JPS61245700A - 超音波探触子およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波診断装置のセンサ一部に用いるのに好適
な、多数の振動子素子を有する超音波探触子に関する。

〔発明の背景〕

二次元配列触音波送受波アレイは、既に実開昭５４−１
５１３３０などに示されている。しかし、音波放射面側
の振動子電極が高電圧を印加する構成となっていて、安
全性が不充分であったり、あるいは音波放射面側の音響
整合層に電極やリード線が形成されているため、整合層
内の不要音響反射が存在し、性能的にも不充分な構成と
なっていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、安全性が高くかつ不要音響反射の少な
い超音波探触子を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の探触子の構造的な特徴は、２次元アレイ状など
に配列した振動子群とバッキング部材との間に個々の振
動子群から配線を引き出すためのフレキシブルプリント
配線基板がはさみ込まれた構造にある。

このような構造では、超音波の送受波側の面に−は一様
なアース電極、及び音響整合層を設けることができ、安
全性が高まるとともに配線による不要な反射がさけられ
る。

上記の構造の探触子を得るには、フレキシブルプリント
基板として複数の穴のあいたものを用い、振動子と配線
材との電気的接続を行なった後に接着材を塗付してバッ
キング部材を接着する。このとき、上記の穴を介して振
動子群と配線板の間の空隙にも接着材を充塞するので、
バッキング部材の側でも不要な反射のない良好な特性の
探触子が得られる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。まず、第１図は振動子群
の形成方法を示す。まず、第１図（Ａ）のようにハンダ
付可能な電極（通常の銀焼付電極など）１０】の形成さ
れた振動子１．０２をワックスなどを加熱すると軟かく
なる接着剤などで台１０３に仮接着する。次に第１図（
Ｂ）のように振動子１０２に縦横に溝１０４を形成し、
樹脂１０５を充填する。次に第１図（Ｃ）のようにこの
振動子をひつくり返して１０３にワックスなどで仮接着
し、前回形成された切断溝１０４に達するまでの深さで
切断溝１０６を形成し、この溝に樹脂１．０７を充填す
る。このような加工がされた振動子を１０３から取りは
ずすと、多数の振動子素子１０８が、所定間隔で２次元
的に並べられた振動子群１０９が形成される。なお、切
断溝の幅、切断間隔を変えることで、種々の振動子群を
構成するこが可能となる。

第２図は第１図に示した製法により得られた振動群の個
々の振動子にそれぞれ配線を行なうためのフレキシブル
プリント配線板の平面図を示す。

フレキシブルプリント配線板２０１は２枚の柔軟な絶縁
フィルム２０８の間にリード線２０４を挾んだ構造をし
ている。

その中央部には、振動子群の配列に対応して電極２０２
が２次元アレー状に配列されている。この電極は配線板
２０１の片面に露出するとともにその表面はハンダメッ
キされている。フレキシブルプリント板２０１の周辺部
分には各電極に対応して外部のビンコネクタと接続する
ためのスルーホール２０３が設けられており、各電極２
０１はそれぞれスルーホール２０３とリード線２０４で
接続されている。なお、２０５は、振動子群と電極群２
０２との接続を行なった後に、フレキシブルプリント板
と振動子群との間隙に接着材を流し込むための穴であり
、電極２０２の間の位置に適宜設けられている。

第３図（Ａ）〜（Ｅ）は上記した振動子群とフレキシブ
ルプリント配線板を用いて超音波探触子を形成する工程
を順次図示したものである。まず第３図（Ａ、　）のよ
うに、点線で示す振動子群１０９を台２０６に板接着し
、その上面の電極にハンダフラックスを塗付する。一方
、この電極と電極２０２に対向するよう位置合せしてフ
レキシブルプリント配線板２０１を重ねる。第３図（Ｒ
）はこの状態を断面図で示すもので、一部分のみ拡大し
て示している。２２０は電極２０２の表面のハンダ層を
示す。次にフレキシブルプリント配線板の側から絶縁フ
ィルム２０８を介してレーザ光あるいは赤外線を電極２
０２の部分に順次照射し、電極２０２の表面のハンダ層
２２０を溶融することによって個々の振動１．０９と電
極２０２のハンダ付けを行なう。なお、全体を加熱して
ハンダ付□けする方法も可能であるが、本実施例によれ
ば局所的な加熱ですむのでより望ましい。

全てのハンダ付けを終了した後、次に配線板２０１の表
面に接着材を塗布し、第３図（Ｃ）に示すようにバッキ
ング材２０９を接着する。　２０９は２０３の間隔を広
げるため４角錐となっている。

このとき、真空脱泡をしてやれば、第２図に示した穴２
０５を介して、接着剤が振動子表面に入り込み、振動子
群１０９と配線板２０１の間の空隙にも接着材が充填さ
れるので振動子群１０９とバッキング材２０９との完全
な接着が成される。

なお、このバッキング部材２０９としてフレキシブルプ
リント配線板２０１の絶縁フィルム２０８と音響インピ
ーダンスがほぼ等しい材料のものを用い、かつ接着材も
固化した後にこれらと音響インピーダンスがほぼ等しく
なるものを用いれば、探触子の背面での不要な音響反射
が回避され、パルス特性の良好な探触子が得られる点で
好ましい次にフレキシブルプリント配線板２０１の周辺
部分をバッキング部材の側面に接着し、台２０６を剥離
する。

次に第３図（Ｄ）に示す通り、探触子群２０９の周囲に
エポキシ極脂などからなる補助部材２１０を形成する。

なおこの補助部材２１０は１０９が２０６に仮接着され
た第３図（Ｃ）の状態で形成することも可能である。し
かる後、第３図（Ｅ）に示すように探触子群の表面（台
２０６に仮接着されていた面）にアースを電極２］１を
蒸着あるいはスクリーン印刷などで形成し、これにリー
ド線２１２を接続しさらにアース電極２１１の表面に音
響整合層２１３を形成して本実施例の超音波探触子が完
成する。

本実施例の構成によれば、２次元アレー状の各電極から
のリード線が、探触子の表側（整合層の側）になく、バ
ッキング部材側にあるので、放射音波ビームに整合層内
での不要な反射が生じず、また、探触子を検査対象に押
しあてても抑圧により各電極からのリード線が破損する
おそれもない。

さらに、振動子群と、リード線を形成したフレキシブル
プリント配線板とは互いに空隙を生ずることなく接着材
で完全に接着されているので探触子裏側での不要な音響
反射も防止されている。

なお、各振動子に接続されるリード線２０４の長さをほ
ぼ等しくしてやれば、各素子の電気的な特性ばらつきを
少なくすることができ、より望ましい構成となる。

第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の他の実施例を示す。

この実施例は、第１図〜第３図に示した実施例と同様な
製造法による部分探触子を複数個接着してひとつの探触
子としたもので、第４図（Ａ）はその製造工程の途中の
段階を示す。この探触子は４つの部分探触子４０−１．
４０−２゜４０−３．４０−４を互いに接着して構成さ
れる。

第４図（Ｂ）はそのうちのひとつを示したもので、振動
子群４０９の個々の振動子にはフレキシブルプリント配
線板４０１の電極がハンダ付けされる。

さらに、４０９，４．０１−はバッキング部材４０９に
接着材で固定される。この間の製造工程は第３図（Ａ）
〜（Ｃ）にて示した工程と全く同様である。フレキシブ
ルプリント配線板４０１としては、第４図（Ｃ）もしく
は、第４図（Ｄ）に示す形状のものを用いる。これらの
図中で４０２は電極、４０３はスルーホール、４０４は
リード線、４０５は接着材を通す穴で、それぞれ第３図
における２０２．２０３，２０４，２０５と同様である
。

ただし、第４図（Ｂ）に示すように、他の部分探触子と
接着される面に折りまげられるフレキシブル板の賀状の
部分（第４図（Ｃ）　、＜、Ｄ）の４０７゜４０８）は
バッキング部材４０９の高さより長くされており、第４
図（Ａ）のように互いに接着されてもバッキング部材の
裏側にスルーホール４０３の形成された部分が突出する
ようにされている。

第４図（Ａ）のごとく部分探触子４０−１．　。

４０−２．４０−３．４．０−４を着接した後、第３図
（Ｄ）と同様に振動子群の周囲に補助部材を形成し、さ
らに第３図（Ｅ）に示すと同様に補助部材、アース電極
、アース電極に接続するリード線、音響整合層を順次形
成して探触子が完成する。

本実施例の探触子では、バッキング部材の外側の側面だ
けでなく、部分探触子同志が接着される面にもリード線
を設けたフレキシブル配線板が形成されるので、第３図
に示した実施例と比較してより多数の振動子を有する探
触子を容易に得ることができる。

第５図（Ａ）〜（Ｃ）は多重リング超音波探触子に本発
明を適用した実施例を示す。本実施例では、第５図（Ａ
）に示すようなハンダ付可能な電極５００が形成された
リング状振動子５０］。

Ｅ）　０２’、　’５　ｏ’ａ　、５ｏ４と、第５図（
Ｂ）に示すフレキシブルプリント配線板５０５を用いる
。第５図（Ｆｌ）で、５０７はハンダメッキされた電極
でこの部分と５０１〜５０５をハンダ付けする。

５０８はリード線で上下面はフィルムではさまれ絶縁さ
れている。５１０はスルーホールである。

このフレキシブルプリント配線板も接着材を流しこむた
めの多数の穴５０６が設けられている。第３図（Ａ）〜
（Ｅ）に示した実施例と同じように、ハンダ付けし、バ
ッキング材を接着し、アース電極を形成し、音響整合層
を形成して探触子が完成する。

第５図（Ｃ）はこのようにして完成した多重リング超音
波探触子の断面図を示す。図中５０１〜５１０は第５図
（Ａ）〜（Ｂ）にてそれぞれ説明した部分であり、５１
１はバッキング部材、５１２はアース電極、５１３は音
響整合層を示す。また５１４はバッキング部材５１１フ
レキシブルプリント配線板５０５、振動子５０１〜５０
４の間の空隙に充填され、これらを互いに接着する接着
材を示す。

以上種々述べた実施例において、複数の振動子は互いに
完全に切断されていなくても良い。また一方、これまで
図示したように振動子間を完全に切断し、さらにその間
に充填する樹脂としてフレキシプルな材料を用いると、
凹面、凸面など自由な形状の振動面を有する探触子を得
ることが容易にできる。

〔発明の効果〕

以上のべたように、本発明によれば、安全性も高くかつ
性能の優れた超音波探触子を容易に実現することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）、第２図、第３図（Ａ）〜（Ｅ）
は本発明の一実施例の整造工程を順次示す図、第４図（
Ａ）〜（Ｄ）は他の実施例を示す図、第５図（Ａ）〜（
Ｃ）はさらに別の実施例を示す図である。 １０９・・・振動子群、２０１・・・フレキシブルプリ
ント配線板、２０９・・・バッキング部材、２１１・・
・ア（Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の振動子素子が配列する振動子群の一方の面に
   は上記振動子素子のそれぞれに電気的に接続されるリー
   ド線が設けられたフレキシブルプリント配線板と、バッ
   キング部材とが順次積層され、他方の面にはアース電極
   と音響整合層とが順次積層されて成る超音波探触子。 ２、複数の振動子素子が配列する振動子群の一方の面に
   、上記振動子素子のそれぞれに電気的に接続されるリー
   ド線と複数の穴が設けられたフレキシブルプリント配線
   板を重ね、上記の電気的接続を行なう工程と、前記フレ
   キシブルプリント配線板に着接材を塗付してバッキング
   部材を接着し、もつて前記振動子群と前記フレキシブル
   プリント配線材と該バッキング部材との相互の空隙を充
   塞する工程と、前記振動子群の他方の面にアース電極及
   び音響整合層を積層する工程とを含む超音波探触子の製
   造方法。