3. 【請求項3】前記複数の振動子素子に接続されるおのお
    のの前記リード線の長さがほぼ等しいことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の超音波探触子。
  4. 【請求項4】複数の振動子素子が互いに間隔をおいて2
    次元的に配列する振動子群の一方の面には上記振動子素
    子のそれぞれに電気的に接続されるリード線が設けられ
    たフレキシブルプリント配線板と、バッキング部材とが
    順次積層され、前記振動子群の他方の面にはアース電極
    と音響整合層とが順次積層されてなる超音波探触子にお
    いて、前記振動子群、前記フレキシブルプリント配線
    板、および前記バッキング部材がそれぞれ複数個に分割
    されて形成され、分割されたフレキシブルプリント配線
    板は前記リード線の前記振動子素子との接続端部の配列
    の間に複数の穴を有し、前記の分割された振動子群とフ
    レキシブルプリント配線板とバッキング部材との相互の
    空隙は、硬化後の音響インピーダンスが前記バッキング
    部材の音響インピーダンスと前記フレキシブルプリント
    配線板の絶縁部材の音響インピーダンスとにほぼ等しい
    接着剤で前記複数の穴を介して充塞され、分割されて形
    成された超音波探触子の複数個が接着剤で一体化された
    ことを特徴とする超音波探触子。
  5. 【請求項5】前記複数の振動子素子の間隙が樹脂により
    充填されたことを特徴とする特許請求の範囲第4項に記
    載の超音波探触子。
  6. 【請求項6】前記複数の振動子素子に接続されるおのお
    のの前記リード線の長さがほぼ等しいことを特徴とする
    特許請求の範囲第4項に記載の超音波探触子。
  7. 【請求項7】複数の振動子素子が互いに間隔をおいて2
    次元的に配列する振動子群の一方の面に、これら複数の
    振動子素子とそれぞれ電気的に接続されるリード線と、
    これらリード線の前記振動子素子との接続端部の配列の
    間に複数の穴とが設けられたフレキシブルプリント配線
    板を重ね、上記の電気的接続を行なう工程と、前記フレ
    キシブルプリント配線板とバッキング部材を接着し、も
    って前記振動子群と前記フレキシブルプリント配線板と
    前記バッキング部材との相互の空隙を前記複数の穴を介
    し、硬化後の音響インピーダンスが前記バッキング部材
    の音響インピーダンスと前記フレキシブルプリント配線
    板の絶縁部材の音響インピーダンスとにほぼ等しい接着
    剤で充塞する工程と、前記振動子群の他方の面にアース
    電極及び音響整合層を積層する工程とを含む超音波探触
    子の製造方法。
  8. 【請求項8】前記複数の振動子素子の間隙が樹脂により
    充填されたことを特徴とする特許請求の範囲第7項に記
    載の超音波探触子の製造方法。
  9. 【請求項9】前記複数の振動子素子に接続されるおのお
    のの前記リード線の長さがほぼ等しいことを特徴とする
    特許請求の範囲第7項に記載の超音波探触子の製造方
    法。
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