JPS60112400A - 整相アレイ超音波変換器の製造方法 - Google Patents
整相アレイ超音波変換器の製造方法Info
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- JPS60112400A JPS60112400A JP59230009A JP23000984A JPS60112400A JP S60112400 A JPS60112400 A JP S60112400A JP 59230009 A JP59230009 A JP 59230009A JP 23000984 A JP23000984 A JP 23000984A JP S60112400 A JPS60112400 A JP S60112400A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｔ）ｒ二業−１−の利用分りＩＦ
この発明は医療映像用型式の整相アレイ超音波変換器の
製造方法に関し、この発明の方法にしたか−・て医療超
音波変換器か製造されろ。
製造方法に関し、この発明の方法にしたか−・て医療超
音波変換器か製造されろ。
ｉ蕉３ｊｌ＋ １犀
医療超音波映像技術においてよく知られているように、
種々の超音波スキャナがある。この種の乙のには、回転
スキャナおよび振動スキ、１・す等の機械的スギャナ、
直線アレイスギャナおよび整相アレイスギャナ等の電子
スキャナがある。超音波変換器は代表Ｗｊにはヂタン酸
鉛−ノルコン酸鉛（ＰＺ Ｔ ）結晶等の圧ＴＬ伺料か
ら成り、該変換器は信号を印加することにより振動する
ようになっている。整相アレイ変換器は代表的に多数の
素子に分割される圧電月利から成る小さなバーから構成
され、該バーに適宜に遅延させた一連のパルスが印加さ
れるとそれ等の素子は超音波エネルギーの電子操縦波を
送出する。
種々の超音波スキャナがある。この種の乙のには、回転
スキャナおよび振動スキ、１・す等の機械的スギャナ、
直線アレイスギャナおよび整相アレイスギャナ等の電子
スキャナがある。超音波変換器は代表Ｗｊにはヂタン酸
鉛−ノルコン酸鉛（ＰＺ Ｔ ）結晶等の圧ＴＬ伺料か
ら成り、該変換器は信号を印加することにより振動する
ようになっている。整相アレイ変換器は代表的に多数の
素子に分割される圧電月利から成る小さなバーから構成
され、該バーに適宜に遅延させた一連のパルスが印加さ
れるとそれ等の素子は超音波エネルギーの電子操縦波を
送出する。
解決しようとする課題
代表的に、整相アレイ変換器は非常に小さな寸法をして
いる。従って、その組み立てが非常に厄介であり、整相
アレイスギャンヘッドの製造に掛かる費用の大部分が当
該スキャンヘッドの組み立てに要ケる労力に関係してい
る。
いる。従って、その組み立てが非常に厄介であり、整相
アレイスギャンヘッドの製造に掛かる費用の大部分が当
該スキャンヘッドの組み立てに要ケる労力に関係してい
る。
アレイにおける各素子用チャンネルに対する個別の信号
操作を必要上するからチャンネル整相アレイ変換器の製
造に係る費用かイ・ｊ加されることになる。各チャンネ
ルには多数の構成部分が必要であること、更に、整相ア
レイ変換器は少なくと６３２ヂヤンネルを有する場合が
多いことがら、各チャンネル当たりの電子機器製造コス
トが高価なものとなる。
操作を必要上するからチャンネル整相アレイ変換器の製
造に係る費用かイ・ｊ加されることになる。各チャンネ
ルには多数の構成部分が必要であること、更に、整相ア
レイ変換器は少なくと６３２ヂヤンネルを有する場合が
多いことがら、各チャンネル当たりの電子機器製造コス
トが高価なものとなる。
発明の構成
この発明にしたがって、整相アレイ超音波スキャンヘッ
ドの製造方法が記述される。この方法にしたがって整相
アレイスキャンヘット製造の簡略化した工程が記述され
、製造時に整相アレイ変換器は当該整相アレイ変換器の
一体化部分を形成する端子コネクタを含む。この発明に
したがって変換器ヲ製造すれば、その変換器は当該スキ
ャンヘット用電子機器を備えるボードの端子コネクタに
挿入することができる。よって、製造後、この整相アレ
イ変換器は接続電子機器とは別個にテストを行うことが
できる。このようにして作用ユニッＩ゛のみが包装され
、仮に欠陥変換器であったとして乙包装するｎ旧こ正常
な作用ユニットと取り替えることができる。したがって
、製造した際に不作動の変換器に接続される電子機器に
係る費用が要らない。
ドの製造方法が記述される。この方法にしたがって整相
アレイスキャンヘット製造の簡略化した工程が記述され
、製造時に整相アレイ変換器は当該整相アレイ変換器の
一体化部分を形成する端子コネクタを含む。この発明に
したがって変換器ヲ製造すれば、その変換器は当該スキ
ャンヘット用電子機器を備えるボードの端子コネクタに
挿入することができる。よって、製造後、この整相アレ
イ変換器は接続電子機器とは別個にテストを行うことが
できる。このようにして作用ユニッＩ゛のみが包装され
、仮に欠陥変換器であったとして乙包装するｎ旧こ正常
な作用ユニットと取り替えることができる。したがって
、製造した際に不作動の変換器に接続される電子機器に
係る費用が要らない。
この発明の整相アレイ超音波変換器の製造方法にｊ；れ
ば、圧電結晶体は一対の両面印刷回路基板の縁部に半田
付けされる。各印刷回路基板の両面にトレース（図形）
を有している。次いて、裏張り相別が注入されて該結晶
体と副動板とが固着され、変換器の各素子を形成すべく
鋸ひきされる。
ば、圧電結晶体は一対の両面印刷回路基板の縁部に半田
付けされる。各印刷回路基板の両面にトレース（図形）
を有している。次いて、裏張り相別が注入されて該結晶
体と副動板とが固着され、変換器の各素子を形成すべく
鋸ひきされる。
去施撚
以下に、この発明の実施例を添（＝Ｉ図面とともに説明
する。
する。
第１図に、この発明に従って製造された整相アレイ変換
器ｌＯの上面図が示される。変換器１０は外面２２と内
面２４とを（１１１１える一対の両面印刷回路基板１８
．２０の先端部Ｉ４．１６にリフロー半田付けされた圧
電結晶体から成る。この明細書において使用される語“
外側”面２２および゛内側゛面２４は裏張り材料２６に
曝される（内面）か、曝されないか（外面）かによって
定められる。裏張り相別２６は非導電性材料、一般的に
は、酸化タングステンエポキシである。この裏張り相別
２６は両印刷回路基板１８．２０の内面２４と裏張り材
料注入用の型枠を形成する圧電結晶体Ｉ２の背面との間
の間隙に注入される。半０３ （＝１’ ＩＪする前に
結晶体１２の両面が金属化される。
器ｌＯの上面図が示される。変換器１０は外面２２と内
面２４とを（１１１１える一対の両面印刷回路基板１８
．２０の先端部Ｉ４．１６にリフロー半田付けされた圧
電結晶体から成る。この明細書において使用される語“
外側”面２２および゛内側゛面２４は裏張り材料２６に
曝される（内面）か、曝されないか（外面）かによって
定められる。裏張り相別２６は非導電性材料、一般的に
は、酸化タングステンエポキシである。この裏張り相別
２６は両印刷回路基板１８．２０の内面２４と裏張り材
料注入用の型枠を形成する圧電結晶体Ｉ２の背面との間
の間隙に注入される。半０３ （＝１’ ＩＪする前に
結晶体１２の両面が金属化される。
第２図に、整相アレイ変換器ＩＯを備えた印刷回路基板
１８の外面２２の平面図を示す。回路基板１８の外面２
２には、印刷された一連のトレース（図形）２８が設置
Ｊられる。同様に、回路基板Ｉ８の内面２４には、陰影
を付して示す一連のトレース３０か設げられる。各トレ
ース２８．３０の □ピッチは、上端面１４が完成整相
アレイ変換器１０の所望の素子ピッチの約１／４ピツヂ
をもって隣接するように選択される。
１８の外面２２の平面図を示す。回路基板１８の外面２
２には、印刷された一連のトレース（図形）２８が設置
Ｊられる。同様に、回路基板Ｉ８の内面２４には、陰影
を付して示す一連のトレース３０か設げられる。各トレ
ース２８．３０の □ピッチは、上端面１４が完成整相
アレイ変換器１０の所望の素子ピッチの約１／４ピツヂ
をもって隣接するように選択される。
第２〜５図において、各回路基板１８．２０の上端面１
４、Ｉ６に圧電結晶体１２をリフロー半田（・ｊりした
後、この発明の好ましい実施例において（」、裏張り相
別２６がそこへバー人されるととムに硬化される。この
変換器１０は、半導体ダイシング鋸に、にると同様に非
常に小さくかつ精緻に切断できる切断器の下方の冶具に
設定される。その後、圧電結晶体１２はミラーを用いて
外面２２におＩＪるトレース２８を見なから並へられ、
各回路基板１８．２０の他のトレース２８．３０に鋸ひ
き口３２を残すように切削される。鋸ひき目３２は結晶
体１２の残部から結晶体１２の一部分を電気的に分離す
ることにより変換４巨）の素子３４を形成する。また、
このＳ１シひき１］３２は該素子３４を他のトレース２
８．３０と接触する結晶体１２の残部から分離する。第
３図に示すように、鋸ひき目３２はｊ古晶伺口２の」二
面３６にｆ栗さＳを乙って切り込む。該深さＳは（当該
圧電結晶体Ｉ２の厚み＋トレース２８．３０か基板１８
．２０の先端面１４．１６と重なり合う部分の厚み）（
］よりも大きくする必要がある。このようにして、鋸ひ
き目３２は他の素子３４から各索子３４を完全に電気的
に絶縁ざ且゛るように当該結晶体１２を切断する。この
発明の好ましい実施例において深さＳ（Ｊ約３２ミル（
ｍｉｌ）とされる。
４、Ｉ６に圧電結晶体１２をリフロー半田（・ｊりした
後、この発明の好ましい実施例において（」、裏張り相
別２６がそこへバー人されるととムに硬化される。この
変換器１０は、半導体ダイシング鋸に、にると同様に非
常に小さくかつ精緻に切断できる切断器の下方の冶具に
設定される。その後、圧電結晶体１２はミラーを用いて
外面２２におＩＪるトレース２８を見なから並へられ、
各回路基板１８．２０の他のトレース２８．３０に鋸ひ
き口３２を残すように切削される。鋸ひき目３２は結晶
体１２の残部から結晶体１２の一部分を電気的に分離す
ることにより変換４巨）の素子３４を形成する。また、
このＳ１シひき１］３２は該素子３４を他のトレース２
８．３０と接触する結晶体１２の残部から分離する。第
３図に示すように、鋸ひき目３２はｊ古晶伺口２の」二
面３６にｆ栗さＳを乙って切り込む。該深さＳは（当該
圧電結晶体Ｉ２の厚み＋トレース２８．３０か基板１８
．２０の先端面１４．１６と重なり合う部分の厚み）（
］よりも大きくする必要がある。このようにして、鋸ひ
き目３２は他の素子３４から各索子３４を完全に電気的
に絶縁ざ且゛るように当該結晶体１２を切断する。この
発明の好ましい実施例において深さＳ（Ｊ約３２ミル（
ｍｉｌ）とされる。
鋸ひき目３２は、第５図に示ずＪ、うに、わずかに傾斜
させられ、当該変換器１０の各素子３４が回路基板１８
．２０の単一のトレース２８．３０とそれぞれ接触する
ようにされる。このようにして、結晶体１２の素子３４
の密度は各トレース２８．３０のピッチの４倍となって
いる。第５図において、各トレース２ｇ、３０は各素子
３４に関する位置１：］（）を示づ′ように描かれてい
ることにｔ１意しな（）ればいりない。実際には、各ト
レース２８．３０（Ｊ変換器１０の上端面におる実画と
して表れない（〕れど乙、第５図は、その実画を１１１
１万するというよりはむしろ各素子３４に対する各トレ
ースの位置イτ］けを描写する乙のである。
させられ、当該変換器１０の各素子３４が回路基板１８
．２０の単一のトレース２８．３０とそれぞれ接触する
ようにされる。このようにして、結晶体１２の素子３４
の密度は各トレース２８．３０のピッチの４倍となって
いる。第５図において、各トレース２ｇ、３０は各素子
３４に関する位置１：］（）を示づ′ように描かれてい
ることにｔ１意しな（）ればいりない。実際には、各ト
レース２８．３０（Ｊ変換器１０の上端面におる実画と
して表れない（〕れど乙、第５図は、その実画を１１１
１万するというよりはむしろ各素子３４に対する各トレ
ースの位置イτ］けを描写する乙のである。
治具において、最初の鋸ひき目３２の形成後、変換器ｌ
Ｏは＋Ａ子の幅寸法分移動され、次の隣接素子３４を電
気的に絶縁べく平行鋸ひき１」３２か形成される。この
工程は結晶体１２に第４図に示すような完成変換器１０
にお（Ｊる索子３４の数に応じた故の一連の素子が形成
されるまで繰り返される。この発明の好ましい実施例に
おいて、各ｊ１．ｉｉひき目３２は約２ミル（１ｎｉｌ
）の幅とされ、その中心から１１ミル（ｍｉｌ）の間隔
をちって形成される。
Ｏは＋Ａ子の幅寸法分移動され、次の隣接素子３４を電
気的に絶縁べく平行鋸ひき１」３２か形成される。この
工程は結晶体１２に第４図に示すような完成変換器１０
にお（Ｊる索子３４の数に応じた故の一連の素子が形成
されるまで繰り返される。この発明の好ましい実施例に
おいて、各ｊ１．ｉｉひき目３２は約２ミル（１ｎｉｌ
）の幅とされ、その中心から１１ミル（ｍｉｌ）の間隔
をちって形成される。
莢換器１０の各索子３４を）１ニ成し７二後、それ等の
上面３６−・の電気接触を行う必要かある。この発明の
好ましい実施例において、上面３６への接触は可撓性印
刷回路基板（図示しない）を用いて行なわれ、該印刷回
路基板は各素子３４の上面と半０．１ （；Ｉけされ、
次いで、各基板１８．２０の外面２２上の接地トレース
３８に半口杯１’ｌＪされ、これで変換器１０か完成す
る。
上面３６−・の電気接触を行う必要かある。この発明の
好ましい実施例において、上面３６への接触は可撓性印
刷回路基板（図示しない）を用いて行なわれ、該印刷回
路基板は各素子３４の上面と半０．１ （；Ｉけされ、
次いで、各基板１８．２０の外面２２上の接地トレース
３８に半口杯１’ｌＪされ、これで変換器１０か完成す
る。
この技術の専門家に知られているように、各トレース３
０間での短絡をｌ！、Ｉｊ止するために、当該印刷回路
基板の接触部は各トレース３０と接触しないような形態
とするか、それと乙各トレース３０の露出部か電気的に
絶縁されるように酎る必要かある。しかるに、この発明
から逸脱しなＬ１１！Ｌ！す、各索子３４の上面３６へ
の１ｉ気接触を行うへく他の方法を用いることができる
。そのよう／ｊ代わりの方法として、」−面３Ｇへワイ
ヤを超音波ホンディンクオろ方法かある。なお、更に別
の方法を用いるようにしてムよい。
０間での短絡をｌ！、Ｉｊ止するために、当該印刷回路
基板の接触部は各トレース３０と接触しないような形態
とするか、それと乙各トレース３０の露出部か電気的に
絶縁されるように酎る必要かある。しかるに、この発明
から逸脱しなＬ１１！Ｌ！す、各索子３４の上面３６へ
の１ｉ気接触を行うへく他の方法を用いることができる
。そのよう／ｊ代わりの方法として、」−面３Ｇへワイ
ヤを超音波ホンディンクオろ方法かある。なお、更に別
の方法を用いるようにしてムよい。
第１図はこの発明を用いて製ｔｕされる変換器の１１７
ｊ面部断面図、第２図は第１図の変換器の側面図、第３
図は第２図の部分拡大図、第４図はこの発明を用いて製
造される変換器の上面図、第５図は第４図の部分拡大図
であって、各トレースを上面から見えるようにその平面
部を折り曲げて描いた図である。 １（ｌ 変換器、１２・圧電結晶体、１４．１６一端面
、１８．２〇−両面印刷回路基板、２２外面、２４ 内
面、２６ 裏張り４Ａ利、２８．３０ トレース、３２
鋸ひき目、３４ 素子、３６ 」二面、３８ 接地ト
レース。 ｑ′旨′１−出願人 アドバンスト ラドリース・インコーボレイテソ！・ 代理人弁理士 冴山 葆他［名
ｊ面部断面図、第２図は第１図の変換器の側面図、第３
図は第２図の部分拡大図、第４図はこの発明を用いて製
造される変換器の上面図、第５図は第４図の部分拡大図
であって、各トレースを上面から見えるようにその平面
部を折り曲げて描いた図である。 １（ｌ 変換器、１２・圧電結晶体、１４．１６一端面
、１８．２〇−両面印刷回路基板、２２外面、２４ 内
面、２６ 裏張り４Ａ利、２８．３０ トレース、３２
鋸ひき目、３４ 素子、３６ 」二面、３８ 接地ト
レース。 ｑ′旨′１−出願人 アドバンスト ラドリース・インコーボレイテソ！・ 代理人弁理士 冴山 葆他［名
Claims (1)
- （１）圧電何科から一連の平行素子に分割して成るバー
型式の整相アレイ超音波変換器を製造するにあたり、 （ａ）圧電月利バーの両面を金属化する工程、（Ｉｔ）
それぞれの而に一連のトレースをノ１３成した一対の両
面印刷回路基板を設（）、各トレースが当該完成整相ア
レイ超音波変換イ：くにお（Ｊろ各素子の所定ピッチの
実質的に１／４のピッチを有ケろようにずろとともに上
記各基板の先端面と重ね合わ口ろ工程、 （ｃ）上記両括板の上端面に圧７１２伺利バーをλ１′
ＩＪＩ （”１υケる工程、 （（ｊ）上記副動板間の空間に非導電性裏張り飼料を注
入し、該裏偏祠科は副動板おｊ：び圧電飼料を接着づ−
るムのを選択して当該構造体を一体化する工程、 （ｅ）上記圧電飼料を分断しかつ上記各基板の先端面に
延在するトレース部分を分断することにより」二記アレ
イの各素子を形成し、それにより電気的に絶縁された各
素子をそれぞれ」二紀トレースの１つと接触させる工程
、および （ＤＪｚ記各素子の面との心気接触を形成する工程を含
むことを特徴とする製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US547150 | 1983-10-31 | ||
| US06/547,150 US4773140A (en) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | Phased array transducer construction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60112400A true JPS60112400A (ja) | 1985-06-18 |
Family
ID=24183528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59230009A Pending JPS60112400A (ja) | 1983-10-31 | 1984-10-30 | 整相アレイ超音波変換器の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4773140A (ja) |
| EP (1) | EP0140363A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60112400A (ja) |
| CA (1) | CA1226076A (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2607593B1 (fr) * | 1986-11-28 | 1989-07-21 | Thomson Cgr | Sonde d'appareil a ultrasons a barrette d'elements piezo-electriques |
| FR2607590B1 (fr) * | 1986-11-28 | 1989-09-08 | Thomson Cgr | Sonde d'echographe avec circuit de connexion perfectionne |
| FR2627929B1 (fr) * | 1988-02-29 | 1991-05-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et dispositif de controle de traducteurs ultrasonores |
| US5311095A (en) * | 1992-05-14 | 1994-05-10 | Duke University | Ultrasonic transducer array |
| US5744898A (en) * | 1992-05-14 | 1998-04-28 | Duke University | Ultrasound transducer array with transmitter/receiver integrated circuitry |
| US5329496A (en) * | 1992-10-16 | 1994-07-12 | Duke University | Two-dimensional array ultrasonic transducers |
| US5381795A (en) * | 1993-11-19 | 1995-01-17 | Advanced Technology Laboratories, Inc. | Intraoperative ultrasound probe |
| US5792058A (en) * | 1993-09-07 | 1998-08-11 | Acuson Corporation | Broadband phased array transducer with wide bandwidth, high sensitivity and reduced cross-talk and method for manufacture thereof |
| US5592730A (en) * | 1994-07-29 | 1997-01-14 | Hewlett-Packard Company | Method for fabricating a Z-axis conductive backing layer for acoustic transducers using etched leadframes |
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