JP2023159533A - Piezoelectric element - Google Patents

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美帆 加藤
Miho Kato
英也 坂本
Hideya Sakamoto
佳生 太田
Yoshio Ota
拓樹 三井
Hiroki Mitsui
明丈 武田
Akitake Takeda
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Abstract

To provide a piezoelectric element enabling the deviation thereof to be equalized.SOLUTION: A piezoelectric device 2 comprises: an element assembly 10 which includes main surfaces 10a and 10b opposite each other in a direction D1 and side surfaces 10c and 10d opposite each other in a direction D2; internal electrodes 15, 16, and 17 which are provided in the element assembly 10 and which are laminated in the direction D1; and external electrodes 11, 12, and 13 which have electrode portions 11c, 12c, and 13c provided on the side surface 10c, respectively, and electrode portions 11a, 12a, and 13a provided on the main surface 10a. The element assembly 10 includes active regions R11 and R12 which are piezoelectricity active and arranged between the plurality of internal electrodes 15, 16, and 17. The electrode portions 11a, 12a, and 13a include overlapping regions 11d, 12d, and 13d overlapped to the activation regions R11 and R12 in view of the direction D1. An area of each of the overlapping regions 11d, 12d, and 13d is 50% of each area of the electrode portions 11a, 12a, and 13a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、圧電素子に関する。 The present disclosure relates to piezoelectric elements.

特許文献1には、素体、複数の内部電極、及び、複数の外部電極を備える圧電素子が記載されている。この圧電素子では、素体が活性領域、及び、不活性領域複数を有し、不活性領域が活性領域の周囲を囲んでいる。これにより、圧電素子の共振点が低音側に移されるので、高い音圧を得ることができる。 Patent Document 1 describes a piezoelectric element including an element body, a plurality of internal electrodes, and a plurality of external electrodes. In this piezoelectric element, the element body has an active region and a plurality of inactive regions, and the inactive region surrounds the active region. As a result, the resonance point of the piezoelectric element is moved to the bass side, so that high sound pressure can be obtained.

特開2019-121664号公報JP2019-121664A

上記圧電素子では、素体の中央部で変位が最も大きくなる。スピーカ用途では、素体の中央部の共振に起因して、均一な音質が得られ難い。 In the piezoelectric element described above, the displacement is greatest at the center of the element body. In speaker applications, it is difficult to obtain uniform sound quality due to resonance in the center of the element.

本開示の一態様は、変位を均一化することができる圧電素子を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a piezoelectric element that can uniformize displacement.

本開示の一態様に係る圧電素子は、第一方向で互いに対向している第一主面及び第二主面と、第一方向に直交する第二方向で互いに対向し、第一主面と第二主面とを接続している第一側面及び第二側面と、を有する素体と、素体内に設けられ、第一方向において積層されている複数の内部電極と、それぞれ、第一側面上に設けられ、対応する内部電極と接続されている第一電極部分と、第一主面上に設けられ、第一電極部分と接続されている第二電極部分と、を有する複数の外部電極と、を備え、素体は、複数の内部電極間に配置された圧電的に活性な活性領域を含み、第二電極部分は、第一方向から見て活性領域と重なっている重複領域を含み、重複領域の面積は、第二電極部分の面積の50%以上である。 A piezoelectric element according to one aspect of the present disclosure has a first main surface and a second main surface facing each other in a first direction, and a first main surface and a second main surface facing each other in a second direction perpendicular to the first direction. an element body having a first side surface and a second side surface connecting the second main surface; a plurality of internal electrodes provided in the element body and laminated in the first direction; and a first side surface, respectively. A plurality of external electrodes having a first electrode portion provided on the top and connected to the corresponding internal electrode, and a second electrode portion provided on the first main surface and connected to the first electrode portion. and, the element body includes a piezoelectrically active active region disposed between the plurality of internal electrodes, and the second electrode portion includes an overlapping region that overlaps the active region when viewed from the first direction. , the area of the overlapping region is 50% or more of the area of the second electrode portion.

上記圧電素子では、複数の外部電極のそれぞれが素体の第一主面上に設けられた第二電極部分を有している。第二電極部分は、素体の活性領域と重なっている重複領域を含む。重複領域の面積は、第二電極部分の面積の半分以上であるため、活性領域が第二電極部分の重複領域により押さえられ、素体の中央部の変位が抑制される。これにより、変位を均一化することができる。 In the piezoelectric element, each of the plurality of external electrodes has a second electrode portion provided on the first main surface of the element body. The second electrode portion includes an overlapping region overlapping the active region of the element body. Since the area of the overlapping region is more than half the area of the second electrode portion, the active region is suppressed by the overlapping region of the second electrode portion, and displacement of the central portion of the element body is suppressed. Thereby, displacement can be made uniform.

第二電極部分の第二方向の長さは、第一主面の第二方向の長さの50%以上であってもよい。この場合、素体の中央部の変位が更に抑制される。これにより、変位を更に均一化することができる。 The length of the second electrode portion in the second direction may be 50% or more of the length of the first principal surface in the second direction. In this case, displacement of the central portion of the element body is further suppressed. Thereby, the displacement can be made more uniform.

第一方向から見て、活性領域は、素体の外縁から離間していてもよい。この場合、活性領域が不活性領域で囲まれた構成となり、圧電素子の共振点が低音側に移動する。これにより、上記圧電素子を音響デバイスに適用した場合には実用上十分に高い音圧を得ることができる。 The active region may be spaced apart from the outer edge of the element body when viewed from the first direction. In this case, the active region is surrounded by the inactive region, and the resonance point of the piezoelectric element moves toward the bass side. As a result, when the piezoelectric element is applied to an acoustic device, a sound pressure that is sufficiently high for practical purposes can be obtained.

重複領域は、配線部材と接合される接合領域を含んでもよい。この場合、接合領域は活性領域上に位置している。配線部材は活性領域の変位に追従して変位するので、配線部材が活性領域上に位置していない場合に比べて、配線部材の接合が取れ難い。 The overlapping region may include a joining region joined to the wiring member. In this case, the junction region is located above the active region. Since the wiring member is displaced following the displacement of the active region, it is more difficult to bond the wiring member than when the wiring member is not located on the active region.

重複領域は、配線部材から露出している露出領域を含んでもよい。この場合、第一主面の最も近くに配置された内部電極と、露出領域との間に形成された活性領域の変位が抑制され難い。 The overlapping region may include an exposed region exposed from the wiring member. In this case, displacement of the active region formed between the exposed region and the internal electrode disposed closest to the first principal surface is difficult to be suppressed.

重複領域の全体が配線部材に覆われていてもよい。この場合、重複領域の腐食を抑制することができる。 The entire overlapping region may be covered by the wiring member. In this case, corrosion in the overlapping region can be suppressed.

本発明の一態様によれば、変位を均一化することができる圧電素子を提供される。 According to one aspect of the present invention, a piezoelectric element capable of uniformizing displacement is provided.

図1は、第一実施形態に係る振動デバイスを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a vibration device according to a first embodiment. 図2は、図1の圧電素子を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the piezoelectric element of FIG. 1. 図3は、図1の圧電素子の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the piezoelectric element of FIG. 1. 図4は、図1のIV-IV線に沿っての断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図5は、図1のV-V線に沿っての断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG. 図6は、図1のVI-VI線に沿っての断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 図7は、第二実施形態に係る圧電素子を含む振動デバイスを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a vibration device including a piezoelectric element according to a second embodiment.

以下、添付図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are given the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

[第一実施形態]
図1~図6に示される第一実施形態に係る振動デバイス1は、例えば、スピーカに用いられる音響デバイスである。振動デバイス1は、圧電素子2と、配線部材3と、接合部材4,5と、を備える。圧電素子2は、素体10と、素体10の表面に設けられた外部電極11,12,13と、を備える。図2では、外部電極11,12,13の図示が省略されている。圧電素子2は、積層圧電素子であり、素体10は、積層された複数の素体層14を含んでいる。素体層14は、圧電セラミック材料等の圧電材料で構成されている。圧電素子2は、例えば、バイモルフ型である。
[First embodiment]
The vibration device 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 is, for example, an acoustic device used for a speaker. The vibration device 1 includes a piezoelectric element 2, a wiring member 3, and bonding members 4 and 5. The piezoelectric element 2 includes an element body 10 and external electrodes 11, 12, and 13 provided on the surface of the element body 10. In FIG. 2, illustration of the external electrodes 11, 12, and 13 is omitted. The piezoelectric element 2 is a laminated piezoelectric element, and the element body 10 includes a plurality of laminated element body layers 14. The element layer 14 is made of a piezoelectric material such as a piezoelectric ceramic material. The piezoelectric element 2 is, for example, a bimorph type.

素体10は、矩形平板状の外形を有している。素体10は、主面10a,10bと、4つの側面10c~10fと、を有している。4つの側面10c~10fは、主面10aと主面10bとを接続している。主面10a,10bは、複数の素体層14の積層方向において互いに対向している。側面10c,10dは、主面10a,10bの短辺方向において互いに対向している。側面10e,10fは、主面10a,10bの長辺方向において互いに対向している。以下では、複数の素体層14の積層方向を方向D1とし、主面10a,10bの短辺方向を方向D2とし、主面10a,10bの長辺方向を方向D3とする。 The element body 10 has a rectangular flat outer shape. The element body 10 has main surfaces 10a and 10b and four side surfaces 10c to 10f. The four side surfaces 10c to 10f connect the main surface 10a and the main surface 10b. The main surfaces 10a and 10b face each other in the stacking direction of the plurality of element layers 14. The side surfaces 10c and 10d face each other in the short side direction of the main surfaces 10a and 10b. The side surfaces 10e and 10f face each other in the long side direction of the main surfaces 10a and 10b. Hereinafter, the stacking direction of the plurality of element layers 14 will be referred to as direction D1, the short side direction of major surfaces 10a and 10b will be referred to as direction D2, and the long side direction of major surfaces 10a and 10b will be referred to as direction D3.

外部電極11,12,13は、例えば、Ag又はAg合金で構成されている。外部電極11,12,13は、互いに離間して素体10上に配置されている。外部電極11,12,13は、この順で方向D3において並んでいる。外部電極11は、最も側面10e寄りに配置されている。外部電極13は、最も側面10f寄りに配置されている。外部電極12は、外部電極11と外部電極13との間に配置されている。 The external electrodes 11, 12, and 13 are made of, for example, Ag or an Ag alloy. The external electrodes 11, 12, and 13 are arranged on the element body 10 at a distance from each other. The external electrodes 11, 12, and 13 are arranged in this order in the direction D3. The external electrode 11 is arranged closest to the side surface 10e. The external electrode 13 is arranged closest to the side surface 10f. External electrode 12 is arranged between external electrode 11 and external electrode 13.

外部電極11の方向D3の幅L1は、外部電極12の方向D3の幅L2、及び、外部電極13の方向D3の幅L3よりも広い。幅L2は、例えば、幅L3と同等である。外部電極11と外部電極12との方向D3の離間距離L4は、幅L2よりも長い。外部電極12と外部電極13との方向D3の離間距離L5は、幅L2よりも短く、幅L3よりも短い。 The width L1 of the external electrode 11 in the direction D3 is wider than the width L2 of the external electrode 12 in the direction D3 and the width L3 of the external electrode 13 in the direction D3. The width L2 is, for example, equivalent to the width L3. A distance L4 between the external electrodes 11 and 12 in the direction D3 is longer than the width L2. A distance L5 between the external electrodes 12 and 13 in the direction D3 is shorter than the width L2 and shorter than the width L3.

外部電極11は、電極部分11a,11b,11cを有している。電極部分11aは、主面10a上に設けられ、方向D2に延在している。電極部分11bは、主面10b上に設けられている。電極部分11cは、側面10c上に設けられている。電極部分11cは、電極部分11aと電極部分11bとに接続されている。 The external electrode 11 has electrode portions 11a, 11b, and 11c. The electrode portion 11a is provided on the main surface 10a and extends in the direction D2. The electrode portion 11b is provided on the main surface 10b. The electrode portion 11c is provided on the side surface 10c. Electrode portion 11c is connected to electrode portion 11a and electrode portion 11b.

外部電極12は、電極部分12a,12b,12cを有している。電極部分12aは、主面10a上に設けられ、方向D2に延在している。電極部分12bは、主面10b上に設けられている。電極部分12cは、側面10c上に設けられている。電極部分12cは、電極部分12aと電極部分12bとに接続されている。 The external electrode 12 has electrode portions 12a, 12b, and 12c. The electrode portion 12a is provided on the main surface 10a and extends in the direction D2. Electrode portion 12b is provided on main surface 10b. The electrode portion 12c is provided on the side surface 10c. Electrode portion 12c is connected to electrode portion 12a and electrode portion 12b.

外部電極13は、電極部分13a,13b,13cを有している。電極部分13aは、主面10a上に設けられ、方向D2に延在している。電極部分13bは、主面10b上に設けられている。電極部分13cは、側面10c上に設けられている。電極部分13cは、電極部分13aと電極部分13bとに接続されている。 The external electrode 13 has electrode portions 13a, 13b, and 13c. The electrode portion 13a is provided on the main surface 10a and extends in the direction D2. Electrode portion 13b is provided on main surface 10b. The electrode portion 13c is provided on the side surface 10c. Electrode portion 13c is connected to electrode portion 13a and electrode portion 13b.

電極部分11aの方向D2の長さL6、電極部分12aの方向D2の長さL7、及び、電極部分13aの方向D2の長さL8は、それぞれ、主面10aの方向D2の長さL9の50%以上であり、60%以上であることがより好ましい。本実施形態では、60%である。長さL6,L7,L8は、例えば、互いに同等である。 The length L6 of the electrode portion 11a in the direction D2, the length L7 of the electrode portion 12a in the direction D2, and the length L8 of the electrode portion 13a in the direction D2 are each 50% of the length L9 of the main surface 10a in the direction D2. % or more, and more preferably 60% or more. In this embodiment, it is 60%. For example, the lengths L6, L7, and L8 are equal to each other.

圧電素子2は、素体10内に設けられている複数の内部電極15,16,17を備える。内部電極15,16,17は、例えば、Ag又はAg合金で構成されている。内部電極15,16,17は、複数の素体層14と共に方向D1において積層されている。 The piezoelectric element 2 includes a plurality of internal electrodes 15 , 16 , 17 provided within the element body 10 . The internal electrodes 15, 16, and 17 are made of, for example, Ag or an Ag alloy. The internal electrodes 15, 16, and 17 are stacked together with the plurality of element layers 14 in the direction D1.

内部電極15は、主電極部15a及び接続部15bを含む。主電極部15aは、4つの側面10c,10d,10e,10fから離間している。接続部15bは、主電極部15aから方向D2に延在し、側面2cに露出している。接続部15bは、電極部分11cと接続されている。接続部15bの方向D3の幅は、幅L1と同等である。 Internal electrode 15 includes a main electrode part 15a and a connection part 15b. The main electrode portion 15a is spaced apart from the four side surfaces 10c, 10d, 10e, and 10f. The connecting portion 15b extends from the main electrode portion 15a in the direction D2 and is exposed on the side surface 2c. The connecting portion 15b is connected to the electrode portion 11c. The width of the connecting portion 15b in the direction D3 is equal to the width L1.

内部電極16は、主電極部16a及び接続部16bを含む。主電極部16aは、4つの側面10c,10d,10e,10fから離間している。接続部16bは、主電極部16aから方向D2に延在し、側面2cに露出している。接続部16bは、電極部分12cと接続されている。接続部16bの方向D3の幅は、幅L2と同等である。 The internal electrode 16 includes a main electrode part 16a and a connecting part 16b. The main electrode portion 16a is spaced apart from the four side surfaces 10c, 10d, 10e, and 10f. The connecting portion 16b extends from the main electrode portion 16a in the direction D2 and is exposed on the side surface 2c. The connecting portion 16b is connected to the electrode portion 12c. The width of the connecting portion 16b in the direction D3 is equal to the width L2.

内部電極17は、主電極部17a及び接続部17bを含む。主電極部17aは、4つの側面10c,10d,10e,10fから離間している。接続部17bは、主電極部17aから方向D2に延在し、側面2cに露出している。接続部17bは、電極部分13cと接続されている。接続部17bの方向D3の幅は、幅L3と同等である。 Internal electrode 17 includes a main electrode part 17a and a connection part 17b. The main electrode portion 17a is spaced apart from the four side surfaces 10c, 10d, 10e, and 10f. The connecting portion 17b extends from the main electrode portion 17a in the direction D2 and is exposed on the side surface 2c. The connecting portion 17b is connected to the electrode portion 13c. The width of the connecting portion 17b in the direction D3 is equal to the width L3.

主電極部15a,16a,17aは、互いに同形状を有し、方向D1から見て重なっている。接続部15bは、方向D1から見て電極部分11aと重なっている。接続部16bは、方向D1から見て電極部分12aと重なっている。接続部17bは、方向D1から見て電極部分13aと重なっている。接続部15b,16b,17bは、方向D3において互いに離間している。 The main electrode parts 15a, 16a, and 17a have the same shape and overlap when viewed from the direction D1. The connecting portion 15b overlaps the electrode portion 11a when viewed from the direction D1. The connecting portion 16b overlaps the electrode portion 12a when viewed from the direction D1. The connecting portion 17b overlaps the electrode portion 13a when viewed from the direction D1. The connecting portions 15b, 16b, and 17b are spaced apart from each other in the direction D3.

図3を参照して、複数の内部電極15,16,17の積層順について説明する。主面10aを含む素体層14を一層目の素体層14とすると、二層目の素体層14上には、内部電極15が配置されている。三層目の素体層14上には、内部電極17が配置されている。四層目の素体層14上には、内部電極15が配置されている。五層目の素体層14上には、内部電極17が配置されている。六層目の素体層14上には、内部電極15が配置されている。七層目の素体層14上には、内部電極16が配置されている。八層目の素体層14上には、内部電極15が配置されている。九層目の素体層14上には、内部電極16が配置されている。十層目の素体層14上には、内部電極15が配置されている。 The stacking order of the plurality of internal electrodes 15, 16, and 17 will be described with reference to FIG. If the element body layer 14 including the principal surface 10a is the first element body layer 14, then the internal electrodes 15 are arranged on the second element body layer 14. Internal electrodes 17 are arranged on the third element body layer 14 . Internal electrodes 15 are arranged on the fourth element layer 14 . Internal electrodes 17 are arranged on the fifth element body layer 14 . Internal electrodes 15 are arranged on the sixth element body layer 14 . An internal electrode 16 is arranged on the seventh element body layer 14. Internal electrodes 15 are arranged on the eighth element body layer 14 . Internal electrodes 16 are arranged on the ninth element body layer 14 . Internal electrodes 15 are arranged on the tenth element body layer 14 .

つまり、素体10の上側(主面10a側)では、内部電極15,17が交互に積層され、素体10の下側(主面10b側)では、内部電極15,16が交互に積層されている。二層目の素体層14上に配置されている内部電極15は、複数の内部電極15,16,17のうち、最も主面10aの近くに配置されている。十層目の素体層14上に配置されている内部電極15は、複数の内部電極15,16,17のうち、最も主面10bの近くに配置されている。 That is, on the upper side (principal surface 10a side) of the element body 10, internal electrodes 15, 17 are alternately laminated, and on the lower side (principal surface 10b side) of the element body 10, internal electrodes 15, 16 are alternately laminated. ing. The internal electrode 15 disposed on the second element body layer 14 is disposed closest to the principal surface 10a among the plurality of internal electrodes 15, 16, and 17. The internal electrode 15 disposed on the tenth element body layer 14 is disposed closest to the main surface 10b among the plurality of internal electrodes 15, 16, and 17.

図4~図6に示されるように、素体10は、圧電的に活性な活性領域R1と、圧電的に不活性な不活性領域R2と、を有している。活性領域R1は、活性領域R11,R12,R13,R14を含んでいる。活性領域R11,R12は、内部電極15,16,17間に配置された領域である。より詳しくは、活性領域R11は、内部電極15,16により挟まれた領域である。活性領域R12は、内部電極15,17により挟まれた領域である。 As shown in FIGS. 4 to 6, the element body 10 has a piezoelectrically active active region R1 and a piezoelectrically inactive inactive region R2. Active region R1 includes active regions R11, R12, R13, and R14. Active regions R11 and R12 are regions arranged between internal electrodes 15, 16, and 17. More specifically, active region R11 is a region sandwiched between internal electrodes 15 and 16. Active region R12 is a region sandwiched between internal electrodes 15 and 17.

図2には、活性領域R11,R12が透視して示されている。図2に示されるように、方向D1から見て、活性領域R11,R12は、素体10の外縁から離間している。方向D1から見て、活性領域R11,R12は、不活性領域R2(図4~図6)に全周を囲まれている。 In FIG. 2, active regions R11 and R12 are shown transparently. As shown in FIG. 2, the active regions R11 and R12 are spaced apart from the outer edge of the element body 10 when viewed from the direction D1. When viewed from direction D1, active regions R11 and R12 are surrounded all around by inactive region R2 (FIGS. 4 to 6).

活性領域R13は、図5に示されるように、外部電極12と、二層目の素体層14(図3参照)上に配置された内部電極15とにより挟まれた領域である。活性領域R14は、図6に示されるように、外部電極13と、二層目の素体層14(図3参照)上に配置された内部電極15とにより挟まれた領域である。不活性領域R2は、素体10のうち、活性領域R1以外の領域である。 As shown in FIG. 5, the active region R13 is a region sandwiched between the external electrode 12 and the internal electrode 15 disposed on the second element body layer 14 (see FIG. 3). As shown in FIG. 6, the active region R14 is a region sandwiched between the external electrode 13 and the internal electrode 15 disposed on the second element body layer 14 (see FIG. 3). The inactive region R2 is a region of the element body 10 other than the active region R1.

外部電極11,12間に電圧が印加されると、内部電極15,16間に生じた電界により活性領域R11が伸縮すると共に、外部電極12及び内部電極15間に生じた電界により活性領域R13が伸縮する。外部電極11,13間に電圧が印加されると、内部電極15,17間に生じた電界により活性領域R12が伸縮すると共に、外部電極13及び内部電極15間に生じた電界により活性領域R14が伸縮する。 When a voltage is applied between the external electrodes 11 and 12, the electric field generated between the internal electrodes 15 and 16 causes the active region R11 to expand and contract, and the electric field generated between the external electrode 12 and the internal electrode 15 causes the active region R13 to expand and contract. Expand and contract. When a voltage is applied between the external electrodes 11 and 13, the electric field generated between the internal electrodes 15 and 17 causes the active region R12 to expand and contract, and the electric field generated between the external electrode 13 and the internal electrode 15 causes the active region R14 to expand and contract. Expand and contract.

活性領域R11,R13は、互い同じ向きに分極されている。活性領域R12,R14は、互いに同じ向きに分極されている。活性領域R11,R13の分極の向きは、活性領域R12,R14の分極の向きとは逆である。このため、第一電圧を外部電極11に印加し、第一電圧と異なる第二電圧を外部電極12,13の両方に印加することにより、活性領域R11,R13と、活性領域R12,R14とを互いに逆の方向に伸縮させることができる。 Active regions R11 and R13 are polarized in the same direction. Active regions R12 and R14 are polarized in the same direction. The direction of polarization of active regions R11 and R13 is opposite to the direction of polarization of active regions R12 and R14. Therefore, by applying a first voltage to the external electrode 11 and applying a second voltage different from the first voltage to both the external electrodes 12 and 13, the active regions R11 and R13 and the active regions R12 and R14 are They can be expanded and contracted in opposite directions.

図2及び図4に示されるように、電極部分11aは、方向D1から見て活性領域R11,R12と重なっている重複領域11dを含んでいる。方向D1から見て、重複領域11dの面積は、電極部分11aの面積の50%以上である。 As shown in FIGS. 2 and 4, the electrode portion 11a includes an overlapping region 11d that overlaps the active regions R11 and R12 when viewed from the direction D1. The area of the overlapping region 11d is 50% or more of the area of the electrode portion 11a when viewed from the direction D1.

図2及び図5に示されるように、電極部分12aは、方向D1から見て活性領域R11,R12と重なっている重複領域12dを含んでいる。方向D1から見て、重複領域12dの面積は、電極部分12aの面積の50%以上である。 As shown in FIGS. 2 and 5, the electrode portion 12a includes an overlapping region 12d that overlaps the active regions R11 and R12 when viewed from the direction D1. The area of the overlapping region 12d is 50% or more of the area of the electrode portion 12a when viewed from the direction D1.

図2及び図6に示されるように、電極部分13aは、方向D1から見て活性領域R11,R12と重なっている重複領域13dを含んでいる。方向D1から見て、重複領域13dの面積は、電極部分13aの面積の50%以上である。 As shown in FIGS. 2 and 6, the electrode portion 13a includes an overlapping region 13d that overlaps the active regions R11 and R12 when viewed from the direction D1. The area of the overlapping region 13d is 50% or more of the area of the electrode portion 13a when viewed from the direction D1.

図1,4~6に示されるように、配線部材3は、圧電素子2と外部の制御回路(不図示)とを電気的に接続し、圧電素子2に電圧を印加する。配線部材3は、例えば、フレキシブルプリント基板(FPC)又はフレキシブルフラットケーブル(FFC)である。配線部材3は、主面10a上に配置され、接合部材4,5により主面10aに接合されている。配線部材3は、主面10aの側面10d側から方向D2に沿って引き出されている。配線部材3は、板状、シート状、又は帯状である。 As shown in FIGS. 1, 4 to 6, the wiring member 3 electrically connects the piezoelectric element 2 and an external control circuit (not shown), and applies a voltage to the piezoelectric element 2. The wiring member 3 is, for example, a flexible printed circuit board (FPC) or a flexible flat cable (FFC). The wiring member 3 is arranged on the main surface 10a and is joined to the main surface 10a by the joining members 4 and 5. The wiring member 3 is drawn out along the direction D2 from the side surface 10d side of the main surface 10a. The wiring member 3 is plate-shaped, sheet-shaped, or band-shaped.

接合部材4は、導電性粒子を含んでおらず、電気絶縁性を有する樹脂層である。接合部材4は、例えば、反応型フェノール樹脂とニトリルゴムを主成分にしたホットメルト樹脂である。接合部材4は、主面10aの側面10d側の長辺に沿って配置されている。接合部材4は、配線部材3の幅方向(方向D3)の全体を主面10aに接合している。接合部材4は、接合部材5から方向D2において離間している。 The joining member 4 is a resin layer that does not contain conductive particles and has electrical insulation properties. The joining member 4 is, for example, a hot melt resin whose main components are a reactive phenol resin and nitrile rubber. The joining member 4 is arranged along the long side of the main surface 10a on the side surface 10d side. The joining member 4 joins the entire width direction (direction D3) of the wiring member 3 to the main surface 10a. The joining member 4 is spaced apart from the joining member 5 in the direction D2.

接合部材5は、複数の導電性粒子(不図示)を含む樹脂層である。導電性粒子は、例えば、金属粒子、金めっき粒子である。接合部材5は、例えば熱硬化性エラストマーを含んでいる。接合部材5は、例えば、異方性導電ペースト又は異方性導電性膜が硬化することにより形成される。接合部材5は、配線部材3と電極部分11a,12a,13aと電気的に接続している。 The joining member 5 is a resin layer containing a plurality of conductive particles (not shown). The conductive particles are, for example, metal particles or gold-plated particles. The joining member 5 contains, for example, a thermosetting elastomer. The joining member 5 is formed, for example, by curing an anisotropic conductive paste or an anisotropic conductive film. The joining member 5 is electrically connected to the wiring member 3 and the electrode portions 11a, 12a, and 13a.

電極部分11aは、接合部材5により配線部材3と接合される接合領域11eを含んでいる。電極部分12aは、接合部材5により配線部材3と接合される接合領域12eを含んでいる。電極部分13aは、接合部材5により配線部材3と接合される接合領域13eを含んでいる。 The electrode portion 11a includes a bonding region 11e that is bonded to the wiring member 3 by the bonding member 5. The electrode portion 12a includes a bonding region 12e that is bonded to the wiring member 3 by the bonding member 5. The electrode portion 13a includes a bonding region 13e that is bonded to the wiring member 3 by the bonding member 5.

本実施形態では、重複領域11dが接合領域11eの全体を含んでいる。重複領域12dが接合領域12eの全体を含んでいる。重複領域13dが接合領域13eの全体を含んでいる。重複領域11dは、配線部材3から露出している露出領域11fを更に含んでいる。重複領域12dは、配線部材3から露出している露出領域12fを更に含んでいる。重複領域13dは、配線部材3から露出している露出領域13fを更に含んでいる。 In this embodiment, the overlapping region 11d includes the entire joining region 11e. The overlapping region 12d includes the entire joining region 12e. The overlapping region 13d includes the entire joining region 13e. The overlapping region 11d further includes an exposed region 11f exposed from the wiring member 3. The overlapping region 12d further includes an exposed region 12f exposed from the wiring member 3. The overlapping region 13d further includes an exposed region 13f exposed from the wiring member 3.

配線部材3は、導体層31,32と、ベース33と、カバー34とを有している。導体層31,32は、例えば、Cuからなる。ベース33及びカバー34は、例えば、ポリイミド樹脂からなる樹脂層である。導体層31,32は、ベース33とカバー34との間に配置されている。導体層31,32は、例えば、接着層(不図示)によってベース33及びカバー34に接着されている。 The wiring member 3 includes conductor layers 31 and 32, a base 33, and a cover 34. The conductor layers 31 and 32 are made of, for example, Cu. The base 33 and the cover 34 are resin layers made of polyimide resin, for example. The conductor layers 31 and 32 are arranged between the base 33 and the cover 34. The conductor layers 31 and 32 are bonded to the base 33 and the cover 34 by, for example, an adhesive layer (not shown).

導体層31,32は、主面10a上において、方向D2に延在すると共に、方向D3で互いに離間している。導体層31,32の方向D2の一端部は、カバー34から露出している。カバー34から露出した導体層31の一端部は、方向D1で接合領域11eと対向し、接合部材5により接合領域11eと電気的に接続されている。カバー34から露出した導体層32の一端部は、方向D1で接合領域12e,13eと対向し、接合部材5により接合領域12e,13eと電気的に接続されている。 The conductor layers 31 and 32 extend in the direction D2 on the main surface 10a and are spaced apart from each other in the direction D3. One end portion of the conductor layers 31 and 32 in the direction D2 is exposed from the cover 34. One end portion of the conductor layer 31 exposed from the cover 34 faces the bonding region 11e in the direction D1, and is electrically connected to the bonding region 11e by the bonding member 5. One end portion of the conductor layer 32 exposed from the cover 34 faces the bonding regions 12e, 13e in the direction D1, and is electrically connected to the bonding regions 12e, 13e by the bonding member 5.

圧電素子2において、最も変位が大きくなるのは、素体10の中心部、より詳しくは、方向D1から見て、主面10aの重心近傍と重なる部分である。このように変位が大きくなる部分で共振が起こると、特定の周波数で音が大きくなり、均一な音質が得られない場合がある。圧電素子2では、重複領域11d,12d,13dの面積は、電極部分11a,12a,13aの面積の半分以上である。つまり、方向D1から見て、電極部分11a,12a,13aは、活性領域R11,R12が配置されていない領域よりも、活性領域R11,R12上に多く配置されている。このため、活性領域R11,R12が重複領域11d,12d,13dにより押さえられ、素体10の中央部の変位が抑制される。これにより、圧電素子2の変位を均一化し、均一な音質を得ることができる。 In the piezoelectric element 2, the largest displacement occurs at the center of the element body 10, more specifically, at the portion that overlaps with the vicinity of the center of gravity of the main surface 10a when viewed from the direction D1. If resonance occurs in a portion where the displacement becomes large in this way, the sound will become louder at a specific frequency, and uniform sound quality may not be obtained. In the piezoelectric element 2, the area of the overlapping regions 11d, 12d, 13d is more than half the area of the electrode portions 11a, 12a, 13a. That is, when viewed from direction D1, more electrode portions 11a, 12a, 13a are arranged on active regions R11, R12 than in regions where active regions R11, R12 are not arranged. Therefore, the active regions R11 and R12 are suppressed by the overlapping regions 11d, 12d, and 13d, and displacement of the central portion of the element body 10 is suppressed. Thereby, the displacement of the piezoelectric element 2 can be made uniform, and uniform sound quality can be obtained.

電極部分11a,12a,13aの方向D2の長さL6,L7,L8は、主面10aの方向D2の長さL9の50%以上である。このため、素体10の中央部の変位が更に抑制される。これにより、圧電素子2の変位を更に均一化し、更に均一な音質を得ることができる。 The lengths L6, L7, and L8 of the electrode portions 11a, 12a, and 13a in the direction D2 are 50% or more of the length L9 of the main surface 10a in the direction D2. Therefore, displacement of the central portion of the element body 10 is further suppressed. Thereby, the displacement of the piezoelectric element 2 can be made more uniform, and even more uniform sound quality can be obtained.

方向D1から見て、活性領域R11,R12は、素体10の外縁から離間している。このため、活性領域R11,R12が不活性領域R2で囲まれた構成となり、圧電素子2の共振点が低音側に移動する。これにより、圧電素子2を音響デバイスに適用した場合には実用上十分に高い音圧を得ることができる。 When viewed from direction D1, active regions R11 and R12 are spaced apart from the outer edge of element body 10. Therefore, the active regions R11 and R12 are surrounded by the inactive region R2, and the resonance point of the piezoelectric element 2 moves toward the bass side. Thereby, when the piezoelectric element 2 is applied to an acoustic device, a sound pressure that is sufficiently high for practical purposes can be obtained.

重複領域11d,12d,13dは、配線部材3と接合される接合領域11e,12e,13eを含んでいる。接合領域11e,12e,13eは活性領域R11,R12上に位置している。配線部材3は活性領域R11,R12の変位に追従して変位するので、配線部材3が活性領域R11,R12上に位置していない場合に比べて、配線部材3の接続が取れ難い。 The overlapping regions 11d, 12d, and 13d include bonding regions 11e, 12e, and 13e that are bonded to the wiring member 3. Junction regions 11e, 12e, 13e are located on active regions R11, R12. Since the wiring member 3 is displaced following the displacement of the active regions R11 and R12, it is more difficult to connect the wiring member 3 than when the wiring member 3 is not located on the active regions R11 and R12.

重複領域11d,12d,13dは、配線部材3から露出している露出領域11f,12f,13fを含んでもいる。このため、複数の内部電極15,16,17のうち、主面10aの最も近くに配置された内部電極15と、露出領域12f,13fとの間に形成された活性領域R13,R14の変位が抑制され難い。したがって、圧電素子2の変位を向上させることができる。 The overlapping regions 11d, 12d, and 13d also include exposed regions 11f, 12f, and 13f exposed from the wiring member 3. Therefore, among the plurality of internal electrodes 15, 16, 17, the active regions R13, R14 formed between the internal electrode 15 disposed closest to the main surface 10a and the exposed regions 12f, 13f are displaced. Hard to suppress. Therefore, the displacement of the piezoelectric element 2 can be improved.

主面10aの最も近くに配置された内部電極15と、外部電極12,13とにより挟まれた領域は、活性領域R13,R14となるのに対し、主面10aの最も近くに配置された内部電極15と、外部電極11とにより挟まれた領域は、不活性領域R2となる。これにより、内部電極15、及び内部電極16が外部からの電気的影響を受けず信頼性が向上する。 The regions sandwiched between the internal electrode 15 located closest to the main surface 10a and the external electrodes 12 and 13 become active regions R13 and R14, whereas the internal electrodes located closest to the main surface 10a The region sandwiched between the electrode 15 and the external electrode 11 becomes an inactive region R2. As a result, the internal electrodes 15 and 16 are not affected by electrical influences from the outside, and reliability is improved.

[第二実施形態]
図7に示される第二実施形態に係る振動デバイス1Aは、主に、配線部材3が主面10aの側面10c側から方向D2に沿って引き出されている点で振動デバイス1と相違している。本実施形態では、電極部分11a,11b,11cの全体が配線部材3に覆われている。すなわち、重複領域11d,12d,13dは、それぞれ露出領域11f,12f,13fを含まない。このように、重複領域11d,12d,13dが露出していないので、重複領域11d,12d,13dの腐食を抑制することができる。また、配線部材3により活性領域R13,R14の変位が抑制されるので、圧電素子2を側面10c側と側面10d側とでバランスよく変位させることができる。
[Second embodiment]
The vibration device 1A according to the second embodiment shown in FIG. 7 differs from the vibration device 1 mainly in that the wiring member 3 is drawn out along the direction D2 from the side surface 10c side of the main surface 10a. . In this embodiment, the entire electrode portions 11a, 11b, and 11c are covered with the wiring member 3. That is, the overlapping regions 11d, 12d, and 13d do not include the exposed regions 11f, 12f, and 13f, respectively. In this way, since the overlapping regions 11d, 12d, and 13d are not exposed, corrosion of the overlapping regions 11d, 12d, and 13d can be suppressed. Moreover, since the wiring member 3 suppresses the displacement of the active regions R13 and R14, the piezoelectric element 2 can be displaced in a well-balanced manner between the side surface 10c side and the side surface 10d side.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the embodiments described above, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

圧電素子2は、モノモルフ型であってもよい。配線部材3は、主面10aの側面10e側又は側面10f側から引き出されてもよい。圧電素子2は、例えば、触覚デバイスに用いられてもよい。 The piezoelectric element 2 may be of a monomorph type. The wiring member 3 may be drawn out from the side surface 10e side or the side surface 10f side of the main surface 10a. The piezoelectric element 2 may be used, for example, in a haptic device.

上記実施形態及び変形例は、適宜組み合わされてもよい。 The above embodiments and modifications may be combined as appropriate.

上述した実施形態及び変形例の記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す態様の開示を含んでいる。
(付記1)
第一方向で互いに対向している第一主面及び第二主面と、前記第一方向に直交する第二方向で互いに対向し、前記第一主面と前記第二主面とを接続している第一側面及び第二側面と、を有する素体と、
前記素体内に設けられ、前記第一方向において積層されている複数の内部電極と、
それぞれ、前記第一側面上に設けられ、対応する前記内部電極と接続されている第一電極部分と、前記第一主面上に設けられ、前記第一電極部分と接続されている第二電極部分と、を有する複数の外部電極と、を備え、
前記素体は、前記複数の内部電極間に配置された圧電的に活性な活性領域を含み、
前記第二電極部分は、前記第一方向から見て前記活性領域と重なっている重複領域を含み、
前記重複領域の面積は、前記第二電極部分の面積の50%以上である、
圧電素子。
(付記2)
前記第二電極部分の前記第二方向の長さは、前記第一主面の前記第二方向の長さの50%以上である、
付記1に記載の圧電素子。
(付記3)
前記第一方向から見て、前記活性領域は、前記素体の外縁から離間している、
付記1又は2に記載の圧電素子。
(付記4)
前記重複領域は、配線部材と接合される接合領域を含む、
付記1~3のいずれか1つに記載の圧電素子。
(付記5)
前記重複領域は、前記配線部材から露出している露出領域を含む、
付記4に記載の圧電素子。
(付記6)
前記重複領域の全体が前記配線部材に覆われている、
付記4に記載の圧電素子。
As understood from the descriptions of the embodiments and modifications described above, this specification includes the disclosure of the following aspects.
(Additional note 1)
A first main surface and a second main surface facing each other in a first direction, and a second main surface facing each other in a second direction perpendicular to the first direction and connecting the first main surface and the second main surface. an element body having a first side and a second side,
a plurality of internal electrodes provided within the element body and stacked in the first direction;
A first electrode portion provided on the first side surface and connected to the corresponding internal electrode, and a second electrode provided on the first main surface and connected to the first electrode portion. a plurality of external electrodes,
The element body includes a piezoelectrically active active region disposed between the plurality of internal electrodes,
The second electrode portion includes an overlapping region that overlaps the active region when viewed from the first direction,
The area of the overlapping region is 50% or more of the area of the second electrode portion,
Piezoelectric element.
(Additional note 2)
The length of the second electrode portion in the second direction is 50% or more of the length of the first principal surface in the second direction.
The piezoelectric element according to Supplementary Note 1.
(Additional note 3)
When viewed from the first direction, the active region is spaced apart from an outer edge of the element body.
The piezoelectric element according to supplementary note 1 or 2.
(Additional note 4)
The overlapping area includes a bonding area to be bonded to a wiring member.
The piezoelectric element according to any one of Supplementary Notes 1 to 3.
(Appendix 5)
The overlapping region includes an exposed region exposed from the wiring member,
The piezoelectric element according to appendix 4.
(Appendix 6)
the entire overlap region is covered with the wiring member;
The piezoelectric element according to appendix 4.

2…圧電素子,10…素体,3…配線部材,11,12,13…外部電極,15,16,17…内部電極,11d,12d,13d…重複領域,11e,12e,13e…接合領域,11f,12f,13f…露出領域,R1,R11,R12,R13,R14…活性領域。

2... Piezoelectric element, 10... Element body, 3... Wiring member, 11, 12, 13... External electrode, 15, 16, 17... Internal electrode, 11d, 12d, 13d... Overlapping region, 11e, 12e, 13e... Bonding region , 11f, 12f, 13f... exposed region, R1, R11, R12, R13, R14... active region.

Claims (6)

第一方向で互いに対向している第一主面及び第二主面と、前記第一方向に直交する第二方向で互いに対向し、前記第一主面と前記第二主面とを接続している第一側面及び第二側面と、を有する素体と、
前記素体内に設けられ、前記第一方向において積層されている複数の内部電極と、
それぞれ、前記第一側面上に設けられ、対応する前記内部電極と接続されている第一電極部分と、前記第一主面上に設けられ、前記第一電極部分と接続されている第二電極部分と、を有する複数の外部電極と、を備え、
前記素体は、前記複数の内部電極間に配置された圧電的に活性な活性領域を含み、
前記第二電極部分は、前記第一方向から見て前記活性領域と重なっている重複領域を含み、
前記重複領域の面積は、前記第二電極部分の面積の50%以上である、
圧電素子。
A first main surface and a second main surface facing each other in a first direction, and a second main surface facing each other in a second direction perpendicular to the first direction and connecting the first main surface and the second main surface. an element body having a first side and a second side,
a plurality of internal electrodes provided within the element body and stacked in the first direction;
A first electrode portion provided on the first side surface and connected to the corresponding internal electrode, and a second electrode provided on the first main surface and connected to the first electrode portion. a plurality of external electrodes,
The element body includes a piezoelectrically active active region disposed between the plurality of internal electrodes,
The second electrode portion includes an overlapping region that overlaps the active region when viewed from the first direction,
The area of the overlapping region is 50% or more of the area of the second electrode portion,
Piezoelectric element.
前記第二電極部分の前記第二方向の長さは、前記第一主面の前記第二方向の長さの50%以上である、
請求項1に記載の圧電素子。
The length of the second electrode portion in the second direction is 50% or more of the length of the first principal surface in the second direction.
The piezoelectric element according to claim 1.
前記第一方向から見て、前記活性領域は、前記素体の外縁から離間している、
請求項1又は2に記載の圧電素子。
When viewed from the first direction, the active region is spaced apart from an outer edge of the element body.
The piezoelectric element according to claim 1 or 2.
前記重複領域は、配線部材と接合される接合領域を含む、
請求項1又は2に記載の圧電素子。
The overlapping area includes a bonding area to be bonded to a wiring member.
The piezoelectric element according to claim 1 or 2.
前記重複領域は、前記配線部材から露出している露出領域を含む、
請求項4に記載の圧電素子。
The overlapping region includes an exposed region exposed from the wiring member,
The piezoelectric element according to claim 4.
前記重複領域の全体が前記配線部材に覆われている、
請求項4に記載の圧電素子。

the entire overlap region is covered with the wiring member;
The piezoelectric element according to claim 4.

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