JPH11285096A - Composite piezoelectric vibrator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探触子等に
用いる複合圧電振動子に関する。The present invention relates to a composite piezoelectric vibrator used for an ultrasonic probe or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波探触子の構造は、『医用超音波機
器ハンドブック』（（社）日本電子機械工業会編、コロ
ナ社、１９８５．４．２０、ｐ１８６）に示される様
に、両面に電極を形成した圧電セラミックス板からなる
圧電素子、該圧電素子の超音波を送受する側の面に形成
された音響整合層および音響レンズ、ならびに該圧電素
子の背面側に形成された背面負荷材が一体化された構成
となっている。2. Description of the Related Art The structure of an ultrasonic probe has a double-sided structure as shown in "Medical Ultrasound Equipment Handbook" (edited by The Japan Electronics Machinery Association, Corona, 1985. 4.20, p. 186). Element formed of a piezoelectric ceramic plate having electrodes formed thereon, an acoustic matching layer and an acoustic lens formed on a surface of the piezoelectric element on which ultrasonic waves are transmitted and received, and a back load member formed on the back side of the piezoelectric element Are integrated.
【０００３】超音波探触子の駆動は、上記圧電素子にパ
ルサから百〜数百ボルト程度の電圧の駆動パルスを印加
して、該圧電素子を逆圧電効果により急速に変形させ、
変形により励起された超音波パルスを音響整合層および
音響レンズを経て放射することにより行われる。[0003] To drive the ultrasonic probe, a driving pulse of a voltage of about one hundred to several hundred volts is applied to the piezoelectric element from a pulser to rapidly deform the piezoelectric element by an inverse piezoelectric effect.
This is performed by emitting an ultrasonic pulse excited by the deformation through the acoustic matching layer and the acoustic lens.
【０００４】発振された超音波パルスは、対象物から反
射された後に該音響レンズおよび音響整合層を経て圧電
素子に再入射し、圧電素子を振動させる。超音波パルス
を反射する対象物としては、医療用途に関しては体内の
各組織の界面であり、また非破壊検査用に関しては被測
定物内部の傷等の非連続部である。再入射した超音波パ
ルスにより発生した圧電素子の機械的振動は、圧電効果
により電気信号に変換されたのち、観測装置に送られて
画像化される。[0004] After the oscillated ultrasonic pulse is reflected from the object, the ultrasonic pulse re-enters the piezoelectric element through the acoustic lens and the acoustic matching layer, causing the piezoelectric element to vibrate. The object that reflects the ultrasonic pulse is an interface between tissues in the body for medical use, and a non-continuous part such as a scratch inside the object to be measured for nondestructive inspection. The mechanical vibration of the piezoelectric element generated by the re-entered ultrasonic pulse is converted into an electric signal by the piezoelectric effect, and then sent to an observation device to be imaged.
【０００５】一般的には、この超音波探触子には圧電セ
ラミックスが用いられるが、近年圧電セラミックスと樹
脂とを複合化した複合圧電体のロッドが、電気−機械エ
ネルギー変換器として実際に利用され始めている。In general, piezoelectric ceramics are used for this ultrasonic probe. In recent years, composite piezoelectric rods obtained by combining piezoelectric ceramics and resin are actually used as electromechanical energy converters. Is starting to be.
【０００６】従来、複合圧電体のロッドの製造方法の一
つの例として、特開昭６０−８５６９９（以下、先行文
献１と記す）に示されているように、バルクの圧電体を
ダイシングして製造する方法がある。すなわち、ジルコ
ン酸チタン酸鉛等のバルクの圧電体を接着剤を用いて基
台に貼り付けたのち、基台上のバルク圧電体をダイシン
グ装置を用いてマトリクス状にダイシングする。そし
て、ダイシングによりできた溝の部分にエポキシやウレ
タン製の樹脂を充填して硬化した後に、ダイシングした
バルク圧電体を基台から取り外して、複合圧電体のロッ
ドを得る。この方法には、圧電体をダイシングにより裁
断してから溝に樹脂を充填して硬化したのちに圧電体を
基台から取り外して複合圧電体のロッドを得る方法と、
圧電体の途中までダイシングしてから樹脂を充填して硬
化した後、圧電体を基台から取り外して研削もしくはス
ライスして複合圧電体のロッドを得る方法とがある。Conventionally, as one example of a method of manufacturing a rod of a composite piezoelectric material, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-85699 (hereinafter referred to as Prior Document 1), a bulk piezoelectric material is diced. There is a manufacturing method. That is, after a bulk piezoelectric body such as lead zirconate titanate is attached to a base using an adhesive, the bulk piezoelectric body on the base is diced into a matrix using a dicing apparatus. After filling the dicing groove with epoxy or urethane resin and curing the resin, the diced bulk piezoelectric body is removed from the base to obtain a composite piezoelectric body rod. This method includes cutting the piezoelectric body by dicing, filling the groove with a resin, curing the resin, and then removing the piezoelectric body from the base to obtain a composite piezoelectric body rod.
There is a method of obtaining a rod of a composite piezoelectric body by dicing halfway through the piezoelectric body, filling the resin with the resin, and curing the resin, and then removing the piezoelectric body from the base and grinding or slicing the piezoelectric body.
【０００７】また、複合圧電体のロッドの製造方法の別
の例として、『Ｊｐｎ． Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖ
ｏｌ．３６（１９９７） ｐｐ．６０６２−６０６４』
（以下、先行文献２と記す）に示されているように、デ
ィープＸ線リソグラフィー、メッキおよび樹脂モールド
を組み合わせて高アスペクト比の圧電体ロッドを形成
し、形成した圧電体ロッド間に樹脂を充填して複合圧電
振動子を製造する方法がある。Another example of a method of manufacturing a rod of a composite piezoelectric material is disclosed in Jpn. J. Appl. Phys. V
ol. 36 (1997) pp. 6062-6064 "
(Hereinafter referred to as Prior Document 2), a high aspect ratio piezoelectric rod is formed by combining deep X-ray lithography, plating and resin molding, and a resin is filled between the formed piezoelectric rods. To manufacture a composite piezoelectric vibrator.
【０００８】具体的には、はじめにディープエッチＸ線
リソグラフィーにより、４００μｍの厚みのＭＭＡ（メ
タクリル酸メチル）／ＭＡＡ（メタクリル酸）共重合体
からなるレジスト膜を作製する。Specifically, first, a resist film made of an MMA (methyl methacrylate) / MAA (methacrylic acid) copolymer having a thickness of 400 μm is formed by deep-etch X-ray lithography.
【０００９】次に、該レジスト膜にマスクを介してシン
クロトロン放射光を照射したのち現像して、複数の穴が
開口されたレジスト構造体を得る。レジスト構造体の複
数の穴にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）スラリーの注
入を行う。スラリーの注入は、上記レジスト構造体を樹
脂型として用い、ＰＺＴ粉体、バインダー、および水か
らなるＰＺＴスラリーを該穴に注入して行う。Next, the resist film is irradiated with synchrotron radiation through a mask and then developed to obtain a resist structure having a plurality of holes opened. PZT (lead zirconate titanate) slurry is injected into a plurality of holes in the resist structure. The injection of the slurry is performed by using the above resist structure as a resin mold and injecting a PZT slurry comprising a PZT powder, a binder, and water into the holes.
【００１０】ＰＺＴスラリーを室温で乾燥固化させてＰ
ＺＴグリーン体を得る。その後、酸素プラズマによって
樹脂型のみを除去して、ＰＺＴグリーン体を残す。残っ
たＰＺＴグリーン体を５００℃で脱脂（バインダー除
去）し、１２００℃で本焼成を行う。焼成の結果、直径
２０μｍ、高さ１４０μｍの形状の複数のＰＺＴロッド
からなるＰＺＴロッドアレイが形成される。The PZT slurry is dried and solidified at room temperature to form PZT.
Obtain a ZT green body. Thereafter, only the resin mold is removed by oxygen plasma to leave a PZT green body. The remaining PZT green body is degreased (binder removed) at 500 ° C., and is baked at 1200 ° C. As a result of the firing, a PZT rod array including a plurality of PZT rods having a diameter of 20 μm and a height of 140 μm is formed.
【００１１】次に、このロッドアレイにエポキシ樹脂を
真空含浸して硬化させる。硬化させた後、ロッドアレイ
の上下面をＰＺＴロッドの両端の表面が露出するまで研
磨して平坦化し、平坦化した上下両面に金電極をスパッ
タリングにより成膜する。そして、ロッドアレイをオイ
ルバス中に浸漬した状態で電極に電圧を印加して分極処
理を行い、圧電性が付与された複合圧電振動子を得る。
得られた振動子の周波数定数は、７００ｋＨｚ・ｍｍ以
下であり、小型・薄型な振動子を作製することが出来
る。Next, the rod array is vacuum impregnated with epoxy resin and cured. After curing, the upper and lower surfaces of the rod array are polished and flattened until the surfaces at both ends of the PZT rod are exposed, and gold electrodes are formed on the flattened upper and lower surfaces by sputtering. Then, a voltage is applied to the electrodes while the rod array is immersed in the oil bath to perform a polarization process, thereby obtaining a composite piezoelectric vibrator provided with piezoelectricity.
The frequency constant of the obtained vibrator is 700 kHz · mm or less, and a small and thin vibrator can be manufactured.
【００１２】しかし、上述の従来の方法によって製造さ
れた複合圧電体のロッドには以下のような不具合があっ
た。 （１）先行文献１に記載された方法により作製された複
合圧電体のロッドにおいては、ダイシングにより圧電体
ロッドの径を小さくしすぎると圧電体ロッドが壊れやす
くなるために、圧電体ロッドの径を例えば１００μｍ以
下にすることは困難であった。圧電体ロッドの径をあま
り小さくできないために、アスペクト比を上げた複合圧
電振動子を作製することが難しく、診断装置の分解能を
向上させるために必要な、周波数を上げた複合圧電体の
ロッドを製造することには限界があった。However, the composite piezoelectric rod manufactured by the above-described conventional method has the following disadvantages. (1) In a composite piezoelectric rod manufactured by the method described in the prior art document 1, if the diameter of the piezoelectric rod is made too small by dicing, the piezoelectric rod is easily broken. Is difficult to be set to, for example, 100 μm or less. Since the diameter of the piezoelectric body rod cannot be reduced too much, it is difficult to produce a composite piezoelectric vibrator with an increased aspect ratio. There were limits to manufacturing.
【００１３】また、圧電体ロッドをダイシングによって
作製するために圧電体ロッドの側面は平滑面となり、樹
脂との接着にはアンカー効果が期待できず、密着が不十
分となり耐久性に問題があった。Further, since the piezoelectric rod is manufactured by dicing, the side surface of the piezoelectric rod becomes smooth, and an anchor effect cannot be expected in bonding with the resin, and the adhesion is insufficient, resulting in a problem in durability. .
【００１４】さらに、圧電体ロッドをダイシングによっ
て作製するために、圧電体ロッドは多角形を基本とする
長手軸に沿ってまっすぐな形状のものしか得られず、そ
のため圧電体ロッド内で長手軸に垂直な方向に振動する
不要な振動モードが発生し、探触子とした際にノイズの
原因となることが多かった。Furthermore, since the piezoelectric rod is manufactured by dicing, only a piezoelectric rod having a straight shape along a longitudinal axis based on a polygon can be obtained. Unnecessary vibration modes that vibrate in the vertical direction occur, and often cause noise when used as a probe.
【００１５】（２）先行文献２に記載された方法により
作製された複合圧電体のロッドにおいては、圧電体ロッ
ドが焼成時に倒れないようにするために、圧電体ロッド
の径は数十μｍが限界であった。このため、圧電体ロッ
ドのアスペクト比を大きくすることが難しく、周波数を
上げた複合圧電体のロッドを得ることには限界があっ
た。(2) In the composite piezoelectric rod manufactured by the method described in the prior art document 2, the diameter of the piezoelectric rod is several tens μm in order to prevent the piezoelectric rod from falling down during firing. It was the limit. For this reason, it is difficult to increase the aspect ratio of the piezoelectric rod, and there is a limit in obtaining a composite piezoelectric rod having a higher frequency.
【００１６】また、圧電体ロッドは樹脂型から作製する
ために、圧電体ロッドの側面は平滑面でかつ決まった方
向の傾きのみが許される。そのため、圧電体ロッドと樹
脂との間の接着にはアンカー効果が期待できず、密着が
不十分となり耐久性に問題があるとともに、圧電体ロッ
ドの形状にも制限が多かった。Further, since the piezoelectric rod is made of a resin mold, the side surface of the piezoelectric rod is smooth and only allows a tilt in a fixed direction. For this reason, an anchor effect cannot be expected in the bonding between the piezoelectric rod and the resin, the adhesion is insufficient, there is a problem in durability, and the shape of the piezoelectric rod is often limited.
【００１７】さらに、樹脂型を使用した際にはホットプ
レスやＨＩＰがかけられないために、高密度化を達成で
きず、本来持つ圧電体ロッドの特性を十分に引き出すこ
とができないでいた。Furthermore, when a resin mold is used, hot pressing or HIP cannot be performed, so that high density cannot be achieved, and the inherent characteristics of the piezoelectric rod cannot be sufficiently brought out.
【００１８】[0018]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、樹脂と圧電体との間の密着性が高く、不要な振動が
発生しない、微細で高密度化された複合圧電振動子を提
供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fine and high-density composite piezoelectric vibrator which has high adhesion between a resin and a piezoelectric body and does not generate unnecessary vibration. It is to be.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、互いに離間に配置された圧電体
と、該圧電体の間に充填された有機物と、該圧電体の第
１の端面および第２の端面にそれぞれ接して形成された
第１および第２の電極とを含む複合圧電振動子におい
て、各圧電体の側面が起伏を有することを特徴とする複
合圧電振動子ことを特徴とする複合圧電振動子が提供さ
れる。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a piezoelectric element which is disposed apart from an organic substance, an organic substance filled between the piezoelectric elements, and a first piezoelectric substance. A composite piezoelectric vibrator including first and second electrodes formed in contact with an end face and a second end face of the piezoelectric vibrator, wherein a side face of each piezoelectric body has undulations. A composite piezoelectric vibrator characterized by the following is provided.
【００２０】本発明においては、少なくとも１つの該圧
電体が他の該圧電体と異なる体積を有することが好まし
い。また、本発明においては、第１の電極および第２の
電極のうち、少なくとも一方の電極が複数に分割されて
いることが好ましい。In the present invention, it is preferable that at least one of the piezoelectric bodies has a different volume from other piezoelectric bodies. In the present invention, it is preferable that at least one of the first electrode and the second electrode is divided into a plurality of electrodes.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
詳細に説明する。図1 は、本発明に係る複合圧電振動子
の一例を示す図であって、図１（ａ）はその概略斜視図
であり、図１（ｂ）はその平面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an example of a composite piezoelectric vibrator according to the present invention. FIG. 1 (a) is a schematic perspective view, and FIG. 1 (b) is a plan view.
【００２２】複合圧電振動子は、互いに平行な複数の圧
電体ロッド１、各圧電体ロッド１間に充填された有機物
２、およびロッド１の両端を含む上下面に形成された電
極（図示せず）からなっている。The composite piezoelectric vibrator includes a plurality of piezoelectric rods 1 parallel to each other, an organic substance 2 filled between the piezoelectric rods 1, and electrodes (not shown) formed on upper and lower surfaces including both ends of the rods 1. ).
【００２３】圧電体ロッド１は、長手軸を互いに実質的
に平行にして互いに離間に配置され、それぞれ長手軸と
実質的に直行する第１の端面と第２の端面を有してい
る。また、有機物２は、それぞれの圧電体ロッド１の第
１および第２の端面が露出するように圧電体ロッド１間
に充填されている。さらに電極は、有機物２と、各圧電
体ロッド１の第１の端面および第２の端面にそれぞれ接
して形成された第１および第２の電極を有している。The piezoelectric rods 1 are spaced apart from each other with their longitudinal axes substantially parallel to each other, and each have a first end face and a second end face substantially perpendicular to the longitudinal axis. The organic substance 2 is filled between the piezoelectric rods 1 so that the first and second end faces of the respective piezoelectric rods 1 are exposed. Further, the electrode has an organic substance 2 and first and second electrodes formed in contact with the first end face and the second end face of each piezoelectric rod 1 respectively.
【００２４】本発明に係る複合圧電振動子は、各圧電体
ロッド１の有機物２と接触する側面が起伏を有するよう
に形成されている。側面の起伏としては、例えば、ロッ
ド１の長手軸に垂直なロッド１の断面の大きさが、ロッ
ド１の長手軸に沿って増減することで形成されるような
ものである。The composite piezoelectric vibrator according to the present invention is formed such that the side surface of each piezoelectric rod 1 that contacts the organic substance 2 has undulations. The undulation of the side surface is, for example, such that the size of the cross section of the rod 1 perpendicular to the longitudinal axis of the rod 1 increases and decreases along the longitudinal axis of the rod 1.
【００２５】圧電体ロッド１の側面が起伏を有している
ために、有機物２との間でのアンカー効果が高まり有機
物２との密着強度が向上する。そのため、最終的に作製
された超音波深触子の耐久性が向上する。また、密着強
度が向上するために圧電振動子の曲げに対する強度が向
上し、凹面状をはじめとする複雑な形状に圧電振動子を
変形させることが可能となる。Since the side surface of the piezoelectric rod 1 has undulations, the anchor effect between the piezoelectric rod 1 and the organic substance 2 is enhanced, and the adhesion strength with the organic substance 2 is improved. Therefore, the durability of the finally manufactured ultrasonic deep probe is improved. Further, since the adhesion strength is improved, the strength of the piezoelectric vibrator against bending is improved, and the piezoelectric vibrator can be deformed into a complicated shape such as a concave shape.
【００２６】また、圧電体ロッド１の側面が起伏を有す
ることで、圧電体ロッド１の径が長手軸に沿って変化し
ている。ロッド１の径が長手軸に沿って変化しているた
めに、不要な振動モードである径方向の振動モードがロ
ッド１内で共振することが抑えられる。径方向の振動モ
ードが抑えられるため、ロッド１の長手軸の振動モード
のみを発生させて、複合圧電振動子としても厚み方向に
のみ励振させることができる。複合圧電振動子が厚み方
向にのみ振動することで、最終的な超音波深触子の分解
能を向上させることが可能となる。Further, since the side surface of the piezoelectric rod 1 has undulations, the diameter of the piezoelectric rod 1 changes along the longitudinal axis. Since the diameter of the rod 1 changes along the longitudinal axis, resonance in the radial vibration mode, which is an unnecessary vibration mode, is suppressed in the rod 1. Since the vibration mode in the radial direction is suppressed, only the vibration mode in the longitudinal axis of the rod 1 is generated, and the composite piezoelectric vibrator can be excited only in the thickness direction. Since the composite piezoelectric vibrator vibrates only in the thickness direction, it is possible to improve the resolution of the final ultrasonic deep probe.
【００２７】図２は、図１に示した複合圧電振動子を用
いて作製した超音波探触子の先端部の一例を示す概略断
面図である。図２において、超音波深触子は、以下のよ
うな構造となっている。つまり、導電性を有するハウジ
ング５の内面に固着された絶縁筒６内に、背面負荷材７
が挿入されている。背面負荷材７の前面に曲率を持たせ
た複合圧電振動子８が固定されている。さらに、音響放
射面となる複合圧電振動子８の前面に音響整合層９が取
付けられている。この音響放射面である複合圧電振動子
８の前面は、導電性樹脂、または半田とリード線１０な
どによってハウジング５に結線されている。シグナル側
となる複合圧電振動子８の背面には、外部からのリード
線１１の信号線が結線されている。リード線１１のＧＮ
Ｄ（グランド）線は、またハウジング５にも結線されて
いる。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the tip of an ultrasonic probe manufactured using the composite piezoelectric vibrator shown in FIG. In FIG. 2, the ultrasonic probe has the following structure. That is, the back load member 7 is placed in the insulating cylinder 6 fixed to the inner surface of the conductive housing 5.
Is inserted. A composite piezoelectric vibrator 8 having a curvature is fixed to the front surface of the back load member 7. Further, an acoustic matching layer 9 is attached to the front surface of the composite piezoelectric vibrator 8 serving as an acoustic radiation surface. The front surface of the composite piezoelectric vibrator 8, which is the acoustic radiation surface, is connected to the housing 5 by a conductive resin or solder and a lead wire 10. A signal line of a lead wire 11 from the outside is connected to the back surface of the composite piezoelectric vibrator 8 on the signal side. GN of lead wire 11
The D (ground) line is also connected to the housing 5.
【００２８】図２に示した超音波深触子は、前述したよ
うに、有機物２と接触する側面が起伏を有する圧電体ロ
ッド１を使用しているため、耐久性が高く、また高分解
能を有している。As described above, the ultrasonic deep probe shown in FIG. 2 uses the piezoelectric rod 1 having a rugged side surface in contact with the organic substance 2, so that it has high durability and high resolution. Have.
【００２９】次に、図１に示した複合圧電振動子の製造
方法について、以下に説明する。この製造方法は、ロス
トモールド法であり、以下の工程からなる。すなわち、
（１）シリコン型を作成する工程、（２）ＰＺＴスラリ
ーをキャスティングする工程、（３）ＨＩＰ処理をする
工程、（４）シリコン型を除去する工程、（５）有機物
を充填する工程、および（６）研磨、電極付与、圧電性
付与を行う工程である図３〜５を参照して、各工程につ
いて詳細に説明する。Next, a method of manufacturing the composite piezoelectric vibrator shown in FIG. 1 will be described below. This manufacturing method is a lost mold method and includes the following steps. That is,
(1) a step of forming a silicon mold, (2) a step of casting a PZT slurry, (3) a step of performing HIP treatment, (4) a step of removing the silicon mold, (5) a step of filling an organic substance, and ( 6) Each step will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5, which are steps of performing polishing, electrode application, and piezoelectricity application.
【００３０】（１）シリコン型を作成する工程 図３（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）基板２０上
にフォトレジスト２１２１を塗布する。レジスト２１層
に所望のパターンを露光したのちに現像する。パターン
は、製造する圧電体ロッド１の形状、寸法によるが、例
えば、円柱形状の圧電体ロッド１の径に対応した複数の
円形などが挙げられる。また、円形などのパターンの寸
法は特に限定されない。(1) Step of Forming Silicon Type As shown in FIG. 3A, a photoresist 2121 is applied on a silicon (Si) substrate 20. After the desired pattern is exposed on the resist 21 layer, the resist 21 is developed. The pattern depends on the shape and dimensions of the piezoelectric rod 1 to be manufactured, and examples thereof include a plurality of circles corresponding to the diameter of the cylindrical piezoelectric rod 1. The size of the pattern such as a circle is not particularly limited.
【００３１】次に、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、
ディープＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法により、
レジスト２１層のパターンに従ってシリコン基板に穴２
２を開ける。Next, as shown in FIGS. 3 (b) to 3 (c),
Deep RIE (Reactive Ion Etching)
Hole 2 in the silicon substrate according to the pattern of the resist 21 layer
Open 2.
【００３２】ディープＲＩＥ法は、マスキングとエッチ
ングを繰り返すことにより、アスペクト比が大きくシリ
コン基板面に対して垂直な側面を有する穴２２を形成す
ることができるエッチング方法であり、当該技術分野で
良く知られている方法である。The deep RIE method is an etching method capable of forming a hole 22 having a large aspect ratio and a side surface perpendicular to the silicon substrate surface by repeating masking and etching, and is well known in the art. That is the way it is.
【００３３】ディープＲＩＥ法は、マスキングとエッチ
ングの条件を調整することにより、一回のエッチング
で、図３（ｂ）に示すような側面がややエッチングされ
た穴２２を形成することができる。In the deep RIE method, by adjusting the conditions of masking and etching, a hole 22 having a slightly etched side surface as shown in FIG. 3B can be formed by one etching.
【００３４】そして、条件を変えながらマスキングとエ
ッチングを繰り返すことにより、図３（ｃ）に示すよう
に起伏のある側面を有する深い穴２２を形成することが
できる。By repeating masking and etching while changing the conditions, a deep hole 22 having undulating side surfaces can be formed as shown in FIG.
【００３５】所定の深さの穴２２を形成したのち、現像
してレジスト２１層を除去することで、図４（ａ）に示
したようなシリコン型２３が得られる。図４（ａ）のシ
リコン型２３に形成された穴２２は、穴２２の深さ方向
に垂直な断面の大きさが穴２２の深さ方向に沿って増減
することで起伏している側面を有している。なお、穴２
２の深さは、製造する圧電体ロッド１の形状、寸法によ
るが、例えば１２０μｍである。また、穴２２はシリコ
ン基板を貫通していても良いし、貫通していなくても良
い。After forming the hole 22 having a predetermined depth, the silicon mold 23 as shown in FIG. 4A is obtained by developing and removing the resist 21 layer. The hole 22 formed in the silicon mold 23 of FIG. 4A has a side surface which is undulated by increasing or decreasing the size of a cross section perpendicular to the depth direction of the hole 22 along the depth direction of the hole 22. Have. In addition, hole 2
The depth 2 depends on the shape and dimensions of the piezoelectric rod 1 to be manufactured, but is, for example, 120 μm. Further, the hole 22 may or may not penetrate the silicon substrate.
【００３６】なお、図６に示したように、穴２２を開け
た後に、穴２２底部および穴２２側面部を含めたシリコ
ン型２３表面に、窒化シリコンまたは酸化シリコンなど
からなるセラミクス保護膜２４を設けることが好まし
い。シリコン型２３表面にこのようなセラミクス保護膜
２４を設けることにより、後述する（３）ＨＩＰ処理を
する工程において圧電セラミクスとシリコン型２３との
反応を最小限に抑えることができる。As shown in FIG. 6, after the hole 22 is formed, a ceramic protective film 24 made of silicon nitride or silicon oxide is formed on the surface of the silicon mold 23 including the bottom of the hole 22 and the side surface of the hole 22. Preferably, it is provided. By providing such a ceramics protective film 24 on the surface of the silicon mold 23, it is possible to minimize the reaction between the piezoelectric ceramics and the silicon mold 23 in the step (3) of performing the HIP process described later.
【００３７】（２）圧電セラミクスのスラリーをキャス
ティングする工程 図４（ｂ）に示すように、圧電セラミクス２５のスラリ
ーを、超音波攪拌などによる加振によってまたは減圧脱
泡によって、（１）の工程で作成したシリコン型２３に
流し込む。スラリーは、圧電セラミクス２５粉体、バイ
ンダーおよび水などから構成される混合物からなる。(2) Step of Casting Piezoelectric Ceramics Slurry As shown in FIG. 4B, the step of (1) is performed by subjecting the slurry of the piezoelectric ceramics 25 to vibration by ultrasonic stirring or defoaming under reduced pressure. Is poured into the silicon mold 23 prepared in the above. The slurry is composed of a mixture composed of piezoelectric ceramics 25 powder, a binder, water and the like.
【００３８】圧電セラミクス２５としては、圧電性が得
られるセラミクス材料であれば特に限定はされない。こ
のようなセラミクス材料としては、例えばＰＺＴ（チタ
ン酸ジルコン酸鉛）系材料などが挙げられる。ＰＺＴ系
材料を使用した場合には、例えば周波数定数が、Ｎｔが
約２０００Ｈｚ−ｍ、Ｎ３３が約１３００Ｈｚ−ｍの材
料を用いることができる。The piezoelectric ceramics 25 is not particularly limited as long as it is a ceramics material capable of obtaining piezoelectricity. Examples of such a ceramic material include a PZT (lead zirconate titanate) -based material. When a PZT-based material is used, for example, a material having a frequency constant of about 2000 Hz-m for Nt and about 1300 Hz-m for N33 can be used.
【００３９】バインダーとしては、ＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）などが挙げられる。スラリーの流し込み
は、シリコン型２３の穴２２に圧電セラミクス２５を充
填するとともに、圧電セラミクス２５が充填されたシリ
コン型２３の上を圧電セラミクス２５が覆うように行
う。シリコン型２３の表面を覆う圧電セラミクス２５
は、それぞれの穴２２に充填された圧電セラミクス２５
と一体化される。Examples of the binder include PVA (polyvinyl alcohol). The slurry is poured so that the holes 22 of the silicon mold 23 are filled with the piezoelectric ceramics 25 and the piezoelectric ceramics 25 cover the silicon mold 23 filled with the piezoelectric ceramics 25. Piezoelectric ceramics 25 covering the surface of silicon mold 23
Are the piezoelectric ceramics 25 filled in the respective holes 22
And integrated.
【００４０】次に、シリコン型２３に流し込んだスラリ
ーを乾燥させて、圧電セラミクス２５をグリーン状態と
する。乾燥方法としては自然乾燥などが挙げられる。最
後に、グリーン状態の圧電セラミクス２５を脱脂する。
脱脂とは圧電セラミクス２５粉体のバインダーなどの有
機物２を除去することである。脱脂の方法としては、空
気中で高温に保つ方法などが挙げられる。なお、脱脂し
た状態では、穴２２の中の圧電セラミクス２５の密度は
十分には高くない。Next, the slurry poured into the silicon mold 23 is dried to bring the piezoelectric ceramics 25 into a green state. Examples of the drying method include natural drying. Finally, the green piezoelectric ceramics 25 is degreased.
Degreasing means removing organic substances 2 such as a binder of the piezoelectric ceramics 25 powder. Examples of the degreasing method include a method of maintaining a high temperature in the air. In the degreased state, the density of the piezoelectric ceramics 25 in the hole 22 is not sufficiently high.
【００４１】（３）ＨＩＰ処理をする工程 前述の脱脂した試料にＨＩＰ（ホットアイソスタティッ
クプレシング：熱間等方圧プレス）処理を行う。ＨＩＰ
処理はシリコン型２３中の圧電セラミクス２５粉体の密
度を大きくするためであり、当該技術分野で良く知られ
た方法で行うことができる。(3) Step of HIPing The above degreased sample is subjected to HIP (hot isostatic pressing: hot isostatic pressing). HIP
The treatment is for increasing the density of the piezoelectric ceramics 25 powder in the silicon mold 23, and can be performed by a method well known in the art.
【００４２】図７および図８にＨＩＰ処理の手順を示
す。なお、図７および図８においては、穴２２の起伏の
ある側面を省略してある。最初に、図７に示すようにし
て、試料にＣＩＰ（コールドアイソスタティックプレシ
ング）処理を行う。つまり、図４（ｂ）の脱脂した試料
をＢＮ（窒化ボロン）粉末などの反応性の低い保護用セ
ラミクス粉体２６で包み込んだ後、ゴムチューブ２７、
テープ２８で周囲を包んで保持する。この試料を水中に
置き、例えば約１００ＭＰａの等方圧をかける。ＣＩＰ
処理によって、圧電セラミクス２５粉体をかなり高密度
に圧縮することができる。FIGS. 7 and 8 show the procedure of the HIP process. 7 and 8, the undulating side surfaces of the holes 22 are omitted. First, as shown in FIG. 7, the sample is subjected to CIP (cold isostatic pressing). That is, after the degreased sample of FIG. 4B is wrapped in a low-reactivity protective ceramic powder 26 such as BN (boron nitride) powder, a rubber tube 27 is formed.
The periphery is wrapped with a tape 28 and held. This sample is placed in water, and isotropic pressure of, for example, about 100 MPa is applied. CIP
By the treatment, the piezoelectric ceramics 25 powder can be compressed at a considerably high density.
【００４３】次に、図８（ａ）に示すようにして、保護
用セラミクス粉体２６で包んだ試料をパイレックスガラ
スなどのガラスカプセル２９内に封じ込める。つまり、
ガラス管３０の中の真空度が１０-3Pa以下になるまで排
気を行い、次にガラス管３０を約７５０℃まで加熱し試
料を包むようにガラス管３０を軟化させる。その後、ガ
スバーナーでガラスカプセル２９をガラス管３０から切
り離す。保護用セラミクス粉体２６によって試料を包み
込むことで、ガラスカプセル２９内への封じ込め時、ま
たは次のＨＩＰ処理時に、試料とガラスカプセル２９の
間の反応を防ぐことができる。Next, as shown in FIG. 8A, the sample wrapped with the protective ceramic powder 26 is sealed in a glass capsule 29 such as Pyrex glass. That is,
Evacuation is performed until the degree of vacuum in the glass tube 30 becomes 10 −3 Pa or less, and then the glass tube 30 is heated to about 750 ° C. to soften the glass tube 30 so as to enclose the sample. Thereafter, the glass capsule 29 is cut off from the glass tube 30 by a gas burner. By wrapping the sample with the protective ceramic powder 26, a reaction between the sample and the glass capsule 29 can be prevented when the sample is sealed in the glass capsule 29 or during the next HIP process.
【００４４】なお、保護用セラミクス粉体２６としては
窒化ボロンに限らず、該試料とガラスカプセル２９との
間の反応を防いだり、それ自身がシリコンや圧電セラミ
クス２５との反応性が低いようなセラミクス材料ならば
他の材料でも構わない。The protective ceramic powder 26 is not limited to boron nitride. The protective ceramic powder 26 may prevent a reaction between the sample and the glass capsule 29 or may have low reactivity with silicon or the piezoelectric ceramic 25 itself. Other materials may be used as long as they are ceramic materials.
【００４５】最後に、図８（ｂ）に示すようにして、試
料にＨＩＰ処理を行う。つまり、試料を封じ込めたガラ
スカプセル２９をＡｒなどの不活性ガス中で加熱しなが
ら、このカプセル２９に等方圧を印加する。Finally, HIP processing is performed on the sample as shown in FIG. That is, while heating the glass capsule 29 containing the sample in an inert gas such as Ar, isotropic pressure is applied to the capsule 29.
【００４６】ＨＩＰ処理の際の、試料に印加する温度と
圧力のプログラムの一例を図９に示す。最初に、例えば
約１ＭＰａの低い圧力をかけながら、試料の温度をガラ
スの軟化点（パイレックスガラスの場合、約７５０℃）
まで上昇させる。FIG. 9 shows an example of a temperature and pressure program applied to the sample during the HIP process. First, while applying a low pressure, for example, about 1 MPa, the temperature of the sample is raised to the softening point of the glass (about 750 ° C. for Pyrex glass).
Up to
【００４７】次に、温度と圧力を同時に上昇させて、圧
電セラミクス２５粉末が焼結する温度（ＰＺＴ粉末の場
合、約１０００〜１１００℃）および約７０ＭＰａ〜１
００ＭＰａの高圧力を印加する。そして、この状態のも
とで例えば約２時間、保持する。Next, the temperature and the pressure are simultaneously increased, and the temperature at which the piezoelectric ceramics 25 powder is sintered (about 1000 to 1100 ° C. in the case of PZT powder) and about 70 MPa to 1 MPa.
A high pressure of 00 MPa is applied. Then, in this state, for example, it is held for about 2 hours.
【００４８】上述したＨＩＰ処理の後、温度、圧力を徐
々に下げる。所定の温度、圧力まで下げた後に、試料を
ガラスカプセル２９および保護用セラミクス粉体２６か
ら取り出す。After the above-described HIP processing, the temperature and pressure are gradually reduced. After the temperature and pressure are reduced to a predetermined value, the sample is taken out of the glass capsule 29 and the protective ceramic powder 26.
【００４９】なお、前述したように、（１）のシリコン
型２３を作成する工程で、窒化シリコンまたは酸化シリ
コンなどからなるセラミクス保護膜２４をシリコン型２
３に設けておくことによって、ＨＩＰ処理の際に、圧電
セラミクス２５とシリコン型２３との間に相互拡散など
の反応が起きることを最小限に抑えることができる。反
応が抑えられることで、圧電セラミクス２５の成分、例
えばＰＺＴ中の鉛などがシリコン型２３中へと拡散して
圧電セラミクス２５の圧電性が失われることなどを抑制
することが可能となる。As described above, in the step (1) of forming the silicon mold 23, the ceramic protective film 24 made of silicon nitride or silicon oxide is formed on the silicon mold 23.
3, the occurrence of a reaction such as mutual diffusion between the piezoelectric ceramics 25 and the silicon mold 23 during the HIP processing can be minimized. By suppressing the reaction, it is possible to prevent the components of the piezoelectric ceramics 25, for example, lead in PZT, from diffusing into the silicon mold 23 and losing the piezoelectricity of the piezoelectric ceramics 25.
【００５０】（４）シリコン型２３を除去する工程 図４（ｃ）に示すように、ＨＩＰ処理を行った試料を、
ＸｅＦ2 ガスなどのエッチング材を用いてエッチング
し、圧電セラミクス２５を残してシリコン型２３のみを
エッチング除去する。ＸｅＦ2 ガスは、ＰＺＴなどの圧
電セラミクス２５を残してシリコンのみを選択的にエッ
チングすることができるエッチング材である。(4) Step of Removing Silicon Mold 23 As shown in FIG.
Etching is performed using an etching material such as XeF 2 gas, and only the silicon mold 23 is removed by etching while leaving the piezoelectric ceramics 25. XeF 2 gas is an etching material that can selectively etch only silicon while leaving piezoelectric ceramics 25 such as PZT.
【００５１】以上説明した（１）〜（４）の工程によっ
て、例えば図４（ｃ）に示すように、側面が起伏を有す
る概略柱状の圧電体ロッド１を圧電セラミクス２５板の
上に林立させた構造を製造することができる。なお、図
４（ｃ）に示した構造以外の圧電体ロッド１について
も、上述の方法によって同様にしてシリコン型２３から
製造できることは言うまでもない。By the steps (1) to (4) described above, for example, as shown in FIG. 4 (c), a substantially columnar piezoelectric rod 1 having an undulating side is made to stand on a piezoelectric ceramic 25 plate. Structure can be manufactured. It goes without saying that the piezoelectric rod 1 having a structure other than the structure shown in FIG. 4C can be similarly manufactured from the silicon mold 23 by the above-described method.
【００５２】本発明に係る圧電体ロッド１の製造方法に
おいては、シリコンからなる型を使用している。そのた
め、高温・高圧下で圧電セラミクス２５を充填すること
ができる。In the method of manufacturing the piezoelectric rod 1 according to the present invention, a mold made of silicon is used. Therefore, the piezoelectric ceramics 25 can be filled under high temperature and high pressure.
【００５３】すなわち、シリコン型２３に圧電セラミク
ス２５を充填したまま、高圧下で圧電セラミクス２５を
焼成することができる。これは、シリコンの融点（約１
４１４℃）が圧電セラミクス２５の焼結温度（ＰＺＴの
場合、約１０００℃）よりも十分に高く、またシリコン
の強度が十分に高いために、高温・高圧下でもシリコン
型２３が溶融または変形しないからである。That is, the piezoelectric ceramics 25 can be fired under high pressure while the silicon mold 23 is filled with the piezoelectric ceramics 25. This is the melting point of silicon (about 1
414 ° C.) is sufficiently higher than the sintering temperature of the piezoelectric ceramics 25 (approximately 1000 ° C. in the case of PZT), and the strength of silicon is sufficiently high so that the silicon mold 23 does not melt or deform even under high temperature and high pressure. Because.
【００５４】圧電セラミクス２５を高圧下で焼成できる
ため、高密度な圧電体ロッド１を得ることが可能とな
る。また、型に圧電セラミクス２５を充填したまま焼成
できるため、圧電セラミクス２５の持つ初期内部応力や
構造のわずかな非対称性等によって焼成後の圧電セラミ
クス２５が傾くということを防ぐことができる。また、
密度の高く均一な圧電セラミクス２５を得ることができ
るため、初期内部応力のバラツキに起因する焼成後の圧
電セラミクス２５の傾斜を防止できる。このように、圧
電セラミクス２５が焼成後に変形しないので、所望の微
細で高精度な形状の圧電体ロッド１を得ることが出来
る。そのために、理想に近い状態の圧電定数、電気機械
結合係数等の圧電特性が得られるとともに、抗接強度お
よび、絶縁耐圧が向上する。Since the piezoelectric ceramics 25 can be fired under high pressure, it is possible to obtain a high-density piezoelectric rod 1. In addition, since firing can be performed while the mold is filled with the piezoelectric ceramics 25, it is possible to prevent the piezoelectric ceramics 25 after firing from tilting due to initial internal stress of the piezoelectric ceramics 25 or slight asymmetry of the structure. Also,
Since the piezoelectric ceramics 25 having a high density and uniformity can be obtained, it is possible to prevent the piezoelectric ceramics 25 after firing from being tilted due to a variation in initial internal stress. As described above, since the piezoelectric ceramics 25 is not deformed after firing, it is possible to obtain the desired fine and highly accurate piezoelectric rod 1. Therefore, piezoelectric characteristics such as a piezoelectric constant and an electromechanical coupling coefficient in a state close to ideal are obtained, and the contact strength and the withstand voltage are improved.
【００５５】また、焼成後に圧電セラミクス２５が傾か
ないため、アスペクト比の高い圧電体ロッド１を成形し
ても、焼成後にロッド１が互いに接触することがない。
従って、数十μｍ程度の細い形状のアスペクト比の高い
圧電体ロッド１を容易に成形することができる。Since the piezoelectric ceramics 25 does not tilt after firing, even if the piezoelectric rods 1 having a high aspect ratio are formed, the rods 1 do not come into contact with each other after firing.
Therefore, it is possible to easily form the piezoelectric rod 1 having a small shape of several tens μm and a high aspect ratio.
【００５６】さらに、シリコン型２３はエッチング処理
によって成形後に容易に除去することが可能である。
（５）有機物２を充填する工程 図４（ｄ）に示すように、図４（ｃ）に示す圧電体ロッ
ド１の間隙に、有機物２を充填する。有機物２として
は、圧電体セラミクス２５との密着強度の高い有機物２
であれば特に限定されないが、柔軟性のある有機物２が
好ましい。このような有機物２としては、例えばエポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ
る。Furthermore, the silicon mold 23 can be easily removed after molding by etching.
(5) Step of Filling Organic Substance 2 As shown in FIG. 4D, the organic substance 2 is filled in the gap of the piezoelectric rod 1 shown in FIG. 4C. As the organic substance 2, an organic substance 2 having high adhesion strength to the piezoelectric ceramics 25 is used.
If so, there is no particular limitation, but a flexible organic substance 2 is preferable. Examples of such an organic substance 2 include an epoxy resin, a urethane resin, and a silicone resin.
【００５７】有機物２の充填の仕方としては、圧電体ロ
ッド１を密閉容器の中に置いて容器内を真空引きしなが
ら、容器に別に設けた注入口から有機物２を注入して、
圧電体ロッド１に有機物２を充填する方法などが挙げら
れる。充填した後、有機物２を加熱などによる硬化など
によって固化させる。As a method of filling the organic substance 2, the organic substance 2 is injected from an injection port separately provided in the container while the piezoelectric rod 1 is placed in a closed container and the container is evacuated.
A method of filling the piezoelectric rod 1 with the organic substance 2 is exemplified. After filling, the organic substance 2 is solidified by curing by heating or the like.
【００５８】（６）研磨、電極付与、圧電性付与を行う
工程 図４（ｄ）に示すように、有機物２を充填した圧電体ロ
ッド１を、例えば破線部Ａまで研削・研磨して圧電セラ
ミクス２５板を除去し、圧電体ロッド１と有機物２の両
方を露出させる。このようにして作製した圧電体ロッド
１と有機物２の複合体の厚みは、例えば約１００μｍで
ある。(6) Step of Polishing, Applying Electrodes, and Applying Piezoelectricity As shown in FIG. 4D, the piezoelectric rod 1 filled with the organic substance 2 is ground and polished to, for example, a broken line portion A, thereby obtaining piezoelectric ceramics. The 25 plates are removed to expose both the piezoelectric rod 1 and the organic substance 2. The thickness of the composite of the piezoelectric rod 1 and the organic substance 2 thus manufactured is, for example, about 100 μm.
【００５９】次に、図５に示すようにして、圧電体ロッ
ド１が露出した試料の上下面に電極３５を設ける。電極
３５としては、電極３５の形成時に有機物２に大きなダ
メージを与えないものであれば特に限定されない。この
ような電極３５の材料としては、金属材料、化合物材料
などが挙げられる。金属材料としては、例えば、金、
銅、チタン、ニッケル、銀、白金、およびこれらを組み
合わせたクロム／金などの積層体が挙げられる。化合物
材料としては、例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫）など
が挙げられる。電極３５の形成の仕方としては特に限定
されないが、例えばスパッタリング、蒸着、イオンプレ
ーティングなどが挙げられる。Next, as shown in FIG. 5, electrodes 35 are provided on the upper and lower surfaces of the sample where the piezoelectric rod 1 is exposed. The electrode 35 is not particularly limited as long as it does not significantly damage the organic substance 2 when the electrode 35 is formed. Examples of the material of the electrode 35 include a metal material and a compound material. As the metal material, for example, gold,
Laminates such as copper, titanium, nickel, silver, platinum, and combinations thereof such as chromium / gold. Examples of the compound material include ITO (indium tin oxide). The method of forming the electrode 35 is not particularly limited, and examples thereof include sputtering, vapor deposition, and ion plating.
【００６０】電極３５を設けたのち、電極３５間にＤＣ
電圧を印加して圧電体ロッド１の分極処理を行って圧電
体ロッド１に圧電性を付与する。最後に、外形加工を行
うことにより、図１に示したような複合圧電振動子を完
成させる。After the electrodes 35 are provided, a DC
A voltage is applied to polarize the piezoelectric rod 1 to impart piezoelectricity to the piezoelectric rod 1. Finally, by performing the outer shape processing, the composite piezoelectric vibrator as shown in FIG. 1 is completed.
【００６１】前述したように、本発明に係る複合圧電振
動子は、圧電セラミクス２５の密度が高く、微細・高精
度な形を有し、またアスペクト比の高い圧電体ロッド１
を用いている。As described above, the composite piezoelectric vibrator according to the present invention has a high density of the piezoelectric ceramics 25, a fine and highly accurate shape, and a piezoelectric rod 1 having a high aspect ratio.
Is used.
【００６２】圧電セラミクス２５の密度が高いために、
複合圧電振動子の性能を高くすることができる。また、
圧電体ロッド１が微細・ 高精度な形を有しているため、
複合圧電振動子自体も容易に小型化することができる。
さらに、圧電体ロッド１のアスペクト比が高いために、
複合圧電振動子の発振音圧を高くでき、ひいては発振信
号のＳ／Ｎ比を高くすることができる。Since the density of the piezoelectric ceramics 25 is high,
The performance of the composite piezoelectric vibrator can be improved. Also,
Since the piezoelectric rod 1 has a fine and highly accurate shape,
The composite piezoelectric vibrator itself can be easily reduced in size.
Furthermore, since the aspect ratio of the piezoelectric rod 1 is high,
The oscillation sound pressure of the composite piezoelectric vibrator can be increased, and the S / N ratio of the oscillation signal can be increased.
【００６３】なお、前述の（１）のシリコン型２３を作
製する工程での図３（ｂ）〜（ｃ）に示したディープＲ
ＩＥ法において、レジスト２１層のパターンを変えるこ
とで、形成された圧電体ロッド１の側面の起伏をいろい
ろな形状にすることができる。The deep R shown in FIGS. 3 (b) to 3 (c) in the step (1) of manufacturing the silicon mold 23 described above.
In the IE method, by changing the pattern of the resist 21 layer, the undulations on the side surface of the formed piezoelectric rod 1 can be formed in various shapes.
【００６４】図１０に例を示す。例えば円形のパターン
を用いれば、図１０（ａ）に示したように、ロッド１の
長手軸に垂直なロッド１の断面が円形を保ったまま、こ
の断面の大きさがロッド１の長手軸に沿って増減するこ
とで側面が起伏している概略柱状のロッド１が得られ
る。また、四角形のパターンを用いれば、図１０（ｂ）
に示したように、該垂直な断面が四角形を保ったまま、
この断面の大きさが長手軸に沿って増減することで側面
が起伏している概略柱状のロッド１が得られる。さら
に、扇型のパターンを用いれば、図１０（ｃ）に示した
ように、該垂直な断面が扇型を保ったまま、この断面の
大きさが長手軸に沿って増減することで側面が起伏して
いる概略柱状のロッド１が挙げられる。FIG. 10 shows an example. For example, if a circular pattern is used, as shown in FIG. 10A, while the cross section of the rod 1 perpendicular to the longitudinal axis of the rod 1 is kept circular, the size of this cross section is By increasing and decreasing along, a roughly columnar rod 1 whose side surface is undulating is obtained. Also, if a square pattern is used, FIG.
As shown in the above, while the vertical cross-section keeps a square,
By increasing or decreasing the size of this cross-section along the longitudinal axis, a roughly columnar rod 1 with undulating side surfaces is obtained. Furthermore, if a fan-shaped pattern is used, as shown in FIG. 10 (c), the size of this cross-section increases and decreases along the longitudinal axis while the vertical cross-section keeps the fan-shape, so that the side surface becomes larger. An undulating and roughly columnar rod 1 is exemplified.
【００６５】なお、ロッド１の側面の起伏は、ロッド１
の高さに垂直なロッド１の断面の大きさがロッド１の長
手軸に沿って周期的に増減するようなものであっても良
い。さらに、ディープＲＩＥ法においてマスキングとエ
ッチングの条件を変えてエッチングを繰り返すことによ
り、起伏のある側面を有するロッド１を、概略柱状以外
の他の形状にすることもできる。The undulation on the side surface of the rod 1
The size of the cross section of the rod 1 perpendicular to the height of the rod 1 may periodically increase and decrease along the longitudinal axis of the rod 1. Further, by repeating etching while changing the masking and etching conditions in the deep RIE method, the rod 1 having the undulating side surface can be formed in a shape other than the columnar shape.
【００６６】図１１に例を示す。図１１は、レジスト２
１層のパターンとして円形パターンを用いた場合である
が、パターンとしては他の形状のものでも良い。例え
ば、図１１（ａ）に示したように、ロッド１の長手軸に
垂直な断面の大きさがロッド１の長手軸に沿って増加と
減少を繰り返しながら、この増加する量が減少する量よ
りも常に大きいようなロッド１形状を得ることができ
る。この場合、該垂直な断面積の増減の繰り返しにより
ロッド１の側面は起伏しているが、それとともに、ロッ
ド１の該垂直な断面積は平均として長手軸に単調増加し
ている。FIG. 11 shows an example. FIG. 11 shows resist 2
Although a circular pattern is used as a one-layer pattern, the pattern may be of another shape. For example, as shown in FIG. 11A, while the size of the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the rod 1 repeatedly increases and decreases along the longitudinal axis of the rod 1, the amount of increase is smaller than the amount of decrease. The rod 1 shape can also be obtained such that the rod 1 is always large. In this case, the side surface of the rod 1 is undulating due to the repetition of the increase and decrease of the vertical cross-sectional area, but the vertical cross-sectional area of the rod 1 increases monotonically on the longitudinal axis on average.
【００６７】また、図１１（ｂ）に示したように、ロッ
ド１の長手軸に垂直な断面の大きさがロッド１の長手軸
に沿って増加と減少を繰り返しながら、最初はこの増加
する量が減少する量よりも大きいが、途中で増加する量
が減少する量よりも小さくなるようなロッド１形状を得
ることができる。この場合、該垂直な断面積の増減の繰
り返しによりロッド１の側面は起伏しているが、それと
ともに、ロッド１の該垂直な断面積は平均として長手軸
に増加および減少している。As shown in FIG. 11 (b), while the size of the cross section perpendicular to the longitudinal axis of the rod 1 repeatedly increases and decreases along the longitudinal axis of the rod 1, the amount of the increase first increases. Is larger than the decreasing amount, but the rod 1 shape can be obtained such that the increasing amount on the way becomes smaller than the decreasing amount. In this case, the side surface of the rod 1 is undulated due to the repeated increase and decrease of the vertical cross-sectional area, while the vertical cross-sectional area of the rod 1 increases and decreases on the longitudinal axis on average.
【００６８】さらに、図１１（ｃ）に示すように、図１
１（ｂ）に示したロッド１形状が繰り返された形状のロ
ッド１形状を得ることも可能である。以上、説明したよ
うに、一つの圧電体ロッド１の径が長手軸に沿って変化
することで、前述したように、ロッド１の径方向の不要
な振動モードが抑制され、探触子として作製した際に高
分解能化が図られる。Further, as shown in FIG.
It is also possible to obtain a rod 1 shape obtained by repeating the rod 1 shape shown in FIG. As described above, by changing the diameter of one piezoelectric rod 1 along the longitudinal axis, as described above, unnecessary vibration modes in the radial direction of the rod 1 are suppressed, and the piezoelectric element is manufactured as a probe. In this case, high resolution is achieved.
【００６９】また、本発明に係る複合圧電振動子は、少
なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧電体ロッド１と
異なる体積を有することが好ましい。圧電体ロッド１の
体積が異なると圧電体ロッド１の共振周波数が異なり、
圧電体ロッド１が送受する超音波の周波数が異なる。従
って、少なくとも１つの該圧電体ロッド１が他の該圧電
体ロッド１と異なる体積を有することで、振動子全体と
しての帯域が広くなり、探触子とした際に比帯域が広が
る。In the composite piezoelectric vibrator according to the present invention, it is preferable that at least one piezoelectric rod 1 has a different volume from other piezoelectric rods 1. If the volume of the piezoelectric rod 1 is different, the resonance frequency of the piezoelectric rod 1 is different,
The ultrasonic waves transmitted and received by the piezoelectric rod 1 have different frequencies. Therefore, since at least one of the piezoelectric rods 1 has a volume different from that of the other piezoelectric rods 1, the band of the entire vibrator is widened, and the specific band is widened when used as a probe.
【００７０】少なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧
電体ロッド１と異なる体積を有するというのは、複数の
例えば１００本の圧電体ロッド１のうち１本だけが他の
例えば９９本の圧電体ロッド１と異なる体積を有してい
ても良いし、複数の例えば１００本の圧電体ロッド１の
うち２本だけが他の例えば９８本の圧電体ロッド１と異
なる体積を有していても良いし、または、複数の例えば
１００本の圧電体ロッド１がすべて異なる体積を有して
いても良いという意味である。The fact that at least one of the piezoelectric rods 1 has a different volume from the other piezoelectric rods 1 means that only one of the plurality of, for example, 100 piezoelectric rods 1 has the other, for example, 99 piezoelectric rods. It may have a volume different from the rod 1, or only two of a plurality of, for example, 100 piezoelectric rods 1 may have a volume different from the other, for example, 98 piezoelectric rods 1. Or, it means that a plurality of, for example, 100 piezoelectric rods 1 may all have different volumes.
【００７１】このように少なくとも１つの圧電体ロッド
１が他の圧電体ロッド１と異なる体積を有する複数の圧
電体ロッド１を配列する仕方としては、特に限定されな
い。例えば、最も小さい体積を有する圧電体ロッド１を
中心にして、その周りに放射状に圧電体ロッド１の体積
が増加するように圧電体ロッド１が配置されていても良
い。また、最も大きい体積を有する圧電体ロッド１を中
心部にして、その周りに放射状に圧電体ロッド１の体積
が減少するように圧電体ロッド１が配置されていても良
い。または、ある圧電体ロッド１を中心部にして、その
周りに放射状に圧電体ロッド１の体積が増加と減少を繰
り返すように圧電体ロッド１が配列されていても良い。
または、少なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧電体
ロッド１と異なる体積を有する複数の圧電体ロッド１が
振動子内で不規則に配列されていても良い。The manner in which a plurality of piezoelectric rods 1 having at least one piezoelectric rod 1 having a volume different from that of another piezoelectric rod 1 is not particularly limited. For example, the piezoelectric rod 1 may be arranged so that the volume of the piezoelectric rod 1 radially increases around the piezoelectric rod 1 having the smallest volume. Further, the piezoelectric rod 1 having the largest volume may be arranged at the center, and the piezoelectric rod 1 may be arranged around the piezoelectric rod 1 so that the volume of the piezoelectric rod 1 decreases radially. Alternatively, the piezoelectric rods 1 may be arranged such that the volume of the piezoelectric rods 1 repeatedly increases and decreases radially around a certain piezoelectric rod 1.
Alternatively, a plurality of piezoelectric rods 1 in which at least one piezoelectric rod 1 has a different volume from other piezoelectric rods 1 may be irregularly arranged in the vibrator.
【００７２】図１２に、最も小さい体積を有する圧電体
ロッド１を中心部にして、その周りに放射状に圧電体ロ
ッド１の体積が増加するように圧電体ロッド１が配置さ
れている複合圧電振動子の例を示す。中心部の圧電体ロ
ッド１は体積が小さいために、例えば細い棒の縦振動
（Ｎ３３）モードで振動し、圧電体ロッド１の共振周波
数としては例えば約１３ＭＨｚとなる。一方、外周部の
圧電体ロッド１は体積が大きいために、例えば板の厚み
振動（Ｎｔ）モードで振動し、圧電体ロッド１の共振周
波数としては例えば約２０ＭＨｚとなる。また、中心部
と外周部の中間に位置する圧電体ロッド１は、その体積
がやはり中心部のものと外周部のものとの中間であり、
共振周波数も例えば約１３ＭＨｚと約２０ＭＨｚの中間
の値を取る。FIG. 12 shows a composite piezoelectric vibrator in which the piezoelectric rod 1 having the smallest volume is located at the center and the piezoelectric rod 1 is arranged so that the volume of the piezoelectric rod 1 increases radially therearound. Here is an example of a child. Since the piezoelectric rod 1 at the center has a small volume, it vibrates in, for example, a thin rod longitudinal vibration (N33) mode, and the resonance frequency of the piezoelectric rod 1 is, for example, about 13 MHz. On the other hand, since the piezoelectric rod 1 on the outer periphery has a large volume, it vibrates in, for example, a thickness vibration (Nt) mode of the plate, and the resonance frequency of the piezoelectric rod 1 is, for example, about 20 MHz. In addition, the piezoelectric rod 1 located in the middle between the central portion and the outer peripheral portion has a volume that is also intermediate between that of the central portion and that of the outer peripheral portion,
The resonance frequency also takes an intermediate value between about 13 MHz and about 20 MHz, for example.
【００７３】このように少なくとも１つの圧電体ロッド
１が他の圧電体ロッド１と異なる体積を有する複数の圧
電体ロッド１を作製する方法としては、少なくとも１つ
の圧電体ロッド１が他の圧電体ロッド１と異なる径を有
するように複数の圧電体ロッド１を形成するか、または
少なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧電体ロッド１
と異なる長手方向の長さを有するように複数の圧電体ロ
ッド１を形成することなどが挙げられる。As described above, a method for manufacturing a plurality of piezoelectric rods 1 in which at least one piezoelectric rod 1 has a different volume from other piezoelectric rods 1 is as follows. A plurality of piezoelectric rods 1 are formed so as to have different diameters from the rods 1, or at least one piezoelectric rod 1 is connected to another piezoelectric rod 1
Forming a plurality of piezoelectric rods 1 so as to have a different length in the longitudinal direction.
【００７４】少なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧
電体ロッド１と異なる径を有するように複数の圧電体ロ
ッド１を形成する場合には、前述の（１）シリコン型２
３を作成する工程において、少なくとも１つの穴２２が
他の穴２２と異なる径を有するような複数の穴２２を有
するレジスト２１パターンを用いれば良い。そして、小
さな径の圧電体ロッド１に対応する穴２２は小さな径で
パターニングし、大きな径の圧電体ロッド１に対応する
穴２２は大きな径でパターニングする。例えば、圧電体
ロッド１の体積が中心部で小さく外周部で大きいように
するためには、一例としては中心部で２０μｍの小さな
径、外周部で直径３００μｍの大きな径を有するような
複数の大きさのパターンを用いれば良い。In the case where a plurality of piezoelectric rods 1 are formed so that at least one piezoelectric rod 1 has a diameter different from that of the other piezoelectric rods, the aforementioned (1) silicon mold 2
In the step of forming 3, a resist 21 pattern having a plurality of holes 22 such that at least one hole 22 has a different diameter from other holes 22 may be used. The holes 22 corresponding to the small-diameter piezoelectric rods 1 are patterned with a small diameter, and the holes 22 corresponding to the large-diameter piezoelectric rods 1 are patterned with a large diameter. For example, in order to make the volume of the piezoelectric rod 1 small at the central portion and large at the outer peripheral portion, for example, a plurality of sizes such as a small diameter of 20 μm at the central portion and a large diameter of 300 μm at the outer peripheral portion are used. Pattern may be used.
【００７５】少なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧
電体ロッド１と異なる長手方向の長さを有するように複
数の圧電体ロッド１を形成する場合には、前述の（１）
シリコン型２３を作成する工程において、シリコン基材
上に複数の穴２２を一度にパターニングせずに、異なる
長さの長手方向を有する圧電体ロッド１に対応する穴２
２ごとに、パターニングしてエッチングすれば良い。そ
して、高さが小さい圧電体ロッド１に対応する穴２２は
エッチングでより浅く形成し、高さが大きい圧電体ロッ
ド１に対応する穴２２はより深く形成すれば良い。In the case where a plurality of piezoelectric rods 1 are formed such that at least one piezoelectric rod 1 has a different length in the longitudinal direction from other piezoelectric rods 1, the above-mentioned (1)
In the step of forming the silicon mold 23, the holes 2 corresponding to the piezoelectric rods 1 having different longitudinal directions are formed without patterning the plurality of holes 22 on the silicon base material at once.
Patterning and etching may be performed every two. The hole 22 corresponding to the piezoelectric rod 1 having a small height may be formed shallower by etching, and the hole 22 corresponding to the piezoelectric rod 1 having a large height may be formed deeper.
【００７６】もしくは、同一高さの圧電体ロッド１を作
製し、有機物充填後の研削工程で、片面もしくは両面が
凹面状もしくは凸面状となるように研削加工して複合圧
電振動子を作製すれば良い。Alternatively, a composite piezoelectric vibrator may be manufactured by manufacturing a piezoelectric rod 1 having the same height, and grinding it so that one or both surfaces are concave or convex in a grinding step after filling the organic material. good.
【００７７】このように、少なくとも１つの圧電体ロッ
ド１が他の圧電体ロッド１と異なる長手方向の長さを有
するように複数の圧電体ロッド１を形成することで、例
えば、片面のみが凹型である複合圧電振動子、または片
面のみが凸型である複合圧電振動子、または両面が凹型
または凸型である複合圧電振動子を形成することができ
る。As described above, by forming the plurality of piezoelectric rods 1 so that at least one piezoelectric rod 1 has a different length in the longitudinal direction from the other piezoelectric rods 1, for example, only one side has a concave shape. , A composite piezoelectric vibrator in which only one side is convex, or a composite piezoelectric vibrator in which both sides are concave or convex.
【００７８】なお、上述した、少なくとも１つの圧電体
ロッド１が他の圧電体ロッド１と異なる径を有するよう
に複数の圧電体ロッド１を形成する方法、および少なく
とも１つの圧電体ロッド１が他の圧電体ロッド１と異な
る長手方向の長さを有するように複数の圧電体ロッド１
を形成する方法は併用しても良い。The above-described method for forming a plurality of piezoelectric rods 1 so that at least one piezoelectric rod 1 has a different diameter from the other piezoelectric rods 1 and that at least one piezoelectric rod 1 The plurality of piezoelectric rods 1 have different lengths in the longitudinal direction from the piezoelectric rods 1.
May be used in combination.
【００７９】なお、ここで説明した発明の実施の形態の
各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。ま
た、本発明に係る複合圧電振動子は、圧電体ロッド１の
２つの端面にそれぞれ接して形成された２つの電極３５
のうち、少なくとも一方の電極３５が複数に分割されて
いることが好ましい。そして、分割された電極３５ごと
に独立して、圧電体ロッド１を駆動させるための電圧を
印加し、圧電体ロッド１からの信号を受信できることが
好ましい。It is to be noted that each configuration of the embodiment of the invention described here can be variously modified and changed. The composite piezoelectric vibrator according to the present invention includes two electrodes 35 formed in contact with the two end surfaces of the piezoelectric rod 1, respectively.
It is preferable that at least one of the electrodes 35 is divided into a plurality. Preferably, a voltage for driving the piezoelectric rod 1 is applied independently for each of the divided electrodes 35 to receive a signal from the piezoelectric rod 1.
【００８０】電極３５を分割することで、超音波を送受
する圧電体ロッド１の面積および位置が異なる複数のも
のを、一枚の複合圧電振動子の中に配置することができ
るため、超音波深触子としての性能を高めることができ
る。By dividing the electrode 35, a plurality of piezoelectric rods 1 for transmitting and receiving ultrasonic waves having different areas and positions can be arranged in one composite piezoelectric vibrator. The performance as a deep contactor can be improved.
【００８１】例えば、超音波の焦点を切換えることがで
きる。つまり、例えば、分割した電極３５の一部を使用
して複合圧電振動子内の一部の圧電体ロッド１のみを駆
動すれば、細い超音波ビームを発振させることができ、
近距離の対象物との間で超音波を送受することができ
る。また、電極３５のすべてを使用して全部の圧電体ロ
ッド１を駆動すれば、強力な超音波ビームを発振させる
ことができ、遠距離の対象物との間で超音波を送受する
ことができる。For example, the focal point of an ultrasonic wave can be switched. That is, for example, by driving only a part of the piezoelectric rods 1 in the composite piezoelectric vibrator using a part of the divided electrodes 35, a thin ultrasonic beam can be oscillated,
Ultrasonic waves can be transmitted to and received from an object at a short distance. In addition, if all the piezoelectric rods 1 are driven using all of the electrodes 35, a strong ultrasonic beam can be oscillated, and ultrasonic waves can be transmitted to and received from a long-distance object. .
【００８２】特に、前述した少なくとも１つの圧電体ロ
ッド１が他の圧電体ロッド１と異なる体積を有する複数
の圧電体ロッド１の異なる体積の圧電体ロッド１ごとに
電極３５を分割して、分割した電極３５ごとに独立して
信号をやりとりできることが好ましい。In particular, the electrode 35 is divided for each of the plurality of piezoelectric rods 1 having at least one piezoelectric rod 1 having a different volume from the other piezoelectric rods 1 and having different volumes. It is preferable that signals can be exchanged independently for each of the electrodes 35.
【００８３】前述したように、圧電体ロッド１の体積が
異なると、圧電体ロッド１が送受する超音波の周波数が
異なる。従って、異なる体積の圧電体ロッド１ごとに異
なる電極３５を設けることで、異なる周波数の超音波を
一つの圧電体振動子で送受することが可能となる。As described above, when the volume of the piezoelectric rod 1 is different, the frequency of the ultrasonic wave transmitted and received by the piezoelectric rod 1 is different. Therefore, by providing different electrodes 35 for each of the piezoelectric rods 1 having different volumes, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves having different frequencies with one piezoelectric vibrator.
【００８４】高い周波数の超音波は分解能は高いが、音
波の減衰が大きいために深達度が浅い。一方、低い周波
数の超音波は分解能は低いが深達度が深い。従って、異
なる体積の圧電体ロッド１ごとに電極３５を分割して、
分割した電極３５ごとに独立して信号をやりとりすれ
ば、一枚の振動子で多周波の機能を有するとともに、音
響放射軸を合わせることが容易となり、超音波深触子と
して観察している時に周波数を切り替えても同位置の診
断が可能となる。The high frequency ultrasonic wave has a high resolution, but has a low depth of penetration due to a large attenuation of the sound wave. On the other hand, low frequency ultrasonic waves have low resolution but deep penetration. Therefore, the electrode 35 is divided for each piezoelectric rod 1 having a different volume,
If signals are exchanged independently for each of the divided electrodes 35, a single vibrator has a multi-frequency function, and it is easy to align the acoustic radiation axes. The same position can be diagnosed even when the frequency is switched.
【００８５】分割する電極３５の形状および数は、使用
用途によって様々に変えることができる。例えば、上述
の超音波の焦点を切換える場合には、細い超音波ビーム
を発振させるための電極３５を複合圧電振動子の中央部
に配置することなどが挙げられる。さらに、複合圧電振
動子の片面の電極３５のみを分割しても良いし、両面の
電極３５を分割しても良い。The shape and number of the divided electrodes 35 can be variously changed depending on the application. For example, when the focus of the ultrasonic wave is switched, an electrode 35 for oscillating a thin ultrasonic beam may be arranged at the center of the composite piezoelectric vibrator. Further, only the electrodes 35 on one side of the composite piezoelectric vibrator may be divided, or the electrodes 35 on both sides may be divided.
【００８６】例としては、複合圧電振動子の中心部と外
周部とで異なる体積の圧電体ロッド１を配置し、電極３
５を中心部と外周部とに分割して形成しても良い。図１
３に一例を示す。As an example, the piezoelectric rods 1 having different volumes are arranged at the center and the outer periphery of the composite piezoelectric vibrator, and the electrodes 3
5 may be divided into a central portion and an outer peripheral portion. FIG.
An example is shown in FIG.
【００８７】図１３（ａ）は、少なくとも１つの圧電体
ロッド１が他の圧電体ロッド１と異なる体積を有する圧
電体ロッド１が形成された複合圧電振動子である。小さ
い体積の圧電体ロッド１が中心部に集まり、その周りに
放射状に圧電体ロッド１の体積が増加するように圧電体
ロッド１が配置されている。また、複合圧電振動子の図
示しない反対側の面には、電極が全面に形成されている
とする。FIG. 13A shows a composite piezoelectric vibrator in which at least one piezoelectric rod 1 has a piezoelectric rod 1 having a volume different from that of another piezoelectric rod 1. The piezoelectric rods 1 having a small volume are gathered at the center, and the piezoelectric rods 1 are arranged around the central part so that the volume of the piezoelectric rods 1 increases radially. It is also assumed that electrodes are formed on the entire surface of the composite piezoelectric vibrator on the opposite side (not shown).
【００８８】図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した複
合圧電振動子上に形成するための分割された電極のパタ
ーンである。電極３５は、中心部の小さい電極３６と、
この電極の周囲に位置する外周部の電極３７とに分割さ
れている。中心部の電極３６は、図１３（ａ）に示した
小さい体積の圧電体ロッド１が集まっている部分に対応
し、外周部の電極３７は大きな体積の圧電体ロッド１が
集まっている部分に対応している。両電極の間には、電
極が形成されていないギャップが存在する。FIG. 13 (b) shows a pattern of divided electrodes to be formed on the composite piezoelectric vibrator shown in FIG. 13 (a). The electrode 35 includes an electrode 36 having a small central portion,
It is divided into an outer peripheral electrode 37 located around this electrode. The electrode 36 at the center corresponds to the portion where the small volume piezoelectric rods 1 shown in FIG. 13A are gathered, and the electrode 37 at the outer periphery corresponds to the portion where the large volume piezoelectric rods 1 are gathered. Yes, it is. There is a gap between both electrodes where no electrode is formed.
【００８９】図１４は、図１３（ｂ）に示した分割電極
が実際に形成された、図１３（ａ）に示した複合圧電振
動子を示している。なお、図１４において、見やすくす
るために、分割電極３６、３７の下にある圧電体ロッド
１も見えるようにしてある。FIG. 14 shows the composite piezoelectric vibrator shown in FIG. 13A in which the split electrodes shown in FIG. 13B are actually formed. In FIG. 14, the piezoelectric rod 1 below the divided electrodes 36 and 37 is also visible for easy viewing.
【００９０】図１４において、中心部の電極３６により
駆動される圧電体ロッド１は、体積が小さく、例えばア
スペクト比が５程度であるような形状をなす。そのた
め、前述したように、例えば棒の縦振動（Ｎ３３）モー
ドで振動する。一方、外周部の電極３７により駆動され
る圧電体ロッド１は、体積が大きく、例えばアスペクト
比が０．５以下であるような形状をなすため、例えば板
の厚み振動（Ｎｔ）モードで振動する。In FIG. 14, the piezoelectric rod 1 driven by the central electrode 36 has a small volume, for example, an aspect ratio of about 5. Therefore, as described above, for example, the rod vibrates in the longitudinal vibration (N33) mode. On the other hand, the piezoelectric rod 1 driven by the electrode 37 on the outer periphery has a large volume, for example, a shape having an aspect ratio of 0.5 or less, and thus vibrates in, for example, a thickness vibration (Nt) mode of the plate. .
【００９１】従って、Ｎ３３とＮｔとが異なる圧電材料
を使用すれば、中心部と外周部とでは探触子として送受
する周波数が異なる。従って、例えば中心部では約１３
ＭＨｚ程度の中心周波数で駆動できるとともに外周部で
は約２０ＭＨｚ程度の中心周波数で駆動できる探触子を
作製することが可能となる。Therefore, if a piezoelectric material having different N33 and Nt is used, the frequency of transmission and reception as a probe is different between the central portion and the outer peripheral portion. Therefore, for example, about 13
A probe that can be driven at a center frequency of about 20 MHz and can be driven at a center frequency of about 20 MHz in the outer peripheral portion can be manufactured.
【００９２】図１５に本発明に係る他の例を示す。図１
５（ａ）は、少なくとも１つの圧電体ロッド１が他の圧
電体ロッド１と異なる体積を有する図１０（ｃ）に示し
たような扇型の圧電体ロッド１を、同一中心に配置した
複合圧電振動子をしめす。この複合圧電振動子は、中心
の円形の圧電体ロッド３８の周囲に３種類の体積を有す
る扇型の圧電体ロッド３９、４０、４１が、外側ほど大
きな体積となるように同一中心に配置された構造となっ
ている。FIG. 15 shows another example according to the present invention. FIG.
5 (a) is a composite in which at least one piezoelectric rod 1 has a different volume from other piezoelectric rods 1 and a fan-shaped piezoelectric rod 1 as shown in FIG. Show the piezoelectric vibrator. In this composite piezoelectric vibrator, fan-shaped piezoelectric rods 39, 40, and 41 having three types of volumes are arranged at the same center around a circular circular piezoelectric rod 38 at the center so that the volume becomes larger toward the outside. Structure.
【００９３】図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した複
合圧電振動子上に形成するための分割された電極のパタ
ーンである。図１５（ａ）の複合圧電振動子の円形の圧
電体ロッド３８および扇型の圧電体ロッド３９、４０、
４１に対応して、分割された４種類の環状電極４２〜４
５が形成されている。電極４６はアース電極である。そ
れぞれの体積の圧電体ロッド１ごとに、一つの環状の電
極で駆動することができるため、複数の周波数の超音波
を送受することが可能となる。FIG. 15 (b) shows a pattern of divided electrodes to be formed on the composite piezoelectric vibrator shown in FIG. 15 (a). A circular piezoelectric rod 38 and fan-shaped piezoelectric rods 39 and 40 of the composite piezoelectric vibrator of FIG.
41, four types of divided annular electrodes 42 to 4
5 are formed. The electrode 46 is a ground electrode. Since the piezoelectric rod 1 of each volume can be driven by one annular electrode, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves of a plurality of frequencies.
【００９４】なお、本発明においても、少なくとも１つ
の圧電体ロッド１が他の圧電体ロッド１と異なる体積を
有する複数の圧電体ロッド１として、少なくとも１つの
圧電体ロッド１が他の圧電体ロッド１と異なる径を有す
る複数の圧電体ロッド１か、または少なくとも１つの圧
電体ロッド１が他の圧電体ロッド１と異なる長手方向の
長さを有する複数の圧電体ロッド１を用いることが可能
であることは言うまでもない。In the present invention, at least one piezoelectric rod 1 is a plurality of piezoelectric rods 1 having a volume different from that of another piezoelectric rod 1, and at least one piezoelectric rod 1 is different from the other piezoelectric rods. It is possible to use a plurality of piezoelectric rods 1 having different diameters from one another, or a plurality of piezoelectric rods 1 in which at least one piezoelectric rod 1 has a different longitudinal length than the other piezoelectric rods 1. Needless to say, there is.
【００９５】なお、本発明の実施の形態の各構成におい
ても、当然、各種の変形、変更が可能である。また、本
発明に係る複合圧電振動子は、圧電体ロッド１とともに
電極端子接続部を有し、それぞれの圧電体ロッド１の２
つの端面とともに電極端子接続部の端面が露出するよう
に圧電体ロッド１間および圧電体ロッド１と電極端子接
続部の間に有機物２が充填されていることが好ましい。
そして、圧電体ロッド１と有機物２と電極端子接続部は
一体に形成されていることが好ましい。Note that various modifications and changes are naturally possible in each configuration of the embodiment of the present invention. In addition, the composite piezoelectric vibrator according to the present invention has an electrode terminal connecting portion together with the piezoelectric rod 1, and each of the piezoelectric rods 1
It is preferable that the organic substance 2 is filled between the piezoelectric rods 1 and between the piezoelectric rod 1 and the electrode terminal connection portions such that the end surfaces of the electrode terminal connection portions are exposed together with the two end surfaces.
Further, it is preferable that the piezoelectric rod 1, the organic substance 2, and the electrode terminal connecting portion are formed integrally.
【００９６】電極端子接続部を設けることにより、探触
子として使用する際に、電極への配線を電極上で直接行
うのではなく、電極端子接続部上で行うことができる。
電極端子接続部上で配線を行うことができる結果、電極
の下に充填されている有機物２に熱による損傷を与える
ことなく、半田やワイヤーボンディングといった結線が
容易に行える。By providing the electrode terminal connection part, when using as a probe, wiring to the electrode can be performed not on the electrode directly but on the electrode terminal connection part.
As a result of being able to perform wiring on the electrode terminal connection portion, connection such as soldering or wire bonding can be easily performed without damaging the organic substance 2 filled under the electrode by heat.
【００９７】形成する電極端子接続部は、１つであって
も良いし、複数であっても良い。電極端子接続部を形成
する材料としては特に限定されないが、耐熱性の高い材
料であることが好ましい。耐熱性が高いことで、結線の
さいに電極端子接続部自体が熱による損傷を受けること
を極力抑えることができる。The number of electrode terminal connection portions to be formed may be one or more. The material for forming the electrode terminal connection portion is not particularly limited, but is preferably a material having high heat resistance. Since the heat resistance is high, it is possible to suppress the electrode terminal connection portion itself from being damaged by heat during connection.
【００９８】耐熱性の高い材料としては、例えばセラミ
クス材料、金属材料などが挙げられる。絶縁体である必
要はない。セラミクス材料としては、例えば、アルミナ
などのほか、ＰＺＴなどの各種圧電セラミクス２５材料
などが挙げられる。また、金属材料としては例えば銅、
ステンレス鋼などが挙げられる。Examples of materials having high heat resistance include ceramic materials and metal materials. It need not be an insulator. Examples of the ceramic material include, in addition to alumina and the like, various piezoelectric ceramics 25 materials such as PZT. Further, as the metal material, for example, copper,
And stainless steel.
【００９９】圧電セラミクス２５材料を用いる場合に
は、前述の（６）研磨、電極付与、圧電性付与を行う工
程において複合圧電振動子の両面に電極を形成するとき
に、両面の電極が同じ電極端子接続部に接触しないよう
にして用いる。When the piezoelectric ceramics 25 material is used, when electrodes are formed on both surfaces of the composite piezoelectric vibrator in the above-mentioned (6) the step of polishing, applying electrodes, and applying piezoelectricity, the electrodes on both surfaces are the same. It is used so that it does not touch the terminal connection part.
【０１００】例えば、２つの電極端子接続部を設けた場
合に、一方の面の電極は第１の電極端子接続部にのみ接
触し、他方の面の電極は第２の電極端子接続部にのみ接
触するように形成する。こうすることで、圧電セラミク
ス２５からなる電極端子接続部に両面の電極によって電
圧が印加されることがない。電圧が印加されないので、
電極付与後の分極処理時に電極端子接続部に圧電性が付
与されない。従って、超音波深触子として使用するとき
に、電極端子接続部から超音波が発振されないので、放
射される超音波の音場に影響を与えずに、電極端子接続
部を用いることができる。For example, when two electrode terminal connection portions are provided, the electrode on one surface contacts only the first electrode terminal connection portion, and the electrode on the other surface only contacts the second electrode terminal connection portion. It is formed to be in contact. By doing so, no voltage is applied to the electrode terminal connection portion made of the piezoelectric ceramics 25 by the electrodes on both surfaces. Since no voltage is applied,
No piezoelectricity is imparted to the electrode terminal connection part during polarization processing after electrode application. Therefore, when used as an ultrasonic deep probe, the ultrasonic waves are not oscillated from the electrode terminal connection part, so that the electrode terminal connection part can be used without affecting the sound field of the emitted ultrasonic wave.
【０１０１】また、金属材料を用いる場合にも、上述の
圧電セラミクス２５材料を使用するときと同様に、複合
圧電振動子の両面へ電極を付与するときに、両面の電極
が同じ電極端子接続部に接触しないように形成する。こ
うすることで、金属からなる電極端子接続部によって両
面に形成された電極が短絡することを防止しながら、電
極端子接続部を用いることができる。Also, when a metal material is used, when electrodes are applied to both surfaces of the composite piezoelectric vibrator, as in the case of using the above-described piezoelectric ceramics 25 material, the electrodes on both surfaces have the same electrode terminal connection portion. Is formed so as not to contact with. This makes it possible to use the electrode terminal connection while preventing the electrodes formed on both sides from being short-circuited by the electrode terminal connection made of metal.
【０１０２】また、電極端子接続部は硬度の高い材料、
特に圧電体ロッド１および有機物２よりも高度の高い材
料から形成されていることが好ましい。このような材料
からなる電極端子接続部を配置することで、研削加工時
に電極端子接続部をスペーサとして、簡単に厚み精度よ
く研削ができ、安定した品質のものを歩留りよく作製可
能になる。The electrode terminal connection portion is made of a material having high hardness,
In particular, it is preferable to be formed from a material higher in quality than the piezoelectric rod 1 and the organic substance 2. By arranging the electrode terminal connection portion made of such a material, the electrode terminal connection portion can be used as a spacer at the time of grinding to easily perform grinding with high thickness accuracy and to produce a product of stable quality with high yield.
【０１０３】さらに、電極端子接続部が電極材料と密着
性の良い材料によって形成されていることが好ましく、
こうすることで、電極端子接続部ひいては複合圧電振動
子の耐久性能が向上する。Further, it is preferable that the electrode terminal connecting portion is formed of a material having good adhesion to the electrode material.
By doing so, the durability of the electrode terminal connection part and, consequently, the composite piezoelectric vibrator is improved.
【０１０４】また、電極端子の形状は特に限定されない
が、例えば複合圧電振動子の外周を覆うように形成され
たものや、林立する圧電体ロッド１の中に形成されたも
のなどが挙げられる。The shape of the electrode terminals is not particularly limited, and examples thereof include those formed so as to cover the outer periphery of the composite piezoelectric vibrator and those formed in the standing piezoelectric rod 1.
【０１０５】図１６は、一例として、複合圧電振動子の
圧電体ロッド１と平行な２つの側面に形成された電極端
子接続部５０を示す。図１６（ａ）は平面図を示し、図
１６（ｂ）は斜視図を示す。FIG. 16 shows, as an example, electrode terminal connecting portions 50 formed on two side surfaces parallel to the piezoelectric rod 1 of the composite piezoelectric vibrator. FIG. 16A shows a plan view, and FIG. 16B shows a perspective view.
【０１０６】また、図１７には、図１４に示した分割電
極３６、３７を図１６の電極端子接続部５０上に形成し
た場合の一例を示す。分割電極３６、３７は、電極端子
接続部５０の上で半田やワイヤーボンディングなどによ
って外部配線と結線することができるため、圧電体ロッ
ド１間に充填された有機物２に結線時の熱による損傷を
与えずに、外部と結線することが可能である。FIG. 17 shows an example in which the split electrodes 36 and 37 shown in FIG. 14 are formed on the electrode terminal connecting portions 50 in FIG. The divided electrodes 36 and 37 can be connected to external wiring by soldering, wire bonding, or the like on the electrode terminal connection portion 50, so that the organic substance 2 filled between the piezoelectric rods 1 is not damaged by heat at the time of connection. It is possible to connect to the outside without giving.
【０１０７】また、図１８には、図１５（ａ）に示した
異なる体積の複数の扇型の圧電体ロッド３８〜４１を有
する複合圧電振動子に、２箇所の電極端子接続部５０を
設けた例を示す。図１８に示した複合圧電振動子上に、
図１５（ｂ）に示した分割電極４２〜４５を形成した場
合には、やはり電極端子接続部５０上で複数の環状電極
に結線することが可能となる。FIG. 18 shows a composite piezoelectric vibrator having a plurality of fan-shaped piezoelectric rods 38 to 41 of different volumes shown in FIG. Here is an example. On the composite piezoelectric vibrator shown in FIG.
When the divided electrodes 42 to 45 shown in FIG. 15B are formed, it is also possible to connect a plurality of annular electrodes on the electrode terminal connection part 50.
【０１０８】電極端子接続部５０を形成する方法として
は、前述の（４）シリコン型２３を除去する工程におい
てシリコン型２３をエッチング除去したのち、（５）有
機物２を充填する工程を行う前に、圧電体ロッド１とと
もに電極端子接続部５０を配置し、圧電体ロッド１の
間、および圧電体ロッド１と電極端子接続部５０との間
に有機物２を充填して両者を一体化することなどが挙げ
られる。As a method for forming the electrode terminal connection portion 50, after the silicon mold 23 is removed by etching in the above-described (4) step of removing the silicon mold 23, (5) before the step of filling the organic substance 2 is performed. The electrode terminal connection portion 50 is arranged together with the piezoelectric rod 1, and the organic substance 2 is filled between the piezoelectric rod 1 and between the piezoelectric rod 1 and the electrode terminal connection portion 50 to integrate them. Is mentioned.
【０１０９】なお、前述したように、硬度の高い材料で
電極端子接続部５０を形成したときには、最終的に得た
い圧電体ロッド１の高さを有する電極端子接続部５０を
配置して有機物２により一体化したのち、電極端子接続
部５０をスペーサとして研削を行って、容易に所望の高
さの圧電体ロッド１を得ることができる。As described above, when the electrode terminal connection portion 50 is formed of a material having high hardness, the electrode terminal connection portion 50 having the height of the piezoelectric rod 1 to be finally obtained is disposed and the organic material 2 is formed. After that, the piezoelectric rod 1 having a desired height can be easily obtained by performing grinding using the electrode terminal connection portion 50 as a spacer.
【０１１０】なお、ここで説明した本発明の実施の形態
の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。ま
た、本発明に係る複合圧電振動子は、少なくとも１つの
該圧電体ロッド１が他の該圧電体ロッド１と異なる組成
を有することが好ましい。このように異なる組成を有す
る結果、一枚の複合圧電振動子が複数の性能を有するこ
とができるため、超音波深触子としての特性を向上させ
ることが可能となる。It is to be noted that each configuration of the embodiment of the present invention described here can of course be variously modified and changed. Further, in the composite piezoelectric vibrator according to the present invention, it is preferable that at least one of the piezoelectric rods 1 has a different composition from other piezoelectric rods 1. As a result of having such different compositions, one composite piezoelectric vibrator can have a plurality of performances, so that it is possible to improve the characteristics as an ultrasonic deep probe.
【０１１１】例えば、異なる圧電定数を有する組成から
圧電体ロッド１を形成する。一例としては、圧電定数ｄ
３３の大きなものと圧電定数ｇ３３の大きなものから形
成する。圧電定数ｄ３３の大きな物は、探触子としたと
きに、印加電圧に対する変形量が大きく、送信時の出力
を上げることができる。また、圧電定数ｇ３３の大きな
ものは、探触子としたときに、応力に対する発生電圧が
大きく、受信時の出力を上げることができる。For example, the piezoelectric rod 1 is formed from compositions having different piezoelectric constants. As an example, the piezoelectric constant d
33 and a large piezoelectric constant g33. An object having a large piezoelectric constant d33 has a large deformation amount with respect to an applied voltage when used as a probe, and can increase the output during transmission. Further, when the probe has a large piezoelectric constant g33, a voltage generated against stress is large when the probe is used, and the output at the time of reception can be increased.
【０１１２】すなわち、圧電定数ｄ３３の大きなものに
より強い音を出すことができ、また、圧電定数ｇ３３の
大きなものにより、被検体の界面に反射して戻ってきた
エコー波を効率よく電気信号に変換することが可能とな
る。従って、探触子とした際の、感度が向上し、高精度
化を達成できる。That is, a strong sound can be produced with a large piezoelectric constant d33, and an echo wave reflected on the interface of the subject and returned can be efficiently converted into an electric signal by a large piezoelectric constant g33. It is possible to do. Therefore, when the probe is used, the sensitivity is improved, and higher accuracy can be achieved.
【０１１３】また、圧電ｄ３３、ｇ３３以外に周波数定
数Ｎ３３，Ｎｔの異なる材料を用いることで帯域を広
げ、高分解能化が達成できる。さらに、機械的品質係数
Ｑｍの高い材料と低い材料の組み合わせをはじめ、２種
類以上の複数の圧電材料を組み合わせることにより、探
触子としての性能を上げることが可能である。Also, by using materials having different frequency constants N33 and Nt other than the piezoelectrics d33 and g33, the band can be widened and high resolution can be achieved. Further, by combining two or more kinds of piezoelectric materials including a combination of a material having a high mechanical quality factor Qm and a material having a low mechanical quality factor Qm, it is possible to improve the performance as a probe.
【０１１４】なお、異なる組成を有する圧電体ロッド１
は配列がランダムであっても、規則的であっても良い
が、それぞれ超音波の音場を考慮した配置とし別々の電
極により駆動することが最も効果的である。The piezoelectric rods 1 having different compositions
The arrangement may be random or regular, but it is most effective to arrange them in consideration of the sound field of the ultrasonic waves and to drive them by separate electrodes.
【０１１５】このような複合圧電振動子を形成する方法
を、図１９に示す。なお、図４および図５で行った説明
と重複する部分は省略する。まず、図１９（ａ）に示す
ように、ディープＲＩＥ法エッチングによりシリコン基
板の両側に穴２２および５５を開ける。FIG. 19 shows a method of forming such a composite piezoelectric vibrator. In addition, the part which overlaps with the description given in FIG. 4 and FIG. 5 is omitted. First, as shown in FIG. 19A, holes 22 and 55 are formed on both sides of a silicon substrate by deep RIE.
【０１１６】次に、図１９（ｂ）に示すように、両面の
穴２２および５５に異なる組成の圧電セラミクス５６、
５７のスラリーを充填する。スラリーを乾燥、脱脂させ
たのち、ＨＩＰ処理、シリコン型２３の除去を行う。シ
リコン型２３の除去は、図４（ｃ）で説明したのと同じ
ように、ＸｅＦ2 ガスなどのエッチング材を用いてエッ
チングすれば良い。エッチングは、シリコン型２３の側
面に露出したシリコンからシリコン型２３の内部のシリ
コンへと進行するため、異なる組成の圧電セラミクス５
６、５７にはさまれたシリコン型２３を容易に除去する
ことができる。Next, as shown in FIG. 19B, the piezoelectric ceramics 56 having different compositions are provided in the holes 22 and 55 on both sides.
Fill the 57 slurry. After the slurry is dried and degreased, HIP processing and removal of the silicon mold 23 are performed. The removal of the silicon mold 23 may be performed by using an etching material such as XeF 2 gas in the same manner as described with reference to FIG. Since the etching proceeds from the silicon exposed on the side surface of the silicon mold 23 to the silicon inside the silicon mold 23, the piezoelectric ceramics 5 having different compositions are used.
The silicon mold 23 sandwiched between 6, 57 can be easily removed.
【０１１７】次に、図１９（ｃ）に示したように、シリ
コン型２３を除去したあとに残った異なる組成の圧電セ
ラミクス５６、５７を互いに向き合わせのち、有機物２
を充填して固化させる。そして、例えば、破線部Ａおよ
びＢまで研削・除去する。Next, as shown in FIG. 19C, the piezoelectric ceramics 56 and 57 of different compositions remaining after the removal of the silicon mold 23 are opposed to each other, and
And solidify. Then, for example, grinding and removal are performed up to the broken lines A and B.
【０１１８】最後に、図１９（ｄ）に示したように、異
なる組成の圧電体ロッド５８、５９が露出した上下面に
電極３５を設ける。その後、分極処理を行う。以上のよ
うにして、少なくとも１つの圧電体ロッドが他の圧電体
ロッドと異なる組成を有する複合圧電振動子を作製する
ことができる。Finally, as shown in FIG. 19D, electrodes 35 are provided on the upper and lower surfaces where the piezoelectric rods 58 and 59 having different compositions are exposed. After that, a polarization process is performed. As described above, a composite piezoelectric vibrator in which at least one piezoelectric rod has a different composition from other piezoelectric rods can be manufactured.
【０１１９】以上、本発明に係る実施形態に基づいて説
明してきたが、本明細書には以下の発明が含まれる。 （１）最も小さい体積を有する圧電体を中心部に配置
し、その周りに放射状に圧電体の体積が増加するように
圧電体が配置されているか、または最も大きい体積を有
する圧電体を中心部に配置し、その周りに放射状に圧電
体の体積が減少するように圧電体が配置されていること
を特徴とする複合圧電振動子。 （２）圧電体とともに電極端子接続部を有し、それぞれ
の圧電体の第１および第２の端面とともに該電極端子接
続部の端面が露出するように圧電体間および圧電体と該
電極端子接続部の間に有機物が充填されていることを特
徴とする複合圧電振動子。 （３）第１の端面または第２の端面に平行な圧電体の断
面積が長手軸に沿って増加、または増加および減少をす
ることを特徴とする複合圧電振動子。 （４）少なくとも１つの圧電体が他の圧電体と異なる組
成を有することを特徴とする複合圧電振動子。As described above, the description has been given based on the embodiments according to the present invention. However, the present specification includes the following inventions. (1) A piezoelectric body having the smallest volume is arranged at the center and the piezoelectric body is arranged so that the volume of the piezoelectric body increases radially around the center, or the piezoelectric body having the largest volume is arranged at the center. A composite piezoelectric vibrator characterized in that a piezoelectric body is arranged so as to radially reduce the volume of the piezoelectric body around the piezoelectric vibrator. (2) An electrode terminal connection part is provided together with the piezoelectric body, and the first and second end faces of the respective piezoelectric bodies and the end faces of the electrode terminal connection part are exposed such that the end faces of the electrode body connection parts are exposed. A composite piezoelectric vibrator characterized in that an organic substance is filled between portions. (3) A composite piezoelectric vibrator characterized in that the cross-sectional area of the piezoelectric body parallel to the first end face or the second end face increases, or increases and decreases along the longitudinal axis. (4) A composite piezoelectric vibrator, wherein at least one piezoelectric body has a different composition from other piezoelectric bodies.
【０１２０】[0120]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、樹脂と圧電体との間の密着性が高く、不要な振動が
発生しない、微細で高密度化された複合圧電振動子を提
供することが可能となる。その結果、耐久性が向上し、
超音波深触子に使用したときにノイズの発生が少ない等
の効果を奏する。As described in detail above, according to the present invention, a fine and high-density composite piezoelectric vibrator which has high adhesion between a resin and a piezoelectric body and does not generate unnecessary vibrations. Can be provided. As a result, durability is improved,
When used for an ultrasonic deep probe, effects such as less generation of noise are exhibited.
【図１】本発明に係る複合圧電振動子の一例を示す概略
斜視図および平面図。FIG. 1 is a schematic perspective view and a plan view showing an example of a composite piezoelectric vibrator according to the present invention.
【図２】本発明に係る超音波深触子の先端部の一例を示
す概略断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a distal end portion of the ultrasonic deep probe according to the present invention.
【図３】本発明に係る複合圧電振動子を製造する方法の
一例を示す工程図。FIG. 3 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a composite piezoelectric vibrator according to the present invention.
【図４】本発明に係る複合圧電振動子を製造する方法の
一例を示す工程図。FIG. 4 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a composite piezoelectric vibrator according to the present invention.
【図５】本発明に係る複合圧電振動子を製造する方法の
一例を示す工程図。FIG. 5 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a composite piezoelectric vibrator according to the present invention.
【図６】本発明に係るセラミクス保護膜の形成工程の一
例を示す概略図。FIG. 6 is a schematic view showing an example of a process for forming a ceramics protective film according to the present invention.
【図７】本発明に係るＨＩＰ処理工程の一例を示す概略
図。FIG. 7 is a schematic view showing an example of a HIP processing step according to the present invention.
【図８】本発明に係るＨＩＰ処理工程の一例を示す概略
図。FIG. 8 is a schematic view showing one example of a HIP processing step according to the present invention.
【図９】本発明に係るＨＩＰ処理時の温度および圧力の
変化の一例を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of changes in temperature and pressure during HIP processing according to the present invention.
【図１０】本発明に係る圧電体ロッドの形状の一例を示
す概略斜視図。FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of the shape of a piezoelectric rod according to the present invention.
【図１１】本発明に係る圧電体ロッドの形状の一例を示
す概略斜視図。FIG. 11 is a schematic perspective view showing an example of the shape of a piezoelectric rod according to the present invention.
【図１２】本発明に係る複合圧電振動子の一例を示す概
略平面図。FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of a composite piezoelectric vibrator according to the present invention.
【図１３】本発明に係る複合圧電振動子およびこの振動
子上に形成する分割電極の一例を示す概略平面図。FIG. 13 is a schematic plan view showing an example of a composite piezoelectric vibrator according to the present invention and split electrodes formed on the vibrator.
【図１４】本発明に係る分割電極が形成された複合圧電
振動子の一例を示す概略平面図。FIG. 14 is a schematic plan view showing an example of a composite piezoelectric vibrator on which a split electrode according to the present invention is formed.
【図１５】本発明に係る複合圧電振動子およびこの振動
子上に形成する分割電極の一例を示す概略平面図。FIG. 15 is a schematic plan view showing an example of a composite piezoelectric vibrator according to the present invention and split electrodes formed on the vibrator.
【図１６】本発明に係る電極端子接続部を有する複合圧
電振動子を示す概略平面図および斜視図。FIG. 16 is a schematic plan view and a perspective view showing a composite piezoelectric vibrator having an electrode terminal connecting portion according to the present invention.
【図１７】本発明に係る分割電極が形成された電極端子
接続部を有する複合圧電振動子の一例を示す概略平面
図。FIG. 17 is a schematic plan view showing an example of a composite piezoelectric vibrator having an electrode terminal connection portion on which a split electrode according to the present invention is formed.
【図１８】本発明に係る電極端子接続部を有する複合圧
電振動子を示す概略平面図。FIG. 18 is a schematic plan view showing a composite piezoelectric vibrator having an electrode terminal connecting portion according to the present invention.
【図１９】本発明に係る複合圧電振動子を製造する方法
の一例を示す工程図。FIG. 19 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a composite piezoelectric vibrator according to the present invention.
１、３８、３９、４０、４１、…圧電体ロッド ２…有機物 ２０…シリコン基板 ２１…レジスト ２２、５５…穴 ２３…シリコン型 ２４…セラミクス保護膜 ２５、５６、５７…圧電セラミクス ２６…保護用セラミクス粉体 ２９…ガラスカプセル ３０…ガラス管 ３５、３６、３７、４２、４３、４４、４５、４６、５
８、５９…電極 ５０…電極端子接続部1, 38, 39, 40, 41,... Piezo-electric rods 2,... Organic matter 20... Silicon substrate 21... Resist 22, 55. Ceramic powder 29: glass capsule 30: glass tube 35, 36, 37, 42, 43, 44, 45, 46, 5
8, 59 ... electrode 50 ... electrode terminal connection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉無番地 東 北大学内 (72)発明者 王 詩男 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉無番地 東 北大学内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayoshi Esashi Tohoku University, Aoba-maki Abanaki, Aoba-ku, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture
Claims (3)
電体の間に充填された有機物と、該圧電体の第１の端面
および第２の端面にそれぞれ接して形成された第１およ
び第２の電極とを含む複合圧電振動子において、 各圧電体の側面が起伏を有することを特徴とする複合圧
電振動子。A piezoelectric body disposed between the piezoelectric bodies, an organic material filled between the piezoelectric bodies, and first and second end faces formed in contact with first and second end faces of the piezoelectric body, respectively. A composite piezoelectric vibrator including a second electrode, wherein a side surface of each piezoelectric body has undulations.
体と異なる体積を有することを特徴とする請求項１記載
の複合圧電振動子。2. The composite piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein at least one of said piezoelectric bodies has a different volume from other piezoelectric bodies.
なくとも一方の電極が複数に分割されていることを特徴
とする請求項１または２記載の複合圧電振動子。3. The composite piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein at least one of the first electrode and the second electrode is divided into a plurality of electrodes.
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| JP10086741A JPH11285096A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Composite piezoelectric vibrator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10086741A JPH11285096A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Composite piezoelectric vibrator |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11285096A true JPH11285096A (en) | 1999-10-15 |
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ID=13895241
Family Applications (1)
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| JP10086741A Withdrawn JPH11285096A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Composite piezoelectric vibrator |
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| JP (1) | JPH11285096A (en) |
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