JP6923476B2 - Piezoelectric vibrating device and electronic equipment equipped with it - Google Patents

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Description

本発明は、圧電振動装置およびこれを備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric vibration device and an electronic device including the piezoelectric vibration device.

従来から、圧電素子を励振器に用いた小型、低電流駆動の圧電振動装置が知られている。このような圧電振動装置は、例えばパネルスピーカ等の音響発生器に応用されている(例えば、特許文献1を参照。)。 Conventionally, a small-sized, low-current drive piezoelectric vibration device using a piezoelectric element as an exciter has been known. Such a piezoelectric vibrating device is applied to an acoustic generator such as a panel speaker (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2013−171918号公報International Publication No. 2013-171918

近年、音響発生器では新規規格制定等の動きにあわせ、更なる音圧の向上が要求されている。 In recent years, there has been a demand for further improvement in sound pressure in sound generators in line with movements such as the establishment of new standards.

本開示は、上記事情に鑑みてなされたもので、振動の振幅を向上させた圧電振動装置および音圧を向上させた電子機器を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibration device having improved vibration amplitude and an electronic device having improved sound pressure.

本開示の圧電振動装置は、振動板と、該振動板に一方主面が貼り付けられ、他方主面に複数の表面電極を有する長尺板状の圧電素子と、該圧電素子に接続された一対のリード線とを備えている。そして、一対のリード線のうちの一方のリード線が、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の一端部にはんだで接合され、当該一端部から長手方向の外側に向かって延びている。また、前記一対のリード線のうちの他方のリード線が、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の他端部にはんだで接合され、当該他端部から長手方向の外側に向かって延びている。 The piezoelectric vibrating device of the present disclosure is connected to a diaphragm, a long plate-shaped piezoelectric element having one main surface attached to the diaphragm and having a plurality of surface electrodes on the other main surface, and the piezoelectric element. It has a pair of lead wires. Then, one of the lead wires of the pair of lead wires is soldered to one end of the other main surface of the piezoelectric element in the longitudinal direction, and extends outward from the one end in the longitudinal direction. .. Further, the other lead wire of the pair of lead wires is soldered to the other end portion of the other main surface of the piezoelectric element in the longitudinal direction, and the other lead wire is joined to the outside in the longitudinal direction from the other end portion. It is extending.

本開示によれば、圧電振動装置の振動の振幅を向上させることができる。特に、圧電振動装置を音響発生器として用いた場合には、その音圧を向上させることができる。 According to the present disclosure, the amplitude of vibration of the piezoelectric vibration device can be improved. In particular, when a piezoelectric vibrating device is used as an acoustic generator, its sound pressure can be improved.

圧電振動装置の実施形態の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of embodiment of the piezoelectric vibration apparatus. 図1に示す圧電振動装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the piezoelectric vibration device shown in FIG. 図1に示す圧電振動装置のIII−III線で切断した概略断面図である。It is the schematic cross-sectional view cut by the line III-III of the piezoelectric vibrating apparatus shown in FIG. 図1に示す圧電振動装置のIV−IV線で切断した概略断面図である。It is the schematic cross-sectional view cut along the IV-IV line of the piezoelectric vibration apparatus shown in FIG. 圧電振動装置の実施形態の他の例を示す概略断面図である。It is the schematic cross-sectional view which shows the other example of embodiment of a piezoelectric vibrating apparatus. 圧電振動装置の実施形態の他の例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another example of embodiment of a piezoelectric vibration apparatus. 電子機器の実施形態の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of embodiment of an electronic device.

以下、添付図面を参照して、圧電振動装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the piezoelectric vibration device will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.

図1〜図4に示す圧電振動装置1は、振動板11と、振動板11に一方主面が貼り付け
られ、他方主面に複数の表面電極123を有する長尺板状の圧電素子12と、圧電素子12に接続された一対のリード線13とを備えている。
The piezoelectric vibrating device 1 shown in FIGS. 1 to 4 includes a diaphragm 11 and a long plate-shaped piezoelectric element 12 having one main surface attached to the diaphragm 11 and a plurality of surface electrodes 123 on the other main surface. , A pair of lead wires 13 connected to the piezoelectric element 12 are provided.

圧電振動装置1を構成する振動板11は、例えば矩形状の薄板である。振動板11は、例えばアクリル樹脂やガラス等の剛性および弾性が大きい材料を用いることができる。また、振動板11の厚みは、例えば0.3mm〜1.5mmに設定される。 The diaphragm 11 constituting the piezoelectric vibrating device 1 is, for example, a rectangular thin plate. As the diaphragm 11, a material having high rigidity and elasticity such as acrylic resin or glass can be used. The thickness of the diaphragm 11 is set to, for example, 0.3 mm to 1.5 mm.

振動板11には、圧電素子12の一方主面(下面)が貼り付けられている。圧電素子12は、長手方向を有する長尺板状である。 One main surface (lower surface) of the piezoelectric element 12 is attached to the diaphragm 11. The piezoelectric element 12 has a long plate shape having a longitudinal direction.

圧電素子12は、図3および図4に示すような、圧電体層121および内部電極層122が積層された積層体120と、積層体120の上面に設けられた表面電極123と、積層体120の側面に設けられた側面電極124とを備えるいわゆる積層型のものを用いることができる。 The piezoelectric element 12 includes a laminate 120 in which the piezoelectric layer 121 and the internal electrode layer 122 are laminated, a surface electrode 123 provided on the upper surface of the laminate 120, and a laminate 120, as shown in FIGS. 3 and 4. A so-called laminated type having a side electrode 124 provided on the side surface of the above can be used.

積層体120は、圧電体層121および内部電極層122が例えば振動板11に垂直な方向にそれぞれ複数積層された積層構造を有している。振動板11の上に搭載された圧電素子12に電気信号を加えることによって、圧電素子12を屈曲振動させて振動板11を振動させる。 The laminated body 120 has a laminated structure in which a plurality of piezoelectric layer 121 and internal electrode layer 122 are laminated in a direction perpendicular to, for example, the diaphragm 11. By applying an electric signal to the piezoelectric element 12 mounted on the diaphragm 11, the piezoelectric element 12 is flexed and vibrated to vibrate the diaphragm 11.

例えば、携帯端末の筐体の一部またはディスプレイに取り付けて使用される積層型の圧電素子12の場合には、積層体120の長手方向の長さは、例えば18mm〜28mmとされる。積層体120の幅は、例えば1mm〜6mmとされる。積層体120の厚みは、例えば0.2mm〜2.0mmとされる。 For example, in the case of a laminated piezoelectric element 12 used by being attached to a part of a housing of a mobile terminal or a display, the length of the laminated body 120 in the longitudinal direction is, for example, 18 mm to 28 mm. The width of the laminated body 120 is, for example, 1 mm to 6 mm. The thickness of the laminate 120 is, for example, 0.2 mm to 2.0 mm.

積層体120を構成する圧電体層121は、圧電特性を有するセラミックスで形成されたもので、このようなセラミックスとして、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PbZrO−PbTiO)からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、タンタル酸リチウム(LiTaO)などを用いることができる。圧電体層31の1層の厚みは、低電圧で駆動させるために、例えば0.01〜0.1mmに設定される。また、大きな屈曲振動を得るために、200pm/V以上の圧電d31定数を有することができる。 The piezoelectric layer 121 constituting the laminate 120 is formed of ceramics having piezoelectric properties, and examples of such ceramics include perovskite-type oxides made of lead zirconate titanate (PbZrO 3- PbTIO 3). Lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ) and the like can be used. The thickness of one layer of the piezoelectric layer 31 is set to, for example, 0.01 to 0.1 mm in order to drive at a low voltage. Further, in order to obtain a large bending vibration, it is possible to have a piezoelectric d31 constant of 200 pm / V or more.

積層体120を構成する内部電極層122は、例えば圧電体層121を形成するセラミックスと同時焼成により形成されたものである。内部電極層122は、対向する一対の側面に互い違いに引き出されている。この形成材料として、例えば銀または銀−パラジウム合金を主成分とする導体、あるいは銅、白金などを含む導体を用いることができるが、これらにセラミック成分やガラス成分を含有させてもよい。 The internal electrode layer 122 constituting the laminated body 120 is formed by simultaneous firing with, for example, the ceramics forming the piezoelectric layer 121. The internal electrode layers 122 are alternately drawn out to a pair of facing side surfaces. As the forming material, for example, a conductor containing silver or a silver-palladium alloy as a main component, or a conductor containing copper, platinum, or the like can be used, but a ceramic component or a glass component may be contained therein.

圧電素子12の他方主面(上面)には少なくとも2つの表面電極123が設けられている。また、積層体120の側面には側面電極124が設けられている。側面電極124は、内部電極層122と表面電極123とを電気的に接続している。 At least two surface electrodes 123 are provided on the other main surface (upper surface) of the piezoelectric element 12. Further, a side electrode 124 is provided on the side surface of the laminated body 120. The side electrode 124 electrically connects the internal electrode layer 122 and the surface electrode 123.

表面電極123および側面電極124は、例えば銀ガラス含有導電性ペーストを塗布し、焼き付けることで、形成することができる。 The surface electrode 123 and the side electrode 124 can be formed, for example, by applying a silver glass-containing conductive paste and baking the paste.

なお、圧電素子12は、積層型に限られず、単層の圧電体と、圧電体の表面に設けられた表面電極とを備えるいわゆる単板型のものであってもよい。 The piezoelectric element 12 is not limited to the laminated type, and may be a so-called single plate type having a single-layer piezoelectric body and a surface electrode provided on the surface of the piezoelectric body.

そして、複数の表面電極123のうちの一つに一対のリード線13のうちの一方が接続
され、複数の表面電極123のうちの他の一つに一対のリード線13のうちの一方が接続されて、外部回路(外部電源)と電気的に接続される。
Then, one of the pair of lead wires 13 is connected to one of the plurality of surface electrodes 123, and one of the pair of lead wires 13 is connected to the other one of the plurality of surface electrodes 123. It is electrically connected to an external circuit (external power supply).

ここで、一対のリード線13のうちの一方のリード線131が、圧電素子12の他方主面のうちの長手方向の一端部にはんだで接合され、当該一端部から長手方向の外側に向かって延びている。一方、一対のリード線13のうちの他方のリード線132が、圧電素子12の他方主面のうちの長手方向の他端部にはんだで接合され、当該他端部から長手方向の外側に向かって延びている。すなわち、一方のリード線131と他方のリード線132とは、圧電素子12の他方主面の互いに異なる端部から反対側に向かって延びている。 Here, one of the lead wires 131 of the pair of lead wires 13 is soldered to one end of the other main surface of the piezoelectric element 12 in the longitudinal direction, and the lead wire 131 is joined to the outside in the longitudinal direction from the one end. It is extending. On the other hand, the other lead wire 132 of the pair of lead wires 13 is soldered to the other end of the other main surface of the piezoelectric element 12 in the longitudinal direction, and the other lead wire 132 faces outward in the longitudinal direction from the other end. It extends. That is, one lead wire 131 and the other lead wire 132 extend from different ends of the other main surface of the piezoelectric element 12 toward the opposite side.

リード線13の接合部を圧電素子12の一端部および他端部に設けることで、屈曲振動をダンピングしてしまうリード線13の接合部を一ヶ所に大きな面積で設けるよりも小さくして分散させることとなり、振動エネルギーの損失を抑制することができる。 By providing the joints of the lead wires 13 at one end and the other end of the piezoelectric element 12, the joints of the lead wires 13 that dampen the bending vibration are made smaller than those provided in one place in a large area and dispersed. Therefore, the loss of vibration energy can be suppressed.

また、リード線13が導電性樹脂ではなくはんだで接合されていることで、圧電素子12の両端部の剛性が上がり、圧電素子12の屈曲振動が振動板11により伝わるようになる。 Further, since the lead wires 13 are joined by solder instead of conductive resin, the rigidity of both ends of the piezoelectric element 12 is increased, and the bending vibration of the piezoelectric element 12 is transmitted by the diaphragm 11.

さらに、一対のリード線13は、両端部からそれぞれ反対側の長手方向の外側に向かって延びているので、圧電素子12の屈曲振動を妨げないように配置されている。したがって、圧電振動装置1の振動の振幅を向上させることができる。特に、圧電振動装置1を音響発生器として用いた場合には、その音圧を向上させることができる。 Further, since the pair of lead wires 13 extend from both ends toward the outside in the longitudinal direction on opposite sides, they are arranged so as not to interfere with the bending vibration of the piezoelectric element 12. Therefore, the amplitude of vibration of the piezoelectric vibration device 1 can be improved. In particular, when the piezoelectric vibrating device 1 is used as an acoustic generator, its sound pressure can be improved.

なお、圧電素子12の他方主面(上面)の両端部とは、長手方向に沿って5等分以上に分割したときの最も端にある領域のことを意味している。 Both ends of the other main surface (upper surface) of the piezoelectric element 12 mean a region at the most end when the piezoelectric element 12 is divided into five equal parts or more along the longitudinal direction.

ここで、図3および図4に示すように、圧電素子12は、具体的には、圧電体層121と、長手方向の一端部の端面に引き出され、当該一端部の端面から他端部に向かって延びる第1の内部電極層1221と、長手方向の他端部の端面に引き出され、当該他端部の端面から一端部に向かって延びる第2の内部電極層1222とを有し、圧電体層121を介して第1の内部電極層1221と第2の内部電極層1222とが交互に積層された積層体120を含んでいる。 Here, as shown in FIGS. 3 and 4, specifically, the piezoelectric element 12 is drawn out to the piezoelectric layer 121 and the end face of one end in the longitudinal direction, and from the end face to the other end of the one end. It has a first internal electrode layer 1221 extending toward one end and a second internal electrode layer 1222 drawn out to the end face of the other end in the longitudinal direction and extending from the end face of the other end toward one end, and is piezoelectric. A laminated body 120 in which the first internal electrode layer 1221 and the second internal electrode layer 1222 are alternately laminated via the body layer 121 is included.

このとき、圧電素子12の他方主面のうちの長手方向の一端部にある第1はんだ接合部141は、積層方向から平面透視したときに第2の内部電極層1222と重ならない位置と重なる位置とにまたがっているとともに、圧電素子12の他方主面のうちの長手方向の他端部にある第2はんだ接合部142は、積層方向から平面透視したときに第1の内部電極層1221と重ならない位置と重なる位置とにまたがっていてもよい。 At this time, the first solder joint portion 141 at one end of the other main surface of the piezoelectric element 12 in the longitudinal direction overlaps the position that does not overlap with the second internal electrode layer 1222 when viewed in a plane from the stacking direction. The second solder joint 142 at the other end of the other main surface of the piezoelectric element 12 in the longitudinal direction overlaps with the first internal electrode layer 1221 when viewed in a plane from the stacking direction. It may straddle the position where it does not become and the position where it overlaps.

この構成によれば、第1はんだ接合部141および第2はんだ接合部142を、第1の内部電極層1221と第2の内部電極層1222とが積層方向に重なる活性領域の端部を押さえ込むような位置に設けることとなり、部分的な質量負荷効果で振動エネルギーが伝達しやすくなり、圧電素子12の屈曲振動が振動板11により伝わるようになる。したがって、圧電振動装置1を音響発生器として用いた場合には、その音圧をより向上させることができる。 According to this configuration, the first solder joint portion 141 and the second solder joint portion 142 are pressed so as to press the end portion of the active region where the first internal electrode layer 1221 and the second internal electrode layer 1222 overlap in the stacking direction. The vibration energy is easily transmitted due to the partial mass load effect, and the bending vibration of the piezoelectric element 12 is transmitted by the diaphragm 11. Therefore, when the piezoelectric vibrating device 1 is used as an acoustic generator, its sound pressure can be further improved.

また、第1はんだ接合部141および第2はんだ接合部142の一部を、第1の内部電極層1221および第2の内部電極層1222の両方と重ならない位置(不活性領域)に設けることで、はんだと表面電極13、はんだとリード線13との接合強度を確保することができ、リード線13または第1はんだ接合部141、第2はんだ接合部142の剥が
れを抑制できる。
Further, by providing a part of the first solder joint portion 141 and the second solder joint portion 142 at a position (inert region) that does not overlap with both the first internal electrode layer 1221 and the second internal electrode layer 1222. The joint strength between the solder and the surface electrode 13 and the solder and the lead wire 13 can be ensured, and the peeling of the lead wire 13 or the first solder joint portion 141 and the second solder joint portion 142 can be suppressed.

また、図5に示すように、積層方向から平面視したときに、第1はんだ接合部141の長手方向に沿った長さと第2はんだ接合部142の長手方向に沿った長さとが異なっていてもよい。例えば、第1はんだ接合部141の長手方向に沿った長さが0.5〜2mmのとき、第1はんだ接合部141の長手方向に沿った長さと第2はんだ接合部142の長手方向に沿った長さとの差は例えば0.5〜1.5mmとすることができる。図5においては、第1はんだ接合部141の長手方向に沿った長さを第2はんだ接合部142の長手方向に沿った長さよりも長くしている。 Further, as shown in FIG. 5, when viewed in a plan view from the stacking direction, the length along the longitudinal direction of the first solder joint portion 141 and the length along the longitudinal direction of the second solder joint portion 142 are different. May be good. For example, when the length of the first solder joint 141 along the longitudinal direction is 0.5 to 2 mm, the length of the first solder joint 141 along the longitudinal direction and the length of the second solder joint 142 along the longitudinal direction The difference from the soldering length can be, for example, 0.5 to 1.5 mm. In FIG. 5, the length of the first solder joint portion 141 along the longitudinal direction is made longer than the length of the second solder joint portion 142 along the longitudinal direction.

この構成によれば、はんだによる振動拘束領域を圧電素子12の一端部側と他端部側とで異ならせ、振動の対称性を低下させることができる。これにより、共振領域にスプリアスを発生させ、周波数−音圧特性におけるピークディップ領域の分割を誘発させ、ピークディップ差を低減できる。したがって、圧電振動装置1を音響発生器として用いた場合には、音圧を向上でき、加えて音質を向上できる。 According to this configuration, the vibration restraint region due to the solder can be made different between the one end side and the other end side of the piezoelectric element 12, and the symmetry of vibration can be lowered. As a result, spurious can be generated in the resonance region, the division of the peak dip region in the frequency-sound pressure characteristic can be induced, and the peak dip difference can be reduced. Therefore, when the piezoelectric vibrating device 1 is used as an acoustic generator, the sound pressure can be improved, and in addition, the sound quality can be improved.

ここで、図6に示すように、第1はんだ接合部141の長手方向に沿った長さが第2はんだ接合部142の長手方向に沿った長さよりも長く、長手方向に沿った方向における圧電素子12の一端部の端面から振動板11の外周までの距離が圧電素子12の他端部の端面から振動板11の外周までの距離よりも長くてもよい。例えば、長手方向に沿った方向における圧電素子12の一端部の端面から振動板11の外周までの距離が0.5〜2mmのとき、長手方向に沿った圧電素子12の他端部の端面から振動板11の外周までの距離は例えば0.5〜5mm短くすることができる。 Here, as shown in FIG. 6, the length of the first solder joint portion 141 along the longitudinal direction is longer than the length of the second solder joint portion 142 along the longitudinal direction, and the piezoelectric shape is formed in the longitudinal direction. The distance from the end face of one end of the element 12 to the outer circumference of the vibrating plate 11 may be longer than the distance from the end face of the other end of the piezoelectric element 12 to the outer circumference of the vibrating plate 11. For example, when the distance from the end face of one end of the piezoelectric element 12 in the longitudinal direction to the outer circumference of the diaphragm 11 is 0.5 to 2 mm, from the end face of the other end of the piezoelectric element 12 along the longitudinal direction. The distance to the outer circumference of the diaphragm 11 can be shortened by, for example, 0.5 to 5 mm.

この構成によれば、圧電素子12と振動板11とからなる複合振動体の対称性を低下させることができる。これにより、複合振動体の共振領域にスプリアスを発生させ、周波数−音圧特性におけるピークディップ領域の分割を誘発させ、ピークディップ差をさらに低減できる。また、長さの長い第1はんだ接合部141が、長さの短い第2はんだ接合部142よりも、圧電素子12の長手方向に沿って振動板11の一端から他端までの長さの中央寄りに位置することで、振動エネルギーが振動板11の中央寄りに伝わり、音圧向上に寄与する。したがって、圧電振動装置1を音響発生器として用いた場合には、音圧を向上でき、加えて音質を向上できる。 According to this configuration, the symmetry of the composite vibrating body including the piezoelectric element 12 and the diaphragm 11 can be reduced. As a result, spurious can be generated in the resonance region of the composite vibrator, the division of the peak dip region in the frequency-sound pressure characteristic can be induced, and the peak dip difference can be further reduced. Further, the long first solder joint 141 is closer to the center of the length from one end to the other end of the diaphragm 11 along the longitudinal direction of the piezoelectric element 12 than the short second solder joint 142. By being located closer to the center, the vibration energy is transmitted toward the center of the diaphragm 11 and contributes to the improvement of sound pressure. Therefore, when the piezoelectric vibrating device 1 is used as an acoustic generator, the sound pressure can be improved, and in addition, the sound quality can be improved.

振動板11は例えば携帯端末などの筐体(ケース)の一部またはディスプレイであってもよい。また、振動板11の周縁部は、例えばステンレスなどの金属、樹脂などからなる枠状の支持体で固定されていてもよい。 The diaphragm 11 may be a part of a housing (case) such as a mobile terminal or a display, for example. Further, the peripheral edge of the diaphragm 11 may be fixed by a frame-shaped support made of, for example, a metal such as stainless steel or a resin.

次に、圧電振動装置1の製造方法について説明する。
まず、圧電体層121となるセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、圧電セラミックスの仮焼粉末と、アクリル系,ブチラール系等の有機高分子からなるバインダーと、可塑剤とを混合してセラミックスラリーを作製する。そして、ドクターブレード法、カレンダーロール法等のテープ成型法を用いることにより、このセラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを作製する。圧電セラミックスとしては圧電特性を有するものであればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PbZrO−PbTiO)からなるペロブスカイト型酸化物等を用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸ジブチル(DBP),フタル酸ジオクチル(DOP)等を用いることができる。
Next, a method of manufacturing the piezoelectric vibration device 1 will be described.
First, a ceramic green sheet to be the piezoelectric layer 121 is produced. Specifically, a ceramic slurry is prepared by mixing a calcined powder of piezoelectric ceramics, a binder made of an organic polymer such as acrylic or butyral, and a plasticizer. Then, a ceramic green sheet is produced using this ceramic slurry by using a tape molding method such as a doctor blade method or a calendar roll method. The piezoelectric ceramic may be any one having piezoelectric properties, and for example, a perovskite-type oxide made of lead titanate (PbZrO 3- PbTIO 3 ) or the like can be used. Further, as the plasticizer, dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP) and the like can be used.

次に、内部電極層122となる導電性ペーストを作製する。具体的には、銀−パラジウム合金の粉末にバインダーおよび可塑剤を添加混合することによって導電性ペーストを作製する。この導電性ペーストを上記のセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法
を用いて内部電極層122のパターンで塗布する。さらに、この導電性ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを複数枚積層し、所定の温度で脱バインダー処理を行なった後、900〜1200℃の温度で焼成し、平面研削盤等を用いて所定の形状になるよう研削処理を施すことによって、交互に積層された圧電体層121および内部電極層122を備えた積層体120を作製する。
Next, a conductive paste to be the internal electrode layer 122 is produced. Specifically, a conductive paste is prepared by adding and mixing a binder and a plasticizer to the powder of a silver-palladium alloy. This conductive paste is applied onto the ceramic green sheet in the pattern of the internal electrode layer 122 by a screen printing method. Further, a plurality of ceramic green sheets on which this conductive paste is printed are laminated, debindered at a predetermined temperature, fired at a temperature of 900 to 1200 ° C., and then fired at a predetermined temperature using a surface grinding machine or the like. By performing a grinding process so as to have a shape, a laminated body 120 including the piezoelectric layer 121 and the internal electrode layer 122 which are alternately laminated is produced.

積層体120は、上記の製造方法によって作製されるものに限定されるものではなく、圧電体層121と内部電極層122とを複数積層してなる積層体120を作製できれば、どのような製造方法によって作製されてもよい。 The laminate 120 is not limited to the one produced by the above-mentioned production method, and any production method as long as the laminate 120 formed by laminating a plurality of piezoelectric layer 121 and internal electrode layer 122 can be produced. May be made by.

その後、銀を主成分とする導電粒子とガラスとを混合したものに、バインダー,可塑剤および溶剤を加えて作製した銀ガラス含有導電性ペーストを、表面電極123のパターンで積層体の主面にスクリーン印刷法等によって印刷するとともに、側面電極124のパターンで積層体120の側面に印刷して乾燥させた後、650〜750℃の温度で焼き付け処理を行ない、表面電極123および側面電極124を形成して、圧電素子12を作製する。 After that, a silver glass-containing conductive paste prepared by adding a binder, a plasticizer, and a solvent to a mixture of conductive particles containing silver as a main component and glass was applied to the main surface of the laminate in the pattern of the surface electrode 123. After printing by a screen printing method or the like, printing on the side surface of the laminate 120 with the pattern of the side electrode 124 and drying, the surface electrode 123 and the side electrode 124 are formed by baking at a temperature of 650 to 750 ° C. Then, the piezoelectric element 12 is manufactured.

次に、薄板状の振動板11を用意する。そして、振動板11の上に接着剤や接着テープを用いて圧電素子12を接合する。 Next, a thin plate-shaped diaphragm 11 is prepared. Then, the piezoelectric element 12 is joined onto the diaphragm 11 using an adhesive or an adhesive tape.

そして、リード線13を圧電素子12の表面電極123に当接させ、はんだこてを用いてリード線13を表面電極123にはんだ付けすることで、表面電極123にリード線13を接合できる。このとき、第1はんだ接合部141および第2はんだ接合部142の長手方向に沿った長さを調整するには、はんだの量を異ならせればよい。 Then, the lead wire 13 can be bonded to the surface electrode 123 by bringing the lead wire 13 into contact with the surface electrode 123 of the piezoelectric element 12 and soldering the lead wire 13 to the surface electrode 123 using a soldering iron. At this time, in order to adjust the lengths of the first solder joint portion 141 and the second solder joint portion 142 along the longitudinal direction, the amount of solder may be different.

以上の方法により、圧電振動装置1を作製することができる。 The piezoelectric vibration device 1 can be manufactured by the above method.

次に、電子機器の実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the electronic device will be described.

本開示の電子機器10は、図7に示すように、上述の圧電振動装置と、圧電振動装置に接続された電子回路5と、圧電振動装置および電子回路5を収容する筐体6とを備え、圧電振動装置が音響を発生させることを特徴とするものである。なお、図7には説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、図7には圧電振動装置は示していないが、筐体6の一部またはディスプレイが振動板11となり、これと圧電素子12との組み合わせで圧電振動装置(音響発生器)となる。 As shown in FIG. 7, the electronic device 10 of the present disclosure includes the above-mentioned piezoelectric vibrating device, an electronic circuit 5 connected to the piezoelectric vibrating device, and a housing 6 accommodating the piezoelectric vibrating device and the electronic circuit 5. , The piezoelectric vibrating device is characterized in that it generates sound. Note that FIG. 7 shows only the components necessary for explanation, and the description of general components is omitted. Although the piezoelectric vibrating device is not shown in FIG. 7, a part of the housing 6 or the display becomes a diaphragm 11, and the combination of this and the piezoelectric element 12 becomes a piezoelectric vibrating device (acoustic generator).

電子機器10は、電子回路5を備える。電子回路5は、たとえば、コントローラ51と、送受信部52と、キー入力部53と、マイク入力部54とから構成される。電子回路5は、圧電素子12に接続されており、圧電素子12へ音声信号を出力する機能を有している。 The electronic device 10 includes an electronic circuit 5. The electronic circuit 5 includes, for example, a controller 51, a transmission / reception unit 52, a key input unit 53, and a microphone input unit 54. The electronic circuit 5 is connected to the piezoelectric element 12 and has a function of outputting an audio signal to the piezoelectric element 12.

コントローラ51は、電子機器10の制御部である。送受信部52は、コントローラ51の制御に基づき、アンテナ62を介してデータの送受信などを行う。キー入力部53は、電子機器10の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。マイク入力部54は、同じく電子機器10の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。表示部は、電子機器10の表示出力デバイスであり、コントローラの制御に基づき、表示情報の出力を行う。 The controller 51 is a control unit of the electronic device 10. The transmission / reception unit 52 transmits / receives data via the antenna 62 based on the control of the controller 51. The key input unit 53 is an input device of the electronic device 10 and accepts a key input operation by an operator. The microphone input unit 54 is also an input device of the electronic device 10, and receives a voice input operation or the like by an operator. The display unit is a display output device of the electronic device 10, and outputs display information based on the control of the controller.

圧電素子12は、電子機器10における音響出力デバイスとして動作する。なお、圧電素子12は、電子回路5のコントローラ51に接続されており、コントローラ51によっ
て制御された電圧の印加を受けて振動し、音響を発することとなる。
The piezoelectric element 12 operates as an acoustic output device in the electronic device 10. The piezoelectric element 12 is connected to the controller 51 of the electronic circuit 5, vibrates in response to the application of the voltage controlled by the controller 51, and emits sound.

また、電子機器10は、表示部61と、アンテナ62とを備える。表示部61は、画像情報を表示する機能を有するディスプレイを有している。例えば、液晶ディスプレイ,プラズマディスプレイ,および有機ELディスプレイ等の既知のディスプレイを好適に用いることができる。なお、ディスプレイは、タッチパネルのような入力装置を有するものであってよい。また、ディスプレイのカバーが振動板11となって、これがタッチパネルのような入力装置を有するものであっても構わない。さらに、ディスプレイ全体や、ディスプレイの一部が振動板11として機能するようにしても構わない。 Further, the electronic device 10 includes a display unit 61 and an antenna 62. The display unit 61 has a display having a function of displaying image information. For example, known displays such as liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays can be preferably used. The display may have an input device such as a touch panel. Further, the cover of the display may be a diaphragm 11, which may have an input device such as a touch panel. Further, the entire display or a part of the display may function as the diaphragm 11.

電子機器10は、これら各デバイスを収容または構成部品とする筐体6を備えており、図では、1つの筐体6にコントローラ51をはじめとする各デバイスがすべて収容または構成部品とされている状態をあらわしているが、この形態を限定するものではない。 The electronic device 10 includes a housing 6 that houses or comprises each of these devices. In the figure, each device including the controller 51 is housed or a component in one housing 6. It represents a state, but does not limit this form.

なお、ここでは、電子機器10が携帯端末であるものとして説明を行ったが、電子機器10の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビやカーオーディオ機器は無論のこと、音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。 Although the description has been made here assuming that the electronic device 10 is a mobile terminal, the type of the electronic device 10 is not limited, and the electronic device 10 may be applied to various consumer devices having a function of emitting sound. For example, flat-screen TVs and car audio devices may of course be used in various products such as vacuum cleaners, washing machines, refrigerators, microwave ovens, and the like, which have a function of emitting sound.

このような電子機器10は、振動の振幅の向上した圧電振動装置を備えるので、高音圧かつ高音質の電子機器を実現できる。 Since such an electronic device 10 includes a piezoelectric vibration device having an improved vibration amplitude, it is possible to realize an electronic device having high sound pressure and high sound quality.

1 圧電振動装置
11 振動板
12 圧電素子
121 圧電体層
122 内部電極層
1221 第1の内部電極層
1222 第2の内部電極層
123 表面電極
124 側面電極
13 リード線
141 第1はんだ接合部
142 第2はんだ接合部
10 電子機器
5 電子回路
51 コントローラ
52 送受信部
53 キー入力部
54 マイク入力部
6 筐体
61 表示部
62 アンテナ
1 Piezoelectric vibrating device 11 Vibrating plate 12 Piezoelectric element 121 Piezoelectric layer 122 Internal electrode layer 1221 First internal electrode layer 1222 Second internal electrode layer 123 Surface electrode 124 Side electrode 13 Lead wire 141 First solder joint 142 Second Solder joint 10 Electronic equipment 5 Electronic circuit 51 Controller 52 Transmission / reception unit 53 Key input unit 54 Microphone input unit 6 Housing 61 Display unit 62 Antenna

Claims (5)

振動板と、該振動板に一方主面が貼り付けられ、他方主面に複数の表面電極を有する長尺板状の圧電素子と、該圧電素子に接続された一対のリード線とを備え、該一対のリード線のうちの一方のリード線が、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の一端部にはんだで接合され、当該一端部から長手方向の外側に向かって延びているとともに、前記一対のリード線のうちの他方のリード線が、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の他端部にはんだで接合され、当該他端部から長手方向の外側に向かって延びていることを特徴とする圧電振動装置。 It is provided with a vibrating plate, a long plate-shaped piezoelectric element having one main surface attached to the vibrating plate and having a plurality of surface electrodes on the other main surface, and a pair of lead wires connected to the piezoelectric element. One of the lead wires of the pair of lead wires is soldered to one end of the other main surface of the piezoelectric element in the longitudinal direction, and extends outward from the one end in the longitudinal direction. , The other lead wire of the pair of lead wires is joined with solder to the other end portion of the other main surface of the piezoelectric element in the longitudinal direction, and extends outward from the other end portion in the longitudinal direction. A piezoelectric vibrating device characterized by being 前記圧電素子は、圧電体層と、前記長手方向の一端部の端面に引き出され、当該一端部の端面から他端部に向かって延びる第1の内部電極層と、前記長手方向の他端部の端面に引き出され、当該他端部の端面から一端部に向かって延びる第2の内部電極層とを有し、前記圧電体層を介して前記第1の内部電極層と前記第2の内部電極層とが交互に積層された積層体を含んでおり、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の一端部にある第1はんだ接合部は、積層方向から平面透視したときに第2の内部電極層と重ならない位置と重なる位置とにまたがっているとともに、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の他端部にある第2はんだ接合部は、積層方向から平面透視したときに第1の内部電極層と重ならない位置と重なる位置とにまたがっていることを特徴とする請求項1に記載の圧電振動装置。 The piezoelectric element has a piezoelectric layer, a first internal electrode layer that is drawn out to the end surface of one end portion in the longitudinal direction and extends from the end surface of the one end portion toward the other end portion, and the other end portion in the longitudinal direction. It has a second internal electrode layer which is drawn out to the end face of the above and extends from the end face of the other end toward the one end, and the first internal electrode layer and the second inside are provided through the piezoelectric layer. The first solder joint portion at one end in the longitudinal direction of the other main surface of the piezoelectric element includes a laminate in which electrode layers are alternately laminated, and is second when viewed in a plane from the lamination direction. The second solder joint at the other end of the other main surface of the piezoelectric element in the longitudinal direction is seen through the plane from the stacking direction. The piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrating device straddles a position that does not overlap with the first internal electrode layer and a position that overlaps with the first internal electrode layer. 積層方向から平面視したときに、前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の一端部にある第1はんだ接合部の前記長手方向に沿った長さと前記圧電素子の他方主面のうちの長手方向の他端部にある第2はんだ接合部の前記長手方向に沿った長さとが異なっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電振動装置。 When viewed in a plan view from the stacking direction, the length of the first solder joint at one end in the longitudinal direction of the other main surface of the piezoelectric element along the longitudinal direction and the other main surface of the piezoelectric element. The piezoelectric vibration device according to claim 1 or 2, wherein the length of the second solder joint at the other end in the longitudinal direction is different from that along the longitudinal direction. 前記第1はんだ接合部の前記長手方向に沿った長さが前記第2はんだ接合部の前記長手方向に沿った長さよりも長く、前記長手方向に沿った方向における前記圧電素子の前記一端部の端面から前記振動板の外周までの距離が前記圧電素子の前記他端部の端面から前記振動板の外周までの距離よりも長いことを特徴とする請求項3に記載の圧電振動装置。 The length of the first solder joint along the longitudinal direction is longer than the length of the second solder joint along the longitudinal direction, and the one end portion of the piezoelectric element in the direction along the longitudinal direction. The piezoelectric vibrating device according to claim 3, wherein the distance from the end face to the outer periphery of the vibrating plate is longer than the distance from the end face of the other end of the piezoelectric element to the outer periphery of the vibrating plate. 請求項1乃至請求項4のうちのいずれかに記載の圧電振動装置と、該圧電振動装置に接続された電子回路と、前記圧電振動装置および前記電子回路を収容する筐体とを備え、前記圧電振動装置が音響を発生させることを特徴とする電子機器。
The piezoelectric vibrating device according to any one of claims 1 to 4, an electronic circuit connected to the piezoelectric vibrating device, and a housing for accommodating the piezoelectric vibrating device and the electronic circuit are provided. An electronic device characterized in that a piezoelectric vibrating device generates sound.
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