JPH0295356A

JPH0295356A - 超音波探触子の製造方法

Info

Publication number: JPH0295356A
Application number: JP63248728A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Ishii; 康晴石井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-04-06
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2646703B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、コンベックス型超音波探触子やコーンケープ
型超音波探触子などのように、振動子が円弧状に配列さ
れた構造の超音波探触子の製造方法に関する。

（ロ）従来技術とその問題点一般に、上述のような短軸方向に円弧状を呈する超音波
探触子は、特に音響レンズを使用しなくてもフォーカス
の設定が可能であるなどの利点がある。

このような超音波探触子を製造する場合、従来は、予め
湾曲状に焼結成形した一枚のセラミックパネルを準備し
、これを湾曲したバッキング材に接着した後、セラミッ
クパネルを裁断分離する方法が提供されている。

しかしながら、このような方法では、円弧状のパネルの
裁断分離のためのダイシングソーとして、通常の平面パ
ネル裁断用のものが使用できず、特殊な装置が必要とな
り、製造コストが高くなるなどの欠点がある。。

また、従来構成のものでは、超音波を走査するため、圧
電素子を超音波走査方向に沿って所定のピッチで裁断し
ているだけなので、未だ電気機械変換効率が不十分であ
り、また、被検体とのインピーダンス整合をとるのが難
しい等の不具合がある。

そこで、本出願人は、分極処理のなされた平面状のセラ
ミックパネルを、連結部により一体に連結した状態で、
多数のセラミック片に裁断分離し、次に、このセラミッ
ク片間に、固化時に可撓性を呈する接着剤を充填、固化
させ、引き続いて、上記の連結部を除去して、セラミッ
ク片同士を接着剤により連結した湾曲可能な複合パネル
を得、この複合パネルに、電極を付設するようにした超
音波探触子の製造方法を提供した（特願昭６１−２０２
１７８号参照）。

本出願人は、この製造方法についてさらに検討したとこ
ろ、次の問題点が残されていることが判明した。すなわ
ち、先の製造方法では、固化後に可とう性を呈する接着
剤を使用する必要があるため、使用する接着剤の種類が
限定され、そのため、音響特性が制約される。また、各
セラミック片は完全に分離されているので、背面層に複
合パネルを接合する際に湾曲させると、各セラミック片
のピッチの乱れが生じ易く、ビームの方向設定を精度良
く行えない場合がある。さらに、複合パネルの形成後、
その両面に所定のピッチで電極を形成して信号線を取り
付けるので、位置合わせに手間がかかり、その調整が面
倒である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、圧電素子が円弧状に配列された超音波探触子の製造
方法において、従来よりも一層その製造を一層簡単にし
、かつ、音響特性も優れたものが得られるようにするこ
とを目的とする。

（ハ）問題点を解決するための手段本発明は、このような目的を達成するために、次の構成
を採る。

すなわち、本発明の超音波探触子の製造方法では、分極
処理された平板状の圧電基板の下面に全面電極を形成し
てなる原パネルを準備し、この原パネルの下面に分離防
止板および信号線を取り付けた後、前記原パネルを横方
向に所定のピッチで裁断して前記分離防止板に至る深さ
の全部裁断溝を形成し、その全部裁断溝に樹脂を充填、
固化させ、次いで、前記原パネルを全部裁断溝の配列方
向と直交する縦方向に所定のピッチで裁断して圧電基板
を切り残した深さの一部裁断溝を形成し、続いて、縦横
に裁断された原パネルを前記一部裁断溝の配列方向に沿
って所定の曲率で湾曲させた後、この状態の下で前記一
部裁断溝に樹脂を充填、固化し、続いて、その原パネル
の上面にアース用の全面電極を形成して湾曲振動子を得
、この湾曲振動子の下面にその形状に沿って予め円弧状
形成された接合面を有する背面層を固定するようにして
いる。

（ニ）作用この製造方法によれば、原パネルを一部裁断溝の配列方
向に沿って所定の曲率で湾曲させた後、この状態の下で
一部裁断溝に樹脂を充填、固化させるので、必ずしも固
化後に可とう性を有する接着剤を選択して使用する必要
はなく、充填、固化するものであれば良いため、充填樹
脂の選択の余地が広がる。

また、各セラミック片は一部裁断溝の配列方向に沿って
切り離されずに一体に連結されているので、原パネルを
湾曲させた場合でも各セラミック片のピッチが揃う。

さらに、湾曲振動子の形成後は、その上面にアース用の
全面電極を形成するだけでよいので、その後の電極の裁
断や信号線の取り付は作業が不要である。

（ホ）実施例第１図は、本発明の製造方法によって得られる短軸方向
に凹状に湾曲した超音波探触子の斜視図、第２図はその
部分拡大斜視図である。

これらの図において、ｌは超音波探触子の全体を示し、
２は湾曲振動子である。この湾曲振動子２は、横方向（
長軸方向）に沿って所定のピッチで配列された全部裁断
＃４と、これに直交する縦方向（短軸方向）に沿って所
定のピッチで配列された一部裁断溝６とによって断面四
角形をした短柱状の多数のセラミック片８が形成されて
おり、各セラミック片８の間に樹脂ｌＯが充填、固化さ
れている。この場合、各セラミック片８は横方向に見る
と上記の全部裁断溝４により互いに完全分離されている
が、一部裁断溝６の配列方向（縦方向）に見ると切り離
されずに一体に連結されている。そして、セラミック片
８の上面にはアース用の全面電極１２が形成され、また
セラミック片８の下面には全部裁断溝４によって個別に
分離された信号印加用の個別電極１４が形成されている
。

湾曲振動子２の上面には整合層１６が設けられ、また、
湾曲振動子２の下面にはＦＰＣ等の信号線１８が個別電
極１４に対して電気的に接続されるとともに、円弧状凹
面をもつ背面層２０が接着固定されている。なお、２２
はケースである。

次に、上記超音波探触子ｌの製造工程を、第３図の製造
方法の説明図に基づいて順次説明する。

まず、分極処理された平板状の圧電基板３０の上下両面
に全面電極３２．３４をそれぞれ形成してなる原パネル
３６を準備する（第３図Ｃ参照）。

なお、原パネル３６の上面の全面電極３２は省略するこ
とも可能である。

次いで、この原パネル３６の下面に次工程の裁断時の分
離防止兼位置決め用の平板状の分離防止板３８および信
号線（この例ではＦＰＣ）１８をそれぞれ固着する（第
３図す参照）。そして、原パネル３６を横方向に所定の
ピッチで裁断して分離防止板３８に至る深さの全部裁断
溝４を形成する。

この全部裁断ＷＩ＃４によって原パネル３６の下面には
、個別に分離された信号印加用の個別電極１４が形成さ
れることになる。そして、全部裁断溝４に接着剤等の樹
脂ｌＯを充填して固化させる（第３図Ｃ参照）。

次いで、原パネル３６を全部裁断溝４の配列方向（横方
向）と直交する縦方向に沿って所定のピッチで裁断して
圧電基板３０を切り残した（第２図の符号ｔで示す厚さ
分だけ切り残す）深さの一部裁断溝６を形成する（第３
図Ｃ参照）。これにより、断面四角形をした短柱状の多
数のセラミック片８が形成される。この場合、各セラミ
ック片８は上記の全部裁断溝４により互いに完全分離さ
れているが、一部裁断溝６の配列方向（縦方向）に沿っ
ては切り離されずに一体に連結されている。

続いて、原パネル３６の下面に接合されている分離防止
板３８を取り外し、次に、後工程で取り付けられる背面
層２０の接合面に合致する円弧状凹面４０ａをもつ支持
台４０に原パネル３６を載置する。この場合、原パネル
３４は一部裁断溝６の配列方向（縦方向）に可とぅ性を
有するため、縦方向に沿って湾曲する。そこで、この状
態で一部裁断溝６に樹脂を充填して固化する（第３図Ｃ
参照）。

次に、支持台４０を取り外して、原パネル３６の上面に
アース用の全面電極１２を設ける（第３図Ｃ参照）。こ
れには、導電性のフィルム４２を導電性接着剤を用いて
張り付ける等により形成される。こうして湾曲振動子２
が得られる。

そこで、次に、湾曲振動子２の下面に予め円弧状に形成
された接合面２０ａを有する背面層２゜を固定する（第
３図「参照）。また、湾曲振動子２の上面に整合層１６
を設ける。こうして、所期の超音波探触子１が完成され
る。

なお、上記の実施例では、短軸方向に凹状に湾曲した超
音波探触子の製造方法について説明したが、その他、コ
ンベックス型等の振動子が円弧状に配列された超音波探
触子の製造方法について本発明を適用できるのは勿論で
ある。また、この実施例では、支持台３８に原パネル３
６を載置する際に分離防止板３８を取り外すようにして
いるが、分離防止板３８が薄いシート等で構成されるよ
うな場合には、分離防止板３８を剥離することなく、湾
曲振動子２を組み立てることも可能である。

（へ）効果本発明によれば、同化後に可とぅ性を備えた接着剤を使
用する必要がないので、充填樹脂の選択の余地が広がる
。そのため、所要の音壺特性に応じて充填樹脂の種類を
選定できる。また、各セラミック片は一部裁断溝の配列
方向に沿っては切り離されずに一体に連結されているの
で、これを湾曲させた場合でも各セラミック片のピッチ
が揃う。

このため、精度良い探触子構造が可能となる。また、複
合圧電体構造となるため、人体との音響的整合も容易で
ある。さらに、湾曲振動子の形成後は、その上面にアー
ス用の全面電極を形成するだけでよい。

したがって、従来よりも一層製造工程が簡単になり、か
つ、音響特性も優れた超音波探触子が得られるようにな
る等の優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
製造方法によって得られる超音波探触子の斜視図、第２
図は同要部を拡大して示す斜視図、第３図は本発明の製
造工程を示す説明図である。１・・・超音波探触子、２・・・湾曲振動子、４・・・
全部裁断溝、６・・・一部裁断溝、８・・・セラミック
片、ＩＯ・・・樹脂、１２・・・全面電極、１４・・・
個別電極、１６・・・整合層、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　分極処理された平板状の圧電基板の下面に全面
電極を形成してなる原パネルを準備し、この原パネルの
下面に分離防止板および信号線を取り付けた後、前記原パネルを横方向に所定のピッチで裁断して前記分
離防止板に至る深さの全部裁断溝を形成し、その全部裁
断溝に樹脂を充填、固化させ、次いで、前記原パネルを
全部裁断溝の配列方向と直交する縦方向に所定のピッチ
で裁断して圧電基板を切り残した深さの一部裁断溝を形
成し、続いて、縦横に裁断された原パネルを前記一部裁断溝の
配列方向に沿って所定の曲率で湾曲させた後、この状態
で前記一部裁断溝に樹脂を充填、固化し、続いて、その
原パネルの上面にアース用の全面電極を形成して湾曲振
動子を得、この湾曲振動子の下面にその形状に沿って予め円弧状に
形成された接合面を有する背面層を固定することを特徴
とする超音波探触子の製造方法。