JPH07322397A - 超音波探触子および超音波探触子の製造方法 - Google Patents

超音波探触子および超音波探触子の製造方法

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JPH07322397A
JPH07322397A JP11081294A JP11081294A JPH07322397A JP H07322397 A JPH07322397 A JP H07322397A JP 11081294 A JP11081294 A JP 11081294A JP 11081294 A JP11081294 A JP 11081294A JP H07322397 A JPH07322397 A JP H07322397A
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JP
Japan
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ultrasonic probe
backing material
material plate
piezoelectric
thermoplastic resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP11081294A
Other languages
English (en)
Inventor
Terutada Masumizu
輝忠 升水
Hiroki Ito
宏樹 伊藤
Takehide Ko
健英 胡
Shohei Sato
正平 佐藤
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイシングによる切込みの精度を向上する。 【構成】 平坦形状の熱可塑性樹脂からなるバッキング
材1と圧電材料板2sと第1整合材料板3sと第2整合
材料板4sとを積層接着する。次に、ダイシングにより
第2整合材料板4s側から切込みを所定ピッチ毎に入れ
て、多数の振動素子5を形成し、超音波探触子を得る。
各振動素子5は、圧電振動子2と、第1音響整合層3
と、第2音響整合層4とからなる。この後、熱可塑性樹
脂のバッキング材1を加熱し軟化させて湾曲させ、湾曲
形状を保ったまま冷却し硬化させれば、コンベックス型
の超音波探触子が得られる。 【効果】 各振動素子の特性のばらつきが小さくなり、
音響特性の良い超音波探触子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波探触子および
超音波探触子の製造方法に関し、さらに詳しくは、音響
特性を改善することが出来る超音波探触子の製造方法お
よび超音波探触子に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の超音波探触子の一例を示
した斜視図である。この超音波探触子300は、バッキ
ング材31上に多数の振動素子35を形成して構成され
ている。前記バッキング材31は、例えば天然ゴムであ
り、背面へ伝達される振動を減衰する。前記振動素子3
5は、例えばPZTセラミックスの圧電振動子32と、
例えばガラスの第1音響整合層33と、例えば高分子フ
ィルムの第2音響整合層34とを積層して構成されてい
る。図6は、上記超音波探触子300の製造方法を示す
説明図である。まず始めに、図6の(a)に示すよう
に、接着により、バッキング材31(例えば厚さ20m
m)と、圧電材料板32sと、第1整合材料板33s
と、第2整合材料板34sとを積層する。次に、ダイシ
ングにより前記第2整合材料板34s側から前記圧電材
料板32sまで切込みを所定ピッチ毎に入れて、図6の
(b)に示すように多数の振動素子35を形成し、図5
の超音波探触子300を得る。各振動素子35は、上記
のように、圧電振動子32と、第1音響整合層33と、
第2音響整合層34とから構成される。
【0003】コンベックス型超音波探触子を製造する場
合は、前記バッキング材31を薄くし(例えば厚さ2m
m)、前記ダイシングの後、全体を湾曲させ、湾曲面を
もつ別のバッキング材に接着する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波探触
子および超音波探触子の製造方法では、バッキング材3
1が軟質のため(ゴム材料としては硬質であるが、圧電
材料板32sなどに比べると軟質である)、ダイシング
の際にブレが生じ、切削性が悪い。また、圧電材料板3
2sと第1整合材料板33sと第2整合材料板34sと
を積層したときの厚さ精度が悪い。このため、ダイシン
グによる切込みの精度が悪くなって(±数10μm)、
各振動素子35の特性のばらつきが大きくなり、得られ
る超音波探触子300の音響特性が悪くなる問題点があ
る。特に、コンベックス型超音波探触子を製造する場合
は、バッキング材31が薄いため、この問題点が顕著に
なる。そこで、この発明の目的は、音響特性を改善する
ことが出来る超音波探触子および超音波探触子の製造方
法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、バッキング材上に所定ピッチ毎に多数の圧電振動
素子を形成した超音波探触子において、前記バッキング
材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする超音波探触子
を提供する。
【0006】第2の観点では、この発明は、バッキング
材上に所定ピッチ毎に多数の圧電振動素子を形成した超
音波探触子において、前記バッキング材が熱可塑性樹脂
であり且つ湾曲していることを特徴とする超音波探触子
を提供する。
【0007】第3の観点では、この発明は、接着により
圧電材料板とバッキング材とを積層し、ダイシングによ
り圧電材料板に切込みを所定ピッチ毎に入れて多数の振
動素子を形成する超音波探触子の製造方法において、前
記バッキング材を平坦形状の熱可塑性樹脂で構成すると
共に、前記圧電材料板に切込みを入れた後、前記バッキ
ング材を加熱し軟化させて湾曲させ、その湾曲させた状
態で前記バッキング材を冷却し硬化させることを特徴と
する超音波探触子の製造方法を提供する。
【0008】
【作用】上記第1の観点による超音波探触子では、バッ
キング材を熱可塑性樹脂で構成したので、天然ゴムなど
のゴム材料を用いるよりもバッキング材が硬質になり、
切削性や厚さ精度が良くなる。このため、ダイシングに
よる切込みの精度が向上し、各振動素子の特性のばらつ
きが小さくなり、音響特性が向上する。
【0009】上記第2の観点による超音波探触子では、
バッキング材を熱可塑性樹脂で構成したので、天然ゴム
などのゴム材料を用いるよりもバッキング材が硬質にな
り、切削性や厚さ精度が良くなる。また、前記バッキン
グ材を加熱し軟化させて湾曲させ、冷却して湾曲状態で
硬化させ、安定に湾曲形状を保持させられる。このた
め、音響特性が向上する。
【0010】上記第3の観点による超音波探触子の製造
方法では、バッキング材を熱可塑性樹脂で構成したの
で、天然ゴムなどのゴム材料を用いるよりもバッキング
材が硬質になり、切削性や厚さ精度が良くなる。また、
平坦形状の前記バッキング材を加熱し軟化させて湾曲さ
せ、冷却して湾曲状態で硬化させ、安定に湾曲形状を保
持させる。このため、音響特性の良い超音波探触子を製
造できる。
【0011】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。
【0012】−第1実施例− 図1は、この発明の第1実施例による超音波探触子の斜
視図である。この超音波探触子100は、バッキング材
1上に多数の振動素子5を形成して構成されている。
【0013】前記バッキング材1は、塩化ビニル,ポリ
ビニルブチラール(PUB),ABS樹脂,ポリウレタ
ン(PUR),ポリビニルアルコール(PUAL),ポ
リエチレン(PE),ポリプロピレン(PP),ポリア
セタール(POM),ポリエチレンテレフタレート(P
ETP),フッ素樹脂(PTFE),ポリエチレングリ
コール,ポリエチレンテレフタレート−ポリエチレング
リコール共重合体などの熱可塑性樹脂から構成される。
バッキング材1の厚さは、例えば1〜20mmである。
【0014】前記振動素子5は、圧電振動子2と、第1
音響整合層3と、第2音響整合層4とを積層して構成さ
れている。前記圧電振動子2は、PZTセラミックスの
ような圧電セラミックス、または、ポリフッ化ビニリデ
ン(PVDF)などの圧電高分子、または、水晶、ロッ
シェル塩などから構成される。圧電振動子2の厚さは、
例えば300〜500μmである。前記第1音響整合層
3は、ガラス、エポキシ樹脂、溶融石英などから構成さ
れる。第1音響整合層3の厚さは、例えば200μm程
度である。前記第2音響整合層4は、高分子フィルムな
どから構成される。第2音響整合層4の厚さは、例えば
150μm程度である。
【0015】図2は、上記超音波探触子100の製造方
法を示す説明図である。まず始めに、図2の(a)に示
すように、エポキシ系接着剤によりバッキング材1と圧
電材料板2sと第1整合材料板3sと第2整合材料板4
sとを積層接着する。次に、常温でダイシングにより前
記第2整合材料板4s側から前記バッキング材1まで切
込みを所定ピッチ毎に入れて、図2の(b)に示すよう
に、多数の振動素子5を形成し、図1の超音波探触子1
00を得る。各振動素子5は、先述のように圧電振動子
2と、第1音響整合層3と、第2音響整合層4とから構
成される。
【0016】以上の工程において、バッキング材1は熱
可塑性樹脂であって常温では硬質であるから、切削性お
よび厚さ精度が良好となり、ダイシングによる切込みの
精度が向上する(±2μm以内)。従って、各振動素子
5の特性のばらつきが小さくなり、超音波探触子100
の音響特性が向上する。
【0017】−第2実施例− 図3は、この発明の第2実施例によるコンベックス型の
超音波探触子の斜視図である。この超音波探触子200
は、湾曲したバッキング材21上に多数の振動素子25
を形成して構成されている。前記バッキング材21は、
塩化ビニル,ポリビニルブチラール(PUB),ABS
樹脂,ポリウレタン(PUR),ポリビニルアルコール
(PUAL),ポリエチレン(PE),ポリプロピレン
(PP),ポリアセタール(POM),ポリエチレンテ
レフタレート(PETP),フッ素樹脂(PTFE),
ポリエチレングリコール,ポリエチレンテレフタレート
−ポリエチレングリコール共重合体などの熱可塑性樹脂
から構成される。バッキング材21の厚さは、例えば1
〜4mmである。
【0018】前記振動素子25は、圧電振動子22と、
第1音響整合層23と、第2音響整合層24とを積層し
て構成されている。前記圧電振動子22は、PZTセラ
ミックスのような圧電セラミックス、または、ポリフッ
化ビニリデン(PVDF)などの圧電高分子、または、
水晶、ロッシェル塩などから構成される。圧電振動子2
2の厚さは、例えば300〜500μmである。前記第
1音響整合層23は、ガラス、エポキシ樹脂、溶融石英
などから構成される。第1音響整合層23の厚さは、例
えば200μm程度である。前記第2音響整合層24
は、高分子フィルムなどから構成される。第2音響整合
層24の厚さは、例えば150μm程度である。
【0019】図4は、上記超音波探触子200の製造方
法を示す説明図である。まず始めに、図4の(a)に示
すように、平坦形状のバッキング材21sと圧電材料板
22sと第1整合材料板23sと第2整合材料板24s
とをエポキシ系接着剤により積層接着する。次に、常温
でダイシングにより前記第2整合材料板24s側から前
記バッキング材21sまで切込みを所定ピッチ毎に入れ
て、図4の(b)に示すように、多数の振動素子25を
形成する。各振動素子25は、先述のように、圧電振動
子22と、第1音響整合層23と、第2音響整合層24
とから構成される。次に、図4の(c)に示すように、
バッキング材1が軟化する温度まで加熱し、全体を湾曲
させる。その後、湾曲状態を保って冷却し硬化させ、コ
ンベックス型の超音波探触子200を得る。以上の製造
方法によれば、ダイシングによる切込みの精度が向上
し、各振動素子35の特性のばらつきが小さくなり、音
響特性に優れたコンベックス型の超音波探触子200が
得られる。
【0020】
【発明の効果】この発明の超音波探触子によれば、バッ
キング材を熱可塑性樹脂で構成したので、バッキング材
が硬質になり、切削性や厚さ精度が良くなる。このた
め、ダイシングによる切込みの精度が向上し、各振動素
子の特性のばらつきが小さくなり、音響特性が良くな
る。また、この発明の超音波探触子の製造方法によれ
ば、バッキング材を熱可塑性樹脂で構成し、常温でバッ
キング材が硬質の状態でダイシングし、次に、加熱して
軟化した状態で湾曲させ、その後、冷却し、湾曲状態に
形状保持させるから、コンベックス型の超音波探触子が
好適に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例による超音波探触子の斜
視図である。
【図2】図1の超音波探触子の製造方法を示す説明図で
ある。
【図3】この発明の第2実施例のコンベックス型の超音
波探触子の斜視図である。
【図4】図3の超音波探触子の製造方法を示す説明図で
ある。
【図5】従来の超音波探触子の一例を示した斜視図であ
る。
【図6】図5の超音波探触子の製造方法を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
100,200 超音波探触子 1,21,21s バッキング材 2,22 圧電振動子 2s,22s, 圧電材料板 3,23 第1音響整合層 3s,23s 第1整合材料板 4,24 第2音響整合層 4s,24s 第2整合材料板 5,25 振動素子
フロントページの続き (72)発明者 胡 健英 東京都日野市旭が丘4丁目7番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 佐藤 正平 東京都日野市旭が丘4丁目7番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッキング材上に所定ピッチ毎に多数の
    圧電振動素子を形成した超音波探触子において、前記バ
    ッキング材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする超音
    波探触子。
  2. 【請求項2】 バッキング材上に所定ピッチ毎に多数の
    圧電振動素子を形成した超音波探触子において、前記バ
    ッキング材が熱可塑性樹脂であり且つ湾曲していること
    を特徴とする超音波探触子。
  3. 【請求項3】 接着により圧電材料板とバッキング材と
    を積層し、ダイシングにより圧電材料板に切込みを所定
    ピッチ毎に入れて多数の振動素子を形成する超音波探触
    子の製造方法において、 前記バッキング材を平坦形状の熱可塑性樹脂とし、前記
    圧電材料板に切込みを入れた後、前記バッキング材を加
    熱し軟化させて湾曲させ、その湾曲させた状態で前記バ
    ッキング材を冷却し硬化させることを特徴とする超音波
    探触子の製造方法。
JP11081294A 1994-05-25 1994-05-25 超音波探触子および超音波探触子の製造方法 Pending JPH07322397A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007007262A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Toshiba Corp コンベックス型超音波プローブおよび超音波診断装置
JP2009504057A (ja) * 2005-08-05 2009-01-29 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 曲がった二次元アレイ・トランスデューサ
US7781938B2 (en) 2007-07-11 2010-08-24 Denso Corporation Ultrasonic sensor including a piezoelectric element

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JP2009504057A (ja) * 2005-08-05 2009-01-29 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 曲がった二次元アレイ・トランスデューサ
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