(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子を間隙をもってバッキング材上に幅方向に並べ、前記間隙に樹脂を充填してなる超音波探触子の製造方法において、前記樹脂の硬化後の収縮量を見込んで、前記バッキング材に加える機械的な力によって前記間隙を広げた後、前記機械的に広げられた間隙に前記樹脂を充填して加熱硬化させ、前記バッキング材に加える機械的な力を解除したことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項２】
前記バッキング材に加える機械的な力は、前記バッキング材を両端方向へ引っ張る方向である請求項１の超音波探触子の製造方法。
【請求項３】
前記バッキング材に加える機械的な力は、前記バッキング材を湾曲させる方向である請求項１の超音波探触子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配列型（アレー型）とした超音波探触子（配列型探触子とする）の製造方法を産業上の技術分野とし、特に圧電素子の配列精度を高めた超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）超音波探触子は医用とした超音波診断装置の超音波の送受波部として広く知られている。このようなものの一つにリニアやセクタ駆動される、圧電素子を幅方向に並べた配列型探触子がある。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図は一従来例を説明する配列型探触子の断面図である。
配列型探触子は、短冊状とした複数の圧電素子１をバッキング材２上に幅方向に並べてなる。圧電素子１の両主面には図示しない励振電極を有する。そして、送受波面側には、被検出体（ここでは生体）と音響的インピーダンスの整合を計る二層構造とした音響整合層３（ａｂ）が設けられる。なお、励振電極は例えば図示しないフレキシブル基板によって外部に導出される。
【０００４】
一般には、両主面に電極を有する圧電板（未図示）をバッキング材２上に固着して音響整合層の一層目（ガラスやセラミック）３aを貼着する。さらに、音響整合層の二層目（樹脂４）３bを樹脂を塗布後の研磨や研削等により、あるいは貼着により形成する。そして、音響整合層の二層目３b上からダイシングソー等により、バッキング材２に到達する切れ目を設けて複数の圧電素子１に分割する。次に、強度を補強して音響的結合を防止する熱硬化型の樹脂４を圧電素子１間の切れ目による間隙に充填する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の配列型探触子では、圧電素子１の間隙に充填する熱硬化型の樹脂４に起因して次の問題があった。すなわち、熱硬化型の樹脂４は、加熱による硬化後に圧電素子１に接着しながら硬化収縮する。そして、圧電素子１の固着されるバッキング材２はゴム系で弾性体とする。
【０００６】
このため、例えば圧電素子１を２個とすると、開口端側が内側に引っ張られて縮み、「ハ」の字状に傾斜する（第５図）。これにより、複数の圧電素子１は、両端側から中央に向かって傾斜し、特に両端側での傾きが大きくなる（第６図）。また、樹脂４が剥離して空白部５ができたりする（第７図）。
【０００７】
このことから、樹脂の硬化後は、基本的には、両端側での圧電素子間の間隙幅が中央部よりも大きくなる。したがって、各圧電素子間の間隙幅（ピッチに相当）が変化して不均一になり、規定の設計値を満足しなくなる。また、各圧電素子１が傾斜することによって超音波の送受波方向が一致しなくなる。これらにより、例えば断層像を実際とは異ならせる問題があった。
【０００８】
また、圧電素子１間に樹脂４の空白部５が生じた場合には、圧電素子間の間隙が不揃いになることに加え、強度が弱まって診断時等の押圧力によって倒壊を引き起こす問題があった。
【０００９】
なお、硬化収縮の大きい樹脂４の場合には、低温で硬化させればよいが、この場合には時間がかかり過ぎて生産性を悪化させる。したがって、硬化収縮が大きい樹脂４は、最適な音響的条件を満たしていても採用できず、選択肢（設計）の幅を狭くする問題もあった。
【００１０】
（発明の目的）本発明は断層像を良好にして強度を維持し、しかも生産性を向上して設計の幅を広げた配列型探触子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂４の硬化後の収縮量を見込んで圧電素子１の間隙を機械的に広げて充填したことを基本的な解決手段とする。
【００１２】
【作用】
本発明では、圧電素子１の間隙を広げて樹脂４を充填するので、樹脂の硬化前後で間隙幅を一定にする。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１３】
第１図及び第２図は本発明の一実施例を説明する配列型探触子の製造工程における断面図である。なお、前従来例図と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
配列型探触子は、前述したように、先ず、ダイシングソーによって個々に分割され、音響整合層３（ａｂ）を送受波面に有する、複数の圧電素子１がバッキング材２上に並べられる（第１図）。
【００１４】
この実施例では、次に、第２図に示したようにバッキング材２を矢印方向の両端方向に引っ張り、各間隙の幅を広げる。そして、樹脂４を充填する。この場合、硬化収縮による樹脂４の収縮分を見込んで間隙幅は設定される。次に、両端方向に引っ張った状態で、樹脂４を硬化させる。最後に、バッキング材２の両端方向への引っ張りを解除して、バッキング材２を元の状態に戻す。
【００１５】
このようなものでは、樹脂４の硬化収縮時には前述したように開口端側が縮み、圧電素子１は両端側から中央に向かって傾斜する（前第６図）。そして、バッキング材２を元の状態に戻すことにより、樹脂４が両側から圧迫されて押し上げられ、傾斜した圧電素子１がバッキング材２上にほぼ直立する。そして、間隙内を樹脂４が充満する（前第４図）。
【００１６】
このようなことから、圧電素子１間の間隙幅を規定の設計値通りに形成できる。すなわち、硬化後の収縮量を見込んで、バッキング材を引っ張って間隙を広げ、樹脂を充填する。そして、硬化後にバッキング材を元に戻して樹脂を押し上げるので、この分、間隙を広げることができる。したがって、硬化収縮により樹脂が減少しても、間隙幅を設計値通りに形成できる。
【００１７】
また、各圧電素子間の間隙には確実に樹脂４が充填されるので、診断時等における圧電素子１の倒壊を防止できる。また、樹脂４を高温で硬化できるので、生産性を維持できる。さらに、硬化収縮の大きい樹脂４をも選択できるので、最適な音響的条件を満たす設計の幅を広げることができる。
【００１８】
【第２実施例】
第３図は本発明の第２実施例を説明する配列型探触子の製造工程における断面図である。なお、前実施例図と同一部分の説明は省略する。
第２実施例では、バッキング材２を背面側に湾曲させ、圧電素子１群を扇状にして圧電素子を両端側に傾斜させ、圧電素子間の間隙を広げる。この場合も、硬化収縮時の収縮量を見込んで湾曲角度を制御し、樹脂の投入量を決定する。そして、バッキング材２を湾曲させた状態で、圧電素子間の間隙に樹脂４を充填する。そして、硬化後に、バッキング材２を平坦状の元の状態に戻す。
【００１９】
この場合でも、バッキング材２を元の状態に戻すことにより、傾斜した圧電素子１が押し上げられた樹脂によってバッキング材２上にほぼ直立する。そして、樹脂４が間隙内を充満する。したがって、硬化収縮により樹脂４が減少しても、間隙幅を設計値通りに形成できる。そして、圧電素子１の倒壊を防止し、生産性を維持して、設計の幅を広げることができる。
【００２０】
【他の事項】
上記実施例では、音響整合層の二層目３ｂを樹脂の研磨や研削によって規定の厚み（例えばλ／４）にした後、圧電素子間を広げて樹脂４を充填したが、次のようにしてもよい。すなわち、音響整合層の二層目３ｂを厚めに塗布した状態で、圧電素子間の間隙を広げて樹脂４を充填し、バッキング材２を元に戻した後、研磨や研削によって規定の厚みにしてもよい。この場合、充填された樹脂を含めて送受波面を平坦にでき、例えば音響レンズを装着する際、むらなく装着できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、樹脂の硬化後の収縮量を見込んで圧電素子の間隙を機械的に広げて充填したので、断層像を良好にして強度を維持し、しかも生産性を向上して設計の幅を広げた配列型探触子の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する超音波探触子の製造工程における断面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する超音波探触子の製造工程における断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を説明する超音波探触子の製造工程における断面図である。
【図４】従来例を説明する超音波探触子の断面図である。
【図５】従来例の問題点を説明する超音波探触子の製造工程における一部拡大断面図である。
【図６】従来例の問題点を説明する超音波探触子の製造工程における断面図である。
【図７】従来例の問題点を説明する超音波探触子の製造工程における断面図である。
【符号の説明】
１  圧電素子、２  バッキング材、３  音響整合層、４  樹脂、５  空白部．
【図１】
0003656015.tif 000002
【図２】
0003656015.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003656015.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003656015.tif 000007
【図７】
0003656015.tif 000008