Acoustic imaging using air-coupled focus-type P(VDF/TrFE) transducers on non contact ultrasound by through-transmission method.

• Project/Area Number: 16K06378
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: Takahashi Sadayuki 山形大学, 地域教育文化学部, 技術専門職員 (10396559)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2018: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 空気中 / 高周波 / 超音波 / トランスデューサ / 物質内部 / 画像化 / 圧電高分子材料 / 非接触 / P(VDF/TrFE)材料 / MHｚ帯域 / 高分解能 / 圧電高分子 / P(VDF/TrFE) / 超音波トランスデューサ / MHz帯域 / 透過画像形成 / 空中超音波 / 圧電高分子トランスデューサ / 透過画像

Outline of Final Research Achievements

In this study, the high frequency ultrasonic transducers have been developed using piezoelectric polymer P(VDF/TrFE)(75/25 mol%). This concave type P(VDF/TrFE) transducer has a transducer insertion loss of 72 dB. The transducer insertion loss is the 10 times large more than conventional P(VDF/TrFE) transducer. In addition, Ultrasonic imaging system also had developed to utilize with these P(VDF/TrFE) transducers.
As the result, it was successful to display for through transmission image of Integrated Circuit (11229-12・ROCKWELLIC).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで、空気中で物質(観測対象物)の内部を観察するためには、X線を用いた機器のみが主流であった。しかし、X線機器は高額であり、また法的制約もあるため、一般には普及しない。加えて、X線機器から得られる物質内部の情報は、必ずしも多いとも限らない。もし、超音波機器により物質内部の画像化が可能となれば、その被検査対象範囲は広がる。
本研究では、できるだけ空気中で超音波エネルギーの減衰が小さい有機圧電材料P(VDF/TrFE)を用いて、高周波超音波トランスデューサを開発することを目的とした。この結果、ICの物質内部の画像化に成功した。

Research Products

• [Journal Article] 平面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波によりICの透過画像 (2018)
  • Author(s): 高橋貞幸
  • Journal Title: 超音波TECHNO Volume: 第29巻第3号
• [Journal Article] 平面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波によるICの透過画像 (2017)
  • Author(s): 高橋貞幸
  • Journal Title: 超音波TECHNO 2017.5-6. (日本工業出版) Volume: Vol29.No3
• [Presentation] 非接触による焦点型圧電高分子トランスデューサを用いた集積回路の画像形成 (2018)
  • Author(s): 高橋貞幸
  • Organizer: 日本音響学会
• [Presentation] Acoustic imaging and measuring in air at MHz range using P(VDF/TrFE) transducers constracted piezoelectric polymer films (2018)
  • Author(s): Sadayuki Takahashi
  • Organizer: 2017 International Symposium of Innovational Piezoelectric Matarials and Acoustic Devices and Thier Applications
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 音響整合材料による圧電高分子トランスデューサの効率改善について (2018)
  • Author(s): 高橋貞幸
  • Organizer: 日本音響学会
• [Presentation] 凹面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波透過法による高分解能画像形成 (2016)
  • Author(s): 高橋貞幸
  • Organizer: 日本音響学会2016年秋季研究発表会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Remarks] 非接触による焦点型圧電高分子トランスデューサを用いた集積回路の画像形成
  • URL: http://www.asj.gr.jp/annualmeeting/pdf/2018autumn_program.pdf
• [Remarks] 平面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波によるICの透過画像
  • URL: https://www.nikko-pb.co.jp/products/detail.php?product_id=4092
• [Remarks] * Acoustic imaging and measuring in air at MHz
  • URL: http://www.sic.ac.cn/xwzx/xshd/201705/t20170503_4782810.html
• [Remarks] 音響整合材料による圧電高分子トランスデューサの効率改善について
  • URL: http://www.asj.gr.jp/annualmeeting/pdf/2017autumn_program.pdf
• [Remarks] 凹面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波透過法による高分解能画像形成
  • URL: http://133.24.63.153/takahashi.files/happyou.html
• [Remarks] 凹面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波透過法による高分解能画像形成
  • URL: http://www.asj.gr.jp/annualmeeting/pdf/2016autumn_program.pdf