JPS587998A - 超音波トランスデユ−サ構造体 - Google Patents
超音波トランスデユ−サ構造体Info
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- JPS587998A JPS587998A JP10549481A JP10549481A JPS587998A JP S587998 A JPS587998 A JP S587998A JP 10549481 A JP10549481 A JP 10549481A JP 10549481 A JP10549481 A JP 10549481A JP S587998 A JPS587998 A JP S587998A
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- piezoelectric film
- ultrasonic transducer
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐水性、耐摩耗性に富み、かつ、電気的にも
安定な構造を有する超音波トランスデユーサに関する。
安定な構造を有する超音波トランスデユーサに関する。
無機圧電材料、あるいは、ポーリングにより圧電性を有
するようになる。いわゆる高分子圧電体は、超音波の送
信・受信に有効に動作するので。
するようになる。いわゆる高分子圧電体は、超音波の送
信・受信に有効に動作するので。
超音波トランスデユーサとして用いられている。
とくに高分子圧電膜は音響インピーダンスが低く、可撓
性を有し、加工性に富むことなど、無機１− 圧電材料に比して種々の利点を有するため超音波探傷、
超音波診断、音響光学等々の分野に用いられるトランス
デユーサとしてきわめて有用である。
性を有し、加工性に富むことなど、無機１− 圧電材料に比して種々の利点を有するため超音波探傷、
超音波診断、音響光学等々の分野に用いられるトランス
デユーサとしてきわめて有用である。
高分子圧電膜をかかるトランスデユーサとして動作させ
るためには圧電膜の両面に直接、または中間層を介して
電極が必要である。この電極は。
るためには圧電膜の両面に直接、または中間層を介して
電極が必要である。この電極は。
金属板や金属箔などを接着するか、あるいは、金属薄膜
を蒸着、スパッタ、メッキ等の方法で圧電膜に付着せし
めるか、あるいは導電性塗料を塗布することによって形
成される。
を蒸着、スパッタ、メッキ等の方法で圧電膜に付着せし
めるか、あるいは導電性塗料を塗布することによって形
成される。
第１図は、高分子圧電膜を用いた従来の超音波トランス
デユーサの基本構造の一例である。
デユーサの基本構造の一例である。
第１図（Ａ）は金属のブロック２に高分子圧電膜６が接
着され、圧電膜の上に動作面側電極４が形成されている
。金属ブロック２は、 １／４λで圧電膜を動作させる
作用をすると同時に、背面電極として用いられている。
着され、圧電膜の上に動作面側電極４が形成されている
。金属ブロック２は、 １／４λで圧電膜を動作させる
作用をすると同時に、背面電極として用いられている。
第１図（Ｂ）は高分子圧電体乙の背面側電極として設け
た金属膜２′が、動作面側電極４との間で圧電膜６をサ
ンドイッチ状に構成し。
た金属膜２′が、動作面側電極４との間で圧電膜６をサ
ンドイッチ状に構成し。
これが支持基板（吸音体）１の上に接着されている。動
作面側電極４はＡ７． Ｎｉ、 Ａｕ、 Ａｇ等を通常
、 蒸着、スパッタ、メッキなどの方法を用いてあらか
じめ高分子圧電膜３の上に設けておくか。
作面側電極４はＡ７． Ｎｉ、 Ａｕ、 Ａｇ等を通常
、 蒸着、スパッタ、メッキなどの方法を用いてあらか
じめ高分子圧電膜３の上に設けておくか。
あるいは圧電膜ろを支持基板１または２の」二に接着し
た後、上記と間抜の手段で設けられる。電源との接続は
リード線を導電ペーストで電極４と接続することにより
行なう。
た後、上記と間抜の手段で設けられる。電源との接続は
リード線を導電ペーストで電極４と接続することにより
行なう。
しかし、上述した構造のトランスデユーサは。
次の主要な欠点によって実用には供し得ない。すなわち
１例えば、超音波探傷や超音波診断等に使用されるトラ
ンスデユーサでは、水中で使用されることが多いので、
動作面側電極４が水や酸素によって劣化すること、力学
的摩擦が直接与えられて摩耗が進行し易いこと、さらに
は、動作面側電極４が形成されている高分子圧電膜は耐
熱性が々いので、電極と電源回路系、あるいは、電極と
受信・増幅回路系との導通をハンダ付でとることは一般
には困難であり、したがって電極とリード線との接着力
が弱いという欠点を有していた。
１例えば、超音波探傷や超音波診断等に使用されるトラ
ンスデユーサでは、水中で使用されることが多いので、
動作面側電極４が水や酸素によって劣化すること、力学
的摩擦が直接与えられて摩耗が進行し易いこと、さらに
は、動作面側電極４が形成されている高分子圧電膜は耐
熱性が々いので、電極と電源回路系、あるいは、電極と
受信・増幅回路系との導通をハンダ付でとることは一般
には困難であり、したがって電極とリード線との接着力
が弱いという欠点を有していた。
本発明者らは、上記欠点を解決するだめの超音波トラン
スデユーサとして、高分子圧電体の共振周波数の制御の
だめに、電極に接して、ある定められた厚さを有する高
分子膜を付加することをすでに特願昭５５−１５８６０
において開示し、第２図に示すような実用的な超音波ト
ランスデユーサを例示した。
スデユーサとして、高分子圧電体の共振周波数の制御の
だめに、電極に接して、ある定められた厚さを有する高
分子膜を付加することをすでに特願昭５５−１５８６０
において開示し、第２図に示すような実用的な超音波ト
ランスデユーサを例示した。
すなわち、第２図のトランスデユーサは、第１図に示し
たトランスデユーサに比べて次の点で改善されている。
たトランスデユーサに比べて次の点で改善されている。
（１）表面付加膜５を設けることによって、高分子圧電
体乙の表面に蒸着された動作面側電極４が保護され、水
や摩擦に対する耐久性が向上したこと。
体乙の表面に蒸着された動作面側電極４が保護され、水
や摩擦に対する耐久性が向上したこと。
（１１）表面付加膜５を設けることによって、動作面側
電極４が外部から絶縁されたこと（これは安全性が強く
要求される超音波診断用途には重要である。）。
電極４が外部から絶縁されたこと（これは安全性が強く
要求される超音波診断用途には重要である。）。
（＋ｎ） 金属ケース６が電極４が蒸着された圧電膜
６を押え、圧電膜の支持基板１からのハク離を防ぐとと
もに、電極４と広い面積で接触する（必要に応じて４と
６の間に導電性接着剤。
６を押え、圧電膜の支持基板１からのハク離を防ぐとと
もに、電極４と広い面積で接触する（必要に応じて４と
６の間に導電性接着剤。
あるいは柔軟性金属箔（Ｓｎ 、工ηなど）を介在させ
ることもできる）ので、安定な電気的接続ができる。
ることもできる）ので、安定な電気的接続ができる。
（Ｉν）絶縁性のケース７を設けることによって。
外部との電気絶縁が完全になったこと。
（ｖ）適切な補助治具を用いることによって、支持基板
１．背面電極２１表面に動作面側電極４が蒸着された高
分子圧電膜３９表面付加膜５１金属ケース６、およびプ
ラスチックケース７を順時接着加工でき、トランスデユ
ーサの組立て製造過程が単純化できる。
１．背面電極２１表面に動作面側電極４が蒸着された高
分子圧電膜３９表面付加膜５１金属ケース６、およびプ
ラスチックケース７を順時接着加工でき、トランスデユ
ーサの組立て製造過程が単純化できる。
などである。
しかしながら、上記で開示された従来構造の超音波トラ
ンスデユーサの最大の欠点は、高分子圧電膜６上に動作
面側電極４が前以って設けられているため、限られた高
分子圧電膜６１例えばフッ素系高分子と電極との付着力
からみた好ましい組合せの選択が限定され付着強度が依
然として小さいことである。このため圧電膜の表面に電
極４を５− 蒸着後、圧電膜６を洗浄する場合電極４が剥離したり２
組立て中、必要に応じて高分子圧電膜６を適当な曲率で
曲げる場合には電極４の剥離が発生することが多い。
ンスデユーサの最大の欠点は、高分子圧電膜６上に動作
面側電極４が前以って設けられているため、限られた高
分子圧電膜６１例えばフッ素系高分子と電極との付着力
からみた好ましい組合せの選択が限定され付着強度が依
然として小さいことである。このため圧電膜の表面に電
極４を５− 蒸着後、圧電膜６を洗浄する場合電極４が剥離したり２
組立て中、必要に応じて高分子圧電膜６を適当な曲率で
曲げる場合には電極４の剥離が発生することが多い。
さらには、ポーリング処理過程で高温・高圧条件が付与
されることによって、予め表面に蒸着された電極４の破
壊が起ること、あるいは１組立て後、銀ペーストを介し
た接着部、すなわち、金属ケースのエツジ部との剥離が
発生することなど。
されることによって、予め表面に蒸着された電極４の破
壊が起ること、あるいは１組立て後、銀ペーストを介し
た接着部、すなわち、金属ケースのエツジ部との剥離が
発生することなど。
高分子圧電膜己上に予め電極４を設けたために発生する
種々欠点を有していた。
種々欠点を有していた。
本発明は、これらの欠点を除くためになされたものであ
って次のとおり構成される。すなわち。
って次のとおり構成される。すなわち。
圧電性の膜または板と、この膜または板の動作面側電極
と１表面付加膜とをこの順序に積層してなる超音波トラ
ンスデユーサにおいて、前記動作面側電極を前記表面付
加膜上にあらかじめ形成せしめ１次いでこれと前記圧電
性の膜または板とを接着せしめてなる超音波トランスデ
ユーサ構造体。
と１表面付加膜とをこの順序に積層してなる超音波トラ
ンスデユーサにおいて、前記動作面側電極を前記表面付
加膜上にあらかじめ形成せしめ１次いでこれと前記圧電
性の膜または板とを接着せしめてなる超音波トランスデ
ユーサ構造体。
次に本発明を第６図を用いてよシ詳しく説明する。第３
図において１本発明に使用される動作面側電極４′の表
面付加膜５への付着形成方法は、従来から知られている
一般的方法が用いられる。すなわち、蒸着法、スパッタ
法、ＣＶＤ法、電解メッキ、化学メッキ法、塗布法、な
どであり、また電極の種類としては、 Ａ７． Ｃｕ、
Ａｕ、 Ａｇ、Ｉｎ。
図において１本発明に使用される動作面側電極４′の表
面付加膜５への付着形成方法は、従来から知られている
一般的方法が用いられる。すなわち、蒸着法、スパッタ
法、ＣＶＤ法、電解メッキ、化学メッキ法、塗布法、な
どであり、また電極の種類としては、 Ａ７． Ｃｕ、
Ａｕ、 Ａｇ、Ｉｎ。
Ｃｒ、 Ｇｏ、 Ｎｉ、 Ｐｔ、 ８ｎ、などの金属あ
るいはこれらの任意の合金、あるいは銀ペーストなどの
導電性塗料であってもよい。まだ金属箔であってもよい
０ また表面付加膜５の材料としては、動作面側電極４′が
強固に付着するものであればいずれの材料も用いられる
が、一般にはポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリイ
ミドなどの側熱性高分子、ポリフェニレン、ポリエチレ
ン、ボリプ〆ピレン。
るいはこれらの任意の合金、あるいは銀ペーストなどの
導電性塗料であってもよい。まだ金属箔であってもよい
０ また表面付加膜５の材料としては、動作面側電極４′が
強固に付着するものであればいずれの材料も用いられる
が、一般にはポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリイ
ミドなどの側熱性高分子、ポリフェニレン、ポリエチレ
ン、ボリプ〆ピレン。
など目的に応じて選択できる。
本例ではトランスデユーサが一つの素子からできている
場合について述べたが、多素子からなるトランスデユー
サ（例えばり７アアレイ、アニユラ−アレイなど）にも
適用できることは勿論である０ なお１本発明の構造体によれば、予め表面付加膜５に形
成した導電性薄膜が圧電膜の動作面側電極として作用す
るので、場合によっては第６図に示すとおりポーリング
時に圧電膜上に付着した電極４はなくてもよい。
場合について述べたが、多素子からなるトランスデユー
サ（例えばり７アアレイ、アニユラ−アレイなど）にも
適用できることは勿論である０ なお１本発明の構造体によれば、予め表面付加膜５に形
成した導電性薄膜が圧電膜の動作面側電極として作用す
るので、場合によっては第６図に示すとおりポーリング
時に圧電膜上に付着した電極４はなくてもよい。
表面付加膜の内面に予め動作面側電極４′を設けた本発
明によって得られる効果は次のとおりである。
明によって得られる効果は次のとおりである。
（１）表面付加膜５はその物が限定された圧電膜６と異
なり多くの種類の中から用途に応じた選択が可能であシ
、付着強度の強い動作面側電極４′および表面付加膜５
の組合せを任意に選ぶことができる。付着強度が強いと
いうことは、とりもなおさず前述した従来構造のトラン
スデユーサにおいて、とくに組立て時ニオいて発生して
いた電極の剥離が本発明においては発生しないことを意
味し、事実電極４′の剥離がないので取扱いが容易とな
り、トランスデユーサの組立て製造過程が極めて単純化
できる。
なり多くの種類の中から用途に応じた選択が可能であシ
、付着強度の強い動作面側電極４′および表面付加膜５
の組合せを任意に選ぶことができる。付着強度が強いと
いうことは、とりもなおさず前述した従来構造のトラン
スデユーサにおいて、とくに組立て時ニオいて発生して
いた電極の剥離が本発明においては発生しないことを意
味し、事実電極４′の剥離がないので取扱いが容易とな
り、トランスデユーサの組立て製造過程が極めて単純化
できる。
（２） ポリエステル、ポリイミドなど耐熱性のある
表面付加膜を用いる場合には表面付加膜上の動作面側電
極４′と金属ケース、あるいは他の導体との間でノ・ン
ダ付処理も可能と々る。
表面付加膜を用いる場合には表面付加膜上の動作面側電
極４′と金属ケース、あるいは他の導体との間でノ・ン
ダ付処理も可能と々る。
これは、電気的接続を信頼性の高いものとするとともに
、耐水性、耐薬品性等の向上に寄与する。すなわち、こ
の態様の本発明によると、金属ケース６と表面付加膜５
との接着部からの水（あるいは薬品）の侵入による電極
４の侵蝕によって導通が充分働かなくなり機能の低下を
きたすという従来の超音波トランスデユーサ構造体の欠
点をカバーできる。
、耐水性、耐薬品性等の向上に寄与する。すなわち、こ
の態様の本発明によると、金属ケース６と表面付加膜５
との接着部からの水（あるいは薬品）の侵入による電極
４の侵蝕によって導通が充分働かなくなり機能の低下を
きたすという従来の超音波トランスデユーサ構造体の欠
点をカバーできる。
（３）動作面側電極となる導電性薄膜が、圧電的に非活
性の表面付加膜上に接着されているので９表面付加膜上
での導電性薄膜の例えばエツチング加工が可能と々す、
目的に応じた多様のバタ・−ンの形状を有する導電性薄
膜を作成しうる。
性の表面付加膜上に接着されているので９表面付加膜上
での導電性薄膜の例えばエツチング加工が可能と々す、
目的に応じた多様のバタ・−ンの形状を有する導電性薄
膜を作成しうる。
（４）表面付加膜５とその膜上に形成された動作９−
面側電極４′の大きさは、導電性の金属ケース６との電
気的接続の場所の関係で可能な限り任意に選べるので、
その接点に自由度が生じトランス７’ユーサの製作」二
有利となる。
気的接続の場所の関係で可能な限り任意に選べるので、
その接点に自由度が生じトランス７’ユーサの製作」二
有利となる。
また、必要に応じて、動作面側電極４′が接着された表
面付加膜５の一部分をフレキシブル導電ケーブルとして
用いることができ、この場合、複雑な配線であっても配
線作業が容易となり、かつ、コンパクト化がはかれる。
面付加膜５の一部分をフレキシブル導電ケーブルとして
用いることができ、この場合、複雑な配線であっても配
線作業が容易となり、かつ、コンパクト化がはかれる。
（５）従来の超音波トランスデユーサ構造体のように圧
電膜上に付着させた薄膜電極４上で電気的コンタクトを
とる構造の場合には、圧電膜を電気的コンタクト点、つ
まり、金属ケースと接する位置まで拡張して設ける必要
があったが９本発明ではその必要がなく、圧電膜は必要
最小な大きさに限定できる。したがって圧電膜を曲げた
りするような加工工程が少なくなり、信頼性の高いトラ
ンスデユーサとなる。
電膜上に付着させた薄膜電極４上で電気的コンタクトを
とる構造の場合には、圧電膜を電気的コンタクト点、つ
まり、金属ケースと接する位置まで拡張して設ける必要
があったが９本発明ではその必要がなく、圧電膜は必要
最小な大きさに限定できる。したがって圧電膜を曲げた
りするような加工工程が少なくなり、信頼性の高いトラ
ンスデユーサとなる。
以上の如く９本発明による電極形成はトランスジューサ
の安定性、信頼性、寿命の改善に役立つばかりでなく、
トランスデユーサの構造に限定を少なくシ、多様な構造
、形状のトランスデユーサを容易に製造可能とするもの
である。
の安定性、信頼性、寿命の改善に役立つばかりでなく、
トランスデユーサの構造に限定を少なくシ、多様な構造
、形状のトランスデユーサを容易に製造可能とするもの
である。
なお９本発明は高分子圧電膜を振動子に用いる場合につ
いて述べたが、一般に本技術は無機圧電体を振動子とす
るトランスデユーサにも適用し得る０
いて述べたが、一般に本技術は無機圧電体を振動子とす
るトランスデユーサにも適用し得る０
第１図は、高分子圧電膜を用いた従来の超音波トランス
デユーサの基本構造の一例を示す図、第２図は、第１図
の改良であって１表面付加膜を伺加した従来の超音波ト
ランスデユーサを示す図。 第６図は５本発明にかかる超音波トランスデユーサの構
造を示す図である。 符号の説明； １、支持基板 ２．２’：背面側電極６、高分子
圧電膜 ４．４’：動作面側電極５：表面保護膜
６：金属ケース ７：プラスチックケース ８：導線 １ｌ− （Ａ） （Ｂ） 卒１図
デユーサの基本構造の一例を示す図、第２図は、第１図
の改良であって１表面付加膜を伺加した従来の超音波ト
ランスデユーサを示す図。 第６図は５本発明にかかる超音波トランスデユーサの構
造を示す図である。 符号の説明； １、支持基板 ２．２’：背面側電極６、高分子
圧電膜 ４．４’：動作面側電極５：表面保護膜
６：金属ケース ７：プラスチックケース ８：導線 １ｌ− （Ａ） （Ｂ） 卒１図
Claims (1)
- 圧電性の膜または板と、この膜または板の動作面側電極
と９表面付加膜とをこの順序に積層してなる超音波トラ
ンスデユーサにおいて、前記動作面側電極を前記表面付
加膜上にあらかじめ形成せしめ９次いでこれと前記圧電
性の膜または板とを接着せしめてなる超音波トランスデ
ユーサ構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10549481A JPS587998A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 超音波トランスデユ−サ構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10549481A JPS587998A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 超音波トランスデユ−サ構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS587998A true JPS587998A (ja) | 1983-01-17 |
| JPS6133512B2 JPS6133512B2 (ja) | 1986-08-02 |
Family
ID=14409145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10549481A Granted JPS587998A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 超音波トランスデユ−サ構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587998A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096996A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-30 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波トランスジューサの製造方法 |
| US4651310A (en) * | 1984-12-18 | 1987-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polymeric piezoelectric ultrasonic probe |
| JPS62133897A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Tokyo Keiki Co Ltd | 超音波探触子 |
| KR100369861B1 (ko) * | 2000-05-01 | 2003-01-29 | 주식회사 월텍 | 반도체 박막형 초음파 트랜스듀서 및 그 제조 방법 |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP10549481A patent/JPS587998A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096996A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-30 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波トランスジューサの製造方法 |
| JPH0478080B2 (ja) * | 1983-11-01 | 1992-12-10 | Olympus Optical Co | |
| US4651310A (en) * | 1984-12-18 | 1987-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polymeric piezoelectric ultrasonic probe |
| JPS62133897A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Tokyo Keiki Co Ltd | 超音波探触子 |
| KR100369861B1 (ko) * | 2000-05-01 | 2003-01-29 | 주식회사 월텍 | 반도체 박막형 초음파 트랜스듀서 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6133512B2 (ja) | 1986-08-02 |
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