超音波診断装置用プローブ及びその製造方法
【課題】超音波診断装置用プローブ及びその製造方法に対する発明の提供。
【解決手段】開示された発明の超音波診断装置用プローブは、第１電極部を備える吸音層と、第１電極部に連結される圧電体と、圧電体に連結される第２電極部を備える音響整合層と、第１電極部及び第２電極部に連結されるＰＣＢとを含む。本発明によると、圧電体とＰＣＢとの接続作業が迅速かつ容易に行われるので、製造時間が短縮され、製造が容易であるとともに、接続部位の耐久性及び均一性が向上し、圧電体とＰＣＢとの間の接合不良による性能低下を防止することができる。
【解決手段】開示された発明の超音波診断装置用プローブは、第１電極部を備える吸音層と、第１電極部に連結される圧電体と、圧電体に連結される第２電極部を備える音響整合層と、第１電極部及び第２電極部に連結されるＰＣＢとを含む。本発明によると、圧電体とＰＣＢとの接続作業が迅速かつ容易に行われるので、製造時間が短縮され、製造が容易であるとともに、接続部位の耐久性及び均一性が向上し、圧電体とＰＣＢとの間の接合不良による性能低下を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブに関するもので、より詳しくは、超音波を用いて対象体の内部の映像を生成するための超音波診断装置用プローブ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、対象体の体表から体内の所望の部位に向かって超音波信号を照射し、反射された超音波信号（超音波エコー信号）の情報を用いて、軟部組織の単層や血流に関するイメージを無侵襲で得る装置である。この装置は、Ｘ線診断装置、ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）、核医学診断装置などの他の映像診断装置と比較するとき、小型でかつ低廉であり、リアルタイムで表示可能であり、Ｘ線などの被爆なしに安全性が高いという長所を有しており、心臓、腹部、泌尿器、及び産婦人科診断のために広く用いられている。
【０００３】
特に、超音波診断装置は、対象体の超音波映像を得るために、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信するプローブを含む。
【０００４】
プローブは、トランスデューサと、上端が開放されたケースと、開放されたケースの上端に結合されて対象体の表面と直接接触するカバーとを含む。
【０００５】
ここで、トランスデューサは、圧電物質が振動しながら、電気的な信号と音響信号とを相互変換させる圧電層と、圧電層から発生した超音波が対象体に最大限に伝達されるように、圧電層と対象体との間の音響インピ−ダンス差を減少させる音響整合層と、圧電層の前方に進行する超音波を特定の地点に集束させるレンズ層と、超音波の圧電層の後方への進行を遮断することで、映像のわい曲を防止する吸音層とを含む。
【０００６】
前記圧電層は、圧電体及び電極を含み、電極は、圧電体の上端及び下端にそれぞれ提供される。そして、圧電層には、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）が接合される。ＰＣＢは、圧電体の電極に連結される配線電極を備えており、圧電体の信号伝達の役割をする。ＰＣＢと圧電体は、ＰＣＢの配線電極と圧電層の電極とが連結されることで互いに接続される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなプローブによると、ＰＣＢの配線電極と圧電層の電極とを連結するための接続作業時に手間がかかり、結果として製造時間が増加するという問題点がある。また、接続作業が手作業で行われるので、接続部位の低い耐久性及び不均一性によって性能が低下するという問題点がある。したがって、これを改善する必要性が要請される。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を改善するためになされたもので、その目的は、製造が容易であり、圧電層とＰＣＢとの間の接合不良による性能低下を防止できるように構造を改善した超音波診断装置用プローブ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面による超音波診断装置用プローブは、第１電極部を備える吸音層と、前記第１電極部に連結される圧電体と、前記圧電体に連結される第２電極部を備える音響整合層と、前記第１電極部及び前記第２電極部に連結されるＰＣＢとを含む。
【００１０】
また、前記第１電極部及び前記第２電極部は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極とを備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第１電極部に連結され、前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第２電極部に連結されることが好ましい。
【００１３】
本発明の一側面による超音波診断装置用プローブは、電極部を備える吸音層と、前記電極部に連結される圧電体と、前記圧電体に連結される音響整合層と、前記電極部及び前記音響整合層に連結されるＰＣＢとを含む。
【００１４】
また、前記電極部及び前記音響整合層は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることが好ましい。
【００１５】
また、前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極とを備えることが好ましい。
【００１６】
また、前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記電極部に連結され、前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記音響整合層に連結されることが好ましい。
【００１７】
また、前記音響整合層の前記圧電体及び前記ＰＣＢに連結される部分は、伝導性材料で製作されることが好ましい。
【００１８】
また、前記超音波診断装置用プローブは、リニアタイプのプローブまたはコンベックスタイプのプローブであることが好ましい。
【００１９】
本発明の他の側面による超音波診断装置用プローブの製造方法は、吸音層に第１電極部を形成する段階と、音響整合層に第２電極部を形成する段階と、前記第１電極部及び前記第２電極部に圧電体を連結する段階と、前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階とを含む。
【００２０】
また、前記吸音層に第１電極部を形成する段階では、前記第１電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることが好ましい。
【００２１】
また、前記音響整合層に第２電極部を形成する段階では、前記第２電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることが好ましい。
【００２２】
また、前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階では、前記ＰＣＢの一方の側に形成された第１配線電極を前記第１電極部に連結し、前記ＰＣＢの他方の側に形成された第２配線電極を前記第２電極部に連結することが好ましい。
【００２３】
本発明の更に他の側面による超音波診断装置用プローブは、吸音層に電極部を形成する段階と、音響整合層を形成する段階と、前記電極部及び前記音響整合層に圧電体を連結する段階と、前記電極部及び前記音響整合層にＰＣＢを連結する段階とを含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る超音波診断装置用プローブ及びその製造方法によると、圧電体とＰＣＢとの接続作業が迅速かつ容易に行われるので、製造時間が短縮され、製造が容易である。
【００２５】
また、本発明は、ＰＣＢが安定的に位置した状態で圧電体とＰＣＢとの接続作業を行える構造をとるので、接続部位の耐久性及び均一性が向上し、圧電体とＰＣＢとの間の接合不良による性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付された各図面を参照して、本発明に係る超音波診断装置用プローブ及びその製造方法の一実施例を説明する。図面に示した各線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜のために、誇張して図示されることがある。また、後述する各用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語で、これは、使用者、運用者の意図又は慣例によって変わり得る。したがって、このような各用語は、本明細書の全般的な内容に基づいて定義されるべきである。
【００２８】
図１は、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図で、図２は、図１に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１および図２中、圧電層から発生した超音波が進行する方向を「前方」、その反対方向を「後方」とする。
【００２９】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブは、吸音層１１０、圧電体１２０、音響整合層１３０及びＰＣＢ１４０を含む。
【００３０】
吸音層１１０は、圧電体１２０の後方に配置される。吸音層１１０は、圧電体１２０の自由振動を抑制することで、超音波のパルス幅を減少させ、超音波が不必要に圧電層の後方に伝播されることを遮断することで、映像のわい曲を防止する。この吸音層１１０は、エポキシ樹脂及びタングステンパウダーなどが添加されたゴムを含む材質で形成される。
【００３１】
前記吸音層１１０は、第１電極部１１５を備えている。第１電極部１１５は、吸音層１１０上に形成され、吸音層１１０と圧電体１２０との間に配置される。第１電極部１１５は、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。
【００３２】
圧電体１２０は、第１電極部１１５に“連結”される。圧電体１２０は、共振現象を用いて超音波を発生させるもので、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミック、亜鉛ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛（ＰＺＮＴ）の固溶体で作られるＰＺＮＴ単結晶、マグネシウムニオブ酸鉛及びチタン酸鉛（ＰＺＭＴ）の固溶体で作られるＰＺＭＴ単結晶などで形成される。
【００３３】
ここで、前記“連結”は、相互配線（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）されるように電気的に連結することを意味し、前記圧電体１２０は、吸音層１１０（第１電極部１１５）上に積層され、吸音層１１０に形成された第１電極部１１５と相互配線されるように電気的に連結される。
【００３４】
このために、圧電体１２０には、第１電極１２２及び第２電極１２４が形成される。第１電極１２２及び第２電極１２４は、圧電体１２０の一側及び他側、好ましくは圧電体１２０の前方及び後方にそれぞれ配置される（図２において、圧電体１２０の上側及び下側）。このうち、第１電極１２２は、第１電極部１１５と相互配線されるように電気的に連結され、第２電極１２４は、後述する第２電極部１３５と相互配線されるように電気的に連結される。
【００３５】
このような第１電極１２２及び第２電極１２４は、金、銀、又は銅のような高伝導性金属で形成される。ここで、第１電極１２２及び第２電極１２４のうちのいずれか一つは、圧電体１２０の正極（または信号電極）に該当し、他の一つは、圧電体１２０の負極（または接地電極）に該当する。前記第１電極１２２及び第２電極１２４は、正極と負極とが互いに分離されるように形成される。本実施例においては、第１電極１２２が正極に該当し、第２電極１２４が負極に該当するものとして例示される。
【００３６】
音響整合層１３０は、圧電体１２０の前方に配置される。音響整合層１３０は、圧電体１２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとを整合させ、圧電体１２０から発生する超音波信号を対象体に効率的に伝達させる役割をするもので、圧電体１２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとの中間値を有するように備えられる。このような音響整合層１３０は、ガラスまたは樹脂材質で形成され、音響インピーダンスが圧電体１２０から対象体に向かって段階的に変化するように、互いに異なる材質で形成される第１音響整合層１３２及び第２音響整合層１３４を備えている。
【００３７】
前記音響整合層１３０は第２電極部１３５を備えている。第２電極部１３５は、音響整合層１３０、より具体的には第２音響整合層１３４上に形成され、圧電体１２０と音響整合層１３０との間に配置される。第２電極部１３５は、第１電極部１１５の場合と同様に、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。
【００３８】
本実施例によると、圧電体１２０は、吸音層１１０及び音響整合層１３０より小さい幅を有するように備えられる。また、第１電極部１１５は、圧電体１２０の第１電極１２２に連結され、吸音層１１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図２において左側）に延長される。すなわち、第１電極部１１５は、吸音層１１０上に形成される。第２電極部１３５は、第１電極部１１５と離隔して配置されるように圧電体１２０の第２電極１２４に連結され、音響整合層１３０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図２において左側）に延長される。すなわち、第２電極部１３５は、第２音響整合層１３４上に形成される。
【００３９】
その結果、圧電体１２０の外側（側面側）には、第１電極部１１５、圧電体１２０の側部及び第２電極部１３５によって３面が囲まれた空間部Ｓが形成される。
【００４０】
ＰＣＢ１４０は、第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結される。このようなＰＣＢ１４０は、フレキシブル印刷回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＦＰＣＢ）、及び信号や電気を供給可能な全ての構成を含む。
【００４１】
本実施例によると、ＰＣＢ１４０は、第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４を含む。第１配線電極１４２はＰＣＢ１４０の一側面に形成され、第２配線電極１４４はＰＣＢ１４０の他側面に形成される。すなわち、ＰＣＢ１４０は、その両面の全てに配線電極１４２、１４４を有する。各配線電極１４２、１４４は、第１電極部１１５または第２電極部１３５にそれぞれ対応する形態でＰＣＢ１４０の一側面（吸音層１１０側面）または他側面（音響層１３０側面）にそれぞれ複数個が形成される。
【００４２】
前記ＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓに挿入される。このようにＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓに挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された第１電極部１１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された第２電極部１３５に連結される。
【００４３】
一方、図示していないが、本実施例の超音波診断装置用プローブは、音響整合層１３０の前方に配置され、前方に進行する超音波信号を特定の地点に収束させるレンズ層をさらに備えることができる。
【００４４】
このような本実施例の超音波診断装置用プローブは、線形の表面形状を有するリニアタイプのプローブ形態であるか、曲面として凸状の表面形状を有するコンベックス（Ｃｏｎｖｅｘ）タイプのプローブ形態である。
【００４５】
図３は、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【００４６】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法に対して説明する。
【００４７】
本実施例の超音波診断装置用プローブを製造するためには、まず、吸音層１１０に第１電極部１１５を形成する（Ｓ１０）。
【００４８】
吸音層１１０に第１電極部１１５を形成するためには、まず、エポキシ樹脂及びタングステンパウダーなどが添加されたゴムを含む材質で吸音層１１０を成形する。このとき、吸音層１１０は、圧電体１２０より大きい幅を有するように成形される。
【００４９】
このように成形された吸音層１１０には、吸音層１１０と第１電極部１１５との接着力を向上させるための補強物質（図示せず）を塗布することができる。補強物質は、クロム、ニッケルなどを含む物質からなる。
【００５０】
その次に、補強物質が塗布された吸音層１１０に第１電極部１１５を形成する。第１電極部１１５は、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。このような第１電極部１１５は、吸音層１１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。すなわち、第１電極部１１５は、吸音層１１０上に形成される。
【００５１】
さらに、音響整合層１３０には第２電極部１３５を形成する（Ｓ２０）。音響整合層１３０に第２電極部１３５を形成するために、まず、音響整合層１３０を圧電体１２０より大きい幅、好ましくは吸音層１１０と同一の幅を有するように成形する。
【００５２】
このように成形された音響整合層１３０の一方の面には、音響整合層１３０と第２電極部１３５との接着力を向上させるための補強物質（図示せず）を塗布し、補強物質が塗布された音響整合層１３０の一方の面に第２電極部１３５を形成する。第２電極部１３５の材質及び形成方法は、上述した第１電極部１１５の場合と類似しているので、これに対する詳細な説明は省略する。このような第２電極部１３５は、音響整合層１３０の幅に対応するように圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。すなわち、第２電極部１３５は、音響整合層１３０上に形成される。
【００５３】
そして、第１電極部１１５及び第２電極部１３５に圧電体１２０を連結する（Ｓ３０）。具体的に、圧電体１２０が吸音層１１０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第１電極１２２が、吸音層１１０に形成された第１電極部１１５と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が第１電極部１１５に連結される。
【００５４】
さらに、音響整合層１３０が圧電体１２０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第２電極１２４が、音響整合層１３０に形成された第２電極部１３５と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が第２電極部１３５に連結される。このとき、第１電極１２２と第１電極部１１５、第２電極１２４と第２電極部１３５は、それぞれ伝導性接着剤を媒介にして接合されることで電気的に連結される。
【００５５】
その結果、第１電極部１１５及び第２電極部１３５は、前後側方向に並んで互いに離隔して配置される。このような第１電極部１１５及び第２電極部１３５によって、圧電体１２０の外側（側面側）には、第１電極部１１５、圧電体１２０の側部及び第２電極部１３５によって３面が囲まれた空間部Ｓが形成される。
【００５６】
第１電極部１１５及び第２電極部１３５に圧電体１２０が連結されると、ＰＣＢ１４０を第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結する（Ｓ４０）。
【００５７】
ＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓに挿入される。そして、ＰＣＢ１４０の一側面には第１配線電極１４２が形成され、他側面には第２配線電極１４４が形成される。
【００５８】
ＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓに挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された第１電極部１１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された第２電極部１３５に連結される。第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４は、鉛などのはんだ付け材料や異方性伝導体などによって第１電極部１１５及び第２電極部１３５にそれぞれ連結される。
【００５９】
上記のような過程によって、ＰＣＢ１４０は、第１電極部１１５を媒介にして圧電体１２０の第１電極１２２に電気的に連結され、第２電極部１３５を媒介にして圧電体１２０の第２電極１２４に電気的に連結される。これによって、圧電体１２０とＰＣＢ１４０とが互いに電気的に連結される。
【００６０】
一方、本実施例では、吸音層１１０及び音響整合層１３０に第１電極部１１５及び第２電極部１３５をそれぞれ形成し、圧電体１２０を第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結した後、ＰＣＢ１４０を第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結することを例示しているが、本発明は、必ず上述した順に実施されるべきものでなく、異なる順序で実施されたり、同時に実施されてもかまわない。
【００６１】
上述したような本実施例の超音波診断装置用プローブの製造方法によると、ＰＣＢ１４０の位置が安定的でない状態で、ＰＣＢ１４０の各配線電極１４２、１４４を圧電体１２０の各電極１２２、１２４に一々直接接続させる難しくて手間のかかる接続作業の代わりに、ＰＣＢ１４０が空間部Ｓに安定的に位置した状態で、第１電極部１１５及び第２電極部１３５を媒介にしてＰＣＢ１４０を圧電体１２０の第１電極１２２及び第２電極１２４に連結する単純な接続作業を行うだけで、ＰＣＢ１４０を圧電体１２０に連結することができる。
【００６２】
上記のような製造方法によって製造される本実施例の超音波診断装置用プローブによると、圧電体１２０とＰＣＢ１４０との接続作業が迅速かつ容易に行われるので、製造時間が短縮し、製造が容易である。
【００６３】
また、本実施例の超音波診断装置用プローブは、ＰＣＢ１４０が安定的に位置した状態で圧電体１２０とＰＣＢ１４０との接続作業を行える構造をとることで、接続部位の耐久性及び均一性が向上し、圧電体１２０とＰＣＢ１４０との間の接合不良による性能低下を防止することができる。
【００６４】
図４は、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図で、図５は、図４に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図４および図５中、圧電層から発生した超音波が進行する方向を「前方」、その反対方向を「後方」とする。
【００６５】
説明の便宜のために、上述した実施例の構成及び機能と同一の構造または類似した構造には、同一の図面番号を引用し、これに対する詳細な説明は省略する。
【００６６】
図４及び図５を参照すると、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブは、吸音層２１０、圧電体１２０、音響整合層２３０及びＰＣＢ１４０を含む。
【００６７】
吸音層２１０は、圧電体１２０の後方に配置され、電極部２１５を備えている。電極部２１５は、吸音層２１０上に形成され、吸音層２１０と圧電体１２０との間に配置される。吸音層２１０及び電極部２１５の構成及び作用は、本発明の一実施例に例示した吸音層１１５（図１参照）及び第１電極部１１５（図１参照）の構成及び作用と類似しているので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００６８】
音響整合層２３０は、圧電体１２０の前方に配置され、圧電体１２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとの中間値を有するように備えられる。音響整合層２３０は、音響インピーダンスが圧電体１２０から対象体に向かって段階的に変化するように、異なる材質で形成される第１音響整合層２３２及び第２音響整合層２３４を備えている。
【００６９】
本実施例によると、第１音響整合層２３２及び第２音響整合層２３４を含む音響整合層２３０は、圧電体１２０と直接連結される。すなわち、音響整合層２３０は、金、銀または銅などの伝導性材質で形成され、圧電体１２０の第２電極１２４と相互配線されるように電気的に連結される。一実施例として、音響整合層２３０のうち圧電体１２０及びＰＣＢ１４０に連結される部分である第２音響整合層２３４は、伝導性材料で製作される。このように第２音響整合層２３４を伝導性材料で製作すると、音響整合層２３０に電極を別途に形成する必要がなくなる。
【００７０】
圧電体１２０は、本発明の第１実施例の場合と同様に、吸音層２１０及び音響整合層２３０より小さい幅を有するように備えられる。また、電極部２１５は、圧電体１２０の第１電極１２２に連結され、吸音層２１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図５において左側）に延長される。すなわち、電極部２１５は、吸音層２１０上に形成される。音響整合層２３０は、電極部２１５と離隔して配置されるように圧電体１２０の第２電極１２４に連結され、吸音層２１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図５において左側）に延長される。すなわち、音響整合層２３０は、図６に示すように、圧電体１２０よりも大きく形成される。
【００７１】
その結果、圧電体１２０の外側（側面側）には、電極部２１５、圧電体１２０の側部及び音響整合層２３０によって３面が囲まれた空間部Ｓ’が形成される。
【００７２】
ＰＣＢ１４０は、電極部２１５または音響整合層２３０にそれぞれ対応する形態でＰＣＢ１４０の一側面（吸音層２１０側面）または他側面(音響整合層２３０側面）にそれぞれ複数個が形成される第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４を含む。
【００７３】
このようなＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓ’に挿入される。このようにＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓ’に挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された電極部２１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された音響整合層２３０に連結される。
【００７４】
図６は、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【００７５】
以下、図４乃至図６を参照して、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法に対して説明する。
【００７６】
本実施例の超音波診断装置用プローブを製造するためには、まず、吸音層２１０に電極部２１５を形成する（Ｓ５０）。
【００７７】
吸音層２１０に電極部２１５を形成するためには、本発明の一実施例の場合と同様に、まず、エポキシ樹脂及びタングステンパウダーなどが添加されたゴムを含む材質で吸音層２１０を成形する。このとき、吸音層２１０は、圧電体１２０より大きい幅を有するように成形される。
【００７８】
このように成形された吸音層２１０には、吸音層２１０と電極部２１５との接着力を向上させるための補強物質（図示せず）を塗布することができる。補強物質は、クロム、ニッケルなどを含む物質からなる。
【００７９】
その次に、補強物質が塗布された吸音層２１０に電極部２１５を形成する。第１電極部２１５は、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。このような電極部２１５は、吸音層２１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。すなわち、電極部２１５は、吸音層２１０上に形成される。
【００８０】
さらに、音響整合層２３０を形成する（Ｓ６０）。本実施例によると、音響整合層２３０は、圧電体１２０及びＰＣＢ１４０と直接連結されるように伝導性材質で形成される。このような音響整合層２３０は、圧電体１２０より大きい幅、好ましくは、吸音層１１０と同一の幅を有するように成形されることで、圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。
【００８１】
そして、電極部２１５及び音響整合層２３０に圧電体１２０を連結する（Ｓ７０）。具体的に、圧電体１２０が吸音層２１０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第１電極１２２が、吸音層２１０に形成された電極部２１５と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が電極部２１５に連結される。
【００８２】
さらに、音響整合層２３０が圧電体１２０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第２電極１２４が音響整合層２３０と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が音響整合層２３０に連結される。このとき、第１電極１２２と電極部２１５、第２電極１２４と音響整合層２３０は、それぞれ伝導性接着剤を媒介にして接合されることで電気的に連結される。
【００８３】
その結果、電極部２１５及び音響整合層２３０は、前後側方向に並んで互いに離隔して配置される。このような電極部２１５及び音響整合層２３０によって、圧電体１２０の外側（側面側）には、電極部２１５、圧電体１２０の側部及び音響整合層２３０によって３面が囲まれた空間部Ｓ’が形成される。
【００８４】
電極部２１５及び音響整合層２３０に圧電体１２０が連結されると、ＰＣＢ１４０を電極部２１５及び音響整合層２３０に連結する（Ｓ８０）。
【００８５】
ＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓ’に挿入される。そして、ＰＣＢ１４０の一側面には第１配線電極１４２が形成され、他側面には第２配線電極１４４が形成される。
【００８６】
ＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓ’に挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された電極部２１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された音響整合層２３０に連結される。第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４は、鉛などのはんだ付け材料や異方性伝導体などによって電極部２１５及び音響整合層２３０にそれぞれ連結される。
【００８７】
上記のような過程によって、ＰＣＢ１４０は、電極部２１５を媒介にして圧電体１２０の第１電極１２２に電気的に連結され、音響整合層２３０を媒介にして圧電体１２０の第２電極１２４に電気的に連結される。これによって、圧電体１２０とＰＣＢ１４０とが互いに電気的に連結される。
【００８８】
一方、本発明は、必ず上述した順に実施されるべきものでなく、異なる順序で実施されたり、同時に実施されてもかまわない。
【００８９】
上述したような本実施例の超音波診断装置用プローブ及びその製造方法によると、音響整合層２３０に電極を形成する代わりに、音響整合層２３０自体または音響整合層２３０の一部を伝導性材料で製作し、音響整合層２３０を圧電体１２０及びＰＣＢ１４０と直接連結することで、超音波診断装置用プローブの製造過程及び製造時間を短縮できるという長所がある。
【００９０】
本発明は、図面に示された実施例を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎなく、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能である点を理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められるべきである。
【符号の説明】
【００９１】
１１０，２１０ 吸音層、
１１５ 第１電極部、１２０ 圧電体、
１２２ 第１電極、１２４ 第２電極、
１３０，２３０ 音響整合層、１３５ 第２電極部、
１４０ ＰＣＢ、１４２ 第１配線電極、
１４４ 第２配線電極、２１５ 電極部、１３２，２３２ 第１音響整合層
１３４，２３４ 第２音響整合層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブに関するもので、より詳しくは、超音波を用いて対象体の内部の映像を生成するための超音波診断装置用プローブ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、対象体の体表から体内の所望の部位に向かって超音波信号を照射し、反射された超音波信号（超音波エコー信号）の情報を用いて、軟部組織の単層や血流に関するイメージを無侵襲で得る装置である。この装置は、Ｘ線診断装置、ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）、核医学診断装置などの他の映像診断装置と比較するとき、小型でかつ低廉であり、リアルタイムで表示可能であり、Ｘ線などの被爆なしに安全性が高いという長所を有しており、心臓、腹部、泌尿器、及び産婦人科診断のために広く用いられている。
【０００３】
特に、超音波診断装置は、対象体の超音波映像を得るために、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信するプローブを含む。
【０００４】
プローブは、トランスデューサと、上端が開放されたケースと、開放されたケースの上端に結合されて対象体の表面と直接接触するカバーとを含む。
【０００５】
ここで、トランスデューサは、圧電物質が振動しながら、電気的な信号と音響信号とを相互変換させる圧電層と、圧電層から発生した超音波が対象体に最大限に伝達されるように、圧電層と対象体との間の音響インピ−ダンス差を減少させる音響整合層と、圧電層の前方に進行する超音波を特定の地点に集束させるレンズ層と、超音波の圧電層の後方への進行を遮断することで、映像のわい曲を防止する吸音層とを含む。
【０００６】
前記圧電層は、圧電体及び電極を含み、電極は、圧電体の上端及び下端にそれぞれ提供される。そして、圧電層には、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）が接合される。ＰＣＢは、圧電体の電極に連結される配線電極を備えており、圧電体の信号伝達の役割をする。ＰＣＢと圧電体は、ＰＣＢの配線電極と圧電層の電極とが連結されることで互いに接続される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなプローブによると、ＰＣＢの配線電極と圧電層の電極とを連結するための接続作業時に手間がかかり、結果として製造時間が増加するという問題点がある。また、接続作業が手作業で行われるので、接続部位の低い耐久性及び不均一性によって性能が低下するという問題点がある。したがって、これを改善する必要性が要請される。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を改善するためになされたもので、その目的は、製造が容易であり、圧電層とＰＣＢとの間の接合不良による性能低下を防止できるように構造を改善した超音波診断装置用プローブ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面による超音波診断装置用プローブは、第１電極部を備える吸音層と、前記第１電極部に連結される圧電体と、前記圧電体に連結される第２電極部を備える音響整合層と、前記第１電極部及び前記第２電極部に連結されるＰＣＢとを含む。
【００１０】
また、前記第１電極部及び前記第２電極部は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極とを備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第１電極部に連結され、前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第２電極部に連結されることが好ましい。
【００１３】
本発明の一側面による超音波診断装置用プローブは、電極部を備える吸音層と、前記電極部に連結される圧電体と、前記圧電体に連結される音響整合層と、前記電極部及び前記音響整合層に連結されるＰＣＢとを含む。
【００１４】
また、前記電極部及び前記音響整合層は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることが好ましい。
【００１５】
また、前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極とを備えることが好ましい。
【００１６】
また、前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記電極部に連結され、前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記音響整合層に連結されることが好ましい。
【００１７】
また、前記音響整合層の前記圧電体及び前記ＰＣＢに連結される部分は、伝導性材料で製作されることが好ましい。
【００１８】
また、前記超音波診断装置用プローブは、リニアタイプのプローブまたはコンベックスタイプのプローブであることが好ましい。
【００１９】
本発明の他の側面による超音波診断装置用プローブの製造方法は、吸音層に第１電極部を形成する段階と、音響整合層に第２電極部を形成する段階と、前記第１電極部及び前記第２電極部に圧電体を連結する段階と、前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階とを含む。
【００２０】
また、前記吸音層に第１電極部を形成する段階では、前記第１電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることが好ましい。
【００２１】
また、前記音響整合層に第２電極部を形成する段階では、前記第２電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることが好ましい。
【００２２】
また、前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階では、前記ＰＣＢの一方の側に形成された第１配線電極を前記第１電極部に連結し、前記ＰＣＢの他方の側に形成された第２配線電極を前記第２電極部に連結することが好ましい。
【００２３】
本発明の更に他の側面による超音波診断装置用プローブは、吸音層に電極部を形成する段階と、音響整合層を形成する段階と、前記電極部及び前記音響整合層に圧電体を連結する段階と、前記電極部及び前記音響整合層にＰＣＢを連結する段階とを含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る超音波診断装置用プローブ及びその製造方法によると、圧電体とＰＣＢとの接続作業が迅速かつ容易に行われるので、製造時間が短縮され、製造が容易である。
【００２５】
また、本発明は、ＰＣＢが安定的に位置した状態で圧電体とＰＣＢとの接続作業を行える構造をとるので、接続部位の耐久性及び均一性が向上し、圧電体とＰＣＢとの間の接合不良による性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付された各図面を参照して、本発明に係る超音波診断装置用プローブ及びその製造方法の一実施例を説明する。図面に示した各線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜のために、誇張して図示されることがある。また、後述する各用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語で、これは、使用者、運用者の意図又は慣例によって変わり得る。したがって、このような各用語は、本明細書の全般的な内容に基づいて定義されるべきである。
【００２８】
図１は、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図で、図２は、図１に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１および図２中、圧電層から発生した超音波が進行する方向を「前方」、その反対方向を「後方」とする。
【００２９】
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブは、吸音層１１０、圧電体１２０、音響整合層１３０及びＰＣＢ１４０を含む。
【００３０】
吸音層１１０は、圧電体１２０の後方に配置される。吸音層１１０は、圧電体１２０の自由振動を抑制することで、超音波のパルス幅を減少させ、超音波が不必要に圧電層の後方に伝播されることを遮断することで、映像のわい曲を防止する。この吸音層１１０は、エポキシ樹脂及びタングステンパウダーなどが添加されたゴムを含む材質で形成される。
【００３１】
前記吸音層１１０は、第１電極部１１５を備えている。第１電極部１１５は、吸音層１１０上に形成され、吸音層１１０と圧電体１２０との間に配置される。第１電極部１１５は、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。
【００３２】
圧電体１２０は、第１電極部１１５に“連結”される。圧電体１２０は、共振現象を用いて超音波を発生させるもので、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミック、亜鉛ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛（ＰＺＮＴ）の固溶体で作られるＰＺＮＴ単結晶、マグネシウムニオブ酸鉛及びチタン酸鉛（ＰＺＭＴ）の固溶体で作られるＰＺＭＴ単結晶などで形成される。
【００３３】
ここで、前記“連結”は、相互配線（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）されるように電気的に連結することを意味し、前記圧電体１２０は、吸音層１１０（第１電極部１１５）上に積層され、吸音層１１０に形成された第１電極部１１５と相互配線されるように電気的に連結される。
【００３４】
このために、圧電体１２０には、第１電極１２２及び第２電極１２４が形成される。第１電極１２２及び第２電極１２４は、圧電体１２０の一側及び他側、好ましくは圧電体１２０の前方及び後方にそれぞれ配置される（図２において、圧電体１２０の上側及び下側）。このうち、第１電極１２２は、第１電極部１１５と相互配線されるように電気的に連結され、第２電極１２４は、後述する第２電極部１３５と相互配線されるように電気的に連結される。
【００３５】
このような第１電極１２２及び第２電極１２４は、金、銀、又は銅のような高伝導性金属で形成される。ここで、第１電極１２２及び第２電極１２４のうちのいずれか一つは、圧電体１２０の正極（または信号電極）に該当し、他の一つは、圧電体１２０の負極（または接地電極）に該当する。前記第１電極１２２及び第２電極１２４は、正極と負極とが互いに分離されるように形成される。本実施例においては、第１電極１２２が正極に該当し、第２電極１２４が負極に該当するものとして例示される。
【００３６】
音響整合層１３０は、圧電体１２０の前方に配置される。音響整合層１３０は、圧電体１２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとを整合させ、圧電体１２０から発生する超音波信号を対象体に効率的に伝達させる役割をするもので、圧電体１２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとの中間値を有するように備えられる。このような音響整合層１３０は、ガラスまたは樹脂材質で形成され、音響インピーダンスが圧電体１２０から対象体に向かって段階的に変化するように、互いに異なる材質で形成される第１音響整合層１３２及び第２音響整合層１３４を備えている。
【００３７】
前記音響整合層１３０は第２電極部１３５を備えている。第２電極部１３５は、音響整合層１３０、より具体的には第２音響整合層１３４上に形成され、圧電体１２０と音響整合層１３０との間に配置される。第２電極部１３５は、第１電極部１１５の場合と同様に、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。
【００３８】
本実施例によると、圧電体１２０は、吸音層１１０及び音響整合層１３０より小さい幅を有するように備えられる。また、第１電極部１１５は、圧電体１２０の第１電極１２２に連結され、吸音層１１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図２において左側）に延長される。すなわち、第１電極部１１５は、吸音層１１０上に形成される。第２電極部１３５は、第１電極部１１５と離隔して配置されるように圧電体１２０の第２電極１２４に連結され、音響整合層１３０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図２において左側）に延長される。すなわち、第２電極部１３５は、第２音響整合層１３４上に形成される。
【００３９】
その結果、圧電体１２０の外側（側面側）には、第１電極部１１５、圧電体１２０の側部及び第２電極部１３５によって３面が囲まれた空間部Ｓが形成される。
【００４０】
ＰＣＢ１４０は、第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結される。このようなＰＣＢ１４０は、フレキシブル印刷回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＦＰＣＢ）、及び信号や電気を供給可能な全ての構成を含む。
【００４１】
本実施例によると、ＰＣＢ１４０は、第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４を含む。第１配線電極１４２はＰＣＢ１４０の一側面に形成され、第２配線電極１４４はＰＣＢ１４０の他側面に形成される。すなわち、ＰＣＢ１４０は、その両面の全てに配線電極１４２、１４４を有する。各配線電極１４２、１４４は、第１電極部１１５または第２電極部１３５にそれぞれ対応する形態でＰＣＢ１４０の一側面（吸音層１１０側面）または他側面（音響層１３０側面）にそれぞれ複数個が形成される。
【００４２】
前記ＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓに挿入される。このようにＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓに挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された第１電極部１１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された第２電極部１３５に連結される。
【００４３】
一方、図示していないが、本実施例の超音波診断装置用プローブは、音響整合層１３０の前方に配置され、前方に進行する超音波信号を特定の地点に収束させるレンズ層をさらに備えることができる。
【００４４】
このような本実施例の超音波診断装置用プローブは、線形の表面形状を有するリニアタイプのプローブ形態であるか、曲面として凸状の表面形状を有するコンベックス（Ｃｏｎｖｅｘ）タイプのプローブ形態である。
【００４５】
図３は、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【００４６】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法に対して説明する。
【００４７】
本実施例の超音波診断装置用プローブを製造するためには、まず、吸音層１１０に第１電極部１１５を形成する（Ｓ１０）。
【００４８】
吸音層１１０に第１電極部１１５を形成するためには、まず、エポキシ樹脂及びタングステンパウダーなどが添加されたゴムを含む材質で吸音層１１０を成形する。このとき、吸音層１１０は、圧電体１２０より大きい幅を有するように成形される。
【００４９】
このように成形された吸音層１１０には、吸音層１１０と第１電極部１１５との接着力を向上させるための補強物質（図示せず）を塗布することができる。補強物質は、クロム、ニッケルなどを含む物質からなる。
【００５０】
その次に、補強物質が塗布された吸音層１１０に第１電極部１１５を形成する。第１電極部１１５は、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。このような第１電極部１１５は、吸音層１１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。すなわち、第１電極部１１５は、吸音層１１０上に形成される。
【００５１】
さらに、音響整合層１３０には第２電極部１３５を形成する（Ｓ２０）。音響整合層１３０に第２電極部１３５を形成するために、まず、音響整合層１３０を圧電体１２０より大きい幅、好ましくは吸音層１１０と同一の幅を有するように成形する。
【００５２】
このように成形された音響整合層１３０の一方の面には、音響整合層１３０と第２電極部１３５との接着力を向上させるための補強物質（図示せず）を塗布し、補強物質が塗布された音響整合層１３０の一方の面に第２電極部１３５を形成する。第２電極部１３５の材質及び形成方法は、上述した第１電極部１１５の場合と類似しているので、これに対する詳細な説明は省略する。このような第２電極部１３５は、音響整合層１３０の幅に対応するように圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。すなわち、第２電極部１３５は、音響整合層１３０上に形成される。
【００５３】
そして、第１電極部１１５及び第２電極部１３５に圧電体１２０を連結する（Ｓ３０）。具体的に、圧電体１２０が吸音層１１０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第１電極１２２が、吸音層１１０に形成された第１電極部１１５と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が第１電極部１１５に連結される。
【００５４】
さらに、音響整合層１３０が圧電体１２０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第２電極１２４が、音響整合層１３０に形成された第２電極部１３５と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が第２電極部１３５に連結される。このとき、第１電極１２２と第１電極部１１５、第２電極１２４と第２電極部１３５は、それぞれ伝導性接着剤を媒介にして接合されることで電気的に連結される。
【００５５】
その結果、第１電極部１１５及び第２電極部１３５は、前後側方向に並んで互いに離隔して配置される。このような第１電極部１１５及び第２電極部１３５によって、圧電体１２０の外側（側面側）には、第１電極部１１５、圧電体１２０の側部及び第２電極部１３５によって３面が囲まれた空間部Ｓが形成される。
【００５６】
第１電極部１１５及び第２電極部１３５に圧電体１２０が連結されると、ＰＣＢ１４０を第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結する（Ｓ４０）。
【００５７】
ＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓに挿入される。そして、ＰＣＢ１４０の一側面には第１配線電極１４２が形成され、他側面には第２配線電極１４４が形成される。
【００５８】
ＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓに挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された第１電極部１１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された第２電極部１３５に連結される。第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４は、鉛などのはんだ付け材料や異方性伝導体などによって第１電極部１１５及び第２電極部１３５にそれぞれ連結される。
【００５９】
上記のような過程によって、ＰＣＢ１４０は、第１電極部１１５を媒介にして圧電体１２０の第１電極１２２に電気的に連結され、第２電極部１３５を媒介にして圧電体１２０の第２電極１２４に電気的に連結される。これによって、圧電体１２０とＰＣＢ１４０とが互いに電気的に連結される。
【００６０】
一方、本実施例では、吸音層１１０及び音響整合層１３０に第１電極部１１５及び第２電極部１３５をそれぞれ形成し、圧電体１２０を第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結した後、ＰＣＢ１４０を第１電極部１１５及び第２電極部１３５に連結することを例示しているが、本発明は、必ず上述した順に実施されるべきものでなく、異なる順序で実施されたり、同時に実施されてもかまわない。
【００６１】
上述したような本実施例の超音波診断装置用プローブの製造方法によると、ＰＣＢ１４０の位置が安定的でない状態で、ＰＣＢ１４０の各配線電極１４２、１４４を圧電体１２０の各電極１２２、１２４に一々直接接続させる難しくて手間のかかる接続作業の代わりに、ＰＣＢ１４０が空間部Ｓに安定的に位置した状態で、第１電極部１１５及び第２電極部１３５を媒介にしてＰＣＢ１４０を圧電体１２０の第１電極１２２及び第２電極１２４に連結する単純な接続作業を行うだけで、ＰＣＢ１４０を圧電体１２０に連結することができる。
【００６２】
上記のような製造方法によって製造される本実施例の超音波診断装置用プローブによると、圧電体１２０とＰＣＢ１４０との接続作業が迅速かつ容易に行われるので、製造時間が短縮し、製造が容易である。
【００６３】
また、本実施例の超音波診断装置用プローブは、ＰＣＢ１４０が安定的に位置した状態で圧電体１２０とＰＣＢ１４０との接続作業を行える構造をとることで、接続部位の耐久性及び均一性が向上し、圧電体１２０とＰＣＢ１４０との間の接合不良による性能低下を防止することができる。
【００６４】
図４は、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの構成を示す斜視図で、図５は、図４に示した超音波診断装置用プローブの構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図４および図５中、圧電層から発生した超音波が進行する方向を「前方」、その反対方向を「後方」とする。
【００６５】
説明の便宜のために、上述した実施例の構成及び機能と同一の構造または類似した構造には、同一の図面番号を引用し、これに対する詳細な説明は省略する。
【００６６】
図４及び図５を参照すると、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブは、吸音層２１０、圧電体１２０、音響整合層２３０及びＰＣＢ１４０を含む。
【００６７】
吸音層２１０は、圧電体１２０の後方に配置され、電極部２１５を備えている。電極部２１５は、吸音層２１０上に形成され、吸音層２１０と圧電体１２０との間に配置される。吸音層２１０及び電極部２１５の構成及び作用は、本発明の一実施例に例示した吸音層１１５（図１参照）及び第１電極部１１５（図１参照）の構成及び作用と類似しているので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００６８】
音響整合層２３０は、圧電体１２０の前方に配置され、圧電体１２０の音響インピーダンスと対象体の音響インピーダンスとの中間値を有するように備えられる。音響整合層２３０は、音響インピーダンスが圧電体１２０から対象体に向かって段階的に変化するように、異なる材質で形成される第１音響整合層２３２及び第２音響整合層２３４を備えている。
【００６９】
本実施例によると、第１音響整合層２３２及び第２音響整合層２３４を含む音響整合層２３０は、圧電体１２０と直接連結される。すなわち、音響整合層２３０は、金、銀または銅などの伝導性材質で形成され、圧電体１２０の第２電極１２４と相互配線されるように電気的に連結される。一実施例として、音響整合層２３０のうち圧電体１２０及びＰＣＢ１４０に連結される部分である第２音響整合層２３４は、伝導性材料で製作される。このように第２音響整合層２３４を伝導性材料で製作すると、音響整合層２３０に電極を別途に形成する必要がなくなる。
【００７０】
圧電体１２０は、本発明の第１実施例の場合と同様に、吸音層２１０及び音響整合層２３０より小さい幅を有するように備えられる。また、電極部２１５は、圧電体１２０の第１電極１２２に連結され、吸音層２１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図５において左側）に延長される。すなわち、電極部２１５は、吸音層２１０上に形成される。音響整合層２３０は、電極部２１５と離隔して配置されるように圧電体１２０の第２電極１２４に連結され、吸音層２１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側（図５において左側）に延長される。すなわち、音響整合層２３０は、図６に示すように、圧電体１２０よりも大きく形成される。
【００７１】
その結果、圧電体１２０の外側（側面側）には、電極部２１５、圧電体１２０の側部及び音響整合層２３０によって３面が囲まれた空間部Ｓ’が形成される。
【００７２】
ＰＣＢ１４０は、電極部２１５または音響整合層２３０にそれぞれ対応する形態でＰＣＢ１４０の一側面（吸音層２１０側面）または他側面(音響整合層２３０側面）にそれぞれ複数個が形成される第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４を含む。
【００７３】
このようなＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓ’に挿入される。このようにＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓ’に挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された電極部２１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された音響整合層２３０に連結される。
【００７４】
図６は、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法を示したフローチャートである。
【００７５】
以下、図４乃至図６を参照して、本発明の他の実施例に係る超音波診断装置用プローブの製造方法に対して説明する。
【００７６】
本実施例の超音波診断装置用プローブを製造するためには、まず、吸音層２１０に電極部２１５を形成する（Ｓ５０）。
【００７７】
吸音層２１０に電極部２１５を形成するためには、本発明の一実施例の場合と同様に、まず、エポキシ樹脂及びタングステンパウダーなどが添加されたゴムを含む材質で吸音層２１０を成形する。このとき、吸音層２１０は、圧電体１２０より大きい幅を有するように成形される。
【００７８】
このように成形された吸音層２１０には、吸音層２１０と電極部２１５との接着力を向上させるための補強物質（図示せず）を塗布することができる。補強物質は、クロム、ニッケルなどを含む物質からなる。
【００７９】
その次に、補強物質が塗布された吸音層２１０に電極部２１５を形成する。第１電極部２１５は、金、銀または銅などの高伝導性金属で形成され、蒸着、スパッタリング、めっきまたはスプレーなどの方法で形成される。このような電極部２１５は、吸音層２１０の幅に対応するように圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。すなわち、電極部２１５は、吸音層２１０上に形成される。
【００８０】
さらに、音響整合層２３０を形成する（Ｓ６０）。本実施例によると、音響整合層２３０は、圧電体１２０及びＰＣＢ１４０と直接連結されるように伝導性材質で形成される。このような音響整合層２３０は、圧電体１２０より大きい幅、好ましくは、吸音層１１０と同一の幅を有するように成形されることで、圧電体１２０の外側に延長（よりも大きく形成）される。
【００８１】
そして、電極部２１５及び音響整合層２３０に圧電体１２０を連結する（Ｓ７０）。具体的に、圧電体１２０が吸音層２１０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第１電極１２２が、吸音層２１０に形成された電極部２１５と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が電極部２１５に連結される。
【００８２】
さらに、音響整合層２３０が圧電体１２０の前方（上方）に積層され、圧電体１２０に形成された第２電極１２４が音響整合層２３０と相互配線されるように電気的に連結されることで、圧電体１２０が音響整合層２３０に連結される。このとき、第１電極１２２と電極部２１５、第２電極１２４と音響整合層２３０は、それぞれ伝導性接着剤を媒介にして接合されることで電気的に連結される。
【００８３】
その結果、電極部２１５及び音響整合層２３０は、前後側方向に並んで互いに離隔して配置される。このような電極部２１５及び音響整合層２３０によって、圧電体１２０の外側（側面側）には、電極部２１５、圧電体１２０の側部及び音響整合層２３０によって３面が囲まれた空間部Ｓ’が形成される。
【００８４】
電極部２１５及び音響整合層２３０に圧電体１２０が連結されると、ＰＣＢ１４０を電極部２１５及び音響整合層２３０に連結する（Ｓ８０）。
【００８５】
ＰＣＢ１４０は、その一部分が空間部Ｓ’に挿入される。そして、ＰＣＢ１４０の一側面には第１配線電極１４２が形成され、他側面には第２配線電極１４４が形成される。
【００８６】
ＰＣＢ１４０の一部分が空間部Ｓ’に挿入された状態で、第１配線電極１４２は、圧電体１２０の外側に延長された電極部２１５に連結され、第２配線電極１４４は、圧電体１２０の外側に延長された音響整合層２３０に連結される。第１配線電極１４２及び第２配線電極１４４は、鉛などのはんだ付け材料や異方性伝導体などによって電極部２１５及び音響整合層２３０にそれぞれ連結される。
【００８７】
上記のような過程によって、ＰＣＢ１４０は、電極部２１５を媒介にして圧電体１２０の第１電極１２２に電気的に連結され、音響整合層２３０を媒介にして圧電体１２０の第２電極１２４に電気的に連結される。これによって、圧電体１２０とＰＣＢ１４０とが互いに電気的に連結される。
【００８８】
一方、本発明は、必ず上述した順に実施されるべきものでなく、異なる順序で実施されたり、同時に実施されてもかまわない。
【００８９】
上述したような本実施例の超音波診断装置用プローブ及びその製造方法によると、音響整合層２３０に電極を形成する代わりに、音響整合層２３０自体または音響整合層２３０の一部を伝導性材料で製作し、音響整合層２３０を圧電体１２０及びＰＣＢ１４０と直接連結することで、超音波診断装置用プローブの製造過程及び製造時間を短縮できるという長所がある。
【００９０】
本発明は、図面に示された実施例を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎなく、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能である点を理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められるべきである。
【符号の説明】
【００９１】
１１０，２１０ 吸音層、
１１５ 第１電極部、１２０ 圧電体、
１２２ 第１電極、１２４ 第２電極、
１３０，２３０ 音響整合層、１３５ 第２電極部、
１４０ ＰＣＢ、１４２ 第１配線電極、
１４４ 第２配線電極、２１５ 電極部、１３２，２３２ 第１音響整合層
１３４，２３４ 第２音響整合層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極部を備える吸音層と、
前記第１電極部に連結される圧電体と、
前記圧電体に連結される第２電極部を備える音響整合層と、
前記第１電極部及び前記第２電極部に連結されるＰＣＢと、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブ。
【請求項２】
前記第１電極部及び前記第２電極部は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることを特徴とする、請求項１に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項３】
前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極と、を備えることを特徴とする、請求項２に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項４】
前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第１電極部に連結され、
前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第２電極部に連結されることを特徴とする、請求項３に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項５】
電極部を備える吸音層と、
前記電極部に連結される圧電体と、
前記圧電体に連結される音響整合層と、
前記電極部及び前記音響整合層に連結されるＰＣＢと、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブ。
【請求項６】
前記電極部及び前記音響整合層は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることを特徴とする、請求項５に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項７】
前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極と、を備えることを特徴とする、請求項６に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項８】
前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記電極部に連結され、
前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記音響整合層に連結されることを特徴とする、請求項７に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項９】
前記音響整合層の前記圧電体及び前記ＰＣＢに連結される部分は、伝導性材料で構成されることを特徴とする、請求項５に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項１０】
前記超音波診断装置用プローブは、リニアタイプのプローブまたはコンベックスタイプのプローブであることを特徴とする、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項１１】
吸音層に第１電極部を形成する段階と、
音響整合層に第２電極部を形成する段階と、
前記第１電極部及び前記第２電極部に圧電体を連結する段階と、
前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階と、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１２】
前記吸音層に第１電極部を形成する段階では、前記第１電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１３】
前記音響整合層に第２電極部を形成する段階では、前記第２電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１４】
前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階では、前記ＰＣＢの一方の側に形成された第１配線電極を前記第１電極部に連結し、前記ＰＣＢの他方の側に形成された第２配線電極を前記第２電極部に連結することを特徴とする、請求項１１に記載の超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１５】
吸音層に電極部を形成する段階と、
音響整合層を形成する段階と、
前記電極部及び前記音響整合層に圧電体を連結する段階と、
前記電極部及び前記音響整合層にＰＣＢを連結する段階と、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１】
第１電極部を備える吸音層と、
前記第１電極部に連結される圧電体と、
前記圧電体に連結される第２電極部を備える音響整合層と、
前記第１電極部及び前記第２電極部に連結されるＰＣＢと、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブ。
【請求項２】
前記第１電極部及び前記第２電極部は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることを特徴とする、請求項１に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項３】
前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極と、を備えることを特徴とする、請求項２に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項４】
前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第１電極部に連結され、
前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記第２電極部に連結されることを特徴とする、請求項３に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項５】
電極部を備える吸音層と、
前記電極部に連結される圧電体と、
前記圧電体に連結される音響整合層と、
前記電極部及び前記音響整合層に連結されるＰＣＢと、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブ。
【請求項６】
前記電極部及び前記音響整合層は、互いに離隔して配置され、前記圧電体よりも大きく形成されることを特徴とする、請求項５に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項７】
前記ＰＣＢは、その一側面に形成される第１配線電極と、その他側面に形成される第２配線電極と、を備えることを特徴とする、請求項６に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項８】
前記第１配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記電極部に連結され、
前記第２配線電極は、前記圧電体よりも大きく形成された前記音響整合層に連結されることを特徴とする、請求項７に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項９】
前記音響整合層の前記圧電体及び前記ＰＣＢに連結される部分は、伝導性材料で構成されることを特徴とする、請求項５に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項１０】
前記超音波診断装置用プローブは、リニアタイプのプローブまたはコンベックスタイプのプローブであることを特徴とする、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の超音波診断装置用プローブ。
【請求項１１】
吸音層に第１電極部を形成する段階と、
音響整合層に第２電極部を形成する段階と、
前記第１電極部及び前記第２電極部に圧電体を連結する段階と、
前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階と、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１２】
前記吸音層に第１電極部を形成する段階では、前記第１電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１３】
前記音響整合層に第２電極部を形成する段階では、前記第２電極部が前記圧電体よりも大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１４】
前記第１電極部及び前記第２電極部にＰＣＢを連結する段階では、前記ＰＣＢの一方の側に形成された第１配線電極を前記第１電極部に連結し、前記ＰＣＢの他方の側に形成された第２配線電極を前記第２電極部に連結することを特徴とする、請求項１１に記載の超音波診断装置用プローブの製造方法。
【請求項１５】
吸音層に電極部を形成する段階と、
音響整合層を形成する段階と、
前記電極部及び前記音響整合層に圧電体を連結する段階と、
前記電極部及び前記音響整合層にＰＣＢを連結する段階と、を含むことを特徴とする超音波診断装置用プローブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１５８５２２（Ｐ２０１０−１５８５２２Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３８２４（Ｐ２０１０−３８２４）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（５９７０９６９０９）株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＤＩＳＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１１４ Ｙａｎｇｄｕｋｗｏｎ−ｒｉ，Ｎａｍ−ｍｙｕｎ，Ｈｏｎｇｃｈｕｎ−ｇｕｎ，Ｋａｎｇｗｏｎ−ｄｏ ２５０−８７０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（５９７０９６９０９）株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＤＩＳＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１１４ Ｙａｎｇｄｕｋｗｏｎ−ｒｉ，Ｎａｍ−ｍｙｕｎ，Ｈｏｎｇｃｈｕｎ−ｇｕｎ，Ｋａｎｇｗｏｎ−ｄｏ ２５０−８７０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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