JP2015126605A - Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus - Google Patents

Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2015126605A
JP2015126605A JP2013269418A JP2013269418A JP2015126605A JP 2015126605 A JP2015126605 A JP 2015126605A JP 2013269418 A JP2013269418 A JP 2013269418A JP 2013269418 A JP2013269418 A JP 2013269418A JP 2015126605 A JP2015126605 A JP 2015126605A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
piezoelectric actuator
flexible substrate
piezoelectric element
bonding material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013269418A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
宙也 村上
Chuya Murakami
宙也 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2013269418A priority Critical patent/JP2015126605A/en
Publication of JP2015126605A publication Critical patent/JP2015126605A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric actuator which inhibits a flexible substrate from being peeled off due to influence of vibration of a piezoelectric element and has excellent durability, and also to provide a piezoelectric vibration device having the piezoelectric actuator, a portable terminal, an acoustic generator, and an electronic apparatus.SOLUTION: A piezoelectric actuator 1 includes: a piezoelectric element 11 equipped with a laminate 14 formed by laminating an internal electrode 12 and a piezoelectric layer 13 and a surface electrode 15 electrically connected to the internal electrode 12 on one main surface of the laminate 14; and a flexible substrate 2 which is equipped with a base film 21 and a wiring conductor 22 provided on the lower surface of the base film 21 and whose part is joined to one main surface of the laminate 14 via a conductive joining member 3 so that the wiring conductor 22 is electrically connected to the surface electrode 15. The conductive joining member 3 has a portion extending from an overlapping region of the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 to the outside of the overlapping region.

Description

本発明は、圧電振動装置、携帯端末などに好適な圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器に関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric actuator suitable for a piezoelectric vibration device, a portable terminal, and the like, and a piezoelectric vibration device including the piezoelectric actuator, a portable terminal, an acoustic generator, and an electronic device.

圧電アクチュエータとして、内部電極と圧電体層とが複数積層された積層体の表面に表面電極を形成してなるバイモルフ型の圧電素子を用いたものや(特許文献1を参照)、圧電素子とフレキシブル基板とを接合して、圧電素子の表面電極とフレキシブル基板の配線導体とを電気的に接続させたものが知られている(特許文献2を参照)。   As the piezoelectric actuator, a bimorph type piezoelectric element in which a surface electrode is formed on the surface of a laminated body in which a plurality of internal electrodes and piezoelectric layers are laminated (see Patent Document 1), a piezoelectric element and a flexible element are used. There is known one in which a substrate is bonded and a surface electrode of a piezoelectric element and a wiring conductor of a flexible substrate are electrically connected (see Patent Document 2).

特開2002−10393号公報JP 2002-10393 A 特開平6−14396号公報JP-A-6-14396

ここで、圧電素子の振動がフレキシブル基板に伝わり、圧電素子の振動に伴ってフレキシブル基板も振動する。したがって、長期間駆動するとこの振動の影響によりフレキシブル基板が圧電素子から剥がれるおそれがあるという問題があった。   Here, the vibration of the piezoelectric element is transmitted to the flexible substrate, and the flexible substrate also vibrates with the vibration of the piezoelectric element. Accordingly, there is a problem that the flexible substrate may be peeled off from the piezoelectric element due to the influence of the vibration when driven for a long time.

また、上記の圧電アクチュエータを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器では、圧電アクチュエータを構成するフレキシブル基板が圧電素子から剥がれることにより、耐久性が悪いという問題があった。   Further, in the piezoelectric vibration device, the portable terminal, the sound generator, and the electronic device provided with the above-described piezoelectric actuator, there is a problem that durability is poor because the flexible substrate constituting the piezoelectric actuator is peeled off from the piezoelectric element.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、圧電素子の振動の影響によるフレキシブル基板の剥がれが抑制され、耐久性に優れた圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a piezoelectric actuator excellent in durability, in which peeling of a flexible substrate due to the influence of vibration of a piezoelectric element is suppressed, a piezoelectric vibration device including the piezoelectric actuator, a portable terminal, and sound generation An object is to provide a container and an electronic device.

本発明の圧電アクチュエータは、内部電極と圧電体層とが積層された積層体、および該積層体の一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極を備えた圧電素子と、ベースフィルムおよび該ベースフィルムの下面に設けられた配線導体を備え、該配線導体が前記表面電極と電気的に接続されるように、前記積層体の一方主面に導電性接合材を介して一部が接合されたフレキシブル基板とを有しており、前記導電性接合材が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域から当該重なる領域の外側まで延在している部分を有していることを特徴とするものである。   The piezoelectric actuator of the present invention includes a laminated body in which an internal electrode and a piezoelectric layer are laminated, a piezoelectric element including a surface electrode electrically connected to the internal electrode on one main surface of the laminated body, and a base A wiring conductor provided on the lower surface of the film and the base film, and a part of the laminated body via a conductive bonding material so that the wiring conductor is electrically connected to the surface electrode And the conductive bonding material has a portion extending from the overlapping region of the piezoelectric element and the flexible substrate to the outside of the overlapping region. It is characterized by.

また、本発明の圧電アクチュエータは、上記の構成において、前記導電性接合材が異方性導電材であることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the conductive bonding material is an anisotropic conductive material.

また、本発明の圧電アクチュエータは、上記の構成において、前記導電性接合材が前記圧電素子の側面に回り込むように設けられていることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the conductive bonding material is provided so as to go around the side surface of the piezoelectric element.

また、本発明の圧電アクチュエータは、上記の構成において、前記導電性接合材が前記フレキシブル基板の側面に回り込むように設けられていることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the conductive bonding material is provided so as to wrap around the side surface of the flexible substrate.

また、本発明の圧電アクチュエータは、上記の構成において、前記導電性接合材が、前記フレキシブル基板が延出されている方向に延在している部分を有していることを特徴とする。   Moreover, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that, in the above structure, the conductive bonding material has a portion extending in a direction in which the flexible substrate is extended.

また、本発明の圧電アクチュエータは、上記の構成において、前記フレキシブル基板が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域の近傍を除いて前記配線導体を覆うようにカバーフィルムが設けられ、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域の近傍では前記配線導体が前記カバーフィルムから露出されてなり、前記導電性接合材が、前記カバーフィルムから露出した前記配線導体を覆っていることを特徴とする。   In the piezoelectric actuator of the present invention, in the above configuration, a cover film is provided so that the flexible substrate covers the wiring conductor except in the vicinity of a region where the piezoelectric element and the flexible substrate overlap each other. The wiring conductor is exposed from the cover film in the vicinity of a region where the element and the flexible substrate overlap, and the conductive bonding material covers the wiring conductor exposed from the cover film. .

また、前記圧電素子の一端部と前記フレキシブル基板の一端部とが直交するように重なっており、前記導電性接合材が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域の外周のうちの前記圧電素子の一端部側の端から延在している部分を有していることを特徴とする。   Further, one end of the piezoelectric element and one end of the flexible substrate are overlapped so as to be orthogonal to each other, and the conductive bonding material is the piezoelectric in the outer periphery of the region where the piezoelectric element and the flexible substrate overlap. It has the part extended from the edge by the side of the one end part of an element, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明の圧電アクチュエータは、上記の構成において、前記導電性接合材は導電粒子と樹脂接着剤とを含み、前記導電性接合材に含まれる前記導電粒子の数が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域よりも延在している部分において単位体積当たり少なくなっていることを特徴とする。   In the piezoelectric actuator of the present invention, in the above configuration, the conductive bonding material includes conductive particles and a resin adhesive, and the number of the conductive particles included in the conductive bonding material is equal to that of the piezoelectric element and the piezoelectric element. It is characterized in that it is smaller per unit volume in a portion extending from a region overlapping with the flexible substrate.

また本発明の圧電振動装置は、上記の圧電アクチュエータと、前記積層体の前記他方主面に接合された振動板とを有することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibration device including the piezoelectric actuator and a vibration plate bonded to the other main surface of the laminate.

また本発明の携帯端末は、上記の圧電アクチュエータと、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを有しており、前記積層体の他方主面が前記ディスプレイまたは前記筐体に接合されていることを特徴とする。   A portable terminal of the present invention includes the piezoelectric actuator, an electronic circuit, a display, and a housing, and the other main surface of the laminate is bonded to the display or the housing. It is characterized by.

また、本発明の携帯端末は、上記の構成において、前記ディスプレイまたは前記筐体は、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動を生じさせることを特徴とする。   The portable terminal according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the display or the casing generates a vibration for transmitting sound information through an ear cartilage or air conduction.

また、本発明の音響発生器は、圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータが取り付けられており、該圧電アクチュエータの振動によって該圧電アクチュエータとともに振動する振動板と、該振動板の周縁部の少なくとも一部に設けられ、前記振動板を支持する支持体とを備えていることを特徴とする。   The acoustic generator of the present invention includes a piezoelectric actuator, the piezoelectric actuator attached thereto, a vibration plate that vibrates with the piezoelectric actuator due to vibration of the piezoelectric actuator, and at least a part of a peripheral portion of the vibration plate. And a support body that supports the diaphragm.

また、本発明の電子機器は、上記の音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路と、該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体とを備え、前記音響発生器から音響を発生させる機能を有することを特徴とする。   According to another aspect of the invention, there is provided an electronic apparatus including the above-described acoustic generator, an electronic circuit connected to the acoustic generator, and a housing that houses the electronic circuit and the acoustic generator. It has a function of generating sound.

本発明によれば、導電性接合材が圧電素子から延在している部位を有することにより、長時間駆動しても圧電素子の振動の影響によるフレキシブル基板の剥がれが抑制された圧電アクチュエータを得ることができる。   According to the present invention, since the conductive bonding material has a portion extending from the piezoelectric element, a piezoelectric actuator in which peeling of the flexible substrate due to the influence of vibration of the piezoelectric element is suppressed even when driven for a long time is obtained. be able to.

また、上記圧電アクチュエータを備えた本発明の圧電振動装置、携帯端末、音響発生器および電子機器によれば、耐久性に優れ、長期間安定して駆動させることができる。   In addition, according to the piezoelectric vibration device, the portable terminal, the sound generator, and the electronic device of the present invention including the piezoelectric actuator, it is excellent in durability and can be driven stably for a long time.

図1(a)は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の一例を示す概略斜視図であり、図1(b)は図1(a)に示すA−A線概略断面図、図1(c)は図1(a)に示すB−B線概略断面図である。FIG. 1A is a schematic perspective view showing an example of an embodiment of the piezoelectric actuator of the present invention, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. ) Is a schematic cross-sectional view taken along line B-B shown in FIG. 図2(a)は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の他の例の図1(b)と同様の概略断面図、図2(b)は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態のさらに他の例の図1(b)と同様の概略断面図である。2A is a schematic sectional view similar to FIG. 1B of another example of the embodiment of the piezoelectric actuator of the present invention, and FIG. 2B is still another embodiment of the piezoelectric actuator of the present invention. It is a schematic sectional drawing similar to FIG.1 (b) of the example of. 本発明の圧電振動装置の実施の形態を模式的に示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view schematically showing an embodiment of a piezoelectric vibration device of the present invention. 本発明の携帯端末の実施の形態を模式的に示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows typically embodiment of the portable terminal of this invention. 図4に示すA−A線で切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the AA line shown in FIG. 図4に示すB−B線で切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by the BB line shown in FIG. 図7(a)は、本発明の音響発生器の実施の形態の概略構成を示す模式的な平面図であり、図7(b)は図7(a)のA−A線で切断した一例の概略断面図、図7(c)は、図7(a)のA−A線で切断した他の例の概略断面図である。Fig.7 (a) is a typical top view which shows schematic structure of embodiment of the acoustic generator of this invention, FIG.7 (b) is an example cut | disconnected by the AA line of Fig.7 (a) FIG. 7C is a schematic cross-sectional view of another example cut along line AA in FIG. 7A. 本発明の電子機器の実施の形態に係る構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which concerns on embodiment of the electronic device of this invention.

本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。   An example of an embodiment of a piezoelectric actuator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1(a)は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の一例を示す概略斜視図であり、図1(b)は図1(a)に示すA−A線概略断面図、図1(c)は図1(a)に示すB−B線概略断面図である。また、図2(a)は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の他の例の図1(b)と同様の概略断面図、図2(b)は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態のさらに他の例の図1(b)と同様の概略断面図である。   FIG. 1A is a schematic perspective view showing an example of an embodiment of the piezoelectric actuator of the present invention, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. ) Is a schematic cross-sectional view taken along line B-B shown in FIG. FIG. 2 (a) is a schematic sectional view similar to FIG. 1 (b) of another example of the embodiment of the piezoelectric actuator of the present invention, and FIG. 2 (b) is an embodiment of the piezoelectric actuator of the present invention. It is a schematic sectional drawing similar to FIG.1 (b) of another example.

図1および図2に示す例の圧電アクチュエータ1は、内部電極12と圧電体層13とが積層された積層体14、および積層体14の一方主面に内部電極12と電気的に接続された表面電極15を備えた圧電素子11と、ベースフィルム21およびベースフィルム21の下面に設けられた配線導体22を備え、配線導体22が表面電極15と電気的に接続されるように、積層体14の一方主面に導電性接合材3を介して一部が接合されたフレキシブル基板2とを有しており、導電性接合材3が、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域から当該重なる領域の外側まで延在している部分を有している。   The piezoelectric actuator 1 of the example shown in FIG. 1 and FIG. 2 is electrically connected to the internal electrode 12 on one main surface of the laminated body 14 in which the internal electrode 12 and the piezoelectric layer 13 are laminated, and the laminated body 14. The laminated body 14 includes the piezoelectric element 11 including the surface electrode 15, the base film 21 and the wiring conductor 22 provided on the lower surface of the base film 21, and the wiring conductor 22 is electrically connected to the surface electrode 15. And a flexible substrate 2 partially bonded to the one main surface via the conductive bonding material 3, and the conductive bonding material 3 overlaps from the overlapping region of the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2. It has a portion that extends to the outside of the region.

本例の圧電アクチュエータ1は圧電素子11を有しており、圧電素子11を構成する積層体14は、内部電極12と圧電体層13とが積層されて板状に形成されてなるものである。そして、圧電アクチュエータ1は複数の内部電極12が積層方向に重なる活性部とそれ以外の不活性部とを有し、例えば長尺状に形成されている。携帯端末のディスプレイまたは筐体に取り付ける圧電アクチュエータの場合には、積層体14の長さとしては、例えば18mm〜28mmが好ましく、22mm〜25mmが更に好ましい。積層体14の幅は、例えば1mm〜6mmが好ましく、3mm〜4mmが更に好ましい。積層体14の厚みは、例えば0.2mm〜1.0mmが好ましく、0.4mm〜0.8mmが更に好ましい。   The piezoelectric actuator 1 of this example has a piezoelectric element 11, and a laminated body 14 constituting the piezoelectric element 11 is formed by laminating an internal electrode 12 and a piezoelectric layer 13 and forming a plate shape. . The piezoelectric actuator 1 has an active portion in which a plurality of internal electrodes 12 overlap in the stacking direction and an inactive portion other than the active portion, and is formed in a long shape, for example. In the case of a piezoelectric actuator attached to a display or casing of a mobile terminal, the length of the laminate 14 is preferably, for example, 18 mm to 28 mm, and more preferably 22 mm to 25 mm. The width of the laminated body 14 is preferably 1 mm to 6 mm, for example, and more preferably 3 mm to 4 mm. The thickness of the laminate 14 is preferably, for example, 0.2 mm to 1.0 mm, and more preferably 0.4 mm to 0.8 mm.

積層体14を構成する内部電極12は、圧電体層13を形成するセラミックスと同時焼成により形成されたもので、第1の電極および第2の電極からなる。例えば、第1の電極がグランド極となり、第2の電極が正極または負極となる。圧電体層13と交互に積層されて圧電体層13を上下から挟んでおり、積層順に第1の電極および第2の電極が配置されることにより、それらの間に挟まれた圧電体層13に駆動電圧を印加するものである。この形成材料として、例えば圧電セラミックスとの反応性が低い銀や銀−パラジウム合金を主成分とする導体、あるいは銅、白金などを含む導体を用いることができるが、これらにセラミック成分やガラス成分を含有させてもよい。   The internal electrode 12 constituting the laminated body 14 is formed by simultaneous firing with the ceramics forming the piezoelectric layer 13 and includes a first electrode and a second electrode. For example, the first electrode is a ground electrode, and the second electrode is a positive electrode or a negative electrode. The piezoelectric layers 13 are alternately stacked to sandwich the piezoelectric layers 13 from above and below, and the first electrode and the second electrode are arranged in the stacking order, so that the piezoelectric layers 13 sandwiched between them are arranged. A drive voltage is applied to the. As this forming material, for example, a conductor mainly composed of silver or silver-palladium alloy having low reactivity with piezoelectric ceramics, or a conductor containing copper, platinum or the like can be used. You may make it contain.

図1および図2に示す例では、第1の電極および第2の電極の端部がそれぞれ積層体14の対向する一対の側面に互い違いに導出されている。携帯端末のディスプレイまたは筐体に取り付ける圧電アクチュエータの場合には、内部電極12の長さは、例えば17mm〜25mmが好ましく、21mm〜24mmが更に好ましい。内部電極12の幅は、例えば1mm〜5mmが好ましく、2mm〜4mmが更に好ましい。内部電極12の厚みは、例えば0.1μm〜5μmが好ましい。   In the example illustrated in FIGS. 1 and 2, the end portions of the first electrode and the second electrode are alternately led to a pair of side surfaces facing each other of the stacked body 14. In the case of a piezoelectric actuator attached to a display or casing of a mobile terminal, the length of the internal electrode 12 is preferably, for example, 17 mm to 25 mm, and more preferably 21 mm to 24 mm. For example, the width of the internal electrode 12 is preferably 1 mm to 5 mm, and more preferably 2 mm to 4 mm. The thickness of the internal electrode 12 is preferably 0.1 μm to 5 μm, for example.

積層体14を構成する圧電体層13は、圧電特性を有するセラミックスで形成されたもので、このようなセラミックスとして、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PbZrO−PbTiO)からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、タンタル酸リチウム(LiTaO)などを用いることができる。圧電体層の1層の厚みは、低電圧で駆動させるために、例えば0.01〜0.1mmに設定することが好ましい。また、大きな屈曲振動を得るために、200pm/V以上の圧電定数d31を有することが好ましい。 The piezoelectric layer 13 constituting the laminated body 14 is formed of ceramics having piezoelectric characteristics. As such ceramics, for example, a perovskite oxide made of lead zirconate titanate (PbZrO 3 -PbTiO 3 ), Lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), or the like can be used. The thickness of one layer of the piezoelectric layer is preferably set to 0.01 to 0.1 mm, for example, so as to be driven at a low voltage. In order to obtain a large bending vibration, it is preferable to have a piezoelectric constant d31 of 200 pm / V or more.

積層体14の一方主面には、内部電極12と電気的に接続された表面電極15が設けられている。図1および図2に示す形態における表面電極15は、大きな面積の第1の表面電極151、小さな面積の第2の表面電極152および第3の表面電極153で構成されている。例えば、第1の表面電極151は第1の極となる内部電極12と電気的に接続され、第2の表面電極152は例えば一方主面側に配置された第2の極となる内部電極12、第3の表面電極153は例えば他方主面側に配置された第2の極となる内部電極12と電気的に接続されている。携帯端末のディスプレイまたは筐体に取り付ける圧電アクチュエータの場合には、第1の表面電極151の長さは、例えば17mm〜23mmが好ましく、19mm〜21mmが更に好ましい。第1の表面電極151の幅は、例えば1mm〜5mmが好ましく、2mm〜4mmが更に好ましい。第2の表面電極152および第3の表面電極153の長さは、例えば1mm〜3mmとするのが好ましい。第2の表面電極152および第3の表面電極153の幅は、例えば0.5mm〜1.5mmとするのが好ましい。   A surface electrode 15 electrically connected to the internal electrode 12 is provided on one main surface of the multilayer body 14. The surface electrode 15 in the form shown in FIGS. 1 and 2 includes a first surface electrode 151 having a large area, a second surface electrode 152 having a small area, and a third surface electrode 153. For example, the first surface electrode 151 is electrically connected to the internal electrode 12 serving as the first pole, and the second surface electrode 152 is, for example, the internal electrode 12 serving as the second pole disposed on one main surface side. The third surface electrode 153 is electrically connected to, for example, the internal electrode 12 serving as a second pole disposed on the other main surface side. In the case of a piezoelectric actuator attached to a display or casing of a portable terminal, the length of the first surface electrode 151 is preferably, for example, 17 mm to 23 mm, and more preferably 19 mm to 21 mm. The width of the first surface electrode 151 is, for example, preferably 1 mm to 5 mm, and more preferably 2 mm to 4 mm. The lengths of the second surface electrode 152 and the third surface electrode 153 are preferably 1 mm to 3 mm, for example. The widths of the second surface electrode 152 and the third surface electrode 153 are preferably 0.5 mm to 1.5 mm, for example.

また、圧電アクチュエータ1は、表面電極15と電気的に接合されたフレキシブル基板2を有している。フレキシブル基板2は、具体的には、例えば樹脂製のベースフィルム21の表面(下面)に配線導体22が設けられたものである。本例では、さらに圧電素子11との接合部及びその近傍を除く領域にカバーフィルム23が設けられている。そして、フレキシブル基板2の一部が圧電素子11を構成する積層体14の一方主面に導電性接合材3を介して接合され、配線導体22が導電性接合材3を介して表面電極15と電気的に接続されている。   The piezoelectric actuator 1 has a flexible substrate 2 that is electrically joined to the surface electrode 15. Specifically, the flexible substrate 2 has a wiring conductor 22 provided on the surface (lower surface) of a resin base film 21, for example. In this example, a cover film 23 is further provided in a region excluding the joint portion with the piezoelectric element 11 and the vicinity thereof. A part of the flexible substrate 2 is bonded to one main surface of the multilayer body 14 constituting the piezoelectric element 11 via the conductive bonding material 3, and the wiring conductor 22 is connected to the surface electrode 15 via the conductive bonding material 3. Electrically connected.

なお、カバーフィルム23は配線導体22の表面電極15との接続部を除く領域に設けられていればよいが、圧電素子11と重なる領域およびその近傍領域はカバーフィルム23が設けられていないことで、カバーフィルム23の厚みによる影響を受けることなく、確実な電気的接続が得られる。このフレキシブル基板2は、例えば一方の端部で圧電素子11と接合され、他方の端部で外部回路(コネクタ)と接合されている。   The cover film 23 only needs to be provided in a region excluding the connection portion between the wiring conductor 22 and the surface electrode 15. However, the cover film 23 is not provided in the region overlapping with the piezoelectric element 11 and the vicinity thereof. A reliable electrical connection can be obtained without being affected by the thickness of the cover film 23. For example, the flexible substrate 2 is joined to the piezoelectric element 11 at one end, and joined to an external circuit (connector) at the other end.

導電性接合材3としては、導電性接着剤やはんだ等が用いられるが、好ましくは導電性接着剤であるのがよい。例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、あるいは合成ゴムなどの樹脂接着剤32中に、例えば金、銅、ニッケル、または金メッキした樹脂ボールなどからなる導電粒子31を分散させてなる導電性接着剤を用いることで、はんだに比べて振動によって生じる応力を低減することができるためである。より好ましくは、導電性接着剤の中でも異方性導電材であるのがよい。異方性導電材は
、電気的接合を担う導電粒子31と接着を担う樹脂接着剤32からなり、一つの導電粒子31が表面電極15と配線導体22とに接している。すなわち、表面電極15と配線導体22との間にあるそれぞれの導電粒子31が表面電極15と配線導体22とに接している。この異方性導電材は、厚み方向には導通が取れ、面内方向には絶縁が取れるため、狭ピッチの配線においても異極の表面電極間で電気的にショートすることがなく、フレキシブル基板2との接続部をコンパクトにすることができる。
As the conductive bonding material 3, a conductive adhesive, solder, or the like is used, but a conductive adhesive is preferable. For example, conductive particles 31 made of, for example, gold, copper, nickel, or gold-plated resin balls are dispersed in a resin adhesive 32 such as acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, polyurethane resin, or synthetic rubber. This is because the use of an adhesive can reduce stress caused by vibration compared to solder. More preferably, the conductive adhesive is preferably an anisotropic conductive material. The anisotropic conductive material is composed of conductive particles 31 responsible for electrical bonding and a resin adhesive 32 responsible for adhesion, and one conductive particle 31 is in contact with the surface electrode 15 and the wiring conductor 22. That is, the respective conductive particles 31 between the surface electrode 15 and the wiring conductor 22 are in contact with the surface electrode 15 and the wiring conductor 22. Since this anisotropic conductive material can conduct in the thickness direction and insulate in the in-plane direction, even in a narrow pitch wiring, there is no electrical short between the surface electrodes of different polarities, and a flexible substrate The connection part with 2 can be made compact.

また、図示しないが、圧電アクチュエータ1は、フレキシブル基板2の上方から見て圧電素子11と重なる領域に固着された補強板を備えていてもよい。補強板とは、フレキシブル基板2の圧電素子11との接合領域を補強するためのもので、例えばガラスエポキシ(FR−4)、コンポジット(CEM−3)、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエステルなどの樹脂、ステンレス、アルミニウムおよびそれらの合金などの金属で、例えば厚み50〜200μmとされたものである。   Although not shown, the piezoelectric actuator 1 may include a reinforcing plate fixed to a region overlapping the piezoelectric element 11 when viewed from above the flexible substrate 2. The reinforcing plate is used to reinforce the bonding region of the flexible substrate 2 with the piezoelectric element 11, for example, resin such as glass epoxy (FR-4), composite (CEM-3), polyetherimide, polyimide, polyester, etc. , Stainless steel, aluminum, and alloys thereof, for example, having a thickness of 50 to 200 μm.

そして、圧電アクチュエータ1は、導電性接合材3が圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域から当該重なる領域の外側まで延在している部分を有している。なお、延在した導電性接合材3は、当該延在した領域において圧電素子11またはフレキシブル基板2と接合されている。なお、延在した距離d1は、例えば0.05mm〜1.5mmに設定される。   The piezoelectric actuator 1 has a portion where the conductive bonding material 3 extends from the overlapping region of the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 to the outside of the overlapping region. The extended conductive bonding material 3 is bonded to the piezoelectric element 11 or the flexible substrate 2 in the extended region. The extended distance d1 is set to 0.05 mm to 1.5 mm, for example.

この構成によれば、延在した導電性接合材3により圧電素子11とフレキシブル基板2との接合面積が増すことによって、接合強度が高まるとともに振動を吸収する効果が高まる。また、破壊起点が延在した導電性接合材3の端部へ移動することにより破壊しにくくなる。その結果、長時間駆動してもフレキシブル基板2が圧電素子11から剥がれるのを抑制できる。   According to this configuration, the bonding area between the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 is increased by the extended conductive bonding material 3, so that the bonding strength is enhanced and the effect of absorbing vibration is increased. Moreover, it will become difficult to destroy by moving to the edge part of the electroconductive joining material 3 in which the fracture start point extended. As a result, the flexible substrate 2 can be prevented from peeling from the piezoelectric element 11 even when driven for a long time.

ここで、図1(b)および図1(c)に示すように、導電性接合材3が圧電素子11の側面に回り込むように設けられているのが好ましい。この構成によれば、導電性接合材3と圧電素子11との間を起点とする剥離が抑制される。また、圧電素子11の振動により発生する熱が延在している部分に伝わり、導電性接合材3に金属が入っていることでより放熱しやすくなることで、長時間駆動してもフレキシブル基板2が圧電素子11から剥がれるのをより抑制できる。   Here, as shown in FIGS. 1B and 1C, it is preferable that the conductive bonding material 3 is provided so as to go around the side surface of the piezoelectric element 11. According to this configuration, separation from the starting point between the conductive bonding material 3 and the piezoelectric element 11 is suppressed. Further, the heat generated by the vibration of the piezoelectric element 11 is transmitted to the extending portion, and the metal is contained in the conductive bonding material 3 so that the heat can be easily radiated. 2 can be further prevented from peeling from the piezoelectric element 11.

一方、図2(a)および図2(b)に示すように、フレキシブル基板2の側面に回り込むように設けられていてもよい。この構成によれば、導電性接合材3とフレキシブル基板2との間を起点とする剥離が抑制される。また、フレキシブル基板2の振動が吸収されることで、長時間駆動してもフレキシブル基板2が圧電素子11から剥がれるのをより抑制できる。   On the other hand, as shown in FIG. 2A and FIG. 2B, it may be provided so as to go around the side surface of the flexible substrate 2. According to this configuration, peeling starting from between the conductive bonding material 3 and the flexible substrate 2 is suppressed. Further, the vibration of the flexible substrate 2 is absorbed, so that the flexible substrate 2 can be further prevented from being peeled off from the piezoelectric element 11 even when driven for a long time.

また、図1(B)および図2に示すように、導電性接合材3はフレキシブル基板2が延出されている方向に延在している部分を有しているのが好ましい。フレキシブル基板2が延出されている方向ではフレキシブル基板2が振動し、この方向に位置する導電性接合材3の端部には振動の負荷がかかりやすいため、このフレキシブル基板2が延出されている方向に導電性接合材3が延在していることで、長時間駆動してもフレキシブル基板2が圧電素子11から剥がれるのをさらに抑制できる。   Further, as shown in FIGS. 1B and 2, the conductive bonding material 3 preferably has a portion extending in the direction in which the flexible substrate 2 extends. In the direction in which the flexible substrate 2 is extended, the flexible substrate 2 vibrates, and the end of the conductive bonding material 3 located in this direction is likely to be subjected to a vibration load. Therefore, the flexible substrate 2 is extended. Since the conductive bonding material 3 extends in the direction in which the flexible substrate 2 is disposed, the flexible substrate 2 can be further prevented from peeling off from the piezoelectric element 11 even when driven for a long time.

さらに、フレキシブル基板2は、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域の近傍を除いて配線導体22を覆うようにカバーフィルム23が設けられ、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域の近傍では配線導体22がカバーフィルム23から露出されてなり、導電性接合材3が、カバーフィルム23から露出した配線導体22を覆っ
ていてもよく、これにより接合強度が高まるとともに振動を吸収する効果が高まることなどに加え、配線導体22を保護し、配線導体22を損傷しないようにする効果も加わる。
Furthermore, the flexible substrate 2 is provided with a cover film 23 so as to cover the wiring conductor 22 except in the vicinity of the region where the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 overlap, and in the vicinity of the region where the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 overlap. Then, the wiring conductor 22 may be exposed from the cover film 23, and the conductive bonding material 3 may cover the wiring conductor 22 exposed from the cover film 23, thereby increasing the bonding strength and absorbing vibration. In addition to the increase, the effect of protecting the wiring conductor 22 and preventing the wiring conductor 22 from being damaged is also added.

また、図1(c)に示すように、圧電素子11の一端部とフレキシブル基板2の一端部とが直交するように重なっており、導電性接合材3が、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域の外周のうちの圧電素子11の一端から延在していてもよく、フレキシブル基板2に対して当該フレキシブル基板2がねじれるような応力が加わったときに、圧電素子11の一端に応力負荷がかかりやすいことから、長時間駆動してもフレキシブル基板2が圧電素子11から剥がれるのをさらに抑制できる。   Further, as shown in FIG. 1C, one end of the piezoelectric element 11 and one end of the flexible substrate 2 are overlapped so as to be orthogonal to each other, and the conductive bonding material 3 includes the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2. May extend from one end of the piezoelectric element 11 in the outer periphery of the overlapping region, and stress is applied to one end of the piezoelectric element 11 when stress is applied to the flexible substrate 2 such that the flexible substrate 2 is twisted. Since the load is easily applied, the flexible substrate 2 can be further prevented from peeling from the piezoelectric element 11 even when driven for a long time.

また、導電性接合材3は導電粒子31と樹脂接着剤32とを含み、導電性接合材3に含まれる導電性粒子の数が、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域よりも延在している部位において単位体積当たり少なくなっているのが好ましい。応力負荷が最もかかりやすくなる延在した部位において、樹脂接着剤32が多いことで導電性接合材3による振動吸収効果が高まることから、長時間駆動してもフレキシブル基板2が圧電素子11から剥がれるのをさらに抑制できる。   In addition, the conductive bonding material 3 includes conductive particles 31 and a resin adhesive 32, and the number of conductive particles included in the conductive bonding material 3 extends from a region where the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 overlap. It is preferable that there is a small amount per unit volume at the site. In the extended part where the stress load is most likely to be applied, since the vibration absorbing effect by the conductive bonding material 3 is enhanced by the large amount of the resin adhesive 32, the flexible substrate 2 is peeled off from the piezoelectric element 11 even if driven for a long time. Can be further suppressed.

そして、圧電素子11の他方主面を平坦にしておくことにより、例えば振動を加える対象物(例えば後述する振動板など)に他方主面を貼り合わせたときに、振動を加える対象物と一体となって屈曲振動を起こしやすくなり、全体として屈曲振動の効率を上げ、音圧を向上させることができる。   Then, by flattening the other main surface of the piezoelectric element 11, for example, when the other main surface is bonded to an object to be vibrated (for example, a vibration plate described later), it is integrated with the object to be vibrated. As a result, bending vibration is easily generated, and the efficiency of bending vibration can be increased as a whole, and the sound pressure can be improved.

また、本発明の圧電アクチュエータ1は、いわゆるバイモルフ型の圧電アクチュエータであって、表面電極15から電気信号が入力されて一方主面および他方主面が屈曲面となるように屈曲振動するものであるが、本発明の圧電アクチュエータとしては、バイモルフ型に限られず、ユニモルフ型であってもよく、例えば後述する振動板に圧電アクチュエータの他方主面を接合する(貼り合わせる)ことで、ユニモルフ型でも屈曲振動させることができる。   The piezoelectric actuator 1 according to the present invention is a so-called bimorph type piezoelectric actuator that receives an electrical signal from the surface electrode 15 and vibrates and vibrates so that one main surface and the other main surface are bent surfaces. However, the piezoelectric actuator of the present invention is not limited to the bimorph type, and may be a unimorph type. For example, the other main surface of the piezoelectric actuator is bonded (bonded) to a diaphragm described later, so that the unimorph type can be bent. Can be vibrated.

次に、本実施の形態の圧電アクチュエータ1の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the piezoelectric actuator 1 of the present embodiment will be described.

まず、圧電体層13となるセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、圧電セラミックスの仮焼粉末と、アクリル系,ブチラール系等の有機高分子からなるバインダーと、可塑剤とを混合してセラミックスラリーを作製する。そして、ドクターブレード法、カレンダーロール法等のテープ成型法を用いることにより、このセラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを作製する。圧電セラミックスとしては圧電特性を有するものであればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PbZrO−PbTiO)からなるペロブスカイト型酸化物等を用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸ジブチル(DBP),フタル酸ジオクチル(DOP)等を用いることができる。 First, a ceramic green sheet to be the piezoelectric layer 13 is produced. Specifically, a ceramic slurry is prepared by mixing a calcined powder of piezoelectric ceramic, a binder made of an organic polymer such as acrylic or butyral, and a plasticizer. And a ceramic green sheet is produced using this ceramic slurry by using tape molding methods, such as a doctor blade method and a calender roll method. As the piezoelectric ceramic, any material having piezoelectric characteristics may be used. For example, a perovskite oxide made of lead zirconate titanate (PbZrO 3 —PbTiO 3 ) can be used. As the plasticizer, dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), or the like can be used.

次に、内部電極12となる導電性ペーストを作製する。具体的には、銀−パラジウム合金の金属粉末にバインダーおよび可塑剤を添加混合することによって導電性ペーストを作製する。この導電性ペーストを上記のセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法を用いて内部電極12のパターンで塗布する。さらに、この導電性ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを複数枚積層し、所定の温度で脱バインダー処理を行なった後、900〜1200℃の温度で焼成し、平面研削盤等を用いて所定の形状になるよう研削処理を施すことによって、交互に積層された内部電極12および圧電体層13を備えた積層体14を作製する。   Next, a conductive paste to be the internal electrode 12 is produced. Specifically, a conductive paste is prepared by adding and mixing a binder and a plasticizer to a silver-palladium alloy metal powder. This conductive paste is applied on the ceramic green sheet in the pattern of the internal electrodes 12 using a screen printing method. Furthermore, after laminating a plurality of ceramic green sheets printed with this conductive paste and performing a binder removal treatment at a predetermined temperature, firing at a temperature of 900 to 1200 ° C., using a surface grinder or the like By performing a grinding process so as to have a shape, a laminated body 14 including the internal electrodes 12 and the piezoelectric body layers 13 that are alternately laminated is manufactured.

積層体14は、上記の製造方法によって作製されるものに限定されるものではなく、内
部電極12と圧電体層13とを複数積層してなる積層体14を作製できれば、どのような製造方法によって作製されてもよい。
The laminated body 14 is not limited to the one produced by the above manufacturing method, and any production method can be used as long as the laminated body 14 formed by laminating a plurality of internal electrodes 12 and piezoelectric layers 13 can be produced. It may be produced.

その後、銀を主成分とする導電性粒子とガラスとを混合したものに、バインダー,可塑剤および溶剤を加えて作製した銀ガラス含有導電性ペーストを、表面電極15のパターンで積層体14の主面および側面にスクリーン印刷法等によって印刷して乾燥させた後、650〜750℃の温度で焼き付け処理を行ない、表面電極15を形成する。   Thereafter, a silver glass-containing conductive paste prepared by adding a binder, a plasticizer, and a solvent to a mixture of conductive particles mainly composed of silver and glass is used as a main electrode of the laminate 14 in a pattern of the surface electrode 15. After the surface and side surfaces are printed and dried by a screen printing method or the like, a baking process is performed at a temperature of 650 to 750 ° C. to form the surface electrode 15.

なお、表面電極15と内部電極12とを電気的に接続する場合、圧電体層13を貫通するビアを形成して接続しても、積層体14の側面に側面電極を形成しても良く、どのような製造方法によって作製されてもよい。   When the surface electrode 15 and the internal electrode 12 are electrically connected, a via that penetrates the piezoelectric layer 13 may be formed or connected, or a side electrode may be formed on the side surface of the multilayer body 14, It may be produced by any manufacturing method.

次に、導電性接合材3として例えば導電性接着剤を用いて、フレキシブル基板2を積層体14に接続固定(接合)する。   Next, the flexible substrate 2 is connected and fixed (bonded) to the laminate 14 using, for example, a conductive adhesive as the conductive bonding material 3.

まず、積層体14の所定の位置に導電性接着剤用ペーストをスクリーン印刷等の手法を用いて塗布形成する。その後、フレキシブル基板2を当接させた状態で導電性接着剤用ペーストを硬化させることにより、フレキシブル基板2を圧電素子11に接続固定する。なお、導電性接着剤用ペーストは、フレキシブル基板6側に塗布形成しておいてもよい。   First, a conductive adhesive paste is applied and formed at a predetermined position of the laminate 14 using a technique such as screen printing. Then, the flexible substrate 2 is connected and fixed to the piezoelectric element 11 by curing the conductive adhesive paste in a state where the flexible substrate 2 is brought into contact therewith. The conductive adhesive paste may be applied and formed on the flexible substrate 6 side.

導電性接着剤を構成する樹脂が熱可塑性樹脂からなる場合は、導電性接着剤を積層体14またはフレキシブル基板2の所定の位置に塗布形成した後、積層体14とフレキシブル基板2とを導電性接着剤を介して当接させた状態で加熱加圧することで、熱可塑性樹脂が軟化流動し、その後常温に戻すことで、再び熱可塑性樹脂が硬化し、フレキシブル基板2が積層体14に接続固定される。   When the resin constituting the conductive adhesive is made of a thermoplastic resin, the conductive adhesive is applied and formed on a predetermined position of the laminate 14 or the flexible substrate 2 and then the laminate 14 and the flexible substrate 2 are made conductive. The thermoplastic resin softens and flows by being heated and pressed in a state of being brought into contact with the adhesive, and then returned to room temperature, so that the thermoplastic resin is cured again, and the flexible substrate 2 is connected and fixed to the laminate 14. Is done.

特に、導電性接合材3として異方性導電材を用いる場合は、近接する導電粒子が接触しないように加圧量を制御する必要がある。   In particular, when an anisotropic conductive material is used as the conductive bonding material 3, it is necessary to control the amount of pressurization so that adjacent conductive particles do not come into contact with each other.

なお、導電性接合材3が、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域から当該重なる領域の外側まで延在している部分を有している構成とするには、異方性導電材などの導電性接合材3を積層体14もしくはフレキシブル基板2の所定の位置に余分に塗布形成した後、導電性接合材3を延在させるようにして積層体14とフレキシブル基板2を圧着すればよい。この際、塗布の厚みは30μm以上とするのが好ましい。   In order to have a configuration in which the conductive bonding material 3 has a portion extending from the overlapping region of the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 to the outside of the overlapping region, an anisotropic conductive material or the like After the conductive bonding material 3 is applied and formed in a predetermined position on the laminate 14 or the flexible substrate 2, the laminate 14 and the flexible substrate 2 may be pressure-bonded so as to extend the conductive bonding material 3. . At this time, the thickness of the coating is preferably 30 μm or more.

特に、導電性接合材3を、圧電素子11の側面に回り込むように延在させたり、フレキシブル基板2の側面に回り込むように延在させたり、カバーフィルム23から露出した配線導体22を覆わせたりするには、これらの部位で特に多く塗布するようにすればよい。   In particular, the conductive bonding material 3 extends around the side surface of the piezoelectric element 11, extends around the side surface of the flexible substrate 2, or covers the wiring conductor 22 exposed from the cover film 23. For this purpose, a particularly large amount of coating may be applied at these sites.

また、導電性接合材3がフレキシブル基板2の延出されている方向に延在したり、圧電素子11の一端部側の端から延在したりした構成とするのも、同様にこれらの部位で特に多く塗布するようにすればよい。   Similarly, the conductive bonding material 3 extends in the extending direction of the flexible substrate 2 or extends from one end of the piezoelectric element 11. In particular, a large amount of coating may be applied.

また、導電性接合材3に含まれる導電粒子31の数が、圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域よりも延在している部位において単位体積当たり少なくなっている構成とするには、導電粒子を圧電素子11とフレキシブル基板2との重なる領域にととどまらせるように表面電極15または配線導体22のパターンを形成するとともに加圧を制御したうえで、樹脂接着剤を流動させればよい。   In addition, in order to have a configuration in which the number of conductive particles 31 included in the conductive bonding material 3 is smaller per unit volume in a portion extending from a region where the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 overlap, The pattern of the surface electrode 15 or the wiring conductor 22 is formed so that the conductive particles remain in the region where the piezoelectric element 11 and the flexible substrate 2 overlap, and the pressure is controlled, and then the resin adhesive is allowed to flow. .

本実施形態の圧電振動装置は、図3に示すように、圧電アクチュエータ1と、圧電アク
チュエータ1に含まれる圧電素子11を構成する積層体14の他方の主面に接合された振動板81とを有するものである。なお、圧電素子11を構成する積層体14の一方の主面に接合されたフレキシブル基板2は図3では省略している。
As shown in FIG. 3, the piezoelectric vibration device according to the present embodiment includes a piezoelectric actuator 1 and a vibration plate 81 bonded to the other main surface of the multilayer body 14 constituting the piezoelectric element 11 included in the piezoelectric actuator 1. It is what you have. Note that the flexible substrate 2 bonded to one main surface of the laminate 14 constituting the piezoelectric element 11 is omitted in FIG.

振動板81は、例えば矩形状の薄板である。振動板81は、アクリル樹脂やガラス等の剛性および弾性が大きい材料を好適に用いて形成することができる。また、振動板81の厚みは、例えば0.4mm〜1.5mmに設定される。   The diaphragm 81 is, for example, a rectangular thin plate. The diaphragm 81 can be preferably formed using a material having high rigidity and elasticity, such as acrylic resin or glass. Moreover, the thickness of the diaphragm 81 is set to 0.4 mm to 1.5 mm, for example.

振動板81は、圧電素子11を構成する積層体14の他方主面に、接合部材82を介して接合されている。接合部材82を介して、振動板81に他方主面の全面が接合されていてもよく、略全面が接合されていてもよい。   The diaphragm 81 is bonded to the other main surface of the multilayer body 14 constituting the piezoelectric element 11 via a bonding member 82. The entire surface of the other main surface may be bonded to the vibration plate 81 via the bonding member 82, or the substantially entire surface may be bonded.

接合部材82は、フィルム状の形状を有している。また、接合部材82は、振動板81よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板81よりもヤング率,剛性率,体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、接合部材82は、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)の駆動によって振動板81を振動させたときに変形可能であり、同じ力が加わったときに、振動板81よりも大きく変形するものである。そして、接合部材82の一方主面(図の+z方向側の主面)には積層体14の他方主面(図の−z方向側の主面)が全体的に固着され、接合部材82の他方主面(図の−z方向側の主面)には振動板81の一方主面(図の+z方向側の主面)の一部が固着されている。   The joining member 82 has a film shape. Further, the joining member 82 is formed of a material that is softer and more easily deformed than the vibration plate 81, and has a smaller elastic modulus and rigidity such as Young's modulus, rigidity, and bulk elastic modulus than the vibration plate 81. That is, the joining member 82 can be deformed when the diaphragm 81 is vibrated by driving the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11), and deforms more greatly than the diaphragm 81 when the same force is applied. is there. Then, the other main surface (main surface on the −z direction side in the drawing) of the laminate 14 is fixed to one main surface (main surface on the + z direction side in the drawing) of the bonding member 82, so A part of one main surface (main surface on the + z direction side in the drawing) of the diaphragm 81 is fixed to the other main surface (main surface on the −z direction side in the drawing).

変形可能な接合部材82で積層体14と振動板81とを接合することで、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)から振動が伝達されたとき、変形可能な接合部材82が振動板81よりも大きく変形する。   By joining the laminate 14 and the diaphragm 81 with the deformable joining member 82, the deformable joining member 82 is larger than the diaphragm 81 when vibration is transmitted from the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11). Deform.

このとき、振動板81から反射される逆位相の振動を変形可能な接合部材82で緩和することができるので、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)が周囲の振動の影響を受けずに振動板81へ強い振動を伝達させることができる。   At this time, the anti-phase vibration reflected from the vibration plate 81 can be mitigated by the deformable joining member 82, so that the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11) is not affected by the surrounding vibration and the vibration plate 81. Strong vibrations can be transmitted.

中でも、接合部材82の少なくとも一部が粘弾性体で構成されていることで、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)からの強い振動を振動板81へ伝える一方、振動板81から反射される弱い振動を接合部材82が吸収することができる点で好ましい。例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤を含む構成の接合部材を用いることができ、これらの厚みとしては例えば10μm〜2000μmのものを用いることができる。   In particular, since at least a part of the joining member 82 is made of a viscoelastic body, strong vibration from the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11) is transmitted to the vibration plate 81, while weak vibration reflected from the vibration plate 81. Is preferable in that the bonding member 82 can absorb. For example, it is possible to use a double-sided tape in which an adhesive is attached to both surfaces of a base material made of nonwoven fabric or the like, or a joining member including an adhesive having elasticity, and the thickness thereof is, for example, 10 μm to 2000 μm. Can be used.

接合部材82は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような接合部材82としては、例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤である各種弾性接着剤等を好適に用いることができる。また、接合部材82の厚みは、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)の屈曲振動の振幅よりも大きいことが望ましいが、厚すぎると振動が減衰されるので、例えば、0.1mm〜0.6mmに設定される。ただし、本発明の圧電振動装置においては、接合部材82の材質に限定はなく、接合部材82が振動板81よりも固く変形し難いもので形成されていても構わない。また、場合によっては、接合部材82を有さない構成であっても構わない。   The joining member 82 may be a single member or a composite made up of several members. As such a joining member 82, for example, a double-sided tape in which a pressure-sensitive adhesive is attached to both surfaces of a base material made of a nonwoven fabric or the like, various elastic adhesives that are adhesives having elasticity, and the like can be suitably used. Further, the thickness of the bonding member 82 is preferably larger than the amplitude of the bending vibration of the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11). However, if the thickness is too thick, the vibration is attenuated. Is set. However, in the piezoelectric vibration device of the present invention, the material of the bonding member 82 is not limited, and the bonding member 82 may be formed of a material that is harder and more difficult to deform than the vibration plate 81. Moreover, depending on the case, the structure which does not have the joining member 82 may be sufficient.

このような構成を備える本例の圧電振動装置は、電気信号を加えることによって圧電アクチュエータ1(圧電素子11)を屈曲振動させ、それによって、振動板81を振動させる圧電振動装置として機能する。なお、振動板81の長さ方向における他方端部(図の−y方向端部や振動板81の周縁部等を、図示せぬ支持部材によって支持しても構わない。   The piezoelectric vibration device of this example having such a configuration functions as a piezoelectric vibration device that flexibly vibrates the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11) by applying an electric signal, thereby vibrating the vibration plate 81. The other end in the length direction of the diaphragm 81 (the end in the −y direction in the figure, the peripheral edge of the diaphragm 81, etc. may be supported by a support member not shown).

また、本例の圧電振動装置は、圧電素子11の平坦な他方主面に振動板81が接合されている。これにより、積層体14と振動板81とが強固に接合された圧電振動装置とすることができる。   In the piezoelectric vibration device of this example, the vibration plate 81 is joined to the other flat main surface of the piezoelectric element 11. Thereby, it can be set as the piezoelectric vibration apparatus with which the laminated body 14 and the diaphragm 81 were joined firmly.

本例の圧電振動装置は、フレキシブル基板2の剥がれが抑制された圧電アクチュエータ1を用いて構成されていることから、耐久性に優れ、長期間安定して駆動する圧電振動装置とすることができる。   Since the piezoelectric vibration device of this example is configured using the piezoelectric actuator 1 in which peeling of the flexible substrate 2 is suppressed, the piezoelectric vibration device is excellent in durability and can be driven stably for a long period of time. .

本実施形態の携帯端末は、図4〜図6に示すように、圧電アクチュエータ1と、電子回路(図示せず)と、ディスプレイ91と、筐体92とを有しており、積層体14の他方主面が筐体92に接合されたものである。なお、図4は本発明の携帯端末を模式的に示す概略斜視図であり、図5は図4に示すA−A線で切断した概略断面図、図6は図4に示すB−B線で切断した概略断面図である。積層体14の一方の主面に接合されたフレキシブル基板は図5および図6では省略している。   As shown in FIGS. 4 to 6, the portable terminal of the present embodiment includes the piezoelectric actuator 1, an electronic circuit (not shown), a display 91, and a housing 92, and The other main surface is joined to the housing 92. 4 is a schematic perspective view schematically showing the portable terminal of the present invention, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a line BB shown in FIG. It is the schematic sectional drawing cut | disconnected by. The flexible substrate joined to one main surface of the laminated body 14 is omitted in FIGS.

ここで、積層体14と筐体92とが変形可能な接合部材を用いて接合されているのが好ましい。すなわち、図5および図6においては接合部材82が変形可能な接合部材である。   Here, it is preferable that the laminated body 14 and the housing 92 are joined using a deformable joining member. That is, in FIG. 5 and FIG. 6, the joining member 82 is a deformable joining member.

変形可能な接合部材82で積層体14と筐体92とを接合することで、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)から振動が伝達されたとき、変形可能な接合部材82が筐体92よりも大きく変形する。   By joining the laminate 14 and the housing 92 with the deformable joining member 82, the deformable joining member 82 is larger than the housing 92 when vibration is transmitted from the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11). Deform.

このとき、筐体92から反射される逆位相の振動を変形可能な接合部材82で緩和することができるので、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)が周囲の振動の影響を受けずに筐体92へ強い振動を伝達させることができる。   At this time, the antiphase vibration reflected from the casing 92 can be mitigated by the deformable joining member 82, so that the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11) is not affected by the surrounding vibration and the casing 92 is not affected. Strong vibrations can be transmitted.

中でも、接合部材82の少なくとも一部が粘弾性体で構成されていることで、圧電アクチュエータ1(圧電素子11)からの強い振動を筐体92へ伝える一方、筐体92から反射される弱い振動を接合部材82が吸収することができる点で好ましい。例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤を含む構成の接合部材を用いることができ、これらの厚みとしては例えば10μm〜2000μmのものを用いることができる。   In particular, since at least a part of the joining member 82 is formed of a viscoelastic body, strong vibration from the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11) is transmitted to the housing 92, while weak vibration reflected from the housing 92. Is preferable in that the bonding member 82 can absorb. For example, it is possible to use a double-sided tape in which an adhesive is attached to both surfaces of a base material made of nonwoven fabric or the like, or a joining member including an adhesive having elasticity, and the thickness thereof is, for example, 10 μm to 2000 μm. Can be used.

そして、本例では、積層体14はディスプレイ91のカバーとなる筐体92の一部に取り付けられ、この筐体92の一部が振動板922として機能するようになっている。   In this example, the laminated body 14 is attached to a part of the casing 92 that serves as a cover of the display 91, and a part of the casing 92 functions as the diaphragm 922.

なお、本例では積層体14が筐体92に接合されたものを示したが、積層体14がディスプレイ91に接合されていてもよい。   In this example, the laminated body 14 is bonded to the housing 92, but the laminated body 14 may be bonded to the display 91.

筐体92は、1つの面が開口した箱状の筐体本体921と、筐体本体921の開口を塞ぐ振動板922とを有している。この筐体92(筐体本体921および振動板922)は、剛性および弾性率が大きい合成樹脂等の材料を好適に用いて形成することができる。   The housing 92 includes a box-shaped housing main body 921 having one surface opened, and a diaphragm 922 that closes the opening of the housing main body 921. The casing 92 (the casing main body 921 and the diaphragm 922) can be formed preferably using a material such as a synthetic resin having high rigidity and elastic modulus.

振動板922の周縁部は、筐体本体921に接合材93を介して振動可能に取り付けられている。接合材93は、振動板922よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板922よりもヤング率,剛性率,体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、接合材93は変形可能であり、同じ力が加わったときに振動板922よりも大きく変形する。   A peripheral edge portion of the vibration plate 922 is attached to the housing main body 921 via a bonding material 93 so as to vibrate. The bonding material 93 is formed of a material that is softer and easier to deform than the diaphragm 922, and has a smaller elastic modulus and rigidity such as Young's modulus, rigidity, and bulk modulus than the diaphragm 922. That is, the bonding material 93 can be deformed, and deforms more greatly than the diaphragm 922 when the same force is applied.

接合材93は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような接合材93としては、例えば不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープ等を好適に用いることができる。接合材93の厚みは、厚くなりすぎて振動が減衰されないように設定されており、例えば0.1mm〜0.6mmに設定される。ただし、本発明の携帯端末においては、接合材93の材質に限定はなく、接合材93が振動板922よりも固く変形し難いもので形成されていても構わない。また、場合によっては、接合材93を有さない構成であっても構わない。   The bonding material 93 may be a single material or a composite material composed of several members. As such a bonding material 93, for example, a double-sided tape in which an adhesive is attached to both surfaces of a base material made of a nonwoven fabric or the like can be suitably used. The thickness of the bonding material 93 is set so that vibration is not attenuated due to being too thick, and is set to, for example, 0.1 mm to 0.6 mm. However, in the mobile terminal of the present invention, the material of the bonding material 93 is not limited, and the bonding material 93 may be formed of a material that is harder than the vibration plate 922 and hardly deforms. Moreover, depending on the case, the structure which does not have the joining material 93 may be sufficient.

電子回路(図示せず)としては、例えば、ディスプレイ91に表示させる画像情報や携帯端末によって伝達する音声情報を処理する回路や、通信回路等が例示できる。これらの回路の少なくとも1つであってもよいし、全ての回路が含まれていても構わない。また、他の機能を有する回路であってもよい。さらに、複数の電子回路を有していても構わない。なお、電子回路と圧電アクチュエータ1とは図示しない接続用配線で接続されている。   Examples of the electronic circuit (not shown) include a circuit that processes image information displayed on the display 91 and audio information transmitted by the mobile terminal, a communication circuit, and the like. At least one of these circuits may be included, or all the circuits may be included. Further, it may be a circuit having other functions. Furthermore, you may have a some electronic circuit. The electronic circuit and the piezoelectric actuator 1 are connected by a connection wiring (not shown).

ディスプレイ91は、画像情報を表示する機能を有する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイ,プラズマディスプレイ,および有機ELディスプレイ等の既知のディスプレイを好適に用いることができる。なお、ディスプレイ91は、タッチパネルのような入力装置を有するものであっても良い。また、ディスプレイ91のカバー(振動板922)が、タッチパネルのような入力装置を有するものであっても構わない。さらに、ディスプレイ91全体や、ディスプレイ91の一部が振動板として機能するようにしても構わない。   The display 91 is a display device having a function of displaying image information. For example, a known display such as a liquid crystal display, a plasma display, and an organic EL display can be suitably used. The display 91 may have an input device such as a touch panel. Moreover, the cover (diaphragm 922) of the display 91 may have an input device such as a touch panel. Further, the entire display 91 or a part of the display 91 may function as a diaphragm.

本例の携帯端末は、フレキシブル基板2の剥がれが抑制された圧電アクチュエータ1を用いて構成されていることから、耐久性に優れ、長期間安定して駆動する携帯端末とすることができる。   Since the portable terminal of this example is configured using the piezoelectric actuator 1 in which the peeling of the flexible substrate 2 is suppressed, the portable terminal can be a portable terminal that has excellent durability and can be driven stably for a long period of time.

また、本実施形態の携帯端末は、ディスプレイ91または筐体92が、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動を生じさせることを特徴とする。本例の携帯端末は、振動板(ディスプレイ91または筐体92)を直接または他の物を介して耳に接触させて、耳の軟骨に振動を伝えることによって音情報を伝達することができる。すなわち、振動板(ディスプレイ91または筐体92)を直接または間接的に耳に接触させて、耳の軟骨に振動を伝えることによって音情報を伝達することができる。これにより、例えば、周囲が騒がしいときにおいても音情報をクリアに伝達することができ、難聴者でも音声を認識することが可能な携帯端末を得ることができる。なお、振動板(ディスプレイ91または筐体92)と耳との間に介在する物は、例えば、携帯端末のカバーであっても良いし、ヘッドホンやイヤホンでも良く、振動を伝達可能な物であればどんなものでも構わない。また、振動板(ディスプレイ91または筐体92)から発生する音を空気中に伝播させることにより、音情報を伝達するような携帯端末であっても構わない。さらに、複数のルートを介して音情報を伝達するような携帯端末であっても構わない。   In addition, the mobile terminal according to the present embodiment is characterized in that the display 91 or the casing 92 generates vibration that transmits sound information through the ear cartilage or air conduction. The portable terminal of this example can transmit sound information by transmitting a vibration to the cartilage of the ear by bringing the diaphragm (display 91 or housing 92) into contact with the ear directly or via another object. That is, sound information can be transmitted by bringing a vibration plate (display 91 or housing 92) into direct or indirect contact with the ear and transmitting vibration to the cartilage of the ear. Thereby, for example, even when the surroundings are noisy, sound information can be transmitted clearly, and a portable terminal capable of recognizing voice even by a hearing impaired person can be obtained. Note that the object interposed between the diaphragm (display 91 or housing 92) and the ear may be, for example, a cover of a mobile terminal, a headphone or an earphone, and any object that can transmit vibration. Anything can be used. Further, it may be a portable terminal that transmits sound information by propagating sound generated from the diaphragm (display 91 or housing 92) in the air. Furthermore, it may be a portable terminal that transmits sound information via a plurality of routes.

本例の携帯端末は、フレキシブル基板2の剥がれが抑制された圧電アクチュエータ1を用いて構成されていることから、耐久性に優れ、長期間にわたって安定して高品質な音情報を伝達することができる。   Since the portable terminal of this example is configured using the piezoelectric actuator 1 in which the peeling of the flexible substrate 2 is suppressed, it is excellent in durability and can stably transmit high-quality sound information over a long period of time. it can.

また、本実施形態の音響発生器10は、図7に示すように、上述の圧電アクチュエータ1と、圧電アクチュエータ1が取り付けられており、圧電アクチュエータ1の振動によって圧電アクチュエータ1とともに振動する振動板20と、振動板20の外周部の少なくとも一部に設けられ、振動板20を支持する支持体としての枠体30とを備えている。   Further, as shown in FIG. 7, the acoustic generator 10 of the present embodiment is provided with the piezoelectric actuator 1 described above and the piezoelectric actuator 1, and a diaphragm 20 that vibrates with the piezoelectric actuator 1 due to vibration of the piezoelectric actuator 1. And a frame 30 as a support body that is provided on at least a part of the outer peripheral portion of the diaphragm 20 and supports the diaphragm 20.

圧電アクチュエータ1は、電圧の印加を受けて振動することによって振動板20を励振する励振器である。圧電アクチュエータ1の主面と振動板20の主面とがエポキシ系樹脂等の接着剤により接合され、圧電アクチュエータ1が屈曲振動することにより、圧電アクチュエータ1が振動板20に一定の振動を与えて音を発生させることができる。   The piezoelectric actuator 1 is an exciter that excites the diaphragm 20 by vibrating under application of a voltage. The main surface of the piezoelectric actuator 1 and the main surface of the vibration plate 20 are joined by an adhesive such as an epoxy resin, and the piezoelectric actuator 1 bends and vibrates, so that the piezoelectric actuator 1 gives a certain vibration to the vibration plate 20. Sound can be generated.

振動板20は、張力がかかっている状態でその周縁部が枠体30に固定されていて、圧電素子アクチュエータ1の振動によって圧電アクチュエータ1とともに振動するようになっている。この振動板20は樹脂や金属等の種々の材料を用いて形成することができ、例えば厚さ10〜200μmのポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン等の樹脂フィルムで振動板20を構成することができる。樹脂フィルムは金属板などに比べて弾性率および機械的なQ値の低い材料であるため、振動板20を樹脂フィルムにより構成することで、振動板20を大きな振幅で屈曲振動させ、音圧の周波数特性における共振ピークの幅を広く、高さを低くして共振ピークとディップとの差を低減することができる。   The periphery of the diaphragm 20 is fixed to the frame 30 in a state where tension is applied, and the diaphragm 20 vibrates with the piezoelectric actuator 1 by the vibration of the piezoelectric element actuator 1. The diaphragm 20 can be formed using various materials such as resin and metal. For example, the diaphragm 20 can be formed of a resin film such as polyethylene, polyimide, or polypropylene having a thickness of 10 to 200 μm. Since the resin film is a material having a lower elastic modulus and mechanical Q value than a metal plate or the like, the diaphragm 20 is made of a resin film, so that the diaphragm 20 bends and vibrates with a large amplitude, thereby reducing the sound pressure. It is possible to reduce the difference between the resonance peak and the dip by widening the width of the resonance peak and reducing the height in the frequency characteristics.

枠体30は、振動板20の周縁部で振動板20を支持する支持体として機能し、例えばステンレスなどの金属、樹脂など種々の材料を用いて形成することができる。この枠体30は、図7(b)に示すように一つの枠部材(上枠部材301)からなるものでもよく、図7(c)に示すように二つの枠部材(上枠部材301および下枠部材302)からなるものでもよい。この場合、二つの枠部材で振動板20を挟むことで、振動板20の張りを安定させることができる。なお、上枠部材301および下枠部材302は、それぞれの厚みが例えば100〜5000μmとされる。   The frame body 30 functions as a support body that supports the diaphragm 20 at the periphery of the diaphragm 20, and can be formed using various materials such as metals such as stainless steel and resins. The frame 30 may be composed of one frame member (upper frame member 301) as shown in FIG. 7 (b), and two frame members (upper frame member 301 and upper frame member 301 and The lower frame member 302) may be used. In this case, the tension of the diaphragm 20 can be stabilized by sandwiching the diaphragm 20 between the two frame members. The upper frame member 301 and the lower frame member 302 have a thickness of, for example, 100 to 5000 μm.

本例の音響発生器10においては、図7(b)および図7(c)に示すように、圧電アクチュエータ1から振動板20の表面の少なくとも圧電アクチュエータ1の周辺部までを覆うように設けられた樹脂層40をさらに有するのが好ましい。樹脂層40としては、例えばアクリル系樹脂を用いることができる。かかる樹脂層40に圧電アクチュエータ1(圧電素子11)を埋設することで適度なダンパー効果を誘発させることができるので、共振現象を抑制して、音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さく抑えることができる。なお、図7(b)および図7(c)に示すように、樹脂層40は上枠部材301と同じ高さとなるように形成されていてもよい。   In the acoustic generator 10 of this example, as shown in FIGS. 7B and 7C, the acoustic generator 10 is provided so as to cover from the piezoelectric actuator 1 to at least the periphery of the piezoelectric actuator 1 on the surface of the diaphragm 20. It is preferable to further have a resin layer 40. As the resin layer 40, for example, an acrylic resin can be used. By embedding the piezoelectric actuator 1 (piezoelectric element 11) in the resin layer 40, an appropriate damper effect can be induced, so that the resonance phenomenon is suppressed and the peak or dip in the frequency characteristic of the sound pressure is suppressed to be small. Can do. 7B and 7C, the resin layer 40 may be formed to be the same height as the upper frame member 301.

本例の音響発生器10は、フレキシブル基板2の剥がれが抑制された圧電アクチュエータ1を用いて構成されていることから、耐久性に優れ、長期間安定して駆動することができる。   Since the acoustic generator 10 of this example is configured using the piezoelectric actuator 1 in which the peeling of the flexible substrate 2 is suppressed, it has excellent durability and can be driven stably for a long period of time.

次に、音響発生器を搭載した電子機器について、図8を用いて説明する。図8は、実施形態に係る電子機器50の構成を示す図である。なお、両図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。   Next, an electronic device equipped with an acoustic generator will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the electronic device 50 according to the embodiment. In addition, in both figures, only the component required for description is shown and description about a general component is abbreviate | omitted.

図8に示すように、本例の電子機器50は、音響発生器10と、音響発生器10に接続された電子回路60と、電子回路60および音響発生器10を収容する筐体70とを備え、音響発生器10から音響を発生させる機能を有する。   As shown in FIG. 8, the electronic device 50 of this example includes an acoustic generator 10, an electronic circuit 60 connected to the acoustic generator 10, and a housing 70 that houses the electronic circuit 60 and the acoustic generator 10. And having a function of generating sound from the sound generator 10.

電子機器50は、電子回路60を備える。電子回路60は、たとえば、コントローラ50aと、送受信部50bと、キー入力部50cと、マイク入力部50dとから構成される。電子回路60は、音響発生器10に接続されており、音響発生器10へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器10は電子回路60から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。   The electronic device 50 includes an electronic circuit 60. The electronic circuit 60 includes, for example, a controller 50a, a transmission / reception unit 50b, a key input unit 50c, and a microphone input unit 50d. The electronic circuit 60 is connected to the sound generator 10 and has a function of outputting an audio signal to the sound generator 10. The sound generator 10 generates sound based on the sound signal input from the electronic circuit 60.

また、電子機器50は、表示部50eと、アンテナ50fと、音響発生器10とを備え
る。また、電子機器50は、これら各デバイスを収容する筐体70を備える。なお、図8では、1つの筐体70にコントローラ50aをはじめとする各デバイスがすべて収容されている状態をあらわしているが、各デバイスの収容形態を限定するものではない。本実施形態では、少なくとも電子回路60と音響発生器10とが、1つの筐体70に収容されていればよい。
The electronic device 50 includes a display unit 50e, an antenna 50f, and the sound generator 10. Further, the electronic device 50 includes a housing 70 that accommodates these devices. Although FIG. 8 shows a state in which each device including the controller 50a is accommodated in one casing 70, the accommodation form of each device is not limited. In the present embodiment, it is only necessary that at least the electronic circuit 60 and the sound generator 10 are accommodated in one housing 70.

コントローラ50aは、電子機器50の制御部である。送受信部50bは、コントローラ50aの制御に基づき、アンテナ50fを介してデータの送受信などを行う。キー入力部50cは、電子機器50の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。マイク入力部50dは、同じく電子機器50の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。表示部50eは、電子機器50の表示出力デバイスであり、コントローラ50aの制御に基づき、表示情報の出力を行う。   The controller 50 a is a control unit of the electronic device 50. The transmission / reception unit 50b transmits / receives data via the antenna 50f based on the control of the controller 50a. The key input unit 50c is an input device of the electronic device 50 and accepts a key input operation by an operator. The microphone input unit 50d is also an input device of the electronic device 50, and accepts a voice input operation by an operator. The display unit 50e is a display output device of the electronic device 50, and outputs display information based on the control of the controller 50a.

そして、音響発生器10は、電子機器50における音響出力デバイスとして動作する。なお、音響発生器10は、電子回路60のコントローラ50aに接続されており、コントローラ50aによって制御された電圧の印加を受けて音響を発することとなる。   The sound generator 10 operates as a sound output device in the electronic device 50. The sound generator 10 is connected to the controller 50a of the electronic circuit 60, and emits sound upon application of a voltage controlled by the controller 50a.

なお、図8では、電子機器50が携帯用端末装置であるものとして説明を行ったが、電子機器50の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビやカーオーディオ機器は無論のこと、「話す」といった音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。   In FIG. 8, the electronic device 50 is described as a portable terminal device. However, the electronic device 50 is not limited to the type of the electronic device 50, and may be applied to various consumer devices having a function of emitting sound. . For example, flat-screen TVs and car audio devices can of course be used for products having a function of emitting sound such as "speak", for example, various products such as vacuum cleaners, washing machines, refrigerators, microwave ovens, etc. .

このような電子機器50は、フレキシブル基板2の剥がれが抑制された圧電アクチュエータ1を用いて構成されていることから、耐久性に優れ、長期間安定して駆動することができる。上述したように長期間にわたってスパークが生じず、積層体の変位量が安定する圧電アクチュエータ1を用いた音響発生器10を含む構成とされていることから、耐久性に優れ、長期間安定して駆動することができる。また、筐体70を備えることで、低周波数の音圧を上昇させることができる。   Since such an electronic device 50 is configured using the piezoelectric actuator 1 in which peeling of the flexible substrate 2 is suppressed, it is excellent in durability and can be driven stably for a long period of time. As described above, the structure includes the acoustic generator 10 using the piezoelectric actuator 1 in which the spark does not occur for a long period of time and the displacement amount of the laminated body is stable. Can be driven. In addition, by providing the housing 70, it is possible to increase the low-frequency sound pressure.

次に、本発明の圧電アクチュエータの具体例について説明する。   Next, specific examples of the piezoelectric actuator of the present invention will be described.

以下に示すように、圧電アクチュエータを作製した。   A piezoelectric actuator was produced as shown below.

圧電素子は、長さが23.5mm、幅が3.3mm、厚みが0.5mmの長尺状とした。また、圧電素子は、厚みが30μmの圧電体層と内部電極とが交互に積層された構造とし、圧電体層の総数は16層とした。圧電体層は、Zrの一部をSbで置換したチタン酸ジルコン酸鉛で形成した。内部電極は、銀パラジウムの合金を用いた。   The piezoelectric element had a long shape with a length of 23.5 mm, a width of 3.3 mm, and a thickness of 0.5 mm. The piezoelectric element has a structure in which piezoelectric layers having a thickness of 30 μm and internal electrodes are alternately stacked, and the total number of piezoelectric layers is 16. The piezoelectric layer was formed of lead zirconate titanate in which part of Zr was replaced with Sb. As the internal electrode, an alloy of silver palladium was used.

銀パラジウムからなる導電性ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを積層した後、加圧密着させ、所定の温度で脱脂を行った後、1000℃で焼成を行い、積層焼結体を得た。   After laminating ceramic green sheets on which a conductive paste made of silver palladium was printed, they were pressed and adhered, degreased at a predetermined temperature, and fired at 1000 ° C. to obtain a laminated sintered body.

次に、銀からなる導電性ペーストを用いて表面電極を内部電極よりも幅方向の両端で1mmずつ長くなるように印刷し、表面電極を得た。   Next, using a conductive paste made of silver, the surface electrode was printed so as to be longer by 1 mm at both ends in the width direction than the internal electrode to obtain a surface electrode.

表面電極を介して、内部電極間(第1の電極間、第2の電極間)に、2kV/mmの電界強度の電圧を印加し、圧電素子に分極を施した。   A voltage with an electric field strength of 2 kV / mm was applied between the internal electrodes (between the first electrode and the second electrode) via the surface electrode to polarize the piezoelectric element.

また、フレキシブル基板および補強板は、以下のように作製した。まず、ベースフィルムが多数配列されたシート(ベースフィルム用多数個取りシート)としてのポリイミドフィルムに接着剤を用いて配線導体となる銅箔を貼り合せる。次に、配線導体の導体パターンをフォトリソグラフィー手法にて形成し、絶縁のためと配線導体保護のため、カバーフィルムとなるポリイミドフィルムを接着剤を用いて貼り合せる。次に、金めっき処理を施し、補強板となる厚み125μmのポリイミドシート(補強板用多数個取りシート)を熱硬化接着剤を用いてベースフィルム用多数個取りシートの配線導体が形成されていない面に貼り合せ、金型により所望の形状に打ち抜くことにより、フレキシブル基板および補強板を作製した。   Moreover, the flexible substrate and the reinforcing plate were produced as follows. First, a copper foil serving as a wiring conductor is bonded to a polyimide film as a sheet in which a large number of base films are arranged (a multi-sheet for base film) using an adhesive. Next, a conductor pattern of the wiring conductor is formed by a photolithography technique, and a polyimide film serving as a cover film is bonded using an adhesive for insulation and protection of the wiring conductor. Next, a gold plating treatment is performed, and a polyimide sheet having a thickness of 125 μm (a multi-sheet for reinforcing plate) serving as a reinforcing plate is not formed with a wiring conductor of a multi-sheet for base film using a thermosetting adhesive. The flexible substrate and the reinforcing plate were produced by bonding to the surface and punching into a desired shape with a mold.

フレキシブル基板の配線導体と表面電極とを電気的に接続するために、異方性導電粒子を用いた導電性接合材を使用する。異方性導電粒子とは、粒径約5μmの導電粒子として、アクリル樹脂からなる粒子本体に下地コートとしてNiメッキを施した金メッキをコートしたものである。導電性接合材としての導電性ペーストは、この異方性導電粒子を合成ゴム系接着剤に分散したペーストであり、スクリーン印刷で表面電極に印刷した後に、フレキシブル基板を加熱しながら押圧して、導電性接合材を延在させるようにして圧電アクチュエータを作製した。ここで、延在した部分を作製するために、導電性接合材の塗布厚みを30μm程度にして、フレキシブル基板が延出されている方向および圧電素子の一端部側の端から、導電性接合材を延在させた。   In order to electrically connect the wiring conductor of the flexible substrate and the surface electrode, a conductive bonding material using anisotropic conductive particles is used. Anisotropic conductive particles are particles having a particle size of about 5 μm, and a particle body made of acrylic resin coated with gold plating with Ni plating as a base coat. The conductive paste as the conductive bonding material is a paste in which the anisotropic conductive particles are dispersed in a synthetic rubber-based adhesive. After printing on the surface electrode by screen printing, press the flexible substrate while heating, A piezoelectric actuator was produced by extending the conductive bonding material. Here, in order to produce the extended portion, the conductive bonding material is applied from the direction in which the flexible substrate is extended and the end on the one end side of the piezoelectric element, with the coating thickness of the conductive bonding material being about 30 μm. Was extended.

一方、比較例として、上記実施例と同一の方法で接着に用いた導電性接合材の塗布厚みを20μmとして、導電性接合材がフレキシブル基板より延在していない圧電アクチュエータを作製した。   On the other hand, as a comparative example, the application thickness of the conductive bonding material used for bonding in the same method as the above example was set to 20 μm, and a piezoelectric actuator in which the conductive bonding material did not extend from the flexible substrate was manufactured.

そして、それぞれの圧電アクチュエータについて振動板に貼り付けて信頼性試験を行った。10万サイクルの正弦波信号を連続で加えて駆動させたところ、比較例の圧電アクチュエータでは振動板の変位量が0になった。内部を解析してみると、比較例の圧電アクチュエータではフレキシブル基板が圧電素子から剥離しており、電圧がかかっていなかった。これに対し、本発明実施例の圧電アクチュエータでは、振動板に約4μmの変位量が確認され、またフレキシブル基板の剥がれは見られなかった。   Then, each piezoelectric actuator was attached to a diaphragm and a reliability test was performed. When a 100,000-cycle sine wave signal was continuously applied and driven, the displacement amount of the diaphragm was zero in the piezoelectric actuator of the comparative example. When the inside was analyzed, in the piezoelectric actuator of the comparative example, the flexible substrate was peeled off from the piezoelectric element, and no voltage was applied. On the other hand, in the piezoelectric actuator of the embodiment of the present invention, a displacement of about 4 μm was confirmed on the diaphragm, and the flexible substrate was not peeled off.

1:圧電アクチュエータ
11:圧電素子
12:内部電極
13:圧電体層
14:積層体
15:表面電極
2:フレキシブル基板
21:ベースフィルム
22:配線導体
23:カバーフィルム
3:異方性導電材
31:導電粒子
32:樹脂接着剤
81:振動板
82:接合部材
91:ディスプレイ
92:筐体
921:筐体本体
922:振動板
93:接合材
10:音響発生器
20:振動板
30:枠体
301:上枠部材
302:下枠部材
40:樹脂層
50:電子機器
60:電子回路
70:筐体
1: Piezoelectric actuator 11: Piezoelectric element 12: Internal electrode 13: Piezoelectric layer 14: Laminate 15: Surface electrode 2: Flexible substrate 21: Base film 22: Wiring conductor 23: Cover film 3: Anisotropic conductive material 31: Conductive particles 32: Resin adhesive 81: Vibration plate 82: Bonding member 91: Display 92: Housing 921: Housing body 922: Vibration plate 93: Bonding material 10: Sound generator 20: Vibration plate 30: Frame 301: Upper frame member 302: lower frame member 40: resin layer 50: electronic device 60: electronic circuit 70: housing

Claims (13)

内部電極と圧電体層とが積層された積層体、および該積層体の一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極を備えた圧電素子と、
ベースフィルムおよび該ベースフィルムの下面に設けられた配線導体を備え、該配線導体が前記表面電極と電気的に接続されるように、前記積層体の一方主面に導電性接合材を介して一部が接合されたフレキシブル基板とを有しており、
前記導電性接合材が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域から当該重なる領域の外側まで延在している部分を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
A laminated body in which an internal electrode and a piezoelectric layer are laminated, and a piezoelectric element including a surface electrode electrically connected to the internal electrode on one main surface of the laminated body;
A base film and a wiring conductor provided on the lower surface of the base film are provided, and a conductive bonding material is provided on one main surface of the laminate so that the wiring conductor is electrically connected to the surface electrode. And a flexible substrate to which the parts are joined,
The piezoelectric actuator, wherein the conductive bonding material has a portion extending from an overlapping region between the piezoelectric element and the flexible substrate to an outside of the overlapping region.
前記導電性接合材が異方性導電材であることを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。   The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the conductive bonding material is an anisotropic conductive material. 前記導電性接合材が、前記圧電素子の側面に回り込むように設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電アクチュエータ。   The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the conductive bonding material is provided so as to go around a side surface of the piezoelectric element. 前記導電性接合材が、前記フレキシブル基板の側面に回り込むように設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。   The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the conductive bonding material is provided so as to wrap around a side surface of the flexible substrate. 前記導電性接合材は、前記フレキシブル基板が延出されている方向に延在している部分を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。   4. The piezoelectric according to claim 1, wherein the conductive bonding material has a portion extending in a direction in which the flexible substrate is extended. 5. Actuator. 前記フレキシブル基板は、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域の近傍を除いて前記配線導体を覆うようにカバーフィルムが設けられ、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域の近傍では前記配線導体が前記カバーフィルムから露出されてなり、
前記導電性接合材が、前記カバーフィルムから露出した前記配線導体を覆っていることを特徴とする請求項5に記載の圧電アクチュエータ。
The flexible substrate is provided with a cover film so as to cover the wiring conductor except in the vicinity of the region where the piezoelectric element and the flexible substrate overlap, and in the vicinity of the region where the piezoelectric element and the flexible substrate overlap, the wiring The conductor is exposed from the cover film,
The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the conductive bonding material covers the wiring conductor exposed from the cover film.
前記圧電素子の一端部と前記フレキシブル基板の一端部とが直交するように重なっており、
前記導電性接合材が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域の外周のうちの前記圧電素子の一端から延在している部分を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
One end of the piezoelectric element and one end of the flexible substrate overlap so as to be orthogonal,
The conductive bonding material has a portion extending from one end of the piezoelectric element in an outer periphery of a region where the piezoelectric element and the flexible substrate overlap each other. Item 7. The piezoelectric actuator according to any one of Items 6.
前記導電性接合材は導電粒子と樹脂接着剤とを含み、前記導電性接合材に含まれる前記導電粒子の数が、前記圧電素子と前記フレキシブル基板との重なる領域よりも延在している部分において単位体積当たり少なくなっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。   The conductive bonding material includes conductive particles and a resin adhesive, and the number of the conductive particles included in the conductive bonding material extends from a region where the piezoelectric element and the flexible substrate overlap. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is reduced per unit volume. 請求項1乃至請求項8のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、前記積層体の前記他方の主面に接合された振動板とを有することを特徴とする圧電振動装置。   A piezoelectric vibration device comprising: the piezoelectric actuator according to claim 1; and a vibration plate bonded to the other main surface of the multilayer body. 請求項1乃至請求項8のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを有しており、
前記積層体の他方の主面が前記ディスプレイまたは前記筐体に接合されていることを特徴とする携帯端末。
The piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 8, an electronic circuit, a display, and a housing,
A portable terminal, wherein the other main surface of the laminate is bonded to the display or the casing.
前記ディスプレイまたは前記筐体は、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動
を生じさせることを特徴とする請求項10に記載の携帯端末。
The mobile terminal according to claim 10, wherein the display or the casing generates a vibration that transmits sound information through an ear cartilage or air conduction.
請求項1乃至請求項8のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータが取り付けられており、該圧電アクチュエータの振動によって該圧電アクチュエータとともに振動する振動板と、該振動板の周縁部の少なくとも一部に設けられ、前記振動板を支持する支持体とを備えていることを特徴とする音響発生器。   9. The piezoelectric actuator according to claim 1, the diaphragm to which the piezoelectric actuator is attached, and a diaphragm that vibrates with the piezoelectric actuator by vibration of the piezoelectric actuator, and a peripheral portion of the diaphragm A sound generator, comprising: a support body that is provided at least in part and supports the diaphragm. 請求項12に記載の音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路と、該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体とを備え、前記音響発生器から音響を発生させる機能を有することを特徴とする電子機器。
A function of generating sound from the sound generator, comprising: the sound generator according to claim 12; an electronic circuit connected to the sound generator; and a housing that houses the electronic circuit and the sound generator. An electronic device comprising:
JP2013269418A 2013-12-26 2013-12-26 Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus Pending JP2015126605A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013269418A JP2015126605A (en) 2013-12-26 2013-12-26 Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013269418A JP2015126605A (en) 2013-12-26 2013-12-26 Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015126605A true JP2015126605A (en) 2015-07-06

Family

ID=53536957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013269418A Pending JP2015126605A (en) 2013-12-26 2013-12-26 Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015126605A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018125605A (en) * 2017-01-30 2018-08-09 京セラ株式会社 Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and electronic apparatus
KR20200077138A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 엘지디스플레이 주식회사 Display apparatus
JPWO2019103018A1 (en) * 2017-11-21 2020-12-03 日東電工株式会社 Piezoelectric speaker
CN113132874A (en) * 2019-12-31 2021-07-16 乐金显示有限公司 Flexible diaphragm and display device having the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0767365A (en) * 1993-08-26 1995-03-10 Canon Inc Oscillatory wave driving equipment and its manufacture
JPH07304180A (en) * 1994-05-10 1995-11-21 Seikosha Co Ltd Manufacture of ink jet head
JP2013171915A (en) * 2012-02-20 2013-09-02 Nof Corp Sealing material for solar cell module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0767365A (en) * 1993-08-26 1995-03-10 Canon Inc Oscillatory wave driving equipment and its manufacture
JPH07304180A (en) * 1994-05-10 1995-11-21 Seikosha Co Ltd Manufacture of ink jet head
JP2013171915A (en) * 2012-02-20 2013-09-02 Nof Corp Sealing material for solar cell module

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018125605A (en) * 2017-01-30 2018-08-09 京セラ株式会社 Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and electronic apparatus
JPWO2019103018A1 (en) * 2017-11-21 2020-12-03 日東電工株式会社 Piezoelectric speaker
JP7353183B2 (en) 2017-11-21 2023-09-29 日東電工株式会社 piezoelectric speaker
KR20200077138A (en) * 2018-12-20 2020-06-30 엘지디스플레이 주식회사 Display apparatus
US11647336B2 (en) 2018-12-20 2023-05-09 Lg Display Co., Ltd. Display apparatus
KR102589247B1 (en) * 2018-12-20 2023-10-12 엘지디스플레이 주식회사 Display apparatus
CN113132874A (en) * 2019-12-31 2021-07-16 乐金显示有限公司 Flexible diaphragm and display device having the same
US11669126B2 (en) 2019-12-31 2023-06-06 Lg Display Co., Ltd. Flexible vibration film and display having the same
CN113132874B (en) * 2019-12-31 2024-04-02 乐金显示有限公司 Flexible vibration film and display device having the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6140731B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and portable terminal
JP5902831B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and portable terminal
JP6228994B2 (en) Piezoelectric element and piezoelectric vibration device including the same, portable terminal, sound generator, sound generator, electronic device
JP5788110B2 (en) Piezoelectric element and piezoelectric vibration device including the same, portable terminal, acoustic generator, acoustic generator, and electronic device
JP5474261B1 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and portable terminal
JP5537733B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and portable terminal
JP6193783B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device including the same, portable terminal, acoustic generator, electronic device
WO2015129061A1 (en) Piezoelectric actuator, and piezoelectric vibration device, portable terminal, acoustic generator, acoustic generation device, and electronic device provided therewith
JP2015126605A (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device having the same, portable terminal, acoustic generator, and electronic apparatus
JP5730452B1 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device including the same, portable terminal, sound generator, sound generator, electronic device
KR101601750B1 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration apparatus and portable terminal
JP6434373B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device including the same, sound generator, sound generator, electronic device
JP6585821B2 (en) SOUND GENERATOR AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME
WO2013171918A1 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and mobile terminal
JP5865963B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, and portable terminal
JP2015207740A (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device, portable terminal, acoustic generator, acoustic generation device, and electronic apparatus
JP6193748B2 (en) Piezoelectric actuator, piezoelectric vibration device including the same, portable terminal, acoustic generator, electronic device
JP2019114959A (en) Piezoelectric element, acoustic generator, and electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170215

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170808