JP3399415B2 - センサアレイ、センサアレイの製造方法および超音波診断装置 - Google Patents
センサアレイ、センサアレイの製造方法および超音波診断装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はセンサアレイ、セ
ンサアレイの製造方法および超音波診断装置に関し、特
にたとえば超音波診断装置、超音波顕微鏡、金属探傷装
置などに用いられる超音波プローブなどのセンサアレイ
などに関する。
ンサアレイの製造方法および超音波診断装置に関し、特
にたとえば超音波診断装置、超音波顕微鏡、金属探傷装
置などに用いられる超音波プローブなどのセンサアレイ
などに関する。
【０００２】
【従来の技術】この発明の背景となる従来の超音波診断
装置に用いられる超音波プローブなどが、たとえば、IE
EE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS, AN
D FREQUENCY CONTROL, VOL. 44, NO. 2, MARCH 1997 Hy
brid Multi/Single Layer Array Transducers for Incr
eased Signal-to-Noise Ratio などに開示されている。
図７は従来の超音波診断装置に用いられる超音波プロー
ブの要部を示す斜視図であり、図８はその超音波プロー
ブに用いられる圧電振動子を示す斜視図である。図７に
示す超音波プローブ１は、バッキング材といわれる音響
吸収体からなる基板２を含む。基板２の一方主面上に
は、複数の圧電振動子３がマトリックス状に固着され
る。圧電振動子３は、図８に示すように、積層される複
数の圧電体層４を含み、圧電体層４間には内部電極５が
それぞれ形成され、圧電体層４の上下面には外部電極６
がそれぞれ形成される。また、圧電体層４の両端部には
ビアホール７がそれぞれ形成され、ビアホール７内には
接続電極８がそれぞれ形成される。さらに、それらの圧
電体層４は、１層おきに逆の厚み方向に分極される。そ
して、圧電振動子３は、圧電体層４の主面が基板２の一
方主面と平行になるように接着剤で基板２の一方主面上
に接着される。さらに、複数の圧電振動子３上には、人
体との音響的マッチングをとるための音響マッチング層
９が形成され、音響マッチング層９上には、超音波ビー
ムを収束させるための音響レンズ１０が形成される。な
お、上述の超音波プローブ１に用いられている圧電振動
子３では、内部電極５がビアホール７などによって引き
出されているが、内部電極を引き出す構造ないし方法と
しては、それとは別に一般に積層コンデンサなどに用い
られているように、内部電極を側面から引き出す構造な
いし方法がある。
装置に用いられる超音波プローブなどが、たとえば、IE
EE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS, AN
D FREQUENCY CONTROL, VOL. 44, NO. 2, MARCH 1997 Hy
brid Multi/Single Layer Array Transducers for Incr
eased Signal-to-Noise Ratio などに開示されている。
図７は従来の超音波診断装置に用いられる超音波プロー
ブの要部を示す斜視図であり、図８はその超音波プロー
ブに用いられる圧電振動子を示す斜視図である。図７に
示す超音波プローブ１は、バッキング材といわれる音響
吸収体からなる基板２を含む。基板２の一方主面上に
は、複数の圧電振動子３がマトリックス状に固着され
る。圧電振動子３は、図８に示すように、積層される複
数の圧電体層４を含み、圧電体層４間には内部電極５が
それぞれ形成され、圧電体層４の上下面には外部電極６
がそれぞれ形成される。また、圧電体層４の両端部には
ビアホール７がそれぞれ形成され、ビアホール７内には
接続電極８がそれぞれ形成される。さらに、それらの圧
電体層４は、１層おきに逆の厚み方向に分極される。そ
して、圧電振動子３は、圧電体層４の主面が基板２の一
方主面と平行になるように接着剤で基板２の一方主面上
に接着される。さらに、複数の圧電振動子３上には、人
体との音響的マッチングをとるための音響マッチング層
９が形成され、音響マッチング層９上には、超音波ビー
ムを収束させるための音響レンズ１０が形成される。な
お、上述の超音波プローブ１に用いられている圧電振動
子３では、内部電極５がビアホール７などによって引き
出されているが、内部電極を引き出す構造ないし方法と
しては、それとは別に一般に積層コンデンサなどに用い
られているように、内部電極を側面から引き出す構造な
いし方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図７に示す超音波プロ
ーブ１に用いられる圧電振動子３では、積層構造を有す
るので、高機能化、高分解能化を実現することができ感
度がよいが、製造する際にビアホールの高い加工精度や
電極の高い印刷精度などが必要であり、材料の焼成時の
収縮などによってビアホール間の直線性を得にくく焼成
した材料をマトリックス状にカットするのが困難であ
り、さらに、カット後に外部電極を欠落しやすいことな
ど、製造上において極めて高い加工精度が必要であり、
製造上の問題が多く特性のばらつきが生じやすい。な
お、超音波プローブ１において圧電振動子３の内部電極
５を側面から引き出す場合にも、製造する際に高い加工
精度が必要となる。
ーブ１に用いられる圧電振動子３では、積層構造を有す
るので、高機能化、高分解能化を実現することができ感
度がよいが、製造する際にビアホールの高い加工精度や
電極の高い印刷精度などが必要であり、材料の焼成時の
収縮などによってビアホール間の直線性を得にくく焼成
した材料をマトリックス状にカットするのが困難であ
り、さらに、カット後に外部電極を欠落しやすいことな
ど、製造上において極めて高い加工精度が必要であり、
製造上の問題が多く特性のばらつきが生じやすい。な
お、超音波プローブ１において圧電振動子３の内部電極
５を側面から引き出す場合にも、製造する際に高い加工
精度が必要となる。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、感
度がよく製造しやすいセンサアレイを提供することであ
る。この発明の他の目的は、そのようなセンサアレイを
製造することができるセンサアレイの製造方法を提供す
ることである。この発明のさらに他の目的は、そのよう
なセンサアレイを用いた超音波診断装置を提供すること
である。
度がよく製造しやすいセンサアレイを提供することであ
る。この発明の他の目的は、そのようなセンサアレイを
製造することができるセンサアレイの製造方法を提供す
ることである。この発明のさらに他の目的は、そのよう
なセンサアレイを用いた超音波診断装置を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるセンサ
アレイは、基板と、基板の主面上にマトリックス状に固
着される複数の圧電振動子とを含み、圧電振動子は、基
板の主面と平行な方向に積層される複数の圧電体層と、
複数の圧電体層間に設けられる内部電極と、複数の圧電
体層の端面に形成される外部電極とを含む、センサアレ
イである。この発明にかかるセンサアレイの製造方法
は、この発明にかかるセンサアレイを製造するためのセ
ンサアレイの製造方法であって、複数の圧電体層および
複数の内部電極を積層した積層体を作る工程と、積層体
を積層方向にカットして板状のマザー板を作る工程と、
マザー板の主面に外部電極を形成する工程と、マザー板
を基板の一方主面上に固着する工程と、マザー板を複数
の圧電振動子にカットする工程とを含む、センサアレイ
の製造方法である。この発明にかかる超音波診断装置
は、超音波プローブを用いた超音波診断装置であって、
超音波プローブにこの発明にかかるセンサアレイが用い
られる、超音波診断装置である。
アレイは、基板と、基板の主面上にマトリックス状に固
着される複数の圧電振動子とを含み、圧電振動子は、基
板の主面と平行な方向に積層される複数の圧電体層と、
複数の圧電体層間に設けられる内部電極と、複数の圧電
体層の端面に形成される外部電極とを含む、センサアレ
イである。この発明にかかるセンサアレイの製造方法
は、この発明にかかるセンサアレイを製造するためのセ
ンサアレイの製造方法であって、複数の圧電体層および
複数の内部電極を積層した積層体を作る工程と、積層体
を積層方向にカットして板状のマザー板を作る工程と、
マザー板の主面に外部電極を形成する工程と、マザー板
を基板の一方主面上に固着する工程と、マザー板を複数
の圧電振動子にカットする工程とを含む、センサアレイ
の製造方法である。この発明にかかる超音波診断装置
は、超音波プローブを用いた超音波診断装置であって、
超音波プローブにこの発明にかかるセンサアレイが用い
られる、超音波診断装置である。
【０００６】この発明にかかるセンサアレイでは、積層
構造の圧電振動子が用いられるので、感度がよい。さら
に、この発明にかかるセンサアレイは、複数の圧電体層
および複数の内部電極を積層した積層体を作り、積層体
を積層方向にカットして板状のマザー板を作り、マザー
板の主面に外部電極を形成し、マザー板を基板の一方主
面上に固着し、マザー板を複数の圧電振動子にカットす
ることによって製造することができ、マザー板を基板に
固着する際にマザー板の主面全面に外部電極が形成され
ているので高い位置決め精度が不要となり、製造しやす
い。
構造の圧電振動子が用いられるので、感度がよい。さら
に、この発明にかかるセンサアレイは、複数の圧電体層
および複数の内部電極を積層した積層体を作り、積層体
を積層方向にカットして板状のマザー板を作り、マザー
板の主面に外部電極を形成し、マザー板を基板の一方主
面上に固着し、マザー板を複数の圧電振動子にカットす
ることによって製造することができ、マザー板を基板に
固着する際にマザー板の主面全面に外部電極が形成され
ているので高い位置決め精度が不要となり、製造しやす
い。
【０００７】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかる超音波診
断装置の一例を示すブロック図であり、図２はその超音
波診断装置に用いられる超音波プローブの要部を示す斜
視図であり、図３はその超音波プローブに用いられる圧
電振動子を示す斜視図である。図１に示す超音波診断装
置２０は、超音波プローブ２２を含む。
断装置の一例を示すブロック図であり、図２はその超音
波診断装置に用いられる超音波プローブの要部を示す斜
視図であり、図３はその超音波プローブに用いられる圧
電振動子を示す斜視図である。図１に示す超音波診断装
置２０は、超音波プローブ２２を含む。
【０００９】超音波プローブ２２は、図２に示すよう
に、バッキング材といわれる音響吸収体からなる基板２
４を含む。基板２４の一方主面上には、複数の圧電振動
子２６がマトリックス状に固着される。なお、複数の圧
電振動子２６は、図２では４列に示されているが、実際
には多数配列されている。
に、バッキング材といわれる音響吸収体からなる基板２
４を含む。基板２４の一方主面上には、複数の圧電振動
子２６がマトリックス状に固着される。なお、複数の圧
電振動子２６は、図２では４列に示されているが、実際
には多数配列されている。
【００１０】圧電振動子２６は、図３に示すように、た
とえば比誘電率２０００程度の材料からなり積層される
複数の圧電体層２８を含む。これらの圧電体層２８間に
は、内部電極３０がそれぞれ形成される。この場合、内
部電極３０は、１つおきのものが圧電体層２８の一端部
から中央部にわたって形成され、他の１つおきのものが
圧電体層２８の他端部から中央部にわたって形成され
る。さらに、これらの圧電体層２８の両端面には、外部
電極３２がそれぞれ形成される。この場合、一方の外部
電極３２は１つおきの内部電極３０に接続され、他方の
外部電極３２は他の１つおきの内部電極３０に接続され
る。また、これらの圧電体層２８は、１層おきに逆の厚
み方向に分極される。なお、各圧電振動子２６では、外
径すなわち外部電極３２の一辺はそれぞれ２５０μｍに
形成され、厚みすなわち外部電極３２間は主モードであ
る長さ振動（ｄ３１モード）とその他の不要振動との結
合を防止するため外径の２倍以上の寸法が望ましくたと
えば５００μｍに形成される。また、各圧電振動子２６
では、圧電体層２８は、インピーダンスのマッチングと
受波感度のバランスから５〜７層が好ましく、たとえば
７層に形成される。そして、各圧電振動子２６は、複数
の圧電体層２８が基板２４の主面と平行な方向に積層さ
れるように、基板２４上に接着剤で接着される。なお、
上述の圧電振動子２６では１つおきの内部電極３０が外
部電極３２で接続されているが、圧電振動子２６は、外
部電極３２に接続されない内部電極を形成することなど
によって、１つおきの内部電極を接続した構造の圧電振
動子に限定されない。また、複数の圧電振動子２６は、
送波用と受波用とでは最適値が異なるので、それぞれ別
の形状に形成されてもよい。
とえば比誘電率２０００程度の材料からなり積層される
複数の圧電体層２８を含む。これらの圧電体層２８間に
は、内部電極３０がそれぞれ形成される。この場合、内
部電極３０は、１つおきのものが圧電体層２８の一端部
から中央部にわたって形成され、他の１つおきのものが
圧電体層２８の他端部から中央部にわたって形成され
る。さらに、これらの圧電体層２８の両端面には、外部
電極３２がそれぞれ形成される。この場合、一方の外部
電極３２は１つおきの内部電極３０に接続され、他方の
外部電極３２は他の１つおきの内部電極３０に接続され
る。また、これらの圧電体層２８は、１層おきに逆の厚
み方向に分極される。なお、各圧電振動子２６では、外
径すなわち外部電極３２の一辺はそれぞれ２５０μｍに
形成され、厚みすなわち外部電極３２間は主モードであ
る長さ振動（ｄ３１モード）とその他の不要振動との結
合を防止するため外径の２倍以上の寸法が望ましくたと
えば５００μｍに形成される。また、各圧電振動子２６
では、圧電体層２８は、インピーダンスのマッチングと
受波感度のバランスから５〜７層が好ましく、たとえば
７層に形成される。そして、各圧電振動子２６は、複数
の圧電体層２８が基板２４の主面と平行な方向に積層さ
れるように、基板２４上に接着剤で接着される。なお、
上述の圧電振動子２６では１つおきの内部電極３０が外
部電極３２で接続されているが、圧電振動子２６は、外
部電極３２に接続されない内部電極を形成することなど
によって、１つおきの内部電極を接続した構造の圧電振
動子に限定されない。また、複数の圧電振動子２６は、
送波用と受波用とでは最適値が異なるので、それぞれ別
の形状に形成されてもよい。
【００１１】さらに、複数の圧電振動子２６上には、人
体との音響的マッチングをとるための音響マッチング層
３４が形成され、音響マッチング層３４上には、超音波
ビームを収束させるための音響レンズ３６が形成され
る。
体との音響的マッチングをとるための音響マッチング層
３４が形成され、音響マッチング層３４上には、超音波
ビームを収束させるための音響レンズ３６が形成され
る。
【００１２】超音波プローブ２２の圧電振動子２６の外
部電極３２は、音響マッチング層３４に設けたパターン
電極（図示せず）や基板２４を貫通するスルーホール中
の導体（図示せず）を介して、送受信部４０に接続され
る。送受信部４０は、超音波プローブ２２の駆動手段お
よび受信手段となる。送受信部４０は、超音波プローブ
２２に駆動信号を与えて被検体Ａ内に超音波を送波させ
るようになっている。また、送受信部４０は、超音波プ
ローブ２２が受波した被検体Ａからのエコー信号を受信
するようになっている。
部電極３２は、音響マッチング層３４に設けたパターン
電極（図示せず）や基板２４を貫通するスルーホール中
の導体（図示せず）を介して、送受信部４０に接続され
る。送受信部４０は、超音波プローブ２２の駆動手段お
よび受信手段となる。送受信部４０は、超音波プローブ
２２に駆動信号を与えて被検体Ａ内に超音波を送波させ
るようになっている。また、送受信部４０は、超音波プ
ローブ２２が受波した被検体Ａからのエコー信号を受信
するようになっている。
【００１３】送受信部４０はＢモード処理部４２および
ドップラ処理部４４に接続される。そのため、送受信部
４０から出力される音線毎のエコー受信信号は、Ｂモー
ド処理部４２およびドップラ処理部４４に入力される。
ドップラ処理部４４に接続される。そのため、送受信部
４０から出力される音線毎のエコー受信信号は、Ｂモー
ド処理部４２およびドップラ処理部４４に入力される。
【００１４】Ｂモード処理部４２およびドップラ処理部
４４は、画像処理部４６に接続される。Ｂモード処理部
４２、ドップラ処理部４４および画像処理部４６は、画
像生成手段である。画像処理部４６は、Ｂモード処理部
４２およびドップラ処理部４４からそれぞれ入力される
データに基づいて、それぞれＢモード画像およびドップ
ラ画像を構成するものである。
４４は、画像処理部４６に接続される。Ｂモード処理部
４２、ドップラ処理部４４および画像処理部４６は、画
像生成手段である。画像処理部４６は、Ｂモード処理部
４２およびドップラ処理部４４からそれぞれ入力される
データに基づいて、それぞれＢモード画像およびドップ
ラ画像を構成するものである。
【００１５】画像処理部４６には、表示部４８が接続さ
れる。表示部４８は、画像処理部４６から画像信号が与
えられ、それに基づいて画像を表示するようになってい
る。
れる。表示部４８は、画像処理部４６から画像信号が与
えられ、それに基づいて画像を表示するようになってい
る。
【００１６】上述の送受信部４０、Ｂモード処理部４
２、ドップラ処理部４４、画像処理部４６および表示部
４８は、制御部５０に接続される。制御部５０は、それ
ら各部に制御信号を与えてその動作を制御するようにな
っている。また、被制御の各部から各種の報知信号が入
力されるようになっている。制御部５０の制御の下で、
Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。
２、ドップラ処理部４４、画像処理部４６および表示部
４８は、制御部５０に接続される。制御部５０は、それ
ら各部に制御信号を与えてその動作を制御するようにな
っている。また、被制御の各部から各種の報知信号が入
力されるようになっている。制御部５０の制御の下で、
Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。
【００１７】制御部５０には、操作部５２が接続され
る。操作部５２は操作者によって操作され、制御部５０
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部５２は、たとえばキーボードやその他の操作具を備え
た操作パネルで構成される。
る。操作部５２は操作者によって操作され、制御部５０
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部５２は、たとえばキーボードやその他の操作具を備え
た操作パネルで構成される。
【００１８】次に、この超音波診断装置２０に用いられ
る超音波プローブ２２の製造方法の一例について説明す
る。
る超音波プローブ２２の製造方法の一例について説明す
る。
【００１９】まず、図４に示すように、多数の圧電体層
２８および多数の内部電極３０を積層した積層体２９が
作られる。この場合、圧電体層２８の材料と内部電極３
０の材料とを積層し同時に焼成して、積層体２９が作ら
れる。また、この場合、後にカットを行う際のカット幅
や圧電振動子２６に必要な幅、また、カット後の圧電振
動子２６間の間隔を考慮して、内部電極３０の配置を自
由に変えることが可能である。なお、図４には、圧電体
層２８および内部電極３０が省略して示されている。
２８および多数の内部電極３０を積層した積層体２９が
作られる。この場合、圧電体層２８の材料と内部電極３
０の材料とを積層し同時に焼成して、積層体２９が作ら
れる。また、この場合、後にカットを行う際のカット幅
や圧電振動子２６に必要な幅、また、カット後の圧電振
動子２６間の間隔を考慮して、内部電極３０の配置を自
由に変えることが可能である。なお、図４には、圧電体
層２８および内部電極３０が省略して示されている。
【００２０】次に、積層体２９が積層方向にカットさ
れ、図５に示すように、板状のマザー板３１が作られ
る。なお、積層体２９からマザー板３１をカットするの
は、積層体２９の焼成後に限らず積層体２９の焼成前で
あってもよい。積層体２９の焼成前に積層体２９からマ
ザー板３１をカットする場合は、マザー板３１をカット
した後でマザー板３１を焼成すればよい。
れ、図５に示すように、板状のマザー板３１が作られ
る。なお、積層体２９からマザー板３１をカットするの
は、積層体２９の焼成後に限らず積層体２９の焼成前で
あってもよい。積層体２９の焼成前に積層体２９からマ
ザー板３１をカットする場合は、マザー板３１をカット
した後でマザー板３１を焼成すればよい。
【００２１】そして、マザー板３１の両主面に外部電極
３２がそれぞれ形成される。
３２がそれぞれ形成される。
【００２２】それから、２つの外部電極３２間に直流電
圧が印加され、多数の圧電体層２８が１層おきに逆の厚
み方向に分極される。なお、この発明では、複数の圧電
体層２８は、たとえば２層おきに逆の厚み方向に分極さ
れているものであってもよく、１層おきに逆の厚み方向
に分極されているものに限定されない。
圧が印加され、多数の圧電体層２８が１層おきに逆の厚
み方向に分極される。なお、この発明では、複数の圧電
体層２８は、たとえば２層おきに逆の厚み方向に分極さ
れているものであってもよく、１層おきに逆の厚み方向
に分極されているものに限定されない。
【００２３】そして、マザー板３１が基板２４の一方主
面上に接着される。この場合、マザー板３１を基板２４
に接着する位置精度は高い精度が不要であり、そのずれ
も大きな問題とならない。
面上に接着される。この場合、マザー板３１を基板２４
に接着する位置精度は高い精度が不要であり、そのずれ
も大きな問題とならない。
【００２４】それから、マザー板３１が、ダイシングな
どによって、図６に示すように、マトリックス状に複数
の圧電振動子２６にカットされる。この場合、マザー板
３２をカットする精度は高い精度が不要であり、そのず
れも大きな問題とならない。なお、複数の圧電振動子２
６は、図６では５行６列に配列されているが、他の行列
に配列されてもよい。
どによって、図６に示すように、マトリックス状に複数
の圧電振動子２６にカットされる。この場合、マザー板
３２をカットする精度は高い精度が不要であり、そのず
れも大きな問題とならない。なお、複数の圧電振動子２
６は、図６では５行６列に配列されているが、他の行列
に配列されてもよい。
【００２５】そして、複数の圧電振動子２６上に音響マ
ッチング層３４が形成され、音響マッチング層３４上に
音響レンズ３６が形成される。
ッチング層３４が形成され、音響マッチング層３４上に
音響レンズ３６が形成される。
【００２６】この超音波診断装置２０では、３次元画像
化や高分解能化にともなう超音波プローブの２次元化に
おいて、超音波プローブ２２に積層構造の圧電振動子２
６が用いられるので、図７に示す従来の超音波プローブ
１と同様のインピーダンスのマッチングとともに受波感
度を得ることができ、高性能化を実現させることができ
る。
化や高分解能化にともなう超音波プローブの２次元化に
おいて、超音波プローブ２２に積層構造の圧電振動子２
６が用いられるので、図７に示す従来の超音波プローブ
１と同様のインピーダンスのマッチングとともに受波感
度を得ることができ、高性能化を実現させることができ
る。
【００２７】さらに、この超音波診断装置２０では、積
層構造の圧電振動子２６が用いられるので、ビアホール
の形成やビアホールにあわせたカット方法などの複雑な
工程や高い加工精度が不要となり、工程の簡素化ととも
に圧電振動子２６の製作時に高い加工精度が不要とな
る。このため、図２に示す超音波プローブ２２におい
て、圧電振動子２６間の特性ばらつきを少なくし高分解
能化することができる。
層構造の圧電振動子２６が用いられるので、ビアホール
の形成やビアホールにあわせたカット方法などの複雑な
工程や高い加工精度が不要となり、工程の簡素化ととも
に圧電振動子２６の製作時に高い加工精度が不要とな
る。このため、図２に示す超音波プローブ２２におい
て、圧電振動子２６間の特性ばらつきを少なくし高分解
能化することができる。
【００２８】また、図７に示す超音波プローブ１の場
合、基板２上に図８に示す圧電振動子３がマトリックス
状に配列されるが、そのような圧電振動子３を基板２上
に多数配列させる場合、図４〜図６を参照して説明した
上述の製造方法と同様に、圧電振動子３をマトリックス
状に配列をしたマザー板や積層体から切断して圧電振動
子を得ることが一般的である。ところが、図８に示す圧
電振動子３の場合、ビアホール７の位置のばらつきによ
り、ビアホール７の位置にあわせたダイシングが必要で
あり、また、切断後の圧電振動子３間の間隔の調整が不
可能である。それに対して、この超音波診断装置２０に
用いられる圧電振動子２６では、上述の製造方法によっ
て、ビアホールを形成するための複雑な工程や寸法精度
が不要となり、また、ダイシングカット時の問題を解消
することができる。
合、基板２上に図８に示す圧電振動子３がマトリックス
状に配列されるが、そのような圧電振動子３を基板２上
に多数配列させる場合、図４〜図６を参照して説明した
上述の製造方法と同様に、圧電振動子３をマトリックス
状に配列をしたマザー板や積層体から切断して圧電振動
子を得ることが一般的である。ところが、図８に示す圧
電振動子３の場合、ビアホール７の位置のばらつきによ
り、ビアホール７の位置にあわせたダイシングが必要で
あり、また、切断後の圧電振動子３間の間隔の調整が不
可能である。それに対して、この超音波診断装置２０に
用いられる圧電振動子２６では、上述の製造方法によっ
て、ビアホールを形成するための複雑な工程や寸法精度
が不要となり、また、ダイシングカット時の問題を解消
することができる。
【００２９】また、この超音波プローブ２２では、図３
に示すような大型の積層体２９から多数の圧電振動子２
６を取り出すことが可能であり、また、カットして取り
出す際もビアホールにあわせてカットするといったカッ
ト方法が不要である。さらに、図３に示す積層体２９を
形成する際に、後工程でのカット幅や圧電振動子２６の
幅、カット後の圧電振動子２６間の間隔などを考慮し
て、内部電極３０間の間隔を自由に作製することが可能
であり、コスト面の優位性とともに設計の自由度が増
す。
に示すような大型の積層体２９から多数の圧電振動子２
６を取り出すことが可能であり、また、カットして取り
出す際もビアホールにあわせてカットするといったカッ
ト方法が不要である。さらに、図３に示す積層体２９を
形成する際に、後工程でのカット幅や圧電振動子２６の
幅、カット後の圧電振動子２６間の間隔などを考慮し
て、内部電極３０間の間隔を自由に作製することが可能
であり、コスト面の優位性とともに設計の自由度が増
す。
【００３０】なお、上述の超音波診断装置２０では、特
別の寸法の圧電振動子２６が超音波プローブ２２に用い
られているが、他の寸法の圧電振動子が超音波プローブ
に用いられてもよい。
別の寸法の圧電振動子２６が超音波プローブ２２に用い
られているが、他の寸法の圧電振動子が超音波プローブ
に用いられてもよい。
【００３１】さらに、上述の超音波診断装置２０では、
超音波プローブ２２以外に送受信部４０などが用いられ
ているが、送受信部４０などは他のものに変更されても
よい。
超音波プローブ２２以外に送受信部４０などが用いられ
ているが、送受信部４０などは他のものに変更されても
よい。
【００３２】また、この発明は超音波診断装置に用いら
れる超音波プローブなどのセンサアレイに限らず、超音
波顕微鏡や金属探傷装置に用いられるセンサアレイなど
にも適用され得る。
れる超音波プローブなどのセンサアレイに限らず、超音
波顕微鏡や金属探傷装置に用いられるセンサアレイなど
にも適用され得る。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、感度がよく製造しや
すいセンサアレイが得られる。さらに、この発明によれ
ば、そのようなセイサアレイの製造方法およびそのよう
なセンサアレイを用いた超音波診断装置が得られる。
すいセンサアレイが得られる。さらに、この発明によれ
ば、そのようなセイサアレイの製造方法およびそのよう
なセンサアレイを用いた超音波診断装置が得られる。
【図１】この発明にかかる超音波診断装置の一例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示す超音波診断装置に用いられる超音波
プローブの要部を示す斜視図である。
プローブの要部を示す斜視図である。
【図３】図２に示す超音波プローブに用いられる圧電振
動子を示す斜視図である。
動子を示す斜視図である。
【図４】図２に示す超音波プローブを製造するための工
程を示す図解図である。
程を示す図解図である。
【図５】図２に示す超音波プローブを製造するための工
程を示す図解図である。
程を示す図解図である。
【図６】図２に示す超音波フローブを製造するための工
程を示す図解図である。
程を示す図解図である。
【図７】従来の超音波診断装置に用いられる超音波プロ
ーブの要部を示す斜視図である。
ーブの要部を示す斜視図である。
【図８】図７に示す超音波プローブに用いられる圧電振
動子を示す斜視図である。
動子を示す斜視図である。
２０ 超音波診断装置
２２ 超音波プローブ
２４ 基板
２６ 圧電振動子
２８ 圧電体層
２９ 積層体
３０ 内部電極
３１ マザー板
３２ 外部電極
３４ 音響マッチング層
３６ 音響レンズ
４０ 送受信部
４２ Ｂモード処理部
４４ ドップラ処理部
４６ 画像処理部
４８ 表示部
５０ 制御部
５２ 操作部
Ａ 被検体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−69300（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−143899（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−334236（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−234797（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 17/00 332
A61B 8/00
G01N 29/24
Claims (3)
- 【請求項１】 基板、および前記基板の主面上にマトリ
ックス状に固着される複数の圧電振動子を含み、 前記圧電振動子は、 前記基板の主面と平行な方向に積層される複数の圧電体
層、 前記複数の圧電体層間に設けられる内部電極、および前
記複数の圧電体層の端面に形成される外部電極を含む、
センサアレイ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のセンサアレイを製造す
るためのセンサアレイの製造方法であって、 複数の圧電体層および複数の内部電極を積層した積層体
を作る工程、 前記積層体を積層方向にカットして板状のマザー板を作
る工程、 前記マザー板の主面に外部電極を形成する工程、 前記マザー板を基板の一方主面上に固着する工程、およ
び前記マザー板を前記複数の圧電振動子にカットする工
程を含む、センサアレイの製造方法。 - 【請求項３】 超音波プローブを用いた超音波診断装置
であって、 前記超音波プローブに請求項１に記載のセンサアレイが
用いられる、超音波診断装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27307899A JP3399415B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | センサアレイ、センサアレイの製造方法および超音波診断装置 |
| US09/670,150 US6603240B1 (en) | 1999-09-27 | 2000-09-26 | Sensor array, method for manufacturing sensor array, and ultrasonic diagnostic apparatus using the same |
| GB0023707A GB2357213B (en) | 1999-09-27 | 2000-09-27 | Sensor array method for manufacturing sensor array and ultrasonic diagnostic apparatus using the same |
| DE2000147942 DE10047942B4 (de) | 1999-09-27 | 2000-09-27 | Sensorarray, Verfahren zum Herstellen eines Sensorarrays und Verwendung eines Sensorarrays |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27307899A JP3399415B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | センサアレイ、センサアレイの製造方法および超音波診断装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001103600A JP2001103600A (ja) | 2001-04-13 |
| JP3399415B2 true JP3399415B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=17522847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27307899A Expired - Lifetime JP3399415B2 (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | センサアレイ、センサアレイの製造方法および超音波診断装置 |
Country Status (4)
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| JP (1) | JP3399415B2 (ja) |
| DE (1) | DE10047942B4 (ja) |
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| JP3485904B2 (ja) * | 2001-04-24 | 2004-01-13 | 松下電器産業株式会社 | 音響変換器 |
| WO2003017720A1 (fr) * | 2001-08-16 | 2003-02-27 | Tayca Corporation | Oscillateur piezo-electrique a couches multiples |
| JP3978345B2 (ja) * | 2002-02-06 | 2007-09-19 | 日本碍子株式会社 | 切断加工部品保持構造の形成方法および切断加工部品の製造方法 |
| EP1519424A1 (en) * | 2003-09-25 | 2005-03-30 | Delphi Technologies, Inc. | Piezoelectric actuator device |
| US7567016B2 (en) * | 2005-02-04 | 2009-07-28 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Multi-dimensional ultrasound transducer array |
| JP4294678B2 (ja) * | 2006-10-30 | 2009-07-15 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 超音波トランスデューサ、超音波トランスデューサの製造方法、及び超音波内視鏡 |
| CA2849493C (en) * | 2011-09-20 | 2018-07-17 | Sunnybrook Research Institute | Ultrasound transducer and method for making the same |
| CN103779272B (zh) * | 2013-01-11 | 2017-06-20 | 北京纳米能源与系统研究所 | 晶体管阵列及其制备方法 |
| JP6344026B2 (ja) * | 2014-04-14 | 2018-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波探触子及び超音波画像診断装置 |
| KR101850127B1 (ko) * | 2017-03-16 | 2018-04-19 | 주식회사 베프스 | 초음파 지문 센서 제조 방법 |
| CN109492470B (zh) * | 2017-09-12 | 2023-02-03 | 江西欧迈斯微电子有限公司 | 超声波传感器及电子装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS57193199A (en) * | 1981-05-23 | 1982-11-27 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Ultrasonic transducer |
| US4890268A (en) * | 1988-12-27 | 1989-12-26 | General Electric Company | Two-dimensional phased array of ultrasonic transducers |
| US5744898A (en) * | 1992-05-14 | 1998-04-28 | Duke University | Ultrasound transducer array with transmitter/receiver integrated circuitry |
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| US5381385A (en) | 1993-08-04 | 1995-01-10 | Hewlett-Packard Company | Electrical interconnect for multilayer transducer elements of a two-dimensional transducer array |
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| JP3271538B2 (ja) * | 1996-11-28 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| US5906580A (en) | 1997-05-05 | 1999-05-25 | Creare Inc. | Ultrasound system and method of administering ultrasound including a plurality of multi-layer transducer elements |
| US5938612A (en) * | 1997-05-05 | 1999-08-17 | Creare Inc. | Multilayer ultrasonic transducer array including very thin layer of transducer elements |
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-
1999
- 1999-09-27 JP JP27307899A patent/JP3399415B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-26 US US09/670,150 patent/US6603240B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-27 DE DE2000147942 patent/DE10047942B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-27 GB GB0023707A patent/GB2357213B/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2001103600A (ja) | 2001-04-13 |
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