JPH11317999A - Ultrasonic wave vibrator and its manufacture - Google Patents

Ultrasonic wave vibrator and its manufacture

Info

Publication number
JPH11317999A
JPH11317999A JP10122516A JP12251698A JPH11317999A JP H11317999 A JPH11317999 A JP H11317999A JP 10122516 A JP10122516 A JP 10122516A JP 12251698 A JP12251698 A JP 12251698A JP H11317999 A JPH11317999 A JP H11317999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
backing material
flexible cable
shape
laminate
piezoelectric
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.)
Granted
Application number
JP10122516A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3436486B2 (en
Inventor
Shohei Sato
正平 佐藤
Yukito Tabuchi
幸人 田淵
Yasuhiro Ona
康裕 尾名
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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 Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP12251698A priority Critical patent/JP3436486B2/en
Publication of JPH11317999A publication Critical patent/JPH11317999A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3436486B2 publication Critical patent/JP3436486B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To focus an ultrasonic wave beam and to form a focus without the use of an acoustic lens that much attenuates the ultrasonic wave and has a large power loss. SOLUTION: A laminate 24 formed by sequentially stacking a 1st flexible cable 14, a piezoelectric diaphragm 16, a 2nd flexible cable 18, 1st and 2nd matching layers 20, 22 is placed on an upper face of a backing material 12 having a recessed shape on its upper face. A pressing plate 28 with a shape corresponding to an upper face shape of the backing material 12 is pressed from its upper part to connect the flexible cables 14, 18 and an electrode of the piezoelectric diaphragm 16 and the laminate 24 is curved in response to the upper face shape of the backing material 12 to focus an ultrasonic wave beam depending on the shape of the laminate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動子及び
その製造方法、特に超音波ビームのフォーカス方法の改
良を行うための超音波振動子及び製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic oscillator and a method of manufacturing the same, and more particularly to an ultrasonic oscillator for improving an ultrasonic beam focusing method and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】被検体である生体に対して超音波の送受
を行い、生体の観察を行う超音波診断装置が普及してい
る。その診断装置に接続する超音波プローブに使用する
超音波振動子は、一般に、積層構造を呈している。例え
ば、実際に超音波を発生する圧電振動子を中心として、
その後面には機械的なダンピングを行い、周波数帯域を
広くするためのバッキング材が配置されている。一方、
前記圧電振動板の前面には、それぞれλ/4に相当する
二層の整合層が配置されている。前記整合層は、前記圧
電振動板などの音響インピーダンスと、被検体である生
体の音響インピーダンスとの整合を行うことによって、
超音波の伝達性の向上を図っている。なお、前記圧電振
動板の表面及び裏面には、複数の電極が形成され、例え
ば、表面側にマイナス用リード線(必要に応じてフレキ
シブルケーブル)が接続され、裏面側にプラス用リード
線(必要に応じてフレキシブルケーブル)が接続され、
圧電振動板の表裏面に所定電圧を印加し超音波を送波す
ると共に、生体等で反射した反射波による信号の送出を
行う。
2. Description of the Related Art Ultrasonic diagnostic apparatuses for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body as a subject to observe the living body have become widespread. An ultrasonic transducer used for an ultrasonic probe connected to the diagnostic device generally has a laminated structure. For example, focusing on a piezoelectric vibrator that actually generates ultrasonic waves,
A backing material for mechanically damping and widening the frequency band is arranged on the rear surface. on the other hand,
On the front surface of the piezoelectric vibrating plate, two matching layers each corresponding to λ / 4 are arranged. The matching layer, by performing matching between the acoustic impedance of the piezoelectric diaphragm and the acoustic impedance of a living body as a subject,
The transmission of ultrasonic waves is improved. A plurality of electrodes are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating plate. For example, a negative lead wire (flexible cable if necessary) is connected to the front surface side, and a positive lead wire (necessary Flexible cable) is connected according to
A predetermined voltage is applied to the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating plate to transmit an ultrasonic wave, and a signal is transmitted by a reflected wave reflected from a living body or the like.

【0003】ところで、前記超音波振動子によって、超
音波ビームの送受信を行う場合、超音波ビームのフォー
カスが必要になる。この場合、圧電振動板を構成する振
動素子の配列方向のフォーカスは、送信時では、各振動
子に印加する送信波を遅延させることにより、また、受
信時では、各振動子の受信波を遅延させることにより行
っている(電子フォーカス)。一方、振動素子の配列方
向と直交する方向の超音波ビームのフォーカスは、音響
レンズを用いて、所定位置の焦点形成を行い電子走査方
向に直角な方向の分解能を向上している。なお、前記音
響レンズは、直接生体に接触するため、生体との密着性
を維持するために、音響レンズ形状を凸状としている。
この場合、生体内での音速が約1530m/秒なので、
音響レンズの材質は音速が生体より遅いものが必要にな
る。一般には、音速が約1000m/秒のシリコーンゴ
ムが使用されている。
When transmitting and receiving an ultrasonic beam by the ultrasonic transducer, it is necessary to focus the ultrasonic beam. In this case, the focus in the arrangement direction of the vibrating elements constituting the piezoelectric vibrating plate is set by delaying a transmission wave applied to each vibrator during transmission, and delaying a reception wave of each vibrator during reception. (Electronic focus). On the other hand, for focusing of the ultrasonic beam in a direction orthogonal to the arrangement direction of the vibration elements, a focal point is formed at a predetermined position using an acoustic lens, and the resolution in a direction perpendicular to the electronic scanning direction is improved. Since the acoustic lens is in direct contact with the living body, the acoustic lens has a convex shape in order to maintain close contact with the living body.
In this case, since the sound speed in the living body is about 1530 m / sec,
The material of the acoustic lens needs to have a sound speed lower than that of a living body. Generally, a silicone rubber having a sound speed of about 1000 m / sec is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、シリコーンゴ
ムを用いた音響レンズは、音速の温度依存性が大きく、
使用環境によって、フォーカス位置のばらつきが発生す
るという問題がある。また、シリコーンゴム製の音響レ
ンズは、高周波における減衰が大きいという問題があ
る。この減衰は、特に音響レンズの中心部に向かうに従
って大きくなる傾向があり、超音波ビーム特性が劣化し
てしまうという問題があり、超音波振動子本来の性能を
十分に発揮することができない。
However, acoustic lenses using silicone rubber have a large temperature dependence of sound speed,
There is a problem that the focus position varies depending on the use environment. Further, an acoustic lens made of silicone rubber has a problem that attenuation at a high frequency is large. This attenuation tends to increase particularly toward the center of the acoustic lens, and there is a problem that the ultrasonic beam characteristics are deteriorated, so that the original performance of the ultrasonic vibrator cannot be sufficiently exhibited.

【0005】一方、音響レンズを使用する代わりに、振
動子表面を曲率を持った凹面形状とする場合には、振動
素子の電極と引出リード間の接続が形状的に困難になっ
てしまうという問題がある。
On the other hand, when the vibrator surface is formed into a concave shape having a curvature instead of using an acoustic lens, there is a problem in that the connection between the electrode of the vibrating element and the lead lead becomes difficult in shape. There is.

【0006】本発明は、上述の問題点を解決することを
課題としてなされたものであり、その目的は、前記問題
を持つ音響レンズを用いることなく超音波ビームの集束
を行い焦点形成を行うことのできる超音波振動子及びそ
の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to focus an ultrasonic beam and form a focal point without using an acoustic lens having the above problems. And a method of manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の構成は、所定曲率を持った上面を
有する硬質のバッキング材の上面に、シート状の第1フ
レキシブルケーブルと、圧電振動板と、シート状の第2
フレキシブルケーブルと、一層以上の整合層と、を順次
積層して積層体を形成する積層工程と、前記積層体の上
方または下方より圧力を加え、前記バッキング材の上面
形状に沿った形状に当該積層体を押圧変形する変形工程
と、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a structure in which a sheet-like first flexible cable is provided on an upper surface of a hard backing material having an upper surface having a predetermined curvature. , A piezoelectric diaphragm and a sheet-like second
A laminating step of sequentially laminating a flexible cable and one or more matching layers to form a laminated body, and applying pressure from above or below the laminated body to form the laminated body into a shape along the top surface shape of the backing material. And a deformation step of pressing and deforming the body.

【0008】ここで、前記圧電振動板は複数の振動素子
が走査方向に配列され、前記バッキング材は前記配列方
向と直交する方向において所定曲率を有している。ま
た、前記第1フレキシブルケーブルと第2フレキシブル
ケーブルは圧電振動板に接続され、圧電振動板の駆動電
圧の印加及び受信した反射超音波ビームによる信号の送
出を行っている。
The piezoelectric vibrating plate has a plurality of vibrating elements arranged in a scanning direction, and the backing material has a predetermined curvature in a direction orthogonal to the arrangement direction. Further, the first flexible cable and the second flexible cable are connected to a piezoelectric vibrating plate, and apply a driving voltage of the piezoelectric vibrating plate and transmit a signal by the received reflected ultrasonic beam.

【0009】この構成によれば、圧電振動板や整合層が
バッキング材の曲面に応じた形状に押圧形成されるの
で、前記圧電振動板から送受信される超音波ビームを前
記曲率に応じた方向に集束させることができる。また、
シート状の第1,第2フレキシブルケーブルによって圧
電振動板を挟み込んだ状態で積層体を押圧変形させるた
め、湾曲する圧電振動板と各フレキシブルケーブルとの
接続を容易に行うことができる。
According to this structure, since the piezoelectric vibrating plate and the matching layer are pressed and formed in a shape corresponding to the curved surface of the backing material, the ultrasonic beam transmitted and received from the piezoelectric vibrating plate is directed in the direction corresponding to the curvature. Can be focused. Also,
Since the laminate is pressed and deformed with the piezoelectric diaphragm sandwiched between the first and second sheet-like flexible cables, the connection between the curved piezoelectric diaphragm and each flexible cable can be easily performed.

【0010】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記製造方法において、前記変形工程は、
前記バッキング材の上面形状に対応した形状を持った押
圧面を有する加圧板によって積層体を押圧変形させるこ
とを特徴とする。
[0010] In order to achieve the above object, according to the present invention, in the above-described manufacturing method, the deforming step includes:
The stacked body is pressed and deformed by a pressing plate having a pressing surface having a shape corresponding to the top surface shape of the backing material.

【0011】この構成によれば、積層体を均一な押圧力
により容易に押圧変形させることができる。
According to this structure, the laminate can be easily pressed and deformed by a uniform pressing force.

【0012】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記製造方法において、第1フレキシブル
ケーブルと圧電振動板の2面のうち一方の電極間及び第
2フレキシブルケーブルと圧電振動板の2面のうち他方
の電極間の接続を、積層体の押圧変形と同時に行うこと
を特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the above-mentioned manufacturing method, the first flexible cable and one of the two surfaces of the piezoelectric vibrating plate and the second flexible cable are connected to the piezoelectric vibrating plate. The connection between the other electrode of the two surfaces of the plate is performed simultaneously with the pressing deformation of the laminate.

【0013】この構成によれば、電極の接続作業を容易
かつ迅速に行うことができる。
According to this structure, the work of connecting the electrodes can be performed easily and quickly.

【0014】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、さらに、前記バッキング材と前記積層体の
間、及び前記積層体の積層間に接着剤を介在させる工程
と、前記変形工程の押圧状態を維持したまま前記接着剤
を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention further comprises a step of interposing an adhesive between the backing material and the laminate and between the laminates of the laminate, And a curing step of curing the adhesive while maintaining the pressed state in the step.

【0015】この構成によれば、バッキング材の曲面に
応じた形状の積層体を有する超音波振動子を一連の連続
した製造工程で容易に製造することができる。
According to this configuration, an ultrasonic vibrator having a laminated body having a shape corresponding to the curved surface of the backing material can be easily manufactured in a series of continuous manufacturing steps.

【0016】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記製造方法において、硬化工程の後、配
列振動子に分割するために、前記積層体に溝を形成する
溝形成工程を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the structure of the present invention, in the above-mentioned manufacturing method, after the curing step, a groove forming step of forming a groove in the laminated body in order to divide it into an arrayed vibrator. It is characterized by including.

【0017】この構成によれば、配列タイプの振動子の
作成を配線等も含めて容易に行うことができる。
According to this configuration, it is possible to easily produce an array type of vibrator including wirings and the like.

【0018】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、所定曲率を持った上面を有する硬質のバッ
キング材と、前記バッキング材の上面形状に沿って湾曲
した圧電振動板と、前記圧電振動板の湾曲形状に沿って
湾曲した一層以上の整合層と、を含み、前記圧電振動板
の表裏面には、シート状のフレキシブルケーブルが密着
配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a hard backing material having an upper surface having a predetermined curvature, a piezoelectric vibrating plate curved along the shape of the upper surface of the backing material, One or more matching layers curved along the curved shape of the piezoelectric vibrating plate, and a sheet-like flexible cable is closely arranged on the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating plate.

【0019】この構成によれば、前記圧電振動板から送
受信される超音波ビームを前記曲率に応じた方向に集束
させることができる。また、シート状の第1,第2フレ
キシブルケーブルによって圧電振動板を挟み込んだ状態
で積層体を押圧変形させるため、湾曲する圧電振動板と
各フレキシブルケーブルとの接続を容易に行うことがで
きる。
According to this structure, the ultrasonic beam transmitted and received from the piezoelectric diaphragm can be focused in a direction corresponding to the curvature. Further, since the laminate is pressed and deformed with the piezoelectric vibrating plate sandwiched between the first and second sheet-like flexible cables, the connection between the bending piezoelectric vibrating plate and each flexible cable can be easily performed.

【0020】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記振動子において、前記圧電振動板と、
前記整合層とに溝が形成され、配列振動子を形成するこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a vibrator comprising: a piezoelectric vibrating plate;
A groove is formed in the matching layer to form an arrayed vibrator.

【0021】この構成によれば、配列タイプの振動子の
作成を配線等も含めて容易に行うことができる。
According to this configuration, it is possible to easily produce an array type of vibrator including wirings and the like.

【0022】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記溝に接着剤が充填されていることを特
徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the groove is filled with an adhesive.

【0023】この構成によれば、溝が形成された圧電振
動板や整合層の強度を維持しつつ湾曲形状を得ることが
できる。
According to this configuration, it is possible to obtain a curved shape while maintaining the strength of the piezoelectric vibrating plate or the matching layer in which the groove is formed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)を図面に基づき説明する。図
1には、本実施形態の超音波振動子10を押圧変形させ
ている状態が示されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a state in which the ultrasonic transducer 10 of the present embodiment is pressed and deformed.

【0025】まず、前記超音波振動子10の構成を説明
する。本実施形態の場合、超音波振動子10は、凹曲面
形状の上面を有するバッキング材12の上に、第1フレ
キシブルケーブル14、圧電振動板16、第2フレキシ
ブルケーブル18、第1整合層20、第2整合層22と
が順次積層配置された積層体24を形成し、各部材間に
は熱硬化型の接着剤が介在している。なお、本実施形態
の場合、二重の整合層を有する例を説明するが、整合層
の枚数は任意に変更可能である。
First, the configuration of the ultrasonic vibrator 10 will be described. In the case of the present embodiment, the ultrasonic vibrator 10 includes a first flexible cable 14, a piezoelectric vibrating plate 16, a second flexible cable 18, a first matching layer 20, and a backing material 12 having a concavely curved upper surface. A laminate 24 in which the second matching layers 22 are sequentially laminated is formed, and a thermosetting adhesive is interposed between the members. In the present embodiment, an example having a double matching layer will be described, but the number of matching layers can be arbitrarily changed.

【0026】前記バッキング材12は、例えばエポキシ
樹脂を主体にタングステン等の金属を混入させて成る硬
質材料で形成され、上面の曲面は前記圧電振動板16で
送受信される超音波ビームの走査方向に直交する方向に
おいて、所定の曲率(例えば、曲率半径20mm;曲率
≒焦点距離)で凹面が形成されている。このバッキング
材12は前記圧電振動板16の裏面側で当該圧電振動板
16からの超音波振動の機械的なダンピングを行い、周
波数帯域を広くする機能を有している。
The backing material 12 is formed of a hard material obtained by mixing a metal such as tungsten mainly with an epoxy resin, for example, and has a curved upper surface in a scanning direction of an ultrasonic beam transmitted and received by the piezoelectric vibrating plate 16. A concave surface is formed with a predetermined curvature (for example, a curvature radius of 20 mm; curvature ≒ focal length) in a direction perpendicular to the direction. The backing material 12 has a function of mechanically damping the ultrasonic vibration from the piezoelectric vibration plate 16 on the back surface side of the piezoelectric vibration plate 16 to widen the frequency band.

【0027】前記バッキング材12の凹曲面の上には、
薄いシート状のフレキシブル配線基板からなる第1フレ
キシブルケーブル14が配置され、圧電振動板16の下
面側に形成された図示しない単一もしくは複数の電極に
接続可能になっている。同様に、圧電振動板16にも単
一もしくは複数の図示しない電極が形成され第2フレキ
シブルケーブル18が接続可能になっている(なお、単
一の電極に接続する場合、後述するが、接着剤による硬
化後、溝入れによって切断し、素子として分割すること
もできる)。本実施形態の場合、前記第1フレキシブル
ケーブル14はシグナルリード薄板として機能し、第2
フレキシブルケーブル18はグランドリード薄板として
機能して、前記圧電振動板16に所定の駆動電圧を印加
すると共に、生体で反射した超音波ビームに基づく信号
を図示しない超音波診断装置に送出している。
On the concave curved surface of the backing material 12,
A first flexible cable 14 made of a thin sheet-like flexible wiring board is arranged, and can be connected to one or a plurality of electrodes (not shown) formed on the lower surface of the piezoelectric vibration plate 16. Similarly, one or a plurality of electrodes (not shown) are formed on the piezoelectric vibrating plate 16 so that the second flexible cable 18 can be connected thereto. After hardening by, it can be cut by grooving to divide it as an element). In the case of this embodiment, the first flexible cable 14 functions as a thin signal lead,
The flexible cable 18 functions as a ground lead thin plate, applies a predetermined drive voltage to the piezoelectric vibrating plate 16, and sends out a signal based on an ultrasonic beam reflected by a living body to an ultrasonic diagnostic apparatus (not shown).

【0028】前記圧電振動板16は単体タイプの振動素
子でも複数の振動素子がアレイ状に配列されたアレイタ
イプのものでもよいが、本実施形態では、遅延制御によ
り振動素子配列方向の超音波ビームのフォーカシングが
可能なアレイタイプの振動素子を例にとって説明してい
る。この圧電振動板16は図2(a)に示すように、図
中矢印A方向に配列された複数の短冊状の振動素子16
aから形成されている。そして、各振動素子16aの送
受信波を遅延させることによって、矢印A方向のフォー
カスを行うことができる。
The piezoelectric vibrating plate 16 may be a single type vibrating element or an array type in which a plurality of vibrating elements are arranged in an array. In the present embodiment, the ultrasonic beam in the vibrating element array direction is controlled by delay control. The description is made by taking an array type vibrating element capable of focusing as an example. As shown in FIG. 2A, the piezoelectric vibrating plate 16 has a plurality of strip-shaped vibrating elements 16 arranged in the direction of arrow A in the figure.
a. Then, focusing in the direction of arrow A can be performed by delaying the transmission / reception wave of each vibration element 16a.

【0029】本実施形態で使用する圧電振動板16は、
図2(a)に示すように前記振動素子16aの配列方向
と直交する方向(図中矢印B方向)に複数の切欠き溝2
6が形成され、図中矢印C方向から外力を加えることに
よって、図2(b)に示すように、湾曲させることがで
きる。この時、前記切欠き溝26にシリコーンゴムのよ
うに硬化時でも柔軟性を維持できる接着剤を充填するこ
とによって、強度を維持することができる。なお、図2
(b)は図2(a)の状態を裏返しにして湾曲させた状
態を示している。また、圧電振動板16として、複合圧
電材料を使用することもできる。
The piezoelectric diaphragm 16 used in this embodiment is
As shown in FIG. 2A, a plurality of cutout grooves 2 are arranged in a direction (direction of arrow B in the figure) orthogonal to the arrangement direction of the vibrating elements 16a.
6 is formed, and by applying an external force in the direction of arrow C in the figure, the sheet can be curved as shown in FIG. At this time, the strength can be maintained by filling the notch groove 26 with an adhesive such as silicone rubber which can maintain flexibility even during curing. Note that FIG.
FIG. 2B shows a state in which the state of FIG. Further, a composite piezoelectric material can be used as the piezoelectric diaphragm 16.

【0030】さらに、前記第2フレキシブルケーブル1
8の上面には厚さがλ/4に相当する第1整合層20、
第2整合層22が配置され、前記圧電振動板16等の音
響インピーダンスと、被検体である生体の音響インピー
ダンスとの整合を行うことによって、超音波の伝達性の
向上を図っている。
Further, the second flexible cable 1
8, a first matching layer 20 having a thickness corresponding to λ / 4,
The second matching layer 22 is disposed, and the acoustic impedance of the piezoelectric diaphragm 16 and the like is matched with the acoustic impedance of a living body as a subject, thereby improving the transmission of ultrasonic waves.

【0031】次に、上述したような構成部材からなる超
音波振動子10の製造方法について説明する。
Next, a description will be given of a method of manufacturing the ultrasonic vibrator 10 having the above-described components.

【0032】まず、図示しない固定治具等の上にバッキ
ング材12を載置し、上面の凹面部に接着剤(例えば、
熱硬化型接着剤)を塗布する。続いて、第1フレキシブ
ルケーブル14を積層し、その上面に接着剤を塗布し、
圧電振動板16を積層し、その上面に接着剤を塗布し、
第2フレキシブルケーブル18を積層配置する。そし
て、再度、接着剤を第2フレキシブルケーブル18の上
面に塗布する。さらに、第1整合層20、接着剤、第2
整合層22の順に積層して、積層体24を形成し、積層
工程を終了する。この時点では、圧電振動板16は、図
2(a)に示すように、フラット形状を呈している。同
様に、第1,第2フレキシブルケーブル14,18及び
第1,第2整合層20,22もフラット形状を呈してい
る。つまり、積層体24がフラット形状を呈している。
First, the backing material 12 is placed on a fixing jig (not shown) and an adhesive (for example,
A thermosetting adhesive). Subsequently, the first flexible cable 14 is laminated, and an adhesive is applied to the upper surface thereof,
The piezoelectric vibrating plate 16 is laminated, an adhesive is applied to the upper surface thereof,
The second flexible cables 18 are stacked and arranged. Then, an adhesive is again applied to the upper surface of the second flexible cable 18. Further, the first matching layer 20, the adhesive, the second
The laminated body 24 is formed by laminating in order of the matching layer 22, and the laminating step is completed. At this time, the piezoelectric diaphragm 16 has a flat shape as shown in FIG. Similarly, the first and second flexible cables 14 and 18 and the first and second matching layers 20 and 22 also have a flat shape. That is, the laminate 24 has a flat shape.

【0033】続いて、図示しない加圧装置に設けられ、
上下動作自在な加圧板28によって、前記積層体24を
上方から押下する。前記加圧板28の下面(押圧面)形
状は前記バッキング材12の上面形状に対応した凸形状
を有する略蒲鉾形状を呈し、均一な所定圧力で前記積層
体24の上方から当該積層体24を押下することができ
る。この結果、積層体24はバッキング材12の上面形
状及び加圧板28の下面形状に従って図1に示すように
湾曲すると共に、相互の部材が密着する。この時、各部
材間に塗布した接着剤の過剰部分が各接着層から押し出
され、最適な厚さの接着層を形成する。
Subsequently, a pressure device (not shown) is provided.
The laminate 24 is pressed down from above by a press plate 28 that can be moved up and down. The lower surface (pressing surface) of the pressure plate 28 has a substantially semi-cylindrical shape having a convex shape corresponding to the upper surface shape of the backing material 12, and the laminated body 24 is pressed down from above the laminated body 24 with a uniform predetermined pressure. can do. As a result, the laminated body 24 is curved as shown in FIG. 1 according to the upper surface shape of the backing material 12 and the lower surface shape of the pressure plate 28, and the mutual members are in close contact with each other. At this time, an excess portion of the adhesive applied between the members is extruded from each of the adhesive layers to form an adhesive layer having an optimum thickness.

【0034】そして、加圧板28が積層体24を押下し
た状態で接着剤の硬化を行う。例えば、接着剤として熱
硬化型接着剤を使用している場合には、前述の押圧状態
を維持したまま熱硬化炉等に投入し、所定時間の硬化処
理を行う。その後、押圧を解放すれば、湾曲面を有する
超音波振動子10が完成する。
Then, the adhesive is cured while the pressing plate 28 presses the laminate 24. For example, when a thermosetting adhesive is used as the adhesive, it is put into a thermosetting furnace or the like while maintaining the above-mentioned pressed state, and is subjected to a hardening treatment for a predetermined time. Thereafter, when the pressing is released, the ultrasonic transducer 10 having the curved surface is completed.

【0035】このように、あらかじめ設定されたバッキ
ング材12の曲面形状に応じて、積層体24を湾曲させ
ることによって、圧電振動板16で送受信される超音波
ビームを図2(a)中の矢印B方向において集束させる
ことが可能になり、音響レンズを用いることなく超音波
ビームのフォーカスを行うことができる。また、前記第
1,第2フレキシブルケーブル14,18はシート状を
呈し、圧電振動板16の表裏面に容易に密着させること
ができると共に、湾曲する圧電振動板16上に形成され
ている電極と前記第1,第2フレキシブルケーブル1
4,18との位置決め接続を容易かつ一括して行うこと
ができるので製造が容易になる。
As described above, by bending the laminated body 24 according to the preset curved surface shape of the backing material 12, the ultrasonic beam transmitted and received by the piezoelectric diaphragm 16 can be converted into an arrow shown in FIG. Focusing can be performed in the B direction, and the ultrasonic beam can be focused without using an acoustic lens. Further, the first and second flexible cables 14 and 18 have a sheet shape, and can be easily brought into close contact with the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating plate 16, and are provided with electrodes formed on the curved piezoelectric vibrating plate 16. The first and second flexible cables 1
Since the positioning connection with 4, 18 can be easily and collectively performed, the production becomes easy.

【0036】そして、従来のように音響レンズを使用す
ることなくフォーカスが可能になるため入力パワーに対
する出力パワーの減衰が少なく効率的な超音波探触子の
駆動を行うことができると共に、必要以上の入力パワー
を必要としないため探触子表面の温度上昇を低減するこ
とができる。また、受信時においても同様に効果が期待
できる。また、バッキング材の上面形状に応じて容易に
超音波ビームの方向を決定することが可能になりビーム
特性の改善が容易になる。
In addition, since focusing can be performed without using an acoustic lens as in the related art, the output power is less attenuated with respect to the input power, so that the ultrasonic probe can be driven efficiently and more than necessary. Since no input power is required, the temperature rise on the probe surface can be reduced. The same effect can be expected at the time of reception. Further, the direction of the ultrasonic beam can be easily determined according to the shape of the upper surface of the backing material, and the beam characteristics can be easily improved.

【0037】なお、本実施形態ではバッキング材の上面
を凹面形状とした場合を例にとって説明したが、必要に
応じて凸面形状としてもよい。また、本実施形態では、
圧電振動板を湾曲させるために複数の切欠き溝を形成す
る例を説明したが、前記溝に沿った方向で完全に分離し
ても本実施形態と同様に湾曲及びフレキシブルケーブル
との接続を容易に行うことができる。また、本実施形態
での接着剤硬化後に、ダイシング・ソーによって、溝入
れを行い、配列振動素子に分割することも可能である。
In the present embodiment, the case where the upper surface of the backing material has a concave shape has been described as an example. However, a convex shape may be used if necessary. In the present embodiment,
Although an example in which a plurality of notch grooves are formed to bend the piezoelectric vibration plate has been described, even if the grooves are completely separated in a direction along the grooves, the bending and connection with the flexible cable can be easily performed as in the present embodiment. Can be done. Further, after the adhesive is cured in the present embodiment, it is also possible to grooving with a dicing saw and to divide the arrayed vibration elements.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、湾曲形状を有する圧電
振動板を含む超音波振動子を容易に製造することが可能
になり、音響レンズを用いることなく超音波ビームの集
束を行い焦点形成を行うことができる。
According to the present invention, it is possible to easily manufacture an ultrasonic vibrator including a piezoelectric vibrating plate having a curved shape, focus an ultrasonic beam without using an acoustic lens, and form a focal point. It can be performed.

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

【図1】 本発明の実施形態に係る超音波振動製造方法
及び超音波振動子の構成概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an ultrasonic vibration manufacturing method and an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態に係る超音波振動子の圧電
振動板を説明する説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a piezoelectric diaphragm of the ultrasonic transducer according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 超音波振動子、12 バッキング材、14 第1
フレキシブルケーブル、16 圧電振動板、18 第2
フレキシブルケーブル、20 第1整合層、22 第2
整合層、24 積層体、26 切欠き溝、28 加圧
板。
10 ultrasonic transducer, 12 backing material, 14 first
Flexible cable, 16 piezoelectric diaphragm, 18 second
Flexible cable, 20 first matching layer, 22 second
Matching layer, 24 laminate, 26 notch groove, 28 pressure plate.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定曲率を持った上面を有する硬質のバ
ッキング材の上面に、シート状の第1フレキシブルケー
ブルと、圧電振動板と、シート状の第2フレキシブルケ
ーブルと、一層以上の整合層と、を順次積層して積層体
を形成する積層工程と、 前記積層体の上方または下方より圧力を加え、前記バッ
キング材の上面形状に沿った形状に当該積層体を押圧変
形する変形工程と、 を含むことを特徴とする超音波振動子の製造方法。
1. A sheet-like first flexible cable, a piezoelectric vibrating plate, a sheet-like second flexible cable, and one or more matching layers are provided on an upper surface of a hard backing material having an upper surface having a predetermined curvature. And a deformation step of applying pressure from above or below the laminate and pressing and deforming the laminate into a shape along the top surface shape of the backing material. A method for manufacturing an ultrasonic vibrator, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の製造方法において、 前記変形工程は、前記バッキング材の上面形状に対応し
た形状を持った押圧面を有する加圧板によって積層体を
押圧変形させることを特徴とする超音波振動子の製造方
法。
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein in the deforming step, the laminate is pressed and deformed by a pressing plate having a pressing surface having a shape corresponding to an upper surface shape of the backing material. Manufacturing method of ultrasonic transducer.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の製造方法
において、 第1フレキシブルケーブルと圧電振動板の2面のうちの
一方の電極間、及び第2フレキシブルケーブルと圧電振
動板の2面のうちの他方の電極間の接続を、前記積層体
の押圧変形と同時に行うことを特徴とする超音波振動子
の製造方法。
3. The manufacturing method according to claim 1, wherein one of the two surfaces of the first flexible cable and the piezoelectric vibration plate and one of the two surfaces of the second flexible cable and the piezoelectric vibration plate. A method of manufacturing an ultrasonic vibrator, wherein the connection between the other electrode is performed simultaneously with the pressing deformation of the laminate.
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の製造方法において、 さらに、 前記バッキング材と前記積層体の間、及び前記積層体の
積層間に接着剤を介在させる工程と、 前記変形工程の押圧状態を維持したまま前記接着剤を硬
化させる硬化工程と、 を含むことを特徴とする超音波振動子の製造方法。
4. The method according to claim 1, further comprising the step of interposing an adhesive between the backing material and the laminate, and between the laminates. A curing step of curing the adhesive while maintaining the pressed state of the deforming step.
【請求項5】 請求項4記載の製造方法において、 硬化工程の後、配列振動子に分割するために、前記積層
体に溝を形成する溝形成工程を含むことを特徴とする超
音波振動子の製造方法。
5. The method according to claim 4, further comprising, after the curing step, a groove forming step of forming a groove in the laminated body to divide the laminated body into array vibrators. Manufacturing method.
【請求項6】 所定曲率を持った上面を有する硬質のバ
ッキング材と、 前記バッキング材の上面形状に沿って湾曲した圧電振動
板と、 前記圧電振動板の湾曲形状に沿って湾曲した一層以上の
整合層と、 を含み、 前記圧電振動板の表裏面には、シート状のフレキシブル
ケーブルが密着配置されていることを特徴とする超音波
振動子。
6. A hard backing material having an upper surface with a predetermined curvature, a piezoelectric diaphragm curved along the upper surface shape of the backing material, and at least one layer curved along the curved shape of the piezoelectric diaphragm. An ultrasonic vibrator, comprising: a matching layer; and a sheet-like flexible cable disposed in close contact with the front and back surfaces of the piezoelectric vibrating plate.
【請求項7】 請求項6記載の超音波振動子において、 前記圧電振動板と、前記整合層とに溝が形成され、配列
振動子を形成することを特徴とする超音波振動子。
7. The ultrasonic vibrator according to claim 6, wherein grooves are formed in said piezoelectric vibrating plate and said matching layer to form an arrayed vibrator.
【請求項8】 請求項7記載の超音波振動子において、 前記溝に接着剤が充填されていることを特徴とする超音
波振動子。
8. The ultrasonic vibrator according to claim 7, wherein said groove is filled with an adhesive.
JP12251698A 1998-05-01 1998-05-01 Ultrasonic vibrator and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3436486B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12251698A JP3436486B2 (en) 1998-05-01 1998-05-01 Ultrasonic vibrator and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12251698A JP3436486B2 (en) 1998-05-01 1998-05-01 Ultrasonic vibrator and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11317999A true JPH11317999A (en) 1999-11-16
JP3436486B2 JP3436486B2 (en) 2003-08-11

Family

ID=14837793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12251698A Expired - Fee Related JP3436486B2 (en) 1998-05-01 1998-05-01 Ultrasonic vibrator and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3436486B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006134754A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-21 Takayuki Saguchi Ultrasonic wave radiator for treatment
WO2009016843A1 (en) 2007-08-01 2009-02-05 Panasonic Corporation Array scanning type ultrasound probe
JP2009101213A (en) * 2003-01-23 2009-05-14 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic system
KR20170078398A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 (주)아이블포토닉스 Method of Manufacturing an Ultrasonic Sensor and An Ultrasonic Sensor Thereby
CN107981887A (en) * 2017-12-19 2018-05-04 深圳先进技术研究院 Ultrasonic transducer, focused transducer and focused transducer production method
JP2019168240A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社東芝 Lamination type ultrasonic transducer and ultrasonic inspection device
WO2020250657A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Tdk株式会社 Piezoelectric element
CN117019608A (en) * 2023-10-08 2023-11-10 中北大学 High-performance air-coupled ultrasonic point focusing transducer and preparation method thereof

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009101213A (en) * 2003-01-23 2009-05-14 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic system
WO2006134754A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-21 Takayuki Saguchi Ultrasonic wave radiator for treatment
JPWO2006134754A1 (en) * 2005-06-13 2009-01-08 佐口 隆之 Ultrasonic emission device for treatment
WO2009016843A1 (en) 2007-08-01 2009-02-05 Panasonic Corporation Array scanning type ultrasound probe
JPWO2009016843A1 (en) * 2007-08-01 2010-10-14 パナソニック株式会社 Array scanning ultrasonic probe
US8084922B2 (en) 2007-08-01 2011-12-27 Panasonic Corporation Array scanning type ultrasound probe
US8237336B2 (en) 2007-08-01 2012-08-07 Panasonic Corporation Array scanning type ultrasound probe
JP5477630B2 (en) * 2007-08-01 2014-04-23 コニカミノルタ株式会社 Array scanning ultrasonic probe
KR20170078398A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 (주)아이블포토닉스 Method of Manufacturing an Ultrasonic Sensor and An Ultrasonic Sensor Thereby
CN107981887A (en) * 2017-12-19 2018-05-04 深圳先进技术研究院 Ultrasonic transducer, focused transducer and focused transducer production method
JP2019168240A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社東芝 Lamination type ultrasonic transducer and ultrasonic inspection device
WO2020250657A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Tdk株式会社 Piezoelectric element
JP2020205300A (en) * 2019-06-14 2020-12-24 Tdk株式会社 Piezoelectric element
CN113906768A (en) * 2019-06-14 2022-01-07 Tdk株式会社 Piezoelectric element
CN117019608A (en) * 2023-10-08 2023-11-10 中北大学 High-performance air-coupled ultrasonic point focusing transducer and preparation method thereof
CN117019608B (en) * 2023-10-08 2024-01-05 中北大学 High-performance air-coupled ultrasonic point focusing transducer and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3436486B2 (en) 2003-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4385255A (en) Linear array ultrasonic transducer
JP2502685B2 (en) Ultrasonic probe manufacturing method
US5792058A (en) Broadband phased array transducer with wide bandwidth, high sensitivity and reduced cross-talk and method for manufacture thereof
KR100299277B1 (en) Ultrasonic Converter Array and Manufacturing Method
US6551247B2 (en) Ultrasonic probe
US6666825B2 (en) Ultrasound transducer for improving resolution in imaging system
KR100916029B1 (en) Ultrasonic probe and its method of manufacturing
JP3436486B2 (en) Ultrasonic vibrator and manufacturing method thereof
US8237336B2 (en) Array scanning type ultrasound probe
JPH0723500A (en) Two-dimension array ultrasonic wave probe
JP4941998B2 (en) Piezoelectric vibrator of ultrasonic probe, ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic apparatus, and method of manufacturing piezoelectric vibrator in ultrasonic probe
JPS5920240B2 (en) Ultrasonic probe and method for manufacturing the ultrasonic probe
JPH07123497A (en) Ultrasonic probe and manufacture of the same
JP3488102B2 (en) Ultrasonic probe
JP3325368B2 (en) Ultrasonic probe and manufacturing method thereof
JP2002232995A (en) Ultrasonic wave probe and its manufacturing method
KR102256909B1 (en) Ultrasound transducer and a method for manufacturing the same
JP2010258602A (en) Ultrasonic probe and method of manufacturing the same
JP2005117159A (en) Ultrasonic transducer array and manufacturing method therefor
JP3302068B2 (en) Ultrasonic probe for medical ultrasonic diagnostic equipment
JP3656016B2 (en) Ultrasonic probe
JP4071084B2 (en) Manufacturing method of two-dimensional array ultrasonic probe
JPS5832557B2 (en) Ultrasonic transceiver probe and its manufacturing method
EP3638429B1 (en) High frequency wideband wide beam ultrasound emitter transducer for underwater communications
KR102359155B1 (en) Hybrid ultrasound prove array and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080606

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100606

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees