JPH05328495A - 圧電体の加工方法 - Google Patents
圧電体の加工方法Info
- Publication number
- JPH05328495A JPH05328495A JP4133739A JP13373992A JPH05328495A JP H05328495 A JPH05328495 A JP H05328495A JP 4133739 A JP4133739 A JP 4133739A JP 13373992 A JP13373992 A JP 13373992A JP H05328495 A JPH05328495 A JP H05328495A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excimer laser
- piezoelectric
- piezoelectric body
- processing
- groove
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エキシマレーザを圧電体に照射して、圧電体
を多様な形状に精度良くしかも圧電特性の劣化なく溝加
工または切断加工させる。 【構成】 エキシマレーザ発振器とそれを走査させる光
学系を備えたエキシマレーザ加工システム１を用いてエ
キシマレーザ２を、電極３を形成した圧電体４上に照射
し、上記エキシマレーザ加工システム１を適当な条件に
設定することによって、所望の形状の加工溝５や切断加
工溝を形成させる。
を多様な形状に精度良くしかも圧電特性の劣化なく溝加
工または切断加工させる。 【構成】 エキシマレーザ発振器とそれを走査させる光
学系を備えたエキシマレーザ加工システム１を用いてエ
キシマレーザ２を、電極３を形成した圧電体４上に照射
し、上記エキシマレーザ加工システム１を適当な条件に
設定することによって、所望の形状の加工溝５や切断加
工溝を形成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ソナーや超音波診断装
置などのセンサーに用いる圧電体の加工方法に関する。
置などのセンサーに用いる圧電体の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水や生体を対象としたソナーや超音波診
断装置などの超音波探触子に用いる圧電体は、複合圧電
体やアニュラアレイ等を含むアレイ系探触子用圧電体の
ように、圧電セラミックスを加工して製造することが多
い。
断装置などの超音波探触子に用いる圧電体は、複合圧電
体やアニュラアレイ等を含むアレイ系探触子用圧電体の
ように、圧電セラミックスを加工して製造することが多
い。
【０００３】従来、例えば複合圧電体の製造方法として
は、特開昭61−53900号公開公報に記載のものがある。
これはＰＺＴ系セラミック板を適当な厚みの刃を用いて
網の目状に切断し、この切断によって生じた溝に有機物
を充填して固めるという製造方法である。この場合、一
般にはダイシングソーを用い、その刃(ブレードと呼ば
れる)で、高速回転しながら直線の溝を形成してゆくと
いうカッティングの工程を経て、複合圧電体が製造され
る。
は、特開昭61−53900号公開公報に記載のものがある。
これはＰＺＴ系セラミック板を適当な厚みの刃を用いて
網の目状に切断し、この切断によって生じた溝に有機物
を充填して固めるという製造方法である。この場合、一
般にはダイシングソーを用い、その刃(ブレードと呼ば
れる)で、高速回転しながら直線の溝を形成してゆくと
いうカッティングの工程を経て、複合圧電体が製造され
る。
【０００４】また、アニュラアレイ形探触子の製造方法
としては、特開昭61−77497号公開公報に記載されてい
るように図３の斜視図に示すような円鋳形，円筒形など
の形状の圧電体(a)，(b)，(c)を超音波加工などを用い
て形成する。
としては、特開昭61−77497号公開公報に記載されてい
るように図３の斜視図に示すような円鋳形，円筒形など
の形状の圧電体(a)，(b)，(c)を超音波加工などを用い
て形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の圧電体の加工方法では、ダイシングソーを用いる場
合には、ダイシングソーの機械的な力により圧電体を加
工するため、切断される圧電体に、その機械的な力が加
わり、これが原因で、破損を生じ易い。したがって、圧
電体の加工精度が劣化し、結果として形成される圧電体
の特性劣化を生じる。
来の圧電体の加工方法では、ダイシングソーを用いる場
合には、ダイシングソーの機械的な力により圧電体を加
工するため、切断される圧電体に、その機械的な力が加
わり、これが原因で、破損を生じ易い。したがって、圧
電体の加工精度が劣化し、結果として形成される圧電体
の特性劣化を生じる。
【０００６】また、ダイシングソーの刃(ブレード)の厚
みには限界があり、かつ曲線加工が困難であり、加工形
状に制約が多い。また、超音波加工を用いた場合には、
所定の径のホーンが必要となり、多種の径の加工に手間
がかかる。
みには限界があり、かつ曲線加工が困難であり、加工形
状に制約が多い。また、超音波加工を用いた場合には、
所定の径のホーンが必要となり、多種の径の加工に手間
がかかる。
【０００７】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、多様な形状の圧電体の加工を、精度良く
しかも圧電特性に劣化を生じさせることなく実現する圧
電体の加工方法を提供することを目的とするものであ
る。
るものであり、多様な形状の圧電体の加工を、精度良く
しかも圧電特性に劣化を生じさせることなく実現する圧
電体の加工方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、エキシマレーザ発振器および該エキシマレ
ーザ発振器からのエキシマレーザを走査する光学系を備
えたエキシマレーザ加工システムを用いてエキシマレー
ザを圧電体に照射することによって該圧電体を所望の深
さ、幅の形状に溝加工または切断加工するものである。
するために、エキシマレーザ発振器および該エキシマレ
ーザ発振器からのエキシマレーザを走査する光学系を備
えたエキシマレーザ加工システムを用いてエキシマレー
ザを圧電体に照射することによって該圧電体を所望の深
さ、幅の形状に溝加工または切断加工するものである。
【０００９】
【作用】したがって、本発明によれば、エキシマレーザ
加工システムにより、エキシマレーザを照射することに
よって、多様な形状に精度良くしかも圧電特性に何等の
影響を与えずに圧電体を溝加工および切断加工すること
ができ、結果として所望の圧電体を形成できる。
加工システムにより、エキシマレーザを照射することに
よって、多様な形状に精度良くしかも圧電特性に何等の
影響を与えずに圧電体を溝加工および切断加工すること
ができ、結果として所望の圧電体を形成できる。
【００１０】
【実施例】図１(a)，(b)は、本発明の第１の実施例の構
成を示す要部斜視図である。図１(a)において、１はエ
キシマレーザの加工システムであり、エキシマレーザ発
振器およびそれを走査する光学系を備え、エキシマレー
ザ２を所定の位置に照射できる装置である。４は圧電体
であり、その上下面には電極３が形成されている。
成を示す要部斜視図である。図１(a)において、１はエ
キシマレーザの加工システムであり、エキシマレーザ発
振器およびそれを走査する光学系を備え、エキシマレー
ザ２を所定の位置に照射できる装置である。４は圧電体
であり、その上下面には電極３が形成されている。
【００１１】図１(a)の動作について説明すると、エキ
シマレーザ加工システム１を電極３が形成された圧電体
４上の所望の位置に溝加工を施すよう設定する。この場
合、電極３は、Ａg焼付けタイプであり、圧電体４は、
試料チタン酸ジルコン酸鉛Ｐb(Ｚr−Ｔi)Ｏ3あるいは
試料チタン酸鉛ＰbＴiＯ3とした。エキシマレーザ加
工システム１の条件としては、35ｋＶのエキシマレーザ
発振器を備えたシステムを用いて、ビーム形状約1.97×
1.54mm2，約0.3μmの波長のエキシマレーザを照射でき
るものである。ここで、試料において、30秒間におけ
るショット数を300，600，1200，2400回として、それぞ
れ照射を行ったところ、溝加工の深さは、順に５，11，
15，30μmとなった。
シマレーザ加工システム１を電極３が形成された圧電体
４上の所望の位置に溝加工を施すよう設定する。この場
合、電極３は、Ａg焼付けタイプであり、圧電体４は、
試料チタン酸ジルコン酸鉛Ｐb(Ｚr−Ｔi)Ｏ3あるいは
試料チタン酸鉛ＰbＴiＯ3とした。エキシマレーザ加
工システム１の条件としては、35ｋＶのエキシマレーザ
発振器を備えたシステムを用いて、ビーム形状約1.97×
1.54mm2，約0.3μmの波長のエキシマレーザを照射でき
るものである。ここで、試料において、30秒間におけ
るショット数を300，600，1200，2400回として、それぞ
れ照射を行ったところ、溝加工の深さは、順に５，11，
15，30μmとなった。
【００１２】また、加工による圧電特性の劣化の有無を
確認するために、エキシマレーザ照射の前と後とで試料
，の圧電セラミックのインピーダンス特性を測定
し、共振・反共振周波数から各々の電気機械結合係数を
求めた結果が表１である。
確認するために、エキシマレーザ照射の前と後とで試料
，の圧電セラミックのインピーダンス特性を測定
し、共振・反共振周波数から各々の電気機械結合係数を
求めた結果が表１である。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１の結果から明らかなように、試料，
ともにレーザ照射前後で電気機械結合係数は全く変化
がなく、圧電特性に劣化がないことがわかる。
ともにレーザ照射前後で電気機械結合係数は全く変化
がなく、圧電特性に劣化がないことがわかる。
【００１５】図１(b)の構成は、図１(a)と同様である。
図１(b)の動作は、エキシマレーザ加工システム１を適
当なパワー，エキシマレーザのビーム形状，ショット
数，照射時間に調整し、所望の深さ，幅，直線の溝加工
がされ加工溝５ができるようにする。これにより例え
ば、複合圧電材に用いるような圧電セラミックの網目状
溝加工を施すことができる。
図１(b)の動作は、エキシマレーザ加工システム１を適
当なパワー，エキシマレーザのビーム形状，ショット
数，照射時間に調整し、所望の深さ，幅，直線の溝加工
がされ加工溝５ができるようにする。これにより例え
ば、複合圧電材に用いるような圧電セラミックの網目状
溝加工を施すことができる。
【００１６】このように、上記第１の実施例によれば、
エキシマレーザ２を電極３を形成した圧電体(セラミッ
ク)４上に照射することにより、加工溝５を設けること
ができ、圧電体４および電極３には、機械的力を加えず
に溝加工ができるため、圧電体４に破損やひび割れを生
じることなく、所望の形状の溝加工を行うことができ
る。
エキシマレーザ２を電極３を形成した圧電体(セラミッ
ク)４上に照射することにより、加工溝５を設けること
ができ、圧電体４および電極３には、機械的力を加えず
に溝加工ができるため、圧電体４に破損やひび割れを生
じることなく、所望の形状の溝加工を行うことができ
る。
【００１７】また、エキシマレーザ加工システム１は、
温度上昇させることなく被加工物を加工できるため、圧
電体のキューリー点(約200℃前後)を超えて、圧電特性
の劣化を生じさせるおそれもない。
温度上昇させることなく被加工物を加工できるため、圧
電体のキューリー点(約200℃前後)を超えて、圧電特性
の劣化を生じさせるおそれもない。
【００１８】図２は第２の実施例の構成を示す要部斜視
図である。本構成は、第１の実施例と同様であるが、本
実施例では、円形の電極３付きの圧電体(セラミック)４
を、同心円状に切断加工し切断加工溝６とするものであ
り、エキシマレーザ発振器のパワーやエキシマレーザの
ビーム形状，ショット数，照射時間を適当に設定するこ
とにより実現される。このような形状の圧電体４は、ア
ニュラアレイ形探触子に用いられるものであり、超音波
加工の際のように煩雑な加工工具を用いずに、容易に多
様な曲線加工が施せる。また、本実施例においても、第
１の実施例と同様の効果を得ることができる。
図である。本構成は、第１の実施例と同様であるが、本
実施例では、円形の電極３付きの圧電体(セラミック)４
を、同心円状に切断加工し切断加工溝６とするものであ
り、エキシマレーザ発振器のパワーやエキシマレーザの
ビーム形状，ショット数，照射時間を適当に設定するこ
とにより実現される。このような形状の圧電体４は、ア
ニュラアレイ形探触子に用いられるものであり、超音波
加工の際のように煩雑な加工工具を用いずに、容易に多
様な曲線加工が施せる。また、本実施例においても、第
１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００１９】なお、上記第１，第２の実施例では、電極
を形成した圧電体(セラミック)は、平板状であるが、湾
曲した圧電体(セラミック)であっても、同様の加工が容
易に可能であり、同様の効果を得ることができる。
を形成した圧電体(セラミック)は、平板状であるが、湾
曲した圧電体(セラミック)であっても、同様の加工が容
易に可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００２０】なお、上記第１，第２の実施例では、圧電
体(セラミック)上に電極を形成した場合のみを述べた
が、電極が形成されていない場合においても同様の加工
が可能であり、同様の効果を有する。
体(セラミック)上に電極を形成した場合のみを述べた
が、電極が形成されていない場合においても同様の加工
が可能であり、同様の効果を有する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電体の
加工方法は、エキシマレーザを照射することにより、圧
電体を溝加工および切断加工するものであり、多様な形
状に精度良く、しかも圧電特性の劣化を生じることなく
施すことを可能とするものである。
加工方法は、エキシマレーザを照射することにより、圧
電体を溝加工および切断加工するものであり、多様な形
状に精度良く、しかも圧電特性の劣化を生じることなく
施すことを可能とするものである。
【図１】本発明の第１の実施例における構成を示す要部
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例における構成を示す要部
斜視図である。
斜視図である。
【図３】従来のアニュラアレイ形探触子用圧電体を示す
図である。
図である。
１…エキシマレーザ加工システム、 ２…エキシマレー
ザ、 ３…電極、 ４…圧電体(セラミック)、 ５…加
工溝、 ６…切断加工溝。
ザ、 ３…電極、 ４…圧電体(セラミック)、 ５…加
工溝、 ６…切断加工溝。
Claims (1)
- 【請求項１】 エキシマレーザ発振器および該エキシマ
レーザ発振器からのエキシマレーザを走査する光学系を
備えたエキシマレーザ加工システムを用いて、エキシマ
レーザを圧電体に照射することによって該圧電体を所望
の深さ，幅の形状に溝加工および切断加工することを特
徴とする圧電体の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133739A JPH05328495A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 圧電体の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133739A JPH05328495A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 圧電体の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328495A true JPH05328495A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15111791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4133739A Pending JPH05328495A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 圧電体の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328495A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4883764A (en) * | 1987-07-20 | 1989-11-28 | Kloepfer Mary A | Blood test strip |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6417599A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Omron Tateisi Electronics Co | Manufacture of piezoelectric transducer |
| JPH02220600A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Toyo Medical Kk | 超音波振動子及びその製造法 |
| JPH039309A (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-17 | Brother Ind Ltd | レーザによる溝加工方法 |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4133739A patent/JPH05328495A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6417599A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Omron Tateisi Electronics Co | Manufacture of piezoelectric transducer |
| JPH02220600A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Toyo Medical Kk | 超音波振動子及びその製造法 |
| JPH039309A (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-17 | Brother Ind Ltd | レーザによる溝加工方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4883764A (en) * | 1987-07-20 | 1989-11-28 | Kloepfer Mary A | Blood test strip |
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