DE4142372A1

DE4142372A1 - Ultrasound transducer array of elementary transducers arranged in a row e.g. for medical research - has elementary transducers connected to front and back terminals and connected to neighbouring transducers by piezo-ceramic connectors.

Info

Publication number: DE4142372A1
Application number: DE19914142372
Authority: DE
Inventors: Ivan Lucic; Hartmut Ing Grad Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1993-06-24

Abstract

An ultra-sound transducer array including elementary transducers (2,26) arranged next to each other. These have a metallised front face (4) and a metallised back face (6) opposite the front face (4). The metallised faces (4,6) are connected to first and second electric contacts (5,7). Adjacent transducers (2,26) are connected on their back faces (6) via piezoceramic connector elements (8). ADVANTAGE - Can be manufactured to a high degree of accuracy and manufacturing time is short.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Wandlerarray mit neben einander angeordneten Elementarwandlern, die eine metallisierte Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende metalli sierte Rückseite aufweisen, die mit einem ersten bzw. zweiten elektrischen Anschluß verbunden sind.The invention relates to an ultrasound transducer array with in addition arranged elementary transducers, which are metallized Front and one metalli opposite the front Sized back with a first or second electrical connection are connected.

In der medizinischen Ultraschalldiagnostik sind Ultraschall applikatoren mit elektronischer Abtastung weit verbreitet. Sie umfassen ein Ultraschall-Wandlerarray mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Elementarwandlern. Die Reihe der Elementarwandler kann sowohl in einer Ebene als auch auf einem Kreisbogen angeordnet sein. Die Abtastung erfolgt durch eine entsprechende zeitliche Ansteuerung der Elementarwandler.In medical ultrasound diagnostics are ultrasound applicators with electronic scanning widely used. they include an array of ultrasound transducers side by side elementary converters. The series of Elementary converter can be in one level as well as on one Arcs can be arranged. The scanning is done by a corresponding timing of the elementary converter.

Ebenso sind Wandlerarrays bekannt, wobei die Elementarwandler anstatt in einer Reihe in einer Fläche mosaikförmig ange ordnet sind.Converter arrays are also known, the elementary converters instead of being arranged in a row in a mosaic shape are arranged.

Ein Ultraschall-Wandlerarray der eingangs genannten Art ist in der EP-OS 00 05 071 offenbart. Die Elementarwandler sind dort in einer Reihe angeordnet. Bei entsprechender Ansteuerung kann eine Sektorabtastung oder eine Linearabtastung durchge führt werden. Um ein derartiges Ultraschall-Wandlerarray her zustellen, wird eine Platte eines piezokeramischen Materials auf der Vorder- und Rückseite metallisiert, wobei die Größe der Platte der Größe des Wandlerarrays entspricht. Dann wird die Platte mit ihrer Rückseite auf einem Ultraschall absor bierenden Trägermaterial befestigt, das bei den fertigen Wandlerarrays das Backing bildet. Die mit dem Trägermaterial verbundene keramische Platte wird nun einschließlich der Me tallisierungen durch Sägen oder Trennschleifen in die ge wünschte Anzahl von Elementarwandlern geteilt. Die unabhängigen Elementarwandler werden dann mit ersten und zweiten elektri schen Anschlüssen versehen.An ultrasound transducer array of the type mentioned is in EP-OS 00 05 071 discloses. The Elemental Walkers are there arranged in a row. With appropriate control can perform a sector scan or a linear scan leads. To get such an ultrasonic transducer array to deliver a plate of piezoceramic material metallized on the front and back, the size the plate corresponds to the size of the transducer array. Then it will be the plate with its back on an ultrasound absorber the supporting material attached to the finished Converter arrays that form the backing. The one with the backing material bonded ceramic plate is now including the Me tallizations by sawing or abrasive cutting into the ge desired number of elementary converters. The independent Elementary converters are then electri with first and second connections.

Der Trennvorgang der Elementarwandler aus der piezokeramischen Platte ist fertigungstechnisch nicht einfach. Da die Elementar wandler vollständig voneinander getrennt sein müssen, kann nicht vermieden werden, daß auch der Träger mit einer kleinen Nut versehen wird. Das Trennwerkzeug muß somit sowohl die harte Keramik als auch das relativ weiche Trägermaterial, das größtenteils aus Kunststoff besteht, bearbeiten können. Dabei muß zum einen vermieden werden, daß der kunststoffhaltige Träger durch Überhitzung beschädigt wird, so daß die Trenn geschwindigkeit begrenzt ist. Zum anderen kann das Trennwerk zeug durch den kunststoffhaltigen Träger beschädigt werden, so daß der Trennvorgang laufend überwacht werden muß. Die für das Trennen benötigte Zeit ist entsprechend lang.The separation process of the elementary transducer from the piezoceramic In terms of production technology, plates are not easy. Because the elementary converters must be completely separate from each other can not be avoided that even the carrier with a small Groove is provided. The cutting tool must therefore be both hard Ceramics as well as the relatively soft base material that consists mostly of plastic, can edit. Here on the one hand, it must be avoided that the plastic-containing Carrier is damaged by overheating, so that the separation speed is limited. On the other hand, the separation unit be damaged by the plastic carrier, so that the separation process must be monitored continuously. The for that Disconnecting time is correspondingly long.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschall- Wandlerarray anzugeben, das mit hoher Genauigkeit hergestellt werden kann und dessen Fertigungszeit kurz ist.The invention is based on the object of an ultrasound Specify converter array that is manufactured with high accuracy can be and the manufacturing time is short.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Elementarwandler mit den angrenzenden Elementarwandlern auf der Rückseite mit jeweils einem piezokeramischen Verbindungselement verbunden ist. Bei der Herstellung eines derartigen Wandlerarrays kann von einer piezokeramischen Platte ausgegangen werden, die jedoch anstatt mit einem dämpfenden Trägermaterial mit einem piezokeramischen Träger verbunden ist. Beim Unterteilen der metallisierten piezokeramischen Platte in einzelne Wandler elemente kann ein speziell für keramische Werkstoffe geeignetes Trennwerkzeug eingesetzt werden. Damit sind hohe Trennge schwindigkeiten möglich. Außerdem wird die Lebensdauer des Trennwerkzeugs nicht durch anhalftende Kunststoffpartikel her abgesetzt.The problem is solved in that every elementary converter with the adjacent elementary converters on the back each connected to a piezoceramic connecting element is. In the manufacture of such a transducer array from a piezoceramic plate that however, instead of with a damping carrier material with a piezoceramic carrier is connected. When dividing the metallized piezoceramic plate into individual transducers elements can be a specially suitable for ceramic materials Cutting tool can be used. This makes high separations speed possible. In addition, the life of the Cutting tool not from adhering plastic particles discontinued.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß sich auf der Rückseite der Wandlerelemente zwischen den Ver bindungselementen ein Zwischenraum befindet und daß der zwei te elektrische Anschluß über den Zwischenraum geführt ist. Es ist vorteilhaft, den piezokeramischen Träger vor dem Untertei len in Einzelwandler ebenfalls mit Einschnitten zu versehen. Damit werden in der piezokeramischen Trägerplatte Zwischen räume geschaffen, um die zweiten Anschlüsse für die Elementar wandler herzustellen und um die akustische Verkopplung zwischen den Elementarwandlern zu verringern. Die akustischen Eigen schaften lassen sich über die Breite der Einschnitte im piezo keramischen Träger beeinflussen.An advantageous embodiment is characterized in that on the back of the transducer elements between the ver binding elements there is a space and that the two te electrical connection is made across the gap. It is advantageous to the piezoceramic carrier in front of the lower part len in single converter also to be provided with incisions. So that in the piezoceramic carrier plate between spaces created to be the second connections for the elementary to manufacture transducers and the acoustic coupling between to reduce the elementary walkers. The acoustic properties can be cut across the width of the incisions in the piezo affect ceramic carrier.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß sich der Zwischenraum in einer Ausnehmung im Elemen tarwandler fortsetzt und daß der Zwischenraum und die Ausneh mung mit einer Metallisierung versehen sind, die mit dem zweiten elektrischen Anschluß verbunden ist. Der Zwischenraum oder Einschnitt durchtrennt den piezokeramischen Träger voll ständig, so daß einzelne Verbindungselemente gebildet sind. Die Toleranz der Schnitttiefe für die Einschnitte im piezo keramischen Träger kann somit relativ hoch sein. Die Metalli sierung der Rückseite des Elementarwandlers mündet nun seit lich in den Zwischenraum. Der zweite elektrische Anschluß er folgt über die Metallisierung des Zwischenraumes und der Aus nehmung, die dann mit der metallisierten Rückseite in elek trischem Kontakt steht. Obwohl die elektrische Verbindung der beiden Metallisierungen nur über eine Stoßstelle, deren Höhe der Dicke der Metallisierung auf der Rückseite entspricht, er folgt, kann doch über die Länge des Zwischenraumes eine sichere elektrische Verbindung erzeugt werden. A further advantageous embodiment is characterized by this from that the space in a recess in the Elemen tarwandler continues and that the space and the exception Mung are provided with a metallization that with the second electrical connection is connected. The gap or incision completely cuts through the piezoceramic carrier constantly, so that individual connecting elements are formed. The tolerance of the depth of cut for the cuts in the piezo ceramic carrier can thus be relatively high. The Metalli sation of the back of the elementary converter has now opened Lich in the space. The second electrical connection follows via the metallization of the space and the Aus take, which then with the metallized back in elec trical contact. Although the electrical connection of the two metallizations only over a joint, the height corresponds to the thickness of the metallization on the back, he follows, but can be safe over the length of the space electrical connection are generated.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die Metallisierung des Zwischenraums auf der dem Elementarwandler abgewandten Rückseite der angrenzenden piezo keramischen Verbindungselemente in einer weiteren Metalli sierung fortsetzt und daß der zweite elektrische Anschluß mit der weiteren Metallisierung auf der abgewandten Seite des Verbindungselementes verbunden ist. Damit können die meist als Anschlußfahnen ausgebildeten elektrischen Anschlüsse einfach und sicher elektrisch leitend mit den Elementarwandlern ver bunden werden.A further advantageous embodiment is characterized by this from that the metallization of the space on the Elementary transducer facing away from the adjacent piezo ceramic fasteners in another Metalli sation continues and that the second electrical connection with the further metallization on the opposite side of the Connection element is connected. Most of them can be used as Connection lugs trained electrical connections simple and safely electrically conductive with the elementary transducers be bound.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die zweiten elektrischen Anschlüsse einer Gruppe von Elementarwandlern über eine sich über die Rückseiten mehreren Verbindungselemente er streckenden Metallisierung mit einem gemeinsamen elektrischen Anschluß verbunden. Diese Gruppenbildung von Elementarwandlern ist auch unter dem Namen Feinteilung bekannt. Die feingeteilten Elementarwandler sind gegenüber einem herkömmlichen Elementar wandler wesentlich schmaler, so daß die Breite einer Gruppe von feingeteilten Elementarwandlern etwa der Breite eines her kömmlichen Elementarwandlers entspricht.In a further advantageous embodiment, the second electrical connections of a group of elementary converters one over the back of several connecting elements stretching metallization with a common electrical Connection connected. This group formation of elementary converters is also known as fine division. The finely divided Elemental converters are compared to a conventional elementary converter much narrower so that the width of a group of finely divided elementary converters about the width of one ago conventional elementary converter.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand von drei Figuren. Es zeigen:Further advantages result from the description of two Embodiments based on three figures. Show it:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht mehrere nebeneinander an geordnete Elementarwandler eines Wandlerarrays, Fig. 1 is a perspective view of several adjacent to parent elementary transducers of a transducer array,

Fig. 2 in perspektivischer Ansicht eine Gruppe von feinge teilten Elementarwandlern und Fig. 2 is a perspective view of a group of finely divided elementary converters and

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht eine Verbundplatte, aus der drei Wandlerarrays hergestellt werden. Fig. 3 is a perspective view of a composite plate from which three transducer arrays are made.

Das in Fig. 1 im Ausschnitt gezeigte Ultraschall-Wandlerarray besteht aus einer Reihe nebeneinander angeordneter Elementar wandler 2, die jeweils eine metallisierte Vorderseite 4 und eine der Vorderseite gegegenüberliegende metallisierte Rück seite 6 aufweisen. Die Metallisierungen 4 und 6 bilden die Elektroden der Elementarwandler 2, über die dem Elementar wandler 2 ein elektrisches Signal zugeführt oder abgegriffen werden kann. Dazu sind die Metallisierungen 4 und 6 mit einem ersten bzw. zweiten elektrischen Anschluß 5 bzw. 7 verbunden. Der erste elektrische Anschluß 5 ist für alle Elementarwand ler 2 gemeinsam. Beispielhaft sind hier vier Elementarwandler 2 aus einer Reihe von z. B. 128 gleichartigen Wandlerelementen 2 mit einer Breite W und einer Länge L gezeigt. Benachbarte Elementarwandler 2 sind auf der metallisierten Rückseite 6 über jeweils ein piezokeramisches Verbindungselement 8 verbunden. Hier entspricht die Länge des Verbindungselements 8 der Länge L der Elementarwandler 2.The ultrasound transducer array shown in FIG. 1 consists of a row of elementary transducers 2 arranged side by side, each having a metallized front side 4 and a metallized rear side 6 opposite the front side. The metallizations 4 and 6 form the electrodes of the elementary converter 2 , via which the elementary converter 2 an electrical signal can be supplied or tapped. For this purpose, the metallizations 4 and 6 are connected to a first and second electrical connection 5 and 7 , respectively. The first electrical connection 5 is common to all elementary wall ler 2 . Four elementary converters 2 from a series of z. B. 128 similar converter elements 2 with a width W and a length L are shown. Adjacent elementary transducers 2 are each connected to the metallized rear side 6 via a piezoceramic connecting element 8 . Here, the length of the connecting element 8 corresponds to the length L of the elementary converter 2 .

In der Mitte der Rückseite der Elementarwandler 2 ist ein Zwi schenraum 10 zwischen den Verbindungselementen 8 vorgesehen, um die metallisierte Rückseite 6 der Elementarwandler 2 mit einem zweiten elektrischen Anschluß 7 zu verbinden. Der Zwi schenraum 10 hat hier die Form einer rechteckigen Trennfuge der Breite B und erstreckt sich über die gesamte Länge L eines Elementarwandlers 2. Der Zwischenraum 10 zwischen den Verbin dungselementen 8 setzt sich im Elementarwandler 2 in einer Aus nehmung 12 fort.In the middle of the back of the elementary converter 2 , an inter mediate space 10 is provided between the connecting elements 8 in order to connect the metallized rear side 6 of the elementary converter 2 to a second electrical connection 7 . The inter mediate space 10 here has the shape of a rectangular parting line of width B and extends over the entire length L of an elementary converter 2 . The space 10 between the connec tion elements 8 continues in the elementary converter 2 in a recess 12 from.

Wenn die Breite B und Tiefe T der Ausnehmungen 12 im Ele mentarwandler 2 kleiner als 50 µm sind, wird die Resonanz frequenz des Elementarwandlers 2 gegenüger einem Elementar wandler ohne Ausnehmung 12 nicht verändert. Die Ausnehmung 12 kann jedoch auch vergrößert und so ausgeformt werden, daß der Elementarwandler 2 z. B. zwei Resonanzfrequenzen aufweist, die erste Resonanzfrequenz ist durch die Dicke D1 und die zweite Resonanzfrequenz ist durch die Dicke D2 bestimmt. If the width B and depth T of the recesses 12 in the elementary transducer 2 are less than 50 microns, the resonance frequency of the elementary transducer 2 against an elementary transducer without a recess 12 is not changed. The recess 12 can also be enlarged and shaped so that the elementary converter 2 z. B. has two resonance frequencies, the first resonance frequency is determined by the thickness D1 and the second resonance frequency is determined by the thickness D2.

Die dem Zwischenraum 10 zugewandten Seitenflächen der Ver bindungselemente 8 sowie die Ausnehmung 12 sind mit einer Me tallisierung 14 versehen.The space 10 facing side surfaces of the Ver connecting elements 8 and the recess 12 are provided with a tallization 14 Me.

Um auf einfache Weise die Kontaktierung mit dem zweiten elek trischen Anschluß 7 zu ermöglichen, setzt sich die Metalli sierung 14 auf der dem Elementarwandler 2 abgewandten Seite des Verbindungselementes 8 in einer Metallisierung 15 fort. Über die Metallisierungen 14 und 15 ist die metallisierte Rückseite 6 von jedem Elementarwandler 2 jeweils mit dem zweiten elek trischen Anschluß 7 elektrisch leitend verbunden. Damit kann die Kontaktierung mit dem zweiten elektrischen Anschluß un abhängig von der Breite B des Zwischenraumes 10 oder der Trennfuge auf der dem Elementarwandler 2 abgewandten Seite des Verbindungselements 8 erfolgen.To allow contacting with the second electrical connection 7 in a simple manner, the metallization 14 continues on the elementary converter 2 side of the connecting element 8 in a metallization 15 . About the metallizations 14 and 15 , the metallized back 6 of each elementary converter 2 each with the second electrical connection 7 is electrically connected. This makes it possible to make contact with the second electrical connection un depending on the width B of the intermediate space 10 or the joint on the side of the connecting element 8 facing away from the elementary converter 2 .

Die Metallisierungen 15 sind in der Mitte der Verbindungsele mente 8 durch eine Trennfuge 16 unterbrochen, die sich über die gesamte Länge L des Verbindungselements 8 erstreckt. Die Trenn fuge 16 ist vorzugsweise nur so tief, daß die Metallisierungen 15 sicher elektrisch getrennt sind. Damit können die Elemen tarwandler 2 über die zweiten elektrischen Anschlüsse 7 in dividuell angesteuert werden.The metallizations 15 are interrupted in the middle of Verbindungsele elements 8 by a parting line 16 which extends over the entire length L of the connecting element 8 . The parting line 16 is preferably only so deep that the metallizations 15 are safely electrically isolated. Thus, the elementary converter 2 can be individually controlled via the second electrical connections 7 .

Der Zwischenraum 10 ist mit einem akustischen Dämpfungsmaterial 17 gefüllt, um akustische Kopplungen zwischen den Elementarwand lern 2 herabzusetzen. Die Metallisierung 15 kann dann auch das Dämpfungsmaterial 17 abdecken.The space 10 is filled with an acoustic damping material 17 to learn 2 acoustic couplings between the elementary wall. The metallization 15 can then also cover the damping material 17 .

Ein Zwischenraum 18 zwischen den Elementarwandlern 2 hat eben falls die Form einer Trennfuge, die sich in einer Ausnehmung 20 im Verbindungselement 8 fortsetzt. Auch hier ist die Ausnehmung 20 nur so tief, daß die Metallisierungen 6 der Elementarwandler 2 elektrisch voneinander getrennt sind. A space 18 between the elementary transducers 2 has just in the form of a parting line, which continues in a recess 20 in the connecting element 8 . Here too, the recess 20 is only so deep that the metallizations 6 of the elementary transducers 2 are electrically separated from one another.

Der Zwischenraum 18 ist mit einem elektrischen Isoliermaterial 22 soweit gefüllt, daß die seitlich in den Zwischenraum 18 mündenden Metallisierungen 6 sicher elektrisch getrennt werden können, wenn die Seitenwände des Zwischenraums 18 einschließ lich des Isoliermaterials 22 mit einer Metallisierung 24 ab gedeckt werden, die mit den Metallisierungen 4 elektrisch leitend verbunden sind. Durch die Metallisierungen 24 zwischen den Elementarwandlern 2 sind alle Metallisierungen 4 auf der Vorderseite der Elementarwandler 2 elektrisch miteinander und mit dem gemeinsamen ersten elektrischen Anschluß 5 verbunden.The intermediate space 18 is filled with an electrical insulating material 22 to the extent that the metallizations 6 opening laterally into the intermediate space 18 can be safely electrically separated if the side walls of the intermediate space 18, including the insulating material 22, are covered with a metallic coating 24 , which are covered with the Metallizations 4 are electrically connected. Due to the metallizations 24 between the elementary transducers 2 , all metallizations 4 on the front of the elementary transducers 2 are electrically connected to one another and to the common first electrical connection 5 .

Ein Beispiel für ein Wandlerarray mit Feinteilung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Breite WF des dort dargestellten Elementarwand lers 26 ist wesentlich kleiner als die Breite W des in Fig. 1 dargestellten Elementarwandlers 2. Die Breite WF ist hier so groß, daß eine Gruppe von z. B. vier nebeneinander angeordneten feingeteilten Elementarwandlern 26 einschließlich der Zwischen räume 18 die Breite W eines Elementarwandlers 2 nach Fig. 1 er gibt. Die Elementarwandler 26 einer Gruppe sind elektrisch parallel geschaltet und werden somit über den jeweiligen zwei ten Anschluß 7 gleich angesteuert. Dazu sind die Trennfugen 16 in der Metallisierung 15 nicht auf jeden Verbindungselement 8, wie in Fig. 1, sondern hier nur auf jedem vierten Verbindungsele ment 8 angeordnet. Außerdem ist dort die Ausnehmung 12 von jedem Wandlerelement 26 so ausgebildet, daß es drei ausgeprägte Resonanzfrequenzen aufweist, die durch die Dicken D1, D2 und D3 bestimmt sind. Der übrige Aufbau des Wandlerarrays in Fig. 2 entspricht dem Wandlerarray nach Fig. 1.An example of a converter array with fine division is shown in FIG. 2. The width WF of the elementary wall 26 shown there is substantially smaller than the width W of the elementary wall 2 shown in FIG. 1. The width WF is so large here that a group of z. B. four side by side finely divided elementary transducers 26 including the spaces 18 the width W of an elementary transducer 2 according to FIG. 1 he gives. The elementary transducers 26 of a group are electrically connected in parallel and are thus driven equally via the respective two th connection 7 . For this purpose, the parting lines 16 in the metallization 15 are not arranged on each connecting element 8 , as in FIG. 1, but here only on every fourth connecting element 8 . In addition, there is the recess 12 of each transducer element 26 so that it has three distinct resonance frequencies, which are determined by the thicknesses D1, D2 and D3. The remaining structure of the converter array in FIG. 2 corresponds to the converter array according to FIG. 1.

Wegen der piezokeramischen Verbindungselemente 8 lassen sich die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Wandlerarrays besonders einfach und in kurzer Zeit herstellen. Die früher zeitauf wendigen Schritte des Unterteilens einer piezokeramischen Platte in die Elementarwandler 2 oder 26 eines Wandler arrays können nun schneller ausgeführt werden, weil nur ein einheitliches Material bearbeitet werden muß.Because of the piezoceramic fasteners 8, the transducer arrays shown in Fig. 1 and Fig. 2 is particularly easy and produce in a short time. The previously time-consuming steps of dividing a piezoceramic plate into the elementary transducers 2 or 26 of a transducer array can now be carried out more quickly because only a uniform material has to be processed.

Bei der Herstellung geht man von einer polarisierten piezo keramischen Platte 30 aus, deren gegenüberliegende Flachseiten durchgehend mit der Metallisierung 4 und 6 versehen ist. Die Länge der Platte entspricht der Anzahl der Elementarwandler in einem Wandlerarray und ist in Fig. 3 beispielhaft für ein Wand lerarray für 128 Elementarwandlern 2 dargestellt. Die Breite der Platte ist in Fig. 3 dreimal so breit wie die Länge L eines einzigen Elementarwandlers 2. Somit können mehrere Wandler arrays gleichzeitig hergestellt werden. Im Beispiel nach Fig. 3 ergeben sich drei Wandlerarrays.During manufacture, a polarized piezo-ceramic plate 30 is used , the opposite flat sides of which are continuously provided with the metallization 4 and 6 . The length of the plate corresponds to the number of elementary converters in a converter array and is shown in FIG. 3 as an example of a wall array for 128 elementary converters 2 . The width of the plate in FIG. 3 is three times as wide as the length L of a single elementary converter 2 . This means that several transducer arrays can be manufactured at the same time. In the example according to FIG. 3 there are three converter arrays.

An die Metallisierung 6 der polarisierte piezokeramischen Platte 30 wird nun eine Platte 32 aus unpolarisierter Piezo keramik befestigt, wobei die Platte 32 ebenfalls metallisiert sein kann. Die Verbindung zu der Verbundplatte kann durch Kleben oder, wenn die Platte 32 ebenfalls metallisiert ist, auch durch Löten erfolgen. Wichtig im ersten Fertigungsschritt ist, daß die Metallisierung 6 zwischen der polarisierten und der unpolarisierten Keramikplatte 30 bzw. 32 angeordnet ist. Die äußeren Metallisierungen können nachträglich aufgebracht werden.A plate 32 made of unpolarized piezo ceramic is now attached to the metallization 6 of the polarized piezoceramic plate 30 , it being possible for the plate 32 to also be metallized. The connection to the composite plate can be made by gluing or, if the plate 32 is also metallized, by soldering. It is important in the first manufacturing step that the metallization 6 is arranged between the polarized and the non-polarized ceramic plate 30 or 32 . The outer metallizations can be applied later.

Im zweiten Fertigungsschritt werden parallel zueinander an geordnete Trennfugen in die unpolarisierte Keramikplatte 32 eingebracht, die nachher den Zwischenraum 10 zwischen den Verbindungselementen 8 bilden. Die Trennfugen 10 müssen ebenfalls die Metallisierung 6 durchtrennen, so daß sich die Zwischenräume 10 in den Ausnehmungen 12 in der Platte 30 fortsetzen.In the second manufacturing step, ordered separation joints are introduced in parallel into the unpolarized ceramic plate 32 , which subsequently form the intermediate space 10 between the connecting elements 8 . The parting lines 10 must also cut through the metallization 6 , so that the spaces 10 continue in the recesses 12 in the plate 30 .

Vorzugsweise schließt sich in einem weiteren Bearbeitungs schritt gleich das Herstellen der Zwischenräume 18 zwischen den Elementarwandler 2 bzw. 26 an. Auch hier ist durch die Ausnehmung 20 sichergestellt, daß die Metallisierung 6 auf der Rückseite der Wandlerelemente unterbrochen ist, um eine in dividuelle Ansteuerung zu ermöglichen. Die Zwischenräume 18 sind gegenüber den Zwischenräumen 10 versetzt, so daß der Zwischenraum 10 ungefähr in der Mitte der Elementarwandler 2 bzw. 26 liegt.Preferably, in a further processing step, the creation of the spaces 18 between the elementary transducers 2 and 26 follows immediately. Here too, the recess 20 ensures that the metallization 6 on the back of the transducer elements is interrupted in order to enable individual control. The spaces 18 are offset from the spaces 10 , so that the space 10 is approximately in the middle of the elementary transducers 2 and 26 .

Das Trennen der Elementarwandler 2 bzw. 26 und der Verbin dungselemente 8 erfolgt durch Sägen oder Trennschleifen. Die Zwischenräume 10 werden vorzugsweise zuerst eingebracht, weil sie normalerweise breiter sind als die Zwischenräume 18 und weil dadurch die mechanische Beanspruchung beim Be arbeiten größer ist.The elementary transducers 2 and 26 and the connec tion elements 8 are separated by sawing or cutting. The gaps 10 are preferably introduced first because they are normally wider than the gaps 18 and because of this, the mechanical stress during loading is greater.

In einem weiteren Schritt werden die an die Zwischenräume 10 angrenzenden Seiten der nun voneinander getrennten Ver bindungselemente 8 sowie die Ausnehmung 12 metallisiert.In a further step, the sides of the now separated connecting elements 8 and the recess 12 which are adjacent to the spaces 10 are metallized.

Die metallisierten Zwischenräume 10 werden dann mit dem akustischen Dämpfungsmaterial ausgefüllt. Ebenfalls werden die Zwischenräume 18 so weit mit dem Isoliermaterial 22 aus gefüllt daß die in den Zwischenraum 18 einmündenden Metalli sierungen 6 abgedeckt sind.The metallized spaces 10 are then filled with the acoustic damping material. The gaps are also 18 so far filled with the insulating material 22 from the opening into the space 18 Metalli addressing is covered. 6

Es folgt eine Metallisierung der Ober- und Unterseite der Verbundplatte, wobei die Vorderseiten der Elementarwandler 4 elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Die Unter seite wird ebenfalls metallisiert. In einer ersten Alternative können die Unterbrechungen 16 zwischen den Metallisierungen 15 durch Abdecken beim Metallisieren hergestellt werden. In einer zweiten Alternative kann zunächst die Unterseite der Platte 32 vollständig metallisiert werden, wobei dann nachträglich die Ausnehmungen 16 eingebracht werden, die die Metallisierungen 15 voneinander trennen. Metallization of the top and bottom of the composite panel follows, the front sides of the elementary transducers 4 being connected to one another in an electrically conductive manner. The underside is also metallized. In a first alternative, the interruptions 16 between the metallizations 15 can be produced by covering during the metallization. In a second alternative, the underside of the plate 32 can first be completely metallized, in which case the cutouts 16 are subsequently made, which separate the metallizations 15 from one another.

In einem letzten Bearbeitungsschritt werden nun die drei Wandlerarrays aus der Platte getrennt.In a final processing step, the three Transducer arrays separated from the plate.

In weiteren Herstellschritten werden elektrische Anschlüsse kontaktiert, Ankoppelschichten auf der metallisierten Vor derseite 4 und auf der Rückseite des Wandlerarrays das akustisch dämpfende Backing angebracht. Ergänzend kann die Vorderseite auch mit einer akustischen Linse versehen werden.In further manufacturing steps, electrical connections are made, coupling layers are attached to the metallized front 4 and on the back of the transducer array, the acoustically damping backing. In addition, the front can also be provided with an acoustic lens.

Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine ebene Anordnung von Elementarwandlern. Selbstver ständlich ist es auch möglich, analog die Elementarwandler auf einem Kreisbogen anzuordnen. Dann muß bei der Herstel lung nicht von ebenen, sondern von gebogenen piezokerami schen Platten ausgegangen werden. Außerdem lassen sich auch zweidimensionale Wandlerarrays aufbauen, bei dem benachbarte Elementarwandler mit piezokeramischen Verbindungselementen verbunden sind. Die zweidimensionalen Wandlerarrays sind ebenfalls nicht auf ebene Anordnungen beschränkt.The exemplary embodiments described here relate on a flat arrangement of elementary converters. Self Ver of course it is also possible, analogous to the elementary converters to be arranged on an arc. Then at the manufacturer lung not from flat, but from curved piezokerami plates are assumed. You can also Build two-dimensional transducer arrays, with neighboring ones Elementary converter with piezoceramic connecting elements are connected. The two-dimensional transducer arrays are also not limited to level arrangements.

Claims

1. Ultrasonic transducer array with side-by-side elementary transducers ( 2 , 26 ) having a metallized front ( 4 ) and one of the front ( 4 ) opposite metalli-based back ( 6 ), each with a first or second electrical connection ( 5th or 7) are connected, characterized in that adjacent elementary transducers ( 2 , 26 ) on the rear side ( 6 ) are each connected via a piezoceramic connecting element ( 8 ).

2. converter array according to claim 1, characterized in that on the back ( 6 ) of the converter elements ( 2 ) between the connecting elements ( 8 ) there is a space ( 10 ) and that the second electrical connection ( 7 ) via the space ( 10 ) is performed.

3. converter array according to claim 2, characterized in that the intermediate space ( 10 ) in the middle of the transducer elements ( 2 , 26 ) is arranged.

4. transducer array according to claim 2 or 3, characterized in that the space ( 10 ) has the shape of a rectangular parting line.

5. converter array according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connec tion element ( 8 ) is cuboid.

6. converter array according to one of claims 1 to 5, characterized in that the space ( 10 ) in a recess ( 12 ) in the elementary converter ( 2 ) continues and that the space ( 10 ) and the recess ( 12 ) with a metallization are provided, the metallization ( 14 ) of the rear ( 6 ) of each elementary converter ( 8 ) each with the second electrical connection ( 7 ) electrically conductively connects.

7. Ultrasonic array according to claim 6, characterized in that the metallization ( 14 ) of the intermediate space ( 10 ) on the elementary transducer ( 2 ) facing the back of the adjacent connecting elements ( 8 ) in a further metallization ( 15 ) and continues that the second electrical connection ( 7 ) is connected to the further metallization ( 15 ) on the opposite side of the connecting element ( 8 ).

8. Ultrasonic array according to claim 6, characterized in that the second electrical connections ( 7 ) to a group of elementary transducers ( 26 ) via a extending over the rear sides of a plurality of connecting elements ( 8 ) he metallization ( 15 ) with a common second electrical connection ( 7 ) are connected.

9. Ultrasonic array according to one of claims 1 to 8, characterized in that the connecting elements ( 8 ) consist of unpolarized ceramic.

10. Ultrasonic array according to one of claims 1 to 9, characterized in that the inter mediate spaces ( 18 ) between the elementary transducers are so far filled with an insulating material ( 22 ) that the opening into the intermediate spaces ( 18 ) metallization of the back ( 6 ) is covered by the insulating material ( 22 ) and that the front sides ( 4 ) of all elementary transducers ( 2 ) are provided with a common metallization which is connected to a first electrical connection ( 5 ) common to all elementary transducers ( 2 ).

11. Ultrasonic array according to claim 10, characterized in that the common Metalli tion (4) of the front surface of the elementary transducers (2) and the walls of the intermediate spaces (18) between the transducers (2, 26) and the insulating material (22) covered .