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公開番号2025130341
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027453
出願日2024-02-27
発明の名称トランスデューサ及びトランスデューサの製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20250901BHJP(電気通信技術)
要約【課題】カンチレバー構造を有する振動膜1の固定端1aと自由端1bを結ぶX方向と交差するY方向に振動膜1が変位する振動モードにおいて、圧電素子3に高電圧を印加してもカンチレバー部7の変位量を小さく抑える。
【解決手段】トランスデューサは、振動膜1及び振動膜1の主面1A上に配置された圧電素子3を有するカンチレバー部7と、振動膜1の固定端1aに連結された支持部2と、カンチレバー部7の第1主面7A及び第1主面7Aとは逆方向に面するカンチレバー部7の第2主面7Bの少なくとも一方に配置された樹脂膜8と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
振動膜、及び前記振動膜の主面上に配置された圧電素子を有するカンチレバー部と、
前記振動膜の固定端に連結された支持部と、
前記カンチレバー部の第１主面、及び前記第１主面とは逆方向に面する前記カンチレバー部の第２主面の少なくとも一方に配置された樹脂膜と、
を有する、トランスデューサ。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記樹脂膜は、前記カンチレバー部の第１主面にのみ配置されている、請求項１記載のトランスデューサ。
【請求項３】
前記樹脂膜は、前記カンチレバー部の第１主面、及び前記第２主面にそれぞれ配置されている、請求項１記載のトランスデューサ。
【請求項４】
前記樹脂膜は、前記第１主面と前記第２主面を繋ぐ前記カンチレバー部の側面にも配置されている、請求項１記載のトランスデューサ。
【請求項５】
前記樹脂膜は、前記振動膜の前記固定端と自由端を結ぶ方向と交差する方向において前記カンチレバー部が変位する部分にのみ配置されている、請求項１記載のトランスデューサ。
【請求項６】
前記固定端と前記自由端を結ぶ方向と交差する方向において前記カンチレバー部が変位する部分には、前記自由端側の前記カンチレバー部の側面が含まれる、請求項５記載のトランスデューサ。
【請求項７】
前記第１主面及び前記第２主面の各々に配置される前記樹脂膜の膜厚は、５μｍ以上１０μｍ以下である、請求項３記載のトランスデューサ。
【請求項８】
前記振動膜は単結晶シリコンからなり、
前記樹脂膜の膜厚に前記樹脂膜のヤング率を乗じた値が、前記振動膜の膜厚に単結晶シリコンのヤング率を乗じた値の１／１０以下である、請求項３記載のトランスデューサ。
【請求項９】
前記樹脂膜は、ポリパラキシレン膜、レジスト膜、及びポリイミド膜からなる群のうち、いずれか少なくとも１つからなる、請求項１記載のトランスデューサ。
【請求項１０】
請求項１～９いずれか一項に記載のトランスデューサの製造方法であって、
前記樹脂膜としてポリパラキシレン膜を蒸着法により成膜する工程を有する、
トランスデューサの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トランスデューサ及びトランスデューサの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
音波又は超音波の送信又は受信を行う圧電ＭＥＭＳ型のトランスデューサが知られている。（特許文献１参照）。圧電ＭＥＭＳ型のトランスデューサは、電界を印加することで変形する圧電膜と、変形しないシリコン等の基台との積層構造により構成され、膜の変形の有無によって積層膜が反るという仕組みを利用して、電界と運動の変換を行うマイクロ機構である。特許文献１には、自由端及び固定端を有するカンチレバー型の振動膜を備えるトランスデューサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－５６２５３号公報
【０００４】
［概要］
固定端と自由端を結ぶ方向と交差する方向にカンチレバー型の振動膜が変位する振動モード（以後、「バタフライモード」と呼ぶ場合がある）において、圧電素子に高電圧を印加すると、振動膜の変位量が許容範囲を超えて大きくなってしまう場合がある。
【０００５】
本開示の目的は、カンチレバー構造を有する振動膜の固定端と自由端を結ぶ方向と交差する方向に振動膜が変位する振動モードにおいて、圧電素子に高電圧を印加してもカンチレバー部の変位量を小さく抑えるトランスデューサ及びトランスデューサの製造方法を提供することにある。
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様は、振動膜及び振動膜の主面上に配置された圧電素子を有するカンチレバー部と、振動膜の固定端に連結された支持部と、カンチレバー部の第１主面及び第１主面とは逆方向に面するカンチレバー部の第２主面の少なくとも一方に配置された樹脂膜と、を有するトランスデューサである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係るトランスデューサ１００の構成を示す平面図である。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ切断面に沿ったトランスデューサ１００の断面図である。
図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ切断面に沿ったトランスデューサ１００の断面図である。
図４は、トランスデューサ１００の製造方法の一例を示す工程断面図である（その１）。
図５は、トランスデューサ１００の製造方法の一例を示す工程断面図である（その２）。
図６は、トランスデューサ１００の製造方法の一例を示す工程断面図である（その３）。
図７は、トランスデューサ１００の製造方法の一例を示す工程断面図である（その４）。
図８は、カンチレバー部７の長手方向（Ｘ方向）における変位の形状に特徴を有する共振モードが発生する共振周波数域におけるインピーダンス角（θ）を各サンプルについて示すグラフである。
図９は、図８のインピーダンス角（θ）のピークから計算したＱ値とポリパラキシレン膜の膜厚との関係を示すグラフである。
図１０は、バタフライモードでの破壊電圧（破壊Ｖｐｐ）とＱ値との関係を示すグラフである。
図１１は、破壊電圧（破壊Ｖｐｐ）とポリパラキシレン膜の膜厚との関係を示すグラフである。
図１２は、他の実施形態に係るトランスデューサ１０１の構成を示す断面図である。
図１３は、他の実施形態に係るトランスデューサ１０２の構成を示す平面図である。
図１４は、図１３のＩＩ－ＩＩ切断面に沿ったトランスデューサ１０２の断面図である。
図１５は、バタフライモードＢＦで共振している時の振動膜１の変位形状を示すコンター図である。
【０００８】
［詳細な説明］
以下、実施形態に係わるトランスデューサ及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００９】
なお、以下で説明する実施形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の設置位置及び接続形態は、一例であり、本開示に限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。さらに、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、以下の実施形態及びその変形例には、同様の構成要素が含まれている場合があり、同様の構成要素には共通の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るトランスデューサ１００の構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ切断面に沿ったトランスデューサ１００の断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ切断面に沿ったトランスデューサ１００の断面図である。図１～図３を参照して、トランスデューサ１００の構成を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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