JPH0779498A - Z-axis conductive laminar backing layer for acoustic transducer - Google Patents

Z-axis conductive laminar backing layer for acoustic transducer

Info

Publication number
JPH0779498A
JPH0779498A JP6201298A JP20129894A JPH0779498A JP H0779498 A JPH0779498 A JP H0779498A JP 6201298 A JP6201298 A JP 6201298A JP 20129894 A JP20129894 A JP 20129894A JP H0779498 A JPH0779498 A JP H0779498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic
conductor
transducer
conductors
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6201298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michael Greenstein
マイケル・グリーンステイン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Publication of JPH0779498A publication Critical patent/JPH0779498A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • B06B1/0662Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
    • B06B1/0681Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a damping structure
    • B06B1/0685Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a damping structure on the back only of piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B06B1/0629Square array

Abstract

PURPOSE: To provide a Z-axis conductive backing layer for an acoustic transducer for attenuating output acoustic energy from the rear surface of a transducer element and hardly generating the reflection of output acoustic energy to the transducer element. CONSTITUTION: The pattern of a conductor 24 separated for a pitch equal to the pitch of piezoelectric elements is formed on plural layers 10 (101 , 102 and 103 ) by an acoustic attenuation material, a laminated structure 30 is formed by joining the layers 10 and a conductive pad in a matrix shape conducted to the conductor 24 is provided on the lower surface of the laminated structure 30. The piezoelectric element 52 in the matrix shape corresponding to the conductive pad for which a conductive coating 36, a piezoelectric material 48 and a matching layer 68 are laminated is formed on the upper surface of the laminated structure 30, and when electric signals are supplied to the respective conductive pads, conversion to sound wave energy is performed in the piezoelectric element 52 through the conductor 24, the sound wave energy from the rear surface of the piezoelectric element 52 is absorbed by the acoustic attenuation material and the reflection is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は音響変換器アレーに関
し、より詳細にはかかるアレーを回路素子に電気的に接
続し、アレーによって引き起こされるスプリアス音響反
射を除去するためにかかるアレーに使用される音響変換
器用のZ-軸導電性積層裏当て層に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to acoustic transducer arrays, and more particularly to such arrays for electrically connecting such arrays to circuit elements and for eliminating spurious acoustic reflections caused by the array. Z-axis conductive laminated backing layer for acoustic transducers.

【0002】[0002]

【従来の技術】標本あるいは他の目的物の内部構造の画
像を生成するのに超音波画像形成システムがひろく用い
られている。医療用の診断超音波画像形成システムは音
響変換器要素あるいは音響変換器要素のアレーを電気的
に付勢して人体内に送られる短い超音波パルスを生成す
ることによって人体の内部組織の画像を形成する。組織
からのエコーが音響変換器要素によって受け取られ、電
気信号に変換される。プリント回路板、可撓性ケーブル
あるいは半導体等の回路要素がこの電気信号を受け取
る。かかる電気信号は増幅され、組織の断面画像の形成
に用いられる。かかる画像形成技術は人体の診断用画像
を得るための安全な非侵襲的な方法を提供する。
Ultrasonic imaging systems are widely used to produce images of the internal structure of specimens or other objects. Medical diagnostic ultrasound imaging systems image an internal tissue of the human body by electrically energizing an acoustic transducer element or an array of acoustic transducer elements to produce short ultrasonic pulses that are delivered into the human body. Form. Echoes from the tissue are received by the acoustic transducer elements and converted into electrical signals. Circuit elements such as printed circuit boards, flexible cables or semiconductors receive this electrical signal. Such electrical signal is amplified and used to form a cross-sectional image of the tissue. Such imaging techniques provide a safe, non-invasive method for obtaining diagnostic images of the human body.

【0003】超音波パルスを放射する音響変換器には所
定のピッチを有するアレーに構成された複数の圧電要素
が設けられている。このアレーは一般に一次元または二
次元である。アレー中の圧電要素のピッチを小さくし、
要素の数を増やすことによって、画像の解像度を高くす
ることができる。画像形成システムのオペレータは出力
される超音波ビームの方向あるいはその焦点を変更する
ために圧電要素に印加される電子パルスの位相を制御す
ることができる。このようにして、オペレータは超音波
の方向を「操って」変換器の位置を物理的に操作するこ
となく人体の所望の部分を照射することができる。
An acoustic transducer that emits ultrasonic pulses is provided with a plurality of piezoelectric elements arranged in an array having a predetermined pitch. This array is generally one-dimensional or two-dimensional. Reduce the pitch of the piezoelectric elements in the array,
The image resolution can be increased by increasing the number of elements. The operator of the imaging system can control the phase of the electronic pulse applied to the piezoelectric element to change the direction of the output ultrasonic beam or its focus. In this way, the operator can "steal" the direction of the ultrasonic waves to illuminate the desired portion of the human body without physically manipulating the position of the transducer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】圧電要素の1つが付勢
されると、画像形成の目標物に面する前面とその要素の
後面の両方から音波が送出される。後面からの音響エネ
ルギーは画像の解像度に悪影響が出ないようにかなり減
衰される。減衰されない場合、後向きの音響信号が回路
要素から反射されて変換器の表面に戻り、所望の電気信
号の劣化が発生する可能性がある。
When one of the piezoelectric elements is energized, sound waves are emitted from both the front surface facing the imaging target and the rear surface of the element. The acoustic energy from the rear surface is considerably attenuated so that the image resolution is not adversely affected. If not attenuated, the backward acoustic signal may be reflected from the circuit elements back to the surface of the transducer, causing the desired electrical signal degradation.

【0005】かかる状況を避けるために、音響減衰材料
からなる裏当て層が圧電要素と回路要素の間に配設さ
れ、圧電要素の後面からの望ましくない音響エネルギー
を減衰する。この裏当て層は圧電要素のインピーダンス
に整合する音響インピーダンスを有し、圧電要素の後面
の音響エネルギーのかなりの部分がこの裏当て層に結合
されるようになっていることが理想的である。
To avoid such situations, a backing layer of acoustically dampening material is disposed between the piezoelectric element and the circuit element to damp unwanted acoustic energy from the back surface of the piezoelectric element. Ideally, the backing layer has an acoustic impedance that matches the impedance of the piezoelectric element so that a significant portion of the acoustic energy of the back surface of the piezoelectric element is coupled to the backing layer.

【0006】圧電要素と回路要素の間に裏当て層を使用
する場合の問題点としては、特定の圧電要素とそれに対
応する回路要素の間の電気的接続の問題がある。この接
続の問題は、4列×4行以上の圧電要素からなる二次元
アレーの場合により困難になる。これは、内側の要素は
電気的接続を行なうための露出したエッジを持っていな
いためである。かかる二次元アレーにおいては、個々の
圧電要素と電気信号を受け取りそれを処理する電気回路
の間の電気的接続は一般にアレーに対して垂直なZ-軸の
方向に行なわれる。しかし、アレー内の要素の数が増
え、要素間のピッチが小さくなるにつれて、この相互接
続はより困難になる。
A problem with using a backing layer between a piezoelectric element and a circuit element is the problem of electrical connection between the particular piezoelectric element and its corresponding circuit element. This connection problem becomes more difficult in the case of a two-dimensional array consisting of 4 columns x 4 rows or more of piezoelectric elements. This is because the inner elements do not have exposed edges to make electrical connections. In such a two-dimensional array, the electrical connections between the individual piezoelectric elements and the electrical circuits that receive and process the electrical signals are generally made in the direction of the Z-axis, which is perpendicular to the array. However, this interconnection becomes more difficult as the number of elements in the array increases and the pitch between the elements decreases.

【0007】裏当て層を介して接続を行なうための方法
が「ULTRASONIC TRANSDUCER AND METHOD FOR FABRICATI
NG THEREOF」(「超音波変換器およびその製造方法」)
と題するKawabe(カワベ)その他の米国特許4、82
5、115号に開示されている。Kawabeによれば、圧電
アレー変換器要素に直接接着されたプリント配線板が用
いられる。次に、この配線板の周囲のアレー上に裏当て
層が成型され、この配線板は成型された裏当て層から外
側に伸張する。これによれば、信頼性の高い接続法が提
供されるが、配線板は裏当て層内の音波エネルギーを反
射する面になり、裏当て層の音響減衰特性を悪化させ
る。
The method for making a connection through the backing layer is "ULTRASONIC TRANSDUCER AND METHOD FOR FABRICATI
NG THEREOF "(" Ultrasonic transducer and its manufacturing method ")
US Pat. No. 4,82, entitled Kawabe et al.
No. 5,115. According to Kawabe, a printed wiring board is used that is directly bonded to the piezoelectric array transducer element. A backing layer is then molded over the array around the wiring board, and the wiring board extends outward from the molded backing layer. According to this, although a reliable connection method is provided, the wiring board becomes a surface that reflects sound wave energy in the backing layer, which deteriorates the acoustic attenuation characteristics of the backing layer.

【0008】従来技術の問題点は裏当て層全体を隣接の
材料ブロックで形成することによって解決することがで
きる。このようにすると、裏当て層の全体的音響減衰能
力は向上する。しかし、固体の裏当て層を用いると製造
上の問題が発生する、すなわち固体の裏当て層にはその
導体を設けることが困難である。
The problems of the prior art can be solved by forming the entire backing layer with adjacent blocks of material. In this way, the overall acoustic damping capacity of the backing layer is improved. However, the use of a solid backing layer causes manufacturing problems, ie it is difficult to provide the conductor on the solid backing layer.

【0009】電気的接続の形成を困難にする第二の問題
はクロストークである。クロストークは隣接する信号導
体の間に発生する干渉とされ、これは容量結合あるいは
誘導結合によって発生する。典型的なアプリケーション
において、クロストークは導電要素をシールドすること
によって最小限とするか除去することができる。裏当て
層中の接続をなす導体の周囲に設けられたシールドはク
ロストークの問題を緩和するが、これによって固体の裏
当て層に導体を設けることが一層困難になる。
A second problem that complicates the formation of electrical connections is crosstalk. Crosstalk is an interference generated between adjacent signal conductors, which is generated by capacitive coupling or inductive coupling. In typical applications, crosstalk can be minimized or eliminated by shielding the conductive elements. Shields placed around the connecting conductors in the backing layer alleviate the crosstalk problem, but this makes it more difficult to place conductors in the solid backing layer.

【0010】したがって、音響変換器アレーの要素と電
気回路要素のそれに対応する接点の間の電気的接続を行
なうための方法と装置の改善が必要とされている。かか
る技術は圧線要素の後面からの出力音響エネルギーが十
分に減衰されて変換器要素へのかかるエネルギーの反射
がほとんど発生しないようなものでなければならない。
また、かかる技術は製造を比較的容易にし、圧電要素の
数が多くそのピッチが比較的小さい大型の変換器アレー
に容易に対応できるものでなければならない。
Accordingly, there is a need for improvements in methods and apparatus for making electrical connections between elements of an acoustic transducer array and corresponding contacts of electrical circuit elements. Such techniques must be such that the output acoustic energy from the rear surface of the pressure line element is sufficiently attenuated so that there is little reflection of such energy on the transducer element.
Also, such technology should be relatively easy to manufacture and should be able to accommodate large transducer arrays with a large number of piezoelectric elements and a relatively small pitch.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記により、本発明は電
気信号に応じて音波エネルギーを送出し、受け取った音
波エネルギーを電気信号に変換するための音響変換器を
提供する。この音響変換器は圧電要素のアレー、圧電要
素の後面に取り付けられた裏当て層、この裏当て層によ
って圧電要素から離された回路要素、および各要素を回
路要素に接続するための各圧電要素に設けた少なくとも
1つの導体からなる。裏当て層はほぼ積層構造に一体的
に形成された複数の音響減衰材料の層からなる。導体は
それぞれの層の表面に沿って伸張し、所定のピッチを有
する。それぞれの層の厚さは導体のピッチにほぼ等し
い。
SUMMARY OF THE INVENTION In light of the above, the present invention provides an acoustic transducer for delivering sonic energy in response to an electrical signal and converting the received sonic energy into an electrical signal. The acoustic transducer comprises an array of piezoelectric elements, a backing layer attached to the back surface of the piezoelectric elements, circuit elements separated from the piezoelectric elements by the backing layer, and each piezoelectric element for connecting each element to the circuit element. Of at least one conductor. The backing layer comprises a plurality of layers of acoustically attenuating material integrally formed in a generally laminated structure. The conductors extend along the surface of each layer and have a predetermined pitch. The thickness of each layer is approximately equal to the conductor pitch.

【0012】本発明の一実施例において、電気信号導体
はそれぞれこれらの電気信号導体に電気的に接触してい
ない接地導体によって離間されている。これらの接地導
体は特定の層の隣接する導体の間の所望しないクロスト
ークを大幅に低減する。同様に、選択された層を接地層
によって離間して隣接する層の間の所望しないクロスト
ークを大幅に低減することができる。
In one embodiment of the invention, the electrical signal conductors are each separated by a ground conductor that is not in electrical contact with the electrical signal conductors. These ground conductors significantly reduce unwanted crosstalk between adjacent conductors on a particular layer. Similarly, selected layers can be separated by ground layers to significantly reduce unwanted crosstalk between adjacent layers.

【0013】本発明はさらに、音響減衰材料からなる複
数の層から積層構造を構成する方法を提供する。それぞ
れの層には層の厚みに等しい所定のピッチを有する複数
の導体パターンが設けられている。次に、このパターン
を設けた層が組み合わせられて積層構造が形成される。
導体はこの構造の上面と下面の間に伸張する。個々の層
を組み合わせて積層構造を形成した後、回路要素の対応
する電気接点への電気的接続を行なうために積層構造の
下面に電気接点が配設される。変換器マトリクスの個々
の圧電要素は、それぞれの圧電要素が対応する導体に電
気的に接続されるようにこの積層構造の上面に配設され
る。
The present invention further provides a method of constructing a laminated structure from multiple layers of acoustically attenuating material. Each layer is provided with a plurality of conductor patterns having a predetermined pitch equal to the layer thickness. Next, the layers provided with this pattern are combined to form a laminated structure.
The conductor extends between the top and bottom surfaces of this structure. After combining the individual layers to form a laminated structure, electrical contacts are disposed on the lower surface of the laminated structure for making electrical connections to corresponding electrical contacts of the circuit elements. The individual piezoelectric elements of the transducer matrix are arranged on the upper surface of this laminated structure such that each piezoelectric element is electrically connected to a corresponding conductor.

【0014】[0014]

【実施例】本発明においては、音響変換器アレーの各要
素とそれに対応する電気回路要素の接点を電気的に接触
させるための改善された方法と装置が開示される。本発
明は圧線要素の後面からの出力音響エネルギーを十分に
減衰して変換器要素へのかかるエネルギーの反射がほと
んど発生しないようにする。また、さらに、本発明は製
造が比較的容易であり、圧電要素の数が多くそのピッチ
が比較的小さい大型の変換器アレーに容易に対応するこ
とができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, an improved method and apparatus for electrically contacting each element of an acoustic transducer array with its corresponding electrical circuit element contacts is disclosed. The present invention sufficiently attenuates the output acoustic energy from the rear surface of the pressure line element so that there is little reflection of such energy on the transducer element. Moreover, the present invention is relatively easy to manufacture and can easily accommodate large transducer arrays with a large number of piezoelectric elements and a relatively small pitch.

【0015】まず最初に、図1から図5には音響減衰材
料からなる積層構造30から音響変換器を製作する方法
を示す。積層構造30は適当な形状に切断された音響減
衰材料のシートから形成された複数の層10(層101
〜106として示す)からなる。本実施例において、こ
の材料はタングステン、シリカ、クロロプレン粒子ある
いは気泡等の吸音剤および音響散乱剤を有するエポキシ
である。この材料はエポキシに限定されないが、電気的
に絶縁性かつ吸音性でなければならない。
First of all, FIGS. 1 to 5 show a method of manufacturing an acoustic transducer from a laminated structure 30 made of an acoustic damping material. Laminated structure 30 comprises a plurality of layers 10 (layer 101) formed from sheets of acoustically attenuating material cut into suitable shapes.
~ 106). In this example, this material is an epoxy with a sound absorbing agent and acoustic scattering agent such as tungsten, silica, chloroprene particles or bubbles. The material is not limited to epoxy but must be electrically insulating and sound absorbing.

【0016】層10のそれぞれは前面12、後面14、
上面16および下面18を有する。前面12には電極コ
ーティング22が設けられている。電極コーティング2
2の正確な厚みは、所望の音響品質と構造品質が得られ
るように選択することができる。電極コーティング22
が厚すぎると、後ろ向きの音波の反射率の増大によって
材料の音響特性に悪影響が出る可能性がある。一方、電
極コーティング22が薄すぎると、導電性が低くなった
り、導電がとぎれやすくなる。好適な実施例において、
電極コーティング22は厚さ約300オングストローム
の第1のクロムコーティングと厚さ約3000オングス
トロームの第2の金のコーティングを有する二金属コー
ティングからなる。クロムは層10への接着を促し、金
は酸化に強い良好な品質の導体を提供する。しかし、所
望の導電性と材料強度条件が満たされればこれにかわる
材料を電極コーティング22に用いることができること
は明らかである。金属コーティングはスパッタリング、
めっきあるいは他の従来技術を用いて加えることができ
る。
Each of the layers 10 has a front surface 12, a rear surface 14,
It has an upper surface 16 and a lower surface 18. The front surface 12 is provided with an electrode coating 22. Electrode coating 2
The exact thickness of 2 can be selected to obtain the desired acoustic and structural quality. Electrode coating 22
If the is too thick, the acoustic properties of the material can be adversely affected by the increased reflectance of backward sound waves. On the other hand, if the electrode coating 22 is too thin, the conductivity will be low or the conductivity will be easily interrupted. In the preferred embodiment,
The electrode coating 22 comprises a bimetallic coating having a first chrome coating having a thickness of about 300 Angstroms and a second gold coating having a thickness of about 3000 Angstroms. Chromium promotes adhesion to layer 10, and gold provides good quality conductors that are resistant to oxidation. However, it is clear that alternative materials can be used for the electrode coating 22 provided the desired conductivity and material strength conditions are met. Metal coating is sputtering,
It can be added using plating or other conventional techniques.

【0017】電極コーティング22がそれぞれの層10
に加えられた後、コーティングされた層には図1および
図2に示すような複数の導体24のパターンが設けられ
る。それぞれの導体24は層10の上面16と下面18
の間に伸張し、ギャップ26によって隣接する導体24
から離間されている。このパターンはダイアモンドソー
によって生成することができ、ソーの切りみぞによって
導体間のギャップ26が形成される。このソーは層10
にごく浅く切り込んで、個々の導体24の絶縁をさらに
促進する。あるいは、このパターンは従来の写真製版技
術によって生成することができる。
The electrode coating 22 has a respective layer 10
After being added to the coated layer, the coated layer is provided with a pattern of a plurality of conductors 24 as shown in FIGS. Each conductor 24 includes an upper surface 16 and a lower surface 18 of layer 10.
Conductors 24 extending between and adjacent by a gap 26
Is separated from. This pattern can be produced by a diamond saw, the notches of which form the gap 26 between the conductors. This saw is layer 10
A very shallow cut is made to further promote insulation of the individual conductors 24. Alternatively, this pattern can be generated by conventional photolithographic techniques.

【0018】個々の導体24は次に説明するように音響
変換器の圧電要素の所望のピッチに等しい所望のピッチ
だけ離れている。好適な実施例において、導体24のピ
ッチは300ミクロンであり、ギャップ26は導体間に
50ミクロンの間隔を与える。図示する具体的な間隔と
ピッチは例示に過ぎず、拡大比は一定ではない。
The individual conductors 24 are separated by a desired pitch which is equal to the desired pitch of the piezoelectric elements of the acoustic transducer, as will be explained below. In the preferred embodiment, the conductors 24 have a pitch of 300 microns and the gaps 26 provide a spacing of 50 microns between the conductors. The specific intervals and pitches shown are merely examples, and the enlargement ratio is not constant.

【0019】パターンを設けた複数の層10が生成された
後、これらの層が結合されて図3に示す積層構造30が
得られる。層10はある温度と圧力下で個々の導体の間
のギャップを満たす絶縁性のエポキシその他の接着剤に
よって結合される。パターンを設けた層10はそれぞ
れ、導体24が積層構造30の上面32と下面34の間
に伸張するような向きとされる。積層構造30が形成さ
れた後、その外面が従来の切削処理によってラップ仕上
げされ、ほぼ平坦および/または直交する面が形成され
る。それぞれの導体24のエッジ部分28は上下のラッ
プ仕上げされた面で露出している。
After the patterned layers 10 have been created, the layers are combined to obtain the laminated structure 30 shown in FIG. Layers 10 are bonded by an insulating epoxy or other adhesive that fills the gaps between the individual conductors under some temperature and pressure. Each of the patterned layers 10 is oriented such that the conductor 24 extends between the upper surface 32 and the lower surface 34 of the laminated structure 30. After the laminated structure 30 is formed, its outer surface is lapped by conventional cutting processes to form a generally flat and / or orthogonal surface. The edge portion 28 of each conductor 24 is exposed at the top and bottom lapped surfaces.

【0020】次に、図4を見ると、積層構造30の下面
34に電気接点のパターンが設けられている。下面34
には、上述した個々の層10への電極コーティング22
の塗布と同様にして電極コーティング38が塗布されて
いる。次に、この下部導体すなわち、電極コーティング
38に複数の導電パッド46のパターンが設けられる。
それぞれの導電パッド46は点線で示すように導体24
の1つの対応する端部に電気的に接続され、回路要素の
対応する要素に一致するようにパターン化される。
Referring now to FIG. 4, the lower surface 34 of the laminated structure 30 is provided with a pattern of electrical contacts. Bottom surface 34
The electrode coating 22 on the individual layers 10 described above.
The electrode coating 38 is applied in the same manner as the application of. The lower conductor or electrode coating 38 is then provided with a pattern of conductive pads 46.
Each conductive pad 46 has a conductor 24 as indicated by a dotted line.
Electrically connected to one corresponding end of the and patterned to match the corresponding element of the circuit element.

【0021】このパターンは上述したように従来のダイ
アモンドソーを用いて形成することができる。このソー
は始めに個々の層10の隣接する導体24の間のギャッ
プ26と同じピッチを有する複数の垂直方向の切りみぞ
線42を切る。次に、このソーは個々の層10の厚みの
中間点に間隔をおいた複数の水平方向の切りみぞ線44
を切る。しかし、写真製版等の他のパターニング技術を
適用することもできる。
This pattern can be formed using a conventional diamond saw as described above. The saw first cuts a plurality of vertical score lines 42 having the same pitch as the gaps 26 between adjacent conductors 24 of the individual layers 10. The saw then has a plurality of horizontal scoring lines 44 spaced at the midpoints of the individual layer 10 thicknesses.
Turn off. However, other patterning techniques such as photolithography can also be applied.

【0022】図5において、積層構造30の上面32に
は上述したものと同様にして導電性コーティング36が
加えられる。しかし、導電性コーティング36をパター
ニングする前に、圧電材料48の層がこの導電性コーテ
ィングに接着される。この圧電材料48は材料に印加さ
れる電界に応じて音波を発生する任意の材料を含むもの
とすることができ、それにはジルコニウムチタン酸鉛等
があるがそれには限定されない。
In FIG. 5, a conductive coating 36 is applied to the upper surface 32 of the laminated structure 30 in the same manner as described above. However, before patterning the conductive coating 36, a layer of piezoelectric material 48 is adhered to the conductive coating. The piezoelectric material 48 may include any material that produces a sound wave in response to an electric field applied to the material, including but not limited to lead zirconium titanate.

【0023】圧電材料48の導電性コーティング36へ
の接着には、エポキシ等の粘性の低い絶縁性の接着剤が
用いられる。この接着剤は約1ミクロンの厚みに塗布さ
れる。圧電材料48のRMS あらさは接着厚を越えてお
り、その結果熱と圧力が加わると、圧電材料のピークは
エポキシを貫通して圧電材料と導電性コーティング36
の間に電気的接続を形成する。
To adhere the piezoelectric material 48 to the conductive coating 36, an insulating adhesive having a low viscosity such as epoxy is used. This adhesive is applied to a thickness of about 1 micron. The RMS roughness of the piezoelectric material 48 exceeds the bond thickness so that when heat and pressure are applied, the peak of the piezoelectric material penetrates the epoxy and the piezoelectric material and conductive coating 36.
To form an electrical connection between.

【0024】圧電材料48が導電性コーティング36に
接着された後、グラファイトあるいはポリマーのマッチ
ング層68が圧電材料48の露出された面に塗布され
る。このマッチング層68は当該技術分野において周知
の通り、圧電材料48によって生成される順方向の音波
エネルギーを増大させる。次に、この圧電材料48、導
電性コーティング36およびマッチング層68の組み合
わせに対して、下面34に関して上述したのと同様の方
法で垂直方向の切りみぞ線42と水平方向の切りみぞ線
44のパターンが設けられる。この技術は、積層構造3
0によって上部の導電性コーティング36の垂直方向の
切りみぞ線42と水平方向の切りみぞ線44に対する自動
位置合わせを可能とすることがわかる。
After the piezoelectric material 48 is adhered to the conductive coating 36, a graphite or polymer matching layer 68 is applied to the exposed surface of the piezoelectric material 48. This matching layer 68 enhances the forward sonic energy generated by the piezoelectric material 48, as is well known in the art. Then, for this combination of piezoelectric material 48, conductive coating 36 and matching layer 68, a pattern of vertical score lines 42 and horizontal score lines 44 in a manner similar to that described above for lower surface 34. Is provided. This technology has a laminated structure 3
It can be seen that 0 allows automatic alignment of the upper conductive coating 36 with respect to the vertical score lines 42 and horizontal score lines 44.

【0025】このパターニング技術によって、それぞれ
が積層構造30の音響減衰材料中をこの積層構造の下面
34上に配設された導電性パッド46まで伸張する導体
24を有するマトリクス状に配設された複数の圧電要素
52が得られることがわかる。下面34の導電性パッド
46は上面32上の圧電要素52にほぼ位置合わせされ
ている。この方法で、層10の大きさと数を増大させる
だけで任意の所望の寸法を有する圧電要素52のマトリ
クスを得ることができる。
By this patterning technique, a plurality of layers arranged in a matrix having conductors 24 each extending in the acoustic damping material of the laminated structure 30 to a conductive pad 46 arranged on the lower surface 34 of the laminated structure. It can be seen that the piezoelectric element 52 is obtained. The conductive pads 46 on the lower surface 34 are substantially aligned with the piezoelectric elements 52 on the upper surface 32. In this way, a matrix of piezoelectric elements 52 having any desired dimensions can be obtained by simply increasing the size and number of layers 10.

【0026】図6には積層構造30の代替実施例を示
す。個々の層10のパターンは交互に配置された電気信
号導体62と接地導体64を有する。電気信号導体62
と接地導体64の対のピッチは上述した単一の導体24
のピッチに等しい。これは、接地導体64を間に設ける
ことによって、隣合う電気信号導体62の間の電気信号
のクロストークを低減しようとするものである。それぞ
れの層10のパターニングは上述したようにダイアモン
ドソーあるいは写真製版処理を用いて行なわれる。しか
し、層10の上端には、上述した方法で形成される接地
導体64と圧電要素52の間の電気的接続を防止するた
めの接地パスギャップ66が設けられる。接地導体64
を有する積層構造30の下面において、パターンは回路
要素と接地導体64の間および回路要素と電気信号導体
62の間の電気的接続を行なうための導電パッド46が
形成されるように個々の層10の間隔と一致させる。接
地導体64は接地電位に電気的に接続されるようになっ
ており、したがって接地導体に誘起されたいかなるクロ
ストーク信号もグラウンドに分路される。
FIG. 6 shows an alternative embodiment of the laminated structure 30. The pattern of the individual layers 10 has alternating electrical signal conductors 62 and ground conductors 64. Electrical signal conductor 62
The pitch of the pair of the ground conductor 64 and the ground conductor 64 is the same as the single conductor 24 described above.
Equal to the pitch of. This is intended to reduce crosstalk of electric signals between adjacent electric signal conductors 62 by providing the grounding conductor 64 therebetween. The patterning of each layer 10 is performed using a diamond saw or a photolithography process as described above. However, the upper end of layer 10 is provided with a ground pass gap 66 to prevent electrical connection between the ground conductor 64 formed in the manner described above and the piezoelectric element 52. Ground conductor 64
On the lower surface of the laminated structure 30 having a pattern, the pattern is formed on each of the individual layers 10 such that conductive pads 46 are formed for making electrical connections between the circuit elements and the ground conductor 64 and between the circuit elements and the electrical signal conductors 62. Match the spacing of. The ground conductor 64 is adapted to be electrically connected to ground potential, thus shunting any crosstalk signal induced in the ground conductor to ground.

【0027】隣接する層10の導体24の間のクロスト
ークを制御するための第2の代替実施例を図7に示す。
この実施例では、個々の層10は第1の層部分72と第
2の層部分74に分かれている。接地面76が第1の層
部分72と第2の層部分74の間に配設されている。こ
の接地面も同様に組み立てられた積層構造30の下面3
4に配設された接地パッド46に電気的に接続されて、
クロストーク信号をグラウンドに分路するようになって
いる。同様にして、接地面76の代わりに熱導体を用い
て積層構造30から過剰な熱を除去することができる。
かかる熱導体は積層構造30内の過剰な熱を外部のヒー
トシンク(図示せず)に導くものである。
A second alternative embodiment for controlling crosstalk between conductors 24 of adjacent layers 10 is shown in FIG.
In this embodiment, each layer 10 is divided into a first layer portion 72 and a second layer portion 74. A ground plane 76 is disposed between the first layer portion 72 and the second layer portion 74. This ground plane is also the lower surface 3 of the laminated structure 30 assembled in the same manner.
4 is electrically connected to the ground pad 46 provided in
It is designed to shunt the crosstalk signal to ground. Similarly, a heat conductor may be used in place of ground plane 76 to remove excess heat from laminated structure 30.
Such a heat conductor guides excess heat in the laminated structure 30 to an external heat sink (not shown).

【0028】本発明にしたがって形成された音響変換器
を用いた実験では、二次元アレーの方向付けと焦点合わ
せを行なうためのレベルのクロストーク減衰のレベルが
得られることが実証された。特に、隣接する導体24の
間で測定された層間クロストークレベルは−45dBの
クロストーク信号を示した。同様に、隣接する層10の
導体24の間の測定層間クロストーク値は−45dBの
クロストーク信号を示した。上述した導体間に配置され
る接地導体を用いることによってクロストーク減衰をさ
らに改善することができるものと考えられる。
Experiments with acoustic transducers formed in accordance with the present invention have demonstrated that levels of crosstalk attenuation can be obtained to direct and focus a two-dimensional array. In particular, the interlayer crosstalk level measured between adjacent conductors 24 showed a crosstalk signal of -45 dB. Similarly, the measured inter-layer crosstalk value between the conductors 24 of the adjacent layers 10 showed a crosstalk signal of -45 dB. It is believed that crosstalk attenuation can be further improved by using the ground conductors placed between the conductors described above.

【0029】個々の導体24の電力放散のレベルは低
く、したがって熱の問題は最小限であると考えられる。
個々の導体24の測定抵抗値は1オームより小さい。個
々の音響変換器要素としての圧電要素52の抵抗値は約
10、000オームであり、送出パルスには約100ボ
ルトを要するため、それぞれの導体24には約10ミリ
アンペアの電流が流れるものと考えることができる。し
たがって、それぞれの導体24における電力散逸は約1
00マイクロワットと考えられ、これは比較的低いもの
である。
The level of power dissipation of the individual conductors 24 is low and therefore thermal problems are believed to be minimal.
The measured resistance value of the individual conductors 24 is less than 1 ohm. Since the resistance value of the piezoelectric element 52 as an individual acoustic transducer element is about 10,000 ohms, and about 100 volts is required for the output pulse, it is considered that each conductor 24 carries about 10 milliamps of current. be able to. Therefore, the power dissipation in each conductor 24 is about 1
It is considered to be 00 microwatts, which is relatively low.

【0030】しかし、アプリケーションによってはこの
抵抗値をさらに小さくし、それぞれの導体24の信頼性
を高めることが望ましい場合がある。そこで、図8と図
9に本発明の第3の実施例を示す。上述したようなパタ
ーンを設けた単一の平面的な導体24を代わりに、個々
の層10に対して導電性コーティング22の塗布に先だ
ってパターニングを行なって、ほぼ矩形の溝82が形成
される。次に、これらの矩形の溝82に導電性の後壁8
4および導電性の側壁86を含む導電性コーティングが
加えられる。次に、この3面導体80に絶縁性のエポキ
シ88が満たされ、個々の層が上述したように結合され
て単一の積層構造が得られる。前述したように、下部の
導電性パッド46が積層構造30の下面に形成され、個
々の圧電要素52はこの積層構造の上面に配設されてい
る。3面導体80の抵抗値は上述した導体24の抵抗値
の約3分の1である。
However, depending on the application, it may be desirable to further reduce the resistance value and improve the reliability of each conductor 24. Therefore, FIGS. 8 and 9 show a third embodiment of the present invention. Instead of the single planar conductor 24 having the pattern as described above, the individual layers 10 are patterned prior to the application of the conductive coating 22 to form the generally rectangular groove 82. Then, the conductive rear wall 8 is inserted into these rectangular grooves 82.
4 and a conductive coating including conductive sidewalls 86 is added. The three-sided conductor 80 is then filled with an insulative epoxy 88 and the individual layers are bonded as described above to provide a single laminated structure. As described above, the lower conductive pad 46 is formed on the lower surface of the laminated structure 30 and the individual piezoelectric elements 52 are disposed on the upper surface of the laminated structure. The resistance value of the three-sided conductor 80 is about one third of the resistance value of the conductor 24 described above.

【0031】図10は本発明にしたがって構成された音
響変換器50の分解斜視図である。音響変換器50はプ
リント回路板54として示す回路要素に電気的に取り付
けられている。この回路要素は半導体、可撓性ケーブル
あるいはその他の装置とすることができる。プリント回
路板54は音響変換器50の下面34の個々の導電パッ
ド46の位置に一致する複数の電気接点56を有する。
さらに、接地シート58が個々の圧電要素52の露出し
た上部に重なって、個々の要素を電気的に接続する。
FIG. 10 is an exploded perspective view of an acoustic transducer 50 constructed according to the present invention. Acoustic transducer 50 is electrically attached to circuit elements shown as printed circuit board 54. This circuit element can be a semiconductor, a flexible cable or other device. The printed circuit board 54 has a plurality of electrical contacts 56 that correspond to the locations of the individual conductive pads 46 on the lower surface 34 of the acoustic transducer 50.
In addition, a ground sheet 58 overlays the exposed tops of the individual piezoelectric elements 52 to electrically connect the individual elements.

【0032】動作時には、プリント回路板54は音響変
換器50の個々の導電パッド46に電気信号を提供す
る。かかる電気信号は積層構造30の層10を通る導体
24によって個々の圧電要素52の後面に導かれる。音
響的に透明な接地シート58が音響変換器50の露出し
た面に配設され、患者の皮膚等の関心のある対象物と接
触させられる。接地シート58を圧電要素52の後面で
はなく露出した面に設けることによって、患者に対して
不注意に電気的ショックが加えられることがなくなる。
In operation, printed circuit board 54 provides electrical signals to individual conductive pads 46 of acoustic transducer 50. Such electrical signals are conducted to the back surface of individual piezoelectric elements 52 by conductors 24 passing through layers 10 of laminated structure 30. An acoustically transparent grounding sheet 58 is disposed on the exposed surface of the acoustic transducer 50 and brought into contact with an object of interest, such as the patient's skin. By providing the ground sheet 58 on the exposed surface of the piezoelectric element 52 rather than the rear surface, inadvertent electrical shock to the patient is avoided.

【0033】圧電要素52に入力される電気信号は音波
エネルギーに変換されて、このエネルギーが接地シート
58を介して患者に送出される。音響変換器50から送
出される音波エネルギーはエコー・グラフィツク検査に
用いられる。圧電要素52の後面からの音波エネルギー
の送出は音響減衰材料で形成された積層構造30によっ
て吸収される。圧電要素52の受け取る反射音波エネル
ギーは電気信号に変換され、この電気信号は導体24を
介してプリント回路板54に戻される。この受信信号が
次に回路板上の周知の電気回路によって調整される。
The electrical signal input to the piezoelectric element 52 is converted into sonic energy which is delivered to the patient via the ground sheet 58. The acoustic energy delivered by the acoustic transducer 50 is used for echographic examination. The delivery of acoustic energy from the back surface of the piezoelectric element 52 is absorbed by the laminated structure 30 formed of acoustically attenuating material. The reflected acoustic energy received by piezoelectric element 52 is converted into an electrical signal which is returned to printed circuit board 54 via conductor 24. This received signal is then conditioned by known electrical circuits on the circuit board.

【0034】本発明を用いれば層10の数と大きさを変
え、またそれぞれの層に配設された導体24のピッチを
変えることによって任意の所望の寸法を有するアレーを
得ることができる。
Using the present invention, an array having any desired dimensions can be obtained by varying the number and size of layers 10 and varying the pitch of conductors 24 disposed in each layer.

【0035】以上本発明の各実施例について詳述した
が、ここで各実施例の理解を容易にする為に各実施例ご
とに要約して以下に列挙する。
Although the respective embodiments of the present invention have been described in detail above, in order to facilitate understanding of the respective embodiments, the respective embodiments are summarized and listed below.

【0036】(1).それぞれが第1の音響インピーダ
ンスと後面を有する複数の変換器要素を有する音響変換
器をそれぞれの変換器要素への接点を有する電気回路要
素に接続するための裏当て層であって、第1の面と第2
の面を有するブロックに一体的に形成された音響減衰材
料からなる複数の層であって、前記ブロックは前記第1
の面に後面の変換器要素の音響エネルギーの選択された
部分がこのブロックに結合されるような前記第1の音響
インピーダンスに対する値の音響インピーダンスを有す
る複数の層、それぞれの変換器要素に対する少なくとも
1つの導体であって、前記第1および第2の面の間に延
び、所定のピッチを有し、隣接する変換器要素の導体は
互いに電気的に絶縁されている導体、それぞれの変換器
要素の後面とそれに対応する少なくとも1つの導体の間
の電気的接触を行なうための前記第1の面に設けた第1
の接点手段、および変換器要素のための回路要素接点と
それに対応する少なくとも1つの導体の間の電気的接触
を行なうための前記第2の面に設けた第2の接点手段か
らなる音響変換器用のZ-軸導電性積層裏当て層である。
(1). A backing layer for connecting an acoustic transducer having a plurality of transducer elements each having a first acoustic impedance and a back surface to an electrical circuit element having contacts to each transducer element, the backing layer comprising: Face and second
A plurality of layers of acoustically attenuating material integrally formed with the block having a surface of
A plurality of layers having an acoustic impedance of a value relative to said first acoustic impedance such that a selected portion of the acoustic energy of the rear surface transducer element is coupled to this block, at least one for each transducer element. Two conductors extending between said first and second faces and having a predetermined pitch, the conductors of adjacent transducer elements being electrically insulated from each other, A first surface on the first surface for making electrical contact between the rear surface and at least one corresponding conductor
For acoustic transducers, and second contact means provided on said second surface for making electrical contact between circuit element contacts for the transducer element and corresponding at least one conductor. Is a Z-axis conductive laminated backing layer.

【0037】(2).前記導体はそれぞれの層の表面に
配設された1の音響変換器用のZ-軸導電性積層裏当て層
である。
(2). The conductor is a Z-axis conductive laminate backing layer for one acoustic transducer disposed on the surface of each layer.

【0038】(3).前記第1の接点手段は前記変換器
アレーの後面にほぼ一致する電気接点の第1のパターン
である1の音響変換器用のZ-軸導電性積層裏当て層であ
る。
(3). The first contact means is a Z-axis conductive laminate backing layer for one acoustic transducer that is a first pattern of electrical contacts that substantially conforms to the rear surface of the transducer array.

【0039】(4).前記第2の接点手段は前記電気回
路接点にほぼ一致する電気接点の第2のパターンである
1の音響変換器用のZ-軸導電性積層裏当て層である。
(4). The second contact means is a Z-axis conductive laminate backing layer for one acoustic transducer that is a second pattern of electrical contacts that substantially matches the electrical circuit contacts.

【0040】(5).前記層はそれぞれ前記導体のピッ
チにほぼ等しい厚みを有する1の音響変換器用のZ-軸導
電性積層裏当て層である。
(5). Each of the layers is a Z-axis conductive laminate backing layer for an acoustic transducer having a thickness that is approximately equal to the pitch of the conductors.

【0041】(6).前記導体はそれぞれ接地導体によ
って離間され、前記導体は前記接地導体から電気的に絶
縁されている1の音響変換器用のZ-軸導電性積層裏当て
層である。
(6). The conductors are each separated by a ground conductor, which is a Z-axis conductive laminate backing layer for an acoustic transducer that is electrically insulated from the ground conductor.

【0042】(7).前記層のうちの選択されたものが
さらに前記層のうちの隣接するものの導体を絶縁するた
めのシールド手段を含む1の音響変換器用のZ-軸導電性
積層裏当て層である。
(7). A selected one of the layers is a Z-axis conductive laminate backing layer for one acoustic transducer that further includes shield means for insulating the conductors of adjacent ones of the layers.

【0043】(8).受け取った音波エネルギーを電気
信号に変換するための音響変換器であって、それぞれが
前面と後面を有する圧電要素のアレー、前記圧電要素か
ら受け取った音波エネルギーを減衰する前記後面に取り
付けたバッ裏当て手段であって、積層構造に一体的に形
成された音響減衰材料からなる複数の層からなる裏当て
手段、前記裏当て手段によって前記圧電要素から離間さ
れた回路要素であって、前記圧電要素のそれぞれに対応
する接点を有する回路要素、および前記接点を対応する
圧電要素に電気的に接続するための導体手段からなる音
響変換器である。
(8). An acoustic transducer for converting received acoustic energy into an electrical signal, an array of piezoelectric elements each having a front surface and a rear surface, a backing cover attached to the rear surface for attenuating the acoustic energy received from the piezoelectric elements. A backing means comprising a plurality of layers of acoustically attenuating material integrally formed in the laminated structure, a circuit element separated from the piezoelectric element by the backing means, the backing means comprising: An acoustic transducer comprising circuit elements having respective corresponding contacts and conductor means for electrically connecting the contacts to the corresponding piezoelectric elements.

【0044】(9).前記導体手段は前記圧電要素のた
めの少なくとも1つの導体からなり、前記導体はそれぞ
れの層の表面に沿って伸張し、所定のピッチを有し、隣
接する変換器要素のための前記導体は互いに電気的に絶
縁されている8の音響変換器である。
(9). The conductor means comprises at least one conductor for the piezoelectric element, the conductor extending along the surface of each layer and having a predetermined pitch, the conductors for adjacent transducer elements being mutually 8 acoustic transducers that are electrically isolated.

【0045】(10).前記層のそれぞれは前記導体の
ピッチにほぼ等しい厚みを有する9の音響変換器であ
る。
(10). Each of the layers is 9 acoustic transducers having a thickness approximately equal to the pitch of the conductors.

【0046】(11).前記導体はそれぞれ接地導体に
よって離間され、前記導体は前記接地導体から電気的に
絶縁されている9の音響変換器である。
(11). The conductors are each 9 acoustic transducers separated by a ground conductor, the conductors being electrically isolated from the ground conductor.

【0047】(12).前記層のうちの選択されたもの
がさらに前記層のうちの隣接するものの導体を電気的に
絶縁するためのシールド手段を含む9の音響変換器であ
る。
(12). Selected of the layers are the acoustic transducers of 9, further including shield means for electrically insulating the conductors of adjacent ones of the layers.

【0048】(13).前記導体手段はさらに前記圧電
要素に略一致する前記裏当て手段の上部に配設された電
気接点の第1のパターンを有する8の音響変換器であ
る。
(13). The conductor means is also an acoustic transducer of 8, having a first pattern of electrical contacts disposed on top of the backing means that substantially conforms to the piezoelectric element.

【0049】(14).前記導体手段はさらに前記回路
要素接点にほぼ一致する前記裏当て手段の下部に配設さ
れた電気接点の第2のパターンを有する13の音響変換
器である。
(14). The conductor means are also thirteen acoustic transducers having a second pattern of electrical contacts disposed below the backing means that substantially match the circuit element contacts.

【0050】(15).マトリクス状に配列された複数
の圧電要素を有する音響変換器を製造する方法であっ
て、それぞれが複数の導体を有する音響減衰材料の複数
の層からなる積層構造を設けるステップ、前記積層構造
の下面に、前記導体のうちの対応するものに電気的に接
続された、外部の電源に接続することのできる電気接点
を配設するステップ、および前記圧電要素を前記積層構
造の上面に配設し、前記圧電要素は前記導体のうちの対
応するものに電気的に接続されるステップからなる音響
変換器の製造方法である。
(15). A method of manufacturing an acoustic transducer having a plurality of piezoelectric elements arranged in a matrix, the method comprising: providing a laminated structure comprising a plurality of layers of acoustic damping material, each layer having a plurality of conductors; A step of disposing an electrical contact electrically connected to a corresponding one of the conductors, the electric contact being capable of being connected to an external power source, and disposing the piezoelectric element on an upper surface of the laminated structure, A method of manufacturing an acoustic transducer comprising the steps of electrically connecting the piezoelectric element to a corresponding one of the conductors.

【0051】(16).前記積層構造を設けるステップ
はさらに、それぞれの層の表面に導電性コーティングを
設けるステップ、それぞれのコーティングされた面をパ
ターニングして前記導体を形成するステップ、および前
記複数の層を結合して前記積層構造を設け、前記導体は
前記上面と下面の間を伸張するステップからなる15の
音響変換器の製造方法である。
(16). Providing the layered structure further comprises providing a conductive coating on the surface of each layer, patterning each coated surface to form the conductor, and combining the layers to form the layered structure. 15 is a method of manufacturing an acoustic transducer, which comprises providing a structure and extending the conductor between the upper surface and the lower surface.

【0052】(17).前記積層構造の下面に電気接点
を配設する前記ステップはさらに、前記下面に導電性コ
ーティングを塗布するステップ、および前記下面上の前
記導電性コーティングをパターニングして前記電気接点
を設けるステップからなる15の音響変換器の製造方法
である。
(17). The step of disposing electrical contacts on the lower surface of the laminated structure further comprises the steps of applying a conductive coating to the lower surface and patterning the conductive coating on the lower surface to provide the electrical contacts. Is a method for manufacturing the acoustic transducer.

【0053】(18).前記積層構造の上面に前記圧電
要素を配設するステップはさらに、前記上面に導電性コ
ーティングを塗布し、前記導電性コーティングに圧電層
を接着するステップ、および前記上面の前記導電性コー
ティングと前記圧電層の両方をパターニングして前記圧
電要素を設けるステップからなる15の音響変換器の製
造方法である。
(18). Disposing the piezoelectric element on the top surface of the laminated structure further comprises applying a conductive coating to the top surface and adhering a piezoelectric layer to the conductive coating, and the conductive coating on the top surface and the piezoelectric layer. 15 is a method of manufacturing an acoustic transducer, comprising the steps of patterning both layers to provide the piezoelectric element.

【0054】(19).前記積層構造を設けるステップ
はさらに前記層のうちの選択されたものを接地導体によ
って離間するステップを含む15の音響変換器の製造方
法である。
(19). The step of providing the layered structure is a method of manufacturing fifteen acoustic transducers, further comprising spacing selected ones of the layers with a ground conductor.

【0055】(20).前記積層構造を設けるステップ
はさらに前記導体のそれぞれを接地導体によって離間す
るステップを含み、前記接地導体は前記導体から電気的
に絶縁される15の音響変換器の製造方法である。
(20). The step of providing the layered structure further comprises the step of spacing each of the conductors by a ground conductor, the method of manufacturing fifteen acoustic transducers wherein the ground conductor is electrically insulated from the conductor.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、減衰材
料からなる複数の層のそれぞれに第1の面と第2の面に
導通し、互いに電気的に絶縁された導体を形成し、この
複数の層をブロック化し、第2の面に電気的接触を行う
接点手段を設け、第1の面に音響変換要素の音響エネル
ギーの選択された部分が結合されるように第1の音響イ
ンピーダンスに対する値の音響インピーダンスを有する
ように構成し、第2の面の電気信号を導体を通して第1
の面側の音響変換要素で音響レベルに変換するように構
成したので、変換器要素の後面からの出力音響エネルギ
ーを十分に減衰して変換器要素へのこの出力エネルギー
の反射が殆ど発生しなくなり、しかも製造が比較的容易
で、圧電要素の数が多く、そのピッチりが比較的小さい
大型の変換器アレーに容易に対応できる。これにともな
い、高解像度の音響画像が得られる。
As described above, according to the present invention, conductors electrically connected to the first surface and the second surface and electrically insulated from each other are formed in each of the plurality of layers made of the damping material. , Blocking the plurality of layers, providing contact means for making electrical contact on the second surface, and first acoustic so as to couple a selected portion of the acoustic energy of the acoustic conversion element to the first surface. It is configured to have an acoustic impedance of a value relative to the impedance, and the electric signal of the second surface is passed through the conductor to the first
Since the acoustic conversion element on the surface side of the converter is configured to convert to the acoustic level, the output acoustic energy from the rear surface of the transducer element is sufficiently attenuated and the reflection of this output energy to the transducer element hardly occurs. In addition, it is relatively easy to manufacture, and can easily accommodate a large-sized transducer array having a large number of piezoelectric elements and a relatively small pitch. Along with this, a high-resolution acoustic image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の音響変換器裏当て層の積層構造の分解
斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a laminated structure of an acoustic transducer backing layer of the present invention.

【図2】図1のある1つの層の部分拡大図である。2 is a partial enlarged view of one layer of FIG. 1. FIG.

【図3】単一の積層構造に組み合わせられた図1および
図2の裏当て層の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the backing layer of FIGS. 1 and 2 combined in a single laminated structure.

【図4】電気接点のパターンを示す積層構造の部分底面
図である。
FIG. 4 is a partial bottom view of a laminated structure showing a pattern of electrical contacts.

【図5】積層構造の上面に配設された個々の圧電要素を
示す積層構造の部分斜視図である。
FIG. 5 is a partial perspective view of a laminated structure showing individual piezoelectric elements arranged on the upper surface of the laminated structure.

【図6】接地導体が電気導体と交互に配設された実施例
を示す図2と同様の積層構造の1つの層の部分斜視図で
ある。
FIG. 6 is a partial perspective view of one layer of a laminated structure similar to that of FIG. 2, showing an embodiment in which ground conductors are alternately arranged with electric conductors.

【図7】接地層が導電層の間に設けられた図1と同様の
分解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view similar to FIG. 1, in which a ground layer is provided between conductive layers.

【図8】3つの面を有する導体が用いられた1つの層の
部分斜視図である。
FIG. 8 is a partial perspective view of one layer in which a conductor having three surfaces is used.

【図9】図8の層の部分平面図である。9 is a partial plan view of the layer of FIG.

【図10】本発明の音響変換器の分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of the acoustic transducer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、101〜106 層 12 前面 14 後面 16、32 上面 18、34 下面 22、38 電極コーティング 24 導体 26 ギャップ 28 エッジ部分 30 積層構造 36 導電性コーティング 42、44 切りみぞ線 46 導電パッド 48 圧電材料 50 音響変換器 52 圧電要素 54 プリント回路板 56 電気接点 58 接地シート 62 電気信号導体 64 接地導体 66 接地パスギャップ 68 マッチング層 72 第1の層部分 74 第2の層部分 76 接地面 80 3面導体 82 矩形の溝 84 後壁 86 側壁 88 エポキシ 10, 101-106 layers 12 front surface 14 rear surface 16, 32 upper surface 18, 34 lower surface 22, 38 electrode coating 24 conductor 26 gap 28 edge portion 30 laminated structure 36 conductive coating 42, 44 cut groove line 46 conductive pad 48 piezoelectric material 50 Acoustic transducer 52 Piezoelectric element 54 Printed circuit board 56 Electrical contact 58 Grounding sheet 62 Electrical signal conductor 64 Grounding conductor 66 Grounding pass gap 68 Matching layer 72 First layer portion 74 Second layer portion 76 Grounding surface 80 Three-sided conductor 82 Rectangular groove 84 Rear wall 86 Side wall 88 Epoxy

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】それぞれが第1の音響インピーダンスと後
面を有する複数の変換器要素を有する音響変換器をそれ
ぞれの変換器要素への接点を有する電気回路要素に接続
するための裏当て層であって、 第1の面と第2の面を有するブロックに一体的に形成さ
れた音響減衰材料からなる複数の層であって、前記ブロ
ックは前記第1の面に後面の変換器要素の音響エネルギ
ーの選択された部分がこのブロックに結合されるような
前記第1の音響インピーダンスに対する値の音響インピ
ーダンスを有する複数の層、 それぞれの変換器要素に対する少なくとも1つの導体で
あって、前記第1および第2の面の間に延び、所定のピ
ッチを有し、隣接する変換器要素の導体は互いに電気的
に絶縁されている導体、 それぞれの変換器要素の後面とそれに対応する少なくと
も1つの導体の間の電気的接触を行なうための前記第1
の面に設けた第1の接点手段、および変換器要素のため
の回路要素接点とそれに対応する少なくとも1つの導体
の間の電気的接触を行なうための前記第2の面に設けた
第2の接点手段からなる音響変換器用のZ-軸導電性積層
裏当て層。
1. A backing layer for connecting an acoustic transducer having a plurality of transducer elements each having a first acoustic impedance and a back surface to an electrical circuit element having contacts to each transducer element. And a plurality of layers of acoustically attenuating material integrally formed in a block having a first surface and a second surface, said block comprising acoustic energy of a transducer element on a rear surface of said first surface. A plurality of layers having an acoustic impedance of a value relative to the first acoustic impedance such that selected portions of the are coupled to this block, at least one conductor for each transducer element, Conductors that extend between two surfaces and have a certain pitch, the conductors of adjacent transducer elements being electrically insulated from each other, the rear surface of each transducer element and its corresponding The first for electrical contact between the at least one conductor that
First contact means provided on the surface of the second surface and a second contact surface of the second surface for making electrical contact between the circuit element contact for the transducer element and the corresponding at least one conductor. Z-axis conductive laminated backing layer for acoustic transducers consisting of contact means.
JP6201298A 1993-08-05 1994-08-03 Z-axis conductive laminar backing layer for acoustic transducer Pending JPH0779498A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10300793A 1993-08-05 1993-08-05
US103,007 1993-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0779498A true JPH0779498A (en) 1995-03-20

Family

ID=22292863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6201298A Pending JPH0779498A (en) 1993-08-05 1994-08-03 Z-axis conductive laminar backing layer for acoustic transducer

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0637470A3 (en)
JP (1) JPH0779498A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005030055A1 (en) * 2003-09-30 2005-04-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic probe
JP2006061696A (en) * 2004-08-27 2006-03-09 General Electric Co <Ge> Ultrasound transducer with enhanced thermal conductivity
WO2006038632A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic probe
JP2009153851A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Ultrasonic diagnostic apparatus and manufacturing method of wire used therefor
WO2010090095A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 株式会社林原生物化学研究所 Cellobiose 2-epimerase, process for producing same, and use of same

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5629906A (en) * 1995-02-15 1997-05-13 Hewlett-Packard Company Ultrasonic transducer
FR2740933B1 (en) * 1995-11-03 1997-11-28 Thomson Csf ACOUSTIC PROBE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
US5732706A (en) * 1996-03-22 1998-03-31 Lockheed Martin Ir Imaging Systems, Inc. Ultrasonic array with attenuating electrical interconnects
EP1263536A2 (en) * 2000-11-15 2002-12-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multidimensional ultrasonic transducer arrays
KR101296244B1 (en) * 2012-01-31 2013-08-13 삼성메디슨 주식회사 Backing element of ultrasonic probe, backing of ultrasonic probe and manufacturing method thereof
CN108461623A (en) * 2018-01-23 2018-08-28 长沙芬贝电子科技有限公司 A kind of back lining materials and its manufacturing method for array probe
JP6876645B2 (en) * 2018-03-15 2021-05-26 株式会社日立製作所 Ultrasonic probe and its manufacturing method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3412665A1 (en) * 1984-04-04 1985-10-17 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München DEVICE FOR READING A TWO-DIMENSIONAL CHARGE IMAGE BY MEANS OF AN ARRAY
DE3769724D1 (en) * 1986-08-11 1991-06-06 Siemens Ag DEVICE FOR READING A TWO-DIMENSIONAL CHARGE IMAGE.
JP2545861B2 (en) * 1987-06-12 1996-10-23 富士通株式会社 Ultrasonic probe manufacturing method
US5329498A (en) * 1993-05-17 1994-07-12 Hewlett-Packard Company Signal conditioning and interconnection for an acoustic transducer

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005030055A1 (en) * 2003-09-30 2005-04-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic probe
JP2005103078A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic probe
US7755255B2 (en) 2003-09-30 2010-07-13 Panasonic Corporation Ultrasonic probe
JP4624659B2 (en) * 2003-09-30 2011-02-02 パナソニック株式会社 Ultrasonic probe
JP2006061696A (en) * 2004-08-27 2006-03-09 General Electric Co <Ge> Ultrasound transducer with enhanced thermal conductivity
WO2006038632A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic probe
JP2006102135A (en) * 2004-10-05 2006-04-20 Toshiba Corp Ultrasonic probe
US7348713B2 (en) 2004-10-05 2008-03-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic probe
JP4693386B2 (en) * 2004-10-05 2011-06-01 株式会社東芝 Ultrasonic probe
JP2009153851A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Ultrasonic diagnostic apparatus and manufacturing method of wire used therefor
WO2010090095A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 株式会社林原生物化学研究所 Cellobiose 2-epimerase, process for producing same, and use of same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0637470A2 (en) 1995-02-08
EP0637470A3 (en) 1995-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0294826B1 (en) Ultrasonic transducer structure
US5559388A (en) High density interconnect for an ultrasonic phased array and method for making
US5655538A (en) Ultrasonic phased array transducer with an ultralow impedance backfill and a method for making
US5644085A (en) High density integrated ultrasonic phased array transducer and a method for making
US6776762B2 (en) Piezocomposite ultrasound array and integrated circuit assembly with improved thermal expansion and acoustical crosstalk characteristics
US5894646A (en) Method for the manufacture of a two dimensional acoustic array
US5792058A (en) Broadband phased array transducer with wide bandwidth, high sensitivity and reduced cross-talk and method for manufacture thereof
US8656578B2 (en) Method for manufacturing an ultrasound imaging transducer assembly
US20060036178A1 (en) Cableless coupling methods for ultrasound
US6308389B1 (en) Ultrasonic transducer and manufacturing method therefor
EP0625379A2 (en) Signal conditioning and interconnection for an acoustic transducer
JPH08251694A (en) Ultrasonic transducer and reflection damping method
JPH0646497A (en) Support body for acoustic transducer array
EP0206432A1 (en) Phased array for ultrasonic medical imaging
JPH0779498A (en) Z-axis conductive laminar backing layer for acoustic transducer
JP3288815B2 (en) 2D array ultrasonic probe
JP3033480B2 (en) Ultrasonic probe
KR20030082303A (en) Ultrasonic transducer array
JP4468599B2 (en) Ultrasonic probe
JP3384889B2 (en) Ultrasonic probe
JPH05123317A (en) Two-dimensional array ultrasonic probe
JPH0419858B2 (en)
JP3731690B2 (en) Ultrasonic probe
KR20160064514A (en) Multi-layered ultrasonic transducer and method for manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120616

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130616

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130616

Year of fee payment: 13

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250