JPH09327096A - 超音波探触子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 超音波探触子において、所定の厚さの板状に
形成された圧電素子を複数層積層して成る超音波振動子
の反りの発生を少なくして仕上がりの寸法サイズを高精
度とする。 【解決手段】 超音波振動子１を、所定の厚さの板状に
形成された圧電素子を複数層積層し、この複数層積層さ
れた圧電素子５ａ〜５ｃの全体の上面及び下面に外部電
極４ａ，４ｂを形成すると共に、各層の境目には平板状
の内部電極６ａ，６ｂを形成し、かつ上記圧電素子の各
層の厚み内には一又は複数の平板状の変形防止材７を等
間隔で挿入し、上記上面及び下面の外部電極４ａ，４ｂ
をそれぞれ１層おきに異なる内部電極６ｂ，６ａに対し
接続すると共に、各層内の平板状の変形防止材７とは絶
縁し、この状態で上記複数層積層された圧電素子の全体
を積層方向に交互に逆向きに分極した構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置等
において超音波を打ち出すと共にその反射波を受信する
超音波探触子に関し、特に所定の厚さの板状に形成され
た圧電素子を複数層積層して成る超音波振動子の反りの
発生を少なくして仕上がりの寸法サイズを高精度とする
ことができる超音波探触子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波探触子は、図７に
示すように、超音波を打ち出すと共にその反射波を受信
する超音波振動子１と、この超音波振動子１の背面に設
けられその背面から出る超音波が再び振動子面に戻って
こないようにするバッキング材２と、上記超音波振動子
１の前面に設けられ該超音波振動子１の音響インピーダ
ンスと生体の音響インピーダンスとの整合をとる音響整
合層３とを有して成っていた。なお、上記超音波振動子
１の上面及び下面には、それぞれ外部電極４ａ，４ｂが
設けられており、両電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加する
ことにより、圧電材料から成る超音波振動子１をその厚
さ方向に伸縮させるようになっている。また、図７にお
いては、超音波振動子１は所定のピッチ幅で短冊形に切
断されており、この短冊形の多数の振動子素子５，５，
…をアレイ状に配列したものを示している。

【０００３】上記多数の振動子素子５，５，…をアレイ
状に配列した超音波振動子１を例えば電子セクタ走査用
探触子に用いる場合、各振動子素子５，５，…のピッチ
幅は、得られる超音波画像のアーチファクトの原因とな
るグレイティングローブの発生を避けるためにできるだ
け小さくする必要がある。しかし、上記各振動子素子
５，５，…のピッチ幅を小さくすると、１素子当たりの
圧電材料のサイズは小さくなり、その結果電気的容量が
小さくなる一方、電気的インピーダンスは大きくなる。
また、多数の振動子素子５，５，…を二次元方向にアレ
イ状に配列した超音波振動子１を用いた二次元アレイ探
触子の場合は、１素子当たりの圧電材料のサイズはさら
に小さくなる。このような、電気的容量の低下及び電気
的インピーダンスの増大は、超音波診断装置本体側の送
波回路系との電気的整合が悪く、また超音波診断装置本
体と接続するケーブルの容量の影響を受けて電気的整合
が悪く、超音波探触子としてのＳ／Ｎを劣化させるもの
であった。

【０００４】これに対し、上記超音波振動子１の１素子
当たりの電気的容量の低下及び電気的インピーダンスの
増大を抑える方策として、図８に示すように、超音波振
動子１を構成する圧電材料を薄く形成し、これを複数層
たとえば３層積層し（５ａ，５ｂ，５ｃ）、各層の間に
内部電極６ａ，６ｂを挿入した構造のものがある。この
場合、３層の積層構造では、上面の外部電極４ａを２層
目の内部電極６ｂに接続し、下面の外部電極４ｂを１層
目の内部電極６ａに接続して、積層方向に交互に逆向き
に分極した構造とされている。このようにすると、３層
に積層された圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃが音響的には直
列となり、電気的には並列接続となる。この結果、図７
に示す単層の超音波振動子１と図８に示す３層の超音波
振動子１とが同じ厚さの場合には、両者の共振周波数は
等しくなるが、一般にｎ層積層の圧電材料では１層当た
りの厚さが１／ｎで面積がｎ倍になるため、電気的容量
はｎ²倍、電気的インピーダンスは１／ｎ²となる。

【０００５】そして、このような複数層積層構造の超音
波振動子１の製造方法としては、複数層積層した圧電素
子５ａ，５ｂ，５ｃと各層間に挿入された内部電極６
ａ，６ｂとを同時に焼成することにより一体化する一体
焼成積層法が用いられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の複数層積層構造の超音波振動子１においては、複数
層積層した圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃと各層間に挿入さ
れた内部電極６ａ，６ｂとを同時に焼成することによ
り、焼成後に超音波振動子１の反りが発生すると共に、
その反りの程度がばらつき、且つ厚みのばらつきが発生
し、高精度の寸法サイズの超音波振動子１を製造するの
が難しかった。特に、１層当たりの圧電材料の厚さが増
すほど上記の問題点が顕著となるものであった。このこ
とから、従来の超音波探触子としては、単一共振周波数
の振動モードが得られないことがあり、超音波診断装置
として画質のよい超音波画像が得られないことがあっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、所定の厚さの板状に形成された圧電素子を複数層
積層して成る超音波振動子の反りの発生を少なくして仕
上がりの寸法サイズを高精度とすることができる超音波
探触子及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波探触子は、超音波を打ち出すと
共にその反射波を受信する超音波振動子と、この超音波
振動子の背面に設けられその背面から出る超音波が再び
振動子面に戻ってこないようにするバッキング材と、上
記超音波振動子の前面に設けられ該超音波振動子の音響
インピーダンスと生体の音響インピーダンスとの整合を
とる音響整合層とを有して成る超音波探触子において、
上記超音波振動子は、所定の厚さの板状に形成された圧
電素子を複数層積層し、この複数層積層された圧電素子
の全体の上面及び下面に外部電極を形成すると共に、各
層の境目には平板状の内部電極をそれぞれ形成し、かつ
上記圧電素子の各層の厚み内には一又は複数の平板状の
変形防止材を等間隔で挿入し、上記上面の外部電極及び
下面の外部電極をそれぞれ１層おきに異なる内部電極に
対し接続すると共に、各層内の平板状の変形防止材とは
絶縁し、この状態で上記複数層積層された圧電素子の全
体を積層方向に交互に逆向きに分極した構造としたもの
である。

【０００９】また、上記圧電素子の各層の厚み内に挿入
された平板状の変形防止材は、平板状の内部電極と熱膨
張率が同一又は同等の材料から成るものとする。

【００１０】さらに、上記圧電素子の各層の厚み内に挿
入された平板状の変形防止材は、導電材料又は絶縁材料
から成るものとする。

【００１１】また、関連発明としての超音波探触子の製
造方法は、圧電材料を用いて所定の厚さで平板状の圧電
素子片を形成し、この圧電素子片の片面に内部電極用の
導電ペーストを印刷塗布し、この導電ペーストを印刷塗
布した複数枚の圧電素子片を積層して加熱圧着した後、
所定温度で焼成し、この複数層積層された圧電素子片の
全体の上面及び下面に外部電極用の導電ペーストを焼き
付け、上記上面の外部電極及び下面の外部電極をそれぞ
れ同数の複数層おきに異なる内部電極用の導電ペースト
に対し接続すると共に、その他の導電ペーストとは絶縁
し、その後上記上面の外部電極と下面の外部電極との間
に直流高電界を印加して上記複数層積層された圧電素子
片の全体を分極処理して超音波振動子を構成し、この超
音波振動子の背面側にその背面から出る超音波が再び振
動子面に戻ってこないようにするバッキング材を設ける
と共に、上記超音波振動子の前面側には該超音波振動子
の音響インピーダンスと生体の音響インピーダンスとの
整合をとる音響整合層を設けることにより製造するもの
である。

【００１２】さらに、上記超音波振動子は、複数層積層
された圧電素子片の全体を分極処理した後に、所定のピ
ッチ幅で短冊形に切断してアレイ状に形成してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波探触子の実施の形態を示す一部断面斜視図である。
この超音波探触子は、超音波診断装置等において超音波
を打ち出すと共にその反射波を受信するもので、図１に
示すように、超音波振動子１と、バッキング材２と、音
響整合層３とから成る。

【００１４】上記超音波振動子１は、超音波を打ち出す
と共にその反射波を受信するもので、電気エネルギーと
超音波エネルギーとを変換する圧電材料で構成されてい
る。この圧電材料としては、例えばジルコン・チタン酸
鉛（ＰＺＴ）系の圧電セラミックス又はチタン酸鉛（Ｐ
bＴiＯ₃）系の圧電セラミックスなどがある。ＰＺＴ系
の圧電セラミックスは、電気エネルギーと超音波エネル
ギーとの変換効率を表わす電気機械結合係数が大きいこ
とと、誘電率が大きく電気回路系との電気的インピーダ
ンス整合がとりやすいという特徴がある。また、ＰbＴi
Ｏ₃系の圧電セラミックスは、横効果の振動結合が著し
く弱いことから、不要振動が激減し、純粋に厚み縦振動
のみの理想に近い送受波特性が得られる点に特徴があ
る。

【００１５】バッキング材２は、上記超音波振動子１の
背面に設けられその背面から出る超音波が再び振動子面
に戻ってこないようにするもので、超音波の減衰の大き
い材料を使用している。また、音響整合層３は、上記超
音波振動子１の前面に設けられ該超音波振動子１の音響
インピーダンスと生体の音響インピーダンスとの整合を
とるもので、これにより超音波振動子１の振動が効率よ
く生体に伝播できるようになる。なお、この音響整合層
３は、２層設けてもよい。また、図１では省略している
が、上記音響整合層３のさらに前面に音響レンズを設け
てもよい。

【００１６】なお、上記超音波振動子１の上面及び下面
には、それぞれ外部電極４ａ，４ｂが設けられており、
両電極４ａ，４ｂ間に電圧を印加することにより、圧電
材料から成る超音波振動子１をその厚さ方向に伸縮させ
て超音波を発生させるようになっている。また、図１に
おいては、超音波振動子１は所定のピッチ幅で短冊形に
切断されており、この短冊形の多数の振動子素子５，
５，…をアレイ状に配列したものを示している。

【００１７】ここで、本発明においては、上記超音波振
動子１は、図２に示すように、所定の厚さの板状に形成
された圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃを複数層積層し、この
複数層積層された圧電素子５ａ〜５ｃの全体の上面及び
下面に外部電極４ａ，４ｂを形成すると共に、各層の境
目には平板状の内部電極６ａ，６ｂをそれぞれ形成し、
かつ上記圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃの各層の厚み内には
一又は複数の平板状の変形防止材７，７，…が等間隔で
挿入されている。

【００１８】すなわち、例えば１層の厚さが0.21mm程度
の圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃを３層積層し、各層５ａ，
５ｂ，５ｃの境目には平板状の内部電極６ａ，６ｂをそ
れぞれ形成し、かつ各圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃの厚み
内には例えば0.07mm間隔で２枚の平板状の変形防止材
７，７，…が挿入されている。従って、図２の例による
超音波振動子１は、例えば0.07mmの厚さの圧電素子を９
枚積層して、全体で約0.63mmの厚さになる。そして、上
記変形防止材７，７，…は、内部電極６ａ，６ｂと同一
の材料でできており、その内部電極６ａ，６ｂと熱膨張
率が同一の導電材料から成る。

【００１９】このような状態で、上記上面の外部電極４
ａ及び下面の外部電極４ｂをそれぞれ１層おきに異なる
内部電極６ａ，６ｂに対し接続すると共に、各層内の平
板状の変形防止材７，７，…とは絶縁する。すなわち、
上面の外部電極４ａと連続する一方の側部電極８ａを設
け、この側部電極８ａの一部を２層目の内部電極６ｂに
接続し、下面の外部電極４ｂと連続する他方の側部電極
８ｂを設け、この側部電極８ｂの一部を１層目の内部電
極６ａに接続する。このとき、一方の側部電極８ａは、
２層目の内部電極６ｂに接続する部分以外は絶縁物が充
填されるなどして他の内部電極６ａ及び変形防止材７，
７，…とは絶縁されている。また、他方の側部電極８ｂ
は、１層目の内部電極６ａに接続する部分以外は絶縁物
が充填されるなどして他の内部電極６ｂ及び変形防止材
７，７，…とは絶縁されている。これにより、上面の外
部電極４ａは２層目の内部電極６ｂにのみ接続され、下
面の外部電極４ｂは１層目の内部電極６ａにのみ接続さ
れる。この結果、３層に積層された圧電素子５ａ，５
ｂ，５ｃが音響的には直列となり、電気的には並列接続
となる。

【００２０】そして、この状態で上記複数層積層された
圧電素子５ａ〜５ｃの全体を積層方向に交互に逆向きに
分極した構造とする。すなわち、上面の外部電極４ａと
下面の外部電極４ｂとの間に直流高電界を印加して分極
処理を行い、圧電素子５ａ〜５ｃの各層を分極し、圧電
性を付与する。これにより、本発明に係る超音波振動子
１が構成される。この場合、各層の圧電素子５ａ，５
ｂ，５ｃ内に挿入された変形防止材７，７，…の存在に
より、複数層積層された圧電素子５ａ〜５ｃの全体を焼
成する際の反りの発生を少なくし、仕上がりの寸法サイ
ズを高精度とすることができる。なお、図２において
は、音響整合層３を２層（３ａ，３ｂ）設けた場合を示
している。

【００２１】なお、図１及び図２においては、超音波振
動子１は、圧電素子を３層（５ａ，５ｂ，５ｃ）積層し
たものとしたが、本発明はこれに限らず、２層以上の複
数層であれば何層でもよい。また、各層の圧電素子５
ａ，５ｂ，５ｃ内に挿入する変形防止材７，７，…も２
枚に限らず、何枚であってもよい。さらに、上記変形防
止材７は、内部電極６ａ，６ｂと熱膨張率が同一の材料
から成るものとしたが、これに限らず、略同等の熱膨張
率の材料から成るものであってもよい。さらにまた、上
記変形防止材７は、内部電極６ａ，６ｂと熱膨張率が同
一又は同等の材料から成るものであるならば、導電材料
又は絶縁材料のどちらであってもよい。変形防止材７が
絶縁材料であるならば、上述の説明において、側部電極
８ａ，８ｂの内側面と上記変形防止材７の端部との間に
絶縁物を充填する必要はない。

【００２２】次に、上記超音波探触子の関連発明として
の超音波探触子の製造方法について、図３及び図４を参
照して説明する。まず、図３において、圧電材料を用い
て所定の厚さで平板状の圧電素子片９，９，…を形成す
る。すなわち、圧電材料としてＰＺＴ系又はＰbＴiＯ₃
系の圧電セラミックス粉末を用い、これに有機バインダ
を加え、ドクターブレード法と呼ばれる製法により所定
の厚さで平板状の圧電素子片９を作製する。このとき、
その厚さは以後の圧着焼成工程での収縮を考慮し、焼成
後に研磨しなくても所定の厚さ、例えば厚さ0.07mmとな
るように設定すればよい。

【００２３】次に、上記圧電素子片９の片面に図２に示
す内部電極６ａ，６ｂとなる導電ペースト１０を印刷塗
布し、この導電ペースト１０を印刷塗布した複数枚の圧
電素子片９，９，…を積層して加熱圧着する。すなわ
ち、導電ペースト１０として銀パラジウム等の材料を用
い、この銀パラジウム等をスクリーン印刷等により、圧
電素子片９の表面全体に塗布する。このとき、一番上に
位置する圧電素子片９の表面には上記の導電ペースト１
０を印刷塗布しない。そして、上記導電ペースト１０を
印刷塗布した圧電素子片９，９，…を乾燥した後、例え
ば９枚の圧電素子片９を積層し、金型中で加熱圧着す
る。

【００２４】次に、この加熱圧着された圧電素子片９，
９，…の積層体を所定温度で焼成する。このとき、徐々
に昇温しながら圧電素子片９中の有機バインダを除去
し、さらに例えば1150℃で５時間焼成する。そして、こ
の焼成後に、圧電素子片９，９，…の積層体の外形を所
望の寸法に加工する。

【００２５】次に、上記複数層積層された圧電素子片
９，９，…の全体の上面及び下面に外部電極４ａ，４ｂ
用の導電ペーストを焼き付け、上記上面の外部電極４ａ
及び下面の外部電極４ｂをそれぞれ同数の複数層おきに
異なる内部電極６ａ，６ｂ用の導電ペーストに対し接続
すると共に、その他の導電ペーストとは絶縁する。な
お、上記外部電極４ａ，４ｂは導電材料を蒸着又はメッ
キ等により形成してもよい。そして、この実施例では図
４に示すように、図３において９枚の圧電素子片９を積
層したもののうち、下から数えて３枚目と６枚目の圧電
素子片９の片面に塗布された導電ペーストはそれぞれ内
部電極６ｂ，６ａとし、それ以外の圧電素子片９の片面
に塗布された導電ペーストは総て変形防止材７としてい
る。

【００２６】そして、上面の外部電極４ａと連続する一
方の側部電極８ａを焼付け等により設け、この側部電極
８ａの一部を一方の内部電極６ｂに接続し、また下面の
外部電極４ｂと連続する他方の側部電極８ｂを焼付け等
により設け、この側部電極８ｂの一部を他方の内部電極
６ａに接続する。このとき、一方の側部電極８ａは、上
記内部電極６ｂに接続する部分以外は絶縁物が充填され
るなどして他の内部電極６ａ及び変形防止材７，７，…
とは絶縁されている。また、他方の側部電極８ｂは、上
記内部電極６ａに接続する部分以外は絶縁物が充填され
るなどして他の内部電極６ｂ及び変形防止材７，７，…
とは絶縁されている。これにより、上面の外部電極４ａ
は一方の内部電極６ｂにのみ接続され、下面の外部電極
４ｂは他方の内部電極６ａにのみ接続される。この結
果、上記内部電極６ａ，６ｂを境にして３層に積層され
た圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃが音響的には直列となり、
電気的には並列接続となる。

【００２７】その後、上記上面の外部電極４ａと下面の
外部電極４ｂとの間に直流高電界を印加して上記複数層
積層された圧電素子片９，９，…の全体を分極処理して
圧電性を付与し、超音波振動子１を構成する。この場
合、各層の圧電素子５ａ，５ｂ，５ｃ内に挿入された変
形防止材７，７，…の存在により、複数層積層された圧
電素子５ａ〜５ｃの全体を焼成する際に反りの発生を少
なくし、仕上がりの寸法サイズを高精度とすることがで
きる。このように作製された超音波振動子１は、例えば
上記内部電極６ａ，６ｂを境にして３層に積層された圧
電素子５ａ，５ｂ，５ｃの厚さがそれぞれ0.21mmとな
り、全体の厚さが0.63mmとなる３層の積層構造の超音波
振動子と等価となる。

【００２８】その後、図２に示すように、上記超音波振
動子１の背面側にその背面から出る超音波が再び振動子
面に戻ってこないようにするバッキング材２を設けると
共に、上記超音波振動子１の前面側には該超音波振動子
１の音響インピーダンスと生体の音響インピーダンスと
の整合をとる音響整合層３ａ，３ｂを設ける。これによ
り、本発明の超音波探触子が製造される。

【００２９】なお、上記超音波探触子の製造工程におい
て、図４に示すように超音波振動子１が作製されたとこ
ろで、該超音波振動子１を所定のピッチ幅ｐ，ｐ，…で
短冊形に切断してアレイ状に形成してもよい。この場合
は、多数の振動子素子をアレイ状に配列した電子走査型
の超音波探触子を製造することができる。

【００３０】図５及び図６は超音波探触子の製造方法の
他の例を示す説明図である。この例による製造方法は、
基本的には図３及び図４に示す製造方法と同一である
が、圧電材料を用いて所定の厚さで平板状の圧電素子片
９，９，…を形成した後、上記圧電素子片９の片面に図
２に示す内部電極６ａ，６ｂとなる導電ペースト１０を
印刷塗布する際に、その両側辺部に導電ペースト１０の
塗布されていない絶縁部分１１を形成したものである。
なお、このとき、実際に図２に示す内部電極６ａ，６ｂ
となる導電ペースト１０を印刷塗布する際は、外部電極
８ａ，８ｂと接続する側には絶縁部分１１を形成しない
ようにする。

【００３１】このような状態で、図６に示すように、９
層の圧電素子片を積層すると共に内部電極６ａ，６ｂ及
び変形防止材７，７，…を形成し、かつ上面及び下面に
外部電極４ａ，４ｂを形成し、さらに両側面に側部電極
８ａ，８ｂを形成する。そして、上面の外部電極４ａと
連続する側部電極８ａを一方の内部電極６ｂに接続し、
下面の外部電極４ｂと連続する側部電極８ｂを他方の内
部電極６ａに接続する。このように製造することによ
り、図４において側部電極８ａ，８ｂの内側面と９層の
圧電素子片の側端部との間に絶縁物を充填することを要
せず、製造工程を簡略化できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明による超音波探触子は以上のよう
に構成されたので、その超音波振動子を、所定の厚さの
板状に形成された圧電素子を複数層積層し、この複数層
積層された圧電素子の全体の上面及び下面に外部電極を
形成すると共に、各層の境目には平板状の内部電極をそ
れぞれ形成し、かつ上記圧電素子の各層の厚み内には一
又は複数の平板状の変形防止材を等間隔で挿入し、上記
上面の外部電極及び下面の外部電極をそれぞれ１層おき
に異なる内部電極に対し接続すると共に、各層内の平板
状の変形防止材とは絶縁し、この状態で上記複数層積層
された圧電素子の全体を積層方向に交互に逆向きに分極
した構造としたことにより、上記変形防止材の挿入によ
って複数層積層された１層当たりの厚さを実質的に薄く
できると共にその変形防止材の存在により、上記複数層
積層された圧電素子の全体を焼成する際の反りの発生を
少なくし、仕上がりの寸法サイズを高精度とすることが
できる。従って、本発明による超音波探触子によれば、
単一共振周波数の振動モードが得られ、超音波診断装置
として画質のよい超音波画像を得ることができる。

【００３３】特に、上記圧電素子の各層の厚み内に挿入
された変形防止材を、内部電極と熱膨張率が同一又は同
等の材料から成るものとした場合は、複数層積層された
圧電素子の全体を焼成する際の反りの発生をさらに少な
くし、仕上がりの寸法サイズをさらに高精度とすること
ができる。

【００３４】また、本発明による超音波探触子の製造方
法によれば、複数層積層された圧電素子の全体を焼成す
る際の反りの発生を少なくし、仕上がりの寸法サイズが
高精度な超音波振動子を容易に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波探触子の実施の形態を示す
一部断面斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】上記超音波探触子の製造方法の工程の一部を示
す斜視説明図である。

【図４】上記超音波探触子の製造方法で作製した超音波
振動子を示す斜視説明図である。

【図５】他の例による超音波探触子の製造方法の工程の
一部を示す斜視説明図である。

【図６】上記超音波探触子の製造方法で作製した超音波
振動子を示す断面説明図である。

【図７】従来の超音波探触子を示す一部断面斜視図であ
る。

【図８】従来の複数層積層構造の超音波振動子を有する
超音波探触子を示す一部断面斜視図である。

【符号の説明】

１…超音波振動子 ２…バッキング材 ３，３ａ，３ｂ…音響整合層 ４ａ，４ｂ…外部電極 ５…振動子素子 ５ａ，５ｂ，５ｃ…圧電素子 ６ａ，６ｂ…内部電極 ７…変形防止材 ８ａ，８ｂ…側部電極 ９…圧電素子片 １０…導電ペースト １１…絶縁部分

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を打ち出すと共にその反射波を受
   信する超音波振動子と、この超音波振動子の背面に設け
   られその背面から出る超音波が再び振動子面に戻ってこ
   ないようにするバッキング材と、上記超音波振動子の前
   面に設けられ該超音波振動子の音響インピーダンスと生
   体の音響インピーダンスとの整合をとる音響整合層とを
   有して成る超音波探触子において、上記超音波振動子
   は、所定の厚さの板状に形成された圧電素子を複数層積
   層し、この複数層積層された圧電素子の全体の上面及び
   下面に外部電極を形成すると共に、各層の境目には平板
   状の内部電極をそれぞれ形成し、かつ上記圧電素子の各
   層の厚み内には一又は複数の平板状の変形防止材を等間
   隔で挿入し、上記上面の外部電極及び下面の外部電極を
   それぞれ１層おきに異なる内部電極に対し接続すると共
   に、各層内の平板状の変形防止材とは絶縁し、この状態
   で上記複数層積層された圧電素子の全体を積層方向に交
   互に逆向きに分極した構造としたことを特徴とする超音
   波探触子。
2. 【請求項２】 上記圧電素子の各層の厚み内に挿入され
   た平板状の変形防止材は、平板状の内部電極と熱膨張率
   が同一又は同等の材料から成るものであることを特徴と
   する請求項１記載の超音波探触子。
3. 【請求項３】 上記圧電素子の各層の厚み内に挿入され
   た平板状の変形防止材は、導電材料又は絶縁材料から成
   るものであることを特徴とする請求項２記載の超音波探
   触子。
4. 【請求項４】 圧電材料を用いて所定の厚さで平板状の
   圧電素子片を形成し、この圧電素子片の片面に内部電極
   用の導電ペーストを印刷塗布し、この導電ペーストを印
   刷塗布した複数枚の圧電素子片を積層して加熱圧着した
   後、所定温度で焼成し、この複数層積層された圧電素子
   片の全体の上面及び下面に外部電極用の導電ペーストを
   焼き付け、上記上面の外部電極及び下面の外部電極をそ
   れぞれ同数の複数層おきに異なる内部電極用の導電ペー
   ストに対し接続すると共に、その他の導電ペーストとは
   絶縁し、その後上記上面の外部電極と下面の外部電極と
   の間に直流高電界を印加して上記複数層積層された圧電
   素子片の全体を分極処理して超音波振動子を構成し、こ
   の超音波振動子の背面側にその背面から出る超音波が再
   び振動子面に戻ってこないようにするバッキング材を設
   けると共に、上記超音波振動子の前面側には該超音波振
   動子の音響インピーダンスと生体の音響インピーダンス
   との整合をとる音響整合層を設けることにより製造する
   ことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
5. 【請求項５】 上記超音波振動子は、複数層積層された
   圧電素子片の全体を分極処理した後に、所定のピッチ幅
   で短冊形に切断してアレイ状に形成することを特徴とす
   る請求項４記載の超音波探触子の製造方法。