JP6933054B2 - 振動デバイス - Google Patents

Description

本発明は、圧電素子を備える振動デバイスに関する。

圧電素子と、圧電素子と電気的に接続されている配線基板と、圧電素子が接着されている振動板と、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）。

特開平０４−０７０１００号公報

特許文献１に記載された振動デバイスでは、以下のような問題点が生じるおそれがある。

配線基板は、振動板に接続されている一端部と、振動デバイスが搭載される電子機器側の部品に接続される他端部と、を有している。配線基板の一端部は、たとえば、振動板に物理的に接続されていると共に、圧電素子と電気的に接続されている。配線基板の他端部は、たとえば、コネクタに電気的かつ物理的に接続される。

配線基板の一端部は、振動板に物理的に接続されているので、振動板から振動が伝わる。配線基板の他端部は、電子機器側の部品に物理的に接続されるので、振動し難い。このため、振動板が振動すると、配線基板の一端部と振動板との接続箇所に機械的負荷が作用する。接続箇所に機械的負荷が作用すると、配線基板と振動板との物理的な接続と、配線基板と圧電素子との電気的な接続とが劣化し、振動デバイスの信頼性が低下するおそれがある。たとえば、配線基板と振動板とが離れ、配線基板と圧電素子とが断線するおそれがある。

本発明の一つの態様は、信頼性の低下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、第一主面を有する振動板と、第一主面に接合された圧電素子と、第一主面に接合され、かつ、圧電素子と電気的に接続された配線基板と、を備えている。圧電素子は、圧電材料からなり、互いに対向している第二主面及び第三主面と、第二主面及び第三主面に隣り合う側面と、を有する圧電素体と、圧電素体内に配置され、第二主面及び第三主面の対向方向において互いに対向する複数の内部電極と、第二主面上に配置され、対応する内部電極と電気的に接続された複数の外部電極と、を有すると共に、第三主面及び側面で第一主面に接合されている。配線基板は、樹脂膜と、樹脂膜上に延在して配置された複数の導体と、複数の導体を覆うように複数の導体上に配置された被覆膜と、を有している。複数の導体の延在方向の一端部は、被覆膜から露出しており、対応する外部電極と電気的に接続されている。

本発明の上記一つの態様に係る振動デバイスでは、圧電素子は、第三主面及び側面で振動板の第一主面に接合されているので、圧電素子と振動板との物理的な接合強度が高い。したがって、本態様の振動デバイスでは、圧電素子の変位が振動板に効率よく伝わる。配線基板は、圧電素子と共に振動板の第一主面に接合された状態で、圧電素子と電気的に接続されている。配線基板では、外部電極と電気的に接続される一端部を除き、導体が樹脂膜及び被覆膜により覆われている。したがって、導体と振動板とを絶縁した状態で、配線基板を第一主面に接合させることができる。配線基板が第一主面に接合されていることにより、圧電素子から振動板に振動が伝わり振動板が振動すると、配線基板は圧電素子と同期して変位する。このため、配線基板が振動板の第一主面に接合されておらず、配線基板が圧電素子と同期して変位しない場合に比べて、配線基板と圧電素子との接続箇所に機械的負荷が作用し難い。したがって、本態様の振動デバイスでは、信頼性の低下が抑制されている。

一端部は、配線基板は、被覆膜が第一主面と対向するように配置されており、被覆膜は、第一主面に接合されており、一端部は、対応する外部電極上に配置されていてもよい。この場合、一端部が対応する外部電極上に配置されるので、一端部と外部電極とが圧電素子の変位する方向に並べられて接続される場合に比べ、圧電素子の変位による機械的負荷が、一端部と外部電極との接続箇所に作用し難い。したがって、信頼性の低下が更に抑制されている。

被覆膜は、対向方向から見て圧電素子と重なる重複領域を有していてもよい。この場合、振動板の露出した部分と、導体の一端部とは、延在方向において、少なくとも重複領域の長さだけ離間しているので、振動板と導体とが接触することが抑制される。これにより、電極間でショートが発生することを抑制できる。

重複領域は、対向方向において圧電素子から離間していてもよい。この場合、重複領域が圧電素子に接触して圧電素子が損傷することを抑制できる。

重複領域は、対向方向から見て内部電極から離間していてもよい。この場合、圧電素子のうち、内部電極が配置され、圧電素子の変位を発生させる領域に重複領域が接触することが抑制される。したがって、圧電素子の変位を阻害することを抑制できる。

圧電素子は第一接合部材によって第一主面に接合されていると共に、被覆膜は第二接合部材によって第一主面に接合されており、第一接合部材及び第二接合部材は、互いに離間していてもよい。この場合、第二接合部材がたとえば流動性を有する樹脂であっても第一接合部材上を経由して、圧電素子と配線基板との間に浸入することが抑制される。したがって、圧電素子と配線基板との間に浸入した第二接合部材に起因して、配線基板の平坦度が低下することが抑制される。この結果、導体に局所的な負荷が作用し難いので、信頼性の低下を更に抑制可能となる。

本発明の一つの態様によれば、信頼性の低下が抑制された振動デバイスを提供することができる。

図１は、一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断面構成を示す図である。 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、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５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６は、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。 図７は、圧電素子の平面図である。 図８は、変形例に係る振動デバイスの平面図である。 図９は、変形例に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。 図１０は、変形例に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。 図１１は、変形例に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。

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７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、一実施形態に係る振動デバイスの平面図である。図２、図３、図４、及び図５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６は、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。図７は、圧電素子の平面図である。

振動デバイス１は、図１に示されるように、圧電素子１０と、配線基板４０と、振動板５０とを備えている。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。

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と、四つの側面１１ｃと、を有している。直方体形状には、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。主面１１ａ，１１ｂは、矩形状を呈している。本実施形態では、主面１１ａ，１１ｂは、正方形状を呈している。

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。四つの側面１１ｃは、一対の主面１１ａ，１１ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃとは、稜線部を介して、間接的に隣り合っている。圧電素体１１の第一方向Ｄ１での長さ（圧電素体１１の厚み）は、たとえば１００μｍである。

圧電素体１１は、図６にも示されるように、第一方向Ｄ１に複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが積層されて構成されている。本実施形態では、圧電素体１１は、四つの圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを含んでいる。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。

各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、圧電材料からなる。すなわち、圧電素体１１は、圧電材料からなる。本実施形態では、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料としては、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）などが挙げられる。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。圧電体層１７ａ，１７ｄの厚みは、圧電体層１７ｂ，１７ｃの厚みよりも小さい。圧電体層１７ａ，１７ｄの厚みは、たとえば３３μｍであり、圧電体層１７ｂ，１７ｃの厚みは、たとえば１６μｍである。

圧電素子１０は、図２、図３、図４、及び図６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。

内部電極１９，２１，２３は、導電性材料からなる。導電性材料として、たとえばＡｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金などが用いられる。内部電極１９，２１，２３は、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。内部電極１９，２１，２３は、略矩形状（たとえば、略正方形状）を呈している。

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。すなわち、各内部電極１９，２１，２３は、圧電素体１１内に配置され、第一方向Ｄ１において互いに対向している。

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、側面１１ｃには露出していない。したがって、各内部電極１９，２１，２３は、図７に示されるように、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａ，１１ｂの全ての縁（四辺）及び側面１１ｃから離間している。

複数の外部電極１３，１５は、主面１１ａ上に配置されている。外部電極１３は、複数の外部電極１３ａ，１３ｂを含んでいる。本実施形態では、外部電極１３は、二つの外部電極１３ａ，１３ｂを含んでいる。外部電極１５は、複数の外部電極１５ａ，１５ｂを含んでいる。本実施形態では、外部電極１５は、二つの外部電極１５ａ，１５ｂを含んでいる。各外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂは、第一方向Ｄ１から見て、略長円形状を呈している。

各外部電極１３，１５（各外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）は、導電性材料からなる。導電性材料として、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金などが用いられる。各外部電極１３，１５は、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。

各外部電極１３，１５（各外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）は、図７に示されるように、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（各外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）は、図７に示されるように、第一方向Ｄ１から見て、内部電極１９，２１，２３の全ての縁（四辺）から離間している。

外部電極１３ａと外部電極１３ｂとは、隣り合っている。外部電極１５ａと外部電極１５ｂとは、隣り合っている。四つの外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂは、主面１１ａの一辺のみに沿って配置されている。外部電極１３ｂと外部電極１５ａとが、隣り合っている。

各外部電極１３ａ，１３ｂは、それぞれ複数のビア導体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、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１３ａ，１３ｂと対向している。複数のビア導体３１は、外部電極１３ａ，１３ｂと接続されていると共に、接続導体２５と接続されている。

各外部電極１５ａ，１５ｂは、それぞれ複数のビア導体３３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１５ａ，１５ｂと対向している。複数のビア導体３３は、外部電極１５ａ，１５ｂと接続されていると共に、内部電極１９と接続されている。

接続導体２５は、複数のビア導体３５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。複数のビア導体３５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１９は、それぞれ複数のビア導体３７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２１と同じ層に位置している。接続導体２７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２７とは、離間している。接続導体２７は、第一方向Ｄ１で、内部電極１９と対向している。複数のビア導体３７は、内部電極１９と接続されていると共に、接続導体２７と接続されている。

接続導体２７は、複数のビア導体３９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２７は、第一方向Ｄ１で、内部電極２３と対向している。複数のビア導体３９は、接続導体２７と接続されていると共に、内部電極２３と接続されている。

各外部電極１３ａ，１３ｂは、複数のビア導体３１、接続導体２５、及び、複数のビア導体３５を通して内部電極２１と電気的に接続されている。各外部電極１５ａ，１５ｂは、複数のビア導体３３を通して内部電極１９と電気的に接続されている。各外部電極１５ａ，１５ｂは、複数のビア導体３３、内部電極１９、複数のビア導体３７、接続導体２７、及び、複数のビア導体３９を通して内部電極２３と電気的に接続されている。すなわち、複数の外部電極１３，１５は、対応する内部電極１９，２１，２３と電気的に接続されている。

接続導体２５，２７及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９は、導電性材料からなる。導電性材料として、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金などが用いられる。接続導体２５，２７及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９は、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は、略矩形状を呈している。ビア導体３１，３３，３５，３７，３９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及び内部電極２１と電気的に接続されている導体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にも、内部電極１９，２３と電気的に接続されている導体及び内部電極２１と電気的に接続されている導体は配置されていない。本実施形態では、各側面１１ｃを当該側面１１ｃと直交する方向から見たとき、各側面１１ｃの全体が露出している。本実施形態では、各側面１１ｃも、自然面である。

配線基板４０は、図５にも示されているように、樹脂膜４１と、複数の導体４３，４５と、被覆膜４７と、を有している。本実施形態では、配線基板４０は、一対の導体４３，４５を備えている。配線基板４０は、たとえばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。配線基板４０は、所定の方向に延在している。配線基板４０が延在している方向が第二方向Ｄ２である。配線基板４０は、圧電素子１０と電気的に接続されている。

樹脂膜４１は、互いに対向している一対の主面４１ａ，４１ｂと、端面４１ｃと、互いに対向している一対の側面４１ｄと、を有している。樹脂膜４１は、電気絶縁性を有している。樹脂膜４１は、たとえばポリイミド樹脂からなる。

端面４１ｃは、一対の主面４１ａ，４１ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。端面４１ｃは、一つの側面１１ｃと対向している。一対の側面４１ｄは、一対の主面４１ａ，４１ｂの間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４１ｄは、第二方向Ｄ２に沿って延在している。本実施形態では、主面４１ｂを主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向から見たとき、主面４１ｂの全体が露出している。

一対の導体４３，４５は、樹脂膜４１（主面４１ａ）上に配置されている。導体４３と導体４５とは、第二方向Ｄ２に延在している。導体４３と導体４５とは、第二方向Ｄ２と交差する方向で離間している。各導体４３，４５は、たとえば銅からなる。

導体４３は、互いに対向している一対の主面４３ａ，４３ｂと、端面４３ｃと、互いに対向している一対の側面４３ｄと、を有している。主面４３ｂは、主面４１ａと接している。端面４３ｃは、一対の主面４３ａ，４３ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。端面４３ｃは、一つの側面１１ｃと対向している。一対の側面４３ｄは、一対の主面４３ａ，４３ｂの間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４３ｄは、第二方向Ｄ２に沿って延在している。本実施形態では、端面４１ｃと端面４３ｃとは、略同一平面上に位置している。

導体４５は、互いに対向している一対の主面４５ａ，４５ｂと、端面４５ｃと、互いに対向している一対の側面４５ｄと、を有している。主面４５ｂは、主面４１ａと接している。端面４５ｃは、一対の主面４５ａ，４５ｂの間を連結するように第一方向Ｄ１に延在している。端面４５ｃは、一つの側面１１ｃと対向している。一対の側面４５ｄは、一対の主面４５ａ，４５ｂの間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４５ｄは、第二方向Ｄ２に沿って延在している。側面４３ｄと側面４５ｄとは、互いに対向している。本実施形態では、端面４１ｃと端面４５ｃとは、略同一平面上に位置している。

被覆膜４７は、各導体４３，４５の一部を覆うように、各導体４３，４５上に配置されている。第二方向Ｄ２での各導体４３，４５の両端部４３ｅ，４５ｅは、被覆膜４７から露出している。被覆膜４７は、主面４１ａにおける各導体４３，４５から露出している領域を覆うように、主面４１ａにも配置されている。第二方向Ｄ２での樹脂膜４１の両端部も、被覆膜４７から露出している。被覆膜４７は、各導体４３，４５（主面４３ａ，４５ａ及び一対の側面４３ｄ，４５ｄ）と接しているとともに、樹脂膜４１（主面４１ａ）と接している。樹脂膜４１と被覆膜４７とは、互いに接している領域で接合されている。被覆膜４７は、たとえばポリイミド樹脂からなる。被覆膜４７から露出している各導体４３，４５の両端部４３ｅ，４５ｅには、たとえば金フラッシュめっきが施されている。第二方向Ｄ２での各導体４３，４５の一端部４３ｅ，４５ｅは、対応する外部電極１３，１５と電気的に接続されている。一端部４３ｅ，４５ｅは、第二方向Ｄ２において圧電素子１０と隣り合っている。なお、少なくとも一端部４３ｅ，４５ｅが被覆膜４７から露出していればよく、他端部４３ｅ，４５ｅは被覆膜４７に覆われていてもよい。この場合、たとえば、他端部４３ｅ，４５ｅが樹脂膜４１から露出していてもよい。

主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向での配線基板４０の長さ（配線基板４０の厚み）は、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向での樹脂膜４１の長さ（樹脂膜４１の厚み）と、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向での導体４３，４５の長さ（導体４３，４５の厚み）と、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向での被覆膜４７の長さ（被覆膜４７の厚み）との合計で規定される。本実施形態では、配線基板４０の厚みは、たとえば７０μｍである。樹脂膜４１の厚みは、たとえば２０μｍである。各導体４３，４５の厚みは、たとえば２０μｍである。樹脂膜４１の厚みと各導体４３，４５の厚みとは、異なっていてもよい。

振動板５０は、金属からなり、互いに対向している主面５０ａ，５０ｂを有している。振動板５０は、たとえば、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス鋼からなる。振動板５０（主面５０ａ，５０ｂ）は、主面５０ａと主面５０ｂとが対向している方向から見たとき、矩形状を呈している。主面５０ａと主面５０ｂとが対向している方向での振動板５０の長さ（振動板５０の厚み）は、たとえば２５０μｍである。

圧電素子１０及び配線基板４０は、振動板５０と接着されている。圧電素体１１の主面１１ｂと振動板５０の主面５０ａとが互いに対向しており、樹脂膜４１の主面４１ｂと振動板５０の主面５０ａとが互いに対向している。すなわち、主面１１ｂと主面５０ａとが接着されていると共に、主面４１ｂと主面５０ａとが接着されている。

圧電素子１０及び配線基板４０が振動板５０に接着された状態では、第一方向Ｄ１と、主面４１ａと主面４１ｂとが対向している方向と、主面５０ａと主面５０ｂ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、振動板５０の中央部に配置されている。

圧電素子１０は、接着部材５５によって、主面１１ｂと四つの側面１１ｃとで振動板５０と接着されている。接着部材５５は、圧電素子１０と振動板５０とを接着する部材である。圧電素子１０は、接着部材５５によって、主面１１ｂ及び側面１１ｃで主面５０ａに接合されていると言える。本実施形態では、主面１１ｂと四つの側面１１ｃとの全体が、接着部材５５で覆われている。すなわち、主面１１ｂと四つの側面１１ｃとの全体が、接着部材５５と接している。主面１１ａは、接着部材５５に覆われておらず、接着部材５５から露出している。主面１１ｂと主面５０ａとは、接着部材５５を介して、間接的に対向している。

配線基板４０は、接着部材５７によって、樹脂膜４１の主面４１ｂで振動板５０と接着されている。接着部材５７は、配線基板４０と振動板５０とを接着する部材である。配線基板４０は、接着部材５７によって、主面５０ａに接合されていると言える。本実施形態では、主面４１ｂの、振動板５０上に位置している領域の全体が、接着部材５７で覆われている。すなわち、主面４１ｂの上記領域の全体が、接着部材５７と接している。一対の側面４１ｄは、接着部材５７に覆われておらず、接着部材５７から露出している。一対の側面４１ｄは、接着部材５５にも覆われておらず、接着部材５５から露出している。主面４１ｂと主面５０ａとは、接着部材５７を介して、間接的に対向している。

樹脂膜４１の端面４１ｃと、一対の導体４３，４５の各端面４３ｃ，４５ｃとは、接着部材５７に覆われておらず、接着部材５７から露出している。各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃは、接着部材５５に覆われており、接着部材５５と接している。本実施形態では、各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃの全体が、接着部材５５と接している。すなわち、各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃの全体が、接着部材５５によって、振動板５０と接着されている。

接着部材５５，５７には、たとえば樹脂（エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂など）が用いられる。接着部材５５，５７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。接着部材５５と接着部材５７とは、異なる樹脂からなっていてもよく、同じ樹脂からなっていてもよい。接着部材５５，５７は、接合部材である。

主面４１ｂと振動板５０（主面５０ａ）との間隔Ｇ２は、主面１１ｂと振動板５０（主面５０ａ）との間隔Ｇ１よりも大きい。間隔Ｇ１は、主面１１ｂと主面５０ａとの間に位置している接着部材５５の厚みでもある。間隔Ｇ２は、主面４１ｂと主面５０ａとの間に位置している接着部材５７の厚みでもある。間隔Ｇ２は、たとえば１０〜３０μｍである。間隔Ｇ１は、たとえば７μｍである。

圧電素子１０と配線基板４０とは、振動板５０上で隣り合っている。配線基板４０は、第一方向Ｄ１から見て、四つの外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが沿って配置されている主面１１ａの一辺と隣り合っている。第一方向Ｄ１から見て、圧電素子１０と配線基板４０とは離れている。圧電素子１０と配線基板４０との間隔は、たとえば、０ｍｍより大きく、１ｍｍ以下である。

第一方向Ｄ１から見て、導体４３，４５が延在している方向、すなわち、第二方向Ｄ２と、四つの外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが沿って配置されている上記一辺とは、交差している。本実施形態では、第二方向Ｄ２と、四つの外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが沿って配置されている上記一辺とは、略直交している。

図２及び図３に示されるように、一対の導体４３，４５の各主面４３ａ，４５ａの振動板５０（主面５０ａ）からの高さ位置（以下、「第一高さ位置」と称する）と、各外部電極１３，１５（各外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）の振動板５０（主面５０ａ）からの高さ位置（以下、「第二高さ位置」と称する）とが異なっている。本実施形態では、第一高さ位置が、第二高さ位置よりも低い。本実施形態では、各端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃの全体が、接着部材５５を介して、一つの側面１１ｃと間接的に対向している。

互いに対向する側面１１ｃと端面４１ｃ，４３ｃ，４５ｃとの間には、接着部材５５が存在している。接着部材５５の表面５５ａは、主面１１ａと主面４３ａとを連結すると共に主面１１ａと主面４５ａとを連結するように、延在している。表面５５ａは、第一高さ位置と第二高さ位置との差に応じて、主面１１ａから主面４３ａ，４５ａに向けて傾斜している。

振動デバイス１は、図１〜図３に示されるように、外部電極１３ａ，１３ｂと導体４３とを電気的に接続する接続部材６１と、外部電極１５ａ，１５ｂと導体４５とを電気的に接続する接続部材６３と、を備えている。

接続部材６１は、複数の外部電極１３ａ，１３ｂと接続されている一端部６１ａと、導体４３（主面４３ａ）と接続されている他端部６１ｂとを有している。接続部材６１の他端部６１ｂは、導体４３における被覆膜４７から露出している一端部４３ｅと接続されている。接続部材６１の他端部６１ｂは、主面４３ａと接している。導体４３は、接続部材６１、外部電極１３ａ，１３ｂ（外部電極１３）、複数のビア導体３１、接続導体２５、及び、複数のビア導体３５を通して内部電極２１と電気的に接続されている。

接続部材６３は、複数の外部電極１５ａ，１５ｂと接続されている一端部６３ａと、導体４５（主面４５ａ）と接続されている他端部６３ｂとを有している。接続部材６３の他端部６３ｂは、導体４５における被覆膜４７から露出している一端部４５ｅと接続されている。接続部材６３の他端部６３ｂは、主面４５ａと接している。導体４５は、接続部材６３、外部電極１５ａ，１５ｂ（外部電極１５）、複数のビア導体３３を通して内部電極１９と電気的に接続されていると共に、更に、複数のビア導体３７、接続導体２７、及び、複数のビア導体３９を通して内部電極２３と電気的に接続されている。

接続部材６１，６３は、導電性樹脂からなる。導電性樹脂は、樹脂（たとえば、熱硬化性樹脂）と導電性材料（たとえば、金属粉末）とを含んでいる。金属粉末としては、たとえばＡｇ粉末が用いられる。熱硬化性樹脂としては、たとえば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はポリイミド樹脂などが用いられる。接続部材６１，６３の硬度は、接着部材５５の硬度よりも小さい。

接続部材６１は、外部電極１３ａ，１３ｂと導体４３の一端部４３ｅ（主面４３ａ）とに接するように、接着部材５５上に配置されている。接続部材６３は、外部電極１５ａ，１５ｂと導体４５の一端部４５ｅ（主面４５ａ）とに接するように、接着部材５５上に配置されている。接続部材６１，６３は、接着部材５５と接している。

極性が異なる電圧が、導体４３，４５を通して、外部電極１３（１３ａ，１３ｂ）と外部電極１５（１５ａ，１５ｂ）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、活性領域となり、当該活性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と振動板５０とは、互いに接着されているので、振動板５０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行う。

次に、図８〜図１１を参照して、本実施形態の変形例に係る振動デバイス１Ａの構成を説明する。図８は、変形例に係る振動デバイスの平面図である。図９〜図１１は、変形例に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。図８〜図１１に示される振動デバイス１Ａは、主に、配線基板４０の配置の点で、図１〜図７に示される振動デバイス１と相違している。以下、振動デバイス１と相違点を中心にして、振動デバイス１Ａについて説明する。

振動デバイス１Ａでは、配線基板４０は、被覆膜４７が振動板５０の主面５０ａと対向するように配置されている。つまり、配線基板４０は、主面４１ａが主面５０ａを向くように配置されている。被覆膜４７は、接着部材５７（図２参照）ではなく、接合部材５９によって、主面５０ａに接合されている。接合部材５９は、たとえばフィルム状の接着剤樹脂であり、被覆膜４７は接合部材５９によって主面５０ａに接着されている。接合部材５９には、たとえば樹脂（エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂など）が用いられる。接合部材５９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。接着部材５５と接合部材５９とは、異なる樹脂からなっていてもよく、同じ樹脂からなっていてもよい。接着部材５５と接合部材５９とは、第二方向Ｄ２において互いに離間している。接着部材５５と接合部材５９との間隔は、たとえば０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下である。接合部材５９は主面５０ａの縁まで設けられている。

振動デバイス１では、圧電素子１０と配線基板４０とが、振動板５０上で隣り合っているのに対し、振動デバイス１Ａでは、配線基板４０は圧電素子１０上に配置されている。振動デバイス１Ａは、接続部材６１，６３（図２，３参照）の代わりに、接続部材６５を有している。接続部材６５は、一端部４３ｅ（主面４３ａ）と外部電極１３ａ，１３ｂとを電気的に接続すると共に、一端部４５ｅ（主面４５ａ）と外部電極１５ａ，１５ｂとを電気的に接続している。導体４３の一端部４３ｅ（主面４３ａ）は、外部電極１３ａ，１３ｂ上に配置され、第一方向Ｄ１において接続部材６５を介して外部電極１３ａ，１３ｂと対向している。導体４５の一端部４５ｅ（主面４５ａ）は、外部電極１５ａ，１５ｂ上に配置され、第一方向Ｄ１において接続部材６５を介して外部電極１５ａ，１５ｂと対向している。

接続部材６５は、図１１に示されるように一端部４３ｅから一端部４５ｅまで連続して設けられている。接続部材６５は、例えば異方性導電ペースト（ＡＰＣ）が硬化することにより形成されている。接続部材６５は、厚み方向（第一方向Ｄ１）に導通性を有すると共に、厚み方向に直交する面方向に絶縁性を有する。このため、外部電極１３と外部電極１５とは、電気的に絶縁された状態に保たれている。

被覆膜４７と主面５０ａとの間隔Ｇ４は、主面１１ａと主面５０ａとの間隔Ｇ３よりも大きい。したがって、被覆膜４７は第一方向Ｄ１において主面１１ａから離間している。被覆膜４７と主面１１ａとの間隔は、たとえば０ｍｍより大きく、１ｍｍ以下である。間隔Ｇ３は、主面１１ｂと主面５０ａとの間に位置している接着部材５５の厚みと、圧電素子１０の厚みとの合計で規定される。間隔Ｇ４は、被覆膜４７と主面５０ａとの間に位置している接合部材５９の厚みでもある。間隔Ｇ３は、たとえば５０μｍ以上２ｍｍ以下である。間隔Ｇ３は、たとえば１１０μｍである。間隔Ｇ４は、たとえば５０μｍ以上２ｍｍ以下である。間隔Ｇ４は、たとえば１２０μｍである。

被覆膜４７は、第一方向Ｄ１から見て圧電素子１０の主面１１ａと重なる領域４７ａを有している。つまり、被覆膜４７の端面４７ｃは、第一方向Ｄ１から見て主面１１ａの縁（四辺）の内側に配置されている。領域４７ａ（被覆膜４７）は、第一方向Ｄ１において圧電素子１０の主面１１ａから離間している。領域４７ａ（被覆膜４７）と主面１１ａとの間隔は、間隔Ｇ４と間隔Ｇ３との差に等しい。領域４７ａ（被覆膜４７）は、第一方向Ｄ１から見て内部電極１９，２１，２３から離間している。被覆膜４７は、第一方向Ｄ１から見て接着部材５５と重なる領域４７ｂを有している。領域４７ｂ（被覆膜４７）は、第一方向Ｄ１において接着部材５５から離間している。

被覆膜４７のうち、振動板５０上に位置している部分は、領域４７ａと、領域４７ｂと、主面５０ａの露出した部分と第一方向Ｄ１において対向している領域と、接合部材５９と第一方向Ｄ１において対向している領域と、により構成されている。

以上のように、振動デバイス１，１Ａでは、圧電素子１０は、主面１１ｂ及び側面１１ｃで主面５０ａに接合されているので、圧電素子１０と振動板５０との物理的な接合強度が高い。したがって、圧電素子１０の変位が振動板５０に効率よく伝わる。配線基板４０は、圧電素子１０と共に主面５０ａに接合された状態で、圧電素子１０と電気的に接続されている。配線基板４０では、外部電極１３，１５と接続される一端部４３ｅ，４５ｅを除き、導体４３，４５が樹脂膜４１及び被覆膜４７により覆われている。したがって、導体４３，４５と振動板５０とを絶縁した状態で、配線基板４０を主面５０ａに接合させることができる。配線基板４０が主面５０ａに接合されていることにより、圧電素子１０から振動板５０に振動が伝わり振動板５０が振動すると、配線基板４０は圧電素子１０と同期して変位する。このため、配線基板４０が振動板５０の主面５０ａに接合されておらず、配線基板４０が圧電素子１０と同期して変位しない場合に比べて、配線基板４０と圧電素子１０との接続箇所に機械的負荷が作用し難い。したがって、振動デバイス１，１Ａでは、信頼性の低下が抑制されている。

圧電素子１０は第一方向Ｄ１に直交する方向に繰り返し変位（伸縮）するので、一端部４３ｅ，４５ｅと外部電極１３，１５とが圧電素子１０が変位する方向に並べられて接続されている振動デバイス１では、圧電素子１０の変位による機械的負荷が、一端部４３ｅ，４５ｅと外部電極１３，１５とを接続している接続部材６１，６３に作用し易い。一方、振動デバイス１Ａでは、一端部４３ｅ，４５ｅが対応する外部電極１３，１５上に配置され、一端部４３ｅ，４５ｅと外部電極１３，１５とが圧電素子１０の変位する方向に並んでいない。このため、圧電素子１０の変位による機械的負荷が、一端部４３ｅ，４５ｅと外部電極１３，１５とを接続している接続部材６５に作用し難い。よって、振動デバイス１Ａでは、信頼性の低下が更に抑制されている。

振動デバイス１Ａでは、被覆膜４７は領域４７ａを有している。このため、主面５０ａの露出した部分と、一端部４３ｅ，４５ｅとは、第一方向Ｄ１において互いに対向しておらず、第二方向Ｄ２において、少なくとも領域４７ａの長さだけ離間している。これにより、振動板５０と導体４３，４５とが接触し、電極間でショートが発生することを抑制できる。また、振動デバイス１Ａでは、被覆膜４７は領域４７ｂを更に有している。このため、主面５０ａの露出した部分と、一端部４３ｅ，４５ｅとは、第二方向Ｄ２において、少なくとも領域４７ａの長さと領域４７ｂの長さとの合計で規定される長さだけ離間している。これにより、電極間でショートが発生することを更に抑制できる。

このような振動デバイス１Ａに対して、被覆膜４７が領域４７ａ及び領域４７ｂを有さず、被覆膜４７の端面４７ｃが、第一方向Ｄ１から見て主面１１ａ及び接着部材５５の外側に配置されている比較対象の振動デバイスでは、主面５０ａの露出した部分と、一端部４３ｅ，４５ｅとが第一方向Ｄ１において互いに対向して配置されているので、駆動時に、振動板５０と導体４３，４５とが接触し、電極間でショートが発生するおそれがある。また、被覆膜４７の端面４７ｃが、第一方向Ｄ１から見て圧電素子１０の側面１１ｃと同一平面に配置されている比較対象の振動デバイスでは、駆動時に、被覆膜４７が圧電素子１０の稜線部と接触し、圧電素子１０の稜線部にクラックが生じるおそれがある。

振動デバイス１Ａでは、領域４７ａは、第一方向Ｄ１において圧電素子１０から離間している。このため、領域４７ａが圧電素子１０に接触して圧電素子１０が損傷することを抑制できる。

圧電素子１０の変位は、圧電素子１０のうち内部電極１９，２１，２３が配置された領域で発生する。振動デバイス１Ａでは、領域４７ａは、第一方向Ｄ１から見て内部電極１９，２１，２３から離間しているので、圧電素子１０のうち内部電極１９，２１，２３が配置された領域に領域４７ａが接触して圧電素子１０の変位を阻害することを抑制できる。

振動デバイス１Ａでは、圧電素子１０は接着部材５５によって主面５０ａに接合されていると共に、被覆膜４７は接合部材５９によって主面５０ａに接合されており、接着部材５５及び接合部材５９は、互いに離間している。このため、接合部材５９が例えば流動性を有する樹脂であっても、接着部材５５上を経由して、圧電素子１０と領域４７ａとの間に浸入することが抑制される。圧電素子１０と領域４７ａとの間に浸入した接合部材５９に起因して、配線基板４０の平坦度が低下することが抑制される。この結果、導体４３，４５に局所的な負荷が作用し難いので、信頼性の低下を更に抑制可能となる。

振動デバイス１，１Ａでは、振動板５０が、金属からなる。金属からなる振動板５０は、ガラスからなる振動板に比して、高いＱ値及び強度を有する。このため、振動デバイス１，１Ａの変位量が向上する。

圧電素子１０は、第一方向Ｄ１から見て、振動板５０の中央部に配置されている。このため、振動デバイス１，１Ａでは、圧電素子１０の変位が効率よく振動板５０に伝達される。

外部電極１３，１５（１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）は、振動板５０と接着される主面１１ｂではなく、主面１１ａ上に配置されており、主面１１ｂには、内部電極１９，２１，２３と電気的に接続されている導体が配置されていない。外部電極１３，１５（１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）は、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａの全ての縁から離間している。これらの結果、振動板５０が金属からなる場合でも、圧電素子１０（外部電極１３，１５及び内部電極１９，２１，２３）と振動板５０とが電気的に絶縁される。したがって、圧電素子１０と振動板５０との短絡が発生し難く、振動デバイス１，１Ａの電気的な信頼性が向上する。

圧電素体１１は、四つの側面１１ｃを有し、各側面１１ｃには、各内部電極１９，２１，２３が露出していない。このため、振動デバイス１，１Ａでは、圧電素子１０と振動板５０とがより一層確実に電気的に絶縁される。

外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂは、第一方向Ｄ１から見て、各内部電極１９，２１，２３の全ての縁から離間している。このため、振動デバイス１，１Ａでは、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが、主面１１ａの縁からのより一層離間する。この結果、外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂと振動板５０とがより一層確実に電気的に絶縁される。

主面１１ａ，１１ｂは、第一方向Ｄ１から見て矩形状を呈している。四つの外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂは、主面１１ａの縁の一辺のみに沿って配置されている。このため、振動デバイス１，１Ａでは、四つの外部電極１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂと配線基板４０（導体４３，４５）との電気的な接続が容易に実現される。

接着部材５５は、導電性フィラーを含んでいないため、導電性フィラーを含んでいる接着部材に比して、同一体積に含まれる樹脂成分が多く、接着強度が高い。したがって、振動デバイス１，１Ａでは、振動板５０と圧電素子１０との接合強度が高められている。

圧電素子１０と振動板５０との間には、接着部材５５以外の部材は存在しない。したがって、振動デバイス１，１Ａでは、圧電素子１０の変位が振動板５０により一層効率よく伝達する。

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。

圧電素子１０が備える内部電極の数、圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの数、外部電極１３，１５（１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ）の数は、上述した実施形態で開示した数に限られない。

振動板５０は、電子機器などの筐体であってもよい。振動板５０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、振動板５０は、面接着によって筐体に装着されてもよい。

振動デバイス１Ａにおいて、接着部材５５と接合部材５９とは互いに接しており、被覆膜４７が、主面５０ａの露出した部分と第一方向Ｄ１において互いに対向している領域を有さなくてもよい。この場合、駆動時においても、振動板５０と導体４３，４５とが接触し、電極間でショートが発生することを抑制できる。また、この場合、被覆膜４７が領域４７ａ，４７ｂを有していなくても、同様に電極間でショートが発生することを抑制できる。

１，１Ａ…振動デバイス、１０…圧電素子、１１…圧電素体、１１ａ，１１ｂ…主面、１１ｃ…側面、１３，１５…外部電極、１９，２１，２３…内部電極、４０…配線基板、４１…樹脂膜、４１ａ，４１ｂ…主面、４１ｃ…端面、４１ｄ…側面、４３，４５…導体、４３ａ，４３ｂ，４５ａ，４５ｂ…主面、４３ｃ，４５ｃ…端面、４３ｅ，４５ｅ…端部、４７…被覆膜、４７ａ…領域、５０…振動板、５０ａ，５０ｂ…主面、５５，５７…接着部材、５９…接合部材、６１，６３，６５…接続部材。

Claims (5)

1. 第一主面を有する振動板と、
   前記第一主面に接合された圧電素子と、
   前記第一主面に接合され、かつ、前記圧電素子と電気的に接続された配線基板と、を備え、
   前記圧電素子は、
   圧電材料からなり、互いに対向している第二主面及び第三主面と、前記第二主面及び前記第三主面に隣り合う側面と、を有する圧電素体と、
   前記圧電素体内に配置され、前記第二主面及び前記第三主面の対向方向において互いに対向する複数の内部電極と、
   前記第二主面上に配置され、対応する内部電極と電気的に接続された複数の外部電極と、を有すると共に、第三主面及び前記側面で前記第一主面に接合されており、
   前記配線基板は、
   樹脂膜と、
   前記樹脂膜上に延在して配置された複数の導体と、
   前記複数の導体を覆うように前記複数の導体上に配置された被覆膜と、を有しており、
   前記複数の導体の延在方向の一端部は、前記被覆膜から露出しており、対応する前記外部電極と電気的に接続されており、
   前記配線基板は、前記被覆膜が前記第一主面と対向するように配置されており、
   前記被覆膜は、前記第一主面に接合され、前記一端部は、対応する前記外部電極上に配置されている、振動デバイス。
2. 前記被覆膜は、前記対向方向から見て前記圧電素子と重なる重複領域を有している、請求項１に記載の振動デバイス。
3. 前記重複領域は、前記対向方向において前記圧電素子から離間している、請求項２に記載の振動デバイス。
4. 前記重複領域は、前記対向方向から見て前記内部電極から離間している、請求項２又は３に記載の振動デバイス。
5. 前記圧電素子は第一接合部材によって前記第一主面に接合されていると共に、前記被覆膜は第二接合部材によって前記第一主面に接合されており、
   前記第一接合部材及び前記第二接合部材は、互いに離間している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の振動デバイス。

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