CN107017334A - 压电驱动装置及其制造方法、马达、机器人以及泵 - Google Patents

压电驱动装置及其制造方法、马达、机器人以及泵 Download PDF

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Abstract

本发明提供压电驱动装置及其制造方法、马达、机器人以及泵。压电驱动装置包含基板；压电元件，其具有设置于上述基板上的第一电极、设置于上述第一电极上的压电体层、设置于上述第一压电体层上的第二电极；在俯视面中沿上述基板的外周设置且与上述第一电极电连接的含铜的层；以及以覆盖上述含铜的层的方式设置的含镍和磷的导电层。

Description

压电驱动装置及其制造方法、马达、机器人以及泵
技术领域
本发明涉及压电驱动装置及其制造方法、马达、机器人以及泵。
背景技术
由于使压电体振动来驱动被驱动体的超声波马达不需要磁铁、线圈，所以在各种领域中被利用(例如参照日本特开2004-320979号公报)。这样的超声波马达一般利用具备块状的压电体的压电元件(块压电元件)(例如参照日特开2008-227123号公报)。
另一方面，作为压电元件，公知有具备薄膜状的压电体的元件(薄膜压电元件)。薄膜压电元件主要在喷墨打印机的打印头中用于进行墨水的射出。
若将上述薄膜压电元件用于超声波马达，则能够使超声波马达和被其驱动的设备小型化的可能性提高。然而，与块压电元件相比，薄膜压电元件的输出一般都非常小。因此，在现存的薄膜压电元件中，存在例如在作为驱动机器人的关节的马达的驱动源利用时无法得到足够的输出的情况。
另外，由于使压电体振动来驱动被驱动体的超声波马达不需要磁铁、线圈，所以在各种领域被利用。例如日本特开平8-237971号公报以及专利第4813708号公报记载了使压电振动体在基板的厚度方向上层叠而成的压电驱动装置。
然而，在上述压电驱动装置中，例如，在压电振动体与用于驱动压电振动体的驱动电路等的电连接中使用电线等跨接线。因此，在上述压电驱动装置中，需要用于拉绕跨接线的空间，存在装置大型化的情况。
发明内容
本发明的若干实施方式的目的之一是提供能够实现小型化的压电 驱动装置。另外，本发明的若干实施方式的目的之一是提供能够实现小型化的压电驱动装置的制造方法。另外，本发明的若干实施方式的目的之一是提供含有上述压电驱动装置的马达、机器人或者泵。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的实施方式或者应用例来实现。
应用例1
本发明的压电驱动装置的一实施方式包含：
基板；
压电元件，其具有设置于上述基板上的第一电极、设置于上述第一电极上的压电体层、以及设置于上述第一压电体层上的第二电极；
在俯视面中沿上述基板的外周设置且与上述第一电极电连接的含铜的层；以及
以覆盖上述含铜的层的方式设置的含镍和磷的导电层。
在这样的压电驱动装置中，能够降低将第一电极与压电驱动装置的端子电连接的部件的电阻。由此，在这样的压电驱动装置中，能够实现高输出化。并且，这样的压电驱动装置包含作为薄膜压电元件的压电元件，所以能够实现小型化。
此外，在本发明的记载中，将“电连接”这样的词语例如用于“与特定的部件(以下称为“A部件”)“电连接”的其它特定的部件(以下称为“B部件”)”等。在本发明的记载中，在该例那样的情况下，包含A部件与B部件直接接触并电连接的情况、和A部件与B部件经由其它部件电连接的情况，使用“电连接”这样的词语。
应用例2
在应用例1中，
上述导电层可以具有：含镍和磷的层、以及
以覆盖上述含镍和磷的层的方式设置的金层。
在这样的压电驱动装置中，在与压电元件电连接的端子的结构和导电层的结构相同，且与端子连接的外部布线的材质为金的情况下，能够通过金属结合(Au-Au结合)，将端子与外部布线接合。
应用例3
在应用例2中，
上述导电层可以具有设置在含镍和磷的层与金层之间的钯层。
在这样的压电驱动装置中，利用钯层，能够抑制含镍和磷的层与金层之间的扩散。
应用例4
在应用例1～3的任一例中，
上述导电层可以是无电镀层。
在这样的压电驱动装置中，能够容易形成导电层。
应用例5
在应用例1～4的任一例中，
可以是上述基板具有第一面和与上述第一面相反的一侧的第二面，
在上述第一面设置上述压电元件，
在上述第二面设置金属层，
上述金属层与上述导电层连接。
在这样的压电驱动装置中，能够进一步降低将第一电极与压电驱动装置的端子电连接的部件的阻力。
应用例6
在应用例5中，
可以包含第一压电振动体和与上述第一压电振动体接合的第二压 电振动体，
上述第一压电振动体以及上述第二压电振动体包含上述基板、上述压电元件、以及上述含铜的层，
上述第一压电振动体的上述含铜的层与上述第二压电振动体的上述含铜的层接合。
在这样的压电驱动装置中，与仅包含一个压电振动体的情况相比，能够进一步实现高输出化。
应用例7
在应用例6中，
可以是上述第一压电振动体以及上述第二压电振动体构成接合体，
上述接合体包含上述金属层，
上述接合体在上述基板的厚度方向上层叠有多个，
相邻的上述接合体中，一方的上述接合体的上述金属层与另一方的上述接合体的上述金属层接合。
在这样的压电驱动装置中，与仅形成一个接合体的情况相比，能够进一步实现高输出化。
应用例8
本发明的压电驱动装置的制造方法的一实施方式包含：
在基板上形成第一电极的工序、
在上述第一电极上形成压电体层的工序、
在上述压电体层上形成第二电极的工序、
以在俯视面中沿上述基板的外周的方式形成与上述第一电极电连接的含铜的层的工序、以及
以覆盖上述含铜的层的方式形成无电镀层的工序。
在这样的压电驱动装置的制造方法中，可制造能够实现高输出化的压电驱动装置。并且，在这样的压电驱动装置的制造方法中，可制造能够实现小型化的压电驱动装置。
应用例9
本发明的压电驱动装置的一实施方式包含：
第一压电振动体，其具有第一基板、设置于上述第一基板的第一面的第一压电元件、与上述第一压电元件电连接的第一布线层；
第二压电振动体，其具有第二基板、设置于上述第二基板的第一面的第二压电元件、与上述第二压电元件电连接的第二布线层；以及
将外部布线与上述第一布线层及上述第二布线层电连接的端子，
以上述第一基板的第一面与上述第二基板的第一面对置的方式接合上述第一压电振动体与上述第二压电振动体，
上述端子被设置为与上述第一布线层的侧面以及上述第二布线层的侧面连接且比上述第一基板的侧面以及上述第二基板的侧面向外侧突出。
在这样的压电驱动装置中，使用软性基板作为外部布线，例如，能够使驱动电路与软性基板电连接。由此，在这样的压电驱动装置中，与使用跨接线将驱动电路与布线层电连接的情况相比，能够实现小型化。
应用例10
在应用例9中，
上述端子可以是无电镀层。
在这样的压电驱动装置中，能够容易形成端子。
应用例11
在应用例9或者10中，
可以包含：
设置在上述第一基板与上述第一布线层之间的第一绝缘部；和
设置在上述第二基板与上述第二布线层之间的第二绝缘部，
上述第一绝缘部的侧面以及上述第二绝缘部的侧面与上述端子连接。
在这样的压电驱动装置中，能够抑制端子与基板的接触。由此，在这样的压电驱动装置中，能够抑制漏电电流经由端子在第一压电振动体的基板与第二压电振动体的基板间流动这样的情况。
应用例12
在应用例9～11的任一例中，
上述端子可以与上述第一基板以及上述第二基板分离设置。
利用这样的压电驱动装置，能够抑制漏电电流经由端子在第一压电振动体的基板与第二压电振动体的基板间流动这样的情况。
应用例13
本发明的压电驱动装置的制造方法的一实施方式包含：
形成第一压电振动体的工序，该第一压电振动体具有第一基板、设置于上述第一基板的第一面的第一压电元件、与上述第一压电元件电连接的第一布线层；
形成第二压电振动体的工序，该第二压电振动体具有第二基板、设置于上述第二基板的第一面的第二压电元件、与上述第二压电元件电连接的第二布线层；
以上述第一基板的第一面与上述第二基板的第一面对置的方式将上述第一压电振动体与上述第二压电振动体接合的工序；
以与上述第一布线层的侧面以及上述第二布线层的侧面连接且比上述第一基板的侧面以及上述第二基板的侧面向外侧突出的方式形成 端子的工序。
在这样的压电驱动装置的制造方法中，可制造能够实现小型化的压电驱动装置。
应用例14
在应用例13中，
可以在形成上述端子的工序中，
通过无电镀法形成上述端子。
在这样的压电驱动装置的制造方法中，能够容易形成端子。
应用例15
在应用例13或者14中，
可以在形成上述第一压电振动体的工序中，
以具有第一绝缘部的方式形成上述第一压电振动体，
在形成上述第二压电振动体的工序中，
以具有第二绝缘部的方式形成上述第二压电振动体，
在形成上述端子的工序中，
以与上述第一绝缘部的侧面以及上述第二绝缘部的侧面连接的方式形成上述端子。
在这样的压电驱动装置的制造方法中，可制造能够抑制漏电电流经由端子在第一压电振动体的基板与第二压电振动体的基板间流动的压电驱动装置。
应用例16
在应用例13～15的任一例中，
可以在形成上述端子的工序中，
以与上述第一基板以及上述第二基板分离的方式形成上述端子。
在这样的压电驱动装置的制造方法中，可制造漏电电流经由端子在第一压电振动体的基板与第二压电振动体的基板间能够抑制流动的压电驱动装置。
应用例17
本发明的压电驱动装置的一实施方式包含多个振动单元，
上述振动单元包含：
振动板，其具有固定部、振动部、将上述固定部和上述振动部连接的连接部；
第一电极，其设置于上述振动部的上方；
第一压电体层，其设置于上述第一电极的上方；
第二电极，其设置于上述第一压电体层的上方；
第三电极，其设置于上述固定部的上方；
第二压电体层，其设置于上述第三电极的上方；以及
第四电极，其设置于上述第二压电体层的上方，
上述第一电极、上述第一压电体层以及上述第二电极构成了压电元件，
上述振动单元在与上述振动板的板面垂直的方向上重叠配置。
这样的压电驱动装置在振动板的固定部形成与压电元件类似的构造，由此在将多个振动单元重叠时难以在厚度方向上产生弯曲的力，多个振动单元以平坦性良好的状态层叠，难以产生破损等。由此，振动单元的残留应力小，难以产生破损等，另外，可以在相同的工序中形成第一压电体层和第二压电体层，所以能够容易制造。
应用例18
在应用例17中，
上述振动单元包含：
设置于上述第二电极和上述第四电极的上方的绝缘层、以及
设置于上述绝缘层的上方的布线层，
上述第二电极以及上述第四电极的至少一方与上述布线层电连接。
这样的压电驱动装置即使在电极由薄膜形成的情况下也能减小布线电阻，能够高效地驱动。
应用例19
在应用例18中，
相邻配置的上述振动单元的上述布线层可以相互电连接并构成电感线圈。
根据这样的压电驱动装置，能够节约设置电感线圈的空间。因此，与在外部设置电感线圈的情况相比能够提高空间利用效率。
应用例20
在应用例17～19的任一例中，
上述第三电极、上述第二压电体层以及上述第四电极可以构成电容器。
根据这样的压电驱动装置，能够节约设置电容器的空间。因此，与在外部设置电容器的情况相比能够提高空间利用效率。并且，在构成电容器的第二压电体层与构成压电元件的第一压电体层是相同的材质的情况下，电容器的温度特性与压电元件的温度特性类似，并且两者在空间上接近的位置配置，所以例如能够简化用于与温度变化对应的驱动电路、控制。
应用例21
在应用例20中，
从上述振动单元的电源观察，上述电容器与上述压电元件以并联的方式电连接。
根据这样的压电驱动装置，能够提高视为电气元件的情况下的外在的阻抗，能够进一步提高视为声学元件的情况下的机械输出。
应用例22
在应用例17～21的任一例中，
上述布线层可以构成电感线圈。
这样的压电驱动装置能够节约设置电感线圈的空间。因此，与在外部设置电感线圈的情况相比能够提高空间利用效率。
应用例23
在应用例22中，
从上述振动单元的电源观察，上述电感线圈与上述压电元件可以以并联的方式电连接。
根据这样的压电驱动装置，能够提高视为电气元件的情况下的外在的阻抗，能够进一步提高视为声学元件的情况下的机械输出。
应用例24
本发明的马达的一实施方式包含：
应用例1～7、9～12、17～23的任一例记载的压电驱动装置、和
通过上述压电驱动装置旋转的转子。
在这样的马达中，能够包含本发明的压电驱动装置。
应用例25
本发明的机器人的一实施方式包含：
多个连杆部、
将多个上述连杆部连接的关节部、以及
使多个上述连杆部在上述关节部转动的应用例1～7、9～12、17～23中任一例记载的压电驱动装置。
在这样的机器人中，能够包含本发明的压电驱动装置。
应用例26
本发明的泵的一实施方式包含：
应用例1～7、9～12、17～23的任一例记载的压电驱动装置、
输送液体的管、以及
通过上述压电驱动装置的驱动关闭上述管的多个指部。
在这样的泵中，能够包含本发明的压电驱动装置。
此外，在本说明书中，在特定的部件X的上方(或者下方)配置(或者形成)特定的部件Y时，不限定于在部件X之上(或者下)直接配置(或者形成)部件Y的方式，在不妨碍作用效果的范围，包含在部件X之上(或者下)，经由其它部件配置(或者形成)部件Y的方式。
附图说明
图1是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的俯视图。
图2是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图3是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的图。
图4是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的第一压电振动体的俯视图。
图5是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的第一压电振动体的俯视图。
图6是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的第一压电振动体的剖视图。
图7是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图8是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图9是表示用于说明第一实施方式的压电驱动装置的等效电路的图。
图10是用于说明第一实施方式的压电驱动装置的端子与驱动电路的电连接方法的图。
图11是用于说明第一实施方式的压电驱动装置的动作的图。
图12是用于说明第一实施方式的压电驱动装置的制造方法的流程图。
图13是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图14是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图15是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图16是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图17是示意性表示第一实施方式的变形例的压电驱动装置的剖视图。
图18是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的俯视图。
图19是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图20是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的图。
图21是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的第一压电振动体的俯视图。
图22是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的第一压电振动体的俯视图。
图23是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的第一压电振动体的剖视图。
图24是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图25是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的剖视图。
图26是用于说明第二实施方式的压电驱动装置的端子与驱动电路的电连接方法的图。
图27是用于说明第二实施方式的压电驱动装置的制造方法的流程图。
图28是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图29是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图30是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置的制造工序的剖视图。
图31是示意性表示第二实施方式的变形例的压电驱动装置的剖视图。
图32是俯视第三实施方式的振动板的示意图。
图33是俯视第三实施方式的振动单元的示意图。
图34是第三实施方式的振动单元的剖面的示意图。
图35是第三实施方式的振动单元的剖面的示意图。
图36是第三实施方式的压电驱动装置的剖面的示意图。
图37是第三实施方式的压电驱动装置的剖面的示意图。
图38是第三实施方式的压电驱动装置的剖面的示意图。
图39是俯视第三实施方式的振动单元的示意图以及驱动电路的概念图。
图40是俯视第三实施方式的振动单元的示意图以及驱动电路的概念图。
图41是俯视第三实施方式的振动单元的示意图以及驱动电路的概念图。
图42是俯视第三实施方式的振动单元的示意图以及驱动电路的概念图。
图43是第三实施方式的压电驱动装置的示意性立体图。
图44是表示驱动第三实施方式的压电驱动装置的电路的概念图的一个例子的图。
图45是俯视第三实施方式的马达的示意图。
图46是用于说明第四实施方式的机器人的图。
图47是用于说明第四实施方式的机器人的手腕部分的图。
图48是用于说明第四实施方式的泵的图。
具体实施方式
以下使用附图详细说明本发明的优选的实施方式。此外，以下说明的实施方式并非不当地限定专利权利要求书所记载的本发明的内容。另外，以下说明的构成的全部未必是本发明的必须构成要件。
1.第一实施方式
1.1.压电驱动装置
首先，参照附图来说明第一实施方式的压电驱动装置。图1是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置100的俯视图。图2是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置100的图1的II-II线剖视图。图3是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置100的从图1的箭头III方向观察的图。
如图1～图3所示，压电驱动装置100包含第一压电振动体101、与第一压电振动体101接合的第二压电振动体102。此外，在图2以及图3中，简化图示出了压电振动体101、102。
这里，图4以及图5是示意性表示第一压电振动体101的俯视图。图6是示意性表示第一压电振动体101的图4、图5的VI-VI线剖视图。第一压电振动体101以及第二压电振动体102基本具有相同的结构。因此，以下使用图4～图6，说明第一压电振动体101。第一压电振动体101的说明基本适用于第二压电振动体102。
如图4～图6所示，第一压电振动体101包含基板10、接触部20、压电元件30、第一绝缘层40、第二绝缘层42、第一布线层50、第二布线层52。此外，方便起见，图4中省略了除基板10、接触部20以及压电元件30以外的部件的图示。另外，图5中省略了除基板10、接触部20以及第二布线层52的一部分以外的部件的图示。
如图6所示，基板10具有第一面10a、与第一面10a相反的一侧的第二面10b、连接第一面10a与第二面10b的第三面(侧面)10c。在第一面10a设置有压电元件30。基板10例如是硅基板。此外，基板10由硅基板、设置于硅基板上的氧化硅层、设置于氧化硅层上的氧化锆层的层叠体构成。
如图4以及图5所示，基板10具有振动体部12、支承部14、第一系列接部16、第二连接部18。振动体部12的俯视形状(从基板10的厚度方向观察的形状)是近似长方形。在振动体部12上设置压电元件30，振动体部12能够通过压电元件30的变形而振动。支承部14经由连接部16、18，支承振动体部12。在图示的例子中，连接部16、18从振动体部12的长边方向的中央部，朝正交于该长边方向的方向延伸突出，并与支承部14连接。
接触部20设置于振动体部12。在图示的例子中，在振动体部12设置有凹部12a，接触部20嵌入并接合(例如粘合)于凹部12a。接触部20是与被驱动部件接触从而将振动体部12的动作传递至被驱动部件的部件。接触部20的材质例如是陶瓷(具体而言，氧化铝(Al2O3))，氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N)等)。
压电元件30设置于基板10上。具体而言，压电元件30设置于振动体部12上。压电元件30具有第一电极32、压电体层34、第二电极36。
第一电极32设置于振动体部12上。在图示的例子中，第一电极32的俯视形状为长方形。第一电极32可以由设置于振动体部12上的铱层、和设置于铱层上的铂层构成。铱层的厚度例如在5nm以上、100nm以下。铂层的厚度例如在50nm以上、300nm以下。此外，第一电极32也可以是由Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Cu等构成的金属层，或者将上述2种以上混合或层叠而成。第一电极32是用于对压电体层34外加电压的一方的电极。
压电体层34设置于第一电极32上。在图示的例子中，压电体层34的俯视形状为长方形。压电体层34的厚度例如在50nm以上、20μm以下，优选为1μm以上、7μm以下。这样，压电元件30是薄膜压电元件。若压电体层34的厚度小于50nm，则存在压电驱动装置100的输出变小的情况。具体而言，若要增加输出而提高对压电体层34的外加电压，则存在压电体层34产生绝缘破坏的情况。若压电体层34的厚度大于20μm，则存在压电体层34产生裂缝的情况。
使用钙钛矿型氧化物的压电材料作为压电体层34。具体而言，压电体层34的材质例如是锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O3：PZT)，铌酸钛酸锆酸铅(Pb(Zr，Ti，Nb)O3：PZTN)。压电体层34由电极32、36外加电压，由此能够变形(伸缩)。
第二电极36设置于压电体层34上。在图示的例子中，第二电极36的俯视形状为长方形。第二电极36可以由设置于压电体层34上的紧贴层、和设置于紧贴层上的导电层构成。紧贴层的厚度例如在10nm以上、100nm以下。紧贴层例如是TiW层、Ti层、Cr层、NiCr层、或者它 们的层叠体。导电层的厚度例如在1μm以上、10μm以下。导电层例如是Cu层、Au层、Al层、或它们的层叠体。第二电极36是用于对压电体层34外加电压的另一方的电极。
如图4所示，压电元件30设置有多个。在图示的例子中，压电元件30设置有5个(压电元件30a、30b、30c、30d、30e)。在在俯视面中(从基板10的厚度方向观察)，例如，压电元件30a～30d的面积相同，压电元件30e具有比压电元件30a～30d大的面积。压电元件30e在振动体部12的短边方向的中央部，沿振动体部12的长边方向设置。压电元件30a、30b、30c、30d设置于振动体部12的四角。在图示的例子中，在压电元件30a～30e中，第一电极32被设置为一个连续的导电层。
如图6所示，第一绝缘层40以覆盖压电元件30的方式设置。第一绝缘层40的材质可以是氧化硅、氧化铝等无机材料，也可以是环氧类树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂等有机材料。第一绝缘层40的材质也可以是感光性的材料。
第一布线层50设置于第二电极36上。第一布线层50与第二电极36电连接。在图示的例子中，第一布线层50在第一绝缘层40上和形成于第一绝缘层40的接触孔40a设置，并与第二电极36连接。
第一布线层50是含有铜的层。第一布线层50可以由钛钨层和设置于钛钨层上的铜层构成。在图示的例子中，第一布线层50被通过无电镀形成的无电镀层51覆盖。无电镀层51也可以由含有镍以及磷的层(Ni-P层)构成。或者，无电镀层51也可以由Ni-P层、和设置于Ni-P层上的金层构成。或者，无电镀层51也可以由Ni-P层、设置于Ni-P层上的钯层、设置于钯层上的金层构成。
第二绝缘层42以覆盖第一布线层50的方式设置。在图示的例子中，第二绝缘层42以经由无电镀层51覆盖第一布线层50的方式设置。第二绝缘层42的材质例如与第一绝缘层40的材质相同。
第二布线层52具有与第一电极32电连接的第一部分52a、与第二电极36电连接的第二部分52b。如图5所示，第一部分52a与第二部 分52b电分离。第二布线层52是含有铜的层。第二布线层52也可以由钛钨层、设置于钛钨层上的铜层构成。
第二布线层52的第一部分52a与第一电极32连接。在图6所示的例子中，第一部分52a设置于第一电极32的上表面、第一绝缘层40的侧面以及第二绝缘层42的上表面以及侧面。如图5所示，第一部分52a在俯视面中沿基板10的外周设置。
如图5所示，第二布线层52的第一部分52a在在俯视面中从振动体部12通过第一系列接部16延伸突出到支承部14的边(与接触部20相反的一侧的边)14a附近。
如图6所示，第二布线层52的第二部分52b经由无电镀层51，设置于第一布线层50上。在图示的例子中，第二部分52b在第二绝缘层42上和形成于第二绝缘层42的接触孔42a上设置，并与无电镀层51连接。在图示的例子中，在第二绝缘层42上，且在第一部分52a与第二部分52b之间，设置有第三绝缘层44。由此，能够将第一部分52a与第二部分52b更可靠地电分离。
如图5所示，第二布线层52的第二部分52b进一步分为3部分。即第二布线层52的第二部分52b具有第一部分52b1、第二部分52b2、第三部分52b3。第一部分52b1与压电元件30a、30d的第二电极36连接。第一部分52b1在在俯视面中从振动体部12通过第一系列接部16延伸突出到支承部14的边14a附近。第二部分52b2与压电元件30e的第二电极36连接。第二部分52b2在在俯视面中从振动体部12通过第二连接部18延伸突出到支承部14的边14a附近。第三部分52b3与压电元件30b、30c的第二电极36连接。第三部分52b3在在俯视面中从振动体部12通过第二连接部18延伸突出到支承部14的边14a附近。
图7是示意性表示压电驱动装置100的图1的VII-VII线剖视图。如图7所示，第一压电振动体101以及第二压电振动体102在基板10的厚度方向层叠。第一压电振动体101的基板10与第二压电振动体102的基板10之间的距离例如为20μm左右。第一压电振动体101的第二布线层52、与第二压电振动体102的第二布线层52接合。在图示的例子中，第一压电振动体101的第二布线层52、与第二压电振动体102 的第二布线层52经由粘合剂2接合。粘合剂2例如是导电性粘合剂。由此，能够使第一压电振动体101的第二布线层52、与第二压电振动体102的第二布线层52电连接。
此外，第一压电振动体101的第二布线层52、与第二压电振动体102的第二布线层52也可以通过金属结合(Cu-Cu接合)来接合。由此，不使用粘合剂，也能够使压电振动体101、102牢固地接合。
如图7所示，压电驱动装置100包括含有镍以及磷的导电层60、金属层70。
导电层60以覆盖第二布线层52的端部的方式设置。在图示的例子中，导电层60设置于压电振动体101、102的第二布线层52的第一部分52a侧方，并与第一部分52a连接。换言之，导电层60在第一压电振动体101与第二压电振动体102接合时设置于第二布线层52向侧部露出的部分上。
导电层60是通过无电镀法形成的无电镀层。导电层60例如具有含有镍以及磷的层(Ni-P层)62、钯层64、金层66。Ni-P层62以覆盖第一部分52a的方式设置。钯层64以覆盖Ni-P层62的方式设置。钯层64设置在Ni-P层62与金层66之间。金层66以经由钯层64覆盖Ni-P层62的方式设置。此外，虽然未图示，但也可以不设置钯层64。另外，也可以不设置钯层64以及金层66。
金属层70设置于基板10的第二面10b以及第三面10c。金属层70与导电层60连接。在图示的例子中，金属层70与导电层60的金层66连接。金属层70例如是铜层。
图8是示意性表示压电驱动装置100的图1的VIII-VIII线剖视图。如图1～图3、图8所示，压电驱动装置100具有端子80、82、84、86。端子80、82、84、86具有与导电层60相同的构造。如图1所示，端子80、82、84、86在在俯视面中从支承部14的边14a向外侧突出。端子80、82、84、86的宽度(正交于基板10的厚度方向的方向的长度)例如是200μm左右。相邻的端子80、82、84、86之间的距离例如是100μm左右。
端子80例如经由第二布线层52的第一部分52a(参照图5)，与压电元件30a、30b、30c、30d、30e共用的第一电极32电连接。端子80可以作为地线而具有基准电位。端子82例如经由第二布线层52的第二部分52b的第一部分52b1(参照图5)，与压电元件30a、30d的第二电极36电连接。端子86例如经由第二布线层52的第二部分52b的第三部分52b3(参照图5)，与压电元件30b、30c的第二电极36电连接。端子84例如经由第二布线层52的第二部分52b的第二部分52b2(参照图5)，与压电元件30e的第二电极36电连接。在压电驱动装置100中，使端子80、82、84、86与驱动电路连接，由此对压电元件30a～30e的压电体层34外加电压，能够使振动体部12振动。
端子80例如与金属层70连接。此外，虽然未图示，但端子82、84、86不与金属层70连接。另外，端子80也可以不与金属层70连接。
在压电驱动装置100的压电振动体101、102中，如图8所示，在支承部14以及连接部16、18，设置有第一导电层33、绝缘层35、第二导电层37、绝缘层40、42、布线层50、52、以及无电镀层51。由此，例如在压电振动体101、102每一个中，能够减小设置于振动体部12、支承部14、以及连接部16、18上的部件的厚度(高度)的差。即在压电振动体101、102某一个中，能够提高厚度的均匀性。因此，在层叠压电振动体101、102时，能够抑制在压电振动体101、102之间产生间隙。由此，能够提高压电振动体101、102的接合强度。
此外，第一导电层33、绝缘层35以及第二导电层37的材质分别与第一电极32、压电体层34、第二电极36的材质相同。第一导电层33、绝缘层35以及第二导电层37分别可以在形成第一电极32、压电体层34、第二电极36的工序中形成。压电体层34不被导电层33、37外加电压。在图8所示的例子中，第一导电层33与端子80电分离，但第一导电层33也可以与端子80电连接，并且也可以与第一电极32电连接。在第一导电层33与第一电极32以及端子80电连接的情况下，第二导电层37与第二电极36电分离。
图9是表示用于说明压电驱动装置100的等效电路的图。压电元件30分为3组。第一组具有两个压电元件30a、30d。第二组具有两个压电元件30b、30c。第三组具有一个压电元件30e。如图9所示，第一组 的压电元件30a、30d相互以并联的方式连接，并与驱动电路110连接。第二组的压电元件30b、30c相互以并联的方式连接，并与驱动电路110连接。第三组的压电元件30e单独与驱动电路110连接。
驱动电路110向5个压电元件30a、30b、30c、30d、30e中的规定的压电元件例如压电元件30a、30d、30e的第一电极32与第二电极36之间外加周期性变化的交流电压或者脉动电压。由此，压电驱动装置100使振动体部12超声波振动，能够使与接触部20接触的转子(被驱动部件)沿规定的旋转方向旋转。这里，“脉动电压”是指对交流电压附加DC偏移的电压，脉动电压的电压(电场)的方向是从一方的电极朝向另一方的电极的单向。
此外，对于电流的方向而言，从第二电极36朝向第一电极32比从第一电极32朝向第二电极36优选。另外，向压电元件30b、30c、30e的电极32、36间外加交流电压或者脉动电压，由此能够使与接触部20接触的转子朝相反方向旋转。
图10是用于说明压电驱动装置100的端子80与驱动电路110的电连接方法的图。此外，方便起见，在图10中，简化图示出了压电振动体101、102。
如图10所示，端子80经由软性基板120，与驱动电路110电连接。具体而言，软性基板120具有绝缘基板122和设置于绝缘基板122的布线层124，利用布线层124，能够使端子80与驱动电路110电连接。布线层124例如是金层、铜层。
此外，端子82、84、86与端子80相同，也经由软性基板120，与驱动电路110电连接。另外，虽然未图示，但端子80、82、84、86与驱动电路110的电连接可以使用电线、焊锡进行。
图11是用于说明压电驱动装置100的振动体部12的动作的图。如图11所示，压电驱动装置100的接触部20与作为被驱动部件的转子4的外周接触。驱动电路110对压电元件30a、30d的电极32、36间外加交流电压或者脉动电压。由此，压电元件30a、30d沿箭头x的方向伸缩。由此，振动体部12在振动体部12的平面内弯曲振动(例如，沿在 没有对压电元件30外加电压的状态下的振动体部12的短边方向弯曲振动)并变形为蜿蜒形状(S字形状)。并且，驱动电路110对压电元件30e的电极32、36间外加交流电压或者脉动电压。由此，压电元件30e沿箭头y的方向伸缩。由此，振动体部12在振动体部12的平面内纵向振动(例如，沿在没有对压电元件30外加电压的状态下的振动体部12的长边方向纵向振动)。通过上述振动体部12的弯曲振动以及纵向振动，接触部20如箭头z那样椭圆运动。其结果是，转子4绕其中心4a沿规定的方向R(图示的例中为顺时针方向)旋转。
此外，在驱动电路110对压电元件30b、30c、30e的电极32、36间外加交流电压或者脉动电压的情况下，转子4沿与方向R相反的方向(逆时针方向)旋转。
另外，振动体部12的弯曲振动的谐振频率与纵向振动的谐振频率优选为相同。由此，压电驱动装置100能够高效地使转子4旋转。
如图11所示，本实施方式的马达130包含本发明的压电驱动装置(图示的例中为压电驱动装置100)和通过压电驱动装置100旋转的转子4。
压电驱动装置100例如具有以下特征。
压电驱动装置100包含在俯视面中沿基板10的外周设置且与第一电极32电连接的第二布线层52、和以覆盖第二布线层52的方式设置的导电层60。因此，在压电驱动装置100中，能够降低将第一电极32与端子80电连接的部件的阻力。由此，在压电驱动装置100中，能够实现提高到压电体层34的外加电压的效率，并且能够减少将第一电极32与端子80电连接的部件的发热量。并且，薄膜压电元件由于电容比块压电元件大，所以压电体层的阻抗变小。在压电驱动装置100中，通过降低将第一电极32与端子80电连接的部件的阻力，由此能够增大压电体层34的阻抗，能够增大外加于压电体层34的电压。其结果是，压电驱动装置100能够实现高输出化。
并且，在压电驱动装置100中，包含作为薄膜压电元件的压电元件30，与包含块压电元件的情况相比，能够实现小型化。
此外，为了形成压电体层34而在氧环境气中进行热处理，但该热处理在700℃～800℃下进行。因此，第一电极32由包含能够耐高温且不被氧化的铂的材料构成。因此，若加厚第一电极实现第一电极的低阻力化来实现压电驱动装置的高输出化，则成本提高。在本实施方式的压电驱动装置100中，能够抑制成本并且实现高输出化。
在压电驱动装置100中，导电层60具有以覆盖Ni-P层62的方式设置的金层66。因此，在端子80、82、84、86的结构与导电层60的结构相同，且与端子80、82、84、86连接的外部布线(具体而言是软性基板120的布线层124)的材质是金的情况下，通过金属结合(Au-Au结合)，能够将端子80、82、84、86与外部布线接合。
在压电驱动装置100中，导电层60具有设置在Ni-P层62与金层66之间的钯层64。因此，在压电驱动装置100中，利用钯层64，能够抑制Ni-P层62与金层66之间的扩散。
在压电驱动装置100中，导电层60是无电镀层。因此，在压电驱动装置100中，例如能够使作为催化剂的钯有选择地附着于第二布线层52的第一部分52a表面，能够有选择地能够形成导电层60。由此，在压电驱动装置100中，例如在基板10为晶圆状态下，也能够容易形成导电层60。另外，即使第一压电振动体101的基板10与第二压电振动体102的基板10之间的距离小到20μm，也能够容易形成导电层60。例如在通过溅射法等形成导电层60的情况下，需要从正交于基板10的厚度方向的方向进行溅射，存在无法容易形成导电层60的情况。
并且，无电镀层能够通过浸入液体来形成。因此，在压电驱动装置100中，通过形成导电层60，能够抑制对第二布线层52造成损伤。另外，在压电驱动装置100中，例如能够以低成本形成导电层60。
在压电驱动装置100中，在基板10的第二面10b设置有金属层70，金属层70与导电层60连接。因此，在压电驱动装置100中，能够进一步降低将第一电极32与端子80电连接的部件的阻力。
在压电驱动装置100中，包含第一压电振动体101和与第一压电振动体101接合的第二压电振动体102。因此，在压电驱动装置100中， 与仅包含一个压电振动体的情况相比，能够进一步实现高输出化。
在压电驱动装置100中，包含以覆盖第一布线层50的方式设置于的无电镀层51。因此，在压电驱动装置100中，例如，在形成第二绝缘层42时，能够抑制第一布线层50被氧化。具体而言，在第二绝缘层42的材质是有机材料的情况下，在形成第二绝缘层42时进行热处理(烘烤)，但由于第一布线层50含有铜，所以由于该热处理而容易被氧化。然而，在压电驱动装置100中，以覆盖第一布线层50的方式设置无电镀层51，所以利用无电镀层51，能够抑制第一布线层50的氧化。
在马达130中，包含压电驱动装置100。因此，马达130能够实现高输出化以及小型化。
1.2.压电驱动装置的制造方法
接下来，参照附图来说明第一实施方式的压电驱动装置100的制造方法。图12是用于说明第一实施方式的压电驱动装置100的制造方法的流程图。图13～图16是示意性表示第一实施方式的压电驱动装置100的制造工序的剖视图。
第一压电振动体101以及第二压电振动体102基本通过相同的制造方法形成。因此，以下使用图6、图13、图14，说明第一压电振动体101的制造方法。第一压电振动体101的制造方法的说明基本能够适用于第二压电振动体102的制造方法。
如图13所示，在基板10的振动体部12上形成第一电极32(S1)。第一电极32例如通过溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法等成膜以及刻画图案(基于光刻以及蚀刻的刻画图案)形成。在本工序中，可以在基板10的支承部14上以及连接部16、18上形成第一导电层33(参照图8)。
此外，基板10可以是晶圆状态。即虽然未图示，但可以在基板10的周围设置框部，基板10经由被切断部连接于框部。在这种情况下，基板10、框部以及被切断部一体地设置。
接下来，在第一电极32上形成压电体层34(S2)。压电体层34 例如在反复基于液相法的前驱体层的形成和该前驱体层的结晶化后，通过刻画图案形成。液相法是使用包含薄膜(压电体层)的结构材料的原料液将薄膜材料成膜的方法，具体而言，有溶胶-凝胶法、MOD(Metal Organic Deposition)法等。结晶化在氧环境中通过700℃～800℃的热处理进行。在本工序中，可以在第一导电层33上形成绝缘层35(参照图8)。
接下来，在压电体层34形成第二电极36(S3)。第二电极36例如通过与第一电极32相同的方法形成。此外，虽然未图示，但第二电极36的刻画图案与压电体层34的刻画图案可以作为同一工序进行。在本工序中，可以在绝缘层35上形成第二导电层37(参照图8)。
通过以上的工序，能够在基板10的振动体部12上形成压电元件30。
如图14所示，以覆盖压电元件30的方式形成第一绝缘层40(S4)。第一绝缘层40例如通过旋涂法、CVD法形成。接下来，对第一绝缘层40刻画图案，形成接触孔40a。在第一绝缘层40的材质是感光性的材料的情况下，不对第一绝缘层40蚀刻，可以通过曝光、显影以及烘烤来刻画图案。此外，在第一绝缘层40的材质不是感光性的材料的情况下，对第一绝缘层40通过光刻以及蚀刻来刻画图案。
接下来，在第二电极36上以及第一绝缘层40上形成第一布线层50(S5)。第一布线层50例如通过电镀(电解电镀)法、基于溅射法的成膜以及刻画图案等形成。
接下来，以覆盖第一布线层50的方式形成无电镀层51(S6)。无电镀层51通过无电镀法形成。具体而言，在使作为催化剂的钯有选择地附着于第一布线层50的表面后，通过无电镀法，在第一布线层50的表面有选择地形成无电镀层51。
如图6所示，以覆盖无电镀层51的方式形成第二绝缘层42(S7)。接下来，对第二绝缘层42刻画图案，形成接触孔42a。第二绝缘层42以及接触孔42a例如分别通过与第一绝缘层40以及接触孔40a相同的方法形成。例如，在烘烤第二绝缘层42的情况下，利用无电镀层51能 够抑制第一布线层50被氧化。此外，如图6所示，可以在第二绝缘层42上形成第三绝缘层44。第三绝缘层44例如通过与第一绝缘层40相同的方法形成。
接下来，在电极32、36上以及第二绝缘层42上形成第二布线层52(S8)。第二布线层52例如通过与第一布线层50相同的方法形成。具体而言，以在俯视面中沿基板10的外周的方式，形成与第一电极32电连接的第二布线层52的第一部分52a。并且，形成与第二电极36电连接的第二布线层52的第二部分52b。
通过以上的工序，能够形成第一压电振动体101以及第二压电振动体102。此外，在基板10是晶圆状态的情况下，第一压电振动体101与第二压电振动体102可以形成为不同的晶圆。
如图15所示，使第一压电振动体101与第二压电振动体102接合(S9)。具体而言，经由粘合剂2将第一压电振动体101的第二布线层52、与第二压电振动体102的第二布线层52接合。
如图16所示，在第二布线层52的第一部分52a的露出的部分，有选择地附着作为无电镀法的催化剂的钯P(S10)。钯P例如通过公知的方法附着。
如图7所示，以覆盖第二布线层52的方式形成导电层60(S11)。具体而言，在第一部分52a的附着有钯P的部分，有选择地形成导电层60。导电层60通过无电镀法形成。导电层60的Ni-P层62例如通过利用次磷酸还原镍层而形成(通过还原型无电镀法形成)。导电层60的钯层64以及金层66例如通过置换型无电镀法形成。
接下来，在基板10的面10b、10c形成金属层70(S12)。金属层70以与导电层60连接的方式形成。金属层70例如通过溅射法形成。
此外，虽然未图示，但在基板10是晶圆状态的情况下，在工序(S12)之后，通过蚀刻等将被切断部切断，使基板10与框部分离(芯片化)。
通过以上的工序，能够制造压电驱动装置100。
在压电驱动装置100的制造方法中，包含以在俯视面中沿基板10的外周的方式形成与第一电极32电连接的第二布线层52的工序(S8)、以覆盖包含第二布线层在内的层的方式形成作为无电镀层的导电层60的工序(S11)。因此，在压电驱动装置100的制造方法中，可制造能够实现高输出化的压电驱动装置100。
并且，在压电驱动装置100的制造方法中，包含在基板10上形成第一电极32的工序(S1)、在第一电极32上形成压电体层34的工序(S2)、在压电体层34上形成第二电极36的工序(S3)，由此，能够形成作为薄膜压电元件的压电元件30。因此，在压电驱动装置100的制造方法中，与包含块压电元件的情况相比，壳制造能够实现小型化的压电驱动装置100。
1.3.压电驱动装置的变形例
接下来，参照附图来说明第一实施方式的变形例的压电驱动装置。图17是示意性表示第一实施方式的变形例的压电驱动装置200的剖视图。此外，方便起见，在图17中简化图示出了第一压电振动体101以及第二压电振动体102。
以下，在第一实施方式的变形例的压电驱动装置200中，具有与第一实施方式的压电驱动装置100的结构部件相同功能的部件标注同一附图标记，省略其详细的说明。
在上述压电驱动装置100中，如图2所示，各含有一个第一压电振动体101以及第二压电振动体102。与此相对，在压电驱动装置200中，分别含有多个第一压电振动体101以及第二压电振动体102。
在压电驱动装置200中，第一压电振动体101以及第二压电振动体102构成了接合体210。接合体210具有金属层70。接合体210设置有多个。在图示的例子中，接合体210设置有3个。接合体210沿基板10的厚度方向层叠有多个。
在相邻的接合体210中，一方的接合体210的金属层70与另一方的接合体210的金属层70接合。例如，在金属层70是金层的情况下，一方的接合体210的金属层70与另一方的接合体210的金属层70通过 金属结合(Au-Au接合)而接合。由此，不使用粘合剂，也能够使相邻的接合体210牢固接合。此外，虽然未图示，但一方的接合体210的金属层70与另一方的接合体210的金属层70也可以通过导电性粘合剂接合。
在压电驱动装置200中，接合体210沿基板10的厚度方向层叠有多个。因此，在压电驱动装置200中，与接合体210仅形成有一个的情况相比，能够进一步实现高输出化。
2.第二实施方式
2.1.压电驱动装置
接下来，参照附图来说明第二实施方式的压电驱动装置。图18是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置300的俯视图。图19是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置300的图18的XIX-XIX射线剖视图。图20是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置300的图18的箭头XX方向观察的图。
如图18～图20所示，压电驱动装置300包含第一压电振动体101、与第一压电振动体101接合的第二压电振动体102。此外，在图19以及图20中简化图示出了压电振动体101、102。
这里，图21是示意性表示第一压电振动体101的俯视图。图22是示意性表示第一压电振动体101的俯视图。图23是示意性表示第一压电振动体101的图21以及图22的XXIII-XXIII线剖视图。第一压电振动体101以及第二压电振动体102基本具有相同的结构。因此，以下使用图21～图23，说明第一压电振动体101。第一压电振动体101的说明基本能够适用于第二压电振动体102。
如图21～图23所示，第一压电振动体101包含基板10、接触部20、压电元件30、绝缘层340、342、343、布线层350、352。此外，方便起见，图21中省略了除基板10、接触部20以及压电元件30以外的部件的图示。另外，在图22中省略了除基板10以及布线层352以外的部件的图示。
如图23所示，基板10具有第一面10a、与第一面10a相反的一侧的第二面10b、将第一面10a与第二面10b连接的第三面10c。在第一面10a设置有压电元件30。第三面10c是基板10的侧面。
基板10例如由硅基板11a、设置于硅基板11a上的基底层11b构成。基底层11b是绝缘层。基底层11b例如由设置于硅基板11a上的氧化硅层、设置于氧化硅层上的氧化锆层的层叠体构成。
如图21所示，基板10具有振动体部12、支承部14、第一系列接部16、第二连接部18。振动体部12的俯视形状(从基板10的厚度方向观察的形状)是近似长方形。在振动体部12上设置压电元件30，振动体部12能够通过压电元件30的变形而振动。支承部14经由连接部16、18，支承振动体部12。在图示的例子中，连接部16、18从振动体部12的长边方向的中央部，朝正交于该长边方向的方向延伸突出，并与支承部14连接。
接触部20设置于振动体部12。在图示的例子中，在振动体部12设置有凹部12a，接触部20嵌入并接合(例如粘合)于凹部12a。接触部20是与被驱动部件接触从而将振动体部12的动作传递至被驱动部件的部件。接触部20的材质例如是陶瓷(具体而言是氧化铝(Al2O3))、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N)等)。
压电元件30设置于基板10上。压电元件30设置于基板10的第一面10a。压电元件30设置于振动体部12上。压电元件30具有第一电极32、压电体层34、第二电极36。
第一电极32设置于振动体部12上。在图示的例子中，第一电极32的俯视形状为长方形。第一电极32可以由设置于振动体部12上的铱层、设置于铱层上的铂层构成。铱层的厚度例如在5nm以上、100nm以下。铂层的厚度例如在50nm以上、300nm以下。此外，第一电极32也可以是Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Cu等构成的金属层，或者将上述2种以上混合或者层叠而成。第一电极32是用于对压电体层34外加电压的一方的电极。
压电体层34设置于第一电极32上。在图示的例子中，压电体层34的俯视形状为长方形。压电体层34的厚度例如在50nm以上、20μm以下，优选为1μm以上、7μm以下。这样，压电元件30是薄膜压电元件。若压电体层34的厚度小于50nm，则在压电驱动装置300的输出变小的情况下。具体而言，若要增大输出而提高对压电体层34的外加电压，则存在压电体层34产生绝缘破坏的情况下。若压电体层34的厚度大于20μm，则存在压电体层34产生裂缝的情况。
使用钙钛矿型氧化物的压电材料作为压电体层34。具体而言，压电体层34的材质例如是锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O3：PZT)、锆钛铌酸铅(Pb(Zr，Ti，Nb)O3：PZTN)。压电体层34被电极32、36外加电压，由此能够变形(伸缩)。
第二电极36设置于压电体层34上。在图示的例子中，第二电极36的俯视形状为长方形。第二电极36可以由设置于压电体层34上的紧贴层、设置于紧贴层上的导电层构成。紧贴层的厚度例如在10nm以上、100nm以下。紧贴层例如是TiW层、Ti层、Cr层、NiCr层或者它们的层叠体。导电层的厚度例如在1μm以上、10μm以下。导电层例如是Cu层、Au层、Al层或者它们的层叠体。第二电极36是用于对压电体层34外加电压的另一方的电极。
如图21所示，压电元件30设置有多个。在图示的例子中，压电元件30设置有5个(压电元件30a、30b、30c、30d、30e)。在俯视面中(从基板10的厚度方向观察)，例如，压电元件30a～30d的面积相同，压电元件30e具有比压电元件30a～30d大的面积。压电元件30e在振动体部12的短边方向的中央部，沿振动体部12的长边方向设置。压电元件30a、30b、30c、30d设置于振动体部12的四角。在图示的例子中，在压电元件30a～30e中，第一电极32被设置为一个连续的导电层。
如图23所示，绝缘层340以覆盖压电元件30的方式设置。绝缘层340例如具有设置于压电元件30上的无机绝缘层341a、设置于无机绝缘层341a上的有机绝缘层341b。无机绝缘层341a的材质例如是氧化硅、氧化铝等无机材料。有机绝缘层341b的材质例如是环氧类树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂等有机材料。有机绝缘层341b的材质也可以是感光性的材料。
布线层350设置于第二电极36上。布线层350与第二电极36电连接。在图示的例子中，布线层350在绝缘层340上和形成于绝缘层340的接触孔340b上设置，并与第二电极36连接。
布线层350是含有铜的层。布线层350也可以由钛钨层、设置于钛钨层上的铜层构成。在图示的例子中，布线层350被通过无电镀形成的无电镀层351覆盖。无电镀层351也可以由含有镍以及磷的层(Ni-P层)构成。或者无电镀层351也可以由Ni-P层、设置于Ni-P层上的金层构成。或者，无电镀层351也可以由Ni-P层、设置于Ni-P层上的钯层、设置于钯层上的金层构成。
绝缘层342以覆盖布线层350的方式设置。在图示的例子中，绝缘层342以经由无电镀层351覆盖布线层350的方式设置。绝缘层342的材质可以是氧化硅，、氧化铝等无机材料，也可以是环氧类树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂等有机材料。绝缘层342的材质也可以是感光性的材料。
绝缘层343设置于绝缘层342上。绝缘层343例如具有用于在绝缘层342上形成布线层352的壁的作用。绝缘层343的材质可以是氧化硅、氧化铝等无机材料，也可以是环氧类树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、硅酮系树脂等有机材料。绝缘层343的材质也可以是感光性的材料。
布线层352设置于无电镀层351上。在图23所示的例子中，布线层352经由无电镀层351以及布线层350，与第二电极36电连接。即布线层352与压电元件30电连接。在图示的例子中，布线层352经由形成于绝缘层342的接触孔342b，与第二电极36连接。布线层352的材质例如与布线层350的材质相同。
如图22所示，布线层352具有第一部分353a、第二部分353b、第三部分353c、第四部分353d。第一部分353a与压电元件30a、30d的第二电极36电连接。第一部分353a在在俯视面中从振动体部12通过第一系列接部16并延伸突出支承部14的边(与接触部20相反的一侧的边)14a附近。第二部分353b与压电元件30e的第二电极36电连接。第二部分353b在在俯视面中从振动体部12通过第二连接部18并 延伸突出边14a附近。第三部分353c与压电元件30b、30c的第二电极36电连接。第三部分353c在在俯视面中从振动体部12通过第二连接部18并延伸突出到边14a附近。第四部分353d与第一电极32电连接。第四部分353d在在俯视面中从振动体部12通过第一系列接部16并延伸突出到边14a附近。
图24是示意性表示压电驱动装置300的图18的XXIV-XXIV线剖视图。如图24所示，第一压电振动体101以及第二压电振动体102沿基板10的厚度方向层叠。压电振动体101、102以使第一压电振动体101的第一面10a与第二压电振动体102的第一面10a对置的方式接合。具体而言，第一压电振动体101的布线层352、与第二压电振动体102的布线层352接合。在图示的例子中，第一压电振动体101的布线层352、与第二压电振动体102的布线层352经由粘合剂2接合。粘合剂2例如是导电性粘合剂。由此，能够将第一压电振动体101的布线层352、与第二压电振动体102的布线层352电连接。第一压电振动体101的基板10与第二压电振动体102的基板10之间的距离例如是20μm左右。
此外，第一压电振动体101的布线层352、第二压电振动体102的布线层352可以通过金属结合(Cu-Cu接合或者Au-Au接合)而接合。由此，不使用粘合剂，也能够使压电振动体101、102牢固接合。
图25是示意性表示压电驱动装置300的图18的XXV-XXV线剖视图。如图25所示，压电振动体101、102的绝缘层340具有侧面340a。压电振动体101、102的绝缘层342具有侧面340a和连接的侧面342a。压电振动体101、102的布线层352具有侧面342a和连接的侧面352a。如图18～图20、图25所示，压电驱动装置300具有端子80、82、84、86。
这里，第一压电振动体101的基板10是第一基板。第一压电振动体101的压电元件30是第一压电元件。第一压电振动体101的布线层352是第一布线层。第一压电振动体101的绝缘层340、342构成了第一绝缘部344。第一绝缘部344设置在第一基板与第一布线层之间。
另外，第二压电振动体102的基板10是第二基板。第二压电振动体102的压电元件30与作为第二压电元件的第二压电振动体102的布 线层352是第二布线层。第二压电振动体102的绝缘层340、342构成了第二绝缘部346。第二绝缘部346设置在第二基板与第二布线层之间。
如图25所示，端子80与压电振动体101、102的布线层352的侧面352a连接。在图示的例子中，如图25所示，端子80与压电振动体101、102的绝缘层340的侧面340a的一部分、以及绝缘层342的侧面342a连接。即端子80设置于侧面340a的一部分以及侧面342a、352a。端子80以比压电振动体101、102的基板10的侧面10c更向外侧突出的方式设置。即如图18所示，端子80具有在在俯视面中不与压电振动体101、102重叠的部分。端子80在在俯视面中从支承部14的边14a向外侧突出。边14a例如是由侧面10c形成的边。端子80不与压电振动体101、102的基板10接触，而分离地设置。端子82、84、86例如具有与端子80相同的形状以及大小。
端子80、82、84、86是通过无电镀形成的无电镀层。端子80～86可以由含有镍以及磷的层(Ni-P层)构成。或者端子80～86可以由Ni-P层、和以覆盖Ni-P层的方式设置的金层构成。或者，端子80～86可以由Ni-P层、以覆盖Ni-P层的方式设置的钯层、以覆盖钯层的方式设置的金层构成。
此外，如图24所示，布线层352的设置有端子80、82、84、86的侧面352a以外的侧面352b例如被绝缘层343覆盖。因此，在布线层352的侧面352b没有形成端子(无电镀层)。由此，能够抑制无电镀的材料浪费。并且，在不需要的部分不实施无电镀，所以能够相应地抑制因无电镀层阻碍压电驱动装置300的动作。
端子80例如经由布线层352的第一部分353a，与压电元件30a、30d的第二电极36电连接。端子82例如经由布线层352的第二部分353b，与压电元件30e的第二电极36电连接。端子84例如经由布线层352的第三部分353c，与压电元件30b、30c的第二电极36电连接。端子86例如经由布线层352的第四部分353d，与压电元件30a、30b、30c、30d、30e的第一电极32电连接。端子86可以作为地线而具有基准电位。在压电驱动装置300中，使端子80～86与驱动电路连接，由此对压电元件30a～30e的压电体层34外加电压，能够使振动体部12振动。
在压电驱动装置300的压电振动体101、102中，如图25所示，在支承部14以及连接部16、18设置有第一导电层33、绝缘层35、第二导电层37、绝缘层340、342、布线层350、352、以及无电镀层351。由此，例如，在各压电振动体101、102中，能够减小设置于振动体部12、支承部14、以及连接部16、18上部件的厚度(高度)的差。即在各压电振动体101、102中，能够提高厚度的均匀性。因此，在层叠压电振动体101、102时，能够抑制在压电振动体101、102之间产生间隙。由此，能够提高压电振动体101、102的接合强度。
此外，第一导电层33、绝缘层35以及第二导电层37的材质分别与第一电极32、压电体层34第二电极36的材质相同。第一导电层33绝缘层35以及第二导电层37可以分别在形成第一电极32、压电体层34、第二电极36的工序中形成。压电体层34不被导电层33、37外加电压。例如，第一导电层33与第一电极32电分离，第二导电层37与第二电极36电分离。在图25所示的例子中，第二导电层37与端子80电连接，但第二导电层37也可以与端子80电分离。
图26是用于说明压电驱动装置300的端子80与驱动电路110的电连接方法的图。此外，方便起见，在图26中简化图示出了压电振动体101、102。
如图26所示，端子80与软性基板(外部布线)120、压电振动体101、102的布线层352电连接。具体而言，软性基板120具有绝缘基板122、设置于绝缘基板122的布线层124，端子80将布线层352与布线层124电连接。布线层124例如是金层、铜层。此外，在端子82、84、86中，与端子80相同，将软性基板(外部布线)120与压电振动体101、102的布线层352连接。软性基板120将端子80与驱动电路110电连接。
如图26所示，软性基板120压电振动体101、102例如通过粘合剂3接合。粘合剂3在端子80、82、84、86的周围设置在软性基板120与压电振动体101、102之间。粘合剂3例如有绝缘性。
压电驱动装置300例如具有以下特征。
在压电驱动装置300中，端子80、82、84、86与压电振动体101、102的布线层352的侧面352a连接，并且以比压电振动体101、102的基板10的侧面10c更朝外侧突出的方式设置。因此，在压电驱动装置300中，使用软性基板120作为外部布线，例如，能够将驱动电路110与布线层352电连接。由此，在压电驱动装置300中，与使用跨接线将驱动电路110与布线层352电连接的情况相比，能够实现小型化。并且，在压电驱动装置300中，能够简化外部布线的拉绕，能够容易进行驱动电路110与布线层352的电连接。例如，在使用跨接线使驱动电路110与布线层352电连接的情况下，在层叠多个压电振动体的情况下，需要用于拉绕跨接线的空间，存在装置大型化的情况。
在压电驱动装置300中，端子80、82、84、86是无电镀层。因此，在压电驱动装置300中，例如使作为催化剂的钯有选择地附着于布线层352的侧面352a，能够有选择地形成端子80～86。由此，在压电驱动装置300中，例如即使基板10是晶圆状态，也能够容易形成端子80～86。另外，即使第一压电振动体101的基板10与第二压电振动体102的基板10之间的距离小到20μm左右，也能够容易形成端子80～86。例如在通过溅射法等形成端子80～86的情况下，需要从正交于基板10的厚度方向的方向进行溅射，存在无法容易形成端子80～86的情况。
并且，无电镀层能够通过浸入液体来形成。因此，在压电驱动装置300中，通过形成端子80～86，能够抑制对布线层352造成损伤。另外，在压电驱动装置300中，例如，能够以低成本形成端子80～86。
并且，在压电驱动装置300中，例如，与使用Ag膏作为端子的情况相比，能够降低阻力。例如，Ag膏的电阻率是2Ωcm，作为无电镀层的端子80～86的Ni-P层的电阻率是0.7Ωcm。
在压电驱动装置300中，包含设置在第一压电振动体101的基板10与布线层352之间的第一绝缘部344、设置在第二压电振动体102的基板10与布线层352之间的第二绝缘部346，端子80～86与绝缘部344、346的侧面340a、342a连接。因此，在压电驱动装置300中，在作为无电镀层的端子80～86从布线层352的侧面352a各向同性地生长的情况下，利用绝缘部344、346，能够抑制端子80～86与压电振动体101、102的基板10接触。由此，在压电驱动装置300中，在压电振动体101、102的基板10间，能够抑制漏电电流经由端子80～86流动。
在压电驱动装置300中，基板10由硅基板11a和设置于硅基板11a上的作为绝缘层的基底层11b构成。因此，在压电驱动装置300中，即使端子80～86与基板10接触，在压电振动体101、102的基板10间也能够抑制漏电电流经由端子80～86流动。
此外，基板10可以仅由利用高阻力硅(例如超过10000Ωcm的硅)构成的硅基板11a构成。在这种情况下，在压电振动体101、102的基板10间，能够抑制漏电电流经由端子80～86流动。但是，在使用高阻力硅情况下，与使用通常的硅基板的情况相比，成本提高。
在压电驱动装置300中，软性基板120与压电振动体101、102通过绝缘性的粘合剂3接合。因此，在压电驱动装置300中，在压电振动体101、102的基板10间，能够抑制漏电电流经由端子80～86流动。
在压电驱动装置300中，端子80～86具有以覆盖Ni-P层的方式设置的金层。因此，在软性基板120的布线层124的材质是金的情况下，能够利用金属结合(Au-Au结合)，将端子80～86将软性基板120接合。并且，在压电驱动装置300中，例如，通过Au-Au结合以及粘合剂3，能够使软性基板120与压电振动体101、102牢固地接合。因此，在压电驱动装置300中，能够抑制因振动体部12的振动而使软性基板120与压电振动体101、102的连接切断。因此，压电驱动装置300能够具有很高的可靠性。另外，在压电驱动装置300中，能够提高品质。
在压电驱动装置300中，端子80～86具有设置在Ni-P层与金层之间的钯层。因此，在压电驱动装置300中，利用钯层，能够抑制Ni-P层与金层之间的扩散。
2.2.压电驱动装置的制造方法
接下来，参照附图来说明第二实施方式的压电驱动装置300的制造方法。图27是用于说明第二实施方式的压电驱动装置300的制造方法的流程图。图28～图30是示意性表示第二实施方式的压电驱动装置300的制造工序的剖视图。此外，图28以及图29表示与图24相同的剖面，图30表示与图25相同的剖面。
第一压电振动体101以及第二压电振动体102基本通过相同的制 造方法形成。因此，以下使用图23、如28、图29，说明第一压电振动体101的制造方法。第一压电振动体101的制造方法的说明基本能够适用于第二压电振动体102的制造方法。
如图28所示，在基板10的振动体部12上形成第一电极32(S1)。第一电极32例如通过溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、基于真空蒸镀法等成膜、以及刻画图案(基于光刻以及蚀刻的刻画图案)形成。在本工序中，可以在基板10的支承部14上以及连接部16、18上形成第一导电层33(参照图25)。此外，例如在硅基板11a上通过溅射法、CVD法形成基底层11b从而得到基板10。
此外，基板10可以是晶圆状态。即虽然未图示，但也可以在基板10的周围设置框部，基板10经由被切断部连接于框部。在这种情况下，基板10、框部以及被切断部一体地设置。
接下来，在第一电极32上形成压电体层34(S2)。压电体层34例如在反复基于液相法的前驱体层的形成和该前驱体层的结晶化后，通过刻画图案形成。液相法是使用包含薄膜(压电体层)的结构材料的原料液将薄膜材料成膜的方法，具体而言，有溶胶-凝胶法、MOD(Metal Organic Deposition)法等。结晶化在氧环境中通过700℃～800℃的热处理进行。在本工序中，可以在第一导电层33上形成绝缘层35(参照图25)。
接下来，在压电体层34形成第二电极36(S3)。第二电极36例如通过与第一电极32相同的方法形成。此外，虽然未图示，但第二电极36的刻画图案与压电体层34的刻画图案可以作为同一工序进行。在本工序中，可以在绝缘层35上形成第二导电层37(参照图25)。
通过以上的工序，能够在基板10的振动体部12上形成压电元件30。
如图29所示，以覆盖压电元件30的方式，形成具有无机绝缘层341a以及有机绝缘层341b的绝缘层340(S4)。无机绝缘层341a以及有机绝缘层341b例如通过旋涂法、CVD法形成。接下来，将绝缘层340刻画图案，形成接触孔340b。
接下来，在第二电极36上以及绝缘层340上形成布线层350(S5)。布线层350例如通过电镀(电解电镀)法、基于溅射法的成膜以及刻画图案等形成。
接下来，以覆盖布线层350的方式，形成无电镀层351(S6)。无电镀层351通过无电镀法形成。具体而言，在使作为催化剂的钯有选择地附着于布线层350的表面后，通过无电镀法，在布线层350的表面有选择地形成无电镀层351。
如图23所示，以覆盖无电镀层351的方式，形成绝缘层342、343(S7)。具体而言，在形成绝缘层342后，形成绝缘层343。绝缘层342、343例如通过旋涂法、CVD法形成。在绝缘层342、343的材质是感光性的材料情况下，可以不通过蚀刻而是通过曝光、显影以及烘烤将绝缘层342、343刻画图案。例如，在烘烤绝缘层342、343的情况下，能够抑制布线层350因无电镀层351而被氧化。此外，在绝缘层342、343的材质不是感光性的材料的情况下，通过光刻以及蚀刻将绝缘层342、343刻画图案。
通过以上的工序，能够形成具有绝缘层340、342的绝缘部344、346(参照图25)。
接下来，在电极32、36上以及绝缘层342上形成布线层352(S8)。布线层352例如通过与布线层350相同的方法形成。
通过以上的工序，能够形成第一压电振动体101以及第二压电振动体102。此外，在基板10是晶圆状态的情况下，第一压电振动体101与第二压电振动体102可以形成为不同的晶圆。
如图24所示，以使第一压电振动体101的基板10的第一面10a、与第二压电振动体102的基板10的第一面10a对置的方式，将第一压电振动体101与第二压电振动体102接合(S9)。具体而言，经由粘合剂2将第一压电振动体101的布线层352与第二压电振动体102的布线层352接合。
如图30所示，在布线层352的侧面352a有选择地附着作为无电镀法的催化剂的钯P(S10)。钯P例如通过公知的方法附着。
如图25所示，在布线层352的侧面352a形成端子80、82、84、86(S11)。具体而言，在侧面352a的附着有钯P的部分有选择地形成端子80～86。端子80～86通过无电镀法形成。在端子80～86具有Ni-P层、钯层以及金层的情况下，的Ni-P层例如通过利用次磷酸还原镍层而形成(通过还原型无电镀法形成)。钯层以及金层例如通过置换型无电镀法形成。
在工序(S11)中，端子80～86以与压电振动体101、102的布线层352的侧面352a连接且比压电振动体101、102的基板10的侧面10c更向外侧突出的方式形成。端子80～86以与绝缘部344、346的侧面340a、342a连接的方式形成。端子80～86以与压电振动体101、102的基板10分离的方式形成。
此外，虽然未图示，但在基板10是晶圆状态的情况下，在工序(S11)后，通过蚀刻等将被切断部切断，使基板10与框部分离(芯片化)。
通过以上的工序，能够制造压电驱动装置300。
在压电驱动装置300的制造方法中，包含以与压电振动体101、102的布线层352的侧面352a连接且比压电振动体101、102的基板10的侧面10c更向外侧突出的方式形成端子80～86的工序(S11)。因此，在压电驱动装置300的制造方法中，可制造能够实现小型化的压电驱动装置300。
2.3.压电驱动装置的变形例
接下来，参照附图来说明第二实施方式的变形例的压电驱动装置。图31是示意性表示第二实施方式的变形例的压电驱动装置400的剖视图。
以下在第二实施方式的变形例的压电驱动装置400中，具有与第二实施方式的压电驱动装置300的结构部件相同的功能的部件标注相同的附图标记，省略其详细的说明。
在上述压电驱动装置300中，如图26所示，各包含一个第一压电 振动体101以及第二压电振动体102。与此相对，在压电驱动装置400中，如图31所示，各包含多个第一压电振动体101以及第二压电振动体102。
在压电驱动装置400中，第一压电振动体101、第二压电振动体102、端子80、82、84、86构成了接合体410。接合体410设置有多个。在图示的例子中，接合体410设置有2个。接合体410沿基板10的厚度方向层叠有多个。
在相邻的接合体410中，一方的接合体410的第一压电振动体101的基板10、与另一方的接合体410的第二压电振动体102的基板10通过粘合剂402接合。粘合剂402例如有绝缘性。
在压电驱动装置400中，接合体410沿基板10的厚度方向层叠有多个。因此，在压电驱动装置400中，与接合体410仅形成有一个的情况相比，能够实现高输出化。
并且，在压电驱动装置400中，即使在接合体410层叠有多个的情况下，也能够使用软性基板120，能够简化外部布线的拉绕。因此，在压电驱动装置400中，能够容易进行驱动电路110与布线层352的电连接。
3.第三实施方式
3.1.压电驱动装置
接下来，参照附图来说明第三实施方式的压电驱动装置。
这里，使压电体振动来驱动被驱动体的压电促动器(压电驱动装置)不需要磁铁、线圈，所以在各种领域中被利用。例如在日本特开2004-320979号公报中公开的压电驱动装置是在板状的部件的两个面的每一个上配置有2行2列的四个压电元件的结构，成为利用合计为8个压电元件产生振动的结构。在上述板状部件的一端设置有用于与作为被驱动体的转子接触并使转子旋转的突起部。若对配置于四个压电元件中的对角的两个压电元件外加交流电压，则这两个压电元件进行伸缩运动，由此突起部进行往复运动或者椭圆运动。而且，根据该加强板的突 起部的往复运动或者椭圆运动，作为被驱动体的转子朝规定的旋转方向旋转。另外，通过将外加交流电压的两个压电元件切换为另外两个压电元件，从而能够使转子朝相反方向旋转。
另外，公知有使压电驱动体(压电振动体)沿厚度方向重叠来增大输出的堆叠结构的压电驱动装置(例如，日本特开平08-237971号公报)。该压电驱动装置的压电振动体被弹性支承体支承。
例如在利用压电驱动装置构成马达来产生动力的情况下，作为基本要求之一，可举出提高驱动力(输出)。作为一个例子，在上述专利文献2公开的装置中，进行了利用堆叠结构提高输出的尝试。
然而，在使形成有压电元件的振动体堆叠(层叠)于板状部件的表面的情况下，在板状部件的形成有压电元件的区域、与没有形成压电元件的区域产生厚度的差。因此，在制造层叠体的压接等工序中，板状部件容易破损。另外，在板状部件不破损的情况下在板状部件产生残留应力的状态下层叠，振动特性产生不良情况。
另外，在为了将压电驱动装置相对于构造件等固定而设置的压电驱动装置的固定部分(固定部)、与压电驱动装置的振动的部分(振动部)的厚度不同的情况下，在形成层叠体的情况下，在压接等工序中压电驱动装置容易折断或破裂，另外，残留应力容易剩余。因此，特别担心固定部与振动部之间的区域(连接部等)的破损。
本发明的若干实施方式的目的之一是提供多个振动单元以平坦性良好的状态层叠而难以产生破损等的压电驱动装置、以及具备这样的压电驱动装置的马达、机器人以及泵。
第三实施方式的压电驱动装置500包含多个振动单元501。而且，压电驱动装置500以使振动单元501重叠的方式配置而构成。以下在说明了振动单元501之后，说明振动单元501的厚度以及配置等。
3.1.1.振动单元
首先，参照附图来说明第三实施方式的压电驱动装置的振动单元。图32是示意性表示第三实施方式的振动单元501的振动板510的俯视 图。图33是示意性表示第三实施方式的振动单元501的俯视图。图34是示意性表示第三实施方式的振动单元501的图33的XXXIV-XXXIV线剖视图。图35是示意性表示本实施方式的振动单元501的图33的XXXV-XXXV线剖视图。
本实施方式的振动单元501包含振动板510、第一电极532、第一压电体层534、第二电极536、第三电极542、第二压电体层544、第四电极546。
3.1.1.1.振动板
图32是俯视振动板510的示意图。振动板510包含固定部512、振动部514、连接部516、突起部518。
振动板510具有平板状的形状。如图32所示，振动板510的振动部514是具有长边方向和与长边方向正交的短边方向的形状。在图示的例子中，振动板510的振动部514的俯视形状为长方形。长边方向是长边延伸的方向，短边方向是短边延伸的方向。在振动部514设置后述的压电元件(第一电极532、第一压电体层534以及第二电极536的层叠构造)，驱动该压电元件从而能够变形以及振动。振动部514的俯视形状在图示的例子中为矩形形状，但没有特别限定。另外，振动部514的大小、厚度也没有特别限定。
在振动板510的长边方向的一端设置有突起部518。突起部518可以与振动部514一体地设置，也可以独立地形成并利用粘合剂等将该突起部518粘合于振动部514而设置。突起部518例如与未图示的转子(后述)抵接，突起部518以在俯视面中描绘出圆～椭圆的轨迹的方式运动，从而能够使转子旋转。这样的突起部518的运动通过振动部514的伸缩振动以及弯曲振动来实现。振动部514的振动方式是任意的，通过设置于振动部514的压电元件实现。突起部518的材质例如是陶瓷(具体而言是氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N)等)。
另一方面，如图32所示，振动板510具有固定部512。固定部512是用于将振动单元501固定于其它部件的部位。本实施方式的压电驱动装置500包含多个振动单元501，但固定部512设置于每一个振动单元501的振动板510。固定部512也可用于将振动单元501与其它振动单元501重叠并固定。
在图示的例子中，固定部512在俯视面中分别设置于振动部514的短边方向的两侧。固定部512的设置位置、个数没有特别限定。固定部512的大小也没有特别限定，例如，在不阻碍振动部514的振动的范围，振动部514可大可小。
在图示的例子中，在各固定部512分别各形成有三个适于螺纹固定等而形成的孔511。孔511是贯通振动板510的贯通孔。孔511可以用于将多个振动单元501相互固定，也可以利用孔511，在形成压电驱动装置500时将振动单元501的组固定于其它部件来使用。此外，在图示的例子中，例示出了在固定部512形成孔511的实施方式，但只要能够利用其它方法、结构(例如，夹持部件(夹子等))将多个振动单元501相互固定，或将振动单元501的组固定于其它部件，则未必需要孔511。
利用振动板510的固定部512固定振动单元501，但通过固定振动板510，由此将振动单元501的与固定部512对应的部分(以下，在振动单元501中将附图标记标为固定部512a。)固定。另外，在本实施方式的振动单元501的振动板510的固定部512形成第三电极542、第二压电体层544、第四电极546。这样的结构可以避开孔511而形成(参照图33)。另外，考虑到绝缘性等也可以将孔511配置为贯通上述结构。
在振动板510形成有将固定部512与振动部514连接的连接部516。连接部516以使固定部512支承振动部514的方式设置。连接部516支承振动部514，优选以不阻碍振动部514的振动(动作)的方式设置。例如，连接部516设置于振动部514振动时的振动的关节附近。另外，例如，如图所示，连接部516形成为比振动部514细且机械强度变小。然而，振动部514例如被转子等按压，所以连接部516被设计为具有不因这样的作用力而破损的强度。
在图示的例子中，连接部516从一个振动部514，相对于两个固定部512，分别各延伸3根而形成。连接部516的设置位置、个数、形状等没有不限定，可以根据压电驱动装置500的用途适当地设计。
振动板510例如是硅基板。振动板510的材质可以是硅、金属、氧化物、氮化物等，另外也可以是它们的层叠体、复合材料。可以在振动板510适当地设置作为导电体(电极等)、电介质、压电体、绝缘体等发挥功能的层。而且，这些层可以设置于振动板510的整个面，也可以设置于振动板510的两面。
在振动板510形成导电体(电极等)、电介质、压电体、绝缘体等层。振动板510的厚度不需要均匀。例如，振动板510的连接部516a的厚度可以比振动部514、固定部512的厚度小。另外，振动板510的特定的部分也可以与其它部分的厚度不同。这样的构造例如在振动板510由硅基板形成的情况下能够比较容易形成。但是，详细后述，至少在形成有振动单元501的状态下，相当于振动板510的固定部512的部分(固定部512a)的振动单元501的厚度优选为与相当于振动部514的部分(以下，在振动单元501中将附图标记标为振动部514a。)的振动单元501的厚度相同。
此外，在本说明书中，“相同”不仅指完全相同，还包含在考虑测定误差而相同的情况、以及在不破坏功能的范围内相同的情况。因此，“一方的厚度与另一方的厚度相同”这样的表现考虑到测定误差则是指两者的厚度的差在一方的厚度的±20％以内，优选为±15％以内，更优选为±10％以内，进一步优选为±5％以内，特别优选为±3％以内。
3.1.1.2.第一电极
第一电极532设置于振动板510的振动部514的上方。可以在第一电极532与振动板510之间形成例如具有紧贴、结晶控制、取向控制、绝缘等功能的层。
第一电极532可以形成于振动部514的整个面，也可以形成于振动部514的一部分。在图33所示的例子中，第一电极532在振动板510的振动部514以及连接部516的上方整面地形成。另外，在图33所示的例子中，第一电极532与第三电极542(后述)一体地形成。这样，第一电极532与第三电极542电连接。
此外，在图33中，省略画出位于比第一压电体层534以及第二压 电体层544、以及第二电极536以及第四电极更靠上方的部件。
第一电极532的设置于振动部514的区域的一部分或者全部与第二电极536对置而配置，在该部分，作为压电元件的一方的电极发挥功能。第一电极532由金属、合金、导电性氧化物等具有导电性的材质形成。
第一电极532的厚度例如在10nm以上、1μm以下，优选为20nm以上、800nm以下，更优选为30nm以上、500nm以下，进一步优选为50nm以上、300nm以下。
第一电极532例如可以由铱层、设置于铱层上的铂层构成。此时，铱层的厚度例如在5nm以上、100nm以下。而且，铂层的厚度例如在50nm以上、300nm以下。
此外，作为第一电极532的材质例如可以例示出镍、铱、铂、Ti、Ta、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Cu等各种金属、它们的导电性氧化物(例如氧化铱等)、锶和钌的复合氧化物(SrRuOx：SRO)、镧和镍的复合氧化物(LaNiOx：LNO)等。第一电极532可以是例示出的材料的单层构造，也可以是层叠多个材料的构造。另外，虽然没有例示，但第一电极532可以通过半导体制造等的通用方法进行蚀刻、刻画图案。
3.1.1.3.第一压电体层
第一压电体层534设置于振动板510的振动部514的上方的第一电极532的上方。可以在第一电极532与第一压电体层534之间形成例如具有紧贴、结晶控制、取向控制、绝缘等功能的层。这里作为在设置紧贴层的情况下的紧贴层的材质例如有TiW层、Ti层、Cr层、NiCr层或它们的层叠体。第一压电体层534位于第一电极532与第二电极536之间。
第一压电体层534可以形成于第一电极532的整个面的上方，也可以形成于一部分的上方。另外，第一压电体层534也可以在没有形成第一电极532的振动板510的上方形成。如图33～图35所示，设置于振动板510的振动部514的第一电极532的上方。另外，第一压电体层534也可以设置于连接部516的上方，但在连接部516构成压电元件情 况下优选考虑振动部514的振动而设置。并且，在第一压电体层534设置于连接部516的上方的情况下，且在不构成压电元件的情况下，优选以不使连接部516的刚性变得过高的方式，考虑振动板510的连接部516的厚度、第一压电体层534的厚度来设置。
在图33～图35所示的例子中，第一压电体层534被刻画图案，在没有构成压电元件的部分被除去。第一压电体层534可以在与第二压电体层544相同的工序中形成。另外，虽然未图示，但第一压电体层534与第二压电体层544可以一体地形成。
第一压电体层534在被第一电极532以及第二电极536夹着的部分构成压电元件，从两电极外加电压从而能够通过电气机械转换的作用而变形。
第一压电体层534的厚度例如在50nm以上、20μm以下，优选为1μm以上、7μm以下。因此，第一电极532、第一压电体层534以及第二电极536重叠地配置而构成的压电元件是薄膜压电元件。若第一压电体层534的厚度在该范围，则能够充分得到振动单元501的输出，即使提高向第一压电体层534的外加电压也难以引起绝缘破坏。另外，若第一压电体层534的厚度在该范围，则第一压电体层534难以产生裂缝。
作为第一压电体层534的材质可举出钙钛矿型氧化物的压电材料。更具体而言，第一压电体层534的材质优选用通式ABO3表示的钙钛矿型氧化物(例如，A含有Pb，B含有Zr以及Ti。)。作为这样的材料的具体例可举出锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O3)(以下将其简写为“PZT”)、锆钛铌酸铅(Pb(Zr，Ti，Nb)O3)(以下将其简写为“PZTN”。)、钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾钠((K，Na)NbO3)等。这些中，作为第一压电体层534的材质，因PZT以及PZTN压电特性良好，故特别优选。另外，虽然未例示，但第一压电体层534可以通过半导体制造等的通用方法进行蚀刻、刻画图案。
3.1.1.4.第二电极
第二电极536设置于第一压电体层534的上方。在第二电极536与第一压电体层534之间形成有例如具有紧贴、结晶控制、取向控制、绝 缘等功能的层。这里作为设置紧贴层的情况下的紧贴层的材质例如有TiW层、Ti层、Cr层、NiCr层、它们的层叠体。
第二电极536的设置于振动部514的区域的一部分或者全部与第一电极532对置而配置，该部分作为压电元件的一方的电极发挥功能。
第二电极536与第一电极532以及第一压电体层534成为组，只要能够形成压电元件，可以形成于振动部514的整个面。即若将第一电极532刻画图案，则即使第二电极536形成于振动部514的整个面也能够构成规定的压电元件的组。即在图示的例子中，第一电极532作为多个压电元件的共用电极，第二电极536作为多个压电元件的单独电极，但也可以是第二电极536作为多个压电元件的共用电极，第一电极532作为多个压电元件的单独电极。另外，第二电极536可以与第四电极546电连接。第二电极536的厚度例如在1μm以上、10μm以下。第二电极536例如是Cu层、Au层、Al层、它们的层叠体。
3.1.1.5.压电元件
如上述那样，利用第一电极532、第一压电体层534以及第二电极536的组，在振动板510的振动部514的上方构成压电元件，但上述压电元件的形状、个数、配置等只要振动部514能够产生规定的振动则是任意的。在图示的例子中，压电元件在振动部514的上方形成有5个。而且通过未图示的布线将适当的电压外加于各压电元件的电极，由此能够使振动单元501弯曲振动或伸缩振动。
3.1.1.6.第三电极
振动单元501在固定部512a具有第三电极542。第三电极542设置于振动板510的固定部512的上方。可以在第三电极542与振动板510之间形成例如具有紧贴、结晶控制、取向控制、绝缘等功能的层。
第三电极542可以形成于固定部512的整个面，也可以形成于固定部512的一部分。在图33所示的例子中，第三电极542形成于振动板510的固定部512的上方。另外，在图33所示的例子中，第三电极542与第一电极532一体地形成。这样，第三电极542可以与第一电极532电连接。
第三电极542的设置于固定部512的区域的一部分或者全部与第四电极546对置而配置。第三电极542在该部分可以作为电容器的一方的电极发挥功能。第三电极542由金属、合金、导电性氧化物等具有导电性的材质形成。第三电极542的厚度以及材质例如可以与第一电极532相同。
3.1.1.7.第二压电体层
振动单元501在固定部512a具有第二压电体层544。第二压电体层544设置于振动板510的固定部512的上方的第三电极542的上方。可以在第三电极542与第二压电体层544之间形成例如具有紧贴、结晶控制、取向控制、绝缘等功能的层。第二压电体层544位于第三电极542与第四电极546之间。
第二压电体层544可以形成于第三电极542的整个面的上方，也可以形成于一部分的上方。另外，第二压电体层544可以在没有形成第三电极542的振动板510的上方形成。如图33、图35所示，设置于振动板510的固定部512的第三电极542的上方。另外，第二压电体层544在第一压电体层534设置于连接部516a的上方情况下也可以与第一压电体层534一体。
在图33、图35所示的例子中，第二压电体层544被刻画图案，在没有构成电容器部分被除去。第二压电体层544可以在与第一压电体层534相同的工序中形成。
第二压电体层544能够在被第三电极542以及第四电极546夹着的部分构成电容器。此外，第二压电体层544设置于固定部512，通过螺钉等构造件被限制所以难以变形，施加的电气能量难以转换为机械能量，因此能够作为良好的电容器(电容)来利用。第二压电体层544的厚度以及材质与第一压电体层534相同。
3.1.1.8.第四电极
振动单元501在固定部512a具有第四电极546。第四电极546设置于第二压电体层544的上方。可以在第四电极546与第二压电体层544之间形成例如具有紧贴、结晶控制、取向控制、绝缘等功能的层。
第四电极546可以形成于固定部512的整个面。例如，若第三电极542被刻画图案，则即使第四电极546形成于固定部512的整个面也能够构成规定的电容器。在图示的例子中，第三电极542作为多个电容器的共用电极，第四电极546作为多个电容器的单独电极，但也可以是第四电极546作为多个电容器的共用电极，第三电极542作为多个电容器的单独电极。另外，第四电极546可以与第二电极536电连接。
第四电极546的设置于固定部512的区域的一部分或者全部与第三电极542对置而配置，该部分能够作为电容器的一方的电极发挥功能。第四电极546的厚度以及材质可以与第二电极536相同。
3.1.1.9.其它的结构
第三实施方式的振动单元501可以包含其它结构。作为这样的结构，例如可以包含层叠布线、用于布线的绝缘体的层、多个振动单元501的用于粘合的层等。以下说明用于设置布线层550的绝缘层560、以及与上述各电极电连接的布线层550。
3.1.1.9.1.布线层
本实施方式的振动单元501包含设置于第二电极536以及第四电极546的上方的布线层550。布线层550设置于绝缘层560(后述)的上方。布线层550在位于下方的绝缘层560、压电体层设置接触孔，从而能够与位于其下方的导电体(电极等)电连接。
布线层550与第二电极536以及第四电极546的至少一个电连接。另外，布线层550可以与第一电极532、第三电极542连接。布线层550被适当地刻画图案从而能够构成布线。例如，布线层550能够形成布线，另外，也可以形成未图示的垫(用于与外部连接端子)等。
布线层550的厚度例如在50nm以上、10μm以下，优选为100nm以上、5μm以下，更优选200nm以上、3μm以下，只要具有该程度的厚度，就能够确保足够的导电性。
并且，如图34所示，布线层550在各个第二电极536上方可以以覆盖第二电极536的方式形成。在图34所示的例子中，布线层550经 由形成于多个接触孔的通路552相对于第二电极536电连接。这样，能够利用布线层550补充第二电极536的导电性。另外，这样能使布线层550与第二电极536一起作为压电元件的一方的电极发挥功能。这样，布线层550的导电性良好，所以能够提高压电元件的电气机械转换效率，能够提高振动单元501的可靠性。
布线层550的材质没有特别限定，例如由镍、铱、铂、Ti、Ta、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Cu等各种金属，它们的合金等导电性的材料形成。另外，虽然未例示，但布线层550可以通过半导体制造等的通用方法，进行蚀刻、刻画图案。另外，也可以在布线层550的下方形成接触孔，形成通路552并与下方的导电体电连接等利用半导体制造等的通用方法进行。
布线层550可以设置多层，例如可以构成多层布线。另外，为了使布线层550成为多层布线，可以形成多层下述的绝缘层560。
3.1.1.9.2.绝缘层
绝缘层560至少设置于第二电极536以及第四电极546的上方。绝缘层560也可以设置在各电极与布线层550之间。并且，绝缘层560具有将电极、布线绝缘的功能。另外，绝缘层560也可以设置于布线层550的上方。若在布线层550的上方形成绝缘层560，则例如在邻接的振动单元501的振动板510有导电性的情况下等，能够将邻接的振动单元501间绝缘。
绝缘层560例如是氧化硅、氮化硅、氧化铝等氧化物绝缘体，能够利用半导体制造等的通用方法形成。另外，能够在绝缘层560的规定的位置形成接触孔，利用半导体制造等的通用方法形成通路由此能够进行规定的布线的连接。
3.1.1.9.3.其它
在图33以及图34所示的例子中，在一个振动单元501形成有1层布线层550，但为了形成规定的布线也可以形成多层布线层550。另外，在图32～图35的例子中，在振动板510的一侧的主面设置有压电元件、电容器，但也可以在振动板510双方的主面设置有上述构成。
3.1.2.振动单元的厚度以及配置
本实施方式的振动单元501形成为在振动板510的固定部512以及振动部514实际成为相同的厚度。例如，如图35所示，在振动部114a中从下方按顺序层叠振动板510、第一电极532、第一压电体层534、第二电极536、绝缘层560、布线层550以及绝缘层560的合计的厚度(图中为厚度α)与在固定部512a中从下方按顺序层叠振动板510、第三电极542、第二压电体层544、第四电极546、绝缘层560、布线层550以及绝缘层560的合计的厚度(图中为厚度β)相同而形成。
即考虑测定误差，厚度α与厚度β的差例如在厚度α的±20％以内，优选为±15％以内，更优选为±10％以内，进一步优选为±5％以内，特别优选为±3％以内。此外，与在振动板510双方的面形成压电元件等的情况相同，使振动部114a的合计的厚度α与固定部512a的合计的厚度β相同而形成。
另外，振动板510、第一电极532、第一压电体层534、第二电极536、绝缘层560、布线层550以及绝缘层560各自的厚度不需要与振动板510、第三电极542、第二压电体层544、第四电极546、绝缘层560、布线层550以及绝缘层560各自的厚度相互对应。即例如，振动部114a的第一压电体层534的厚度可以与固定部512a的第二压电体层544的厚度不同，通过调节其它结构(例如绝缘层560、振动板510)的厚度，使合计的厚度α与合计的厚度β相同即可。
然而，在制造本实施方式的振动单元501时，振动部514a与固定部512a可以在同一工序中形成各层，所以使各自的厚度一致，由此能够容易使合计的厚度α以及合计的厚度β相同。
图36以及图37是本实施方式的压电驱动装置500的剖面的示意图。图5以及图6分别是与图34以及图35所示的振动单元501的剖面对应的位置的剖面。本实施方式的振动单元501在形成压电驱动装置500时，如图36以及图37所示，在与振动板510的板面垂直的方向重叠多个而配置。即振动单元501在形成压电驱动装置500时，在俯视面中重叠多个而配置。在图示的例子中，振动单元501重叠三个而配置。
振动单元501重叠的个数没有特别限定，根据压电驱动装置500的驱动力(输出)、用途适当地设定。振动单元501重叠配置的方式也没有特别限定，例如，如图所示，各振动单元501的固定部512可以以相互重叠的方式配置。
重叠配置振动单元501的方法没有特别限定，例如，可例示出向振动单元501的孔511插入共用的螺钉而机械固定的方法、利用粘合剂等将多个振动单元501间粘合的方法、对多个振动单元501间进行热压的方法等。并且，在将多个振动单元501间粘合的情况下，只要至少将振动单元501的固定部512a粘合就足够了，但也可以将振动单元501的振动部514a粘合。另外，虽然可以将振动单元501的连接部516a粘合，但此时优选不阻碍振动部514a的振动。
这里，若振动部514a的合计的厚度α与固定部512a的合计的厚度β不同，则在使多个振动单元501相互压接时，各振动单元501产生向远离振动板510的面的方向弯曲的应力。换言之，振动单元501的振动部514a以及固定部512a中，若以使较薄的区域比较厚的区域更接近的方式重叠并压接，则在它们之间存在的连接部516a产生弯曲的应力。并且振动单元501的连接部516a与振动部514a以及固定部512a比较，在构造上较弱地形成。因此，上述应力容易集中在连接部516a。另外，这样的弯曲的应力的程度在重叠的振动单元501的个数增加时，厚度的差累积而变得更大。若产生这样的应力，则在振动单元501发生破坏或振动单元501不破坏的情况下，连接部516a也残留有应力而形成压电驱动装置500。
与此相对，本实施方式的振动单元501中，振动部514a的合计的厚度α、与固定部512a的合计的厚度β相同。由此，在重叠配置时，难以产生弯曲的应力，特别是能够抑制连接部516a的应力的集中、破坏。因此，在重叠时，振动单元501难以产生破坏，并且能够在连接部516a难以产生应力的状态下形成压电驱动装置500。另外，这样的效果在振动单元501的个数增加时很显著。
此外，振动单元501的振动部514a以及固定部512a的机械强度比连接部516a大。因此在振动部514a内以及固定部512a内，即使振动单元501的厚度不均匀，振动单元501也难以产生应力或发生破损。 图38是在第三实施方式的振动单元501中沿压电元件的形状形成绝缘层560的情况下的剖面的示意图。例如，如图38所示，在振动部514a沿压电元件的形状形成绝缘层560的情况下，振动部514a的合计的厚度α在振动部514a内不均匀，即使这样，也能抑制应力集中于连接部516a，并且在振动部514a内产生的应力非常小。
3.1.3.电容器
如上述那样，利用第三电极542、第二压电体层544以及第四电极546的组，在振动板510的固定部512的上方(振动单元501的固定部512a)形成可作为电容器的构造，但上述电容器的形状、个数、配置等是任意的。在图示的例子中，可作为电容器的构造在两个固定部512分别各形成有2个，合计4个。因此，若将各电极适当地连接，则能够作为电容(电容器)发挥功能。
此外，第三电极542、第二压电体层544以及第四电极546的组可以作为电容器发挥功能，但也可以仅被用作构造件。即在第三实施方式的振动单元501中，配置于固定部512a的第三电极542、第二压电体层544以及第四电极546可以仅用于使固定部512a的厚度β与振动部514a的厚度α相同。换言之，在第三实施方式的振动单元501中，为了容易使固定部512a的厚度β与振动部114a的厚度α相同，在固定部512a也配置有与压电元件相同的层叠构造体，但上述层叠构造体也能作为电容器使用。
图39是俯视第三实施方式的振动单元502的示意图以及驱动电路570的概念图。在图39中，省略位于比第二电极536以及第四电极546更靠上方的结构，由布线层550形成的布线通过线条画示意性画出。另外，振动单元502可以与上述振动单元501相同地形成突起部518以及孔511，但在图39中为了便于说明而省略。
图39所示的振动单元502在振动部514a、固定部512a以及连接部116的整个面形成压电体的层，第一压电体层534以及第二压电体层544存在于被第二电极536以及第四电极546、与第一电极532以及第三电极542夹着的区域。并且，在振动单元502中，第一电极532以及第三电极542在振动板510的上方不是整个面地设置，在俯视面中的两 者的轮廓比振动板510的轮廓小。而且，构成压电元件的第二电极536、与能够构成电容器的第四电极546电连接。其它的结构与上述振动单元501相同，标注相同的附图标记并省略说明。
如图39所示，在振动单元502中，具有供设置于振动部514a的压电元件、与设置于固定部512a的电容器共用的电极。因此，在从驱动电路570(电源)观察的情况下，可以认为压电元件以及电容器以并联的方式连接。这样，由第三电极542、第二压电体层544以及第四电极546形成构造体可作为电容器使用。
驱动电路570至少具有驱动电压产生电路572。在图示的例子中，相互连接的第一电极532以及第三电极542成为接地电位，在驱动电压产生电路572适当地连接各压电元件以及电容器。驱动电路570向规定的电极间外加周期性变化的交流电压或者脉动电压，由此使振动单元超声波振动。这里，“脉动电压”是指对交流电压附加DC偏移的电压，该电压(电场)的方向是从一方的电极朝向另一方的电极的单向。
3.1.4.电感线圈
第三实施方式的振动单元501在具有布线层550的情况下，可以使用布线层550构成电感线圈。电感线圈除了布线层550之外，也可以形成上述各电极、其它导电层而构成。
电感线圈例如是线圈。线圈没有特别限定，可举出电导体的卷线。卷线的方式也可以适当地设计。在第三实施方式的振动单元中，布线层550单层或者多层地形成，在单层形成卷线的情况下，例如可以是俯视呈螺旋状的方式、卷绕一圈的环状的方式。另外，卷线在形成多层布线层550的情况下，通过形成通路等并适当地布线，能够形成将导电体卷绕为筒状形状的方式的线圈。并且，利用第三实施方式的振动单元501的重叠配置，使相邻配置的振动单元的布线层550相互电连接，能够形成将导电体卷绕为筒状的形状的方式的线圈(参照图43)。
图40～图42分别是俯视实施方式的振动单元503、振动单元504、振动单元505的示意图以及驱动电路570的概念图。在图40～图42中，省略位于比第二电极536以及第四电极546更靠上方的结构，由布线层550形成的布线通过线条画示意性地画出。另外，图40～图42的振动单元503、振动单元504、振动单元505可以与上述振动单元501相同，也形成有突起部518以及孔511，但在图40～图42中为了便于说明而省略。
并且，图40～图42所示的各振动单元在振动部114a、固定部512a以及连接部516a的整个面形成压电体的层，第一压电体层534以及第二压电体层544存在于被第二电极536以及第四电极546、与第一电极532以及第三电极542夹着的区域。并且，第一电极532以及第三电极542在振动板510的上方不是整个面地设置，而是在俯视面中的两者的轮廓比振动板510的轮廓小。而且，构成压电元件的第二电极536、与可构成电容器的第四电极546的一部分电连接。其它的结构与上述振动单元501相同，标注相同的附图标记并省略说明。
在图40所示的振动单元503中，布线层550被刻画图案，形成有多个电感线圈554。在图40的例子中，电感线圈554形成为螺旋形状。换言之，图40所示的电感线圈554成为在沿振动单元503的平面的方向具有导电路径的卷线。另外，虽然没有详细图示，但导线的两端与布线(多层布线)、电极连接，构成电路的一部分。
在图40所示的振动单元503中，电感线圈554形成有3个，且都形成于振动部514a。然而，也可以如图41所示的振动单元504那样形成于固定部512a。并且，虽然未图示，但电感线圈554也可以形成于振动部514a以及固定部512a双方。另外，形成的电感线圈554的个数也是任意的。
电感线圈554的大小、形状任意，可以适应规定的电路结构来设计。另外，螺旋形状的电感线圈554例如也可以在形成第一电极532的层形成。然而，电感线圈554为了能够减小布线阻力，更优选形成于布线层550。
在图42所示的振动单元505中，多层的布线层550分别被刻画图案，它们被通路连接并形成了电感线圈556。因此，在振动单元505的电感线圈556中，利用通路将成为多层布线的两个布线层550连接，成为绝缘层560存在于卷线的内侧的方式。换言之，图42所示的电感线 圈556成为在沿振动单元505的平面的方向以及厚度方向具有导电路径的卷线。另外，虽然未图示，但在电感线圈556中，也可以代替通路而在振动单元505的侧面适当地设置导电体(导电涂料等)从而将多层布线电连接。并且，电感线圈556也可以形成于固定部512a。
图43示意性地示出了相邻配置的振动单元的布线层550相互电连接而构成电感线圈558的例子。在振动单元506中，能够适当地设计布线层550进行刻画图案。而且，如图43所示，利用通路将相邻设置的振动单元506的布线层550连接而构成电感线圈558，成为包含振动板510的各结构存在于在卷线的内侧的方式。换言之，图43所示的电感线圈558成为在沿振动单元506的平面的方向以及厚度方向具有导电路径的卷线。另外，虽然未图示，但在电感线圈558中，也可以代替通路而在层叠的振动单元506的侧面适当地设置导电体(导电涂料等)从而将多层布线电连接。在这种情况下，电感线圈558可以形成于固定部512a以及振动部514a的任一方。
3.1.5.电路结构
图44是表示驱动第三实施方式的压电驱动装置的电路的概念图的一个例子的图。图中，S表示电源，R1表示布线阻力，R2表示阻力(机械损失)，Cd表示压电驱动装置，L1以及L2表示电感，C1以及C2表示电容。如图13所示，驱动电路可以被视为将电气元件E与声学元件A连接的电路。以下根据这样的考虑来说明。
压电驱动装置Cd的机械输出可被概念性地看作电阻R2(机械损失)。因此，从电源S施加的能量较多地供给至声学元件A，由此能够增大压电驱动装置Cd的机械输出。换言之，优选减少在电气元件E消耗的能量。
从电源S供给的电力分配至电气元件E和声学元件A。因此，电气元件E的两端的阻抗比声学元件A的两端的阻抗小就能够将更多的电力分配至声学元件A。
这里，在电气元件E中，若产生共振(共鸣)，则能够减小电气元件E的外在的阻抗。为了产生这样的共振，配置电感L1以及电容C1，从电源S观察与观察压电驱动装置Cd以并联的方式连接，形成LC共振电路。另一方面，声学元件A中，构成了RLC串联共振电路。
另外，电容C1还具有在电路整体直流电流不流动之类的功能。其理由是因为电源S为了防止压电驱动装置Cd的极化反转而使电位为正或者负且电位不反转地产生具有偏压的交流电压。即因为是从电源S对交流电压附加DC偏移的脉动电压。
这样，在图44所示的电路中，通过减小电气元件E的外在的阻抗，由此提高向声学元件A的电力(能量)的供给量，以增大阻力R2(机械输出)的方式使各结构发挥功能来设计。
在图44所示的结构中，电感L1以及电容C1从电源S观察与压电驱动装置Cd以并联的方式连接。它们也可以将相对于压电驱动装置Cd独立的线圈元件、电容器元件与压电驱动装置Cd连接而构成驱动电路，但如上述本实施方式的压电驱动装置那样，也可以将电容器、电感线圈一体地设置于压电驱动装置来利用。
这样，能够将驱动电路所需要的电容器、电感线圈的至少一部分一体地设置于压电驱动装置，与将它们独立设置的情况相比，能够提高作为整体的空间利用效率。另外，通过将电容器、电感线圈的至少一部分一体地设置于压电驱动装置，由此能够减少布线的长度，能够减少布线阻力引起的能量损失。
并且，如上述压电驱动装置那样，在将以与构成压电元件的压电体相同的压电体(电介质)为隔离物的电容器一体设置于压电驱动装置的情况下，压电驱动装置的压电元件的温度特性与电容器的温度特性相同。而且，压电元件与电容器在空间上接近的位置设置。因此，相对于放置有压电驱动装置的环境的温度的变化，能够使压电元件以及电容器在电气特性上同样地变化。由此，例如能够减小在由于环境温度的变化而使谐振频率变化时的驱动电路的频率的调节范围。因此，相对于环境温度的变化的稳定性良好，并且能够更容易进行谐振频率的调节。
3.2.马达
图45是示意性表示使用上述压电驱动装置500的马达507的图。 马达507所使用的压电驱动装置500与上面说明的相同，详细的说明省略。在图45中，压电驱动装置500的详细结构省略画出。此外，图45中画出的压电驱动装置500是振动单元501沿厚度方向(图的纵深方向)层叠有多个的结构，包含突起部518在内，全部的结构是重叠的。
在马达507中，振动单元501的与固定部512a对应的压电驱动装置500的部分由贯通孔511的螺钉522固定。如图45所示，压电驱动装置500与转子(被驱动体)508在突起部518处接触。转子508因压电驱动装置500而旋转。转子508为圆柱形状，以能够旋转的方式设置于中心轴R，压电驱动装置500的多个突起部518对侧面施力并接触。
突起部518与转子508接触并将振动板510的动作传递至转子508的部件。对压电驱动装置500外加适当的脉动电压由此进行超声波振动，从而能够使与突起部518接触的转子(被驱动体)508沿规定的旋转方向旋转。另外，改变对各压电元件的脉动电压的大小、相位，由此能够使与突起部518接触的转子508朝相反方向旋转。
第三实施方式的马达507包含上述压电驱动装置500，所以压电驱动装置500难以破损，可靠性高。
4.第四实施方式
4.1.使用压电驱动装置的装置
本发明的压电驱动装置利用共振来对被驱动体施加很大的力，能够适用于各种装置。本发明的压电驱动装置例如能够作为机器人(电子部件输送装置包含(IC分拣机))、投药用泵、钟表的日历传动装置、印刷装置的送纸机构等各种机器的驱动装置使用。以下说明代表性的实施方式。以下，作为本发明的压电驱动装置，说明包含压电驱动装置100的装置。
4.1.1.机器人
图46是用于说明利用压电驱动装置100的机器人2050的图。机器人2050具有臂2010(“臂部”呼)，该臂2010具备多根连杆部2012(也称为“连杆部件”)、在上述连杆部2012之间以能够转动或者弯曲的状 态连接的多个关节部2020。
在各关节部2020内置有压电驱动装置100，使用压电驱动装置100能够2关节部2020转动或者弯曲任意角度。在臂2010的前端连接有机器人臂2000。机器人臂2000具备一对把持部2003。在机器人臂2000也内置有压电驱动装置100，使用压电驱动装置100能够开闭把持部2003把持物体。另外，在机器人臂2000与臂2010之间也设置有压电驱动装置100，使用压电驱动装置100能够使机器人臂2000相对于臂2010旋转。
图47是用于说明图46所示的机器人2050的手腕部分的图。手腕的关节部2020夹持手腕转动部2022，在手腕转动部2022以能够绕手腕转动部2022的中心轴O转动的方式安装有手腕的连杆部2012。手腕转动部2022具备压电驱动装置100，压电驱动装置100使手腕的连杆部2012以及机器人臂2000绕中心轴O转动。在机器人臂2000立起设置有多个把持部2003。把持部2003的基端部能够在机器人臂2000内移动，在该把持部2003的根部搭载有压电驱动装置100。因此，通过使压电驱动装置100动作，从而能够使把持部2003移动来把持对象物。此外，机器人并不局限于单臂的机器人，臂的数量为2以上的多臂机器人也能够应用压电驱动装置100。
这里，在手腕的关节部2020、机器人臂2000的内部除了压电驱动装置100之外，还包含向力觉传感器、陀螺仪传感器等各种装置供电的电力线、传递信号的信号线等，需要非常多的布线。因此，在关节部2020、机器人臂2000的内部配置布线非常困难。然而，压电驱动装置100与通常的电动马达相比能够减小驱动电流，所以能够在关节部2020(特别是臂2010的前端的关节部)、机器人臂2000那样的小空间配置布线。
4.1.2.泵
图48是用于说明利用压电驱动装置100的送液泵2200的一个例子的图。送液泵2200在壳体2230内包含储存箱2211、管2212、压电驱动装置100、转子2222、减速传递机构2223、凸轮2202、多个指部2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219。
储存箱2211是用于收纳作为输送对象的液体的收纳部。管2212是用于输送从储存箱2211送出的液体的管。压电驱动装置100的接触部20以被按压于转子2222的侧面的状态设置，压电驱动装置100驱动转子2222旋转。转子2222的旋转力经由减速传递机构2223传递至凸轮2202。指部2213～2219是用于使管2212关闭的部件。若凸轮2202旋转，则指部2213～2219被凸轮2202的突起部2202A按顺序朝放射方向外侧按压。指部2213～2219从输送方向上游侧(储存箱2211侧)按顺序关闭管2212。由此，管2212内的液体按顺序向下游侧输送。这样，能够高精度地输送极少量的液体，并且能够实现小型的送液泵2200。
此外，各部件的配置不限定于图示的情况。另外，也可以不具备指部等部件，而是设置于转子2222的球等关闭管2212的结构。上述送液泵2200能够用于向人体注入胰岛素等药液的投药装置等。这里，使用压电驱动装置100，由此与通常的电动马达相比能够减小驱动电流，所以能够抑制投药装置的消耗电力。因此，在电池驱动投药装置的情况下特别有效。
上述实施方式以及变形例是一个例子，并不限定于此。例如，可以适当地组合各实施方式以及各变形例。
本发明包含具有与在实施方式中说明的结构实际相同的结构(例如功能、方法以及结果相同的结构，或者目的以及效果相同的结构)。另外，本发明包含将在实施方式中说明的结构的非本质的部分置换后的结构。另外，本发明包含能够起到与在实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者能够实现同一目的结构。另外，本发明包含在实施方式中说明的结构附加公知技术的结构。
附图标记的说明
2、3…粘合剂，4…转子，4a…中心，10…基板，10a…第一面，10b…第二面，10c…第三面，11a…硅基板，11b…基底层，12…振动体部，12a…凹部，14…支承部，14a…边，16…第一系列接部，18…第二连接部，20…接触部，30、30a、30b、30c、30d、30e…压电元件，32…第一电极，33…第一导电层，34…压电体层，35…绝缘层，36…第二电极，37…第二导电层，40…第一绝缘层，40a…接触孔，42…第二绝缘 层，42a…接触孔，44…第三绝缘层，50…第一布线层，51…无电镀层，52…第二布线层，52a…第一部分，52b…第二部分，52b1…第一部分，52b2…第二部分，52b3…第三部分，60…导电层，62…Ni-P层，64…钯层，66…金层，70…金属层，80、82、84、86…端子，100…压电驱动装置，101…第一压电振动体，102…第二压电振动体，110…驱动电路，120…软性基板，122…绝缘基板，124…布线层，130…马达，200…压电驱动装置，210…接合体，300…压电驱动装置，340…绝缘层，340a…侧面，340b…接触孔，341a…无机绝缘层，341b…有机绝缘层，342…绝缘层，342a…侧面，342b…接触孔，343…绝缘层，344…第一绝缘部，346…第二绝缘部，350…布线层，351…无电镀层，352…布线层，352a，352b…侧面，353a…第一部分，353b…第二部分，353c…第三部分，353d…第四部分，400…压电驱动装置，402…粘合剂，410…接合体，500压电驱动装置，501、502、503、504、505、506…振动单元，507…马达，508…转子，510…振动板，511…孔，512、512a…固定部，514、514a…振动部，516、516a…连接部，518…突起部，522…螺钉，532…第一电极，534…第一压电体层，536…第二电极，542…第三电极，544…第二压电体层，546…第四电极，550…布线层，552…通路，554、556、558…电感线圈，560…绝缘层，570…驱动电路，572…驱动电压产生电路，2000…机器人臂，2003…把持部，2010…臂，2012…连杆部，2020…关节部，2050…机器人，2200…送液泵，2202…凸轮，2202A…突起部，2211…储存箱，2212…管，2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219…指部，2222…转子，2223…减速传递机构，2230…壳体。

Claims (26)

1.一种压电驱动装置，其特征在于，包含：
基板；
压电元件，其具有设置于所述基板上的第一电极、设置于所述第一电极上的压电体层、以及设置于所述第一压电体层上的第二电极；
在俯视面中沿所述基板的外周设置且与所述第一电极电连接的含铜的层；以及
以覆盖所述含铜的层的方式设置的含镍和磷的导电层。
2.根据权利要求1所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述导电层具有：
含镍和磷的层；以及
以覆盖所述含镍和磷的层的方式设置的金层。
3.根据权利要求2所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述导电层具有设置在含镍和磷的层与金层之间的钯层。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述导电层是无电镀层。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述基板具有第一面和与所述第一面相反侧的第二面，
在所述第一面设置所述压电元件，
在所述第二面设置金属层，
所述金属层与所述导电层连接。
6.根据权利要求5所述的压电驱动装置，其特征在于，
包含第一压电振动体和与所述第一压电振动体接合的第二压电振动体，
所述第一压电振动体以及所述第二压电振动体包含所述基板、所述压电元件以及所述含铜的层，
所述第一压电振动体的所述含铜的层与所述第二压电振动体的所述含铜的层接合。
7.根据权利要求6所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述第一压电振动体以及所述第二压电振动体构成接合体，
所述接合体包含所述金属层，
在所述基板的厚度方向上层叠多个所述接合体，
在相邻的所述接合体中，一方的所述接合体的所述金属层与另一方的所述接合体的所述金属层接合。
8.一种压电驱动装置的制造方法，其特征在于，包含：
在基板上形成第一电极的工序；
在所述第一电极上形成压电体层的工序；
在所述压电体层上形成第二电极的工序；
以在俯视面中沿所述基板的外周的方式形成与所述第一电极电连接的含铜的层的工序；以及
以覆盖所述含铜的层的方式形成无电镀层的工序。
9.一种压电驱动装置，其特征在于，包含：
第一压电振动体，其具有第一基板、设置于所述第一基板的第一面的第一压电元件、与所述第一压电元件电连接的第一布线层；
第二压电振动体，其具有第二基板、设置于所述第二基板的第一面的第二压电元件、与所述第二压电元件电连接的第二布线层；以及
将所述第一布线层及所述第二布线层与外部布线电连接的端子，
以所述第一基板的第一面与所述第二基板的第一面对置的方式接合所述第一压电振动体与所述第二压电振动体，
所述端子被设置成与所述第一布线层的侧面以及所述第二布线层的侧面连接且比所述第一基板的侧面以及所述第二基板的侧面向外侧突出。
10.根据权利要求9所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述端子是无电镀层。
11.根据权利要求9或10所述的压电驱动装置，其特征在于，包含：
设置在所述第一基板与所述第一布线层之间的第一绝缘部、和
设置在所述第二基板与所述第二布线层之间的第二绝缘部，
所述端子与所述第一绝缘部的侧面以及所述第二绝缘部的侧面连接。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述端子与所述第一基板以及所述第二基板分离设置。
13.一种压电驱动装置的制造方法，其特征在于，包含：
形成第一压电振动体的工序，该第一压电振动体具有第一基板、设置于所述第一基板的第一面的第一压电元件、与所述第一压电元件电连接的第一布线层；
形成第二压电振动体的工序，该第二压电振动体具有第二基板、设置于所述第二基板的第一面的第二压电元件、与所述第二压电元件电连接的第二布线层；
以所述第一基板的第一面与所述第二基板的第一面对置的方式接合所述第一压电振动体与所述第二压电振动体的工序；
以与所述第一布线层的侧面以及所述第二布线层的侧面连接且比所述第一基板的侧面以及所述第二基板的侧面向外侧突出的方式形成端子的工序。
14.根据权利要求13所述的压电驱动装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述端子的工序中，通过无电镀法形成所述端子。
15.根据权利要求13或14所述的压电驱动装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一压电振动体的工序中，
以具有第一绝缘部的方式形成所述第一压电振动体，
在形成所述第二压电振动体的工序中，
以具有第二绝缘部的方式形成所述第二压电振动体，
在形成所述端子的工序中，
以与所述第一绝缘部的侧面以及所述第二绝缘部的侧面连接的方式形成所述端子。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的压电驱动装置的制造方法，其特征在于，
在形成所述端子的工序中，
以与所述第一基板以及所述第二基板分离的方式形成所述端子。
17.一种压电驱动装置，其特征在于，
包含多个振动单元，
所述振动单元包含：
振动板，其具有固定部、振动部、连接所述固定部和所述振动部的连接部；
第一电极，其设置于所述振动部的上方；
第一压电体层，其设置于所述第一电极的上方；
第二电极，其设置于所述第一压电体层的上方；
第三电极，其设置于所述固定部的上方；
第二压电体层，其设置于所述第三电极的上方；以及
第四电极，其设置于所述第二压电体层的上方，
所述第一电极、所述第一压电体层以及所述第二电极构成压电元件，
所述振动单元在与所述振动板的板面垂直的方向上重叠配置。
18.根据权利要求17所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述振动单元包含：
设置于所述第二电极和所述第四电极的上方的绝缘层、以及
设置于所述绝缘层的上方的布线层，
所述第二电极以及所述第四电极的至少一方与所述布线层电连接。
19.根据权利要求18所述的压电驱动装置，其特征在于，
相邻配置的所述振动单元的所述布线层相互电连接并构成电感线圈。
20.根据权利要求17～19中任一项所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述第三电极、所述第二压电体层以及所述第四电极构成电容器。
21.根据权利要求20所述的压电驱动装置，其特征在于，
从所述振动单元的电源观察，所述电容器与所述压电元件以并联的方式电连接。
22.根据权利要求17～21中任一项所述的压电驱动装置，其特征在于，
所述布线层构成电感线圈。
23.根据权利要求22所述的压电驱动装置，其特征在于，
从所述振动单元的电源观察，所述电感线圈与所述压电元件以并联的方式电连接。
24.一种马达，其特征在于，包含：
权利要求1～7、9～12、17～23中任一项所述的压电驱动装置、和通过所述压电驱动装置旋转的转子。
25.一种机器人，其特征在于，包含：
多个连杆部；
将多个所述连杆部连接的关节部；以及
通过所述关节部使多个所述连杆部转动的权利要求1～7、9～12、17～23中任一项所述的压电驱动装置。
26.一种泵，其特征在于，包含：
权利要求1～7、9～12、17～23中任一项所述的压电驱动装置；
输送液体的管；以及
通过所述压电驱动装置的驱动而关闭所述管的多个指部。
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