JPH099394A - Ultrasonic wave element - Google Patents

Ultrasonic wave element

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JPH099394A
JPH099394A JP17417895A JP17417895A JPH099394A JP H099394 A JPH099394 A JP H099394A JP 17417895 A JP17417895 A JP 17417895A JP 17417895 A JP17417895 A JP 17417895A JP H099394 A JPH099394 A JP H099394A
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JP
Japan
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sintered body
thermal expansion
metal plate
piezoelectric ceramics
shim material
Prior art date
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Pending
Application number
JP17417895A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Hirai
一明 平井
Masanori Hironaka
雅徳 弘中
Kiyoto Shibata
清人 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MEGASERA KK
Nihon Cement Co Ltd
Original Assignee
MEGASERA KK
Nihon Cement Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide the ultrasonic wave element used even under an environment causing a wide range temperature change. CONSTITUTION: A metallic plate and a piezoelectric ceramics sintered body whose thermal expansion coefficients are largely different have a shim inbetween, whose thermal expansion coefficient is close to a thermal expansion coefficient of the piezoelectric ceramic sintered body and the shim and the metallic plate and the shim and a piezoelectric ceramic sintered body are adhered by using an adhesives with a high Young's modulus to obtain the ultrasonic wave element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波の発振又は受振
を金属板を介して行う超音波素子に関し、特に熱膨張係
数の大きく異なる金属板と圧電セラミックス焼結体とを
接合した構造の超音波素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic element for oscillating or receiving an ultrasonic wave through a metal plate, and particularly to a structure in which a metal plate having a large thermal expansion coefficient and a piezoelectric ceramics sintered body are joined. It relates to an ultrasonic element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、圧電セラミックス焼結体は、超音
波発振素子、或いは超音波受振素子等として広く用いら
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, piezoelectric ceramics sintered bodies have been widely used as ultrasonic oscillating elements or ultrasonic receiving elements.

【0003】このような超音波素子は、使用場所の雰囲
気が圧電セラミックス焼結体に悪影響を及ぼす場合、例
えば腐食性のガス雰囲気中で用いる場合、或いは腐食性
の流体と接触する状態で用いる場合等においては、圧電
セラミックス焼結体を保護する目的で、耐蝕性に優れた
金属板を介して発振又は受振を行う必要があった。
Such an ultrasonic element is used when the atmosphere at the place of use adversely affects the piezoelectric ceramics sintered body, for example, when it is used in a corrosive gas atmosphere or when it is in contact with a corrosive fluid. In order to protect the piezoelectric ceramics sintered body, it was necessary to oscillate or receive a vibration through a metal plate having excellent corrosion resistance.

【0004】ここで、上記金属板と圧電セラミックス焼
結体との接合は、従来ではさほど厳しい温度環境下で超
音波素子が用いられることはなく、また圧電セラミック
ス焼結体自体にも高い強度がないために、一般の有機系
接着剤、例えば紫外線硬化型アクリレート樹脂等で両者
の接合を行い、金属板付きの超音波素子を製造してい
た。
Here, the above-mentioned joining of the metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body has not conventionally used an ultrasonic element under a severe temperature environment, and the piezoelectric ceramics sintered body itself has high strength. For this reason, a general organic adhesive, for example, an ultraviolet curable acrylate resin or the like is used to join the two to manufacture an ultrasonic element with a metal plate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような超音波素子にあっては、接合した金属板と圧電
セラミックス焼結体とが熱膨張係数の大きく異なるもの
である場合には、使用場所の温度が大きく変化すると、
金属板と圧電セラミックス焼結体の熱膨張係数の違いか
ら両者の接着面に大きな剪断力が作用し、この剪断力に
より圧電セラミックス焼結体が歪み、該圧電セラミック
ス焼結体が本来持つ振動特性を発揮し得ない場合が存在
し、また場合によっては、この剪断力により圧電セラミ
ックス焼結体にクラックが発生したり、金属板と圧電セ
ラミックス焼結体とが剥離し、使用に耐え得ない状態と
なる場合も存在した。
However, in the ultrasonic element as described above, when the bonded metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body have greatly different thermal expansion coefficients, the place of use When the temperature of changes greatly,
Due to the difference in coefficient of thermal expansion between the metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body, a large shearing force acts on the bonding surface between the two, and the shearing force distorts the piezoelectric ceramics sintered body, resulting in the vibration characteristics originally possessed by the piezoelectric ceramics sintered body. In some cases, the shearing force may cause cracks in the piezoelectric ceramics sintered body, or the metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body may separate, resulting in a state in which they cannot withstand use. There was also a case.

【0006】本発明は、上述した従来の超音波素子が有
する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、広
範囲の温度変化を伴う環境下でも使用に耐え得る超音波
素子を提供することにある。
The present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional ultrasonic element, and an object thereof is to provide an ultrasonic element which can be used even in an environment involving a wide range of temperature changes. Especially.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するため、熱膨張係数の大きく異なる金属板と圧
電セラミックス焼結体とを、その間に圧電セラミックス
焼結体の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有するシム
材を介在させ、該シム材と上記金属板との間、及び前記
シム材と上記圧電セラミックス焼結体との間を各々ヤン
グ率の高い接着剤で接合した構造の超音波素子とした。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a piezoelectric ceramics sintered body with a metal plate and a piezoelectric ceramics sintered body, which have greatly different thermal expansion coefficients, between them. A structure in which a shim material having an approximate coefficient of thermal expansion is interposed, and the shim material and the metal plate and the shim material and the piezoelectric ceramics sintered body are joined with an adhesive having a high Young's modulus. Of ultrasonic element.

【0008】上記した本発明にかかる超音波素子によれ
ば、従来においては直接接合していた熱膨張係数の大き
く異なる金属板と圧電セラミックス焼結体とを、その間
に圧電セラミックス焼結体の熱膨張係数に近似した熱膨
張係数を有するシム材を介在させた状態で接合した構造
としたため、該超音波素子が、広範囲の温度変化を受け
た際の熱膨張係数の差に起因する上記金属板と圧電セラ
ミックス焼結体との伸びの違いを、両者の間に介在させ
た上記シム材が緩和すると共に、該シム材は、その熱膨
張係数が圧電セラミックス焼結体の熱膨張係数に近似し
たものであるため、少なくとも圧電セラミックス焼結体
とシム材との接着面には剪断力が働き難い構造となり、
広範囲の温度変化を伴う環境下で使用しても、圧電セラ
ミックス焼結体に歪み、或いはクラックが生じにくい超
音波素子となる作用がある。
According to the ultrasonic element of the present invention described above, the metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body, which are directly bonded to each other in the prior art, which differ greatly in thermal expansion coefficient, are disposed between the metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body. Since the ultrasonic element has a structure in which a shim material having a thermal expansion coefficient close to that of the expansion coefficient is interposed, the metal plate is caused by a difference in thermal expansion coefficient when the ultrasonic element is subjected to a wide temperature change. The difference in elongation between the piezoelectric ceramic sintered body and the piezoelectric ceramic sintered body is relaxed by the shim material interposed therebetween, and the thermal expansion coefficient of the shim material approximates the thermal expansion coefficient of the piezoelectric ceramic sintered body. Therefore, at least the bonding surface between the piezoelectric ceramics sintered body and the shim material has a structure in which shearing force is hard to work,
Even when used in an environment with a wide range of temperature changes, the piezoelectric ceramic sintered body has an effect of becoming an ultrasonic element in which distortion or cracks hardly occur.

【0009】また、上記した本発明においては、金属板
と圧電セラミックス焼結体との間に介在させた上記シム
材を、ヤング率の高い接着剤、即ち変形し難い硬度の高
い接着剤で金属板及びセラミックス焼結体に接合する構
造としたため、該接着剤が、圧電セラミックス焼結体の
振動、或いは金属板の振動に影響を与えることは少な
く、正確な超音波の発振又は受振を行い得る超音波素子
となる作用がある。
Further, in the above-mentioned present invention, the shim material interposed between the metal plate and the piezoelectric ceramics sintered body is formed of an adhesive having a high Young's modulus, that is, an adhesive having a high hardness which is not easily deformed. Since the structure is such that the adhesive is bonded to the plate and the ceramics sintered body, the adhesive does not affect the vibration of the piezoelectric ceramics sintered body or the vibration of the metal plate, and the ultrasonic wave can be accurately oscillated or received. It has the function of becoming an ultrasonic element.

【0010】ここで、上記シム材は、0.9〜5.0×
10-6/ ℃の熱膨張係数を有するシム材とすることが好ま
しい。これは、一般に超音波素子に利用される圧電セラ
ミックス焼結体は、チタン酸ジルコン酸鉛系(以下、
“PZT系”と略す)セラミックスであり、このセラミ
ックスの熱膨張係数は概ね3×10-6/ ℃程度であること
から、この熱膨張係数に近似した上記範囲の熱膨張係数
を有するシム材とすることが好ましい。上記範囲を逸脱
すると、広範囲の温度変化を受けた際に圧電セラミック
ス焼結体とシム材との接着面に熱膨張係数の差に起因す
る大きな剪断力が作用し、この剪断力により圧電セラミ
ックス焼結体に歪み、或いはクラックが生じる可能性が
高くなるため好ましくない。なお、上記範囲の熱膨張係
数を有するシム材の材料としては、42アロイ、インバ
(アンバ)、或いはスパーインバ(スパーアンバ)、コ
バール等の金属が挙げられる。
The shim material is 0.9 to 5.0 ×.
It is preferable to use a shim material having a coefficient of thermal expansion of 10 −6 / ° C. This is because the piezoelectric ceramics sintered body generally used for ultrasonic elements is a lead zirconate titanate-based (hereinafter,
(PZT-based) ceramics, and the coefficient of thermal expansion of this ceramics is about 3 × 10 −6 / ° C., so that a shim material having a coefficient of thermal expansion in the above range approximate to this coefficient of thermal expansion Preferably. If the temperature deviates from the above range, a large shear force due to the difference in coefficient of thermal expansion acts on the bonding surface between the piezoelectric ceramic sintered body and the shim material when subjected to a wide range of temperature changes, and this shear force causes the piezoelectric ceramics to burn. It is not preferable because the possibility of distortion or cracks in the bonded body increases. Examples of the material of the shim material having the thermal expansion coefficient within the above range include 42 alloy, invar (invar), spar invar (spar amba), and metal such as kovar.

【0011】また、上記接着材は、40〜150 kgf/m
m2のヤング率を有する接着剤とすることが好ましい。こ
れは、40 kgf/mm2に満たないヤング率の接着剤では、
圧電セラミックス焼結体の振動、或いは金属板の振動を
該接着剤が大幅に減衰させてしまい、正確な超音波の発
振又は受振を行い得る超音波素子とはならないためであ
り、また逆に150 kgf/mm2を越えるヤング率の接着剤
では、こんどは硬すぎてしまって該接着剤が圧電セラミ
ックス焼結体の振動、或いは金属板の振動の変位量を低
下させ、弱い発振又は受振しかできない超音波素子とな
ってしまうためである。なお、上記範囲のヤング率を有
する接着剤としては、嫌気性型変性アクリレート樹脂
(日本ロックタイト株式会社製:ロックタイト272 )、
或いはローストレスのエポキシ樹脂(油化シェルエポキ
シ株式会社製:エピコート806 )等が挙げられる。
The above-mentioned adhesive is 40 to 150 kgf / m
An adhesive having a Young's modulus of m 2 is preferable. This is because the Young's modulus adhesive of less than 40 kgf / mm 2
This is because the adhesive greatly attenuates the vibration of the piezoelectric ceramics sintered body or the vibration of the metal plate, and the ultrasonic element cannot accurately oscillate or receive ultrasonic waves. An adhesive with a Young's modulus exceeding kgf / mm 2 is too hard and the adhesive reduces the vibration displacement of the piezoelectric ceramics sintered body or the vibration of the metal plate, and only weak oscillation or vibration can be received. This is because it becomes an ultrasonic element. As the adhesive having a Young's modulus in the above range, an anaerobic modified acrylate resin (manufactured by Nippon Loctite Co., Ltd .: Loctite 272),
Alternatively, a low stress epoxy resin (Epicote 806 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

【0012】[0012]

【試験例】以下、上記した本発明にかかる超音波素子の
効果を裏付ける試験例につき説明する。
[Test Example] A test example supporting the effect of the ultrasonic element according to the present invention will be described below.

【0013】PZT系セラミックスで製造した直径8m
m、厚さ1.5mmの圧電セラミックス焼結体と、SUS3
16 で製造された直径10mm、厚さ0.7mmの金属板と
を、下記に示す試験例1〜7の方法で各々接合した。な
お、PZT系セラミックスの熱膨張係数は、3×10-6/
℃程度であり、SUS316 の熱膨張係数は、17×10-6
/ ℃程度である。
Diameter 8m made of PZT ceramics
Piezoelectric ceramics sintered body of m, thickness 1.5mm, and SUS3
The metal plate having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm manufactured in Example 16 was joined by the methods of Test Examples 1 to 7 described below. The thermal expansion coefficient of PZT ceramics is 3 × 10 -6 /
℃, the thermal expansion coefficient of SUS316 is 17 × 10 -6
/ It is about ℃.

【0014】−試験例1− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板との間に、スパー
インバ(スパーアンバ)で製造された直径10mm、厚さ
0.7mmのシム材を介在し、該シム材と上記圧電セラミ
ックス焼結体との間、及び前記シム材と上記金属板との
間を嫌気性型変性アクリレート樹脂(日本ロックタイト
株式会社製:ロックタイト272 )で接合した。なお、接
合条件は、10kg/cm2、130℃の加圧・加熱下におい
て4分、その後130℃の加熱下において30分の2段
階硬化を行った。また、シム材として使用した上記スパ
ーインバ(スパーアンバ)の熱膨張係数は、1×10-6/
℃程度であり、接着剤として使用した上記ロックタイト
272 のヤング率は、60 kgf/mm2程度である。
-Test Example 1-A shim material having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm manufactured by a spar invar is interposed between the piezoelectric ceramic sintered body and the metal plate, and the shim material and the above An anaerobic modified acrylate resin (Nippon Loctite KK: Loctite 272) was bonded to the piezoelectric ceramic sintered body and to the shim material and the metal plate. The joining conditions were two-step curing of 10 kg / cm 2 under pressure and heating at 130 ° C. for 4 minutes, and then under heating at 130 ° C. for 30 minutes. Also, the coefficient of thermal expansion of the spar invar (spar amba) used as the shim material is 1 × 10 −6 /
The above Loctite used as an adhesive
The Young's modulus of 272 is about 60 kgf / mm 2 .

【0015】−試験例2− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板との間に、42ア
ロイで製造された直径10mm、厚さ0.7mmのシム材を
介在し、該シム材と上記圧電セラミックス焼結体との
間、及び前記シム材と上記金属板との間を試験例1と同
様のロックタイト272 を用いて接合した。なお、接合条
件は、上記試験例1と同様の条件で行った。また、シム
材として使用した上記42アロイの熱膨張係数は、4×
10-6/ ℃程度である。
Test Example 2 A shim material having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm manufactured from 42 alloy is interposed between the piezoelectric ceramic sintered body and the metal plate, and the shim material and the piezoelectric ceramic are used. The Loctite 272 similar to that used in Test Example 1 was used to join the sintered body and the shim member to the metal plate. The joining conditions were the same as in Test Example 1 above. The coefficient of thermal expansion of the 42 alloy used as the shim material is 4 ×
It is about 10 -6 / ℃.

【0016】−試験例3− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板との間に、試験例
1と同様のスパーインバ(スパーアンバ)で製造された
直径10mm、厚さ0.7mmのシム材を介在し、該シム材
と上記圧電セラミックス焼結体との間、及び前記シム材
と上記金属板との間をローストレスのエポキシ樹脂(油
化シェルエポキシ株式会社製:エピコート806 )で接合
した。なお、接合条件は、100℃の加熱下において2
時間、その後150℃の加熱下において4時間の2段階
硬化を行った。また、接着剤として使用した上記エピコ
ート806 のヤング率は、150 kgf/mm2程度である。
Test Example 3 A shim member having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm manufactured by the same spar invar as in Test Example 1 is interposed between the piezoelectric ceramics sintered body and the metal plate. The shim material and the piezoelectric ceramics sintered body, and the shim material and the metal plate were joined with a low stress epoxy resin (Yukaka Shell Epoxy Co., Ltd .: Epicoat 806). In addition, the joining condition is 2 under heating at 100 ° C.
Two-stage curing was performed for 4 hours under heating at 150 ° C. for 4 hours. The Young's modulus of the Epicoat 806 used as the adhesive is about 150 kgf / mm 2 .

【0017】−試験例4− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板との間に、リン青
銅で製造された直径10mm、厚さ0.7mmのシム材を介
在し、該シム材と上記圧電セラミックス焼結体との間、
及び前記シム材と上記金属板との間を試験例1と同様の
ロックタイト272 を用いて接合した。なお、接合条件
は、10kg/cm2、130℃の加圧・加熱下において4
分、130℃の加熱下において10分、そして150℃
の加熱下において10分の3段階硬化を行った。また、
シム材として使用した上記リン青銅の熱膨張係数は、1
7×10-6/ ℃程度である。
Test Example 4 A shim material made of phosphor bronze and having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm is interposed between the piezoelectric ceramic sintered body and the metal plate, and the shim material and the piezoelectric ceramic are used. Between the sintered body,
Then, the shim material and the metal plate were joined together using the same Loctite 272 as in Test Example 1. The joining conditions are 10 kg / cm 2 and 4 under pressure and heating at 130 ° C.
Min, 10 minutes under heating at 130 ° C, and 150 ° C
Under 10 minutes of three-stage curing. Also,
The coefficient of thermal expansion of the phosphor bronze used as the shim material is 1
It is about 7 × 10 -6 / ° C.

【0018】−試験例5− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板との間に、試験例
1と同様のスパーインバ(スパーアンバ)で製造された
直径10mm、厚さ0.7mmのシム材を介在し、該シム材
と上記圧電セラミックス焼結体との間、及び前記シム材
と上記金属板との間を嫌気性型変性アクリレート樹脂
(日本ロックタイト株式会社製:ロックタイト620 )で
接合した。なお、接合条件は、上記試験例4と同様の条
件で行った。また、接着剤として使用した上記ロックタ
イト620 のヤング率は、35 kgf/mm2程度である。
Test Example 5 A shim material having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm manufactured by the same spar invar (spar umber) as in Test Example 1 is interposed between the piezoelectric ceramic sintered body and the metal plate. The shim material and the piezoelectric ceramics sintered body, and the shim material and the metal plate were joined with an anaerobic modified acrylate resin (Nippon Loctite KK: Loctite 620). The joining conditions were the same as in Test Example 4 above. The Young's modulus of Loctite 620 used as an adhesive is about 35 kgf / mm 2 .

【0019】−試験例6− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板との間に、試験例
1と同様のスパーインバ(スパーアンバ)で製造された
直径10mm、厚さ0.7mmのシム材を介在し、該シム材
と上記圧電セラミックス焼結体との間、及び前記シム材
と上記金属板との間をエポキシ樹脂で接合した。なお、
接合条件は、2kg/cm2、100℃の加圧・加熱下におい
て2時間で行った。また、接着剤として使用した上記エ
ポキシ樹脂のヤング率は、180 kgf/mm2程度である。
Test Example 6 A shim material having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.7 mm manufactured by the same spar invar (spar umber) as in Test Example 1 is interposed between the piezoelectric ceramic sintered body and the metal plate. The shim material and the piezoelectric ceramics sintered body and the shim material and the metal plate were bonded together with an epoxy resin. In addition,
The bonding conditions were 2 kg / cm 2 and 100 ° C. under pressure and heating for 2 hours. The Young's modulus of the epoxy resin used as the adhesive is about 180 kgf / mm 2 .

【0020】−試験例7− 上記圧電セラミックス焼結体と金属板とを、シム材を使
用することなく直接紫外線硬化型アクリレート樹脂(日
本ロックタイト株式会社製:LID-1316)で接合した。な
お、接合条件は、4kg/cm2、105℃の加圧・加熱下に
おいて50秒間、その後UV照射強度150mW/cm2で3
0秒間紫外線を照射して行った。
Test Example 7 The above piezoelectric ceramics sintered body and the metal plate were directly bonded with an ultraviolet-curable acrylate resin (Nippon Loctite Co., Ltd .: LID-1316) without using a shim material. The bonding conditions were 4 kg / cm 2 , under pressure and heating at 105 ° C. for 50 seconds, and then UV irradiation intensity of 150 mW / cm 2 for 3 seconds.
It was irradiated with ultraviolet rays for 0 seconds.

【0021】上記試験例1〜7の方法で接合した各超音
波素子を、130℃、150℃、そして200℃に加熱
されたホットプレート上に順次各5分間づつ載置し、そ
の後各超音波素子の異常の有無を判定した。なお、異常
の有無の判定は、剥離或いはクラック等の外観異常が有
るか否か、及びインピーダンス フェイズゲイン アナ
ライザー(横河・ピューレット・パッカード株式会社
製:4194A)にて、スプリアス等の発生が無いか否
かで判断した。その結果を表1に記載する。
Each ultrasonic element bonded by the method of Test Examples 1 to 7 was placed on a hot plate heated to 130 ° C., 150 ° C., and 200 ° C. for 5 minutes each, and then each ultrasonic wave. The presence or absence of abnormality of the device was judged. It should be noted that the presence / absence of abnormality is determined by the presence / absence of appearance abnormality such as peeling or cracking, and the impedance phase gain analyzer (Yokogawa / Purette / Packard Co., Ltd .: 4194A) does not generate spurious. It was judged whether or not. Table 1 shows the results.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】表1より、圧電セラミックス焼結体と金属
板との間に、圧電セラミックス焼結体の熱膨張係数に近
似した熱膨張係数を有するシム材を介在させ、該シム材
と上記金属板との間、及び前記シム材と上記圧電セラミ
ックス焼結体との間を各々ヤング率の高い接着剤で接合
した場合(試験例1〜3)には、広範囲の温度変化に耐
え得る超音波素子となることが分かる。これに対し、圧
電セラミックス焼結体と金属板との間に介在させたシム
材の熱膨張係数が、圧電セラミックス焼結体の熱膨張係
数に近似したものではない場合(試験例4)、或いは使
用した接着剤のヤング率が低いもの(試験例5)或いは
逆に高すぎるもの(試験例6)の場合には、広範囲の温
度変化を受けると何らかの異常が超音波素子に発生する
ことが分かる。
From Table 1, a shim material having a coefficient of thermal expansion close to that of the piezoelectric ceramics sintered body is interposed between the piezoelectric ceramics sintered body and the metal plate, and the shim material and the metal plate. , And the case where the shim material and the piezoelectric ceramics sintered body are respectively joined with an adhesive having a high Young's modulus (Test Examples 1 to 3), an ultrasonic element capable of withstanding a wide range of temperature changes. It turns out that On the other hand, when the thermal expansion coefficient of the shim material interposed between the piezoelectric ceramics sintered body and the metal plate is not close to the thermal expansion coefficient of the piezoelectric ceramics sintered body (Test Example 4), or It can be seen that if the used adhesive has a low Young's modulus (Test Example 5) or is too high (Test Example 6), some abnormality occurs in the ultrasonic element when subjected to a wide temperature change. .

【0024】[0024]

【発明の効果】以上、説明した本発明にかかる超音波素
子によれば、広範囲の温度変化を受けても圧電セラミッ
クス焼結体が本来持つ振動特性を発揮し得る超音波素子
となる効果がある。
As described above, the ultrasonic element according to the present invention described above has an effect of becoming an ultrasonic element capable of exhibiting the vibration characteristics originally possessed by the piezoelectric ceramics sintered body even when subjected to a wide range of temperature changes. .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 37/02 C04B 35/49 A H01L 41/09 H01L 41/08 C 41/187 41/18 101D 41/22 41/22 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C04B 37/02 C04B 35/49 A H01L 41/09 H01L 41/08 C 41/187 41/18 101D 41/22 41/22 Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱膨張係数の大きく異なる金属板と圧電
セラミックス焼結体とを、その間に圧電セラミックス焼
結体の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有するシム材
を介在させ、該シム材と上記金属板との間、及び前記シ
ム材と上記圧電セラミックス焼結体との間を各々ヤング
率の高い接着剤で接合した構造としたことを特徴とす
る、超音波素子。
1. A shim material having a thermal expansion coefficient close to that of a piezoelectric ceramics sintered body is interposed between a metal plate and a piezoelectric ceramics sintered body having a large thermal expansion coefficient, and the shim material is provided. An ultrasonic element having a structure in which an adhesive having a high Young's modulus is connected between the metal plate and the metal plate, and between the shim material and the piezoelectric ceramics sintered body.
【請求項2】 上記シム材の熱膨張係数が、0.9〜
5.0×10-6/ ℃であることを特徴とする、請求項1記
載の超音波素子。
2. The coefficient of thermal expansion of the shim material is 0.9 to
The ultrasonic element according to claim 1, wherein the ultrasonic element has a temperature of 5.0 × 10 -6 / ° C.
【請求項3】 上記接着剤のヤング率が、40〜150
kgf/mm2であることを特徴とする、請求項1、又は2記
載の超音波素子。
3. The Young's modulus of the adhesive is 40 to 150.
3. The ultrasonic element according to claim 1, wherein the ultrasonic element is kgf / mm 2 .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010103174A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Tdk Corp Piezoelectric actuator
JP2013078017A (en) * 2011-09-30 2013-04-25 Taiheiyo Cement Corp Ultrasonic sounding body for parametric speaker
JP5623084B2 (en) * 2007-11-29 2014-11-12 株式会社日立メディコ Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same

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