(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の柱状圧電体と、
前記複数の柱状圧電体の間に位置する樹脂層と、
前記複数の柱状圧電体を横切るように、前記複数の柱状圧電体の長手方向と交わる方向に伸びる少なくとも１つの内部導体と、
を有し、
前記複数の柱状圧電体は、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な面に沿って二次元的に配列されることにより複数の列をなしており、前記柱状圧電体の列は、隣接する前記柱状圧電体の列から前記樹脂層によって隔離されており、
前記内部導体は前記柱状圧電体の列に沿って伸びている、複合圧電体。
【請求項２】
前記柱状圧電体において、その長手方向に垂直な断面のサイズＳに対する前記長手方向の長さＬの比率が５以上である請求項１に記載の複合圧電体。
【請求項３】
前記柱状圧電体の長手方向に垂直な断面の形状が台形である請求項１に記載の複合圧電体。
【請求項４】
前記内部導体が前記複合圧電体の少なくとも１つの端面において露出している請求項１から３のいずれかに記載の複合圧電体。
【請求項５】
前記内部導体を複数有し、前記複数の内部導体のそれぞれが前記柱状圧電体の各列に設けられている請求項４に記載の複合圧電体。
【請求項６】
前記複数の内部導体が、前記柱状圧電体の各列に複数設けられている請求項５に記載の複合圧電体。
【請求項７】
樹脂層と、前記樹脂層上に配列された複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体を横切り、前記複数の柱状圧電体の長手方向と交わる方向に伸びるように前記樹脂層上に設けられた少なくとも１つの内部導体とを備えた単位複合シート。
【請求項８】
請求項７に記載の単位複合シートが複数枚積層され、
前記柱状圧電体が、前記樹脂層によって挟まれることによって配置関係が固定された状態にある複合シート積層体。
【請求項９】
請求項８に記載の複合シート積層体を、前記柱状圧電体の長手方向を横切るように切断することによって作製した複合圧電体。
【請求項１０】
前記柱状圧電体の周囲は樹脂で囲まれている請求項９に記載の複合圧電体。
【請求項１１】
前記樹脂は、単位複合シートの樹脂層の一部が流動し、硬化したものである請求項１０に記載の複合圧電体。
【請求項１２】
請求項１から６および９から１１のいずれかひとつに記載の複合圧電体を備えた超音波探触子。
【請求項１３】
請求項１２に記載の超音波探触子を備えた超音波検査装置。
【請求項１４】
（ａ）一方向に伸びる複数の圧電体および複数の導電体が交互に配置された複合板を樹脂層上に用意する工程と、
（ｂ）前記複合板の前記圧電体に対し、前記圧電体の長手方向と交わる方向に伸びる複数の溝を形成することによって、複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体を横切って伸びる複数の内部導体とを樹脂層上に形成する工程と、
を包含する単位複合シートの製造方法。
【請求項１５】
（ａ）一方向に伸びる複数の圧電体および複数の導電体が交互に配置された複合板を粘着シートによって基板上に仮固定する工程と、
（ｂ）前記板状圧電体の一部を除去することにより、複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体を横切り、前記複数の柱状圧電体の長手方向と交わる方向に伸びる複数の内部導体とを形成する工程と、
（ｃ）前記基板に仮固定された複数の柱状圧電体と前記複数の内部導体とを樹脂層に転写する工程と、
を包含する単位複合シートの製造方法。
【請求項１６】
前記複合板は、複数の圧電体と複数の導電体が交互に積層された積層体を積層方向と平行に切断して形成されたものである請求項１４または１５に記載の単位複合シートの製造方法。
【請求項１７】
前記複合板は、板状圧電体に複数の溝を形成し、前記溝に導電体を充填したものである請求１４または１５に記載の単位複合シートの製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）において、前記板状圧電体の複数の溝は、サンドブラスト加工によって形成する請求項１４から１７のいずれかに記載の単位複合シートの製造方法。
【請求項１９】
前記板状圧電体は焼結圧電セラミックスである請求項１４から１８のいずれかに記載の単位複合シートの製造方法。
【請求項２０】
（ａ）請求項１４から１９のいずれかに記載の製造方法によって製造された複数枚の単位複合シートを用意する工程と、
（ｂ）複数枚の前記単位複合シートを積層する工程と、
（ｃ）積層した複数枚の前記単位複合シートを一体化する工程と、
を包含する複合圧電体の製造方法。
【請求項２１】
前記樹脂層は、液状樹脂の塗布によって形成されたものである請求項２０に記載の複合圧電体の製造方法。
【請求項２２】
前記樹脂層は、半硬化樹脂シートである請求項２０に記載の複合圧電体の製造方法。
【請求項２３】
前記一体化された複数枚の単位複合シートに対して、少なくとも１つの導電体を含むように切断を行う工程を更に包含する、請求項２０から２２のいずれかに記載の複合圧電体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波探触子などに用いられる複合圧電体およびその製造法と、これを用いた超音波探触子とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複合圧電体は、圧電体と樹脂とを種々の形態で複合させた圧電材料であり、振動の周波数帯域を広くすることができるため、医療用超音波診断装置などに用いられる超音波探触子に利用することが検討されている。１−３型と呼ばれる複合圧電体は、多数の柱状圧電体が規則的または不規則に配列され、その隙間部分を樹脂が埋めた構造を有する複合体であり、高感度化および広帯域化に適していることが指摘されている。
【０００３】
体外から体内を診断するため用いられる超音波探触子では、主に３〜１０ＭＨｚ程度の超音波周波数帯域が使用される。このような帯域で超音波を送受信する１−３型の複合圧電体を作製するとき、柱状圧電体の長さをＬ、柱状圧電体の長手方向に垂直な断面のサイズをＳとした場合における比率（Ｌ／Ｓ）を５以上に設計すると、最も優れた性能が発揮されると考えられている。従って、１−３型の複合圧電体を３〜１０ＭＨｚ程度の周波数帯域の超音波探触子に適用するには、長さＬが１６０〜５００μｍ程度、断面サイズＳが３０〜１００μｍ程度以下の柱状圧電体を多数配列した構造体を形成する必要がある。
【０００４】
なお、本明細書では、比率（Ｌ／Ｓ）を「柱状圧電体のアスペクト比」と称することとする。ここで、サイズＳは、柱状圧電体の断面が円のときは、その直径であり、柱状圧電体の断面が長方形のときは、その長辺の長さである。また、柱状圧電体の断面が台形の場合は、下底の長さをサイズＳと呼ぶことにする。
【０００５】
複合圧電体の有用性は、古くから指摘されてきているが、実際の超音波診断装置用の超音波探触子として、現在まで商品化されている例は多くない。その主な理由は、（１）求められる柱状圧電体の構造が極めて微細で、複合圧電体の製造が困難である点、および、（２）製造が可能であるとしても、高い製造コストが必要となる点にある。
【０００６】
また、複合圧電体のそれぞれの柱状圧電体のサイズが小さくなってしまうため、圧電セラミックス単体に比べ、電気的インピーダンスが高くなってしまう。このため、超音波探触子と超音波診断装置とを接続する同軸ケーブルの静電容量により電圧降下が大きくなり、超音波探触子の感度が低下するという問題がある。
【０００７】
以下、従来の１−３型複合圧電体の製造方法を説明する。
【０００８】
特許１７８９４０９号公報や特許１５９０３４２号公報は、ブロック状圧電体に対して機械加工で縦横に切断溝を形成した後、切断溝にエポキシ樹脂などの有機高分子などを充填・硬化させることにより、１−３型の複合圧電体を製造する方法を開示している。この方法は、「ダイス・アンド・フィル法」と呼ばれており、切断溝は、ダイシング加工法などの機械加工法によって形成される。
【０００９】
特公平５−３３８３６号公報は、ダイス・アンド・フィル法で行われてきたダイシング加工法に代えて、レーザ加工法を用いる製造方法を開示している。この方法では、レーザ光で圧電セラミックスに溝を形成した後、溝に樹脂が充填され、硬化させられる。
【００１０】
上記従来技術を１０ＭＨｚ程度までの超音波探触子に適用する場合、その製造が極めて困難であるか、あるいは、可能であったとしても製造コストが高くなるという問題がある。
【００１１】
複合圧電体の他の製造方法として、「IEEE 199７ ULTRASONIC SYMPOSIUM, pp.877-881, 1997」（文献１）は以下の技術を開示している。
【００１２】
まず、Ｘ線を用いたディープリソグラフィにより、アスペクト比の高い空孔を有する樹脂型を形成する。この空孔にセラミックス・スラリを充填した後、エッチングなどにより樹脂を除去してからセラミックスを焼結させる。こうして、高アスペクト比の微細な柱状圧電体を多数配列した構造体を製造することができる。この構造体における柱状圧電体の隙間に有機高分子を充填すれば、１−３型の複合圧電体を製造することができる。
【００１３】
また、「IEEE1998 Microelectro Mechanics Systems Workshop, pp.223-228 ,1998」（文献２）に開示される技術は以下の通りである。
【００１４】
まず、シリコン基板に対して、ディープ・エッチングにより、アスペクト比の高い空孔を形成する。この空孔にセラミックス・スラリを充填した後、シリコン基板にセラミックスを充填したまま焼結させる。焼結後、シリコン基板をエッチングなどによって除去して、高アスペクト比の微細な柱状圧電体が多数配列された構造体を形成する。その後、柱状圧電体の隙間に有機高分子を充填すれば、１−３型の複合圧電体を製造することができる。
【００１５】
「IEEE 1998 ULTRASONICS SYMPOSIUM, pp.999-1002, 1998」（文献３）には、複合圧電体を導電体を介して積層することにより、複合圧電体の電気的インピーダンスを低減させる技術を開示している。この技術によれば、まず、一方向に伸びる圧電体と樹脂とを交互に配列したシートを複数用意し、両面に電極を設けた後、これらのシートを積層する。その後、圧電体および樹脂の伸びる方向とは垂直に積層されたシートを切断して溝を形成し、溝に樹脂を充填する。
【００１６】
あるいは、「IEEE TRANSACTION ON ULTRASNICS, FERROELECTRICS, AND FREQUENCY CONTROL, VOL.46, NO.4, pp.961-971,1999」（文献４）は、複合圧電体と板状の圧電体とを導電体を介して積層する技術を開示している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献１および２は、２０μｍ程度以下の断面サイズを有する複合圧電体の形成が可能であると記載しているが、これらの製造方法は、いずれも工程が複雑であり、型を焼失させるには複雑なプロセスと長い時間を要する。用いられる製造装置も高価である。その結果、製造コストの増加が大きな問題になる。
【００１８】
また、複合圧電体の圧電体としては、一般に圧電性能の高いチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミックス（ＰＺＴ）が用いられるが、ＰＺＴは揮発温度の低い鉛を含むセラミックスであるため、その組成制御が困難であり、充分な圧電特性を発揮させるように焼結することは困難である。
【００１９】
更に、複合圧電体を導電体を介して積層することにより、複合圧電体の電気的インピーダンスを低減させる技術は、更に製造が困難であったり、製造コストが増大してしまう。特に、文献３の技術を用いて複合圧電体を作製するためには、非常に高い厚み精度および平坦精度を有する圧電体と樹脂が必要となる。また、柱状圧電体を含む２つの複合圧電体を電極を介して接合する場合、２方向におけるアライメントが必要であり、上下の複合圧電体に含まれる柱状圧電体が正確に重なるように位置決めすることは大変困難である。
【００２０】
文献４のように、複合圧電体と板状の圧電体とを積層する場合には、位置決めが必要なくなるため、製造が容易にはなる。しかし、この場合、板状の圧電体が用いられるために、電気機械結合係数などの基本的な性能が劣ってしまう。
【００２１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、微細でアスペクト比の高い複数の柱状圧電体を有し、電気的インピーダンスの小さい複合圧電体を、性能を低下させること無く、安価に提供することにある。また、そのような複合圧電体を用いた超音波探触子および超音波検査装置を提供する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合圧電体は、複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体の間に位置する樹脂層と、前記複数の柱状圧電体を横切るように、前記複数の柱状圧電体の長手方向と交わる方向に伸びる少なくとも１つの内部導体とを有し、前記複数の柱状圧電体は、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な面に沿って二次元的に配列されることにより複数の列をなしており、前記柱状圧電体の列は、隣接する前記柱状圧電体の列から前記樹脂層によって隔離されており、前記内部導体は前記柱状圧電体の列に沿って伸びている。
【００２３】
好ましい実施形態において、前記柱状圧電体におけるその長手方向に垂直な断面のサイズＳに対する前記長手方向の長さＬの比率は５以上である。また、前記柱状圧電体の長手方向に垂直な断面の形状が台形である。
【００２４】
好ましい実施形態において、前記内部導体が前記複合圧電体の少なくとも１つの端面において露出している。
【００２６】
好ましい実施形態において、複合圧電体は、前記内部導体を複数有し、前記複数の内部導体のそれぞれが前記柱状圧電体の各列に設けられている。また、前記複数の内部導体が、前記柱状圧電体の各列に複数設けられている。
【００２７】
本発明の単位複合シートは、樹脂層と、前記樹脂層上に配列された複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体を横切り、前記複数の柱状圧電体の長手方向と交わる方向に伸びるように前記樹脂層上に設けられた少なくとも１つの内部導体とを備えている。
【００２８】
本発明の複合圧電体は、上記単位複合シートが複数枚積層され、前記柱状圧電体が、前記樹脂層によって挟まれることによって配置関係が固定された状態にある。あるいは、上記複合圧電体を、前記柱状圧電体の長手方向を横切るように切断することによって作製している。
【００２９】
好ましい実施形態において、前記柱状圧電体の周囲は樹脂で囲まれている。また、前記樹脂は、単位複合シートの樹脂層の一部が流動し、硬化したものである。
【００３０】
本発明の超音波探触子は、上記いずれかの複合圧電体を備えている。また、本発明の超音波検査装置は、そのような超音波探触子を備えている。
【００３１】
本発明の単位複合シートの製造方法は、（ａ）一方向に伸びる複数の圧電体および複数の導電体が交互に配置された複合板を樹脂層上に用意する工程と、（ｂ）前記複合板の前記圧電体に対し、前記圧電体の長手方向と交わる方向に伸びる複数の溝を形成することによって、複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体を横切って伸びる複数の内部導体とを樹脂層上に形成する工程とを包含する。
【００３２】
また、本発明の単位複合シートの製造方法は、（ａ）一方向に伸びる複数の圧電体および複数の導電体が交互に配置された複合板を粘着シートによって基板上に仮固定する工程と、（ｂ）前記板状圧電体の一部を除去することにより、複数の柱状圧電体と、前記複数の柱状圧電体を横切り、前記複数の柱状圧電体の長手方向と交わる方向に伸びる複数の内部導体とを形成する工程と、（ｃ）前記基板に仮固定された複数の柱状圧電体と前記複数の内部導体とを樹脂層に転写する工程とを包含する。
【００３３】
好ましい実施形態において、前記複合板は、複数の圧電体と複数の導電体が交互に積層された積層体を積層方向と平行に切断して形成されたものである。あるいは、前記複合板は、板状圧電体に複数の溝を形成し、前記溝に導電体を充填したものである。
【００３４】
好ましい実施形態において、前記工程（ｂ）の前記板状圧電体の複数の溝は、サンドブラスト加工によって形成する。また、前記板状圧電体は焼結圧電セラミックスである。
【００３５】
本発明の複合圧電体の製造方法は、上記いずれかに記載の製造方法によって製造された複数枚の単位複合シートを用意する工程と、（ｂ）複数枚の前記単位複合シートを積層する工程と、（ｃ）積層した複数枚の前記単位複合シートを一体化する工程とを包含する。
【００３６】
好ましい実施形態において、前記樹脂層は、液状樹脂の塗布によって形成されたものである。また、前記樹脂層は、半硬化樹脂シートである。また、前記一体化された複数枚の単位複合シートに対して、少なくとも１つの導電体を含むように切断を行う工程を更に包含する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明による複合圧電体の実施の形態を説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１から図７を参照しながら本実施形態の製造方法を説明する。
【００３９】
まず、図１（ａ）に示すように、圧電体１と導電体２が交互に積層された積層体３を形成する。図１（ａ）に示す座標系において、各圧電体１の外形は、例えば、Ｘ方向サイズ：０．５ｍｍ（５００μｍ）、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：２０ｍｍである。また、各導電体２の外形は、Ｘ方向サイズ：０．０１ｍｍ（１０μｍ）以下、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：２０ｍｍである。これら、圧電体１および導電体２を複数積層することによって、Ｘ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：２０ｍｍを有する積層体３が形成される。圧電体１および導電体２や積層体３のサイズはこれらの値に限定されるものではなく、用途に応じて適宜好ましい寸法を選ぶことができる。
【００４０】
圧電体１を構成する材料としては、圧電性の高い材料が好ましい。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどのセラミックスや、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸ジルコン酸鉛などからなる単結晶を用いることができる。導電体２としては、導電性の高い材料であればよく、金、銀、白金、ニッケルなどの金属やカーボンなどからコストおよび用途に応じて要求される導電性を考慮して選択する。
【００４１】
上記外形を備えた圧電体１および導電体２を適当な接着剤を介して接合し積層体としてもよいし、上記材料からなるセラミックス・グリーンシートと導電性ペーストを積層して焼結することにより、積層体３を形成してもよい。
【００４２】
続いて図１（ｂ）に示すように、積層体３を積層方向（Ｘ方向）と平行な面（ＸＹ平面）で切断し複数の複合板４を得る。本実施形態では、ダイシング加工機を用いて、積層体３を０．１ｍｍのピッチで切断し、その後、研磨により複合板４の厚みを０．０５ｍｍ（５０μｍ）にした。積層体３からこのようにして２００枚の複合板４が得られる。積層体３の切断には、ダイシング加工機以外に、ワイヤーソー、レーザー超音波などを用いた種々の加工機を用いることができる。また、切断のピッチや複合板４の厚みも用途に応じて他の値を選択してもよい。
【００４３】
次に、図２に示すように、樹脂層５および剥離フィルム６を含む樹脂接着シート２０を用意し、樹脂層５を複合板４の一面に貼り付ける。樹脂層５の外形は、例えば、Ｘ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：０．０２５ｍｍ（２５μｍ）である。樹脂接着シート２０の貼付は、例えば、以下のように行われる。まず、片面に剥離フィルム６のついたエポキシ系半硬化樹脂５を複合板４と重ね合わせ、これをピストン状の冶具により２００枚積層する。次に、例えば、冶具に約１ＭＰａの圧力をかけて、冶具に保持された積層物を０．１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態において１２０℃で５分間加熱する。その後、大気圧に戻して、冶具による加圧を解除して１８０℃で積層物を過熱し、エポキシ系半硬化樹脂を硬化させる。その後、室温まで冷却した後、剥離フィルム６を除去し、樹脂層５が形成された複合板４を得る。
【００４４】
本実施形態では、樹脂接着シート２０を用いて複合板４に樹脂層５を形成したが、複合板４の一面に均一な厚さの樹脂層をスピンコート法、スクリーン印刷法などによって形成してもよい。
【００４５】
続いて、図３および４を参照して、複合板４から、複数の柱状圧電体と、柱状圧電体を横切ってその長手方向と交わる方向に伸びる複数の内部導体とを形成する方法を説明する。
【００４６】
図３に示すように、複合板４の樹脂層５が形成されていない面に加工用マスク７を形成する。加工用マスク７は、複合板４の導電体２の上部を完全に覆うパターン７ａと、圧電体１から複数の柱状圧電体を形成するためのパターン７ｂとを含んでいる。パターン７ｂの幅は、それぞれ０．０５ｍｍ（５０μｍ）であり、パターン７ｂの間隔も０．０５ｍｍである。パターン７ｂの幅と間隔は同じである必要はない。
【００４７】
加工用マスク７は、感光性の樹脂シートを複合板４に貼り付けた後、フォトマスクを用いて樹脂シートを露光し、現像することによって形成される。フォトマスクには、上記のパターン７ａおよび７ｂを規定する遮光パターンが形成されており、現像・露光は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて行うことができる。フォトマスクのパターンを変更することにより、加工用マスク７のパターンの形状およびサイズを任意に設定することができる。
【００４８】
次に複合板４の加工用マスク７が形成された面に対して、サンドブラスト加工を行う。サンドブラスト加工は、細かい粒子（アルミナやダイアモンドなどの研磨粒子）を圧縮空気（あるいは水などの流体）とともに噴射し、被加工対象を衝撃により破壊しながら加工する処理である。
【００４９】
サンドブラスト加工によれば、樹脂などの柔らかい物質は破壊せずに、セラミックスなどの硬い材料を選択的に脆性破壊することができる。従って、樹脂製の加工用マスク７を用いてサンドブラスト加工を行うことにより、圧電体１の表面のうち、パターン７ｂで覆われていない領域（図３において斜線で示している）だけを選択的に削り取り、その部分にパターン７ｂで挟まれた溝を形成することができる。サンドブラスト加工が進行するに伴い、圧電体１の露出表面に形成される溝は深くなり、やがて圧電体１の背面側に配置されている樹脂層５に達する。しかし、樹脂層５も、加工用マスク７と同様にサンドブラスト加工によっては破壊されないため、圧電体１に形成した溝が樹脂層５に到達しても、樹脂層５はほとんど加工されない。また、導電体２が形成されている部分はパターン７ａによって覆われているため、まったく導電体２が削り取られることはない。
【００５０】
このようにして、図４（ａ）に示すように、パターン７ａおよび７ｂを含む加工用マスク７に覆われた部分が残された複合板４を得る。溝はパターン７ｂの間に形成されるが、パターン７ａによって分断されている。そして、図４（ｂ）に示すように、加工用マスク７を剥離することによって、複数の柱状圧電体９と、柱状圧電体９のそれぞれを横切って、柱状圧電体９の長手方向と交わる方向に伸び、かつ、隣接する柱状圧電体９を連結する複数の内部導体８とが樹脂層５上に形成された単位複合シート１０を得る。なお、図４（ｂ）では、８本の柱状圧電体９および３本の内部導体８が示されているだけであるが、実際には、柱状圧電体９が２５０本形成され、内部導体８が４０本形成される。また、図４（ｂ）では、内部導体８が柱状圧電体９を完全に分断するよう横切っているが、各柱状圧電体９の少なくとも一部を内部導体８が横切っていれば、柱状圧電体９に内部から電気的に信号を送受信することが可能である。好ましくは、内部導体８は、柱状圧電体９のＺ方向の厚みの約８０％を横切っている。したがって本願明細書において「横切る」とは、柱状圧電体９を完全に分断するよう内部導体８が交わっている場合および柱状圧電体９の一部分を切断するように内部導体８が交わっている場合の両方を含むものとを意味している。
【００５１】
上記のサンドブラスト加工によれば、複合板４の広い面を一括的に高速かつ精密に加工することができるが、サンドブラスト加工は、加工用マスク７の開口部の幅に対する深さの比率（アスペクト比）が大きい場合には不適当な加工方法である。しかし、本実施形態では、サンドブラスト加工によって形成される溝の深さ方向は、形成すべき柱状圧電体９の長手方向に平行ではなく、垂直である。このため、加工によって形成する溝の深さをＤ、溝の幅をＷとした場合、本実施形態における比率Ｄ／Ｗは、１程度である。この比率Ｄ／Ｗは、溝のアスペクト比を規定しており、圧電体の材質にもよるが、１〜２程度の範囲に設定することが好ましい。そして、特に微細な加工が必要な場合は、比率Ｄ／Ｗを１以下に設定することが望ましい。
【００５２】
本実施形態では、上述のように、柱状圧電体９の長手方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向から圧電体の加工を行うため、「柱状圧電体のアスペクト比」が５を超える大きさを持っていても、溝のアスペクト比は小さくすることができる。このため、従来は不可能とされていたようなアスペクト比を持つ柱状圧電体を容易に形成することが可能になる。
【００５３】
柱状圧電体９の長手方向に垂直な断面を図５に示す。図５からわかるように、本実施形態で得られる柱状圧電体９の断面は、柱状圧電体９の中心軸に関する１８０°の回転に対し、非対称になっており、具体的には、略台形である。柱状圧電体９の上面９ａにおける幅は、４０〜４５μｍ程度であり、下面９ｂにおける幅は５５〜６０μｍ程度である。このように側面にテーパが形成される理由は、サンドブラスト加工によってサイドエッチが生じるからである。
【００５４】
前述したように、サンドブラスト工法によって深い孔を形成することは困難であるため、図６に示すように、矢印Ａの方向から圧電体を加工して柱状圧電体９を作製しようとすると、アスペクト比が５以上の柱状圧電体を形成することは極めて困難である。しかも、柱状圧電体９のそれぞれを横切り、かつ、隣接する柱状圧電体９を連結するように設けられた内部導体８が存在するため、内部導体８を切削除去しないで圧電体を削り進め、更に圧電体を柱状に形成することは不可能である。しかしながら、本実施形態の製造法によれば、図４の矢印Ｂの方向から圧電体を加工するため、加工深さは浅く、サンドブラスト加工の高速性や一括加工可能性という利点を生かすことができる。また、隣接する柱状圧電体９を連結するように設けられた内部導体８を残したまま、圧電体から柱状圧電体９を形成できる。
【００５５】
なお、板状圧電体１を細線状または柱状に加工できる工法であれば、サンドブラスト加工に限定されず、ダイシング加工、超音波加工、レーザ加工など任意の加工法を用いてもよい。
【００５６】
上記方法によって、単位複合シート１０を２００枚用意する。上記サイズの複合シートを２００枚加工するのに要する時間は約２時間以下と非常に短い。このため、単位複合シートの製造時間を短くして、コストを低減することができる。
【００５７】
次に、複数の単位複合シート１０を積層し、一体化する。図７に示すように、単位複合シート１０を構成する樹脂層５とは別の樹脂層５’を間に介在させながら単位複合シート１０を積層する。図７では、簡単化のために、６枚の単位複合シート１０が示されているが、実際には、２００枚の単位複合シート１０が積層される。最上部にはＸ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：０．０５ｍｍのエポキシ系半硬化樹脂シートが１枚配置される。
【００５８】
２００枚の単位複合シート１０を積層する際には、内部導体８の位置がＸ方向において同じ位置になるように位置合わせをすればよい。つまり、Ｘ方向に位置ずれが生じなければ、Ｙ方向への多少の位置ずれは問題とならない。したがって、位置合わせのための高価な設備を必要とせず、また、位置合わせに要する時間も短くてすむ。これにより、コストの低減をはかることができる。
【００５９】
こうして形成した積層物を１２０℃、０．１Ｔｏｒｒ以下で、０．１ＭＰａの圧力を印加しながら１０分間放置した後、大気圧に戻し、圧力を印加することなく、１８０℃で１時間加熱する。こうして樹脂層５および５’を硬化し、積層物を一体化させることにより、複合シート積層体である複合圧電体１１を得ることができる。得られた複合圧電体１１は、Ｘ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：２０ｍｍの立方体形状を有している。複合圧電体１１の中には、図においてX方向に沿って伸びる４００００本の柱状圧電体９およびY方向に伸びる８０００本の内部導体８が形成されている。
【００６０】
複合圧電体１１において、柱状圧電体９は、はその長手方向（X方向）に垂直な面（Ｙ−Ｚ平面）において、行（Y方向）および列（Z方向）をなすマトリクス状に配置されており、柱状圧電体９の各列は樹脂層５および５’によって隔絶されている。図５を参照して説明したように各柱状圧電体９の長手方向（X方向）に垂直な断面（Y-Z平面）は台形形状をしている。
【００６１】
柱状圧電体９の各列において、内部導体８は、柱状圧電体９のそれぞれを横切り、かつ、行方向に配列している柱状圧電体９を連結するよう柱状圧電体９の行方向に伸びている。内部導体８が横切ることによって分断された柱状圧電体９のそれぞれは、内部導体８と接触し、電気的に接続されている。このため、内部導体８は各列にある複数の柱状圧電体９を電気的に接続することとなる。また、複合圧電体１１の２つの端面１１ａおよび１１ｂにおいて、各内部導体８の端部が露出している。したがって、柱状圧電体９のそれぞれは、内部導体８を介して外部回路と完全にかつ容易に接続され得る。
【００６２】
単位複合シート１０は、その厚さ方向（Ｚ方向）に積層されており、Ｙ−Ｚ平面に沿って２次元的に配列された複数の柱状圧電体９のうち、Ｙ方向に並んだ各列は相互に樹脂層によって隔離されている。このような層構造を有しているため、樹脂層で隔離された柱状圧電体間では干渉がおきにくい。
【００６３】
一方、本実施形態の各単位複合シート１０において、柱状圧電体９間は樹脂では充填されておらず、空間が形成されている。複合圧電体１１が完成した後、この空間に、樹脂などを注入してもよいし、空間として残すことによって柱状圧電体９間を空気で満たしてもよい。空気で空間が満たされている場合、柱状圧電体９からの音響漏れが少なくなるという利点がある。
【００６４】
また、細線状の柱状圧電体や内部導体を直接ハンドリングしたり、配列させたりする必要がなく、柱状圧電体をマトリクス状に配置するために精密な位置合わせを必要としないので、従来の製造方法に比べて、短時間に歩留まり良く、安価な製造設備を用いて製造することができる。
【００６５】
（第２の実施形態）
以下、本発明による複合圧電体の第２の実施形態を説明する。
【００６６】
まず、第１の実施形態と同様にして、図８に示すように、一方向に伸びる圧電体１と導電体２が交互に積層された複合板４を２００枚用意する。そして、複合板４をガラスなどの基板１３上に粘着シート１４を用いて仮固定する。粘着シート１４として、本実施形態では熱剥離シートを用いる。この粘着シート１４は、熱剥離シートに限定されず、複合板４を保持し、切断加工に際しては複合板４が粘着シート１４から剥離することなく、加工後に何らかの作用によって剥離させることが可能なものであれば良い。例えば、ＵＶ光照射による剥離シートなども粘着シート１４として用いることができる。
【００６７】
次に、複合板４を加工することにより、図９に示すように、複数の柱状圧電体９と、複数の柱状圧電体９のそれぞれをおおよそ直行する方向に横切って伸びており、かつ、柱状圧電体９を連結する複数の内部導体８とを粘着シート１４を介してガラス板１３上に保持する。具体的には、図２から図４を参照しながら説明した方法と同様の方法により、加工マスクを形成した後、サンドブラスト加工を行う。
【００６８】
次に、図１０（ａ）に示すように、基板１３に仮固定された柱状圧電体９およびそれらを連結する内部導体８をシート状の樹脂層５と対向させる。樹脂層５としては、厚さ０．０５０ｍｍ程度のエポキシ系半硬化樹脂シートを好適に用いることができる。
【００６９】
そして、樹脂層５を柱状圧電体９および内部導体８と接触させた状態で、樹脂層５および基板１３に対して、例えば約０．１ＭＰａの圧力を印加し、１２０℃で１０分間加熱する。この加圧・加熱処理により、樹脂層５と柱状圧電体９および内部導体８とが接着するとともに、粘着シート１４の熱剥離効果が生じるため、図１０（ｂ）に示すように、柱状圧電体９および内部導体８は粘着シート１４から剥離し、樹脂層５に転写される。
【００７０】
本実施形態では、樹脂層５としてエポキシ系半硬化樹脂シートを用いているが、樹脂層５は、同様の効果が発揮されるものであれば、他の接着シートであってもよい。また、液状の樹脂などを印刷法などによって柱状圧電体９および内部導体８に塗布し、樹脂の層を形成した後、これを硬化させてから剥離してもよい。
【００７１】
この結果、４０本の内部導体８により連結された２００本の柱状圧電体９が、上記の転写工程により、基板１４上における配置を高い精度で維持したま粘着シート５の上に移動する。こうして、単位複合シートが作製される。
【００７２】
この単位複合シートを２００枚用意して、図１１に示すように積層した後、最上部にＸ方向サイズが２０ｍｍ、Ｙ方向サイズが２０ｍｍ、Ｚ方向サイズが０．０５０ｍｍの樹脂層５’を配置する。そして、次に、例えば、１２０℃、０．１Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気中において、０．１ＭＰａの圧力を印加しながら、１０分間保持する。この後、雰囲気を大気に戻して、圧力を解除した後、１８０℃で１時間保持する。こうして、樹脂層２を硬化させ、積層物を一体化することにより、複合圧電体１２を形成する。
【００７３】
本実施形態において、転写に用いた樹脂層５は、熱剥離シートからの転写の際には１２０℃以下の熱履歴しか経ていないため、その転写後も接着力が持続しており、積層物を一体化するとき、新たな接着シートを介在させる必要がない。このため、積層物を一体化する工程に要する時間が第1の実施形態の場合に比べて短縮され、低コスト化を更に達成することができる。
【００７４】
なお、一体化した複合圧電体１２は、Ｘ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：２０ｍｍの立方体形状を有しており、この複合圧電体の中では８０００本の内部導体８と４００００本の柱状圧電体９とが樹脂層５によってそれぞれ平行に保持されている。
【００７５】
（第３の実施形態）
本実施形態では、第１および第２の実施形態で得られた複合圧電体１１および１２を図１２に示すように、内部導体８と平行にダイシング加工機により切断し、柱状圧電体９の列方向に配列した一層の内部導体８を含む複合圧電体１１’を製造する方法を説明する。
【００７６】
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、０．５ｍｍのピッチでＸ方向に配列している内部導体８の列の間を０．１ｍｍの切りしろで切断し、Ｘ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：０．４ｍｍのサイズを有し、一層の内部導体８を含む複合圧電体１１’を得る。この切断した両面に電極を形成し、内部導体８と両面の電極との間に電圧を印加して分極処理を行うことにより、柱状圧電体９に圧電特性を発現させる。
【００７７】
本実施形態の複合圧電体１１’において、各柱状圧電体の長手方向に垂直な断面のサイズＳに対する前記長手方向の長さＬの比率（アスペクト比）は、８（０．４ｍｍ／０．０５ｍｍ）であり、１−３型複合圧電体において最も性能が良くなるとされる５以上であるという条件を満たしている。
【００７８】
また、各柱状圧電体９には、その長手方向のおおよそ真中の位置に内部導体８が設けられている。このため、内部導体８に駆動信号を加える場合には、もとの複合圧電体に比べて、厚みが半分の複合圧電体が二つ並列に接続されたことと等価となり、複合圧電体の容量は４倍になる。その結果、内部導体８を設けない場合に比べて、電気的インピーダンスは約１／４となり、アスペクト比が大きく、電気的インピーダンスが小さい複合圧電体を実現することができる。
【００７９】
本実施形態では一層の内部導体を有する複合圧電体を製造したが、切断位置を変えることによって、任意の数の内部電極を有する複合圧電体を形成することが可能である。また、切断方法として、ダイシング工法以外に、ワイヤーソーやレーザなどの他の加工機器を用いて切断してもよい。
【００８０】
（第４の実施形態）
以下、本発明による複合圧電体の第４の実施形態を説明する。
【００８１】
第１および第２の実施形態の複合圧電体１１および１２では、例えば図７に示すように、各単位複合シート上に配列された柱状圧電体９の間に空隙部分が存在し、その空隙部分は空気によって満たされた状態にある。空気も誘電体であるため、複合圧電体として機能させるためには、この空隙部分を他の誘電体材料で埋める必要性は無い。しかしながら、空隙部分を硬化可能な誘電体材料で埋め込み、硬化させれば、複合誘電体の機械的強度を高めることができ、また、複合圧電体１１および１２振動モードを適切に調節することができるので好ましい。
【００８２】
このために、本実施形態では、柱状圧電体９が樹脂層５の間に配置されるようにして複数枚の複合シートを積層し、一体化する際、積層物に印加する圧力を高くする。具体的には、１２０℃、０．１Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中において、約１ＭＰａの圧力を積層物に印加し、１０分間放置した後、大気圧に戻し、圧力をかけたまま１８０℃、１時間加熱する。このように比較的高い圧力を印加しながら、接着および一体化を行うと、積層に際して単位複合シート間に挿入したエポキシ系半硬化樹脂シートや未硬化の樹脂層が流動して柱状圧電体９の隙間を埋める。その結果、図１３に示すように隙間のすべてが樹脂５’’で充填された複合圧電体１１’’が得られる。
【００８３】
本実施形態では、上述のようにして空隙部分に樹脂を充填することにより、複合圧電体としての機械的強度を高めることができる。また、切断などの工程での破損が生じにくくなり、歩留まりが向上する。その結果、製造コストを低減できる。また、本実施形態では、電極形成に無電解めっきを用いることができるため、大量の複合圧電体に対して一括的に電極を形成することができ、低コスト化を実現できる。
【００８４】
（第５の実施形態）
以下、本発明による複合圧電体の第５の実施形態を説明する。
【００８５】
本実施形態では、単位複合シートに用いられる複合板を、板状圧電体に溝を形成し、導電体を充填することによって作製する。
【００８６】
図１４（ａ）に示すように、Ｘ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｙ方向サイズ：２０ｍｍ、Ｚ方向サイズ：０．０５ｍｍの板状圧電体１７をガラスなどの基板１３上に貼り付けた熱剥離シート１６を介して固定し、板状圧電体１７に対し、０．５ｍｍピッチでＹ方向に伸びる溝１５（幅：約０．０３ｍｍ）を形成する。そして、図１４（ｂ）に示すように、形成した溝１５に導電体２を充填する。
【００８７】
本実施形態では、板状圧電体１７として、セラミックス・グリーンシートを燒結させて形成した圧電セラミックスを用いた。セラミックス・グリーンシートは、セラミックス粉と樹脂から構成された焼結前のシートであり、ドクターブレード法などの方法で作製され、薄層あるいは層構造の圧電体（積層基板など）を形成する場合に好適に用いられる。セラミックス・グリーンシートから板状圧電体を作製する方法は、切断・研磨などの工程が不要であるため、低コスト化の観点で有利である。その他、押し出し成形法など、薄いセラミックスを低コストで製造しうる工法であれば、ドクターブレード法以外の方法より製造された圧電セラミックスを用いてもかまわない。
【００８８】
また、導電体を充填する溝１５の形成方法として、本実施形態ではダイシング加工機を用いる。具体的には、０．０２５ｍｍの幅のブレードを用いて、板状圧電体１４を完全に切断する。これにより、深さ０．０５ｍｍ、幅０．０３ｍｍの溝１５が形成できる。溝１５は、比較的広い間隔形成でされるものであり、本実施の形態では０．５ｍｍピッチで、４０本形成される。このため、ダイシング加工のような一本ずつ溝を形成する加工方法であっても短時間ですみ、加工に要するコストは低い。
【００８９】
ダイシング加工の場合には、研削プログラムを変更するだけで、導体を充填する溝の間隔等が容易に調節できる。このため、用途に応じた導電体のパターンを形成し、複合圧電体の電気的インピーダンスなどを調整し得る。
【００９０】
また、溝１５の形成方法として、ダイシング加工以外の方法、たとえば、サンドブラスト工法、レーザ工法、エッチング工法など、製造数量や製造コスト、求められる寸法精度などに応じて他の加工方法を選択してもよい。
【００９１】
導体として、本実施形態では、銀粒子が樹脂に分散した銀ペーストを用いる。溝１５を形成した板状圧電体１７に真空脱泡した銀ペーストをゴム製のスキージにより刷り込み、８０℃にて１時間放置し、硬化させる。これにより、刷り込んだ銀ペーストは溝１５にのみ充填され、定着される。
【００９２】
導電体としては、銀ペーストに限らず、金、白金、ニッケルなど導電性を有する材料を含むペーストを用いることができる。これらの金属の中から、要求されるコストおよび導電率を考慮して最適な材料を選べばよい。
【００９３】
本実施形態では、樹脂製の熱剥離シート１６を基板１３と板状圧電体１７との仮固定に用いたるため、高温処理が必要なガラスペーストを用いることは適当ではない。しかし、基板２と板状圧電体１７との仮固定の方法に、より耐熱性のあるもの、例えば、多孔質セラミックスに真空吸着させるなどの方法を用いることによって、ガラスを含むペーストを用いることができる。ガラスを含むペーストは、おおよそ５００℃程度に熱処理する必要があるが、圧電セラミックスとの密着力は強い。したがって、導電体の形成にガラスを含むペーストを用いれば、より信頼性の高い複合板を作製することができる。
【００９４】
ダイシング加工機により形成した溝１５に、銀ペーストを充填・硬化させ、複合板を１２０℃で１０分間加熱することにより、熱剥離シート１６を複合板４’から剥離させる。引き続き第１の実施形態で説明したように、柱状圧電体パターンを形成するために、複合板４’に対してサンドブラスト加工を行う。第２の実施形態にしたがって、複合圧電体を作製する場合には、熱剥離シート１３を複合板４’から剥離しないで、そのまま、複合板４’に対してサンドブラスト加工を行えばよい。なお、溝１５内に形成された導電体が十分に樹脂成分を含む場合には、複合板４’に対してサンドブラスト加工を行う際、導電体を覆うマスクパターンは形成しなくてもよい。導電体が樹脂成分を含むために、導電体の硬度が低下して、脆性破壊を起こしにくくなるからである。
【００９５】
本実施形態では、溝１５は、板状圧電体１７を完全に切断していたが、板状圧電体１７の厚さ方向の途中まで溝を形成し、導電体を充填しても良い。この場合、板状圧電体１７の厚みの約８０％に達する溝１５を設け、導電体でその溝を充填することにより、板状圧電体１７を完全に切断した場合とほぼ同等の性能を得ることができる。この場合には、溝１５を形成しても板状圧電体１７がバラバラになることはないので、板状圧電体１７を熱剥離シートなどに仮固定する必要がなくなる。したがって、上述したガラスを含む金属ペーストを用いて溝１５を充填することができ、より信頼性の高い複合板を作製することができる。
【００９６】
このように、本発明によれば、ドクターブレード工法などにより形成した安価なセラミック薄板を用い、これに溝を設けて、溝に導電体を充填することによって、切断・研磨等の工程を用いて大型のブロックから複合板を形成する場合に比べて、低コストで、複合板を作製することができる。また、導電体を充填する溝の間隔を変更することが容易であるため、多種類の複合圧電体を低コストにて製造することが可能となる。
【００９７】
（第６の実施形態）
以上の各実施の形態では、単位複合シートにおける柱状圧電体の形状を全て直線とし、柱状圧電体を平行に配列している。しかし、単位複合シートにおける圧電体の形状は、直線に限定されず、また、平行配列にも限定されない。例えば、図１５および１６に示すように、多様の形態の柱状圧電体を形成しても良い。図１５は、柱状圧電体２０の両端において、隣接する柱状圧電体との間隔が異なっており、平行に配置されていない例を示している。図１６は、柱状圧電体２１がまっすぐに伸びておらず、屈曲している例を示している。図１５および１６において内部導体は示されていないが、実際には、柱状圧電体２０および２１のそれぞれを横切るようＹ方向に伸びる内部導体が複数設けられている。
【００９８】
柱状圧電体の長手方向に垂直な断面は、直線の辺から構成された多角形である必要はなく、一部が曲線から構成された形状を有していても良い。加工用マスクを取り除いた後、例えば、サンドブラスト加工または他の加工を付加的に短時間行うことにより、柱状圧電体の露出表面をなだらかな曲面形状に変化させることが可能である。柱状圧電体の側面が曲面形状を有すると、隣接する圧電体同士の間で振動モードの干渉が起こりにくくなるので好ましい。
【００９９】
（第７の実施形態）
以下、本発明による超音波探触子の実施形態を説明する。
【０１００】
本実施形態では、まず、第４の実施形態における複合圧電体を第3の実施形態で説明したように、一層の内部導体を含むように切断して、図１７に示すような複合圧電体２００を得る。複合圧電体２００は、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍであり、厚さ方向の中心０．２ｍｍの位置に内部導体を含んでいる。この厚さ方向の上面および下面に、無電解めっきによるニッケルおよび金からなる電極２０５ａおよび２０５ｃを形成する。また、各内部導体の端面を接続する電極２０５ｂも形成し、複合圧電体２００の端面に付着した不要な導電体をサンドペーパにより剥離して、電極２０５ａ、２０５ｂおよび２０５ｃ間をそれぞれ電気的に分離した。
【０１０１】
次に、分極処理を行う。具体的には、上面の電極２０５ａおよび下面の電極２０５ｃを接地し、内部導体に接続された電極２０５ｂに＋４００Ｖの電圧を印加し、この状態を温度１８０℃で１時間保持する。こうして得られた複合圧電体は、約６８％の電気機械結合係数を備えている。
【０１０２】
図１７に示すように、上面の電極２０５ａ上に音響整合層２０１を設け、下面の電極２０５ｃにはバッキング材２０３設ける。音響整合層２０１は、樹脂にセラミックス・フィラーを混入させ、一体化したものであり、バッキング材２０３は、鉄粉を分散させたゴムである。上面の電極２０５ａおよび下面の電極２０５ｃを接地し、内部導体に接続された電極２０５ｂを駆動電極として送受信回路２０６と接続する。送受信回路２０６との接続には、ポリイミド樹脂上に金からなる配線パターンが設けられたフラットパネル用ケーブルを用い、金の配線パターンに沿ってダイシング加工により、音響整合層２０１および複合圧電体２００を完全に切断する。バッキング材２０３は切断せずに残しておく。切断した溝には、シリコンゴムを充填する。
【０１０３】
このとき、切り溝の幅は０．０３ｍｍであり、各素子の幅は０．２ｍｍとなる。
【０１０４】
各素子の電気インピーダンスを測定したところ、内部導体を設けない超音波探触子の複合圧電体に比べて、約１／４の値が得られた。これは、複合圧電体の厚み方向の中心付近に内部導体を設けることによって、もとの複合圧電体に比べて、厚みが半分の複合圧電体が並列に接続されたことと等価となり、複合圧電体の容量が４倍になるからである。
【０１０５】
図１７に示す超音波探触子２０４を送受信回路２０６によって駆動させ、送受信効率を確認したところ、内部導体を設けない複合圧電体を含む超音波探触子と比較して、約６ｄＢ程度の感度向上が確認できた。
【０１０６】
（第８の実施形態）
本実施形態では、実施形態１１の超音波探触子２０４を図１８に示すように超音波診断装置本体１１７に接続する。超音波診断装置本体１１７は、図１８に示すように、超音波信号を超音波探触子に放射させるための電圧信号を送り出す送信部１１８と、超音波探触子から出力される電圧信号を受け取る受信部１１９と、超音波信号の送受信に関する種々の制御を行うシステムコントロール部１２０と、得られた超音波信号に基づいて画像を形成する画像構成部１２１と、画像構成部１２１から出力された画像信号に基づいて画像を表示する画像表示部１２２を備えている。超音波診断装置本体１１７の各部には、公知の構成を採用することができる。
【０１０７】
図１８の超音波診断装置を用いて人体の画像化を行えば、広帯域化・高感度化された超音波探触子の有利な効果により、深部までの画像を鮮明に高い分解能で観察することが可能となり、高精度な診断が可能となる。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明の複合圧電体によれば、複数の柱状圧電体を横切る内部導体が設けられているため，各柱状圧電体は、内部導体を挟んだ２つの柱状圧電体の積層構造を備える。このため、内部導体と外部回路とを接続することによって、電気インピーダンスを低減し、超音波の送受信感度を向上することができる。
【０１０９】
また、複合圧電体は、柱状圧電体と内部導体とが樹脂層上に配置された単位複合シートを積層し、一体化することにより作製される。樹脂層により、柱状圧電体および内部導体の配置関係は固定されているため、積層および一体化する際にこれらの配置が変わる恐れはない。言い換えれば、破損しやすい細線状の柱状圧電体や内部導体をハンドリングする必要がなく、また、多数の柱状圧電体および内部導体を配置させる必要がない。しかも、たとえば、そのような柱状圧電体と内部導体とが樹脂層上に配置された単位複合シートはサンドブラスト加工によって、安価にかつ短い時間で作製することが可能である。したがって、簡便な方法により、低コストで複合圧電体を製造することができる。
【０１１０】
また、内部導体を含む複合圧電体を個別に作製するのではなく、複数層の内部導体を含む複合圧電体のブロックとして製造することができるので、ブロック状の複合圧電体を所定の位置で切断することによって、短時間でかつ低いコストで複数の複合圧電体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の複合圧電体の第１の実施形態において、複合板を準備する工程の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の複合板に樹脂シートを貼付した状態を示す斜視図である。
【図３】図２に複合板にマスクパターンを形成した状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、マスクパターンを用いて図３の複合板を加工し、単位複合シートを形成する工程の一例を示す斜視図である。
【図５】図４の単位複合シートの断面図である。
【図６】柱状圧電体を得るための加工方向を示す斜視図である。
【図７】複合圧電体の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の複合圧電体の第２の実施形態において、複合板を準備する工程の一例を示す斜視図である。
【図９】図８の複合板にマスクパターンを形成した状態を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、柱状圧電体および内部導体を樹脂層に転写する工程の一例を示す斜視図である。
【図１１】複合圧電体の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、複合圧電体の第３の実施形態の製造工程の一例を示す斜視図である。
【図１３】複合圧電体の第４の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の複合圧電体の第５の実施形態において、複合板を準備する工程の一例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の複合圧電体の第６の実施形態において、単位複合シートの柱状圧電体の形状および配置の一例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の複合圧電体の第６の実施形態において、単位複合シートの柱状圧電体の形状および配置の他の一例を示す斜視図である。
【図１７】本発明の超音波探触子およびその駆動回路を示す模式的断面図である。
【図１８】本発明の超音波検査装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  圧電体
２  導電体
３  積層体
４、４’複合板
５、５’、５’’  樹脂層
６  剥離フィルム
７  加工用マスク
８  内部導体
９、２１  柱状圧電体
１０  単位複合シート
１１、  １１’、１１’’、１２、２００  複合圧電体
１３  基板
１４  粘着シート
２０  樹脂接着シート
２０４  超音波探触子
１１７  超音波検査装置本体
２０６  送受信回路
【図１】
0004021190.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004021190.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004021190.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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