液体喷出头、液体喷出装置、压电设备以及超声波传感器制造方法及图纸

本发明专利技术提供液体喷出头、液体喷出装置、压电设备以及超声波传感器。即使在于高温下对压电元件进行烧成的情况下，也能够抑制振动板与压电元件的剥离。振动板(36)包括氮氧化硅层361。氮氧化硅层(361)为以含有氮氧化硅的方式而形成的层。氧的含量越多则氮氧化硅层(361)的线膨胀系数越减小，而氮的含量越多则氮氧化硅层(361)的线膨胀系数越增大。氮氧化硅层(361)的线膨胀系数大于氧化硅的线膨胀系数＝0.5×10

【技术实现步骤摘要】
液体喷出头、液体喷出装置、压电设备以及超声波传感器
本专利技术例如涉及一种适合被利用于液体喷出头中的压电设备的结构。
技术介绍
一直以来，提出了一种液体喷出头，所述液体喷出头通过由压电元件来使形成压力室的壁面的振动板进行振动，从而从喷嘴喷出压力室内的液体。压电元件包括通过烧成而结晶化的压电体层。在例如专利文献1中，公开了一种具有通过层压多晶硅层、氧化硅层及氮化硅层而被形成的振动板的液体喷出头。然而，在专利文献1的结构中，由于将压电体层设为致密的结晶体，因此当在高温下烧成压电元件时，会变得易于产生压电元件与振动板的剥离。具体而言，由于压电元件所包括的电极的线膨胀系数与振动板的线膨胀系数的差较大，因此当在高温下进行烧成时，在电极与振动板之间会产生较大的热应力，从而由于该热应力，而使得压电元件与振动板变得易于剥离。专利文献1：日本特开2016-150471号公报
技术实现思路
考虑到以上的情况，本专利技术的优选的方式的目的在于，即使在高温下对压电元件进行烧成的情况下，也能够抑制振动板与压电元件的剥离。方式1为了解决以上的课题，本专利技术的优选的方式所涉及的液体喷出头具备收纳液体的压力室、形成所述压力室的壁面的振动板、以及隔着所述振动板而被设置于与所述压力室相反的一侧处并且使所述振动板进行振动的压电元件，所述振动板包括以含有氮氧化硅的方式而被形成的氮氧化硅层。与氧化硅相比，氮氧化硅的线膨胀系数更接近于压电元件的电极的线膨胀系数。因此，在以上的方式中，由于烧成时的膨胀程度在线膨胀系数接近的量上接近，因此热应力减弱，从而能够抑制压电元件与振动板的剥离。此外，氮氧化硅层可以为氮氧化硅、氮化硅、及氧化硅的固溶体。方式2在方式1的优选例(方式2)中，所述振动板包括被层压在所述氮氧化硅层上的由氮化硅形成的氮化硅层。氮化硅的杨氏模量高于氮氧化硅的杨氏模量。而且，振动板的材料力学的中立面(以下仅称为“中立面”)的位置及杨氏模量根据振动板所具有的多个层的各层的杨氏模量及厚度来决定。因此，在以上的方式中，通过对杨氏模量较高的氮化硅层与杨氏模量较低的氮氧化硅层进行组合，并且调节多个层的各层的厚度，从而能够适当地对中立面的位置及杨氏模量进行设定。因此，液体喷出装置的设计者能够容易地实施振动板的中立面的位置及杨氏模量的调节。方式3在方式2的优选例(方式3)中，所述氮氧化硅层被层压在由多晶硅形成的多晶硅层与所述氮化硅层之间。在以上的方式中，通过对多晶硅层所产生的压缩应力、与氮化硅层所产生的拉伸应力进行组合，从而液体喷出头的设计者能够容易地实施振动板内的残留应力的调节。方式4在方式1至方式3中任一项的优选例(方式4)中，所述振动板包括位于所述压电元件侧的最表层的紧贴层，所述紧贴层被形成于氮氧化硅层的表面上，所述氮氧化硅层以含有所述振动板所含有的氮氧化硅的方式而被形成。在以上的方式中，对于具有紧贴层的振动板来说，即使在于高温下烧成压电元件的情况下，也能够抑制压电元件与振动板的剥离。方式5在方式1至方式3中任一项的优选例(方式5)中，所述压电元件被形成于氮氧化硅层的表面，所述氮氧化硅层以含有所述振动板所含有的氮氧化硅的方式而被形成。紧贴层有时会在烧成时氧化而扩散到压电元件的电极中，从而无法进行观测。在以上的方式中，即使在紧贴层扩散到电极中从而无法进行观测的情况下，也能够抑制压电元件与振动板的剥离。方式6在方式1至方式5中任一项的优选例(方式6)中，所述氮氧化硅层的线膨胀系数在1.0×10-6/K以上且在2.0×10-6/K以下。如果在上述的数值范围内，则氮氧化硅层的线膨胀系数与氧化硅的线膨胀系数相比更接近于压电元件的电极的线膨胀系数。因此，与在振动板的材料中采用氧化硅的情况相比，即使在于高温下烧成压电元件的情况下，以上的方式的振动板也能够抑制振动板与压电元件的剥离。方式7在方式1至方式5中任一项的优选例(方式7)中，所述氮氧化硅层的线膨胀系数在1.5×10-6/K以上且在2.0×10-6/K以下。如果在上述的数值范围内，则氮氧化硅层的线膨胀系数与方式6中的氮氧化硅层的线膨胀系数相比更接近于压电元件的电极的线膨胀系数。因此，与方式6中的液体喷出头相比，即使在于高温下烧成压电元件的情况下，以上的方式的振动板也能够抑制振动板与压电元件的剥离。方式8在方式1至方式5中任一项的优选例(方式8)中，所述氮氧化硅层所含有的氮的质量相对于氧与所述氮的总计质量的比例在20％以上且在90％以下。虽然，当将氮设为0％、换言之将氧设为100％时，可以获得与压电元件的电极之间的紧贴力，但是杨氏模量会变低，从而为了确保成为目标的位移量，不得不使振动板变厚，作为弹性板的功能就会下降。另一方面，虽然由于当将氮设为100％时，杨氏模量会变高，从而能够使振动板变薄，因此作为弹性板的功能会提高，但这样会使与压电元件的电极之间的紧贴力变弱。因此，由于像以上的方式那样，通过将氮的质量的比例设为在20％以上且在90％以下，从而方式8中的振动板在获得与压电元件的电极之间的紧贴力的同时使杨氏模量提高，从而能够在削减振动板的厚度的同时，充分地确保振动板的位移量，因此，能够提高作为弹性板的功能。方式9本专利技术的优选的方式(方式9)所涉及的液体喷出装置具备以上所例示的任意方式所涉及的液体喷出头。虽然液体喷出装置的优选例为喷出油墨的印刷装置，但是本专利技术所涉及的液体喷出装置的用途并不被限定于印刷。方式10本专利技术的优选的方式(方式10)所涉及的压电设备具备：振动板，其形成压力室的壁面；压电元件，其隔着所述振动板而被设置于与所述压力室相反的一侧处，并且使所述振动板进行振动，所述振动板具有以含有氮氧化硅的方式而形成的氮氧化硅层。与氧化硅相比，氮化硅的线膨胀系数更接近于压电元件的电极的线膨胀系数。因此，在以上的方式中，由于烧成时的膨胀程度在线膨胀系数接近的量上接近，因此热应力减弱，从而能够抑制压电元件与振动板的剥离。方式11本专利技术的优选的方式(方式10)所涉及的超声波传感器具备方式10所例示的压电设备。根据以上的方式，能够提供一种可抑制压电元件与振动板的剥离的超声波传感器。附图说明图1为对本专利技术的实施方式所涉及的液体喷出装置进行例示的结构图。图2为液体喷出头的分解立体图。图3为图2中的III-III线的剖视图。图4为多个压电设备的俯视图。图5为图4中的V-V线的剖视图。图6为以图4的V-V线将实施例1中的振动板切断时的剖视图。图7为以图4的V-V线将实施例2中的振动板切断时的剖视图。图8为以图4的V-V线将实施例3中的振动板切断时的剖视图。图9为以图4的V-V线将比较例中的振动板切断时的剖视图。图10为表示实施例1、实施例2、实施例3及比较例的评价一览表的图。图11为表示具备超声波传感器的超声波诊断装置的一个示例的外观图。图12为超声波传感器中的压电设备的俯视图。图13为超声波传感器中的压电设备的剖视图。具体实施方式以下，参照附图来对用于实施本专利技术的方式进行说明。然而，在各图中，会适当地使各部分的尺寸及比例尺与实际情况有所不同。此外，虽然由于以下所叙述的实施方式为本专利技术的优选的具体例，而附加有技术上优选的各种限定，但在以下的说明中只要没有特别对本专利技术进行限定的记载，则本专利技术的范围并不被限定于这些方式中。实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体喷出头，具备：压力室，其收纳液体；振动板，其形成所述压力室的壁面；压电元件，其隔着所述振动板而被设置于与所述压力室相反的一侧处，并且使所述振动板进行振动，所述振动板包括以含有氮氧化硅的方式而形成的氮氧化硅层。

【技术特征摘要】
2017.09.12 JP 2017-174648;2018.01.29 JP 2018-012681.一种液体喷出头，具备：压力室，其收纳液体；振动板，其形成所述压力室的壁面；压电元件，其隔着所述振动板而被设置于与所述压力室相反的一侧处，并且使所述振动板进行振动，所述振动板包括以含有氮氧化硅的方式而形成的氮氧化硅层。2.如权利要求1所述的液体喷出头，其中，所述振动板包括被层压在所述氮氧化硅层上的由氮化硅形成的氮化硅层。3.如权利要求2所述的液体喷出头，其中，所述氮氧化硅层被层压在由多晶硅形成的多晶硅层、与所述氮化硅层之间。4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的液体喷出头，其中，所述振动板包括位于所述压电元件侧的最表层的紧贴层，所述紧贴层被形成于氮氧化硅层的表面上，所述氮氧化硅层以含有所述振动板所含有的氮氧化硅的方式而被形成。5.如权利要求1至权利要求3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：西胁学，加藤洋，浅川勉，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP