JP2893361B2 - 探触子用圧電板及びこれを用いた超音波探触子 - Google Patents
探触子用圧電板及びこれを用いた超音波探触子Info
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- JP2893361B2 JP2893361B2 JP21449291A JP21449291A JP2893361B2 JP 2893361 B2 JP2893361 B2 JP 2893361B2 JP 21449291 A JP21449291 A JP 21449291A JP 21449291 A JP21449291 A JP 21449291A JP 2893361 B2 JP2893361 B2 JP 2893361B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は探触子用圧電板及び超音
波探触子を利用分野とし、特に超音波発生用としての探
触子用圧電板からの電極導出構造に関する。
波探触子を利用分野とし、特に超音波発生用としての探
触子用圧電板からの電極導出構造に関する。
【０００２】
【発明の背景】超音波探触子は、医用等の超音波診断装
置に超音波の送受波部として有用される。近年では、こ
れら装置の需要も多く、小型化に加え、品質を一定とし
た良好なものが望まれている。
置に超音波の送受波部として有用される。近年では、こ
れら装置の需要も多く、小型化に加え、品質を一定とし
た良好なものが望まれている。
【０００３】
【従来技術】第３図及び第４図はこの種の一従来例を説
明する超音波探触子の図で、第３図は同断面図、第４図
は圧電板の平面図である。超音波探触子は、例えばジル
コン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）からなる円板状の圧電板１
を超音波発生源として構成される。圧電板１の両主面に
は第１と第２の駆動電極２（ａｂ）を形成し、第２の駆
動電極から他主面（第１駆動電極側）に電気的に接続し
た折返電極２ｃを設ける。そして、第１駆動電極２ａと
折返電極２ｃとにリード線３（ａｂ）を半田４により接
続してこれらの電極を導出する。なお、圧電板１の一方
の主面を超音波送受波面とし、音響整合層５をコーティ
ング等により形成する。そして、圧電板の他主面を円筒
状ケース６の開口端面に嵌合させ、リード線３を外部に
延出するケーブル（未図示）に接続する。そして、円筒
状ケース６内に間隙を存在させたままの所謂エアーバッ
キング方式として構成する。
明する超音波探触子の図で、第３図は同断面図、第４図
は圧電板の平面図である。超音波探触子は、例えばジル
コン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）からなる円板状の圧電板１
を超音波発生源として構成される。圧電板１の両主面に
は第１と第２の駆動電極２（ａｂ）を形成し、第２の駆
動電極から他主面（第１駆動電極側）に電気的に接続し
た折返電極２ｃを設ける。そして、第１駆動電極２ａと
折返電極２ｃとにリード線３（ａｂ）を半田４により接
続してこれらの電極を導出する。なお、圧電板１の一方
の主面を超音波送受波面とし、音響整合層５をコーティ
ング等により形成する。そして、圧電板の他主面を円筒
状ケース６の開口端面に嵌合させ、リード線３を外部に
延出するケーブル（未図示）に接続する。そして、円筒
状ケース６内に間隙を存在させたままの所謂エアーバッ
キング方式として構成する。
【０００４】
【従来技術の問題点】しかしながら、上記構成の超音波
探触子においては、感度が低下や、製品間におけるその
バラツキがある問題を有していた。この点につき、本発
明者が解析したところ、小型化及び電極導出をリード線
３の半田付けに起因することが判明した。すなわち、リ
ード線３を接続するための半田は、所謂質量負荷効果と
しての作用を示す。そして、圧電板１が小型化に伴い小
さくなると、半田４の塗布領域はその占有積を増すこと
になる。したがって、圧電板１が小さいほど質量負荷効
果の及ぼす影響が強くなり、結果的に感度を低下させる
ことが判明した。第５図は、このようなことを示す質量
（半田の占有積）に対する感度特性である。なお、感度
とは送信駆動電圧Ａに対する受信電圧Ｂのレベル比Ｂ／
Ａ（ｄＢ）であり、この実験では、圧電板の直径を７．
６φとして、板面面積に対する半田４の合計塗布面積を
増加させたときの感度を測定したものである。このよう
なことから、半田４の塗布面積はきわめて少なく、しか
も各圧電板間で均一であることが望ましいことになる。
しかし、上記従来例のものでは、折返電極２ｃ部では半
田領域は制限されるものの、第１の駆動電極２ａでの塗
布領域は、半田４の流出等により作業レベルで大きく異
なり、最小としてしかも均一にすることを困難としてい
た。
探触子においては、感度が低下や、製品間におけるその
バラツキがある問題を有していた。この点につき、本発
明者が解析したところ、小型化及び電極導出をリード線
３の半田付けに起因することが判明した。すなわち、リ
ード線３を接続するための半田は、所謂質量負荷効果と
しての作用を示す。そして、圧電板１が小型化に伴い小
さくなると、半田４の塗布領域はその占有積を増すこと
になる。したがって、圧電板１が小さいほど質量負荷効
果の及ぼす影響が強くなり、結果的に感度を低下させる
ことが判明した。第５図は、このようなことを示す質量
（半田の占有積）に対する感度特性である。なお、感度
とは送信駆動電圧Ａに対する受信電圧Ｂのレベル比Ｂ／
Ａ（ｄＢ）であり、この実験では、圧電板の直径を７．
６φとして、板面面積に対する半田４の合計塗布面積を
増加させたときの感度を測定したものである。このよう
なことから、半田４の塗布面積はきわめて少なく、しか
も各圧電板間で均一であることが望ましいことになる。
しかし、上記従来例のものでは、折返電極２ｃ部では半
田領域は制限されるものの、第１の駆動電極２ａでの塗
布領域は、半田４の流出等により作業レベルで大きく異
なり、最小としてしかも均一にすることを困難としてい
た。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、半田の塗布面積を一定として
振動特性を良好に維持した探触子用圧電及びこれを用い
た超音波探触子を提供すること目的とする。
振動特性を良好に維持した探触子用圧電及びこれを用い
た超音波探触子を提供すること目的とする。
【０００６】
【解決手段】本発明は、超音波発生用の駆動電極におけ
るリード線との接続部に前記半田の流出を防止する接続
ランドを形成したことを解決手段手段とする。以下、本
発明の一実施例を説明する。
るリード線との接続部に前記半田の流出を防止する接続
ランドを形成したことを解決手段手段とする。以下、本
発明の一実施例を説明する。
【０００７】
【実施例】第１図は本発明の一実施例を説明する超音波
探触子中の特に圧電板の図である。なお、前従来例図と
同一部分には同番号を付与してその説明は簡略する。超
音波探触子は、前述同様に、ＰＺＴからなる円板状の圧
電板１を超音波発生源とし、両主面に第１と第２の駆動
電極２（ａｂ）を、さらに第２の駆動電極から第１の駆
動電極２ａ側に折返電極２ｃを設ける。そして、この実
施例では、第１の駆動電極２ａからの電極導出部とし
て、周囲とはギャップＧにより分離した円状の接続ラン
ド７をその外周端部に設ける。但し、接続ランド７は第
１の駆動電極２ａとはその一部にて連結し、電気的に接
続する。例えば、第１及び第２駆動電極２（ａｂ）の形
成時に、ギャップＧとなる部分をマスクして一体的に形
成する。そして、折返電極２ｃと接続ランド７とにリー
ド線（未図示）を半田４により接続する。このようなも
のでは、折返電極２ｃと接続ランド７とはいずれも周囲
とは独立的にして分離されるので、半田４の流出を防止
し、塗布領域を一定面積とする。すなわち、半田４はギ
ャップＧ部分が非金属であるため、その流出を阻止され
て接続ランド内７に留まり、塗布領域を一定面積とす
る。したがって、折返電極２ｃ及び接続ランド７を最小
面積に設定することにより、質量負荷効果による感度の
低下を最低限に抑えることができる。また、各圧電板間
における半田４の塗布領域を一定にするので、バラツキ
を小さくして均一にできる。さらに、接続ランド７は、
塗布領域の位置決めを兼ねることにもなり、位置ずれに
よる不均一均を防止するとともに、例えば塗布領域が中
央寄りにずれて振動特性を阻害することも防止する。
探触子中の特に圧電板の図である。なお、前従来例図と
同一部分には同番号を付与してその説明は簡略する。超
音波探触子は、前述同様に、ＰＺＴからなる円板状の圧
電板１を超音波発生源とし、両主面に第１と第２の駆動
電極２（ａｂ）を、さらに第２の駆動電極から第１の駆
動電極２ａ側に折返電極２ｃを設ける。そして、この実
施例では、第１の駆動電極２ａからの電極導出部とし
て、周囲とはギャップＧにより分離した円状の接続ラン
ド７をその外周端部に設ける。但し、接続ランド７は第
１の駆動電極２ａとはその一部にて連結し、電気的に接
続する。例えば、第１及び第２駆動電極２（ａｂ）の形
成時に、ギャップＧとなる部分をマスクして一体的に形
成する。そして、折返電極２ｃと接続ランド７とにリー
ド線（未図示）を半田４により接続する。このようなも
のでは、折返電極２ｃと接続ランド７とはいずれも周囲
とは独立的にして分離されるので、半田４の流出を防止
し、塗布領域を一定面積とする。すなわち、半田４はギ
ャップＧ部分が非金属であるため、その流出を阻止され
て接続ランド内７に留まり、塗布領域を一定面積とす
る。したがって、折返電極２ｃ及び接続ランド７を最小
面積に設定することにより、質量負荷効果による感度の
低下を最低限に抑えることができる。また、各圧電板間
における半田４の塗布領域を一定にするので、バラツキ
を小さくして均一にできる。さらに、接続ランド７は、
塗布領域の位置決めを兼ねることにもなり、位置ずれに
よる不均一均を防止するとともに、例えば塗布領域が中
央寄りにずれて振動特性を阻害することも防止する。
【０００８】
【他の事項】上記実施例では、リード線を半田４により
接続するとして説明したが、これ以外の例えば導電性接
着剤等の他の接合材により行う場合でも、本発明の主旨
は基本的に適用できるものである。そして、同実施例で
は、半田４の場合はギャップＧ部分が非金属であること
に起因してその流出を防止するとしたが、ギャップ部Ｇ
分は段差（高低差）を生ずるので導電性接着剤の場合で
もその流出防止を期待できる。また、接続ランド７は周
囲とはギャップＧを設けて形成したが、これに限らず、
例えば第２図（ａ）に示したように例えば円状の突起８
をメッキ等により設けて接合材の流出を防止する接続ラ
ンドしてもよい。また、上記実施例では、折返電極２ｃ
を設けたものについて説明したが、第２図（ｂ）のよう
に、両主面の第１と第２の駆動電極２（ａｂ）からリー
ド線を導出する場合にも適用でき、この場合いずれにも
接続ランド７（ａｂ）を形成すればよいことは勿論であ
る。また、超音波探触子はエアーバッキング方式として
構成したが、例えば樹脂を流し込んでバッキング材を設
けたものについても、適用できるものである。すなわ
ち、バッキング材による質量負荷効果はあるものの、接
合材に比較してその単位面積の質量はきわめて小さいの
で、接合材による影響は依然として残る。したがって、
このようなものでは、接合材の塗布面積を極力小さくし
て一定にすることが望まれため、本発明が適用されるも
のである。なお、塗布領域は小さいことが望ましいが、
作業上や仕様上の問題もあり、必要に応じた最小面積と
すれればよい。
接続するとして説明したが、これ以外の例えば導電性接
着剤等の他の接合材により行う場合でも、本発明の主旨
は基本的に適用できるものである。そして、同実施例で
は、半田４の場合はギャップＧ部分が非金属であること
に起因してその流出を防止するとしたが、ギャップ部Ｇ
分は段差（高低差）を生ずるので導電性接着剤の場合で
もその流出防止を期待できる。また、接続ランド７は周
囲とはギャップＧを設けて形成したが、これに限らず、
例えば第２図（ａ）に示したように例えば円状の突起８
をメッキ等により設けて接合材の流出を防止する接続ラ
ンドしてもよい。また、上記実施例では、折返電極２ｃ
を設けたものについて説明したが、第２図（ｂ）のよう
に、両主面の第１と第２の駆動電極２（ａｂ）からリー
ド線を導出する場合にも適用でき、この場合いずれにも
接続ランド７（ａｂ）を形成すればよいことは勿論であ
る。また、超音波探触子はエアーバッキング方式として
構成したが、例えば樹脂を流し込んでバッキング材を設
けたものについても、適用できるものである。すなわ
ち、バッキング材による質量負荷効果はあるものの、接
合材に比較してその単位面積の質量はきわめて小さいの
で、接合材による影響は依然として残る。したがって、
このようなものでは、接合材の塗布面積を極力小さくし
て一定にすることが望まれため、本発明が適用されるも
のである。なお、塗布領域は小さいことが望ましいが、
作業上や仕様上の問題もあり、必要に応じた最小面積と
すれればよい。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、超音波発生用の駆動電極にお
けるリード線との接続部に前記半田の流出を防止する接
続ランドを形成したので、半田の塗布面積を一定として
振動特性を良好に維持した探触子用圧電板及びこれを用
いた超音波探触子を提供できる。
けるリード線との接続部に前記半田の流出を防止する接
続ランドを形成したので、半田の塗布面積を一定として
振動特性を良好に維持した探触子用圧電板及びこれを用
いた超音波探触子を提供できる。
【第１図】本発明の一実施例を説明する特に圧電板の図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ａ）は断面図である。
で、同図（ａ）は平面図、同図（ａ）は断面図である。
【第２図】本発明の他の実施例を説明する図で、同図
（ａ）（ｂ）ともに圧電板の断面図である。
（ａ）（ｂ）ともに圧電板の断面図である。
【第３図】従来例を説明する超音波探触子の断面図であ
る。
る。
【第４図】従来例を説明する圧電板の平面図である。
【第５図】本発明の基礎となった質量（半田の占有積）
に対する感度特性である。
に対する感度特性である。
１ 圧電板、２（ａｂ） 駆動電極、２ｃ 折返電極、
３ リード線、４ 半田、５ 音響整合層、６円筒状ケ
ース、７ 接続電極、８ 突起。
３ リード線、４ 半田、５ 音響整合層、６円筒状ケ
ース、７ 接続電極、８ 突起。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 G01N 29/00 - 29/28 H04R 17/00 - 17/10
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電板の両主面に超音波発生用の駆動電
極を設け、各駆動電極から接合材によりリード線を接続
して導出した探触子用圧電板において、前記駆動電極に
おけるリード線との接続部に前記接合材の塗布領域を一
定にする接続ランドを形成したことを特徴とする探触子
用圧電板。 - 【請求項２】 圧電板の両主面に超音波発生用の第１と
第２の駆動電極を設け、前記第２の駆動電極から他主面
に電気的に接続する折返電極を形成し、第１駆動電極と
折返電極とにそれぞれリード線を接合材により接続して
構成した探触子用圧電板において、前記第１駆動電極に
おけるリード線との接続部に前記接合材の塗布領域を一
定にする接続ランドを形成したことを特徴とする探触子
用圧電板。 - 【請求項３】 請求項１または２の圧電板を用いて構成
したことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21449291A JP2893361B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 探触子用圧電板及びこれを用いた超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21449291A JP2893361B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 探触子用圧電板及びこれを用いた超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0647042A JPH0647042A (ja) | 1994-02-22 |
| JP2893361B2 true JP2893361B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16656610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21449291A Expired - Fee Related JP2893361B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 探触子用圧電板及びこれを用いた超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893361B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007067575A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Mitsumi Electric Co Ltd | 圧電素子及びそれを用いた超音波装置 |
| JP5111846B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2013-01-09 | リコーエレメックス株式会社 | 超音波出力素子 |
| JP5111847B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2013-01-09 | リコーエレメックス株式会社 | 超音波流量計 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP21449291A patent/JP2893361B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0647042A (ja) | 1994-02-22 |
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Legal Events
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