JPH10270406A - 超音波発生装置およびその製法 - Google Patents
超音波発生装置およびその製法Info
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- JPH10270406A JPH10270406A JP9073694A JP7369497A JPH10270406A JP H10270406 A JPH10270406 A JP H10270406A JP 9073694 A JP9073694 A JP 9073694A JP 7369497 A JP7369497 A JP 7369497A JP H10270406 A JPH10270406 A JP H10270406A
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Abstract
率よく液体に伝播することができる超音波発生装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 液体に超音波振動を与えるための超音波
発生装置において、 圧電素子からなる振動子11と、
この振動子の表面に形成された電極12、13と、 上
記振動子の表面に金属を堆積させることで形成された振
動膜14と を具備したことを特徴とする。
Description
を与えるための超音波発生装置およびその製造方法に関
する。
置においては、被洗浄物としての液晶用ガラス基板や半
導体ウエハを高い清浄度で洗浄することが要求される工
程がある。このような被洗浄物を洗浄する方式として
は、洗浄液中に複数枚の被洗浄物を浸漬するデイップ方
式や被洗浄物に向けて洗浄液を噴射して一枚づつ洗浄す
る枚葉方式があり、最近では高い清浄度が得られるとと
もに、コスト的に有利な枚葉方式が採用されることが多
くなってきている。
る洗浄液に超音波振動を付与し、その振動作用によって
上記被洗浄物から微粒子を効率よく除去するようにした
洗浄方式が実用化されている。
おいて、従来は20〜50kHz程度の超音波が用いられて
いたが、最近では600 〜2000kHz程度の極超音波帯域
の音波を用いる超音波洗浄装置が開発されている。
に噴射すると、その超音波振動の作用によって被洗浄物
に付着した微粒子の結合力が低下するため、超音波振動
を付与しない場合に比べて洗浄効果を向上させることが
できる。
本体を有し、この本体に供給された洗浄液に超音波発生
装置によって超音波振動を与えるようになっている。そ
して、超音波振動が付与された洗浄液は上記本体に形成
されたノズル孔から噴出し、被洗浄物を洗浄することに
なる。
子からなる振動子と、この振動子に接合されるタンタル
やサファイヤなどからなる振動板とから構成されてい
て、上記振動子に給電することで、この振動子とともに
振動板が振動して洗浄液に超音波振動を与えるようにな
っている。
り、その1つとして振動子が洗浄液に直に接触するのを
防止している。つまり、上記洗浄液には純水、酸性の液
体あるいはアルカリ性の液体が用いられる。
ると、振動子の成分が洗浄液に溶出し、洗浄液が汚損さ
れる。すると、その洗浄液によって洗浄される被洗浄物
も汚染される虞があるから、洗浄液が振動子に接触する
のを振動板によって阻止するようにしている。
で、振動子の成分が洗浄液に溶出するということが繰り
返されると、その振動子が早期に性能低下を招いたり、
損傷するということがあるから、そのようなことも防止
するようにしている。
着剤によって上記振動板に接着固定するようにしてい
た。そのため、振動子と振動板との間に接着剤が層状に
介在することが避けられない。接着剤は有機物であるた
め、圧電素子や金属に比べて超音波振動が透過しにくい
から、その接着層によって振動子から振動板に伝達され
るエネルギに損失が生じ、振動板の振動効率が低下する
ということがあった。
音波発生装置は振動子を振動板に接着剤によって接着固
定していたので、振動子で発生した超音波振動が接着層
で減衰され、超音波振動を洗浄液に効率よく伝達できな
いということがあった。この発明は、振動子で発生する
超音波振動を効率よく液体に伝達できるようにした超音
波発生装置およびその製造方法を提供することにある。
に超音波振動を与えるための超音波発生装置において、
圧電素子からなる振動子と、この振動子の表面に形成さ
れた電極と、上記振動子の表面に金属を堆積させること
で形成された振動膜とを具備したことを特徴とする。
て、上記振動子には、一方の側面に第1の電極が形成さ
れ、他方の側面に第2の電極が形成されていて、この第
2の電極に上記振動膜が形成されていることを特徴とす
る。
て、上記振動子には、一方の側面に第1の電極が形成さ
れ、他方の側面に第2の電極を兼ねる上記振動膜が形成
されていることを特徴とする。
えるための超音波発生装置の製造方法において、圧電素
子からなる振動子の表面に電極を形成する第1の工程
と、上記振動子の表面に金属を堆積させて振動膜を形成
する第2の工程と、電極と振動膜とが形成された振動子
を分極処理する第3の工程とを具備したことを特徴とす
る。
動子の表面に金属を堆積させて振動膜としたことで、振
動子と振動膜との間に接着層が介在しないから、エネル
ギの損失が低減され、しかも振動膜は振動板に比べて十
分に薄くできるから、振動子からのエネルギの透過効率
を高めることもできる。
振動膜とを形成してからこの振動子の分極処理を行うた
め、振動子の分極状態が振動膜を形成するときの熱影響
によって損なわれることがない。
図1乃至図3を参照して説明する。図3はこの発明の超
音波発生装置1が用いられた超音波洗浄装置2を示す。
この超音波洗浄装置2は本体3を有する。この本体3に
は上方に開放した中空部3aが形成されていて、その中
空部3aには供給管4によって洗浄液が供給されるよう
になっている。中空部3aに供給された洗浄液は本体3
の下端に開口形成されたノズル孔5から図示しない被洗
浄物に向かって噴出されるようになっている。
れ、この段部3bには上記超音波発生装置1が係合載置
されている。上記本体3の中空部3aの上記段部3bよ
りも上方の部分には押え筒体6が螺合され、上記超音波
発生装置1は弾性部材7を介して上記押え筒体6の下端
面で押圧保持されている。
にPZTなどの板状の圧電素子によって上記本体3の中
空部3aの上記段部3bの部分の断面形状とほぼ同じ形
状に形成された振動子11を有する。この振動子11の
一方の側面(上面)の周辺部を除く部分には第1の電極
12が形成され、他方の側面(下面)には第2の電極1
3が形成されている。この第2の電極13は下面だけで
なく、振動子11の外周面から上面の周辺部にわたって
連続して形成されている。上記振動子11の下面の部分
の第2の電極13には振動膜14が後述するごとく設け
られている。
接続され、上記第2の電極13は上記本体3を介してア
−スされる。したがって、上記超音波発振器15から振
動子11に電圧が印加されることで、上記振動子11が
超音波振動するようになっている。
製造される。まず、同図にS1 で示すようにPZTなど
の板状の圧電素子からなる振動子11の上下面が平滑に
なるよう研磨加工される。ついで、同図にS2 で示すよ
うに上記振動子11の上面の周辺部を除く部分に第1の
電極12を形成するとともに、下面全体から上面の周辺
部に連続する第2の電極13を形成する。これら第1、
第2の電極12、13は通常、ガラスフリットを含む銀
ペ−ストを焼付けることで、5〜10μmの厚さの膜状
に形成される。
1の下面、つまり上記第2の電極13の下面全体にタン
タルやチタンなどの金属をμmオ−ダの厚さで堆積させ
て振動膜14を形成する。振動膜14を形成するには、
CVDやスパッタなどの薄膜形成手段が用いられる。
13と振動膜14とが形成されたなら、同図にS4 で示
すようにこの振動子11に高電界を印加することで、振
動子11の等方性微結晶軸の方向を特定方向に揃えて圧
電性を与える分極処理をする。それによって、上記超音
波発生装置1が製造されることになる。
1は振動膜14を下方に向けて本体3の段部3bに係合
載置され、押え筒体6によって保持固定される。上記構
成の超音波発生装置1によれば、振動子11に金属を堆
積させることで振動膜14を形成したから、振動子11
と振動膜14とは接着剤を用いずに一体化されている。
によって駆動すると、この振動子11で発生する超音波
振動は上記振動膜14に直接的に伝達される。つまり、
振動子11で発生する超音波振動はほとんど減衰される
ことなく振動膜14に伝達されるから、超音波発生装置
1の本体3内に供給される洗浄液に対してこの振動膜1
4により振動子11の超音波振動を効率よく伝播するこ
とができる。
ため、その厚さをμmオ−ダとすることができる。振動
膜14の厚さをμmオ−ダに薄くできれば、この振動膜
14と振動子11との共鳴効率を高めることができるか
ら、そのことによっても振動子11の超音波振動を洗浄
液に高効率で伝播させることができる。
を堆積させてから行うようにした。分極処理される振動
子11は、約150℃以上に加熱されると、分極状態が
損なわれることがある。
振動膜14をCVDやスパッタなどの手段で堆積させ、
その後で分極処理するようにしたことで、振動子11が
150℃以上に温度上昇しても、なんら問題が生じるこ
とがない。
形例を示す。すなわち、この超音波発生装置1Aは振動
子11の上面に第1の電極12を形成し、下面には第2
の電極13を形成せずに、その下面に金属を直に堆積さ
せて振動膜14を形成するようにした。そして、この振
動膜14を上記第1の電極12と対をなす第2の電極と
しても利用するようにした。
形態のように振動子11に第2の電極13を形成せずに
すむから、その分、製造工程の簡略化を図ることができ
るばかりか、振動膜14が振動子11に直に設けられる
ため、第2の電極13を介して設ける場合に比べて高強
度に設けることができる。
振動子の表面に金属を堆積させて振動膜としたことで、
振動子と振動膜との間に接着層が介在しないから、エネ
ルギの損失が低減され、しかも振動膜は従来の振動板に
比べて十分に薄くできるから、振動子との共鳴効率を高
めることもできる。
に直に設け、この振動膜を電極としても利用するように
したから、電極を別に形成する場合に比べて製造工程を
簡略化することができるばかりか、上記振動膜を電極を
介して振動子に取付ける場合に比べて高強度で取付ける
ことができる。つまり、振動膜が振動子から剥離しにく
くなる。
振動膜とを形成してからこの振動子の分極処理を行うた
め、振動子の分極状態が熱影響によって損なわれること
がない。
の拡大断面図。
図。
置の拡大断面図。
ため、その厚さをμmオ−ダとすることができる。振動
膜14の厚さをμmオ−ダに薄くできれば、この振動膜
14と振動子11からのエネルギの透過効率を高めるこ
とができるから、そのことによっても振動子11の超音
波振動を洗浄液に高効率で伝播させることができる。
振動子の表面に金属を堆積させて振動膜としたことで、
振動子と振動膜との間に接着層が介在しないから、エネ
ルギの損失が低減され、しかも振動膜は従来の振動板に
比べて十分に薄くできるから、振動子からのエネルギの
透過効率を高めることもできる。
Claims (4)
- 【請求項1】 液体に超音波振動を与えるための超音波
発生装置において、 圧電素子からなる振動子と、この振動子の表面に形成さ
れた電極と、 上記振動子の表面に金属を堆積させることで形成された
振動膜とを具備したことを特徴とする超音波発生装置。 - 【請求項2】 上記振動子には、一方の側面に第1の電
極が形成され、他方の側面に第2の電極が形成されてい
て、この第2の電極に上記振動膜が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の超音波発生装置。 - 【請求項3】 上記振動子には、一方の側面に第1の電
極が形成され、他方の側面に第2の電極を兼ねる上記振
動膜が形成されていることを特徴とする請求項2記載の
超音波発生装置。 - 【請求項4】 液体に超音波振動を与えるための超音波
発生装置の製造方法において、 圧電素子からなる振動子の表面に電極を形成する第1の
工程と、 上記振動子の表面に金属を堆積させて振動膜を形成する
第2の工程と、 電極と振動膜とが形成された振動子を分極処理する第3
の工程とを具備したことを特徴とする超音波発生装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9073694A JPH10270406A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 超音波発生装置およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9073694A JPH10270406A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 超音波発生装置およびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270406A true JPH10270406A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13525592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9073694A Pending JPH10270406A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 超音波発生装置およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002066267A3 (de) * | 2001-02-21 | 2002-12-27 | Sonosys Ultraschallsysteme Joh | Piezoelektrischer transducer zur ultraschallerzeugung |
| CN106179930A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 杨林 | 超声波振子单元 |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP9073694A patent/JPH10270406A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002066267A3 (de) * | 2001-02-21 | 2002-12-27 | Sonosys Ultraschallsysteme Joh | Piezoelektrischer transducer zur ultraschallerzeugung |
| CN106179930A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 杨林 | 超声波振子单元 |
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