JP3964973B2 - 超音波探触子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細に切断した多数の振動子とフレキシブル基板（ＦＰＣ）の電極をはんだ付にて接合してなる超音波探触子に係り、特に前記振動子と前記ＦＰＣを容易にはんだ付接合できる構造の超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波探触子は、例えば０．１ｍｍピッチ以上の長さに切断した振動子の側面とＦＰＣの電極をはんだ付けする場合、赤外線熱やレーザー光線による熱でＦＰＣの電極に予め施された、はんだメッキを溶融することではんだ付けを行っていた。
【０００３】
この際、前記振動子の幅と振動子下面に接着された背面負荷材（バッキング材）の幅は同一寸法にて接着を行っているため、振動子と前記ＦＰＣをはんだ付けする際、余分なはんだが横方向（隣のチャンネル）側にはみ出してしまう。このため隣の振動子と短絡を起こす可能性が高いため、これを防止するためには、はんだ付け装置（赤外線はんだ付け装置やレーザーはんだ付け装置）の熱量を調整する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱量の調整だけでは振動子の全ての素子を完全なチャンネル間短絡なしに、はんだ付けすることは困難であるという問題があった。
この問題から派生する問題として、チャンネル間短絡等の不具合のある素子は、作業者の手作業により、修正を施す必要があり作業工賃の削減が困難であるという問題があった。
【０００５】
具体的には、０．１ｍｍピッチ以下の場合は、前記の手作業による修正が非常に困難（最小のはんだゴテを用いても、手作業の限界は０．１ｍｍピッチのため）であった。
また、従来の製造技術では、素子ピッチ０．１ｍｍまでが限界であったが、最近は超音波画像の高分解能化などの画質向上策として、さらに微細な素子ピッチや多チャンネル化が要求され、０．１ｍｍピッチ以下の微細にした振動子と、ＦＰＣ電極のはんだ付けが製造上の重要な問題であった。
【０００６】
本発明は、上記問題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、その目的は、微細なピッチの振動子とＦＰＣのはんだ付けを確実に行い得る構造を有した超音波探触子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、バッキング材上に細長い棒状の振動子を多数配列する超音波探触子において、前記振動子はその長さ方向の端部にて信号線にはんだ付で接続され、前記バッキング材は前記振動子の接触面が前記振動子の長さより短い幅であり、前記はんだ付ではみ出したはんだを溜める溝を側面に有し、かつ前記接触面と対向する面側では前記振動子の長さ以上の幅を有していることを特徴とする超音波探触子によって達成される。
【０００８】
具体的には、探触子素子と複数の音響整合層と音響レンズとバッキング材を具備する超音波の電気音響変換部を収納するケースと，探触子素子と超音波送受信部を接続する同軸多芯ケーブルを有して構成される超音波探触子において、上記電気音響変換部の振動子とバツキング材の幅（電気音響変換部の短辺方向の幅）を同一としない構造にする。例えば、振動子の幅が１０ｍｍの場合、バッキング材の幅を９．８ｍｍにする。この際、振動子の両端を約０．１ｍｍずつ突出させることが重要である。
【０００９】
次に、振動子側面の電極とＦＰＣの電極のはんだ付け方法としては、はんだ付け装置は、レーザーはんだ付け装置を用いる。レーザーの照射は、振動子電極とＦＰＣ電極を重ね合わせた部分に照射すると、余分なはんだが長辺方向にはみ出し易くなり、隣の素子と短絡する可能性が高くなる。そこで、レーザーの照射を振動子の下面から０．５ｍｍ〜１ｍｍ下のＦＰＣ電極を照射することで適量のはんだ量でＦＰＣ電極と，振動子電極をはんだ付けすることができる。この際、余分なはんだは、振動子下面のバッキング材の段差にたまるため、隣の素子とチャンネル間短絡せずにはんだ付け可能となる。
【００１０】
また、振動子とバッキング材が接着しており、なおかつバッキング材の側面に溝を付けること。また、はんだ付け装置はレーザーはんだ付け装置を用いて、レーザー照射を振動子の下面から０．５ｍｍ〜１ｍｍ下のＦＰＣ電極を照射することで、適量のはんだ量でＦＰＣ電極と，振動子電極をはんだ付けすることができる。
このことにより、振動子電極と，ＦＰＣ電極のはんだ付け装置により確実に行うことが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波探触子の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１はＦＰＣと振動子をはんだ付けの例であり、正面（素子配列方向）から見た図である。
図中、振動子２とＦＰＣの電極３をはんだ付けした結果、はんだ４（斜線部分）がはみ出る。
【００１２】
図２は、従来（素子ピッチ０．１ｍｍ以上）の振動子電極とＦＰＣ電極のはんだ付けの様子を示す図であり、図１のＡ方向断面図である。従来技術では、振動子２の幅とバッキング材１の幅が同一となっている。そして、はんだ付け装置であるレーザーの照射位置はＦＰＣと振動子電極の重なり合う部分であった。この場合、非常に微小な素子（最小で０．２ｍｍ平方）に加わる熱量を制御するのは難かしく、通常は図１の４のように、はんだが隣の素子方向にはみ出すことが多かった。また、ＦＰＣのはんだメッキのばらつきに大きく左右され、ＦＰＣのはんだメッキが厚い（約３０μｍ以上）と、隣のチャンネルと短絡することが多かった。しかし、振動子の素子ピッチが、０．２ｍｍ以上の場合は、隣のチャンネルと短絡しても、はんだゴテによる手作業で修正することが可能であった。
【００１３】
図３は本発明の振動子電極とＦＰＣ電極のはんだ付けの様子を示す図であり、図１のＡ方向断面図である。
【００１４】
バッキング材１の幅を振動子２の幅より小さくしてある。この際、振動子２の強度の問題から、振動子２の幅より、０．２ｍｍ程度小さくする。振動子２とバッキング材１の接着は、バッキング材１の両端から０．１ｍｍ程度振動子２が出るように接着する。
【００１５】
バッキング材１の形状を、振動子との接着面の幅を振動子の幅より、０．２ｍｍ程度小さくすることで、従来は、はんだのはみ出しが隣合う素子の方向に出ており、隣のチャンネルと短絡する可能性があったのに対し、本発明では、はんだのはみ出しを、振動子下面にもはみ出させているため、従来方式の問題点を解決できる。
【００１６】
また、使用するレーザー装置は、最大出力１０Ｗ程度のものを使用する。この時のレーザー照射位置は、従来は図２のように振動子電極と，ＦＰＣ電極の重なり合った部分を直接照射していたのに対し、本発明では、振動子とバッキング材の境界部分を照射することで、レーザーによる熱量をバッキング材に吸収され、バッキング材の熱吸収率は、振動子とＦＰＣに比べ安定される（光の乱反射が防げるため）ため、均一なはんだ付けが可能となる。
【００１７】
また、バッキング材が振動子の接触面が振動子の長さより短い幅を有し、かつ接触面と対向する面側が少なくとも振動子の長さ以上の幅を有している理由として、図３のように、バッキング材と振動子の幅と同一以上にすることで、落下等で外部から衝撃を受けた場合、振動子よりも先に、バッキング材が衝撃を受けるため、信頼性の向上にもつながる。
【００１８】
以上説明した実施の形態によれば、０．１ｍｍピッチ以下の極小ピッチを有する超音波探触子において、バッキング材が振動子の接触面が振動子の長さより短い幅を有し、かつ接触面と対向する面側が少なくとも振動子の長さ以上の幅を有していることで、余分なはんだが振動子下面に逃げるため、隣合う素子とのチャンネル間短絡を防止できる。
【００１９】
また、落下等の衝撃を、振動子より先にバッキング材が吸収するため、探触子の信頼性を向上できる。
また、レーザーの照射位置を、振動子電極と，ＦＰＣ電極の重なり合った箇所から、振動子とバッキング材の境界部にすることで、熱量が一定となり、安定したはんだの接着をすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、微細なピッチの振動子とＦＰＣのはんだ付けを確実に行い得る構造を有した超音波探触子を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＰＣと振動子をはんだ付けの例を示す図。
【図２】従来の超音波探触子で図１のＡ方向断面を示す図。
【図３】本発明の超音波探触子で図１のＡ方向断面を示す図。
【符号の説明】
１ バッキング材
２ 振動子
４ はんだ
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細に切断した多数の振動子とフレキシブル基板（ＦＰＣ）の電極をはんだ付にて接合してなる超音波探触子に係り、特に前記振動子と前記ＦＰＣを容易にはんだ付接合できる構造の超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波探触子は、例えば０．１ｍｍピッチ以上の長さに切断した振動子の側面とＦＰＣの電極をはんだ付けする場合、赤外線熱やレーザー光線による熱でＦＰＣの電極に予め施された、はんだメッキを溶融することではんだ付けを行っていた。
【０００３】
この際、前記振動子の幅と振動子下面に接着された背面負荷材（バッキング材）の幅は同一寸法にて接着を行っているため、振動子と前記ＦＰＣをはんだ付けする際、余分なはんだが横方向（隣のチャンネル）側にはみ出してしまう。このため隣の振動子と短絡を起こす可能性が高いため、これを防止するためには、はんだ付け装置（赤外線はんだ付け装置やレーザーはんだ付け装置）の熱量を調整する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱量の調整だけでは振動子の全ての素子を完全なチャンネル間短絡なしに、はんだ付けすることは困難であるという問題があった。
この問題から派生する問題として、チャンネル間短絡等の不具合のある素子は、作業者の手作業により、修正を施す必要があり作業工賃の削減が困難であるという問題があった。
【０００５】
具体的には、０．１ｍｍピッチ以下の場合は、前記の手作業による修正が非常に困難（最小のはんだゴテを用いても、手作業の限界は０．１ｍｍピッチのため）であった。
また、従来の製造技術では、素子ピッチ０．１ｍｍまでが限界であったが、最近は超音波画像の高分解能化などの画質向上策として、さらに微細な素子ピッチや多チャンネル化が要求され、０．１ｍｍピッチ以下の微細にした振動子と、ＦＰＣ電極のはんだ付けが製造上の重要な問題であった。
【０００６】
本発明は、上記問題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、その目的は、微細なピッチの振動子とＦＰＣのはんだ付けを確実に行い得る構造を有した超音波探触子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、バッキング材上に細長い棒状の振動子を多数配列する超音波探触子において、前記振動子はその長さ方向の端部にて信号線にはんだ付で接続され、前記バッキング材は前記振動子の接触面が前記振動子の長さより短い幅であり、前記はんだ付ではみ出したはんだを溜める溝を側面に有し、かつ前記接触面と対向する面側では前記振動子の長さ以上の幅を有していることを特徴とする超音波探触子によって達成される。
【０００８】
具体的には、探触子素子と複数の音響整合層と音響レンズとバッキング材を具備する超音波の電気音響変換部を収納するケースと，探触子素子と超音波送受信部を接続する同軸多芯ケーブルを有して構成される超音波探触子において、上記電気音響変換部の振動子とバツキング材の幅（電気音響変換部の短辺方向の幅）を同一としない構造にする。例えば、振動子の幅が１０ｍｍの場合、バッキング材の幅を９．８ｍｍにする。この際、振動子の両端を約０．１ｍｍずつ突出させることが重要である。
【０００９】
次に、振動子側面の電極とＦＰＣの電極のはんだ付け方法としては、はんだ付け装置は、レーザーはんだ付け装置を用いる。レーザーの照射は、振動子電極とＦＰＣ電極を重ね合わせた部分に照射すると、余分なはんだが長辺方向にはみ出し易くなり、隣の素子と短絡する可能性が高くなる。そこで、レーザーの照射を振動子の下面から０．５ｍｍ〜１ｍｍ下のＦＰＣ電極を照射することで適量のはんだ量でＦＰＣ電極と，振動子電極をはんだ付けすることができる。この際、余分なはんだは、振動子下面のバッキング材の段差にたまるため、隣の素子とチャンネル間短絡せずにはんだ付け可能となる。
【００１０】
また、振動子とバッキング材が接着しており、なおかつバッキング材の側面に溝を付けること。また、はんだ付け装置はレーザーはんだ付け装置を用いて、レーザー照射を振動子の下面から０．５ｍｍ〜１ｍｍ下のＦＰＣ電極を照射することで、適量のはんだ量でＦＰＣ電極と，振動子電極をはんだ付けすることができる。
このことにより、振動子電極と，ＦＰＣ電極のはんだ付け装置により確実に行うことが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波探触子の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１はＦＰＣと振動子をはんだ付けの例であり、正面（素子配列方向）から見た図である。
図中、振動子２とＦＰＣの電極３をはんだ付けした結果、はんだ４（斜線部分）がはみ出る。
【００１２】
図２は、従来（素子ピッチ０．１ｍｍ以上）の振動子電極とＦＰＣ電極のはんだ付けの様子を示す図であり、図１のＡ方向断面図である。従来技術では、振動子２の幅とバッキング材１の幅が同一となっている。そして、はんだ付け装置であるレーザーの照射位置はＦＰＣと振動子電極の重なり合う部分であった。この場合、非常に微小な素子（最小で０．２ｍｍ平方）に加わる熱量を制御するのは難かしく、通常は図１の４のように、はんだが隣の素子方向にはみ出すことが多かった。また、ＦＰＣのはんだメッキのばらつきに大きく左右され、ＦＰＣのはんだメッキが厚い（約３０μｍ以上）と、隣のチャンネルと短絡することが多かった。しかし、振動子の素子ピッチが、０．２ｍｍ以上の場合は、隣のチャンネルと短絡しても、はんだゴテによる手作業で修正することが可能であった。
【００１３】
図３は本発明の振動子電極とＦＰＣ電極のはんだ付けの様子を示す図であり、図１のＡ方向断面図である。
【００１４】
バッキング材１の幅を振動子２の幅より小さくしてある。この際、振動子２の強度の問題から、振動子２の幅より、０．２ｍｍ程度小さくする。振動子２とバッキング材１の接着は、バッキング材１の両端から０．１ｍｍ程度振動子２が出るように接着する。
【００１５】
バッキング材１の形状を、振動子との接着面の幅を振動子の幅より、０．２ｍｍ程度小さくすることで、従来は、はんだのはみ出しが隣合う素子の方向に出ており、隣のチャンネルと短絡する可能性があったのに対し、本発明では、はんだのはみ出しを、振動子下面にもはみ出させているため、従来方式の問題点を解決できる。
【００１６】
また、使用するレーザー装置は、最大出力１０Ｗ程度のものを使用する。この時のレーザー照射位置は、従来は図２のように振動子電極と，ＦＰＣ電極の重なり合った部分を直接照射していたのに対し、本発明では、振動子とバッキング材の境界部分を照射することで、レーザーによる熱量をバッキング材に吸収され、バッキング材の熱吸収率は、振動子とＦＰＣに比べ安定される（光の乱反射が防げるため）ため、均一なはんだ付けが可能となる。
【００１７】
また、バッキング材が振動子の接触面が振動子の長さより短い幅を有し、かつ接触面と対向する面側が少なくとも振動子の長さ以上の幅を有している理由として、図３のように、バッキング材と振動子の幅と同一以上にすることで、落下等で外部から衝撃を受けた場合、振動子よりも先に、バッキング材が衝撃を受けるため、信頼性の向上にもつながる。
【００１８】
以上説明した実施の形態によれば、０．１ｍｍピッチ以下の極小ピッチを有する超音波探触子において、バッキング材が振動子の接触面が振動子の長さより短い幅を有し、かつ接触面と対向する面側が少なくとも振動子の長さ以上の幅を有していることで、余分なはんだが振動子下面に逃げるため、隣合う素子とのチャンネル間短絡を防止できる。
【００１９】
また、落下等の衝撃を、振動子より先にバッキング材が吸収するため、探触子の信頼性を向上できる。
また、レーザーの照射位置を、振動子電極と，ＦＰＣ電極の重なり合った箇所から、振動子とバッキング材の境界部にすることで、熱量が一定となり、安定したはんだの接着をすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、微細なピッチの振動子とＦＰＣのはんだ付けを確実に行い得る構造を有した超音波探触子を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＰＣと振動子をはんだ付けの例を示す図。
【図２】従来の超音波探触子で図１のＡ方向断面を示す図。
【図３】本発明の超音波探触子で図１のＡ方向断面を示す図。
【符号の説明】
１ バッキング材
２ 振動子
４ はんだ
Claims (3)
- バッキング材上に振動子を多数配列する超音波探触子において、前記振動子はその長さ方向の端部にて信号線にはんだ付で接続され、前記バッキング材は前記振動子の接触面が前記振動子の長さ方向の幅より短い幅であり、その側面の前記接触面側に前記はんだ付ではみ出したはんだを溜める溝を有していることを特徴とする超音波探触子。
- 前記バッキング材の前記接触面の幅は、前記振動子の長さ方向の幅より0.2ｍｍ小さいことを特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
- 前記バッキング材は、前記接触面と対向する面側では前記振動子の長さ方向の幅以上の幅を有していることを特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04427998A JP3964973B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04427998A JP3964973B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226012A JPH11226012A (ja) | 1999-08-24 |
| JP3964973B2 true JP3964973B2 (ja) | 2007-08-22 |
Family
ID=12687080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04427998A Expired - Fee Related JP3964973B2 (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
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| KR102374007B1 (ko) * | 2017-09-15 | 2022-03-14 | 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. | 초음파 트랜스듀서 및 그 제조 방법 |
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-
1998
- 1998-02-12 JP JP04427998A patent/JP3964973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11226012A (ja) | 1999-08-24 |
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