JPS61293098A - 高分子圧電型超音波探触子のリ−ド線接続方法 - Google Patents

高分子圧電型超音波探触子のリ−ド線接続方法

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JPS61293098A
JPS61293098A JP13398685A JP13398685A JPS61293098A JP S61293098 A JPS61293098 A JP S61293098A JP 13398685 A JP13398685 A JP 13398685A JP 13398685 A JP13398685 A JP 13398685A JP S61293098 A JPS61293098 A JP S61293098A
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JP
Japan
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film
lead wire
electrodes
polymer
high molecular
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Application number
JP13398685A
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English (en)
Inventor
Nagao Kaneko
金子 長雄
Nanao Nakamura
中村 七男
Masao Koyama
小山 昌夫
Shiro Saito
斉藤 史郎
Hiroki Honda
本多 博樹
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高分子圧電体と共通電極及び駆動用電極とを
有した高分子圧電型超音波探触子のIJ−ド線接続方法
に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン系共重合
体、ポリシアノ化ビニリデンあるいは他の有極性合成高
分子は、高温、高電圧下で分極処理することにより、圧
電性、焦電性を示すことが知られており、特に前記高分
子圧電体の厚み振動を利用した超音波探触子の開発が近
年盛んに行なわれている。
すなわち、高分子圧電体は、固有の音響インピーダンス
が水や生体のそれと近く、かつ弾性率が小さいとと々ど
の点から、リニア・アレイ型超音波探触子へ適用する場
合は、必ずしもセラミック圧′ボ体のように高分子圧電
体を短冊状に切断・分離する必要がないと言われている
しかしながら、高分子圧電体の誘電率は、一般、に10
オ一ダ程度とセラミック圧電体に比較し著しく小さいた
め5通常50Ω系の電源との電気的な整合が悪いという
問題がある。このため、高分子圧電体の分極軸方向が互
に対向せしめるように積層し、電源との整合を改善する
方法が提案されている。
そしてこれら高分子圧電体の電極にリードH)4 ’2
電気的に接続する方法としては、銀ペースト等の導電性
接着剤を用いる方法、電極面とリード線とを溶融もしく
は超音波等でボンティングする方法、あるいけ低融点ハ
ンダによるリード線との接続などが用いられる。しかし
ながら、どれらの方法は、高分子圧電体に詐゛けた駆動
電極にリード線!を接続する場合、そのリード線との間
における接着性が乏しく剥離しやすいという欠点に加え
、経時変化や高分子圧電体等の振動・熱サイクル主とし
て水中もしくは、71(あるいはゲルvりの超音波伝幡
媒体を用いる探触子としての使用状況々どによって抵抗
値が上昇したりする々どの問題がある。寸だボンゲイン
ク法や低融点ハンダ等を用いたリード線接続方法は、高
分子圧電体に設けた駆動電極の全面もしくは一部分を高
温加熱することが不可決であり、高分子圧電体の変形や
脱会(4スを生じやすいなどの問題がある。
一方、先に本発明者らが出願したようガ予め固有電析形
状を有する駆動用’i 極i形成した高分子薄膜を高分
子圧電体間に介在せしめた場合には、例えばポリイミド
フィルム、ポリエステルフィルム々どのように比較的高
い軟化点を有しかつ1iIi]熱性を示す高分子膜l1
Mを用いることにより、熱に対する問語は解決される。
但しこの場合でも、探触子の構造や固有電極形状の設置
上の制限々どから、電極とリード線とゑ接続するのは難
しい場合が多い。それは、高分子圧電体との一体振カ1
1全加味した高分子膜llへの望ましい1;算厚は、数
μm−数十μmであシ、かつ該薄膜上に設置する固有電
極の厚みは同様々理由から数μn1程度が望ましいため
とのような従来のボンディンダ法やハンダ法では信頼性
の良いリード線の接続が困雅になるからでる。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので
、高分子圧電体の特性をほとんど変えることなく、高分
子薄膜上に形成した駆動用電極とリード線と全信頼性、
再現性よくかつ簡単な方法で電気的に接続することを目
的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明のリード線接続方法は、高分子圧電体を一介して
共通電極に対向して設けられた駆動用電極としてあらか
じめ高分子薄膜に形成された駆動用電極を用いた高分子
圧電型超音波探触子にリード線をf8.続するに際して
、前記駆動用電極の端部に形成された導電性の厚膜部に
接続することを特徴としている。
以下本発明全詳細にWl?、明する。
第1図は、本発明に係る高分子圧部;型超音波探触子の
リード17接続方法によるーヲJ流側を表わした断面模
式図である。第1図において高分子圧電体(1) 、 
(+’ )は高分子圧電体の分極軸方向が互に対向する
ように配置されており、高分子圧電体(1,) 、 O
’)間には予め固有形状を有する駆動用電不反(3)を
形成した高分子薄膜(4)が介在している。高分子圧電
体(1′)の背面には背面反射板(λ/4板)(6)が
配置されている。
これら高分子圧電体(1) 、 (]’) 、駆動用電
極(3)全形成した高分子薄膜(4)λ/4板(6)は
それぞれ接着剤(5)によって音響的に一体化されてお
9、これより高分子圧電型超音波探触子全構成している
。そして高分子薄膜(4)の両面に設けた駆動用電極(
3)には、該電極(3ンの端部に厚膜部(3a)が形成
されている。そして例えばポリイミドフィルム等の高分
子膜(7)に設けられたリード細部分(8)とハンダ(
9)によって電気的に接続されている。との場合!#l
動用電什(3)のリード線を接U;する端部け、厚膜状
になっているため、リード線(8)とのハンダ等による
接続作qHにおいてff1K励用M極(3)の一部が撰
傷、切断するおそれはない。またハンダ作業時において
は、駆動用電極(3)とリード線(8)のノ・ンダされ
る部分には一時的に高温加熱がなされるが、高分子薄膜
(4)及び高分子膜(7)はポリイミドフィルム等の耐
熱性高分子膜を適用することによって、駆動N極(3)
の変形を阻止することができる。さらに高分子薄膜(4
)の駆U1用電伊(3)を長くすることによって、ハン
ダ作業に伴う高分子圧電体(1) 、 Q’)への熱伝
導をおさえ不ことが可能であり、高分子圧電体(1) 
、 (1’)の脱分極をなくし特性低下を防止すること
ができる。
第1図では、高分子薄膜(4)の両面に駆動用@極(3
)を設けており、該両面の駆動用電極(3)にはリード
線(8)ヲ介し高分子圧電体(1) 、 (1’)に駆
動信号を同時に印加するととができる。本実施例では、
駆動用電極(3)とリード線(8)とをハンダによって
接続しているので、両面の駆動用電極は同時に接続され
る状況となるが、更に信頼性をあげるためには次の方法
を用いれば良い。即ち、第2図a、b、cに示すごとく
、駆動用′「E極(3)の端部の所望箇所(第2図−a
)、もしくは探触子の音響す・b作に影響しない箇所(
第2図−b)に高分子薄膜(4)をスルホール(10)
化して駆動用室枠の形成時に導電部をホール内にも設け
ることで両面の導通をはかったり、もしくは駆動用’i
+lf イiM> (3)の一端を廻し込み構造(U)
 (第2図−〇)とすることにより、一段と信頼性の向
上を図ることが可能である。
本発明に用いる高分子圧電体は、PvF2PvF2゜T
rFE、あるいはポリフッ化ビニリデン争フッ化エチレ
ン共重合体はどの含フッ素系バ分子あるいはポリシアノ
化ビニリデン、もしくはその共重合体、ポリアクリルニ
トリル系共重合体あるいは強誘電体セラミック例えばチ
タン、ジルコン酸鉛の粉末等の混入されたいわゆる複合
高分子圧電材料等が挙げられるDまた、この高分子圧電
体を間に介して共通電極に対向して設けられた駆動用電
極が形成されている。高分子薄膜の材料としては、ポリ
エステル。
ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリエーテル、ポリ塩
化ビニル、 PVF2PVF2系共重合体、ポリスチレ
ンなどの様に薄膜を形成する高分子材料が挙げられ特に
材質は問わない。
また本発明に用いる高分子薄膜に形成される駆動用電極
は特に限定されるものではないが、例えば金、銀、ニッ
ケル、アルミニウム等を蒸着もしくはエツチング等によ
り加工するが、あるいは。
銀粉などの導電性粉末をエポキシ等に混入したいわゆる
導電性塗料をスクリーン印刷等によp高分子薄膜上に塗
布して形成することも可能である。
本発明に用いる高分子薄膜に形成される駆動用電極の端
部を厚膜化して厚膜部とする方法は、特に限定されるも
のではなく、例えば予め所要部分に銅々ど金メッキによ
シ設置しさらに駆動用電極を設けることによって可能と
なシ、この反対の方法によっても可能である。更にハン
ダ適用のため厚膜部にさらに錫等によるメッキを施すこ
とによってより羅実々ノ1ング作業が可能となる。
かかる高分子圧電型超音波探触子は、高分子圧ノ、「体
の特性を低下させることなく、高分子薄11ヘー上に形
成した駆動用型、極とリード線とを信頼性・再現性性よ
く電気的に接続することができる。
〔発明の効果〕
本発明のリード紳接続方法によれば、従来問題であった
駆動用電極とリード線との接続におけるハンダ等による
接続が容易に可能となり、リード線接続部における信頼
性・再現性が飛躍的に向上せしめることができる。′!
1′た、駆動用電極とIJ −ド線との接続部における
経時的劣化や剥離等の現象を解消し、さらに駆動用電極
部での変形や断線、あるいは高分子圧電体の高温加熱に
伴う脱分極現象を閉止するととができる。
〔発明の実施例〕
実施例1゜ 高分子薄膜としてポリミドフィルム(東し製カプトン3
0 I−T )全所定の大きさく60X240+11+
I+)に切断し、次いでこのフィルムの両面全面にわた
り真空蒸着によシ釧を厚さ約1〜2μmに設置した。
次いでエツチングにより第3図に示したような短冊状の
駆動用*極を形成1〜だ。図では高分子薄膜(4)手駆
動用電極(3)が形成されている。その駆動用電梧の音
響動作部分の大きさは電極長20調。
電極幅1.02ynm、電極間隔0.1諭とし、駆動用
電極数は64とした。尚本実施例においては端部を厚膜
化するのに用いるために5篩の幅で共通化電極(lO)
も形成しf?:、oなお、この共通電極Cl0)は厚膜
部形成後取ジ除かれる。
そしてこの短冊状の駆動用電極のうち厚膜化を必要とし
ない音響動作部分にレジスト材料を塗布した後、銅メツ
キ処理を施した。銅メッキは硫酸銅/硫酸系の酸性液を
用い温度40℃電流密度2A/dm2にて10分間行な
った。この結果、銅メッキによる銅の膜厚は40μmは
どになり駆動用電極の端部の膜厚化がなされた。
メッキ処理終了後、アセトンにより先に塗布したレジス
ト材料を除去し、さらにメッキ処理時に用いた駆動用電
極の共通化電極パターン部分を切断して、端部に3m幅
の膜厚部を有した駆動用電極を得た。
次に、予め分極処理を施してなる厚さ45μのPVFZ
 TrFE高分子圧電体を互に分極軸方向は対向せしめ
る様に設置し、高分子圧電体間に小売のリード線を接続
してなる短冊状駆動電極を有した高分子薄膜全介在せし
めた。高分子圧電体の音響動作側には銀蒸着膜からなる
共通電極(2)音響非動作側には厚さ150μの銅板を
λ/4板兼通電極(6)として配置した。この場合共通
電極ならびにλ/4板兼板道共通電極駆動電極の音響動
作部分に分致した形状とした。そして高分子圧電体、駆
動用電極を形成した高分子薄膜、共通電極ならびにλ/
4板兼板道共通電極ポキシ系接着剤(エボテック社製3
01−2)により接着して音響的に一体化された高分子
圧電型超音波探触子を得た。
この探触子のリード部分は、先に設けた駆動用電極の端
部の銅厚膜部と、短冊状駆動用電極と形状を同じくシタ
ポリイミド系フレキシブルプリント基板(7)のリード
線(8)ヲ重ね、ハンダ(9)によって接続した。この
ように本発明におけるリード線とは、基板上に形成され
た導電性部分をも示している。
本実施例で得た高分子圧電型超音波探触子の動作状況を
インピーダンスアナライザ(YHP製4192A )な
らびに超音波探触子評価装置(IPoチック社製uTA
−3)を用いて測定したとζろ、64素子全てにおいて
リード線を介して完全に動作していることが確認された
実施例2 高分子薄膜(4)としてポリイミドフィルム(東し製カ
プトン30H)の両面を5%カセイソーダ溶液で表面処
理した後、無電解銅メッキを施し、さらに実施例1で実
施したと同様々銅メツキ処理により全面に約40”μの
銅厚llI:(13)を設けた。(第4図(a))次に
該フィルムの中央部分を短冊状の駆動用電極を設けるた
めに上記銅厚膜部分をエツチングによシ除去しく第4図
(b) ) 、その後全面に真空蒸着により銀膜04を
約2μ程度の厚さで設置した(第4図(C))。この後
エツチングにより短冊状の駆動用電極(音響動作部分の
形状・電極長20閣、電極幅1.02+nm、電極間隔
01咽、駆動用電極64)を設けた。
次に、予め分極処理を施してなる厚さ45μのPVF 
z T r F E高分子圧電体を互に分極軸方向は対
向せしめる様に設置 し、高分子圧電体間には、実施例
1と同様にリード線を接続してなる短冊状駆動電極を有
した高分子薄膜を介在せしめた。高分子圧電体の音響動
作側には銀蒸着膜からなる共通電極、音響非動作側には
厚さ150μの銅板をλ/4板兼共通電什として配置し
た。この場合共通電極ならびにλ/4板兼共通電稜は、
駆動電極の音響動作部分に分致した形状とした。高分子
圧電体、駆動用電極を形成した高分子薄膜、共通電極な
らびにλ/4板兼板道共通電極エポキシ系接着剤(エボ
テック社製301−2)により接着して、音響的に一体
化された高分子圧電型超音波探触子を得た。
この探触子のリード部分は、先に設けた駆動用電極の端
部に設けた厚膜部と1個々の短冊状駆動用電極に対応す
るように形状を同じくしたポリイミド系フレキシブルプ
リント基板のリード部分からなるリード線とを重ね、ハ
ンダによって接続した。
本実施例で得た高分子圧電型超音波探触子の動作状況を
インピーダンスアナライザ(YHP製4192A、)々
らびに超音波探触子評価装置(エアロチック社製uTA
−3)を用いて測定したところ、64素子全てにおいて
リード線を介して完全に動作していることが確認された
【図面の簡単な説明】
嬉1図、第2図(a) 、 (b+ 、 (c)は本発
明の詳細な説明するための高分子圧電型超音波探触子な
らびに駆動用電極部分の断面模式図、第3図は実施例で
示した厚膜部形成のための共通化電極を有し念駆動用電
極の形状を表した模式図、第4図fa) 、 (b) 
e(C)は他の実施例における厚膜部の形成の過程を示
した断面模式図である。 1.1′・・・高分子圧電体 2・・・共通電極 3・・・駆動用電極 3a・・・厚膜部 4・・・高分子薄膜 5・・・接着剤 6・・・λ/4板兼共通電極 7・・・リード支持基板 8・・・リード線 9・・・ハンダ 10・・・スルーホール    13・・・銅厚膜11
・・・廻し込み構造    14・・・銀膜12・・・
共通化電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  高分子圧電体を介して共通電極に対向して設けられた
    駆動用電極としてあらかじめ高分子薄膜に形成された駆
    動用電極を用いる高分子圧電型超音波探触子にリード線
    を接続するに際して、前記駆動用電極の端部に形成され
    た導電性の厚膜部にリード線を接続することを特徴とす
    る高分子圧電型超音波探触子のリード線接続方法。
JP13398685A 1985-06-21 1985-06-21 高分子圧電型超音波探触子のリ−ド線接続方法 Pending JPS61293098A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466899U (ja) * 1990-10-19 1992-06-12
WO2010092907A1 (ja) * 2009-02-12 2010-08-19 コニカミノルタエムジー株式会社 超音波探触子、および超音波診断装置

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