超声波探头制造技术

本发明专利技术是使压电元件、中间部件、衬底材料依此顺序在上述压电元件的超声波发射面的内面侧重合而设置，其特征在于，具有：柔性印制电路板，其介于上述中间部件和上述衬底材料之间，覆盖上述中间部件的背面的大致全部，并且具有第１配线图案和第２配线图案；第１电极，其介于上述压电元件和上述中间部件之间，通过与上述压电元件的一个侧面连接的上述中间部件的侧面而被引出，与上述第１配线图案电连接；以及第２电极，其设置于上述压电元件的上述超声波发射面，通过上述压电元件的另一个侧面和与上述另一个侧面连接的上述中间部件的侧面而被引出，与上述第２配线图案电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种与超声波诊断装置相连接并向被检测体收发超声波的超声波探 头，特别是涉及一种压电元件的电极结构。
技术介绍
已知有如下超声波诊断装置，其用超声波扫描被检测体内部，基于由来自被检测 体内部的反射波所生成的接收信号，将该被检测体的内部状态图像化。这样的超声波诊断 装置从超声波探头向被检测体内部发射超声波，用超声波探头接收在被检测体内部由于声 阻的不一致而产生的反射波并生成接收信号。超声波探头基于发射信号振动并产生超声波，沿扫描方向配置多个压电元件，该 压电元件接收反射波并生成接收信号。图8是表示以往的超声波探头的主要结构的截面图。作为超声波探头的主要结 构，具有产生超声波的压电元件11，从压电元件11向生物体接触面侧(超声波发射面侧)， 接合有缓和压电元件-生物体间的声阻的不一致的声音整合层41和42、以及会聚超声波的 声透镜50。另外，从压电元件11向着电缆侧(超声波发射面的相反侧)，接合有具有向压 电元件11收发电信号的配线图案的柔性印制电路板20A、衰减吸收多余的超声波振动成分 的衬底材料30。经由声音整合层41和42(从声音整合层41和42之间)引出柔性印制电 路板60。柔性印制电路板20A上设置有配线图案21A，柔性印制电路板60上设置有配线图 案61，配线图案21和配线图案61间外加有电压。另外，如日本特开昭53-025390号公报所示，设置中间层的超声波探头广为人知 (而且，有时把构成中间层的部件称作“中间部件”)。在没有设置中间层的以往的方法中， 必须使压电元件的厚度为超声波的波长的大约1/2，但通过设置中间层，已知能够使压电元 件的厚度为超声波的波长的大约1/4和以往的一半。图9是表示设置有中间层的超声波探 头的一个例子的截面图。如图9所示，中间层14设置于压电元件11的电缆侧的面。中间层的声阻比压电元件的高，已知中间层的厚度为使用的超声波的波长的大约 1/4(或者其奇数倍)。作为中间层的材料，例如有金、铅、钨、水银、蓝宝石等。在压电元件上，因为必须在电缆侧(超声波发射面的相反侧)的面和超声波发射 面间外加电压，所以，在各个面上设置有接地电极和信号电极。通过使用具有配线图案的柔 性印制电路板，并将压电元件的两电极和柔性印制电路板的配线图案连接而进行信号的收 发，上述配线图案与用于与超声波诊断装置收发电信号的电路相连接。在具有中间层的结构中，中间层的背面侧(与压电元件接合的面的相反侧)与柔 性印制电路板接合，能够处理超声波的收发信号。压电元件和中间层、中间层和柔性印制电路板一般通过环氧系粘接剂等接合。为了驱动压电元件，必须在上述信号电极和接地电极间外加电压。例如如图9所 示，有经由整合层引出压电元件的电极的方法。在图9中，在分别设置于柔性印制电路板 20A和柔性印制电路板60上的配线图案21A和61间进行收发信号。柔性印制电路板20A 介于中间层14和衬底材料30间，在与中间层14接合的面上设置有信号电极(未图示)。 另外，柔性印制电路板60经由第2声音整合层42与压电元件11接合，在与第2声音整合 层42接合的面上设置有接地电极(未图示)。由此，为了向超声波发射面上引出信号，必须设置柔性印制电路板60。在柔性印制 电路板上，由于层积有与接地电极接合并导出信号的导线和固定该导线的树脂层等，所以 比电极单体厚，另外，由于含有声阻大的金属层，所以存在声音整合条件混乱而声音特性低 下的问题。作为解决上述问题的其他的现有技术，如日本特开2007-167445号公报所示，提 出将压电元件的超声波发射面上的电极经由该压电元件的侧面迂回到该压电元件的背面 的方法。图10是表示日本特开2007-167445号公报所示的超声波探头的一个例子的截面 图。如图10所示，在与压电元件11的超声波发射面相反的一侧的面上，接地电极16和信 号电极12分别与柔性印制电路板20电气接合。因此，没必要设置用于向压电元件11的超 声波发射面侧导出信号的柔性印制电路板，能够防止声音特性的低下。相反，因为日本特开2007-167445号公报中记载的超声波探头没有中间层，所以 必须使压电元件的厚度和以往一样为超声波的波长的大约2分之1。如上所述，考虑如下方法，在日本特开昭53-025390号公报中记载的在压电元件 的背面有中间层的超声波探头中，通过应用日本特开2007-167445号公报中记载的将压电 元件的超声波发射面上的电极经由该压电元件的侧面迂回到该压电元件的背面的方式，解 决双方问题。此时，具体来说，考虑在图10的压电元件11的部分应用图9的压电元件11 和中间层14的层积体的结构。然而，在这种情况下，由于压电元件的正下方有具有导电性的中间层存在，所以难 以将信号电极和接地电极分离而与柔性印制电路板连接。这是因为，在使用非导电性材料 作为中间层的情况下，没有外加电压，在使用导电性材料作为中间层的情况下，有信号电极 和接地电极短路的问题。因此，在采用具有中间层的结构时，如图9所示，不得不采用经由 整合层引出压电元件的电极的方法。另外，在实现日本特开2007-167445号公报记载的方式时，由于必须在接合压电 元件和柔性印制电路板的面上分别设置接地电极和信号电极，所以存在压电元件的实效驱 动面积变小这样的其他问题。这导致超声波探头的大型化，操作性劣化。
技术实现思路
本专利技术提供一种超声波探头，使压电元件、中间部件、衬底材料依此顺序在上述 压电元件的超声波发射面的内面侧重合而设置，其特征在于，具有柔性印制电路板，其介 于上述中间部件和上述衬底材料之间，覆盖上述中间部件的背面的大致全部，并且具有第 1配线图案和第2配线图案；第1电极，其介于上述压电元件和上述中间部件之间，通过与 上述压电元件的一个侧面连接的上述中间部件的侧面而被引出，与上述第1配线图案电连接；以及第2电极，其设置于上述压电元件的上述超声波发射面，通过上述压电元件的另一 个侧面和与上述另一个侧面连接的上述中间部件的侧面而被引出，与上述第2配线图案电 连接。通过本实施方式，在将中间层设置于压电元件的背面的结构的超声波探头中，能 够将接地电极和信号电极引出到位于中间层的背面的柔性印制电路板上的配线图案，不需 要在压电元件的超声波发射面上设置柔性印制电路板。由此，能够在采用设置中间层的构 造的同时防止声音特性的低下。另外，由于信号电极和接地电极分别能够采用覆盖压电元件的各面的大约全部的 结构，所以压电元件的非实效部分的面积与以往相比变小，能够使超声波探头小型化，因此 能够提高超声波探头的操作性。而且，能够在维持压电元件的实效部分的面积的状态下，在中间层的背面将信号 电极和接地电极双方与柔性印制电路板上的配线图案相连接。由此，能够以比以往广阔的 面积对信号电极和接地电极双方实现电极接合，能够提高电极连接质量。附图说明图1是第1实施方式的超声波探头的截面图。图2是第1实施方式的压电振动部件的截面图。图3是第1实施方式的压电振动部件和衬底材料和柔性印制电路板的分解图。图4A是第1实施方式的压电振动部件的制作方法的说明图。图4B是第1实施方式的压电振动部件的制作方法的说明图。图4C是第1实施方式的压电振动部件的制作方法的说明图。图4D是第1实施方式的压电振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波探头，使压电元件、中间部件、衬底材料依此顺序在上述压电元件的超声波发射面的内面侧重合而设置，其特征在于，具有：柔性印制电路板，其介于上述中间部件和上述衬底材料之间，覆盖上述中间部件的背面的大致全部，并且具有第１配线图案和第２配线图案；第１电极，其介于上述压电元件和上述中间部件之间，通过与上述压电元件的一个侧面连接的上述中间部件的侧面而被引出，与上述第１配线图案电连接；以及第２电极，其设置于上述压电元件的上述超声波发射面，通过上述压电元件的另一个侧面和与上述另一个侧面连接的上述中间部件的侧面而被引出，与上述第２配线图案电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：青木稔，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]