JP5513250B2 - 超音波振動子の製造方法 - Google Patents
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Description
図2Bに示すように圧電素子5の内周側には一面側電極5aが設けられ、外周側には他面側電極5bが設けられている。音響整合層2を構成する第1音響整合層2aの内周側には略全周に亘ってグランド電極8が配置形成される。音響整合層2を構成する第1音響整合層2aの内周側かつ第1の形状形成部材4aの一端には、グランド電極8と接するように導電部7が配置形成される。
なお、グランド電極8の配置については、製造方法の記載と併せて後述する。
音響整合層2を形成するために、まず、図4Aに示すように所定寸法及び所定形状で、かつ所定の音響インピーダンス値に調整された第1音響整合層2a及び第2音響整合層2bを用意する。そして、第1音響整合層2aの一面側の所定位置には板状のグランド電極8を配置する。
前記第1の工程により形成された音響整合層2と、一面側電極5a及び他面側電極5bを圧電素子の両面に設けた圧電セラミック13とから、第1積層体21を形成する。圧電セラミック13は、音響整合層2の長さ寸法より所定寸法だけ短く形成され、幅寸法は略同一寸法で形成され、厚み寸法は所定寸法に形成される。
前述した工程で形成された第1積層体21及び基板6から第2積層体22を形成する。
図7に示すように第2積層体22の導電パターン6aが形成されている基板6及び一面側電極5aが設けられている圧電セラミック13の表面の所定位置に図示しないマスク部材を配置し、膜部材である導電性塗料又は導電性接着剤等を塗布したり、金、銀、クロム、二酸化インジウム等の金属や導体を蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、CVD等の方法で付着させて、導電膜部14を設ける。
図8Aに示すように圧電セラミック13及び基板6の表面側から音響整合層2を構成する第1音響整合層2aを通過させて第2音響整合層2bの一部に到達する所定深さ寸法で所定幅寸法又は所定形状の分割溝15を長手方向に対して直交する方向に所定ピッチで形成していく。尚、この分割溝15は、図示しないダイシングソー又はレーザ装置等の切断手段を用いて形成する。このとき、前記切断手段を2つの導電パターン6a、6aを分割する中央線上に配置させる。
前述の工程で形成された第2積層体22aと、第1及び第2の形状形成部材4a、4bとから円筒状ユニット23を形成する。
バッキング材3は、圧電素子5の一面電極5a側に、フェライト入りゴム材・アルミナ粉入りエポキシ等を材料として用い、接着・注型等の方式により形成することにより前記図1ないし図3に示したような構成のラジアルアレイ型の超音波振動子を形成する。
2b…第2音響整合層 3…バッキング材 4a…第1の振動子形状形成部材
4b…第2の振動子形状形成部材 5…圧電素子 5a…一面側電極
5b…他面側電極 6…基板 6a…導電パターン 7…導電部
8…グランド電極 9…導電部材 11…溝 12…導電部材
13…圧電セラミック 14…導電膜部 15…分割溝 21…第1積層体
22…第2積層体 23…円筒状振動子ユニット 23a…内周面
24…グランド膜部 25…ダミー部材 31…供給パイプ 32…混入装置
33…液状樹脂 51…範囲 52…上澄み層
Claims (3)
- 第1音響整合層上に前記第1音響整合層よりも軟質な第2音響整合層を積層して音響整合層を形成する工程と、
両面に電極を有する圧電体を、前記音響整合層の第1音響整合層面に積層して積層体を形成する工程と、
前記圧電体に所定間隔の分割溝を形成することにより、複数の圧電素子から構成されるアレイを形成する工程と、
前記圧電体が内側となるように前記積層体を円筒状、または円弧状に変形する工程と、
前記円筒状、または円弧状に変形された前記積層体内における圧電体側に形成される空間の曲率中心となる中心軸の両端側付近に、バッキング材となるフィラー入りの液状樹脂が供給された際の堰きとなる形状形成部材を配設する工程と、
前記両端側付近に前記形状形成部材が配設された前記積層体内における前記圧電体側の前記空間に前記バッキング材となるフィラー入りの液状樹脂を供給する工程と、
前記積層体内の前記圧電体側に前記中心軸が重力方向と直交する方向にくるようにして前記積層体を回転させながら、当該積層体内において前記フィラー入りの液状樹脂を硬化させる工程と、
を具備することを特徴とする超音波振動子の製造方法。 - 前記積層体を回転させた状態で、前記円筒状、または円弧状に変形された前記積層体内の前記圧電体側に前記フィラー入りの液状樹脂を充填し、その後、前記積層体を回転させた状態で該フィラー入りの液状樹脂を硬化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子の製造方法。 - 前記フィラー入りの液状樹脂の硬化途中で形成される、樹脂だけの上澄み層を除去することを特徴とする請求項1に記載の超音波振動子の製造方法。
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