JPS6115500A - Manufacture of ultrasonic probe - Google Patents
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は超音波プローブの製造方法に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a method for manufacturing an ultrasonic probe.
（従来の技術）
従来、医療用探触子などの超音波を用いる装置の超音波
送受用素子として、第２図に示す如き超音波プローブが
用いられている。同図において、断面が矩形状の圧電素
子１の相対向する面上には、焼付け、蒸着又は−バッタ
リング等により付着された電極２と３が設けられ、超音
波変換素子が構成されている。この超音波変換素子は所
定の距離を隔てて、担体（バッキング材）４の平坦な面
上に複数個配列されている。更に、電極２の面上には、
音波が伝搬する媒体とインピーダンスマツチングをとる
ための整合層５が接着剤等によシ設けられている□
このような構成の超音波プローブにおいて、電極２と３
の間に所定の電気信号を印加すれば、整合層５の面にほ
ぼ垂直な方向にビーム幅が一定の音波が放出される。(Prior Art) Conventionally, an ultrasonic probe as shown in FIG. 2 has been used as an ultrasonic transmitting/receiving element in a device using ultrasonic waves such as a medical probe. In the figure, electrodes 2 and 3 are provided on opposing surfaces of a piezoelectric element 1 having a rectangular cross section, and are attached by baking, vapor deposition, battering, etc., and constitute an ultrasonic transducer element. . A plurality of ultrasonic transducer elements are arranged on a flat surface of a carrier (backing material) 4 at a predetermined distance apart. Furthermore, on the surface of the electrode 2,
A matching layer 5 for impedance matching with the medium in which the sound waves propagate is provided with adhesive or the like. In an ultrasonic probe with such a configuration, the electrodes 2 and 3
If a predetermined electric signal is applied between them, a sound wave with a constant beam width is emitted in a direction substantially perpendicular to the surface of the matching layer 5.
ここで、従来の超音波変換素子の製造方法としては、両
面に電極が付着された平坦表圧電基板をグイシングツ−
を用いてスリット６が形成される如く、カッテング加工
するもの妨知られている。Here, as a conventional method for manufacturing an ultrasonic transducer element, a flat surface piezoelectric substrate with electrodes attached to both sides is used as a guising tool.
It is known that the slit 6 is formed using a cutting process.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このようなグイシングツ−を用いる方法
にあっては加工に伴う振動が加わるので、微細な精密加
工が充分に得られないという問題点がある。更に、この
方法ではスリットを直線状しかカッテングすることがで
きないため、第２図に示す如き構造の超音波スロープ以
外のものを得ることができないという問題点がある。す
なわち、第３図に示す如く、圧電素子７の両面に電極８
と９を有する超音波変換素子が所定の曲率半径に従って
複数個配列されて構成される超音波プローブをグイシン
グツ−によって加工することはできない。これは、グイ
シングツーが直線状にしかカッテングすることができな
いため、相互に平行でないスリット１２を加工すること
はできないためである。第３図の超音波プローブから放
出される音波は集束するので画像の分解能を高めること
ができ、また第３図のバッキング材１０と整合層との位
置を置換すれば、放出される音波のビーム幅は広がシ広
い視野を見ることができる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the method using such a guising tool, there is a problem in that sufficient fine precision machining cannot be achieved because vibrations accompanying the machining are added. Furthermore, this method has the problem that since the slit can only be cut in a straight line, it is not possible to obtain anything other than the ultrasonic slope structure shown in FIG. 2. That is, as shown in FIG. 3, electrodes 8 are provided on both sides of the piezoelectric element 7.
It is not possible to process an ultrasonic probe configured by a plurality of ultrasonic transducing elements having a radius of curvature and a predetermined radius of curvature arranged with a guising tool. This is because the guising tool can only cut in a straight line, so it is not possible to form slits 12 that are not parallel to each other. Since the sound waves emitted from the ultrasonic probe shown in FIG. 3 are focused, the resolution of the image can be improved, and if the positions of the backing material 10 and the matching layer shown in FIG. The width is wider and you can see a wider field of view.
従って、よシ微細な精密加工が可能であるとともに、第
３図に示す如き構造の超音波プローブを製造するための
方法が望まれていた。Therefore, there has been a desire for a method for manufacturing an ultrasonic probe having a structure as shown in FIG. 3, which allows for very fine precision machining.
この発明は、このような従来の問題点を解決することを
目的とする。This invention aims to solve such conventional problems.
（問題点を解決するための手段）
上記従来の問題点を解決するための手段は、圧電素子の
相対向する面上に電極が設けられた超音波変換素子が複
数個配列されて構成される超音波プローブの製造方法で
あって、相対向する面上に電極が設けられた圧電基板を
六フッ化イオウの雰囲気中に置き、固体パルスレーデか
らのレーザ光を集束させて隣接する超音波変換素子間の
スリットに対応する部分をエツチングすることによシ前
記超音波プローブを得ることを特徴とする超音波プロー
ブの製造方法にある。(Means for Solving the Problems) A means for solving the above-mentioned conventional problems is constructed by arranging a plurality of ultrasonic transducing elements each having electrodes provided on opposing surfaces of a piezoelectric element. A method for manufacturing an ultrasonic probe, in which a piezoelectric substrate with electrodes provided on opposing surfaces is placed in an atmosphere of sulfur hexafluoride, and laser light from a solid-state pulse radar is focused to connect adjacent ultrasonic transducer elements. The method of manufacturing an ultrasonic probe is characterized in that the ultrasonic probe is obtained by etching a portion corresponding to the slit between the two.
（実施例）
以下、この発明を第３図に示す構造の超音波プローブを
製造する場合を例として説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained by taking as an example the case where an ultrasonic probe having the structure shown in FIG. 3 is manufactured.
第１図はこの発明による製造方法を実施するための構成
図である。同図において、１３はルビー又はＹＡＧ（Ｙ
３Ａｔ５０，２；イツトリウム・アルミニウム・ガーネ
ットの単結晶）等の固体パルスレーザ、１４は固体ノ４
ルスレーザ１３からの光を反射するミラー、１５はミラ
ー１４で反射された光を集束させる集束レンズ、１６は
六フッ化イオウ（５Ｆ６）ガスが封入されたチャンバ、
及び１７は相対向する面上に電極が設けられかつ所定の
曲率半径に従って湾曲した圧電基板である。尚、圧電基
板材料としては、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＴｉ０６． ＰＺ
Ｔ等を用いることができる。また、圧電基板の幅及び長
さは超音波プローブの幅及び長さにほぼ等しいように、
予め加工しておくことが好ましい。例えば、圧電基板の
幅及び長さはそれぞれ１５調及び１０ｃｒｎであるＯ
固体パルスレーザ１３から放出されたレーザ光はミラー
１４で反射され、反射されたレーザ光は集束レンズ１５
によシ圧電基板１７上に集束される。このようにして得
られたレーザ光の焦点を圧電基板１７上で相対的に移動
させることによシ、第３図に示すスリット１２を形成す
ることができる。この場合、チャンバ１６内に封入され
ている六フッ化イオウガスはレーザ光によシ活性化され
、四フッ化イオウ（ＳＦ４）ガスに変化する。そして、
圧電基板１７は反応性の高い四フッ化イオウガスとレー
ザ光の熱との物理性質によってエツチングされる。FIG. 1 is a block diagram for carrying out the manufacturing method according to the present invention. In the same figure, 13 is ruby or YAG (Y
3At50,2; solid-state pulse laser such as yttrium-aluminum-garnet single crystal); 14 is a solid-state pulse laser;
a mirror that reflects the light from the laser 13; 15, a focusing lens that focuses the light reflected by the mirror 14; 16, a chamber filled with sulfur hexafluoride (5F6) gas;
and 17 are piezoelectric substrates provided with electrodes on opposing surfaces and curved according to a predetermined radius of curvature. The piezoelectric substrate materials include PbTiO3, BaTi06. PZ
T etc. can be used. In addition, the width and length of the piezoelectric substrate are approximately equal to the width and length of the ultrasound probe.
It is preferable to process it in advance. For example, the width and length of the piezoelectric substrate are 15 and 10 crn, respectively. The laser beam emitted from the solid-state pulse laser 13 is reflected by the mirror 14, and the reflected laser beam is reflected by the focusing lens 15.
It is focused onto the piezoelectric substrate 17. By relatively moving the focal point of the laser beam thus obtained on the piezoelectric substrate 17, the slit 12 shown in FIG. 3 can be formed. In this case, the sulfur hexafluoride gas sealed in the chamber 16 is activated by the laser beam and changes to sulfur tetrafluoride (SF4) gas. and,
The piezoelectric substrate 17 is etched by the physical properties of the highly reactive sulfur tetrafluoride gas and the heat of the laser beam.
この方法において、固定パルスレーザ１３の照射パワー
は０，８〜１．ＯＷであることが好ましい。In this method, the irradiation power of the fixed pulse laser 13 is 0.8 to 1. Preferably, it is OW.
このような出力を有する固体パルスレーザを用いること
により、レーザ光の焦点におけるパワー密度は約１０Ｗ
／ｃｒｎ２となシ、圧電基板をエツチングするために充
分な・ぐワーを得ることができる。また、六フフ化イオ
ウガスは１〜５気圧程度に保持されることが好ましい。By using a solid-state pulsed laser with such an output, the power density at the focal point of the laser beam is approximately 10W.
/crn2, sufficient power can be obtained for etching the piezoelectric substrate. Further, it is preferable that the sulfur hexafluoride gas is maintained at about 1 to 5 atmospheres.
以上のようにして形成される超音波変換素子には、その
後担体１０とインピーダンスをマツチングさせるための
整合層１１が第３図に示す如く設けられ、この結果従来
のグイシングツ−を用いた方法では得ることのできない
超音波プローブが得られる。The ultrasonic transducing element formed as described above is then provided with a matching layer 11 for matching the impedance with the carrier 10 as shown in FIG. This results in an ultrasonic probe that cannot be used in any other way.
また、この発明によれば、第２図に示す超音波プローブ
を製造することができることは勿論である。この場合、
スリット６の幅をよシ狭くすることができるので、音場
におけるサイドローブを軽減することができ、横方向の
分解能が向上する。Furthermore, according to the present invention, it goes without saying that the ultrasonic probe shown in FIG. 2 can be manufactured. in this case,
Since the width of the slit 6 can be made much narrower, side lobes in the sound field can be reduced, and lateral resolution can be improved.
更に、この発明は圧電物質を種々加工するのに有益であ
る。例えば、コンデンサ内に具備される圧電物質の表面
を湾曲状に加工することができ、この結果コンデンサの
容量を大きくすることができる。Further, the present invention is useful for various processing of piezoelectric materials. For example, the surface of the piezoelectric material included in the capacitor can be curved, and as a result, the capacitance of the capacitor can be increased.
（発明の効果）
以上説明したように、この発明によれば、従来のダイシ
ングソーを用いた場合に比べ、より微細な精密加工が可
能になるとともに、広視野用又は高分解能の超音波プロ
ーブを製造することができる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, it is possible to perform finer precision machining compared to the case where a conventional dicing saw is used, and also to use a wide-field or high-resolution ultrasonic probe. can be manufactured.
第１図はこの発明の製造方法を実施するための構成図、
第２図及び第３図はそれぞれ超音波プローブの斜視図で
ある。
１．７・・・圧電素子、２，３，８．９・・・電極、４
゜１０・・・担体、５，１１・・・整合層、６，１２・
・・スリット、１３・・固体パルスレーザ、１４・・ミ
ラー、１５・・・集束レンズ、１６・・チャンバ、１７
・・・圧電基板。FIG. 1 is a configuration diagram for carrying out the manufacturing method of this invention,
FIGS. 2 and 3 are perspective views of the ultrasonic probe, respectively. 1.7... Piezoelectric element, 2, 3, 8.9... Electrode, 4
゜10...Carrier, 5,11...Matching layer, 6,12...
...Slit, 13...Solid-state pulse laser, 14...Mirror, 15...Focusing lens, 16...Chamber, 17
...Piezoelectric substrate.
Claims (3)
音波変換素子が複数個配列されて構成される超音波プロ
ーブの製造方法であって、相対向する面上に電極が設け
られた圧電基板を六フッ化イオウの雰囲気中に置き、固
体パルスレーザからのレーザ光を集束させて隣接する超
音波変換素子間のスリットに対応する部分をエッチング
することにより前記超音波プローブを得ることを特徴と
する超音波プローブの製造方法。(1) A method for manufacturing an ultrasonic probe configured by arranging a plurality of ultrasonic transducing elements each having electrodes provided on opposing surfaces of a piezoelectric element, the electrodes being provided on opposing surfaces. The ultrasonic probe is obtained by placing the piezoelectric substrate in an atmosphere of sulfur hexafluoride, focusing laser light from a solid-state pulse laser, and etching a portion corresponding to a slit between adjacent ultrasonic transducer elements. A method for manufacturing an ultrasonic probe characterized by:
許請求の範囲第１項に記載の超音波プローブの製造方法
。(2) The method for manufacturing an ultrasonic probe according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate has a flat plate shape.
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超
音波プローブの製造方法。(3) The method for manufacturing an ultrasound probe according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate is curved according to a predetermined radius of curvature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135180A JPS6115500A (en) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | Manufacture of ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135180A JPS6115500A (en) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | Manufacture of ultrasonic probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115500A true JPS6115500A (en) | 1986-01-23 |
Family
ID=15145703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59135180A Pending JPS6115500A (en) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | Manufacture of ultrasonic probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6115500A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01101100A (en) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Thin film array ultrasonic converter |
| US5118387A (en) * | 1990-10-04 | 1992-06-02 | Sony Corporation | Dry etching method |
-
1984
- 1984-07-02 JP JP59135180A patent/JPS6115500A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01101100A (en) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Thin film array ultrasonic converter |
| US5118387A (en) * | 1990-10-04 | 1992-06-02 | Sony Corporation | Dry etching method |
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