JP3459846B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、医療用などで用いる超
音波内視鏡用などにおいて利用される超音波探触子に関
し、より詳細には超音波探触子のトランスデューサ部の
電極構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used in an ultrasonic endoscope used for medical purposes, and more particularly to an electrode structure of a transducer portion of the ultrasonic probe. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、超音波探触子は非破壊検査装置の
ほか、医療用の超音波診断装置として需要の伸びをみせ
ている。超音波内視鏡などの探触子は、超音波トランス
デューサから高周波の音響振動を生体中に放射し、反射
して戻ってきた超音波のエコー波を超音波トランスデュ
ーサで受信し、わずかな界面特性の違いによって異なる
情報を処理することで、生体内部の断面像を得ている。2. Description of the Related Art In recent years, ultrasonic probes have been showing increasing demand as ultrasonic diagnostic devices for medical use in addition to nondestructive inspection devices. A probe such as an ultrasonic endoscope emits high-frequency acoustic vibration from an ultrasonic transducer into a living body, receives an echo wave of the ultrasonic wave that is reflected and returned, and receives a slight interface characteristic. By processing different information depending on the difference, the cross-sectional image of the inside of the living body is obtained.

【０００３】超音波探触子のトランスデューサ部は、大
別すると圧電素子、音響整合層、および背面負荷材から
構成される。超音波探触子は、圧電素子表面に形成され
た電極を使用して圧電素子に高周波の電圧パルスを印加
し、圧電素子を共振させて急速に変形を起こし、超音波
パルスを発生させるものである。The transducer portion of the ultrasonic probe is roughly composed of a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and a back load material. An ultrasonic probe uses an electrode formed on the surface of a piezoelectric element to apply a high-frequency voltage pulse to the piezoelectric element and cause the piezoelectric element to resonate, causing rapid deformation and generating ultrasonic pulses. is there.

【０００４】ところが、血管用超音波探触子のように高
周波化、小型化が必要なものでは、圧電素子３の形状は
小さくなり、厚さも非常に薄いものとなり、結線方法い
わゆる電極の取り方が非常に困難になってきた。However, in the case where the ultrasonic probe for blood vessels is required to have a high frequency and a small size, the shape of the piezoelectric element 3 becomes small and the thickness becomes very thin. Has become very difficult.

【０００５】従来例としては、図２３に示した特開平３
−１７３５４７号公報のような非導電性のケース３２に
取付けた分極をしていない圧電素子３の一方の平面に導
電性を持たせた背面負荷材７を充填し電極としての役割
も持たせ、他方の平面に薄膜状の電極２２を非導電性ケ
ース３２にまで延長して形成した後、分極を行ない圧電
セラミックス１に圧電性を持たせた超音波探触子１７が
ある。As a conventional example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3 shown in FIG.
No. 173547, the non-polarized piezoelectric element 3 attached to the non-conductive case 32 is filled with the back load material 7 having conductivity on one plane to also serve as an electrode, There is an ultrasonic probe 17 in which the piezoelectric ceramic 1 is made piezoelectric by performing polarization after forming the thin-film electrode 22 on the other plane by extending it to the non-conductive case 32.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記公報の
超音波探触子は、背面負荷材７が圧電素子３の片側の電
極を兼ねている構成となっている。一般に、超音波内視
鏡などでは、超音波を効率よく放射するため、その超音
波探触子は媒体中に浸漬した形で使用する。しかし、こ
の媒体は時間とともに、樹脂を膨潤させてしまう。そし
て、電極を兼ねた背面負荷材７の樹脂中にフィラーとし
て混入してある導電性物質同士の接触を断ってしまう。
そのため、初期は抵抗値が上がることに起因する感度の
低下が起り、そして最後には導通が取れなくなってしま
い、画像が出なくなるという欠点がある。By the way, in the ultrasonic probe disclosed in the above publication, the back load member 7 also serves as an electrode on one side of the piezoelectric element 3. Generally, in an ultrasonic endoscope or the like, an ultrasonic probe is used by being immersed in a medium in order to efficiently radiate ultrasonic waves. However, this medium causes the resin to swell over time. Then, the contact between the conductive substances mixed as a filler in the resin of the back load material 7 which also serves as an electrode is cut off.
Therefore, there is a drawback in that the sensitivity is lowered in the initial stage due to the increase of the resistance value, and the conduction is lost in the end, so that an image is not output.

【０００７】また、一つずつ振動子部分を作製するタイ
プは、ハウジングなどのプラスチックや金属などのハウ
ジングにより、媒体の侵入が少なく、前述の不具合は少
ないが、非常に製作コストが高くなってしまう欠点があ
った。Further, in the type in which the vibrator portion is manufactured one by one, a medium such as a housing made of a plastic or metal does not enter the medium, and the above-mentioned problems are small, but the manufacturing cost becomes very high. There was a flaw.

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、小型で、結線が容易な、信頼性が高く、高感度な超
音波探触子とその製造方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic probe which is small in size, easy to connect, highly reliable, and highly sensitive, and a manufacturing method thereof. .

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係る本発明の超音波探触子は、少なくとも
一つ以上の音響整合層もしくは音響レンズと、圧電素子
と、背面負荷材の積層体から構成されるトランスデュー
サ部を持つ超音波探触子において、前記積層体の側面部
に設けた導電材料が少なくとも成膜方法が２種類以上で
ある多層構造からなることを特徴としている。In order to achieve the above object, an ultrasonic probe of the present invention according to claim 1 has at least one acoustic matching layer or acoustic lens, a piezoelectric element, and a back load. In an ultrasonic probe having a transducer section composed of a laminated body of material, the conductive material provided on the side surface portion of the laminated body has a multi-layer structure in which at least two kinds of film forming methods are used. .

【００１０】この場合、請求項２に記載したように、圧
電素子と接触する内側の導電層をスパッタ、もしくは蒸
着などの乾式メッキにより設け、最外層を電気メッキ、
無電解メッキなどの湿式メッキにより形成するとよい。In this case, as described in claim 2, the inner conductive layer in contact with the piezoelectric element is provided by dry plating such as sputtering or vapor deposition, and the outermost layer is electroplated,
It may be formed by wet plating such as electroless plating.

【００１１】さらに、請求項３に記載したように、トラ
ンスデューサ側面部に設けた導電材料が、圧電素子と接
触する内側の導電層が２μｍ以下であり、導電材料全体
で４μｍ以上とするのが好ましい。Further, as described in claim 3, the conductive material provided on the side surface of the transducer has an inner conductive layer of 2 μm or less in contact with the piezoelectric element, and the total conductive material is preferably 4 μm or more. .

【００１２】[0012]

【作用】上記構成からなる本発明の超音波探触子の作用
は以下の通りである。The operation of the ultrasonic probe of the present invention having the above construction is as follows.

【００１３】請求項１では、音響整合層もしくは音響レ
ンズと、圧電素子と、背面負荷材の積層体から構成され
るトランスデューサ部側面部に設けた導電材料が多層構
造であることで、選択する材料の種類と付与する順によ
り、高い密着強度と低抵抗値である導電材料の実現が可
能となる。According to the first aspect of the present invention, the conductive material provided on the side surface portion of the transducer portion constituted by the acoustic matching layer or the acoustic lens, the piezoelectric element, and the back load material laminate has a multi-layer structure. It is possible to realize a conductive material having high adhesion strength and a low resistance value depending on the type and the order of application.

【００１４】請求項２では上記作用に加え、トランスデ
ューサ部に付与する導電材料を、圧電素子を含めたトラ
ンスデューサと接触する内側の導電層をスパッタ、もし
くは蒸着などの乾式メッキにより設け、最外層を電気メ
ッキ、無電解メッキなどの湿式メッキにより形成するこ
とで、短時間に安定した特性が得られる電極構造の超音
波探触子を作製する。In the second aspect, in addition to the above-mentioned action, the conductive material applied to the transducer part is provided by an inner conductive layer which is in contact with the transducer including the piezoelectric element by dry plating such as sputtering or vapor deposition, and the outermost layer is electrically conductive. By forming by wet plating such as plating or electroless plating, an ultrasonic probe having an electrode structure that can obtain stable characteristics in a short time is manufactured.

【００１５】圧電素子と接触する内側の薄い導電層と外
層の厚い導電層を形成することにより、短時間で確実
に、高い密着強度と低抵抗値を得ることができる。By forming a thin conductive layer on the inner side and a thick conductive layer on the outer side which are in contact with the piezoelectric element, a high adhesion strength and a low resistance value can be reliably obtained in a short time.

【００１６】請求項３では、請求項１および請求項２の
作用に加え、圧電素子と接触する内側の薄い導電層と外
層の厚い導電層を形成することにより、短時間で確実
に、高い密着強度と低抵抗値を得る。In the third aspect, in addition to the actions of the first and second aspects, by forming a thin conductive layer on the inner side and a thick conductive layer on the outer side which are in contact with the piezoelectric element, a high adhesion can be ensured in a short time. Gain strength and low resistance.

【００１７】[0017]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る超音
波探触子の実施例を説明する。Embodiments of the ultrasonic probe according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００１８】（実施例１）図１〜図７を用いて本実施例
を説明する。図１は圧電素子３、音響整合層６、背面負
荷材７、アルミナ基板１０の積層体の斜視図、図２〜図
６は製造方法の概略を示した断面および斜視図、図７は
超音波探触子１７の先端部分の概略図である。(Embodiment 1) This embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a laminated body of a piezoelectric element 3, an acoustic matching layer 6, a back load material 7, and an alumina substrate 10, FIGS. 2 to 6 are sectional views and perspective views showing an outline of a manufacturing method, and FIG. 7 is an ultrasonic wave. 3 is a schematic view of a tip portion of a probe 17. FIG.

【００１９】以下、本発明の超音波探触子１７の製造方
法について説明する。The method of manufacturing the ultrasonic probe 17 of the present invention will be described below.

【００２０】（構成）まず、長方形の圧電セラミックス
薄板１の主平面の表裏にＧＮＤ電極４、プラス電極５が
それぞれ全面に形成された圧電素子３を用意する。この
圧電素子３には、厚さ０．１１mmで共振周波数２０MHz
のチタン酸鉛（ＰＴ）系（自発分極が消失する温度は３
２０℃程度）の圧電素子をラップ研磨仕上げにより作製
し、銀ペーストをスクリーン印刷により塗布し、乾燥、
焼付けたものを使用した。(Structure) First, a piezoelectric element 3 in which a GND electrode 4 and a plus electrode 5 are formed on the entire surface of a rectangular piezoelectric ceramic thin plate 1 on the front and back sides is prepared. This piezoelectric element 3 has a thickness of 0.11 mm and a resonance frequency of 20 MHz.
Lead titanate (PT) system (The temperature at which spontaneous polarization disappears is 3
A piezoelectric element of about 20 ° C.) is produced by lapping and polishing, a silver paste is applied by screen printing, drying,
What was baked was used.

【００２１】この圧電素子３に、図１にあるように約３
５μｍのエポキシ樹脂製の音響整合層６を付与し、平均
粒径１０μｍと５０μｍのタングステンフィラー入りの
エポキシ樹脂からなる厚さ３００μｍの背面負荷材７を
接着により形成し、さらに５００μｍの厚さのアルミナ
基板１０を接着して積層体３１を作製した。As shown in FIG. 1, the piezoelectric element 3 has about 3
An acoustic matching layer 6 made of an epoxy resin of 5 μm is provided, a back load material 7 of 300 μm in thickness made of an epoxy resin containing a tungsten filler having an average particle size of 10 μm and 50 μm is formed by adhesion, and further, an alumina of 500 μm in thickness. The substrate 10 was adhered to produce the laminated body 31.

【００２２】次いで、図１にある切断位置１９の位置
で、精密裁断機を用いて幅Ｌ＝０．７mmに裁断し、図２
のような断面の積層体３１ａを作製した。この積層体３
１ａのアルミナ基板１０部分の片側の角部を研磨により
面取りし、そして、音響整合層６の表面にはポリイミド
製テープでマスキングした後、絶縁樹脂であるパリレン
８にて絶縁コーティングし、音響整合層６の面以外の部
分に絶縁層を形成、図３のような積層体３１ｂを作製し
た。Next, at a cutting position 19 shown in FIG. 1, a precision cutting machine is used to cut into a width L = 0.7 mm.
A laminated body 31a having such a cross section was produced. This stack 3
One corner of the alumina substrate 10 of 1a is chamfered on one side by polishing, and the surface of the acoustic matching layer 6 is masked with a polyimide tape, followed by insulating coating with parylene 8 which is an insulating resin. An insulating layer was formed on a portion other than the surface of No. 6 to prepare a laminated body 31b as shown in FIG.

【００２３】次に、図４のように積層体３１ｃの圧電素
子３のプラス電極５、ＧＮＤ電極４の裁断面部分に図の
ような切込み２を入れる。なお、この切込み２は、先端
を尖らせた形状のブレードを用いて、精密裁断機により
加工した。その後、洗浄を実施して、音響整合層６表面
とアルミナ基板１０の一部にポリイミドテープをマスキ
ングテープ２６として貼付けた。Next, as shown in FIG. 4, a cut 2 as shown in the drawing is made in the cut section of the plus electrode 5 and the GND electrode 4 of the piezoelectric element 3 of the laminated body 31c. The cut 2 was processed by a precision cutting machine using a blade having a sharp tip. Then, cleaning was performed and a polyimide tape was attached as a masking tape 26 to the surface of the acoustic matching layer 6 and a part of the alumina substrate 10.

【００２４】こうして得られた図４のような積層体に、
薄膜の電極２１，２２として、チタンを約２００nm、真
空スパッタにより、積層体の温度が１３０℃を越えない
ように調節して形成し、図５の斜視図のような積層体３
１ｄを作製した。次いで、電気メッキにより、前に蒸着
で形成した導電層の上に銅を約５μｍ、そして最後にク
ロムを１μｍ形成して、洗浄後、マスキングテープ２６
を剥がし、図６のような積層体３１ｅを作製した。The thus obtained laminated body as shown in FIG.
As the thin film electrodes 21 and 22, titanium is formed by vacuum sputtering at about 200 nm so that the temperature of the laminated body does not exceed 130 ° C., and the laminated body 3 as shown in the perspective view of FIG.
1d was produced. Then, by electroplating, copper is deposited to a thickness of about 5 μm and finally chromium is deposited to a thickness of 1 μm on the conductive layer previously formed by vapor deposition, and after cleaning, masking tape 26
Was peeled off to prepare a laminated body 31e as shown in FIG.

【００２５】そして、前記のようにして作製した積層体
３１ｅを、再び精密裁断機を用いて、図６の裁断位置１
９の位置で幅Ｗ＝０．６mmに裁断して０．７×０．６の
トランスデューサユニット２０を作製した。Then, the laminated body 31e produced as described above is cut again at a cutting position 1 in FIG.
The width W = 0.6 mm was cut at the position 9 to manufacture a 0.7 × 0.6 transducer unit 20.

【００２６】このようにして作製したトランスデューサ
ユニット２０を、厚さ０．１mmの金属板の先端部を約４
５度に曲げたハウジング１４に、半田１８により半田付
けして固定し、トランスデューサユニット２０のＧＮＤ
側の電極と同軸ケーブル２７の周線１２とを、低融点の
半田１８にて結線固定し、図７のような超音波探触子１
７を作製した。なお、ハウジング１４は耐食性のあるス
テンレス鋼に、半田付けをする部分のみ無電解ニッケル
メッキを施したものである。The transducer unit 20 manufactured as described above is manufactured by using a metal plate having a thickness of 0.1 mm with a tip portion of about 4 mm.
The transducer unit 20 is grounded by soldering it to the housing 14 which is bent at 5 degrees with the solder 18.
The electrode on the side and the peripheral line 12 of the coaxial cable 27 are connected and fixed by the solder 18 having a low melting point, and the ultrasonic probe 1 as shown in FIG.
7 was produced. It should be noted that the housing 14 is made of corrosion-resistant stainless steel and is electrolessly nickel-plated only at a portion to be soldered.

【００２７】次いで、テーパを付けたアルミナ１０側の
プラス側電極３６と同軸ケーブル２７の芯線１１を低融
点の半田１８にて結線し、フレキシブルシャフト１３に
ケーブル２７を通し、図示しないパルスレーザにて、フ
レキシブルシャフト１３とトランスデューサユニット２
０を載置したハウジング１４を溶接した。そして、補強
と絶縁のために音響放射面である音響整合層６の表面以
外のトランスデューサユニット２０部分を覆うようにエ
ポキシ樹脂２３にて封止を行ない超音波探触子１７を作
製し、ポリエチレン製のシース２５とよばれるチューブ
に超音波媒体２８とともに差込んで、図７のようなシー
ス直径φ１．５mmのミラータイプの超音波探触子１７を
作製した。Next, the positive electrode 36 on the side of the alumina 10 which is tapered and the core wire 11 of the coaxial cable 27 are connected by a low melting point solder 18, the cable 27 is passed through the flexible shaft 13, and a pulse laser (not shown) is used. , Flexible shaft 13 and transducer unit 2
The housing 14 on which 0 was mounted was welded. Then, for reinforcement and insulation, the ultrasonic probe 17 is manufactured by sealing with the epoxy resin 23 so as to cover the transducer unit 20 portion other than the surface of the acoustic matching layer 6 which is the acoustic radiation surface, and is made of polyethylene. 7 was inserted into a tube called a sheath 25 together with the ultrasonic medium 28 to produce a mirror type ultrasonic probe 17 having a sheath diameter of 1.5 mm as shown in FIG.

【００２８】（作用）上述した方法で作製すると、圧電
素子３の表面電極４，５を露出するように入れた切込み
部２から、薄膜電極２１，２２およびメッキ層３５ａ，
３５ｂの電極から構成される導電層３６，３７を介し、
ケーブル２７に結線することができる。送信時には図示
しないパルサにより出力された電圧パルスが、プラス側
はケーブル芯線１１から薄膜電極２１とメッキ層３５ａ
からなるプラス側の導電層３６を介して圧電素子のプラ
ス電極５に伝わり、ＧＮＤ側はケーブル周線１２からハ
ウジング１４、そして薄膜電極２２とメッキ層３５ｂか
らなるＧＮＤ側の導電層３７を介して圧電素子のＧＮＤ
電極４に伝わり、電圧の加わった圧電素子３が変形し超
音波が音響整合層６を介して、金属板を曲げて作製した
ミラー１６の方向に放射される。(Operation) When manufactured by the above-described method, the thin film electrodes 21 and 22 and the plated layer 35a, from the notch 2 which is formed so as to expose the surface electrodes 4 and 5 of the piezoelectric element 3.
Through the conductive layers 36 and 37 composed of the electrode 35b,
It can be connected to the cable 27. At the time of transmission, the voltage pulse output by the pulser (not shown) is supplied from the cable core 11 to the thin film electrode 21 and the plating layer 35a on the positive side.
Is transmitted to the positive electrode 5 of the piezoelectric element through the positive side conductive layer 36 made of a. The GND side is made from the cable peripheral line 12 to the housing 14, and the thin film electrode 22 and the GND side conductive layer 37 made of the plated layer 35b. GND of piezoelectric element
The piezoelectric element 3 applied with the voltage is deformed by being transmitted to the electrode 4, and the ultrasonic wave is radiated through the acoustic matching layer 6 toward the mirror 16 formed by bending the metal plate.

【００２９】放射された超音波は、シース２５内の音響
媒体２８に伝搬しミラー１６に当り、シース２５を透過
して被観測物へ放射される。観測物に当り反射した超音
波（エコー波）は再びシース２５を通過し、ミラー１６
に反射してトランスデューサに当る。このエコー波がト
ランスデューサユニット２０の圧電素子３に当った際、
機械的な圧力を受けた圧電素子３は電圧を発生し、この
電圧を電極４，５から導電層３６，３７、同軸ケーブル
２７を経て、図示しない観測装置に伝わり画像処理され
画像を観測することができる。The radiated ultrasonic waves propagate to the acoustic medium 28 in the sheath 25, hit the mirror 16, pass through the sheath 25, and are radiated to the object to be observed. The ultrasonic waves (echo waves) reflected upon hitting the observation object pass through the sheath 25 again, and are reflected by the mirror 16
Reflect on and hit the transducer. When this echo wave hits the piezoelectric element 3 of the transducer unit 20,
The piezoelectric element 3 receiving a mechanical pressure generates a voltage, and this voltage is transmitted from the electrodes 4 and 5 to the observation device (not shown) through the conductive layers 36 and 37 and the coaxial cable 27 to observe an image. You can

【００３０】（効果）上述した方法で作製すると、圧電
セラミックス１、樹脂、アルミナ１０と密着性の高いチ
タンをスパッタにより形成し、導電性の良い銅を電気メ
ッキし、そして最後に耐食性の強いクロムを電気メッキ
している。そのため、トランスデューサとの密着強度が
高く、抵抗値が低く、耐食性の高い導電層を２層目以降
に電気メッキを使用することで、短時間に必要な膜厚で
得ることができる。そして、超音波探触子１７として使
用する際に、高感度で信頼性が高く、耐久性のあるもの
が得られる。また、１mm角以下の小さなトランスデュー
サユニット２０でも安価にかつ容易に作製することがで
きる。(Effect) When manufactured by the above method, titanium having high adhesion to the piezoelectric ceramics 1, resin and alumina 10 is formed by sputtering, copper having good conductivity is electroplated, and finally chromium having strong corrosion resistance is formed. Is electroplated. Therefore, a conductive layer having a high adhesion strength with the transducer, a low resistance value, and a high corrosion resistance can be obtained in a short time with a required film thickness by using electroplating. Then, when used as the ultrasonic probe 17, a highly sensitive, highly reliable and durable product is obtained. Further, even a small transducer unit 20 of 1 mm square or less can be easily manufactured at low cost.

【００３１】そして、側面電極付きの圧電素子３を利用
して作製した超音波探触子よりも、精度の関係から正負
の電極４，５が対向する位置にある割合が高くできるた
めに、実駆動部が大きく同レベルの感度を得るには小さ
な形状でよく、細径化が可能になり、商品価値が向上す
る。Since the positive and negative electrodes 4 and 5 can be located at positions facing each other at a higher position than the ultrasonic probe manufactured by using the piezoelectric element 3 having side electrodes, the actual ratio can be increased. The size of the drive unit is large and a small size is required to obtain the same level of sensitivity, and the diameter can be reduced, which improves the commercial value.

【００３２】なお、本実施例では、音響整合層６は一層
ものを作製したが、複数層でも同様な効果が得られる。
また、圧電素子３の電極４，５部への切込み２は、音響
整合層６、背面負荷材７を積層、裁断後に実施したが、
この方法が接着剤などの樹脂の電極部へのはみ出しを気
にせず作製できるという利点があり、簡単な装置で安価
に作ることができる。In this embodiment, the acoustic matching layer 6 has a single layer, but the same effect can be obtained with a plurality of layers.
The cut 2 in the electrodes 4 and 5 of the piezoelectric element 3 was performed after the acoustic matching layer 6 and the back load material 7 were laminated and cut.
This method has an advantage that it can be manufactured without worrying about the protrusion of resin such as an adhesive to the electrode portion, and can be manufactured at a low cost with a simple device.

【００３３】さらに、本実施例では、圧電素子３の電極
４，５として、銀の焼付け電極を使用したが、電極の材
料には何を使用しても、同様な効果が得られる。Further, in this embodiment, silver baking electrodes are used as the electrodes 4 and 5 of the piezoelectric element 3, but the same effect can be obtained by using any material for the electrodes.

【００３４】また、本実施例では導電層３６，３７とし
て、スパッタによりチタンを形成し、銅とクロムを電気
メッキにより重ねたが、その他には、熱や耐食性の心配
のない真空蒸着やイオンプレーティグなどの手段でトラ
ンスデューサの構成部材と密着性の良いＴｉ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｗなどを形成し、導電性の良い金属、もしくは合金
などを電気メッキなどの厚膜を簡単に形成できる方法で
作製すれば電気抵抗が小さく、密着性の強い導電層３
６，３７が得られる。また、最外層にＣｒをはじめとす
るＴｉ，Ｎｉなど耐食性の強い薄膜を形成しておけば、
超音波探触子の耐久性は大きく向上する。Further, in the present embodiment, titanium is formed as the conductive layers 36 and 37 by sputtering, and copper and chromium are superposed by electroplating. However, in addition to this, vacuum deposition or ion plating without concern for heat or corrosion resistance. Ti, Cr, N that have good adhesion to the transducer components by means such as TIG
If i, W, etc. are formed and a metal or alloy having good conductivity is manufactured by a method such as electroplating that can easily form a thick film, the conductive layer 3 has low electric resistance and strong adhesion.
6,37 are obtained. If a thin film having strong corrosion resistance such as Ti and Ni including Cr is formed on the outermost layer,
The durability of the ultrasonic probe is greatly improved.

【００３５】そして、本実施例では背面負荷材７の後方
にアルミナ１０を積層した構成とし、半田付けの際に熱
による樹脂部分の劣化をなくすような構成をしている
が、アルミナ１０以外でも熱に強いもので、薄膜電極２
１，２２の付きやすいものならよく、その他には、マシ
ナブルセラミックスなどでも同様な効果が得られる。In this embodiment, the alumina 10 is laminated on the back of the back load material 7 so as to eliminate the deterioration of the resin portion due to heat during soldering. Heat resistant, thin film electrode 2
Any material that can easily be attached with 1 and 22 may be used, and in addition, the same effect can be obtained with machinable ceramics.

【００３６】（実施例２）図８〜図１６を用いて本実施
例を説明する。図８は本実施例に使用した圧電素子３の
斜視図で、図９は音響整合層６、圧電素子３ｂ、背面負
荷材３０ｂを積層後の断面図、図１０〜図１４は製造方
法を説明するためのトランスデューサユニットである積
層体３３の断面図である。そして、図１５および図１６
は超音波探触子の断面図、および側面図である。本実施
例の基本的な構成は実施例１と同様であり、同一な構成
部分には同一番号を付すとともに、相違点についてのみ
述べる。(Embodiment 2) This embodiment will be described with reference to FIGS. 8 is a perspective view of the piezoelectric element 3 used in this embodiment, FIG. 9 is a sectional view after the acoustic matching layer 6, the piezoelectric element 3b, and the back load material 30b are laminated, and FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of a laminated body 33 that is a transducer unit for doing so. And FIG. 15 and FIG.
FIG. 3A is a cross-sectional view and a side view of an ultrasonic probe. The basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and only different points will be described.

【００３７】（構成）本実施例では、圧電セラミックス
板１主平面に、プラス側の電極が帯状になった電極５ａ
を有する圧電素子３を使用してトランスデューサユニッ
トのもととなる積層体３３を作製した。この圧電素子の
詳細は、厚さ０．１１mmで共振周波数２０MHz のジルコ
ン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）系（自発分極が消失する温度
は２７０℃程度）の材料で、プラス側電極５ａが幅１．
４mm、電極間が０．１mmに分割されたものである。(Structure) In this embodiment, the electrode 5a in which the plus side electrode has a strip shape is formed on the main surface of the piezoelectric ceramic plate 1.
Using the piezoelectric element 3 having the above, a laminated body 33 which is a base of the transducer unit was manufactured. The details of this piezoelectric element are a lead zirconate titanate (PZT) -based material (a temperature at which spontaneous polarization disappears about 270 ° C.) having a thickness of 0.11 mm and a resonance frequency of 20 MHz, and the positive side electrode 5a has a width of 1.
It is divided into 4 mm and 0.1 mm between the electrodes.

【００３８】この圧電素子３を用いて前記実施例と同様
な方法で、図９のような音響整合層６、圧電素子３ｂ、
絶縁フィラー入りのエポキシ樹脂製の背面負荷材３０ｂ
を積層し、精密裁断機を用いて背面負荷材３０ｂに幅
０．２１mmの溝を加工して積層体３３を形成した。Using this piezoelectric element 3, the acoustic matching layer 6, the piezoelectric element 3b, and the acoustic matching layer 6 as shown in FIG.
Back load material 30b made of epoxy resin with insulating filler
Was laminated, and a groove having a width of 0.21 mm was processed on the back load material 30b using a precision cutting machine to form a laminated body 33.

【００３９】そして、厚さ０．０５mmのブレードを使用
して精密裁断機を用いて裁断位置１９で裁断し０．７mm
幅に裁断し、図１０のような積層体３３ａを作製する。
なお、本実施例の背面負荷材３０はエポキシ樹脂に７μ
ｍ，５０μｍの平均粒径をもつホウ化タングステン粉を
フィラーとして混ぜたものを使用した。そして、積層体
３３ａの背面負荷材３０ｂの角部を研磨して、図１１の
ような積層体３３ｂを作製した。Then, using a precision cutting machine with a blade having a thickness of 0.05 mm, it is cut at a cutting position 19 to 0.7 mm.
It cuts to the width and the laminated body 33a as shown in FIG. 10 is produced.
The back load material 30 of this embodiment is made of epoxy resin with a thickness of 7 μm.
A mixture of tungsten boride powder having an average particle size of m, 50 μm as a filler was used. Then, the corners of the back load material 30b of the laminated body 33a were polished to produce a laminated body 33b as shown in FIG.

【００４０】次いで、両面に銅箔を形成してあり、片端
に予備半田１８のしてある厚さ０．２mmのガラスエポキ
シ基板（ガラエポ基板）２４を０．８mm幅に裁断したも
のを、背面負荷材３０ｂに設けた溝に差込みエポキシ樹
脂２３にて接着固定する。そして、音響整合層６および
ガラエポ基板２４の半田１８部分を水溶性樹脂２９にて
マスキングし、図１２のような積層体３３ｃを作製し
た。Then, a glass epoxy substrate (glass epoxy substrate) 24 having a thickness of 0.2 mm and having a copper foil formed on both sides and having pre-solder 18 on one end thereof was cut to a width of 0.8 mm. It is inserted into a groove provided in the load material 30b and fixed by adhesion with an epoxy resin 23. Then, the acoustic matching layer 6 and the solder 18 portion of the glass epoxy substrate 24 were masked with a water-soluble resin 29, and a laminate 33c as shown in FIG. 12 was produced.

【００４１】この積層体３３ｃに、スパッタリングによ
り、クロムを下地に銀の薄膜電極２１，２２をそれぞ
れ、１０nm，１μｍの厚さで形成した。次に、薄膜電極
２１，２２に積層する形で、３μｍの無電解ニッケルメ
ッキ３５ｃ，３５ｄを施し、洗浄しマスキングを確実に
除去し、図１３にあるような積層体を作製した。なお、
図１３の破線で示した面に無電解ニッケルメッキ３５
ｃ，３５ｄが付与されていることを示している。この積
層体を、前記実施例と同様に、長さ方向に裁断し幅０．
７mmのトランスデューサユニット２０を作製した。On this laminated body 33c, thin film electrodes 21 and 22 of silver were formed on the underlying layer of chromium by sputtering to have thicknesses of 10 nm and 1 μm, respectively. Next, 3 μm electroless nickel plating 35c, 35d was applied in a form of being laminated on the thin film electrodes 21, 22, and the masking was surely removed by washing to produce a laminate as shown in FIG. In addition,
Electroless nickel plating 35 on the surface shown by the broken line in FIG.
c and 35d are added. This laminated body was cut in the lengthwise direction and cut to a width of 0.
A 7 mm transducer unit 20 was produced.

【００４２】このトランスデューサユニット２０のガラ
エポ基板２４の予備半田１８を施した部分に半田１８に
より半田付けし、同軸ケーブル２７と結線したものが図
１４に示したものである。なお、同軸ケーブルは芯線１
１と周線１２からなり、それぞれ圧電素子３の電極のプ
ラス側、ＧＮＤ側と電気的に接続される位置に結線され
ている。FIG. 14 shows the transducer unit 20 which is soldered to the portion of the glass epoxy substrate 24 to which the preliminary solder 18 has been applied by the solder 18 and connected to the coaxial cable 27. The coaxial cable is core wire 1
1 and the peripheral line 12, which are connected to the positive side and the GND side of the electrode of the piezoelectric element 3, respectively.

【００４３】このトランスデューサユニット２０ｃを絶
縁、および耐媒体性能を向上させるために、ＮＢＲ系樹
脂中に浸漬、ディッピングコートし、図１５および図１
６にあるような外径φ約１mmのＳＵＳパイプを加工した
ハウジング１５にシリコン系の接着剤２３にて封止固定
し、超音波探触子１７ｂを作製した。なお、ハウジング
１５は金属製フレキシブルシャフト１３とレーザ溶接に
より固定されており、先端にはミラー１６となる金属鏡
が付いていて、超音波の出ていく面にはパイプに切込み
が入っており窓ができている。In order to improve the insulation and the medium resistance performance of this transducer unit 20c, the transducer unit 20c is dipped and dip-coated in an NBR resin, and then, as shown in FIGS.
The ultrasonic probe 17b was manufactured by sealing and fixing with a silicone adhesive 23 in a housing 15 which was made of a SUS pipe having an outer diameter of about 1 mm as shown in FIG. The housing 15 is fixed to the metal flexible shaft 13 by laser welding, a metal mirror serving as a mirror 16 is attached to the tip, and a cutout is made in the pipe on the surface from which ultrasonic waves are emitted, and a window is formed. Is made.

【００４４】（作用）上述した方法で超音波探触子を作
製すると、前記実施例と異なり薄膜電極２１，２２付与
前に絶縁層８を形成する必要がなく、背面負荷材３０も
絶縁性のため、工程数を減らした構成で超音波探触子１
７を駆動できる。(Operation) When the ultrasonic probe is manufactured by the above-mentioned method, it is not necessary to form the insulating layer 8 before applying the thin film electrodes 21 and 22 unlike the above-mentioned embodiment, and the back load material 30 also has an insulating property. Therefore, the ultrasonic probe 1 is configured with a reduced number of steps.
7 can be driven.

【００４５】その上、スパッタによるクロムの成膜によ
り、背面負荷材３０ｂと導電層の密着強度が上がる。そ
して、銀の成膜により低い抵抗値の導電層が可能で、一
般的な無電解ニッケルメッキにより腐食性の低い電極が
形成される。Furthermore, the adhesion strength between the back load material 30b and the conductive layer is increased by forming the chromium film by sputtering. Then, a conductive layer having a low resistance value can be formed by depositing silver, and an electrode having low corrosiveness is formed by general electroless nickel plating.

【００４６】そして、前記実施例にも言えることだが、
円板状セラミックを用いて超音波探触子１７を作製する
よりも、トランスデューサユニット２０の作製工程が容
易で、一度に数十〜百個以上のものが作製できる。And as can be said in the above embodiment,
The transducer unit 20 is easier to manufacture than the ultrasonic probe 17 is manufactured using a disk-shaped ceramic, and several tens to hundreds or more of them can be manufactured at one time.

【００４７】また、圧電素子に音響整合層６を積層後裁
断するため、所望な厚みで均一な厚みの、圧電素子３と
同形状の音響整合層６が作製できるとともに、積層体を
作製後、裁断した面に側面電極である導電層３６，３７
を付与するため、接着剤や、音響整合層６、背面負荷材
３０ｂを構成する樹脂などの側面電極部への回り込みが
ない。Since the acoustic matching layer 6 is laminated and cut on the piezoelectric element, the acoustic matching layer 6 having a desired thickness and a uniform thickness and the same shape as the piezoelectric element 3 can be produced, and after the laminated body is produced, Conductive layers 36 and 37 which are side surface electrodes on the cut surface
Therefore, the adhesive, the acoustic matching layer 6, and the resin forming the back load material 30b do not wrap around to the side surface electrode portion.

【００４８】さらに、圧電素子３の側面電極から直接結
線しないため、圧電素子３の大きさを最大限に大きくす
ることができる。Further, since the side electrodes of the piezoelectric element 3 are not directly connected, the size of the piezoelectric element 3 can be maximized.

【００４９】（効果）本発明の超音波探触子１７のトラ
ンスデューサユニット２０に付与された導電層３６，３
７は、密着強度が高く、抵抗値も低いもので、超音波探
触子の低インピーダンス化を図ることが容易である。ま
た、無電解ニッケルのメッキ層は、耐食性向上の他、導
電層３６，３７の低抵抗値化にも寄与しているととも
に、短時間で数μｍの成膜が可能なため、仕掛時間も減
少する。(Effect) The conductive layers 36, 3 provided on the transducer unit 20 of the ultrasonic probe 17 of the present invention.
No. 7 has a high adhesion strength and a low resistance value, and it is easy to reduce the impedance of the ultrasonic probe. Further, the electroless nickel plating layer not only improves the corrosion resistance but also contributes to the lowering of the resistance value of the conductive layers 36 and 37, and the film formation of several μm can be performed in a short time, so that the in-process time is also reduced. To do.

【００５０】そして、ハウジング１５にパイプ状のもの
を使用し導波路効果を有するために、伝達ロスの少ない
感度のよいミラータイプの超音波探触子１７が作製でき
る。Since the housing 15 is pipe-shaped and has a waveguide effect, a mirror-type ultrasonic probe 17 with a small transmission loss and a high sensitivity can be manufactured.

【００５１】また、ケーブル２７との結線はトランスデ
ューサユニット２０後部で半田付けにより行なうため、
圧電素子３の割合を大きくとれ感度向上の要因となると
ともに、導電性樹脂を使用しないために寿命が長く、信
頼性の高い超音波探触子１７が得られる。Since the connection with the cable 27 is made by soldering at the rear of the transducer unit 20,
A large proportion of the piezoelectric element 3 is a factor for improving the sensitivity, and since the conductive resin is not used, the ultrasonic probe 17 has a long life and high reliability.

【００５２】その上、円板状セラミックを用いて超音波
探触子１７を作製するよりも、トランスデューサ部作製
工程が非常に容易で、音響整合層６、圧電素子３、背面
負荷材３０を積層後裁断してトランスデューサ部を作製
するため、一度に数十〜百個以上のものがつくれ、量産
効果から非常に安価に超音波探触子１７が作製できる。In addition, the transducer part manufacturing process is much easier than the ultrasonic probe 17 manufactured by using the disk-shaped ceramic, and the acoustic matching layer 6, the piezoelectric element 3, and the back load material 30 are laminated. Since the transducer part is produced by post-cutting, several tens to hundreds or more can be produced at a time, and the ultrasonic probe 17 can be produced at a very low cost from the effect of mass production.

【００５３】さらに、本実施例では絶縁性のフィラーで
あるホウ化タングステンを混入したエポキシ樹脂を背面
負荷材３０に使用したが、アルミナやジルコニアなど絶
縁材で樹脂との混合後に減衰効果の高いものならば、同
様な効果が期待できる。Further, in this embodiment, an epoxy resin mixed with an insulating filler, tungsten boride, is used as the back load material 30, but an insulating material such as alumina or zirconia having a high damping effect after being mixed with the resin. Then, the same effect can be expected.

【００５４】本実施例では音響整合層６は１層構造のも
のであるが、少なくとも音響整合層６もしくは、音響レ
ンズが１つ以上あれば同様な効果が得られる。In the present embodiment, the acoustic matching layer 6 has a one-layer structure, but the same effect can be obtained if at least one acoustic matching layer 6 or one acoustic lens is provided.

【００５５】なお、銅、ニッケル、クロムのように密着
強度は比較的強く、低抵抗値化を達成するために膜厚を
かせぐ場合、成膜を２段階として、外層の厚い層を無電
解、もしくは電気メッキにより形成することにより、同
材料の多層導電層であっても、仕掛時間の低減に繋がるWhen copper, nickel, and chromium have a relatively high adhesion strength and the film thickness is required to achieve a low resistance value, the film formation is performed in two steps, and the thick outer layer is electroless. Alternatively, by forming by electroplating, even in the case of a multi-layer conductive layer made of the same material, it will lead to a reduction in work-in-process

【００５６】（実施例３）図１７〜図２０は本実施例に
おける超音波探触子１７の製造方法を表した断面図、お
よび斜視図である。本実施例の基本的な構成は実施例１
と同様であり、同一な構成部分には同一番号を付すとと
もに、相違点についてのみ述べる。(Embodiment 3) FIGS. 17 to 20 are a sectional view and a perspective view showing a method of manufacturing the ultrasonic probe 17 in this embodiment. The basic configuration of this embodiment is the first embodiment.
The same components are given the same numbers, and only the differences will be described.

【００５７】（構成）本実施例では、圧電セラミックス
板１主平面に、表裏でずれた位置に帯状の電極４，５を
有する圧電素子３ｂを使用してトランスデューサユニッ
ト２０を作製した。この圧電素子３ｂは、前記実施例と
同じジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）系材料で、電極幅
が１．４mm、電極間は０．１mmで、圧電素子３ｂ表裏の
電極４，５は、半分のピッチでずれている圧電素子３ｂ
である。(Structure) In the present embodiment, the transducer unit 20 was manufactured by using the piezoelectric element 3b having the strip-shaped electrodes 4 and 5 on the main plane of the piezoelectric ceramic plate 1 at positions displaced from each other on the front and back sides. This piezoelectric element 3b is made of the same lead zirconate titanate (PZT) material as in the above-mentioned embodiment, the electrode width is 1.4 mm, the distance between the electrodes is 0.1 mm, and the electrodes 4 and 5 on the front and back of the piezoelectric element 3b are half. Piezoelectric element 3b displaced by the pitch
Is.

【００５８】この圧電素子３ｂを用いて前記実施例と同
様な方法で、図１７のような音響整合層６ａ，６ｂ、圧
電素子３ｂ、背面負荷材７，３０の積層体４０を形成す
る。なお、音響整合層６ａ，６ｂは圧電素子側の第１音
響整合層６ａがアルミナフィラー入りのエポキシ樹脂
で、第２音響整合層６ｂがエポキシ樹脂から形成された
２層構造である。Using this piezoelectric element 3b, a laminated body 40 of acoustic matching layers 6a, 6b, piezoelectric element 3b, and back load materials 7, 30 as shown in FIG. 17 is formed by the same method as in the above embodiment. The acoustic matching layers 6a and 6b have a two-layer structure in which the first acoustic matching layer 6a on the piezoelectric element side is made of an epoxy resin containing alumina filler and the second acoustic matching layer 6b is made of an epoxy resin.

【００５９】また、背面負荷材は２種類の平均粒系をも
つタングステン粉（１０μｍ，５０μｍ）をフィラーと
した耐熱性の高いエポキシ樹脂で、絶縁層としてプラス
側電極５ｂ側の電極未形成部にアルミナをフィラーとし
た絶縁層３０が形成されている。The back load material is a highly heat-resistant epoxy resin containing tungsten powder (10 μm, 50 μm) having two types of average grain systems as a filler, and is used as an insulating layer on the positive electrode 5b side where the electrode is not formed. An insulating layer 30 having alumina as a filler is formed.

【００６０】この積層体４０を、裁断位置１９で精密裁
断機により裁断し、絶縁性の背面負荷材３０のエポキシ
樹脂系接着剤をもちいて、０．８mm幅の両面に銅箔を擁
した厚さ０．２mmガラエポ基板２４に垂直に接着固定
し、図１８の断面図のような積層体を作製した。なお、
ガラエポ基板２４の銅箔は背面負荷材７側のみ除去した
ものを使用した。This laminated body 40 was cut at a cutting position 19 by a precision cutting machine, and an epoxy resin adhesive for the insulative back load material 30 was used to make a 0.8 mm-width copper foil on both sides. It was vertically bonded and fixed to a 0.2 mm glass epoxy substrate 24 to prepare a laminate as shown in the sectional view of FIG. In addition,
As the copper foil of the glass epoxy substrate 24, one obtained by removing only the back load material 7 side was used.

【００６１】ついで、第２音響整合層６ｂの主平面にポ
リイミド製のマスキングテープ２６ａを貼り、ガラエポ
基板２４の端面にも同様にマスキングテープ２６ｃを貼
付ける。さらに、ガラエポ基板２４の銅箔には、図１９
のように後工程で半田付けの行ないやすいように、裁断
ピッチで両面マスキング２６ｂする。Then, a polyimide masking tape 26a is attached to the main surface of the second acoustic matching layer 6b, and a masking tape 26c is also attached to the end surface of the glass epoxy substrate 24 in the same manner. Further, as shown in FIG.
As described above, double-sided masking 26b is performed at a cutting pitch so that soldering can be easily performed in the subsequent process.

【００６２】この積層体にスパッタリングにより、銅の
薄膜電極２１，２２を２５０nm形成した。そして、マス
キングテープ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを除去し、電気メ
ッキにより銅の薄膜電極上に５μｍのニッケルをメッキ
し、最後にクロムメッキを２５０nm付けて、図２０にあ
るようなトランスデューサユニット２０ｆを得た。Copper thin film electrodes 21 and 22 having a thickness of 250 nm were formed on this laminate by sputtering. Then, the masking tapes 26a, 26b and 26c are removed, 5 μm of nickel is plated on the copper thin film electrode by electroplating, and finally chrome plating is applied to 250 nm to obtain a transducer unit 20f as shown in FIG. .

【００６３】このトランスデューサユニット２０ｆに前
記実施例同様、半田により半田付けして、フッ素系のコ
ーティング材にて絶縁処理を施し、同軸ケーブル２７と
結線、ハウジング１５に固定し超音波探触子１７を作製
した。Similar to the above embodiment, this transducer unit 20f is soldered with solder, insulated with a fluorine-based coating material, connected to the coaxial cable 27, and fixed to the housing 15, and the ultrasonic probe 17 is attached. It was made.

【００６４】（作用）上述した方法で作製すると、ケー
ブル２７から伝わる電圧パルスはガラエポ基板２４を通
し、導電層３６，３７を経て、圧電素子３の電極５ａ，
５ｂへと伝わり、圧電素子３に電圧が印加され超音波を
発生する。放射された超音波はパイプの中を反射しなが
ら伝わり、ミラーに反射し、垂直に方向を変え出てい
く。被検体に当ってはねかえってきたエコー波は再びミ
ラー１６で反射し、トランスデューサユニット２０に圧
力を加え、圧電素子３において機械的振動が電圧に変換
され、画像処理装置により画像化される。(Operation) When manufactured by the method described above, the voltage pulse transmitted from the cable 27 passes through the glass epoxy substrate 24, the conductive layers 36 and 37, and the electrodes 5a of the piezoelectric element 3,
5b, a voltage is applied to the piezoelectric element 3 to generate ultrasonic waves. The emitted ultrasonic waves are transmitted while being reflected in the pipe, reflected by the mirror, and change their direction vertically. The echo wave that has bounced off the subject is reflected by the mirror 16 again, pressure is applied to the transducer unit 20, the mechanical vibration is converted into a voltage in the piezoelectric element 3, and the image is imaged by the image processing device.

【００６５】なお、ガラエポ基板２４の銅箔上に設けた
導電層のない部分は、同軸ケーブル２７の半田付けに使
用すると、容易に半田付けが可能となる。If the portion of the glass epoxy board 24 on which the conductive layer is not provided on the copper foil is used for soldering the coaxial cable 27, the soldering can be easily performed.

【００６６】さらに本実施例では、導電体のフィラーを
背面負荷材７に使用することが可能で、減衰効果の高い
ものを使用できる。Further, in this embodiment, a conductive filler can be used for the back load material 7, and a material having a high damping effect can be used.

【００６７】（効果）導電層３６，３７の最外層が半田
付けできない材質の場合、ガラエポ基板２４上に設けた
マスキング２６の形状により、半田１８がのる部分が限
定される。そのため、小型化されたトランスデューサユ
ニット２０ｆに簡単に正確な位置に半田付けでき、作業
性が向上する。また、半田時の位置ずれにより、パイプ
状ハウジング１５と接触し短絡してしまうという品質事
故も減少し、信頼性が向上する。(Effect) When the outermost layers of the conductive layers 36 and 37 are made of a material that cannot be soldered, the shape of the masking 26 provided on the glass epoxy substrate 24 limits the portion on which the solder 18 is placed. Therefore, it is possible to easily solder to the downsized transducer unit 20f at an accurate position, and the workability is improved. Further, the quality accident that the short circuit occurs due to the displacement during the soldering and the pipe-shaped housing 15 is contacted, and the reliability is improved.

【００６８】そして、ガラエポ基板２４の表裏でマスキ
ングの形状を変えると、正負の区別が明確になり作業ミ
スがなくなるという効果がある。When the shape of the masking is changed between the front and back of the glass epoxy substrate 24, the positive / negative distinction becomes clear, and the operation error can be eliminated.

【００６９】また、背面負荷材７に導電性のあるフィラ
ーを使用できるため、材料選択の幅が広がる。このた
め、例えば減衰特性の優れたタングステンフィラーなど
の金属フィラーを用いることが可能になるため、背面負
荷材７の厚さを薄くでき、超音波探触子の硬質部長を短
くすることができる。なお、本実施例ではタングステン
をフィラーとして使用した背面負荷材７を用いたが、バ
リウムフェライトやサマリウムコバルトのような磁力を
有するものを軟質のエポキシ樹脂に混入し、磁気ダンパ
としたものなど、導電性のある背面負荷材７でも、絶縁
材３０と挟み込んだ複合背面負荷材を利用することで同
様に作製可能である。この場合は、減衰効率が高く、短
パルスになるため、画像精度がさらに良い超音波探触子
１７を得ることができる。Since a conductive filler can be used for the back load material 7, the range of material selection is widened. Therefore, for example, it is possible to use a metal filler such as a tungsten filler having an excellent damping characteristic, so that the thickness of the back load material 7 can be reduced and the hard portion length of the ultrasonic probe can be shortened. In this embodiment, the back load material 7 using tungsten as a filler is used, but a material having magnetic force such as barium ferrite or samarium cobalt is mixed with a soft epoxy resin to form a magnetic damper. The back load material 7 having properties can be similarly produced by using the composite back load material sandwiched with the insulating material 30. In this case, since the attenuation efficiency is high and the pulse is short, it is possible to obtain the ultrasonic probe 17 with higher image accuracy.

【００７０】（実施例４）図２１は本実施例における超
音波探触子１７で用いるトランスデューサユニット２０
ｇの斜視図である。本実施例の基本的な構成は実施例３
と同様であり、同一な構成部分には同一番号を付すとと
もに、相違点についてのみ述べる。(Fourth Embodiment) FIG. 21 shows a transducer unit 20 used in the ultrasonic probe 17 of this embodiment.
It is a perspective view of g. The basic configuration of this embodiment is the third embodiment.
The same components are given the same numbers, and only the differences will be described.

【００７１】（構成）本実施例のトランスデューサユニ
ット２０ｇは、実施例３と同様な方法にて作製した。マ
スキングはガラエポ基板２４の中央部に行ない、銅をス
パッタにより形成後、ニッケルをメッキし、ガラエポ基
板２４部分のみを電鋳の液中に浸漬し肉厚化させ、最後
にクロム層をメッキし積層体を作製、裁断して、図２１
のようなトランスデューサユニット２０ｇを作製した。(Structure) The transducer unit 20g of this embodiment was manufactured in the same manner as in the third embodiment. Masking is performed on the central portion of the glass epoxy substrate 24, copper is formed by sputtering, then nickel is plated, only the glass epoxy substrate 24 is immersed in an electroforming solution to thicken it, and finally a chromium layer is plated and laminated. Figure 21
20 g of the transducer unit as described above was produced.

【００７２】このトランスデューサユニット２０のガラ
エポ基板２４で銅箔が露出した部分に、ケーブルを差込
み半田１８により半田付けし、電鋳にて作製したメッキ
層３５ｂのＧＮＤ側以外の部分をシリコン系の樹脂にて
絶縁処理を施して、ハウジング１５に接着固定し、超音
波探触子１７を作製した。A cable is inserted into a portion of the glass epoxy substrate 24 of the transducer unit 20 where the copper foil is exposed and soldered by the solder 18, and a portion other than the GND side of the plated layer 35b produced by electroforming is made of a silicone resin. Was subjected to an insulation treatment, and was adhesively fixed to the housing 15 to fabricate an ultrasonic probe 17.

【００７３】（作用）上述した方法で作製すると、ケー
ブルの芯線１１、周線１２の位置決めを電鋳により形成
された凹部に差込むだけでよくなる。(Operation) When manufactured by the method described above, it is sufficient to position the core wire 11 and the peripheral wire 12 of the cable into the recesses formed by electroforming.

【００７４】また、ハウジング１５をＧＮＤに落とすこ
とにより対ノイズ性を向上させる際、電鋳により作製し
たメッキ製凸部３５ｂとハウジング１５との接触で行な
うことが可能となり、探触子先端で、ハウジング１５を
グランドに落とすことが可能となる。Further, when the noise resistance is improved by dropping the housing 15 to GND, it becomes possible to contact the plated convex portion 35b made by electroforming with the housing 15, and at the tip of the probe, It is possible to drop the housing 15 to the ground.

【００７５】さらに、この凸部を利用し、パイプ状のハ
ウジング１５への位置決めが可能となり、音響放射軸を
容易に合せることができるようになる。Further, by utilizing this convex portion, the positioning on the pipe-shaped housing 15 becomes possible, and the acoustic radiation axis can be easily aligned.

【００７６】（効果）ケーブルの芯線１１、周線１２の
位置決めが容易となり、配線ミスがなくなり、生産性、
信頼性が向上する。(Effect) Positioning of the core wire 11 and the peripheral wire 12 of the cable is facilitated, wiring errors are eliminated, and productivity,
Improves reliability.

【００７７】また、半田付けなどの作業なしで、硬質部
長を長くすることなくハウジング１５をＧＮＤ化するこ
とが可能となり、大幅な工数削減となる。Further, it becomes possible to make the housing 15 to be GND without increasing the length of the hard portion without the work such as soldering, and the man-hours are greatly reduced.

【００７８】さらに、電鋳により形成した凸部を利用
し、パイプ状のハウジング１５への位置決めが可能で、
音響放射軸を機械的に合せることができ、品質安定性が
確保しやすくなる。Further, by using the convex portion formed by electroforming, it is possible to position on the pipe-shaped housing 15,
The sound emission axis can be mechanically aligned, and quality stability can be easily ensured.

【００７９】なお、位置決め、およびハウジング１５を
ＧＮＤ化するための突起はガラエポ基板２４上の他、背
面負荷材７，３０側面であっても、電圧パルス印加時の
圧電素子３の動作に影響がないため構わない。It should be noted that the protrusions for positioning and GND the housing 15 are not only on the glass epoxy substrate 24, but also on the side faces of the back load members 7 and 30, the influence on the operation of the piezoelectric element 3 when a voltage pulse is applied. It doesn't matter because there is no

【００８０】図２２は、背面負荷材３０側面に電鋳によ
りメッキの突起３５ｇを形成した例であり、同軸ケーブ
ル２７との結線は、音響放射軸の適正化とワッシャ９へ
の突き当てによる位置決め機能を兼ねたコネクタ３８の
金属端子３９ａ，３９ｂを介して半田１８による半田付
けにより行なった。FIG. 22 shows an example in which a plating projection 35g is formed on the side surface of the back load material 30 by electroforming. The connection with the coaxial cable 27 is made by positioning the acoustic radiation axis and abutting it on the washer 9. This is done by soldering with the solder 18 through the metal terminals 39a and 39b of the connector 38 which also has a function.

【００８１】[0081]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果がある。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【００８２】請求項１および請求項３によれば、２種類
以上の成膜方法で多層構造の導電層とすることで、電極
層とトランスデューサ積層体との密着強度を高めるとと
もに、トランスデューサの面積縮小化により伝達効率の
向上が要求される電気抵抗値を低く抑えることが可能と
なり、感度の良い超音波探触子を作製できる。According to the first and third aspects, the conductive layer having a multi-layered structure is formed by two or more kinds of film forming methods to enhance the adhesion strength between the electrode layer and the transducer laminated body and reduce the area of the transducer. It becomes possible to suppress the electric resistance value required to improve the transmission efficiency to a low level, and it is possible to manufacture an ultrasonic probe having high sensitivity.

【００８３】また、導電層の最外層に耐久性のあるもの
を付与することにより、超音波探触子の信頼性を向上さ
せることができる。Further, by providing the outermost conductive layer with durability, the reliability of the ultrasonic probe can be improved.

【００８４】そして、高周波化し、小型小径化の要求に
より、形状の小さくなった超音波トランスデューサにお
いても、結線方法いわゆる電極の取り方が容易で、実使
用時に断線することがなく信頼性が高く、量産が可能で
安価な超音波探触子が得られる。Due to the demand for higher frequency and smaller size and smaller diameter, even in the ultrasonic transducer having a smaller shape, the connection method, that is, the method of taking electrodes is easy, and there is no disconnection during actual use, and reliability is high. An inexpensive ultrasonic probe that can be mass-produced can be obtained.

【００８５】さらに、成膜速度に問題があり、コストの
かかる成膜法と、成膜速度は高いものの樹脂への密着強
度の望めない成膜法を組合せることで、短時間に比較的
安価に超音波探触子を作製できる。Further, by combining a film forming method which has a problem in film forming speed and is costly with a film forming method which has a high film forming speed but does not expect adhesion strength to a resin, it is relatively inexpensive in a short time. An ultrasonic probe can be manufactured.

【００８６】また、請求項２によれば、上記請求項１お
よび請求項３の効果に加え、圧電素子と接触する内側の
導電層をスパッタ、もしくは蒸着などの乾式メッキによ
り設け、最外層を電気メッキ、無電解メッキなどの湿式
メッキにより形成することで確実な密着強度と、電気抵
抗値の制御、低コスト化の全てを満たす超音波探触子が
得られる。According to a second aspect, in addition to the effects of the first and third aspects, an inner conductive layer that comes into contact with the piezoelectric element is provided by dry plating such as sputtering or vapor deposition, and the outermost layer is an electrical layer. By forming by wet plating such as plating or electroless plating, it is possible to obtain an ultrasonic probe satisfying all of reliable adhesion strength, electric resistance control, and cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例１による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第１の図である。FIG. 1 is a first diagram showing a method of manufacturing an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図２】本発明の実施例１による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第２の図である。FIG. 2 is a second diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図３】本発明の実施例１による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第３の図である。FIG. 3 is a third diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図４】本発明の実施例１による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第４の図である。FIG. 4 is a fourth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図５】本発明の実施例１による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第５の図である。FIG. 5 is a fifth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図６】本発明の実施例１による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第６の図である。FIG. 6 is a sixth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図７】本発明の実施例１により得られたミラータイプ
の超音波探触子を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a mirror type ultrasonic probe obtained according to Example 1 of the present invention.

【図８】本発明の実施例２による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第１の図である。FIG. 8 is a first diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図９】本発明の実施例２による超音波探触子の製造方
法を工程順に示した第２の図である。FIG. 9 is a second diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１０】本発明の実施例２による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第３の図である。FIG. 10 is a third diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１１】本発明の実施例２による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第４の図である。FIG. 11 is a fourth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１２】本発明の実施例２による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第５の図である。FIG. 12 is a fifth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１３】本発明の実施例２による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第６の図である。FIG. 13 is a sixth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１４】本発明の実施例２による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第７の図である。FIG. 14 is a seventh diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１５】本発明の実施例２により得られたミラータイ
プの超音波探触子を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a mirror type ultrasonic probe obtained according to a second embodiment of the present invention.

【図１６】本発明の実施例２により得られたミラータイ
プの超音波探触子を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a mirror type ultrasonic probe obtained according to a second embodiment of the present invention.

【図１７】本発明の実施例３による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第１の図である。FIG. 17 is a first diagram showing a method of manufacturing the ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１８】本発明の実施例３による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第２の図である。FIG. 18 is a second diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１９】本発明の実施例３による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第３の図である。FIG. 19 is a third diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図２０】本発明の実施例３による超音波探触子の製造
方法を工程順に示した第４の図である。FIG. 20 is a fourth diagram showing the method of manufacturing the ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図２１】本発明の実施例４による超音波探触子に用い
られるトランスデューサユニットを示す斜視図である。FIG. 21 is a perspective view showing a transducer unit used in an ultrasonic probe according to Example 4 of the present invention.

【図２２】実施例４のトランスデューサユニットの変形
例を示す正面図である。FIG. 22 is a front view showing a modified example of the transducer unit of the fourth embodiment.

【図２３】従来技術を説明するための図である。FIG. 23 is a diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 圧電セラミックス ２ 切込み ３ 圧電素子 ３ｂ 圧電素子 ４ ＧＮＤ電極 ５ プラス電極 ５ａ 電極 ５ｂ 電極 ６ 音響整合層 ６ａ 第１音響整合層 ６ｂ 第２音響整合層 ７ 背面負荷材 ８ 絶縁層 ９ ワッシャ １０ アルミナ基板 １１ 芯線 １２ 周線 １３ フレキシブルシャフト １４ ハウジング １５ ハウジング １６ ミラー １７ 超音波探触子 １７ｂ 超音波探触子 １８ 半田 １９ 裁断位置 ２０ トランスデューサユニット ２０ｃ トランスデューサユニット ２０ｆ トランスデューサユニット ２０ｇ トランスデューサユニット ２１ 薄膜電極 ２２ 薄膜電極 ２３ エポキシ樹脂 ２４ ガラエポ基板 ２５ シース ２６ マスキングテープ ２６ａ マスキングテープ ２６ｂ マスキングテープ ２６ｃ マスキングテープ ２７ 同軸ケーブル ２８ 媒体 ２９ 水溶性樹脂 ３０ 背面負荷材 ３０ｂ 背面負荷材 ３１ 積層体 ３１ａ 積層体 ３１ｂ 積層体 ３１ｃ 積層体 ３１ｄ 積層体 ３１ｅ 積層体 ３２ 非導電性ケース ３３ 積層体 ３３ａ 積層体 ３３ｂ 積層体 ３３ｃ 積層体 ３４ 溝 ３５ａ メッキ層 ３５ｂ メッキ層 ３５ｃ 無電解ニッケルメッキ ３５ｄ 無電解ニッケルメッキ ３５ｇ 突起 ３６ 導電層（＋電極） ３７ 導電層（ＧＮＤ電極） ３８ コネクタ ３９ａ 金属端子 ３９ｂ 金属端子 ４０ 積層体 1 Piezoelectric ceramics 2 notches 3 Piezoelectric element 3b Piezoelectric element 4 GND electrode 5 positive electrodes 5a electrode 5b electrode 6 Acoustic matching layer 6a First acoustic matching layer 6b Second acoustic matching layer 7 Back load material 8 insulating layers 9 washers 10 Alumina substrate 11 core wire 12 laps 13 Flexible shaft 14 housing 15 housing 16 mirror 17 Ultrasonic probe 17b Ultrasonic probe 18 Solder 19 Cutting position 20 Transducer unit 20c transducer unit 20f transducer unit 20g transducer unit 21 Thin film electrode 22 Thin film electrode 23 Epoxy resin 24 Glass epoxy substrate 25 sheath 26 Masking tape 26a Masking tape 26b masking tape 26c masking tape 27 coaxial cable 28 medium 29 Water-soluble resin 30 Back load material 30b Back load material 31 laminate 31a laminated body 31b laminate 31c laminated body 31d laminated body 31e laminated body 32 Non-conductive case 33 laminate 33a laminated body 33b laminate 33c laminate 34 groove 35a plating layer 35b plating layer 35c Electroless nickel plating 35d electroless nickel plating 35g protrusion 36 Conductive layer (+ electrode) 37 Conductive layer (GND electrode) 38 Connector 39a Metal terminal 39b Metal terminal 40 laminate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−57852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−212856（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39698（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01N 29/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A 61-57852 (JP, A) JP-A 63-212856 (JP, A) JP-A 5-23341 (JP, A) JP-A 57- 39698 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H04R 17/00 330 A61B 8/00 G01N 29/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 少なくとも一つ以上の音響整合層もしく
は音響レンズと、圧電素子と、背面負荷材の積層体から
構成されるトランスデューサ部を持つ超音波探触子にお
いて、前記積層体の側面部に設けた導電材料が少なくと
も成膜方法が２種類以上である多層構造からなることを
特徴とする超音波探触子。1. An ultrasonic probe having a transducer section composed of a laminate of at least one acoustic matching layer or acoustic lens, a piezoelectric element, and a back load material, wherein a side surface portion of the laminate is provided. An ultrasonic probe, wherein the provided conductive material has a multilayer structure in which at least two film forming methods are used. 【請求項２】 請求項１記載の超音波探触子において、
圧電素子と接触する内側の導電層をスパッタ、もしくは
蒸着などの乾式メッキにより設け、最外層を電気メッ
キ、無電解メッキなどの湿式メッキにより形成したこと
を特徴とする超音波探触子。2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein:
An ultrasonic probe characterized in that an inner conductive layer in contact with a piezoelectric element is provided by dry plating such as sputtering or vapor deposition, and an outermost layer is formed by wet plating such as electroplating and electroless plating. 【請求項３】 請求項１および請求項２記載の超音波探
触子において、トランスデューサ側面部に設けた導電材
料が、圧電素子と接触する内側の導電層が２μｍ以下で
あり、導電材料全体で４μｍ以上であることを特徴とす
る超音波探触子。3. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the conductive material provided on the side surface of the transducer has an inner conductive layer of 2 μm or less in contact with the piezoelectric element, An ultrasonic probe having a thickness of 4 μm or more.