JP6641911B2 - 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 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
などによって形成される。
、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)。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (9)
- 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、および前記第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、および前記第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、
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基板の平面視で、前記第1基板および前記第2基板とは重ならない部分を有し、
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。 - 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。 - 請求項1または2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。 - 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基板の平面視で、前記第1基板および前記第2基板から突出するように端子を形成する工程と、を含み、
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。 - 請求項4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。 - 請求項4または5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。 - 請求項1ないし3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。 - 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3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。 - 請求項1ないし3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塞する複数のフィンガーと、
を含む、ポンプ。
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