超声波探头和使用它的超声波诊断装置制造方法及图纸

为了降低放射到与超声波收发设备的超声波发送方向相反的一侧的超声波的背面的反射，得到高分辨率的超声波诊断图像，在基板上设置空洞、夹着上述空洞的绝缘层、夹着上述空洞和绝缘层的上层电极和下层电极来形成超声波振动元件，隔着低弹性构件在衬垫上保持上述基板，向上述电极之间施加直流电压和交流电压，使上述超声波振动元件振动的超声波探头中，将由上述基板和上述低弹性构件构成的机械阻抗和衬垫的音响阻抗设为大致相同的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种拍摄诊断图像的超声波探头和使用它的超声波诊断装置。
技术介绍
作为 使用超声波检查现有的检测体的领域的超声波探头，例如有专利文献I所揭示的技术。该专利技术由在硅基板上制作的间隙、绝缘层、电极构成，在该硅基板的相反面导入了音响阻抗与硅基板大致相等的缓冲材料。构造为对电极与硅基板之间施加DC电压而使间隙缩小到一定的位置，并且施加AC电压，使间隙缩小或扩大，由此发送超声波。另外，还兼有以下功能通过照射到检测体反射的超声波，来接收检测电极与硅基板之间的电容变化的超声波。在此，缓冲材料具有降低发送接收时的超声波的反射的作用。具体的缓冲材料是改变钨微粒的混合比例而混合到环氧树脂中，与硅的音响阻抗匹配。另外，在专利文献2中，揭示了在音响阻抗为1. 3 6MRayls的音响衬垫上设置压电元件的超声波探头，记载了将氧化锌纤维混合到音响衬垫中的混合材料。另外，在专利文献3 中，记载了将 CMUT (Capacitve Micromachined Ultrasonic Tansducer电容式微加工超声传感器)芯片和衬垫粘接，能够得到短脉冲，即宽频带的超声波波形从而适合于高分辨率。现有技术文献专利文献专利文献1:美国专利第6714484B2号说明书专利文献2 :日本特开2008-118212号公报专利文献3 :日本特开2008-119318号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在超声波诊断装置中使用的超声波探头向检测体发送超声波，接收从检测体反射来的超声波将其图像化。超声波具有在音响阻抗不同的物体的界面反射的性质。因此，通过在构成超声波探头的超声波收发设备、设置在前面的音响透镜、设置在背面的衬垫等的界面处的超声波的反射，会造成画质的降低。关于前面，主流的方法是在音响透镜和超声波收发设备之间设置具有中间音响阻抗的匹配层，来降低反射。关于背面，大多采用以下的方法，即为了通过衬垫使传递到背面的超声波衰减，使衬垫的音响阻抗与超声波收发设备的音响阻抗相等。但是，来自背面的反射如下所述由于CMUT固有的原因，通过现有的使音响阻抗相等的方法难以降低反射。本专利技术追究上述的背面反射的原因，设想改善手段，其目的在于，降低从超声波收发设备向背面释放的超声波的反射，得到高画质的诊断图像。更具体地说，新发现了在使用了 CMUT的探头中，对空洞上的薄膜施加的振动经由支持薄膜的狭窄的外框传递到硅基板，在硅基板内圆筒状地扩散而扩大的过程中产生反射。其目的在于，提供一种宽带地防止该背面的音响反射的构造。解决问题的技术方案为了解决上述问题，本专利技术的超声波探头的特征在为在基板上设置空洞、夹着上述空洞的绝缘层、夹着上述空洞和绝缘层的上层电极和下层电极来形成超声波振动元件， 隔着低弹性构件在衬垫上保持上述基板，向上述电极之间施加直流电压和交流电压，使上述超声波振动元件振动，使上述衬垫的音响阻抗为由上述基板和上述低弹性构件构成的机械阻抗的 ± IMRayls (106kg/m2s)以内。本专利技术的超声波诊断装置使用上述超声波探头，得到来自检测体的超声波诊断图像。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能够降低从超声波收发设备释放到背面的超声波的反射，并且能够提供一种使用本专利技术的超声波探头能够提示高画质的诊断图像的超声波诊断>J-U ρ α装直。附图说明图1是表示超声波探头的概要结构的图。图2是超声波收发设备、衬垫、音响透镜等的截面图。图3是表示超声波收发设备、衬垫、柔性基板的立体图。图4是超声波收发设备的部分放大图。图5是超声波收发设备的单元的部分截面图。图6是衬垫的长轴方向的截面图。图7是说明超声波的反射的模型的图。图8是表不超声波收发设备的基板的厚度和反射率之间的关系的图。图9是表示对超声波收发设备的背面的反射进行分析所得的频率和反射系数之间的关系的图。图10是表示对超声波收发设备的背面的反射进行分析所得的频率和相位之间的关系的图。图11是通过有限要素法进行分析的结果，衬垫和低弹性构件的共振频率&的1/4 的反射率的等闻线图。图12是通过有限要素法进行分析的结果，衬垫和低弹性构件的共振频率&的1/2 的反射率的等闻线图。图13是通过有限要素法进行分析的结果，衬垫和低弹性构件的共振频率&的3/4 的反射率的等高线图。图14是通过有限要素法进行分析的结果，汇总了图11、图12、图13的反射率的最大值用等高线表示的图。具体实施方式`使用图1 图14说明本专利技术的实施方式。在图1中表示具备超声波收发设备(超声波振动元件)2的超声波探头I的概要构造。超声波探头I被用于医疗结构中的人体检查(心脏、血管等循环器官的检查、腹部检查等)。超声波探头I在衬垫3的前端具备超声波收发设备2，在超声波收发设备2上通过引线接合连接有具有与连接器91连接的布线92的柔性基板4。连接器91与电路基板97连接，电路基板97的连接端子98与超声波诊断装置连接。超声波诊断装置向超声波收发设备2施加电信号对其进行驱动，并且对从检测体接收的电波的信号进行图像化。在超声波收发设备2的表面，具备用于使从超声波收发设备2产生的超声波在检测体方向上聚焦的硅树脂的音响透镜94。超声波收发设备2经过音响透镜94向人体等检测体95收发超声波。图2是表示图1所示的超声波探头I的音响透镜94、超声波收发设备(超声波振动元件)2、衬垫3以及周边设置的构造体的截面的图。隔着树脂45在衬垫3上安装有超声波收发设备2。还隔着树脂46在衬垫3上固定用于将超声波收发信号传递到基板(未图示) 的柔性基板4。通过引线接合法用引线42将超声波收发设备2和柔性基板4连接起来。通过密封树脂47将引线42和连接部周围密封，具有固定引线42和防止由于施加驱动电压造成的电迁移的效果。在这些构造体上，用树脂41连接固定音响透镜94。另外，这些构造体具有能够容纳在外壳43中的结构。用树脂44填充外壳43和音响透镜2之间的间隙。图3是表示图1所说明的超声波收发设备2、衬垫3、柔性基板4的图。将超声波收发设备2和衬垫3的长边方向表不为长轴方向L,将短边方向表不为短轴方向M。用树脂将超声波收发设备2粘接在衬垫3上。在超声波收发设备2上连接有用于电力供给和信号传递的柔性基板4。将柔性基板4和衬垫3粘接，超声波收发设备2的电极焊盘(未图示) 和柔性基板4的布线焊盘(未图示)如图2所示，通过引线接合连接(未图示)。图4是超声波收发设备2的部分放大图。高密度地排列多个单元21来构成超声波收发设备2。在图中，表示出单元21的长边方向A、短边方向B、单元间隔C、单元间距D。 另外，也表示出图3所示的长轴方向L。汇总多个单元21作为通道，对每个通道连接布线 92来控制超声波的收发。图5是图4所示的超声波收发设备2的单元21的2个E-E截面图,还表示了衬垫3。单元21由成为基础基板的基板22、绝缘膜26a 26e、构成平行平板电极的下层电极23 和上层电极25、电极的间隙的空洞24构成。单元与单元之间的壁的部分是外框27。在单元2和衬垫3之间设置有低弹性构件5。低弹性构件5是用于将单元2粘接到衬垫3的粘接树脂。即，在基板22上，设置空洞24、夹着上述空洞的绝缘层26b、26c、夹着上述空洞和绝缘层的上层电极25和下层电极23而形成超声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.20 JP 2010-1848821.一种超声波探头，在基板上设置空洞、夹着上述空洞的绝缘层、夹着上述空洞和绝缘层的上层电极和下层电极来形成超声波振动元件，隔着低弹性构件在衬垫上保持上述基板，向上述电极之间施加直流电压和交流电压，使上述超声波振动元件振动，所述超声波探头的特征在于，使上述衬垫的音响阻抗为由上述基板和上述低弹性构件构成的机械阻抗的土 IMRayls (106kg/m2s)以内。2.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，上述机械阻抗由上述基板的质量和上述低弹性构件的弹簧常数构成。3.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，将由上述基板和上述低弹性构件构成的机械阻抗和上述衬垫的音响阻抗设为大致相同的值。4.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，在将由上述基板的质量和上述低弹性构件的弹簧常数构成的机械阻抗的值设为ZxJf 衬垫的音响阻抗的值设为Zy时，使上述Zx和Zy同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉村保广，永田达也，佐光晓史，
申请(专利权)人：株式会社日立医疗器械，
类型：
国别省市：