JPH11155859A - 超音波プローブ及びこれを用いた超音波診断装置 - Google Patents
超音波プローブ及びこれを用いた超音波診断装置Info
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- JPH11155859A JPH11155859A JP10206509A JP20650998A JPH11155859A JP H11155859 A JPH11155859 A JP H11155859A JP 10206509 A JP10206509 A JP 10206509A JP 20650998 A JP20650998 A JP 20650998A JP H11155859 A JPH11155859 A JP H11155859A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数の振動子をアレイ状に配列した超音波プ
ロ−ブにおいて、音響インピーダンスが小さく柔らかい
バッキング材を使用し、良好なアレイ加工性を維持しつ
つ、高感度な超音波プロ−ブを提供する。 【解決手段】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主成分とした第
１層、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を主成分とした
第２層、及びＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄのうち少な
くとも１種を主成分とした第３層からなる金属層と、こ
の金属層を介して前記振動子に取り付けられたバッキン
グ材とを備えたことを特徴とする超音波プローブ。
ロ−ブにおいて、音響インピーダンスが小さく柔らかい
バッキング材を使用し、良好なアレイ加工性を維持しつ
つ、高感度な超音波プロ−ブを提供する。 【解決手段】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主成分とした第
１層、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を主成分とした
第２層、及びＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄのうち少な
くとも１種を主成分とした第３層からなる金属層と、こ
の金属層を介して前記振動子に取り付けられたバッキン
グ材とを備えたことを特徴とする超音波プローブ。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電性結晶材料を
用いた超音波プロ−ブ、及びこれを用いた超音波診断装
置に関する。
用いた超音波プロ−ブ、及びこれを用いた超音波診断装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波プロ−ブが用いられた超音波画像
装置には人体内部を検査する為の医用診断装置や、金属
構造物内部の欠陥を検査する為の探傷装置などがある。
医用診断装置では人体の断層像（Ｂモ−ド像）に加え、
超音波の血流によるドプラシフトにより血流速度を２次
元カラ−表示するカラ−フロ−マッピング（ＣＦＭ）法
が開発されている。超音波プロ−ブの中心周波数はその
診断対象によって様々に設計されているが、このＢモ−
ド像を得るためのプロ−ブの中心周波数と、ＣＦＭ像を
得るドプラモ−ドの為の周波数（ドプラリファレンス周
波数）は、例えば前者が３. ７５MHz 、後者が２. ５MH
z というように、２種の異なる周波数を設定する場合が
ある。
装置には人体内部を検査する為の医用診断装置や、金属
構造物内部の欠陥を検査する為の探傷装置などがある。
医用診断装置では人体の断層像（Ｂモ−ド像）に加え、
超音波の血流によるドプラシフトにより血流速度を２次
元カラ−表示するカラ−フロ−マッピング（ＣＦＭ）法
が開発されている。超音波プロ−ブの中心周波数はその
診断対象によって様々に設計されているが、このＢモ−
ド像を得るためのプロ−ブの中心周波数と、ＣＦＭ像を
得るドプラモ−ドの為の周波数（ドプラリファレンス周
波数）は、例えば前者が３. ７５MHz 、後者が２. ５MH
z というように、２種の異なる周波数を設定する場合が
ある。
【０００３】ドプラリファレンス周波数を中心周波数よ
りも低い値に設定するのは、生体減衰の影響を低減する
ためであり、ドプラモ−ドでは微小な血球からの反射エ
コ−を利用しているため、得られる信号レベルが小さく
なるからである。
りも低い値に設定するのは、生体減衰の影響を低減する
ためであり、ドプラモ−ドでは微小な血球からの反射エ
コ−を利用しているため、得られる信号レベルが小さく
なるからである。
【０００４】そのため、超音波プロ−ブとしては、Ｂモ
−ド像の為の周波数のみならずドプラリファレンス周波
数でも大きな信号レベルが得られるものが望ましい。言
い替えれば広い周波数帯域にわたってのプローブの高感
度化が求められている。
−ド像の為の周波数のみならずドプラリファレンス周波
数でも大きな信号レベルが得られるものが望ましい。言
い替えれば広い周波数帯域にわたってのプローブの高感
度化が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、超音波
プロ−ブは広い周波数領域にわたって大きな信号レベル
が得られるものが望ましい。超音波プロ−ブの高感度化
を図る手段として、超音波送受信素子の残留振動を抑制
する為に素子の背面に設けられたバッキング材として、
音響インピ−ダンスが小さい材料を用いることが考えら
れる。
プロ−ブは広い周波数領域にわたって大きな信号レベル
が得られるものが望ましい。超音波プロ−ブの高感度化
を図る手段として、超音波送受信素子の残留振動を抑制
する為に素子の背面に設けられたバッキング材として、
音響インピ−ダンスが小さい材料を用いることが考えら
れる。
【０００６】しかしながら、一般に製造されているセラ
ミックスを用いた超音波プローブでは、この手段によ
り、確かにプロ−ブの中心周波数近傍の高感度化は実現
できるが、一方で中心周波数から離れた周波数の感度が
低下し、全体として狭帯域化してしまう。
ミックスを用いた超音波プローブでは、この手段によ
り、確かにプロ−ブの中心周波数近傍の高感度化は実現
できるが、一方で中心周波数から離れた周波数の感度が
低下し、全体として狭帯域化してしまう。
【０００７】もう一つの大きな問題点として、音響イン
ピーダンスが小さい材料をバッキング材に用いた場合の
加工性の低下が挙げられる。現在の短冊状の振動子を多
数アレイ状に配列した超音波プローブでは、まず、大き
な振動子板をバッキング材に接着し、これをダイシング
ソー等を用いて細かいピッチで切り揃えてゆくアレイ加
工を行い、アレイ状に配列した振動子群を得ている。こ
のアレイ加工のピッチは数１０μm から数１００μm と
非常に細かく、振動子の切削性が劣るとプローブ作製上
の歩留まりを低下させる要因となる。先述の音響インピ
ーダンスが小さな材料は大きな材料に比べて柔らかい傾
向がある。このため、前記アレイ加工の際に以下に述べ
る不具合が生じている。
ピーダンスが小さい材料をバッキング材に用いた場合の
加工性の低下が挙げられる。現在の短冊状の振動子を多
数アレイ状に配列した超音波プローブでは、まず、大き
な振動子板をバッキング材に接着し、これをダイシング
ソー等を用いて細かいピッチで切り揃えてゆくアレイ加
工を行い、アレイ状に配列した振動子群を得ている。こ
のアレイ加工のピッチは数１０μm から数１００μm と
非常に細かく、振動子の切削性が劣るとプローブ作製上
の歩留まりを低下させる要因となる。先述の音響インピ
ーダンスが小さな材料は大きな材料に比べて柔らかい傾
向がある。このため、前記アレイ加工の際に以下に述べ
る不具合が生じている。
【０００８】１つは、バッキング材が柔らかいとアレイ
加工時の振動子が十分に固定されておらず、切削時のブ
レードから受ける応力に対し、振動子にぶれが生じ易い
不安定な状態で切削が行われることになる。またもう一
つは、柔らかい素材であるバッキング材がダイシングソ
ーのブレードに目詰まりを起こし、切削性が低下してし
まう。これらの事に起因して、アレイ加工後の短冊状振
動子１本１本に細かなチッピングやクラックが発生し、
振動子の電極層の断線、感度低下等が発生し、プローブ
の歩留まりが低下していた。
加工時の振動子が十分に固定されておらず、切削時のブ
レードから受ける応力に対し、振動子にぶれが生じ易い
不安定な状態で切削が行われることになる。またもう一
つは、柔らかい素材であるバッキング材がダイシングソ
ーのブレードに目詰まりを起こし、切削性が低下してし
まう。これらの事に起因して、アレイ加工後の短冊状振
動子１本１本に細かなチッピングやクラックが発生し、
振動子の電極層の断線、感度低下等が発生し、プローブ
の歩留まりが低下していた。
【０００９】本発明の目的は、音響インピーダンスが小
さく柔らかいバッキング材を使用しても、良好なアレイ
加工性を維持しつつ、超音波プローブの高感度化を図る
ことである。
さく柔らかいバッキング材を使用しても、良好なアレイ
加工性を維持しつつ、超音波プローブの高感度化を図る
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ため本発明は、圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設された少
なくとも３種以上の金属層と、この金属層を介して前記
振動子に取り付けられたバッキング材とを備えたことを
特徴とする超音波プローブを提供する。
ため本発明は、圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設された少
なくとも３種以上の金属層と、この金属層を介して前記
振動子に取り付けられたバッキング材とを備えたことを
特徴とする超音波プローブを提供する。
【００１１】上記した本発明において、以下の態様が好
ましい。 （１）前記３種以上の金属層は、前記振動子側から順
に、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主成分と
した第１の金属層、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を
主成分とした第２の金属層、及びＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄのうち少なくとも１種を主成分とした第３の金
属層を有すること。
ましい。 （１）前記３種以上の金属層は、前記振動子側から順
に、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主成分と
した第１の金属層、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を
主成分とした第２の金属層、及びＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄのうち少なくとも１種を主成分とした第３の金
属層を有すること。
【００１２】（２）前記第２の金属層の厚みＴ２が、
０. ３μm ≦Ｔ２≦５. ０μm の範囲にあること。 （３）前記第２の金属層の厚みＴ２が、０. ５μm ≦Ｔ
２≦４. ０μm の範囲にあること。
０. ３μm ≦Ｔ２≦５. ０μm の範囲にあること。 （３）前記第２の金属層の厚みＴ２が、０. ５μm ≦Ｔ
２≦４. ０μm の範囲にあること。
【００１３】（４）前記第２の金属層の厚みＴ２が、
０. ８μm ≦Ｔ２≦３. ０μm の範囲にあること。 また本発明は、圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、ビ
ッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μm
）が０．３≦Ｔ≦５．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが１５≦ＶHN×Ｔ≦４００を満たす金属層
を含む電極と、この電極を介して前記振動子に取り付け
られたバッキング材とを備えたことを特徴とする超音波
プローブを提供する。
０. ８μm ≦Ｔ２≦３. ０μm の範囲にあること。 また本発明は、圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、ビ
ッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μm
）が０．３≦Ｔ≦５．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが１５≦ＶHN×Ｔ≦４００を満たす金属層
を含む電極と、この電極を介して前記振動子に取り付け
られたバッキング材とを備えたことを特徴とする超音波
プローブを提供する。
【００１４】かかる本発明においては、以下の態様が好
ましい。 （１） 前記金属層は、厚みＴ（μm ）が０．５≦Ｔ≦
４．０、かつビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが２５
≦ＶHN×Ｔ≦３２０を満たすものであること。
ましい。 （１） 前記金属層は、厚みＴ（μm ）が０．５≦Ｔ≦
４．０、かつビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが２５
≦ＶHN×Ｔ≦３２０を満たすものであること。
【００１５】（２） 前記金属層は、厚みＴ（μm ）が
０．８≦Ｔ≦３．０、かつビッカース硬度と厚みの積Ｖ
HN×Ｔが４０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たすものであるこ
と。 （３） 前記金属層はＣｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種
を主成分とした層であること。
０．８≦Ｔ≦３．０、かつビッカース硬度と厚みの積Ｖ
HN×Ｔが４０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たすものであるこ
と。 （３） 前記金属層はＣｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種
を主成分とした層であること。
【００１６】さらにまた本発明は、圧電性結晶材料から
なり、アレイ状に配列された短冊状の振動子と、この振
動子に配設された電極と、この電極を介して前記振動子
に取り付けられたバッキング材とを備え、前記電極は、
前記圧電性結晶材料からなる板状体を前記短冊状の振動
子に加工する場合に発生する前記振動子のチッピング、
クラックを防止する金属層を含むことを特徴とする超音
波プローブを提供する。
なり、アレイ状に配列された短冊状の振動子と、この振
動子に配設された電極と、この電極を介して前記振動子
に取り付けられたバッキング材とを備え、前記電極は、
前記圧電性結晶材料からなる板状体を前記短冊状の振動
子に加工する場合に発生する前記振動子のチッピング、
クラックを防止する金属層を含むことを特徴とする超音
波プローブを提供する。
【００１７】かかる本発明において、前記金属層はＣ
ｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を主成分とした層である
ことが好ましい。なお、上記した各発明において、以下
の構成を有することが望ましい。
ｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を主成分とした層である
ことが好ましい。なお、上記した各発明において、以下
の構成を有することが望ましい。
【００１８】（１）前記バッキング材の音響インピーダ
ンスＺｂが、１. ０×106 kg/ｍ2s≦Ｚｂ≦５. ０×10
6 kg/ｍ2 sの範囲にあること。 （２）前記振動子の圧電性結晶材料として、Ｐｂ（（Ｍ
１1/3 Ｎｂ(2/3)-(2z/3)Ｔａ2z/3）1-x-y Ｔｉx Ｍ２
y ）Ｏ3 （Ｍ１はＺｎ、Ｎｉ、及びＭｇから選ばれる少
なくとも１つの金属、Ｍ２はＰｔ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｒｈ、
及びＩｒから選ばれる少なくとも１つの金属を示し、
ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０. ０５≦ｘ≦０. ２、０≦
ｙ≦０. ０１（好ましくは０. ００００１≦ｙ≦０. ０
１。）、０≦ｚ≦０. １として規定される。）で表され
るペロブスカイト型複合酸化物が用いられていること。
ンスＺｂが、１. ０×106 kg/ｍ2s≦Ｚｂ≦５. ０×10
6 kg/ｍ2 sの範囲にあること。 （２）前記振動子の圧電性結晶材料として、Ｐｂ（（Ｍ
１1/3 Ｎｂ(2/3)-(2z/3)Ｔａ2z/3）1-x-y Ｔｉx Ｍ２
y ）Ｏ3 （Ｍ１はＺｎ、Ｎｉ、及びＭｇから選ばれる少
なくとも１つの金属、Ｍ２はＰｔ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｒｈ、
及びＩｒから選ばれる少なくとも１つの金属を示し、
ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０. ０５≦ｘ≦０. ２、０≦
ｙ≦０. ０１（好ましくは０. ００００１≦ｙ≦０. ０
１。）、０≦ｚ≦０. １として規定される。）で表され
るペロブスカイト型複合酸化物が用いられていること。
【００１９】（３）前記振動子の圧電性結晶材料とし
て、Ｐｂ（（Ｍ３1/2 Ｎｂ(1/2)-(z/2) Ｔａz/2 ）
1-x-y Ｔｉx Ｍ２y ）Ｏ3 （Ｍ２はＰｔ，Ｆｅ、Ｂｉ、
Ｒｈ、及びＩｒから選ばれる少なくとも１つの金属、Ｍ
３はＳｃ及びＩｎから選ばれる少なくとも１つの金属を
示し、ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０. ２≦ｘ≦０. ６、
０≦ｙ≦０. ０１（好ましくは０. ００００１≦ｙ≦
０. ０１。）、０≦ｚ≦０. １として規定される。）で
表されるペロブスカイト型複合酸化物が用いられている
こと。
て、Ｐｂ（（Ｍ３1/2 Ｎｂ(1/2)-(z/2) Ｔａz/2 ）
1-x-y Ｔｉx Ｍ２y ）Ｏ3 （Ｍ２はＰｔ，Ｆｅ、Ｂｉ、
Ｒｈ、及びＩｒから選ばれる少なくとも１つの金属、Ｍ
３はＳｃ及びＩｎから選ばれる少なくとも１つの金属を
示し、ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０. ２≦ｘ≦０. ６、
０≦ｙ≦０. ０１（好ましくは０. ００００１≦ｙ≦
０. ０１。）、０≦ｚ≦０. １として規定される。）で
表されるペロブスカイト型複合酸化物が用いられている
こと。
【００２０】（４）前記振動子の圧電性結晶材料とし
て、Ｐｂ（（Ｚｎ1/3 Ｎｂ(2/3) ）1-x Ｔｉx ）Ｏ3
（ｘは０. ０５≦ｘ≦０. ２として規定される。）で表
されるペロブスカイト型複合酸化物が用いられているこ
と。
て、Ｐｂ（（Ｚｎ1/3 Ｎｂ(2/3) ）1-x Ｔｉx ）Ｏ3
（ｘは０. ０５≦ｘ≦０. ２として規定される。）で表
されるペロブスカイト型複合酸化物が用いられているこ
と。
【００２１】（５）前記振動子の圧電性結晶材料は単結
晶からなること。 （６） 前記金属層（当該金属層が前記３種以上の金属
層からなる場合は第２の金属層。）には該金属層の酸化
を防止する元素が添加されていること。
晶からなること。 （６） 前記金属層（当該金属層が前記３種以上の金属
層からなる場合は第２の金属層。）には該金属層の酸化
を防止する元素が添加されていること。
【００２２】（７） 前記金属層（当該金属層が前記３
種以上の金属層からなる場合は第２の金属層。）にはＡ
ｕ、Ａｇのうち少なくとも１種の元素が添加されている
こと。
種以上の金属層からなる場合は第２の金属層。）にはＡ
ｕ、Ａｇのうち少なくとも１種の元素が添加されている
こと。
【００２３】（８） 前記元素は前記金属層の表面側に
選択的に添加されていること。 また、本発明は、上記した超音波プロ−ブを用いたこと
を特徴とする超音波診断装置を提供する。
選択的に添加されていること。 また、本発明は、上記した超音波プロ−ブを用いたこと
を特徴とする超音波診断装置を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明に関わる超音波プロ−ブの
振動子には、少なくとも３種の金属層による電極、若し
くは所定の硬度及び厚さで構成された電極が用いられて
いる。特に、好ましくは電極の第２層にＣｕ、Ｎｉのう
ち少なくとも１種を主成分とした金属層（ＣｕとＮｉと
の合金層も含まれる。）が用いられている。
振動子には、少なくとも３種の金属層による電極、若し
くは所定の硬度及び厚さで構成された電極が用いられて
いる。特に、好ましくは電極の第２層にＣｕ、Ｎｉのう
ち少なくとも１種を主成分とした金属層（ＣｕとＮｉと
の合金層も含まれる。）が用いられている。
【００２５】かかる構成により、振動子の超音波放射面
とは反対側の面に残留振動を抑制するために接着されて
いるバッキング材として音響インピーダンスが小さく柔
らかい材料のものを用いても、バッキング材に比較して
音響インピーダンスが大きく固い上記第２層、若しくは
所定硬度の電極層が所定の厚さだけ存在しているため、
切削時の応力に対し上記振動子が堅固に保持される。
とは反対側の面に残留振動を抑制するために接着されて
いるバッキング材として音響インピーダンスが小さく柔
らかい材料のものを用いても、バッキング材に比較して
音響インピーダンスが大きく固い上記第２層、若しくは
所定硬度の電極層が所定の厚さだけ存在しているため、
切削時の応力に対し上記振動子が堅固に保持される。
【００２６】さらに、ブレードの目詰まりに対しても、
上記金属層の第２層、若しくは所定の硬度と厚みの電極
層がブレードに付着するバッキング材を掻き落とす効果
がある。これらの事によりアレイ加工時の切削性の低下
を抑制することができ、従来振動子に生じていたクラッ
ク、チッピングの増加などを抑制でき、従来に比べ高感
度な超音波プローブを、高い歩留まりを維持しつつ作製
することが可能である。
上記金属層の第２層、若しくは所定の硬度と厚みの電極
層がブレードに付着するバッキング材を掻き落とす効果
がある。これらの事によりアレイ加工時の切削性の低下
を抑制することができ、従来振動子に生じていたクラッ
ク、チッピングの増加などを抑制でき、従来に比べ高感
度な超音波プローブを、高い歩留まりを維持しつつ作製
することが可能である。
【００２７】前記金属層のうち第２層、若しくは所定硬
度の電極層として、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を
主成分としたものを用いることが好ましい。この構成に
より、上記した効果が顕著となることの他、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主成分とした第１層、
及びＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄのうち少なくとも１
種を主成分とした第３層に対する第２層の接着性を良好
に保つことも可能である。なお、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒのう
ち少なくとも１種を主成分とした第１層は、前記振動子
を構成する圧電性結晶材料、特にペロブスカイト型複合
酸化物との間で接着性が良い。Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄのうち少なくとも１種を主成分とした第３層も
他の配線材料に対して接着性が良く、ハンダ付け等が可
能である。
度の電極層として、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも１種を
主成分としたものを用いることが好ましい。この構成に
より、上記した効果が顕著となることの他、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主成分とした第１層、
及びＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄのうち少なくとも１
種を主成分とした第３層に対する第２層の接着性を良好
に保つことも可能である。なお、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒのう
ち少なくとも１種を主成分とした第１層は、前記振動子
を構成する圧電性結晶材料、特にペロブスカイト型複合
酸化物との間で接着性が良い。Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄのうち少なくとも１種を主成分とした第３層も
他の配線材料に対して接着性が良く、ハンダ付け等が可
能である。
【００２８】上記金属層の第２層の厚さＴ２は、０. ３
μm 以上、５. ０μm 以下に設定されてことが望まし
く、好ましくは０. ５μm 以上、４. ０μm 以下、より
好ましくは０. ８μm 以上、３. ０μm 以下に設定され
ていると良い。
μm 以上、５. ０μm 以下に設定されてことが望まし
く、好ましくは０. ５μm 以上、４. ０μm 以下、より
好ましくは０. ８μm 以上、３. ０μm 以下に設定され
ていると良い。
【００２９】第２層の厚さが０. ３μm 未満の場合は、
加工性低下の抑制効果は顕著に現れにくくなり、５μm
を越える場合は、加工性の低下は十分に抑制できるが、
上記金属層が剥離し易くなったり、振動子の電気機械結
合係数が低下し、送受信感度の低下が生じやすくなる。
加工性低下の抑制効果は顕著に現れにくくなり、５μm
を越える場合は、加工性の低下は十分に抑制できるが、
上記金属層が剥離し易くなったり、振動子の電気機械結
合係数が低下し、送受信感度の低下が生じやすくなる。
【００３０】また、金属層の硬度と厚みの関係として、
ビッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μ
m ）が０．３≦Ｔ≦５．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが１５≦ＶHN×Ｔ≦４００を満たす金属層
を含む電極を用いることによって、上記効果を得ること
が可能となる。各式の下限値未満の場合には加工性低下
の抑制効果は顕著に現れにくくなり、各式の上限値を越
える場合には加工性の低下は十分に抑制できるが、上記
金属層が剥離し易くなったり、振動子の電気機械結合係
数が低下し、送受信感度の低下が生じやすくなる。
ビッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μ
m ）が０．３≦Ｔ≦５．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが１５≦ＶHN×Ｔ≦４００を満たす金属層
を含む電極を用いることによって、上記効果を得ること
が可能となる。各式の下限値未満の場合には加工性低下
の抑制効果は顕著に現れにくくなり、各式の上限値を越
える場合には加工性の低下は十分に抑制できるが、上記
金属層が剥離し易くなったり、振動子の電気機械結合係
数が低下し、送受信感度の低下が生じやすくなる。
【００３１】ここで、厚みＴが０．５≦Ｔ≦４．０、か
つビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが２５≦ＶHN×Ｔ
≦３２０を満たすことが望ましく、より好ましくは厚み
Ｔが０．８≦Ｔ≦３．０、かつビッカース硬度と厚みの
積ＶHN×Ｔが４０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たすと良い。
つビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが２５≦ＶHN×Ｔ
≦３２０を満たすことが望ましく、より好ましくは厚み
Ｔが０．８≦Ｔ≦３．０、かつビッカース硬度と厚みの
積ＶHN×Ｔが４０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たすと良い。
【００３２】また、バッキング材としては、音響インピ
ーダンスＺｂが１. ０×106 kg/ｍ2 s≦Ｚｂ≦５. ０
×106 kg/ｍ2 sの材料からなるものを用いることが好
ましい。これにより、従来の音響インピーダンスが５.
０×106 kg/ｍ2 sを超えるバッキング材を用いた場合
に比べて、高感度な超音波プローブを得ることが可能と
なる。
ーダンスＺｂが１. ０×106 kg/ｍ2 s≦Ｚｂ≦５. ０
×106 kg/ｍ2 sの材料からなるものを用いることが好
ましい。これにより、従来の音響インピーダンスが５.
０×106 kg/ｍ2 sを超えるバッキング材を用いた場合
に比べて、高感度な超音波プローブを得ることが可能と
なる。
【００３３】バッキング材の音響インピーダンスが１.
０×106 kg/ｍ2 s未満の場合は、振動子の残留振動の
抑制効果を十分に得にくくなり、プローブの分解能が低
下し易くなり、音響インピーダンスが５. ０×106 kg/
ｍ2 sを超える場合は、振動子の残留振動の抑制は十分
だが、プローブの感度が著しく低下し易くなる。
０×106 kg/ｍ2 s未満の場合は、振動子の残留振動の
抑制効果を十分に得にくくなり、プローブの分解能が低
下し易くなり、音響インピーダンスが５. ０×106 kg/
ｍ2 sを超える場合は、振動子の残留振動の抑制は十分
だが、プローブの感度が著しく低下し易くなる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。 実施例１ 亜鉛ニオブ酸鉛−チタン酸鉛（Ｐｂ（（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
(2/3) ）1-x Ｔｉx ）Ｏ3 （ｘは０. ０５≦ｘ≦０.
２）の圧電単結晶を用いて超音波プロ−ブを作製した。
単結晶原料として純度９９. ９９％以上のＰｂＯ、Ｚｎ
Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 を用い、亜鉛ニオブ酸鉛とチ
タン酸鉛が９１：９のモル比となるように秤量し、融材
として単結晶原料の１. ２倍のＰｂＯを加えた。
細に説明する。 実施例１ 亜鉛ニオブ酸鉛−チタン酸鉛（Ｐｂ（（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
(2/3) ）1-x Ｔｉx ）Ｏ3 （ｘは０. ０５≦ｘ≦０.
２）の圧電単結晶を用いて超音波プロ−ブを作製した。
単結晶原料として純度９９. ９９％以上のＰｂＯ、Ｚｎ
Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 を用い、亜鉛ニオブ酸鉛とチ
タン酸鉛が９１：９のモル比となるように秤量し、融材
として単結晶原料の１. ２倍のＰｂＯを加えた。
【００３５】この混合物を雷潰機で２０分十分混合し、
２５０ccの白金坩堝に充填し、電気炉中で１２７０℃に
加熱し、１０時間保持した。その後、１℃/hの速度で９
００℃まで徐冷し、室温までは自然冷却した。
２５０ccの白金坩堝に充填し、電気炉中で１２７０℃に
加熱し、１０時間保持した。その後、１℃/hの速度で９
００℃まで徐冷し、室温までは自然冷却した。
【００３６】次に、白金坩堝内の単結晶と融材の混合し
た固形物から融材を割り、中の単結晶塊を取り出した。
丸みを帯びた、１辺がおよそ３５mmの平行６面体の単結
晶が得られ、Ｘ線回折でペロブスカイト構造を有してい
る事を確認した。前記単結晶塊をラウエカメラで観察す
ることにより＜００１＞の方位を確定し、これに垂直に
ダイヤモンドカッタ−で１mm厚にスライスし、１辺がお
よそ２５mmの（００１）ウエハを得た。
た固形物から融材を割り、中の単結晶塊を取り出した。
丸みを帯びた、１辺がおよそ３５mmの平行６面体の単結
晶が得られ、Ｘ線回折でペロブスカイト構造を有してい
る事を確認した。前記単結晶塊をラウエカメラで観察す
ることにより＜００１＞の方位を確定し、これに垂直に
ダイヤモンドカッタ−で１mm厚にスライスし、１辺がお
よそ２５mmの（００１）ウエハを得た。
【００３７】次に、２種の金属層からなる電極を用いた
圧電振動子を、その電気機械結合係数ｋ３３′を測定す
る目的のため作製した。上記（００１）ウエハの両面を
＃２０００の研磨材で０. ２４mmの厚さに研磨し、２種
の金属層を圧電体の両面にスパッタメタライズで形成
し、これにより電極を構成して平行状圧電振動子を作製
した。電極は、圧電体に近い層から順に、厚さ０. ０５
μm のＴｉ層、厚さ０.２μm のＡｕ層で構成した。
圧電振動子を、その電気機械結合係数ｋ３３′を測定す
る目的のため作製した。上記（００１）ウエハの両面を
＃２０００の研磨材で０. ２４mmの厚さに研磨し、２種
の金属層を圧電体の両面にスパッタメタライズで形成
し、これにより電極を構成して平行状圧電振動子を作製
した。電極は、圧電体に近い層から順に、厚さ０. ０５
μm のＴｉ層、厚さ０.２μm のＡｕ層で構成した。
【００３８】この平板状圧電振動子から幅１２mm×長さ
１４mm×厚さ０. ２４mmの短冊状振動子を１０本切り出
し、２１０℃のシリコ−ンオイル中で６００V/mmの電界
を１０分間印加し、電界を保持したまま４０℃まで冷却
し分極処理を施した。この後、上記圧電振動子の電気機
械結合係数ｋ３３′を測定した結果、平均でｋ３３′＝
８４％となった。
１４mm×厚さ０. ２４mmの短冊状振動子を１０本切り出
し、２１０℃のシリコ−ンオイル中で６００V/mmの電界
を１０分間印加し、電界を保持したまま４０℃まで冷却
し分極処理を施した。この後、上記圧電振動子の電気機
械結合係数ｋ３３′を測定した結果、平均でｋ３３′＝
８４％となった。
【００３９】次に、３種の金属層からなる電極を用いた
圧電振動子を有する超音波プロ−ブの作製方法について
説明する。図１はこの超音波プロ−ブの構成を示す斜視
図である。前記単結晶塊から切りだした別の（００１）
ウエハの両面を＃２０００の研磨材で２４０μm に研磨
し、３種の金属層を圧電体１の両面にスパッタメタライ
ズして電極２、２′を構成した。電極は、圧電体１に近
い層から順に、厚さ０. ０５μm のＴｉ層２ａ、２
ａ′、厚さ１. ０μm のＣｕ層２ｂ、２ｂ′、厚さ０.
２μm のＡｕ層２ｃ、２ｃ′で構成した。
圧電振動子を有する超音波プロ−ブの作製方法について
説明する。図１はこの超音波プロ−ブの構成を示す斜視
図である。前記単結晶塊から切りだした別の（００１）
ウエハの両面を＃２０００の研磨材で２４０μm に研磨
し、３種の金属層を圧電体１の両面にスパッタメタライ
ズして電極２、２′を構成した。電極は、圧電体１に近
い層から順に、厚さ０. ０５μm のＴｉ層２ａ、２
ａ′、厚さ１. ０μm のＣｕ層２ｂ、２ｂ′、厚さ０.
２μm のＡｕ層２ｃ、２ｃ′で構成した。
【００４０】次に、この電極２、２′、圧電体１をそれ
ぞれダイシングソ−で幅２０mm×長さ１４mm×厚さ０.
２４mmに加工し、平板状振動子を得た。これを２１０℃
のシリコ−ンオイル中で６００V/mmの電界を１０分間印
加し、電界を保持したまま４０℃まで冷却し分極処理を
施した。この後、電気機械結合係数ｋｔを測定したとこ
ろ、ｋｔ＝５４％であった。
ぞれダイシングソ−で幅２０mm×長さ１４mm×厚さ０.
２４mmに加工し、平板状振動子を得た。これを２１０℃
のシリコ−ンオイル中で６００V/mmの電界を１０分間印
加し、電界を保持したまま４０℃まで冷却し分極処理を
施した。この後、電気機械結合係数ｋｔを測定したとこ
ろ、ｋｔ＝５４％であった。
【００４１】次に、上記平板状振動子の一面に１２８ch
のフレキシブル配線基盤（ＦＰＣ）７を、もう一方の面
に銅箔からなるア−ス板６を半田付けし、各々半田付け
した部分の裏側の電極をエッチングにより除去した。
のフレキシブル配線基盤（ＦＰＣ）７を、もう一方の面
に銅箔からなるア−ス板６を半田付けし、各々半田付け
した部分の裏側の電極をエッチングにより除去した。
【００４２】次に、ＦＰＣを取り付けた面にゴムと樹脂
の混合物からなり音響インピーダンスが２. ２×106 k
g/ｍ2 sのバッキング材３を、ア−ス板７を取り付けた
面にマッチング層４ａ、４ｂをそれぞれ接着した。マッ
チング層４ａ、４ｂの音響インピーダンスは、上記平板
状振動子から後述する音響レンズ５へ向かう方向におい
て段階的に音響レンズ５の音響インピーダンスに近くな
るように設定されている。
の混合物からなり音響インピーダンスが２. ２×106 k
g/ｍ2 sのバッキング材３を、ア−ス板７を取り付けた
面にマッチング層４ａ、４ｂをそれぞれ接着した。マッ
チング層４ａ、４ｂの音響インピーダンスは、上記平板
状振動子から後述する音響レンズ５へ向かう方向におい
て段階的に音響レンズ５の音響インピーダンスに近くな
るように設定されている。
【００４３】次に、ＦＰＣ７のチャンネルピッチ（１５
０μm ）に合わせ、マッチング層４ａ、４ｂと上記平板
状振動子（電極２、２′及び圧電体１）とを、ダイシン
グソ−で幅３０μm のブレ−ドにより深さ４００μm で
１２８素子にアレイ加工した。この時、約５０μm の深
さだけバッキング材にまで切れ込みが入った。さらに、
マッチング層４ｂに音響レンズ５を接着し、図１に示す
超音波プロ−ブを作製した。
０μm ）に合わせ、マッチング層４ａ、４ｂと上記平板
状振動子（電極２、２′及び圧電体１）とを、ダイシン
グソ−で幅３０μm のブレ−ドにより深さ４００μm で
１２８素子にアレイ加工した。この時、約５０μm の深
さだけバッキング材にまで切れ込みが入った。さらに、
マッチング層４ｂに音響レンズ５を接着し、図１に示す
超音波プロ−ブを作製した。
【００４４】この超音波プロ−ブの反射エコ−をパルス
エコ−法により測定し、128 チャンネルすべての素子か
ら３. ５５±０. １５MHz 以内の中心周波数を有するエ
コ−が受信された。また、−６dBの比帯域は平均で１０
２％になった。本プローブとの比較のために、フェライ
トゴムを主成分とした音響インピーダンスが５. ５×10
6 kg/ｍ2 sのバッキング材を用いた以外は本プローブ
と同一材料、同一仕様でプローブを作製し、エコーの受
信レベルを測定したところ、３〜５dBの感度向上が確認
された。
エコ−法により測定し、128 チャンネルすべての素子か
ら３. ５５±０. １５MHz 以内の中心周波数を有するエ
コ−が受信された。また、−６dBの比帯域は平均で１０
２％になった。本プローブとの比較のために、フェライ
トゴムを主成分とした音響インピーダンスが５. ５×10
6 kg/ｍ2 sのバッキング材を用いた以外は本プローブ
と同一材料、同一仕様でプローブを作製し、エコーの受
信レベルを測定したところ、３〜５dBの感度向上が確認
された。
【００４５】−６dBの比帯域は、前記音響インピーダン
スが５. ５×106 kg/ｍ2 sの上記バッキング材を用い
たプローブの１０６％に比べ、やや狭くなったが、その
度合いは僅かであり、この帯域は、従来のＰＺＴセラミ
ックスを用いたプローブよりも広範囲のドップラリファ
レンス周波数を設定できる値であった。
スが５. ５×106 kg/ｍ2 sの上記バッキング材を用い
たプローブの１０６％に比べ、やや狭くなったが、その
度合いは僅かであり、この帯域は、従来のＰＺＴセラミ
ックスを用いたプローブよりも広範囲のドップラリファ
レンス周波数を設定できる値であった。
【００４６】次に、２種の金属層からなる電極を用いた
超音波プロ−ブと本発明の３種の金属層からなる電極を
用いた超音波プロ−ブとを比較するために、上記した方
法により得た本発明の超音波プローブをエポキシ剥離材
中に漬け、短冊状圧電振動子からバッキング材３及び音
響マッチング層４ａ、４ｂ等を剥離して短冊状圧電振動
子単体を得た。
超音波プロ−ブと本発明の３種の金属層からなる電極を
用いた超音波プロ−ブとを比較するために、上記した方
法により得た本発明の超音波プローブをエポキシ剥離材
中に漬け、短冊状圧電振動子からバッキング材３及び音
響マッチング層４ａ、４ｂ等を剥離して短冊状圧電振動
子単体を得た。
【００４７】得られた振動子のｋ３３′を測定したとこ
ろ、１２８チャンネルの平均でｋ３３′＝８４％が得ら
れ、前記した電極層がＴｉ層とＡｕ層の２層からなる圧
電振動子のｋ３３′と同等の値を示し、さらにアドミッ
タンスの周波数スペクトラムも図３（ａ）に示すごとく
スプリアスの無い良好なものであった。これにより、本
発明の超音波プローブにおいて電極層２、２′が厚くな
ったことによるｋ３３′への影響が無いことが確認され
た。
ろ、１２８チャンネルの平均でｋ３３′＝８４％が得ら
れ、前記した電極層がＴｉ層とＡｕ層の２層からなる圧
電振動子のｋ３３′と同等の値を示し、さらにアドミッ
タンスの周波数スペクトラムも図３（ａ）に示すごとく
スプリアスの無い良好なものであった。これにより、本
発明の超音波プローブにおいて電極層２、２′が厚くな
ったことによるｋ３３′への影響が無いことが確認され
た。
【００４８】また、本発明の超音波プローブの圧電振動
子の端面を顕微鏡観察したところ、図２（ａ）に示すご
とく全チャンネルで電極層の断線はなく、クラック８や
チッピング９の発生は極僅かであることが確認された。
子の端面を顕微鏡観察したところ、図２（ａ）に示すご
とく全チャンネルで電極層の断線はなく、クラック８や
チッピング９の発生は極僅かであることが確認された。
【００４９】比較例１ 実施例１と同一の単結晶塊から切りだした（００１）ウ
エハを用い、同様の研磨を行った。３種の金属層を圧電
体の両面にスパッタメタライズし、電極を構成した。電
極１２、１２′は、圧電体１１に近い層から順に、０.
０５μm 厚さのＴｉ層、０. ２μm 厚さのＣｕ層、０.
２μm 厚さのＡｕ層で構成した。電極１２、１２′を形
成した（００１）ウエハから幅２０mm×長さ１４mm×厚
さ０. ２４mmの平板状圧電振動子を切り出し、実施例１
と同様に分極処理を行なった。
エハを用い、同様の研磨を行った。３種の金属層を圧電
体の両面にスパッタメタライズし、電極を構成した。電
極１２、１２′は、圧電体１１に近い層から順に、０.
０５μm 厚さのＴｉ層、０. ２μm 厚さのＣｕ層、０.
２μm 厚さのＡｕ層で構成した。電極１２、１２′を形
成した（００１）ウエハから幅２０mm×長さ１４mm×厚
さ０. ２４mmの平板状圧電振動子を切り出し、実施例１
と同様に分極処理を行なった。
【００５０】次に、ＦＰＣとア−ス板の接着、及び電極
のエッチングを実施例１と同様に行った。さらに、ＦＰ
Ｃを取り付けた面に、ゴムと樹脂の混合物からなり音響
インピーダンスが２. ２×106 kg/ｍ2 sのバッキング
材を接着した。以下、マッチング層の接着、圧電振動子
の１２８チャンネルへのアレイ加工、音響レンズの接着
等は実施例１と同一とし、超音波プローブを作製した。
のエッチングを実施例１と同様に行った。さらに、ＦＰ
Ｃを取り付けた面に、ゴムと樹脂の混合物からなり音響
インピーダンスが２. ２×106 kg/ｍ2 sのバッキング
材を接着した。以下、マッチング層の接着、圧電振動子
の１２８チャンネルへのアレイ加工、音響レンズの接着
等は実施例１と同一とし、超音波プローブを作製した。
【００５１】この超音波プロ−ブの反射エコ−をパルス
エコ−法により測定したところ、１２８チャンネル中１
３チャンネルでエコーが測定不能であり不良となること
がわかった。残りのチャンネルからは３. ６０±０. ２
５MHz 以内の中心周波数を有するエコ−が受信された。
また、−６dBの比帯域は不良チャンネルを除くと平均で
９２％になった。
エコ−法により測定したところ、１２８チャンネル中１
３チャンネルでエコーが測定不能であり不良となること
がわかった。残りのチャンネルからは３. ６０±０. ２
５MHz 以内の中心周波数を有するエコ−が受信された。
また、−６dBの比帯域は不良チャンネルを除くと平均で
９２％になった。
【００５２】次に、このプローブをエポキシ剥離材中に
漬け、実施例１と同様にｋ３３′を測定したところ、不
良素子を除く１１５チャンネルの平均でｋ３３′＝７９
％が得られた。さらにアドミッタンスの周波数スペクト
ラムも図３（ｂ）に示すごとくスプリアスが多く、共振
点、反共振点が明瞭でない素子も多く見られた。
漬け、実施例１と同様にｋ３３′を測定したところ、不
良素子を除く１１５チャンネルの平均でｋ３３′＝７９
％が得られた。さらにアドミッタンスの周波数スペクト
ラムも図３（ｂ）に示すごとくスプリアスが多く、共振
点、反共振点が明瞭でない素子も多く見られた。
【００５３】また、このプローブの振動子の端面を顕微
鏡観察したところ、図２（ｂ）に示すように全チャンネ
ルの素子でアレイ加工時に生じたクラック８やチッピン
グ９が多く発生しており、エコーが測定不良だったチャ
ンネルの振動子ではクラックにより圧電体１１両面の電
極１２、１２′に断線１０が生じていた。
鏡観察したところ、図２（ｂ）に示すように全チャンネ
ルの素子でアレイ加工時に生じたクラック８やチッピン
グ９が多く発生しており、エコーが測定不良だったチャ
ンネルの振動子ではクラックにより圧電体１１両面の電
極１２、１２′に断線１０が生じていた。
【００５４】実施例２ 本実施例では実施例１における図１を用いて説明を行
う。実施例１と同一の単結晶塊から切りだした（００
１）ウエハを用い、同様の研磨を行った。３種の金属層
を圧電体１の両面にスパッタメタライズし電極を構成し
た。電極は圧電体に近い層から順に、厚さ０. ０５μm
のＴｉ層２ａ、２ａ′、厚さ２. ０μm のＣｕ層２ｂ、
２ｂ′、厚さ０. ２μm のＡｕ層２ｃ、２ｃ′で構成し
た。
う。実施例１と同一の単結晶塊から切りだした（００
１）ウエハを用い、同様の研磨を行った。３種の金属層
を圧電体１の両面にスパッタメタライズし電極を構成し
た。電極は圧電体に近い層から順に、厚さ０. ０５μm
のＴｉ層２ａ、２ａ′、厚さ２. ０μm のＣｕ層２ｂ、
２ｂ′、厚さ０. ２μm のＡｕ層２ｃ、２ｃ′で構成し
た。
【００５５】電極を形成した（００１）ウエハから幅２
０mm×長さ１４mm×厚さ０. ２４ｍｍの平板状振動子を
切り出し、実施例１と同様に分極処理を行なった。次
に、ＦＰＣ７とア−ス板６の接着、及び電極のエッチン
グを実施例１と同様に行った。
０mm×長さ１４mm×厚さ０. ２４ｍｍの平板状振動子を
切り出し、実施例１と同様に分極処理を行なった。次
に、ＦＰＣ７とア−ス板６の接着、及び電極のエッチン
グを実施例１と同様に行った。
【００５６】次に、ＦＰＣ７を取り付けた面に、クロロ
プレンゴムを主成分とし音響インピーダンスが３． ５
×106 kg/ｍ2 sのバッキング材３を接着した。以下、
マッチング層４ａ、４ｂの接着、圧電振動子の１２８チ
ャンネルへのアレイ加工、音響レンズ５の接着等は実施
例１と同一とし、超音波プローブを作製した。
プレンゴムを主成分とし音響インピーダンスが３． ５
×106 kg/ｍ2 sのバッキング材３を接着した。以下、
マッチング層４ａ、４ｂの接着、圧電振動子の１２８チ
ャンネルへのアレイ加工、音響レンズ５の接着等は実施
例１と同一とし、超音波プローブを作製した。
【００５７】この超音波プロ−ブの反射エコ−をパルス
エコ−法により測定し、すべての素子から３. ４６±
０. １５MHz 以内の中心周波数を有するエコ−が受信さ
れ、−６dBの比帯域は平均で１０４％になった。エコー
の受信レベルは、比較のために作製した、音響インピー
ダンスが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用い
た上記超音波プローブに比べ、２〜４dBの感度向上が確
認された。
エコ−法により測定し、すべての素子から３. ４６±
０. １５MHz 以内の中心周波数を有するエコ−が受信さ
れ、−６dBの比帯域は平均で１０４％になった。エコー
の受信レベルは、比較のために作製した、音響インピー
ダンスが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用い
た上記超音波プローブに比べ、２〜４dBの感度向上が確
認された。
【００５８】−６dBの比帯域は、前記音響インピーダン
スが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用いた超
音波プローブの１０６％に比べてやや狭くなったが、そ
の度合いは僅かであり、この帯域は、従来のＰＺＴセラ
ミックスを用いたプローブよりも広範囲のドップラリフ
ァレンス周波数を設定できる値であった。
スが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用いた超
音波プローブの１０６％に比べてやや狭くなったが、そ
の度合いは僅かであり、この帯域は、従来のＰＺＴセラ
ミックスを用いたプローブよりも広範囲のドップラリフ
ァレンス周波数を設定できる値であった。
【００５９】次に、２種の金属層からなる電極を用いた
超音波プロ−ブと本発明の３種の金属層からなる電極を
用いた超音波プロ−ブとを比較するために、上記した方
法により得た本発明の超音波プローブをエポキシ剥離材
中に漬け、短冊状圧電振動子からバッキング材３及び音
響マッチング層４ａ、４ｂ等を剥離して短冊状圧電振動
子単体を得た。
超音波プロ−ブと本発明の３種の金属層からなる電極を
用いた超音波プロ−ブとを比較するために、上記した方
法により得た本発明の超音波プローブをエポキシ剥離材
中に漬け、短冊状圧電振動子からバッキング材３及び音
響マッチング層４ａ、４ｂ等を剥離して短冊状圧電振動
子単体を得た。
【００６０】得られた振動子のｋ３３′を測定したとこ
ろ、１２８チャンネルの平均でｋ３３′＝８３％が得ら
れ、前記した電極層がＴｉ層とＡｕ層の２層からなる圧
電振動子のｋ３３′とほぼ同等の値を示し、本発明の超
音波プローブにおいて電極層２ｂ、２ｂ′が２. ０μm
と厚くなったことによるｋ３３′への影響が無いことが
確認された。さらに、アドミッタンスの周波数スペクト
ラムも実施例１と同様にスプリアスの無い良好なもので
あった。
ろ、１２８チャンネルの平均でｋ３３′＝８３％が得ら
れ、前記した電極層がＴｉ層とＡｕ層の２層からなる圧
電振動子のｋ３３′とほぼ同等の値を示し、本発明の超
音波プローブにおいて電極層２ｂ、２ｂ′が２. ０μm
と厚くなったことによるｋ３３′への影響が無いことが
確認された。さらに、アドミッタンスの周波数スペクト
ラムも実施例１と同様にスプリアスの無い良好なもので
あった。
【００６１】また、本発明の超音波プローブの圧電振動
子の端面を顕微鏡観察したところ、実施例１と同様に全
チャンネルで電極層の断線はなく、クラックやチッピン
グの発生は極僅かであることが確認された。
子の端面を顕微鏡観察したところ、実施例１と同様に全
チャンネルで電極層の断線はなく、クラックやチッピン
グの発生は極僅かであることが確認された。
【００６２】比較例２ 実施例１と同一の単結晶塊から切りだした（００１）ウ
エハを用い、同様の研磨を行った。３種の金属層を圧電
体の両面にスパッタメタライズし電極を構成した。電極
は、圧電体に近い層から順に、０. ０５μm 厚さのＴｉ
層、６. ０μm厚さのＣｕ層、０. ２μm 厚さのＡｕ層
で構成した。電極を形成した（００１）ウエハから幅２
０mm×長さ１４mm×厚さ０. ２４mmの平板状振動子を切
り出し、実施例１と同様に分極処理を行なった。
エハを用い、同様の研磨を行った。３種の金属層を圧電
体の両面にスパッタメタライズし電極を構成した。電極
は、圧電体に近い層から順に、０. ０５μm 厚さのＴｉ
層、６. ０μm厚さのＣｕ層、０. ２μm 厚さのＡｕ層
で構成した。電極を形成した（００１）ウエハから幅２
０mm×長さ１４mm×厚さ０. ２４mmの平板状振動子を切
り出し、実施例１と同様に分極処理を行なった。
【００６３】次に、ＦＰＣとア−ス板の接着、及び電極
をエッチングを実施例１と同様に行った。次に、ＦＰＣ
を取り付けた面に、クロロプレンゴムを主成分とし音響
インピーダンスが２. ２×106 kg/ｍ2 sのバッキング
材を接着した。以下、マッチング層の接着、振動子の１
２８チャンネルへのアレイ加工、音響レンズの接着等は
実施例１と同一とし、超音波プローブを作製した。
をエッチングを実施例１と同様に行った。次に、ＦＰＣ
を取り付けた面に、クロロプレンゴムを主成分とし音響
インピーダンスが２. ２×106 kg/ｍ2 sのバッキング
材を接着した。以下、マッチング層の接着、振動子の１
２８チャンネルへのアレイ加工、音響レンズの接着等は
実施例１と同一とし、超音波プローブを作製した。
【００６４】ところが、電極形成直後、あるいはマッチ
ング層形成後のアレイ加工時に、電極層が圧電体から剥
離する不良が頻発し、歩留まりは非常に低くなった。こ
れは、第２層の電極層が厚すぎて、他の電極層や圧電体
との熱収差による応力が過大となり剥離し易くなったか
らであると考えられる。
ング層形成後のアレイ加工時に、電極層が圧電体から剥
離する不良が頻発し、歩留まりは非常に低くなった。こ
れは、第２層の電極層が厚すぎて、他の電極層や圧電体
との熱収差による応力が過大となり剥離し易くなったか
らであると考えられる。
【００６５】図６は、第２層の電極層の厚さと超音波プ
ローブの歩留まりとの関係を示した特性図である。この
図に示すように、第２の電極層の厚さが０. ３μm 未
満、及び５. ０μm を超える範囲で歩留りが急激に低下
することが分かった。
ローブの歩留まりとの関係を示した特性図である。この
図に示すように、第２の電極層の厚さが０. ３μm 未
満、及び５. ０μm を超える範囲で歩留りが急激に低下
することが分かった。
【００６６】実施例３ 本実施例は、２種の金属層からなる電極が圧電体両面に
形成された超音波プローブに対して本発明を適用したも
のである。
形成された超音波プローブに対して本発明を適用したも
のである。
【００６７】図５は本実施例の超音波プローブの構成を
示す斜視図である。図１と同一の部分には同一の符号を
付して示し、詳細な説明は省略する。実施例１と同一の
単結晶塊から切りだした（００１）ウエハを用い、同様
の研磨を行った。２種の金属層を圧電体１の両面にスパ
ッタメタライズし電極を構成した。電極は圧電体に近い
層から順に、厚さ０. ０５μm のＴｉ層５２ａ、５２
ａ′、厚さ１. ５μm のＣｕ層５２ｂ、５２ｂ′で構成
した。
示す斜視図である。図１と同一の部分には同一の符号を
付して示し、詳細な説明は省略する。実施例１と同一の
単結晶塊から切りだした（００１）ウエハを用い、同様
の研磨を行った。２種の金属層を圧電体１の両面にスパ
ッタメタライズし電極を構成した。電極は圧電体に近い
層から順に、厚さ０. ０５μm のＴｉ層５２ａ、５２
ａ′、厚さ１. ５μm のＣｕ層５２ｂ、５２ｂ′で構成
した。
【００６８】このＣｕ層５２ｂ、５２ｂ′のビッカース
硬度（ＶHN）は５０（単位無し）、その厚みＴはＴ＝
１. ５( μm)であり、３０≦ＶHN≦１１０、０. ３≦Ｔ
≦５．０の両条件が満たされるとともに、硬度と厚みの
積（ＶHN・Ｔ）が１５≦ＶHN×Ｔ≦４００の範囲内にあ
るように構成されている。図６は、この時満たされる条
件の範囲を図示した特性図である。
硬度（ＶHN）は５０（単位無し）、その厚みＴはＴ＝
１. ５( μm)であり、３０≦ＶHN≦１１０、０. ３≦Ｔ
≦５．０の両条件が満たされるとともに、硬度と厚みの
積（ＶHN・Ｔ）が１５≦ＶHN×Ｔ≦４００の範囲内にあ
るように構成されている。図６は、この時満たされる条
件の範囲を図示した特性図である。
【００６９】電極を形成した（００１）ウエハから幅２
０mm×長さ１４mm×厚さ０. ２４mmの平板状振動子を切
り出し、実施例１と同様に分極処理を行なった。次に、
ＦＰＣ７とア−ス板６の接着、及び電極のエッチングを
実施例１と同様に行った。
０mm×長さ１４mm×厚さ０. ２４mmの平板状振動子を切
り出し、実施例１と同様に分極処理を行なった。次に、
ＦＰＣ７とア−ス板６の接着、及び電極のエッチングを
実施例１と同様に行った。
【００７０】次に、ＦＰＣ７を取り付けた面に、ゴムと
樹脂の混合物からなり音響インピーダンスが２. ２×10
6 kg/ｍ2 sのバッキング材３を接着した。以下、マッ
チング層４ａ、４ｂの接着、圧電振動子の１２８チャン
ネルへのアレイ加工、音響レンズ５の接着等は実施例１
と同一とし、超音波プローブを作製した。
樹脂の混合物からなり音響インピーダンスが２. ２×10
6 kg/ｍ2 sのバッキング材３を接着した。以下、マッ
チング層４ａ、４ｂの接着、圧電振動子の１２８チャン
ネルへのアレイ加工、音響レンズ５の接着等は実施例１
と同一とし、超音波プローブを作製した。
【００７１】この超音波プロ−ブの反射エコ−をパルス
エコ−法により測定し、すべての素子から３. ５０±
０. １４MHz 以内の中心周波数を有するエコ−が受信さ
れ、−６dBの比帯域は平均で１０２％になった。エコー
の受信レベルは、比較のために作製した、音響インピー
ダンスが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用い
た上記超音波プローブに比べ、３〜５dBの感度向上が確
認された。
エコ−法により測定し、すべての素子から３. ５０±
０. １４MHz 以内の中心周波数を有するエコ−が受信さ
れ、−６dBの比帯域は平均で１０２％になった。エコー
の受信レベルは、比較のために作製した、音響インピー
ダンスが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用い
た上記超音波プローブに比べ、３〜５dBの感度向上が確
認された。
【００７２】−６dBの比帯域は、前記音響インピーダン
スが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用いた超
音波プローブの１０６％に比べてやや狭くなったが、そ
の度合いは僅かであり、この帯域は、従来のＰＺＴセラ
ミックスを用いたプローブよりも広範囲のドップラリフ
ァレンス周波数を設定できる値であった。
スが５. ５×106 kg/ｍ2 sのバッキング材を用いた超
音波プローブの１０６％に比べてやや狭くなったが、そ
の度合いは僅かであり、この帯域は、従来のＰＺＴセラ
ミックスを用いたプローブよりも広範囲のドップラリフ
ァレンス周波数を設定できる値であった。
【００７３】次に、前述したＴｉ層とＡｕ層の２種の金
属層からなる電極を用いた超音波プロ−ブと本発明の２
種の金属層からなる電極を用いた超音波プロ−ブとを比
較するために、上記した方法により得た本発明の超音波
プローブをエポキシ剥離材中に漬け、短冊状圧電振動子
からバッキング材３及び音響マッチング層４ａ、４ｂ等
を剥離して短冊状圧電振動子単体を得た。
属層からなる電極を用いた超音波プロ−ブと本発明の２
種の金属層からなる電極を用いた超音波プロ−ブとを比
較するために、上記した方法により得た本発明の超音波
プローブをエポキシ剥離材中に漬け、短冊状圧電振動子
からバッキング材３及び音響マッチング層４ａ、４ｂ等
を剥離して短冊状圧電振動子単体を得た。
【００７４】得られた振動子のｋ３３′を測定したとこ
ろ、１２８チャンネルの平均でｋ３３′＝８４％が得ら
れ、前記した電極層がＴｉ層とＡｕ層の２層からなる圧
電振動子のｋ３３′とほぼ同等の値を示し、本発明の超
音波プローブにおいて電極層５２ｂ、５２ｂ′が１. ５
μm と厚くなったことによるｋ３３′への影響が無いこ
とが確認された。さらに、アドミッタンスの周波数スペ
クトラムも実施例１と同様にスプリアスの無い良好なも
のであった。
ろ、１２８チャンネルの平均でｋ３３′＝８４％が得ら
れ、前記した電極層がＴｉ層とＡｕ層の２層からなる圧
電振動子のｋ３３′とほぼ同等の値を示し、本発明の超
音波プローブにおいて電極層５２ｂ、５２ｂ′が１. ５
μm と厚くなったことによるｋ３３′への影響が無いこ
とが確認された。さらに、アドミッタンスの周波数スペ
クトラムも実施例１と同様にスプリアスの無い良好なも
のであった。
【００７５】また、本発明の超音波プローブの圧電振動
子の端面を顕微鏡観察したところ、実施例１と同様に全
チャンネルで電極層の断線はなく、クラックやチッピン
グの発生は極僅かであることが確認された。
子の端面を顕微鏡観察したところ、実施例１と同様に全
チャンネルで電極層の断線はなく、クラックやチッピン
グの発生は極僅かであることが確認された。
【００７６】上記したように、電極層のビッカース硬度
（ＶHN）とその厚みＴとが３０≦ＶHN≦１１０、０. ３
≦Ｔ≦５．０の両条件を満たすとともに、硬度と厚みの
積（ＶHN・Ｔ）が１５≦ＶHN×Ｔ≦４００の範囲内にあ
るように電極を構成することにより、従来振動子に生じ
ていたクラック、チッピングの増加などを抑制でき、従
来に比べ高感度な超音波プローブを、高い歩留まりを維
持しつつ作製することが可能である。
（ＶHN）とその厚みＴとが３０≦ＶHN≦１１０、０. ３
≦Ｔ≦５．０の両条件を満たすとともに、硬度と厚みの
積（ＶHN・Ｔ）が１５≦ＶHN×Ｔ≦４００の範囲内にあ
るように電極を構成することにより、従来振動子に生じ
ていたクラック、チッピングの増加などを抑制でき、従
来に比べ高感度な超音波プローブを、高い歩留まりを維
持しつつ作製することが可能である。
【００７７】図７は、本発明の超音波プローブにおける
電極の硬度と厚さの間の好ましい関係を示した特性図で
あり、図７に示されるように厚みＴが０．５≦Ｔ≦４．
０、かつビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが２５≦Ｖ
HN×Ｔ≦３２０を満たすことが望ましい。
電極の硬度と厚さの間の好ましい関係を示した特性図で
あり、図７に示されるように厚みＴが０．５≦Ｔ≦４．
０、かつビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが２５≦Ｖ
HN×Ｔ≦３２０を満たすことが望ましい。
【００７８】また、図８は、本発明の超音波プローブに
おける電極の硬度と厚さの間のさらに好ましい関係を示
した特性図であり、より好ましくは厚みＴが０．８≦Ｔ
≦３．０、かつビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが４
０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たすと良い。
おける電極の硬度と厚さの間のさらに好ましい関係を示
した特性図であり、より好ましくは厚みＴが０．８≦Ｔ
≦３．０、かつビッカース硬度と厚みの積ＶHN×Ｔが４
０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たすと良い。
【００７９】なお、上記した条件は、２層構造の電極に
対して適用することができ、さらに３層以上の構造を有
する電極に対しても適用することが可能である。２層構
造を有する電極については、上層の金属層の酸化を防止
する元素が添加されていることが好ましい。この元素は
前記金属層の表面側に選択的に添加されていることが望
ましい。
対して適用することができ、さらに３層以上の構造を有
する電極に対しても適用することが可能である。２層構
造を有する電極については、上層の金属層の酸化を防止
する元素が添加されていることが好ましい。この元素は
前記金属層の表面側に選択的に添加されていることが望
ましい。
【００８０】前記金属層として、Ｃｕ、Ｎｉのうち少な
くとも１種を主成分とした層を用いる場合には、当該金
属層にはＡｕ、Ａｇのうち少なくとも１種の元素が添加
されていることが望ましい。
くとも１種を主成分とした層を用いる場合には、当該金
属層にはＡｕ、Ａｇのうち少なくとも１種の元素が添加
されていることが望ましい。
【００８１】上記した元素が前記金属層の表面側に選択
的に添加されている場合において、添加部分の上記金属
層表面からの深さは、例えば５ｎｍ〜５０ｎｍとするこ
とができる。また、添加元素の前記金属層表面における
濃度は、例えば５０重量％〜７５重量％とすることが可
能である。
的に添加されている場合において、添加部分の上記金属
層表面からの深さは、例えば５ｎｍ〜５０ｎｍとするこ
とができる。また、添加元素の前記金属層表面における
濃度は、例えば５０重量％〜７５重量％とすることが可
能である。
【００８２】また、第２層、若しくは所定硬度を有する
電極層として、Ａｌやその合金、例えばＡｌ−Ｓｉ合金
を用いることも可能である。これらの材料からなる電極
層も他の配線材料に対して密着性が良く、ハンダ付け等
が可能である。
電極層として、Ａｌやその合金、例えばＡｌ−Ｓｉ合金
を用いることも可能である。これらの材料からなる電極
層も他の配線材料に対して密着性が良く、ハンダ付け等
が可能である。
【００８３】図９は、本発明の超音波診断装置の構成を
示す概略図である。図９（ａ）に示すように、上記実施
形態に示した本発明の超音波プローブで得られた信号は
信号処理装置に伝送され、この信号処理装置における信
号処理により画像モニタに画像が写し出される。この装
置の構成は、図９（ｂ）に示すように、圧電体９１を備
えた超音波プローブ９２にケーブル９３の一端が接続さ
れ、さらにこのケーブル９３の他端は信号処理装置９４
に接続されている。超音波プローブ９２で得られた信号
はケーブル９３により信号処理装置９４に伝送され、こ
の信号処理装置９４において信号処理が行われる。信号
処理結果は、画像モニタ９５に超音波画像９６として写
し出される。
示す概略図である。図９（ａ）に示すように、上記実施
形態に示した本発明の超音波プローブで得られた信号は
信号処理装置に伝送され、この信号処理装置における信
号処理により画像モニタに画像が写し出される。この装
置の構成は、図９（ｂ）に示すように、圧電体９１を備
えた超音波プローブ９２にケーブル９３の一端が接続さ
れ、さらにこのケーブル９３の他端は信号処理装置９４
に接続されている。超音波プローブ９２で得られた信号
はケーブル９３により信号処理装置９４に伝送され、こ
の信号処理装置９４において信号処理が行われる。信号
処理結果は、画像モニタ９５に超音波画像９６として写
し出される。
【００８４】以上、本発明の実施例を述べたが、本発明
は上記実施例に限定されるものではない。例えば、前記
した超音波プローブ及び超音波診断装置以外に他の超音
波送受振素子、あるいは結石破砕装置の超音波送波器に
も適用可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することが可能である。
は上記実施例に限定されるものではない。例えば、前記
した超音波プローブ及び超音波診断装置以外に他の超音
波送受振素子、あるいは結石破砕装置の超音波送波器に
も適用可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
短冊状の振動子をアレイ状に配列した超音波プローブ
で、少なくとも３種以上の金属層、若しくは所定の硬度
及び厚さで構成された金属層を電極として用いることに
より、音響インピーダンスが小さいバッキング材を使用
した場合に生じていた切削性の低下によるアレイ加工時
の歩留まりの低下がなく、高感度且つ広帯域な特性を有
する、高品質で信頼性の高い超音波プローブを提供する
ことができる。したがって、医用診断装置などの診断性
能の向上に顕著な効果がある。
短冊状の振動子をアレイ状に配列した超音波プローブ
で、少なくとも３種以上の金属層、若しくは所定の硬度
及び厚さで構成された金属層を電極として用いることに
より、音響インピーダンスが小さいバッキング材を使用
した場合に生じていた切削性の低下によるアレイ加工時
の歩留まりの低下がなく、高感度且つ広帯域な特性を有
する、高品質で信頼性の高い超音波プローブを提供する
ことができる。したがって、医用診断装置などの診断性
能の向上に顕著な効果がある。
【図１】 本発明にかかる超音波プロ−ブの構成を示す
斜視図。
斜視図。
【図２】 本発明と従来例の圧電振動子のチッピング、
クラック、及び断線の様子を示す断面図。
クラック、及び断線の様子を示す断面図。
【図３】 本発明と従来例における圧電振動子のアドミ
ッタンスのスペクトラムを示す特性図。
ッタンスのスペクトラムを示す特性図。
【図４】 電極の第２層の厚さと超音波プローブの歩留
まりとの関係を示す特性図。
まりとの関係を示す特性図。
【図５】 本発明にかかる超音波プローブの他の実施例
の構成を示す斜視図。
の構成を示す斜視図。
【図６】 本発明の超音波プローブにおける電極の硬度
と厚さの間の関係を示した特性図。
と厚さの間の関係を示した特性図。
【図７】 本発明の超音波プローブにおける電極の硬度
と厚さの間の好ましい関係を示した特性図。
と厚さの間の好ましい関係を示した特性図。
【図８】 本発明の超音波プローブにおける電極の硬度
と厚さの間のさらに好ましい関係を示した特性図。
と厚さの間のさらに好ましい関係を示した特性図。
【図９】 本発明の超音波診断装置の構成を示す概略
図。
図。
１、１１…圧電体 ２、２′、１２、１２′…電極 ２ａ、２ａ′…第１層の電極層 ２ｂ、２ｂ′…第２層の電極層 ２ｃ、２ｃ′…第３層の電極層 ３…バッキング材 ４ａ、４ｂ…音響マッチング層 ５…音響レンズ ６…アース板 ７…ＦＰＣ ８…クラック ９…チッピング １０…電極層の断線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋貫 専治 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 (72)発明者 原田 耕一 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内
Claims (19)
- 【請求項１】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設された少
なくとも３種以上の金属層と、この金属層を介して前記
振動子に取り付けられたバッキング材とを備えたことを
特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項２】 前記３種以上の金属層は、前記振動子側
から順に、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒのうち少なくとも１種を主
成分とした第１の金属層、Ｃｕ、Ｎｉのうち少なくとも
１種を主成分とした第２の金属層、及びＣｕ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ａｇ、Ｐｄのうち少なくとも１種を主成分とした第
３の金属層を有することを特徴とする請求項１に記載の
超音波プローブ。 - 【請求項３】 前記第２の金属層の厚みＴ２が、０. ３
μm ≦Ｔ２≦５. ０μmの範囲にあることを特徴とする
請求項１又は２に記載の超音波プローブ。 - 【請求項４】 前記第２の金属層の厚みＴ２が、０. ５
μm ≦Ｔ２≦４. ０μmの範囲にあることを特徴とする
請求項１又は２に記載の超音波プローブ。 - 【請求項５】 前記第２の金属層の厚みＴ２が、０. ８
μm ≦Ｔ２≦３. ０μmの範囲にあることを特徴とする
請求項１又は２に記載の超音波プローブ。 - 【請求項６】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、ビ
ッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μm
）が０．３≦Ｔ≦５．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが１５≦ＶHN×Ｔ≦４００を満たす金属層
を含む電極と、この電極を介して前記振動子に取り付け
られたバッキング材とを備えたことを特徴とする超音波
プローブ。 - 【請求項７】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、ビ
ッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μm
）が０．５≦Ｔ≦４．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが２５≦ＶHN×Ｔ≦３２０を満たす金属層
を含む電極と、この電極を介して前記振動子に取り付け
られたバッキング材とを備えたことを特徴とする超音波
プローブ。 - 【請求項８】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設され、ビ
ッカース硬度ＶHNが３０≦ＶHN≦１１０、厚みＴ（μm
）が０．８≦Ｔ≦３．０、かつビッカース硬度と厚み
の積ＶHN×Ｔが４０≦ＶHN×Ｔ≦２４０を満たす金属層
を含む電極と、この電極を介して前記振動子に取り付け
られたバッキング材とを備えたことを特徴とする超音波
プローブ。 - 【請求項９】 圧電性結晶材料からなり、アレイ状に配
列された短冊状の振動子と、この振動子に配設された電
極と、この電極を介して前記振動子に取り付けられたバ
ッキング材とを備え、前記電極は、前記圧電性結晶材料
からなる板状体を前記短冊状の振動子に加工する場合に
発生する前記振動子のチッピング、クラックを防止する
金属層を含むことを特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項１０】 前記金属層はＣｕ、Ｎｉのうち少なく
とも１種を主成分とした層であることを特徴とする請求
項６乃至９に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１１】 前記金属層には該金属層の酸化を防止
する元素が添加されていることを特徴とする請求項６乃
至１０に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１２】 前記金属層にはＡｕ、Ａｇのうち少な
くとも１種の元素が添加されていることを特徴とする請
求項１０に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１３】 前記元素は前記金属層の表面側に選択
的に添加されていることを特徴とする請求項１１又は１
２に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１４】 前記バッキング材の音響インピーダン
スＺｂが、１. ０×106kg/ｍ2 s≦Ｚｂ≦５. ０×106
kg/ｍ2 sの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至
１３に記載の超音波プローブ。 - 【請求項１５】 前記振動子の圧電性結晶材料として、
Ｐｂ（（Ｍ１1/3 Ｎｂ(2/3)-(2z/3)Ｔａ2z/3）1-x-y Ｔ
ｉx Ｍ２y ）Ｏ3 （Ｍ１はＺｎ、Ｎｉ、及びＭｇから選
ばれる少なくとも１つの金属、Ｍ２はＰｔ、Ｆｅ、Ｂ
ｉ、Ｒｈ、及びＩｒから選ばれる少なくとも１つの金属
を示し、ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０. ０５≦ｘ≦０.
２、０≦ｙ≦０. ０１、０≦ｚ≦０. １として規定され
る。）で表されるペロブスカイト型複合酸化物が用いら
れていることを特徴とする請求項１乃至１４に記載の超
音波プロ−ブ。 - 【請求項１６】 前記振動子の圧電性結晶材料として、
Ｐｂ（（Ｍ３1/2 Ｎｂ(1/2)-(z/2) Ｔａz/2 ）1-x-y Ｔ
ｉx Ｍ２y ）Ｏ3 （Ｍ２はＰｔ，Ｆｅ、Ｂｉ、Ｒｈ、及
びＩｒから選ばれる少なくとも１つの金属、Ｍ３はＳｃ
及びＩｎから選ばれる少なくとも１つの金属を示し、
ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ０. ２≦ｘ≦０.６、０≦ｙ
≦０. ０１、０≦ｚ≦０. １として規定される。）で表
されるペロブスカイト型複合酸化物が用いられているこ
とを特徴とする請求項１乃至１４に記載の超音波プロ−
ブ。 - 【請求項１７】 前記振動子の圧電性結晶材料として、
Ｐｂ（（Ｚｎ1/3 Ｎｂ(2/3) ）1-x Ｔｉx ）Ｏ3 （ｘは
０. ０５≦ｘ≦０. ２として規定される。）で表される
ペロブスカイト型複合酸化物が用いられていることを特
徴とする請求項１乃至１４に記載の超音波プロ−ブ。 - 【請求項１８】 前記振動子の圧電性結晶材料は単結晶
からなることを特徴とする請求項１乃至１７に記載の超
音波プロ−ブ。 - 【請求項１９】 請求項１乃至１８に記載の超音波プロ
−ブを用いたことを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10206509A JPH11155859A (ja) | 1997-09-24 | 1998-07-22 | 超音波プローブ及びこれを用いた超音波診断装置 |
| US09/161,415 US6153967A (en) | 1997-09-24 | 1998-09-24 | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25809597 | 1997-09-24 | ||
| JP9-258095 | 1997-09-24 | ||
| JP10206509A JPH11155859A (ja) | 1997-09-24 | 1998-07-22 | 超音波プローブ及びこれを用いた超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11155859A true JPH11155859A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=26515682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10206509A Pending JPH11155859A (ja) | 1997-09-24 | 1998-07-22 | 超音波プローブ及びこれを用いた超音波診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6153967A (ja) |
| JP (1) | JPH11155859A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7388317B2 (en) | 2003-02-27 | 2008-06-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd | Ultrasonic transmitting/receiving device and method for fabricating the same |
| JP2009506638A (ja) * | 2005-08-23 | 2009-02-12 | ゴア エンタープライズ ホールディングス，インコーポレイティド | 改良された超音波プローブ変換器アセンブリ及び生産方法 |
| WO2011033666A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 株式会社 東芝 | 医療用アレイ式超音波プローブおよび医療用超音波診断装置 |
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| JP2012034159A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子、その製造方法、及び超音波医用画像診断装置 |
| JP2019217082A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子および超音波診断装置 |
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| JPS5411173U (ja) * | 1977-06-24 | 1979-01-24 | ||
| US4434384A (en) * | 1980-12-08 | 1984-02-28 | Raytheon Company | Ultrasonic transducer and its method of manufacture |
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| JPH08222402A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-30 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品の電極構造及び圧電共振素子の振動電極構造 |
-
1998
- 1998-07-22 JP JP10206509A patent/JPH11155859A/ja active Pending
- 1998-09-24 US US09/161,415 patent/US6153967A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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