CN114830520A - 换能器 - Google Patents

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CN114830520A
CN114830520A CN202080087107.8A CN202080087107A CN114830520A CN 114830520 A CN114830520 A CN 114830520A CN 202080087107 A CN202080087107 A CN 202080087107A CN 114830520 A CN114830520 A CN 114830520A
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CN202080087107.8A
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池内伸介
梅泽青司
铃木胜之
黑川文弥
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

换能器(100)包括基部(110)、多个梁部(120)以及结合材料部(130)。多个梁部(120)分别包含压电体层(10)、第1电极层(20)以及第2电极层(30)。结合材料部(130)在形成于相邻的多个梁部(120)之间的狭缝(123)内将多个梁部(120)彼此相互连接。结合材料部(130)以从基部(110)的上部到狭缝(123)内连续的方式设置。结合材料部(130)由杨氏模量比构成压电体层(10)的材料的杨氏模量低的材料构成。在基部(110)的中心轴线的轴向上，位于基部(110)的上部的结合材料部(130)的最大厚度比多个梁部(120)各自的厚度厚。

Description

换能器
技术领域
本发明涉及换能器，特别是，涉及声音换能器，能够用作发送声波的发送器和接收声波的声波接收器(麦克风)。特别是，涉及能够进行超声波的发送和接收的超声波收发器。
背景技术
作为公开了换能器的结构的文献，有日本特开昭61-150499号公报(专利文献1)。专利文献1所记载的换能器是分割形压电振动板。分割形压电振动板包括压电振动板。在压电振动板的表面覆盖有电极面。压电振动板包括较薄的压电性陶瓷板和金属薄板。压电性陶瓷板贴合于金属薄板的单面或两面。在压电振动板的外周部设有留置部。在除了留置部以外的部分的所述压电性陶瓷板设有多个放射状的细缝槽。在细缝槽内分别填充有绝缘性粘弹性树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-150499号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的换能器中，有时位于细缝槽内的绝缘性粘弹性树脂由于振动板的振动而剥离。由此，换能器的装置特性降低。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，提供一种换能器，该换能器通过稳定地保持位于在彼此相邻的多个梁部之间形成的狭缝内的结合材料部，能够提高装置特性。
用于解决问题的方案
基于本发明的换能器包括基部、多个梁部以及结合材料部。基部为环状。多个梁部分别具有固定端部和顶端部。固定端部与基部的内周缘连接。顶端部位于与固定端部相反的那一侧。多个梁部分别以从固定端部朝向顶端部而远离内周缘的方式延伸。多个梁部分别包含压电体层、第1电极层以及第2电极层。第1电极层配置于压电体层的在基部的中心轴线的轴向上的一侧。第2电极层以隔着压电体层而与第1电极层的至少局部相对的方式配置。结合材料部在形成于相邻的多个梁部之间的狭缝内将多个梁部彼此相互连接。结合材料部以从基部的上部到狭缝内连续的方式设置。结合材料部由杨氏模量比构成压电体层的材料的杨氏模量低的材料构成。在基部的中心轴线的轴向上，位于基部的上部的结合材料部的最大厚度比多个梁部各自的厚度厚。
发明的效果
由此，能够稳定地保持位于在彼此相邻的多个梁部之间形成的狭缝内的结合材料部，因此能够提高装置特性。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的换能器的俯视图。
图2是从Ⅱ-Ⅱ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。
图3是从Ⅲ-Ⅲ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。
图4是从Ⅳ-Ⅳ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。
图5是从Ⅴ-Ⅴ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。
图6是本发明的实施方式1的第1变形例的换能器的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式1的第2变形例的换能器的剖视图。
图8是表示本发明的实施方式1的第3变形例的换能器的俯视图。
图9是从Ⅸ-Ⅸ线箭头方向观察图8的换能器而得到的剖视图。
图10是示意性地表示本发明的实施方式1的换能器的梁部的局部的剖视图。
图11是示意性地表示本发明的实施方式1的换能器的驱动时的梁部的局部的剖视图。
图12是通过模拟表示本发明的实施方式1的换能器以基本振动模式振动的状态的立体图。
图13是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中在压电单晶基板设置第2电极层的状态的剖视图。
图14是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中设置第1支承部的状态的剖视图。
图15是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中使层叠体接合于第1支承部的状态的剖视图。
图16是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中切削压电单晶基板而形成压电体层的状态的剖视图。
图17是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中在压电体层设置第1电极层的状态的剖视图。
图18是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中从压电体层的与支承层侧相反的那一侧到达基板层的上表面为止形成狭缝的状态的剖视图。
图19是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中从压电体层的与支承层侧相反的那一侧到达第2电极层的上表面为止形成贯通孔的状态的剖视图。
图20是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中形成开口部的状态的剖视图。
图21是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中即将设置结合材料部之前的状态的剖视图。
图22是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中涂敷液状的结合材料部之后的某一时刻的状态的剖视图。
图23是本发明的实施方式1的第4变形例的换能器的剖视图。
图24是表示本发明的实施方式2的换能器的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的各实施方式的换能器。在以下的实施方式的说明中，对图中的相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1的换能器的俯视图。图2是从Ⅱ-Ⅱ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。图3是从Ⅲ-Ⅲ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。图4是从Ⅳ-Ⅳ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。图5是从Ⅴ-Ⅴ线箭头方向观察图1的换能器而得到的剖视图。
如图1～图5所示，本发明的实施方式1的换能器100包括基部110、多个梁部120以及结合材料部130。对于本实施方式的换能器100而言，多个梁部120分别能够弯曲振动，能够用作超声波换能器。
如图1～图5所示，基部110为环状。在基部110的上部形成有多个凹部112。关于构成基部110的构件和多个凹部112的详情见后述。此外，基部110的上部是基部110中的在环状的基部110的中心轴线的轴向上面向一侧的部分，不限定于基部110中的在上述轴向上位于最靠一侧的位置的部分。另外，基部110的上部不限定于构成基部110的构件中的特定的构件的上部。
如图3所示，在本实施方式中，在环状的基部110的中心轴线的轴向上，基部110包含位于一侧的上侧基部110A和位于另一侧的下侧基部110B。基部110的内周缘111以除了图1和图2所示的形成有凹部112的部分以外上侧基部110A的内周缘111A与下侧基部110B的内周缘111B相互连续的方式形成。更具体来说，在本实施方式中，在从上述轴向观察时，除了形成有凹部112的部分以外，上侧基部110A的内周缘111A和下侧基部110B的内周缘111B位于相互重叠的位置。此外，也可以是，在从上述轴向观察时，下侧基部110B的内周缘111B的至少局部位于比上侧基部110A的内周缘111A靠内周侧(上述中心轴线侧)的位置。例如，也可以是，下侧基部110B的内周缘111B中的位于上侧基部110A侧的部分在从上述轴向观察时除了形成有凹部112的部分以外位于与上侧基部110A的内周缘111A重叠的位置，并且，下侧基部110B的内周缘111B中的位于与上侧基部110A侧相反的那一侧的部分在从上述轴向观察时位于比上侧基部110A的内周缘111A靠内周侧(上述中心轴线侧)的位置。
如图1和图3所示，多个梁部120分别具有固定端部121和顶端部122。固定端部121与基部110的内周缘111连接。具体来说，固定端部121仅与上侧基部110A的内周缘111A连接，不与下侧基部110B的内周缘连接。在本实施方式中，固定端部121位于沿着与基部110的中心轴线的轴向正交的方向的同一平面内。顶端部122位于与固定端部121相反的那一侧。多个梁部120分别以从固定端部121朝向顶端部122而远离内周缘111的方式延伸。在本实施方式中，多个梁部120分别在换能器100未驱动的状态下以沿着上述平面的方式延伸。
如图1所示，在本实施方式中，多个梁部120分别在从上述中心轴线的轴向观察时具有在延伸方向上尖细的外形。具体来说，多个梁部120分别在从上述中心轴线的轴向观察时具有三角形状的外形。在本实施方式中，该三角形状是以固定端部121为底边、顶点位于顶端部122的等腰三角形。即，多个梁部120各自的延伸方向是将作为各梁部120的外形形状的等腰三角形的底边的中点和顶点连结的方向。在本实施方式中，从使弯曲振动容易的观点出发，优选的是，多个梁部120各自的延伸方向的长度是多个梁部120各自的上述中心轴线的轴向上的厚度的尺寸的至少5倍以上。
如图1所示，本实施方式的换能器100包括4个梁部120。另外，在从基部110的中心轴线的轴向观察时，多个梁部120各自的顶端部122位于朝向上述中心轴线的位置。更具体来说，多个梁部120分别以在从上述中心轴线的轴向观察时关于换能器100的假想中心点相互点对称的方式配置。在本实施方式中，4个梁部120分别以在从上述中心轴线的轴向观察时在沿着与该轴向正交的方向的平面内向彼此不同的方向延伸且相邻的梁部120彼此的延伸方向彼此相差90°的方式配置。
在多个梁部120中的彼此相邻的多个梁部120之间形成有狭缝123。在本实施方式中，形成有多个狭缝123作为狭缝123。多个狭缝123在多个梁部120的顶端部122侧相互连接。
优选的是，狭缝123的宽度尽量窄。狭缝123的狭缝宽度例如优选为10μm以下，更优选设为1μm以下。
如图1～图5所示，多个梁部120分别包含压电体层10、第1电极层20以及第2电极层30。
压电体层10由单晶构成。适当选择压电体层10的切割方位以呈现期望的装置特性。在本实施方式中，压电体层10是将单晶基板薄化而成的，该单晶基板具体来说是旋转Y切割基板。另外，该旋转Y切割基板的切割方位具体来说是30°。另外，压电体层10的厚度例如是0.3μm以上且5.0μm以下。
适当选择构成压电体层10的材料以使换能器100呈现期望的装置特性。在本实施方式中，压电体层10由无机材料构成。具体来说，压电体层10由碱性铌酸盐系的化合物或碱性钽酸盐系的化合物构成。在本实施方式中，上述碱性铌酸盐系的化合物或上述碱性钽酸盐系的化合物所含有的碱金属由锂、钠以及钾中的至少一种构成。在本实施方式中，压电体层10由铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)构成。
如图3所示，第1电极层20配置于压电体层10的在基部110的中心轴线的轴向上的一侧。第2电极层30配置于压电体层10的上述轴向上的另一侧。第2电极层30在多个梁部120各自中以在上述轴向上隔着压电体层10而与第1电极层20的至少局部相对的方式配置。另外，在本实施方式中，在第1电极层20与压电体层10之间和第2电极层30与压电体层10之间配置有未图示的密合层。
在本实施方式中，第1电极层20和第2电极层30分别由Pt构成。第1电极层20和第2电极层30分别也可以由Al等其他材料构成。密合层由Ti构成。密合层也可以由NiCr等其他材料构成。第1电极层20、第2电极层30以及上述密合层分别也可以是外延生长膜。在压电体层10由铌酸锂(LiNbO3)构成的情况下，从抑制构成密合层的材料向第1电极层20或第2电极层30扩散的情况的观点出发，优选的是，密合层由NiCr构成。由此，换能器100的可靠性提高。
在本实施方式中，第1电极层20和第2电极层30各自的厚度例如是0.05μm以上且0.2μm以下。密合层的厚度例如是0.005μm以上且0.05μm以下。
多个梁部120分别还包含支承层40。支承层40配置于压电体层10的与第1电极层20侧相反的那一侧和第2电极层30的与压电体层10侧相反的那一侧。支承层40具有第1支承部41和在第1支承部41的与压电体层10侧相反的那一侧层叠的第2支承部42。在本实施方式中，第1支承部41由SiO2构成，第2支承部42由单晶Si构成。在本实施方式中，从多个梁部120的弯曲振动的观点出发，优选的是，支承层40的厚度比压电体层10的厚度厚。此外，关于多个梁部120的弯曲振动的机理见后述。
进而，说明构成基部110的构件。如图4所示，基部110与多个梁部120分别同样地包含压电体层10、第1电极层20、第2电极层30以及支承层40。并且，基部110还包含基板层50、第1连接电极层60以及第2连接电极层70。具体来说，在本实施方式中，上侧基部110A包含压电体层10、第1电极层20、第2电极层30、支承层40、第1连接电极层60以及第2连接电极层70，下侧基部110B包含基板层50。
基板层50在上述中心轴线的轴向上与支承层40的与压电体层10侧相反的那一侧连接。基板层50包含第1基板层51和在上述中心轴线的轴向上在第1基板层51的与支承层40侧相反的那一侧层叠的第2基板层52。即，在本实施方式中，下侧基部110B中的位于上侧基部110A侧的部分由第1基板层51构成，下侧基部110B中的位于与上侧基部110A侧相反的那一侧的部分由第2基板层52构成。在本实施方式中，第1基板层51由SiO2构成，第2基板层52由单晶Si构成。
如图4所示，第1连接电极层60经由未图示的密合层而与第1电极层20电连接且暴露于外部。具体来说，第1连接电极层60配置于基部110的第1电极层20的与压电体层10侧相反的那一侧。
第2连接电极层70经由未图示的密合层而与第2电极层30电连接且暴露于外部。具体来说，第2连接电极层70配置于基部110的第2电极层30的与支承层40侧相反的那一侧。
第1连接电极层60和第2连接电极层70各自的厚度例如是0.1μm以上且1.0μm以下。与第1连接电极层60连接的密合层和与第2连接电极层70分别连接的密合层的厚度例如是0.005μm以上且0.1μm以下。
在本实施方式中，第1连接电极层60和第2连接电极层70分别由Au构成。第1连接电极层60和第2连接电极层70也可以由Al等其他导电材料构成。与第1连接电极层60连接的密合层和与第2连接电极层70连接的密合层分别例如由Ti构成。这些密合层也可以由NiCr构成。
在本实施方式中，构成基部110的压电体层10、第1电极层20、第2电极层30以及支承层40以在沿着与基部110的中心轴线的轴向正交的假想平面的方向上与构成多个梁部120的压电体层10、第1电极层20、第2电极层30以及支承层40分别连续的方式构成。更具体来说，构成上侧基部110A的压电体层10、第1电极层20、第2电极层30以及支承层40以在上述的方向上与构成多个梁部120的压电体层10、第1电极层20、第2电极层30以及支承层40分别连续的方式构成。
在本实施方式的换能器100中，形成有在上述中心轴线的轴向上向与压电体层10侧相反的那一侧开口的开口部101。开口部101是被基部110、多个梁部120以及狭缝123包围的空间。在本实施方式中，具体来说，开口部101是被下侧基部110B、多个梁部120以及狭缝123包围的空间。即，在本实施方式中，如图3所示，通过形成开口部101，从下侧基部110B划分上侧基部110A。而且，如图1和图3所示，通过形成狭缝123，从上侧基部110A划分多个梁部120，并且形成固定端部121。结果，形成有固定端部121的部分成为上侧基部110A的内周缘111A。
在此，说明形成于基部110的上部的多个凹部112的详情。如图1～图3以及图5所示，多个凹部112分别与狭缝123连续。在从基部110的中心轴线的轴向观察时，凹部112的与狭缝123的延伸方向正交的最大宽度的尺寸比狭缝123的宽度尺寸大。在从上述轴向观察时，凹部112的最大宽度的尺寸例如是50μm以上且200μm以下。
更具体来说，在本实施方式中，多个凹部112分别具有位于狭缝123侧的内侧凹部112A和位于与狭缝侧相反的那一侧且与内侧凹部112A相互连接的外侧凹部112B。在从上述中心轴线的轴向观察时，内侧凹部112A的与狭缝123的延伸方向正交的宽度尺寸与狭缝123的宽度尺寸大致相同。在从上述中心轴线的轴向观察时，外侧凹部112B的与狭缝123的延伸方向正交的最大宽度的尺寸比狭缝123的宽度尺寸大。
在从上述中心轴线的轴向观察时，外侧凹部112B具有大致圆形状的外形。从上述轴向观察时的外侧凹部112B的内径例如是50μm以上且200μm以下。
另外，如图5所示，在本实施方式中，通过压电体层10和支承层40的局部从基部110的内周缘111朝向基部110的外周侧形成缺口而形成凹部112。即，在本实施方式中，凹部112形成于基部110的压电体层10侧，凹部112的底面112a是基板层50的支承层40侧的表面。
此外，凹部112也可以通过压电体层10、第1支承部41以及第2支承部42的第1支承部41侧的局部从基部110的内周缘111朝向基部110的外周侧形成缺口而形成。在该情况下，凹部112的底面112a也可以是通过如上述那样形成缺口而形成的第2支承部42的台阶部的表面。另外，凹部112也可以通过压电体层10和第1支承部41从基部110的内周缘111朝向外周侧形成缺口而形成。在该情况下，凹部112的底面112a是第2支承部42的第1支承部41侧的表面。而且，凹部112也可以通过压电体层10和第1支承部41的压电体层10侧的局部从基部110的内周缘111朝向基部110的外周侧形成缺口而形成。在该情况下，凹部112的底面112a也可以是通过如上述那样形成缺口而形成的第1支承部41的台阶部的表面。
凹部112也可以通过压电体层10、支承层40以及基板层50的支承层40侧的局部从基部110的内周缘111朝向基部110的外周侧形成缺口而形成。在该情况下，凹部112的底面112a也可以是通过如上述那样形成缺口而形成的基板层50的台阶部的表面。
如图1和图3所示，结合材料部130以多个梁部120分别能够以固定端部121为起点而在上述中心轴线的轴向上位移的方式在形成于相邻的多个梁部120之间的狭缝123内将多个梁部120彼此相互连接。
因此，如上述那样，优选的是，位于多个梁部120彼此之间的狭缝123的狭缝宽度尽量窄地形成。由此，当在狭缝123内形成结合材料部130时，能够抑制位于狭缝123内的结合材料部130的局部向开口部101侧等脱落的情况。进而，容易利用结合材料部130将多个梁部120相互连接。
也可以是，位于狭缝123内的结合材料部130在从上述中心轴线的轴向观察时以与相邻的多个梁部120分别重叠的方式位于从狭缝123内连续的位置。不过，从减小多个梁部120各自的重量的差的观点出发，优选的是，在从上述中心轴线的轴向观察时，与多个梁部120分别重叠的结合材料部130的面积尽量小。例如，优选的是，在从上述中心轴线的轴向观察时，结合材料部130不与多个梁部120各自的第1电极层20接触。
如图1所示，在本实施方式中，在狭缝123内具有在从上述中心轴线的轴向观察时不存在结合材料部130的部分。在本实施方式中，具体来说，在多个狭缝123相互连接的部分即中央间隙部124中不存在结合材料部130。因此，在本实施方式中，多个梁部120各自的顶端部122彼此不由结合材料部130连接而是相互分离。如图5所示，中央间隙部124与开口部101连接。
另外，在本实施方式中，优选的是，所述狭缝在从上述中心轴线的轴向观察时中央间隙部124的最小宽度尺寸比狭缝123的狭缝宽度的尺寸大。由此，在中央间隙部124中，能够容易地形成多个梁部120不由结合材料部130相互连接而分离的部分。
此外，在本实施方式中，也可以通过对多个梁部120各自的顶端部122形成缺口而进一步增大中央间隙部124。图6是本发明的实施方式1的第1变形例的换能器的俯视图。如图6所示，在本发明的实施方式1的第1变形例的换能器100a中，多个梁部120分别具有大致梯形状的外形。在本变形例中，在从上述中心轴线的轴向观察时，中央间隙部124的最小宽度尺寸例如是10μm以上且30μm以下。
如图3所示，在本实施方式中，在从上述中心轴线的轴向观察时，位于狭缝123内的结合材料部130的上述轴向的厚度与多个梁部120各自的上述轴向的厚度大致相同。位于狭缝123内的结合材料部130的上述轴向的厚度的尺寸也可以比多个梁部120各自的厚度的尺寸大。不过，从使多个梁部120分别容易振动的观点出发，优选的是，在从上述中心轴线的轴向观察时，位于狭缝123内的结合材料部130的上述轴向的厚度的尺寸尽量小。另一方面，从抑制多个梁部120的复合振动模式下的振动的观点出发，优选的是，结合材料部130的上述轴向的厚度的尺寸具体来说是狭缝123的上述轴向上的深度的尺寸的2倍以上，即，多个梁部120各自的厚度的尺寸的2倍以上。
如图1和图5所示，结合材料部130以从基部110的上部到狭缝123内连续的方式设置。具体来说，结合材料部130以从凹部112内到狭缝123内连续的方式设置。更具体来说，结合材料部130以从外侧凹部112B内经由内侧凹部112A内到狭缝123内在沿着与上述轴向正交的假想平面的方向上连续的方式设置。
位于凹部112的底面112a上的结合材料部130的在基部110的中心轴线的轴向上的最大厚度的尺寸比凹部112的侧壁部114的高度的尺寸大。另外，在基部110的中心轴线的轴向上，位于基部110的上部的结合材料部130的最大厚度比多个梁部120各自的厚度厚。结合材料部130的上述中心轴线的轴向上的厚度最厚的部分位于外侧凹部112B的底面112a上。位于外侧凹部112B的底面112a上的结合材料部130的与底面112a侧相反的那一侧的面呈凸状弯曲。
结合材料部130由杨氏模量比构成压电体层10的材料的杨氏模量低的材料构成。构成结合材料部130的材料的杨氏模量例如优选为1GPa以下。另外，构成结合材料部130的材料的杨氏模量更优选为100MPa以下。构成结合材料部130的材料的杨氏模量优选为0.1MPa以上。作为构成压电体层10的材料和构成结合材料部130的材料各自的杨氏模量，能够针对这些材料分别采用公知的材料数据库所记载的物理性质值。另外，构成压电体层10的材料和构成结合材料部130的材料各自的杨氏模量也能够通过测量利用纳米压痕法对从换能器100的压电体层10和结合材料部130分别提取的测量样品施加压力时的变形率来计算。另外，在本实施方式中，优选的是，结合材料部130由具有耐回流性的耐热性比较高的材料构成。
结合材料部130由有机材料构成。在本发明的实施方式中，作为构成结合材料部130的材料，从上述的杨氏模量的观点出发，例如举出硅树脂或氟弹性体等。另外，硅树脂与氟弹性体相比低温时的杨氏模量较低。因此，优选的是，结合材料部130由硅树脂构成。若结合材料部130由硅树脂构成，则能够在比较大的温度范围内使用换能器100。此外，例如聚酰亚胺树脂和聚对二甲苯(对二甲苯系聚合物)是杨氏模量超过1GPa这样的杨氏模量比较高且较硬的树脂。因此，根据构成压电体层10的材料的杨氏模量，有时不能采用聚酰亚胺树脂和聚对二甲苯作为构成结合材料部130的材料。
此外，在本实施方式中，凹部112的侧壁部114位于沿着上述中心轴线的轴向的位置，但凹部112的侧壁部114也可以位于与上述中心轴线的轴向交叉的位置。图7是表示本发明的实施方式1的第2变形例的换能器的剖视图。在图7中，以与图5同样的剖视进行图示。如图7所示，本发明的实施方式1的第2变形例的换能器100b的凹部112的侧壁部114b的局部随着从基部110的上部朝向底面112a而朝向基部110的内周缘111侧倾斜。在本变形例中也是，在基部110的中心轴线的轴向上，位于基部110的上部的结合材料部130的最大厚度比多个梁部120各自的厚度厚。另外，在本变形例中也是，结合材料部130以从凹部112内到狭缝123内连续的方式设置。
另外，在本实施方式中，在位于基部110的上部的结合材料部130的最大厚度比多个梁部120各自的厚度厚的情况下，也可以不在基部110设置凹部112。图8是表示本发明的实施方式1的第3变形例的换能器的俯视图。图9是从Ⅸ-Ⅸ线箭头方向观察图8的换能器而得到的剖视图。如图8和图9所示，本发明的实施方式1的第3变形例的换能器100c也可以不设置通过从基部110的内周缘111侧朝向外周侧形成缺口而形成的凹部，而是取而代之，设置在上述中心轴线的轴向上位于基部110的压电体层10侧的多个壁部114c。
多个壁部114c分别以在上述轴向上向基部110的压电体层10侧伸出的方式设置。另外，多个壁部114c分别在从上述轴向观察时位于与基部110上的结合材料部130接触的位置。多个壁部114c分别在从上述轴向观察时不位于面向狭缝123的部分。在本变形例中也是，结合材料部130以从基部110的上部到狭缝123内连续的方式设置。
本实施方式的换能器100以多个梁部120分别能够弯曲振动的方式构成。在此，说明多个梁部120的弯曲振动的机理。
图10是示意性地表示本发明的实施方式1的换能器的梁部的局部的剖视图。图11是示意性地表示本发明的实施方式1的换能器的驱动时的梁部的局部的剖视图。此外，在图10和图11中未图示第1电极层和第2电极层。
如图10和图11所示，在本实施方式中，在多个梁部120中，压电体层10作为能够在与上述中心轴线的轴向正交的面内方向上伸缩的伸缩层发挥功能，压电体层10以外的层作为约束层发挥功能。在本实施方式中，主要是支承层40作为约束层发挥功能。这样，约束层与伸缩层在与伸缩层的伸缩方向正交的正交方向上层叠。此外，多个梁部120也可以包含反向伸缩层来代替约束层，该反向伸缩层能够在伸缩层在面内方向上伸长时在面内方向上收缩，在伸缩层在面内方向上收缩时在面内方向上伸长。
并且，当作为伸缩层的压电体层10将要在上述面内方向上伸缩时，作为约束层的主要部分的支承层40在与压电体层10的接合面上约束压电体层10的伸缩。另外，在本实施方式中，在多个梁部120各自中，作为伸缩层的压电体层10仅位于多个梁部120各自的应力中立面N的一侧。主要构成约束层的支承层40的重心的位置位于应力中立面N的另一侧。由此，如图10和图11所示，当作为伸缩层的压电体层10在上述面内方向上伸缩时，多个梁部120分别在与上述面内方向正交的正交方向上弯曲。此外，应力中立面N与压电体层10的分离距离越长，多个梁部120分别弯曲时的多个梁部120各自的位移量越大。另外，压电体层10将要伸缩的应力越大，上述位移量越大。这样，多个梁部120分别在与上述面内方向正交的正交方向上以固定端部121为起点而弯曲振动。
而且，在本实施方式的换能器100中，通过设有结合材料部130，容易产生基本振动模式下的振动，抑制复合振动模式下的振动的产生。图12是通过模拟表示本发明的实施方式1的换能器以基本振动模式振动的状态的立体图。具体来说，在图12中，示出多个梁部120分别向第1电极层20侧位移的状态的换能器100。另外，在图12中，多个梁部120分别向第1电极层20侧位移的位移量越大，颜色越浅。此外，在图12中未图示第1电极层20。
如图12所示，基本振动模式是指多个梁部120分别弯曲振动时的相位一致，多个梁部120整体向上下中的任一方位移的模式。
另一方面，复合振动模式是指当多个梁部120分别弯曲振动时多个梁部120中的至少一个梁部的相位与其他梁部120的相位不一致的模式。在本实施方式中，如图12所示，利用结合材料部130，在狭缝123内将多个梁部120彼此相互连接，因此抑制复合振动模式的产生。而且，结合材料部130由杨氏模量比构成压电体层10的材料的杨氏模量低的材料构成，从而在将多个梁部120彼此相互连接而抑制复合振动的产生的同时能够容易地变形。因此，能够抑制由结合材料部130阻碍多个梁部120的基本振动模式下的弯曲振动的情况，在换能器100中基本振动模式相对于复合振动模式占优。
而且，在本实施方式中，位于基部110的上部的结合材料部130的最大厚度比较厚，因此利用位于基部110的上部的结合材料部130与基部110的摩擦力，结合材料部130与基部110相互牢固地连接。由此，即使多个梁部120分别振动，狭缝123内的结合材料部130也被基部110稳定地保持。另外，在本实施方式中，结合材料部130以从凹部112内到狭缝123内连续的方式设置，因此利用位于凹部112内的结合材料部130与凹部112的内表面的摩擦力，结合材料部130与基部110相互牢固地连接。由此，即使多个梁部120分别振动，狭缝123内的结合材料部130也被基部110稳定地保持。
并且，本实施方式的换能器100容易产生基本振动模式下的振动，抑制复合振动模式的产生，因此特别是用作超声波换能器时的装置特性提高。以下，说明将本实施方式的换能器100用作超声波换能器时的换能器100的功能作用。
首先，如图1所示，在利用换能器100产生超声波的情况下，对第1连接电极层60与第2连接电极层70之间施加电压。并且，如图4所示，对与第1连接电极层60连接的第1电极层20和与第2连接电极层70连接的第2电极层30之间施加电压。而且，如图3所示，在多个梁部120各自中也是，对隔着压电体层10而彼此相对的第1电极层20与第2电极层30之间施加电压。这样，压电体层10在与上述中心轴线的轴向正交的面内方向上伸缩，因此根据上述的机理，多个梁部120分别沿着上述中心轴线的轴向弯曲振动。由此，通过对换能器100的多个梁部120的周边的介质施加力，进而介质振动，从而产生超声波。
另外，在本实施方式的换能器100中，多个梁部120分别具有固有的机械共振频率。因此，在施加的电压是正弦波电压且正弦波电压的频率接近上述共振频率的值的情况下，多个梁部120分别弯曲时的位移量变大。
在利用换能器100检测超声波的情况下，由于超声波，多个梁部120各自的周边的介质振动，从该周边的介质对多个梁部120分别施加力，多个梁部120分别弯曲振动。当多个梁部120分别弯曲振动时，对压电体层10施加应力。通过对压电体层10施加应力，在压电体层10中引发电荷。利用在压电体层10引发的电荷，在隔着压电体层10而相对的第1电极层20与第2电极层30之间产生电位差。在与第1电极层20连接的第1连接电极层60和与第2电极层30连接的第2连接电极层70中检测该电位差。由此，能够在换能器100中检测超声波。
另外，在作为检测的对象的超声波包含较多特定的频率分量且该频率分量接近上述共振频率的值的情况下，多个梁部120分别弯曲振动时的位移量变大。通过该位移量变大，上述电位差变大。
这样，在将本实施方式的换能器100用作超声波转换器的情况下，多个梁部120的共振频率的设计变得重要。上述共振频率根据多个梁部120各自的延伸方向的长度、上述中心轴线的轴向上的厚度和从该轴向观察时的固定端部121的长度以及构成多个梁部120的材料的密度和弹性模量而变化。另外，优选的是，多个梁部分别具有彼此相同的共振频率。例如，在多个梁部120各自的上述厚度彼此不同的情况下，通过调整多个梁部120各自的延伸方向的长度，多个梁部120分别具有彼此相同的共振频率。
例如，在图1～图5所示的本发明的实施方式1的换能器100中，在将多个梁部120各自的共振频率设计为40kHz附近的情况下，对于多个梁部120，分别将压电体层10的构成材料设为铌酸锂、将压电体层10的厚度设为1μm、将第1电极层20和第2电极层30各自的厚度设为0.1μm、将第1支承部41的厚度设为0.8μm、将第2支承部42的厚度设为1.4μm、将多个梁部120各自的从固定端部121到顶端部122的最短距离设为400μm、将从上述中心轴线的轴向观察时的固定端部121的长度设为800μm即可。
此外，在本实施方式的换能器100中，通过在狭缝123内设置由基部110稳定地保持的结合材料部130，如上述那样容易产生基本振动模式下的振动，抑制复合振动模式的产生。因此，在将换能器100用作超声波换能器的情况下，即使在检测具有与共振频率相同的频率分量的超声波时，也能够抑制多个梁部120各自的振动的相位不同的情况。进而，能够抑制由于多个梁部120各自的振动的相位不同而在多个梁部120各自的压电体层10产生的电荷在第1电极层20或第2电极层30中相互抵消的情况。
这样，在换能器100中，作为超声波换能器的装置特性提高。
以下，说明本发明的实施方式1的换能器100的制造方法。图13是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中在压电单晶基板设置第2电极层的状态的剖视图。在图13和以下所示的图14～图18以及图20中，以与图3同样的剖视进行图示。
如图13所示，首先，在压电单晶基板10a的下表面设置未图示的密合层，然后在密合层的与压电单晶基板10a侧相反的那一侧设置第2电极层30。第2电极层30通过蒸镀剥离法而形成为具有期望的图案。也可以是，通过溅射而在压电单晶基板10a的下表面的整面层叠，然后通过蚀刻法而形成期望的图案，从而形成第2电极层30。第2电极层30和密合层也可以外延生长。
图14是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中设置第1支承部的状态的剖视图。如图14所示，通过CVD(Chemical Vapor Deposition)法或PVD(Physical VaporDeposition)法等，在压电单晶基板10a和第2电极层30各自的下表面设置第1支承部41。在刚刚设置第1支承部41之后，第1支承部41的下表面中的位于第1支承部41的与第2电极层30侧相反的那一侧的部分隆起。因此，通过化学机械抛光(CMP：Chemical MechanicalPolishing)等，切削第1支承部41的下表面而使其平坦化。
图15是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中使层叠体接合于第1支承部的状态的剖视图。如图15所示，通过表面活化接合或原子扩散接合，将由第2支承部42和基板层50构成的层叠体50a接合于第1支承部41的下表面。在本实施方式中，层叠体50a是SOI(Silicon on Insulator)基板。此外，通过预先利用CMP等使第2支承部42的上表面平坦化，换能器100的成品率提高。
图16是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中切削压电单晶基板而形成压电体层的状态的剖视图。如图15和图16所示，通过利用磨床磨削压电单晶基板10a的上表面而使其变薄。通过利用CMP等对变薄的压电单晶基板10a的上表面进一步抛光，使压电单晶基板10a成形为压电体层10。
此外，也可以是，通过在压电单晶基板10a的上表面侧预先注入离子而形成剥离层，通过剥离上述剥离层而使压电单晶基板10a成形为压电体层10。另外，也可以是，通过利用CMP等对剥离上述剥离层之后的压电单晶基板10a的上表面进一步抛光，使压电单晶基板10a成形为压电体层10。
图17是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中在压电体层设置第1电极层的状态的剖视图。如图17所示，在压电体层10的上表面设置未图示的密合层，然后在密合层的与压电体层10侧相反的那一侧设置第1电极层20。第1电极层20通过蒸镀剥离法而形成为具有期望的图案。也可以是，通过溅射而在压电体层10的上表面的整面层叠，然后通过蚀刻法而形成期望的图案，从而形成第1电极层20。第1电极层20和密合层也可以外延生长。
图18是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中从压电体层的与支承层侧相反的那一侧到达基板层的上表面为止形成狭缝的状态的剖视图。图19是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中从压电体层的与支承层侧相反的那一侧到达第2电极层的上表面为止形成贯通孔的状态的剖视图。在图19中，以与图4同样的剖视进行图示。
如图18所示，通过利用RIE(Reactive Ion Etching)等进行干蚀刻，在压电体层10和第1支承部41形成狭缝。上述狭缝也可以通过使用氟硝酸等进行湿蚀刻来形成。而且，利用DRIE(Deep Reactive Ion Etching)，对暴露于上述狭缝的第2支承部42进行蚀刻以使上述狭缝到达基板层50的上表面。由此，形成狭缝123。另外，图1、图2以及图5所示的凹部112也通过与形成狭缝123时同时地在对基部110的局部进行上述干蚀刻或上述湿蚀刻之后利用DRIE去除而形成。而且，如图19所示，在相当于基部110的部分中，利用上述干蚀刻或上述湿蚀刻，对压电体层10进行蚀刻以使第2电极层30的局部暴露。
并且，如图4所示，在相当于基部110的部分中，在第1电极层20和第2电极层30分别设置未图示的密合层，然后通过蒸镀剥离法而在各密合层的上表面设置第1连接电极层60和第2连接电极层70。也可以是，通过溅射而在压电体层10、第1电极层20以及暴露的第2电极层30的整面层叠，然后通过蚀刻法而形成期望的图案，从而形成第1连接电极层60和第2连接电极层70。
图20是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中形成开口部的状态的剖视图。如图20所示，利用DRIE去除基板层50中的第2基板层52的局部，然后利用RIE去除第1基板层51的局部。由此，形成基部110、多个梁部120以及开口部101。
并且最后，设置结合材料部130。图21是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中即将设置结合材料部之前的状态的剖视图。图22是表示在本发明的实施方式1的换能器的制造方法中涂敷液状的结合材料部之后的某一时刻的状态的剖视图。在图21和图22中，以与图5相同的剖视进行图示。
如图21和图22所示，对于结合材料部130而言，首先，通过分配法或转印法等而在形成于基部110的多个凹部112各自的底面112a上以填充凹部112的方式涂敷液状的结合材料部130。在本实施方式中，具体来说，在形成于基部110的外侧凹部112B的底面112a上以填充外侧凹部112B的方式涂敷。
这样，如图22所示，通过具有比较窄的宽度的狭缝123内的毛细管现象，以填充多个凹部112的方式设置的液状的结合材料部130从多个凹部112分别朝向与多个凹部112分别连接的狭缝123不依赖外力地润湿扩散。在本实施方式中，具体来说，从基部110的多个外侧凹部112B分别经由与多个外侧凹部112B分别连接的内侧凹部112A而朝向与内侧凹部112A连接的狭缝123不依赖外力地润湿扩展。这样，在狭缝123内配置液状的结合材料部130。当在狭缝内配置液状的结合材料部130之后，液状的结合材料部130固化。
通过利用上述的方法设置结合材料部130，能够抑制配置于狭缝123内的结合材料部130的不期望的积液的产生。进而，能够减小多个梁部120各自的重量的差，能够提高多个梁部120各自的振动的对称性。结果，换能器100的装置特性提高。
根据上述的工序，制造如图1～图5所示那样的本发明的实施方式1的换能器100。
此外，结合材料部130也可以在形成开口部101之前设置。如图18所示，在形成开口部101之前，基板层50位于狭缝123的上述中心轴线的轴向上的下方。因此，即使从上述轴向观察时的与狭缝123的延伸方向正交的方向的宽度比较大，也能够在结合材料部130不脱落的前提下在位于多个梁部120之间的狭缝123内设置结合材料部130。
图23是本发明的实施方式1的第4变形例的换能器的剖视图。在图23中，以与图3相同的剖视进行图示。如图23所示，本发明的实施方式1的第4变形例的换能器100d的狭缝123与图3所示的本发明的实施方式1的换能器100的狭缝123相比宽度较大。在这样制造本发明的实施方式1的第4变形例的换能器100d的情况下，如上述那样，通过在形成开口部101之前设置结合材料部130，能够抑制结合材料部130的脱落。
如上述那样，本发明的实施方式1的换能器100包括基部110、多个梁部120以及结合材料部130。基部110为环状。多个梁部120分别具有固定端部121和顶端部122。固定端部121与基部110的内周缘111连接。顶端部122位于与固定端部121相反的那一侧。多个梁部120分别以从固定端部121朝向顶端部122而远离内周缘111的方式延伸。多个梁部120分别包含压电体层10、第1电极层20以及第2电极层30。第1电极层20配置于压电体层10的在基部110的中心轴线的轴向上的一侧。第2电极层30以隔着压电体层10而与第1电极层20的至少局部相对的方式配置。结合材料部130在形成于相邻的多个梁部120之间的狭缝123内将多个梁部120彼此相互连接。结合材料部130以从基部110的上部到狭缝123内连续的方式设置。结合材料部130由杨氏模量比构成压电体层10的材料的杨氏模量低的材料构成。在基部110的中心轴线的轴向上，位于基部110的上部的结合材料部130的最大厚度比多个梁部120各自的厚度厚。
由此，能够将位于在彼此相邻的多个梁部120之间形成的狭缝123内的结合材料部130利用对位于与其连续地设置的基部110的上部的厚度比较厚的结合材料部130和基部110的上部作用的摩擦力稳定地保持，因此能够抑制由于多个梁部120的振动而结合材料部130从狭缝123内脱落剥离的情况。进而，能够利用结合材料部130持续且稳定地抑制多个梁部120中的至少一个梁部以与其他梁部不同的相位振动的模式即所谓的复合振动模式的产生，因此能够提高换能器100的装置特性。
在本发明的实施方式中，在基部110的上部形成有与狭缝123连续的凹部112。结合材料部130以从凹部112内到狭缝123内连续的方式设置。
由此，能够利用与凹部112的内表面的摩擦力稳定地保持位于在彼此相邻的多个梁部120之间形成的狭缝123内的结合材料部130，因此能够抑制由于多个梁部120的振动而结合材料部130从狭缝123内脱落剥离的情况。能够提高换能器100的装置特性。
在本发明的实施方式中，位于凹部112的底面112a上的结合材料部130的在基部110的中心轴线的轴向上的最大厚度的尺寸比凹部112的侧壁部114的高度的尺寸大。
由此，位于凹部112内的结合材料部130与凹部112的内表面的摩擦力进一步变大，能够更稳定地保持位于狭缝123内的结合材料部130，因此能够进一步提高换能器100的装置特性。
在本发明的实施方式中，在从基部110的中心轴线的轴向观察时，凹部112的与狭缝123的延伸方向正交的最大宽度的尺寸比狭缝123的宽度尺寸大。
由此，在本发明的实施方式中，能够使位于基部110上的结合材料部130的体积与位于狭缝123内的结合材料部130的体积相比足够大。进而，位于凹部112内的结合材料部130与凹部112的内表面的摩擦力进一步变大，能够进一步稳定地保持位于狭缝123内的结合材料部130，因此能够进一步提高换能器100的装置特性。
在本发明的实施方式中，构成结合材料部130的材料的杨氏模量是1GPa以下。若该杨氏模量是1GPa以下，则能够抑制多个梁部120分别由结合材料部130过度牢固地连接的情况，因此容易进行用于提高装置特性的多个梁部120的共振频率的控制。另外，当在多个梁部120产生热应力等外部应力的情况下，也能够降低外部应力对换能器100的装置特性造成的影响。
在本发明的实施方式中，压电体层10由无机材料构成。结合材料部130由有机材料构成。由此，大多有机材料的杨氏模量比无机材料的杨氏模量低，因此构成压电体层10和结合材料部130各自的材料的采用变得容易，换能器100的设计变得容易。
在本发明的实施方式中，构成结合材料部130的材料是硅树脂或氟弹性体。由此，容易设计成由杨氏模量比构成压电体层10的材料的杨氏模量低的材料构成结合材料部130。
在本发明的实施方式中，压电体层10由铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)构成。由此，能够提高压电体层10的压电特性，因此能够提高换能器100的装置特性。
在本发明的实施方式中，在狭缝123内具有不存在结合材料部130的部分。由此，能够抑制由于多个梁部120振动而多个梁部120各自的上部侧的压力与下部侧的压力的差变大的情况。
在本发明的实施方式中，多个梁部120各自的顶端部122彼此不由结合材料部130连接而是相互分离。由此，能够利用结合材料部130将多个梁部120分别相互连接且使顶端部122容易位移，因此能够提高换能器100的装置特性。另外，能够以简单的工艺设置能够抑制多个梁部120的上部侧的压力与下部侧的压力的差变大的情况的通风孔。
(实施方式2)
以下，说明本发明的实施方式2的换能器。在本发明的实施方式2的换能器中，主要是结合材料部配置于狭缝内的整体这一点和在多个梁部设有贯通孔这一点与本发明的实施方式1的换能器100不同。因此，对与本发明的实施方式1的换能器100同样的结构不重复说明。
图24是表示本发明的实施方式2的换能器的俯视图。如图24所示，在本发明的实施方式2的换能器200中，多个梁部220中的至少一个梁部具有贯通孔225。贯通孔225沿着基部110的中心轴线的轴向贯通多个梁部220中的至少一个梁部。贯通孔225与狭缝123分离。由此，在本发明的实施方式2的换能器200中，利用贯通孔225，能够抑制在多个梁部220振动时多个梁部220各自的上述中心轴线的轴向上的上部侧的压力与下部侧的压力的差变大的情况。进而，能够抑制换能器200的装置特性的降低。
而且，在本发明的实施方式2中，多个梁部220分别具有沿着基部110的中心轴线的轴向贯通的贯通孔225。多个贯通孔225相对于中心轴线点对称地配置。由此，多个贯通孔225分别作为通风孔发挥功能，并且从上述中心轴线的轴向观察时的多个梁部220的对称性提高，因此多个梁部220的振动容易一致，换能器200的装置特性提高。
在本实施方式中，在从上述中心轴线的轴向观察时，位于狭缝123内的结合材料部230配置于多个狭缝123内的整体。即，在本实施方式中，未设置中央间隙部。在本实施方式中，即使结合材料部230如上述那样配置，由于贯通孔225如上述那样作为通风孔发挥功能，因此也能够抑制换能器200的装置特性的降低。此外，在本实施方式中也是，也可以是，与本发明的实施方式1的换能器100同样，设置在从上述中心轴线的轴向观察时在狭缝123内不存在结合材料部230的部分。
此外，在本发明的实施方式2的换能器200中也是，在基部110的中心轴线的轴向上，位于基部110的上部的结合材料部230的最大厚度比多个梁部220各自的厚度厚。结合材料部230以从凹部112内到狭缝123内连续的方式设置。由此，稳定地保持结合材料部230，换能器200的装置特性提高。
在上述的实施方式的说明中，也可以将能够组合的结构相互组合。
应该认为本次公开的实施方式在所有的方面为例示而并非限制。本发明的范围由权利要求书表示而不由上述的说明表示，意图包含在与权利要求书等同的含义和范围内的所有的变更。
附图标记说明
10、压电体层；10a、压电单晶基板；20、第1电极层；30、第2电极层；40、支承层；41、第1支承部；42、第2支承部；50、基板层；50a、层叠体；51、第1基板层；52、第2基板层；60、第1连接电极层；70、第2连接电极层；100、100a、100b、100c、100d、200、换能器；101、开口部；110、基部；110A、上侧基部；110B、下侧基部；111、111A、111B、内周缘；112、凹部；112A、内侧凹部；112B、外侧凹部；112a、底面；114、114b、侧壁部；114c、壁部；120、220、梁部；121、固定端部；122、顶端部；123、狭缝；124、中央间隙部；130、230、结合材料部；225、贯通孔。

Claims (14)

1.一种换能器，其中，
该换能器包括：
环状的基部；
多个梁部，其具有与所述基部的内周缘连接的固定端部和位于与该固定端部相反的那一侧的顶端部，以从该固定端部朝向所述顶端部而远离所述内周缘的方式延伸；以及
结合材料部，其在形成于相邻的所述多个梁部之间的狭缝内将所述多个梁部彼此相互连接，并且，以从所述基部的上部到所述狭缝内连续的方式设置，
所述多个梁部分别包含：压电体层；第1电极层，其配置于该压电体层的在所述基部的中心轴线的轴向上的一侧；以及第2电极层，其以在所述轴向上隔着所述压电体层而与所述第1电极层的至少局部相对的方式配置，
所述结合材料部由杨氏模量比构成所述压电体层的材料的杨氏模量低的材料构成，
在所述基部的中心轴线的轴向上，位于所述基部的上部的所述结合材料部的最大厚度比所述多个梁部各自的厚度厚。
2.根据权利要求1所述的换能器，其中，
在所述基部的上部形成有与所述狭缝连续的凹部，
所述结合材料部以从所述凹部内到所述狭缝内连续的方式设置。
3.根据权利要求2所述的换能器，其中，
位于所述凹部的底面上的所述结合材料部的在所述基部的中心轴线的轴向上的最大厚度的尺寸比所述凹部的侧壁部的高度的尺寸大。
4.一种换能器，其中，
该换能器包括：
环状的基部；
多个梁部，其具有与所述基部的内周缘连接的固定端部和位于与该固定端部相反的那一侧的顶端部，以从该固定端部朝向所述顶端部而远离所述内周缘的方式延伸；以及
结合材料部，其在形成于相邻的所述多个梁部之间的狭缝内将所述多个梁部彼此相互连接，并且，以从所述基部的上部到所述狭缝内连续的方式设置，
所述多个梁部分别包含：压电体层；第1电极层，其配置于该压电体层的一侧；以及第2电极层，其以隔着所述压电体层而与所述第1电极层的至少局部相对的方式配置，
所述结合材料部由杨氏模量比构成所述压电体层的材料的杨氏模量低的材料构成，
在所述基部的上部形成有与所述狭缝连续的凹部，
所述结合材料部以从所述凹部内到所述狭缝内连续的方式设置。
5.根据权利要求4所述的换能器，其中，
位于所述凹部的底面上的所述结合材料部的在所述基部的中心轴线的轴向上的最大厚度的尺寸比所述凹部的侧壁部的高度的尺寸大。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的换能器，其中，
在从所述基部的中心轴线的轴向观察时，所述凹部的与所述狭缝的延伸方向正交的最大宽度的尺寸比所述狭缝的宽度尺寸大。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的换能器，其中，
构成所述结合材料部的材料的杨氏模量是1GPa以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的换能器，其中，
所述压电体层由无机材料构成，
所述结合材料部由有机材料构成。
9.根据权利要求8所述的换能器，其中，
构成所述结合材料部的材料是硅树脂或氟弹性体。
10.根据权利要求8或9所述的换能器，其中，
所述压电体层由铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)构成。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的换能器，其中，
在所述狭缝内具有不存在所述结合材料部的部分。
12.根据权利要求11所述的换能器，其中，
所述多个梁部各自的所述顶端部彼此不由所述结合材料部连接而是相互分离。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的换能器，其中，
所述多个梁部中的至少一个梁部具有沿着所述基部的中心轴线的轴向贯通所述多个梁部中的至少一个梁部的贯通孔，
所述贯通孔与所述狭缝分离。
14.根据权利要求13所述的换能器，其中，
在从所述基部的中心轴线的轴向观察时，所述多个梁部各自的所述顶端部位于朝向所述中心轴线的位置，
所述多个梁部分别具有沿着所述中心轴线的轴向贯通的贯通孔，
多个所述贯通孔相对于所述中心轴线点对称地配置。
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