专利名称：压电振动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如用于压电致动器、压电发声体等中的压电振动装置，更详细而言，涉及使压电元件与支承构件接合并且利用了弯曲模式的压电振动装置。
背景技术：
以往，压电振动装置用于压电致动器、压电发声体或者触觉设备(Haptics)等。作为压电发声体，例如存在压电扬声器。在下述的专利文献I中，公开了一种用于压电发声体的压电振动装置。在该压电振动装置中，在壳体内容纳了多个压电振子。图17是表示多个压电振子1001、1002容纳在壳体1003中的部分的主要部分的部分放大剖视图。这里，仅图示了壳体1003的一部分。在设置在壳体1003中的容纳部1003a内，容纳了压电振子1001、1002。压电振子1001、1002隔着间隔物1004而层叠。而且，按照夹着层叠在间隔物1004的两侧的压电振子1001、1002的方式，安装有由金属构成的箝位部1005。通过箝位部1005，夹持压电振子1001、1002，并且通过箝位部1005实现了与压电振子1001、1002的外侧面的电极的电连接。压电振子1001、1002的另一侧的端部也由同样的构造支承。在先技术文献专利文献专利文献I JP特开2006-324893号公报
发明内容
发明要解决的课题在专利文献I所记载的压电振动装置中，为了将压电振子1001、1002进行电连接而使用了上述箝位部1005。因此，可以省略基于接合线的接合等。但是，在压电振动装置中，在使压电振子1001、1002的厚度变薄的情况下，被箝位部1005夹着从而被支承的压电振子1001、1002存在如下问题:由于使压电振动装置振动时所产生的振动，应力集中在支承压电振子1001、1002的部分，从而产生压电振子1001、1002的破损、变形。另一方面，以往也采用了将接合线与压电振子的驱动电极电连接的方法，但是伴随压电振子的振动，在接合线的接合部分处会产生接合线脱落。此外，若提高接合线的接合部分的强度，则由于接合件的刚性与压电振子的驱动电极的刚性的差异，会因为应力集中而导致压电振子破损。而且，也会产生驱动电极、布线电极的剥离。本发明的目的在于提供一种压电振动装置，使用了在压电板的两主面形成有驱动电极的压电元件，并且难以产生驱动电极的电气连接部分处的导通不良，难以产生压电元件等的破坏，而且难以产生电极的剥离，可靠性优异。用于解决课题的手段本发明所涉及的压电振动装置具备压电元件，其具有:压电体，其具有相互对置的第I主面以及第2主面；第I驱动电极，其与第I主面平行地形成在压电体的第I主面侧；和第2驱动电极，其与第2主面平行地形成在压电体的第2主面侧，并且与第I驱动电极对置，第I驱动电极、第2驱动电极在压电体的厚度方向上对置的区域设为活性区域，第I驱动电极和第2驱动电极未对置的区域设为非活性区域；以及支承构件，其具有接合压电元件的压电元件接合面。在本发明中，支承构件具有第I布线电极，该第I布线电极形成在压电元件接合面，并且与压电元件的第I驱动电极电连接。此外，在本发明中，压电振动装置还具备第I接合件层，该第I接合件层将压电元件的第I驱动电极与支承构件的第I布线电极电连接，并且将压电元件的第I主面与支承构件的压电元件接合面接合。在本发明所涉及的压电振动装置的某特定方面，压电元件还具有连接电极，该连接电极在压电体的非活性区域中形成在压电体的第I主面，并且与形成在第2主面的第2驱动电极电连接。此外，支承构件还具有第2布线电极，该第2布线电极形成在压电元件接合面，并且与第2驱动电极电连接。进而，压电振动装置还具备第2接合件层，该第2接合件层将连接电极与第2布线电极电连接，并且将压电元件的第I主面与支承构件的压电元件接合面接合。在该情况下，不仅利用第I接合件层，还利用第2接合件层将压电元件牢固地接合到压电元件接合面。同时，第1、第2驱动电极与设置在支承构件的第1、第2布线电极电连接。在本发明所涉及的压电振动装置的某特定方面，支承构件存在用于从外部支承该支承构件的弯曲模式支承部，使得压电元件以弯曲模式进行振动时，支承构件与该压电元件一起以相同频率的弯曲模式进行振动。在该情况下，仅通过弯曲模式支承部从外部如上所述地对支承构件进行支承，就能够使压电元件以及支承构件以弯曲模式振动。优选，弯曲模式支承部位于周边部，该周边部位于接合了压电元件的区域的外侧，第I布线电极到达周边部。在该情况下，能够容易地将第I布线电极与外部进行电连接。此外，优选，支承构件中的至少I次弯曲模式的节点位于弯曲模式支承部。在该情况下，基于弯曲模式的振动难以受到阻碍。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，压电元件还具有保护层，该保护层形成在压电体的第I主面，并且由绝缘性材料构成。所述保护层与支承构件的压电元件接合面接合。在该情况下，通过保护层在压电元件的第I主面侧能够可靠地防止第I驱动电极和第2驱动电极的短路。此外，通过保护层，能够将压电元件牢固地接合到支承构件的压电元件接合面。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，压电元件还具有按照覆盖第2驱动电极的方式形成在压电体的第2主面并且由绝缘性材料构成的保护层。在该情况下，第2驱动电极由保护层覆盖，所以能够防止第2驱动电极与手指直接接触。因此，能够防止触电。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，保护层由与压电体相同的材料构成。在该情况下，能够提供一种不增加材料的种类而设置了保护层的压电振动装置。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，支承构件具有相对置的第I压电元件接合面、第2压电元件接合面，在第I压电元件接合面、第2压电元件接合面分别接合了压电元件。在该情况下，因为在支承构件的两面接合了压电元件，所以能够获得较大的位移量，并且能够提高声压。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，压电体以及支承构件具有矩形的平面形状，该矩形具有短边和长边。支承构件的矩形的短边的长度与压电体的矩形的短边的长度相等。第I驱动电极、第2驱动电极形成为跨压电体的短边方向全长。在该情况下，通过将层叠母压电体以及母支承构件而构成的母层叠体以与上述支承构件的矩形的短边的长度以及压电体的矩形的短边的长度相等的间隔进行切断，从而能够容易地获得压电振动装置。因此，能够提高压电振动装置的量产性。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，第I驱动电极形成在压电体的第I主面，第2驱动电极形成在压电体的第2主面的整个面。压电元件还具有在压电体的非活性区域中形成在压电体的第I主面上并且与第2驱动电极电连接的连接电极。该连接电极形成为从压电体的第I主面到达压电体的侧面，并且在压电体的侧面和第2主面构成的棱线处与第2驱动电极连接。在该情况下，能够不降低压电元件的驱动效率地，容易地在支承构件的压电元件接合面使第I驱动电极与第2布线电极接合。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，支承构件的矩形的长边的长度比压电元件的矩形的长边的长度长，第I布线电极到达支承构件的接合了压电元件的部分的侧方区域。在该情况下，能够容易地将第I布线电极与外部电连接。在本发明所涉及的压电振动装置的另一特定方面，将支承构件的矩形的长边的长度设为LI，将压电体中的活性区域的沿支承构件的矩形的长边方向的长度设为L2时，(L2/LI) X 100%为75%以上。在该情况下，能够不降低以弯曲模式进行振动的压电元件的位移量的方式，使压电元件与支承构件接合并且实现压电构件的电连接。发明效果本发明所涉及的压电振动装置`因为压电元件的第I驱动电极通过第I接合件层与支承构件的第I布线电极电连接，并且通过第I接合件层，压电元件接合在支承构件的压电元件接合面，所以压电元件牢固地接合于支承构件。因此，在使压电振动装置以弯曲模式进行了振动的情况下，难以产生电连接部分的破坏、电极的剥落，能够有效地提高压电振动装置的可靠性。
图1的(a)以及(b)是用于说明本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置的立体图以及分解立体图。图2是表示本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置中压电元件的活性区域的长度L2与支承构件的长边的长度LI之比仏2/11)\100%、和位移量的关系的图。图3是表示本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置中压电元件的活性区域的长度L2与支承构件的长边的长度LI之比仏2/11)父100%、和发生力的关系的图。图4是本发明的第2实施方式所涉及的压电振动装置的立体图。图5是本发明的第2实施方式所涉及的压电振动装置的分解立体图。图6是表示由本发明的压电振动装置使用的压电元件的第I变形例的正面剖视图。
图7是表示由本发明的压电振动装置使用的压电元件的第2变形例的正面剖视图。图8是表示由本发明的压电振动装置使用的压电元件的第3变形例的正面剖视图。图9是本发明的第3实施方式所涉及的压电振动装置的立体图。图10是本发明的第4实施方式所涉及的压电振动装置的正面剖视图。图11是设置了多个本发明的压电振动装置的振动模块的示意性分解立体图。图12是用于说明本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置的变形例的立体图。图13是图12所示的变形例所涉及的压电振动装置的分解立体图。图14是用于说明由本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置的其他变形例使用的支承构件的立体图。图15是用于说明本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置的另一变形例的立体图。图16是图15所示的变形例所涉及的压电振动装置的分解立体图。图17是表示现有压电振动装置的主要部分的部分放大剖视图。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的具体的实施方式，由此使本发明变清楚。图1(a)以及(b)是本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置I的立体图以及分解立体图。压电振动装置I是单压电晶片型的压电振动装置。压电振动装置I具有发挥振动板的功能的矩形板状的支承构件2。在本实施方式中，支承构件2通过由绝缘性材料构成的矩形板状的基板构成。作为这种由绝缘性材料构成的基板，在本实施方式中，使用了玻璃环氧基板。玻璃环氧基板具有优异的切削性。因此，如后述那样，能够容易且准确地从母基体切出。因此，能够高精度地量产压电振动装置I。当然，可以由实现较大的位移量的合适的绝缘性材料构成支承构件2。此外，支承构件2也可以由金属板构成，在该情况下，为了防止后述的第1、第2布线电极间的短路，可以在金属板的上表面设置绝缘层。上述支承构件2具有矩形板状的形状，将该矩形的平面形状的长度方向尺寸设为LI，将宽度方向尺寸设为W。支承构件2的上表面是压电元件接合面2a。在支承构件2的上表面形成有第I布线电极3和第2布线电极4。第1、第2布线电极3、4相互电绝缘，隔着间隙对置。在上述第1、第2布线电极3、4通过第1、第2接合件层5、6接合了压电元件7。第1、第2接合件层5、6由含有导电性填料的适当的导电性粘合剂构成。当然，即使使用不含有导电性填料的粘合剂，若电极彼此部分直接接触则可以确保导通。因此，也可以使用绝缘性粘合剂。或者，在第1、第2接合件层5、6，若施加给压电元件7的交流电场具有可以传递能够驱动压电元件7的电能的交流阻抗值，则可以电极彼此未必相互直接接触，也可以利用电容器那样的电磁场f禹合。
上述压电元件7具有矩形板状的平面形状。压电元件7的宽度方向尺寸设为与支承构件2的宽度方向尺寸W相等。更具体而言，压电元件7具有矩形板状的压电体8。压电体8具有作为第I主面的下表面8a、和作为第2主面的上表面8b。压电体8由锆钛酸铅(PZT)或者不含铅压电体例如铌酸钾钠(KNN系)等的压电体构成，在本发明的第I实施方式中由压电陶瓷构成，在厚度方向上被进行极化处理。在压电体8的下表面8a上形成了第I驱动电极9。在压电体8的上表面8b的整个表面形成了第2驱动电极10。第I驱动电极9与第2驱动电极10隔着压电体8对置的压电体部分是通过压电效果而被驱动的活性区域。压电体8的活性区域以外的部分是非活性区域。在本实施方式中，第I驱动电极9没有形成在下表面8a的整个面上，所以在压电体8存在上述活性区域和非活性区域。在下表面8a上按照隔着间隙与第I驱动电极9对置的方式形成了连接电极10a。连接电极IOa从压电体8的下表面8a经过侧面到达侧面与上表面Sb形成的棱线。在该棱线上，连接电极IOa连接于第2驱动电极10。上述第1、第2驱动电极9、10以及连接电极IOa可以由适当的导电性材料形成。即，可以通过由Ag、Cu、N1、Cr、Pd或者它们的合金等构成的I个以上的导电层，形成第1、第2驱动电极9、10以及连接电极10a。在压电元件7中，第1、第2驱动电极9、10隔着压电体8对置，所以通过从第1、第2驱动电极9、10施加交流或者 任意波形的电压，能够使压电元件7与作为振动板的支承构件2的层叠体以弯曲模式进行振动。另一方面，第I驱动电极9通过第I接合件层5与第I布线电极3接合。同样地，连接电极IOa通过第2接合件层6与第2布线电极4接合。在作为压电元件接合面2a的支承构件2的上表面进行基于第I接合件层5以及第2接合件层6的接合。因此，可以通过第1、第2接合件层5、6将压电元件7牢固地固定到第1、第2布线电极3、4。而且，第1、第2接合件层5、6如上所述由导电性粘合剂构成。因此，能够使第I驱动电极9可靠地电连接于第I布线电极3，并且能够使连接电极IOa以及第2驱动电极10可靠地电连接于第2布线电极4。在图17所示的现有压电振动装置中，因为使用箝位部1005来实现电连接，所以存在产生压电振子1001、1002的破损、变形的问题。与此相对，在本实施方式中，通过第1、第2接合件层5、6，压电元件7与支承构件2接合，并且实现了电连接。因此，在压电元件7中振动难以受阻碍，所以难以产生位移量的降低等，能够获得良好的振动特性。加之，因为难以产生由箝位部等引起的应力集中，所以还难以产生第1、第2驱动电极9、10的剥离、压电体8以及支承构件2的破坏等。此外，通过印刷法，能够高精度且廉价地形成第1、第2驱动电极9、10。加之，不需要在压电元件7的第1、第2驱动电极9、10进行焊接等，所以能够实现压电元件 的薄型化。进而，因为上述支承构件2由绝缘性材料构成，所以难以产生漏电，也难以产生操作搭载了压电振动装置I的电子设备的人的触电。加之，在现有的压电振动装置中，作为支承构件使用了由金属构成的振动板，所以需要形成绝缘层，而在本实施方式中，因为支承构件2由绝缘性材料构成，所以不需要形成这种绝缘层。在上述支承构件2中，优选存在弯曲模式支承部，在压电元件7以弯曲模式进行了振动时，按照与压电元件7 —起以弯曲模式振动的方式从外部支承支承构件2。自外部对支承构件2进行支承的构造是任意的，例如:悬梁或者双悬梁等。无论哪种方式，通过利用弯曲模式支承部对支承构件2进行支承，从而支承构件2与压电元件7 —起以具有相同频率的弯曲模式进行振动。在本实施方式中，上述弯曲模式支承部存在于延长部2b、2c，即位于接合了压电元件7的区域的外侧的周边部。而且，第1、第2布线电极3、4到达延长部2b、2c。此外，在本实施方式中，优选支承构件2中的至少一次弯曲模式的节点(node)位于上述弯曲模式支承部。据此，至少难以阻碍一次弯曲模式的振动。接下来，说明本实施方式的压电振动装置I的制造方法的一例。
在制造压电振动装置I时，准备母支承构件和母压电元件。即，准备将多个支承构件2以及压电元件7集合为矩阵状的母支承构件以及母压电元件。在该母支承构件中，在上表面形成用于形成第1、第2布线电极3、4的母的第1、第2布线电极。该母的第1、第2布线电极的形成，可以通过如下适当的方法来进行，S卩:准备带铜箔的玻璃环氧基板，对铜箔进行图案形成的方法；在玻璃环氧基板上通过丝网印刷、薄膜形成法形成母的第1、第2布线电极的方法等。同样地，在获得母的压电元件时，也可以在母压电体的上表面以及下表面使用同样的方法来形成母体的第1、第2驱动电极。然后，将母压电元件和母支承构件通过用于构成第1、第2接合件层5、6的导电性粘合剂进行粘结。通过这种方法来获得母层叠体。沿厚度方向切断该母层叠体。然后，在压电体8的侧面形成连接电极IOa的侧面部分。通过这种方法，可以容易地量产压电振动装置I。S卩，在本实施方式中，因为使矩形板状的支承构件2的短边的长度方向的尺寸即宽度方向尺寸W与压电元件7的宽度方向尺寸相等，所以如上所述通过从母层叠体进行切断，能够容易且高精度地量产许多压电振动装置I。上述支承构件2的长度方向尺寸LI被设为比压电元件7的长度方向尺寸长。而且，如图1(a)所示，在支承构件2的压电元件接合面2a中，支承构件2延伸到层叠了压电元件7的部分的侧方。按照到达延长部2b、2c的方式分别形成了第1、第2布线电极3、4，其中该延长部2b、2c到达该侧方。因此，延长部2b、2c从外部被支承并且导通，由此因为被支承的地方不是压电元件7，尤其因为不是压电元件7的活性区域，所以不会使由电场施加产生的压电体的应力和集中于支承部的振动的应力相加从而在压电元件7产生裂纹等破损或者变形，并且不会在压电元件7的活性区域的局部的电连接地方产生应力集中，能够容易地将第1、第2布线电极3、4电连接于外部端子。例如，作为外部端子可以使用金属夹(clip)。若金属夹被形成在延长部2b、2c的第1、第2布线电极3、4的每一个夹持,则通过第1、第2布线电极3、4，可以容易地将第1、第2驱动电极9、10电连接于外部端子。在该情况下，因为金属夹夹持延长部2b、2c而进行支承，所以压电元件7由于基于金属夹的振动的应力集中而产生破损、变形的问题被改善，此外，由金属夹的刚性与压电振子的驱动电极的刚性的差异导致的产生驱动电极、布线电极的剥离的问题被改善。将上述压电元件7中的上述活性区域长度方向尺寸设为L2。S卩，将第1、第2驱动电极9、10对置的活性区域的上述矩形的长边方向的尺寸设为L2。使上述活性区域的长度方向尺寸L2对上述支承构件2的长度方向尺寸LI的比(L2/L1)X100(% )进行各种变化，制作了许多上述实施方式的压电振动装置1，并且测量了其位移量以及发生力。另外，这里，通过按照在厚度方向上利用边缘(edge)状的构件夹着支承构件2的两端部从而从支承构件2的端面到压电元件7的端面的2个延长部2b、2c的距离相等的方式，在支承构件2的中央部固定压电元件7，从而约束为该部分在厚度方向上不发生位移，将构件间的间隔设为LI，施加给定电压(200V)，并且利用激光位移计测量向构件间中央部的厚度方向的位移量，将该值设为位移量。此外，所谓发生力，是指施加与测量位移量时相同的电压，并且按照位移量为零的方式在构件中央部向支承构件的厚度方向按压边缘状的构件，并且利用推挽仪表测量该力而求出的值。对于该测量，作为实施方式的一例，使用了在LI为53mm、W为5_、厚度为0.2mm的矩形状的由带铜箔的玻璃环氧基板构成的支承构件2上搭载了压电元件7的压电振动装置I，该压电元件7具有在L2为50mm、W为5mm、厚度为0.2mm的矩形状的由PZT构成的压电体8利用溅射法形成的第1、第2驱动电极9、10。在图2以及图3示出结果。另外，图2以及图3的位移量以及发生力是相对值，将(L2/L1) X100(% )等于100%的情况设为100%来求出。由图2以及图3可知，若(L2/L1) X100(% )为75%以上，则位移量以及发生力能够足够大地获得90%以上，并且与不足75%相比，位移量以及发生力的值相对于L2/L1的比的变动也比较稳定。因此，即使由于压电振动装置I的制作工序中的变动，而支承构件2的长度方向尺寸LI与活性区域的长度方向尺寸L2的比发生变动，也具有位移量以及发生力的值稳定在足够大的值的效果，所以(L2/L1) X100(% )优选为75%以上。图4以及图5是本发明的第2实施方式所涉及的压电振动装置21的立体图以及分解立体图。第2实施方式的压电振动装置21除了支承构件2的下表面2d也作为压电元件接合面，在该下表面2d上也隔着第1、第2接合件层5、6层叠压电元件7之外，与第I实施方式相同。因此，对于同一部分，标注同一参考编号，由此引用第I实施方式中的说明。在第2实施方式的压电振动装置21中，因为在支承构件2的两面层叠了压电元件
7、7，所以不仅能够获得与第I实施方式同样的效果，而且与第I实施方式的压电振动装置I相比，能够获得较大的位移量、较大的声压。如此，在本发明中，可以将支承构件的两面作为压电元件接合面。此外，在一个压电元件接合面分别可以层叠2个以上的压电元件7。在本发明的压电振动装置所使用的压电元件不限定于压电元件7。图6示出在本发明的压电振动装置使用的压电元件的第I变形例。层叠型压电元件31具有压电体32。压电体32具有相对置的第1、第2主面32a、32b。压电体32具有多个压电体层。在压电体32的第I主面32a上形成有第I驱动电极33，在第2主面32b上形成有第2驱动电极34。进而，在压电体32内形成有在第I驱动电极33和压电体32的端面公共连接的多个第I内部驱动电极35。此外，按照隔着压电体层与第I驱动电极33或者第I内部驱动电极35重叠的方式，形成了多个第2内部驱动电极36。多个第2内部驱动电极36在压电体32的端面上与第2驱动电极34公共连接。如此，在本发明中，可以使用具有多个内部驱动电极的层叠型压电元件31。通过使用层叠型压电元件31，能够以较低的驱动电压获得较大的位移量。即，基于压电效果的位移与所施加的电场强度成比例。在层叠型压电元件31中，因为能够使连接于不同的电位的驱动电极间的压电体层的厚度变薄，所以能够以更低的电压获得较大的位移量。此外，图7示出在本发明的压电振动装置所使用的压电元件的第2变形例。在图7所示的压电元件41中，具有压电体42。压电体42具有相对置的第1、第2主面42a、42b。压电体42具有多个压电体层。在压电体42内按照隔着压电体层对置的方式形成了第1、第2驱动电极43、44。第I驱动电极43在压电体42的第I主面42a侧与第I主面42a平行地形成。同样地，第2驱动电极44在压电体42的第2主面42b侧与第2主面42b平行地形成。即，在本发明中，第1、第2驱动电极也可以不直接形成在压电体的第1、第2主面上。在第1、第2驱动电极43、44的外侧形成有不活泼层42c、42d。如此，可以使用具有不活泼层42c、42d的压电元件41。在图7所示的压电元件41中，因为设置有不活泼层42c、42d，所以能够抑制压电体42内部的活性区域的箝位部。此外，在压电元件41中，因为由不活泼层42c、42d覆盖第1、第2驱动电极43、44，所以难以暴露于外部的水分中。因此，能够延长产品的寿命。加之，难以产生漏电，还能够难以产生操作搭载了压电振动装置的电子设备的人的触电。进而，图8示出在本发明的压电振动装置所使用的压电元件的第3变形例。图8所示的层叠型压电元件51具有压电体52。压电体52具有相对置的第1、第2主面52a、52b。压电体52具有多个压电体层。在压电体52内，按照隔着压电体层而对置的方式形成了第
1、第2驱动电极53、54。第I驱动电极53在压电体52的第I主面52a侧与第I主面52a平行地形成。同样地，第2驱动电极54在压电体52的第2主面52b侧与第2主面52b平行地形成。此外，如图7所示的压电元件41那样，层叠型压电元件51在压电体52的第1、第2主面52a、52b侧具有不活泼层52c、52d。而且，在第1、第2驱动电极53、54间形成了多个内部驱动电极55。如图6 图8所示，在本发明的压电振动装置中使用的压电元件既可以是在第I驱动电极以及第2驱动电极的外侧具有不活泼层的元件，也可以是在第1、第2驱动电极间还形成有其他驱动电极的层叠型压电元件。图9是本发明的第3实施方式所涉及的压电振动装置的立体图。在第3实施方式的压电振动装置61中，在压电元件7上形成了由绝缘性材料构成的保护层62。其他地方，压电振动装置61与第I实施方式的压电振动装置I相同。因此，对于同一部分标注同一参考编号，从而引用压电振动装置I的说明。保护层62由绝缘性材料构成，按照覆盖第2驱动电极10的整个上表面的方式设置。因此，能够防止操作搭载了压电振动装置的电子设备的人产生基于第2驱动电极10的触电。另外，构成上述保护层62的绝缘性材料不做特别限定，能够使用合成树脂、绝缘性陶瓷等。当然，为了不抑制压电元件7的位移，优选使用弹性优异的绝缘性材料。
当然，保护层62也可以由与压电体8相同的压电材料形成。在该情况下，不用增加用于形成压电振动装置61的材料的种类，并且不用导致制造工序的繁杂，就能够形成保护层62。图10是表示本发明的第4实施方式所涉及的压电振动装置的正面剖视图。在第4实施方式的压电振动装置71中，代替第3实施方式的保护层62，在压电元件7的下表面侧形成了保护层72。而且，上述保护层72由绝缘性的接合件构成。此外，压电振动装置71具有伴随形成了保护层72而比第1、第2接合件层5、6较厚地形成的第1、第2接合件层5A、6A。因此，如图10所示，通过上述保护层72，还将压电元件7与支承构件2的压电元件接合面2a接合。因此，使第I接合件层5A的面积变小。如此，在设置了保护层72的情况下，即便使第I接合件层5A的面积变小，也能够将压电元件7牢固地接合到支承构件2。在设置了保护层72的情况下，通过作为保护层72使用耐湿性优异的绝缘性粘合齐U，从而能够抑制由来自压电元件7的下表面侧的水分进入而导致的特性劣化。作为保护层72，在使用能够使第I驱动电极9和连接电极IOa电绝缘的构件，例如绝缘性的粘合剂、各向异性导电性粘合剂等的情况下，可以在支承构件2与压电元件7之间没有间隙地配置保护层72。另外，也可以形成图9所示的保护层62和图10所示的保护层72的双方。在该情况下，在压电元件7的上表面以及下表面的任一侧，都能够通过保护层62、72实现保护。本发明所涉及的压电振动装置能够用作各种压电致动器、压电扬声器等的压电发声体。此外，近年来，作为便携式电子设备的一种输入装置，触摸面板式输入装置被广泛使用。在该触摸面板式输入装置中，与人的输入相对的反力给予点击感的被称为触觉设备的装置受到关注。本发明的压电振动装置能够适于用作这种触觉设备中给予反力的致动器。图12是用于说明作为第I实施方式的压电振动装置I的变形例的压电振动装置IA的立体图，图13是其分解立体图。本变形例的压电振动装置IA具有支承构件2A来代替第I实施方式的支承构件2。在本变形例中，使用了与第I实施方式相同的压电元件7。当然，支承构件2A的宽度被设定为比压电元件7的宽度要宽。如图13所示，在该支承构件2A的上表面形成了第I布线电极3A和第2布线电极4A。第1、第2布线电极3A、4A相互电绝缘，隔着间隙对置。压电元件7通过第1、第2接合件层5、6与第1、第2布线电极3A、4A接合。第I布线电极3A具有接合部3a、端子部3b和连结部3c。在接合部3a层叠第I接合件层5。接合部3a遍及支承构件2A的整个宽度方向。端子部3b设置在第2布线电极4A侦U。端子部3b在支承构件2A的宽度方向上隔着间隙与第2布线电极4A对置。此外，与第2布线电极4A同样地，端子部3b形成在靠支承构件2A的一端侧。接合部3a和端子部3b通过连结部3c进行连接。而且，如图12所示，端子部3b以及第2布线电极4A在该支承构件2A的一端侧露出。因此，能够容易地进行与外部的电连接。图14是用于说明在本发明的第I实施方式所涉及的压电振动装置的其他变形例所使用的支承构件2B的立体图。在图13所示的压电振动装置IA中，为了防止端子部3b与第2布线电极4A的短路，支承构件2A的宽度被设定为比压电元件7的宽度要宽。当然，如图14所示，也可以具有第I布线电极3B，并且使用与压电元件7的宽度相同宽度的支承构件2B。在该情况下，第I布线电极3B具有接合部3d、端子部3e和连结部3f。在接合部3d层叠第I接合件层5。接合部3d遍及支承构件2B的整个宽度方向。端子部3e设置在第2布线电极4A侧。端子部3e在支承构件2B的宽度方向上隔着间隙与第2布线电极4A对置。此外，与第2布线电极4A同样地，端子部3e形成为靠支承构件2A的一端侧。接合部3d和端子部3e通过从支承构件2B的一个端面经过下表面到另一个端面的连结部3e而进行连接。另外，在图14所示的支承构件2B中，其幅宽也可以比压电元件7的宽度大。图15是用于说明第I实施方式的压电振动装置I的变形例即压电振动装置IB的立体图，图16是其分解立体图。压电振动装置IB通过将图8所示的层叠型压电元件51层叠到支承构件2A而构成。支承构件2A与图13所示的支承构件2A大体相同。当然，虽然这里使支承构件2A的宽度为与层叠型压电元件51的宽度相同的尺寸，但是与图13的情况同样地，也可以使用宽度比层叠型压电元件51宽的支承构件2A。在图15以及图16所示的变形例中，第I布线电极3A的端子部3b和第2布线电极4A设置为靠支承构件2A的长度方向一端侧。因此，在支承构件2A的长度方向一端侧能够容易地进行与外部的电连接。加之，如图15所示，因为端子部3b以及第2布线电极4A在支承构件2A的一端侧露出，所以能够进一步容易地进行与外部的连接。图11是使用了本发明的压电振动装置的振动模块81的示意性分解立体图。在该振动模块81中，第I实施方式的多个压电振动装置1、I通过接合件层83、84安装在基板82的上表面。而且，在多个压电振动装置1、1的上方，配置由触摸面板式输入装置使用的可挠性基板85。这种振动模块能够适于用于触觉设备。另外，在上述实施方式的压电振动装置I中，使用了矩形板状的压电体，但是本发明的压电振动装置的压电体也可以是矩形板状以外的形状，例如圆板状等其他形状。同样地，对于支承构件，也不限于作为单压电晶片振动装置的振动板发挥功能，不限于矩形板状，也可以具有圆板状等的形状。符号说明1、1A、1B…压电振动装置2、2A、2B…支承构件2a…压电元件接合面2b、2c…延长部2cl...下表面3、3A、3B…第I布线电极3a…接合部3b...端子部3c…连结部3d…接合部3e...端子部3f…连结部4、4A…第2布线电极
5…第I接合件层5A…第I接合件层
6…第2接合件层7…压电元件8…压电体8a…第I主面8b…第2主面9…第I驱动电极10…第2驱动电极IOa…连接电极21…压电振动装置31…压电元件32…压电体32a…第I主面32b… 第2主面33…第I驱动电极34…第2驱动电极35…第I内部驱动电极36…第2内部驱动电极41…压电元件42…压电体42a…第I主面42b…第2主面42c、42d…不活泼层43…第I驱动电极44…第2驱动电极51…压电元件52…压电体52a…第I主面52b…第2主面52c、52d…不活泼层53…第I驱动电极54…第2驱动电极55…内部驱动电极61…压电振动装置62…保护层71…压电振动装置72…保护层81…振动模块82…基板83、84…接合件层
85…可挠性基 板
权利要求
1.一种压电振动装置，具备: 压电元件，其具有:压电体，其具有相互对置的第I主面以及第2主面；第I驱动电极，其与第I主面平行地形成在所述压电体的所述第I主面侧；和第2驱动电极，其与第2主面平行地形成在所述压电体的所述第2主面侧，并且与所述第I驱动电极对置，所述第I驱动电极、第2驱动电极在所述压电体的厚度方向上对置的区域设为活性区域，所述第I驱动电极和所述第2驱动电极未对置的区域设为非活性区域；以及支承构件，其具有接合所述压电元件的压电元件接合面， 所述支承构件具有第I布线电极，该第I布线电极形成在所述压电元件接合面，并且与所述压电元件的第I驱动电极电连接， 所述压电振动装置还具备第I接合件层，该第I接合件层将所述压电元件的所述第I驱动电极与所述支承构件的所述第I布线电极电连接，并且将所述压电元件的第I主面与所述支承构件的压电元件接合面接合。
2.根据权利要求1所述的压电振动装置，其中， 所述压电元件还具有连接电极，该连接电极在所述压电体的所述非活性区域中形成在所述压电体的第I主面，并且与形成在所述第2主面的第2驱动电极电连接， 所述支承构件还具有第2布线电极，该第2布线电极形成在所述压电元件接合面，并且与所述第2驱动电极电连接， 所述压电振动装置还具备第2接合件层，该第2接合件层将所述连接电极与所述第2布线电极电连接，并且将所述压电元件的第I主面与所述支承构件的压电元件接合面接合。
3.根据权利要求1或2所述的压电振动装置，其中， 所述支承构件存在用于从外部支承所述支承构件的弯曲模式支承部，使得所述压电元件以弯曲模式进行振动时，所述支承构件与该压电元件一起以相同频率的弯曲模式进行振动。
4.根据权利要求3所述的压电振动装置，其中， 所述弯曲模式支承部位于周边部，该周边部位于接合了所述压电元件的区域的外侧，所述第I布线电极到达所述周边部。
5.根据权利要求4所述的压电振动装置，其中， 所述支承构件中的至少I次弯曲模式的节点位于所述弯曲模式支承部。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的压电振动装置，其中， 所述压电元件还具有保护层，该保护层形成在所述压电体的第I主面，并且由绝缘性材料构成，所述保护层与所述支承构件的压电元件接合面接合。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的压电振动装置，其中， 所述压电元件还具有按照覆盖所述第2驱动电极的方式形成在所述压电体的第2主面并且由绝缘性材料构成的保护层。
8.根据权利要求6或7所述的压电振动装置，其中， 所述保护层由与所述压电体相同的材料构成。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的压电振动装置，其中， 所述支承构件具有相对置的第I压电元件接合面、第2压电元件接合面，在第I压电元件接合面、第2压电元件接合面分别接合了所述压电元件。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的压电振动装置，其中， 所述压电体以及所述支承构件具有矩形的平面形状，该矩形具有短边和长边，并且所述支承构件的矩形的短边的长度与所述压电体的矩形的短边的长度相等， 所述第I驱动电极、第2驱动电极形成为跨越所述压电体的所述短边方向全长。
11.根据权利要求10所述的压电振动装置，其中， 所述第I驱动电极形成在所述压电体的第I主面， 所述第2驱动电极形成在所述压电体的第2主面的整个面上， 所述压电元件还具有在所述压电体的所述非活性区域中形成在所述压电体的第I主面上并且与所述第2驱动电极电连接的连接电极， 该连接电极形成为从所述压电体的所述第I主面到达所述压电体的侧面，并且在所述压电体的侧面和第2主面构成的棱线处与所述第2驱动电极连接。
12.根据权利要求11所述的压电振动装置，其中， 所述支承构件的所述矩形的长边的长度比所述压电元件的所述矩形的长边的长度长，所述第I布线电极到达所述支承构件的接合了所述压电元件的部分的侧方区域。
13.根据权利要求12所述的压电振动装置，其中， 将所述支承构件的所述矩形的所述长边的长度设为LI，将所述压电体中的活性区域的沿所述支承构件 的所述矩形的长边方向的长度设为L2时，(L2/L1)X100%S 75%以上。
全文摘要
本发明提供一种压电振动装置，难以产生电连接部分处的压电元件、支承构件等的由应力集中产生的破坏，可靠性优异。压电振动装置(1)在支承构件(2)的压电元件接合面(2a)接合了压电元件(7)，压电元件(7)具有形成在第1主面(8a)的第1驱动电极(9)、和形成在第2主面(8b)的第2驱动电极(10)，通过第1接合件层(5)，第1驱动电极(9)与形成在支承构件(2)的压电元件接合面(2a)的第1布线电极(3)电连接，并且压电元件(7)接合于支承构件(2)。
文档编号H03H9/05GK103155410SQ20118004864
公开日2013年6月12日 申请日期2011年10月24日 优先权日2010年11月1日
发明者宇波俊彦, 进藤智, 森田亘, 加贺山健司, 堀川胜弘 申请人:株式会社村田制作所