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JP4633571B2 - Array type ultrasonic transducer and manufacturing method thereof - Google Patents
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、圧電振動子を用いたアレイ型超音波トランスデューサに関する。   The present invention relates to an array type ultrasonic transducer using a piezoelectric vibrator.

近年、超音波内視鏡装置を用いて、体腔内に超音波を照射し、得られたエコー信号を体内の状態を画像化して診断する超音波診断法が広く普及している。超音波診断法により体腔内の画像を取得するためには、超音波を発生させたり、体腔内で反射した超音波を受信したりする超音波トランスデューサを先端に取り付けた挿入部を体腔内に挿入しなければならない。   2. Description of the Related Art In recent years, an ultrasonic diagnostic method has been widely used in which an ultrasonic endoscope apparatus is used to irradiate a body cavity with ultrasonic waves, and the obtained echo signal is used to image and diagnose a state inside the body. In order to acquire an image in the body cavity by ultrasonic diagnostic methods, an insertion part with an ultrasonic transducer attached to the tip that generates ultrasonic waves or receives ultrasonic waves reflected in the body cavity is inserted into the body cavity. Must.

従来アレイ型超音波トランスデューサは、例えば、圧電振動子に音響整合層を接着したものをダイシングして複数の振動子エレメントを形成し、その振動子エレメント間に共通接地配線を半田づけすることにより製造していた。以下の文献は、従来のアレイ型超音波トランスデューサの製造方法の一例を示す。
特開平7−298396号公報 特開平7−298397号公報 特開2001−309493号公報
Conventional array-type ultrasonic transducers are manufactured, for example, by dicing a piezoelectric transducer with an acoustic matching layer bonded thereto to form a plurality of transducer elements and soldering a common ground wiring between the transducer elements. Was. The following document shows an example of a conventional method for manufacturing an array type ultrasonic transducer.
JP 7-298396 A JP 7-298397 A JP 2001-309493 A

しかしながら、従来の製造方法の場合、接着時の接着剤が圧電振動子の共通接地線を接続する部分へはみ出したり、そのはみ出した接着剤が電極面を被覆して半田付けができなくなったり、また、はみ出した接着剤を硬化前に除去する際に、端部の接着剤が吸い出され、端部における接着力が低下したりする。このような弊害を防ぐために接着剤の量を加減すると、ダイシング時に超音波振動子エレメントを形成するダイシング加工時に、その接着部分が剥がれ落ちやすくなる。また、ダイシング加工後、そのダイシングによって形成された振動子エレメントが剥がれ易くなる。この結果、歩留まりを大きく低下させることになる。   However, in the case of the conventional manufacturing method, the adhesive at the time of bonding protrudes to the portion connecting the common ground line of the piezoelectric vibrator, the protruding adhesive covers the electrode surface, and soldering becomes impossible. When the protruding adhesive is removed before curing, the adhesive at the end is sucked out and the adhesive strength at the end is reduced. If the amount of the adhesive is adjusted in order to prevent such harmful effects, the bonded portion is easily peeled off during dicing processing for forming the ultrasonic transducer element during dicing. Further, after the dicing process, the vibrator element formed by the dicing is easily peeled off. As a result, the yield is greatly reduced.

上記の課題に鑑み、本発明では、接着の弊害を防止したり、普通接地線の配線を容易にするように構成されるアレイ型超音波トランスデューサ及びその製造方法を提供する。   In view of the above problems, the present invention provides an array-type ultrasonic transducer configured to prevent the adverse effect of adhesion or to facilitate the wiring of a normal ground line, and a method for manufacturing the same.

上記課題は、特許請求の範囲の請求項1に記載の発明によれば、圧電素子と、前記圧電素子の一方の面に配置された第1の電極と、前記圧電素子の他方の面に配置された第2の電極と、接着剤により前記第1の電極の上面に接着された音響整合部材と、前記音響整合部材に対して所定の距離で離間するように、前記第1の電極の上面に半田付けされた半田部材と、前記音響整合部材から前記第2の電極に至る溝であって所定の間隔で設けられた切断溝と、前記切断溝により分割された複数の前記半田部材の上面に連なるように前記半田部材に密着させ配置された接地線と、前記音響整合部材および前記第1の電極の間からはみ出た前記接着剤からなり、前記音響整合部材および前記半田部材の間に配置される補強部材と、を備え、前記補強部材が密着している部位は、前記音響整合部材の側面、前記第1の電極の上面、および前記半田部材の側面であることを特徴とする超音波トランスデューサを提供することによって達成できる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided the piezoelectric element, the first electrode disposed on one surface of the piezoelectric element, and the other surface of the piezoelectric element. And the acoustic matching member bonded to the upper surface of the first electrode with an adhesive, and the upper surface of the first electrode so as to be separated from the acoustic matching member by a predetermined distance. A solder member soldered to the surface, a groove extending from the acoustic matching member to the second electrode and provided at a predetermined interval, and upper surfaces of the plurality of solder members divided by the cutting groove A ground line arranged in close contact with the solder member so as to be connected to the solder member, and the adhesive protruding from between the acoustic matching member and the first electrode, and disposed between the acoustic matching member and the solder member. A reinforcing member, and the reinforcing portion There sites are in close contact can be achieved by providing an ultrasonic transducer, characterized in that the side surface of the acoustic matching member, an upper surface of the first electrode, and a side of the solder member.

上記課題は、特許請求の範囲の請求項2に記載の発明によれば、前記補強部材が密着している部位として、さらに、前記半田部材の上面のうち、前記接地線の配置されていない部位を含むことを特徴とする請求項1に記載の超音波トランスデューサを提供することによって達成できる。 According to the second aspect of the present invention, the problem is that, as the portion where the reinforcing member is in close contact, the portion of the upper surface of the solder member where the ground wire is not disposed This can be achieved by providing an ultrasonic transducer according to claim 1 .

上記課題は、特許請求の範囲の請求項3に記載の発明によれば、前記補強部材が密着している部位として、さらに、前記半田部材の上面のうち、前記接地線の側面を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の超音波トランスデューサを提供することによって達成できる。 According to the third aspect of the present invention, the above-described problem further includes, as the portion where the reinforcing member is in close contact, the side surface of the grounding wire among the upper surface of the solder member. This can be achieved by providing an ultrasonic transducer according to claim 1 or 2 .

上記課題は、特許請求の範囲の請求項4に記載の発明によれば、前記半田部材は、非鉛系金属からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の超音波トランスデューサを提供することによって達成できる。 The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 3 , wherein the subject is according to the invention described in claim 4 of the claims, wherein the solder member is made of a lead-free metal. Can be achieved by providing.

上記課題は、特許請求の範囲の請求項5に記載の発明によれば、請求項1に記載の超音波トランスデューサの製造方法であって、一方の面に第1の電極、他方の面に第2の電極が配置された圧電素子を用意する段階と、前記第1の電極の上面の両端に半田部材をライン状に形成する段階と、前記両端と所定の距離を離して音響整合部材を接着剤で前記第1の電極の上面に接着する段階と、前記圧電素子および前記音響整合部材を加圧して前記接着剤が前記音響整合部材の側面、前記第1電極の上面、および前記半田部材の側面に接触するまで前記接着剤をはみ出させる段階と、前記接着剤を硬化させる段階と、前記半田部材の上面に接着した接着剤を除去して前記半田部材の上面を露出させる段階と、を備えることを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法を提供することによって達成できる。 According to the invention described in claim 5, the above-described problem is the method of manufacturing an ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the first electrode is provided on one surface and the first electrode is provided on the other surface. Preparing a piezoelectric element in which two electrodes are arranged, forming a solder member in a line shape on both ends of the upper surface of the first electrode, and bonding an acoustic matching member at a predetermined distance from the both ends Adhering to the upper surface of the first electrode with an agent, and pressurizing the piezoelectric element and the acoustic matching member so that the adhesive acts on the side surface of the acoustic matching member, the upper surface of the first electrode, and the solder member. A step of protruding the adhesive until it contacts the side surface; a step of curing the adhesive; and a step of removing the adhesive adhered to the upper surface of the solder member to expose the upper surface of the solder member. Ultrasonic Tran characterized by It can be achieved by providing a inducers manufacturing method.

上記課題は、特許請求の範囲の請求項6に記載の発明によれば、前記接着剤の除去は、研削により行うことを特徴とする請求項5に記載の超音波トランスデューサの製造方法を提供することによって達成できる。 According to the invention as set forth in claim 6 of the present invention, the method of manufacturing an ultrasonic transducer according to claim 5 is characterized in that the removal of the adhesive is performed by grinding. Can be achieved.

上記課題は、特許請求の範囲の請求項7に記載の発明によれば、前記半田部材の上面を露出させた後に、前記音響整合部材から前記第2の電極に至るまで所定の間隔で切断して複数の振動子エレメントを形成する段階と、切断された複数の前記半田部材の上面に連なるように共通接地線を配置する段階と、を含むことを特徴とする請求項5または6に記載の超音波トランスデューサの製造方法を提供することによって達成できる。 According to the seventh aspect of the present invention, after the upper surface of the solder member is exposed , the subject is cut at a predetermined interval from the acoustic matching member to the second electrode. The method of claim 5, further comprising: forming a plurality of transducer elements; and disposing a common ground line so as to be continuous with the upper surfaces of the plurality of cut solder members. This can be achieved by providing a method for manufacturing an ultrasonic transducer .

上記課題は、特許請求の範囲の請求項8に記載の発明によれば、請求項1〜4のいずれかに記載の超音波トランスデューサ、または、請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法によって製造された超音波トランスデューサを備える超音波内視鏡装置を提供することによって達成できる。 According to the invention described in claim 8, the above-described problem is the ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 4 or the manufacturing method according to any one of claims 5 to 7. This can be achieved by providing an ultrasonic endoscopic apparatus comprising an ultrasonic transducer manufactured by the above.

本発明を用いることにより、電極の上に半田ライン曳きをしてから、音響整合層を接着し、接着剤硬化後に接着剤ごと半田層の表面を研削することができる。また、接着剤を部材間に十分に塗布することができるので、振動子エレメントを構成する接着された部材が剥がれるのを防止することができる。また、半田層を研削し表面凹凸をなくすので、電極を研削する必要がなく、また半田面に凹凸がなくなるので、共通接地線に接続されない振動子エレメントが皆無となり、不良振動子エレメントの発生を抑制できるようになる。   By using the present invention, the acoustic matching layer can be bonded after the solder line is drawn on the electrode, and the surface of the solder layer together with the adhesive can be ground after the adhesive is cured. Further, since the adhesive can be sufficiently applied between the members, it is possible to prevent the bonded members constituting the vibrator element from being peeled off. Also, since the solder layer is ground to eliminate surface irregularities, there is no need to grind the electrodes, and since there are no irregularities on the solder surface, there is no transducer element that is not connected to the common ground wire, and defective transducer elements are generated. It becomes possible to suppress.

図1は、本実施形態におけるアレイ型超音波トランスデューサの断面を示す。図2は、図1の上面図を示す(ただし、音響レンズは省略してある)。アレイ型超音波トランスデューサ1は、圧電振動子2、電極3(3a,3b)、第1音響整合層4、第2音響整合層5、半田層6、補強部7、共通接地線8、音響レンズ9、フレキシブルプリント基板(FPC)10、ダンピング層11から構成される。   FIG. 1 shows a cross section of an array-type ultrasonic transducer in this embodiment. FIG. 2 shows a top view of FIG. 1 (however, the acoustic lens is omitted). The array-type ultrasonic transducer 1 includes a piezoelectric vibrator 2, electrodes 3 (3a, 3b), a first acoustic matching layer 4, a second acoustic matching layer 5, a solder layer 6, a reinforcing portion 7, a common ground line 8, and an acoustic lens. 9, a flexible printed circuit board (FPC) 10, and a damping layer 11.

ダンピング層11は、圧電振動子2を背面保持するためと、超音波振動を減衰させて広帯域の超音波パルスを得るためのものである。ダンピング層11の側面から上面にかけてFPC10が配設されている。なお、FPC10の表面には本来信号を送受信するためのケーブルが配設されているが、同図では省略している。圧電振動子2の下面には電極3a、上面には電極3bが形成されている。   The damping layer 11 is for holding the piezoelectric vibrator 2 on the back surface and for attenuating ultrasonic vibration to obtain a broadband ultrasonic pulse. The FPC 10 is disposed from the side surface to the upper surface of the damping layer 11. Note that a cable for transmitting and receiving signals is provided on the surface of the FPC 10, but it is omitted in the figure. An electrode 3 a is formed on the lower surface of the piezoelectric vibrator 2, and an electrode 3 b is formed on the upper surface.

図2において、ダイシング加工により形成された溝(ダイシング溝)21が複数ある。そのダイシングの結果、ダイシング溝21間にある、ダイシングされていない部分を振動子エレメント(単にエレメントともいう)20という。この振動子エレメント20は、主として、電極3a、圧電振動子2、電極3b、第1音響整合層4、第2音響整合層5、及び共通のダンピング層11から構成されている。図2では、振動子エレメント20a,20b,20c,20d,20eがある。   In FIG. 2, there are a plurality of grooves (dicing grooves) 21 formed by dicing. As a result of the dicing, portions that are not diced between the dicing grooves 21 are referred to as transducer elements (also simply referred to as elements) 20. The transducer element 20 mainly includes an electrode 3 a, a piezoelectric transducer 2, an electrode 3 b, a first acoustic matching layer 4, a second acoustic matching layer 5, and a common damping layer 11. In FIG. 2, there are transducer elements 20a, 20b, 20c, 20d, and 20e.

電極3a,3b間に電圧信号が印加されると、圧電振動子2は振動して、超音波を発生する。電圧信号は振動子エレメント単位に入力される。
ここで、第1音響整合層4、第2音響整合層5は、超音波を空気中や水や生体等にそのまま放出すると、圧電振動子と空気中や水や生体等の間では音響インピーダンス差があるので、その界面で超音波が跳ね返って効率よく放出されないので、それを抑制し効率よく放出するためのものである。
When a voltage signal is applied between the electrodes 3a and 3b, the piezoelectric vibrator 2 vibrates and generates ultrasonic waves. The voltage signal is input for each transducer element.
Here, when the first acoustic matching layer 4 and the second acoustic matching layer 5 emit ultrasonic waves as they are in the air, water, living body, etc., the acoustic impedance difference between the piezoelectric vibrator and the air, water, living body, etc. Therefore, the ultrasonic wave bounces off the interface and is not released efficiently, so that it is possible to suppress it and release it efficiently.

ダンピング層11の上部には複数の振動子エレメント20(20a,20b,20c,20d,20e)が配設されている。圧電振動子2の左右両端の上部には、半田層6が配設されている。第1音響整合層4及び第2音響整合層5と、電極3b及び半田層6とに渡って補強部(接着剤)7が形成されている。その補強部7に隣接して共通接地線8が形成されている。半田層6、補強部(接着剤)7、及び共通接地線8は、振動子エレメント20間に渡って設けられている。   A plurality of transducer elements 20 (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) are disposed on the damping layer 11. Solder layers 6 are disposed on the upper left and right ends of the piezoelectric vibrator 2. A reinforcing portion (adhesive) 7 is formed across the first acoustic matching layer 4 and the second acoustic matching layer 5, the electrode 3 b and the solder layer 6. A common ground line 8 is formed adjacent to the reinforcing portion 7. The solder layer 6, the reinforcing portion (adhesive) 7, and the common ground line 8 are provided across the transducer elements 20.

半田層6は、各振動子エレメントのエレベーション方向(走査方向(例えば、右から左へ走査する方向)に対して垂直方向)に位置する箇所に設けられている。そして、それらの各振動子エレメントを接続するように共通接地線8が設けられている(図2)。   The solder layer 6 is provided at a location located in the elevation direction of each transducer element (the direction perpendicular to the scanning direction (for example, the direction of scanning from right to left)). A common ground line 8 is provided so as to connect these transducer elements (FIG. 2).

上記したようにダンピング層11上に振動子エレメント20が複数形成され、これらの振動子エレメント20を覆うようにして、音響レンズ9が設けられている。音響レンズ9は、単に音響レンズとして機能するだけでなく、外部からアレイ型超音波トランスデューサ1を被覆し保護する部材としても機能している。   As described above, a plurality of transducer elements 20 are formed on the damping layer 11, and the acoustic lens 9 is provided so as to cover these transducer elements 20. The acoustic lens 9 not only functions as an acoustic lens, but also functions as a member that covers and protects the array type ultrasonic transducer 1 from the outside.

図3及び図4は、本実施形態におけるアレイ型超音波トランスデューサの製造工程を示す。まず、第1音響整合層4と、第2音響整合層5とを接合する(図3(a))。以下では、この第1音響整合層4と第2音響整合層5とを接合したものを音響整合層30という。   3 and 4 show the manufacturing process of the array-type ultrasonic transducer in this embodiment. First, the first acoustic matching layer 4 and the second acoustic matching layer 5 are joined (FIG. 3A). Below, what joined this 1st acoustic matching layer 4 and the 2nd acoustic matching layer 5 is called acoustic matching layer 30. FIG.

次に、下面に電極3aと上面に電極3bとを設けた圧電振動子2を形成する(図3(b))。電極3aの下面にFPC10を接着して、さらにダンピング層11を接着する(図3(c))。また、電極3bの上面両端に半田ラインを曳いて半田層6を形成する(図3(b))。ここで用いる半田は、環境への負担を考慮して、非鉛系金属材料を用いるのが好ましい。   Next, the piezoelectric vibrator 2 having the electrode 3a on the lower surface and the electrode 3b on the upper surface is formed (FIG. 3B). The FPC 10 is adhered to the lower surface of the electrode 3a, and the damping layer 11 is further adhered (FIG. 3C). Also, solder lines 6 are formed on both ends of the upper surface of the electrode 3b to form the solder layer 6 (FIG. 3B). The solder used here is preferably a lead-free metal material in consideration of the burden on the environment.

次に、電極3bの上面に接着剤31(例えば、エポキシ系樹脂)を塗布して、音響整合層30を接着する(図3(d))。音響整合層30と電極3bを加圧しながら接着すると、余分な接着剤31がはみ出して、音響整合層30の側面と電極3bと半田層6とに渡って補強部7が形成される。この補強部7を形成する接着剤は、接着剤31と同一の部材を用いることができる。   Next, an adhesive 31 (for example, epoxy resin) is applied to the upper surface of the electrode 3b to bond the acoustic matching layer 30 (FIG. 3D). When the acoustic matching layer 30 and the electrode 3 b are bonded together while being pressed, an excessive adhesive 31 protrudes, and the reinforcing portion 7 is formed across the side surface of the acoustic matching layer 30, the electrode 3 b, and the solder layer 6. As the adhesive forming the reinforcing portion 7, the same member as the adhesive 31 can be used.

その後、ダイシング加工を行い、振動子エレメントを形成する。ダイシング加工の結果、複数の振動子エレメントが形成され、振動子エレメント間にはダイシング加工によって生じた溝が形成される。   Thereafter, dicing is performed to form a vibrator element. As a result of the dicing process, a plurality of transducer elements are formed, and grooves generated by the dicing process are formed between the transducer elements.

次に、後述する図5の処理を行って、各振動子エレメントの両端(振動子エレメントのエレベーション方向の端部)に共通接地線8を形成する(図4(e))。ここで用いる共通接地線8は、環境への負担を考慮して、非鉛系金属材料を用いるのが好ましい。   Next, the process of FIG. 5 described later is performed to form a common ground line 8 at both ends of each transducer element (end portions in the elevation direction of the transducer elements) (FIG. 4E). The common ground line 8 used here is preferably made of a lead-free metal material in consideration of the burden on the environment.

共通接地線8を形成した後、アレイ型超音波トランスデューサの上面に音響レンズ9を形成する(図4(f))。音響レンズ9は、外部からアレイ型超音波トランスデューサ1を被覆する部材としても機能している。したがって、音響レンズ9のうち、実際に音響レンズとして機能する部分以外の部分(例えば、アレイ型超音波トランスデューサ1の側面部分)は保護膜9aとして機能している。なお、音響レンズ9は振動子エレメント間にある溝部を充填している溝充填部材を兼ねていてもよい。この場合、接着剤31、補強部7は、同一の高分子材料(例えば、エポキシ系樹脂等)からなり、振動子エレメント間の間隙部を音響レンズ材が埋めることになり、これにより振動子エレメントが倒れるのを防止するための補強となる。   After forming the common ground line 8, the acoustic lens 9 is formed on the upper surface of the array-type ultrasonic transducer (FIG. 4 (f)). The acoustic lens 9 also functions as a member that covers the array type ultrasonic transducer 1 from the outside. Therefore, a portion of the acoustic lens 9 other than the portion that actually functions as the acoustic lens (for example, the side surface portion of the array type ultrasonic transducer 1) functions as the protective film 9a. The acoustic lens 9 may also serve as a groove filling member that fills a groove between the transducer elements. In this case, the adhesive 31 and the reinforcing portion 7 are made of the same polymer material (for example, epoxy resin), and the acoustic lens material fills the gap between the transducer elements. Reinforcement to prevent falling.

図5は、図3及び図4で説明したアレイ型超音波トランスデューサの製造工程の詳細を示す。まず、焼付けAg電極付き圧電振動子2を用意する(図5(a))。この圧電振動子2には、上面及び下面にAg電極が焼き付けてある。   FIG. 5 shows details of the manufacturing process of the array-type ultrasonic transducer described in FIGS. 3 and 4. First, a piezoelectric vibrator 2 with a baked Ag electrode is prepared (FIG. 5A). This piezoelectric vibrator 2 is baked with Ag electrodes on the upper and lower surfaces.

次に、この圧電振動子2の上面両端に半田ライン(予備半田ともいう)6を曳く(図5(b))。この半田ライン6は、スクリーン印刷法によりパターン形成することができる。この半田ライン6は、後の工程で接合させる共通接地線を圧電振動子2の第1の電極と接合するのを容易にするためである。ここで用いる半田6は、鉛フリーのものを使用するのが好ましく、例えば、Sn−Ag−Cu系(例えば、商品名「LFSOLDER LF−204−1」、タムラ化研製)、Sn−Ag系、Sn−Cu系を使用することができる。   Next, solder lines (also referred to as spare solder) 6 are spread on both ends of the upper surface of the piezoelectric vibrator 2 (FIG. 5B). The solder line 6 can be patterned by a screen printing method. This solder line 6 is for facilitating joining a common ground line to be joined in a later process to the first electrode of the piezoelectric vibrator 2. The solder 6 used here is preferably a lead-free solder, for example, Sn-Ag-Cu type (for example, trade name “LFSOLDER LF-204-1”, manufactured by Tamura Kaken), Sn-Ag type, Sn-Cu system can be used.

次に、上面両端に半田ライン6が曳かれた圧電振動子2の上面のうち音響整合層30と接合しようとする部分に接着剤31を塗布して、音響整合層30を接着する(図5(c))。この接着時の加圧により、音響整合層30の下面と圧電振動子2の上面間から余分な接着剤31が圧電振動子2の上面の両端部分にはみ出して、そのはみ出した部分周辺を被覆する。このはみ出した接着剤31は、半田ライン6と圧電振動子2の上面の電極の一部と音響整合層30の側面とに付着してこれらを一括して固定してしまう。   Next, an adhesive 31 is applied to the portion of the upper surface of the piezoelectric vibrator 2 having the solder lines 6 at both ends of the upper surface to be bonded to the acoustic matching layer 30 to bond the acoustic matching layer 30 (FIG. 5). (C)). Due to the pressurization at the time of bonding, excess adhesive 31 protrudes from both the lower surface of the acoustic matching layer 30 and the upper surface of the piezoelectric vibrator 2 to both end portions of the upper surface of the piezoelectric vibrator 2 and covers the periphery of the protruding portion. . The protruding adhesive 31 adheres to the solder line 6, a part of the electrode on the upper surface of the piezoelectric vibrator 2, and the side surface of the acoustic matching layer 30 and fixes them together.

次に、はみ出した接着剤31のうち半田ライン6を覆っている部分を、研削ブレード40を用いて研削し、半田ライン6を露出させる(図5(d))。このとき、半田ライン6表面も研削するようにする。これにより、半田ライン6の表面を均一な平面にすることができる。   Next, the portion of the protruding adhesive 31 that covers the solder line 6 is ground using the grinding blade 40 to expose the solder line 6 (FIG. 5D). At this time, the surface of the solder line 6 is also ground. Thereby, the surface of the solder line 6 can be made into a uniform plane.

その後、ダイシング加工を行うことにより複数の振動子エレメントが形成され、各振動子エレメントの両端の半田ライン6の上面に共通接地線を接合する。上記で、研削により半田ライン6の表面を圧電振動子2の上面に対して略平行となるような平面に形成しているので、その半田ライン6に接合された共通接地線も前記圧電振動子の上面に対して略平行に形成されることになる。   Thereafter, dicing is performed to form a plurality of transducer elements, and a common ground line is joined to the upper surfaces of the solder lines 6 at both ends of each transducer element. In the above, the surface of the solder line 6 is formed by grinding into a plane that is substantially parallel to the upper surface of the piezoelectric vibrator 2, and therefore the common ground line joined to the solder line 6 is also the piezoelectric vibrator. It is formed substantially parallel to the upper surface of the.

このようにすることにより、アレイ型超音波振動子エレメントのエレベーション方向の端部において、音響整合層の側面、圧電振動子表面、及び半田ラインを同一材料で一括して固着することができる。   By doing so, the side surface of the acoustic matching layer, the surface of the piezoelectric vibrator, and the solder line can be fixed together with the same material at the end of the array type ultrasonic vibrator element in the elevation direction.

以上より、電極の上に半田ライン曳きをしてから、音響整合層を接着し、接着剤ごと半田層の表面を研削することができる。また、接着剤を部材間に十分に塗布することができるので、振動子エレメントを構成する接着された部材が剥がれるのを防止することができる。また、半田層を研削するので、電極を研削する必要がなく、また半田面の高さが不揃いになることがないので、安定した半田ラインを形成することができる。   As described above, after the solder line is drawn on the electrode, the acoustic matching layer can be adhered, and the surface of the solder layer together with the adhesive can be ground. Further, since the adhesive can be sufficiently applied between the members, it is possible to prevent the bonded members constituting the vibrator element from being peeled off. Further, since the solder layer is ground, it is not necessary to grind the electrodes, and the height of the solder surface does not become uneven, so that a stable solder line can be formed.

本実施形態におけるアレイ型超音波トランスデューサの断面を示す。The cross section of the array type ultrasonic transducer in this embodiment is shown. 図1の上面図を示す。FIG. 2 shows a top view of FIG. 1. 本実施形態におけるアレイ型超音波トランスデューサの製造工程(その1)を示す。The manufacturing process (the 1) of the array type ultrasonic transducer in this embodiment is shown. 本実施形態におけるアレイ型超音波トランスデューサの製造工程(その2)を示す。The manufacturing process (the 2) of the array type ultrasonic transducer in this embodiment is shown. 図3及び図4で説明したアレイ型超音波トランスデューサの製造工程の詳細を示す。The details of the manufacturing process of the array-type ultrasonic transducer described in FIGS. 3 and 4 are shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 アレイ型超音波トランスデューサ
2 圧電振動子
3(3a,3b) 電極
4 第1音響整合層
5 第2音響整合層
6 半田層
7 補強部
8 共通接地線
9 音響レンズ
10 FPC
11 ダンピング層
20(20a,20b,20c,20d,20e) 振動子エレメント
30 音響整合層
31 接着剤
40 研削ブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array type ultrasonic transducer 2 Piezoelectric vibrator 3 (3a, 3b) Electrode 4 1st acoustic matching layer 5 2nd acoustic matching layer 6 Solder layer 7 Reinforcement part 8 Common ground line 9 Acoustic lens 10 FPC
11 Damping layer 20 (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) Transducer element 30 Acoustic matching layer 31 Adhesive 40 Grinding blade

Claims (8)

圧電素子と、  A piezoelectric element;
前記圧電素子の一方の面に配置された第1の電極と、  A first electrode disposed on one surface of the piezoelectric element;
前記圧電素子の他方の面に配置された第2の電極と、  A second electrode disposed on the other surface of the piezoelectric element;
接着剤により前記第1の電極の上面に接着された音響整合部材と、  An acoustic matching member adhered to the upper surface of the first electrode by an adhesive;
前記音響整合部材に対して所定の距離で離間するように、前記第1の電極の上面に半田付けされた半田部材と、  A solder member soldered to the upper surface of the first electrode so as to be separated from the acoustic matching member by a predetermined distance;
前記音響整合部材から前記第2の電極に至る溝であって所定の間隔で設けられた切断溝と、  A groove extending from the acoustic matching member to the second electrode and provided at a predetermined interval; and
前記切断溝により分割された複数の前記半田部材の上面に連なるように前記半田部材に密着させ配置された接地線と、  A grounding wire disposed in close contact with the solder member so as to be continuous with the upper surfaces of the plurality of solder members divided by the cutting grooves;
前記音響整合部材および前記第1の電極の間からはみ出た前記接着剤からなり、前記音響整合部材および前記半田部材の間に配置される補強部材と、を備え、  A reinforcing member made of the adhesive protruding from between the acoustic matching member and the first electrode, and disposed between the acoustic matching member and the solder member;
前記補強部材が密着している部位は、  The site where the reinforcing member is in close contact is:
前記音響整合部材の側面、    A side surface of the acoustic matching member;
前記第1の電極の上面、および    An upper surface of the first electrode; and
前記半田部材の側面であることを特徴とする超音波トランスデューサ。    An ultrasonic transducer which is a side surface of the solder member.
前記補強部材が密着している部位として、さらに  As a portion where the reinforcing member is in close contact,
前記半田部材の上面のうち、前記接地線の配置されていない部位を含むことを特徴とする請求項1に記載の超音波トランスデューサ。  The ultrasonic transducer according to claim 1, further comprising a portion of the upper surface of the solder member where the ground line is not disposed.
前記補強部材が密着している部位として、さらに  As a portion where the reinforcing member is in close contact,
前記半田部材の上面のうち、前記接地線の側面を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の超音波トランスデューサ。  The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the ultrasonic transducer includes a side surface of the grounding wire in an upper surface of the solder member.
前記半田部材は、非鉛系金属からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の超音波トランスデューサ。  The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the solder member is made of a lead-free metal. 請求項1に記載の超音波トランスデューサの製造方法であって、  It is a manufacturing method of the ultrasonic transducer according to claim 1,
一方の面に第1の電極、他方の面に第2の電極が配置された圧電素子を用意する段階と、  Providing a piezoelectric element having a first electrode on one side and a second electrode on the other side;
前記第1の電極の上面の両端に半田部材をライン状に形成する段階と、  Forming a solder member in a line shape on both ends of the upper surface of the first electrode;
前記両端と所定の距離を離して音響整合部材を接着剤で前記第1の電極の上面に接着する段階と、  Adhering an acoustic matching member to the upper surface of the first electrode with an adhesive at a predetermined distance from both ends;
前記圧電素子および前記音響整合部材を加圧して前記接着剤が前記音響整合部材の側面、前記第1電極の上面、および前記半田部材の側面に接触するまで前記接着剤をはみ出させる段階と、  Pressing the piezoelectric element and the acoustic matching member to cause the adhesive to protrude until the adhesive contacts the side surface of the acoustic matching member, the upper surface of the first electrode, and the side surface of the solder member;
前記接着剤を硬化させる段階と、  Curing the adhesive; and
前記半田部材の上面に接着した接着剤を除去して前記半田部材の上面を露出させる段階と、  Removing the adhesive bonded to the upper surface of the solder member to expose the upper surface of the solder member;
を備えることを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。An ultrasonic transducer manufacturing method comprising:
前記接着剤の除去は、研削により行うことを特徴とする請求項5に記載の超音波トランスデューサの製造方法。  The method of manufacturing an ultrasonic transducer according to claim 5, wherein the removal of the adhesive is performed by grinding. 前記半田部材の上面を露出させた後に、  After exposing the upper surface of the solder member,
前記音響整合部材から前記第2の電極に至るまで所定の間隔で切断して複数の振動子エレメントを形成する段階と、  Cutting at predetermined intervals from the acoustic matching member to the second electrode to form a plurality of transducer elements;
切断された複数の前記半田部材の上面に連なるように共通接地線を配置する段階と、を含むことを特徴とする請求項5または6に記載の超音波トランスデューサの製造方法。  The method of manufacturing an ultrasonic transducer according to claim 5, further comprising: arranging a common ground line so as to be continuous with the upper surfaces of the plurality of cut solder members.
請求項1〜4のいずれかに記載の超音波トランスデューサ、または  The ultrasonic transducer according to any one of claims 1 to 4, or
請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法によって製造された超音波トランスデューサを備える超音波内視鏡装置。  An ultrasonic endoscope apparatus comprising the ultrasonic transducer manufactured by the manufacturing method according to claim 5.
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