JPH02117299A - 静電型振動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は２枚の平行平板を対置せしめたコンデンサ型の
静電型振動装置に関し、特に超音波レーダ装置等に適用
し得る超音波発振等のための振動装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 今日、超音波レーダの応用範囲が広がっており、自動車
の分野においても衝突回避等の安全性向りや自動運転等
の利便性追求をｌｊ的とした、自動車に装備される超音
波レーダ装置が知られている。

このよ・）な超音波レーダ装置の製造においては超音波
発振素子の開発が不可欠であり、従来の超音波発振素子
としては静電型変換器の原理を応用したものが知られて
いる。すなわち、この発振素子は所定の間隔をおいて平
行に配された２枚の＋ｉ状電極に交流電圧を印加せしめ
、これにより両電極間の静電力を変化させてこの電極を
振動せしめるものであり、例えばコンデンサ型スピーカ
においては、振動電極板として軽くてヤング率の太きい
チタニウム、チタニウム合金、ニッケル合金等からなる
金属薄膜を使用しており、このような金属薄膜を直接ケ
ースに固定するような構造とされている（例えば特開昭
５９−７９７００号公報）。

（発明が解決しようとする課８） しかしながら、上記従来技術においては、上述したよう
に振動電極板を直接ケースに固定するような構造として
おり、両振動電極板間には絶縁体からなる例えばリング
状のスペーサを介在させ、さらにこの可動側の振動電極
板の周辺部を上下方向から抑圧部材により押圧挾持して
この振動電極板を張設固定するようにしているため製造
工程が複雑であり、またこのような構造故に厚膜技術や
アレイ化技術を用いて素子を形成することが困難である
ため量産性を上げることが難しかった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、製造が
容易で量産性の向上を図り得る静電型振動装置を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の静電型振動装置は、基板と誘電体薄板に各々金
属焼結膜を形成し、この金属焼結膜を各々形成された基
板と誘電体薄板を絶縁支持部材を介して対向せしめ、上
記２つの金属焼結膜により電極を、上記誘電体薄板によ
り振動板を形成し、超音波発振せしめるようにしたこと
を特徴とするものである。

（作　　用） 上記構成によれば、一方の金属焼結膜は基板上に、他方
の金属焼結膜は誘電体薄板上に形成され、これらの金属
焼結膜によって電極が形成されるため、印刷等の厚膜技
術によって電極を形成でき、またこれにより素子のアレ
イ化が容易となるので製造が容易となるとともに量産効
率を上げることができる。

また、一方の金属焼結膜が形成された誘電体薄板が絶縁
支持部材により支持されるような構造となっており、誘
電体薄板と絶縁支持部材を適当な組合せの材料とすれば
、加熱により上記薄板と支持部材の間でいわゆるメカニ
カルボンディングと称される結合を行なうことができ、
従来電極を保持するのに必要であった電極挾持部材等が
不要となるので製造が容易となり、またアレイ化もさら
に容易となる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る静電型振動装置を示
す概略図である。この装置は基板１上に第１の電極２を
形成され、さらに絶縁支持部材３により支持された、誘
電体からなるフィルム基板４上には、上記第１の電極２
と平行になるように位置せしめられた第２の電極５が形
成されている。

基板１は通常のハイブリッドＩＣの製造等に用いられる
ものであって、例えばアルミナ（Ａｉ２０３）等の誘電
体材料により形成される。フィルム基板４も基板１と同
様、アルミナ（ＡＱ、ｚ　０３　）等の誘電体材料によ
り形成されるが、振動板として機能するものであるから
、その厚さは例えば３０〜１００μｍ程度の薄板状に形
成される。なお、このフィルム基板４を形成する他の材
料としては、例えば窒化アルミニウム（Ａ４Ｎ）　、炭
化ケイ素（ＳＩ　Ｃ）さらには窒化ホウ素（ＢＮ）等を
用いることが可能である。一方、上記第１の電極２およ
び絶縁支持部材３は基板１上に、第２の電極５はフィル
ム基板４上にスクリーン印刷を用いて形成される。上記
２つの電極２，５は銀／パラジウム（Ａｇ　／Ｐｄ　）
合金により形成されており、その厚さは例えば１０μｍ
程度である。なお、この電極２．５の形成材料として銅
（Ｃｕ　）　、プラチナ（Ｐｔ　）　、銀（Ａｇ　）　
、金（Ａｕ　）　、ニッケル（Ｎ１　）、プラチナ／金
（Ｐｔ　／Ａｕ　）合金さらにはパラジウム／金（Ｐｄ
／Ａｕ）合金等を用いることも可能である。また、上記
絶縁支持部材３はガラス材料からなり、例えば３０μｍ
程度の厚さで第１の電極２と重ならない基板１上の位置
に形成される。ガラス材料としてはボロンケイ酸塩、ア
ルミケイ酸塩、Ｐｂ　０−Ｚｎ　０−ＢＺ　０３系ガラ
ス、Ｍｇ　ＯＰ２０５系ガラス等を用いることが可能で
ある。

ところで、可動側の電極を直接挾持張設していた従来技
術においてはこの可動側の電極を印刷等の厚膜技術を用
いて形成することができなかったが、本実施例において
は可動側の電極５をフィルム基板４上に形成するように
しているため電極形成に際し印刷等の厚膜技術を利用す
ることができ、したがって第２図に示すように第２の電
極群５ａ〜５ｄをアレイ状に形成することが可能となる
。なお、第２図に示すように第１の電極群２ａ〜２ｄお
よび絶縁支持部材群３ａ〜３ｄも同様にアレイ状に形成
可能で、これは絶縁支持部材群３ａ〜３ｄ上にフィルム
基板４を載設する前に形成しておく。

さらに、本実施例のように絶縁支持部材３をガラス材料
により、フィルム基板４をアルミナ等の誘電体材料によ
り形成した場合には、加熱によりこの絶縁支持部材３と
フィルム基板４がいわゆるメカニカルボンディングによ
り結合される。すなわち、フィルム基板４を絶縁支持部
材３上に載設した後側電極２．５を焼結するために加熱
する際、アルミナ等の誘電体材料が多孔質であるため、
この加熱により溶融した上記ガラス材料は上記フィルム
基板４の細孔内に入り込んでいわば根を張ったような状
態となり、これにより絶縁体支持部材３はフィルム基板
４と強力に結合されることになる。なお、本実施例にお
いて、上記焼結のための加熱は８５０℃以上の高温状態
をｌＯ〜１５分程度保持することにより行なわれる。本
実施例は、このようなメカニカルボンディングを用いて
絶縁支持部材３とフィルム基板４を結合しているので、
従来技術のように可動側の電極を所定の部材で挾持する
必要がなくなり、したがって製造を単純化することがで
きるとともに、アレイ化も容易となり量産化の促進が可
能となる。

また、本実施例においては、画電極２，５の間に空気よ
り比誘電率の大きい誘電体薄板としてのフィルム基板４
が挿入されている状態となるため、この側基板２，５間
に発生する静電力はフィルム薄板４が無い場合に比べて
大きくなる。なお、この静電力はフィルム基板４の厚さ
および比誘電率の大きさに応じて大きくなるため、発振
効率を上げたい場合にはフィルム基板４の材質として比
誘電率の大きなものを選択すればよい。

なお、本発明の静電型振動装置としては上述した実施例
のものに限られるものではなく、各部材の形状および厚
さ等は適宜変更可能であり、例えば絶縁支持部材３の形
状としては第１の電極２を囲むようなリング形状とする
ことも可能であり、さらに素子のアレイ化は線状のみな
らず面状とすることも可能である。

なお、発振のための駆動回路はハイブリッドＩＣ技術を
用いることにより上記基板４上に形成することができる
。

なお、本発明の構成は超音波発振素子のみならず超音波
検出素子等の他の振動素子にも応用可能である。

（発明の効果） 上述したように、本発明の静電型振動装置によればフィ
ルム基板上に可動側の電極を形成しているので厚膜技術
を用いて電極を製作することができ製造工程が容易とな
るとともに量産効果を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る静電型振動装置を示
す概略図、第２図は、第１図に示す装置を複数個アレイ
化した状態を示す概略図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・第１の電極３・・
・絶縁支持部材　　　４・・・フィルム基板５・・・第
２の電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板と、この基板の上面に形成された第１の金属焼結膜
   と、前記基板の上面に対し所定の間隔をおいて平行に配
   された誘電体薄板と、この誘電体薄板の面上に形成され
   た第２の金属焼結膜と、前記基板と前記誘電体薄板の間
   に配され、この誘電体薄板を該基板上の所定位置に支持
   する絶縁支持部材とからなることを特徴とする静電型振
   動装置。