JPH071856B2 - アレー型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法 - Google Patents
アレー型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法Info
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- JPH071856B2 JPH071856B2 JP59047887A JP4788784A JPH071856B2 JP H071856 B2 JPH071856 B2 JP H071856B2 JP 59047887 A JP59047887 A JP 59047887A JP 4788784 A JP4788784 A JP 4788784A JP H071856 B2 JPH071856 B2 JP H071856B2
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- Japan
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- electrode
- electrodes
- ultrasonic transducer
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧電体板の表面に対して垂直方向にバルク波
を発生させる超音波トランスジューサの製造方法に関す
る。
を発生させる超音波トランスジューサの製造方法に関す
る。
（従来技術） 分極処理を施していない強誘電体、例えば圧電セラミッ
クス、ニオブ酸リチュームやタンタル酸リチュームなど
の強誘電体の板状体の表面に複数の櫛歯を持った櫛歯状
電極を２つ用意し、これら櫛歯状電極をそれぞれ交互に
交差させて対向させた、いわゆる交差指電極（これを組
の交差指電極と定義する）を設け、これら交差指電極間
で分極処理を施した後、その電極間を直流あるいは交流
電源で励振すると、その表面と垂直方向に縦波あるいは
横波のバルク波を発生させることができる。このような
トランスジューサのことを『表面励振型超音波トランス
ジューサ』と呼ぶことにする。
クス、ニオブ酸リチュームやタンタル酸リチュームなど
の強誘電体の板状体の表面に複数の櫛歯を持った櫛歯状
電極を２つ用意し、これら櫛歯状電極をそれぞれ交互に
交差させて対向させた、いわゆる交差指電極（これを組
の交差指電極と定義する）を設け、これら交差指電極間
で分極処理を施した後、その電極間を直流あるいは交流
電源で励振すると、その表面と垂直方向に縦波あるいは
横波のバルク波を発生させることができる。このような
トランスジューサのことを『表面励振型超音波トランス
ジューサ』と呼ぶことにする。
また、このようなバルク波を発生させる素子を細長い圧
電板上に一列に多数個設けた配列型（アレー型）の表面
励振型超音波トランスジューサが超音波探触子などに使
用される。
電板上に一列に多数個設けた配列型（アレー型）の表面
励振型超音波トランスジューサが超音波探触子などに使
用される。
（従来技術の問題点） 上述の如きアレー型の表面励振型超音波トランスジュー
サは、強誘電体板上に一列に多数個設けられた素子を分
極させる際、それぞれの素子１個１個の交差指電極に配
線を施こし、かつそれぞれの素子に別々に電圧を印加し
て分極作業を行っていたので、分極用の配線が複雑とな
る。またそのつど分極配線用の専用エッチング・マスク
を作る必要があるため、時間とコストもかかった。
サは、強誘電体板上に一列に多数個設けられた素子を分
極させる際、それぞれの素子１個１個の交差指電極に配
線を施こし、かつそれぞれの素子に別々に電圧を印加し
て分極作業を行っていたので、分極用の配線が複雑とな
る。またそのつど分極配線用の専用エッチング・マスク
を作る必要があるため、時間とコストもかかった。
（発明の目的） 本発明の目的は、表面に対して垂直方向にバルク波を発
生する表面励振型超音波トランスジューサの分極作業を
容易にして、その製作コストの低減化を計ることが出来
る製造方法を提供することにある。
生する表面励振型超音波トランスジューサの分極作業を
容易にして、その製作コストの低減化を計ることが出来
る製造方法を提供することにある。
（発明の概要） 上述の如き本発明の目的を達成するために、本発明は、 （ａ）圧電体板の表面に設けた組の交差指電極より前記
圧電体板の表面とほぼ垂直方向にバルク波を発生させる
表面励振型超音波トランスジューサの製造方法におい
て、 （ｂ）１枚の強誘電体板の表面に複数組の組の交差指電
極を形成するとともに、これら交差指電極のうち一方の
極となる交差指電極を接続する電極と、他方の極となる
交差指電極を接続する電極を形成する第１の工程と、 （ｃ）前記２つの電極間に電圧を印加しながら強誘電体
板の分極を行う第２の工程と、 （ｄ）前記第２の工程終了後に、各組の交差指電極を接
続している電極の所定箇所を切断して、複数個の組の交
差指電極からなるトランスジューサ素子を１枚の圧電体
板の表面に形成する第３の工程と、 （ｅ）耐熱性と可撓性を備えた絶縁板の裏面に配線パタ
ーンを設けるとともに、該絶縁板に設けた中央抜け穴の
長手方向周縁に該配線パターンと接続し前記各組の交差
指電極の櫛歯間を接続する電極と接触結合される接続部
を設けた配線板の接続部と前記交差指電極の櫛歯間を接
続する電極とを接続する第４の工程と、 を含むことを特徴とするアレー型表面励振型超音波トラ
ンスジューサの製造方法が提供される。
圧電体板の表面とほぼ垂直方向にバルク波を発生させる
表面励振型超音波トランスジューサの製造方法におい
て、 （ｂ）１枚の強誘電体板の表面に複数組の組の交差指電
極を形成するとともに、これら交差指電極のうち一方の
極となる交差指電極を接続する電極と、他方の極となる
交差指電極を接続する電極を形成する第１の工程と、 （ｃ）前記２つの電極間に電圧を印加しながら強誘電体
板の分極を行う第２の工程と、 （ｄ）前記第２の工程終了後に、各組の交差指電極を接
続している電極の所定箇所を切断して、複数個の組の交
差指電極からなるトランスジューサ素子を１枚の圧電体
板の表面に形成する第３の工程と、 （ｅ）耐熱性と可撓性を備えた絶縁板の裏面に配線パタ
ーンを設けるとともに、該絶縁板に設けた中央抜け穴の
長手方向周縁に該配線パターンと接続し前記各組の交差
指電極の櫛歯間を接続する電極と接触結合される接続部
を設けた配線板の接続部と前記交差指電極の櫛歯間を接
続する電極とを接続する第４の工程と、 を含むことを特徴とするアレー型表面励振型超音波トラ
ンスジューサの製造方法が提供される。
（実施例） 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、分極作業が施される前の強誘電体板たとえば
ニオブ酸リチュームやタンタル酸リチュームなどの強誘
電体板１の表面に交差指電極２、３を設けた状態を示す
正面図であり、第２図は同断面図である。本発明におい
ては、まずこのように強誘電体板１の表面に、周知のフ
ォト・リゾグラフィー法を用いて、交差指電極２、３を
形成する。その後、交差指電極２と３間にたとえば直流
電圧を印加し、第３図に示すように強誘電体板１の中
に、矢印方向の電界を発生させながら、該強誘電体板１
を、120゜程度に加熱した油の中に侵漬する。このよう
な分極作業を強誘電体板１に施して、強誘電体板を圧電
体板とする。この表面励振型超音波トランスジューサは
第３図から解るように、横方向に長い、１個の表面励振
型超音波トランスジューサが形成される。そして、交差
指電極２、３間にパルスを印加すると、矢印方向に超音
波が発生する。なお発生する超音波の波長は、交差指電
極の間隔によって決定される。
ニオブ酸リチュームやタンタル酸リチュームなどの強誘
電体板１の表面に交差指電極２、３を設けた状態を示す
正面図であり、第２図は同断面図である。本発明におい
ては、まずこのように強誘電体板１の表面に、周知のフ
ォト・リゾグラフィー法を用いて、交差指電極２、３を
形成する。その後、交差指電極２と３間にたとえば直流
電圧を印加し、第３図に示すように強誘電体板１の中
に、矢印方向の電界を発生させながら、該強誘電体板１
を、120゜程度に加熱した油の中に侵漬する。このよう
な分極作業を強誘電体板１に施して、強誘電体板を圧電
体板とする。この表面励振型超音波トランスジューサは
第３図から解るように、横方向に長い、１個の表面励振
型超音波トランスジューサが形成される。そして、交差
指電極２、３間にパルスを印加すると、矢印方向に超音
波が発生する。なお発生する超音波の波長は、交差指電
極の間隔によって決定される。
さて、このように横方向に長い、１個の表面励振型超音
波トランスジューサを複数個に分割するには、第４図に
おいて点線にて示す部分をレーザーカッタにて走査し、
各交差指電極２、３を共通接続している電極2a,3aをカ
ットする。このように電極2a,3aをカットすると、各２
個ずつ計４個の交差指電極を持った複数個の素子Ｕが横
方向に一列に形成される。
波トランスジューサを複数個に分割するには、第４図に
おいて点線にて示す部分をレーザーカッタにて走査し、
各交差指電極２、３を共通接続している電極2a,3aをカ
ットする。このように電極2a,3aをカットすると、各２
個ずつ計４個の交差指電極を持った複数個の素子Ｕが横
方向に一列に形成される。
つぎに複数個の素子を有する表面励振型超音波トランス
ジューサのサポータともなる配線板を作る。第５図はこ
の配線板100を示す正面図であり、同図において、10は
ポリイミド樹脂など、耐熱性と可撓性を備えた絶縁坂
で、この裏面に銅箔からなる配線パターン11、12を形成
する。配線板100の中央には抜け穴14を形成する。この
抜け穴14の長手方向周縁には、配線パターン11、12と接
続した接続部11a,12aが形成されている。
ジューサのサポータともなる配線板を作る。第５図はこ
の配線板100を示す正面図であり、同図において、10は
ポリイミド樹脂など、耐熱性と可撓性を備えた絶縁坂
で、この裏面に銅箔からなる配線パターン11、12を形成
する。配線板100の中央には抜け穴14を形成する。この
抜け穴14の長手方向周縁には、配線パターン11、12と接
続した接続部11a,12aが形成されている。
この後、第６図に示すように、配線板100の裏側、すな
わち配線パターンを形成した面に、複数個の素子Ｕを形
成した表面励振型超音波トランスジューサの電極パター
ン構造が形成された面を接触させ、該電極パターン構造
の根部の電極2a,3aと接続部11a,12aとを、リフローハン
ダなどを用いて接続し（ハッチング部分）、複数の素子
を持ったアレー型表面励振型超音波トランスジューサを
形成する。
わち配線パターンを形成した面に、複数個の素子Ｕを形
成した表面励振型超音波トランスジューサの電極パター
ン構造が形成された面を接触させ、該電極パターン構造
の根部の電極2a,3aと接続部11a,12aとを、リフローハン
ダなどを用いて接続し（ハッチング部分）、複数の素子
を持ったアレー型表面励振型超音波トランスジューサを
形成する。
上記実施例は、各素子の交差指電極をそれぞれ電気的に
独立せしめているが、たとえば、接地側に電極を共通と
することもできる。このようなアレー型表面励振型超音
波トランスジューサを作る場合には、前記実施例におい
て、第３図に示すように、横方向に長い、１個の表面励
振型超音波トランスジューサが形成された後、第４図の
電極2aのみを適当なピッチに分割し、第７図に示すよう
に、各素子の電極2aと配線パターン11の接続部11aとを
リフローハンダにて接続するとともに、接地側の配線パ
ターン12の接続部12aと電極3aとをリフローハンダにて
接続するか、または、前記実施例において第４図に示す
ように、電極2a,3aを適当なピッチに分割切断した後、
第７図に示すように、各素子の電極2aと配線パターン11
の接続部11aとをリフローハンダにて接続するととも
に、接地側の配線パターン12の接続部12aと電極3aとを
リフローハンダにて接続する。
独立せしめているが、たとえば、接地側に電極を共通と
することもできる。このようなアレー型表面励振型超音
波トランスジューサを作る場合には、前記実施例におい
て、第３図に示すように、横方向に長い、１個の表面励
振型超音波トランスジューサが形成された後、第４図の
電極2aのみを適当なピッチに分割し、第７図に示すよう
に、各素子の電極2aと配線パターン11の接続部11aとを
リフローハンダにて接続するとともに、接地側の配線パ
ターン12の接続部12aと電極3aとをリフローハンダにて
接続するか、または、前記実施例において第４図に示す
ように、電極2a,3aを適当なピッチに分割切断した後、
第７図に示すように、各素子の電極2aと配線パターン11
の接続部11aとをリフローハンダにて接続するととも
に、接地側の配線パターン12の接続部12aと電極3aとを
リフローハンダにて接続する。
これまでの実施例は、第３図から明らかなように、圧電
体板１の分極分布は、表面に近いところでは、表面と並
行に近い形で分布している。このため、不用な表面波や
横波が生じやすくなっている。このような欠点を回避す
るため、交差指電極の間に切込み溝を設けた表面励振型
超音波トランスジューサがある。つぎにこの種のアレー
型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法の実施
例について説明する。
体板１の分極分布は、表面に近いところでは、表面と並
行に近い形で分布している。このため、不用な表面波や
横波が生じやすくなっている。このような欠点を回避す
るため、交差指電極の間に切込み溝を設けた表面励振型
超音波トランスジューサがある。つぎにこの種のアレー
型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法の実施
例について説明する。
まず、第１図に示すように、分極作業が施される前の強
誘電体板たとえばニオブ酸チュームやタンタル酸リチュ
ームなどの強誘電体板１の表面にフォト・リゾグラフィ
ー技術を使用して、交差指電極２、３と、これら交差指
電極２どうしを接続する電極2aと交差指電極３を接続す
る電極3aを形成する。
誘電体板たとえばニオブ酸チュームやタンタル酸リチュ
ームなどの強誘電体板１の表面にフォト・リゾグラフィ
ー技術を使用して、交差指電極２、３と、これら交差指
電極２どうしを接続する電極2aと交差指電極３を接続す
る電極3aを形成する。
つぎに複数個の素子を有する表面励振型超音波トランス
ジューサのサポータともなる配線板を作る。第５図はこ
の配線板100を示す正面図であり、同図において、10は
ポリイミド樹脂など、耐熱性と可撓性を備えた絶縁坂
で、この裏面に銅箔からなる配線パターン11、12を形成
する。配線板100の中央には抜け穴14を形成する。この
抜け穴14の長手方向周縁には、配線パターン11、12と接
続した接続部11a,12aが形成されている。
ジューサのサポータともなる配線板を作る。第５図はこ
の配線板100を示す正面図であり、同図において、10は
ポリイミド樹脂など、耐熱性と可撓性を備えた絶縁坂
で、この裏面に銅箔からなる配線パターン11、12を形成
する。配線板100の中央には抜け穴14を形成する。この
抜け穴14の長手方向周縁には、配線パターン11、12と接
続した接続部11a,12aが形成されている。
この後、第８図に示すように、配線板100の裏側すなわ
ち配線パターンを形成した面に、複数個の素子Ｕを形成
した表面励振型超音波トランスジューサの電極パターン
構造が形成された面を接触させ、該電極パターン構造の
根部の電極2a,3aと接続部11a,12aとを、リフローハンダ
などを用いて接続する。
ち配線パターンを形成した面に、複数個の素子Ｕを形成
した表面励振型超音波トランスジューサの電極パターン
構造が形成された面を接触させ、該電極パターン構造の
根部の電極2a,3aと接続部11a,12aとを、リフローハンダ
などを用いて接続する。
つぎに第８図において、２点鎖線にて示す部分に、ダイ
シングソーなどのカッタを用いて第９図に示すよう切込
み溝16を形成する。そして、配線パターン11、12間に電
圧を印加しながら、強誘電体板１が持つキューリーポイ
ント以下の温度たとえば120゜程度に加熱された、シリ
コンオイルなどの油のなかに配線板ごと強誘電体板１を
侵漬させる。この工程で、強誘電体板１は分極される。
シングソーなどのカッタを用いて第９図に示すよう切込
み溝16を形成する。そして、配線パターン11、12間に電
圧を印加しながら、強誘電体板１が持つキューリーポイ
ント以下の温度たとえば120゜程度に加熱された、シリ
コンオイルなどの油のなかに配線板ごと強誘電体板１を
侵漬させる。この工程で、強誘電体板１は分極される。
この工程が終了した後、電極2aおよび電極3aの太線にて
示す部分または電極2aの太線にて示す部分のみを切断す
ると、複数個の独立した超音波トランスジューサが形成
される。なお、この超音波トランスジューサには、配線
板100が端子として取り付けられているので、以後、端
子形成工程は省略される。
示す部分または電極2aの太線にて示す部分のみを切断す
ると、複数個の独立した超音波トランスジューサが形成
される。なお、この超音波トランスジューサには、配線
板100が端子として取り付けられているので、以後、端
子形成工程は省略される。
このほかの実施例として、第８図において２点鎖線の部
分に切込み溝を設けないまま分極作業を行い、電極2aお
よび電極3aの太線にて示す部分または電極2aの太線にて
示す部分のみを切断して複数個の独立した超音波トラン
スジューサを形成してもよい。
分に切込み溝を設けないまま分極作業を行い、電極2aお
よび電極3aの太線にて示す部分または電極2aの太線にて
示す部分のみを切断して複数個の独立した超音波トラン
スジューサを形成してもよい。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、アレー型の表面
励振型超音波トランスジューサを製造する際、分極作業
を行うための分極用電極を設けることなく、簡単な配線
構造により分極作業を行うことができるとともに、製造
が極めて簡単なためアレー型表面励振型超音波トランス
ジューサ素子を多量に生産することができるので、その
製造コストを大幅に低減できるようになった。
励振型超音波トランスジューサを製造する際、分極作業
を行うための分極用電極を設けることなく、簡単な配線
構造により分極作業を行うことができるとともに、製造
が極めて簡単なためアレー型表面励振型超音波トランス
ジューサ素子を多量に生産することができるので、その
製造コストを大幅に低減できるようになった。
第１図は分極作業が施される前の強誘電体板の表面に交
差指電極を設けた状態を示す正面図、第２図は同断面
図、第３図は分極の様子を示す断面図、第４図は交差指
電極の正面図、第５図は配線板の部分平面図、第６図は
配線板に表面励振型超音波トランスジューサを取り付け
た状態を示す正面図、第７図は配線板に表面励振型超音
波トランスジューサを取り付けた他の実施例を示す正面
図、第８図は配線板に表面励振型超音波トランスジュー
サを取り付けたもう１つの他の実施例を示す正面図、第
９図はその断面図である。 １……圧電体板、２、３……交差指電極 100……配線板、11、12……配線パターン
差指電極を設けた状態を示す正面図、第２図は同断面
図、第３図は分極の様子を示す断面図、第４図は交差指
電極の正面図、第５図は配線板の部分平面図、第６図は
配線板に表面励振型超音波トランスジューサを取り付け
た状態を示す正面図、第７図は配線板に表面励振型超音
波トランスジューサを取り付けた他の実施例を示す正面
図、第８図は配線板に表面励振型超音波トランスジュー
サを取り付けたもう１つの他の実施例を示す正面図、第
９図はその断面図である。 １……圧電体板、２、３……交差指電極 100……配線板、11、12……配線パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−64413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−170233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−123796（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−118739（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−21994（ＪＰ，Ｂ２) 信学技報Ｖｏｌ．82 Ｎｏ．290 ＵＳ 82−80 中村僖良他“交差指電極による強 誘電体単結晶の分域制御とその表面励振形 超音波トランスジューサへの応用
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）圧電体板の表面に設けた組の交差指
電極より前記圧電体板の表面とほぼ垂直方向にバルク波
を発生させる表面励振型超音波トランスジューサの製造
方法において、 （ｂ）１枚の強誘電体板の表面に複数組の組の交差指電
極を形成するとともに、これら交差指電極のうち一方の
極となる交差指電極を接続する電極と、他方の極となる
交差指電極を接続する電極を形成する第１の工程と、 （ｃ）前記２つの電極間に電圧を印加しながら強誘電体
板の分極を行う第２の工程と、 （ｄ）前記第２の工程終了後に、各組の交差指電極を接
続している電極の所定箇所を切断して、複数個の組の交
差指電極からなるトランスジューサ素子を１枚の圧電体
板の表面に形成する第３の工程と、 （ｅ）耐熱性と可撓性を備えた絶縁板の裏面に配線パタ
ーンを設けるとともに、該絶縁板に設けた中央抜け穴の
長手方向周縁に該配線パターンと接続し前記各組の交差
指電極の櫛歯間を接続する電極と接触結合される接続部
を設けた配線板の接続部と前記交差指電極の櫛歯間を接
続する電極とを接続する第４の工程と、 を含むことを特徴とするアレー型表面励振型超音波トラ
ンスジューサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047887A JPH071856B2 (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | アレー型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047887A JPH071856B2 (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | アレー型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191512A JPS60191512A (ja) | 1985-09-30 |
| JPH071856B2 true JPH071856B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=12787906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047887A Expired - Fee Related JPH071856B2 (ja) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | アレー型表面励振型超音波トランスジューサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071856B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6402983B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2018-10-10 | セイコーエプソン株式会社 | 超音波デバイス、超音波デバイスの製造方法、超音波プローブ、超音波測定装置、電子機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564413A (en) * | 1978-11-08 | 1980-05-15 | Toshiba Corp | Manufacture of piezoelectric ceramic resonator |
-
1984
- 1984-03-13 JP JP59047887A patent/JPH071856B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 信学技報Ｖｏｌ．８２Ｎｏ．２９０ＵＳ８２−８０中村僖良他"交差指電極による強誘電体単結晶の分域制御とその表面励振形超音波トランスジューサへの応用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60191512A (ja) | 1985-09-30 |
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