JPH0235388A

JPH0235388A - 超音波振動子の電極取出し構造および該電極取出し構造を有する超音波振動子の製造方法

Info

Publication number: JPH0235388A
Application number: JP1120089A
Authority: JP
Inventors: Masaki Teshigahara; 勅使川原　正樹; Fumio Shibata; 文男柴田; Yukio Yamaguchi; 幸雄山口; Masazumi Yamada; 正純山田
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-02-05

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】（発明の分野）この発明は、超音波センサ等に用いられる超音波振動子
の電極取出し構造および該電極取出し構造を有する超音
波振動子の製造方法に関するもので、特に背面側の電極
が複数のスリットによって分割された分割型の超音波振
動子に採用して好適なものである。

（発明の概要）まず第１の発明は、分割型の超音波振動子の背面側の分
割電極の一部を回り込み電極用パッドとして形成すると
ともに、この回り込み電極用パッドと前面側の電極とを
超音波振動子の側面を介して導電する回り込み電極部を
形成した超音波振動子を、上記回り込み電極用パッドと
導電する電極パターンに形成された回り込み電極取出し
用パッドと残りの分割電極の部分と導電してこの分割電
極を一括して取出せる電極パターンに形成された分割電
極取出し用パッドとを有するプリント基板上に配設する
ことにより、組付けに際しての作業性の向上、量産性の
向」二等を図ろうとするものである。

また、第２の発明は、」−記の如きプリンＩ・基板が複
数個設けられたプリント基板の集合体としてのプリント
基板本体を設け、この上に各プリン）・基板の電極部分
だけを露出させるプＩノートを重ねるとともに、この露
出部分を介して各プリント基板の電極部分に上記の如き
超音波振動子を導電接着するよう構成したものである。

（従来技術とその問題点）従来、超音波センサ等に用いられる超音波振動子として
は、−船釣に円板状のものが用いられてきた。そしてこ
の超音波振動子の電極取出し構造は、第６図に示すよう
に超音波振動子１−１の両面に形成された電極に直接、
リード線１２．１３を半田イ」けして行なっていた。

さらにこの超音波振動子１１の組付けは、第７図に示す
ようになっている。すなわち、超音波振動子１１の前面
側には、超音波を効率良く空気中に放射するための音響
整合層１４を接合し、背面側には超音波を吸収するため
のゴム等のダンパコ。

５を接合している。前述のようにリード線］−２１，３
は半田部けであるため、音響整合層１４およびダンパ１
５には各々半田部を形成するための切欠き１６．１７が
設けられている。

上記のような従来技術においては、半田の量が多いと超
音波振動子１１の特性に影響を及ぼすので、半田の量は
少な（する必要があり、半田イ」け作業が困難であると
いう問題点がある。特に小型の超音波振動子１１にあっ
ては半田部は作業が著しく困難で、上記問題点が顕著と
なる。また、半田付は作業は量産には不向きであるとと
もに、３００°Ｃ程の高温で行なわれるため、超音波振
動子１１の圧電性が損われる虞れがあるという問題点が
ある。

一方、第８図に示すような分割型の超音波振動子２１が
本出願人によって案出されている。これは背面側の電極
を複数のスリット（図示例では２２．２３，２４．２５
の４個）によって複数の分割電極を形成するようにした
もので、横方向の振動を消去して厚み方向に効率良（振
動するようにして小型化、高感度化等を図った超音波振
動子である。このような分割型の超音波振動子において
は、上記したような従来技術の電極取出し構造では、分
割電極毎に半田付は作業を行なうこととなり、作業性お
よび量産性等は極めて悪くなるという問題点がある。

（発明の目的）この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、作業性の向上および量産性の
向」二等を図れる超音波振動子の電極取出し構造および
該電極取出し構造を有する超音波振動子の製造方法を提
供することにある。

（発明の構成と効果）上記の如き目的を達成するために、この発明の第１の発
明は、複数のスリットにより分割された背面側の分割電
極の一部にて形成された回り込み電極用パッドおよびこ
の回り込み電極用パッドを平面状の前面側の電極に側面
を介して導′市する回り込み電極部を有する超音波振動
子と、この超音波振動子の背面側に配設されて上記回り
込み電極用パッドと導電する電極パターンに形成された
回り込み電極取出し用パッドおよび残りの分割電極の部
分と導電してこの分割電極を一括して取出せる電極パタ
ーンに形成された分割電極取出し用パッドを有するプリ
ント基板と、を備えたことを特徴とするものである。

また、第２の発明は請求項］に記載のプリント基板が複
数個設けられたプリント基板本体上に」−記プリント基
板の電極部分だけを露出すべく複数のガイドホールの設
けられたプレートを重ね、上記ガイドホールを介して上
記プリント基板の電極部分に請求項１に記載の超音波振
動子を導電接着することを特徴とする。

すなわち、まず第１の発明は、前面側の電極は回り込み
電極部を介して導電させる背面側の回り込み電極用パッ
ドをプリント基板」二の回り込み電極取出し用パッドに
導電させることにより取出し、また、背面側の分割電極
はこの分割電極を一括して取出せるプリント基板上の分
割電極取出し用パッドに導電させることにより取出す構
成としたものであるから、組付けに際しての」１記超音
波振動子と」１記プリン）・基板との接合は導電性の接
着剤にて行なうこととなり、作業性の大幅な向上や量産
性の大幅な向」二を図ることができるとともに、」１記
した導電性の接着剤は１００°Ｃ〜１５０°Ｃ温度で硬
化するので、超音波振動子の圧電性を損う虞れもなくな
る。

また、第２の発明は、複数のプリン）〜基板が設けられ
たプリント基板本体上にそれぞれ上記の如き超音波振動
子を導電接着するので、−度の工程で」１記の如き超音
波振動子が多数製造できるとともに、これにより製造コ
ストの低減を図ることができることになる。

（実施例の説明）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図には第１の発明の一実施例か示されてお
り、第１図は超音波振動子の斜視図、第２図は要部の分
解斜視図、第３図は組付は状態の断面図である。

第１図に示すように、超音波振動子３１においては、そ
の背面側には４個のスリット３２．　３３゜３４．３５
により５個の分割電極が形成されている。そして、この
背面側の片側にはこれらスリブ１−３２．３３，３４．
３５と直交する方向に電極面を分離するための溝３６が
設けられ、回り込み電極用パッド３７が形成されている
。

溝３６は回り込み電極用パッド３７を形成するために設
けられるものであるから、１個の分割電極においてのみ
設けれは済むものであるが、一般に圧電セラミックスの
両面に銀の焼付けによる電極面を設けてなる超音波振動
子は、大型の板材のものより所定の大きさに分割して成
形するものであるから、図示のように端から端までに亘
って設ける方が製作」二有利である。なお、この溝３６
の形成はダイシング装置やレーザー加工機を用いて行な
う。

回り込み電極用パッド３７を形成した後は、この回り込
み電極用パッド３７を前面側の電極３８に超音波振動子
３１の側面を介して導電するために導電性塗料を塗布す
ることにより回り込み電極部３つを形成する。

一方、第２図に示すように、超音波振動子３１の背面側
に配設されるプリン）・基板としてのフレキシブルプリ
ント基板４１の表面には、」−記回り込み電極用パッド
３７と導電する電極パターンに形成された回り込み電極
取出し用パッド４２と、残りの分割電極の部分と導電し
てこの分割電極を一括して取出せる電極パターンに形成
された分割電極取出し用パッド４３とが形成されている
。そしてこれらパッド４２．４３からなる電極面にスク
リーン印刷法を用いて導電性の接着剤（図示省略）を塗
布し、位置合せ用治具を用いて超音波振動子３１を接合
する。しかる後、１００℃〜１５０°Ｃの温度で導電性
の接着剤を硬化させる。なお、回路基板との接続はフレ
キシブルプリント基板４１、上に設けられたリード部４
４．４５を用いて行なう。

そして第３図に示すように、音響整合層５１およびダン
パ５２を取イ」ける。

この実施例は以上述べたような構成であるから、前面側
の電極は、導電性塗料よりなる回り込み電極部３つ２回
り込み電極用パッド３７．導電性の接着剤２回り込み電
極取出し用パッド４２．リド部４４を介して取出せ、ま
た、背面側の電極は、導電性の接着剤２分割電極取出し
用パッド４３゜リード部４５を介して取出せる。

従って、従来におけるような半田イで１け作業が不要と
なり、作業性の大幅な向」二と量産性の大幅な向上を図
れる。また、前述したように、導電性の接着剤は１００
°Ｃ〜１５０°Ｃの温度で硬化されるので、超音波振動
子の圧電性が損われるという虞れも生じない。また、フ
レキシブルプリント基板も導電性の接着剤も厚みは薄い
ため超音波振動子の特性への影響はほとんど問題となら
ない。同様に、回り込み電極部は導電性塗料を塗布する
ことにより形成するので、その厚みは薄く超音波振動子
の特性には何等の影響も及はさない。また、従来例とは
異なり、半田付けのための音響整合層とタンパに設ける
切欠きは不要となる。

次に第２の発明の好的な実施例を第４図および第５図に
基づいて説明する。

なお、上記第１の発明に係わる実施例に示したものと同
一構成部材には同一符号を（＝ｔ　ｔ、、その詳細説明
は省略する。

ところで、この実施例の特徴は、上記第１の発明に係る
実施例の説明で述べた如き電極の取出し構造を有する超
音波振動子を一度の工程で多数製造することにある。

そして、第４図には本実施例に使用されるフレキシブル
プリント基板本体６０が示されており、この例では、フ
レキシブルプリント基板本体６０には、４つのフレキシ
ブルプリント基板４１が含まれている。なお、同図にお
いて４４ａ、４５ａは図示しない回路との接続用パッド
である。また、６０ａは後述するガイドピン６２が挿通
される位置決用のガイド穴で、基板本体６０の３隅にそ
れぞれ設けられている。

次に、」１記の如き複数のフレキシブルプリント基板４
１を含むフレキシブルプリント基板本体６０を用いて、
各基板４１上に同時に超音波振動子３９を導電接着する
方法を第５図に基づいて説明する。

同図において、６１はプリント基板本体６０が載置され
る基台で、基台６１」二の３隅には位置決用のガイドピ
ン６２が立設されている。

また、６３は超音波振動子３９が導電接着されるに際し
その位置決めとなるガイドポール６４か４つ設けられた
プレートで、このプレート６３の３隅にもガイドピン６
２が挿通されるガイド穴６３ａが設けられている。

ここで、プリント基板本体６０に設けられた４つのフレ
キシブルプリント基板４１−」二に超音波振動子３９を
導電接着するには、まず基台６１上に設けられたガイド
ピン６２をプリント基板本体６０に設けられたガイド穴
り０ａ内に挿通せしめ、プリント基板本体６０を基台６
１」二に載置する。

なお、この場合、プリント基板本体６０に設けられた各
フレキシブルプリント基板４１の電極部分４２．４３上
には、あらかじめスクリーン印刷法等によって導電性接
着剤を塗布しておくものとする。

こうして、まず基台６１」二にプリン）・基板本体６０
が載置されると、次にプリント基板本体６０」−にプレ
ート６３を載置すべく、プレート６３に設けられたガイ
ド穴り３ａ内にガイドピン６２を挿通せしめる。

なお、この場合、プレート６３に設けられたガイドホー
ル６４は、プリント基板本体６０に設けられたフレキシ
ブルプリント基板４１の電極部分だけを露出するようあ
らかじめ位置決めして設けられている。

こうして、基台６１」二にプリント基板本体６０および
プレート６３が重ねられると、プレート６３に設けられ
たガイドホール６４を介して、フレキシブルプリント基
板４１の露出部分（すなわち電極部分）に超音波振動子
３９を載置する。

なお、電極部分には、あらかじめ導電性接着剤が塗布さ
れている。従って、」−記の如くして電極部分に超音波
振動子３つが載置されると、さらにこの超音波振動子３
９」二から図示しないプレス装置を介して加圧し、さら
に１００°Ｃ〜１５０°Ｃの温度で１時間程度加熱して
電極部分と超音波振動子３９を導電接着させる。

そして、最後にフレキシブルプリント基板４１の両端に
設けられた回路接続用パッド４４ａ、　４５ａの端部を
切断し、各フレキシブルプリント基板４１をプリント基
板本体６０から分離する。

こうして、第２図に示す如き電極取出し構造を有する超
音波振動子が製造されることになる。

本実施例は、」１記の如く、あらかじめ４つのフレキシ
ブルプリント基板が設けられたプリンＩ・基板本体を設
け、さらにこの４つのフレキシブルプリント基板」二に
、同時に４つの超音波振動子を導電接着するよう構成し
たので、量産性に優れ、かつ低コストに超音波振動子が
製造できることになる。

なお、この例では一度に４個の超音波振動子を製造する
方法について述べたか、プリン）・基板本体に設けられ
るフレキシブルプリント基板の個数およびプレートに設
けるガイドポールの数を変えることにより、−度に製造
することのできる超音波振動子の数を自由に増減できる
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は第１の発明に係る一実施例を示すもの
で、第１図は超音波振動子の斜視図、第２図は要部の分
解斜視図、第３図は組付は状態の断面図、第４図および
第５図は第２の発明に係る一実施例を示すもので、第４
図はフレキシブルプリント基板本体の構成図、第５図は
超音波振動子の製造方法の説明図、第６図〜第８図は従
来例を示すもので、第６図は超音波振動子の斜視図、第
７図は組イ」け状態の断面図、第８図は分割型の超音波
振動子の斜視図である。３１・・・超音波振動子３２．３３，３４．３５・・・スリット３６・・・溝３７・・・回り込み電極用パッド３８・・・前面側の電極３９・・・回り込み電極部４１・・・フレキシブルプリント基板４２・・・回り込み電極取出し用パッド４３・・・分割
電極取出し用パッド４４．４５・・・リード部

Claims

【特許請求の範囲】

１．複数のスリットにより分割された背面側の分割電極
の一部にて形成された回り込み電極用パッドおよびこの
回り込み電極用パッドを平面状の前面側の電極に側面を
介して導電する回り込み電極部を有する超音波振動子と
、この超音波振動子の背面側に配設されて上記回り込み電
極用パッドと導電する電極パターンに形成された回り込
み電極取出し用パッドおよび残りの分割電極の部分と導
電してこの分割電極を一括して取出せる電極パターンに
形成された分割電極取出し用パッドを有するプリント基
板と、を備えたことを特徴とする超音波振動子の電極取出し構
造。
２．請求項１に記載のプリント基板が複数個設けられた
プリント基板本体上に上記プリント基板の電極部分だけ
を露出すべく複数のガイドホールの設けられたプレート
を重ね、上記ガイドホールを介して上記プリント基板の
電極部分に請求項１に記載の超音波振動子を導電接着す
ることを特徴とする請求項１に記載の電極取出し構造を
有する超音波振動子の製造方法。