(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に信号電極層が形成された複数の圧電素子が配設された超音波探触子であって、
前記各圧電素子と前記信号電極層とに一体的に形成された溝と、
芯線が前記溝内に配設され、前記信号電極層と電気的に接続されたケーブルとを有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記溝の間隔を略同じ間隔とし、
前記ケーブルの外皮の直径を前記溝の配設間隔と略等しくしたことを特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
【請求項３】
一方の面に信号電極層が形成された複数の圧電素子が配設された超音波探触子の製造方法であって、
前記各圧電素子と前記信号電極層とに一体的に溝を形成し、
ケーブルの芯線を前記溝に配設し、
前記芯線と前記信号電極層とを電気的に接続することを特徴とする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、一方の面に信号電極層が形成された複数の圧電素子が配設された超音波探触子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次に、図面を用いて従来例を説明する。図１１は従来の超音波探触子の要部を説明する図で、(a)図は側面断面図図、(b)図は(a)図のA方向矢視図である。
【０００３】
図において、背面制動材１上には、短冊状の圧電素子３が一定の間隔で直線状に配設されている。
圧電素子３は、圧電効果を有する圧電セラミックスや高分子圧電体等の圧電材５と、圧電材５の上面に形成された共通電位電極層７と、圧電材５の下面に形成された信号電極層９とからなっている。
【０００４】
各圧電素子３の共通電位電極層７には、共通電位電極取出し線１１が電気的に接続されている。
１５は、圧電素子３の配設間隔と等しい間隔で信号線パターン１３が形成されたフレキシブルプリントケーブル(以下FPCという)１５で、各信号線パターン１３は各圧電素子３の信号電極層９に電気的に接続されている。
【０００５】
更に、各信号線パターン１３の先端部には、信号ケーブル１９が電気的に接続されるケーブル配線用のランド(端子)１７が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成の超音波探触子においては、各圧電素子３の信号電極層９と、信号ケーブル１９との間にFPC１５が介在しているので、製造に手間がかかるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、製造が簡単になる超音波探触子及び超音波探触子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の発明は、一方の面に信号電極層が形成された複数の圧電素子が配設された超音波探触子であって、前記各圧電素子、前記信号電極層のうち、少なくともどちらか一方に形成された溝と、芯線が前記溝内に配設され、前記信号電極層と電気的に接続されたケーブルとを有することを特徴とする超音波探触子である。
【０００９】
各圧電素子の信号電極層の信号の取出しは、溝内に配設され、信号電極層と電気的に接続された芯線を有するケーブルによって行われる。
FPCを介さずに、ケーブルの芯線を直接信号電極層に接続することができ、製造が簡単になる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の前記溝の間隔を略同じ間隔とし、前記ケーブルの外皮の直径を前記溝の配設間隔と略等しくしたことを特徴とする超音波探触子である。
【００１１】
溝の間隔を略同じ間隔とし、前記ケーブルの外皮の直径を前記溝の配設間隔と略等しくしたことにより、ケーブルを一列にそろえ、粘着テープ等で固定すれば、同時に複数のケーブルの芯線を溝に配設することが可能となる。
【００１２】
第３の発明は、一方の面に信号電極層が形成された複数の圧電素子が配設された超音波探触子の製造方法であって、前記各圧電素子、前記信号電極層のうち少なくともどちらか一方に溝を形成し、ケーブルの芯線を前記溝に配設し、前記芯線と前記信号電極層とを電気的に接続することを特徴とする超音波探触子の製造方法である。
【００１３】
各圧電素子の信号電極層の信号の取出しは、溝内に配設され、信号電極層と電気的に接続された芯線を有するケーブルによって行われる。
FPCを介さずに、ケーブルの芯線を直接信号電極層に接続することができ、製造が簡単になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
先ず、図２を用いて、本実施の形態例の超音波探触子の全体構成を説明する。図において、ゴム等の材質でなる背面制動材２０上には、圧電体の圧電効果を利用し、加えられた電気信号に対応した超音波を送波し、生体から戻ってきた超音波を受波する短冊状で同一形状の圧電素子３０が同一間隔で直線状に配設されている。
【００１５】
又、直線状に配設された圧電素子３０上には、生体との音響的な整合をはかる音響整合層４０が設けられ、音響整合層４０上には、超音波をビームに集束する音響レンズ５０が設けられている。
【００１６】
各圧電素子３０の一方の面である上面３０ａには共通電位電極層３１が、他方の面である下面３０ｂと、前面３０ｃと、上面３０ａとには信号電極層３３が形成されている。
【００１７】
そして、圧電素子３０の共通電位電極層３１には１つの共通電位取出し線６０が半田(又は、導電性の接着剤)を用いて電気的に接続され、個々の圧電素子３０の信号電極層３３にはそれぞれ信号ケーブル７０が電気的に接続されている。
【００１８】
次に、図１を用いて、圧電素子３０と信号ケーブル７０との取付けの説明を行なう。図１(a)は図２において音響レンズ５０と音響整合層４０とを取り除いた切断線B-Bにおける断面図、図１(b)は図１(a)の切断線C-Cにおける断面図、図１(c)は図１(b)の切断線D-Dにおける断面図である。
【００１９】
各圧電素子３０の前面３０ｃの同一部分には、上面３０ａに形成された信号電極層３３と、下面３０ｂに形成された信号電極層３３と、に交差する溝３５が形成されている。この溝３５の幅は、信号ケーブル７０の芯線７２の径よりも若干大きく設定されている。
【００２０】
そして、この溝３５に信号ケーブル７０の芯線７２が嵌合し、半田(又は、導電性の接着剤)８０を用いて、信号ケーブル７０の芯線７２と信号電極層３３とは電気的接続されている。
【００２１】
次に、上記構成の超音波探触子の製造方法を図２〜図７を用いて説明する。
(1) 圧電セラミック(PZT)等の高分子圧電材料からなる圧電素子体１３０の上面１３０ａ上に共通電位電極層３１を形成し、下面１３０ｂと、前面１３０ｃと、上面１３０ａとに信号電極層３３を形成する(図３参照)。
【００２２】
(2) 圧電素子体１３０の前面１３０ｃに、ダイシングソー(dicing saw)を用いて、上面１３０ａに形成された信号電極層３３と、下面１３０ｂに形成された信号電極層３３とに交差する複数の溝３５を同一間隔で形成する(図４参照)。
【００２３】
(3) 溝３５に信号ケーブル７０の芯線７２に差し込み、半田８０を用いて、芯線７２と信号電極層３３とを電気的に接続する(図５参照)。
(4) 信号ケーブル７０の接続がすべて終了したならば、下面１３０ａの信号電極層３３に背面制動材２０を接着し、引き続いて、ダイシングソーを用いて圧電素子体１３０から背面制動材２０に至る切り込みを行ない、複数の同一形状の圧電素子３０に分離する(図６参照)。
【００２４】
(5) 信号取出し側と反対側に共通電位取出し線６０を配設し、半田を用いて共通電位取出し線６０と共通電位電極層３１とを電気的に接続する(図７参照)。
その後、共通電位電極層３１上に、音響整合層４０を接着し、更に、音響整合層４０上に音響レンズ５０を接着する(図２参照)。
【００２５】
上記構成及び製造方法によれば、各圧電素子３０の信号電極層３３の信号の取出しは、各圧電素子３０の信号電極層３３と交差する溝３５に配設され、信号電極層３３と電気的に接続された芯線７２を有する信号ケーブル７０によって行うようにしたことにより、従来の超音波探触子のようなFPCが不要となり、製造が簡単になる。
【００２６】
更に、FPCが不要となることにより、製造コストも低減できる。
尚、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。
例えば、図８に示すように、信号ケーブル７０の外皮の径(D)と、溝３５の配設間隔(P)とを等しくすることにより、信号ケーブル７０を一列にそろえ、粘着テープ１００等で固定すれば、同時に複数の信号ケーブル７０の芯線７２を溝に配設することが可能となる。
【００２７】
又、図９に示すように、芯線９０のピッチ(P′)が溝３５の配設間隔(P)とを等しいフラットケーブル９２を用いてもよい。
更に、１チャンネルの圧電素子３０を更に複数に分割するサブダイシング(subdicing)を行なう場合は、図１０に示すように、背面制動材２０まで切り込まれたサブダイシング溝１１０に信号ケーブル７０の芯線７２を差し込み、半田８０を用いて、芯線７２と信号電極層３３とを電気的に接続ればよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、FPCを介さずに、ケーブルの芯線を直接信号電極層に接続でき、製造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態例の超音波探触子の要部構成を説明する図で、(a)図は側面図、(b)図は(a)図の切断線B-Bにおける断面図、(c)図は(b)図の切断線C-Cにおける断面図である。
【図２】実施の形態例の超音波探触子の全体構成を説明する図である。
【図３】図１に示す超音波探触子の製造方法を説明する図である。
【図４】図１に示す超音波探触子の製造方法を説明する図である。
【図５】図１に示す超音波探触子の製造方法を説明する図である。
【図６】図１に示す超音波探触子の製造方法を説明する図である。
【図７】図１に示す超音波探触子の製造方法を説明する図である。
【図８】他の実施の形態例を説明する図である。
【図９】他の実施の形態例を説明する図である。
【図１０】他の実施の形態例を説明する図である。
【図１１】従来の超音波探触子の要部を説明する図で、(a)図は側面断面図図、(b)図は(a)図のA方向矢視図である。
【符号の説明】
３０  圧電素子
３１  共通電位電極層
３３  信号電極層
３５  溝
７０  信号ケーブル
７２  芯線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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