(57)【要約】【目的】特にリード線の配列精度及び耐熱性を高めた超音波探触子及びその製造方法を提供する。【構成】  複数の圧電素子を固定台上に二次元方向に配列し、前記各圧電素子の下面から電気的に接続して前記固定台を挿入するリード線を導出した超音波探触子において、前記固定台は前記圧電素子の配列方向に開口部を有して前記配列方向に積層された単位固定板からなり、前記単位固定板の一主面には前記リード線を挿入する第１溝を有し、前記開口部にはダンパー材が充填された構成及びその製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子を固定台上に二次元方向に配列し、前記各圧電素子の下面から電気的に接続して前記固定台を挿入するリード線を導出した超音波探触子において、前記固定台は前記圧電素子の配列方向に開口部を有して前記配列方向に積層された単位固定板からなり、前記単位固定板の一主面には前記リード線を挿入する第１溝を有し、前記開口部にはダンパー材が充填されたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
請求項１において、前記固定台はセラミックからなる超音波探触子。
【請求項３】
請求項１において、前記単位固定板には予め開口部が設けられた超音波探触子。
【請求項４】
複数の圧電素子を固定台上に二次元方向に配列し、前記各圧電素子の下面から電気的に接続して前記固定台を挿入するリード線を導出した超音波探触子の製造方法において、板面を貫通する開口部及び板面の上下方向に並設した第１溝を有する複数の単位固定板を積層して第１固定台を形成する工程と、前記単位固定板の第１溝にリード線を挿入して第２固定台を形成する工程と、前記第２固定台の両主面を切除して前記リード線を露出して第３固定台を形成する工程と、前記第３固定台の上面に圧電板を固着して前記リード線間を切断して複数の圧電素子を形成する工程とからなる超音波探触子の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記単位固定板は直接接合によって積層された超音波探触子の製造方法。
【請求項６】
請求項４において、前記単位固定板は前記第１溝間に設けられた第２溝に充填されたガラスによって積層された超音波探触子の製造方法。
【請求項７】
請求項４において、前記第１溝に挿入されるリード線はすだれ状の一体型リード線である超音波探触子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次元状に配列された超音波探触子を技術分野とし、特に高精度にリード線を導出した超音波探触子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）超音波探触子は例えば医用の超音波診断装置に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、圧電素子１を二次元状に配列し、例えば二次元方向に電子走査して高分解能としたものがある。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図は一従来例を説明する超音波探触子の図である。
超音波探触子は複数の圧電素子１を固定台２の表面上に二次元方向（長さ及び幅方向）に配列してなる。各圧電素子１は両主面（上面及び下面）に駆動電極３（ａｂ）を有する。固定台２は一般には振動を抑制する制動機能を有して反射を防止する例えばゴム系のダンパー材２Ａからなる。一般には、ダンパー材２Ａはバッキング材と呼称される。そして、圧電素子１の下面の駆動電極３ｂにはリード線４が接続し、固定台２を挿通して背面側に導出される。ここでは、固定台２の背面側に露出し、図示しないコネクタによってケーブルに接続する。
【０００４】
このようなものでは、例えば本出願人による特許文献１に示されるように、先ず、薄板からなるすだれ状とした一体型リード線４Ａの複数を図示しない冶具箱に並列する。そして、第５図に示したように、治具箱内に固定台２としてのダンパー材２Ａを流し込んで硬化させる。次に、ダンパー材２Ａの両主面を研削して一体型リード線４Ａの連結部５及び後端を露出する。
【０００５】
最後に、連結部５が露出したダンパー材２Ａの一主面に図示しない圧電板を固着し、各リード線４の間及び一体型リード線４Ａの間を切断する。これにより、連結部５を切断して、複数の圧電素子１の下面からそれぞれ電気的に接続したリード線４を導出する。なお、研削時に連結部５をも切除してもよい。
【特許文献１】特許第３５０７６５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の超音波探触子では、固定台２としてダンパー材２Ａを用いるので、例えば背面側に露出したリード線４とコネクタとの半田を用いた接合時に耐熱性がなくて作業を困難にする。また、すだれ状とした一体型リード線４Ａを冶具箱内に整列することが困難で、リード線４の配列精度を低下させる等の問題があった。
【０００７】
（発明の目的）本発明は特にリード線の配列精度及び耐熱性を高めた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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明（超音波探触子）は、特許請求の範囲の請求項１に示したように、複数の圧電素子を固定台上に二次元方向に配列し、前記各圧電素子の下面から電気的に接続して前記固定台を挿入するリード線を導出した超音波探触子において、前記固定台は前記圧電素子の配列方向に開口部７を有して前記配列方向に積層された単位固定板からなり、前記単位固定板の一主面には前記リード線を挿入する溝を有し、前記開口部にはダンパー材が充填された構成とする。
【０００９】
本発明（製造方法）は、特許請求の範囲の請求項４に示したように、複数の圧電素子を固定台上に二次元方向に配列し、前記各圧電素子の下面から電気的に接続して前記固定台を挿入するリード線を導出した超音波探触子の製造方法において、板面を貫通する開口部及び板面の上下方向に並設した第１溝を有する複数の単位固定板を積層して第１固定台を形成する工程と、前記単位固定板の第１溝にリード線を挿入して第２固定台を形成する工程と、前記第２固定台の両主面を切除して前記リード線を露出して第３固定台を形成する工程と、前記第３固定台の上面に圧電板を固着して前記リード線間を切断して複数の圧電素子を形成する工程とからなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１（超音波探触子）の構成であれば、単位固定板の厚さ及びこれに形成する溝に依存して配列精度を高められる。また、固定台の開口部にダンパー材を充填するので、固定台の材質を選択することによって耐熱性をも高められる。また、同請求項２（製造方法）の構成であれば、請求項１の超音波探触子を容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１（超音波探触子）の最良の形態としては、同請求項２に示したように、請求項１の前記固定台はセラミックとする。これにより、耐熱性を高められる。また、同請求項３に示したように、前記単位固定板には予め開口部が設けられる。これにより、固定台における開口部の形成を容易にする。
【００１２】
また、同請求項４（製造方法）の最良の形態としては、同請求項５に示したように、請求項４の前記単位固定板８は直接接合によって積層される。これにより、例えば接着剤層の厚みを無視できるので配列度をさらに高められる。
【００１３】
同請求項６では、請求項４の前記単位固定板は前記第１溝間に設けられた第２溝に充填されたガラスによって積層される。この場合でも請求項１の発明を確実に得られる。
【００１４】
同請求項７では、請求項４の前記第１溝に挿入されるリード線はすだれ状の一体型リード線とする。これにより、第１溝へのリード線の挿入を容易にする。
【実施例１】
【００１５】
第１図及び第２図は本発明の第１実施例を説明する図で、第１図は超音波探触子の図、第２図は単位固定板の図である。なお、前従来例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。
【００１６】
超音波探触子は、前述したように、上下面に駆動電極３（ａｂ）を有する複数の圧電素子１を固定台２上に二次元方向（長さ及び幅方向）に配列する。そして、圧電素子１の下面の駆動電極３ｂにはリード線４（図１中では未図示）が接続する。リード線４は前述同様に固定台２の上下面に露出する。
【００１７】
この実施例では、固定台２はセラミックからなり、圧電素子１の配列方向（例えば長さ方向）に開口部７を有する。開口部７には制動機能等を有するダンパー材２Ａが充填される。そして、固定台２は配列方向に積層した複数の単位固定板８からなる。単位固定板８は板面を貫通する開口部７Ａを有し、一主面には配列方向（長さ方向）とは直交する上下方向に第１溝９ａが設けられる。そして、例えば両主面を鏡面研磨され、直接接合による分子間結合によって接合される。
【００１８】
このようなものでは、先ず、開口部７を有する複数のセラミック平板を焼成によって得た後、上下方向に第１溝９ａを形成して単位固定板８を形成する。そして、単位固定板８の両主面を鏡面研磨する。次に、単位固定板８を重ね合わせて加熱処理する。これにより、ファン・デル・ワールス力結合による分子間結合の直接接合として積層する。そして、配列方向（長さ方向）に開口部７を有して上下方向に複数の第１溝９ａを有する第１固台２Ａを得る。
【００１９】
次に、第３図に示したようにすだれ状とした一体型リード線４Ａを第１固定台２Ａの第１溝９ａに挿入する。そして、第１固定台２Ａの両主面側を前述同様に切除して両主面にリード線４が露出した第２固定台２Ｂ（図では符号なし）を得る。次に、第２固定台２Ｂの開口部７にダンパー材２Ａを流し込んで硬化させ、第３固定台２Ｃ（図では符号なし）を得る。最後に、ダンパー材２Ａの一主面に圧電板を固着して各リード線４間を切断する。そして、各圧電素子１の下面からそれぞれ電気的に接続したリード線４を導出する。
【００２０】
このような構成であれば、単位固定板８の特に厚さ（及び溝の深さ）によってすだれ状リード線４Ａの並列方向（幅方向）の配列精度を基本的に高める。また、単位固定板８に形成する第１溝９ａによって一次元方向（長さ方向）の配列精度を高める。そして、単位固定板８をセラミックとするので、耐熱性をも高められる。また、固定台２の開口部７にダンパー材２Ａを充填するので、この場合でも制動機能等を充分に発揮する。
【実施例２】
【００２１】
第４図は本発明の第２実施例を説明する超音波探触子の特に固定台の平面図である。なお、前第１実施例と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００２２】
第２実施例では二次元方向に配列された圧電素子１を固着する固定台２は、単位固定板８（セラミック）をガラス１０によって接合して積層する。すなわち、各単位固定板８の例えば各第１溝９ａの間には例えばこれより浅い第２溝９ｂを設ける。そして、第２溝９ｂに粉末ガラス（フリットガラス）を埋設し、溶融によって充填する。次に、単位固定板８の主面方向を同一として重ね合わせて焼成する。これにより、ガラス１０を再度溶融して単位固定板８を接合して積層する。
【００２３】
その後、前第１実施例と同様にすだれ状とした一体型リード線４Ａを第１溝９ａに挿入し、固定台２の両主面を切除してリード線４を露出する。そして、圧電板を固着してリード線４の間を切断して二次元方向に配列された超音波探触子を得る。このような構成であっても、第１実施例と同様に二次元方向（長さ及び幅方向）のリード線の配列精度を高めて耐熱性をも高められる。
【００２４】
（他の事項）上記実施例では単位固定板８は直接接合又はガラスによって接合したが、これ以外の例えば高融点の接着剤を用いた接合であっても同様の効果を奏する。また、すだれ状の一体型リード線４Ａは単位固定板８を接合した後の固定台２に挿入したが、すだれ状電極を単位固定板８に挿入した状態で接合して固定台２を形成してもよい。
【００２５】
また、すだれ状の一体型リード線４Ａとしたが、個々のリード線であったとしてもよい。但し、一体型リード線４Ａの方が作業性等の面で有利となる。また、単位固定板８には予め開口部７を設けたが、単位固定板８を積層後の固定台２に開口部７を設けてもよい。そして、単位固定板８の焼成後に第１溝９ａを形成したが、グリーンシート（セラミック生地）の焼成時に形成しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例を説明する超音波探触子の図である。
【図２】本発明の第１実施例を説明する単位固定板の図である。
【図３】本発明の第１実施例を説明する固定台への一体型リード線の挿入図である。
【図４】本発明の第２実施例を説明する特に固定板の平面図である。
【図５】従来例を説明する超音波探触子の図である。
【図６】従来例を説明する製造工程中の組立て図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  圧電素子、２  固定台、２Ａ  ダンパー材、駆動電極、３  駆動電極、４リード線、４Ａ  一体型リード線、５  連結部、６  圧電板、７  開口部、８  単位固定板、９  溝、１０  ガラス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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