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JPS60102097A - 超音波振動子の装填方法 - Google Patents

超音波振動子の装填方法

Info

Publication number
JPS60102097A
JPS60102097A JP58209463A JP20946383A JPS60102097A JP S60102097 A JPS60102097 A JP S60102097A JP 58209463 A JP58209463 A JP 58209463A JP 20946383 A JP20946383 A JP 20946383A JP S60102097 A JPS60102097 A JP S60102097A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic wave
back plate
vibrator
ultrasonic
wave vibrator
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.)
Pending
Application number
JP58209463A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Okajima
洋 岡嶋
Sakuki Inagaki
稲垣 作樹
Ryohei Mogi
良平 茂木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Keiki Co Ltd filed Critical Tokyo Keiki Co Ltd
Priority to JP58209463A priority Critical patent/JPS60102097A/ja
Publication of JPS60102097A publication Critical patent/JPS60102097A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods 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
    • B06B1/0622Methods 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 不発明は、超音波振動子の装堝方θ’(K保り、とくに
医用機器等の精密測定に用いられる超音波探触子に内装
される超音波振動子の装填方法に関1−る。
〔従来技術とその問題点〕
超音波探触子に装功される振動子Vこは、円板状のもの
や矩形状のものなど種々のものがある。一方、医用およ
び精密測定用の超音波探触子としては、広範囲にわたる
被測定物を)’i!f m測足しながらその変化を信号
処理してC)LTもしくは記録紙上に記録するものが多
いことから、その測定精度の向上を図るために9例えは
分解能が良いこと或いは出力側全面から略均−レベルの
超音波出力がおること等、棹々の安v1−を充足[7て
いることが盛装とされている。
第1図ないし第2図Vこ従来よ0使用されている医用も
しくは精密測定用の探触子の一例を示す。
この従来例においては、′まず分解能向上を意図して高
周波の振動子が使用され、また超音波出力の向上および
ビームの分散防止を図るため整合層3および音響レンズ
2が各々装着されている。更に前記振動子lの背面側に
は振動子保持体としての背板4が固着装備されている。
なお、5はケースを示す。
そして、前記振動子1は、第3図ないし第5図に示すよ
うに、ジルコン酸チタン酸鉛などの圧電素子10に対し
て電極11.12が図の如き形状に付され、かつリード
、JI3,14が各図に示す如くハンダ付されたものが
一般に多く使用てれている。この場合、熾穀子1は、第
6図の如くダイシング加工によって細分化された状態の
ものが使用されている。
しかし7Iiiら、この振動子10ダイシング加工によ
ρ細分化された振動子1 iL 、 I A+・・・の
各々は、例えi4その幅lが0.15(in)で振動子
I人相瓦間の間隔Sが0.02[mm)といつ値である
ことから、前述しンこり−ド線のハンダ付作業により隣
り合う振動子IA、iAのいくつかが短絡し、またリー
ド線13.14装着用のハンダを各振動子IA毎にその
等量f使用することが困難となっていた。
一方、前記背板4vCついては、その機能として振動子
1から伝播してくる超音波は略完全に減衰せしめて虚エ
コーの発生を防止することが心安とされている。このた
め、背板4としては、多くはプラスチック系又はゴム系
素材が使用されている。
しかしながら、このプラスチック系又はゴム系素材は一
般に熱的および機械的外力に影響されて変形し易いとい
う本質的欠点がある。
これに対し、前記背板4に対する振動子1の接着は、接
着強度が大きく且耐久性の大きい加熱接着の手法が採用
されている。このため、背板4が前記振動子の接着時に
第7図のS又はZに示す如く熱変形を米たし、これがた
め、その後に行われる前述したダイシング加工を正確に
行うKは多くの時間と労力を要するという不都合が生じ
、同時に、第2図に示す整合層3も波長式〔朋〕の1/
4の厚さで全面均一に形成し得ないこととなり、かかる
点においても外部に対して出力面全体から均一レベルの
超音波を出力するの・が困難な状況を呈していた。
〔発明の目的〕
本発明は、〃・かる従来技術の有する不都合を改善し、
超音波出力面の全域から略均−レベルの超音波全出力す
ることを可能とするとともに、生産性の著しい向上およ
び品質の改善全図り得る超音波振動子の装填方法を提供
することを、その目的とする。
〔発明の概要〕
そこで、本発明は、直方体状に形成された背板の長手方
向の両側面に熱膨張係数が小さい弾性部材から成る補強
板を固着し、しかるのち前記背板の長手方向の一面Vこ
超音波撮動子を加熱接着し、その後Vこ当該超音彼振動
子全タイシング加工Vこより細分化し、又は、必要に応
じて前記細分化された各振動子の電極面と各補強板に予
め形成された信号引出し用′電極とを、ワイヤボンディ
ング法により導通するという手法娑採用し、これによっ
て前記目的を達成しようとするものである。′〔発明の
実施例〕 以下、本発明の第1実施例を第8図ないし第11図に基
づいて説明する。
これらの図において、1は前述した従来例の場合と同様
に超音波振動子を示し、4は振動子保持体としての背板
金示す。前記超音波振動子1としてはジルコン酸チタン
酸鉛等の圧電素子を素材としたものが使用され、また背
板4としては前述した従来例と同様にプラスチック系又
はゴム系部材が主素材として使用されている。この背板
4は、超音波振動子1を装着する面の両角部4A、4B
が図に示す如く面取りされた状態となっているが、必ず
しもこのように加工されていないものであってもよい。
更に、この背板4の両側面には補強板20.21が固着
されている。この各補強板20゜21は、熱膨張係数が
小さい弾性部材1例えば金属製酸化物等により形成され
たものが素材として使用されている。また、当該各補強
板20.21の外面には、前記超音波振動子1を送受信
用振動子として使用するための信号引出用電極20A。
20A、・・・、21A、21A、・−・が複数箇所に
設けられている。
そして、前記背板4に対し、また補強板20゜21が第
8図矢印A、Aの如く当接して固着され、次に超音波振
動子1が同図矢印Bの如く当接され加熱接着されるよう
になっている。このため、背板4の熱変形が補強板20
.21の作用により抑制されるため、超音波振動子1は
略完全に平面状態全維持して、しかも強固に前記背板4
に固着でれる。
第9図は、前述した超音波振動子1の固着後にタイシン
グ加工によって当該超音波振動子1を細分化した状態を
示す。この場合、各振動子IA。
IA、・・・の寸法lおよび相互間の距離Sは従来のも
のと同一に設定きれている。才た、これら各振動子IA
、LA、・−・の谷々の電極面319.32および折返
えし電極面31A、32Aは第11図に示す如く予め形
成されており、又当該折返えし電極面31 A 、 3
2 Aが形成きれている圧電素子10は、その端部10
A、IOBが丸味加工され、これによって当該折返えし
電極面31A、32Aの付着強度が著しく強化されてい
る。さらにこの振動子IAは、その有効振動領域Uが振
動子IAの圧電素子i o iHB分全体Tの内側中央
部に設定されていることから、指向性ビームが常に探触
子の中心線上にくるように設定されている。
第10図は、前記各振動子IAの折返えし電極面31A
、32Aと補強板20.21上の各信号引出し用電極2
0A、2OA、・−・と金ワイヤボンディング法により
結線し導通した状態を示す。この場合、本実施例では振
動子IAが複数個のグループごとにブロック化されて所
定の周波数の電圧パルスが印加されるように形成されて
いる。補強板21側の各信号引出し用電極21A、21
A。
・・・についても全く同様になっている。そして、この
ワイヤボンディングが終了すると、当該リード線40 
、40 、・・・および41.41 、・・・部分は、
その全体にモールド部材が固着され、これによって該各
リード線40.41が保護されている。
このように、本実施例ではワイヤボンディング法により
各振動子IAにリード線40.41を結線する構成とし
たので、当該各振動子IAには従来の如きハンダその他
の異物が付着せず、同時にそれぞれ全く同一条件のもと
にリード線40゜41が固着されるため、各振動子IA
全全体振動条件が同じとなり、従って、かかる点におい
て全体的に略均−な強度の超音波を出力することができ
るという利点があり、同時に作業時間が大幅に短縮され
、さらに品質が向上し、従って生産性向上を充分に図り
得るという利点がある。その他の具体的構成は前述した
従来例と同一にしである。
第12図に第2実施例を示す。この実施例は、リード線
40.41全同一の信号引出し゛電極20A又は21A
[導通する複数の振動子lAについては、そのグループ
内の複数の振動子IA全全体図に示す如く導電性接着剤
421/ごてコンタクトさせたものである。この場合、
リード線40のワイヤボンディングは、例えば図の如く
2本に省略してもよい。その他の構成は前述した第1実
施例と同一となっている。
このようにしても1)」述した第1実施例と同一の作用
効果を有するほか、ワイヤボンディングの作業時間が更
に頗縮されるという利点かある。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によると、直方体状に形成きれた
背板の長手方向の両側面に熱膨張係数が小ざい弾性部材
から成る補強板台・固着し、しかるのち前記背板の長手
方向の一面に超音波振動子を加熱接着し、その後に当該
超音波振動子をタイシング加工により細分化するという
構成を採用したので、超音波振動子がわん曲することな
く背板に固着てれることとなり、従って細分化された各
振動子が全く同一条件のもとに背板に固着されることと
なり、これがため、かかる点において各振動子の振動条
件の同一性が維持され外部VC対して各振動子とも略同
−強度の超音波全出力することができるという効果を生
じる。
また、前述した振動子のダイシング加工後に、更に、細
分化された当該各振動子に予め形成でれた折返えし電杉
面と前記各補強板に予め形成された信号引出し電極とを
ワイヤボンディング法−より導通せし、めるという手法
を採用したので、振動子の各リード紳部分の形成条件が
略同−となり、かかる点において各振動子ともその振動
状態の同一性が維持され同一強度の超音波が出力される
ほか、リード線の装着作業が大幅にスピードアップされ
、かつ装着ミスが大幅に減少し、これがため全体的に超
音波探触子の生産性おまひ品質とも著しく向上せしめる
ことができるという従来にない優れた超音波振動子の装
填方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術による超音波探触子の主要部を示す外
観図、第2図は第1図の■−■線に沿った断面図、第3
図ないし第7図は各々従来例を示す説明図、第8図は本
発明の第1実施例を示゛す分解斜視図、第9図は超音波
振動子のタイシング加工後の状況を示す斜視図、第10
図はワイヤボンディングによるリード線の装着状況を示
す斜視図、第11図は細分化された振動子全示す斜視図
、第12図は第2実施例を示す斜視図である。 1・・・超音波振動子、IA・・・細分化された超音波
振動子、4・・・背板、2(1,21・・・補強板。 特許出願人 株式会社 東 京 計 器第1図 第2!″71 第3図 第4図 4 tt 第6図 第7図 第8 ツー 第9図 第10図 第12図 2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、 M方体状に形成された背板の長手方向の両側
    面に熱膨張係数が小さい弾性部材から成る補強板を固着
    し、しかるのち前記背板の長手方向の一面に超音波振動
    子を接着し、その後に当該超音波振動子をタイシング加
    工によV細分化したことを特徴とする超音波振動子の装
    填方法。
  2. (2)、 U方体状に形成された背板の長手方向の両側
    面に熱膨張係数が小さい弾性部材から成る補強板を固着
    し、しかるのち前記背板の長手方向の一面に超音波振動
    子を接着し、その後に当該超音波振動子をタインング加
    工によr)+111分化し、このタイシング加工後に、
    細分化された当該各振動子に予め形成された折返光し電
    極面・と前記各補強板に予め形成された信号引出し用電
    極とをワイヤボンディング法により導通したことを特徴
    とする超音波振動子の装填方法。
JP58209463A 1983-11-08 1983-11-08 超音波振動子の装填方法 Pending JPS60102097A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52131675A (en) * 1976-04-27 1977-11-04 Tokyo Shibaura Electric Co Probe for ultrasonic diagnostic device
JPS5666992A (en) * 1979-11-02 1981-06-05 Yokogawa Hokushin Electric Corp Manufacture of ultrasonic probe and ultrasonic probe concerned
JPS5720099A (en) * 1980-05-21 1982-02-02 Siemens Ag Ultrasonic wave converter and method of producing same

Patent Citations (3)

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