JPH06121389A

JPH06121389A - 超音波探触子とその製造方法

Info

Publication number: JPH06121389A
Application number: JP28953092A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Wakabayashi; 勝裕若林; Yukihiko Sawada; 之彦沢田; Takenao Fujimura; 毅直藤村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JP2749488B2

Abstract

(57)【要約】【目的】減衰特性と電気的絶縁性が良く、かつ、薄い
背面負荷材を作り、信頼性の高い小型小径化した超音波
探触子を提供する。【構成】背面負荷材６を、エポキシ樹脂よタングステ
ン粉をフィラーとして混合した混合樹脂を硬化して形成
した樹脂部７と、エポキシ樹脂のみを硬化して形成した
絶縁層部８とから一体的に形成する。樹脂部７は、ＰＥ
Ｔシートを貼った２枚のガラス板により、スペーサを配
置して、混合樹脂を挟みつけてスペーサの高さで硬化す
る。樹脂部７を裁断して整形した後、ガラス板にのせた
樹脂部７の回りにエポキシ樹脂を供給し、もう１枚のガ
ラス板で挟みつけて硬化する。樹脂部７にはタングステ
ン粉が均一に分布するので減衰特性が一定になる。ま
た、樹脂部７に絶縁層部８を一体的に設けたので、絶縁
性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用等に使用される
超音波内視鏡等において利用される超音波探触子とその
製造方法に係り、特に超音波トランスデューサの背面負
荷材とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波探触子は、被破壊検査装置
の他、医療用の超音波診断装置として急速に利用されて
きている。かかる超音波内視鏡等の超音波探触子は、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ること
ができる。

【０００３】超音波トランスデューサは、大別すると圧
電素子、音響整合層、背面負荷材からなっている。上記
超音波トランスデューサは、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。

【０００４】上記背面負荷材は、圧電素子の片側に配置
され、圧電素子を機械的に支える役割と音響的に制動を
かけ超音波パルス波形を短くする役割を果たしている。
さらに、圧電素子の背面に放射された超音波を減衰さ
せ、反射した超音波が圧電素子に到達しないような機能
が要求されている。

【０００５】従来、超音波探触子の背面負荷材として
は、一般的にタングステン粉をフィラーとしてエポキシ
樹脂に混合したものが知られている。また、特開昭６１
−２９２５００号公報で開示されているように、絶縁性
セメントに、フィラーとしてタングステン粉をベースに
他の金属の酸化物を少量添加し、複合体の構成として、
音響インピーダンス及び減衰率αの低下を抑えつつ、電
気絶縁性の向上を図った背面負荷材が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】超音波探触子のうちカ
テーテルをはじめとする一部には小型小径化が必要にな
り、それに伴って背面負荷材自体も２００μｍ程度の厚
さで、減衰特性、電気絶縁性等の上記した機能が要求さ
れている。しかし、上記タングステン粉をフィラーとし
てエポキシ樹脂に混合したものを用いた背面負荷材にあ
って、その厚さが２００μｍ程度のものでは、タングス
テン粉が良導体であるため、電気絶縁性に問題が有り、
信頼性が低いという問題点があった。また、特開昭６１
−２９２５００号公報の背面負荷材にあって、厚さが２
００μｍ程度の背面負荷材では、金属の酸化物を添加す
ると起こる減衰率の低下がパルス幅の増大につながり、
画像精度の低下を起こすとともに、良導体のタングステ
ン粉をベースとしてあるためフィラーの偏りから起こる
耐絶縁性のバラツキにも問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてな
されたもので、小型小径化に伴って背面負荷材が薄くな
っても、減衰特性を確保し、電気絶縁性を向上させた信
頼性の高い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。

【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、背面負荷材と、それらを
積層後固定するハウジングとより構成した超音波探触子
において、上記背面負荷材は、タングステンの粉末をフ
ィラーとした合成樹脂と、絶縁材料からなる絶縁層とか
ら超音波探触子を構成した。また、背面負荷材の合成樹
脂層は、エポキシ系樹脂に、フィラーとして酸化タング
ステン、アルミナ、ジルコニアのうち少なくとも一つ以
上添加して構成してもよい。

【０００９】そして、少なくとも一つ以上の音響合成層
もしくは音響レンズと、圧電素子と、背面負荷材と、そ
れらを積層後固定するハウジングとより構成した超音波
探触子の製造方法において、その表面に接着性のないシ
ートを貼付けた２枚１組のガラス等の剛体のうち、一方
の剛体に貼付けたシート表面に所望の厚さのスペーサを
配置するとともに、スペーサに囲まれた空間部に既知の
方法にて作製してあるタングステンの粉末をフィラーと
した合成樹脂層を載置した後、液体状の絶縁材料を供給
し、上記２組の剛体にて上記合成樹脂層および絶縁材料
を挟み、上記剛体に加重をかけて上記絶縁材料をスペー
サの厚みにして硬化させ、絶縁材料からなる絶縁部を合
成樹脂層に一体的に形成して背面負荷材を作製して超音
波探触子を製造することとした。

【００１０】また、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、背面負荷材と、それ
らを積層後固定するハウジングとより構成した超音波探
触子の製造方法において、タングステン粉を混合したエ
ポキシ系樹脂を円筒容器に入れた後、高速回転させ、タ
ングステンを外周部にのみ偏析させ、内周部を樹脂層の
みの状態で硬化して、外周部に合成樹脂層及び内周部に
絶縁部とを一体的に形成して背面負荷材を作製して超音
波探触子を製造してもよい。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、合成樹脂層と絶縁部分とを
一体的に形成して背面負荷部材を構成したので、背面負
荷材を薄く形成しても、絶縁性が高くなる。これによ
り、超音波探触子の小型小径化の要求に対応して背面負
荷材が薄くなった超音波トランスデューサにおいても、
減衰特性が良好で画像精度の良好な、信頼性の高い超音
波探触子が容易に得られる。

【００１２】

【実施例１】図１は、本発明の実施例１の超音波探触子
を概略的に示す断面図、図２〜図５は、超音波探触子に
おける背面負荷材の作製方法を示す工程図である。ま
ず、本実施例の超音波探触子の概要を図１を用いて簡単
に説明すると、超音波探触子１は、（＋）側の電極２と
（−）側の電極３を表面に形成した圧電素子４の（＋）
側の電極２側に音響整合層５を接着（もしくは印刷）に
より積層するとともに、（−）側の電極３側に背面負荷
材６を積層接着した後、金属パイプを加工したハウジン
グ９に背面負荷材６を固定して構成されている。背面負
荷材６は、タングステン粉をフィラーとしたエポキシ樹
脂からなる樹脂部７と、エポキシ樹脂のみからなる絶縁
層部８とから構成されている。

【００１３】次に、上記背面負荷材６の製造方法を図２
〜図５を用いて説明する。まず、タングステン粉（８μ
ｍと５０μｍの混合体）とエポキシ樹脂とを重量比で１
０：１の割合で混合して樹脂１０を作成する。そして、
樹脂１０に減圧脱泡を施した後、剛体である厚さ１０mm
のガラス板１１に固定した厚さ１２５μｍのＰＥＴシー
ト１２上に、上記樹脂１０を適量のせ、ガラス板１１ご
と図示しない振動機にかけて脱泡する（図２参照）。

【００１４】その後、樹脂１０の四方を包囲するように
長方形のスペーサ１３（厚さ１７０μｍ）をＰＥＴシー
ト１２上に配置し（図２参照）、ＰＥＴシート１４を固
定したガラス１５で上方から樹脂１０を挟み、重り１６
をガラス１５にのせて、樹脂１０に荷重をかけつつ樹脂
１０を硬化させ（図３参照）、背面負荷材６の樹脂部７
を構成する背面負荷材用樹脂板を形成する。硬化した上
記樹脂板は、タングステン粉がエポキシ樹脂に比較して
流動性が悪いため、タングステン粉の密度分布は、図４
に示すように外周部の密度が小さくなる。そこで、背面
負荷材６の樹脂部７として使用する部分は、タングステ
ンの密度がほぼ均一な中央部のみを裁断して用いる。

【００１５】この裁断して形成した樹脂部７を、再度、
ガラス板１１のＰＥＴシート１２上にのせ、ＰＥＴシー
ト１２上にエポキシ樹脂を垂らし、前記と同様にＰＥＴ
シート１４を固定したガラス板１５で挟み付けて硬化さ
せ、樹脂部７の側面にエポキシ樹脂のみからなる絶縁層
部８ａを形成する（図５参照）。この絶縁層部８ａの形
成工程は、樹脂１０を硬化させて背面負荷材用樹脂板を
形成する工程（図２及び図３）とほぼ同じ方法であるの
で、その詳細な説明は省略する。そして、硬化後、余分
な側面の絶縁層部８ａを切断して、所望厚の絶縁層部８
を形成し、樹脂部７と絶縁層部８とからなる背面負荷材
６を作製する。

【００１６】前記工程にあって、図２に示すように、樹
脂１０の四方を包囲するように長方形のスペーサ１３を
配置しているため、上記各スペーサ１３とスペーサ１３
との間に隙間を生じる。また、上側のガラス板１５に固
定されたＰＥＴシート１４の周囲が、上記スペーサ１３
の周囲より大きい場合、ＰＥＴシート１４の周囲が自重
で垂れ下がり、上側のＰＥＴシート１４と下側のＰＥＴ
シート１２との間隔が狭くなることがある。そのため、
粘性の低いエポキシ樹脂を硬化させて絶縁層部８ａを形
成する際、上側のＰＥＴシート１４と下側のＰＥＴシー
ト１２との間隔が狭くなることによる毛細管現象によっ
て、上記各スペーサ１３とスペーサ１３との隙間から固
化する前のエポキシ樹脂が流出する恐れがある。よっ
て、本実施例においては、図５に示すように、ＰＥＴシ
ート１４の周囲を図２のように配置したスペーサ１３の
周囲よりも小さくすることにより、ＰＥＴシート１４の
外周端部が上記スペーサ１３にかかるようにして、上側
のＰＥＴシート１４と下側のＰＥＴシート１２との間隔
が狭くなることを防止した。

【００１７】本実施例で作製した背面負荷材６を用い
て、作製した超音波探触子１を図６に示す。背面負荷材
６の表面には、圧電素子４の（−）側の電極３が接する
ように、圧電素子４が貼付けられており、圧電素子４の
（＋）側の電極２の表面には、音響整合層５が貼付けら
れている。上記（＋）側の電極２と（−）側の電極３と
の間には、互いの電極２，３が接触しないように電極ス
リット位置１７が形成されており、（−）側の電極３を
背面負荷材６の樹脂部７のみに接触させ、上記電極スリ
ット位置１７は背面負荷材６の絶縁層部８に積層接着さ
れている。

【００１８】上記したように、圧電素子４、音響整合層
５が貼付けられた背面負荷材６は、所定の寸法に裁断さ
れ、ハウジング９に固定されている。ハウジング９に
は、図１に示すように導電体１８が固定されている。導
電体１８の内部は同軸ケーブル１９が挿入されており、
同軸ケーブル１９のリード線（ＧＮＤ）２０は、導電性
樹脂２１によってハウジング９に固定されるとともに導
通されている。そしてＧＮＤを兼ねたハウジング９には
導電性樹脂２２を介して（−）側の電極３が接続されて
いる。一方、（＋）側の電極２には導電性樹脂２３によ
り同軸ケーブル１９内のリード線（＋）２４が接続さ
れ、このリード線２４は絶縁性樹脂２５にてハウジング
９に固定されている。

【００１９】上述した方法で作製すると、背面負荷材６
の厚み精度は±５μｍ以下で作製できる。また、前述し
たように、エポキシ樹脂と比較したタングステンは流動
性がないために、過剰な樹脂は外周部に移動し、中心部
はエポキシ樹脂とタングステンが常にほぼ一定の混合比
となり、音響インピーダンス、減衰率等の特性がほぼ一
定になる。なお、タングステンの流動性が形状等により
悪く、重り１６の荷重のみでは背面負荷材６が所望の厚
みにならない際は、一方のガラス板付きシートを回転も
しくは、円運動させながら荷重をかけると所望の厚みの
背面負荷材樹脂板が得られる。また、背面負荷材６の樹
脂部７に絶縁層部８を形成する際は、樹脂部７の表面を
サンドペーパー等でこすり、荒らしておいた方が接着性
が向上する。この絶縁層部８を有する背面負荷材６を用
いて作製した超音波探触子１は、プラス側の電極２とＧ
ＮＤ側の電極３の確実な絶縁がなされるとともに、ＧＮ
Ｄとなっているハウジング９とも確実に絶縁される。

【００２０】本実施例によれば、スペーサ１３を介して
剛体であるガラス板１１，１５によって挟み込むことに
よって、樹脂部７及び絶縁層部８を形成し、背面負荷材
６を作製するので、背面負荷材６の厚み精度が容易に出
せるとともに、樹脂部７におけるタングステン粉とエポ
キシ樹脂との混合比（タングステン粉の分布密度）がほ
ぼ一定で、安定した背面負荷材６としての性能を得るこ
とができる。また、シート状のＰＥＴ１２，１４を使用
することにより、離型が容易で薄くて脆い形状の背面負
荷材でも破損せず、離型することができる。

【００２１】なお、本実施例では、シートにＰＥＴを使
用したが、樹脂と反応せず接着性の無いものならず同様
な効果が得られる。また、樹脂には、エポキシ系の樹脂
を使用したが、フェノール系等の合成樹脂でも同様な効
果が得られる。また、本実施例においては、音響整合層
５を一層のみとしたが、必要に応じて、多数積層しても
よい。また、音響整合層５のかわりに、図７に示すよう
に音響レンズ２７を積層してもよい。さらに、図１８に
示すように音響整合層５の表面に音響レンズ２７を積層
してもよい。

【００２２】図９は、実施例１における絶縁層部８ａの
成形工程の変形例を示すもので、背面負荷材６を作製す
る際に、絶縁層部８ａを形成するにあたり、固化する前
の粘性の低いエポキシ樹脂が、前述したように毛細管現
象にて流出するのを防ぐ手段を示してある。その他の背
面負荷材の作製工程は実施例１と同様である。

【００２３】下側ＰＥＴシート１２を固定する下側のガ
ラス板１１の内部には、ガラス板１１のスペーサ１３側
表面に挿通する吸引口２６が設けられ、ガラス板１１の
外周には傾斜面１１ａが設けられている。そして、吸引
口２６より吸引することにより、上記傾斜面１１ａに倣
うようにＰＥＴシート１４の端部を固定する。上記構成
から成るガラス板１１によりスペーサ１３を介して背面
負荷材６の絶縁層部８ａを作製すると、エポキシ樹脂の
ように粘性の低い物を使用しても、ＰＥＴシート１２が
上記傾斜面１１ａに倣うことにより、上側のＰＥＴシー
ト１４と下側のＰＥＴシート１２との間隔がガラス板１
１，１５の外周ほど広くなるため、毛細管現象による粘
性の低い樹脂の流出を抑えることができる。また、上側
のガラス板１５も上記下側のガラス板１１と同様の構成
とすることにより、上記効果はさらに確実なものとな
る。

【００２４】

【実施例２】図１０は、本発明の実施例２の超音波探触
子の先端部を示す断面図、図１１及び図１２は、超音波
探触子における背面負荷材の作製過程の一部を示す工程
図である。本実施例の超音波探触子及びその製造方法の
基本的な構成は、前記実施例１と同様であり、同一の構
成部分には同一番号を付し、相違点についてのみ説明す
る。本実施例の超音波探触子３０は図１０に示すよう
に、音響整合層５側の圧電素子４の電極（以後、表面電
極という）を（−）側の電極３とし、背面負荷材３２側
の電極を（＋）側の電極２としてある。そして、背面負
荷材３２が背面負荷材３２の絶縁層部８を介してハウジ
ング９に固定されている。また、実施例１では、背面負
荷材６を製造する際、樹脂部７の６面のうち左右の２面
のみに絶縁層部８ａを設けている（図５参照）のに対し
て、本実施例では、樹脂部７の６面のうち３面に絶縁層
部８ａを形成した点に特徴がある。

【００２５】次に、本実施例における背面負荷材３２の
製造工程を説明すると、まず、実施例１と同様に樹脂部
７を形成した後、図１１に示すように、上記樹脂部７を
ガラス板１１上に固定したＰＥＴシート１２に固定す
る。そして、樹脂部７上に沿ってエポキシ樹脂にフィラ
ーとして３μｍの平均粒径を有するジルコニアを重量比
で１：３の割合で混合した樹脂をもり、ＰＥＴシート１
４を固定したガラス板１５を樹脂の上方から押し当て、
プレス機等により荷重をかけた状態で硬化させ、背面負
荷材３２の絶縁層部８ａを形成する。この時、樹脂部７
の四方を包囲するスペーサ３３の高さは、樹脂部７を形
成する際のスペーサより高くする。そして、硬化した絶
縁層部８ａの側面を所定の寸法で裁断し、図１２に示す
ような樹脂部７の三側面（図においては、左右、上面）
に絶縁層部８を有する背面負荷材の基材３１を作製す
る。

【００２６】次に、背面負荷材３１の基材３１に、
（＋）側の電極２が樹脂部７と接するように圧電素子４
を貼付け、圧電素子４の（−）側の電極３の表面に音響
整合層５を順に貼付ける。そして、圧電素子４、音響整
合層５が貼付けられた背面負荷材の基材３１を所定の寸
法に裁断して、超音波探触子３０に用いる背面負荷材３
２を得る。上記背面負荷材の基材３１を裁断する際に
は、図１２に示すように、破線Ａに沿って樹脂部７を中
心として半分に裁断し、次に、破線Ｂに沿って裁断す
る。そして、上記のようにして裁断して作製された個々
の背面負荷材３２及び他の超音波探触子を構成する部品
を公知の方法にてハウジング９内に組込み、図１０に示
すような超音波探触子３０を作製する。

【００２７】本実施例にあっては、背面負荷材３２の絶
縁層部８を形成するエポキシ樹脂に、絶縁体であるジル
コニアをフィラーとして混合したので、エポキシ樹脂の
粘性が増加して、ＰＥＴシート１２上に置かれた樹脂部
７を、エポキシ樹脂を介してガラス板１５及びＰＥＴシ
ート１４により、ＰＥＴシート１２に確実に押し付け得
るとともに、ＰＥＴシート１２と樹脂部７との間にエポ
キシ樹脂が流入しないようになる。また、表面電極を
（−）側の電極３とし、（＋）側の電極２を圧電素子４
と背面負荷材３２との間に設けたので、シールド効果か
ら電気的なノイズが減少する。さらに、背面負荷材３２
は、絶縁層部８を介してハウジング９に固定してあるの
で、ＧＮＤとなっているハウジング９と電気的に良導体
であるタングステン粉を多量に含む樹脂部７との絶縁が
確実となり、表面電極を（−）側の電極３としても絶縁
性に問題がなくなる。

【００２８】本実施例によれば、表面電極をＧＮＤ電極
３としているため、シールド効果から電気的なノイズが
減少し、画像処理後のモニタが明確となり、優れた評価
装置となる。さらに、絶縁層部８のフィラーとしてジル
コニアを使うことで、エポキシ樹脂単独の絶縁層よりも
減衰効果のある絶縁層付き背面負荷材３２が作製でき、
同等な減衰特性を有する、さにら薄い背面負荷材が作製
できる。なお、ジルコニアの他のアルミナ、酸化タング
ステン等の酸化金属でも、同様な効果が得られる。

【００２９】図１３は、本実施例の変形例を示す超音波
探触子３４の先端部を示す断面図である。変形例では、
図１２に示す背面負荷材の基材３１を破線Ａに沿っては
裁断せずに破線Ｂにのみ沿って裁断し、樹脂部７の３面
に樹脂部７を形成するようにして背面負荷材３５を形成
した。

【００３０】本実施例２においては、圧電素子４及び音
響整合層５が貼付けられた背面負荷材３２を所定の寸法
にする際に、図１２にて示す背面負荷材の基材３１を、
破線Ａに沿って樹脂部７を中心として半分に裁断した後
に破線Ｂに沿って裁断し、図１０に示すような背面負荷
材３２を作製しているので、超音波探触子３０を図１０
のように構成した場合、絶縁性樹脂２５に気泡が混入
し、樹脂部７とハウジング９とが短絡する恐れがある。
そこで、変形例のように、樹脂部７の３面に絶縁層部８
を形成して背面負荷材３５を構成することにより、樹脂
部７とハウジング９との絶縁性をさらに高めることとし
た。

【００３１】

【実施例３】図１４は、本発明の実施例３の超音波探触
子の先端部を示す断面図、図１５は、ガラエポ基板の斜
視図、図１６は、背面負荷材の樹脂部を示す斜視図、図
１７は、背面負荷材の一製作工程における断面図であ
る。本実施例の超音波探触子の基本的な構成は、前記実
施例１と同様であり、同一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説明する。

【００３２】本実施例の超音波探触子４０における背面
負荷材４１は、図１４に示すように、樹脂部７の側面部
に絶縁性を有するガラエポ基板４２を設けるとともに、
ハウジング９と接する下面に絶縁層部８を形成して構成
されている。

【００３３】次に、背面負荷材４１の製造方法を説明す
ると、前記実施例１と同様な方法で、厚さ１７０μｍの
樹脂部７を作製する。次に、樹脂部７の大きさ（ａ×
ｂ）と同じ大きさの穴４３を開けた厚さ２００μｍのガ
ラエポ基板４２を用意し、ガラエポ基板４２をガラス板
１１上に固定したＰＥＴシート１２上にのせる。そし
て、所定の大きさに裁断した樹脂部７ガラエポ基板４２
の穴４３に入れてＰＥＴシート１２上にのせた後、樹脂
部７上に沿って、実施例２に示したジルコニアを混合し
たエポ樹脂等を適量供給する。そして、振動脱泡を施し
た後、上方からガラス板１５に固定したＰＥＴシート１
４を押し当て、プレス機等により荷重をかけた状態で、
上記樹脂を硬化させ、樹脂部７とガラエポ基板４２の高
さの差である厚さ３０μｍの絶縁層部８を樹脂部７の上
面に形成するる（図１７参照）。これにより、絶縁層部
８と両側面にガラエポ基板４２からなる絶縁層を有する
背面負荷材４１を作製する。

【００３４】本実施例にあっては、ガラエポ基板４２
は、前記各実施例におけるスペーサの役割を果たすとと
もに、背面負荷材４１における側面部の絶縁材として機
能する。また、背面負荷材４１をハウジング９に組み込
んで超音波探触子４０を構成する際、圧電素子の表面電
極を（−）側の電極３としても、側面及び背面（図１７
において上面）が電気的絶縁性を有するので、背面負荷
材４１とハウジング９とは確実に絶縁状態となる。

【００３５】なお、本実施例では、ジルコニアフィラー
入り樹脂を背面の絶縁層部８としたが、樹脂部７と同じ
厚みの穴あきガラエポ基板４２と３０μｍのガラエポ基
板を接着してもガラエポ基板４２のみからなる絶縁層付
きの背面負荷材が得られる。本実施例も第２実施例同
様、表面電極がＧＮＤ電極３とできるため、シールド効
果から電気的なノイズが減少し、画像処理後のモニタ表
示が明確となる。

【００３６】本実施例によれば、表面電極をＧＮＤ電極
３とすることができ、シールド効果から電気的なノイズ
が減少し、画像処理後のモニタ表示が明確となり、優れ
た評価装置となる。そして、絶縁層部８のフィラーとし
てジルコニアを使うことで、減衰効果のある絶縁層付き
背面負荷材４１が作製できる。なお、ジルコニアの他の
アルミナ、酸化タングステン等の酸化金属でも、同様な
効果が得られる。

【００３７】また、図１８に示すように、ガラエポ基板
４２の上面に電極端子（ランド）４４を予め印刷、焼付
け等を行って設ける構成とすることもできる。かかる構
成とすることにより、ガラエポ基板４２に電極端子（ラ
ンド）２５を予め印刷、焼付け等を行い設けておくと、
半田付けによる結線が可能になり、リード線２４の浮き
等による不良がなくなり容易に信頼性の高い超音波探触
子を作製できる。さらに、ランド４４により圧電素子４
の位置決めが可能となるとともに、電極材を３〜１５μ
ｍの厚さにし、接着剤を付けてはめ込み、接触によりラ
ンド４４から導通を取ることも可能となる。

【００３８】

【実施例４】図１９及び図２０は、本発明の実施例４の
超音波探触子における背面負荷材の製造工程を示す斜視
図、図２１は、上記製造工程により作製した背面負荷材
の基材を示す斜視図、図２２は、本実施例の背面負荷材
を示す斜視図である。まず、背面負荷材５１の製造方法
を説明する。予め、エポキシ樹脂を２割程度多くしてタ
ングステン粉と混合する。具体的には、タングステン粉
は８μｍと５０μｍの粒径のものを混合したもので、エ
ポキシ樹脂を重量比で8.５：１に混合して減圧脱泡した
ものを背面負荷材５１の樹脂部７用の樹脂５２とした。
この樹脂５２をテフロンコート等を施した、接着性の無
いキャップ５３付きの円筒容器５４に適量入れ、図示し
ない回転装置により高速で円筒容器５４を回転する。そ
して、樹脂５２を遠心力で円筒容器５２の内周面に貼付
け、安定した状態で樹脂５２を硬化させ、２層からなる
円筒状の樹脂部７と絶縁層部８を同時に形成する。

【００３９】そして、円筒容器５４内から取り出し、図
２１に示す円筒状に背面負荷材の基材５６を得る。この
基材５６を軸方向で所要の幅に裁断し、これをサンドペ
ーパー等で曲面をとり、図２２に示す背面負荷材５１を
作製した。

【００４０】本実施例にあっては、樹脂５２に遠心力を
作用させて、円筒容器５４の内周面で樹脂５２を硬化さ
せる際、樹脂５２の円筒状の外周側に比重の高いタング
ステン粉が集まり、内周側にエポキシ樹脂のみの樹脂層
が形成される。これにより、円筒状の外周部が樹脂部７
及び内周部が絶縁層部８に形成された２層構造の背面負
荷材の基材５６を製造できる。また、側面部に絶縁層部
８を設ける際は、前記実施例１と同様にして形成するこ
とができる。

【００４１】本実施例によれば、１工程で、樹脂部７と
絶縁層部８からなる２層構造の背面負荷材の基材５６を
作製することができるので、容易に背面負荷材５１を得
ることができる。また、高速回転によりタングステンの
外周部への移動の他、樹脂中に含まれる気泡が抜け安定
した製品が作製できる。

【００４２】なお、前記実施例１〜３では背面及び側面
の絶縁部を作製する時にＰＥＴシートを使用したが、粘
性の低い樹脂を硬化させて作製する際は、片方のシート
に粘着材が塗布されているものを使用し固定すると、不
必要な部分への樹脂の回り込みが無く、所望の側面のみ
に樹脂層を得ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小型小
径化の要求により、背面負荷材が薄くなった超音波トラ
ンスデューサにおいても、背面負荷材としての減衰特性
を落とさず、電気絶縁性が高く信頼性の高いものが容易
に安定した品質で作製可能であり、信頼性の高い超音波
探触子を得ることができ、かつ製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波探触子の実施例１を示す断面図
である。

【図２】本発明の実施例１の超音波探触子の製造方法に
おける第１の工程を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例１の超音波探触子の製造方法に
おける樹脂部を成形する工程を示す断面図である。

【図４】樹脂部内のタングステン分布状態と樹脂部の裁
断位置を示すグラフ図である。

【図５】本発明の実施例１の超音波探触子の製造方法に
おける絶縁部層を形成する工程を示す断面図である。

【図６】本発明の実施例１の超音波探触子の先端部を示
す断面図である。

【図７】実施例１の超音波探触子の変形例を示す断面図
である。

【図８】実施例１の超音波探触子の変形例を示す断面図
である。

【図９】実施例１の製造工程における変形例を示す断面
図である。

【図１０】本発明の実施例２の超音波探触子の先端部を
示す断面図である。

【図１１】本発明の実施例２の製造工程における絶縁層
部を形成する工程を示す断面図である。

【図１２】本発明の実施例２の製造方法により作製した
背面負荷材の基材を示す斜視図である。

【図１３】実施例２の超音波探触子の変形例を示す断面
図である。

【図１４】本発明の実施例３の超音波探触子の先端部を
示す断面図である。

【図１５】ガラエポ基板を示す斜視図である。

【図１６】樹脂部を示す斜視図である。

【図１７】本発明の実施例３の製造工程における絶縁部
を形成する工程を示す断面図である。

【図１８】ランドを設けた背面負荷材を示す斜視図であ
る。

【図１９】本発明の実施例４の超音波探触子の製造方法
における円筒容器に混合樹脂を供給する工程を示す断面
図である。

【図２０】背面負荷材の樹脂部と絶縁層部を成形する工
程を示す断面図である。

【図２１】円筒容器で形成した背面負荷材の基材を示す
斜視図である。

【図２２】背面負荷材の基材を裁断して作製した背面負
荷材を示す斜視図である。

【符号の説明】

１,30,34,40 超音波探触子４圧電素子５音響整合層６,32,35,41,51 背面負荷材７樹脂層８絶縁層部９ハウジング 11,15 ガラス板 12,14 ＰＥＴシート 13,33 スペーサ 54 円筒容器

Claims

【特許請求の範囲】

【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、背面負荷材と、それらを
積層後固定するハウジングとより構成した超音波探触子
において、上記背面負荷材は、タングステンの粉末をフ
ィラーとした合成樹脂と、絶縁材料からなる絶縁層とか
ら構成したことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】背面負荷材の合成樹脂層は、エポキシ系
樹脂に、フィラーとして酸化タングステン、アルミナ、
ジルコニアのうち少なくとも一つ以上添加して構成した
ことを特徴とした請求項１記載の超音波探触子。
【請求項３】少なくとも一つ以上の音響合成層もしく
は音響レンズと、圧電素子と、背面負荷材と、それらを
積層後固定するハウジングとより構成した超音波探触子
の製造方法において、その表面に接着性のないシートを
貼付けた２枚１組のガラス等の剛体のうち、一方の剛体
に貼付けたシート表面に所望の厚さのスペーサを配置す
るとともに、スペーサに囲まれた空間部に既知の方法に
て作製してあるタングステンの粉末をフィラーとした合
成樹脂層を載置した後、液体状の絶縁材料を供給し、上
記２組の剛体にて上記合成樹脂層および絶縁材料を挟
み、上記剛体に加重をかけて上記絶縁材料をスペーサの
厚みにして硬化させ、絶縁材料からなる絶縁部を合成樹
脂層に一体的に形成して背面負荷材を作製することを特
徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項４】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、背面負荷材と、それらを
積層後固定するハウジングとより構成した超音波探触子
の製造方法において、タングステン粉を混合したエポキ
シ系樹脂を円筒容器に入れた後、高速回転させ、タング
ステンを外周部にのみ偏析させ、内周部を樹脂層のみの
状態で硬化して、外周部に合成樹脂層及び内周部に絶縁
部とを一体的に形成して背面負荷材を作製することを特
徴とする超音波探触子の製造方法。