JP7167545B2 - 振動デバイス - Google Patents
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Description
圧電素子が保護層に覆われている場合、保護層が圧電素子の変位を阻害するおそれがあると共に、保護層が圧電素子から振動部材への変位の伝達を阻害するおそれがある。これに対し、上記一つの態様では、第一樹脂層の硬さは、第二樹脂層の硬さより小さいので、第一樹脂層の硬さが第二樹脂層の硬さ以上である構成に比して、第一樹脂層が圧電素子の変位を阻害しがたい。上記一つの態様では、第二樹脂層の硬さが、第一樹脂層の硬さより大きいので、第二樹脂層の硬さが第一樹脂層の硬さ以下である構成に比して、第二樹脂層が、圧電素子から振動部材への変位の伝達を阻害しがたい。したがって、保護層は、圧電素子の変位を阻害しがたく、かつ、圧電素子から振動部材への変位の伝達を阻害しがたい。
振動デバイスは、たとえば、操作面に対する押圧を検出する押圧センサに利用されることがある。振動デバイスが押圧センサに利用される場合、振動デバイスは、通常、振動デバイスの略中央が操作面上での押圧位置と対応するように配置される。この場合、主として、圧電素体の、第二領域に対応する部分が変位して、電位を生じさせる。第二主面に直交する方向から見て、圧電素子が第三主面の略中央に位置していると共に、第二領域が第二外部電極の表面の略中央に位置している構成では、押圧により生じる電位が、第二領域を通して効率よく取り出される。したがって、振動デバイスは、押圧を適切に検出する。
振動デバイスが搭載される電子機器の配線と、第二領域との電気的接続には、導電性を有するペースト材料が用いられることがある。この場合、ペースト材料は、第二領域に付与される。第一樹脂層に、第一樹脂層の内縁に沿って突部が設けられている構成では、第一樹脂層に、第一樹脂層の内縁に沿って突部が設けられていない構成に比して、ペースト材料が第二領域に保持されやすい。したがって、本構成では、第二領域が上記電子機器の配線と確実に電気的に接続される。
第一樹脂層の厚みが大きい場合、第一樹脂層の厚みが小さい場合に比して、圧電素子の変位を阻害する傾向にある。これに対し、本構成では、第一樹脂層の厚みが大きくされる位置は、第二主面に直交する方向から見て圧電素子より外側である。したがって、本構成は、圧電素子の変位を阻害しがたい。
振動デバイス1は、図1~図4に示されるように、圧電素子10と、振動部材20と、保護層30を備えている。圧電素子10は、圧電素体11と、一対の外部電極13,15と、を有している。本実施形態では、圧電素子10は、圧電素体11内に配置される内部電極を有していない。
突部35での領域31aの最大厚みは、たとえば、5~15μmである。本実施形態では、突部35での領域31aの最大厚みは、10μmである。突部35以外の部分での領域31aの最大厚みは、たとえば、4~8μmである。本実施形態では、突部35以外の部分での領域31aの最大厚みは、6μmである。突部35以外の部分での領域31aの平均厚みは、たとえば、3~6μmである。本実施形態では、突部35以外の部分での領域31aの平均厚みは、4μmである。
仮想平面VPから突部37の頂までの第一方向D1での距離は、たとえば、3~10μmである。本実施形態では、仮想平面VPから突部37の頂までの第一方向D1での距離は、5μmである。突部37での領域31bの最大厚みは、たとえば、100~200μmである。本実施形態では、突部37での領域31bの最大厚みは、160μmである。
圧電素子10が保護層30に覆われている場合、保護層30が圧電素子10の変位を阻害するおそれがあると共に、保護層30が圧電素子10から振動部材20への変位の伝達を阻害するおそれがある。これに対し、振動デバイス1では、樹脂層31の硬さは、樹脂層33の硬さより小さいので、樹脂層31の硬さが樹脂層33の硬さ以上である構成に比して、樹脂層31が圧電素子10の変位を阻害しがたい。振動デバイス1では、樹脂層33の硬さが、樹脂層31の硬さより大きいので、樹脂層33の硬さが樹脂層31の硬さ以下である構成に比して、樹脂層33が、圧電素子10から振動部材20への変位の伝達を阻害しがたい。したがって、保護層30は、圧電素子10の変位を阻害しがたく、かつ、圧電素子10から振動部材20への変位の伝達を阻害しがたい。
振動デバイス1は、たとえば、操作面に対する押圧を検出する押圧センサに利用されることがある。振動デバイス1が押圧センサに利用される場合、振動デバイス1は、通常、振動デバイス1の平面視での略中央が操作面上での押圧位置と対応するように配置される。この場合、主として、圧電素体11の、領域15bに対応する部分が変位して、電位を生じさせる。第一方向D1から見て、圧電素子10が主面20aの略中央に位置していると共に、領域15bが外部電極15の表面の略中央に位置している構成では、押圧により生じる電位が、領域15bを通して効率よく取り出される。したがって、振動デバイス1は、押圧を適切に検出する。
振動デバイス1が搭載される電子機器の配線と、領域15bとの電気的接続には、導電性を有するペースト材料が用いられることがある。この場合、ペースト材料は、領域15bに付与される。突部35が樹脂層31に設けられている構成では、突部35が樹脂層31設けられていない構成に比して、ペースト材料が領域15bに保持されやすい。したがって、振動デバイス1では、領域15b(外部電極15)が上記電子機器の配線と確実に電気的に接続される。
樹脂層31の厚みが大きい場合、樹脂層31の厚みが小さい場合に比して、圧電素子10の変位を阻害する傾向にある。これに対し、振動デバイス1では、第一方向D1から見て圧電素子10より外側の位置で、樹脂層31の厚みが大きい。したがって、振動デバイス1は、圧電素子10の変位を阻害しがたい。
複数の突部13aは、主面20aとの物理的な接触により、主面20aと電気的に接続される。したがって、振動デバイス1では、圧電素子10が保護層30で覆われているものの、外部電極13に至る電気的な接続経路が、主面20a及び複数の突部13aを介することにより確実に実現される。外部電極13と主面20aとの物理的な接触により、外部電極13と主面20aとが電気的に接続されているので、外部電極13と主面20aとが導電性フィラーを通して電気的に接続されている構成に比して、外部電極13と主面20aとの間の抵抗が低い。
外部電極13と主面20aとは、複数の突部13aの間に設けられた樹脂層33により接合されている。したがって、振動デバイス1は、振動部材20と圧電素子10との接合強度を確保する。
樹脂層31に開口32が形成されていなくてもよい。すなわち、外部電極15の表面は、領域15bを有していなくてもよい。この場合、樹脂層31は、外部電極15の表面の略全体を覆う。
突部35は、樹脂層31の内縁31e1に沿って連続していなくてもよい。たとえば、突部35は、内縁31e1に沿って断続的に設けられていてもよい。突部37は、樹脂層31の外縁31e2に沿って連続していなくてもよい。たとえば、突部37は、外縁31e2に沿って断続的に設けられていてもよい。図8に示されるように、突部37の頂は、仮想平面VPと主面20aとの間に位置していてもよい。
樹脂層31には、図9に示されるように、突部37が設けられていなくてもよい。樹脂層31には、突部35が設けられていなくてもよい。
圧電素体11の側面11cは、樹脂層31(領域31b)と樹脂層33とで覆われているが、保護層30が側面11cを覆う態様は、これに限られない。圧電素体11の側面11cは、樹脂層31(領域31b)のみで覆われていてもよい。圧電素体11の側面11cは、樹脂層33のみで覆われていてもよい。
樹脂層31(領域31b)は、樹脂層33(領域33b)と振動部材20の主面20aとに接しているが、樹脂層31(領域31b)の態様は、これに限られない。樹脂層31(領域31b)は、樹脂層33(領域33b)のみと接していてもよい。
樹脂層33は、領域33bを有していなくてもよい。この場合、樹脂層31(領域31b)は、領域33aと接する。
保護層30は、二つの樹脂層31,33からなっているが、保護層は、別の樹脂層を有していてもよい。この場合、保護層30は、以下の構成を有していてもよい。樹脂層31が、外部電極15と、主面11bにおける外部電極15から露出している領域と、を覆うように配置されている。樹脂層33は、外部電極13と、主面11aにおける外部電極13から露出している領域と、を覆うように配置されている。別の樹脂層は、側面11c全体を覆うように配置されている。別の樹脂層の硬さは、樹脂層33の硬さより小さくてもよい。別の樹脂層の硬さは、樹脂層31の硬さと同等であってもよく、樹脂層31の硬さと異なっていてもよい。
圧電素体11、外部電極13,15、及び振動部材20の形状は、上述した形状に限られない。たとえば、圧電素体11、外部電極13,15、及び振動部材20は、平面視で、多角形状を呈していてもよい。
圧電素子10は、圧電素体11内に配置される一つ又は複数の内部電極を有していてもよい。この場合、圧電素体11は複数の圧電体層を有していてもよく、内部電極と圧電体層とが交互に配置されていてもよい。
樹脂層31内には、複数の空孔が分布していてもよい。樹脂層33内にも、複数の空孔が分布していてもよい。
樹脂層33は、導電性フィラーを含んでいてもよい。この場合、外部電極13と主面20aとは物理的に直接接していなくてもよい。
振動部材20は、たとえば、電子機器の筐体であってもよい。振動部材20は、たとえば、電子機器の筐体とは別の部材であってもよい。この場合、振動部材20は、面接着によって筐体に装着されてもよい。
振動部材20は、電気絶縁性を有する基板と、基板の表面に配置された導電層と、を有していてもよい。この場合、導電層の表面が、主面20aを構成する。
Claims (7)
- 互いに対向している第一主面と第二主面とを有している圧電素体と、前記第一主面に配置されている第一外部電極と、前記第二主面に配置されている第二外部電極と、を有している圧電素子と、
導電性を有している第三主面と前記第三主面と対向している第四主面とを有していると共に、前記第三主面が前記第一外部電極と対向するように配置されている振動部材と、
前記圧電素子を覆うように配置されている保護層と、を備え、
前記第一外部電極と前記第三主面とは、電気的に接続されており、
前記保護層は、前記圧電素体及び前記第二外部電極を覆うように配置されている第一樹脂層と、前記第一外部電極と前記第三主面との間に配置されていると共に前記第一外部電極と前記第三主面とを接合している第二樹脂層と、を有し、
前記第一樹脂層の硬さは、前記第二樹脂層の硬さより小さい、振動デバイス。 - 前記第二外部電極の表面は、前記第一樹脂層で覆われている第一領域と、前記第一樹脂層から露出している第二領域と、を有している、請求項1に記載の振動デバイス。
- 前記圧電素子は、前記第二主面に直交する方向から見て、前記振動部材の前記第三主面の略中央に位置しており、
前記第二領域は、前記第二主面に直交する方向から見て、前記第二外部電極の表面の略中央に位置している、請求項2に記載の振動デバイス。 - 前記第二領域は、前記第二主面に直交する方向から見て、前記第一領域で囲まれるように位置しており、
前記第一樹脂層には、前記第二領域を規定している前記第一樹脂層の内縁に沿って突部が設けられている、請求項2又は3に記載の振動デバイス。 - 前記第一樹脂層には、前記第二主面に直交する方向から見て前記圧電素子より外側の位置に、前記第一樹脂層の外縁に沿って突部が設けられている、請求項1~4のいずれか一項に記載の振動デバイス。
- 前記第一外部電極は、前記第三主面と物理的に接触している複数の突部を有しており、
前記第二樹脂層は、前記第一外部電極の前記複数の突部の間に位置している、請求項1~5のいずれか一項に記載の振動デバイス。 - 前記第二樹脂層は、前記第二主面に直交する方向から見て、前記圧電素子より外側に位置している外側領域を有し、
前記第一樹脂層は、前記第二主面に直交する方向から見て前記第二樹脂層の前記外側領域と重なるように設けられていると共に、前記第二樹脂層の前記外側領域と接している、請求項1~6のいずれか一項に記載の振動デバイス。
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