JP2003174698A - 複合圧電体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波帯域の超音波振動に対応した複合圧電
体の量産方法を提供する。 【解決手段】 単位複合シート６を形成し、これを積層
することによって複合圧電体１０を形成する。微細な細
線状圧電体５を直接ハンドリング、あるいは配列させる
こと無く複合圧電体を形成できる。単位複合シート６の
製造の際、板状圧電体１の厚さを減ずる処理を行うこと
により、更なる微細化を容易にし、高周波化に対応した
複合圧電体を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探触子など
に用いられる複合圧電体およびその製造方法、ならびに
当該複合圧電体を用いた超音波探触子および超音波検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複合圧電体は、圧電体と樹脂とを種々の
形態で複合させた圧電材料であり、振動の周波数帯域を
広くすることができるため、医療用超音波診断装置など
に用いられる超音波探触子に利用することが検討されて
いる。１−３型と呼ばれる複合圧電体は、多数の柱状圧
電体が規則的または不規則に配列され、その隙間部分を
樹脂が埋めた構造を有する複合体であり、高感度化・広
帯域化に適していることが指摘されている。

【０００３】体外から体内を診断するため用いられる超
音波探触子では、主に３〜１０ＭＨｚ程度の超音波周波
数帯域が使用される。このような帯域で超音波を送受信
する１−３型の複合圧電体を作製するとき、柱状圧電体
の長さをＬ、柱状圧電体の長手方向に垂直な断面のサイ
ズをＳとした場合における比率（Ｌ／Ｓ）を５以上に設
計すると、最も優れた性能が発揮されると考えられてい
る。従って、１−３型の複合圧電体を３〜１０ＭＨｚ程
度の周波数帯域の超音波探触子に適用するには、長さＬ
が１６０〜５００μｍ程度、断面サイズＳが３０〜１０
０μｍ程度以下の柱状圧電体を多数配列した構造体を形
成する必要がある。

【０００４】なお、本明細書では、比率（Ｌ／Ｓ）を
「柱状圧電体のアスペクト比」と称することとする。こ
こで、サイズＳは、柱状圧電体の断面が円のときは、そ
の直径であり、柱状圧電体の断面が長方形のときは、そ
の長辺の長さである。また、柱状圧電体の断面が台形の
場合は、下底の長さをサイズＳと呼ぶことにする。

【０００５】複合圧電体の有用性は、古くから指摘され
てきているが、実際の超音波診断装置用の超音波探触子
として、現在まで商品化されている例は多くない。その
主な理由は、（１）求められる柱状圧電体の構造が極め
て微細で、複合圧電体の製造が困難である点、および、
（２）製造が可能であるとしても、高い製造コストが必
要となる点にある。

【０００６】近年では、血管内から血管狭窄の可能性を
診断するため、血管壁の詳細な観察が可能となる高周波
（１５〜２０ＭＨｚ）の超音波診断用探触子が求められ
ている。このような周波数帯で振動し得る複合圧電体を
作製するには、長さＬが８０〜１００μｍ程度、断面サ
イズＳが１６〜２０μｍ程度以下で、アスペクト比が５
以上となるような柱状圧電体を多数配列した構造体を形
成する必要がある。しかしながら、このような構造を有
する複合圧電体を従来の製造方法で製造することは極め
て困難である。

【０００７】以下、従来の１−３型複合圧電体の製造方
法を説明する。

【０００８】特許１７８９４０９号公報や特許１５９０
３４２号公報は、ブロック状圧電体に対して機械加工で
縦横に切断溝を形成した後、切断溝にエポキシ樹脂など
の有機高分子などを充填・硬化させることにより、１−
３型の複合圧電体を製造する方法を開示している。この
方法は、「ダイス・アンド・フィル法」と呼ばれてお
り、切断溝は、ダイシング加工法などの機械加工法によ
って形成される。

【０００９】特公平５−３３８３６号公報は、ダイス・
アンド・フィル法で行われてきたダイシング加工法に代
えて、レーザ加工法を用いる製造方法を開示している。
この方法では、レーザ光で圧電セラミックスに溝を形成
した後、溝に樹脂が充填され、硬化させられる。

【００１０】上記のいずれの従来技術も、１０ＭＨｚ程
度までの超音波探触子に用いられる複合圧電体の製造に
適用することは可能であるが、それ以上の高周波帯域に
用いられる複合圧電体の製造に適用することは殆ど不可
能である。また、上記従来技術を１０ＭＨｚ程度までの
超音波探触子に適用する場合であっても、その製造が極
めて困難であるか、あるいは、可能であったとしても製
造コストが高くなるという問題がある。

【００１１】複合圧電体の他の製造方法としては、「IE
EE 1997 ULTRASONIC SYMPOSIUM, pp.877-881, 1997」
（以下、先行技術文献１と記す。）や「IEEE1998 Micro
electro Mechanics Systems Workshop, pp.223-228 ,19
98」（以下、先行技術文献２と記す。）に開示された方
法がある。

【００１２】先行文献１の製造方法は、次の通りであ
る。

【００１３】まず、Ｘ線を用いたディープリソグラフィ
により、アスペクト比の高い空孔を有する樹脂型を形成
する。この空孔にセラミックス・スラリを充填した後、
エッチングなどにより樹脂を除去してからセラミックス
を焼結させる。こうして、高アスペクト比の微細な柱状
圧電体を多数配列した構造体を製造することができる。
この構造体における柱状圧電体の隙間に有機高分子を充
填すれば、１−３型の複合圧電体を製造することができ
る。

【００１４】先行文献２の製造方法は、次の通りであ
る。

【００１５】まず、シリコン基板に対して、ディープ・
エッチングにより、アスペクト比の高い空孔を形成す
る。この空孔にセラミックス・スラリを充填した後、シ
リコン基板にセラミックスを充填したまま焼結させる。
焼結後、シリコン基板をエッチングなどによって除去し
て、高アスペクト比の微細な柱状圧電体が多数配列され
た構造体を形成する。その後、柱状圧電体の隙間に有機
高分子を充填すれば、１−３型の複合圧電体を製造する
ことができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記先行技術文献は、
２０μｍ程度以下の断面サイズを有する複合圧電体の形
成が可能であると記載しているが、これらの製造方法
は、いずれも工程が複雑であり、型を焼失させるには複
雑なプロセスと長い時間を要する。また、用いられる製
造装置も高価である。その結果、製造コストの増加が大
きな問題になる。

【００１７】更に、複合圧電体の圧電体としては、一般
に圧電性能の高いチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミ
ックス（ＰＺＴ）が用いられるが、ＰＺＴは揮発温度の
低い鉛を含むセラミックスであるため、その組成制御が
困難であり、充分な圧電特性を発揮させるように焼結す
ることは困難である。

【００１８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、微細でアスペクト比の高い複
数の柱状圧電体を有する複合圧電体を、性能を低下させ
ること無く、安価に提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明による複合圧電体
は、樹脂層と、前記樹脂層上に配列された複数の柱状圧
電体とを有する単位複合シートが複数積層された構造を
有している。

【００２０】好ましい実施形態において、前記柱状圧電
体の長手方向に垂直な断面のサイズは、２０μｍ以下で
ある。

【００２１】好ましい実施形態において、前記柱状圧電
体の長さをＬ、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な断面
の平均サイズをＳとしたとき、Ｌ／Ｓが５以上である。

【００２２】好ましい実施形態において、積層された各
単位複合シートの間には、他の樹脂層が挿入されてい
る。

【００２３】好ましい実施形態において、各単位複合シ
ートにおいて隣接する柱状圧電体の間には空隙が存在し
ている。

【００２４】好ましい実施形態において、各単位複合シ
ートにおいて隣接する柱状圧電体の間には樹脂が存在し
ている。

【００２５】本発明による複合圧電体は、複数の柱状圧
電体と、前記複数の柱状圧電体の間に位置する誘電体部
分とを有する複合圧電体であって、前記柱状圧電体の長
手方向に垂直な断面の形状は、柱状圧電体の中心軸に関
する１８０°の回転に対して非対称である。

【００２６】好ましい実施形態において、前記柱状圧電
体の長手方向に垂直な断面の形状は台形である。

【００２７】本発明による複合圧電体は、複数の柱状圧
電体と、前記複数の柱状圧電体の間に位置する誘電体部
分とを有する複合圧電体であって、前記柱状圧電体の側
面の少なくとも一部が自由焼結表面である。

【００２８】好ましい実施形態において、前記複数の柱
状圧電体は、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な面に沿
って２次元的に配列されている。

【００２９】好ましい実施形態において、前記複数の柱
状圧電体は、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な面に沿
って行および列に配列されており、前記柱状圧電体の列
は、隣接する前記柱状圧電体の列から樹脂層によって隔
離されている。

【００３０】本発明による単位複合シートは、樹脂層
と、前記樹脂層上に配列された複数の細線状圧電体とを
備えている。

【００３１】本発明による複合シート積層体は、前記単
位複合シートが複数枚積層され、前記細線状圧電体が、
前記樹脂層によって挟まれることによって配置関係が固
定された状態にある。

【００３２】本発明による複合圧電体は、前記記載の複
合シート積層体を、前記細線状圧電体の長手方向を横切
るように切断することによって作製されたものである。

【００３３】好ましい実施形態において、前記細線状圧
電体の周囲は樹脂で囲まれている。

【００３４】好ましい実施形態において、前記樹脂は、
単位複合シートの樹脂層の一部が流動し、硬化したもの
である。

【００３５】好ましい実施形態において、前記樹脂は、
前記細線状圧電体の周囲に液状樹脂を含浸し、硬化した
ものである。

【００３６】本発明による超音波探触子は、前記いずれ
かの複合圧電体を備えていることを特徴とする。

【００３７】本発明による超音波検査装置は、上記超音
波探触子を備えていることを特徴とする。

【００３８】本発明による単位複合シートの製造方法
は、（ａ）板状圧電体の一表面上に樹脂層が形成された
複合板を用意する工程と、（ｂ）前記複合板の前記板状
圧電体に対し、前記樹脂層を完全に分断することにな
く、複数の溝を形成することによって、前記板状圧電体
から複数本の細線状圧電体を形成する工程とを包含す
る。

【００３９】本発明による単位複合シートの製造方法
は、（ａ）板状圧電体を粘着シートによって基板上に仮
固定する工程と、（ｂ）前記板状圧電体に複数の溝を形
成することにより、前記板状圧電体から複数本の細線状
圧電体を形成する工程と、（ｃ）前記基板に仮固定され
た複数本の前記細線状圧電体を樹脂層に転写する工程と
を包含する。

【００４０】好ましい実施形態においては、前記板状圧
電体の全面にわたって前記板状圧電体を薄くする工程を
更に包含する。

【００４１】好ましい実施形態において、前記板状圧電
体を薄くする工程は、前記板状圧電体の表面に対してサ
ンドブラスト加工を行うことを含む。

【００４２】好ましい実施形態では、前記工程（ｂ）に
おいて、前記板状圧電体の複数の溝は、サンドブラスト
加工によって形成する。

【００４３】好ましい実施形態において、前記板状圧電
体は焼結圧電セラミックスである。

【００４４】本発明による複合圧電体の製造方法は、
（ａ）請求項１７から２２のいずれかに記載の製造方法
によって製造された複数枚の単位複合シートを用意する
工程と、（ｂ）複数枚の前記単位複合シートを積層する
工程と、（ｃ）積層した複数枚の前記単位複合シートを
一体化する工程とを包含する。

【００４５】好ましい実施形態において、前記樹脂層
は、液状樹脂の塗布によって形成されたものである。

【００４６】好ましい実施形態において、前記樹脂層は
半硬化樹脂シートである。

【００４７】好ましい実施形態において、前記一体化さ
た複数枚の単位複合シートに対して、前記細線状圧電体
を横切るように方向に切断する工程を更に包含する。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による複合圧電体の実施形態を説明する。

【００４９】（実施形態１）図１から図６を参照しなが
ら、本実施形態の製造方法を説明する。

【００５０】まず、図１に示すように、板状圧電体１の
一表面に樹脂層２を貼り付けることにより、複合板３を
形成する。板状圧電体１の材料としては、例えばチタン
酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスを好適に用いる
ことができる。板状のＰＺＴセラミックスは、価格の低
いセラミックス・グリーンシート（厚さ：０．０７ｍｍ
程度）を焼結させることによって容易かつ安価に作製で
きる。セラミックス・グリーンシートは、セラミックス
粉と樹脂から構成された焼結前のシートであり、ドクタ
ー・ブレード法などの方法で作製され、薄層または層構
造の圧電体（積層基板など）を形成する場合に好適に用
いられる。板状圧電体１は、ブロック状のセラミックス
を切断して作製することも可能であるが、この方法は、
切断・研磨工程などのコストの高い工程を必要である。
これに対して、セラミックス・グリーンシートから板状
圧電体を作製する方法は、切断・研磨などの工程が不要
であるため、低コスト化の観点で有利である。

【００５１】セラミックス・グリーンシートを焼結させ
ることよって板状圧電体１を作製する場合、設備コスト
低減の観点から、多数のセラミックス・グリーンシート
を重ねて同時に焼結させることが一般的に行われる。こ
の場合、重ねた上下のセラミックス・グリーンシートが
焼結に際して接合しないように、剥離粉と言われるＭｇ
Ｏなどの粉を各セラミックス・グリーンシート間にまぶ
しながら重ねていく。焼結後の板状圧電体は、剥離粉を
除去するため、１枚ごとに洗浄される。板状圧電体１の
サイズが３０ｍｍ角程度である場合、ハンドリングなど
の取り扱いを容易にするため、その厚さを５０μｍ程度
以上に設定し、充分な強度を確保する必要がある。厚さ
が５０μｍ程度に達しないような薄い板状圧電体の場
合、その取り扱いが困難であるため、ハンドリング中に
割れや欠けが発生しやすく、製造歩留まりが低下してコ
ストが増加するおそれがある。

【００５２】本実施形態で用いる板状圧電体１の外形
は、図のＸ−Ｙ−Ｚ座標を基準にして、Ｘ方向サイズ：
３０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：３０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：
０．０５ｍｍ（＝５０μｍ）である。樹脂層（厚さ：
０．０２５ｍｍ）２は、板状圧電体１の平面的には同サ
イズを有しており、例えばエポキシ系半硬化樹脂シート
から構成される。複合体３の作製は、次のようにして行
うことができる。すなわち、片面に剥離フィルムのつい
たエポキシ系半硬化樹脂を板状圧電体１と重ね、これを
ピストン状の治具により、１２０枚積層し、その後、板
状圧電体１と樹脂層２の積層物を治具に入れたまま加圧
する。具体的には、例えば、１２０℃、０．１Ｔｏｒｒ
以下の大気雰囲気中において、約１ＭＰａの圧力を印加
しながら、５分間加圧すれば良い。この後、雰囲気を大
気に戻して圧力を解除した後、１５０℃で１時間保持す
る。こうして樹脂層２を硬化させた後、積層物を治具か
ら取り出し、剥離フィルムを剥がすことによって１２０
個の複合体３を得ることができる。

【００５３】板状圧電体１は、圧電性の高い材料から形
成することが好ましい。本実施形態では、ＰＺＴセラミ
ックスを用いているが、板状圧電体１の材料は、これに
限定されず、例えば、チタン酸鉛、チタン酸バリウムな
どのセラミックスや、水晶、ニオブ酸リチウム、ＰＺＴ
単結晶などの単結晶を用いることができる。

【００５４】本実施形態では、樹脂層２の形成方法とし
てエポキシ系半硬化樹脂シートの貼付方法を採用してい
るが、板状圧電体１の一表面に均一な厚さの樹脂層を形
成できる方法であれば良く、スピンコート法、スクリー
ン印刷法などの任意の形成方法を用いることができる。

【００５５】次に、図２（ａ）から図２（ｃ）を参照し
ながら、板状圧電体１から複数本の細線状圧電体（柱状
圧電体）５を作製する方法を説明する。まず、図２
（ａ）に示すように、複合体３を構成している板状圧電
体１の露出表面に加工用マスク４を形成する。本実施形
態で用いる加工用マスク４は、ストライプパターンを有
しており、各ストライプ部分の幅は０．０５０ｍｍ（＝
５０μｍ）であり、間隔も０．０５０ｍｍとなるように
パターニングされている。各ストライプ部分の幅は、形
成すべき細線状圧電体の幅を規定する。なお、加工用マ
スク４のストライプ部分の間隔をストライプ部分の幅に
一致させる必要は無い。

【００５６】加工用マスク４は、感光性の樹脂シートを
板状圧電体１に貼り付けた後、フォトマスクを用いて樹
脂シートを露光し、現像することよって形成される。フ
ォトマスクには、上記のストライプパターンを規定する
遮光パターンが形成されており、現像・露光は、公知の
フォトリソグラフィ技術を用いて行うことができる。フ
ォトマスクのパターンを変更することにより、加工用マ
スク４のパターンの形状およびサイズを任意に設定する
ことができる。

【００５７】次に、複合体３の加工用マスク４を形成し
た面に対し、サンドブラスト加工を行う。サンドブラス
ト加工は、細かい粒子（アルミナやダイアモンドの研磨
粒子）を圧縮空気とともに噴射し、被加工対象を衝撃に
より破壊しながら加工する処理である。

【００５８】サンドブラスト加工によれば、樹脂などの
柔らかい物質は破壊せずに、セラミックなどの硬い材料
を選択的に脆性破壊することができる。従って、樹脂製
の加工用マスク４を用いてサンドブラスト加工を行うこ
とにより、板状圧電体１の表面のうち、加工用マスク４
のストライプ部分で覆われていない領域だけを選択的に
削り取り、その部分に切断溝を形成することができる。
サンドブラスト加工が進行するに伴い、板状圧電体１の
露出表面に形成される切断溝は深くなり、やがて板状圧
電体１の背面側に配置されている樹脂層２に達する。し
かし、樹脂層２も、加工用マスク４と同様にサンドブラ
スト加工によっては破壊されないため、板状圧電体１に
形成した切断溝が樹脂層２に到達しても、樹脂層２はほ
とんど加工されない。このようにして、本実施形態で
は、図２（ｂ）に示すように板状圧電体１から複数本の
細線状圧電体５を形成することができる。図２（ｂ）で
は、簡単化のため、６本の細線状圧電体５だけが図示さ
れているが、実際には、３００本の細線状圧電体５が同
時に形成される。

【００５９】上記のサンドブラスト加工によれば、板状
圧電体１の広い面を一括的に高速かつ精密に加工するこ
とができるが、サンドブラスト加工は、加工用マスク４
の開口部の幅に対する深さの比率（アスペクト比）が大
きい場合には不適当な加工方法である。しかし、本実施
形態では、サンドブラスト加工によって形成される切断
溝の深さ方向は、形成すべき細線状圧電体５の長手方向
に平行ではなく、垂直である。このため、加工によって
形成する切断溝の深さをＤ、切断溝の幅をＷとした場
合、本実施形態における比率Ｄ／Ｗは、１程度である。
この比率Ｄ／Ｗは、切断溝のアスペクト比を規定してお
り、圧電体の材質にもよるが、１〜２程度の範囲に設定
することが好ましい。そして、特に微細な加工が必要な
場合は、比率Ｄ／Ｗを１以下に設定することが望まし
い。

【００６０】本実施形態では、上述のように、柱状圧電
体５の長手方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向から圧電
体の加工を行うため、「柱状圧電体のアスペクト比」が
５を超える大きさを持っていても、切断溝のアスペクト
比は小さくすることができる。このため、従来は不可能
とされていたようなアスペクト比を持つ柱状圧電体を容
易に形成することが可能になる。

【００６１】図２（ｂ）に示す細線状圧電体５を形成し
た後は、図２（ｃ）に示すように、加工用マスク４を剥
離する。こうして、多数の細線状圧電体５が樹脂層２に
よって保持された構成を有する単位複合シート６を作製
することができる。

【００６２】細線状圧電体５の各々は、Ｙ方向サイズが
３０ｍｍ、Ｘ方向サイズが約４０〜５０μｍ、Ｚ方向サ
イズが５０μｍである。細線状圧電体５の長手方向に垂
直な断面を図３に示す。図３からわかるように、本実施
形態で得られる細線状圧電体５の断面は、略台形であ
る。細線状圧電体５の上面における幅は、４０〜４５μ
ｍ程度であり、下面における幅は５５〜６０μｍ程度で
ある。このように側面にテーパが形成される理由は、サ
ンドブラスト加工によってサイドエッチが生じるからで
ある。細線状圧電体５の上面は、加工マスク４で覆われ
ていたため、サンドブラスト加工を受けていない。本実
施形態の板状圧電体１は、焼結によって作製されている
ため、その表面は自由焼結面であり、サンドブラスト加
工を受けていない細線状圧電体５の上面や下面は、最終
的にも自由焼結面から構成されている。これに対して、
細線状圧電体５の側面は、加工されているため、自由焼
結面ではない。

【００６３】前述したように、サンドブラスト工法によ
って深い孔を形成することは困難であるため、図４に示
すように、矢印Ａの方向から圧電体を加工して柱状圧電
体５を作製しようとすると、アスペクト比が５以上の柱
状圧電体を形成することは極めて困難である。しかしな
がら、本実施形態の製造法によれば、図４の矢印Ｂの方
向から圧電体を加工するため、加工深さは浅く、サンド
ブラスト加工の高速性や一括加工可能性という利点を生
かすことができる。

【００６４】なお、板状圧電体１を細線状または柱状に
加工できる工法であれば、サンドブラスト加工に限定さ
れず、ダイシング加工、超音波加工、レーザ加工など任
意の加工法を用いてもよい。

【００６５】次に、上記方法によって作製した単位複合
シートを１２０枚用意して、積層・一体化の工程を行
う。なお、サンドブラスト工法によれば、一括で大量の
加工が可能であるため、上記サイズの複合板３を１２０
枚加工するのに要する時間は約２時間以下と非常に短
い。このため、単位複合シートの製造時間を短くし、コ
ストを低減できる。

【００６６】次に、図５に示すように、単位複合シート
を構成する樹脂層２とは別の樹脂層２’を間に介在させ
ながら単位複合シート６を積層する。図５では、簡単化
のために、４枚の単位複合シート６が示されているが、
実際には、１２０枚の単位複合シート６が積層される。
積層に際して、各層の細線状圧電体５が相互に実質的に
平行となるように配置され、最上部にはＸ方向サイズ：
３０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：３０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：
０．０２５ｍｍのエポキシ系半硬化樹脂シートが２枚配
置される。なお、図５では、隣接する２枚の単位複合シ
ートの各々に設けられた細線状圧電体５の位置が相互に
一致し、整合ているように示されているが、実際には、
単位複合シート毎に細線状圧電体５の配置がシフトして
いてもよい。

【００６７】こうして形成した積層物を１２０℃、０．
１Ｔｏｒｒ以下で、約０．１ＭＰａの圧力を印加しなが
ら１０分間放置した後、大気圧に戻し、圧力を印加する
ことなく、１８０℃で１時間加熱する。こうして樹脂層
２、２’を硬化し、積層物を一体化させることにより、
複合シート積層体である複合圧電体１０を得ることがで
きる。得られた複合圧電体１０は、Ｘ方向サイズ：３０
ｍｍ、Ｙ方向サイズ：３０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：１２ｍ
ｍの直方体形状を有しており、１つの複合圧電体１０の
中には、３６０００本（＝３００×１２０）の細線状圧
電体５が樹脂によって略平行に保持されている。

【００６８】次に、図６に示すように、複合圧電体１０
を細線状圧電体５の長手方向（Ｙ方向）に垂直な面（Ｘ
−Ｚ面に平行な面）に沿って複数枚の複合圧電体１０’
に切断・分離する。切断ピッチを０．３ｍｍ、切しろを
０．１ｍｍに設定した場合、１つの複合圧電体１０か
ら、Ｘ方向サイズ：３０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：０．２０
ｍｍ、Ｚ方向サイズ：１２ｍｍの複合圧電体１０’が１
００枚得られる。切断後における複合圧電体１０’のＺ
方向サイズは、切断ピッチの変更によって調節可能であ
る。対外から体内の診断を行うための超音波診断装置用
の探触子に本実施形態の複合圧電体を用いる場合、切断
後の複合圧電体１０’のＺ方向サイズを０．２〜２ｍｍ
の範囲に設定することが好ましい。

【００６９】次に、スパッタ法により、各複合圧電体１
０’の上面および下面に金電極を形成した後、１８０
℃、４００Ｖにて分極処理を行い、圧電特性を示す複合
圧電体素子を得ることができる。

【００７０】本実施形態の製造方法によれば、個々の細
線状圧電体５に対して直接のハンドリングを行うことな
く、また、多数の細線状圧電体５を１つずつ基板上に配
列する必要も無い。更に、本製造方法によれば、従来の
製造方法と比べて高価な設備を用いないでも、複合圧電
体を短時間で歩留まり良く安価に製造することができ
る。

【００７１】このようにして作製された複合圧電体は、
薄いグリーンシートを焼結した作製した圧電セラミック
スを用いているため、前述のように、その両面は自由焼
結表面である。また、自由焼結表面の一部は樹脂によっ
て覆われ、加工を受けることになく、最終的な複合圧電
体内においても存在することになる。圧電体の自由焼結
表面は、加工を受けた表面に比べて緻密であり、耐環境
性が高く、周囲の全体がサンドブラスト加工を受けた場
合に比べて、好ましい特性を発揮することができる。

【００７２】また、本実施形態の複合圧電体は、単位複
合シートの厚さ方向（Ｚ方向）に沿って配列された多層
構造を有している。言い換えると、Ｘ−Ｚ面に沿って２
次元的に配列された複数の柱状圧電体のうち、Ｘ方向に
並んだ各列は、相互に樹脂層によって隔離されている。
本実施形態の複合圧電体は、このような層構造を有して
いるため、横方向の干渉を少なくすることができるとい
う効果を発揮する。

【００７３】（実施形態２）以下、本発明による複合圧
電体の第２の実施形態を説明する。

【００７４】本実施形態に係る複合圧電体は、高周波の
超音波振動子に適した複合圧電体である。本実施形態が
第１の実施形態と異なる点は、製造に際して、複合板３
の板状圧電体１を薄くする工程を付加的に行う点にあ
る。この工程以外の製造工程は、第１の実施形態と同様
である。

【００７５】まず、前述した方法により、図７（ａ）に
示す複合板３を用意する。次に、この複合板３の板状圧
電体１に対して、その厚さ（Ｚ方向サイズ）を減ずる工
程を行い、図７（ｂ）に示す薄い複合体３へと加工す
る。本実施形態では、板状圧電体１の厚さを０．０５０
ｍｍから０．０２０（＝２０μｍ）にまで薄くする。

【００７６】この後、図２（ａ）に示す加工マスク４と
同様の加工マスクを用いて、板状圧電体１から多数の細
線状圧電体を形成する。この際、本実施形態で用いる加
工マスクのストライプ部分の幅を０．０２０ｍｍ（＝２
０μｍ）に設定する。マスク材料や露光装置の改良が進
んだため、現在では、０．０２０ｍｍ程度の微細なパタ
ーンを有する加工用マスクを高い精度で形成することが
できる。前述したように、マスクのストライプ部分の幅
は細線状圧電体の幅を規定するので、本実施形態では、
第１の実施形態における複合圧電体に比べて細線状圧電
体の断面が小さくなる。しかし、本実施形態では、サン
ドブラスト加工の対象となる板状圧電体１を薄くしてい
るため、切断溝のアスペクト比を小さく維持しながら幅
の狭い細線状圧電体を高い精度で形成することができ
る。なお、加工用マスクの形成工程以降の工程は、第１
の実施形態と同様に行われる。

【００７７】こうして作製した単位複合シートを前述の
方法で積層し、一体化した後、切断、電極形成、および
分極処理を行うことにより、Ｘ方向サイズ：３０ｍｍ、
Ｙ方向サイズ：３０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：０．１００ｍ
ｍの複合圧電体が１５０枚得られる。

【００７８】このように本実施形態では、樹脂層２に貼
り付けた板状圧電体１の厚さを減ずるため、板状圧電体
１として低価格のＰＺＴセラミックスを用い、断面サイ
ズＳが０．０２０ｍｍ程度の柱状圧電体が多数配列さた
複合圧電体を作製している。最終的な複合圧電体におけ
る柱状圧電体の長さ（Ｙ方向サイズ）を「Ｌ」とした場
合、柱状圧電体のアスペクト比であるＬ／Ｓは、５以上
になり、高周波の超音波を送受信するのに適した構造が
得られる。

【００７９】本実施形態によれば、高価な設備を用いず
に、高周波に対応した複合圧電体を短時間・低コストで
製造することが可能である。

【００８０】（実施形態３）以下、本発明による複合圧
電体の第３の実施形態を説明する。

【００８１】まず、図８に示すように、板状圧電体１を
粘着シート８でガラス製の基板７に仮固定する工程を行
う。本実施形態では、板状圧電体１として、実施形態１
と同様に、Ｘ方向サイズが３０ｍｍ、Ｙ方向サイズが３
０ｍｍ、Ｚ方向サイズが０．０５０ｍｍの圧電セラミッ
クスを用いる。粘着シート８としては、熱剥離シートを
用いる。この粘着シート８は、熱剥離シートに限定され
ず、板状圧電体１を保持し、切断加工に際しては板状圧
電体１が粘着シート８から剥離することなく、加工後に
何らかの作用によって剥離させることが可能なものであ
れば良い。例えば、ＵＶ光照射による剥離シートなども
粘着シート８として用いることができる。

【００８２】次に、図９に示すように、板状圧電体１に
平行な切溝を複数本形成することにより、板状圧電体１
を切断して複数本の細線状圧電体５を形成する。具体的
には、図２（ａ）から図２（ｃ）を参照しながら説明し
た方法と同様の方法により、加工マスク４を形成した
後、サンドブラスト加工を行う。こうして、図９に示す
ように、細線状圧電体５が粘着シート８によって基板７
上に仮固定された構造を得ることができる。本実施形態
では、第１の実施形態と同様に、加工マスクのストライ
プ部分の幅および間隔を０．０５０ｍｍに設定してい
る。

【００８３】次に、図１０（ａ）に示すように、基板７
に仮固定された複数本の細線状圧電体５をシート状の樹
脂層２と対向させる。樹脂層２としては、厚さ０．０５
０ｍｍ程度のエポキシ系半硬化樹脂シートを好適に用い
ることができる。

【００８４】次に、樹脂層２を細線状圧電体５と接触さ
せた状態の樹脂層２および基板７に対して、例えば約
０．１ＭＰａの圧力を印加し、１２０℃で１０分間加熱
する。この加圧・加熱処理により、樹脂層２と細線状圧
電体５とが接着するとともに、粘着シート８の熱剥離効
果が生じるため、図１０（ｂ）に示すように、細線状圧
電体５は粘着シート８から剥離し、樹脂層２に転写され
る。

【００８５】本実施形態では、樹脂層２としてエポキシ
系半硬化樹脂シートを用いているが、樹脂層２は、同様
の効果が発揮されるものであれば、他の接着シートであ
ってもよい。また、液状の樹脂などを印刷法などによっ
て細線状圧電体５の上に塗布し、樹脂の層を形成した
後、これを硬化させてから剥離してもよい。

【００８６】３００本の細線状圧電体５は、上記の転写
工程により、基板７上における配置を高い精度で維持し
たま粘着シート２の上に移動する。こうして、単位複合
シートが作製される。

【００８７】この単位複合シートを１２０枚用意して、
図１１に示すように積層した後、最上部にＸ方向サイズ
が３０ｍｍ、Ｙ方向サイズが３０ｍｍ、Ｚ方向サイズが
０．０５０ｍｍの樹脂層を配置する。そして、次に、例
えば、１２０℃、０．１Ｔｏｒｒ以下の大気雰囲気中に
おいて、０．１ＭＰａ程度の圧力を印加しながら、１０
分間保持する。この後、雰囲気を大気に戻して、圧力を
解除した後、１８０℃で１時間保持する。こうして、樹
脂層２を硬化させ、積層物を一体化することにより、複
合圧電体１０を形成する。

【００８８】本実施形態において、転写に用いた樹脂層
２は、熱剥離シートからの転写の際には１２０℃以下の
熱履歴しか経ていないため、その転写後も接着力が持続
しており、積層物を一体化するとき、新たな接着シート
を介在させる必要がない。このため、積層物を一体化す
る工程に要する時間が実施形態１の場合に比べて短縮さ
れ、低コスト化を更に達成することができる。

【００８９】なお、一体化した複合圧電体１０は、Ｘ方
向サイズ：３０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：３０ｍｍ、Ｚ方向
サイズ：１２ｍｍの直方体形状を有しており、この複合
圧電体の中では３６０００本の細線状圧電体が樹脂層に
よって平行に保持されている。

【００９０】（実施形態４）以下、本発明による複合圧
電体の第４の実施形態を説明する。

【００９１】本実施形態に係る複合圧電体は、高周波の
超音波振動子に適した複合圧電体である。本実施形態
は、製造に際して、複合板３の板状圧電体１を薄くする
工程を付加的に行う点と、加工マスクのストライプ部分
の幅を０．０２ｍｍ程度と狭くする点を除けば、第３の
実施形態と同じである。また、板状圧電体１を薄くする
工程や、加工マスクの形成工程などは、第２の実施形態
と同様である。

【００９２】（実施形態５）以下、本発明による複合圧
電体の第５の実施形態を説明する。

【００９３】本実施形態では、実施形態１から実施形態
４の複合圧電体１０を用意した後、複合圧電体の空隙部
分に充填用樹脂９を含浸し、硬化させる。その後は、上
記の各実施形態と同様にして、複合圧電体１０の切断工
程、電極形成工程、分極処理を行う。

【００９４】実施形態１から実施形態４の複合圧電体１
０では、例えば図５に示すように、各単位複合シート上
に配列された細線状圧電体５の間に空隙部分が存在し、
その空隙部分は空気によって満たされた状態にある。空
気も誘電体であるため、複合圧電体として機能させるた
めには、この空隙部分を他の誘電体材料で埋める必要性
は無い。しかしながら、空隙部分を硬化可能な誘電体材
料で埋め込み、硬化させれば、複合誘電体の機械的強度
を高めることができ、また、複合圧電体１０の振動モー
ドを適切に調節することができるので好ましい。

【００９５】本実施形態では、図１２に示すように、細
線状圧電体２の間に形成されている空隙部分に対し、誘
電体材料として樹脂９を充填することにより、複合圧電
体１０の機械的強度を高めている。

【００９６】本実施形態によれば、切断などの工程での
破損が生じにくくなり、歩留まりが向上する結果、製造
コストを更に低減できる。また、空隙部分が樹脂９で埋
められていると、電極が形成される２つの面が空隙部分
を介して連通していないため、無電解めっきを用いて電
極を形成しても、２つの電極が短絡することを容易に防
止できる。このため、大量の複合圧電体に対して一括的
に電極を形成することができ、低コスト化を更に進める
ことができるようになる。

【００９７】（実施形態６）以下、本発明による複合圧
電体の第６の実施形態を説明する。

【００９８】本実施形態では、第５の実施形態とは異な
る方法を用いて、各細線状圧電体５を樹脂で取り囲む。

【００９９】本実施形態では、各細線状圧電体５が樹脂
層２の間に配置されるようにして複数枚の複合シートを
積層し、一体化する際、積層物に印加する圧力を高くす
る。具体的には、１２０℃、０．１Ｔｏｒｒ以下の雰囲
気中において、１ＭＰａの圧力を積層物に印加し、１０
分間放置した後、大気圧に戻し、圧力をかけたまま１８
０℃、１時間加熱する。このように比較的高い圧力を印
加しながら、接着および一体化を行うと、積層に際して
単位複合シート間に挿入したエポキシ系半硬化樹脂シー
トや未硬化の樹脂層が流動して細線状圧電体５の隙間を
埋める。その結果、図１３に示すように隙間のすべてが
樹脂で充填された複合圧電体１０が得られる。これ以降
の工程は、他の実施形態と同様である。

【０１００】本実施形態では、上述のようにして空隙部
分に樹脂を充填することにより、複合圧電体としての機
械的強度を高めることができる。また、切断などの工程
での破損が生じにくくなり、歩留まりが向上する。その
結果、製造コストを低減できる。また、本実施形態で
は、電極形成に無電解めっきを用いることができるた
め、大量の複合圧電体に対して一括的に電極を形成する
ことができ、低コスト化を実現できる。

【０１０１】本実施形態は、第５の実施形態と比べる
と、積層後における樹脂充填工程を省略できるため、製
造時間の短縮を可能とし、製造コストを更に低減するこ
とができる。

【０１０２】（実施形態７）以上の各実施の形態では、
単位複合シートにおける細線状圧電体の形状を全て直線
とし、細線状圧電体を平行に配列している。しかし、単
位複合シートにおける圧電体の形状は、直線に限定され
ず、また、平行配列にも限定されない。例えば、図１４
から図１６に示すように、多様の形態の細線状圧電体を
形成しても良い。図１４は、細線状圧電体が平行に配置
されていない例を示している。図１５は、細線状圧電体
がまっすぐに伸びておらず、屈曲している例を示してい
る。図１６は、細線状圧電体が連結し、格子パターンを
形成している例を示している。図１７は、細線状圧電体
の断面が四角形ではなく、多角形である例を示してい
る。このような断面を有する細線状圧電体を、例えば、
サンドブラスト加工によって形成するには、サンドブラ
スト加工における研磨粒子の噴射時間を制御すればよ
い。細線状圧電体の長手方向に垂直な断面は、直線の辺
から構成された多角形である必要はなく、一部が曲線か
ら構成された形状を有していても良い。加工用マスクを
取り除いた後、例えば、サンドブラスト加工または他の
加工を付加的に短時間行うことにより、細線状圧電体の
露出表面をなだらかな曲面形状に変化させることが可能
である。細線状圧電体の側面が曲面形状を有すると、隣
接する圧電体同士の間で振動モードの干渉が起こりにく
くなるので好ましい。

【０１０３】（実施形態８）上記の各実施形態では、単
位複合シートを積層する際、同じ形状の単位複合シート
を用い、かつ細線状圧電体が同じ方向を向くように単位
複合シートを配置しているが、本発明は、このような配
置に限定されない。例えば、図１８に示すように、各単
位複合シートの向きをずらし、細線状圧電体の長手方向
が単位複合シート毎に回転していても良い。

【０１０４】また、図１４から図１７に示している単位
複合シートを任意の組合せで積層し、一体化させても良
い。更に、単位複合シートを積層し、一体化した複合シ
ート積層体を切断する際、切断面が平面ではなく、曲面
となるようにしてもよい。

【０１０５】また、単位複合シートの樹脂層は、平坦で
ある必要はなく、湾曲していてもよい。

【０１０６】（実施形態９）上記各実施形態では、圧電
体を保持する樹脂層として、開口部の無い連続した１枚
のシートを用いているが、樹脂層は、そのようなシート
に限定されない。例えば、図１９に示すように、一部に
開口部２ａが形成された樹脂層２を用いても良い。ま
た、一部の厚さが他の部分と異なる樹脂層を用いても良
い。

【０１０７】（実施形態１０）上記各実施形態では、各
単位複合シート上における細線状圧電体の配置関係は固
定されているが、複数の単位複合シートを積層し、一体
化する工程において、或る単位複合シート上の細線状圧
電体に対する他の単位複合シート上の細線状圧電体の相
対的な配置関係が変化する可能性がある。通常の用途に
使用される複合圧電体の場合、細線状圧電体の相互の位
置関係が変化しても、圧電特性はほとんど影響を受けな
い。このため、細線状圧電体の位置決め（アライメン
ト）は特に必要ないが、何らかの理由により、細線状圧
電体の相対的な配置関係を高い精度で規定する場合は、
積層工程に際して、画像認識による位置めを行うことが
好ましい。

【０１０８】単位複合シートを積層するときの位置合わ
せを容易に行うために、図２０に示すように、単位複合
シートの樹脂層（細線状圧電体に接していない面）に周
期的に複数の突起１１を配列しても良い。突起１１の配
列ピッチは、樹脂層２に対向配置される他の単位複合シ
ートの細線状圧電体５のピッチと同一に設定される。単
位複合シートを積層する際、隣接する２つの突起１１の
間に形成された凹部に細線状圧電体が収まるように各突
起１１の大きさや形状が設計される。このような突起１
１は、隣接する細線状圧電体の空隙を減少させ、複合圧
電体の強度を向上させる機能も発揮し得る。また、本実
施形態によれば、第５の実施形態のように空隙部分に樹
脂を充填する場合、より少ない量の樹脂で全空隙を充填
できる。また、第６の実施形態のように樹脂層を流動化
して、圧電体を樹脂で取り囲むようにする場合、より低
い圧力で積層一体化工程を実行すればよくなる。

【０１０９】（実施形態１１）以下、本発明による超音
波探触子の実施形態を説明する。

【０１１０】本実施形態では、第６の実施形態における
複合圧電体（細線状圧電体の断面一辺０．０２０ｍｍ、
厚さ０．１００ｍｍ）を超音波探触子として用いる。

【０１１１】以下、本実施形態の超音波探触子を製造す
る方法を説明する。

【０１１２】まず、前述の複合圧電体を切断することに
より、縦１２ｍｍ、横１２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのサイ
ズを有する複合圧電体を作製する。次に、無電解めっき
により、複合圧電体の上面および下面にニッケル／金の
電極を形成した後、端面に付着した電極をサンドペーパ
ーにより剥離することにより、上下面の電極を相互に電
気的に分離する。

【０１１３】次に、分極処理を行う。具体的には、上面
の電極を接地し、下面の電極に＋２００Ｖの電圧を印加
し、この状態を温度１８０℃で１時間保持する。こうし
て得られた複合圧電体は、電気機械結合係数６８％、メ
カニカルＱ＝１０の結果が得られる。

【０１１４】図２１に示すように、上記の複合圧電体の
超音波放射面１２側に、音響整合層１３を設け、背面側
にはバッキング材１４を設ける。音響整合層１３は、樹
脂にセラミックスフィラーを混入させ、一体化したして
ものであり、バッキング材１４は、鉄粉を分散させたゴ
ムである。複合圧電体の超音波放射面側の電極を接地
し、背面側の電極を駆動電極として送受信回路１５と接
続する。

【０１１５】図２２は、上記の構成を有する超音波探触
子１６の特性を示すグラフであり、図２３は、同様の構
成において複合圧電体の代わりに圧電セラミックスを用
いた超音波探触子の特性を示すグラフである。図２２
（ａ）および図２３（ａ）は、それぞれ、超音波探触子
の送受信波形を示しており、図２２（ｂ）および図２３
（ｂ）は、その周波数帯域特性を示している。

【０１１６】図２２および図２３からわかるように、複
合圧電体を用いた超音波探触子は、従来の圧電セラミッ
クを用いた超音波探触子と略同等の送受信感度を発揮
し、−６ｄＢの比帯域幅では約５０％以上の広帯域化を
実現できる。

【０１１７】（実施形態１２）本実施形態では、実施形
態１１の超音波探触子を図２４に示すように超音波診断
装置本体１７に接続する。超音波診断装置本体１７は、
図２４に示すように、超音波信号を超音波探触子に放射
させるための電圧信号を送り出す送信部１８と、超音波
探触子から出力される電圧信号を受け取る受信部１９
と、超音波信号の送受信に関する種々の制御を行うシス
テムコントロール部２０と、得られた超音波信号に基づ
いて画像を形成する画像構成部２１と、画像構成部２１
から出力された画像信号に基づいて画像を表示する画像
表示部２２を備えている。超音波診断装置本体１７の各
部には、公知の構成を採用することができる。

【０１１８】図２４の超音波診断装置を用いて人体の画
像化を行えば、広帯域化された超音波探触子の有利な効
果により、深部までの画像を鮮明に高い分解能で観察す
ることが可能となり、高精度な診断が可能となる。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、細線状圧電体が樹脂層
上に配置された単位複合シートを積層一体化させること
により、複合圧電体を得る。細線状圧電体は樹脂層によ
って任意の位置に固定保持されており、細線状圧電体の
位置が積層一体化工程においても変動しない。このた
め、破損しやすい細線状圧電体を直接ハンドリングする
必要が無く、また多数の細線状圧電体を配列させる工程
が不要である。更に、細線状圧電体の大きさや本数に応
じて適当な加工方法を選択することにより、高価な設備
を用いずに、複合圧電体を短時間かつ低コストで製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複合板を形成する工程の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】複合板における板状圧電体を細線状圧電体に加
工する工程の一例を示す斜視図である。

【図３】細線状圧電体の長手方向に垂直な断面図であ
る。

【図４】細線状圧電体を得るための加工方向を示す斜視
図である。

【図５】複合圧電体を形成する工程の一例を示す斜視図
である。

【図６】複合圧電体を切断する工程の一例を示す斜視図
である。

【図７】複合板の板状圧電体の厚さを減ずる工程の一例
を示す斜視図である。

【図８】板状圧電体を仮固定する工程の一例を示す斜視
図である。

【図９】板状圧電体を加工する工程の一例を示す斜視図
である。

【図１０】細線状圧電体を樹脂層に転写する工程の一例
を示す斜視図である。

【図１１】複合圧電体を形成する工程の一例を示す斜視
図である。

【図１２】複合圧電体の隙間に樹脂を充填する工程の一
例を示す斜視図である。

【図１３】複合圧電体を形成する工程の一例を示す斜視
図である。

【図１４】細線状圧電体のパターンの変形例を示す斜視
図である。

【図１５】細線状圧電体のパターンの他の変形例を示す
斜視図である。

【図１６】細線状圧電体のパターンの更に他の変形例を
示す斜視図である。

【図１７】細線状圧電体の形状の変形例を示す斜視図で
ある。

【図１８】単位複合シートの積層形態の変形例を示す斜
視図である。

【図１９】単位複合シートを構成する樹脂層の変形例を
示す図である。

【図２０】単位複合シートを構成する樹脂層の他の変形
例を示す図である。

【図２１】本発明による超音波探触子の実施形態の断面
図である。

【図２２】本発明による超音波探触子の実施形態の特性
を示すグラフであり、（ａ）は、送受信波形を示し、
（ｂ）は、その周波数帯域特性を示している。

【図２３】超音波探触子の比較例の特性を示すグラフで
あり、（ａ）は、送受信波形を示し、（ｂ）は、その周
波数帯域特性を示している。

【図２４】本発明による超音波診断装置の実施形態の断
面図である。

【符号の説明】

１ 板状圧電体 ２ 樹脂層 ３ 複合板 ４ 加工用マスク ５ 細線状圧電体 ６ 単位複合シート ７ 基板 ８ 粘着シート ９ 充填用樹脂 １０ 複合圧電体 １１ 突起 １２ 超音波放射面 １３ 音響整合層 １４ バッキング材 １５ 送受信回路 １６ 超音波探触子 １７ 超音波診断装置本体 １８ 送信部 １９ 受信部 ２０ システムコントロール部 ２１ 画像構成部 ２２ 画像表示部

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂層と、前記樹脂層上に配列された複
   数の柱状圧電体とを有する単位複合シートが複数積層さ
   れた構造を有している複合圧電体。
2. 【請求項２】 前記柱状圧電体の長手方向に垂直な断面
   のサイズは、２０μｍ以下である請求項１に記載の複合
   圧電体。
3. 【請求項３】 前記柱状圧電体の長さをＬ、前記柱状圧
   電体の長手方向に垂直な断面の平均サイズをＳとしたと
   き、Ｌ／Ｓが５以上である請求項１または２に記載の複
   合圧電体。
4. 【請求項４】 積層された各単位複合シートの間には、
   他の樹脂層が挿入されている請求項１から３のいずれか
   に記載の複合圧電体。
5. 【請求項５】 各単位複合シートにおいて隣接する柱状
   圧電体の間には、空隙が存在している請求項１から４の
   いずれかに記載の複合圧電体。
6. 【請求項６】 各単位複合シートにおいて隣接する柱状
   圧電体の間には、樹脂が存在している請求項１から４の
   いずれかに記載の複合圧電体。
7. 【請求項７】 複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧
   電体の間に位置する誘電体部分とを有する複合圧電体で
   あって、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な断面の形状
   は、柱状圧電体の中心軸に関する１８０°の回転に対し
   て非対称である複合圧電体。
8. 【請求項８】 前記柱状圧電体の長手方向に垂直な断面
   の形状は台形である請求項７に記載の複合圧電体。
9. 【請求項９】 複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧
   電体の間に位置する誘電体部分とを有する複合圧電体で
   あって、前記柱状圧電体の側面の少なくとも一部が自由
   焼結表面である複合圧電体。
10. 【請求項１０】 前記複数の柱状圧電体は、前記柱状圧
    電体の長手方向に垂直な面に沿って２次元的に配列され
    ている請求項７から９のいずれかに記載の複合圧電体。
11. 【請求項１１】 前記複数の柱状圧電体は、前記柱状圧
    電体の長手方向に垂直な面に沿って行および列に配列さ
    れており、前記柱状圧電体の列は、隣接する前記柱状圧
    電体の列から樹脂層によって隔離されている請求項１０
    に記載の複合圧電体。
12. 【請求項１２】 樹脂層と、前記樹脂層上に配列された
    複数の細線状圧電体とを備えた単位複合シート。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の単位複合シートが
    複数枚積層され、 前記細線状圧電体が、前記樹脂層によって挟まれること
    によって配置関係が固定された状態にある複合シート積
    層体。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の複合シート積層体
    を、前記細線状圧電体の長手方向を横切るように切断す
    ることによって作製した複合圧電体。
15. 【請求項１５】 前記細線状圧電体の周囲は樹脂で囲ま
    れている請求項１４に記載の複合圧電体。
16. 【請求項１６】 前記樹脂は、単位複合シートの樹脂層
    の一部が流動し、硬化したものである請求項１５に記載
    の複合圧電体。
17. 【請求項１７】 前記樹脂は、前記細線状圧電体の周囲
    に液状樹脂を含浸し、硬化したものである請求項１５に
    記載の複合圧電体。
18. 【請求項１８】 請求項１から１１および１４から１７
    のいずれかひとつに記載の複合圧電体を備えた超音波探
    触子。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の超音波探触子を備
    えた超音波検査装置。
20. 【請求項２０】 （ａ）板状圧電体の一表面上に樹脂層
    が形成された複合板を用意する工程と、 （ｂ）前記複合板の前記板状圧電体に対し、前記樹脂層
    を完全に分断することなく、複数の溝を形成することに
    よって、前記板状圧電体から複数本の細線状圧電体を形
    成する工程と、 を包含する単位複合シートの製造方法。
21. 【請求項２１】 （ａ）板状圧電体を粘着シートによっ
    て基板上に仮固定する工程と、 （ｂ）前記板状圧電体に複数の溝を形成することによ
    り、前記板状圧電体から複数本の細線状圧電体を形成す
    る工程と、 （ｃ）前記基板に仮固定された複数本の前記細線状圧電
    体を樹脂層に転写する工程と、を包含する単位複合シー
    トの製造方法。
22. 【請求項２２】 前記板状圧電体の全面にわたって前記
    板状圧電体を薄くする工程を更に包含する請求項２０ま
    たは２１に記載の単位複合シートの製造方法。
23. 【請求項２３】 前記板状圧電体を薄くする工程は、前
    記板状圧電体の表面に対してサンドブラスト加工を行う
    ことを含む請求項２２に記載の単位複合シートの製造方
    法。
24. 【請求項２４】 前記工程（ｂ）において、前記板状圧
    電体の複数の溝は、サンドブラスト加工によって形成す
    る請求項２０から２３のいずれかに記載の単位複合シー
    トの製造方法。
25. 【請求項２５】 前記板状圧電体は焼結圧電セラミック
    スである請求項２０から２４のいずれかに記載の単位複
    合シートの製造方法。
26. 【請求項２６】 （ａ）請求項２０から２５のいずれか
    に記載の製造方法によって製造された複数枚の単位複合
    シートを用意する工程と、 （ｂ）複数枚の前記単位複合シートを積層する工程と、 （ｃ）積層した複数枚の前記単位複合シートを一体化す
    る工程と、を包含する複合圧電体の製造方法。
27. 【請求項２７】 前記樹脂層は、液状樹脂の塗布によっ
    て形成されたものである請求項２６に記載の複合圧電体
    の製造方法。
28. 【請求項２８】 前記樹脂層は、半硬化樹脂シートであ
    る請求項２６に記載の複合圧電体の製造方法。
29. 【請求項２９】 前記一体化さた複数枚の単位複合シー
    トに対して、前記細線状圧電体を横切るように方向に切
    断する工程を更に包含する、請求項２６から２８のいず
    れかに記載の複合圧電体の製造方法。