JPS61103399A - 超音波探触子およびその製造方法 - Google Patents
超音波探触子およびその製造方法Info
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- JPS61103399A JPS61103399A JP22512684A JP22512684A JPS61103399A JP S61103399 A JPS61103399 A JP S61103399A JP 22512684 A JP22512684 A JP 22512684A JP 22512684 A JP22512684 A JP 22512684A JP S61103399 A JPS61103399 A JP S61103399A
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Classifications
-
- 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
- B06B1/0688—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 with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For 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】
!発明の背景
A技術分野
本発明は超音波探触子およびその製造方法に関する。
B先行技術
超音波探触子は、例えば、生体の断層像を実時間で観察
することのできる超音波診断装置や、。
することのできる超音波診断装置や、。
非破壊検査を行なうための超音波探傷装置などのゾロー
ブとして、一般に広く利用されている。
ブとして、一般に広く利用されている。
超音波探触子は、通常、駆動電圧に応じた超音波を発生
させたシ受信される超音波を電気信号に変換するいわゆ
る圧電素子からなる振動子の他に、被検体との音響イン
ピーダンスの整合をとるための音響整合層、振動子の自
由振動および背面に出る超音波を吸収するためのパッキ
ング材などを積層した構造を有している。
させたシ受信される超音波を電気信号に変換するいわゆ
る圧電素子からなる振動子の他に、被検体との音響イン
ピーダンスの整合をとるための音響整合層、振動子の自
由振動および背面に出る超音波を吸収するためのパッキ
ング材などを積層した構造を有している。
最近、かかる超音波探触子の振動子の材料として、例え
ばポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂等の高分子系
圧電材料から形成されたフィルム状の高分子圧電材を用
いる試みがなされている。即ち、PVDF等の高分子圧
電材は、従来のセラミック圧電材に比べて、音響インピ
ーダンスが生体に近いことから生体との音響整合に優れ
ておシ、しかも機械的なQが低いので、感度および応答
性の向上が期待できる等の利点があるからである。さら
に、高分子圧電材は可撓性を有するので、振動子の形状
を自由に加工することも比較的容易だからである。
ばポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂等の高分子系
圧電材料から形成されたフィルム状の高分子圧電材を用
いる試みがなされている。即ち、PVDF等の高分子圧
電材は、従来のセラミック圧電材に比べて、音響インピ
ーダンスが生体に近いことから生体との音響整合に優れ
ておシ、しかも機械的なQが低いので、感度および応答
性の向上が期待できる等の利点があるからである。さら
に、高分子圧電材は可撓性を有するので、振動子の形状
を自由に加工することも比較的容易だからである。
ところで、一般に振動子を形成する場合、圧電材に駆動
電圧を印加したシ、あるいは受波信号を電圧として検出
するための1対の電極を圧電材を挾んで設けるとともに
、これら電極を別に設けられる前記駆動電圧の送信回路
や前記受波信号の受信回路に接続するリード線を設けな
ければならない。
電圧を印加したシ、あるいは受波信号を電圧として検出
するための1対の電極を圧電材を挾んで設けるとともに
、これら電極を別に設けられる前記駆動電圧の送信回路
や前記受波信号の受信回路に接続するリード線を設けな
ければならない。
C先行技術の問題点
しかしながら、高分子圧電材は耐熱温度が低いため、前
記電極とリード線との接続を半田付等によって行なうと
、その熱によって損傷されてしまう等の製造上の問題が
ちシ、実用化を阻む原因となっていた。
記電極とリード線との接続を半田付等によって行なうと
、その熱によって損傷されてしまう等の製造上の問題が
ちシ、実用化を阻む原因となっていた。
■発明の目的
本発明は、高分子系材料から形成された圧電材を用い、
この圧電材が半田付等による熱損傷を受ける恐れのない
構造を有し、音響整合特性1、、 g度″′、!
O−E、 S aK優h fc HA 音# 4i
M + b L O’その製造方法を提供することを目
的とする。
この圧電材が半田付等による熱損傷を受ける恐れのない
構造を有し、音響整合特性1、、 g度″′、!
O−E、 S aK優h fc HA 音# 4i
M + b L O’その製造方法を提供することを目
的とする。
本発明による、超音波探触子は、高分子系圧電材料から
形成された圧電材と、該圧電材の1対の主面をそれぞれ
実質的に覆うごとく接着層を介して接着された第1と第
2の電極と、該第1と第2の電極にそれぞれ接続された
外部引出し用の第1と第2のリード導体とを有し、前記
第1の電極と第1のリード導体は可撓性を有する基板に
一体形成されたものとし、前記第2の電極と第2のリー
ド導体は前記基板又は可撓性を有する他の基板に一体形
成されたものとし、前記圧電材は予め分極されたもので
ある。
形成された圧電材と、該圧電材の1対の主面をそれぞれ
実質的に覆うごとく接着層を介して接着された第1と第
2の電極と、該第1と第2の電極にそれぞれ接続された
外部引出し用の第1と第2のリード導体とを有し、前記
第1の電極と第1のリード導体は可撓性を有する基板に
一体形成されたものとし、前記第2の電極と第2のリー
ド導体は前記基板又は可撓性を有する他の基板に一体形
成されたものとし、前記圧電材は予め分極されたもので
ある。
また、本発明による超音波探触子は、高分子 ′
系圧電材料から形成された圧電材と、該圧電材の一方の
主面を実質的に覆うごとく接着層を介して接着された第
1の電極と、前記圧電材の他の主面を実質的に覆うごと
く被着された第2.の電極と、前記第1の電極に接続さ
れた外部引出し用の第1のリード導体と、前記第2の電
極の端部に接合された電極接合部を有する外部引出
1し用の第2のリード導体とを有し、前記第1の
□電極と第1のリード導体は可撓性を有する基板
に一体形成されたものとし、前記第2のリード導体は前
記基板又は可撓性を有する他の基板に形成され、その電
極接合部は当該基板を前記第2の電極に接着層を介して
接着することにより第2の電極に押着されたものとし、
前記圧電材は予め分極されたものである〇 さらに、本発明の1つの態様によれば、前記第1の電極
はアレイ状に配列された複数の電極からなり、前記第2
の電極は前記第1の電極に共通に対向配置された1つの
電極からなっていてもよい。
系圧電材料から形成された圧電材と、該圧電材の一方の
主面を実質的に覆うごとく接着層を介して接着された第
1の電極と、前記圧電材の他の主面を実質的に覆うごと
く被着された第2.の電極と、前記第1の電極に接続さ
れた外部引出し用の第1のリード導体と、前記第2の電
極の端部に接合された電極接合部を有する外部引出
1し用の第2のリード導体とを有し、前記第1の
□電極と第1のリード導体は可撓性を有する基板
に一体形成されたものとし、前記第2のリード導体は前
記基板又は可撓性を有する他の基板に形成され、その電
極接合部は当該基板を前記第2の電極に接着層を介して
接着することにより第2の電極に押着されたものとし、
前記圧電材は予め分極されたものである〇 さらに、本発明の1つの態様によれば、前記第1の電極
はアレイ状に配列された複数の電極からなり、前記第2
の電極は前記第1の電極に共通に対向配置された1つの
電極からなっていてもよい。
本発明の他の態様によれば、前記第1と第2の電極はそ
れぞれアレイ状に配列された複数の電極からなり、かつ
それらのアレイ方向を直交させて対向配置されてなって
いてもよい・本発明のさらに他の態様によれば、前記第
1又は第2の電極が複数の電極からなり、該電極と前記
圧°電材間の接着層は異方性導電接着材からなっていて
もよい。
れぞれアレイ状に配列された複数の電極からなり、かつ
それらのアレイ方向を直交させて対向配置されてなって
いてもよい・本発明のさらに他の態様によれば、前記第
1又は第2の電極が複数の電極からなり、該電極と前記
圧°電材間の接着層は異方性導電接着材からなっていて
もよい。
また、本発明のさらに他の態様によれば、前記第2の電
極を形成している前記可撓性基板を音響整合層としても
よい。
極を形成している前記可撓性基板を音響整合層としても
よい。
また本発明の超音波探触子の製造方法は、高分子系圧電
材料から形成された圧電材の対向する主面をそれぞれ覆
うごとく2つの導体板を配置し、該導体板間に少なくと
も所定の電圧を印加して前記圧電材を分極処理する分極
処理工程と、可撓性を有する基板に第1の電極と該電極
の側縁を起端として当該基板の面に延在させて第1のリ
ード導体を一体形成し、前記基板又は可撓性を有する他
の基板に第2の電極と該電極の側縁を起端として当該基
板の面に延在させて第2のリード導体を一体形成する導
体・ぞターン形成工程と、前記第1の電極面と前記第2
の電極面とに接着材を塗布して高分子系圧電材料から形
成された圧電材の対向する主面にそれぞれの電極を接着
する接着工程とからなる。
材料から形成された圧電材の対向する主面をそれぞれ覆
うごとく2つの導体板を配置し、該導体板間に少なくと
も所定の電圧を印加して前記圧電材を分極処理する分極
処理工程と、可撓性を有する基板に第1の電極と該電極
の側縁を起端として当該基板の面に延在させて第1のリ
ード導体を一体形成し、前記基板又は可撓性を有する他
の基板に第2の電極と該電極の側縁を起端として当該基
板の面に延在させて第2のリード導体を一体形成する導
体・ぞターン形成工程と、前記第1の電極面と前記第2
の電極面とに接着材を塗布して高分子系圧電材料から形
成された圧電材の対向する主面にそれぞれの電極を接着
する接着工程とからなる。
また、本発明による他の超音波探触子の製造方法は、可
撓性を有する基板に第1の電極と該電極の側縁を起端と
して前記基板の面に延在させて第1のリード導体を一体
形成し、前記基板又は可撓性を有する他の基板に、一端
に電極接合部を有する第2のリード導体を形成する導体
パターン形成工程と、高分子系圧電材料から形成された
圧電材の一方の主面に第2の電極を被着させる第2電極
形成工程と、該圧電材の他の主面を覆うごとく導体板を
配置し、該導体板と前記第2の電極との間に少なくとも
所定の電圧を印加して前記圧電材を分極処理する分極処
理工程と、前記第1の電極面に接着材を塗布して前記第
2の電極が被着された圧電材の他の主面に接着し、前記
電極接合部に隣接する基板面に接着材を塗布し前記電極
接合部を前記第2の電極の端部に接着する接着工程とか
らなる。
撓性を有する基板に第1の電極と該電極の側縁を起端と
して前記基板の面に延在させて第1のリード導体を一体
形成し、前記基板又は可撓性を有する他の基板に、一端
に電極接合部を有する第2のリード導体を形成する導体
パターン形成工程と、高分子系圧電材料から形成された
圧電材の一方の主面に第2の電極を被着させる第2電極
形成工程と、該圧電材の他の主面を覆うごとく導体板を
配置し、該導体板と前記第2の電極との間に少なくとも
所定の電圧を印加して前記圧電材を分極処理する分極処
理工程と、前記第1の電極面に接着材を塗布して前記第
2の電極が被着された圧電材の他の主面に接着し、前記
電極接合部に隣接する基板面に接着材を塗布し前記電極
接合部を前記第2の電極の端部に接着する接着工程とか
らなる。
■発明の詳細な説明
次に、添付図面を参照しながら、本発明の超音波探触子
をその製造方法とともに詳細に説明・・N1
する・ まず、本発明をリニア・アレイプローブに適用した場合
の一実施例を、第1図(4)、 (B) ’+ (C)
に順次示す製造工程図に沿って説明する。第1図(4)
において、圧電材10は高分子系の圧電材料を用いて平
板状に形成されている。
をその製造方法とともに詳細に説明・・N1
する・ まず、本発明をリニア・アレイプローブに適用した場合
の一実施例を、第1図(4)、 (B) ’+ (C)
に順次示す製造工程図に沿って説明する。第1図(4)
において、圧電材10は高分子系の圧電材料を用いて平
板状に形成されている。
高分子系圧電材料としては、ポリフッ化ビニル、ポリフ
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−フッ化ビニル共重
合体、フッ化ビニリデン−3フツ化工チレン共重合体、
フッ化ビニリデン=47ツ化エチレン共重合体、シアン
化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、シアン化ビニリデ
ン−アクリロニトリル共重合体、シアン化ビニリデン−
塩化ビニリデン共重合体ポリシアン化ビニリデン、ポリ
アクリロニトリル、ポリ塩化ビニルなどの成形物、−軸
延伸物あるいは二軸延伸物、又はポリフッ化ビニリデン
、ポリフッ化ビニル、ナイロン、ポリアセタール、ポリ
アクリロニトリルなどの高分子材料とチタン酸鉛、チタ
ン酸ジルコン酸鉛などの強誘電体セラミックスの微粉末
を混練した複合物などを適用でき するO この圧電材10は第3図囚〜口)に示す工程に沿って分
極処理が施されている。即ち、第3図(ホ)に示すよう
に平板状に圧電材1を形成する。
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−フッ化ビニル共重
合体、フッ化ビニリデン−3フツ化工チレン共重合体、
フッ化ビニリデン=47ツ化エチレン共重合体、シアン
化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、シアン化ビニリデ
ン−アクリロニトリル共重合体、シアン化ビニリデン−
塩化ビニリデン共重合体ポリシアン化ビニリデン、ポリ
アクリロニトリル、ポリ塩化ビニルなどの成形物、−軸
延伸物あるいは二軸延伸物、又はポリフッ化ビニリデン
、ポリフッ化ビニル、ナイロン、ポリアセタール、ポリ
アクリロニトリルなどの高分子材料とチタン酸鉛、チタ
ン酸ジルコン酸鉛などの強誘電体セラミックスの微粉末
を混練した複合物などを適用でき するO この圧電材10は第3図囚〜口)に示す工程に沿って分
極処理が施されている。即ち、第3図(ホ)に示すよう
に平板状に圧電材1を形成する。
この状態においては圧電材1は分極されていない。そし
て、第3図(B)に示すように、圧電材1の対向する1
対の主面を覆うような形状に導体板(たとえば銅板)2
,4を形成し、この導体板2,4を第3図(C)に示す
ように、圧電材1を挾んで配置し、これらの導体板2と
同4との間に電圧を印加して圧電材1に分極処理を施す
。
て、第3図(B)に示すように、圧電材1の対向する1
対の主面を覆うような形状に導体板(たとえば銅板)2
,4を形成し、この導体板2,4を第3図(C)に示す
ように、圧電材1を挾んで配置し、これらの導体板2と
同4との間に電圧を印加して圧電材1に分極処理を施す
。
このときの分極条件は、圧電材の種類によって異なるが
、例えば、温度は10℃〜180℃の範囲内、好ましく
は40〜175℃、電界強度は50 kV/cn〜絶縁
破壊強度(好ましくは100kV/m〜2000 kη
篇)の範囲内、印加時間は10秒〜10時間の範囲内、
好ましくは10分〜2時間の範囲内において選択する。
、例えば、温度は10℃〜180℃の範囲内、好ましく
は40〜175℃、電界強度は50 kV/cn〜絶縁
破壊強度(好ましくは100kV/m〜2000 kη
篇)の範囲内、印加時間は10秒〜10時間の範囲内、
好ましくは10分〜2時間の範囲内において選択する。
これによって第3′図0)に示す分極処理された圧電材
10が得られる。
10が得られる。
基板12は例えばポリイミド又はポリエステルなどのご
とき、可撓性を有する絶縁材料をフィルム状に成形した
ものである。
とき、可撓性を有する絶縁材料をフィルム状に成形した
ものである。
この基板12の上面に、アレイ状に配列された複数の帯
状電極からなる第1の電極としてのアレイ電極14と、
このアレイ電極14に一端が接続され他端が外部引出し
端子16とされた複数のリード導体18と、アレイ電極
14の形成された領域と線対称(図示一点鎖線32を基
準として)な領域に、アレイ電極14に対し一定の間隔
を有して隣接配置された第2の電極としての共通電極2
0と、この共通電極20に一端が接続され他端が外部引
出し端子22とされた1つのリード導体24とを、銅箔
などからなる導体パターンとして一体的に形成する。こ
の導体A?ターン形成法としては、銅箔などの導体箔を
基板12の全面に接着材などによシ接着した後、フォト
エツチング等によジノ母ターン形成する方法の他、周知
の蒸着あるいは印刷法などを適用する。次に、アレイ電
極140部分と共通電極200部分と外部引出し端子1
6.22の部分を除く領域を絶縁性フィルム26などに
より被覆する。なお、基板12を挾んで共通電極20の
裏面には、音響整合層28が形成され、外部引出し端子
6,22の背面には補強材3゜が設けられている。
状電極からなる第1の電極としてのアレイ電極14と、
このアレイ電極14に一端が接続され他端が外部引出し
端子16とされた複数のリード導体18と、アレイ電極
14の形成された領域と線対称(図示一点鎖線32を基
準として)な領域に、アレイ電極14に対し一定の間隔
を有して隣接配置された第2の電極としての共通電極2
0と、この共通電極20に一端が接続され他端が外部引
出し端子22とされた1つのリード導体24とを、銅箔
などからなる導体パターンとして一体的に形成する。こ
の導体A?ターン形成法としては、銅箔などの導体箔を
基板12の全面に接着材などによシ接着した後、フォト
エツチング等によジノ母ターン形成する方法の他、周知
の蒸着あるいは印刷法などを適用する。次に、アレイ電
極140部分と共通電極200部分と外部引出し端子1
6.22の部分を除く領域を絶縁性フィルム26などに
より被覆する。なお、基板12を挾んで共通電極20の
裏面には、音響整合層28が形成され、外部引出し端子
6,22の背面には補強材3゜が設けられている。
次に、アレイ電極14と共通電極20および圧電材10
に対応した基板12の表面に接着材を塗布する。そして
、第1図(B)に示すように、アレイ電極14上に圧電
材10を載置するとともに、基板12を前記対称基準線
32位置にて上方に折シ曲げることによって、共通電極
20を圧電材10の上面に密着する。この状態で、アレ
イ電極14上面の基板12と音響整合層28間に所定の
圧力付与するとともに、所定の温度に加温して接着材を
固化させる。これによりてアレイ電極14、共通電極2
0と圧電材10間が接着され、第2図(A) 、 (B
)にそれぞれ示す第1図(B)のX−X線とY−Y線に
沿った断面l)i 図のように・圧電材10とア′
イ電極目間には接着層34が、圧電材10と共通電極2
0間には接着層36がそれぞれ形成される。
に対応した基板12の表面に接着材を塗布する。そして
、第1図(B)に示すように、アレイ電極14上に圧電
材10を載置するとともに、基板12を前記対称基準線
32位置にて上方に折シ曲げることによって、共通電極
20を圧電材10の上面に密着する。この状態で、アレ
イ電極14上面の基板12と音響整合層28間に所定の
圧力付与するとともに、所定の温度に加温して接着材を
固化させる。これによりてアレイ電極14、共通電極2
0と圧電材10間が接着され、第2図(A) 、 (B
)にそれぞれ示す第1図(B)のX−X線とY−Y線に
沿った断面l)i 図のように・圧電材10とア′
イ電極目間には接着層34が、圧電材10と共通電極2
0間には接着層36がそれぞれ形成される。
この接着層34.36は良導電性を確保するために薄く
形成することが好ましいが導電性を有する接着材を用い
ることが望ましい。ただし、アレイ電極14を形成する
各帯状電極の相互間は絶縁しなければならないので、接
着層34の接着材として異方性導電接着材を用いる。こ
れによって、アレイ電極14と圧電材10の主面とを電
気的に接続し、かつアレイ電極14の帯状電極の相互間
を絶縁することができる異方性導電性を有する、即ち、
厚み方向には良導電性を有し、これと直角の方向には絶
縁性を有する接着層34が形成される。
形成することが好ましいが導電性を有する接着材を用い
ることが望ましい。ただし、アレイ電極14を形成する
各帯状電極の相互間は絶縁しなければならないので、接
着層34の接着材として異方性導電接着材を用いる。こ
れによって、アレイ電極14と圧電材10の主面とを電
気的に接続し、かつアレイ電極14の帯状電極の相互間
を絶縁することができる異方性導電性を有する、即ち、
厚み方向には良導電性を有し、これと直角の方向には絶
縁性を有する接着層34が形成される。
なお、上記接着時の温度は10℃〜180℃の範囲、好
ましくは80℃〜150℃の範囲、圧力は5〜80kv
/crn、好ましくは10〜50kg/Cmの範囲、時
間は1秒〜10分の範囲、好ましくは2秒〜30秒の範
囲にて、適切な組み合わせを選択する。また、第2図(
4)、(B)にて、符号38は接着層であシ、アレイ電
極14、共通電極20、リード導体16,18,22,
24、音響整合層28と基板12間を接着するものであ
る。
ましくは80℃〜150℃の範囲、圧力は5〜80kv
/crn、好ましくは10〜50kg/Cmの範囲、時
間は1秒〜10分の範囲、好ましくは2秒〜30秒の範
囲にて、適切な組み合わせを選択する。また、第2図(
4)、(B)にて、符号38は接着層であシ、アレイ電
極14、共通電極20、リード導体16,18,22,
24、音響整合層28と基板12間を接着するものであ
る。
このようにして振動子本体を形成した後、第1図(C)
に示すように、アレイ電極14の背面の基板12にバッ
キング材40を接着するとともに、第1のリード導体部
の基板12をバッキング材40の側面位置に折シ曲げる
ことによシ超音波探触子が形成される。
に示すように、アレイ電極14の背面の基板12にバッ
キング材40を接着するとともに、第1のリード導体部
の基板12をバッキング材40の側面位置に折シ曲げる
ことによシ超音波探触子が形成される。
上述したように、本実施例によれば、アレイ電極と共通
電極およびそれらの電極に接続されるリード導体を、可
撓性を有する同一の基板に一体的に形成した後、それら
電極を接着材によって圧電材に接着して振動子本体を形
成していることから、電極とリード導体との半田付作業
を不要とすることができ、高分子系の圧電材を熱によシ
損傷させることにく振動子を形成することができる。ま
た、単一の製造工程で電極とリード導体とを実質的に接
続することができ、かつ圧電材を複数のアレイ振動子に
実質上分割形成することができることから、製造工程が
短縮されるという効果がある。
電極およびそれらの電極に接続されるリード導体を、可
撓性を有する同一の基板に一体的に形成した後、それら
電極を接着材によって圧電材に接着して振動子本体を形
成していることから、電極とリード導体との半田付作業
を不要とすることができ、高分子系の圧電材を熱によシ
損傷させることにく振動子を形成することができる。ま
た、単一の製造工程で電極とリード導体とを実質的に接
続することができ、かつ圧電材を複数のアレイ振動子に
実質上分割形成することができることから、製造工程が
短縮されるという効果がある。
また、本実施例によれば、アレイ状に配列された帯状電
極からなるアレイ電極と、これらに対向する共通電極を
可撓性を有する基板に形成し、この基板を圧電材に接着
して圧電材の電極・母ターンを形成するようにしている
ことから、従来のような圧電材のアレイ電極・母ターン
のピッチと基板上のアレイ状・セターンのピッチトt−
正確に一致させる工程が不要となるばかシでなく、高密
度アレイ電極パターンを精度高く形成することができる
。
極からなるアレイ電極と、これらに対向する共通電極を
可撓性を有する基板に形成し、この基板を圧電材に接着
して圧電材の電極・母ターンを形成するようにしている
ことから、従来のような圧電材のアレイ電極・母ターン
のピッチと基板上のアレイ状・セターンのピッチトt−
正確に一致させる工程が不要となるばかシでなく、高密
度アレイ電極パターンを精度高く形成することができる
。
さらに、本実施例によれば、予め音響整合層を電極が形
成される基板に一体化させて設けられていることから、
電極とリード導体の形成工程と同時に、音響整合層をも
所定位置に成することができる。
成される基板に一体化させて設けられていることから、
電極とリード導体の形成工程と同時に、音響整合層をも
所定位置に成することができる。
このように、本実施例によれば、製造工程が短縮されて
価格が低減されるのみならず、音響特性、感度および応
答性に優れ、高精度かつ高密度のアレイ超音波探触子が
得られる。
価格が低減されるのみならず、音響特性、感度および応
答性に優れ、高精度かつ高密度のアレイ超音波探触子が
得られる。
即ち、このようにして得られた超音波探触子は、音響整
合層の厚さ接着層の厚さの均一性が高いことから、アレ
イ振動、子側々の特性(感度、パルス応答性)が均一な
ものとなシ、広い視野にわたって均一な超音波断層像を
生みだす効果を有する0また、探触子全体が可撓性を有
しているため、自由な形状に変形させることが可能であ
シリニアアレイ・プローブの他にアーク・アレイ、コン
ベックス・アレイ等の探触子にも変化させることが可能
である。したがって種々の超音波診断法および診断部位
への適用が拡張される効果を有している。
合層の厚さ接着層の厚さの均一性が高いことから、アレ
イ振動、子側々の特性(感度、パルス応答性)が均一な
ものとなシ、広い視野にわたって均一な超音波断層像を
生みだす効果を有する0また、探触子全体が可撓性を有
しているため、自由な形状に変形させることが可能であ
シリニアアレイ・プローブの他にアーク・アレイ、コン
ベックス・アレイ等の探触子にも変化させることが可能
である。したがって種々の超音波診断法および診断部位
への適用が拡張される効果を有している。
第4図(6)〜(C)に、本発明をリニア・アレイプロ
ーブに適用した他の実施例を、その製造工程に従って説
明する。第1図に示した実施例との相異点は、アレイ電
極14の密度を2倍にするため、アレイ電極14の各帯
状電極と一体形成’11 されるリード導体1
8を、アレイ電極14の両側に各電極を交互に延在させ
て、外部引出し端子16の相互間隔寸法を十分確保して
いる点にあわ、これに伴って共通電極20はアレイ電極
14の側面に張り出し形成された基板13上に形成され
ていることにある。その他の構成および製造工程は第1
図の実施例と同様なので、同一構成部品に同一符号を付
し、その説明は省略する。
ーブに適用した他の実施例を、その製造工程に従って説
明する。第1図に示した実施例との相異点は、アレイ電
極14の密度を2倍にするため、アレイ電極14の各帯
状電極と一体形成’11 されるリード導体1
8を、アレイ電極14の両側に各電極を交互に延在させ
て、外部引出し端子16の相互間隔寸法を十分確保して
いる点にあわ、これに伴って共通電極20はアレイ電極
14の側面に張り出し形成された基板13上に形成され
ていることにある。その他の構成および製造工程は第1
図の実施例と同様なので、同一構成部品に同一符号を付
し、その説明は省略する。
なお、第5図に第4図(C)のz−2線に沿った断面図
を、第6図にアレイ電極14とリード導体18の配列例
を拡大して示す。第6図に示すように、アレイ電極14
の1つの帯状電極の幅は0.75mm、長さは5.0
mm、それらの相互間隔は0.05mmとなっている。
を、第6図にアレイ電極14とリード導体18の配列例
を拡大して示す。第6図に示すように、アレイ電極14
の1つの帯状電極の幅は0.75mm、長さは5.0
mm、それらの相互間隔は0.05mmとなっている。
しかし、リード導体18の間隔は、0.85mとなって
幅広となっている。
幅広となっている。
したがって、第4図図示実施例によれば、第1図に示し
た実施例の効果に加えて、さらに高密度なアレイ状超音
波探触子を得ることができるという効果がある。
(第7図囚〜(0に、本発明を
リニア・アレイブ □a−ブに適用したさらに他の実
施例を、その製造工程に沿りて示す。81図に示した実
施例との相異点は、共通電極20を基板12上に形成せ
ず、圧電材10の対応する主面の全面に銀、アルミニウ
ム等の蒸着などによシ共通電極21を形成し、これに応
じて、音響整合層28が設けられている基板12の部分
を折シ曲げて、それを共通電極21上面に接着させたと
き、共通電極21の端部に接触する位置の基板12の部
分面上に所定幅の電極接合部25がリード導体24と一
体形成されていることにある。そして、電極接合部25
は、第8図(4)、(B)に示された第7図(B)の図
示XX−XX線、YY−YY線に沿った断面図に表わさ
れたように、接着層38によって共通電極21の端部上
面に押着されて電気的接続がなされる。また、圧電材1
0の分極処理は第9図(5)〜0)に示す工程に沿って
なされておシ、前記第3図(4)〜■)と異なる点は、
第9図囚に示すように、前述した共通電極21が蒸着法
等によシ形成されることから、導体板2が不要となるこ
とにある。その他の構成および製造工程は第1図の実施
例と同様なので、同一部品に同一符号を付してその説明
は省略する。
た実施例の効果に加えて、さらに高密度なアレイ状超音
波探触子を得ることができるという効果がある。
(第7図囚〜(0に、本発明を
リニア・アレイブ □a−ブに適用したさらに他の実
施例を、その製造工程に沿りて示す。81図に示した実
施例との相異点は、共通電極20を基板12上に形成せ
ず、圧電材10の対応する主面の全面に銀、アルミニウ
ム等の蒸着などによシ共通電極21を形成し、これに応
じて、音響整合層28が設けられている基板12の部分
を折シ曲げて、それを共通電極21上面に接着させたと
き、共通電極21の端部に接触する位置の基板12の部
分面上に所定幅の電極接合部25がリード導体24と一
体形成されていることにある。そして、電極接合部25
は、第8図(4)、(B)に示された第7図(B)の図
示XX−XX線、YY−YY線に沿った断面図に表わさ
れたように、接着層38によって共通電極21の端部上
面に押着されて電気的接続がなされる。また、圧電材1
0の分極処理は第9図(5)〜0)に示す工程に沿って
なされておシ、前記第3図(4)〜■)と異なる点は、
第9図囚に示すように、前述した共通電極21が蒸着法
等によシ形成されることから、導体板2が不要となるこ
とにある。その他の構成および製造工程は第1図の実施
例と同様なので、同一部品に同一符号を付してその説明
は省略する。
したがって、第7図の実施例によれば、前記第1図の実
施例の効果に加えて、銅箔などの音響インピーダンスの
高い材料から形成される電極接合部(第1図では共通電
極20)を薄くし、共通電極21を音波放射面の外に設
け、媒質と振動子間の音響的不整合を軽減することが出
来送受信波形の伝達に与える悪影響を軽減することがで
きる。
施例の効果に加えて、銅箔などの音響インピーダンスの
高い材料から形成される電極接合部(第1図では共通電
極20)を薄くし、共通電極21を音波放射面の外に設
け、媒質と振動子間の音響的不整合を軽減することが出
来送受信波形の伝達に与える悪影響を軽減することがで
きる。
第10図(4)〜(Qに示す他の実施例は、円形探触子
50を形成する製造手順であシ、可撓性を有する基板5
2は円形の高分子系の圧電材54に対応する2つの円形
部52a、52bと、折シ曲げ部52 Cと、リード導
体支持部52d。
50を形成する製造手順であシ、可撓性を有する基板5
2は円形の高分子系の圧電材54に対応する2つの円形
部52a、52bと、折シ曲げ部52 Cと、リード導
体支持部52d。
52eとを有している。基板52の円形部52a。
52bとリード導体支持部52d、52eの基板面には
、銅箔から一体形成された、第1の電極56とそれのリ
ード線となる第1のリード導体58、および第2の電極
60とそれのリード線となる第2のリード導体62が、
それぞれ燐着7智を介して接着されている。第1と第2
のリード導体58と62の端部けそれぞれ外部引出し端
子64.66とされ、第2の電極6oの背面には音響整
合層68が設けられている。次に、第1と第2の電極5
6と60の電極面に導電性接着材f:塗布して、第10
図(B)に示すように、第1と第2の電極56と60間
に圧電材54を挾んで接着する。この接着条件とつづく
分極処理は前述の第1図の実施例と同様である。このよ
うにして形成された振動子本体に、第10図C)に示す
ように、バッキング材70を接着する。
、銅箔から一体形成された、第1の電極56とそれのリ
ード線となる第1のリード導体58、および第2の電極
60とそれのリード線となる第2のリード導体62が、
それぞれ燐着7智を介して接着されている。第1と第2
のリード導体58と62の端部けそれぞれ外部引出し端
子64.66とされ、第2の電極6oの背面には音響整
合層68が設けられている。次に、第1と第2の電極5
6と60の電極面に導電性接着材f:塗布して、第10
図(B)に示すように、第1と第2の電極56と60間
に圧電材54を挾んで接着する。この接着条件とつづく
分極処理は前述の第1図の実施例と同様である。このよ
うにして形成された振動子本体に、第10図C)に示す
ように、バッキング材70を接着する。
したがって、本実施例によれば、第1図の実施例と同様
の効果が得られる。
の効果が得られる。
第11図は本発明を2次元のマトリックスアレイ探触子
に適用した実施例の製造工程の一部を示すものである。
に適用した実施例の製造工程の一部を示すものである。
第1図実施例と異なる点は、・1.) 第”0電
極と第2″電極がともに7″電極72.74となってお
シ、それらは別々の可撓性を有する基板76.78にそ
れぞれ第1と第2のリード導体80.82と一体形成さ
れている点と、アレイ電極72,74は相互にアレイ方
向が直交するように圧電材10に接着される点にある。
極と第2″電極がともに7″電極72.74となってお
シ、それらは別々の可撓性を有する基板76.78にそ
れぞれ第1と第2のリード導体80.82と一体形成さ
れている点と、アレイ電極72,74は相互にアレイ方
向が直交するように圧電材10に接着される点にある。
また、図中符号84.86は外部引出し端子であシ、8
8は音響整合層である。
8は音響整合層である。
なお、上述以外の製造工程は第1の実施例と同一である
から、説明は省略する。また、基板76と78を一体化
することも可能であり、これによれば、複雑なマトリ、
クス・アレイの電極形成および外部との接続が極めて容
易になる@したがって、本実施例によれば、第1図の実
施例と同一の効果が得られる。
から、説明は省略する。また、基板76と78を一体化
することも可能であり、これによれば、複雑なマトリ、
クス・アレイの電極形成および外部との接続が極めて容
易になる@したがって、本実施例によれば、第1図の実
施例と同一の効果が得られる。
第12図(A)〜(C)は第1図の実施例の変形例であ
シ、可撓性を有する基板をアレイ電極14用の基板12
aと、共通電極20用の基板12bとに分割した点が異
なるだけである◎ ■発明の具体的作用効果 以上説明したように、本発明の超音波探触子 1
およびその製造方法によれば、電極又は電極液
゛合部とリード導体とを同一の基板に一体形成した後、
それら電極又は電極接合部を高分子系の圧電材又は圧電
材面に形成された電極に接着していることから、電極と
リード線とのはんだ付が不要となシ、圧電材を熱損傷さ
せることなく振動子本体を形成することができる・しか
も、単一の製造工程で、電極とリード導体の接続が実質
的になされ、かつ圧電材を複数のアレイ振動子又はマト
リックス・アレイ振動子に実質上分割することができる
ので、製造工程が短縮されるという効果がある。
シ、可撓性を有する基板をアレイ電極14用の基板12
aと、共通電極20用の基板12bとに分割した点が異
なるだけである◎ ■発明の具体的作用効果 以上説明したように、本発明の超音波探触子 1
およびその製造方法によれば、電極又は電極液
゛合部とリード導体とを同一の基板に一体形成した後、
それら電極又は電極接合部を高分子系の圧電材又は圧電
材面に形成された電極に接着していることから、電極と
リード線とのはんだ付が不要となシ、圧電材を熱損傷さ
せることなく振動子本体を形成することができる・しか
も、単一の製造工程で、電極とリード導体の接続が実質
的になされ、かつ圧電材を複数のアレイ振動子又はマト
リックス・アレイ振動子に実質上分割することができる
ので、製造工程が短縮されるという効果がある。
また、このようにして得られた超音波探触子は、音響特
性、感度(分解能)および応答性に優れ、高精度かつ高
密度のものであるという効果がある。また、音響整合層
および接着層の厚さが均一なことから、アレイ又はマト
リックスアレイ振動子細々の特性″(感度、/ぐルス応
答性)が均一なものとなシ、広い視野にわたって均一な
超音波断層像が得られるという効果がある。
性、感度(分解能)および応答性に優れ、高精度かつ高
密度のものであるという効果がある。また、音響整合層
および接着層の厚さが均一なことから、アレイ又はマト
リックスアレイ振動子細々の特性″(感度、/ぐルス応
答性)が均一なものとなシ、広い視野にわたって均一な
超音波断層像が得られるという効果がある。
しかも、探触子全体が可撓性を有していることから、自
由な形状に変形させることができ、リニア・アレイプロ
ーグの他にアーク・アレイ、コンベックス・アレイ等の
探触子にも変化させることができるので、種々の超音波
診断法および診断部位への適用が拡張されるという効果
がある。
由な形状に変形させることができ、リニア・アレイプロ
ーグの他にアーク・アレイ、コンベックス・アレイ等の
探触子にも変化させることができるので、種々の超音波
診断法および診断部位への適用が拡張されるという効果
がある。
第1図は本発明の一実施例の製造工程図、第2図は第1
図(B)の図示x−X線、Y−Y線に沿った断面図、 第3図は第1図実施例の圧電材の分極工程図、第4図は
本発明の他の実施例の製造工程図、第5図は第4図(C
)の図示2−2線に沿った断面図、 第6図は第4図実施例の部分拡大図、 第7図は本発明の他の実施例の製造工程図、第8図は第
7図(B)の図示Ω×α線、YY−YY線に沿った断面
図、 第9図は第7図実施例の圧電材の分極工程図、第10図
は本発明の他の実施例の製造工程図、第11図は本発明
の他の実施例の製造工程を示す図、 第12図は本発明の他の実施例の製造工程図である。 1・・・圧電材、2,4・・・導体板、lO・・・分極
された圧電材、12,13,52,76.78・・・基
板、14,72.74・・・アレイ電極、16゜22.
64.66.84.86・・外部引出し端子、18,2
4,58.62,80.82・・・リード導体、20.
21・・・共通電極、28 、68゜88・・・音響整
合層、34.36・・・接着層、56゜60・・・電極
。
図(B)の図示x−X線、Y−Y線に沿った断面図、 第3図は第1図実施例の圧電材の分極工程図、第4図は
本発明の他の実施例の製造工程図、第5図は第4図(C
)の図示2−2線に沿った断面図、 第6図は第4図実施例の部分拡大図、 第7図は本発明の他の実施例の製造工程図、第8図は第
7図(B)の図示Ω×α線、YY−YY線に沿った断面
図、 第9図は第7図実施例の圧電材の分極工程図、第10図
は本発明の他の実施例の製造工程図、第11図は本発明
の他の実施例の製造工程を示す図、 第12図は本発明の他の実施例の製造工程図である。 1・・・圧電材、2,4・・・導体板、lO・・・分極
された圧電材、12,13,52,76.78・・・基
板、14,72.74・・・アレイ電極、16゜22.
64.66.84.86・・外部引出し端子、18,2
4,58.62,80.82・・・リード導体、20.
21・・・共通電極、28 、68゜88・・・音響整
合層、34.36・・・接着層、56゜60・・・電極
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、高分子系圧電材料から形成された圧電材と、 該圧電材の1対の主面をそれぞれ実質的に覆うごとく接
着層を介して接着された第1と第2の電極と、 該第1と第2の電極にそれぞれ接続された外部引出し用
の第1と第2のリード導体とを有し、前記第1の電極と
第1のリード導体とは可撓性を有する基板に一体形成さ
れ、 前記第2の電極と第2のリード導体とは前記基板又は可
撓性を有する他の基板に一体形成され、 前記圧電材は予め分極処理の施されたものであることを
特徴とする超音波探触子。 2、第1の電極はアレイ状に配列された複数の電極から
なり、第2の電極は前記第1の電極に共通に対向配置さ
れた1つの電極からなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の超音波探触子。 3、第1と第2の電極はそれぞれアレイ状に配列された
複数の電極からなり、かつそれらのアレイ方向を直交さ
せて対向配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の超音波探触子。 4、第1又は第2の電極が複数の電極からなり、該電極
と前記圧電材の間の接着層は異方性導電接着材からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のい
ずれかに記載の超音波探触子。 5、第2の電極を形成している前記可撓性基板を音響整
合層としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の超音波探触子。 6、高分子系圧電材料から形成された圧電材と、 該圧電材の一方の主面を実質的に覆うごとく接着層を介
して接着された第1の電極と、 前記圧電材の他の主面を実質的に覆うごとく被着された
第2の電極と、 前記第1の電極に接続された外部引出し用の第1のリー
ド導体と、 前記第2の電極の端部に接合された電極接合部を有する
外部引出し用の第2のリード導体とを有し、 前記第1の電極と第1のリード導体とは可撓性を有する
基板に一体形成され、 前記第2のリード導体は前記基板又は可撓性を有する他
の基板に形成され、前記電極接合部は当該基板を前記第
2の電極に接着層を介して接着することにより第2の電
極に押着され、前記圧電材は予め分極処理の施されたも
のであることを特徴とする超音波探触子。 7、高分子系圧電材料から形成された圧電材の対向する
主面をそれぞれ覆うごとく2つの導体板を配置し、該導
体板の間に少なくとも所定の電圧を印加して前記圧電材
を分極処理する分極処理工程と、 可撓性を有する基板に第1の電極と該電極の側縁を起端
として前記基板の面に延在させて第1のリード導体を一
体形成し、前記基板又は可撓性を有する他の基板に第2
の電極と該電極の側縁を起端として当該基板の面に延在
させて第2のリード導体を一体形成する導体パターン形
成工程と、 前記第1の電極面と前記第2の電極面に接着材を塗布し
て前記圧電材の対向する主面にそれぞれ電極を接着する
接着工程とからなることを特徴とする超音波探触子の製
造方法。 8、可撓性を有する基板に第1の電極と該電極の側縁を
起端として前記基板の面に延在させて第1のリード導体
を一体形成し、前記基板又は可撓性を有する他の基板に
、一端に電極接合部を有する第2のリード導体を形成す
る導体パターン形成工程と、 高分子系圧電材料から形成された圧電材の一方の主面に
第2の電極を被着させる第2電極形成工程と、 該圧電材の他の主面を覆うごとく導体板を配置し、誘導
体板と前記第2の電極との間に少なくとも所定の電圧を
印加して前記圧電材を分極処理する分極処理工程と、 前記第1の電極面に接着材を塗布して前記第2の電極が
被着された圧電材の他の主面に接着し、前記電極接合部
に隣接する基板面に接着材を塗布し前記電極接合部を前
記第2の電極の端部に接着する接着工程とからなること
を特徴とする超音波探触子の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59225126A JPH0683516B2 (ja) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | 超音波探触子およびその製造方法 |
US06/777,284 US4701659A (en) | 1984-09-26 | 1985-09-18 | Piezoelectric ultrasonic transducer with flexible electrodes adhered using an adhesive having anisotropic electrical conductivity |
EP85111818A EP0176030B1 (en) | 1984-09-26 | 1985-09-18 | Ultrasonic transducer and method of manufacturing same |
DE8585111818T DE3585938D1 (de) | 1984-09-26 | 1985-09-18 | Ultraschallwandler und verfahren zur herstellung desselben. |
US07/031,427 US4783888A (en) | 1984-09-26 | 1987-03-26 | Method of manufacturing an ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59225126A JPH0683516B2 (ja) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | 超音波探触子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61103399A true JPS61103399A (ja) | 1986-05-21 |
JPH0683516B2 JPH0683516B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=16824365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59225126A Expired - Lifetime JPH0683516B2 (ja) | 1984-09-26 | 1984-10-27 | 超音波探触子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0683516B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-10-27 JP JP59225126A patent/JPH0683516B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0683516B2 (ja) | 1994-10-19 |
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