JP6780630B2 - 振動デバイス - Google Patents

Description

本発明は、振動デバイスに関する。

圧電セラミック材料からなる圧電素体を有している圧電素子と、圧電素子が接合されている振動部材と、を備えている振動デバイスが知られている（たとえば、特許文献１）。

特公平０４−０４１８７６号公報

特許文献１に記載された振動デバイスでは、以下のように、圧電素子の電気的特性が劣化するおそれがある。圧電素体に水分が浸入した場合、圧電素体を構成している圧電セラミック材料に含まれる金属元素が溶出するおそれがある。たとえば、圧電特性の劣化、圧電素子の電気抵抗もしくは静電容量の変化、又は、電極の短絡が生じるおそれがある。圧電セラミック材料に含まれる金属元素が溶出した場合、圧電素子の電気的特性が劣化するおそれがある。圧電素子の電気的特性が劣化した場合、振動デバイスの振動特性に影響を及ぼすおそれがある。

本発明の一つの態様は、圧電素子の電気的特性の劣化が抑制された振動デバイスを提供することを目的とする。

本発明の一つの態様に係る振動デバイスは、圧電素子と、圧電素子が接合されている振動部材と、絶縁性樹脂からなる被覆膜と、を備えている。圧電素子は、圧電セラミック材料からなる圧電素体を有している。被覆膜は、圧電素体の表面を覆うように圧電素子と振動部材とにわたって設けられている。被覆膜内には、複数の空孔が分布している。

上記一つの態様では、被覆膜が、圧電素体の表面を覆うように圧電素子と振動部材とにわたって設けられているので、圧電素体内への水分の浸入が被覆膜によって抑制される。したがって、圧電素子の電気的特性の劣化が抑制される。

被覆膜が、圧電素子と振動部材とにわたって設けられている場合、振動デバイスの振動が被覆膜によって阻害されるおそれがある。たとえば、振動デバイスの変位量が低下するおそれがある。上記一つの態様では、被覆膜内に、複数の空孔が分布しているので、被覆膜は、振動デバイスの振動を阻害し難い。

上記一つの態様では、被覆膜を表面から見て、０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔の数が、一個以上であってもよい。この場合、振動デバイスの振動が被覆膜によって阻害されるのが確実に抑制される。

上記一つの態様では、被覆膜を表面から見て、０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔の数が、１０個以下であってもよい。この場合、圧電素体内への水分の浸入が確実に防止される。

上記一つの態様では、被覆膜の表面粗さは、圧電素体の表面粗さより小さくてもよい。この場合、被覆膜の圧電素体への密着性が向上していると共に、被覆膜での欠陥の発生が抑制されている。

上記一つの態様では、圧電素体の表面粗さに対する被覆膜の表面粗さの比は、０．１〜０．５の範囲内であってもよい。この場合、被覆膜の膜厚が所望の値に確保されやすいので、良好な被覆膜が得られる。

本発明の一つの態様によれば、圧電素子の電気的特性の劣化が抑制された振動デバイスが提供される。

一実施形態に係る振動デバイスの平面図である。 本実施形態に係る振動デバイスの分解斜視図である。 本実施形態に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。 圧電素子の構成を示す分解斜視図である。 圧電素体及び被覆層の断面構成を示す図である。 振動部材及び被覆層の断面構成を示す図である。 被覆層の表面写真である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図４を参照して、本実施形態に係る振動デバイス１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る振動デバイスの平面図である。図２は、本実施形態に係る振動デバイスの分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。図４は、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。

振動デバイス１は、図１及び図２に示されているように、圧電素子１０、配線部材５０、振動部材６０、及び被覆膜８０を備えている。圧電素子１０は、圧電素体１１と、複数の外部電極１３，１５と、を有している。本実施形態では、圧電素子１０は、二つの外部電極１３，１５を有している。

圧電素体１１は、直方体形状を呈している。圧電素体１１は、互いに対向している一対の主面１１ａ，１１ｂ、互いに対向している一対の側面１１ｃ、互いに対向している一対の側面１１ｅを有している。直方体形状には、たとえば、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。一対の主面１１ａ，１１ｂが対向している方向が第一方向Ｄ１である。第一方向Ｄ１は、各主面１１ａ，１１ｂに直交する方向でもある。一対の側面１１ｃが対向している方向が、第二方向Ｄ２である。第二方向Ｄ２は、各側面１１ｃに直交する方向でもある。一対の側面１１ｅが対向している方向が、第三方向Ｄ３である。第三方向Ｄ３は、各側面１１ｅに直交する方向でもある。

各主面１１ａ，１１ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面１１ａ，１１ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、圧電素子１０（圧電素体１１）は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。長方形状には、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。本実施形態では、主面１１ａ，１１ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致する。主面１１ａ，１１ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ２方向と一致する。

一対の側面１１ｃは、一対の主面１１ａ，１１ｂを連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の側面１１ｃは、第三方向Ｄ３にも延在している。一対の側面１１ｅは、一対の主面１１ａ，１１ｂを連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の側面１１ｅは、第二方向Ｄ２にも延在している。圧電素体１１の第二方向Ｄ２での長さは、たとえば、１０ｍｍである。圧電素体１１の第三方向Ｄ３での長さは、たとえば、２０ｍｍである。圧電素体１１の第一方向Ｄ１での長さは、たとえば、２００μｍである。各主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃ，１１ｅとは、間接的に隣り合っていてもよい。この場合、各主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃ，１１ｅとの間には、稜線部が位置する。

圧電素体１１は、図３に示されるように、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが第一方向Ｄ１に積層されて構成されている。圧電素体１１は、積層されている複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有している。本実施形態では、圧電素体１１は、四つの圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有している。圧電素体１１では、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが積層されている方向が第一方向Ｄ１と一致する。圧電体層１７ａは、主面１１ａを有している。圧電体層１７ｄは、主面１１ｂを有している。圧電体層１７ｂ，１７ｃは、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｄとの間に位置している。

各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、圧電セラミック材料からなる。すなわち、圧電素体１１は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料には、たとえば、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）が用いられる。各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、たとえば、上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電素体１１では、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの間の境界が認識できない程度に一体化されている。

圧電素子１０は、図３に示されるように、圧電素体１１内に配置されている複数の内部電極１９，２１，２３を備えている。本実施形態では、圧電素子１０は、三つの内部電極１９，２１，２３を備えている。各内部電極１９，２１，２３は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各内部電極１９，２１，２３は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。本実施形態では、各内部電極１９，２１，２３の外形形状は、長方形状である。

各内部電極１９，２１，２３は、第一方向Ｄ１において異なる位置（層）に配置されている。内部電極１９と内部電極２１とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して対向している。内部電極２１と内部電極２３とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して対向している。内部電極１９は、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｂとの間に位置している。内部電極２１は、圧電体層１７ｂと圧電体層１７ｃとの間に位置している。内部電極２３は、圧電体層１７ｃと圧電体層１７ｄとの間に位置している。各内部電極１９，２１，２３は、圧電素体１１の表面には露出していない。すなわち、各内部電極１９，２１，２３は、各側面１１ｃ，１１ｅには露出していない。各内部電極１９，２１，２３は、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａ，１１ｂの全ての縁（四辺）から離間している。

各外部電極１３，１５は、図２に示されるように、主面１１ａ上に配置されている。外部電極１３と外部電極１５とは、第三方向Ｄ３に並んでいる。外部電極１３と外部電極１５とは、第三方向Ｄ３で隣り合っている。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａの全ての縁（四辺）から離間している。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、矩形状を呈している。矩形状も、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。各外部電極１３，１５は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各外部電極１３，１５は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。

外部電極１３は、図４に示されるように、ビア導体３１を通して接続導体２５と電気的に接続されている。接続導体２５は、内部電極１９と同じ層に位置している。接続導体２５は、内部電極１９の内側に位置している。内部電極１９には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２５は、内部電極１９に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２５の全縁が、内部電極１９で囲まれている。

接続導体２５は、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｂとの間に位置している。内部電極１９と接続導体２５とは、離間している。接続導体２５は、第一方向Ｄ１で、外部電極１３と対向している。ビア導体３１は、外部電極１３と接続されていると共に、接続導体２５と接続されている。接続導体２５は、ビア導体３３を通して内部電極２１と電気的に接続されている。接続導体２５は、第一方向Ｄ１で、内部電極２１と対向している。ビア導体３３は、接続導体２５と接続されていると共に、内部電極２１と接続されている。

内部電極２１は、ビア導体３５を通して接続導体２７と電気的に接続されている。接続導体２７は、内部電極２３と同じ層に位置している。接続導体２７は、内部電極２３の内側に位置している。内部電極２３には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３（接続導体２５）に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２７は、内部電極２３に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２７の全縁が、内部電極２３で囲まれている。

外部電極１５は、ビア導体３７を通して内部電極１９と電気的に接続されている。内部電極１９は、第一方向Ｄ１で、外部電極１５と対向している。ビア導体３７は、外部電極１５と接続されていると共に、内部電極１９と接続されている。

内部電極１９は、ビア導体３９を通して接続導体２９と電気的に接続されている。接続導体２９は、内部電極２１と同じ層に位置している。接続導体２９は、内部電極２１の内側に位置している。内部電極２１には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１５に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２９は、内部電極２１に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２９の全縁が、内部電極２１で囲まれている。

接続導体２９は、圧電体層１７ｂと圧電体層１７ｃとの間に位置している。内部電極２１と接続導体２９とは、離間している。接続導体２９は、第一方向Ｄ１で、内部電極１９と対向している。ビア導体３９は、内部電極１９と接続されていると共に、接続導体２９と接続されている。接続導体２９は、ビア導体４１を通して内部電極２３と電気的に接続されている。接続導体２９は、第一方向Ｄ１で、内部電極２３と対向している。ビア導体４１は、接続導体２９と接続されていると共に、内部電極２３と接続されている。

外部電極１３は、ビア導体３１、接続導体２５、及び、ビア導体３３を通して、内部電極２１と電気的に接続されている。外部電極１５は、ビア導体３７を通して、内部電極１９と電気的に接続されている。外部電極１５は、ビア導体３７、内部電極１９、ビア導体３９、接続導体２９、及び、ビア導体４１を通して、内部電極２３と電気的に接続されている。

接続導体２５，２７，２９及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９，４１は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。接続導体２５，２７，２９及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９，４１は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。接続導体２５，２７，２９は、矩形状を呈している。ビア導体３１，３３，３５，３７，３９，４１は、対応する圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃを形成するためのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に充填された導電性ペーストが焼結することにより形成される。

圧電素体１１の主面１１ｂには、内部電極１９，２３と電気的に接続されている導体と、内部電極２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、主面１１ｂを第一方向Ｄ１から見たとき、主面１１ｂの全体が露出している。主面１１ａ，１１ｂは、自然面である。自然面とは、焼成により成長した結晶粒の表面により構成される面である。

圧電素体１１の各側面１１ｃ，１１ｅにも、内部電極１９，２３と電気的に接続されている導体と、内部電極２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、各側面１１ｃを第二方向Ｄ２から見たとき、各側面１１ｃの全体が露出している。各側面１１ｅを第三方向Ｄ３から見たとき、各側面１１ｅの全体が露出している。本実施形態では、各側面１１ｃ，１１ｅも、自然面である。

圧電体層１７ｂにおける内部電極１９と内部電極２１とで挟まれた領域と、圧電体層１７ｃにおける内部電極２１と内部電極２３とで挟まれた領域とは、圧電的に活性な領域を構成する。本実施形態では、圧電的に活性な領域は、第一方向Ｄ１から見て、複数の外部電極１３，１５を囲むように位置している。第一方向Ｄ１から見て、圧電素体１１は、外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を含んでいる。第一方向Ｄ１から見て、圧電素体１１は、外部電極１３と外部電極１５とが位置している領域の外側にも、圧電的に活性な領域を含んでいる。

配線部材５０は、図１及び図２も示されるように、ベース５１、複数の導体５３，５５、カバー５７、及び補強部材５９を有している。本実施形態では、配線部材５０は、一対の導体５３，５５を備えている。配線部材５０は、たとえば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。配線部材５０は、主面１１ａ，１１ｂの長辺と交差するように配置されている。配線部材５０が延在している方向は、第三方向Ｄ３と交差している。本実施形態では、配線部材５０は、主面１１ａ，１１ｂの長辺と直交するように配置されている。配線部材５０が延在している方向は、第三方向Ｄ３と直交している。配線部材５０は、第二方向Ｄ２に延在している。配線部材５０は、圧電素子１０と電気的かつ物理的に接続されている一端部と、振動デバイス１が搭載される電子機器（不図示）と電気的かつ物理的に接続される他端部とを有している。

ベース５１は、互いに対向している一対の主面を有している。ベース５１は、電気絶縁性を有している。ベース５１は、樹脂からなる。ベース５１は、たとえばポリイミド樹脂からなる。一対の導体５３，５５は、ベース５１（一方の主面）上に配置されている。一対の導体５３，５５は、接着層（不図示）によって、ベース５１に接合されている。この接着層は、各導体５３，５５とベース５１との間に位置している。導体５３と導体５５とは、配線部材５０が延在している方向に延在している。導体５３と導体５５とは、導体５３，５５が延在している方向と交差する方向で離間している。各導体５３，５５は、たとえば、銅からなる。

カバー５７は、各導体５３，５５の一部を覆うように、各導体５３，５５上に配置されている。各導体５３，５５は、配線部材５０の一端部及び他端部で、カバー５７から露出している。カバー５７は、ベース５１における各導体５３，５５から露出している領域を覆うように、一方の主面上にも配置されている。カバー５７は、接着層（不図示）によって、各導体５３，５５に接合されている。

ベース５１は、配線部材５０の一端部及び他端部で、カバー５７から露出している。ベース５１とカバー５７とは、各導体５３，５５から露出している領域で互いに接合されている。カバー５７は、樹脂からなる。カバー５７は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。各導体５３，５５の、カバー５７から露出している領域には、たとえば、ニッケルめっき及び金フラッシュめっきが施されている。

補強部材５９は、配線部材５０の他端部に配置されている。補強部材５９は、ベース５１（他方の主面）上に配置されている。補強部材５９は、接着層（不図示）によって、ベース５１に接合されている。この接着層は、補強部材５９とベース５１との間に位置している。補強部材５９は、電気絶縁性を有する板状の部材である。補強部材５９は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。

振動部材６０は、図３に示されるように、互いに対向している主面６０ａ，６０ｂを有している。本実施形態では、振動部材６０は、板状の部材である。振動部材６０は、たとえば、金属からなる。振動部材６０は、たとえば、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス鋼からなる。各主面６０ａ，６０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面６０ａ，６０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、振動部材６０は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。本実施形態では、主面６０ａ，６０ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致する。主面６０ａ，６０ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ２方向と一致する。振動部材６０の第二方向Ｄ２での長さは、たとえば、１５ｍｍである。振動部材６０の第三方向Ｄ３での長さは、たとえば、３０ｍｍである。振動部材６０の第一方向Ｄ１での長さは、たとえば、１００μｍである。配線部材５０は、振動部材６０の主面６０ａ，６０ｂの長辺と交差するようにも配置されている。本実施形態では、配線部材５０は、主面６０ａ，６０ｂの長辺と直交するように配置されている。

圧電素子１０は、樹脂層６１によって振動部材６０に接合されている。圧電素体１１の主面１１ｂと振動部材６０の主面６０ａとが互いに対向している。樹脂層６１は、主面１１ｂと主面６０ａとの間に位置している。主面１１ｂと主面６０ａとが、樹脂層６１によって接合されている。樹脂層６１は、樹脂（たとえば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂）からなる。樹脂層６１は、導電性のフィラーを含んでおらず、電気絶縁性を有している。圧電素子１０が振動部材６０に接合された状態では、第一方向Ｄ１と、主面６０ａと主面６０ｂとが対向している方向とは略同じである。第一方向Ｄ１から見て、圧電素子１０は、振動部材６０（主面６０ａ）の略中央に配置されている。

配線部材５０の一端部は、接続部材７０によって、圧電素子１０と接合されている。配線部材５０の一端部は、接続部材７０によって、外部電極１３，１５と接合されている。接続部材７０は、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５とを一体的に覆うように、配線部材５０の一端部と圧電素子１０との間に設けられている。接続部材７０は、樹脂層７１と、複数の金属粒子（不図示）とを有している。本実施形態では、樹脂層７１は、配線部材５０の一端部と、外部電極１３，１５及び主面１１ａとの間に存在している。互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５との間には、樹脂層７１が存在している。複数の金属粒子は、樹脂層７１内に配置されている。樹脂層７１は、たとえば、熱硬化性エラストマーからなる。金属粒子は、たとえば、金めっき粒子からなる。接続部材７０は、たとえば、異方性導電ペースト又は異方性導電膜が硬化することにより形成される。

互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５とは、金属粒子によって接続されている。互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５とは、金属粒子を通して電気的に接続されている。導体５３は、金属粒子及び外部電極１３を通して、内部電極２１と電気的に接続されている。導体５５は、金属粒子及び外部電極１５を通して、内部電極１９，２３と電気的に接続されている。

配線部材５０における、振動部材６０の主面６０ａ上に位置している領域は、主面６０ａと接合されている。本実施形態では、配線部材５０は、樹脂層６３によって主面６０ａと接合されている。配線部材５０に含まれるカバー５７は、樹脂層６３によって主面６０ａと接合されている。樹脂層６３は、樹脂層６１と接している。樹脂層６３は、樹脂層６１と離間していてもよい。樹脂層６３は、振動部材６０の側面と接していてもよい。樹脂層６３は、振動部材６０の主面６０ｂとは接していない。すなわち、樹脂層６３は、主面６０ｂ上には設けられていない。樹脂層６３は、たとえば、ニトリルゴムからなる。樹脂層６３は、樹脂層６１と同じ材料であってもよい。樹脂層６３は、樹脂層６１と異なる材料であってもよい。

被覆膜８０は、図１及び図３に示されるように、圧電素体１１の表面を覆うように圧電素子１０と振動部材６０とにわたって設けられている。被覆膜８０は、圧電素子１０と振動部材６０とを一体的に覆っている。被覆膜８０は、絶縁性樹脂からなる。絶縁性樹脂には、たとえば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド樹脂、又はフッ素系樹脂が用いられる。被覆膜８０の厚みは、たとえば、５〜２０μｍである。

被覆膜８０は、図５にも示されるように、主面１１ａにおける、配線部材５０から露出している領域の全体を覆っている。被覆膜８０は、主面１１ａにおける、配線部材５０から露出している領域と接している。被覆膜８０は、一方の側面１１ｃの全体と、各側面１１ｅの全体を覆っている。被覆膜８０は、一方の側面１１ｃと、各側面１１ｅとに接している。被覆膜８０は、他方の側面１１ｃにおける、配線部材５０から露出している領域の全体を覆っている。被覆膜８０は、他方の側面１１ｃにおける、配線部材５０から露出している領域に接している。

被覆膜８０は、図６にも示されるように、主面６０ａにおける、圧電素子１０（樹脂層６１）及び振動部材６０（樹脂層６３）から露出している領域の全体を覆っている。被覆膜８０は、主面６０ａにおける、圧電素子１０（樹脂層６１）及び振動部材６０（樹脂層６３）から露出している領域に接している。被覆膜８０は、配線部材５０における、振動部材６０の上に位置している領域の全体を覆っている。被覆膜８０は、圧電素子１０と配線部材５０と振動部材６０とを一体的に覆っている。

被覆膜８０内には、図５〜図７に示されるように、複数の空孔８１が分布している。空孔８１の内径は、たとえば、０．５〜５μｍである。本実施形態では、被覆膜８０は、透明である。ここで、「透明」とは、空孔８１が目視にて確認できる程度を言い、有色透明でもよい。本実施形態では、被覆膜８０を表面から見て、任意の０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔８１の数は、一個以上である。被覆膜８０を表面から見て、任意の０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔８１の数は、１０個以下である。図７では、空孔８１が位置している箇所に矢印が付されている。本実施形態では、被覆膜８０と圧電素体１１との界面、及び、被覆膜８０と振動部材６０との界面にも、複数の空孔８３が分布している。すなわち、複数の空孔８３は、被覆膜８０の外に分布している。

被覆膜８０の表面粗さは、圧電素体１１の表面粗さより小さい。表面粗さは、たとえば、算術平均粗さ（Ｒａ）で示される。算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３（ＩＳＯ ４２８７：１９９７）に定義されている。圧電素体１１の表面粗さは、たとえば、２〜５μｍである。被覆膜８０の表面粗さは、たとえば、０．１５〜１μｍである。振動部材６０の表面粗さは、たとえば、２〜５μｍである。本実施形態では、圧電素体１１の表面粗さに対する被覆膜８０の表面粗さの比（被覆膜８０の表面粗さ／圧電素体１１の表面粗さ）は、０．１〜０．５の範囲内である。

極性が異なる電圧が、導体５３，５５を通して、外部電極１３と外部電極１５とに印加されると、内部電極２１と内部電極１９，２３との間で電界が発生する。圧電体層１７ｂにおける内部電極１９と内部電極２１とで挟まれた領域と、圧電体層１７ｃにおける内部電極２１と内部電極２３とで挟まれた領域とが、圧電的に活性な領域となり、これらの圧電的に活性な領域に変位が発生する。圧電素子１０は、外部電極１３，１５に交流電圧が印加されると、印加された交流電圧の周波数に応じて伸縮を繰り返す。圧電素子１０と振動部材６０とは接合されている。したがって、振動部材６０は、圧電素子１０における伸縮の繰り返しに応じて、圧電素子１０と一体に撓み振動を繰り返す。

以上のように、本実施形態では、被覆膜８０が、圧電素体１１の表面を覆うように圧電素子１０と振動部材６０とにわたって設けられているので、圧電素体１１内への水分の浸入が被覆膜８０によって抑制される。したがって、圧電素子１０の電気的特性の劣化が抑制される。

被覆膜８０が、圧電素子１０と振動部材６０とにわたって設けられている場合、振動デバイス１の振動が被覆膜８０によって阻害されるおそれがある。たとえば、振動デバイス１の変位量が低下するおそれがある。本実施形態では、被覆膜８０内に、複数の空孔８１が分布しているので、被覆膜８０は、空孔８１が存在しない被覆膜に比して、振動デバイス１の振動を阻害し難い。被覆膜８０は、空孔８１が存在しない被覆膜に比して、振動デバイス１の振動に追従しやすい。

振動デバイス１では、被覆膜８０を表面から見て、任意の０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔８１の数は、一個以上である。この場合、振動デバイス１の振動が被覆膜８０によって阻害されるのが確実に抑制される。

振動デバイス１では、被覆膜８０を表面から見て、任意の０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔８１の数は、１０個以下である。この場合、圧電素体１１内への水分の浸入が確実に防止される。任意の０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している空孔８１の数が１０個より大きい場合、水分が被覆膜８０を透過するおそれがある。この場合、圧電素子１０の電気的特性が劣化するおそれがある。

振動デバイス１では、被覆膜８０の表面粗さは、圧電素体１１の表面粗さより小さい。この場合、被覆膜８０の圧電素体１１への密着性が向上していると共に、被覆膜８０での欠陥の発生が抑制されている。被覆膜８０は、たとえば、圧電素体１１の表面に付与された樹脂が硬化することにより形成される。この場合、付与された樹脂が圧電素体１１の表面に適切に濡れると、被覆膜８０の圧電素体１１への密着性が向上する。本発明者らの調査研究の結果、圧電素体１１の表面での樹脂の濡れが適切であると、被覆膜８０の表面粗さが圧電素体１１の表面粗さが小さいことが判明した。被覆膜８０の表面粗さが、圧電素体１１の表面粗さより小さい場合、被覆膜８０の圧電素体１１への密着性が向上していると言える。被覆膜８０に欠陥が生じている場合、たとえば、付与された樹脂が圧電素体１１の表面に適切に濡れておらず、被覆膜８０を貫通するピンホールが被覆膜８０に形成されている場合、被覆膜８０の表面粗さが大きくなってしまう。したがって、被覆膜８０の表面粗さが、圧電素体１１の表面粗さより小さい場合、被覆膜８０での欠陥の発生が抑制されていると言える。

振動デバイス１では、圧電素体１１の表面粗さに対する被覆膜８０の表面粗さの比は、０．１〜０．５の範囲内である。この場合、被覆膜８０の膜厚が所望の値に確保されやすいので、良好な被覆膜８０が得られる。被覆膜８０は、圧電素体１１の変位を阻害するおそれがある。しかしながら、本発明者らの調査研究の結果、圧電素体１１の表面粗さに対する被覆膜８０の表面粗さの比は、０．１〜０．５の範囲内である場合、被覆膜８０による圧電素体１１の変位の阻害を抑制することが判明した。すなわち、圧電素体１１の表面粗さに対する被覆膜８０の表面粗さの比が、０．１〜０．５の範囲内である場合、圧電素体１１の変位が被覆膜８０によって阻害され難く、振動デバイス１の振動に影響を与え難い。

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。

主面６０ａにおける、圧電素子１０（樹脂層６１）及び振動部材６０（樹脂層６３）から露出している領域の全体が、被覆膜８０で覆われている必要はない。主面６０ａの一部は、被覆膜８０から露出していてもよい。たとえば、主面６０ａの外縁領域が、被覆膜８０から露出していてもよい。

圧電素子１０が備える内部電極１９，２１，２３の数、圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの数、外部電極１３，１５の数は、上述された実施形態及び変形例で開示した数に限られない。圧電素子１０及び振動部材６０は、平面視で、正方形状であってもよい。

振動部材６０は、電子機器などの筐体であってもよい。振動部材６０は、電子機器などの筐体とは別の部材であってもよい。この場合、振動部材６０は、面接着によって筐体に装着されてもよい。

１…振動デバイス、１０…圧電素子、１１…圧電素体、１３，１５…外部電極、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…圧電体層、１９，２１，２３…内部電極、５０…配線部材、６０…振動部材、８０…被覆膜、８１…空孔。

Claims (6)

1. 圧電セラミック材料からなる圧電素体を有している圧電素子と、
   前記圧電素子が接合されており、金属からなる板状の部材である振動部材と、
   前記圧電素体の表面を覆うように前記圧電素子と前記振動部材とにわたって設けられた、絶縁性樹脂からなる被覆膜と、を備え、
   前記被覆膜の表面粗さは、前記圧電素体の自然面の表面粗さより小さく、
   前記被覆膜内には、複数の空孔が分布している、振動デバイス。
2. 前記被覆膜を表面から見て、０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している前記空孔の数は、一個以上である、請求項１に記載の振動デバイス。
3. 前記被覆膜を表面から見て、０．３ｍｍ四方の範囲内に存在している前記空孔の数は、１０個以下である、請求項１又は２に記載の振動デバイス。
4. 前記圧電素体の前記自然面の前記表面粗さに対する前記被覆膜の前記表面粗さの比は、０．１〜０．５の範囲内である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動デバイス。
5. 圧電セラミック材料からなる圧電素体を有している圧電素子と、
   前記圧電素子が接合されており、金属からなる板状の部材である振動部材と、
   前記圧電素体の表面を覆うように前記圧電素子と前記振動部材とにわたって設けられた、絶縁性樹脂からなる被覆膜と、を備え、
   前記被覆膜は、透明であり、
   前記被覆膜内には、複数の空孔が分布している、振動デバイス。
6. 圧電セラミック材料からなる圧電素体を有している圧電素子と、
   前記圧電素子と電気的かつ物理的に接続されている配線部材と、
   前記圧電素子が接合されており、金属からなる板状の部材である振動部材と、
   前記圧電素体の表面を覆うように前記圧電素子と前記振動部材とにわたって設けられた、絶縁性樹脂からなる被覆膜と、を備え、
   前記圧電素体は、前記振動部材と対向している第一主面と、前記第一主面と対向している第二主面とを有し、
   前記圧電素子は、前記第二主面上に配置されている外部電極を有し、
   前記配線部材は、前記外部電極を覆うように配置されていると共に前記外部電極と接合されている一端部を有し、
   前記被覆膜は、前記配線部材における、前記振動部材の上に位置している領域を覆っており、
   前記被覆膜内には、複数の空孔が分布している、振動デバイス。