JP7211577B2 - 圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器 - Google Patents
圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7211577B2 JP7211577B2 JP2018034249A JP2018034249A JP7211577B2 JP 7211577 B2 JP7211577 B2 JP 7211577B2 JP 2018034249 A JP2018034249 A JP 2018034249A JP 2018034249 A JP2018034249 A JP 2018034249A JP 7211577 B2 JP7211577 B2 JP 7211577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive bonding
- piezoelectric actuator
- bonding material
- external electrode
- wiring member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 93
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical class [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2047—Membrane type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
- H04R1/04—Structural association of microphone with electric circuitry therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
本発明は、圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器に関する。
上面に表面電極（外部電極）を有する圧電素子と、表面電極に導電性接合材を介して端部が電気的に接続された配線部材とを備え、圧電素子と配線部材との接続部の断面において、表面電極、配線部材及び導電性接合材によって取り囲まれた空隙が形成される技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献に記載された圧電アクチュエータでは、圧電素子の振動に起因した導電性接合材の破損を抑制しつつ、外部電極に対する導電性接合材の密着性を高めることが難しい。例えば、上記特許文献に記載された圧電アクチュエータでは、空隙が形成されることで、圧電素子の振動に起因した導電性接合材の破損を抑制できる反面、空隙に起因して外部電極に対する導電性接合材の密着性が低下してしまうおそれがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、圧電素子の振動に起因した導電性接合材の破損を抑制しつつ、外部電極に対する導電性接合材の密着性を高めることを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、空隙を設けることで生じうる密着性の低下を、導電性接合材を、外部電極の縁まで延在し又は外部電極の縁を越えて圧電素子の表面上まで延在させることによって得られるアンカー効果による密着性向上効果によって、低減できる点を見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明の圧電アクチュエータは、圧電素子と、圧電素子における第１方向の第１側の表面のうちの一部を覆う外部電極と、配線部材と、外部電極及び配線部材に接合する導電性接合材とを含み、導電性接合材は、第１方向に視て配線部材に重なる領域において、外部電極と配線部材との間に空隙を有し、導電性接合材は、外部電極の縁まで延在し又は外部電極の縁を越えて圧電素子の第１側の表面上まで延在する。
さらに、縁は、配線部材の長手方向に交差する方向に沿って延在することが好ましい。
さらに、空隙は、第１方向に視て外部電極に重なる領域のみに延在することが好ましい。
また、本発明の振動発生装置は、上記のような圧電アクチュエータと、圧電素子における第１方向の第１側とは逆側の表面に取り付けられた振動板とを含む。
さらに、振動板の外周部を支持する枠体を更に含むことが好ましい。
また、本発明の電子機器は、上記のような圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータに電気的に接続される電子回路と、電子回路及び圧電アクチュエータを収容する筐体とを含む。
本発明によれば、圧電素子の振動に起因した導電性接合材の破損を抑制しつつ、外部電極に対する導電性接合材の密着性を高めることが可能となる。
以下、本発明の圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の圧電アクチュエータの一実施形態（以下、「第１実施形態」とも称する）について図１から図５を参照しながら説明する。図１は、本発明の圧電アクチュエータ１０の一実施形態を示す概略平面図である。図２は、圧電素子の構造の一例を示す概略断面図である。図３は、図１におけるＡ－Ａ断面図である。図４Ａは、図３のＢ－Ｂ断面図である。図４Ｂは、他の実施形態による図３のＢ－Ｂ断面図である。図５は、図３のＣ部の拡大した概略図である。
図１には、直交する３方向Ｘ、Ｙ、及びＺが示される。以下では、説明上、Ｚ方向は、上下方向に対応するものとする。ただし、圧電アクチュエータ１０の取り付け状態での向きは任意である。
本実施形態の圧電アクチュエータ１０は、図１に示すように、圧電素子１１と、外部電極１２と、配線部材１４と、導電性接合材２０とを含む。なお、図１には、外部電極１２にＸ方向で間隔をおいて配置された駆動電極１３が図示されている。
圧電素子１１は、圧電特性を有するセラミックスで形成される。セラミックスとしては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等を用いることができる。
圧電素子１１は、任意の構造であってよいが、例えば図２に示すような構造を有してよい。図２では、圧電素子１１は、４層のセラミックスからなる圧電体層１１０と、３層の内部電極層１１２が交互に積層された積層体と、かかる積層体の一方主面（上側表面）及び他方主面（下側表面）に形成された表面電極１１４と、内部電極層１１２の端部が露出される側の側面に形成された側面電極１１６とを備える。なお、この場合、図１に示した外部電極１２及び駆動電極１３は、積層体の上側表面の表面電極１１４により形成される。なお、内部電極層１１２、表面電極１１４、及び側面電極１１６は、銀や、銀にシリカを主成分としたガラス等を含有させた銀化合物、ニッケル等を用いることができる。
本実施形態の圧電素子１１は、上面視で矩形状であるが、他の形状（多角形や円形等）であってもよい。また、圧電素子１１は、ユニモルフ構造であってもよいし、図２に示すような、バイモルフ構造であってもよい。バイモルフ構造では、図２にて分極の方向を矢印Ｐで示すように、表面電極１１４に電気信号を印加した際に発生する電界の向きに対する分極の向きが厚み方向における一方側と他方側とで逆転するように分極される。図２に示す圧電素子１１においては、表面電極１１４に電気信号が与えられることで、屈曲振動が励起される。
なお、圧電アクチュエータ１０の形成は、例えば、圧電体層（１１０）の材料粉末と有機溶剤、バインダ、可塑剤、及び分散剤等を所定の比率で混合してスラリーを準備し、例えば公知のドクターブレード法等によりセラミックグリーンシートを作成し、内部電極及び外部電極に積層した後、大気中５００℃で脱バインダ処理し、大気中１０００℃で一体焼成することにより得ることができる。また、ドクターブレード法に限定されるものではなく、例えば、圧電体層の材料粉末を含むスラリーと電極材料を含む導電ペーストとを交互に印刷及び積層する、いわゆるスラリービルド法等を用いて積層した後、一体焼成することによっても得ることができる。
外部電極１２は、図１に示すように、圧電素子１１における上下方向の上側（第１方向の第１側の一例）の表面１１ａ（以下、「上側表面１１ａ」と称する）のうちの一部を覆う。なお、図１に示すように、圧電素子１１の上側表面１１ａは、外部電極１２及び駆動電極１３により覆われ、Ｘ方向で外部電極１２及び駆動電極１３との間は露出されている。
配線部材１４は、Ｙ方向に延在する。配線部材１４は、一端が外部電極１２に電気的に接続されるとともに、他端が圧電アクチュエータ１０の駆動用の電子回路（図示せず）に接続される。なお、駆動電極１３に対する配線構造（配線部材１４－１及び導電性接合材２０－１の構造）については、詳しく説明しないが、駆動電極１３に対する配線構造は、以下で説明する外部電極１２に対する配線構造と同様であってよい。
なお、配線部材１４は、被覆を有する銅線の形態であってもよいし、フレキシブル基板等の基板上に形成された配線の形態であってもよい。また、配線部材１４の断面形状は、図３に示すように、円形であってもよいし、他の形状であってもよい。
導電性接合材２０は、外部電極１２及び配線部材１４に接合する。導電性接合材２０は、導電性を有しかつ接合性（例えばリフロー等で硬化した際に接合する特性）を有する材料からなる。導電性接合材２０は、例えば金属（例えば銀ペーストや金属粒子）と樹脂とを含んでよい。
導電性接合材２０は、図３及び図４Ａ（図４Ｂも同様）に示すように、上面視で、配線部材１４に重なる領域において、外部電極１２と配線部材１４との間に空隙７０を有する。図４Ａには、配線部材１４が一点鎖線で示されている。
空隙７０は、好ましくは、上面視で、外部電極１２に重なる領域のみに延在する。これにより、外部電極１２の側面に空隙７０が達することに起因して後述のアンカー効果が阻害されることを、防止できる。なお、本実施形態では、空隙７０は、配線部材１４のＸ方向の中心に合わせて形成されているが、配線部材１４のＸ方向の中心に対してＸ方向の一方側にオフセットされてもよい。また、空隙７０のＸ方向の幅は、配線部材１４のＸ方向の最大幅（図３の例では、直径）と同じであってもよいし、配線部材１４のＸ方向の最大幅よりも小さくてもよいし、配線部材１４のＸ方向の最大幅よりも大きくてもよい。
空隙７０は、稼動時の圧電素子１１の振動に起因した導電性接合材２０の破損を抑制する機能を有する。すなわち、空隙７０が存在すると、導電性接合材２０が変形しやすくなり、圧電素子１１が振動する際の導電性接合材２０に応力を低減できる。この結果、導電性接合材２０の破損を抑制し、断線を抑制できる。
なお、図４Ｂには、空隙７０の形成態様の他の例が示される。図４Ｂでは、導電性接合材２０には、空隙７０は、Ｙ方向に貫通しない態様で形成される。また、空隙７０は、Ｙ方向に延在するが、Ｙ方向に対して斜めに延在してもよいし、Ｘ方向に延在してもよいし、複数の独立した形態であってもよい。このように、空隙７０の形成態様は、空隙７０が配線部材１４に重なる領域に少なくとも一部が延在する限り、任意である。
導電性接合材２０は、外部電極１２の縁２１（図５のＰ部参照）まで延在する。ここで、「縁」とは、最も外側の位置（断面視では点）を指す。例えば、図５に模式的に示すように、導電性接合材２０は、外部電極１２の側面（図５の例では、外側に向って薄くなる形態の側面）の端部（上側表面１１ａとの接触点）まで延在する。ここで、外部電極１２の側面は、製造上、縁２１に向って薄肉化するとともに凹凸状になりやすい。従って、導電性接合材２０が外部電極１２の側面上に延在することで、外部電極１２の側面でのアンカー効果を期待できる。このようにして、外部電極１２と導電性接合材２０との間の接合力を高めることができる。
ところで、上述のように、空隙７０を形成すると、空隙７０を形成しない場合に比べて、外部電極１２と導電性接合材２０との間の接合面積が小さくなるので、外部電極１２に対する導電性接合材２０の密着性が低下しやすくなる。
この点、本実施形態によれば、上述のように、導電性接合材２０が外部電極１２の縁２１まで延在する。これにより、外部電極１２と導電性接合材２０との間の接合力を高めることができる。このようにして本実施形態によれば、上述のように、空隙７０を形成することで導電性接合材２０の破損を抑制しつつ、導電性接合材２０を外部電極１２の縁２１まで延在させることで外部電極１２に対する導電性接合材２０の密着性を高めることができる。
次に、他の実施形態による圧電アクチュエータについて説明する。他の実施形態の説明において、上述した実施形態と同じであってよい構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図６Ａは、他の実施形態（以下、「第２実施形態」とも称する）による圧電アクチュエータ１０Ａを示す概略平面図である。図６Ｂは、図６ＡのＤ－Ｄ断面図である。図６Ｃは、図６ＡのＱ部の拡大図である。
本実施形態による圧電アクチュエータ１０Ａは、図６Ａに示すように、圧電素子１１と、外部電極１２と、配線部材１４と、導電性接合材２０Ａとを含む。
導電性接合材２０Ａは、上述した第１実施形態による導電性接合材２０とは異なり、外部電極１２の縁２１を越えて圧電素子１１の上側表面１１ａ上まで延在する。なお、当然ながら、導電性接合材２０Ａは、駆動電極１３までは延在しない。
導電性接合材２０Ａは、上述した導電性接合材２０と同様、上面視で、配線部材１４に重なる領域において、外部電極１２と配線部材１４との間に空隙（図示せず）を有する。
本実施形態による圧電アクチュエータ１０Ａによっても、上述した第１実施形態による圧電アクチュエータ１０と同様の効果が得られる。特に、圧電アクチュエータ１０Ａによれば、上述した第１実施形態による圧電アクチュエータ１０に比べて、外部電極１２の側面との接合面積が増加するので、その分だけ密着性を更に高めることができる。
ここで、外部電極１２の縁は、製造上、上面視で凹凸状に延在する傾向がある。すなわち、外部電極１２の縁はスクリーン印刷などで形成するとミクロ的にはスクリーンのパターン跡が生じる（厳密にはきれいな直線にはならない）。例えば、縁２１は、図６Ｃに示すように、Ｘ方向で凹凸状となりつつＹ方向に沿って延在する。従って、導電性接合材２０が外部電極１２の縁２１を越えて延在することで、外部電極１２の縁２１に沿った凹凸状でアンカー効果を期待できる。このようにして、外部電極１２と導電性接合材２０との間の接合力を高めることができる。
なお、図６Ａに示す例では、駆動電極１３側の配線構造（導電性接合材２０Ａ－１及び配線部材１４－１）についても同様に構成されている。すなわち、導電性接合材２０Ａ－１は、駆動電極１３の縁（Ｘ方向で外部電極１２側の縁）を越えて圧電素子１１の上側表面１１ａ上まで延在する。この場合、導電性接合材２０Ａ及び導電性接合材２０Ａ－１が接触しないように、導電性接合材２０Ａ及び導電性接合材２０Ａ－１は、図６Ａに示すように、Ｙ方向でオフセットされてもよい。
図７は、他の実施形態（以下、「第３実施形態」とも称する）による圧電アクチュエータ１０Ｂを示す概略平面図である。
本実施形態による圧電アクチュエータ１０Ｂは、図７に示すように、圧電素子１１と、外部電極１２と、配線部材１４と、導電性接合材２０Ｂとを含む。
導電性接合材２０Ｂは、上述した第１実施形態による導電性接合材２０とは異なり、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂまで延在する。なお、図７に示す例では、導電性接合材２０Ｂの外部電極１２のＹ方向両側の縁２１Ｂのうちの、配線部材１４の引き出し側の縁２１Ｂまで延在しているが、逆側の縁２１Ｂで同様の構成を実現してもよい。また、導電性接合材２０Ｂは、図６Ａ及び図６Ｂに示した第２実施形態のように、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂを越えて（配線部材１４の引き出し側に越えて）圧電素子１１の上側表面１１ａまで延在してもよい。
導電性接合材２０Ｂは、上述した導電性接合材２０と同様、上面視で、配線部材１４に重なる領域において、外部電極１２と配線部材１４との間に空隙（図示せず）を有する。
本実施形態による圧電アクチュエータ１０Ｂによっても、上述した第１実施形態による圧電アクチュエータ１０と同様の効果が得られる。
なお、図７に示す例では、駆動電極１３側の配線構造（導電性接合材２０Ｂ－１及び配線部材１４－１）についても同様に構成されている。すなわち、導電性接合材２０Ｂ－１は、駆動電極１３の縁（Ｙ方向で配線部材１４－１の引き出し側の縁）まで延在する。
なお、第３実施形態では、導電性接合材２０Ｂは、配線部材１４の引き出し側で、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂまで延在するが、これに限られない。導電性接合材２０Ｂは、配線部材１４の引き出し側とは逆側で、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂまで延在してもよい。また、導電性接合材２０Ｂは、配線部材１４の引き出し側で、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂを越えて延在してもよい。
また、第３実施形態は上述した第１実施形態と組み合わせることも可能である。すなわち、導電性接合材２０Ｂは、更に、Ｘ方向の駆動電極１３側で、外部電極１２のＸ方向の縁２１まで延在してもよい。
図８は、他の実施形態（以下、「第４実施形態」とも称する）による圧電アクチュエータ１０Ｃを示す概略平面図である。
本実施形態による圧電アクチュエータ１０Ｃは、図８に示すように、圧電素子１１と、外部電極１２と、配線部材１４Ｃと、導電性接合材２０Ｃとを含む。
配線部材１４Ｃは、上述した第１実施形態による配線部材１４とは異なり、Ｘ方向に延在する。
導電性接合材２０Ｃは、上述した第１実施形態による導電性接合材２０とは異なり、配線部材１４Ｃの引き出し側とは逆側で、外部電極１２のＸ方向の縁２１まで延在する。
導電性接合材２０Ｃは、上述した導電性接合材２０と同様、上面視で、配線部材１４Ｃに重なる領域において、外部電極１２と配線部材１４Ｃとの間に空隙（図示せず）を有する。
本実施形態による圧電アクチュエータ１０Ｃによっても、上述した第１実施形態による圧電アクチュエータ１０と同様の効果が得られる。
なお、図８に示す例では、駆動電極１３側の配線構造（導電性接合材２０Ｃ－１及び配線部材１４Ｃ－１）についても同様に構成されている。すなわち、導電性接合材２０Ｃ－１は、配線部材１４Ｃ－１の引き出し側とは逆側で、駆動電極１３の縁（Ｘ方向で外部電極１２側の縁）まで延在する。
なお、第４実施形態では、導電性接合材２０Ｃは、外部電極１２のＹ方向の縁２１まで延在するが、上述した第２実施形態のように、外部電極１２のＹ方向の縁２１を越えて圧電素子１１の上側表面１１ａまで延在してもよい。また、第４実施形態において、導電性接合材２０Ｃは、更に、Ｙ方向のいずれか側で、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂまで延在してもよいし、外部電極１２のＹ方向の縁２１Ｂを越えて圧電素子１１の上側表面１１ａまで延在してもよい。
次に、図９以降を参照して、圧電アクチュエータ１０を用いた振動発生装置及び電子機器について説明する。
図９は、本発明の振動発生装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
図９では、振動発生装置８０は、圧電振動装置の形態である。
振動発生装置８０は、圧電アクチュエータ１０と、振動板８２とを含む。
圧電アクチュエータ１０は、上述した通りである。なお、圧電アクチュエータ１０に代えて、圧電アクチュエータ１０Ａや圧電アクチュエータ１０Ｂ等が用いられてもよい。
振動板８２は、圧電アクチュエータ１０の駆動による振動を発生させる板である。振動板８２は、例えば矩形状の形態であるが、形状は任意である。振動板８２は、アクリル樹脂やガラス等の剛性が比較的大きい材料により形成されてよい。振動板８２には、圧電アクチュエータ１０の圧電素子１１の下側表面が取り付けられる。圧電素子１１は、例えば接合部材（図示せず）を介して振動板８２に取り付けられる。接合部材は、例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤であってよい。振動板８２における圧電アクチュエータ１０の取り付け位置は、任意であるが、例えば図９に示すように、振動板８２の中心に中心合わせされてもよいし、振動板８２の中心からオフセットされてよい。
振動発生装置８０に電気信号が付与されると、圧電素子１１が屈曲振動する。その結果、振動板８２が振動する。
振動発生装置８０は、導電性接合材２０の破損を抑制しかつ外部電極１２に対する導電性接合材２０の密着性が高められた圧電アクチュエータ１０を備えるので、良好な長期信頼性を有する。
図１０Ａは、本発明の振動発生装置の他の一実施形態を概略的に示す平面図である。図１０Ｂは、図１０ＡのＥ－Ｅ断面図である。
振動発生装置９０は、圧電アクチュエータ１０と、振動板８２と、枠体８４とを含む。
圧電アクチュエータ１０は、図１等を参照して上述した通りである。同様に、圧電アクチュエータ１０に代えて、圧電アクチュエータ１０Ａや圧電アクチュエータ１０Ｂ等が用いられてもよい。振動板８２は、図９を参照して上述した通りである。
枠体８４は、振動板８２の外周部に沿って延在する。枠体８４は、振動板８２の外周部に固着される。枠体８４は、振動板８２に張力がかかっている状態で振動板８２の外周部に固定される。振動板８２は、圧電アクチュエータ１０の振動によって圧電アクチュエータ１０とともに振動する。
枠体８４は、振動板８２を支持する支持体として機能する。枠体８４は、例えばステンレス等の金属や、樹脂により形成されてよい。なお、振動板８２には、ウエイト等が更に設けられてもよい。また、振動板８２には、第２の枠体（図示せず）が枠体８４とは逆側に設けられてもよい。
なお、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す例では、圧電アクチュエータ１０は、振動板８２における枠体８４が設けられる側に取り付けられているが、逆であってもよい。すなわち、枠体８４は、圧電アクチュエータ１０が取り付けられる側とは逆側に取り付けられてもよい。
図１１Ａは、本発明の電子機器の一実施形態を概略的に示す平面図である。図１１Ｂは、図１１ＡのＦ－Ｆ断面図である。
電子機器６は、圧電アクチュエータ１０と、振動板８２と、枠体８４と、ディスプレイパネル６０と、筐体６６と、電子回路６８とを含む。
電子機器６は、任意であり、例えば図１１Ａに示すように、スマートフォン等の携帯端末であってよい。電子機器６は、その他、ゲーム機のコントローラや、ウェアラブル装置、タブレット端末、携帯音楽プレーヤ等であってもよい。また、電子機器６は、車載電子機器として具現化されてもよい。また、電子機器６は、家庭用の電子機器（テレビや、掃除機、洗濯機、冷蔵庫、電子レンジ等）として具現化されてもよい。
圧電アクチュエータ１０は、図１等を参照して上述した通りである。振動板８２及び枠体８４は、図９、図１０Ａ、及び図１０Ｂを参照して上述した通りである。
ディスプレイパネル６０は、例えば液晶ディスプレイパネルや、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイパネルであってよい。ディスプレイパネル６０に代えて、ディスプレイ機能を備えないガラスパネル等が用いられてもよい。
筐体６６は、電子機器６の筐体である。筐体６６の内部には、電子回路６８（図１１Ａでは点線で模式的に図示）や、振動発生装置９０等が収容される。
電子回路６８は、圧電アクチュエータ１０に電気的に接続される。電子回路６８は、圧電アクチュエータ１０を駆動する電気信号を圧電アクチュエータ１０に与える。圧電アクチュエータ１０は、電子回路６８を含む制御装置による制御下で駆動されてよい。
図１１Ｂに示すように、ディスプレイパネル６０には、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して上述した振動発生装置９０が接合部材６２を介して取り付けられる。具体的には、ディスプレイパネル６０の内側の表面には、枠体８４が接合部材６２を介して接続される。接合部材６２は、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープにより形成されてもよいし、発泡体により形成されてもよい。これにより、ディスプレイパネル６０と振動板８２と枠体８４とで囲まれた空間６４が形成される。空間６４は、密閉空間であってもよいし、振動板８２等に穴を設けることで筐体６６内の空間に連通してもよい。また、空間６４の一部又は全部には、ゴム材料、樹脂（発泡系樹脂）、シリコン等が充填されてもよい。
この場合、振動発生装置９０は、音響用のスピーカとして機能してもよいし、ディスプレイパネル６０を介してユーザへ振動等を介して触覚を提示する触覚提示装置（例えば、フォースフィードバック用の装置）として機能してもよい。振動発生装置９０が音響用のスピーカとして機能する場合は、ディスプレイパネル６０には、音孔が形成されてもよい。あるいは、振動発生装置９０は、電子機器６の額縁領域（筐体６６におけるディスプレイパネル６０を囲む領域）に対向するように設けられてもよい。
なお、圧電素子１１がバイモルフ構造でありかつ振動発生装置９０がスピーカとして機能する場合、振動発生装置９０の薄型化が図られるとともに、少ないエネルギーで効率よく振動板８２を振動させることができる。また、圧電素子１１自体が屈曲振動することにより、振動板８２との接合面での機械的損失を低減できるため、音圧の向上に寄与することができる。
６ 電子機器
１０ 圧電アクチュエータ
１０Ａ 圧電アクチュエータ
１０Ｂ 圧電アクチュエータ
１０Ｃ 圧電アクチュエータ
１１ 圧電素子
１１ａ 上側表面
１２ 外部電極
１３ 駆動電極
１４ 配線部材
１４Ｃ 配線部材
１４Ｃ－１ 配線部材
２０ 導電性接合材
２０Ａ 導電性接合材
２０Ａ－１ 導電性接合材
２０Ｂ 導電性接合材
２０Ｂ－１ 導電性接合材
２０Ｃ 導電性接合材
２０Ｃ－１ 導電性接合材
２１ 縁
２１Ｂ 縁
６０ ディスプレイパネル
６２ 接合部材
６４ 空間
６６ 筐体
６８ 電子回路
７０ 空隙
８０ 振動発生装置
８２ 振動板
８４ 枠体
９０ 振動発生装置
１１０ 圧電体層
１１２ 内部電極層
１１４ 表面電極
１１６ 側面電極
１０ 圧電アクチュエータ
１０Ａ 圧電アクチュエータ
１０Ｂ 圧電アクチュエータ
１０Ｃ 圧電アクチュエータ
１１ 圧電素子
１１ａ 上側表面
１２ 外部電極
１３ 駆動電極
１４ 配線部材
１４Ｃ 配線部材
１４Ｃ－１ 配線部材
２０ 導電性接合材
２０Ａ 導電性接合材
２０Ａ－１ 導電性接合材
２０Ｂ 導電性接合材
２０Ｂ－１ 導電性接合材
２０Ｃ 導電性接合材
２０Ｃ－１ 導電性接合材
２１ 縁
２１Ｂ 縁
６０ ディスプレイパネル
６２ 接合部材
６４ 空間
６６ 筐体
６８ 電子回路
７０ 空隙
８０ 振動発生装置
８２ 振動板
８４ 枠体
９０ 振動発生装置
１１０ 圧電体層
１１２ 内部電極層
１１４ 表面電極
１１６ 側面電極
Claims (6)
- 圧電素子と、
前記圧電素子における第１方向の第１側の表面のうちの一部を覆う一対の外部電極と、
一対の配線部材と、
前記一対の前記外部電極及び前記一対の前記配線部材にそれぞれ接合する一対の導電性接合材とを含み、
前記導電性接合材は、前記第１方向に視て前記配線部材に重なる領域において、前記外部電極と前記配線部材との間に空隙を有し、
前記一対の前記導電性接合材のそれぞれは、互いに接近する方向に、前記外部電極の縁を越えて前記圧電素子の前記第１側の表面上まで延在して前記表面に接触し、
前記第１方向に視て、前記一対の前記導電性接合材は、前記一対の前記導電性接合材が前記表面に接触した領域で、互いに重なり合わず離れて配置される、圧電アクチュエータ。 - 前記縁は、前記配線部材の長手方向に交差する方向に沿って延在する、請求項１記載の圧電アクチュエータ。
- 前記空隙は、前記第１方向に視て前記外部電極に重なる領域のみに延在する、請求項１又は２記載の圧電アクチュエータ。
- 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電素子における前記第１方向の前記第１側とは逆側の表面に取り付けられた振動板とを含む、振動発生装置。 - 前記振動板の外周部を支持する枠体を更に含む、請求項４記載の振動発生装置。
- 請求項１から請求項３いずれか１項記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータに電気的に接続される電子回路と、
前記電子回路及び前記圧電アクチュエータを収容する筐体とを含む、電子機器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018034249A JP7211577B2 (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器 |
| US16/277,767 US11469363B2 (en) | 2018-02-28 | 2019-02-15 | Piezoelectric actuator, vibration generating device and electronic equipment |
| CN201910152347.0A CN110213703B (zh) | 2018-02-28 | 2019-02-28 | 压电致动器、振动发生器件和电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018034249A JP7211577B2 (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019149495A JP2019149495A (ja) | 2019-09-05 |
| JP7211577B2 true JP7211577B2 (ja) | 2023-01-24 |
Family
ID=67684689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018034249A Active JP7211577B2 (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11469363B2 (ja) |
| JP (1) | JP7211577B2 (ja) |
| CN (1) | CN110213703B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6923476B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2021-08-18 | 京セラ株式会社 | 圧電振動装置およびこれを備えた電子機器 |
| KR102683447B1 (ko) * | 2019-03-29 | 2024-07-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
| CN113746296B (zh) * | 2020-05-28 | 2023-01-24 | 维沃移动通信有限公司 | 智能穿戴设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012114212A (ja) | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| WO2013171918A1 (ja) | 2012-05-15 | 2013-11-21 | 京セラ株式会社 | 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末 |
| JP2017005537A (ja) | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 京セラ株式会社 | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、音響発生器、音響発生装置、電子機器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19928190A1 (de) * | 1999-06-19 | 2001-01-11 | Bosch Gmbh Robert | Piezoaktor |
| JP3988672B2 (ja) * | 2003-04-07 | 2007-10-10 | 株式会社村田製作所 | 圧電型電気音響変換器およびその製造方法 |
| US9029996B2 (en) * | 2010-10-19 | 2015-05-12 | Continental Automotive Systems, Inc. | Bonding and electrically coupling components |
| CN204577470U (zh) * | 2012-12-17 | 2015-08-19 | 京瓷株式会社 | 压电致动器、压电振动装置及便携式终端 |
| JP2013219404A (ja) | 2013-08-02 | 2013-10-24 | Sumida Corporation | アンテナ部品の製造方法 |
-
2018
- 2018-02-28 JP JP2018034249A patent/JP7211577B2/ja active Active
-
2019
- 2019-02-15 US US16/277,767 patent/US11469363B2/en active Active
- 2019-02-28 CN CN201910152347.0A patent/CN110213703B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012114212A (ja) | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| WO2013171918A1 (ja) | 2012-05-15 | 2013-11-21 | 京セラ株式会社 | 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末 |
| JP2017005537A (ja) | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 京セラ株式会社 | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、音響発生器、音響発生装置、電子機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190267533A1 (en) | 2019-08-29 |
| JP2019149495A (ja) | 2019-09-05 |
| CN110213703A (zh) | 2019-09-06 |
| CN110213703B (zh) | 2021-11-26 |
| US11469363B2 (en) | 2022-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6140731B2 (ja) | 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末 | |
| US9813823B2 (en) | Piezoelectric element, and piezoelectric vibrating apparatus, portable terminal, sound generator, sound generating apparatus, and electronic device comprising the piezoelectric element | |
| KR101603957B1 (ko) | 압전 액추에이터, 압전 진동 장치 및 휴대 단말 | |
| TWI520389B (zh) | Piezoelectric actuators, piezoelectric vibrators and mobile terminals | |
| JP6367693B2 (ja) | 圧電素子、圧電振動装置、音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
| KR101523535B1 (ko) | 압전소자, 그리고 이것을 구비한 압전 진동장치, 휴대단말, 음향 발생기, 음향 발생장치 및 전자기기 | |
| JP7211577B2 (ja) | 圧電アクチュエータ、振動発生装置、及び電子機器 | |
| WO2015129061A1 (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、音響発生装置、電子機器 | |
| JP6193783B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器 | |
| US9590162B2 (en) | Piezoelectric vibration component and portable terminal | |
| JP5730452B1 (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、音響発生装置、電子機器 | |
| JP6741609B2 (ja) | 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および電子機器 | |
| JP6434373B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、音響発生器、音響発生装置、電子機器 | |
| KR101601750B1 (ko) | 압전 액추에이터, 압전 진동 장치 및 휴대 단말 | |
| JP2015207740A (ja) | 圧電アクチュエータ、圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
| JP7235224B2 (ja) | 振動発生装置 | |
| JP2015126605A (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器 | |
| WO2016047155A1 (ja) | 音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
| KR101579121B1 (ko) | 압전 액추에이터, 압전 진동 장치 및 휴대 단말 | |
| WO2013171918A1 (ja) | 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末 | |
| JP6411958B2 (ja) | 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器 | |
| WO2017145649A1 (ja) | 音響発生器およびこれを備えた電子機器 | |
| JP6193748B2 (ja) | 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器 | |
| JP2016154298A (ja) | 音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
| JP2017118023A (ja) | 圧電素子およびこれを備えた音響発生器、音響発生装置、電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211221 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220203 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220628 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220805 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221227 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7211577 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |