JP2017093215A - Piezoelectric drive device and method of manufacturing the same, motor, robot, and pump - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric drive device that can be miniaturized.SOLUTION: A piezoelectric drive device includes: a first piezoelectric vibration body that has a first substrate, a first piezoelectric element provided on a first surface of the first substrate, and a first wiring layer electrically connected with the first piezoelectric element; a second piezoelectric vibration body that has a second substrate, a second piezoelectric element provided on a first surface of the second substrate, and a second wiring layer electrically connected with the second piezoelectric element; and a terminal for electrically connecting between external wiring and the first and second wiring layers. The first piezoelectric vibration body and the second piezoelectric vibration body are bonded so that the first surface of the first substrate and the first surface of the second substrate are opposed to each other. The terminal is connected with a lateral face of the first wiring layer and a lateral face of the second wiring layer, and provided so as to be protruded outward from a lateral face of the first substrate and a lateral face of the second substrate.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、圧電駆動装置およびその製造方法、モーター、ロボット、ならびにポンプに関する。   The present invention relates to a piezoelectric drive device and a manufacturing method thereof, a motor, a robot, and a pump.

圧電体を振動させて被駆動体を駆動する超音波モーターは、磁石やコイルが不要のため、様々な分野で利用されている。例えば特許文献1,2には、圧電振動体を基板の厚さ方向に積層させた圧電駆動装置が記載されている。   Ultrasonic motors that drive a driven body by vibrating a piezoelectric body do not require magnets or coils, and are used in various fields. For example, Patent Documents 1 and 2 describe a piezoelectric drive device in which piezoelectric vibrators are stacked in the thickness direction of a substrate.

特開平8−237971号公報JP-A-8-237971 特許第4813708号公報Japanese Patent No. 4813708

しかしながら、上記のような圧電駆動装置では、例えば、圧電振動体と、圧電振動体を駆動させるための駆動回路等と、の電気的な接続に、ワイヤーなどのジャンパー線を用いている。そのため、上記のような圧電駆動装置では、ジャンパー線を引き回すための空間が必要となり、装置が大型化する場合がある。   However, in the piezoelectric driving device as described above, for example, a jumper wire such as a wire is used for electrical connection between the piezoelectric vibrating body and a driving circuit for driving the piezoelectric vibrating body. For this reason, in the piezoelectric driving device as described above, a space for routing the jumper wire is required, which may increase the size of the device.

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、小型化を図ることができる圧電駆動装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、小型化を図ることができることができる圧電駆動装置の製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、上記の圧電駆動装置を含むモーター、ロボット、またはポンプを提供することにある。   One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a piezoelectric drive device that can be miniaturized. Another object of some aspects of the present invention is to provide a method of manufacturing a piezoelectric drive device that can be miniaturized. Another object of some embodiments of the present invention is to provide a motor, a robot, or a pump including the piezoelectric driving device described above.

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本発明に係る圧電駆動装置の一態様は、
第1基板、前記第1基板の第1面に設けられた第1圧電素子、前記第1圧電素子と電気的に接続された第1配線層を有する第1圧電振動体と、
第2基板、前記第2基板の第1面に設けられた第2圧電素子、前記第2圧電素子と電気的に接続された第2配線層を有する第2圧電振動体と、
外部配線と前記第1配線層および前記第2配線層とを電気的に接続する端子と、
を含み、
前記第1圧電振動体と前記第2圧電振動体とは、前記第1基板の第1面と前記第2基板の第1面とが対向するように接合され、
前記端子は、前記第1配線層の側面および前記第2配線層の側面に接続され、かつ、前記第1基板の側面および前記第2基板の側面よりも外側に突出するように設けられている。
[Application Example 1]
One aspect of the piezoelectric drive device according to the present invention is:
A first piezoelectric vibrator having a first substrate, a first piezoelectric element provided on a first surface of the first substrate, a first wiring layer electrically connected to the first piezoelectric element;
A second substrate, a second piezoelectric element provided on the first surface of the second substrate, a second piezoelectric vibrator having a second wiring layer electrically connected to the second piezoelectric element,
A terminal for electrically connecting an external wiring to the first wiring layer and the second wiring layer;
Including
The first piezoelectric vibrating body and the second piezoelectric vibrating body are bonded so that the first surface of the first substrate and the first surface of the second substrate face each other,
The terminal is connected to the side surface of the first wiring layer and the side surface of the second wiring layer, and is provided so as to protrude outward from the side surface of the first substrate and the side surface of the second substrate. .

このような圧電駆動装置では、外部配線としてフレキシブル基板を用いて、例えば、駆動回路とフレキシブル基板とを電気的に接続させることができる。これにより、このよう
な圧電駆動装置では、ジャンパー線を用いて駆動回路と配線層とを電気的に接続させる場合に比べて、小型化を図ることができる。
In such a piezoelectric drive device, for example, a drive circuit and a flexible substrate can be electrically connected using a flexible substrate as external wiring. Thereby, in such a piezoelectric drive device, the size can be reduced as compared with the case where the drive circuit and the wiring layer are electrically connected using a jumper wire.


なお、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材(以下「A部材」という)に「電気的に接続」された他の特定の部材(以下「B部材」という)」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、A部材とB部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、A部材とB部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。

In the description according to the present invention, the term “electrically connected” is used, for example, as another specific member (hereinafter “electrically connected” to “specific member (hereinafter referred to as“ A member ”)”. B member "))" and the like. In the description according to the present invention, in the case of this example, the case where the A member and the B member are in direct contact and electrically connected, and the A member and the B member are the other members. The term “electrically connected” is used as a case where the case where the terminals are electrically connected to each other is included.

[適用例2]
適用例1において、
前記端子は、無電解めっき層であってもよい。
[Application Example 2]
In application example 1,
The terminal may be an electroless plating layer.

このような圧電駆動装置では、容易に端子を形成することができる。   In such a piezoelectric driving device, the terminals can be easily formed.

[適用例3]
適用例1または2において、
前記第1基板と前記第1配線層との間に設けられた第1絶縁部と、
前記第2基板と前記第2配線層との間に設けられた第2絶縁部と、
を含み、
前記端子は、前記第1絶縁部の側面および前記第2絶縁部の側面に接続されていてもよい。
[Application Example 3]
In application example 1 or 2,
A first insulating portion provided between the first substrate and the first wiring layer;
A second insulating portion provided between the second substrate and the second wiring layer;
Including
The terminal may be connected to a side surface of the first insulating portion and a side surface of the second insulating portion.

このような圧電駆動装置では、端子が基板と接触することを抑制することができる。これにより、このような圧電駆動装置では、第1圧電振動体の基板と第2圧電振動体の基板と間で、端子を介してリーク電流が流れることを抑制することができる。   In such a piezoelectric drive device, the terminal can be prevented from coming into contact with the substrate. Thereby, in such a piezoelectric drive device, it is possible to suppress a leak current from flowing between the substrate of the first piezoelectric vibrating body and the substrate of the second piezoelectric vibrating body via the terminal.

[適用例4]
適用例1ないし3のいずれか1例において、
前記端子は、前記第1基板および前記第2基板と離間して設けられていてもよい。
[Application Example 4]
In any one of Application Examples 1 to 3,
The terminal may be provided separately from the first substrate and the second substrate.

このような圧電駆動装置では、第1圧電振動体の基板と第2圧電振動体の基板と間で、端子を介してリーク電流が流れることを抑制することができる。   In such a piezoelectric driving device, it is possible to suppress a leakage current from flowing between the substrate of the first piezoelectric vibrating body and the substrate of the second piezoelectric vibrating body via the terminal.

[適用例5]
本発明に係る圧電駆動装置の製造方法の一態様は、
第1基板、前記第1基板の第1面に設けられた第1圧電素子、前記第1圧電素子と電気的に接続された第1配線層を有する第1圧電振動体を形成する工程と、
第2基板、前記第2基板の第1面に設けられた第2圧電素子、前記第2圧電素子と電気的に接続された第2配線層を有する第2圧電振動体を形成する工程と、
前記第1基板の第1面と前記第2基板の第1面とが対向するように、前記第1圧電振動体と前記第2圧電振動体とを接合する工程と、
前記第1配線層の側面および前記第2配線層の側面に接続され、かつ、前記第1基板の側面および前記第2基板の側面よりも外側に突出するように端子を形成する工程と、
を含む。
[Application Example 5]
One aspect of a method for manufacturing a piezoelectric drive device according to the present invention is as follows.
Forming a first piezoelectric vibrator having a first substrate, a first piezoelectric element provided on a first surface of the first substrate, and a first wiring layer electrically connected to the first piezoelectric element;
Forming a second piezoelectric vibrator having a second substrate, a second piezoelectric element provided on the first surface of the second substrate, and a second wiring layer electrically connected to the second piezoelectric element;
Bonding the first piezoelectric vibrating body and the second piezoelectric vibrating body such that the first surface of the first substrate and the first surface of the second substrate face each other;
Forming a terminal connected to the side surface of the first wiring layer and the side surface of the second wiring layer and protruding outward from the side surface of the first substrate and the side surface of the second substrate;
including.

このような圧電駆動装置の製造方法では、小型化を図ることができる圧電駆動装置を製造することができる。   With such a method of manufacturing a piezoelectric drive device, a piezoelectric drive device that can be miniaturized can be manufactured.

[適用例6]
適用例5において、
前記端子を形成する工程では、
前記端子を無電解めっき法によって形成されてもよい。
[Application Example 6]
In application example 5,
In the step of forming the terminal,
The terminal may be formed by an electroless plating method.

このような圧電駆動装置の製造方法では、容易に端子を形成することができる。   In such a method for manufacturing a piezoelectric driving device, the terminals can be easily formed.

[適用例7]
適用例5または6において、
前記第1圧電振動体を形成する工程では、
第1絶縁部を有するように前記第1圧電振動体を形成し、
前記第2圧電振動体を形成する工程では、
第2絶縁部を有するように前記第2圧電振動体を形成し、
前記端子を形成する工程では、
前記第1絶縁部の側面および前記第2絶縁部の側面と接続するように、前記端子を形成してもよい。
[Application Example 7]
In application example 5 or 6,
In the step of forming the first piezoelectric vibrating body,
Forming the first piezoelectric vibrator so as to have a first insulating portion;
In the step of forming the second piezoelectric vibrating body,
Forming the second piezoelectric vibrator so as to have a second insulating portion;
In the step of forming the terminal,
The terminal may be formed so as to be connected to a side surface of the first insulating portion and a side surface of the second insulating portion.

このような圧電駆動装置の製造方法では、第1圧電振動体の基板と第2圧電振動体の基板と間で、端子を介してリーク電流が流れることを抑制することができる圧電駆動装置を製造することができる。   In such a method for manufacturing a piezoelectric driving device, a piezoelectric driving device that can suppress leakage current flowing between the substrate of the first piezoelectric vibrating body and the substrate of the second piezoelectric vibrating body via a terminal is manufactured. can do.

[適用例8]
適用例5ないし7のいずれか1例において、
前記端子を形成する工程では、
前記第1基板および前記第2基板と離間するように、前記端子を形成してもよい。
[Application Example 8]
In any one of Application Examples 5 to 7,
In the step of forming the terminal,
The terminal may be formed so as to be separated from the first substrate and the second substrate.

このような圧電駆動装置の製造方法では、第1圧電振動体の基板と第2圧電振動体の基板と間で、端子を介してリーク電流が流れることを抑制することができる圧電駆動装置を製造することができる。   In such a method for manufacturing a piezoelectric driving device, a piezoelectric driving device that can suppress leakage current flowing between the substrate of the first piezoelectric vibrating body and the substrate of the second piezoelectric vibrating body via a terminal is manufactured. can do.

[適用例9]
本発明に係るモーターの一態様は、
適用例1ないし4のいずれか1例に記載の圧電駆動装置と、
前記圧電駆動装置によって回転されるローターと、
を含む。
[Application Example 9]
One aspect of the motor according to the present invention is:
The piezoelectric drive device according to any one of Application Examples 1 to 4, and
A rotor rotated by the piezoelectric drive device;
including.

このようなモーターでは、本発明に係る圧電駆動装置を含むことができる。   Such a motor can include a piezoelectric drive according to the present invention.

[適用例10]
本発明に係るロボットの一態様は、
複数のリンク部と、
複数の前記リンク部を接続する関節部と、
複数の前記リンク部を前記関節部で回動させる適用例1ないし4のいずれか1例に記載の圧電駆動装置と、
を含む。
[Application Example 10]
One aspect of the robot according to the present invention is:
A plurality of link parts;
A joint part connecting a plurality of the link parts;
The piezoelectric drive device according to any one of Application Examples 1 to 4, in which a plurality of the link portions are rotated at the joint portions,
including.

このようなロボットでは、本発明に係る圧電駆動装置を含むことができる。   Such a robot can include the piezoelectric driving device according to the present invention.

[適用例11]
本発明に係るポンプの一態様は、
適用例1ないし4のいずれか1例に記載の圧電駆動装置と、
液体を輸送するチューブと、
前記圧電駆動装置の駆動によって前記チューブを閉鎖する複数のフィンガーと、
を含む。
[Application Example 11]
One aspect of the pump according to the present invention is:
The piezoelectric drive device according to any one of Application Examples 1 to 4, and
A tube that transports the liquid;
A plurality of fingers for closing the tube by driving the piezoelectric driving device;
including.

このようなポンプでは、本発明に係る圧電駆動装置を含むことができる。   Such a pump can include a piezoelectric drive according to the present invention.

本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a piezoelectric drive device according to an embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の第1圧電振動体を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the 1st piezoelectric vibrating body of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の第1圧電振動体を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the 1st piezoelectric vibrating body of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の第1圧電振動体を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a first piezoelectric vibrating body of the piezoelectric driving device according to the embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a piezoelectric drive device according to an embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a piezoelectric drive device according to an embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置を説明するための等価回路を示す図。The figure which shows the equivalent circuit for demonstrating the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の端子と駆動回路との電気的な接続方法を説明するため図。The figure for demonstrating the electrical connection method of the terminal and drive circuit of the piezoelectric drive device which concern on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の製造方法を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the manufacturing method of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電駆動装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the piezoelectric drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態の変形例に係る圧電駆動装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the piezoelectric drive device which concerns on the modification of this embodiment. 本実施形態に係るロボットを説明するための図。The figure for demonstrating the robot which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るロボットの手首部分を説明するための図。The figure for demonstrating the wrist part of the robot which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るポンプを説明するための図。The figure for demonstrating the pump which concerns on this embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 圧電駆動装置
まず、本実施形態に係る圧電駆動装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る圧電駆動装置100を模式的に示す平面図である。図2は、本実施形態に係る圧電駆動装置100を模式的に示す図1のII−II線断面図である。図3は、本実施形態に係る圧電駆動装置100を模式的に示す図1の矢印III方向から見た図である。
1. Piezoelectric Drive Device First, a piezoelectric drive device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing a piezoelectric driving device 100 according to this embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 schematically showing the piezoelectric driving device 100 according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram schematically showing the piezoelectric driving device 100 according to the present embodiment as seen from the direction of arrow III in FIG.

圧電駆動装置100は、図1〜図3に示すように、第1圧電振動体101と、第1圧電振動体101に接合された第2圧電振動体102と、を含む。なお、図2および図3では、圧電振動体101,102を簡略化して図示している。   As shown in FIGS. 1 to 3, the piezoelectric driving device 100 includes a first piezoelectric vibrating body 101 and a second piezoelectric vibrating body 102 joined to the first piezoelectric vibrating body 101. 2 and 3, the piezoelectric vibrators 101 and 102 are shown in a simplified manner.

ここで、図4は、第1圧電振動体101を模式的に示す平面図である。図5は、第1圧電振動体101を模式的に示す平面図である。図6は、第1圧電振動体101を模式的に
示す図4および図5のVI−VI線断面図である。第1圧電振動体101および第2圧電振動体102は、基本的に、同じ構成を有している。したがって、以下では、図4〜図6を用いて、第1圧電振動体101について説明する。第1圧電振動体101における説明は、基本的に、第2圧電振動体102に適用することができる。
Here, FIG. 4 is a plan view schematically showing the first piezoelectric vibrating body 101. FIG. 5 is a plan view schematically showing the first piezoelectric vibrating body 101. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIGS. 4 and 5 schematically showing the first piezoelectric vibrating body 101. FIG. The first piezoelectric vibrating body 101 and the second piezoelectric vibrating body 102 basically have the same configuration. Therefore, hereinafter, the first piezoelectric vibrating body 101 will be described with reference to FIGS. 4 to 6. The description of the first piezoelectric vibrating body 101 can be basically applied to the second piezoelectric vibrating body 102.

第1圧電振動体101は、図4〜図6に示すように、基板10と、接触部20と、圧電素子30と、絶縁層40,42,43と、配線層50,52と、を含む。なお、便宜上、図4では、基板10、接触部20、および圧電素子30以外の部材の図示を省略している。また、図5では、基板10および配線層52以外の部材の図示を省略している。   As shown in FIGS. 4 to 6, the first piezoelectric vibrating body 101 includes a substrate 10, a contact portion 20, a piezoelectric element 30, insulating layers 40, 42, 43, and wiring layers 50, 52. . For convenience, illustration of members other than the substrate 10, the contact portion 20, and the piezoelectric element 30 is omitted in FIG. In FIG. 5, members other than the substrate 10 and the wiring layer 52 are not shown.

基板10は、図6に示すように、第1面10aと、第1面10aとは反対側の第2面10bと、第1面10aと第2面10bとを接続する第3面10cと、を有している。第1面10aには、圧電素子30が設けられている。第3面10cは、基板10の側面である。   As shown in FIG. 6, the substrate 10 includes a first surface 10a, a second surface 10b opposite to the first surface 10a, and a third surface 10c that connects the first surface 10a and the second surface 10b. ,have. A piezoelectric element 30 is provided on the first surface 10a. The third surface 10 c is a side surface of the substrate 10.

基板10は、例えば、シリコン基板11aと、シリコン基板11a上に設けられた下地層11bと、から構成されている。下地層11bは、絶縁層である。下地層11bは、例えば、シリコン基板11a上に設けられた酸化シリコン層と、酸化シリコン層上に設けられた酸化ジルコニウム層と、の積層体から構成されている。   The substrate 10 includes, for example, a silicon substrate 11a and a base layer 11b provided on the silicon substrate 11a. The foundation layer 11b is an insulating layer. For example, the base layer 11b is composed of a laminate of a silicon oxide layer provided on the silicon substrate 11a and a zirconium oxide layer provided on the silicon oxide layer.

基板10は、図4に示すように、振動体部12と、支持部14と、第1接続部16と、第2接続部18と、を有している。振動体部12の平面形状(基板10の厚さ方向からみた形状)は、略長方形である。振動体部12上には、圧電素子30が設けられ、振動体部12は、圧電素子30の変形により振動することができる。支持部14は、接続部16,18を介して、振動体部12を支持している。図示の例では、接続部16,18は、振動体部12の長手方向における中央部から、該長手方向と直交する方向に延出し、支持部14に接続されている。   As illustrated in FIG. 4, the substrate 10 includes a vibrating body portion 12, a support portion 14, a first connection portion 16, and a second connection portion 18. The planar shape (the shape seen from the thickness direction of the substrate 10) of the vibrating body portion 12 is substantially rectangular. A piezoelectric element 30 is provided on the vibrating body portion 12, and the vibrating body portion 12 can vibrate by deformation of the piezoelectric element 30. The support portion 14 supports the vibrating body portion 12 via the connection portions 16 and 18. In the illustrated example, the connection parts 16 and 18 extend from the center part in the longitudinal direction of the vibrating body part 12 in a direction orthogonal to the longitudinal direction and are connected to the support part 14.

接触部20は、振動体部12に設けられている。図示の例では、振動体部12に凹部12aが設けられ、凹部12aに接触部20が嵌め込まれて接合(例えば接着)されている。接触部20は、被駆動部材と接触して、振動体部12の動きを被駆動部材に伝える部材である。接触部20の材質は、例えば、セラミックス(具体的にはアルミナ(Al))、ジルコニア(ZrO)、窒化ケイ素(SiN)など)である。 The contact portion 20 is provided on the vibrating body portion 12. In the example shown in the drawing, the vibrating body 12 is provided with a recess 12a, and the contact portion 20 is fitted into the recess 12a and bonded (for example, bonded). The contact portion 20 is a member that contacts the driven member and transmits the movement of the vibrating body portion 12 to the driven member. The material of the contact portion 20 is, for example, ceramics (specifically, alumina (Al 2 O 3 )), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N), or the like.

圧電素子30は、基板10上に設けられている。圧電素子30は、基板10の第1面10aに設けられている。圧電素子30は、振動体部12上に設けられている。圧電素子30は、第1電極32と、圧電体層34と、第2電極36と、を有している。   The piezoelectric element 30 is provided on the substrate 10. The piezoelectric element 30 is provided on the first surface 10 a of the substrate 10. The piezoelectric element 30 is provided on the vibrating body portion 12. The piezoelectric element 30 includes a first electrode 32, a piezoelectric layer 34, and a second electrode 36.

第1電極32は、振動体部12上に設けられている。図示の例では、第1電極32の平面形状は、長方形である。第1電極32は、振動体部12上に設けられたイリジウム層と、イリジウム層上に設けられた白金層と、によって構成されていてもよい。イリジウム層の厚さは、例えば、5nm以上100nm以下である。白金層の厚さは、例えば、50nm以上300nm以下である。なお、第1電極32は、Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Cuなどからなる金属層、またはこれらの2種以上を混合または積層したものであってもよい。第1電極32は、圧電体層34に電圧を印加するための一方の電極である。   The first electrode 32 is provided on the vibrating body portion 12. In the illustrated example, the planar shape of the first electrode 32 is a rectangle. The first electrode 32 may be configured by an iridium layer provided on the vibrating body portion 12 and a platinum layer provided on the iridium layer. The thickness of the iridium layer is, for example, not less than 5 nm and not more than 100 nm. The thickness of the platinum layer is, for example, not less than 50 nm and not more than 300 nm. The first electrode 32 is a metal layer made of Ti, Pt, Ta, Ir, Sr, In, Sn, Au, Al, Fe, Cr, Ni, Cu, or a mixture or stack of two or more of these. It may be a thing. The first electrode 32 is one electrode for applying a voltage to the piezoelectric layer 34.

圧電体層34は、第1電極32上に設けられている。図示の例では、圧電体層34の平面形状は、長方形である。圧電体層34の厚さは、例えば、50nm以上20μm以下であり、好ましくは、1μm以上7μm以下である。このように、圧電素子30は、薄膜圧
電素子である。圧電体層34の厚さが50nmより小さいと、圧電駆動装置100の出力が小さくなる場合がある。具体的には、出力を上げようとして圧電体層34への印加電圧を高くすると、圧電体層34が絶縁破壊を起こす場合がある。圧電体層34の厚さが20μmより大きいと、圧電体層34にクラックが生じる場合がある。
The piezoelectric layer 34 is provided on the first electrode 32. In the illustrated example, the planar shape of the piezoelectric layer 34 is a rectangle. The thickness of the piezoelectric layer 34 is, for example, not less than 50 nm and not more than 20 μm, and preferably not less than 1 μm and not more than 7 μm. Thus, the piezoelectric element 30 is a thin film piezoelectric element. If the thickness of the piezoelectric layer 34 is smaller than 50 nm, the output of the piezoelectric driving device 100 may be small. Specifically, when the voltage applied to the piezoelectric layer 34 is increased in order to increase the output, the piezoelectric layer 34 may cause dielectric breakdown. If the thickness of the piezoelectric layer 34 is greater than 20 μm, the piezoelectric layer 34 may crack.

圧電体層34としては、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いる。具体的には、圧電体層34の材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O:PZT)、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti,Nb)O:PZTN)である。圧電体層34は、電極32,36によって電圧が印加されることにより、変形(伸縮)することができる。 As the piezoelectric layer 34, a perovskite oxide piezoelectric material is used. Specifically, the material of the piezoelectric layer 34 is, for example, lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 : PZT), lead zirconate titanate niobate (Pb (Zr, Ti, Nb) O). 3 : PZTN). The piezoelectric layer 34 can be deformed (stretched) when a voltage is applied by the electrodes 32 and 36.

第2電極36は、圧電体層34上に設けられている。図示の例では、第2電極36の平面形状は、長方形である。第2電極36は、圧電体層34上に設けられた密着層と、密着層上に設けられた導電層と、によって構成されていてもよい。密着層の厚さは、例えば、10nm以上100nm以下である。密着層は、例えば、TiW層、Ti層、Cr層、NiCr層や、これらの積層体である。導電層の厚さは、例えば、1μm以上10μm以下である。導電層は、例えば、Cu層、Au層、Al層やこれらの積層体である。第2電極36は、圧電体層34に電圧を印加するための他方の電極である。   The second electrode 36 is provided on the piezoelectric layer 34. In the illustrated example, the planar shape of the second electrode 36 is a rectangle. The second electrode 36 may be configured by an adhesion layer provided on the piezoelectric layer 34 and a conductive layer provided on the adhesion layer. The thickness of the adhesion layer is, for example, 10 nm or more and 100 nm or less. The adhesion layer is, for example, a TiW layer, a Ti layer, a Cr layer, a NiCr layer, or a laminate thereof. The thickness of the conductive layer is, for example, 1 μm or more and 10 μm or less. The conductive layer is, for example, a Cu layer, an Au layer, an Al layer, or a laminate thereof. The second electrode 36 is the other electrode for applying a voltage to the piezoelectric layer 34.

圧電素子30は、図4に示すように、複数設けられている。図示の例では、圧電素子30は、5つ設けられている(圧電素子30a,30b,30c,30d,30e)。平面視において(基板10の厚さ方向からみて)、例えば、圧電素子30a〜30dの面積は同じであり、圧電素子30eは、圧電素子30a〜30dよりも大きな面積を有している。圧電素子30eは、振動体部12の短手方向の中央部において、振動体部12の長手方向に沿って設けられている。圧電素子30a,30b,30c,30dは、振動体部12の四隅に設けられている。図示の例では、圧電素子30a〜30eにおいて、第1電極32は、1つの連続的な導電層として設けられている。   A plurality of piezoelectric elements 30 are provided as shown in FIG. In the illustrated example, five piezoelectric elements 30 are provided (piezoelectric elements 30a, 30b, 30c, 30d, and 30e). In plan view (as viewed from the thickness direction of the substrate 10), for example, the areas of the piezoelectric elements 30a to 30d are the same, and the piezoelectric element 30e has a larger area than the piezoelectric elements 30a to 30d. The piezoelectric element 30 e is provided along the longitudinal direction of the vibrating body 12 at the central portion in the short direction of the vibrating body 12. The piezoelectric elements 30 a, 30 b, 30 c, and 30 d are provided at the four corners of the vibrating body portion 12. In the illustrated example, in the piezoelectric elements 30a to 30e, the first electrode 32 is provided as one continuous conductive layer.

絶縁層40は、図6に示すように、圧電素子30を覆うように設けられている。絶縁層40は、例えば、圧電素子30上に設けられた無機絶縁層41aと、無機絶縁層41a上に設けられた有機絶縁層41bと、を有している。無機絶縁層41aの材質は、例えば、酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機材料である。有機絶縁層41bの材質は、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等の有機材料である。有機絶縁層41bの材質は、感光性の材料であってもよい。   As shown in FIG. 6, the insulating layer 40 is provided so as to cover the piezoelectric element 30. The insulating layer 40 includes, for example, an inorganic insulating layer 41a provided on the piezoelectric element 30 and an organic insulating layer 41b provided on the inorganic insulating layer 41a. The material of the inorganic insulating layer 41a is, for example, an inorganic material such as silicon oxide or aluminum oxide. The material of the organic insulating layer 41b is, for example, an organic material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or a silicone resin. The material of the organic insulating layer 41b may be a photosensitive material.

配線層50は、第2電極36上に設けられている。配線層50は、第2電極36と電気的に接続されている。図示の例では、配線層50は、絶縁層40上と、絶縁層40に形成されたコンタクトホール40bと、に設けられて、第2電極36と接続されている。   The wiring layer 50 is provided on the second electrode 36. The wiring layer 50 is electrically connected to the second electrode 36. In the illustrated example, the wiring layer 50 is provided on the insulating layer 40 and in the contact hole 40 b formed in the insulating layer 40, and is connected to the second electrode 36.

配線層50は、銅を含む層である。配線層50は、チタンタングステン層と、チタンタングステン層上に設けられた銅層と、から構成されていてもよい。図示の例では、配線層50は、無電解めっきで形成された無電解めっき層51に覆われている。無電解めっき層51は、ニッケルおよびリンを含む層(Ni−P層)から構成されていてもよい。または、無電解めっき層51は、Ni−P層と、Ni−P層上に設けられた金層と、から構成されていてもよい。または、無電解めっき層51は、Ni−P層と、Ni−P層上に設けられたパラジウム層と、パラジウム層上に設けられた金層と、から構成されていてもよい。   The wiring layer 50 is a layer containing copper. The wiring layer 50 may be composed of a titanium tungsten layer and a copper layer provided on the titanium tungsten layer. In the illustrated example, the wiring layer 50 is covered with an electroless plating layer 51 formed by electroless plating. The electroless plating layer 51 may be composed of a layer containing nickel and phosphorus (Ni-P layer). Or the electroless-plating layer 51 may be comprised from the Ni-P layer and the gold layer provided on the Ni-P layer. Or the electroless-plating layer 51 may be comprised from the Ni-P layer, the palladium layer provided on the Ni-P layer, and the gold layer provided on the palladium layer.

絶縁層42は、配線層50を覆うように設けられている。図示の例では、絶縁層42は、無電解めっき層51を介して、配線層50を覆うように設けられている。絶縁層42の材質は、酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機材料であってもよいし、エポキシ系樹
脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等の有機材料であってもよい。絶縁層42の材質は、感光性の材料であってもよい。
The insulating layer 42 is provided so as to cover the wiring layer 50. In the illustrated example, the insulating layer 42 is provided so as to cover the wiring layer 50 via the electroless plating layer 51. The material of the insulating layer 42 may be an inorganic material such as silicon oxide or aluminum oxide, or may be an organic material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or a silicone resin. The material of the insulating layer 42 may be a photosensitive material.

絶縁層43は、絶縁層42上に設けられている。絶縁層43は、例えば、絶縁層42上に配線層52を形成するための壁の役割を有する。絶縁層43の材質は、酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機材料であってもよいし、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂等の有機材料であってもよい。絶縁層43の材質は、感光性の材料であってもよい。   The insulating layer 43 is provided on the insulating layer 42. The insulating layer 43 has a role of a wall for forming the wiring layer 52 on the insulating layer 42, for example. The material of the insulating layer 43 may be an inorganic material such as silicon oxide or aluminum oxide, or may be an organic material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or a silicone resin. The material of the insulating layer 43 may be a photosensitive material.

配線層52は、無電解めっき層51上に設けられている。図6に示す例では、配線層52は、無電解めっき層51および配線層50を介して、第2電極36と電気的に接続されている。すなわち、配線層52は、圧電素子30と電気的に接続されている。図示の例では、配線層52は、絶縁層42に形成されたコンタクトホール42bを介して、第2電極36と接続されている。配線層52の材質は、例えば、配線層50の材質と同じである。   The wiring layer 52 is provided on the electroless plating layer 51. In the example shown in FIG. 6, the wiring layer 52 is electrically connected to the second electrode 36 via the electroless plating layer 51 and the wiring layer 50. That is, the wiring layer 52 is electrically connected to the piezoelectric element 30. In the illustrated example, the wiring layer 52 is connected to the second electrode 36 through a contact hole 42 b formed in the insulating layer 42. The material of the wiring layer 52 is the same as the material of the wiring layer 50, for example.

配線層52は、図5に示すように、第1部分53aと、第2部分53bと、第3部分53cと、第4部分53dと、を有している。第1部分53aは、圧電素子30a,30dの第2電極36と電気的に接続されている。第1部分53aは、平面視において、振動体部12から第1接続部16を通って支持部14の辺(接触部20とは反対側の辺)14a近傍にまで延出している。第2部分53bは、圧電素子30eの第2電極36と電気的に接続されている。第2部分53bは、平面視において、振動体部12から第2接続部18を通って辺14a近傍にまで延出している。第3部分53cは、圧電素子30b,30cの第2電極36と電気的に接続されている。第3部分53cは、平面視において、振動体部12から第2接続部18を通って辺14a近傍にまで延出している。第4部分53dは、第1電極32と電気的に接続されている。第4部分53dは、平面視において、振動体部12から第1接続部16を通って辺14a近傍にまで延出している。   As shown in FIG. 5, the wiring layer 52 includes a first portion 53a, a second portion 53b, a third portion 53c, and a fourth portion 53d. The first portion 53a is electrically connected to the second electrode 36 of the piezoelectric elements 30a and 30d. The first portion 53a extends from the vibrating body portion 12 through the first connection portion 16 to the vicinity of the side of the support portion 14 (side opposite to the contact portion 20) 14a in plan view. The second portion 53b is electrically connected to the second electrode 36 of the piezoelectric element 30e. The second portion 53b extends from the vibrating body portion 12 to the vicinity of the side 14a in the plan view. The third portion 53c is electrically connected to the second electrode 36 of the piezoelectric elements 30b and 30c. The third portion 53c extends from the vibrating body portion 12 through the second connection portion 18 to the vicinity of the side 14a in plan view. The fourth portion 53 d is electrically connected to the first electrode 32. The fourth portion 53d extends from the vibrating body portion 12 to the vicinity of the side 14a in the plan view.

図7は、圧電駆動装置100を模式的に示す図1のVII−VII線断面図である。第1圧電振動体101および第2圧電振動体102は、図7に示すように、基板10の厚さ方向に積層されている。圧電振動体101,102は、第1圧電振動体101の第1面10aと第2圧電振動体102の第1面10aとが対向するように接合されている。具体的には、第1圧電振動体101の配線層52と、第2圧電振動体102の配線層52とは、接合されている。図示の例では、第1圧電振動体101の配線層52と、第2圧電振動体102の配線層52とは、接着剤2を介して接合されている。接着剤2は、例えば、導電性接着剤である。これにより、第1圧電振動体101の配線層52と、第2圧電振動体102の配線層52と、を電気的に接続させることができる。第1圧電振動体101の基板10と第2圧電振動体102の基板10との間の距離は、例えば、20μm程度である。   7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. The first piezoelectric vibrating body 101 and the second piezoelectric vibrating body 102 are stacked in the thickness direction of the substrate 10 as shown in FIG. The piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 are joined so that the first surface 10a of the first piezoelectric vibrating body 101 and the first surface 10a of the second piezoelectric vibrating body 102 face each other. Specifically, the wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 are joined. In the illustrated example, the wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 are joined via the adhesive 2. The adhesive 2 is, for example, a conductive adhesive. Accordingly, the wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 can be electrically connected. The distance between the substrate 10 of the first piezoelectric vibrator 101 and the substrate 10 of the second piezoelectric vibrator 102 is, for example, about 20 μm.

なお、第1圧電振動体101の配線層52と、第2圧電振動体102の配線層52とは、金属結合(Cu−Cu接合もしくはAu−Au接合)によって接合されていてもよい。これにより、接着剤を用いずに、圧電振動体101,102を強固に接合させることができる。   The wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 may be bonded by metal bonding (Cu—Cu bonding or Au—Au bonding). Thereby, the piezoelectric vibrators 101 and 102 can be firmly joined without using an adhesive.

図8は、圧電駆動装置100を模式的に示す図1のVIII−VIII線断面図である。圧電振動体101,102の絶縁層40は、図8に示すように、側面40aを有している。圧電振動体101,102の絶縁層42は、側面40aと接続された側面42aを有している。圧電振動体101,102の配線層52は、側面42aと接続された側面52aを有している。圧電駆動装置100は、図1〜3,8に示すように、端子80,82,84,86を有する。   8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. As shown in FIG. 8, the insulating layer 40 of the piezoelectric vibrators 101 and 102 has a side surface 40a. The insulating layer 42 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 has a side surface 42a connected to the side surface 40a. The wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 has a side surface 52a connected to the side surface 42a. The piezoelectric driving device 100 has terminals 80, 82, 84, 86 as shown in FIGS.

ここで、第1圧電振動体101の基板10は、第1基板である。第1圧電振動体101の圧電素子30は、第1圧電素子である。第1圧電振動体101の配線層52は、第1配線層である。第1圧電振動体101の絶縁層40,42は、第1絶縁部44を構成している。第1絶縁部44は、第1基板と第1配線層との間に設けられている。   Here, the substrate 10 of the first piezoelectric vibrating body 101 is the first substrate. The piezoelectric element 30 of the first piezoelectric vibrating body 101 is a first piezoelectric element. The wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 is a first wiring layer. The insulating layers 40 and 42 of the first piezoelectric vibrating body 101 constitute a first insulating portion 44. The first insulating portion 44 is provided between the first substrate and the first wiring layer.

また、第2圧電振動体102の基板10は、第2基板である。第2圧電振動体102の圧電素子30は、第2圧電素子である第2圧電振動体102の配線層52は、第2配線層である。第2圧電振動体102の絶縁層40,42は、第2絶縁部46を構成している。第2絶縁部46は、第2基板と第2配線層との間に設けられている。   The substrate 10 of the second piezoelectric vibrating body 102 is a second substrate. The piezoelectric element 30 of the second piezoelectric vibrating body 102 is the second wiring layer, and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 that is the second piezoelectric element is the second wiring layer. The insulating layers 40 and 42 of the second piezoelectric vibrating body 102 constitute a second insulating portion 46. The second insulating portion 46 is provided between the second substrate and the second wiring layer.

端子80は、図8に示すように、圧電振動体101,102の配線層52の側面52aに接続されている。図示の例では、端子80は、図8に示すように、圧電振動体101,102の絶縁層40の側面40aの一部、および絶縁層42の側面42aにも接続されている。すなわち、端子80は、側面40aの一部および側面42a,52aに設けられている。端子80は、圧電振動体101,102の基板10の側面10cよりも外側に突出するように設けられている。すなわち、端子80は、図1に示すように、平面視において、圧電振動体101,102と重ならない部分を有している。端子80は、平面視において、支持部14の辺14aから外側に突出している。辺14aは、例えば、側面10cによって形成される辺である。端子80は、圧電振動体101,102の基板10と接しておらず、離間して設けられている。端子82,84,86は、例えば、端子80と同じ形状および大きさを有している。   As shown in FIG. 8, the terminal 80 is connected to the side surface 52 a of the wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102. In the illustrated example, the terminal 80 is also connected to a part of the side surface 40 a of the insulating layer 40 and the side surface 42 a of the insulating layer 42 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102, as shown in FIG. 8. That is, the terminal 80 is provided on a part of the side surface 40a and the side surfaces 42a and 52a. The terminal 80 is provided so as to protrude outward from the side surface 10 c of the substrate 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102. That is, as shown in FIG. 1, the terminal 80 has a portion that does not overlap the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 in a plan view. The terminal 80 protrudes outward from the side 14a of the support portion 14 in plan view. The side 14a is, for example, a side formed by the side surface 10c. The terminal 80 is not in contact with the substrate 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 but is provided apart. For example, the terminals 82, 84, 86 have the same shape and size as the terminal 80.

端子80,82,84,86は、無電解めっきで形成された無電解めっき層である。端子80〜86は、ニッケルおよびリンを含む層(Ni−P層)から構成されていてもよい。または、端子80〜86は、Ni−P層と、Ni−P層を覆うように設けられた金層と、から構成されていてもよい。または、端子80〜86は、Ni−P層と、Ni−P層を覆うように設けられたパラジウム層と、パラジウム層を覆うように設けられた金層と、から構成されていてもよい。   Terminals 80, 82, 84, and 86 are electroless plating layers formed by electroless plating. The terminals 80 to 86 may be composed of a layer containing nickel and phosphorus (Ni-P layer). Or the terminals 80-86 may be comprised from the Ni-P layer and the gold layer provided so that the Ni-P layer might be covered. Or the terminals 80-86 may be comprised from the Ni-P layer, the palladium layer provided so that the Ni-P layer might be covered, and the gold layer provided so that the palladium layer might be covered.

なお、図7に示すように、配線層52の端子80,82,84,86が設けられている側面52a以外の側面52bは、例えば、絶縁層43に覆われている。そのため、配線層52の側面52bには、端子(無電解めっき層)は形成されない。これにより、無電解めっきの材料が無駄になることを抑制することができる。さらに、不要な部分に無電解めっきが施されないので、その分、無電解めっき層によって圧電駆動装置100の動きを阻害することを抑制することができる。   As shown in FIG. 7, the side surface 52 b other than the side surface 52 a provided with the terminals 80, 82, 84, 86 of the wiring layer 52 is covered with, for example, the insulating layer 43. Therefore, no terminal (electroless plating layer) is formed on the side surface 52 b of the wiring layer 52. Thereby, it can suppress that the material of electroless plating is wasted. Furthermore, since electroless plating is not performed on unnecessary portions, it is possible to suppress the movement of the piezoelectric driving device 100 by the electroless plating layer.

端子80は、例えば、第2電極52の第1部分53aを介して、圧電素子30a,30dの第2電極36と電気的に接続されている。端子82は、例えば、第2電極52の第2部分53bを介して、圧電素子30eの第2電極36と電気的に接続されている。端子84は、例えば、第2電極52の第3部分53cを介して、圧電素子30b,30cの第2電極36と電気的に接続されている。端子86は、例えば、第2電極52の第4部分53dを介して、圧電素子30a,30b,30c,30d,30eの第1電極32と電気的に接続されている。端子86は、グランドとして基準電位を有していてもよい。圧電駆動装置100では、端子80〜86と駆動回路とを接続させることにより、圧電素子30a〜30eの圧電体層34に電圧を印加し、振動体部12を振動させることができる。   The terminal 80 is electrically connected to the second electrode 36 of the piezoelectric elements 30a and 30d via, for example, the first portion 53a of the second electrode 52. For example, the terminal 82 is electrically connected to the second electrode 36 of the piezoelectric element 30 e via the second portion 53 b of the second electrode 52. The terminal 84 is electrically connected to the second electrode 36 of the piezoelectric elements 30b and 30c via, for example, the third portion 53c of the second electrode 52. The terminal 86 is electrically connected to the first electrode 32 of the piezoelectric elements 30a, 30b, 30c, 30d, and 30e via, for example, the fourth portion 53d of the second electrode 52. The terminal 86 may have a reference potential as a ground. In the piezoelectric driving device 100, by connecting the terminals 80 to 86 and the driving circuit, it is possible to apply a voltage to the piezoelectric layer 34 of the piezoelectric elements 30 a to 30 e and vibrate the vibrating body portion 12.

圧電駆動装置100の圧電振動体101,102では、図8に示すように、支持部14および接続部16,18に、第1導電層33、絶縁層35、第2導電層37、絶縁層40,42、配線層50,52、および無電解めっき層51が設けられている。これにより、例えば、圧電振動体101,102各々において、振動体部12、支持部14、および接
続部16,18上に設けられる部材の厚さ(高さ)の差を小さくすることができる。すなわち、圧電振動体101,102各々において、厚さの均一性を向上させることができる。そのため、圧電振動体101,102を積層させるときに、圧電振動体101,102の間に隙間が生じることを抑制することができる。これにより、圧電振動体101,102の接合強度を向上させることができる。
In the piezoelectric vibrators 101 and 102 of the piezoelectric driving device 100, as shown in FIG. 8, the first conductive layer 33, the insulating layer 35, the second conductive layer 37, and the insulating layer 40 are provided on the support portion 14 and the connection portions 16 and 18, respectively. , 42, wiring layers 50 and 52, and electroless plating layer 51 are provided. Thereby, for example, in each of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102, a difference in thickness (height) of members provided on the vibrating body portion 12, the support portion 14, and the connection portions 16 and 18 can be reduced. That is, the thickness uniformity can be improved in each of the piezoelectric vibrators 101 and 102. Therefore, when the piezoelectric vibrators 101 and 102 are stacked, it is possible to suppress a gap from being generated between the piezoelectric vibrators 101 and 102. Thereby, the joint strength of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 can be improved.

なお、第1導電層33、絶縁層35、および第2導電層37の材質は、それぞれ、第1電極32、圧電体層34、第2電極36の材質と同じである。第1導電層33、絶縁層35、および第2導電層37は、それぞれ、第1電極32、圧電体層34、第2電極36を形成する工程において、形成されることができる。導電層33,37によって圧電体層34には電圧が印加されない。例えば、第1導電層33は、第1電極32と電気的に分離され、第2導電層37は、第2電極36と電気的に分離されている。図8に示す例では、第2導電層37は、端子80と電気的に接続されているが、第2導電層37は、端子80と電気的に分離されていてもよい。   The materials of the first conductive layer 33, the insulating layer 35, and the second conductive layer 37 are the same as the materials of the first electrode 32, the piezoelectric layer 34, and the second electrode 36, respectively. The first conductive layer 33, the insulating layer 35, and the second conductive layer 37 can be formed in the step of forming the first electrode 32, the piezoelectric layer 34, and the second electrode 36, respectively. A voltage is not applied to the piezoelectric layer 34 by the conductive layers 33 and 37. For example, the first conductive layer 33 is electrically separated from the first electrode 32, and the second conductive layer 37 is electrically separated from the second electrode 36. In the example illustrated in FIG. 8, the second conductive layer 37 is electrically connected to the terminal 80, but the second conductive layer 37 may be electrically separated from the terminal 80.

図9は、圧電駆動装置100を説明するための等価回路を示す図である。圧電素子30は、3つのグループに分けられる。第1グループは、2つの圧電素子30a,30dを有する。第2グループは、2つの圧電素子30b,30cを有する。第3グループは、1つの圧電素子30eのみを有する。図9に示すように、第1グループの圧電素子30a,30dは、互いに並列に接続され、駆動回路110に接続されている。第2グループの圧電素子30b,30cは、互いに並列に接続され、駆動回路110に接続されている。第3グループの圧電素子30eは、単独で駆動回路110に接続されている。   FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit for explaining the piezoelectric driving device 100. The piezoelectric elements 30 are divided into three groups. The first group has two piezoelectric elements 30a and 30d. The second group has two piezoelectric elements 30b and 30c. The third group has only one piezoelectric element 30e. As shown in FIG. 9, the first group of piezoelectric elements 30 a and 30 d are connected in parallel to each other and connected to the drive circuit 110. The second group of piezoelectric elements 30 b and 30 c are connected in parallel to each other and connected to the drive circuit 110. The third group of piezoelectric elements 30e are connected to the drive circuit 110 independently.

駆動回路110は、5つの圧電素子30a,30b,30c,30d,30eのうちの所定の圧電素子、例えば、圧電素子30a,30d,30eの第1電極32と第2電極36との間に周期的に変化する交流電圧または脈流電圧を印加する。これにより、圧電駆動装置100は、振動体部12を超音波振動させて、接触部20に接触するローター(被駆動部材)を所定の回転方向に回転させることができる。ここで、「脈流電圧」とは、交流電圧にDCオフセットを付加した電圧を意味し、脈流電圧の電圧(電界)の向きは、一方の電極から他方の電極に向かう一方向である。   The drive circuit 110 has a period between predetermined electrodes of the five piezoelectric elements 30a, 30b, 30c, 30d, and 30e, for example, the first electrode 32 and the second electrode 36 of the piezoelectric elements 30a, 30d, and 30e. An alternating voltage or a pulsating voltage that changes with time is applied. Thereby, the piezoelectric driving device 100 can rotate the rotor (driven member) in contact with the contact portion 20 in a predetermined rotation direction by ultrasonically vibrating the vibrating body portion 12. Here, the “pulsating voltage” means a voltage obtained by adding a DC offset to an AC voltage, and the direction of the voltage (electric field) of the pulsating voltage is one direction from one electrode to the other electrode.

なお、電流の向きは、第1電極32から第2電極36に向かうよりも第2電極36から第1電極32に向かう方が好ましい。また、圧電素子30b,30c,30eの電極32,36間に交流電圧または脈流電圧を印加することにより、接触部20に接触するローターを逆方向に回転させることができる。   The direction of the current is preferably from the second electrode 36 to the first electrode 32 rather than from the first electrode 32 to the second electrode 36. Moreover, the rotor which contacts the contact part 20 can be rotated in a reverse direction by applying an alternating voltage or a pulsating current voltage between the electrodes 32 and 36 of the piezoelectric elements 30b, 30c and 30e.

図10は、圧電駆動装置100の端子80と駆動回路110との電気的な接続方法を説明するため図である。なお、便宜上、図10では、圧電振動体101,102を簡略化して図示している。   FIG. 10 is a diagram for explaining an electrical connection method between the terminal 80 of the piezoelectric driving device 100 and the driving circuit 110. For convenience, in FIG. 10, the piezoelectric vibrators 101 and 102 are shown in a simplified manner.

端子80は、図10に示すように、フレキシブル基板(外部配線)120と、圧電振動体101,102の配線層52と、を電気的に接続する。具体的には、フレキシブル基板120は、絶縁基板122と、絶縁基板122に設けられた配線層124と、を有し、端子80は、配線層52と配線層124とを電気的に接続する。配線層124は、例えば、金層、銅層である。なお、端子82,84,86においても、端子80と同様に、フレキシブル基板(外部配線)120と、圧電振動体101,102の配線層52と、を接続する。フレキシブル基板120は、端子80と駆動回路110とを電気的に接続する。   As shown in FIG. 10, the terminal 80 electrically connects the flexible substrate (external wiring) 120 and the wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102. Specifically, the flexible substrate 120 includes an insulating substrate 122 and a wiring layer 124 provided on the insulating substrate 122, and the terminal 80 electrically connects the wiring layer 52 and the wiring layer 124. The wiring layer 124 is, for example, a gold layer or a copper layer. As with the terminal 80, the terminals 82, 84, and 86 also connect the flexible substrate (external wiring) 120 and the wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102. The flexible substrate 120 electrically connects the terminal 80 and the drive circuit 110.

フレキシブル基板120と圧電振動体101,102とは、図10に示すように、例えば、接着剤3によって接合されている。接着剤3は、端子80,82,84,86の周囲
であって、フレキシブル基板120と圧電振動体101,102との間に設けられている。接着剤3は、例えば、絶縁性である。
As shown in FIG. 10, the flexible substrate 120 and the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 are bonded together by, for example, an adhesive 3. The adhesive 3 is provided around the terminals 80, 82, 84, 86 and between the flexible substrate 120 and the piezoelectric vibrators 101, 102. The adhesive 3 is insulative, for example.

図11は、圧電駆動装置100の振動体部12の動作を説明するための図である。圧電駆動装置100の接触部20は、図11に示すように、被駆動部材としてのローター4の外周に接触している。駆動回路110は、圧電素子30a,30dの電極32,36間に交流電圧または脈流電圧を印加する。これにより、圧電素子30a,30dは、矢印xの方向に伸縮する。これに応じて、振動体部12は、振動体部12の平面内で屈曲振動(例えば、圧電素子30に電圧が印加されていない状態での振動体部12の短手方向に沿って屈曲振動)して蛇行形状(S字形状)に変形する。さらに、駆動回路110は、圧電素子30eの電極32,36間に交流電圧または脈流電圧を印加する。これにより、圧電素子30eは、矢印yの方向に伸縮する。これにより、振動体部12は、振動体部12の平面内で縦振動(例えば、圧電素子30に電圧が印加されていない状態での振動体部12の長手方向に沿って縦振動)する。上記のような振動体部12の屈曲振動および縦振動によって、接触部20は、矢印zのように楕円運動する。その結果、ローター4は、その中心4aの周りに所定の方向R(図示の例では時計回り方向)に回転する。   FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the vibrating body 12 of the piezoelectric driving device 100. As shown in FIG. 11, the contact portion 20 of the piezoelectric drive device 100 is in contact with the outer periphery of the rotor 4 as a driven member. The drive circuit 110 applies an alternating voltage or a pulsating voltage between the electrodes 32 and 36 of the piezoelectric elements 30a and 30d. Thereby, the piezoelectric elements 30a and 30d expand and contract in the direction of the arrow x. In response to this, the vibrating body portion 12 is bent and vibrated along the short direction of the vibrating body portion 12 in a state where no voltage is applied to the piezoelectric element 30 in the plane of the vibrating body portion 12. ) To deform into a meandering shape (S-shape). Furthermore, the drive circuit 110 applies an alternating voltage or a pulsating voltage between the electrodes 32 and 36 of the piezoelectric element 30e. Thereby, the piezoelectric element 30e expands and contracts in the direction of the arrow y. Thereby, the vibrating body portion 12 vibrates longitudinally in the plane of the vibrating body portion 12 (for example, longitudinal vibration along the longitudinal direction of the vibrating body portion 12 in a state where no voltage is applied to the piezoelectric element 30). Due to the bending vibration and longitudinal vibration of the vibrating body portion 12 as described above, the contact portion 20 moves elliptically as indicated by an arrow z. As a result, the rotor 4 rotates around the center 4a in a predetermined direction R (clockwise direction in the illustrated example).

なお、駆動回路110が、圧電素子30b,30c,30eの電極32,36間に交流電圧または脈流電圧を印加する場合には、ローター4は、方向Rとは反対方向(反時計回り方向)に回転する。   When the drive circuit 110 applies an AC voltage or a pulsating voltage between the electrodes 32 and 36 of the piezoelectric elements 30b, 30c, and 30e, the rotor 4 is in a direction opposite to the direction R (counterclockwise direction). Rotate to.

また、振動体部12の屈曲振動の共振周波数と縦振動の共振周波数とは、同じであることが好ましい。これにより、圧電駆動装置100は、効率よくローター4を回転させることができる。   Moreover, it is preferable that the resonance frequency of the bending vibration and the resonance frequency of the longitudinal vibration of the vibrating body 12 are the same. Thereby, the piezoelectric drive device 100 can rotate the rotor 4 efficiently.

図11に示すように、本実施形態に係るモーター130は、本発明に係る圧電駆動装置(図示の例では圧電駆動装置100)と、圧電駆動装置100によって回転されるローター4と、を含む。   As shown in FIG. 11, the motor 130 according to the present embodiment includes the piezoelectric driving device (piezoelectric driving device 100 in the illustrated example) according to the present invention and the rotor 4 rotated by the piezoelectric driving device 100.

圧電駆動装置100は、例えば、以下の特徴を有する。   The piezoelectric drive device 100 has the following features, for example.

圧電駆動装置100では、端子80,82,84,86は、圧電振動体101,102の配線層52の側面52aに接続され、かつ、圧電振動体101,102の基板10の側面10cよりも外側に突出するように設けられている。そのため、圧電駆動装置100では、外部配線としてフレキシブル基板120を用いて、例えば、駆動回路110と配線層52とを電気的に接続させることができる。これにより、圧電駆動装置100では、ジャンパー線を用いて駆動回路110と配線層52とを電気的に接続させる場合に比べて、小型化を図ることができる。さらに、圧電駆動装置100では、外部配線の引き回しを簡略化させることができ、駆動回路110と配線層52との電気的な接続を容易に行うことができる。例えば、ジャンパー線を用いて駆動回路110と配線層52とを電気的に接続させる場合では、複数の圧電振動体を積層させる場合に、ジャンパー線を引き回すための空間が必要となり、装置が大型化する場合がある。   In the piezoelectric driving device 100, the terminals 80, 82, 84, 86 are connected to the side surface 52 a of the wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101, 102 and are outside the side surface 10 c of the substrate 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101, 102. It is provided so as to protrude. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, for example, the driving circuit 110 and the wiring layer 52 can be electrically connected by using the flexible substrate 120 as the external wiring. Thereby, in the piezoelectric drive device 100, compared with the case where the drive circuit 110 and the wiring layer 52 are electrically connected using a jumper wire, size reduction can be achieved. Furthermore, in the piezoelectric driving device 100, the routing of the external wiring can be simplified, and the electrical connection between the driving circuit 110 and the wiring layer 52 can be easily performed. For example, in the case where the drive circuit 110 and the wiring layer 52 are electrically connected using a jumper wire, a space for routing the jumper wire is required when a plurality of piezoelectric vibrators are stacked, and the apparatus is increased in size. There is a case.

圧電駆動装置100では、端子80,82,84,86は、無電解めっき層である。そのため、圧電駆動装置100では、例えば触媒としてのパラジウムを配線層52の側面52aに選択的に付着させて、端子80〜86を選択的に形成することができる。これにより、圧電駆動装置100では、例えば、基板10がウェハー状態であっても、容易に端子80〜86を形成することができる。また、第1圧電振動体101の基板10と第2圧電振動体102の基板10との間の距離が20μm程度と小さくても、容易に端子80〜86を形成することができる。例えばスパッタ法などにより端子80〜86を形成する場合
は、基板10の厚さ方向と直交する方向からスパッタを行う必要があり、容易に端子80〜86を形成することができない場合がある。
In the piezoelectric driving device 100, the terminals 80, 82, 84, 86 are electroless plating layers. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, for example, palladium as a catalyst can be selectively attached to the side surface 52 a of the wiring layer 52 to selectively form the terminals 80 to 86. Thereby, in the piezoelectric drive device 100, for example, even if the substrate 10 is in a wafer state, the terminals 80 to 86 can be easily formed. Further, even if the distance between the substrate 10 of the first piezoelectric vibrator 101 and the substrate 10 of the second piezoelectric vibrator 102 is as small as about 20 μm, the terminals 80 to 86 can be easily formed. For example, when the terminals 80 to 86 are formed by sputtering or the like, it is necessary to perform sputtering from a direction orthogonal to the thickness direction of the substrate 10, and the terminals 80 to 86 may not be easily formed.

さらに、無電解めっき層は、液に浸すだけで形成されることができる。そのため、圧電駆動装置100では、端子80〜86を形成することによって、配線層52にダメージが与えられることを抑制することができる。また、圧電駆動装置100では、例えば、低コストで、端子80〜86を形成することができる。   Furthermore, the electroless plating layer can be formed simply by immersing in a liquid. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, it is possible to prevent the wiring layer 52 from being damaged by forming the terminals 80 to 86. In the piezoelectric driving device 100, the terminals 80 to 86 can be formed at a low cost, for example.

さらに、圧電駆動装置100では、例えば、端子としてAgペーストを用いた場合に比べて、抵抗を低くすることができる。例えば、Agペーストの比抵抗は、2Ωcmであり、無電解めっきで層である端子80〜86のNi−P層の比抵抗は、0.7Ωcmである。   Furthermore, in the piezoelectric driving device 100, for example, the resistance can be lowered as compared with the case where Ag paste is used as a terminal. For example, the specific resistance of the Ag paste is 2 Ωcm, and the specific resistance of the Ni—P layers of the terminals 80 to 86 that are layers formed by electroless plating is 0.7 Ωcm.

圧電駆動装置100では、第1圧電振動体101の基板10と配線層52との間に設けられた第1絶縁部44と、第2圧電振動体102の基板10と配線層52との間に設けられた第2絶縁部46と、含み、端子80〜86は、絶縁部44,46の側面40a,42aに接続されている。そのため、圧電駆動装置100では、配線層52の側面52aから無電解めっき層である端子80〜86が等方的に成長した場合に、絶縁部44,46によって、端子80〜86が圧電振動体101,102の基板10と接触することを抑制することができる。これにより、圧電駆動装置100では、圧電振動体101,102の基板10間で、端子80〜86を介してリーク電流が流れることを抑制することができる。   In the piezoelectric driving device 100, the first insulating portion 44 provided between the substrate 10 and the wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the substrate 10 and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 are interposed. The provided second insulating portion 46 and the terminals 80 to 86 are connected to the side surfaces 40 a and 42 a of the insulating portions 44 and 46. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, when the terminals 80 to 86 that are electroless plating layers are isotropically grown from the side surface 52 a of the wiring layer 52, the terminals 80 to 86 are made to be piezoelectric vibrating bodies by the insulating portions 44 and 46. Contact with the substrate 10 of 101, 102 can be suppressed. Thereby, in the piezoelectric drive device 100, it is possible to suppress leakage current from flowing between the substrates 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 via the terminals 80 to 86.

圧電駆動装置100では、基板10は、シリコン基板11aと、シリコン基板11a上に設けられた絶縁層である下地層11bと、から構成されている。そのため、圧電駆動装置100では、仮に端子80〜86が基板10に接触したとしても、圧電振動体101,102の基板10間で、端子80〜86を介してリーク電流が流れることを抑制することができる。   In the piezoelectric driving device 100, the substrate 10 includes a silicon substrate 11a and a base layer 11b that is an insulating layer provided on the silicon substrate 11a. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, even if the terminals 80 to 86 are in contact with the substrate 10, the leakage current is prevented from flowing between the substrates 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 via the terminals 80 to 86. Can do.

なお、基板10は、高抵抗シリコン(例えば10000Ωcmを超えるシリコン)からなるシリコン基板11aのみから構成されていてもよい。この場合においても、圧電振動体101,102の基板10間で、端子80〜86を介してリーク電流が流れることを抑制することができる。ただし、高抵抗シリコンを用いる場合は、通常のシリコン基板を用いる場合に比べて、コストが高くなる。   The substrate 10 may be composed only of a silicon substrate 11a made of high resistance silicon (for example, silicon exceeding 10,000 Ωcm). Even in this case, it is possible to suppress leakage current from flowing between the substrates 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 via the terminals 80 to 86. However, when high resistance silicon is used, the cost is higher than when a normal silicon substrate is used.

圧電駆動装置100では、フレキシブル基板120と圧電振動体101,102とは、絶縁性である接着剤3によって接合されている。そのため、圧電駆動装置100では、圧電振動体101,102の基板10間で、端子80〜86を介してリーク電流が流れることを抑制することができる。   In the piezoelectric driving device 100, the flexible substrate 120 and the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 are joined by an adhesive 3 that is insulative. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, it is possible to suppress a leak current from flowing between the substrates 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 via the terminals 80 to 86.

圧電駆動装置100では、端子80〜86は、Ni−P層を覆うように設けられた金層を有する。そのため、フレキシブル基板120の配線層124の材質が金である場合に、金属結合(Au−Au結合)によって、端子80〜86と、フレキシブル基板120と、を接合することができる。さらに、圧電駆動装置100では、例えば、Au−Au結合および接着剤3によって、フレキシブル基板120と圧電振動体101,102とを強固に接合させることができる。したがって、圧電駆動装置100では、振動体部12の振動によって、フレキシブル基板120と圧電振動体101,102との接続が切断させることを抑制することができる。よって、圧電駆動装置100は、高い信頼性を有することができる。また、圧電駆動装置100では、品質を向上させることができる。   In the piezoelectric driving device 100, the terminals 80 to 86 have a gold layer provided so as to cover the Ni—P layer. Therefore, when the material of the wiring layer 124 of the flexible substrate 120 is gold, the terminals 80 to 86 and the flexible substrate 120 can be joined by metal bonding (Au—Au bonding). Furthermore, in the piezoelectric driving device 100, the flexible substrate 120 and the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 can be firmly bonded by, for example, the Au—Au bond and the adhesive 3. Therefore, in the piezoelectric driving device 100, it is possible to prevent the connection between the flexible substrate 120 and the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 from being broken by the vibration of the vibrating body portion 12. Therefore, the piezoelectric drive device 100 can have high reliability. Moreover, in the piezoelectric drive device 100, quality can be improved.

圧電駆動装置100では、端子80〜86は、Ni−P層と金層との間に設けられたパ
ラジウム層を有する。そのため、圧電駆動装置100では、パラジウム層によって、Ni−P層と金層との間の拡散を抑制することができる。
In the piezoelectric driving device 100, the terminals 80 to 86 have a palladium layer provided between the Ni-P layer and the gold layer. Therefore, in the piezoelectric drive device 100, the diffusion between the Ni-P layer and the gold layer can be suppressed by the palladium layer.

2. 圧電駆動装置の製造方法
次に、本実施形態に係る圧電駆動装置100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図12は、本実施形態に係る圧電駆動装置100の製造方法を説明するためのフローチャートである。図13〜図15は、本実施形態に係る圧電駆動装置100の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図13および図14は、図7と同じ断面を示し、図15は、図8と同じ断面を示している。
2. Next, a method for manufacturing the piezoelectric drive device 100 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the piezoelectric driving device 100 according to this embodiment. 13 to 15 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the piezoelectric driving device 100 according to this embodiment. 13 and FIG. 14 show the same cross section as FIG. 7, and FIG. 15 shows the same cross section as FIG.

第1圧電振動体101および第2圧電振動体102は、基本的に、同じ製造方法によって形成される。したがって、以下では、図6,13,14を用いて、第1圧電振動体101の製造方法について説明する。第1圧電振動体101の製造方法の説明は、基本的に、第2圧電振動体102の製造方法に適用することができる。   The first piezoelectric vibrating body 101 and the second piezoelectric vibrating body 102 are basically formed by the same manufacturing method. Therefore, a method for manufacturing the first piezoelectric vibrating body 101 will be described below with reference to FIGS. The description of the manufacturing method of the first piezoelectric vibrating body 101 can be basically applied to the manufacturing method of the second piezoelectric vibrating body 102.

図13に示すように、基板10の振動体部12上に第1電極32を形成する(S1)。第1電極32は、例えば、スパッタ法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法などによる成膜、およびパターニング(フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング)により形成される。本工程において、基板10の支持部14上および接続部16,18上に、第1導電層33を形成することができる(図8参照)。なお、基板10は、例えば、シリコン基板11a上に、スパッタ法やCVD法によって下地層11bを形成することによって得られる。   As shown in FIG. 13, the 1st electrode 32 is formed on the vibrating body part 12 of the board | substrate 10 (S1). The first electrode 32 is formed, for example, by sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition), vacuum deposition, or the like, and patterning (patterning by photolithography and etching). In this step, the first conductive layer 33 can be formed on the support portion 14 and the connection portions 16 and 18 of the substrate 10 (see FIG. 8). The substrate 10 is obtained, for example, by forming the base layer 11b on the silicon substrate 11a by sputtering or CVD.

なお、基板10は、ウェハー状態であってもよい。すなわち、図示はしないが、基板10の周囲に、枠部が設けられ、基板10は、被切断部を介して枠部に接続されていてもよい。この場合、基板10、枠部、および被切断部は、一体的に設けられている。   The substrate 10 may be in a wafer state. That is, although not illustrated, a frame portion may be provided around the substrate 10, and the substrate 10 may be connected to the frame portion via the cut portion. In this case, the board | substrate 10, the frame part, and the to-be-cut part are provided integrally.

次に、第1電極32上に圧電体層34を形成する(S2)。圧電体層34、例えば、液相法による前駆体層の形成と該前駆体層の結晶化とを繰り返した後、パターニングすることによって形成される。液相法とは、薄膜(圧電体層)の構成材料を含む原料液を用いて薄膜材料を成膜する方法であり、具体的には、ゾルゲル法やMOD(Metal Organic Deposition)法などである。結晶化は、酸素雰囲気において、700℃〜800℃の熱処理により行われる。本工程において、第1導電層33上に絶縁層35を形成することができる(図8参照)。   Next, the piezoelectric layer 34 is formed on the first electrode 32 (S2). The piezoelectric layer 34 is formed, for example, by repeating the formation of a precursor layer by a liquid phase method and the crystallization of the precursor layer, followed by patterning. The liquid phase method is a method of forming a thin film material using a raw material liquid containing a constituent material of a thin film (piezoelectric layer), and specifically, a sol-gel method, a MOD (Metal Organic Deposition) method, or the like. . Crystallization is performed by heat treatment at 700 ° C. to 800 ° C. in an oxygen atmosphere. In this step, the insulating layer 35 can be formed on the first conductive layer 33 (see FIG. 8).

次に、圧電体層34に第2電極36を形成する(S3)。第2電極36は、例えば、第1電極32と同じ方法で形成される。なお、図示はしないが、第2電極36のパターニングと圧電体層34のパターニングとは、同一の工程として行われてもよい。本工程において、絶縁層35上に、第2導電層37を形成することができる(図8参照)。   Next, the second electrode 36 is formed on the piezoelectric layer 34 (S3). The second electrode 36 is formed by the same method as the first electrode 32, for example. Although not shown, the patterning of the second electrode 36 and the patterning of the piezoelectric layer 34 may be performed as the same process. In this step, the second conductive layer 37 can be formed on the insulating layer 35 (see FIG. 8).

以上の工程により、基板10の振動体部12上に、圧電素子30を形成することができる。   Through the above steps, the piezoelectric element 30 can be formed on the vibrating body portion 12 of the substrate 10.

図14に示すように、圧電素子30を覆うように、無機絶縁層41aおよび有機絶縁層41bを有する絶縁層40を形成する(S4)。無機絶縁層41aおよび有機絶縁層41bは、例えば、スピンコート法、CVD法によって形成される。次に、絶縁層40をパターニングして、コンタクトホール40bを形成する。   As shown in FIG. 14, the insulating layer 40 having the inorganic insulating layer 41a and the organic insulating layer 41b is formed so as to cover the piezoelectric element 30 (S4). The inorganic insulating layer 41a and the organic insulating layer 41b are formed by, for example, a spin coat method or a CVD method. Next, the insulating layer 40 is patterned to form contact holes 40b.

次に、第2電極36上および絶縁層40上に、配線層50を形成する(S5)。配線層50は、例えば、めっき(電界めっき)法や、スパッタ法による成膜およびパターニング
などによって形成される。
Next, the wiring layer 50 is formed on the second electrode 36 and the insulating layer 40 (S5). The wiring layer 50 is formed, for example, by plating (electroplating), film formation by sputtering, patterning, or the like.

次に、配線層50を覆うように、無電解めっき層51を形成する(S6)。無電解めっき層51は、無電解めっき法によって形成される。具体的には、触媒としてのパラジウムを選択的に配線層50の表面に付着させた後、無電解めっき法により、配線層50の表面に選択的に無電解めっき層51を形成する。   Next, an electroless plating layer 51 is formed so as to cover the wiring layer 50 (S6). The electroless plating layer 51 is formed by an electroless plating method. Specifically, palladium as a catalyst is selectively attached to the surface of the wiring layer 50, and then the electroless plating layer 51 is selectively formed on the surface of the wiring layer 50 by an electroless plating method.

図6に示すように、無電解めっき層51を覆うように、絶縁層42,43を形成する(S7)。具体的には、絶縁層42を形成した後に、絶縁層43を形成する。絶縁層42,43は、例えば、スピンコート法、CVD法によって形成される。絶縁層42,43の材質が感光性の材料である場合、絶縁層42,43を、エッチングすることなく、露光、現像、およびベークによってパターニングすることができる。例えば、絶縁層42,43をベークする場合に、無電解めっき層51によって配線層50が酸化されることを抑制することができる。なお、絶縁層42,43の材質が感光性の材料でない場合は、絶縁層42,43を、フォトリソグラフィーおよびエッチングによってパターニングする。   As shown in FIG. 6, insulating layers 42 and 43 are formed so as to cover the electroless plating layer 51 (S7). Specifically, the insulating layer 43 is formed after the insulating layer 42 is formed. The insulating layers 42 and 43 are formed by, for example, spin coating or CVD. When the material of the insulating layers 42 and 43 is a photosensitive material, the insulating layers 42 and 43 can be patterned by exposure, development, and baking without etching. For example, when the insulating layers 42 and 43 are baked, the wiring layer 50 can be prevented from being oxidized by the electroless plating layer 51. In addition, when the material of the insulating layers 42 and 43 is not a photosensitive material, the insulating layers 42 and 43 are patterned by photolithography and etching.

以上の工程により、絶縁層40,42を有する絶縁部44,46(図8参照)を形成することができる。   Through the above steps, insulating portions 44 and 46 (see FIG. 8) having the insulating layers 40 and 42 can be formed.

次に、電極32,36上および絶縁層42上に、配線層52を形成する(S8)。配線層52は、例えば、配線層50と同じ方法で形成される。   Next, the wiring layer 52 is formed on the electrodes 32 and 36 and the insulating layer 42 (S8). The wiring layer 52 is formed by the same method as the wiring layer 50, for example.

以上の工程により、第1圧電振動体101および第2圧電振動体102を形成することができる。なお、基板10がウェハー状態である場合、第1圧電振動体101と第2圧電振動体102とは、別々のウェハーに形成されてもよい。   Through the above steps, the first piezoelectric vibrating body 101 and the second piezoelectric vibrating body 102 can be formed. When the substrate 10 is in a wafer state, the first piezoelectric vibrating body 101 and the second piezoelectric vibrating body 102 may be formed on separate wafers.

図7に示すように、第1圧電振動体101の基板10の第1面10aと、第2圧電振動体102の基板10の第1面10aとが対向するように、第1圧電振動体101と第2圧電振動体102とを接合させる(S9)。具体的には、第1圧電振動体101の配線層52と、第2圧電振動体102の配線層52と、を接着剤2を介して接合する。   As shown in FIG. 7, the first piezoelectric vibrating body 101 so that the first surface 10 a of the substrate 10 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the first surface 10 a of the substrate 10 of the second piezoelectric vibrating body 102 face each other. And the second piezoelectric vibrator 102 are joined (S9). Specifically, the wiring layer 52 of the first piezoelectric vibrating body 101 and the wiring layer 52 of the second piezoelectric vibrating body 102 are bonded via the adhesive 2.

図15に示すように、配線層52の側面52aに、無電解めっき法の触媒としてのパラジウムPを選択的に付着する(S10)。パラジウムPは、例えば、公知の方法により、付着される。   As shown in FIG. 15, palladium P as a catalyst of the electroless plating method is selectively attached to the side surface 52a of the wiring layer 52 (S10). Palladium P is deposited by, for example, a known method.

図8に示すように、配線層52の側面52aに端子80,82,84,86を形成する(S11)。具体的には、側面52aのパラジウムPが付着している部分に、選択的に端子80〜86を形成する。端子80〜86は、無電解めっき法により形成される。端子80〜86がNi−P層、パラジウム層、および金層を有する場合、のNi−P層は、例えば、ニッケル層を次亜リン酸で還元することにより形成される(還元型無電解めっき法により形成される)。パラジウム層および金層は、例えば、置換型無電解めっき法により形成される。   As shown in FIG. 8, terminals 80, 82, 84, 86 are formed on the side surface 52a of the wiring layer 52 (S11). Specifically, terminals 80 to 86 are selectively formed on the portion of the side surface 52a where palladium P is attached. Terminals 80 to 86 are formed by an electroless plating method. When the terminals 80 to 86 have a Ni—P layer, a palladium layer, and a gold layer, the Ni—P layer is formed by, for example, reducing the nickel layer with hypophosphorous acid (reduced electroless plating). Formed by the law). The palladium layer and the gold layer are formed by, for example, a substitutional electroless plating method.

工程(S11)では、端子80〜86は、圧電振動体101,102の配線層52の側面52aに接続され、圧電振動体101,102の基板10の側面10cよりも外側に突出するように形成される。端子80〜86は、絶縁部44,46の側面40a,42aと接続するように形成される。端子80〜86は、圧電振動体101,102の基板10と離間するように形成される。   In the step (S11), the terminals 80 to 86 are connected to the side surface 52a of the wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102, and are formed to protrude outward from the side surface 10c of the substrate 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102. Is done. The terminals 80 to 86 are formed so as to be connected to the side surfaces 40a and 42a of the insulating portions 44 and 46. The terminals 80 to 86 are formed so as to be separated from the substrate 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102.

なお、図示はしないが、基板10がウェハー状態である場合は、工程(S11)の後に
、被切断部をエッチング等により切断して、枠部から基板10を分離させる(チップ化する)。
Although not shown, when the substrate 10 is in a wafer state, after the step (S11), the part to be cut is cut by etching or the like to separate the substrate 10 from the frame part (chip it).

以上の工程により、圧電駆動装置100を製造することができる。   The piezoelectric driving device 100 can be manufactured through the above steps.

圧電駆動装置100の製造方法では、圧電振動体101,102の配線層52の側面52aに接続され、圧電振動体101,102の基板10の側面10cよりも外側に突出するように端子80〜86を形成する工程(S11)を含む。そのため、圧電駆動装置100の製造方法では、小型化を図ることができる圧電駆動装置100を製造することができる。   In the method for manufacturing the piezoelectric driving device 100, the terminals 80 to 86 are connected to the side surface 52 a of the wiring layer 52 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102 and protrude outward from the side surface 10 c of the substrate 10 of the piezoelectric vibrating bodies 101 and 102. Forming (S11). Therefore, in the method for manufacturing the piezoelectric drive device 100, the piezoelectric drive device 100 that can be reduced in size can be manufactured.

3. 圧電駆動装置の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る圧電駆動装置について、図面を参照しながら説明する。図165は、本実施形態の変形例に係る圧電駆動装置200を模式的に示す断面図である。
3. Modified Example of Piezoelectric Drive Device Next, a piezoelectric drive device according to a modified example of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 165 is a cross-sectional view schematically showing a piezoelectric driving device 200 according to a modification of the present embodiment.

以下、本実施形態の変形例に係る圧電駆動装置200において、本実施形態に係る圧電駆動装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   Hereinafter, in the piezoelectric driving device 200 according to the modified example of the present embodiment, members having the same functions as those of the constituent members of the piezoelectric driving device 100 according to the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. To do.

上述した圧電駆動装置100では、図10に示すように、第1圧電振動体101および第2圧電振動体102を、1つずつ含んでいた。これに対し、圧電駆動装置200では、図16に示すように、第1圧電振動体101および第2圧電振動体102の各々を、複数含んでいる。   In the above-described piezoelectric driving device 100, as shown in FIG. 10, the first piezoelectric vibrating body 101 and the second piezoelectric vibrating body 102 are included one by one. In contrast, the piezoelectric driving device 200 includes a plurality of first piezoelectric vibrating bodies 101 and a plurality of second piezoelectric vibrating bodies 102 as shown in FIG.

圧電駆動装置200では、第1圧電振動体101と、第2圧電振動体102と、端子80,82,84,86とは、接合体210を構成している。接合体210は、複数設けられている。図示の例では、接合体210は、2つ設けられている。接合体210は、基板10の厚さ方向に複数積層されている。   In the piezoelectric driving device 200, the first piezoelectric vibrating body 101, the second piezoelectric vibrating body 102, and the terminals 80, 82, 84, 86 constitute a bonded body 210. A plurality of joined bodies 210 are provided. In the illustrated example, two joined bodies 210 are provided. A plurality of bonded bodies 210 are stacked in the thickness direction of the substrate 10.

隣り合う接合体210において、一方の接合体210の第1圧電振動体101の基板10と、他方の接合体210の第2圧電振動体102の基板10とは、接着剤202によって接合されている。接着剤202は、例えば、絶縁性である。   In the adjacent bonded body 210, the substrate 10 of the first piezoelectric vibrating body 101 of one bonded body 210 and the substrate 10 of the second piezoelectric vibrating body 102 of the other bonded body 210 are bonded by an adhesive 202. . The adhesive 202 is insulative, for example.

圧電駆動装置200では、接合体210は、基板10の厚さ方向に複数積層されている。そのため、圧電駆動装置200では、接合体210が1つしか構成されていない場合に比べて、高出力化を図ることができる。   In the piezoelectric driving device 200, a plurality of bonded bodies 210 are stacked in the thickness direction of the substrate 10. Therefore, in the piezoelectric driving device 200, higher output can be achieved as compared with the case where only one bonded body 210 is configured.

さらに、圧電駆動装置200では、接合体210が複数積層されている場合であっても、フレキシブル基板120を用いることができ、外部配線の引き回しを簡略化させることができる。そのため、圧電駆動装置200では、駆動回路110と配線層52との電気的な接続を容易に行うことができる。   Further, in the piezoelectric driving device 200, even when a plurality of bonded bodies 210 are stacked, the flexible substrate 120 can be used, and the routing of external wiring can be simplified. Therefore, in the piezoelectric driving device 200, the electrical connection between the driving circuit 110 and the wiring layer 52 can be easily performed.

4. 圧電駆動装置を用いた装置
本発明に係る圧電駆動装置は、共振を利用することで被駆動体に対して大きな力を与えることができるものであり、各種の装置に適用可能である。本発明に係る圧電駆動装置は、例えば、ロボット(電子部品搬送装置(ICハンドラー)も含む)、投薬用ポンプ、時計のカレンダー送り装置、印刷装置の紙送り機構等の各種の機器における駆動装置として用いることが出来る。以下、代表的な実施の形態について説明する。以下では、本発明に係る圧電駆動装置として、圧電駆動装置100を含む装置について説明する。
4). Device Using Piezoelectric Drive Device The piezoelectric drive device according to the present invention can apply a large force to a driven body by utilizing resonance, and can be applied to various devices. The piezoelectric drive device according to the present invention is, for example, as a drive device in various devices such as a robot (including an electronic component transfer device (IC handler)), a dosing pump, a calendar feeding device for a clock, and a paper feeding mechanism for a printing device. Can be used. Hereinafter, representative embodiments will be described. Hereinafter, an apparatus including the piezoelectric driving apparatus 100 will be described as the piezoelectric driving apparatus according to the present invention.

4.1. ロボット
図17は、圧電駆動装置100を利用したロボット2050を説明するための図である。ロボット2050は、複数本のリンク部2012(「リンク部材」とも呼ぶ)と、それらリンク部2012の間を回動または屈曲可能な状態で接続する複数の関節部2020と、を備えたアーム2010(「腕部」とも呼ぶ)を有している。
4.1. Robot FIG. 17 is a diagram for explaining a robot 2050 using the piezoelectric driving device 100. The robot 2050 includes an arm 2010 (a plurality of link portions 2012 (also referred to as “link members”) and a plurality of joint portions 2020 that connect the link portions 2012 in a rotatable or bendable state. It is also called “arm”.

それぞれの関節部2020には、圧電駆動装置100が内蔵されており、圧電駆動装置100を用いて関節部2020を任意の角度だけ回動または屈曲させることが可能である。アーム2010の先端には、ロボットハンド2000が接続されている。ロボットハンド2000は、一対の把持部2003を備えている。ロボットハンド2000にも圧電駆動装置100が内蔵されており、圧電駆動装置100を用いて把持部2003を開閉して物を把持することが可能である。また、ロボットハンド2000とアーム2010との間にも圧電駆動装置100が設けられており、圧電駆動装置100を用いてロボットハンド2000をアーム2010に対して回転させることも可能である。   Each joint portion 2020 includes a piezoelectric drive device 100, and the joint portion 2020 can be rotated or bent by an arbitrary angle using the piezoelectric drive device 100. A robot hand 2000 is connected to the tip of the arm 2010. The robot hand 2000 includes a pair of grip portions 2003. The robot hand 2000 also has a built-in piezoelectric driving device 100, and the piezoelectric driving device 100 can be used to open and close the gripping unit 2003 to grip an object. Further, the piezoelectric driving device 100 is also provided between the robot hand 2000 and the arm 2010, and the robot hand 2000 can be rotated with respect to the arm 2010 using the piezoelectric driving device 100.

図18は、図17に示したロボット2050の手首部分を説明するための図である。手首の関節部2020は、手首回動部2022を挟持しており、手首回動部2022に手首のリンク部2012が、手首回動部2022の中心軸O周りに回動可能に取り付けられている。手首回動部2022は、圧電駆動装置100を備えており、圧電駆動装置100は、手首のリンク部2012およびロボットハンド2000を中心軸O周りに回動させる。ロボットハンド2000には、複数の把持部2003が立設されている。把持部2003の基端部はロボットハンド2000内で移動可能となっており、この把持部2003の根元の部分に圧電駆動装置100が搭載されている。このため、圧電駆動装置100を動作させることで、把持部2003を移動させて対象物を把持することができる。なお、ロボットとしては、単腕のロボットに限らず、腕の数が2以上の多腕ロボットにも圧電駆動装置100を適用可能である。   FIG. 18 is a view for explaining a wrist portion of the robot 2050 shown in FIG. The wrist joint portion 2020 sandwiches the wrist rotating portion 2022, and the wrist link portion 2012 is attached to the wrist rotating portion 2022 so as to be rotatable around the central axis O of the wrist rotating portion 2022. . The wrist rotation unit 2022 includes the piezoelectric driving device 100, and the piezoelectric driving device 100 rotates the wrist link unit 2012 and the robot hand 2000 around the central axis O. The robot hand 2000 is provided with a plurality of gripping units 2003. The proximal end portion of the grip portion 2003 is movable in the robot hand 2000, and the piezoelectric drive device 100 is mounted on the base portion of the grip portion 2003. For this reason, by operating the piezoelectric driving device 100, the gripping portion 2003 can be moved to grip the target. The robot is not limited to a single-arm robot, and the piezoelectric drive device 100 can be applied to a multi-arm robot having two or more arms.

ここで、手首の関節部2020やロボットハンド2000の内部には、圧電駆動装置100の他に、力覚センサーやジャイロセンサー等の各種装置に電力を供給する電力線や、信号を伝達する信号線等が含まれ、非常に多くの配線が必要になる。したがって、関節部2020やロボットハンド2000の内部に配線を配置することは非常に困難だった。しかしながら、圧電駆動装置100は、通常の電動モーターよりも駆動電流を小さくできるので、関節部2020(特に、アーム2010の先端の関節部)やロボットハンド2000のような小さな空間でも配線を配置することが可能になる。   Here, in the wrist joint 2020 and the robot hand 2000, in addition to the piezoelectric drive device 100, a power line for supplying power to various devices such as a force sensor and a gyro sensor, a signal line for transmitting a signal, and the like And requires a lot of wiring. Therefore, it is very difficult to arrange wiring inside the joint portion 2020 and the robot hand 2000. However, since the piezoelectric drive device 100 can reduce the drive current as compared with a normal electric motor, wiring can be arranged even in a small space such as the joint portion 2020 (particularly, the joint portion at the tip of the arm 2010) or the robot hand 2000. Is possible.

4.2. ポンプ
図19は、圧電駆動装置100を利用した送液ポンプ2200の一例を示す説明するための図である。送液ポンプ2200は、ケース2230内に、リザーバー2211と、チューブ2212と、圧電駆動装置100と、ローター2222と、減速伝達機構2223と、カム2202と、複数のフィンガー2213,2214,2215,2216,2217,2218,2219と、を含む。
4.2. Pump FIG. 19 is a diagram for explaining an example of a liquid feed pump 2200 using the piezoelectric driving device 100. The liquid feed pump 2200 includes a reservoir 2211, a tube 2212, a piezoelectric driving device 100, a rotor 2222, a deceleration transmission mechanism 2223, a cam 2202, a plurality of fingers 2213, 2214, 2215, 2216, and a case 2230. 2217, 2218, 2219.

リザーバー2211は、輸送対象である液体を収容するための収容部である。チューブ2212は、リザーバー2211から送り出される液体を輸送するための管である。圧電駆動装置100の接触部20は、ローター2222の側面に押し付けた状態で設けられており、圧電駆動装置100がローター2222を回転駆動する。ローター2222の回転力は減速伝達機構2223を介してカム2202に伝達される。フィンガー2213から2219はチューブ2212を閉塞させるための部材である。カム2202が回転すると、カム2202の突起部2202Aによってフィンガー2213から2219が順番に放
射方向外側に押される。フィンガー2213から2219は、輸送方向上流側(リザーバー2211側)から順にチューブ2212を閉塞する。これにより、チューブ2212内の液体が順に下流側に輸送される。こうすれば、ごく僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ2200を実現することができる。
The reservoir 2211 is a storage unit for storing a liquid to be transported. The tube 2212 is a tube for transporting the liquid sent out from the reservoir 2211. The contact portion 20 of the piezoelectric driving device 100 is provided in a state of being pressed against the side surface of the rotor 2222, and the piezoelectric driving device 100 rotates the rotor 2222. The rotational force of the rotor 2222 is transmitted to the cam 2202 via the deceleration transmission mechanism 2223. Fingers 2213 to 2219 are members for closing the tube 2212. When the cam 2202 rotates, the fingers 2213 to 2219 are sequentially pushed outward in the radial direction by the protrusion 2202A of the cam 2202. The fingers 2213 to 2219 close the tube 2212 in order from the upstream side in the transport direction (reservoir 2211 side). Thereby, the liquid in the tube 2212 is transported to the downstream side in order. In this way, it is possible to realize a small liquid feed pump 2200 that can feed a very small amount with high accuracy.

なお、各部材の配置は図示されたものには限られない。また、フィンガーなどの部材を備えず、ローター2222に設けられたボールなどがチューブ2212を閉塞する構成であってもよい。上記のような送液ポンプ2200は、インシュリンなどの薬液を人体に投与する投薬装置などに活用できる。ここで、圧電駆動装置100を用いることにより、通常の電動モーターよりも駆動電流を小さくできるので、投薬装置の消費電力を抑制することができる。したがって、投薬装置を電池駆動する場合は、特に有効である。   In addition, arrangement | positioning of each member is not restricted to what was illustrated. Further, a member such as a finger may not be provided, and a ball or the like provided on the rotor 2222 may close the tube 2212. The liquid feed pump 2200 as described above can be used for a medication device that administers a drug solution such as insulin to the human body. Here, since the drive current can be made smaller than that of a normal electric motor by using the piezoelectric drive device 100, the power consumption of the dosing device can be suppressed. Therefore, it is particularly effective when the medication apparatus is battery-driven.

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。   The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, it is possible to appropriately combine each embodiment and each modification.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

2,3…接着剤、4…ローター、4a…中心、10…基板、10a…第1面、10b…第2面、10c…第3面、11a…シリコン基板、11b…下地層、12…振動体部、12a…凹部、14…支持部、14a…辺、16…第1接続部、18…第2接続部、20…接触部、30,30a,30b,30c,30d,30e…圧電素子、32…第1電極、33…第1導電層、34…圧電体層、35…絶縁層、36…第2電極、37…第2導電層、40…絶縁層、40a…側面、40b…コンタクトホール、42…絶縁層、42a…側面、42b…コンタクトホール、43…絶縁層、44…第1絶縁部、46…第2絶縁部、50…配線層、51…無電解めっき層、52…配線層、52a,52b…側面、53a…第1部分、53b…第2部分、53c…第3部分、53d…第4部分、80,82,84,86…端子、100…圧電駆動装置、101…第1圧電振動体、102…第2圧電振動体、110…駆動回路、120…フレキシブル基板、122…絶縁基板、124…配線層、130…モーター、200…圧電駆動装置、202…接着剤、210…接合体、2000…ロボットハンド、2003…把持部、2010…アーム、2012…リンク部、2020…関節部、2050…ロボット、2200…送液ポンプ、2202…カム、2202A…突起部、2211…リザーバー、2212…チューブ、2213,2214,2215,2216,2217,2218,2219…フィンガー、2222…ローター、2223…減速伝達機構、2230…ケース 2, 3 ... Adhesive, 4 ... Rotor, 4a ... Center, 10 ... Substrate, 10a ... First surface, 10b ... Second surface, 10c ... Third surface, 11a ... Silicon substrate, 11b ... Underlayer, 12 ... Vibration Body part, 12a ... concave part, 14 ... support part, 14a ... side, 16 ... first connection part, 18 ... second connection part, 20 ... contact part, 30, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e ... piezoelectric element, 32 ... 1st electrode, 33 ... 1st conductive layer, 34 ... Piezoelectric layer, 35 ... Insulating layer, 36 ... 2nd electrode, 37 ... 2nd conductive layer, 40 ... Insulating layer, 40a ... Side surface, 40b ... Contact hole 42 ... Insulating layer, 42a ... Side face, 42b ... Contact hole, 43 ... Insulating layer, 44 ... First insulating part, 46 ... Second insulating part, 50 ... Wiring layer, 51 ... Electroless plating layer, 52 ... Wiring layer 52a, 52b ... side face, 53a ... first part, 53b ... second part, 3c ... third portion, 53d ... fourth portion, 80, 82, 84, 86 ... terminal, 100 ... piezoelectric drive device, 101 ... first piezoelectric vibrator, 102 ... second piezoelectric vibrator, 110 ... drive circuit, 120 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Flexible substrate, 122 ... Insulating substrate, 124 ... Wiring layer, 130 ... Motor, 200 ... Piezoelectric drive device, 202 ... Adhesive, 210 ... Assembly, 2000 ... Robot hand, 2003 ... Holding part, 2010 ... Arm, 2012 ... Link part, 2020 ... joint part, 2050 ... robot, 2200 ... liquid feed pump, 2202 ... cam, 2202A ... projection, 2211 ... reservoir, 2212 ... tube, 2213, 2214, 2215, 2216, 2217, 2218, 2219 ... finger 2222 ... Rotor, 2223 ... Deceleration transmission mechanism, 2230 ... Case

Claims (11)

第1基板、前記第1基板の第1面に設けられた第1圧電素子、前記第1圧電素子と電気的に接続された第1配線層を有する第1圧電振動体と、
第2基板、前記第2基板の第1面に設けられた第2圧電素子、前記第2圧電素子と電気的に接続された第2配線層を有する第2圧電振動体と、
外部配線と前記第1配線層および前記第2配線層とを電気的に接続する端子と、
を含み、
前記第1圧電振動体と前記第2圧電振動体とは、前記第1基板の第1面と前記第2基板の第1面とが対向するように接合され、
前記端子は、前記第1配線層の側面および前記第2配線層の側面に接続され、かつ、前記第1基板の側面および前記第2基板の側面よりも外側に突出するように設けられている、圧電駆動装置。
A first piezoelectric vibrator having a first substrate, a first piezoelectric element provided on a first surface of the first substrate, a first wiring layer electrically connected to the first piezoelectric element;
A second substrate, a second piezoelectric element provided on the first surface of the second substrate, a second piezoelectric vibrator having a second wiring layer electrically connected to the second piezoelectric element,
A terminal for electrically connecting an external wiring to the first wiring layer and the second wiring layer;
Including
The first piezoelectric vibrating body and the second piezoelectric vibrating body are bonded so that the first surface of the first substrate and the first surface of the second substrate face each other,
The terminal is connected to the side surface of the first wiring layer and the side surface of the second wiring layer, and is provided so as to protrude outward from the side surface of the first substrate and the side surface of the second substrate. Piezoelectric drive device.
請求項1において、
前記端子は、無電解めっき層である、圧電駆動装置。
In claim 1,
The piezoelectric drive device, wherein the terminal is an electroless plating layer.
請求項1または2において、
前記第1基板と前記第1配線層との間に設けられた第1絶縁部と、
前記第2基板と前記第2配線層との間に設けられた第2絶縁部と、
を含み、
前記端子は、前記第1絶縁部の側面および前記第2絶縁部の側面に接続されている、圧電駆動装置。
In claim 1 or 2,
A first insulating portion provided between the first substrate and the first wiring layer;
A second insulating portion provided between the second substrate and the second wiring layer;
Including
The piezoelectric drive device, wherein the terminal is connected to a side surface of the first insulating portion and a side surface of the second insulating portion.
請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記端子は、前記第1基板および前記第2基板と離間して設けられている、圧電駆動装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The piezoelectric drive device, wherein the terminal is provided apart from the first substrate and the second substrate.
第1基板、前記第1基板の第1面に設けられた第1圧電素子、前記第1圧電素子と電気的に接続された第1配線層を有する第1圧電振動体を形成する工程と、
第2基板、前記第2基板の第1面に設けられた第2圧電素子、前記第2圧電素子と電気的に接続された第2配線層を有する第2圧電振動体を形成する工程と、
前記第1基板の第1面と前記第2基板の第1面とが対向するように、前記第1圧電振動体と前記第2圧電振動体とを接合する工程と、
前記第1配線層の側面および前記第2配線層の側面に接続され、かつ、前記第1基板の側面および前記第2基板の側面よりも外側に突出するように端子を形成する工程と、
を含む、圧電駆動装置の製造方法。
Forming a first piezoelectric vibrator having a first substrate, a first piezoelectric element provided on a first surface of the first substrate, and a first wiring layer electrically connected to the first piezoelectric element;
Forming a second piezoelectric vibrator having a second substrate, a second piezoelectric element provided on the first surface of the second substrate, and a second wiring layer electrically connected to the second piezoelectric element;
Bonding the first piezoelectric vibrating body and the second piezoelectric vibrating body such that the first surface of the first substrate and the first surface of the second substrate face each other;
Forming a terminal connected to the side surface of the first wiring layer and the side surface of the second wiring layer and protruding outward from the side surface of the first substrate and the side surface of the second substrate;
A method for manufacturing a piezoelectric drive device, comprising:
請求項5において、
前記端子を形成する工程では、
前記端子を無電解めっき法によって形成する、圧電駆動装置の製造方法。
In claim 5,
In the step of forming the terminal,
A method of manufacturing a piezoelectric drive device, wherein the terminal is formed by an electroless plating method.
請求項5または6において、
前記第1圧電振動体を形成する工程では、
第1絶縁部を有するように前記第1圧電振動体を形成し、
前記第2圧電振動体を形成する工程では、
第2絶縁部を有するように前記第2圧電振動体を形成し、
前記端子を形成する工程では、
前記第1絶縁部の側面および前記第2絶縁部の側面と接続するように、前記端子を形成する、圧電駆動装置の製造方法。
In claim 5 or 6,
In the step of forming the first piezoelectric vibrating body,
Forming the first piezoelectric vibrator so as to have a first insulating portion;
In the step of forming the second piezoelectric vibrating body,
Forming the second piezoelectric vibrator so as to have a second insulating portion;
In the step of forming the terminal,
A method of manufacturing a piezoelectric driving device, wherein the terminal is formed so as to be connected to a side surface of the first insulating portion and a side surface of the second insulating portion.
請求項5ないし7のいずれか1項において、
前記端子を形成する工程では、
前記第1基板および前記第2基板と離間するように、前記端子を形成する、圧電駆動装置の製造方法。
In any one of Claims 5 thru | or 7,
In the step of forming the terminal,
A method of manufacturing a piezoelectric driving device, wherein the terminal is formed so as to be separated from the first substrate and the second substrate.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の圧電駆動装置と、
前記圧電駆動装置によって回転されるローターと、
を含む、モーター。
A piezoelectric driving device according to any one of claims 1 to 4,
A rotor rotated by the piezoelectric drive device;
Including a motor.
複数のリンク部と、
複数の前記リンク部を接続する関節部と、
複数の前記リンク部を前記関節部で回動させる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の圧電駆動装置と、
を含む、ロボット。
A plurality of link parts;
A joint part connecting a plurality of the link parts;
The piezoelectric drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the link portions are rotated by the joint portions;
Including robots.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の圧電駆動装置と、
液体を輸送するチューブと、
前記圧電駆動装置の駆動によって前記チューブを閉鎖する複数のフィンガーと、
を含む、ポンプ。
A piezoelectric driving device according to any one of claims 1 to 4,
A tube that transports the liquid;
A plurality of fingers for closing the tube by driving the piezoelectric driving device;
Including a pump.
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