JP2831334B2 - Ultrasonic vibration device and ultrasonic cleaning device using the same - Google Patents
Ultrasonic vibration device and ultrasonic cleaning device using the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は被洗浄物を洗浄す
る洗浄液に超音波振動を付与するための超音波振動装置
およびそれが用いられた超音波洗浄装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic vibration device for applying ultrasonic vibration to a cleaning liquid for cleaning an object to be cleaned and an ultrasonic cleaning device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば、液晶製造装置や半導体製造装
置の製造工程には、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
複数枚の被洗浄基板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。2. Description of the Related Art For example, a manufacturing process of a liquid crystal manufacturing apparatus or a semiconductor manufacturing apparatus includes a step of cleaning a glass substrate for liquid crystal or a semiconductor wafer as an object to be cleaned with high cleanliness. As a method of cleaning such an object to be cleaned, there are a dip method in which a plurality of substrates to be cleaned are immersed in a cleaning liquid, and a single-wafer method in which a cleaning liquid is sprayed toward an object to be cleaned to wash one by one. In recent years, a single-wafer method which is advantageous in terms of cost while being able to obtain high cleanliness has been increasingly used.
【０００３】枚葉方式の１つとして被洗浄物に噴射され
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。[0003] As one of the single-wafer methods, a cleaning method has been put to practical use in which ultrasonic vibration is applied to a cleaning liquid sprayed on a cleaning object to thereby efficiently remove fine particles from the cleaning object by vibrating action. ing.
【０００４】洗浄液に超音波振動を付与する洗浄方式に
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。In a cleaning method for applying ultrasonic vibration to a cleaning liquid, an ultrasonic wave of about 20 to 50 kHz has been conventionally used, but recently, an ultrasonic cleaning apparatus using a sound wave in an ultra-ultrasonic band of about 600 to 2000 kHz. Is being developed.
【０００５】超音波振動が付与された洗浄液を被洗浄物
に噴射すると、その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、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。When the cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is sprayed onto the object to be cleaned, the effect of the vibration reduces the bonding force of the fine particles adhered to the object to be cleaned, so that the cleaning effect is improved as compared with the case where no vibration is applied. Can be improved.
【０００６】一般に、従来の上記超音波洗浄装置は、図
６に示すように細長い装置本体１を有する。この装置本
体１には空間部２が本体１の厚さ方向に貫通し、かつ長
手方向に沿って形成されている。上記空間部２は上端側
から下端側にゆくにつれて狭幅となるテ−パ状に形成さ
れていて、下端は装置本体１の下面に開口したノズル口
３となっている。Generally, the conventional ultrasonic cleaning apparatus has an elongated apparatus main body 1 as shown in FIG. A space 2 is formed in the apparatus main body 1 so as to penetrate in the thickness direction of the main body 1 and to extend along the longitudinal direction. The space portion 2 is formed in a tapered shape that becomes narrower in width from the upper end to the lower end, and the lower end is a nozzle port 3 opened on the lower surface of the apparatus main body 1.
【０００７】上記空間部２の上端開口はシ−ル材４を介
してタンタルなどの金属板からなる振動板５で閉塞され
ている。この振動板５の上面には上記空間部２の上端開
口と対応する部位に沿って細長い矩形状の複数の振動子
６（１つのみ図示）が所定間隔で取着されている。この
振動子６は図示しない超音波発振器によって駆動される
ようになっている。それによって、振動子６は超音波振
動するから、その超音波振動によって上記振動板５も振
動する。つまり、上記振動板５、振動子６および超音波
発振器で超音波振動装置を構成している。The upper end opening of the space 2 is closed by a diaphragm 5 made of a metal plate such as tantalum via a seal material 4. A plurality of elongated rectangular vibrators 6 (only one is shown) are attached to the upper surface of the diaphragm 5 at predetermined intervals along a portion corresponding to the upper end opening of the space 2. The vibrator 6 is driven by an ultrasonic oscillator (not shown). Accordingly, the vibrator 6 vibrates ultrasonically, and the vibrating plate 5 also vibrates due to the ultrasonic vibration. That is, the vibration plate 5, the vibrator 6, and the ultrasonic oscillator constitute an ultrasonic vibration device.
【０００８】上記装置本体１の上記空間部２の両側には
それぞれ長手方向に沿って供給路８が貫通して形成され
ている。一対の供給路８にはその両端にそれぞれ図示し
ない洗浄液の供給管が接続され、それら供給管によって
洗浄液が供給されるようになっている。On both sides of the space portion 2 of the apparatus main body 1, supply paths 8 are formed penetrating along the longitudinal direction. A pair of supply passages 8 for cleaning liquid (not shown) are connected to both ends of the pair of supply paths 8, and the cleaning liquid is supplied by the supply pipes.
【０００９】さらに、上記装置本体１には一端を上記供
給路８に連通させ、他端を空間部２に連通させた複数の
噴出路９が上記装置本体１の長手方向に沿って所定間隔
で形成されている。つまり、上記噴出路９の他端は上記
振動板５に対向して開口している。上記噴出路９は上記
供給路８に比べ内径寸法が十分に小さく設定されてい
る。Further, a plurality of ejection paths 9 having one end communicating with the supply path 8 and the other end communicating with the space 2 are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the apparatus main body 1. Is formed. That is, the other end of the ejection path 9 is open to face the diaphragm 5. The ejection path 9 has a sufficiently smaller inner diameter than the supply path 8.
【００１０】上記供給路８に供給された洗浄液は複数の
噴出路９へほぼ均等に分流し、他端開口から上記振動板
５の下面に向かって噴出し、この振動板５で超音波振動
が付与される。超音波振動が付与された洗浄液は上記空
間部２のノズル口３から図示しない被洗浄物に向かって
噴出する。それによって、上記被洗浄物を超音波振動が
付与された洗浄液で洗浄することができる。The cleaning liquid supplied to the supply path 8 is almost equally diverted to the plurality of ejection paths 9 and is ejected from the opening at the other end toward the lower surface of the vibration plate 5. Granted. The cleaning liquid to which the ultrasonic vibration has been applied is jetted from the nozzle port 3 of the space 2 toward the object to be cleaned (not shown). Thereby, the object to be cleaned can be cleaned with the cleaning liquid to which the ultrasonic vibration is applied.
【００１１】ところで、従来の超音波振動装置の振動子
６は、図７に示すようにセラミックを薄い板状に形成し
た圧電材料６ａを有する。この圧電材料６ａの一対の板
面には、それぞれＡｇやＡｕなどの金属膜からなる電極
膜６ｂが設けられ、高電圧で分極後、一方の電極膜６ｂ
は上記振動板５に接着剤１０によって接着固定されてい
る。The vibrator 6 of the conventional ultrasonic vibration device has a piezoelectric material 6a in which ceramic is formed in a thin plate shape as shown in FIG. An electrode film 6b made of a metal film such as Ag or Au is provided on a pair of plate surfaces of the piezoelectric material 6a, and after polarization at a high voltage, one electrode film 6b is formed.
Is bonded and fixed to the vibration plate 5 with an adhesive 10.
【００１２】そして、上記振動子６の上面に設けられた
電極膜６ｂと振動板５間に超音波発振器を接続し、この
超音波発振器を駆動することで上記圧電材料６ａを超音
波振動させるようにしていた。An ultrasonic oscillator is connected between the electrode film 6b provided on the upper surface of the vibrator 6 and the vibrating plate 5, and the piezoelectric material 6a is ultrasonically vibrated by driving the ultrasonic oscillator. I was
【００１３】上記電極膜６ｂとしては導電性の高い、Ａ
ｕ（金）やＡｇ（銀）などの材料が用いられている。し
かしながら、これらの金属材料は柔らかであるため、振
動板５に接着された状態で振動応力などが加わると、圧
電材料６ａから剥離し易い。つまり、振動子６が振動板
５から剥離し易いということがあった。したがって、こ
のような超音波振動装置が用いられた超音波洗浄装置は
上記振動子６が振動板５から剥離するという故障が発生
し易いということがあった。As the electrode film 6b, A
Materials such as u (gold) and Ag (silver) are used. However, since these metal materials are soft, when a vibration stress or the like is applied in a state of being bonded to the diaphragm 5, the metal materials are easily separated from the piezoelectric material 6a. That is, the vibrator 6 may be easily separated from the diaphragm 5. Therefore, in the ultrasonic cleaning device using such an ultrasonic vibration device, a failure that the vibrator 6 is separated from the vibration plate 5 is likely to occur.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の超
音波振動装置は振動子の圧電材料に設けられた電極膜が
振動板に接着固定されているため、上記振動子に振動応
力などが加わると、上記電極膜が圧電材料から剥離し易
いということがあった。この発明の目的は、振動子が振
動板から剥離しにくいようにした超音波振動装置および
それを用いた超音波洗浄装置を提供することにある。As described above, in the conventional ultrasonic vibrating apparatus, since the electrode film provided on the piezoelectric material of the vibrator is bonded and fixed to the vibrating plate, the vibrating stress or the like is applied to the vibrator. When added, the electrode film may be easily peeled from the piezoelectric material. An object of the present invention is to provide an ultrasonic vibrator in which a vibrator is hardly peeled off from a diaphragm and an ultrasonic cleaning device using the same.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、振動
板に振動子が取着されこの振動子を超音波発振器で駆動
する超音波振動装置において、上記振動子は、板状に形
成された圧電材料を有し、この圧電材料の一方の面には
電極膜が設けられ、他方の面は少なくとも一部が電極膜
を介さずに上記振動板に直接的に接着固定されてなるこ
とを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic vibration device in which a vibrator is attached to a vibrating plate, and the vibrator is driven by an ultrasonic oscillator. One surface of the piezoelectric material is provided with an electrode film, and at least a part of the other surface is directly adhered and fixed to the diaphragm without passing through the electrode film. It is characterized by.
【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記圧電材料の他方の面は電極膜が除去され、その
除去された面が上記振動板に直接的に接着固定されてな
ることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the electrode film is removed from the other surface of the piezoelectric material, and the removed surface is directly bonded and fixed to the diaphragm. It is characterized by.
【００１７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記振動板の表面の上記振動子を取付ける部分の少
なくとも一部には電極膜が設けられていることを特徴と
する。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an electrode film is provided on at least a part of a portion of the surface of the diaphragm where the vibrator is mounted.
【００１８】請求項４の発明は、被洗浄物を洗浄する洗
浄液に超音波振動を付与するための超音波振動装置が設
けられた超音波洗浄装置において、上記超音波振動装置
は請求項１に記載された構成であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic cleaning apparatus provided with an ultrasonic vibration apparatus for applying ultrasonic vibration to a cleaning liquid for cleaning an object to be cleaned. It is the feature described.
【００１９】請求項１の発明によれば、振動板に対して
振動子の他方の面の少なくとも一部を電極膜を介さずに
直接的に接着固定したことで、この振動子の圧電材料が
振動板に対して強固に固定される。According to the first aspect of the present invention, at least a part of the other surface of the vibrator is directly adhered and fixed to the vibrating plate without the interposition of the electrode film, so that the piezoelectric material of the vibrator can be formed. It is firmly fixed to the diaphragm.
【００２０】請求項２の発明によれば、振動子の圧電材
料の他方は電極膜を除去し、その除去された面を振動板
に直接的に接着固定したことで、その接着強度が強固と
なる。According to the second aspect of the present invention, the other of the piezoelectric material of the vibrator has the electrode film removed, and the removed surface is directly bonded and fixed to the diaphragm, so that the bonding strength is strong. Become.
【００２１】請求項３の発明によれば、振動板の振動子
が取付けられる部分の少なくとも一部に電極膜を部分的
に設けたことで、上記振動子他方の一部が上記振動板に
直接的に接着固定されるため、その接着強度が強固とな
る。請求項４の発明によれば、請求項１に記載された超
音波振動装置を洗浄装置に用いたことで、振動子が剥離
するという故障が発生しにくくなる。According to the third aspect of the invention, the electrode film is partially provided on at least a part of the portion of the diaphragm to which the vibrator is attached, so that the other part of the vibrator is directly connected to the diaphragm. The adhesive strength is strengthened because the adhesive strength is fixed. According to the fourth aspect of the present invention, the use of the ultrasonic vibration device according to the first aspect of the present invention as a cleaning device makes it less likely that a failure in which the vibrator peels off will occur.
【００２２】[0022]
【発明の実施形態】以下、この発明の一実施形態を図１
乃至図３を参照して説明する。図２に示すこの発明の超
音波洗浄装置は装置本体１１を有する。この装置本体１
１は上面が開放した凹部１２が長手方向に沿って形成さ
れた上部材１３と、この上部材１３の下面に第１のシ−
ル材１４を介して液密に接合固定された下部材１５とに
よって細長い角柱状に形成されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described with reference to FIGS. The ultrasonic cleaning apparatus of the present invention shown in FIG. This device body 1
Reference numeral 1 denotes an upper member 13 in which a concave portion 12 having an open upper surface is formed along the longitudinal direction, and a first seal on the lower surface of the upper member 13.
And a lower member 15 which is joined and fixed in a liquid-tight manner via a metal member 14 to form an elongated prism.
【００２３】上記上部材１３の下部壁には長手方向に沿
って嵌合孔１６が穿設され、上記下部材１５の上面の幅
方向中央部分には上記嵌合孔１６に嵌合する凸部１７が
形成されている。A fitting hole 16 is formed in the lower wall of the upper member 13 along the longitudinal direction, and a convex portion that fits into the fitting hole 16 is formed at the center of the upper surface of the lower member 15 in the width direction. 17 are formed.
【００２４】上記下部材１５の凸部１７が形成された幅
方向中央部分には、一端を上面に開口させ、他端を下面
に開口させた空間部１８が長手方向に沿って形成されて
いる。この空間部１８の断面形状は、一端（上端）から
他端（下端）にゆくにつれて幅寸法が小さくなるテ−パ
状をなしていて、その下端開口は狭幅なノズル口１９と
なっている。A space 18 having one end opened on the upper surface and the other end opened on the lower surface is formed along the longitudinal direction at the central portion in the width direction of the lower member 15 where the convex portion 17 is formed. . The cross-sectional shape of the space 18 is tapered such that the width decreases from one end (upper end) to the other end (lower end), and the lower end opening is a narrow nozzle opening 19. .
【００２５】上記空間部１８の開口した上端は矩形状の
タンタルなどの薄い導電性の金属板からなる振動板２１
によって液密に閉塞されている。つまり、この振動板２
１は、その下面周辺部が所定の厚さを有する枠状の第２
のシ−ル材２２を介して上記上部材１３の凹部１２の内
底面に接合されている。The open end of the space 18 has a diaphragm 21 made of a thin conductive metal plate such as rectangular tantalum.
Fluid tight. That is, this diaphragm 2
1 is a frame-shaped second portion having a predetermined thickness at a peripheral portion of a lower surface thereof.
The upper member 13 is joined to the inner bottom surface of the concave portion 12 through the seal member 22.
【００２６】上記振動板２１の上面には同じく枠状の押
え板２３が接合され、上記上部材１３にボルト３３によ
って固定されている。それによって、上記空間部１８の
上端開口は気密に閉塞されている。A frame-like holding plate 23 is joined to the upper surface of the vibration plate 21 and is fixed to the upper member 13 by bolts 33. Thereby, the upper end opening of the space 18 is airtightly closed.
【００２７】図３に示すように、上記振動板２１の上面
の幅方向中央部分、つまり上記空間部１８と対応する部
位には複数の振動子２４が隣り合う側面を所定の間隔で
離間させ、後述するように接着剤２０によって接着固定
されている。As shown in FIG. 3, a plurality of vibrators 24 are spaced at predetermined intervals at a central portion in the width direction of the upper surface of the vibration plate 21, that is, at a portion corresponding to the space portion 18. It is bonded and fixed by an adhesive 20 as described later.
【００２８】上記振動子２４は、図１（ａ）に示すよう
にＰＺＴなどのセラミックを長方形や正方形などの薄い
矩形板状、この実施形態では長方形に形成した圧電材料
２４ａを有し、この圧電材料２４ａの上下一対の板面の
うちの一方にはＡｕやＡｇなどの金属材料からなる薄膜
状の電極膜２４ｂが全面にわたって設けられ、分極処理
されている。As shown in FIG. 1A, the vibrator 24 has a piezoelectric material 24a in which ceramic such as PZT is formed in a thin rectangular plate shape such as a rectangle or a square, in this embodiment, a rectangle. On one of the upper and lower plate surfaces of the material 24a, a thin-film electrode film 24b made of a metal material such as Au or Ag is provided over the entire surface, and is subjected to polarization processing.
【００２９】分極処理された上記圧電材料２４ａの他方
の板面には、その一部分に電極膜２４ｃが設けられてい
る。つまり、電極膜２４ｃは初めは全面い設けられ、つ
いで一部分が除去されてる。この実施形態では、図１
（ｂ）は圧電材料２４ａの電極膜２４ｃが設けられた面
を示し、上記電極膜２４ｃはたとえば格子状に設けられ
ている。An electrode film 24c is provided on a part of the other plate surface of the polarized piezoelectric material 24a. That is, the electrode film 24c is initially provided on the entire surface, and then a part is removed. In this embodiment, FIG.
(B) shows a surface of the piezoelectric material 24a on which the electrode film 24c is provided, and the electrode film 24c is provided, for example, in a lattice shape.
【００３０】それによって、圧電材料２４ａの他方の板
面には電極膜２４ｃが除去された部分からその電極膜２
４ａが露出している。そして、このように構成された振
動子２４はその他方の面が上記振動板２１の上面に上記
接着剤２０によって接着固定されている。As a result, on the other plate surface of the piezoelectric material 24a, the electrode film 2c is removed from the portion where the electrode film 24c is removed.
4a is exposed. The vibrator 24 configured as described above has the other surface bonded and fixed to the upper surface of the vibration plate 21 with the adhesive 20.
【００３１】つまり、振動子２４は、圧電材料２４ａの
他方の面の電極膜２４ｃと、電極膜２４ｃが設けられて
いない部分とが接着剤２０によって接着固定され、電極
膜２４ｃが設けられていない部分は上記振動板２１に接
着剤２０によって直接的に固定されることになる。That is, in the vibrator 24, the electrode film 24c on the other surface of the piezoelectric material 24a and a portion where the electrode film 24c is not provided are bonded and fixed by the adhesive 20, and the electrode film 24c is not provided. The portion is directly fixed to the diaphragm 21 by the adhesive 20.
【００３２】上記振動板２１の上方には給電板２５が上
記押え板２３に保持部材２６を介して取り付けられてい
る。この給電板２５には上記振動子２４の上面側の電極
２４ｂと弾性的に接触した接触子２７が設けられてい
る。A power supply plate 25 is mounted above the vibrating plate 21 on the holding plate 23 via a holding member 26. The power supply plate 25 is provided with a contact 27 that is in elastic contact with the electrode 24b on the upper surface side of the vibrator 24.
【００３３】図２に示すように上記給電板２５にはコイ
ル２８が設けられ、このコイル２８から上記給電板２
５、接触子２７を介して上記振動子２４の一方の電極膜
２４ｂに図示しない超音波発振器の一端が接続され、他
端は接着剤２０によって振動板２１に接着固定された他
方の電極２４ｂ側に接続されている。As shown in FIG. 2, a coil 28 is provided on the power supply plate 25, and the coil 28
5. One end of an ultrasonic oscillator (not shown) is connected to one electrode film 24b of the vibrator 24 via a contact 27, and the other end is connected to the other electrode 24b, which is adhered and fixed to the vibration plate 21 by an adhesive 20. It is connected to the.
【００３４】したがって、超音波発振器を作動すること
により、上記振動子２４が超音波振動し、その超音波振
動に上記振動板２１が連動するようになっている。上記
装置本体１１の下部材１５には、上記空間部１８の幅方
向両側に位置する一対の供給路３１が長手方向に貫通し
て形成されている。この供給路３１の両端には図示しな
い供給源が同じく図示しないチュ−ブを介して接続さ
れ、純水や薬液などの洗浄液を供給するようになってい
る。Therefore, when the ultrasonic oscillator is operated, the vibrator 24 ultrasonically vibrates, and the vibrating plate 21 is linked to the ultrasonic vibration. In the lower member 15 of the apparatus main body 11, a pair of supply paths 31 located on both sides in the width direction of the space 18 are formed so as to penetrate in the longitudinal direction. A supply source (not shown) is connected to both ends of the supply path 31 via a tube (not shown) to supply a cleaning liquid such as pure water or a chemical solution.
【００３５】一対の供給路３１にはそれぞれ複数の噴出
路３２が一端を連通させて設けられている。つまり、噴
出路３２は上記装置本体１１の上部材１３と下部材１５
との接合する部分に形成されていて、他端を上記上部材
１３の凹部１２の内底面の上記振動板２１によって覆わ
れた部分、つまり上記空間部１８の上端側に連通するよ
う開口させている。Each of the pair of supply paths 31 is provided with a plurality of ejection paths 32 each having one end communicating with one another. That is, the ejection path 32 is provided between the upper member 13 and the lower member 15 of the apparatus main body 11.
And the other end is opened so as to communicate with a portion covered by the diaphragm 21 on the inner bottom surface of the concave portion 12 of the upper member 13, that is, the upper end side of the space portion 18. I have.
【００３６】上記噴出路３２は上記空間部１８の幅方向
一側と他側において、装置本体１１の長手方向に沿って
所定間隔で複数形成されている。上記空間部１８の幅方
向一側と他側における噴出路３２の上記凹部１２の内底
面に開口させた他端は、図３に示すように装置本体１１
の長手方向において千鳥状に位置をずらしている。これ
は対向するように設けてもよい。A plurality of the ejection paths 32 are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the apparatus main body 11 on one side and the other side in the width direction of the space 18. As shown in FIG. 3, the other ends of the ejection passages 32 opened on the inner bottom surface of the recess 12 on one side and the other side in the width direction of the space portion 18 are connected to the apparatus main body 11.
Are staggered in the longitudinal direction. This may be provided to face.
【００３７】つぎに、上記構成の超音波洗浄装置の作用
について説明する。一対の供給路３１に洗浄液を供給す
るとともに、振動子２４に接続した超音波発振器を作動
して振動板２１を超音波振動させる。上記供給路３１に
供給された洗浄液は複数の噴出路３２へ分流し、その噴
出路３２の他端開口から振動板２１に向かって噴出す
る。Next, the operation of the ultrasonic cleaning apparatus having the above configuration will be described. The cleaning liquid is supplied to the pair of supply paths 31, and the ultrasonic oscillator connected to the vibrator 24 is operated to ultrasonically vibrate the diaphragm 21. The cleaning liquid supplied to the supply path 31 is divided into a plurality of ejection paths 32 and is ejected toward the diaphragm 21 from the other end opening of the ejection path 32.
【００３８】各噴出路３２から噴出された洗浄液が超音
波振動する振動板２１の下面に衝突すると、その洗浄液
に超音波振動が伝播される。超音波振動が伝播された洗
浄液、つまり超音波振動する洗浄液は図２に矢印で示す
ように空間部１８を流れてその下端のノズル口１９から
噴出する。したがって、このノズル口１９の下方に被洗
浄物を対向配置すれば、その被洗浄物を超音波振動が付
与された洗浄液によって洗浄することができる。When the cleaning liquid ejected from each ejection path 32 collides with the lower surface of the vibrating plate 21 which ultrasonically vibrates, the ultrasonic vibration is propagated to the cleaning liquid. The cleaning liquid to which the ultrasonic vibration has propagated, that is, the cleaning liquid which is ultrasonically vibrated, flows through the space 18 as shown by the arrow in FIG. Therefore, when the object to be cleaned is disposed below the nozzle port 19, the object to be cleaned can be cleaned with the cleaning liquid to which the ultrasonic vibration is applied.
【００３９】ところで、上記振動板２１に設けられた複
数の振動子２４は、その圧電材料２４ａの一方の面には
電極膜２４ｂが全面にわたって設けられているが、接着
剤２０によって振動板２１に接着固定される他方の面に
は電極膜２４ｃが部分的に設けられている。The plurality of vibrators 24 provided on the vibration plate 21 have an electrode film 24b provided on one surface of the piezoelectric material 24a over the entire surface. An electrode film 24c is partially provided on the other surface to be bonded and fixed.
【００４０】そのため、振動子２４の圧電材料２４ａ
は、その電極膜２４ｃだけでなく、電極膜２４ｃが設け
られていない部分も振動板２１に対して接着剤２０によ
り接着固定されているから、上記振動子２４に振動応力
が加わっても、その面に設けられた電極２４ｃとともに
剥離することがほとんどない。Therefore, the piezoelectric material 24a of the vibrator 24
Since not only the electrode film 24c but also a portion where the electrode film 24c is not provided is bonded and fixed to the vibration plate 21 with the adhesive 20, even if a vibration stress is applied to the vibrator 24, It hardly peels off together with the electrode 24c provided on the surface.
【００４１】つまり、圧電材料２４ａに設けられる電極
膜２４ｂ、２４ｃはＡｕやＡｇなどの柔らかい金属から
なるとともに、電極膜が設けられる圧電材料２４ａの材
質がセラミックであるため、その電極膜を高強度に付着
させることが難しい。そのため、振動板２１に接着され
る面の全体に電極膜２４ｃを設けると、振動子２４に振
動応力が加わることで、電極膜２４ｃが圧電材料２４ａ
から剥離し易い。That is, the electrode films 24b and 24c provided on the piezoelectric material 24a are made of a soft metal such as Au or Ag, and the material of the piezoelectric material 24a on which the electrode film is provided is ceramic. Difficult to adhere to. Therefore, when the electrode film 24c is provided on the entire surface adhered to the vibration plate 21, vibration stress is applied to the vibrator 24, and the electrode film 24c is
Easy to peel off.
【００４２】しかしながら、上述したごとく、圧電材料
２４ａの振動板２１に接着固定される面には電極膜２４
ｃを部分的に設けたから、上記圧電材料２４ａは地肌の
一部が接着剤２０によって振動板２１に直接的に固定さ
れる。それによって、振動子２４は振動板２１に高強度
で接着固定されることになるから、振動子２４に振動応
力が加わっても、容易に剥離することがない。However, as described above, the surface of the piezoelectric material 24a which is adhered and fixed to the diaphragm 21 has the electrode film 24a.
Since c is partially provided, a part of the background of the piezoelectric material 24 a is directly fixed to the diaphragm 21 by the adhesive 20. As a result, the vibrator 24 is bonded and fixed to the vibration plate 21 with high strength. Therefore, even if a vibration stress is applied to the vibrator 24, the vibrator 24 is not easily separated.
【００４３】この発明は上記一実施形態に限定されず、
種々変形可能である。たとえば、振動子２４の圧電材料
２４ａの振動板２１に接着固定される面には部分的に電
極膜２４ｃを設けたが、図４に示すように電極膜２４ｃ
を設けず、その板面を接着剤２０によって振動板２１に
直接、接着固定するようにしてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible. For example, although the electrode film 24c is partially provided on the surface of the vibrator 24 which is adhered and fixed to the vibration plate 21 of the piezoelectric material 24a, as shown in FIG.
May not be provided, and the plate surface may be directly bonded and fixed to the vibration plate 21 with the adhesive 20.
【００４４】また、図５に示すように振動板２１の表面
の振動子２４が取着される部分の少なくとも一部分に電
極膜２４ｃを設け、この電極膜２４ｃの表面と上記振動
板２１の表面の一部に、上記圧電材料２４ａの表面を直
接的に接着固定するようにしてもよい。As shown in FIG. 5, an electrode film 24c is provided on at least a part of a portion of the surface of the vibration plate 21 to which the vibrator 24 is attached, and the surface of the electrode film 24c and the surface of the vibration plate 21 are provided. Alternatively, the surface of the piezoelectric material 24a may be directly adhered and fixed.
【００４５】また、電極膜２４ｃを圧電材料２４ａまた
は振動板２１の表面に部分的に形成する場合、スパッタ
リングし、ついでエッチング処理することで容易に形成
することができる。また、振動子２４の分極は接着前に
行なっているが、接着剤２０が高電圧に耐えることがで
きれば、接着後に行なうようにしてもよい。When the electrode film 24c is partially formed on the surface of the piezoelectric material 24a or the vibration plate 21, the electrode film 24c can be easily formed by sputtering and then etching. The polarization of the vibrator 24 is performed before bonding, but may be performed after bonding if the adhesive 20 can withstand a high voltage.
【００４６】[0046]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、振動子の圧電
材料の一方の面には電極膜を全体にわたって設け、他方
の面は上記圧電材料の少なくとも一部を電極膜を介さず
に上記振動板に直接的に接着固定するようにした。According to the first aspect of the present invention, one surface of the piezoelectric material of the vibrator is provided with an electrode film over the entire surface, and the other surface is provided with at least a part of the piezoelectric material without interposing the electrode film. It was directly bonded and fixed to the diaphragm.
【００４７】そのため、圧電材料の少なくとも一部が振
動板に直接的に接着固定されることで、全体が電極膜を
介して接着固定される場合に比べ、その接着強度を高め
ることができるから、振動子に応力が加わっても、振動
板から容易に剥離することがない。Therefore, since at least a part of the piezoelectric material is directly bonded and fixed to the diaphragm, the bonding strength can be increased as compared with the case where the whole is bonded and fixed via the electrode film. Even if stress is applied to the vibrator, it does not easily peel off from the diaphragm.
【００４８】請求項２の発明によれば、振動子の圧電材
料の他方の面の電極膜を除去し、その除去した面を振動
板に直接的に接着するようにした。そのため、圧電材料
と振動板との直接的に接着される面が増大するから、接
着強度を十分に高めることができる。According to the second aspect of the present invention, the electrode film on the other surface of the piezoelectric material of the vibrator is removed, and the removed surface is directly bonded to the diaphragm. Therefore, the surface to which the piezoelectric material and the diaphragm are directly bonded increases, so that the bonding strength can be sufficiently increased.
【００４９】また、請求項３の発明によれば、振動板の
振動子が取付けられる部分に電極膜を部分的に設けるよ
うにした。そのため、圧電材料の他方の面と振動板との
一部分が電極膜を介さずに直接的に接着固定されるた
め、その接着強度を強固にすることができる。According to the third aspect of the present invention, the electrode film is partially provided on a portion of the diaphragm to which the vibrator is attached. Therefore, the other surface of the piezoelectric material and a part of the vibration plate are directly adhered and fixed without the interposition of the electrode film, so that the adhesive strength can be increased.
【００５０】請求項４の発明によれば、請求項１に記載
された超音波振動装置を洗浄装置に用いるようにした。
そのため、振動子が剥離するという故障が発生しにくい
超音波洗浄装置を提供することができる。According to a fourth aspect of the present invention, the ultrasonic vibration device according to the first aspect is used for a cleaning device.
For this reason, it is possible to provide an ultrasonic cleaning apparatus in which a failure in which the vibrator is separated hardly occurs.
【図１】（ａ）この発明の一実施形態を示す振動子の拡
大断面図、（ｂ）は同じく振動子の圧電材料に電極膜が
部分的に設けられた状態を示す平面図。FIG. 1A is an enlarged sectional view of a vibrator showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view showing a state in which an electrode film is partially provided on a piezoelectric material of the vibrator.
【図２】同じく超音波洗浄装置の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the ultrasonic cleaning apparatus.
【図３】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う横断面図。FIG. 3 is a transverse sectional view taken along the line AA of FIG. 2;
【図４】この発明の他の実施形態を示す振動子の取付け
状態の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a mounted state of a vibrator according to another embodiment of the present invention.
【図５】この発明の他の実施形態を示す振動子の取付け
状態の拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a mounted state of a vibrator according to another embodiment of the present invention.
【図６】従来の超音波洗浄装置の縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional ultrasonic cleaning device.
【図７】同じく振動板と振動子との接着状態の拡大断面
図。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the bonding state between the diaphragm and the vibrator.
１１…装置本体 ２１…振動板 ２４…振動子 ２４ａ…圧電材料 ２４ｂ…電極膜 ２４ｃ…電極膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Device main body 21 ... Vibration plate 24 ... Vibrator 24a ... Piezoelectric material 24b ... Electrode film 24c ... Electrode film
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/304 341 B08B 3/12Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/304 341 B08B 3/12
Claims (4)
超音波発振器で駆動する超音波振動装置において、 上記振動子は、板状に形成された圧電材料を有し、この
圧電材料の一方の面には電極膜が設けられ、他方の面は
少なくとも一部が電極膜を介さずに上記振動板に直接的
に接着固定されてなることを特徴とする超音波振動装
置。1. An ultrasonic vibration device in which a vibrator is attached to a vibration plate and the vibrator is driven by an ultrasonic oscillator, wherein the vibrator has a plate-shaped piezoelectric material, and the piezoelectric material An ultrasonic vibration device characterized in that an electrode film is provided on one surface of the device, and at least a part of the other surface is directly adhered and fixed to the diaphragm without interposing the electrode film.
され、その除去された面が上記振動板に直接的に接着固
定されてなることを特徴とする請求項１記載の超音波振
動装置。2. The ultrasonic vibration according to claim 1, wherein the electrode film is removed from the other surface of the piezoelectric material, and the removed surface is directly adhered and fixed to the diaphragm. apparatus.
る部分の少なくとも一部には電極膜が設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載の超音波振動装置。3. The ultrasonic vibration device according to claim 1, wherein an electrode film is provided on at least a part of a portion of the surface of the vibration plate where the vibrator is mounted.
を付与するための超音波振動装置が設けられた超音波洗
浄装置において、 上記超音波振動装置は請求項１に記載された構成である
ことを特徴とする超音波洗浄装置。4. An ultrasonic cleaning device provided with an ultrasonic vibration device for applying ultrasonic vibration to a cleaning liquid for cleaning an object to be cleaned, wherein the ultrasonic vibration device has a configuration according to claim 1. An ultrasonic cleaning device, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23923996A JP2831334B2 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | Ultrasonic vibration device and ultrasonic cleaning device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP23923996A JP2831334B2 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | Ultrasonic vibration device and ultrasonic cleaning device using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092783A JPH1092783A (en) | 1998-04-10 |
| JP2831334B2 true JP2831334B2 (en) | 1998-12-02 |
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| US8551251B2 (en) * | 2011-04-28 | 2013-10-08 | Lam Research Ag | Ultrasonic treatment method and apparatus |
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| JPH1092783A (en) | 1998-04-10 |
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