JPH0322700A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電素子を利用した超音波探触子およびその
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の圧電素子を利用した超音波探触子は、第４図に示
すように圧電素子２１の表面および側面に設けた電極２
２ａと、この電極２２ａに対向するように圧電素子２１
の裏面および側面に設けた電極２２ｂと、これら電極２
２ａ，２２ｂを設けた圧電素子２１を複数個固着したバ
ッキング層２４と、各電極２２ａ、２２ｂとジャンパ線
２５ａ，２５ｂで結線したリード端子２３ａ、２３ｂを
有している。

また、第５図に示すように圧電素子２１表面に電極２２
ａ，２２ｂを塗布し、半田付部２６ａ，２６ｂにバッキ
ング層２４に設けたリード端子２３ａ，２３ｂを半田付
けし、圧電素子２１の電極２２ａ、２２ｂとリード端子
２３ａ，２３ｂとを導電固定したものがある。

そして、これら従来の超音波探触子の製造工程において
は、電極を設けた圧電素子をバッキング層に固着した後
、所要の形態に細かく切断するのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の超音波探触子は圧電素子の側面に
電極を設けている構威であるため、製造工程において切
断する場合に側面電極を残すようして切断し、その後に
側面電極の加工をしなければならない。したがって、切
断して超音波探触子を製造する場合、側面電極と平行方
向に切断をすることはできなかった。

このように所定の一方向にしか切断できないと微小な超
音波探触子を製造する点で不利であるとともに、大量生
産して安価な超音波探触子を提供する点でも不利である
。

本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので、
微小な超音波探触子およびそれを容易かつ安価に製造す
ることのできる超音波探触子製造方法を提供することを
目的としたものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、上
記目的を達或するため両側部の巾方向に凹部を形威した
本体の超音波発振面に電極膜を付着するとともに凹部に
のみ導電性端子を設けた圧電素子と、該圧電素子の超音
波発振面の一方の面に固着した音響整合層と、他方面に
固着したバッキング材とを有する超音波探触子および圧
電素子材の表裏面に切断位置用溝を形威する工程と、圧
電素子材の表裏面に電極膜を付着する工程と、切断位置
用溝の電極膜上に導電性端子を設ける工程と、これら工
程を経た圧電素子材に音響整合層またはバッキング材の
少なくとも一方を固着する工程と、これら工程を経た超
音波探触子材を切断して所要の大きさの超音波探触子に
する工程とを有する超音波探触子の製造方法としたもの
である。

〔実施例〕

第１図に従い本発明の超音波探触子の製造方法に係る一
実施例を説明する。先ずＡ図に示す圧電素子材１の表裏
面にＢ図に示すように切断位置を表す浅い溝２を研削等
により刻設する。この場合、一方の面の同方向に同間隔
で線状に溝を刻設し、他方の面の溝も同様に刻設するの
であるが、両面の溝の位置は一方の面の溝間中央に他方
の面の溝が等ピッチＬを形成して位置するようにしてい
る。

次にＣ図に示すように溝を刻設した圧電素子材ｌ表裏面
にｌＯμｍ以下の膜厚の電極３を設ける。

その方法は、蒸着、焼きつけ、電着等の任意のものとす
ればよい。次にＤ図に示すように溝２以外の電極３上に
選択的にマスク材４をスクリーン印刷等の適宜の方法で
印刷する。

次にＥ図に示すように電極３を設けた溝２に、メッキ法
により導電性端子５を積層する。この場合、Ｆ図に示す
一部拡大図のように導電性端子５の厚みは、マスク材４
を下の電極面より外側に盛り上がらないようにする。

次にＧ図に示すように選択的に印刷したマスク材４を除
去する。・そしてＨ図に示すように圧電素子１の一方の
面に音響整合Ｎ６を、他方の面にはバッキング材７を固
着する。この場合の接着法は接着材の塗布、噴霧、スピ
ンコート等の方法で被接着面に均一に接着材を付着させ
て行う。１図は、固着した状態の斜視図である。

このようにして形威した超音波探触子材（■図）を、Ｊ
図に示すように前記溝２により形威されるピッチＬ＋に
従い分割するように切断する。さらにこの切断方向と直
交する方向に切断して、Ｋ図に示すような微小超音波探
触子８を形威するのであるが、この場合上記切断方向に
直交する方向に切断するピッチは、超音波探触子の用途
に応じて任意に設定すればよい。本実施例では上記２方
向の切断により直方体状の超音波探触子を形威している
が、超音波探触子の形態はこれに限定されるものではな
いことはいうまでもなく、側面が曲面であるような形態
を始め任意の形態であってもよい．なお切断方法は、カ
ッター、ソー等の機械的手段の他、レーザー、ウォータ
ージェット、ダイヤモンド電着ワイヤ等の任意の方法を
用いればよい．そしてレーザーによる場合は、超音波探
触子材等の熱変形を防ぐため冷却装置を併用することが
望ましい．またウォータージェットによる場合は、切断
部位以外に砥粒水が飛散しないようにプロテクタを用い
ることが望ましい。

次にＫ図に示すような微小超音波探触子に形威した後に
、溝２の切断面に露出している導電性端子５に導電性部
材９を付設し、これを介してリード線１０を接続する。

なお、リード線１０の接続はワイヤボンディング等の方
法を用いてもよい。

本実施例による微小超音波探触子の製造方法は切断前の
各部材の大きさが、取扱い易い大きさとすることができ
るため部材相互の接着等の作業が容易である。また部材
相互の接着面積が大きいため接着膜厚のバラツキを少な
くし、品質の安定を図れる。また超音波探触子材を形成
後、切断作業により一度に大量の微小超音波探触子を安
価に生産できる。また超音波探触子材を任意に切断して
超音波探触子を形威できるため、超音波発振面の大きさ
を任意に設定できるとともに形態も直方体に限らず任意
の形態を選択できる。

本発明に係る製造方法による超音波探触子の第１実施例
について、Ｋ図に従いさらに説明する。

ほぼ偏平直方体状の圧電素子１の奥行き方向（Ｘ方向）
両側部の一方側部は上半部会体を、他方側部は下半部全
体を凹部形威し、圧電素子ｌの高さ方向両面に１０μｍ
以下の膜厚の電極３を付着し、さらに電極３を付着した
凹部１１に導電性端子５を設け積層する．電極３、導電
性端子５を設けた圧電素子１の高さ方向の一方の面であ
る超音波発振面に、被検体と圧電素子ｌとの音響的なマ
ッチングをとるための音響整合層６を固着する．１１は
、接着剤である．この音響整合層６は圧電素子１とほぼ
同じ形態の偏平直方体を呈している。

圧電素子１の他方の面には、圧電素子ｌからの超音波を
減衰させるためのバッキング材７を固着する。このバッ
キング材７は、圧電素子１の高さのほぼ２倍程度の高さ
を有する直方体状を呈している。

圧電素子１の奥行き方向（Ｘ方向）両側部には、導電性
端子５と電極３が積層状態で側部一全長にわたり露出し
ているが、これら両側部の導電性端子５に導電性部材９
を付設する。さらにこの導電性部材９にリード線１０を
接続する。

このようにして形成される微小超音波探触子８は、導電
性端子５の厚さが電極３の厚さより数十倍厚いので、リ
ード線１０を接続する面積が大きい。

したがって製造上、接続が容易であるとともに接続後の
強度を充分維持できることとなる。

第２図Ａ，Ｂは、本発明の製造方法に係る超音波探触子
材の第２実施例を示したものであるが、第１実施例と対
応する個所には同一符号を付した（以下の実施例につい
ても同様）。本実施例では、圧電素子ｌの高さ方向両面
に形成する凹部の形状を変えている。つまり第１実施例
では凹部２の断面形状をコの字状としているのに対し、
本実施例では断面形状をＵ字状（Ａ図）あるいはＶ字状
（Ｂ図）としている。他の１戒については第１実施例と
同様である。

このように凹部を形威しているので、ここへ電極を付着
する場合は第１実施例のような平面に比較し付着させや
すい。また一旦付着した後は、平面付着より耐久性があ
る。また、従来生じていた凹部内の両隅部での電極切れ
を防止でき、超音波探触子の信頼性を向上できる。

第３図は、本発明の製造方法に係る超音波探触子材の第
３実施例を示したものである。本実施例では圧電素子１
に凹部を形成せずに、音響整合層６とバッキング材７に
凹部２ｃ　，　２ｄをそれぞれ形威して第１実施例と同
様の効果を得ようとするものである。

このように凹部を形威しているので、電極３は凹部に付
着させることがないとともにマスク印刷を圧電素子１の
凹部に合わせて行う必要が無くなり、生産効率を向上さ
せることができる。また、電極３は圧電素子１の平面部
にのみ付着させているので、耐久性力竃向上し電極切れ
を起こすおそれはほとんど無くなった。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば超音波探触子材を切断す
る場合に切断個所を任意に設定できるため、微小なしか
も任意の形状の超音波探触子を形成できる．また超音波
探触子を組成する各部材が取扱い易い形態であるので作
業が容易であるとともに形成後の超音波探触子の信頼性
が向上する。

特に導電性端子が厚いのでリード線の接続が容易である
とともに接続強度の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｋは、本発明の製造方法の一実施例を示す説
明図、 第２図Ａ，Ｂおよび第３図は、超音波探触子材の他の実
施例を示す断面図、 第４図、第５図は従来例を示す断面図である。 １・・・圧電素子　　　　　３・・・電極５・・・導電
性端子　　　　６・・・音響整合層７・・・バッキング
材　　　９・・・導電性部材１０・・・リード線 −Ｃ ロコ （ク Ｑ 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．両側部の巾方向に凹部を形成した本体の超音波発振
   面に電極膜を付着するとともに凹部にのみ導電性端子を
   設けた圧電素子と、該圧電素子の超音波発振面の一方面
   に固着した音響整合層と、他方面に固着したバッキング
   材とを有することを特徴とする超音波探触子。
2. ２．圧電素子材の表裏面に切断位置用溝を形成する工程
   と、圧電素子材の表裏面に電極膜を付着する工程と、切
   断位置用溝の電極膜上に導電性端子を設ける工程と、こ
   れら工程を経た圧電素子材に音響整合層またはバッキン
   グ材の少なくとも一方を固着する工程と、これら工程を
   経た超音波探触子材を切断して所要の大きさの超音波探
   触子にする工程とを有することを特徴とする超音波探触
   子の製造方法。