JPH08205290A - Ultrasonic probe - Google Patents
Ultrasonic probeInfo
- Publication number
- JPH08205290A JPH08205290A JP923995A JP923995A JPH08205290A JP H08205290 A JPH08205290 A JP H08205290A JP 923995 A JP923995 A JP 923995A JP 923995 A JP923995 A JP 923995A JP H08205290 A JPH08205290 A JP H08205290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- conductive
- input
- ultrasonic probe
- conductive polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波断層像を得て診
断を行う探傷または体腔内超音波診断装置に用いられる
送受信用の超音波探触子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe for transmission / reception used in a flaw detection or body cavity ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining an ultrasonic tomographic image for diagnosis.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、超音波探触子は非破壊検査装置の
他、医療用の超音波診断装置として急速に需要が伸びて
いる。この超音波内視鏡等の探触子は、超音波振動子か
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振動子で受信し、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
の断面像を得るものである。2. Description of the Related Art In recent years, ultrasonic probes have been rapidly in demand as medical ultrasonic diagnostic devices in addition to nondestructive inspection devices. This ultrasonic endoscope or other probe radiates high-frequency acoustic vibrations from the ultrasonic transducer into the living body, receives the reflected and returned ultrasonic waves with the ultrasonic transducer, and has 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】超音波探触子は大別すると、圧電素子、音
響整合層、および背面制動材から構成されており、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 ultrasonic probe is roughly divided into a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and a back damping material. An electrode formed on the surface of the piezoelectric element is used to apply a high frequency voltage pulse to the piezoelectric element. When applied, the piezoelectric element is caused to resonate to rapidly deform and generate an ultrasonic pulse.
【0004】ところが、血管用超音波探触子のように高
周波化および小型化が必要なものでは、圧電素子の形状
我小さくなり、厚さも非常に薄くなっており、超音波探
触子の実装方法や結線方法が非常に困難になってきてい
るため、特開平5−300593号公報等の数多くの発
明が提案されている。However, in the case of an ultrasonic probe for blood vessels which requires high frequency and miniaturization, the shape of the piezoelectric element becomes small and the thickness is very thin. Since the method and the wiring method have become very difficult, many inventions such as JP-A-5-300593 have been proposed.
【0005】図6及び図7は超音波診断装置に用いられ
る従来の超音波探触子18を示す。表面電極7、8が設
けられた圧電素子5の超音波放射面に音響整合層4が設
けられると共に圧電素子5の反放射面には背面制動材3
が設けられている。この超音波振動子部25を導電性の
ハウジング6に接着したのち、表面電極7、8を入出力
電極として用いる。このため、表面電極7とハウジング
6とを導電性部材9aにより、表面電極8とリード線1
0とを導電性部材9cにより、そして、周線11とハウ
ジング6とを導電性部材9bにより電気的に接続してい
る。この後、必要に応じて絶縁性の樹脂で封止・絶縁を
行う。また、ハウジング6は銀ロウ14によりフレキシ
ブルシャフト24に接続され、これにより超音波探触子
18はフレキシブルシャフト24の軸方向に対して前後
および回転方向に駆動することができる。6 and 7 show a conventional ultrasonic probe 18 used in an ultrasonic diagnostic apparatus. The acoustic matching layer 4 is provided on the ultrasonic wave emitting surface of the piezoelectric element 5 provided with the surface electrodes 7 and 8, and the rear braking member 3 is provided on the anti-emission surface of the piezoelectric element 5.
Is provided. After the ultrasonic transducer portion 25 is bonded to the conductive housing 6, the surface electrodes 7 and 8 are used as input / output electrodes. Therefore, the surface electrode 7 and the housing 6 are connected by the conductive member 9a to the surface electrode 8 and the lead wire 1.
0 is electrically connected by a conductive member 9c, and the peripheral line 11 and the housing 6 are electrically connected by a conductive member 9b. Then, if necessary, sealing / insulation is performed with an insulating resin. Further, the housing 6 is connected to the flexible shaft 24 by the silver solder 14, so that the ultrasonic probe 18 can be driven in the front-back and rotation directions with respect to the axial direction of the flexible shaft 24.
【0006】このようにして、作製された超音波探触子
18は図7に示すように、ポリエチレン等からなるチュ
ーブ状のカバー(シース29)に挿入される。このシー
ス29内は音響媒体として用いられる流動パラフィン、
水、生理食塩水あるいはゲル状物質等で満たされ、この
状態で体腔内に挿入される。The ultrasonic probe 18 thus manufactured is inserted into a tubular cover (sheath 29) made of polyethylene or the like, as shown in FIG. The inside of the sheath 29 is liquid paraffin used as an acoustic medium,
It is filled with water, physiological saline, a gel-like substance or the like, and is inserted into the body cavity in this state.
【0007】なお、導電性部材9a,9b,9cには、
銀ロウ、ハンダおよび導電性接着剤等が用いられ、その
周囲がエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で封止されている。
これに対して、上述した近年の超音波探触子の小型化に
ともない、圧電素子に熱が作用することによる破壊を防
ぐためや、微小部分の作業性に優れるという点から、導
電性接着剤が多く用いられている。この導電性接着剤と
しては、特開昭62−161300号公報に記載される
ようにエポキシ系樹脂100重量部に対し導電性フィラ
ーとしての銀粉を50重量部以上の割合で添加したもの
が知られている。The conductive members 9a, 9b, 9c are
Silver solder, solder, a conductive adhesive, etc. are used, and the periphery thereof is sealed with an insulating resin such as an epoxy resin.
On the other hand, with the recent miniaturization of the ultrasonic probe described above, the conductive adhesive is used in order to prevent destruction due to heat acting on the piezoelectric element and from the viewpoint of excellent workability of a minute portion. Is often used. As this conductive adhesive, as described in JP-A-62-161300, one in which silver powder as a conductive filler is added at a ratio of 50 parts by weight or more to 100 parts by weight of an epoxy resin is known. ing.
【0008】一方、最近の技術として、超音波探触子と
人体の接触時の滑り性を得るためと、音響レンズの耐薬
品性とを確保するため、特開平4−181896号公報
に記載されるように、PTEF粒子を有機バインダーに
分散させた塗料により音響レンズをコーティングするこ
とがなされている。On the other hand, as a recent technique, it is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-181896 in order to obtain slipperiness at the time of contact between the ultrasonic probe and the human body and to secure chemical resistance of the acoustic lens. As described above, the acoustic lens is coated with a paint in which PTEF particles are dispersed in an organic binder.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかるに超音波探触子
の先端部は音響整合のため、液状またはゲル状の音響媒
体に浸漬される。この構造では、超音波探触子を使用し
ている間に、音響媒体が導電性接着剤(特開昭62−1
61300号公報)や圧電素子上の電極や音響整合層の
エポキシ樹脂に直接またはエポキシ樹脂の封止層を透過
して、導電性フィラーとその周囲のエポキシ樹脂との界
面を浸透して、導電性接着剤や圧電素子上の電極や音響
整合層を膨潤させる現象が発生する。However, the tip of the ultrasonic probe is immersed in a liquid or gel acoustic medium for acoustic matching. In this structure, while the ultrasonic probe is being used, the acoustic medium is a conductive adhesive (Japanese Patent Laid-Open No. 62-1 / 1987).
61300), the electrodes on the piezoelectric element and the epoxy resin of the acoustic matching layer, either directly or through the epoxy resin sealing layer and permeating through the interface between the conductive filler and the surrounding epoxy resin to provide conductivity. A phenomenon occurs in which the adhesive, the electrodes on the piezoelectric element, and the acoustic matching layer swell.
【0010】導電性接着剤はエポキシ等の有機高分子樹
脂からなるバインダー樹脂の硬化収縮により、接着剤中
に添加されている銀粉、銅粉等の導電性フィラーが相互
に接触して導電性が発現するものであり、上述した膨潤
により導電性フィラー間の接触が絶たれ、導電性が失わ
れてしまうか、抵抗が大きくなり特性が悪化する問題が
あった。また、音響媒体の侵入は、導電性接着剤の劣化
に加えて、導電性接着剤で形成した入出力電極や背面制
動材や音響整合層自体の劣化、例えば剥離や膨潤などの
劣化をも引き起こす。In the conductive adhesive, the binder resin made of an organic polymer resin such as epoxy cures and shrinks, so that the conductive fillers such as silver powder and copper powder which are added to the adhesive are brought into contact with each other to have conductivity. However, there is a problem that the contact between the conductive fillers is cut off due to the swelling described above and the conductivity is lost, or the resistance increases and the characteristics deteriorate. In addition, the penetration of the acoustic medium causes not only the deterioration of the conductive adhesive, but also the deterioration of the input / output electrodes, the rear damping material, and the acoustic matching layer itself formed of the conductive adhesive, such as peeling and swelling. .
【0011】また音響媒体の内、生理食塩水や一般に用
いられる超音波ゲルはアルカリイオンを含んでいるた
め、エポキシ樹脂の封止層を透過し、音響整合層に用い
られているアルミナなどのセラミックスや圧電素子に用
いられているPZT、チタン酸鉛、PLZT、メタニオ
ブ酸鉛等のセラミックスや電極を侵す問題もある。この
問題は導電性接着剤を用いていない例えばハンダでも同
様である。Among the acoustic media, physiological saline and ultrasonic gel generally used contain alkali ions, so that they penetrate the sealing layer of epoxy resin and are used as the acoustic matching layer in ceramics such as alumina. There is also a problem of attacking ceramics and electrodes such as PZT, lead titanate, PLZT, and lead metaniobate used in piezoelectric elements. This problem also applies to solder that does not use a conductive adhesive, for example.
【0012】特開平4−181896号公報記載の発明
においては、フッ素樹脂を音響レンズにコーティングし
ているが、音響媒体はコーティングされた音響レンズ以
外の部分、例えば、接着剤層等からも侵入して、劣化を
起こす問題がある。フッ素樹脂は、PTFE粒子と熱可
塑または熱硬化樹脂と硬化剤とからなるため、PTFE
が疎水性であっても、他の熱可塑または熱硬化樹脂が極
性基を有する親水性であれば実際には、このコート層か
らも音響媒体が内部に侵入して特性劣化を引き起す。な
お、上記公報にはフッ素樹脂の具体的な成分は記載され
ていないが、市販品として流通している塗料はいずれも
この問題を解決するものではない。In the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-181896, the acoustic resin is coated on the acoustic lens, but the acoustic medium also penetrates from a portion other than the coated acoustic lens, for example, an adhesive layer or the like. Therefore, there is a problem of deterioration. Fluororesin consists of PTFE particles, thermoplastic or thermosetting resin, and a curing agent, and
However, if the other thermoplastic or thermosetting resin is hydrophilic having a polar group, the acoustic medium actually penetrates into the interior from this coat layer and causes characteristic deterioration. Although the above publication does not describe the specific components of the fluororesin, none of the commercially available paints solves this problem.
【0013】本発明はこれらの事情を考慮して成された
ものであり、請求項1の目的は、少なくとも圧電素子と
入出力電極とを電気的に接続する導電性部材に、音響媒
体成分が侵入して膨潤し、特性劣化が生じることを防止
できる超音波探触子を提供することにある。The present invention has been made in view of these circumstances. An object of claim 1 is to provide at least a conductive member electrically connecting a piezoelectric element and an input / output electrode with an acoustic medium component. An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe that can prevent penetration and swelling and characteristic deterioration.
【0014】請求項2の目的は、圧電素子の入出力電極
に、音響媒体が侵入して膨潤し、特性劣化が生じること
を防止できる超音波探触子を提供することにある。請求
項3の目的は、導電性部材の導電性が、高い値で得られ
る超音波探触子を提供することにある。請求項4の目的
は、導電部材としての加工性を高めて組立易い超音波探
触子を提供することにある。請求項5及び6の目的は、
導電部材として電気特性のより長期の耐久性を有する超
音波探触子を提供することにある。請求項7の目的は、
音響整合層形成部材として加工し易く且つ諸特性の長期
耐久性を有する超音波探触子を提供することにある。It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe capable of preventing the acoustic medium from invading the input / output electrodes of the piezoelectric element and swelling to cause characteristic deterioration. An object of claim 3 is to provide an ultrasonic probe in which the conductivity of the conductive member is obtained at a high value. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe that is easy to assemble by improving workability as a conductive member. The object of claims 5 and 6 is
An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe having a long-term durability of electric characteristics as a conductive member. The purpose of claim 7 is
An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe which can be easily processed as an acoustic matching layer forming member and has long-term durability of various characteristics.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段及び作用】請求項1の発明
は圧電素子と入出力電極とを電気的に接続する導電性部
材に、導電性フィラーを含有せずそれ自体が導電性を有
する導電性ポリマーを使用するものであり、これによ
り、液状またはゲル状の音響媒体成分が侵入して膨潤
し、特性劣化の生じることを防止できる。導電性ポリマ
ー自体が疎水性であるために親水性の音響媒体が侵入・
膨潤しない上、導電性接着剤のようにフィラー分を含有
しないため、フィラーとバインダー樹脂との界面からの
音響媒体成分の浸透がない。このため超音波探触子の電
気的接続部分の電気特性の劣化を防ぐことができる。ま
た、導電性ポリマーは、π共役系の電子配置を分子全体
に有するため、印加時には電子の流れが速やかに起こっ
て良好な導電性を示す。なお、導電性ポリマーは、裸で
大気中に暴露して用いるには不安定なものが多く、大気
との界面に空気を遮断する保護皮膜を形成する場合があ
る。According to a first aspect of the present invention, a conductive member that electrically connects a piezoelectric element and an input / output electrode does not contain a conductive filler, but has conductivity itself. The use of a water-soluble polymer can prevent the liquid or gel acoustic medium component from penetrating and swelling, resulting in characteristic deterioration. Since the conductive polymer itself is hydrophobic, a hydrophilic acoustic medium penetrates
Since it does not swell and does not contain a filler as in a conductive adhesive, the acoustic medium component does not penetrate from the interface between the filler and the binder resin. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the electrical characteristics of the electrical connection portion of the ultrasonic probe. In addition, since the conductive polymer has a π-conjugated electron arrangement in the whole molecule, a flow of electrons rapidly occurs upon application, and good conductivity is exhibited. Note that many conductive polymers are unstable when exposed to the air in the naked state, and may form a protective film that blocks air at the interface with the air.
【0016】請求項2の発明は、圧電素子の入出力電極
に、導電性フィラーを含有せず、それ自体が導電性を有
する導電性ポリマーを使用するものであり、これにより
液状またはゲル状の音響媒体が侵入して膨潤し、特性劣
化が生じることを防止できる。According to a second aspect of the present invention, the input / output electrodes of the piezoelectric element use a conductive polymer that does not contain a conductive filler and has conductivity itself, and thereby a liquid or gel state is obtained. It is possible to prevent the acoustic medium from penetrating and swelling to cause characteristic deterioration.
【0017】請求項3の発明は、導電性部材に対してド
ーパントをドープするものであり、これにより、その電
導性がハンダと同等程度に高くなる。このドーパントと
しては、ハロゲンイオンのように小さいものからフタロ
シアニンのような巨大環状分子、更には高分子電解質ま
で多様であるが、用いる導電性ポリマーの種類と仕様に
よって選択する。According to the third aspect of the present invention, the conductive member is doped with a dopant, which increases the conductivity of the conductive member to the same extent as solder. The dopant can be selected from a small one such as a halogen ion, a macrocyclic molecule such as phthalocyanine, and a polymer electrolyte, and it is selected according to the type and specifications of the conductive polymer to be used.
【0018】請求項4の発明は、導電性ポリマーが溶剤
可溶性を有することで、溶剤揮発型接着剤と同等の簡便
な作業性と低温硬化性を発現するものであり。これによ
り導電部材としての加工性を高めて組立易くなり、且つ
導電性も十分に確保することができる。通常の導電性ポ
リマーは溶剤には不溶の粉末状やフィルム状であり、そ
のままでは組立に使用しにくい。この発明では多少導電
性を低下させても分子内に溶剤と相溶性を有する官能基
を導入して変性させることにより加工性を向上させるも
のである。According to a fourth aspect of the present invention, the conductive polymer is soluble in a solvent, so that the workability and the low-temperature curability, which are equivalent to those of the solvent-volatile adhesive, are exhibited. As a result, the workability as a conductive member is enhanced, assembly becomes easy, and sufficient conductivity can be secured. A usual conductive polymer is in the form of a powder or a film that is insoluble in a solvent, and is difficult to use as it is for assembly. In the present invention, the processability is improved by introducing a functional group having compatibility with a solvent into the molecule and modifying it even if the conductivity is lowered to some extent.
【0019】請求項5の発明は、導電性ポリマーだけで
なく、非導電性ポリマーを混ぜ合わせた導電部材とする
ものであり、これにより導電性の長期耐久性及び安定性
が向上し、電気特性の長期耐久性を確保できる。この理
由は明確ではないが、おそらく表面の大気暴露部分への
酸素の侵入や透過が、非導電性ポリマーによるバリアー
効果により阻止されているためと、非導電性ポリマーに
よる成膜性強化の効果があるためと考えられる。The invention of claim 5 provides a conductive member in which not only a conductive polymer but also a non-conductive polymer is mixed, whereby long-term durability and stability of conductivity are improved, and electric characteristics are improved. The long-term durability of can be secured. The reason for this is not clear, but probably because the barrier effect of the non-conductive polymer prevents the invasion and permeation of oxygen into the air-exposed portion of the surface, and the effect of the non-conductive polymer to enhance the film-forming property. This is probably because there is.
【0020】請求項6の発明は、請求項5で使用した非
導電性ポリマーとして、疎水性の非晶質ポリオレフィン
を用いるものであり、これにより親水性の音響媒体等の
周辺からの導電性ポリマーへの悪影響を、より一層抑制
でき、上述した諸特性の安定化を図ることができる。According to a sixth aspect of the present invention, a hydrophobic amorphous polyolefin is used as the non-conductive polymer used in the fifth aspect, whereby a conductive polymer from the periphery of a hydrophilic acoustic medium or the like is used. Can be further suppressed, and the above-mentioned various characteristics can be stabilized.
【0021】請求項7の発明は、音響整合層の構成材料
を、特定溶媒に可溶で且つ疎水性材料である非晶質ポリ
オレフィン樹脂とするものであり、これにより加工し易
く且つ親水性の音響媒体等の周辺からの導電性ポリマー
への悪影響を、より一層抑制でき、上述した諸特性の安
定化を図ることができる。According to a seventh aspect of the present invention, the constituent material of the acoustic matching layer is an amorphous polyolefin resin which is soluble in a specific solvent and is a hydrophobic material, which makes it easy to process and hydrophilic. The adverse effect on the conductive polymer from the periphery of the acoustic medium or the like can be further suppressed, and the above-mentioned various characteristics can be stabilized.
【0022】[0022]
【実施例1】図1〜図5は本発明の実施例1を示し、図
6及び図7と同一の要素は同一の符号で対応させてあ
る。図1および図2は超音波探触子の振動子部25の作
製方法を示し図3および図4は作製された振動子部25
の断面を示し、図5は超音波探触子の断面を示す。Embodiment 1 FIGS. 1 to 5 show Embodiment 1 of the present invention, in which the same elements as those in FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals. FIG. 1 and FIG. 2 show a method of manufacturing the vibrator part 25 of the ultrasonic probe, and FIGS. 3 and 4 show the manufactured vibrator part 25.
FIG. 5 shows a cross section of the ultrasonic probe.
【0023】モリブデンのスパッタリングにより表面に
GND電極7と+側電極8とを形成した圧電素子5を作
製する。この圧電素子5に対して図1に示すような例え
ば日本ゼオン(社)製の非晶質ポリオレフィン樹脂、商
品名「ゼオネックス TR−1」からなる音響整合層4
をGND電極7側に接合する。一方、重量比で樹脂の約
15倍量のタングステンフィラーを混入した2液混合型
エポキシ樹脂からなる背面負荷材1を+側電極8側に接
合して積層体を作製する。この時、非晶質ポリオレフィ
ン樹脂は60wt%のトルエン溶液とし、GND電極7
側に塗布後、圧締しながら徐々に溶媒を揮発させて音響
整合層4とする。A piezoelectric element 5 having a GND electrode 7 and a + side electrode 8 formed on the surface thereof is produced by sputtering molybdenum. For this piezoelectric element 5, as shown in FIG. 1, an acoustic matching layer 4 made of, for example, an amorphous polyolefin resin manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., a trade name “ZEONEX TR-1”.
Is bonded to the GND electrode 7 side. On the other hand, the back load material 1 made of a two-liquid mixed type epoxy resin mixed with about 15 times the weight of the tungsten filler as the weight ratio is joined to the + side electrode 8 side to produce a laminated body. At this time, the amorphous polyolefin resin is a 60 wt% toluene solution, and the GND electrode 7
After applying to the side, the solvent is gradually volatilized while pressing to form the acoustic matching layer 4.
【0024】次いで、図2の矢印40で示すように精密
切断機で裁断し、図3または図4のような小さな一つの
振動子部25を作製する。図3はタングステンフィラー
入りのエポキシ樹脂からなる背面負荷材1のみを背面制
動材3としたものである。図4はタングステンフィラー
入りのエポキシ樹脂からなる背面負荷材1と絶縁のため
にタングステンを含まないエポキシ樹脂からなる背面負
荷材2を先に圧電素子5と+電極8とに付着して形成し
た後、タングステンフィラー入りエポキシ樹脂を追加付
着して背面制動材3としたものである。Then, as shown by an arrow 40 in FIG. 2, the sheet is cut by a precision cutting machine to produce one small vibrator portion 25 as shown in FIG. 3 or 4. In FIG. 3, only the back load material 1 made of an epoxy resin containing tungsten filler is used as the back braking material 3. FIG. 4 shows a back load material 1 made of an epoxy resin containing a tungsten filler and a back load material 2 made of an epoxy resin not containing tungsten for insulation, after being first attached to the piezoelectric element 5 and the + electrode 8. An epoxy resin containing a tungsten filler is additionally attached to form the back braking material 3.
【0025】この振動子部25(以下、トランスデュー
サという)を図5に示すように、金属パイプを加工した
ハウジング6に接着剤で固定された絶縁板19上へ接着
して固定する。そしてトランスデューサ25の側面部に
露出した厚肉電極部分から導電性部材9a〜9cを介し
て結線する。その際、音響放射面側のGND電極7は導
電性部材9aによりハウジング6に結線する。ハウジン
グ6のパイプ部はフレキシブルシャフト24内を通って
いる同軸ケーブル13の周線11に導電性部材9bによ
り結線されている。一方、+側電極8の結線はハウジン
グ6との絶縁を確保するために背面負荷材1上で、導電
性部材9cにより接続し、この導電性部材9cと周線1
1とをリード線10により結線する。これにより超小型
の超音波探触子18を作製した。As shown in FIG. 5, the vibrator portion 25 (hereinafter referred to as a transducer) is adhered and fixed on the insulating plate 19 fixed to the housing 6 in which the metal pipe is processed with an adhesive. Then, the thick electrode portion exposed on the side surface portion of the transducer 25 is connected through the conductive members 9a to 9c. At that time, the GND electrode 7 on the sound radiation surface side is connected to the housing 6 by the conductive member 9a. The pipe portion of the housing 6 is connected to the peripheral line 11 of the coaxial cable 13 passing through the flexible shaft 24 by a conductive member 9b. On the other hand, the wiring of the + side electrode 8 is connected by a conductive member 9c on the back load material 1 in order to ensure insulation with the housing 6, and the conductive member 9c and the peripheral line 1 are connected.
1 and 1 are connected by a lead wire 10. In this way, the ultra-small ultrasonic probe 18 was manufactured.
【0026】導電性部材9a〜9cは例えば日東電工
(社)製の溶剤可溶性ポリアニリン系導電性ポリマー、
商品名「アニリード」からなり、このポリマーの10w
t%N−メチル−2−ピロリドン溶液を塗布して溶剤を
揮発乾燥させた後、特定アクセプター系ドーパントのプ
ロトン酸をドーピングし、架橋させて形成するものであ
る。このままでも耐熱性や耐薬品性が高く、しかも電子
伝導性のために電導度や表面抵抗の湿度依存性はなく、
導電性が大気中で長期にわたり安定している。本実施例
では、更にこの表面に音響整合層4を形成するために使
用した非晶質ポリオレフィン樹脂12により封止して保
護した構成となっている。また、ハウジング6とフレキ
シブルシャフト24とは銀ロウ14によりロウ付けされ
ている。ハウジング6は耐蝕性のステンレス鋼に無電解
ニッケルメッキを施すことにより形成されている。The conductive members 9a to 9c are, for example, solvent-soluble polyaniline-based conductive polymers manufactured by Nitto Denko Corporation.
The product name "Anilead" consists of 10w of this polymer.
It is formed by applying a t% N-methyl-2-pyrrolidone solution, volatilizing and drying the solvent, and then doping with a protonic acid as a specific acceptor dopant and crosslinking. Even as it is, it has high heat resistance and chemical resistance, and because of its electronic conductivity, there is no humidity dependence of electrical conductivity or surface resistance.
The conductivity is stable in the atmosphere for a long time. In this embodiment, the surface is further sealed and protected by the amorphous polyolefin resin 12 used for forming the acoustic matching layer 4. Further, the housing 6 and the flexible shaft 24 are brazed by the silver solder 14. The housing 6 is formed by subjecting corrosion-resistant stainless steel to electroless nickel plating.
【0027】このような本実施例では超音波探触子18
の音響整合層4を疎水性の非晶質ポリオレフィン樹脂に
より形成したので、音響媒体が音響整合層4に侵入して
膨潤させることを防止できる。また、導電性部材9a〜
9cを導電性ポリマーで形成し、更に、その表面を非晶
質ポリオレフィン樹脂で被覆したことにより、音響媒体
が導電性部材9a〜9cに侵入して膨潤させることを防
止できる。In this embodiment, the ultrasonic probe 18 is used.
Since the acoustic matching layer 4 is formed of the hydrophobic amorphous polyolefin resin, it is possible to prevent the acoustic medium from entering the acoustic matching layer 4 and swelling. In addition, the conductive members 9a to
By forming 9c with a conductive polymer and further coating the surface with an amorphous polyolefin resin, it is possible to prevent the acoustic medium from penetrating into the conductive members 9a to 9c and swelling.
【0028】従って、音響媒体が音響整合層4や導電性
部材9a〜9cを膨潤させることがなく、音響特性や導
電性を劣化させることがない。また、音響媒体の内の生
理食塩水や一般に用いられるアルカリイオンを含むよう
な親水性の超音波用ゲルが、非晶質ポリオレフィン樹脂
の被覆層を透過して、導電性部材9a〜9cや、圧電素
子5であるPZT、チタン酸鉛、PLZTおよびメタニ
オブ酸鉛等のセラミックスや、電極を侵すことがない。
このため本実施例によれば、音響媒体による特性および
材料の劣化がなく、小型で耐久性の高い高性能な超音波
振動子となる。特に、音響整合層4や導電性部材9の表
面を耐薬品性の非晶質ポリオレフィン樹脂で形成し、或
いは覆っているため、結果的にガスや蒸気による滅菌に
対しても従来以上の耐久性を有している。Therefore, the acoustic medium does not swell the acoustic matching layer 4 and the conductive members 9a to 9c, and does not deteriorate the acoustic characteristics and the conductivity. In addition, the hydrophilic ultrasonic gel containing the physiological saline or the commonly used alkali ions in the acoustic medium passes through the coating layer of the amorphous polyolefin resin, and the conductive members 9a to 9c, and Ceramics such as PZT, lead titanate, PLZT and lead metaniobate, which are the piezoelectric elements 5, and electrodes are not affected.
Therefore, according to the present embodiment, there is no deterioration in the characteristics and materials due to the acoustic medium, and the ultrasonic transducer is small in size and has high durability and high performance. In particular, since the surfaces of the acoustic matching layer 4 and the conductive member 9 are formed of or covered with the chemical resistant amorphous polyolefin resin, the result is that the sterilization by gas or steam is more durable than before. have.
【0029】ここで導電性ポリマー材料としては、本実
施例に用いたポリアニリンに限らず、可溶性ポリチオフ
ェン系、可溶性ポリアセチレン、ポリp−フェニレン、
ポリアリレンビニレン系、可溶性ポリピロール、ポリア
リレンメタイド系等を単独で、或いはこれらにドーピン
グ処理を施して用いても良い。このドープは、ドーパン
トを共有結合的に高分子骨格に導入した自己ドープ型の
ポリアニリン−SO3H等でも良い。また、共役系高分
子鎖を飽和高分子にグラフトまたはブロック共重合した
高分子及び飽和高分子中で上記共役系高分子を重合する
ことで得られる複合体等も用いることができる。非晶質
ポリオレフィン樹脂としては、日本ゼオン(社)製の
「ゼオネックス」に限らず、三井石油化学(社)製の商
品名「APO」や日本合成ゴム(社)製の商品名「アー
トン」等を用いることができる。Here, the conductive polymer material is not limited to the polyaniline used in this embodiment, but soluble polythiophene series, soluble polyacetylene, poly p-phenylene,
A polyarylene vinylene type, a soluble polypyrrole, a polyarylene metalide type, etc. may be used alone or may be used after being subjected to a doping treatment. The dope may be self-doping type polyaniline-SO 3 H or the like in which a dopant is covalently introduced into the polymer skeleton. Further, a polymer obtained by graft- or block-copolymerizing a conjugated polymer chain with a saturated polymer and a complex obtained by polymerizing the conjugated polymer in a saturated polymer can also be used. The amorphous polyolefin resin is not limited to "Zeonex" manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., but the product name "APO" manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. or the product name "Arton" manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. Can be used.
【0030】[0030]
【実施例2】この実施例2では実施例1において、圧電
素子5上のGND電極7と+電極8をモリブデンのスパ
ッタリングで形成するのに代えて、日東電工(社)製の
ポリアニリン系導電性ポリマー、商品名「アニリード」
を用いた。これの10wt%N−メチル−2−ピロリド
ン溶液を圧電素子5上に塗布し溶剤を揮発乾燥後、特定
アクセプター系ドーパントのプロトン酸をドーピングし
架橋させ形成させた。これ以外は実施例1と同様に製作
した。なお、「アニリード」の使用方法は実施例1での
使用方法と同様である。Example 2 In Example 2, instead of forming the GND electrode 7 and the + electrode 8 on the piezoelectric element 5 by sputtering molybdenum in Example 1, polyaniline-based conductive material manufactured by Nitto Denko Corporation Polymer, trade name "Anilead"
Was used. A 10 wt% N-methyl-2-pyrrolidone solution of this was applied onto the piezoelectric element 5, the solvent was volatilized and dried, and then a protonic acid as a specific acceptor dopant was doped to form a crosslink. Except for this, it was manufactured in the same manner as in Example 1. The method of using "anilead" is the same as that in Example 1.
【0031】このようにして作成された超音波探触子1
8は実施例1と同様の作用及び効果を有するばかりでな
く、圧電素子5表面の電極も疎水性の導電性ポリマーで
形成されているため、圧電素子5の側面電極部からの音
響媒体の侵入、膨潤が防止でき、実施例1よりも更に長
期信頼性の高い超音波探触子18となった。The ultrasonic probe 1 thus created
8 has the same actions and effects as those of the first embodiment, and since the electrode on the surface of the piezoelectric element 5 is also formed of a hydrophobic conductive polymer, the acoustic medium penetrates from the side electrode portion of the piezoelectric element 5. The swelling can be prevented, and the ultrasonic probe 18 has higher long-term reliability than that of the first embodiment.
【0032】[0032]
【実施例3】この実施例では実施例2において、圧電素
子5上のGND電極7と+電極8、及び導電性部材9a
〜9cに日東電工(社)製のポリアニリン系導電性ポリ
マー「アニリード」を単独で用いたのに代えて、この
「アニリード」と非晶質ポリオレフィン樹脂との複合ブ
レンド材料を用いた。このブレンドは「アニリード」の
非極性溶媒可溶型を用い、「アニリード」と日本ゼオン
(社)製の非晶質ポリオレフィン樹脂、商品名「ゼオネ
ックス TR−1」を重量比で3:2に混合し、キシレ
ン中に40wt%溶解させた溶液を作製することで行っ
た。そしてこの溶液を塗布して溶媒を揮発除去し、圧電
素子5上のGND電極7と+電極8、及び導電性部材9
a、9b、9cを形成した。Third Embodiment In this embodiment, in the second embodiment, the GND electrode 7 and the + electrode 8 on the piezoelectric element 5, and the conductive member 9a.
Instead of using the polyaniline-based conductive polymer “Anilead” manufactured by Nitto Denko Corporation for 9c alone, a composite blend material of this “Anilead” and an amorphous polyolefin resin was used. This blend uses a non-polar solvent-soluble type of "Anilead" and mixes "Anilead" and Nippon Zeon's amorphous polyolefin resin, trade name "Zeonex TR-1" in a weight ratio of 3: 2. Then, it was performed by preparing a solution in which 40 wt% was dissolved in xylene. Then, this solution is applied to volatilize and remove the solvent, and the GND electrode 7 and the + electrode 8 on the piezoelectric element 5 and the conductive member 9 are formed.
a, 9b and 9c were formed.
【0033】このようにして作成された超音波探触子1
8は実施例1と同様の作用及び効果を有すると共に、さ
らに圧電素子5表面のGND電極、+電極、及び導電性
部材が、疎水性の非晶質ポリオレフィン樹脂と導電性ポ
リマーとのブレンド樹脂材料により形成されているた
め、導電性ポリマーの電気特性の長期安定性を得ること
ができ、実施例1よりも更に長期信頼性の高い超音波探
触子18となった。尚、本実施例で用いた非晶質ポリオ
レフィン樹脂は疎水性が高いところから有用であるが、
他にもポリフッ化ビニリデンを用いることができる。ま
た、若干疎水性は低下するが、ポリイミド樹脂、ポリメ
チルメタクリレート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等種々の
非導電性ポリマーを選択することができる。The ultrasonic probe 1 thus created
8 has the same action and effect as in Example 1, and further, the GND electrode, the + electrode, and the conductive member on the surface of the piezoelectric element 5 are made of a blend resin material of a hydrophobic amorphous polyolefin resin and a conductive polymer. Since it is formed by the above method, the long-term stability of the electric characteristics of the conductive polymer can be obtained, and the ultrasonic probe 18 has higher long-term reliability than that of Example 1. The amorphous polyolefin resin used in this example is useful because of its high hydrophobicity.
Alternatively, polyvinylidene fluoride can be used. Further, although the hydrophobicity is slightly lowered, various non-conductive polymers such as polyimide resin, polymethylmethacrylate resin, polymethylpentene resin, polyvinyl chloride resin and polyvinyl alcohol resin can be selected.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明の超音波探触子は音響媒体が音響
整合層や導電性部材に侵入し膨潤させることがなく、音
響特性や導電性を劣化させることがない。また、親水性
の超音波用ゲルが、非晶質ポリオレフィン樹脂の被覆層
を透過して、導電性部材や、圧電素子であるPZT、チ
タン酸鉛、PLZT、メタニオブ酸鉛等のセラミックス
や、電極を侵すことがない。従って、音響媒体による特
性および材料の劣化のない小型で耐久性の高い高性能な
超音波振動子を作製できる。更に、音響整合層や導電性
部材の表面を耐薬品性の非晶質ポリオレフィン樹脂で形
成したり或いは覆うため、ガスや蒸気による滅菌に対し
ても従来以上の耐久性を有している。According to the ultrasonic probe of the present invention, the acoustic medium does not invade the acoustic matching layer or the conductive member to swell, and the acoustic characteristics and conductivity are not deteriorated. In addition, the hydrophilic ultrasonic gel permeates the coating layer of the amorphous polyolefin resin to form a conductive member, a piezoelectric element such as PZT, lead titanate, PLZT or lead metaniobate, or an electrode. Will not invade. Therefore, it is possible to manufacture a high-performance ultrasonic transducer that is small in size and has high durability without deterioration of characteristics and materials due to the acoustic medium. Furthermore, since the surfaces of the acoustic matching layer and the conductive member are formed or covered with the chemical resistant amorphous polyolefin resin, the acoustic matching layer and the conductive member have more durability than before even against sterilization by gas or steam.
【図1】本発明の超音波探触子の振動子部の分解斜視図
である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a transducer portion of an ultrasonic probe of the present invention.
【図2】超音波深触子の振動部の切断を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing cutting of a vibrating portion of an ultrasonic deep probe.
【図3】超音波深触子の振動部の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a vibrating portion of an ultrasonic deep probe.
【図4】超音波深触子の振動部の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a vibrating portion of an ultrasonic deep probe.
【図5】超音波探触子の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe.
【図6】従来の超音波探触子の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional ultrasonic probe.
【図7】超音波深触子の使用状態を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a usage state of an ultrasonic deep probe.
3 背面負荷材 4 音響整合層 5 圧電素子 7 表面電極 8 表面電極 9a 導電性部材 9b 導電性部材 9c 導電性部材 18 超音波深触子 3 Back Load Material 4 Acoustic Matching Layer 5 Piezoelectric Element 7 Surface Electrode 8 Surface Electrode 9a Conductive Member 9b Conductive Member 9c Conductive Member 18 Ultrasonic Deep Probe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲ひじ▼野 雅道 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 葛西 広明 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 沢田 之彦 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 若林 勝裕 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor ▲ Hiji ▼ Masaido 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Hiroaki Kasai 2-43 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Norihiko Sawada 2-43, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 43-2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Katsuhiro Wakabayashi 2-chome Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 43-2 Olympus Optical Co., Ltd.
Claims (7)
電素子の超音波放射面に接する音響整合層と、前記圧電
素子の反放射面に接する背面制動材と、圧電素子に電流
を入出力する入出力電極と、圧電素子と入出力電極とを
電気的に接続する導電性部材と、この導電性部材を覆う
絶縁樹脂と、これらを収納するハウジングとを具備し、
少なくとも前記導電性部材が導電性ポリマーを含む材料
からなることを特徴とする超音波探触子。1. A piezoelectric element having an electrode on its surface, an acoustic matching layer in contact with an ultrasonic wave emitting surface of the piezoelectric element, a back damping material in contact with an anti-radiating surface of the piezoelectric element, and inputting / outputting current to / from the piezoelectric element. An input / output electrode, a conductive member that electrically connects the piezoelectric element and the input / output electrode, an insulating resin that covers the conductive member, and a housing that houses these.
An ultrasonic probe, wherein at least the conductive member is made of a material containing a conductive polymer.
電素子の超音波放射面に接する音響整合層と、前記圧電
素子の反放射面に接する背面制動材と、圧電素子に電流
を入出力する入出力電極と、圧電素子と入出力電極とを
電気的に接続する導電性部材と、この導電性部材を覆う
絶縁樹脂と、これらを収納するハウジングとを具備し、
少なくとも前記入出力電極が導電性ポリマーを含む材料
からなることを特徴とする超音波探触子。2. A piezoelectric element having an electrode on its surface, an acoustic matching layer in contact with an ultrasonic wave emitting surface of the piezoelectric element, a back braking material in contact with an anti-radiating surface of the piezoelectric element, and inputting / outputting current to / from the piezoelectric element. An input / output electrode, a conductive member that electrically connects the piezoelectric element and the input / output electrode, an insulating resin that covers the conductive member, and a housing that houses these.
An ultrasonic probe, wherein at least the input / output electrodes are made of a material containing a conductive polymer.
ングされた導電性ポリマーを含むことを特徴とする請求
項1または2のいずれかに記載の超音波探触子。3. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the conductive polymer contains at least a doped conductive polymer.
溶性導電性ポリマーを含むことを特徴とする請求項1ま
たは2のいずれかに記載の超音波探触子。4. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the conductive polymer contains at least a solvent-soluble conductive polymer.
ポリマーと非導電性ポリマーとのポリマーアロイ材料で
あることを特徴とする請求項1、2、3のいずれかに記
載の超音波探触子。5. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the material containing the conductive polymer is a polymer alloy material of a conductive polymer and a non-conductive polymer. Child.
電性ポリマーが少なくとも非晶質ポリオレフィン樹脂で
あることを特徴とする請求項5記載の超音波探触子。6. The ultrasonic probe according to claim 5, wherein the non-conductive polymer in the material containing the conductive polymer is at least an amorphous polyolefin resin.
電素子の超音波放射面に接する音響整合層と、前記圧電
素子の反放射面に接する背面制動材と、圧電素子に電流
を入出力する入出力電極と、圧電素子と入出力電極とを
電気的に接続する導電性部材と、この導電性部材を覆う
絶縁樹脂と、これらを収納するハウジングとを具備し、
少なくとも前記音響整合層が非晶質ポリオレフィン樹脂
からなることを特徴とする超音波探触子。7. A piezoelectric element having an electrode on its surface, an acoustic matching layer in contact with an ultrasonic wave emission surface of the piezoelectric element, a back braking material in contact with an anti-emission surface of the piezoelectric element, and inputting / outputting current to / from the piezoelectric element. An input / output electrode, a conductive member that electrically connects the piezoelectric element and the input / output electrode, an insulating resin that covers the conductive member, and a housing that houses these.
An ultrasonic probe in which at least the acoustic matching layer is made of an amorphous polyolefin resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP923995A JPH08205290A (en) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP923995A JPH08205290A (en) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Ultrasonic probe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08205290A true JPH08205290A (en) | 1996-08-09 |
Family
ID=11714859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP923995A Withdrawn JPH08205290A (en) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | Ultrasonic probe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08205290A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017513585A (en) * | 2014-04-11 | 2017-06-01 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Needle connector with piezoelectric polymer sensor |
JP2018512769A (en) * | 2015-03-03 | 2018-05-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | CMUT array with acoustic window layer |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP923995A patent/JPH08205290A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017513585A (en) * | 2014-04-11 | 2017-06-01 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Needle connector with piezoelectric polymer sensor |
JP2018512769A (en) * | 2015-03-03 | 2018-05-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | CMUT array with acoustic window layer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100562598B1 (en) | Piezoelectric pressure sensor | |
CN101536545B (en) | Ultrasound probe | |
JP6636446B2 (en) | Needle with piezoelectric polymer sensor | |
US5230921A (en) | Flexible piezo-electric membrane | |
US3662745A (en) | Metal-metal salt electrode and method for making the same | |
WO2005115054A1 (en) | Supersonic transducer and manufacturing method thereof | |
GB1572425A (en) | Catheter head-type transducer | |
JP3370994B2 (en) | Sterilizable cable assembly | |
US4914565A (en) | Piezo-electric transducer having electrodes that adhere well both to ceramic as well as to plastics | |
BR112019007377B1 (en) | MEDICAL DEVICE | |
US4383725A (en) | Cable assembly having shielded conductor | |
WO1999035670A2 (en) | Improved piezoelectric ceramic-polymer composites | |
US4281212A (en) | Cable assembly having shielded conductor | |
US20130181577A1 (en) | Ultrasonic probe and manufacturing method thereof | |
KR900005221B1 (en) | Sheet type electrode for use in measurement of ions | |
EP0594793B1 (en) | Sterilizable cable assemblies | |
JPH08205290A (en) | Ultrasonic probe | |
DE102016104399A1 (en) | SOUND TRANSDUCERS FOR SENDING AND / OR RECEIVING UNDERWATER SOUND SIGNALS, UNDERWATER ANTENNA, SONAR AND WATER VEHICLE | |
CN104953888B (en) | Micro-vibration sensor | |
US4782470A (en) | Hydrophone with extended operational life | |
JP3302069B2 (en) | Ultrasonic probe | |
JP2019062124A (en) | Thermally resistive piezoelectric wire, and piezoelectric device with thermally resistive piezoelectric wire | |
FI118369B (en) | Electromechanical converter and method of manufacturing an electromechanical converter | |
JP2001197592A (en) | Ultrasonic wave transmitter-receiver | |
JPH07323031A (en) | Ultrasonic probe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |