JPH10285695A - 超音波トランスデューサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電磁的クロストークを低減し、超音
波画像の画質の向上を実現し得る超音波トランスデュー
サを提供する。 【解決手段】 両面に電極が形成されているとともに、
一方の電極に個々の駆動リード線が接続され、他方の電
極に共通の接地リード線４８が接続される複数の圧電素
子２３と、前記圧電素子２３を配設する背面制動材４
と、前記圧電素子２３に設ける少なくとも１層の音響整
合層とを有する超音波トランスデューサ１８において、
各圧電素子２３間に設ける電気的絶縁部材９と、前記電
気的絶縁部材９に、少なくとも接地リード線４８が接続
される圧電素子２３の電極側が開口する状態で、かつ、
圧電素子の厚み方向に設けた成膜用溝１０と、この成膜
用溝１０の内面と接地リード線が接続される圧電素子の
電極とに気相法によって連続に形成した導体薄膜とを有
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用又は非破壊
検査用超音波診断装置に用いられる超音波トランスデュ
ーサ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アレイ型超音波トランスデューサの構造
は、「医用超音波機器ハンドブック」，コロナ社（初版
昭和６０年４月２０日），ｐ１８７等に示されるよう
に、背面制動材の上に両面に電極を形成した圧電セラミ
ックス板からなる、微小な圧電素子（単位素子）を、数
十乃至数百個配列し、更に音響整合層及び音響レンズを
一体化して構成している。

【０００３】超音波トランスデューサの駆動は、上記の
配列された単位素子に選択的に、且つ、任意の遅延時間
を持ってパルサ（図示せず）から百乃至数百ボルト程度
の電圧の駆動パルスを印加することで該単位素子を逆圧
電効果により急速に形成し、これにより、励起された超
音波パルスを音響整合層及び音響レンズを経て発振させ
ることにより行われる。

【０００４】また、発振された超音波パルスは、医療用
途に関しては体内の各組織の界面において、また非破壊
検査用に関しては被測定物内部の傷等の非連続部から反
射された後に、該音響レンズ及び音響整合層を経て単位
素子に再入射し、これを機械的に振動させる。

【０００５】このような機械的振動は、圧電作用により
電気信号に変換され、観測装置（図示せず）に送られ
る。超音波パルスの送受の際、前記単位素子の自由振動
が前記背面制動材により規制されることにより、超音波
の進行方向に関する分解能を向上させている。

【０００６】この超音波パルスの送受信を、単位素子群
に対して順次に切り替えて行うことにより被測定物等の
対象部位を走査し、これにより超音波断層像を得る。

【０００７】現在、前記単位素子は、（厚さ 数十乃至
数百μｍ）×（幅 数十乃至数百μｍ）×（長さ 数ｍ
ｍ）程度の極めて微小なものとなっており、これらの単
位素子間の間隙である分割溝の寸法も、数十μｍ程度と
極めて微小となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したアレイ型超音
波トランスデューサにおける課題の一つとして、各単位
素子間のクロストーク（干渉）が挙げられる。クロスト
ークが大きいと、選択的に駆動しても選択外の単位素子
が微弱ながら超音波を発信してしまったり、受信時に受
信信号以外の超音波振動が重畳されて見掛けのパルス幅
が伸びてしまったり、本来なら受信されないはずの信号
を受信してしまって虚像（アーティファクト）を形成し
てしまう等、分解能低下や画像の信頼性劣化、画質の劣
化等という問題を生じる。

【０００９】上述したクロストークには、隣接又は近傍
の単位素子間で機械的な振動が送受されてしまうという
音響的クロストークと、単位素子の振動から圧電効果に
より発生する電磁波を他の単位素子が受信して逆圧電効
果により振動してしまうことによる電磁的クロストーク
とがある。

【００１０】音響的クロストークに関しては、前記分割
溝に、超音波減衰性が高い樹脂や、樹脂とフィラーのマ
トリックス等を充填することにより、振動を減衰させて
低減することが一般的に行われている。しかし、これだ
けでは電磁的なクロストークを低減することはできず、
画質の劣化を完全には防止することは困難である。

【００１１】このため、前記分割溝を絶縁性樹脂で埋
め、ここに再度、導体封埋用溝を形成し、この導体封埋
用溝に導体膜、具体的には導電性接着剤や金属箔を挿入
し接地電位とすることにより電磁的クロストークを阻止
する方法が、実公平５−４３９７号公報に開示されてい
る。

【００１２】接地電位の部材を介在することによって電
磁的なノイズを遮蔽できることは、コンピュータや家電
製品等の一般的な電子機器においても広く行われてお
り、効果があることが確認されている。

【００１３】しかしながら、アレイ型超音波トランスデ
ューサにおいては、上記の通り分割溝が、幅数十μｍ、
深さ百乃至数百であるため、厚さがこれにより小となる
導体封埋用溝内への導体膜の形成は極めて困難である。

【００１４】具体的には、実公平５−４３９７号公報に
おいて開示されている方法の内、導電性樹脂を封埋する
方法については、導電性を持たせるために樹脂内に多量
に分散されている導電性のフィラーが、幅数十μｍ以下
である該導体封埋用溝内で凝集して樹脂全体の流れを塞
ぎ止めてしまい、空隙の残存によるヒートサイクルやヒ
ートショックへの耐性の低下や、十分な大きさの導体膜
を形成できないという問題が挙げられる。

【００１５】同時に、導電性樹脂内部には、これを構成
する樹脂と導電性フィラーの界面が極めて多く存在する
ため、一般的な樹脂と比較して剥離や膨潤による特性劣
化が生じ易くなり、耐水性や経時変化への耐性の点で問
題がある。

【００１６】また、金属箔を導体膜として封埋する方法
については、金属箔の厚さが数十μｍ以下で、外形も数
十乃至数百μｍ×数ｍｍの微細なリボン状のものとして
いることから、金属箔のハンドリングが困難となるとと
もに、１つのアレイ超音波トランスデューサについては
金属箔を数十乃至数百枚を要することを勘案すると、製
造工程が極めて困難となることは自明である。

【００１７】特に、２次元配置に単位素子を配列したマ
トリックス型アレイにおいては、工業的な適用は不可能
に近い。このことは、実公平５−４３９７号公報で開示
されているリニアアレイ型超音波トランスデューサにお
いてだけでなく、現在、医療分野において体表及び体内
で多く用いられているコンベックスアレイ（カーブドリ
ニアアレイとも称する）においては、作業対象部が平面
では無いため上述した困難は更に高まる。

【００１８】また、医療分野における体内用途や、工業
分野における細管の内部からの検査において有効である
と考えられるラジアルアレイに関しては、更に曲率が大
きくなく、平面からの乖離が長くなるため、適用の困難
さは極めて大きくなる。

【００１９】特に、上記したマトリックス型アレイや、
体内用途、細管の内部においては、超音波トランスデュ
ーサの小型化が必須であるため、クロストークの低減に
よってＳ／Ｎ比を向上をさせることによる実質的な感度
の向上は必須であり、上述した製造工程の困難性は大き
な問題である。

【００２０】これらの困難を回避するために、分割溝を
広く取った場合、単位素子の個数や実面積が減少してし
まうので、単位素子当たりの電気的インピーダンスの上
昇、分解能の低下、ゲインの低下等の問題が生じる。ま
た、分割溝の幅を一定のまま、導体封埋用溝の幅を広く
した場合、導体膜と駆動電極との間の絶縁耐圧が不足す
る可能性があり、十分な電圧の駆動パルスを印加できな
くなり、発信する超音波の出力が不足する可能性があ
る。

【００２１】又、金属箔を溝の中央に設置せずに単位素
子と接触又は極度に接近配置した場合、上述した絶縁耐
圧の不足に加え、単位素子の振動を規制してしまう可能
性があり、音場の乱れ、ゲイン低下、パルス幅の伸長等
の問題が生じてしまう可能性がある。

【００２２】本発明は上記課題に鑑み、超音波トランス
デューサの感度、信頼性、生産性を劣化させること無
く、電磁的クロストークを低減し、超音波画像の画質の
向上を実現し得る超音波トランスデューサ並びにその製
造方法を提供することを目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
両面に電極が形成されているとともに、一方の電極に個
々の駆動リード線が接続され、他方の電極に共通の接地
リード線が接続される複数の圧電素子と、前記圧電素子
を配設する背面制動材と、前記圧電素子に設ける少なく
とも１層の音響整合層とを有する超音波トランスデュー
サにおいて、各圧電素子間に設ける電気的絶縁部材と、
前記電気的絶縁部材に、少なくとも接地リード線が接続
される圧電素子の電極側が開口する状態で、かつ、圧電
素子の厚み方向に設けた成膜用溝と、この成膜用溝の内
面と接地リード線が接続される圧電素子の電極とに気相
法によって連続に形成した導体薄膜とを有することを特
徴とするものである。

【００２４】請求項２記載の発明は、両面に電極が形成
されているとともに、一方の電極に個々の駆動リード線
が接続され、他方の電極に共通の接地リード線が接続さ
れる複数の圧電素子と、前記圧電素子を配設する背面制
動材と、前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整
合層と、導体部を有し、前記圧電素子、背面制動材及び
音響整合層を収容する筺体と、を有する超音波トランス
デューサにおいて、各圧電素子間に設ける電気的絶縁部
材と、前記電気的絶縁部材に、少なくとも接地リード線
が接続される圧電素子の電極側が開口する状態で、か
つ、圧電素子の厚み方向に設けた成膜用溝と、この成膜
用溝の内面と前記筺体の導体部に気相法によって連続に
形成した導体薄膜とを有することを特徴とするものであ
る。

【００２５】請求項３記載の発明は、両面に電極が形成
されているとともに、一方の電極に個々の駆動リード線
が接続され、他方の電極に共通の接地リード線が接続さ
れる複数の圧電素子と、前記圧電素子を配設する背面制
動材と、前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整
合層と有する超音波トランスデューサを製造する製造方
法において、前記背面制動材及び音響整合層の少なくと
も一方と圧電素子とを一体化する工程と、圧電素子にそ
の厚み方向の分割溝を設けて圧電素子を複数個にする工
程と、分割溝内に電気的絶縁部材を設ける工程と、電気
的絶縁部材に圧電素子の厚み方向の成膜用溝を設ける工
程と、成膜用溝の内壁と接地リード線が接続される電極
とに連続して気相法で導体薄膜を設ける工程と、背面制
動材及び音響整合層の圧電素子と一体化していない一方
を圧電素子と一体化する工程と、を有することを特徴と
するものである。

【００２６】請求項４記載の発明は、両面に電極が形成
されているとともに、一方の電極に個々の駆動リード線
が接続され、他方の電極に共通の接地リード線が接続さ
れる複数の圧電素子と、前記圧電素子を配設する背面制
動材と、前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整
合層と、導体部を有し前記圧電素子、背面制動材及び音
響整合層が入る筺体とを有する超音波トランスデューサ
を製造する製造方法において、背面制動材及び音響整合
層の少なくとも一方と圧電素子とを一体化する工程と、
圧電素子にその厚み方向の分割溝を設けて圧電素子を複
数個にする工程と、分割溝内に電気的絶縁部材を設ける
工程と、電気的絶縁部材に圧電素子の厚み方向の成膜用
溝を設ける工程と、背面制動材及び音響整合層の圧電素
子と一体化していない一方を圧電素子と一体化する工程
とを有することを特徴とするものである。

【００２７】請求項１記載の発明に係る超音波トランス
デューサは、各圧電素子間に設ける電気的絶縁部材と、
前記電気的絶縁部材に、少なくとも接地リード線が接続
される圧電素子の電極側が開口する溝を圧電素子の厚み
方向に設け、この溝の内面と接地リード線が接続される
圧電素子の電極とに気相法によって連続に形成した導体
薄膜と、によって各圧電素子間の電磁的クロストークを
防止する。

【００２８】また、請求項２記載の発明に係る超音波ト
ランスデューサは、各圧電素子間に設ける電気的絶縁部
材と、前記電気的絶縁部材に、少なくとも接地リード線
が接続される圧電素子の電極側が開口する溝を圧電素子
の厚み方向に設け、この溝の名内面と筺体の導体部に気
相法によって連続に形成した導体薄膜とによって各圧電
素子間の電磁的クロストークを防止する。

【００２９】更に、請求項３記載の発明に係る超音波ト
ランスデューサの製造方法は、背面制動材及び音響整合
層の少なくとも一方と圧電素子とを一体化し、圧電素子
にその厚み方向の分割溝を設けて圧電素子を複数個にす
る。この分割溝内に電気的絶縁部材を設け、電気的絶縁
部材に圧電素子の厚み方向の成膜用溝を設ける。この成
膜用溝の内壁と接地リード線が接続される電極とに連続
して気相法で導体薄膜を設ける。そして、背面制動材及
び音響整合層の圧電素子と一体化する。

【００３０】請求項４記載の発明に係る超音波トランス
デューサの製造方法は、背面制動材及び音響整合層の少
なくとも一方と圧電素子とを一体化し、圧電素子にその
厚み方向の分割溝を設けて圧電素子を複数個にする。こ
の分割溝内に電気的絶縁部材を設け、電気的絶縁部材に
圧電素子の厚み方向の成膜用溝を設ける。この成膜用溝
の内壁と筺体の導体部とに連続して気相法で導体薄膜を
設ける。そして、背面制動材及び音響整合層の圧電素子
と一体化していない一方を圧電素子と一体化する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる超音波ト
ランスデューサ及びその製造方法の実施の形態を、添付
図面を参照して説明する。

【００３２】（実施の形態１） ［構成］まず、図１乃至図１０を参照して実施の形態１
について説明する。図１に示すように、実施の形態１の
圧電素子２３の両面には、圧電材１の両面に銀焼付けに
より、圧電素子放射面電極２（接地リード線が接続され
る電極）及び圧電素子背面電極３（駆動リード線が接続
される電極）が形成されている。圧電素子背面電極３に
は、配列ピッチに相当するピッチで電極パターンが形成
されたフレキシブルプリント基板５が接続されている。

【００３３】また背面制動材４は、ジルコニア粒子とマ
イクロバルーンとを分散させたエポキシ樹脂により形成
されている。なお、図１に示す矢印Ｘを長さ方向、矢印
Ｙを幅方向、矢印Ｚを厚み方向と定義して以下の説明を
行う。

【００３４】［製造方法］次に、実施の形態１の圧電素
子２３の製造方法について説明する。図１に示すよう
に、圧電素子２３を構成する圧電素子背面電極３に、背
面制動材４をエポキシ系低粘性接着剤（図示せず）によ
り接合し、積層体４７を構成する。このとき、背面制動
材４に設けられた背面制動材凹部６と、圧電素子背面電
極３に接続されているフレキシブルプリント基板５との
位置を一致させ、フレキシブルプリント基板５の厚さ
が、圧電素子背面電極３と該背面制動材４との間の接着
層に影響しないようにする。

【００３５】圧電素子背面電極３と、背面制動材４との
接合後、図２に示すように、圧電素子２３に対して厚み
方向の圧電素子分割溝８を背面制動材４の一部に達する
まで所定数設けて、圧電素子２３を複数の圧電素子（以
下「単位素子７」と称する）に分割する。

【００３６】分割工程終了後、図３に示すように、圧電
素子分割溝８内に電気的絶縁部材９（シリコンゴム等）
として電気絶縁性樹脂を充填し固化する。その後、図４
に示すように、電気絶縁部材９の略中央に成膜用溝１０
を厚み方向に形成する。

【００３７】成膜用溝１０を形成した後、図５に示すよ
うに、圧電素子放射面電極２の表面、電気絶縁部材９の
表面及び該成膜用溝１０の内壁に、内壁側より第１層目
がＣｒ、第２層目がＡｇである導体薄膜１１を、真空蒸
着法により成膜する。

【００３８】積層体４７の上記以外の部分は、開口を持
つ金属箔や、テーピング等の、一般的なマスキング法
（図示せず）により薄膜が形成されないようにする。

【００３９】次に、前記導体薄膜１１の成膜方法を図６
を参照して詳細に説明する。まず、圧電素子放射面電極
２の表面、電気的絶縁部材９の表面及び成膜用溝１０以
外の部分をマスクした積層体４７を、図６に示す真空蒸
着装置２６の真空槽２７内に入れ、固定治具３０で保持
し、Ｃｒの蒸発源２８及びＡｇの蒸発源２９に対向する
位置に設置する。前記固定治具３０は、揺動及び回動あ
るいは遊星運動が可能に構成されている。

【００４０】次に、真空槽２７内を真空ポンプ３１によ
って１×１０^-3Ｐａ以下の圧力に減圧する。その後、固
定治具３０に保持された積層体４７を、図６に示す矢印
のように揺動及び回動させながら、Ｃｒの蒸発源２８を
電子銃３２から発生した電子線３３によって加熱する。
そして、圧電素子放射面電極２の表面、電気的絶縁部材
９の表面及び成膜用溝１０にＣｒを１００ｎｍの膜厚に
成膜し、第１層を形成する。

【００４１】続いて、抵抗ボート３４を加熱することに
より、Ａｇの蒸発源２９を加熱し、前記第１層の表面に
Ａｇを５００ｎｍの膜厚に成膜し、第２層を形成する。

【００４２】第１層、第２層の成膜後、図７に示すよう
に、各成膜用溝１０を封止樹脂２１により埋め、各単位
素子７の圧電素子放射面電極２に共通の接地リード４８
を半田又は導電性接着剤により接続する。そして、圧電
素子放射面電極２上に、ガラス系材料からなる第１音響
整合層１４と、エポキシ系樹脂からなる第２音響整合層
１５とを重ねて形成しリニアアレイ型超音波トランスデ
ューサ１８を得る。

【００４３】このリニアアレイ型超音波トランスデュー
サ１８は、ケース（図示せず）内に収納され、フレキシ
ブルプリント基板５及び接地リード４８をケーブルを介
して駆動装置並びに観測装置（ともに図示せず）に接続
して駆動可能となる。

【００４４】［作用］実施の形態１のリニアアレイ型超
音波トランスデューサ１８の導体薄膜１１は、圧電素子
放射面電極２を経て接地電位に接続されており、電磁波
遮蔽作用を持つ。なお、導体薄膜１１の第１層のＣｒは
第２層のＡｇの密着性を向上させる密着層として作用す
る。

【００４５】［効果］リニアアレイ型超音波トランスデ
ューサ１８の各単位素子７間が、導体薄膜１１により電
磁的に遮蔽されることにより、各単位素子７間の電磁的
クロストークが遮蔽される。これにより、Ｓ／Ｎ比が向
上し、リニアアレイ型超音波トランスデューサ１８によ
り得られる超音波画像の画質が向上する。

【００４６】なお、真空蒸着法では、一般に蒸着物質の
平均自由行程が長いため、ステップカバレージが悪いと
されており、本実施の形態１のような高アスペクト比の
成膜用溝１０の内壁への成膜には有効ではないとされて
いるが、本実施の形態１に述べたように固定治具３０を
揺動及び回動あるいは遊星運動させることにより、成膜
用溝１０の内壁に一様に導体薄膜１１が成膜されるよう
になる。

【００４７】また、本実施の形態１においては、第１音
響整合層１４を連続したガラス系材料として示したが、
例えば図８に示すように、第１音響整合層１４を圧電素
子２３と同様に分割し、絶縁部材を封埋した後、本実施
の形態１のように導体薄膜１１を形成することも可能で
ある。

【００４８】これにより、各単位素子７間の音響的なク
ロストークを効果的に遮蔽することができ、更に画質を
向上させることに結び付く。また、第１音響整合層１４
の材質についても、マシナブルセラミックスに代表され
るガラス系材料やアモルファスカーボン等の有機材料に
加え、アルミナやジルコニア等のセラミックスやカーボ
ン、ガラス等からなる微小な粉体のフィラーを、エポキ
シ系やフェノール系等の樹脂に分散させたものが使用可
能である。

【００４９】これらの樹脂を第１音響整合層１４として
用いる場合、本実施の形態１に示したような接合ではな
く、圧電素子２３上に第１音響整合層１４を注型法によ
り直接に形成することも可能である。この場合、接合層
を事実上無くすことが可能となるため、音響的な設計値
を厳密に適用することが可能になる。

【００５０】また、本実施の形態１では、音響整合層の
層数も２層として示したが、あくまで代表的なものであ
り、１層のみとすることや、３層以上の構成も可能であ
ることは言うまでもない。また、一般に行われているよ
うに、音響整合層上に音響レンズを一体化することが可
能であることも言うまでもない。

【００５１】前記圧電材１としては、一般に用いられて
いる、圧電セラミックスの他に、樹脂マトリックス内に
圧電素子の柱状体や粉体を分散させた複合圧電体や、Ｐ
ＶＤＦに代表される高分子圧電体も使用可能である。こ
れらの場合、音響整合層は保護層を兼ねる１層程度で構
成されることが多い。

【００５２】同様に圧電素子放射面電極２及び圧電素子
背面電極３の材質としては、本実施の形態１で触れた銀
（Ａｇ）焼付電極の他に一般に行われている様なＡｇ−
Ｐｄ焼付電極、Ｎｉに代表される無電界メッキ物、Ａｕ
やＣｒ−Ａｇ等の金属のスパッタリング組成物等が使用
可能である。

【００５３】また、本実施の形態１においては、圧電材
１を平板として示したが、図９に示すように、円筒面形
状等の圧電材１とすることも可能である。これにより、
音響レンズ層を用いなくても音場を集束することができ
る。この結果、音響レンズ層による減衰を避けることが
でき、高感度の超音波トランスデューサを得ることがで
きる。

【００５４】また、この場合には、背面制動材４は注型
により構成することが残留応力の低減や接合層を無くす
ために効果的である。また、上記したように圧電材１と
して複合圧電体や高分子圧電体を用いる場合は、これら
が柔軟であるために予め凹面に整形した背面制動材４上
に密着させるように一体化することで、上述した構成と
することができる。

【００５５】背面制動材４の材質としては、本実施の形
態１で述べた様な樹脂マトリックスの中にフィラーを分
散させたものがよく用いられており、例えばマトリック
スとしては、各種の硬度のエポキシ樹脂を始め、シリコ
ーンゴム・クロロプレンゴム等のゴム系材料が、また、
フィラーとしては、本実施の形態１で示したジルコニア
やマイクロバルーンの他に、アルミナ、酸化タングステ
ン、フェライト等を挙げることができる。

【００５６】前記導体薄膜１１の材質としては、本実施
の形態１において示した、ＣｒとＡｇの他に、Ａｕ，Ｐ
ｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｎｉ等の金属単体やこれ
らの多層構造、又はＡｕＰｄ，ＰｔＰｄ等の合金、ある
いはＩｎ₂ Ｏ₃ 等の酸化物が使用可能である。これら以
外でも、導電性を示す材質で、真空蒸着法で成膜できる
ものならば特に使用上問題はない。

【００５７】また、導体薄膜１１の成膜方法としても、
本実施の形態１で示した真空蒸着法によるものの他に、
イオンビームアシスト蒸着法やイオンプレーティング法
等の気相法も使用可能である。また、本実施の形態１に
おいては、成膜用溝１０を圧電素子２３の圧電素子背面
電極３よりも深く切り込んだが、例えば図１０に示すよ
うに、圧電材１の中間レベルまで切り込む程度で止める
ことも可能である。この場合、本実施の形態１に示した
場合と比較して、電磁的クロストークの防止能力は低く
なるものの、導体薄膜１１と圧電素子背面電極３の間の
絶縁が確保されているので、成膜用溝１０の幅を圧電素
子分割溝８に接近させることができる。このため、小型
のアレイ超音波トランスデューサを実現する場合におい
ては、該圧電素子分割溝８を十分狭く取った場合におい
ても、成膜用溝１０の形成と導体薄膜１１の形成を行う
ことができ、電磁的クロストークの防止を図ることがで
きる。この場合においても、導体薄膜１１が極めて薄
く、負荷を殆ど持たないため、音場、感度、パルス幅等
は影響を受けず、得られる超音波画像の画質は効果的に
改善される。

【００５８】前記単位素子７の振動モードを理想的に保
つために、一般に良く行われているように、各単位素子
７を更に複数の２次素子に分割した（サブダイスと呼ば
れる）場合においては、本実施の形態１に示した導体薄
膜１１は、その原理上同時に動作する複数の２次素子の
間ではなく、個別に動作する各単位素子７の間にだけ設
ければ良いことは自明である。

【００５９】（実施の形態２）次に、図１１を参照して
実施の形態２について説明する。基本的には、上述の実
施の形態１と同様であるため、実施の形態１と異なる点
を主にして詳述する。

【００６０】［構成］本実施の形態２においては、２層
構造のＴｉからなる導体薄膜１１を、スパッタリング法
により成膜することが特徴である。

【００６１】［製造方法］以下、本実施の形態２の導体
薄膜１１の成膜方法を、図１１を参照して詳細に説明す
る。まず、圧電素子放射面電極２の表面、電気的絶縁部
材９の表面及び成膜用溝１０以外の部分をマスクした積
層体４７を、スパッタリング装置３５の真空槽２７内に
入れ、回動可能な固定治具３０で保持し、Ｔｉからなる
ターゲット３６に対向する位置に設置する。

【００６２】次に、真空槽２７内を真空ポンプ３１によ
って、５×１０^-4Ｐａ以下の圧力に減圧した後、スパッ
タガス供給装置４０からＡｒガスを１Ｐａの圧力で導入
する。その後、固定治具３０に保持された積層体４７
を、図１１に示す矢印方向に回動させながら、ＤＣ（直
流）電源３８からカソード電極３７にＤＣ電力を供給し
て、プラズマ３９を発生させる。そして、ターゲット３
６をスパッタリングさせ、圧電素子放射面電極２の表
面、電気的絶縁部材９の表面、及び成膜用溝１０にＴｉ
を５００ｎｍの膜厚に成膜し、第１層を形成する。

【００６３】続いて、スパッタガス供給装置４０からＡ
ｒガスを０．１Ｐａの圧力で導入した後、上記第１層を
形成したときと同ようにスパッタリングを行い、上記第
１層の表面にＴｉを１０００ｎｍの膜厚に成膜し、第２
層を形成する。

【００６４】［作用］本実施の形態２における前記導体
薄膜１１は、圧電素子放射面電極２を経て接地電位に接
続されており、電磁波遮蔽作用を持つ。なお、導体薄膜
１１の第１層のＴｉは第２層のＴｉの密着性を向上させ
る密着層として作用する。

【００６５】［効果］本実施の形態２によれば、実施の
形態１の効果に加え以下の効果を奏する。即ち、スパッ
タリング法では一般にステップカバレージが良いため、
固定治具３０には回動機構のみを設けることで、成膜用
溝１０の内壁に一様に導体薄膜１１が成膜される。

【００６６】前記導体薄膜１１の材質としては、本実施
の形態２において示した、Ｔｉの他に、Ｃｒ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｎｉ等の金属単体やこれ
らの多層構造、あるいはＡｕＰｄ，ＰｔＰｄ等の合金や
Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等の酸化物が使用可能であり、これら以外で
も導電性を示す材質で、スパッタリング法で成膜できる
ものならば特に使用上問題はない。

【００６７】また、導体薄膜１１の成膜方法としても、
本実施の形態２で示したＤＣスパッタリング法によるも
のの他に、ＲＦスパッタリング法やイオンビームスパッ
タリング法、ＥＣＲスパッタリング法等の気相法も使用
可能である。

【００６８】（実施の形態３）次に、図１２を参照して
実施の形態３について説明する。実施の形態３は、基本
的には、上述した実施の形態１と同様であるため、実施
の形態１と異なる点を主にして詳述する。

【００６９】［構成］本実施の形態３においてはＡｌか
らなる導体薄膜１１を、プラズマＣＶＤ法により成膜す
ることが特徴である。

【００７０】［製造方法］以下、本実施の形態３の導体
薄膜１１の成膜方法を詳細に説明する。まず、図１２に
示すプラズマＣＶＤ装置４１の真空槽２７内に、固定治
具３０に載置した積層体４７を、圧電素子放射面電極
２、電気絶縁部材９の表面、成膜用溝１０をプラズマ電
極４２に対向する位置に設置する。

【００７１】次に、真空ポンプ３１により真空槽２７内
を１×１０^-4Ｐａ以下の圧力に減圧した後、原料ガス４
３としてＡｌ（ＣＨ₃ ）₃ を、反応性ガス４４としてＨ
₂ を、キャリアガス４５としてＡｒをそれぞれ真空槽２
７内に導入する。次に、プラズマ電極４２にＲＦ電源４
６によりＲＦ電力を供給し、０．０５ｗ／ｃｍ² の電力
密度のプラズマ３９を発生させて化学反応を起こさせ、
Ａｌを１５００ｎｍの膜厚に成膜して導体薄膜１１を得
る。

【００７２】［作用］本実施の形態３の導体薄膜１１
は、圧電素子放射面電極２を経て接地電位に接続されて
おり、電磁波遮蔽作用を持つ。

【００７３】［効果］本実施の形態３によれば、上記実
施の形態１に述べた効果に加え、以下の効果を奏する。
即ち、プラズマＣＶＤ法では、一般にステップカバレー
ジが極めて良いため、積層体４７に運動を与えること無
しに、成膜用溝１０内壁に一様に導体薄膜１１が成膜さ
れる。

【００７４】導体薄膜１１の材質としては、本実施の形
態３において示した、Ａｌの他に、Ｉｎ（Ｃ₂ Ｈ₅ ）₃
の原料ガスを用いてＩｎを成膜したり、ＴｉＣｌ4 の原
料ガスを用いてＴｉを成膜することができる。これら以
外でも、導電性を示す材質で、プラズマＣＶＤ法で成膜
できるものならば特に使用上問題はない。

【００７５】（実施の形態４）次に、図１３乃至図１５
を参照して実施の形態４について説明する。実施の形態
４も、基本的には上述した実施の形態１と同様であるた
め、実施の形態１と異なる点を主にして詳述する。

【００７６】［構成］図１３に示すように、本実施の形
態４においては、圧電素子２３の圧電材１に圧電素子背
面電極３のみが形成されていることが特徴である。

【００７７】［製造方法］図１３に示すように、圧電素
子２３の圧電素子背面電極３に、背面制動材４を、エポ
キシ系低粘性接着剤（図示せず）により接合する。両部
材接合後、図１４に示すように、圧電素子２３に厚み方
向の圧電素子分割溝８を背面制動材４の一部に達するま
で入れ、圧電素子２３を複数の単位素子７に分割する。

【００７８】分割後、実施の形態１と同様に、圧電素子
分割溝８内に電気的絶縁部材９を充填し、この電気絶縁
部材９の略中央に成膜用溝１０を厚み方向に形成する。
成膜用溝１０を形成した後、図１５に示すように、圧電
材１の表面、電気的絶縁部材９の表面及び該成膜用溝１
０の内壁に、導体薄膜１１を成膜する。導体薄膜１１を
成膜した後、上記実施の形態と同ように、第１音響整合
層１４と第２音響整合層１５とを形成し、リニアアレイ
型超音波トランスデューサ１８を得る。

【００７９】［作用］本実施の形態４によれば、圧電材
１の表面に形成された導体薄膜１１が、圧電素子放射面
電極２として動作する。

【００８０】［効果］本実施の形態４によれば、実施の
形態１に述べた効果に加え、以下の効果を奏する。即
ち、圧電素子放射面電極２が導体薄膜１１により構成さ
れているため、焼付銀電極と比較して、薄く、更にガラ
スフリット分の圧電材１への浸透が無いため、圧電材１
の振動を規制することが少なくなるため、より高い感度
を得ることが可能となる。

【００８１】（実施の形態５）次に、図１６乃至図２０
を参照して実施の形態５について説明する。本実施の形
態５は、基本的には、上述の各実施の形態１乃至４と同
様であるため、異なる点を主にして説明する。

【００８２】［構成］図１６に示すように、本実施の形
態５の圧電素子２３は、圧電材１の両面に銀焼付けによ
り、圧電素子放射面電極２及び圧電素子背面電極３が形
成されている。本実施の形態５においては、前記両電極
２、３は圧電材１の側面にまで周り込むように形成され
ている。

【００８３】［製造方法］以下に、本実施の形態５の製
造方法について説明する。図１６に示すように、圧電素
子２３の圧電素子放射面電極２に、第１音響整合層１４
と第２音響整合層１５とを、エポキシ系低粘性接着剤
（図示せず）により接合する。両部材接合後、図１７に
示すように、圧電素子２３及び第１音響整合層１４に厚
み方向の圧電素子分割溝８を設け、圧電素子２３を複数
の単位素子７に分割する。

【００８４】ここで、圧電素子分割溝８は、少なくとも
圧電素子２３を分割すれば良く、第１音響整合層１４ま
で達しなくても良い。複数の単位素子７に分割した後、
上述の各実施の形態１乃至４と同様に、圧電素子分割溝
８内を電気絶縁部材９により充填した後、図１８に示す
ように、圧電素子背面電極３を被覆するマスク１２を形
成する。

【００８５】マスク１２を形成した後、図１９に示すよ
うに、マスク１２ごと裁断するようにして電気絶縁部材
９に成膜用溝１０を厚み方向に形成する。次に、図１９
に示した導体薄膜成膜面２２、及び、図２０に示した圧
電素子放射面電極２の周り込み部、電気絶縁部材９の表
面及び成膜用溝１０の内壁に、導体薄膜１１を成膜す
る。

【００８６】導体薄膜１１の成膜後、前記マスク１２を
除去し、上記の各実施の形態１乃至４と同様に封止樹脂
２１による充填と、背面制動材４の形成処理を実施し、
リニアアレイ型超音波トランスデューサ１８を得る。後
述するコンベックスアレイ型超音波トランスデューサ１
９として用いる場合の配線は、圧電素子放射面電極２及
び圧電素子背面電極３の内、圧電材１の側面に周り込ん
だ部分で容易に行うことができる。

【００８７】［作用］本実施の形態５においては、圧電
素子２３と第１音響整合層１４との接合工程を最初に実
施することにより、同工程の精度、特に接合層の精度を
高めることができる。

【００８８】［効果］本実施の形態５によれば、前記各
実施の形態に述べた効果に加え、以下の効果を奏する。
即ち、設計値に厳密に沿って圧電素子２３に第１音響整
合層１４を形成できるので、設計値通りの送受信超音波
のスペクトル幅やパルス幅等の超音波特性を確実に得る
ことができる。

【００８９】（実施の形態６）図２１乃至図２５を参照
して、実施の形態６について説明する。本実施の形態６
も基本的には、上述の各実施の形態と同一であるため、
異なる点についてのみ詳述する。

【００９０】［構成］図２１に示すように、本実施の形
態６の圧電素子２３は、上述の実施の形態１と同様に、
圧電材１の両面に銀焼付けにより、圧電素子放射面電極
２及び圧電素子背面電極３が形成されている。また、背
面制動材４は、ゴム弾性を持つエポキシ樹脂にジルコニ
ア粒子とマイクロバルーンとを分散させた柔軟な材質か
らなっており、薄く形成されている。

【００９１】［製造方法］以下に、本実施の形態６の製
造方法について説明する。図２１に示すように、圧電素
子２３の圧電素子２３の圧電素子放射面電極２に、第１
音響整合層１４と第２音響整合層１５とを、エポキシ系
低粘性接着剤（図示せず）により接合する。接合後、上
述の各実施の形態と同様に該圧電素子２３の分割と電気
絶縁部材９の充填を行う。

【００９２】電気絶縁部材９の充填後、図２２に部分断
面図として示すように、電気的絶縁部材９を完全に裁断
し、背面制動材４の一部にまで達する成膜用溝１０を形
成する。成膜用溝１０を形成した後、図２３に示すよう
に、ベース部材１６を、成膜用溝１０の部分で屈曲させ
つつ背面制動材４の裏面において接合し、圧電素子放射
面電極２の表面、電気的絶縁部材９の表面及び成膜用溝
１０の内壁に、導体薄膜１１を成膜する。

【００９３】導体薄膜１１を成膜した後、前記各実施の
形態と同様に、各単位素子７の圧電素子放射面電極２を
接地リード（図示せず）で接続した後、図２４に示すよ
うに、成膜用溝１０内を封止樹脂２１で封止し、周囲に
音響整合層１３を形成して、コンベックスアレイ型超音
波トランスデューサ１９を得る。

【００９４】［作用］本実施の形態６によれば、ベース
部材１６上に曲面状にコンベックスアレイ型超音波トラ
ンスデューサ１９が形成される。

【００９５】［効果］本実施の形態６によれば、上記各
実施の形態に述べた効果に加え、以下の効果を奏する。
即ち、医療分野において体表及び体内で多く用いられて
いるコンベックスアレイ（カーブドリニアアレイ）に関
しても、電磁的クロストークが遮蔽された、高Ｓ／Ｎ比
で高画質の超音波トランスデューサを製造することが可
能である。

【００９６】本実施の形態６においては、コンベックス
アレイ型超音波トランスデューサ１９について詳述した
が、同様な方法により他の非平面形状のアレイ型超音波
トランスデューサを作成することも可能である。例え
ば、図２５に示すように、ラジアルアレイ型超音波トラ
ンスデューサ２０を作成することも、上述した場合と同
様な方法を取ることにより実現可能である。

【００９７】（実施の形態７）図２６乃至図２９を参照
して、実施の形態７について説明する。本実施の形態７
も基本的には、上述の各実施の形態と同様であるため、
異なる点についてのみ詳述する。

【００９８】［構成］図２６に示すように、本実施の形
態７の圧電素子２３は、圧電材１の両面に銀焼付けによ
り、圧電素子放射面電極２及び圧電素子背面電極３が形
成されている。本実施の形態７においては、前記両電極
２、３は圧電材１の側面にまで周り込むように形成され
ている。また、第１音響整合層１４は、ガラス系材料か
らなり、第２音響整合層１５は、ポリイミド等からなる
柔軟な樹脂製フィルムからなっている。

【００９９】［製造方法］以下に、本実施の形態７の製
造方法について説明する。上述した実施の形態５と同様
に、圧電素子２３の圧電素子放射面電極２に、第１音響
整合層１４と第２音響整合層１５とを、エポキシ系低粘
性接着剤（図示せず）により接合し、圧電素子２３の分
割と電気絶縁部材９の充填を行い、マスク１２により圧
電素子背面電極３を被覆する。

【０１００】次に、図２６に示すように、マスク１２及
び該電気絶縁部材９を完全に裁断し、第２音響整合層１
５の一部にまで達する成膜用溝１０を形成し積層体４７
を得る。さらに、成膜用溝１０を形成した後、図２７に
示すように、枠１７により積層体４７を成膜用溝１０の
部分で屈曲させつつ、所定の湾曲形状を保つように保持
し、導体薄膜成膜面２２、即ち、圧電素子放射面電極
２、電気絶縁部材９の表面及び該成膜用溝１０の内壁
に、導体薄膜１１を成膜する。導体薄膜１１の成膜後、
図２８に示すように、マスク１２、成膜用溝１０内及び
圧電素子背面電極３内を背面制動材４で封止し、周囲に
音響整合層１３を形成し、コンベックスアレイ型超音波
トランスデューサ１９を得る。

【０１０１】［作用］本実施の形態７の圧電素子２３と
第１音響整合層１４との接合工程を最初に実施すること
により、同工程の精度、特に接合の精度を高めながら、
曲面状なコンベックスアレイ型超音波トランスデューサ
１９が構成される。

【０１０２】［効果］本実施の形態７によれば、実施の
形態５に述べた効果に加え、以下の効果を奏する。即
ち、医療分野において体表及び体内で多く用いられてい
るコンベックスアレイ（カーブドリニアアレイ）に関し
ても、電磁的クロストークが遮蔽された、高Ｓ／Ｎ比で
高画質の超音波トランスデューサを作成することがで
き、また、設計値に厳密に沿って圧電素子２３上に第１
音響整合層１４を形成できるので、設計値通りの送受信
超音波のスペクトル幅やパルス幅等の超音波特性を厳密
に発揮させることができる。

【０１０３】本実施の形態７においては、コンベックス
型について詳述したが、同様な方法により他の非平面形
状のアレイ型超音波トランスデューサを作成することも
可能である。例えば、図２９に示すように、ラジアルア
レイ型超音波トランスデューサ２０を作成することも、
上述した場合と同様な製造方法を取ることにより実現可
能である。

【０１０４】（実施の形態８）図３０乃至図３５を参照
して実施の形態８について説明する。本実施の形態８も
基本的には、上述の各実施の形態と同様であるため、異
なる点についてのみ詳述する。

【０１０５】［構成］本実施の形態８において、図３０
に示すように、圧電素子２３における圧電材１の両面に
銀焼付けにより圧電素子放射面電極２及び圧電素子背面
電極３が形成されている。また、第１音響整合層１４は
ガラス系材料からなっている。

【０１０６】［製造方法］以下に、本実施の形態８の製
造方法について説明する。図３０に示すように、圧電素
子２３の圧電素子背面電極３にフレキシブルプリント基
板５を接続するとともに、背面制動材４を接合する。次
に、圧電素子２３を分割し、電気絶縁部材９の充填を行
い、第１音響整合層１４を接合する。次に、図３１に示
すように、成膜用溝１０を、第１音響整合層１４及び圧
電素子２３を分割するように形成し、接地リード４８に
より各単位素子７の圧電素子放射面電極２を接続する。

【０１０７】成膜用溝１０を形成した後、図３２に示す
ように、筺体２４を接合する。筺体２４は、電気絶縁性
を持つ樹脂の周囲に、ステンレスからなる筺体上導体２
５を一体化したものであり、前記接地リード４８は筺体
上導体２５により覆われることになる。

【０１０８】筺体２４を接合した後、図３３に示すよう
に、成膜用溝１０の内壁、第１音響整合層１４、筺体上
導体２５に各々導体薄膜１１を成膜する。導体薄膜１１
の成膜後、図３４に示すように、第１音響整合層１４上
に樹脂材料からなる第２音響整合層１５を接合し、リニ
アアレイ型超音波トランスデューサ１８を得る。

【０１０９】［作用］本実施の形態８においては、リニ
アアレイ型超音波トランスデューサ１８の電磁的クロス
トークの遮蔽が、筺体２４の接地電位の導体薄膜１１に
より実現される。

【０１１０】［効果］本実施の形態８によれば、各実施
の形態による効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、
電磁的クロストークの遮蔽が、筺体２４の接地電位の導
体薄膜１１により行われるために、駆動パルス並びに受
信信号の送受信ラインの接地電位により遮蔽する場合と
比較して、より高度な電磁クロストークの遮蔽を行うこ
とができる。

【０１１１】本実施の形態８において示す構造並びに工
程は、本実施の形態８で述べた筺体構造並びに製造工程
を用いることにより、上述の各実施の形態の構成並びに
工程に適用することが可能であることはもちろんであ
る。

【０１１２】例えば、上記の実施の形態５、実施の形態
６に示す非平面状に構成されるコンベックス型超音波ト
ランスデューサ１９においても、図３５に示すように、
ラジアルアレイ型超音波トランスデューサ２０を実現す
ることも容易である。

【０１１３】なお、上述した具体的実施の形態１乃至８
から、次の様な構成の技術的思想を付記することができ
る。

【０１１４】（付記） （１）複数個配列され、両面に電極が形成されていると
ともに、一面において複数本の駆動リードと接続され、
他面において接地電位のリードと接続された圧電素子
と、背面制動材と、少なくとも１層の音響整合層及び／
又は音響レンズとから構成される、アレイ型超音波トラ
ンスデューサにおいて、各圧電素子間に電気的絶縁部材
を設けるとともに、該絶縁部材に少なくとも該圧電素子
の接地電位側電極が露出する部分に開口を持ち該圧電素
子の厚み方向に切り込まれた溝を設け、該溝の内面と該
圧電素子の接地電位側電極に連続し、気相法により形成
した導体薄膜を設けたことを特徴とするアレイ型超音波
トランスデューサ。付記（１）記載の超音波トランスデ
ューサによれば、各圧電素子間の電磁的クロストークを
防止し、高画質とすることができる効果を奏する。

【０１１５】（２）複数個配列され、両面に電極が形成
されているとともに、一面において複数本の駆動リード
と接続され、他面において接地電位のリードと接続され
た圧電素子と、背面制動材と、少なくとも１層の音響整
合層及び／又は音響レンズと、筺体接地電位である導体
部を持つ筺体とから構成される、アレイ型超音波トラン
スデューサにおいて、各圧電素子間に電気的絶縁部材を
設けるとともに、該絶縁部材に少なくとも該筺体の導体
が露出する部分に開口を持ち該圧電素子の厚み方向に切
り込まれた溝を設け、該溝の内面と該筺体の導体に連続
し、気相法により形成した導体薄膜を設けたことを特徴
とする、アレイ型超音波トランスデューサ。付記（２）
記載の超音波トランスデューサによれば、各圧電素子間
の電磁的クロストークを筺体の導体部により遮断し、高
画質とすることができる効果を奏する。

【０１１６】（３）複数個配列され、両面に電極が形成
されているとともに、一面において複数本の駆動リード
と接続され、他面において接地電位のリードと接続され
た圧電素子と、背面制動材と、少なくとも１層の音響整
合層及び／又は音響レンズとから構成されるアレイ型超
音波トランスデューサの製造方法において、少なくと
も、圧電素子と背面制動材又は音響整合層とを一体化
し、該圧電素子を分割溝により複数個の圧電素子に分割
し、該分割溝内に電気絶縁性樹脂を充填し、該絶縁性樹
脂内に成膜用溝を形成し、該圧電素子表面の接地電位側
表面電極及び該成膜用溝内壁に連続して、気相法により
導体薄膜を形成し、他の構成を一体化することによる、
超音波トランスデューサ製造方法。付記（３）記載の超
音波トランスデューサの製造方法によれば、各圧電素子
間の電磁的クロストークを防止する高画質の超音波トラ
ンスデューサを製造することができる効果を奏する。

【０１１７】（４）複数個配列され、両面に電極が形成
されているとともに、一面において複数本の駆動リード
と接続され、他面において接地電位のリードと接続され
た圧電素子と、背面制動材と、少なくとも１層の音響整
合層及び／又は音響レンズと、筺体接地電位である導体
部を持つ筺体とから構成される、アレイ型超音波トラン
スデューサの製造方法において、少なくとも、圧電素子
と背面制動材又は音響整合層とを一体化し、該圧電素子
を分割溝により複数個の圧電素子に分割し、該分割溝内
に電気絶縁性樹脂を充填し、該絶縁性樹脂内に成膜用溝
を形成し、該筺体上の導体及び該成膜用溝内壁に連続し
て、気相法により導体薄膜を形成し、他の構成を一体化
することによる、超音波トランスデューサ製造方法。付
記（４）記載の超音波トランスデューサの製造方法によ
れば、各圧電素子間の電磁的クロストークを筺体の導体
部により遮断する高画質の超音波トランスデューサを製
造することができる効果を奏する。

【０１１８】（５）気相法がプラズマＣＶＤ法、真空蒸
着法又はスパッタリング法であることを特徴とする付記
（１）乃至（４）に記載の超音波トランスデューサ及び
その製造方法。付記（５）記載の超音波トランスデュー
サ及びその製造方法によれば、高度な電磁的クロストー
ク防止機能を有し負荷が極めて小さい導体薄膜を備えた
超音波トランスデューサ及びこの導体薄膜を形成できる
製造方法を提供できる効果を奏する。

【０１１９】（６）導体薄膜を、少なくともＣｒ，Ａ
ｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｔｉ，Ｎｉから選
ばれた１種類以上の金属を含む材料で構成したことを特
徴とする付記（１）乃至（４）に記載の超音波トランス
デューサ及びその製造方法。付記（６）記載の超音波ト
ランスデューサ及びその製造方法によれば、高度な電磁
的クロストーク防止機能を有する導体薄膜を備えた超音
波トランスデューサ及びこの導体薄膜を形成できる製造
方法を提供できる効果を奏する。

【０１２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、圧電素子
の厚み方向に設けた溝の内面と接地リード線が接続され
る圧電素子の電極とに連続に形成した導体薄膜によって
各圧電素子間の電磁的クロストークを防止し、超音波画
像を高画質とすることができる効果を奏する超音波トラ
ンスデューサを提供することができる。

【０１２１】請求項２記載の超音波トランスデューサに
よれば、電気的絶縁部材に圧電素子の厚み方向に設けた
溝の内面と筺体の導体部とに設けた導体薄膜によって各
圧電素子間の電磁的クロストークを防止し、超音波画像
を高画質とすることができる効果を奏する超音波トラン
スデューサを提供することができる。

【０１２２】請求項３記載の発明によれば、各圧電素子
間の電磁的クロストークを防止する導体薄膜を形成し
て、高画質の超音波画像を得ることができる超音波トラ
ンスデューサの製造方法を提供することができる。

【０１２３】請求項４記載の発明によれば、超音波トラ
ンスデューサの製造方法によれば、各圧電素子間の電磁
的クロストークを筺体の導体部に形成した導体薄膜より
遮断し、高画質の超音波画像を得ることができる超音波
トランスデューサの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の超音波トランスデュー
サにおける圧電素子を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態１の超音波トランスデュー
サにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態１の超音波トランスデュー
サにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態１の超音波トランスデュー
サにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態１の超音波トランスデュー
サにおける圧電素子の製造工程を示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態１の導体薄膜を形成する真
空蒸着装置を示す概略断面図である。

【図７】本発明の実施の形態１のリニアアレイ型超音波
トランスデューサを示す斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態１のリニアアレイ型超音波
トランスデューサを示す斜視図である。

【図９】本発明の実施の形態１の圧電材の他の例を示す
斜視図である。

【図１０】本発明の実施の形態１のリニアアレイ型超音
波トランスデューサの他の例を示す斜視図である。

【図１１】本発明の実施の形態２の導体薄膜を形成する
スパッタリング装置を示す概略断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態３の導体薄膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置を示す概略断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態４の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図１４】本発明の実施の形態４の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図１５】本発明の実施の形態４の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す断面図である。

【図１６】本発明の実施の形態５の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図１７】本発明の実施の形態５の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図１８】本発明の実施の形態５の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図１９】本発明の実施の形態５の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図２０】本発明の実施の形態５の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す断面図である。

【図２１】本発明の実施の形態６の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図２２】本発明の実施の形態６の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図２３】本発明の実施の形態６の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す断面図である。

【図２４】本発明の実施の形態６のコンベックスアレイ
型超音波トランスデューサを示す斜視図である。

【図２５】本発明の実施の形態６のラジアルアレイ型超
音波トランスデューサを示す斜視図である。

【図２６】本発明の実施の形態７の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図２７】本発明の実施の形態７の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図２８】本発明の実施の形態７のコンベックスアレイ
型超音波トランスデューサを示す斜視図である。

【図２９】本発明の実施の形態７のラジアルアレイ型超
音波トランスデューサを示す斜視図である。

【図３０】本発明の実施の形態８の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図３１】本発明の実施の形態８の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子の製造工程を示す斜視図である。

【図３２】本発明の実施の形態８の超音波トランスデュ
ーサにおける筺体に収容した圧電素子を示す斜視図であ
る。

【図３３】本発明の実施の形態８の超音波トランスデュ
ーサにおける圧電素子に対する成膜工程を示す断面図で
ある。

【図３４】本発明の実施の形態８のリニアアレイ型超音
波トランスデューサを示す斜視図である。

【図３５】本発明の実施の形態８のラジアルアレイ型超
音波トランスデューサを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 圧電材 ２ 圧電素子放射面電極 ３ 圧電素子背面電極 ４ 背面制動材 ５ フレキシブルプリント基板 ６ 背面制動材凹部 ７ 単位素子 ８ 分割溝 ９ 電気的絶縁部材 １０ 成膜用溝 １１ 導体薄膜 １２ マスク １３ 音響整合層 １４ 第１音響整合層 １５ 第２音響整合層 １６ ベース部材 １７ 枠 １８ リニアアレイ型超音波トランスデューサ １９ コンベツクスアレイ型超音波トランスデューサ ２０ ラジアルアレイ型超音波トランスデューサ ２１ 封止樹脂 ２２ 導体薄膜成膜面 ２３ 圧電素子 ２４ 筺体 ２５ 筺体上導体 ２６ 真空蒸着装置 ２７ 真空槽 ３０ 固定治具 ３１ 真空ポンプ ３２ 電子銃 ３３ 電子線 ３５ スパッタリング装置 ３６ ターゲット ４１ プラズマＣＶＤ装置 ４７ 積層体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｒ 31/00 Ｈ０４Ｒ 31/00 Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に電極が形成されているとともに、
   一方の電極に個々の駆動リード線が接続され、他方の電
   極に共通の接地リード線が接続される複数の圧電素子
   と、 前記圧電素子を配設する背面制動材と、 前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整合層と、
   を有する超音波トランスデューサにおいて、 各圧電素子間に設ける電気的絶縁部材と、 前記電気的絶縁部材に、少なくとも接地リード線が接続
   される圧電素子の電極側が開口する状態で、かつ、圧電
   素子の厚み方向に設けた成膜用溝と、 この成膜用溝の内面と接地リード線が接続される圧電素
   子の電極とに気相法によって連続に形成した導体薄膜
   と、 を有することを特徴とする超音波トランスデューサ。
2. 【請求項２】 両面に電極が形成されているとともに、
   一方の電極に個々の駆動リード線が接続され、 他方の電極に共通の接地リード線が接続される複数の圧
   電素子と、前記圧電素子を配設する背面制動材と、 前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整合層と、 導体部を有し、前記圧電素子、背面制動材及び音響整合
   層を収容する筺体と、を有する超音波トランスデューサ
   において、 各圧電素子間に設ける電気的絶縁部材と、 前記電気的絶縁部材に、少なくとも接地リード線が接続
   される圧電素子の電極側が開口する状態で、かつ、圧電
   素子の厚み方向に設けた成膜用溝と、 この成膜用溝の内面と前記筺体の導体部に気相法によっ
   て連続に形成した導体薄膜と、 を有することを特徴とする超音波トランスデューサ。
3. 【請求項３】 両面に電極が形成されているとともに、
   一方の電極に個々の駆動リード線が接続され、他方の電
   極に共通の接地リード線が接続される複数の圧電素子
   と、 前記圧電素子を配設する背面制動材と、 前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整合層と、 を有する超音波トランスデューサを製造する製造方法に
   おいて、 前記背面制動材及び音響整合層の少なくとも一方と圧電
   素子とを一体化する工程と、 圧電素子にその厚み方向の分割溝を設けて圧電素子を複
   数個にする工程と、 分割溝内に電気的絶縁部材を設ける工程と、 電気的絶縁部材に圧電素子の厚み方向の成膜用溝を設け
   る工程と、 成膜用溝の内壁と接地リード線が接続される電極とに連
   続して気相法で導体薄膜を設ける工程と、 背面制動材及び音響整合層の圧電素子と一体化していな
   い一方を圧電素子と一体化する工程と、 を有することを特徴とする超音波トランスデューサの製
   造方法。
4. 【請求項４】 両面に電極が形成されているとともに、
   一方の電極に個々の駆動リード線が接続され、 他方の電極に共通の接地リード線が接続される複数の圧
   電素子と、 前記圧電素子を配設する背面制動材と、 前記圧電素子に設ける少なくとも１層の音響整合層と、 導体部を有し、前記圧電素子、背面制動材及び音響整合
   層が入る筺体と、を有する超音波トランスデューサを製
   造する製造方法において、 背面制動材及び音響整合層の少なくとも一方と圧電素子
   とを一体化する工程と、 圧電素子にその厚み方向の分割溝を設けて圧電素子を複
   数個にする工程と、 分割溝内に電気的絶縁部材を設ける工程と、 電気的絶縁部材に圧電素子の厚み方向の成膜用溝を設け
   る工程と、 背面制動材及び音響整合層の圧電素子と一体化していな
   い一方を圧電素子と一体化する工程と、 を有することを特徴とする超音波トランスデューサの製
   造方法。