JPH0462640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波診断装置用の探触子などに用い
る複合圧電材料の形成方法に関する。

〔発明の背景〕

本発明で対象としている複合圧電材料の構成を
第１図に示す。１０１はジルコンチタン酸鉛など
の柱状振動子であり、１０２はシリコンゴムなど
の樹脂である。

この複合圧電材料の従来の加工例は、センサ技
術、1982，Vol2.No.７，pp81〜86にあるように、
振動子ブロツクを台に接着剤で固定し、適当な厚
さでスライスし、その間隙にエポキシを充填硬化
し、先ほどとは直交する方向にスライスしその間
隙にエポキシを充填硬化させ、適当な厚みに切り
出すという方法である。しかし、充填した樹脂が
軟かい場合や、薄く切り出す場合は、加工が非常
に困難となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、量産可能な信頼性の高い複合
圧電材料の形成方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の第１の特徴は、振動子の表面から厚み
の一部を残して切断溝を形成し、その切断溝に樹
脂を充填し、該振動子を裏返して、所定厚みの柱
状振動子とするために、裏面より振動子の不要部
分をはじから順次削り取る複合圧電材料の形成方
法にある。

本発明の別の特徴は、振動子の板にある方向に
多数の切断溝を形成してこの溝に樹脂を充填し、
これにより得る振動子部分と樹脂部分が交互に形
成された板に上記の溝と交わる方向に多数の切断
溝を形成し、さらに樹脂を充填して柱状に残され
た多数の振動子部分の周囲が樹脂で充填された構
造を得る点にある。

本発明のさらに別の特徴は、板面と垂直の多数
の柱状振動子が配列され、これらの柱状振動子の
間が樹脂で充填されている板状材料を台上に仮接
着し、この板状材料の表面の所定幅の部分を所望
の深さまで徐々に削り取り、位置を順次移動して
この削り取りを繰り返すことにより前記板状材料
を所望の厚さにし、しかる後に台から剥離する複
合圧電材料の形成方法にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を示す。

まず、第２図Ａのとおり、振動子２０１をワツ
クスなどの加熱すると軟化する樹脂など２０２
で、平行度および平面度の良い台２０３に仮接着
する。次に２０１を完全に切断するのではなく、
Ｂのように、２０１の厚みのもの一部を残してマ
トリツクス状に形成しようとする複合圧電材料の
厚み以上の厚さt₁でダイシングソーを用い切断溝
２０４を形成する。次に、ポリウレタンやエポキ
シなどの樹脂２０６を２０４に充填硬化させＣ、
２０２を溶かし、Ｄのように２０１を裏返しにし
て、平行度および平面度の良い台２０７にワツク
スなど２０８で仮接着する。次に、Ｅのように形
成しようとする複合圧電材料の厚さt₂となるよう
に、厚めの刃２０９を用いもしくは円板上砥石の
外周を用い不要部分をはじから順次削り取つてい
く。こうすることで、Ｆのようになり、最後に２
０７からはぎ取れば複合圧電材料ができる。この
方法では、２０９で不要部分を少しずつ削り取つ
ていくことが１つのポイントで、こうすることで
削り取る際の応力は小さくかつ２０１の一部分に
作用するだけである。

従来の方法のように樹脂を振動子板を積層した
ブロツクから薄片を切り出して行く方法、もしく
は特開昭60−85699号に記したように第２図Ｄの
状態で素子の全面を一度に研磨する方法では軟か
い樹脂を用いた場合に振動子が破損する等の欠点
を有しているが、本実施例の方法では軟らかい樹
脂２０６を有する複合圧電材料や非常に薄い複合
圧電材料も作成することが可能である。

さらに、第２図Ｂのようにマトリツクス状に切
断溝を形成すると、素子が欠けてしまうような場
合（すなわち複合圧電材料では柱状振動子の欠落
ということになる）は、第３図のようにすれば良
い。すなわち、まず第２図Ａの状態とした後、振
動子３０１を１方向に切断溝３０２を形成する
（第３図Ａ）。なお３０３，３０４はそれぞれ２０
２，２０３に対応する。しかる後、３０２にエポ
キシなどの樹脂を充填硬化３０５させ（第３図
Ｂ）、次に直角方向に切断溝３０６を形成する
（第３図Ｃ）。さらに樹脂を充填硬化３０７させる
（第３図Ｄ）。こうすることで第２図Ｃに対応した
状態となる。この後の複合圧電材料の形成方法
は、第２図Ｄ，Ｅ，Ｆにおいて述べられた方法と
同じである。また、３０５は切削性の良いことが
望ましい。この第３図の方法を用いれば、さらに
素子の欠けを少なくすることも可能となる。ま
た、３０５と３０７として、異なる材質の樹脂を
用いることも可能である。すなわち、本発明で示
した複合圧電材料は、充填した有機物により性質
が変わる。したがつて、３０５，３０７として、
たとえば、エポキシ、ポリウレタンというよう
に、異なつた材質のものを用いることで、さらに
種々の特性を有する複合圧電材料を構成すること
が可能である。

次に第３図に示した実施例をさらに発展させた
別の実施例を示す。

まず、第４図Ａのように、振動子４０１をワツ
クスなどの加熱すると軟化する樹脂など４０２
で、平行度および平面度の良い台４０３に仮接着
する。次に、４０１を完全に切断するのではな
く、Ｂのように４０１を１方向に切断溝４０４を
形成する。このとき切断などによつて、基準とな
る線４０５を４０１に作つておく。しかる後、４
０４にエポキシなどの樹脂を充填硬化４０６させ
Ｃ、次に直角方向に切断溝４０７を形成Ｄする。
このとき切断などにより、基準となる線４０８を
４０１に作つておく。さらに、４０７に樹脂を充
填硬化４０９させＥ，Ｆのように２０１を裏返
し、平行度および平面度の良い台４１０にワツク
スなど４１１で接着する。さらに、４０５，４０
８を基準にして、４０４，４０７に到達するまで
の切断溝４１２を形成しＧ、樹脂などを充填硬化
２１３させるＨ。最後にワツクスを溶かし、４１
０からはぎとると、第１回の複合圧電材料ができ
る。

なおＧ，Ｈではマトリツクス状に切断し、樹脂
を充填したが、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのように、１方向
のみの切断溝形成、樹脂充填、次にそれと交叉す
る方向での切断溝形成、樹脂充填という方法をと
ることも可能である。

４０６の樹脂は４０７形成時の素子の欠けを防
ぐ効果を持ち、裏返しにして切断することによ
り、４０６，４０９が多少軟らかい樹脂であつて
もほとんど欠けのない多数の柱状振動子を形成で
きる。

また、本実施例の方法によれば、最大限４種類
の樹脂を充填することが可能である。複合圧電材
料は樹脂の性質によりその特性が変る。したがつ
て本発明の方法により、さらに多様性のある複合
圧電材料を実現することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の方法によれば、加工が
困難であつた複合圧電材料を簡単にかつ確実に作
ることができるため、量産化することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象とする複合圧電材料、第
２図、第３図、第４図はそれぞれ本発明の実施例
の複合圧電材料の形成方法を示す斜視図である。 ２０１，３０１，４０１…振動子、２０３，２
０７，３０４，４０３…支持台、２０４，３０
２，３０６，４０４，４０７…切断溝、２０６，
３０５，３０７，４０６，４０９，４１３…樹
脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 振動子の板にその厚みの一部を残して第１の
   面から多数の切断溝を形成する工程と、前記切断
   溝に樹脂を充填する工程と、樹脂が充填された前
   記振動子の板の第２の面の所定幅の部分を少なく
   とも前記樹脂が現れる一定の深さまで除々に削り
   取り、位置を順次ずらしてこの削り取りを繰り返
   すことにより不要部分を全面にわたり除去する工
   程を含む複合圧伝電材料の形成方法。 ２ 振動子の板に第１の方向に第１の多数の切断
   溝を形成する第１の工程と、前記第１の切断溝に
   樹脂を充填する第２の工程と、前記第１、第２の
   工程により振動子部分と樹脂部分が交互に形成さ
   れた板に前記第１の方向と交わる第２の方向に第
   ２の多数の切断溝を形成する第３の工程と、前記
   第２の切断溝に樹脂を充填して柱状に残された多
   数の振動子部分の各々の周囲が樹脂で充填された
   構造を得る第４の工程を含む複合圧電材料の形成
   方法。 ３ 前記第２の工程に用いる樹脂と前記第４の工
   程に用いる樹脂とは異なる材質であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の複合電材料
   の形成方法。 ４ 板面と垂直の多数の柱状振動子が配列され、
   これらの柱状振動子の間が樹脂で充填されている
   板状材料を台上に仮接着する工程、前記板状材料
   の表面の所定幅の部分を一定の深さまで徐々に削
   り取る工程、位置を順次移動して前記の削り取り
   を繰り返すことにより前記板状材料を所望の厚さ
   にする工程、及び所望の厚さとなつた前記板状材
   料を台から剥離する工程を含んで成る複合電材料
   の形成方法。