[发明专利]超声波振动子以及使用超声波振动子的超声波洗净装置

说明书

本发明提供一种对液体施加超声波振动的小型且可进行低频的超声波振动的超声波振动子、以及使用所述超声波振动子的低频的点射丛型或洗净槽型的超声波洗净装置。超声波振动子包括：板状的压电元件(3)，具有扩展振动模式；以及振动构件(15)，由远离压电元件的主面(5)且与主面平行地配置并且与液体接触的振动面(17)、与压电元件的侧面接触而固定压电元件的压电元件收纳部(21)、及将振动面与压电元件收纳部连接的振动传递部(16)所构成，振动构件通过振动面、压电元件收纳部及振动传递部而形成围绕主面的空间，振动面通过压电元件收纳部及振动传递部使压电元件的振动传递，并在与扩展振动模式的振动方向正交的方向上振动。

技术领域

本发明涉及一种用以对液体施加超声波振动的超声波振动子以及使用超声波振动子的超声波洗净装置，且特别涉及一种小型且可进行低频的超声波振动的超声波振动子、以及使用所述超声波振动子的低频的点射丛(spot shower)型或洗净槽型的超声波洗净装置。

背景技术

以往，超声波洗净装置通常在洗净槽的下表面安装超声波振动子，将洗净液供给于洗净槽并将被洗净物浸渍于洗净槽中，自洗净槽的下表面施加超声波振动而进行洗净。

另外，在液晶面板或半导体晶片等的洗净中，已知有使洗净液与超声波一并以射丛(shower)状喷出，对这些被洗净物进行超声波洗净的射丛型超声波洗净装置。

例如，在专利文献1中，公开有一种无须严格调整自喷嘴前端至被洗净物的距离而设置调整容易的点射丛型超声波洗净装置。点射丛型超声波洗净装置通过将施加有超声波的洗净液自喷嘴喷出至被洗净物，而将颗粒(particle)等污垢去除。

根据专利文献1，点射丛型超声波洗净装置具有安装于框体的前端部的喷嘴(nozzle)、与喷嘴的后端部相向地配置的圆板状的超声波振动子、及形成于框体的侧面的洗净液的供液口，将喷嘴的喷出孔形成为直径一定的直线状圆孔，并且将喷嘴的后端部面构成为自其外缘向喷出孔以既定的倾斜角下降的圆锥状。

将自供液口供给的洗净液及自超声波振动子放射的超声波从喷嘴的前端喷射，将配置于喷嘴的前方的被洗净物洗净。由此，自喷嘴放射的超声波不形成焦点，因此没有严格调整自被洗净物至喷嘴前端的距离的必要性。

另外，之前的点射丛型超声波洗净装置使用共振频率为400kHz以上的超声波振动子，对洗净液施加超声波振动。

另一方面，之前的使用小于200kHz的低频的超声波洗净中，使用洗净槽并将整个洗净物浸渍于洗净槽中，自洗净槽的底面或侧面对整个洗净槽照射超声波而进行洗净。

另外，这些洗净装置中，可使用朗之万(Langevin)型振动子(BLT振动子)。一般的朗之万型振动子的振动子输入为1W/cm²而无法以大电力进行驱动，故而振动弱，一个朗之万型振动子无法获得充分的洗净力。因此，为了照射强超声波而将多数个朗之万振动子安装于洗净槽进行洗净。

另外，低频带(小于200kHz)的洗净装置中主要使用的朗之万振动子通过使振动子在长边方向上振动而产生超声波振动。

另外，在专利文献2中公开有一种频率可变振动子，其在圆盘(圆板)型的压电振动子的其中一面以及另一面设置电极，构成将其中一面以及另一面的电极分别一分为二的分割电极，将压电振动子的其中一面的经一分为二的其中一个分割电极及另一面的经一分为二的其中一个分割电极连接于振荡器，并且将负载阻抗(load impedance)连接于压电振动子的其中一面的经一分为二的另一个分割电极及另一面的经一分为二的另一个分割电极，变更负载阻抗而变更振荡器的频率，由此等价地变更圆盘型的压电振动子的直径而变更共振频率。

另外，在专利文献3中，作为现有技术而公开有一种压电致动器，其中致动器具备将由压电元件的伸缩所致的位移放大的机构，在与经固定的压电元件之间具有板状的弹性体，所述弹性体具有用以形成空隙部的凸部。