JP6822380B2 - 振動デバイス - Google Patents

Description

本発明は、振動デバイスに関する。

圧電素子と、圧電素子が接合されている振動部材と、圧電素子と電気的に接続されている配線部材と、を備えている圧電デバイスが知られている（たとえば、特許文献１）。圧電素子は、互いに対向する第一主面及び第二主面を有している圧電素体と、第二主面上に配置されている複数の外部電極と、を有している。振動部材は、第二主面と対向する第三主面と、第三主面上に配置されていると共に対応する外部電極に接続される複数の導体とを有している。

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、圧電素子と振動部材との間に、外部電極及び導体が位置しているので、圧電素子の変位を振動部材に伝達する効率が低い。外部電極及び導体は、圧電素子の変位の振動部材への伝達を阻害する。したがって、圧電素子の変位は、振動部材に適切に伝達されない。この結果、振動デバイスの変位量は低下する。

本発明の一つの態様は、変位量の向上が図ら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、圧電素子、振動部材、及び配線部材を備えている。圧電素子は、圧電素体と、複数の外部電極とを有している。圧電素体は、互いに対向している第一主面及び第二主面を有している。複数の外部電極は、第一主面上に配置されている。振動部材は、第二主面と対向している第三主面を有している。圧電素子は、第三主面に接合されている。配線部材は、圧電素子と電気的に接続されている。配線部材は、第一領域を有している。第一領域は、複数の外部電極上に位置し、かつ、複数の外部電極と接合されている。配線部材の第一領域は、第一主面に直交する方向から見て、複数の外部電極を一体的に覆っている。

上記一つの態様では、複数の外部電極は、第一主面上に配置されている。圧電素体の第二主面は、外部電極で覆われていない。複数の外部電極と接合される第一領域は、複数の外部電極上に位置している。互いに接合される第二主面と第三主面との間には、外部電極及び配線部材が位置していない。したがって、上記一つの態様では、圧電素子の変位を振動部材に伝達する効率が高く、圧電素子の変位が、振動部材に適切に伝達される。この結果、振動デバイスの変位量が向上する。

本発明者らの調査研究の結果、以下の事項が判明した。振動デバイスでは、駆動状態から非駆動状態に遷移した直後に、振動部材の振動が直ちに減衰せず、残留振動が生じるおそれがある。たとえば、振動デバイスが、触覚を付与するためのアクチュエータに適用される場合、振動デバイスに残留振動が生じると、適切な触覚が付与され難い。

上記一つの態様では、配線部材の第一領域は、第一主面に直交する方向から見て、複数の外部電極を一体的に覆っている。配線部材は、残留振動を減衰させる機能する。したがって、上記一つの態様では、配線部材（第一領域）が、第一主面に直交する方向から見て、複数の外部電極をそれぞれ独立して覆っている構成に比して、第一主面に直交する方向から見たときの配線部材（第一領域）の面積が大きく、残留振動を減衰する機能が高い。この結果、上記一つの態様では、残留振動が抑制される。

上記一つの態様では、配線部材の第一領域は、第一主面における、第一主面に直交する方向から見て複数の外部電極の間に位置している第二領域と接合されていてもよい。この場合、第一領域が圧電素子から剥離し難い。したがって、本構成では、残留振動が確実に抑制される。

上記一つの態様では、配線部材の第一領域と、第一主面の第二領域との間には、スペーサが配置されていてもよい。この場合、第一領域と第二領域との間隔にばらつきが生じ難い。したがって、第一領域と圧電素子との接合状態が安定し、第一領域が圧電素子からより一層剥離し難い。

上記一つの態様では、圧電素体は、第一主面に直交する方向から見て複数の外部電極の間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を有していてもよい。この場合、圧電素子の変位が向上する。したがって、振動デバイスの変位量がより一層向上する。

上記一つの態様では、配線部材は、樹脂からなるベース、複数の導体、及び樹脂からなるカバーを有していてもよい。配線部材の第一領域において、ベースが圧電素体の第一主面と対向していると共に、ベースと第一主面とが樹脂によって接合されていてもよい。この場合、複数の導体は、ベース上に配置されており、対応する外部電極に接続されている。カバーは、複数の導体を覆うようにベース上に設けられている。この構成では、配線部材（第一領域）と圧電素子との接合面積が大きく、配線部材（第一領域）と圧電素子との接合強度が向上する。

上記一つの態様では、互いに対応する外部電極と導体との間に樹脂が存在していてもよい。互いに対応する外部電極と導体とは、樹脂内に配置されている金属粒子によって接続されていてもよい。この場合、配線部材（第一領域）と圧電素子との接合強度を阻害することなく、外部電極と導体との電気的な接続が確立される。

上記一つの態様では、圧電素子及び振動部材は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈していてもよい。配線部材は、長辺と交差するように配置されていてもよい。この構成では、配線部材が短辺と交差するように配置されている構成に比して、第一領域と圧電素子との接合面積が容易に確保される。したがって、第一領域と圧電素子との接合強度が確保され、第一領域と圧電素子との剥離が抑制される。

本発明の一つの態様によれば、変位量の向上が図られた振動デバイスが提供される。

一実施形態に係る振動デバイスの平面図である。 本実施形態に係る振動デバイスの分解斜視図である。 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。 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。 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。 圧電素子の構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る振動デバイスの構成を示す模式図である。 本実施形態の変形例に係る振動デバイスの分解斜視図である。 本実施形態の変形例に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。 本実施形態の変形例に係る振動デバイスの断面構成を示す図である。 圧電素子の構成を示す分解斜視図である。 本実施形態の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６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、本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分解斜視図である。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。

振動デバイス１は、図１及び図２に示されているように、圧電素子１０、配線部材５０、及び振動部材６０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。本実施形態では、圧電素子１０は、二つの外部電極１３，１５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、互いに対向している一対の側面１１ｃ、互いに対向している一対の側面１１ｅを有している。直方体形状には、たとえば、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。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。一対の側面３ｃが対向している方向が、第二方向Ｄ２である。第二方向Ｄ２は、各側面１１ｃに直交する方向でもある。一対の側面１１ｅが対向している方向が、第三方向Ｄ３である。第三方向Ｄ３は、各側面１１ｅに直交する方向でもある。

各主面１１ａ，１１ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面１１ａ，１１ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、圧電素子１０（圧電素体１１）は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。長方形状には、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。本実施形態では、主面１１ａ，１１ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致する。主面１１ａ，１１ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ２方向と一致する。

一対の側面１１ｃは、一対の主面１１ａ，１１ｂ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３ｃは、第三方向Ｄ３にも延在している。一対の側面１１ｅは、一対の主面１１ａ，１１ｂ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１１ｅは、第二方向Ｄ２にも延在している。圧電素体１１の第二方向Ｄ２での長さは、たとえば、１０ｍｍである。圧電素体１１の第三方向Ｄ３での長さは、たとえば、２０ｍｍである。圧電素体１１の第一方向Ｄ１での長さは、たとえば、２００μｍである。各主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃ，１１ｅとは、間接的に隣り合っていてもよい。この場合、各主面１１ａ，１１ｂと各側面１１ｃ，１１ｅとの間には、稜線部が位置する。

圧電素体１１は、図３〜図６に示されるように、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが第一方向Ｄ１に積層されて構成されている。圧電素体１１は、積層されている複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有している。本実施形態では、圧電素体１１は、四つの圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを有している。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。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。

各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ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には、たとえば、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）が用いられる。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。

圧電素子１０は、図３〜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。各内部電極１９，２１，２３は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各内部電極１９，２１，２３は、たとえば、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。本実施形態では、各内部電極１９，２１，２３の外形形状は、長方形状である。

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。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、各側面１１ｃ，１１ｅには露出していない。各内部電極１９，２１，２３は、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は、主面１１ａ上に配置されている。外部電極１３と外部電極１５とは、第三方向Ｄ３に並んでいる。外部電極１３と外部電極１５とは、第三方向Ｄ３で隣り合っている。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａの全ての縁（四辺）から離間している。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、矩形状を呈している。矩形状も、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。各外部電極１３，１５は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。各外部電極１３，１５は、たとえば、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。

外部電極１３は、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、内部電極１９の内側に位置している。内部電極１９には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２５は、内部電極１９に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２５の全縁が、内部電極１９で囲まれている。

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１３と対向している。ビア導体３１は、外部電極１３と接続されていると共に、接続導体２５と接続されている。接続導体２５は、ビア導体３３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。ビア導体３３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２１は、ビア導体３５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２３と同じ層に位置している。接続導体２７は、内部電極２３の内側に位置している。内部電極２３には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３（接続導体２５）に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２７は、内部電極２３に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２７の全縁が、内部電極２３で囲まれている。

外部電極１５は、ビア導体３７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１５と対向している。ビア導体３７は、外部電極１５と接続されていると共に、内部電極１９と接続されている。

内部電極１９は、ビア導体３９を通して接続導体２９と電気的に接続されている。接続導体２９は、内部電極２１と同じ層に位置している。接続導体２９は、内部電極２１の内側に位置している。内部電極２１には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１５に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２９は、内部電極２１に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２９の全縁が、内部電極２１で囲まれている。

接続導体２９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２９とは、離間している。接続導体２９は、第一方向Ｄ１で、内部電極１９と対向している。ビア導体３９は、内部電極１９と接続されていると共に、接続導体２９と接続されている。接続導体２９は、ビア導体４１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２９は、第一方向Ｄ１で、内部電極２３と対向している。ビア導体４１は、接続導体２９と接続されていると共に、内部電極２３と接続されている。

外部電極１３は、ビア導体３１、接続導体２５、及び、ビア導体３３を通して、内部電極２１と電気的に接続されている。外部電極１５は、ビア導体３７を通して、内部電極１９と電気的に接続されている。外部電極１５は、ビア導体３７、内部電極１９、ビア導体３９、接続導体２９、及び、ビア導体４１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２５，２７，２９及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９，４１は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ−Ｐｄ合金が用いられる。接続導体２５，２７，２９及びビア導体３１，３３，３５，３７，３９，４１は、たとえば、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２５，２７，２９は、矩形状を呈している。ビア導体３１，３３，３５，３７，３９，４１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と、内部電極２１と電気的に接続されている導体と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，１１ｅにも、内部電極１９，２３と電気的に接続されている導体と、内部電極２１と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、各側面１１ｃを第二方向Ｄ２から見たとき、各側面１１ｃの全体が露出している。各側面１１ｅを第三方向Ｄ３から見たとき、各側面１１ｅの全体が露出している。本実施形態では、各側面１１ｃ，１１ｅも、自然面である。

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は、圧電的に活性な領域を構成する。本実施形態では、圧電的に活性な領域は、第一方向Ｄ１から見て、複数の外部電極１３，１５を囲むように位置している。第一方向Ｄ１から見て、圧電素体１１は、外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を含んでいる。第一方向Ｄ１から見て、圧電素体１１は、外部電極１３と外部電極１５とが位置している領域の外側にも、圧電的に活性な領域を含んでいる。

配線部材５０は、図３〜図５も示されているように、ベース５１、複数の導体５３，５５、カバー５７、及び補強部材５９を有している。本実施形態では、配線部材５０は、一対の導体５３，５５を備えている。配線部材５０は、たとえば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。配線部材５０は、主面１１ａ，１１ｂの長辺と交差するように配置されている。配線部材５０が延在している方向は、第二方向Ｄ２と交差している。本実施形態では、配線部材５０は、主面１１ａ，１１ｂの長辺と直交するように配置されている。配線部材５０が延在している方向は、第二方向Ｄ２と直交している。配線部材５０は、第二方向Ｄ２に延在している。配線部材５０は、圧電素子１０と電気的かつ物理的に接続されている一端部と、振動デバイス１が搭載される電子機器（不図示）と電気的かつ物理的に接続される他端部とを有している。

ベース５１は、互いに対向している一対の主面５１ａ，５１ｂを有している。ベース５１は、電気絶縁性を有している。ベース５１は、樹脂からなる。ベース５１は、たとえばポリイミド樹脂からなる。

一対の導体５３，５５は、ベース５１（主面５１ａ）上に配置されている。一対の導体５３，５５は、接着層５２によって、ベース５１に接合されている。接着層５２は、各導体５３，５５とベース５１との間に位置している。導体５３と導体５５とは、配線部材５０が延在している方向に延在している。導体５３と導体５５とは、導体５３，５５が延在している方向と交差する方向で離間している。各導体５３，５５は、たとえば、銅からなる。

カバー５７は、各導体５３，５５の一部を覆うように、各導体５３，５５上に配置されている。各導体５３，５５は、配線部材５０の一端部及び他端部で、カバー５７から露出している。カバー５７は、ベース５１における各導体５３，５５から露出している領域を覆うように、主面５１ａ上にも配置されている。カバー５７は、接着層５６によって、各導体５３，５５に接合されている。

ベース５１は、配線部材５０の一端部及び他端部で、カバー５７から露出している。ベース５１とカバー５７とは、各導体５３，５５から露出している領域で互いに接合されている。カバー５７は、樹脂からなる。カバー５７は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。各導体５３，５５の、カバー５７から露出している領域には、たとえば、ニッケルめっき及び金フラッシュめっきが施されている。

補強部材５９は、配線部材５０の他端部に配置されている。補強部材５９は、ベース５１（主面５１ｂ）上に配置されている。補強部材５９は、接着層５８によって、ベース５１に接合されている。接着層５８は、補強部材５９とベース５１との間に位置している。補強部材５９は、電気絶縁性を有する板状の部材である。補強部材５９は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。

振動部材６０は、図３〜図５に示されるように、互いに対向している主面６０ａ，６０ｂを有している。本実施形態では、振動部材６０は、板状の部材である。振動部材６０は、たとえば、金属からなる。振動部材６０は、たとえば、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス鋼からなる。各主面６０ａ，６０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有している。各主面６０ａ，６０ｂは、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。すなわち、振動部材６０は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。本実施形態では、主面６０ａ，６０ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致する。主面６０ａ，６０ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ２方向と一致する。振動部材６０の第二方向Ｄ２での長さは、たとえば、１５ｍｍである。振動部材６０の第三方向Ｄ３での長さは、たとえば、３０ｍｍである。振動部材６０の第一方向Ｄ１での長さは、たとえば、１００μｍである。

圧電素子１０は、樹脂層６１によって振動部材６０に接合されている。圧電素体１１の主面１１ｂと振動部材６０の主面６０ａとが互いに対向している。樹脂層６１は、主面１１ｂと主面６０ａとの間に位置している。主面１１ｂと主面６０ａとが、樹脂層６１によって接合されている。樹脂層６１は、樹脂（たとえば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂）からなる。樹脂層６１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。圧電素子１０が振動部材６０に接合された状態では、第一方向Ｄ１と、主面６０ａと主面６０ｂ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、振動部材６０（主面６０ａ）の略中央に配置されている。

配線部材５０は、振動部材６０の主面６０ａ，６０ｂの長辺と交差するようにも配置されている。本実施形態では、配線部材５０は、主面６０ａ，６０ｂの長辺と直交するように配置されている。配線部材５０は、図３、図４、及び図７に示されるように、三つの領域５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを有している。

領域５０Ａは、外部電極１３，１５上に位置している。領域５０Ａは、配線部材５０の一端部に含まれる。領域５０Ａは、ベース５１と導体５３，５５とを含んでいる。領域５０Ａは、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３と外部電極１５とを一体的に覆っている。領域５０Ａは、主面１１ａにおける、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域も覆っている。領域５０Ａは、外部電極１３，１５及び主面１１ａ（外部電極１３と外部電極１５との間に位置している上記領域）と対向している。領域５０Ａでは、各導体５３，５５が露出している。領域５０Ａでは、ベース５１と主面１１ａとが対向している。

領域５０Ａは、接続部材７０によって、圧電素子１０と接合されている。領域５０Ａは、接続部材７０によって、外部電極１３，１５と接合されている。接続部材７０は、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５とを一体的に覆うように、領域５０Ａと圧電素子１０との間に設けられている。接続部材７０は、樹脂層７１と、複数の金属粒子７３とを有している。本実施形態では、樹脂層７１は、領域５０Ａと、外部電極１３，１５及び主面１１ａとの間に存在している。互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５との間には、樹脂層７１が存在している。複数の金属粒子７３は、樹脂層７１内に配置されている。樹脂層７１は、たとえば、熱硬化性エラストマーからなる。金属粒子７３は、たとえば、金めっき粒子からなる。接続部材７０は、たとえば、異方性導電ペースト又は異方性導電膜が硬化することにより形成される。

互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５とは、金属粒子７３によって接続されている。互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５とは、金属粒子７３を通して電気的に接続されている。導体５３は、金属粒子７３及び外部電極１３を通して、内部電極２１と電気的に接続されている。導体５５は、金属粒子７３及び外部電極１５を通して、内部電極１９，２３と電気的に接続されている。

本実施形態では、領域５０Ａは、樹脂層７１によって、主面１１ａにおける、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している上記領域と接合されている。領域５０Ａでは、ベース５１（接着層５２）は、樹脂層７１によって、主面１１ａと接合されている。領域５０Ａと、主面１１ａ（外部電極１３と外部電極１５との間に位置している上記領域）との間には、少なくとも一つのスペーサ７５が配置されている。スペーサ７５は、樹脂層７１内に配置されている。スペーサ７５の第一方向Ｄ１での長さは、領域５０Ａと、主面１１ａ（外部電極１３と外部電極１５との間に位置している上記領域）との間隔と同等である。スペーサ７５は、たとえば、金めっき粒子からなる。

領域５０Ｂは、振動部材６０の主面６０ａ上に位置している。領域５０Ｂは、ベース５１、導体５３，５５、及びカバー５７を含んでいる。領域５０Ｂでは、導体５３，５５は露出していない。領域５０Ｂは、主面６０ａと接合されている。本実施形態では、領域５０Ｂは、樹脂層６３によって主面６０ａと接合されている。領域５０Ｂに含まれるカバー５７は、樹脂層６３によって主面６０ａと接合されている。振動部材６０（主面６０ａ）と領域５０Ｂ（カバー５７）との接合面積は、外部電極１３の面積と外部電極１５の面積の合計値より大きい。

樹脂層６３は、樹脂層６１と接している。樹脂層６３は、樹脂層６１と離間していてもよい。樹脂層６３は、振動部材６０の側面と接していてもよい。樹脂層６３は、振動部材６０の主面６０ｂとは接していない。すなわち、樹脂層６３は、主面６０ｂ上には設けられていない。樹脂層６３は、たとえば、ニトリルゴムからなる。樹脂層６３は、樹脂層６１と同じ材料であってもよい。樹脂層６３は、樹脂層６１と異なる材料であってもよい。

領域５０Ｃは、領域５０Ａと領域５０Ｂとの間で、圧電素体１１の主面１１ａ上に位置している。本実施形態では、領域５０Ｃと領域５０Ａとは連続していると共に、領域５０Ｃと領域５０Ｂとは連続している。領域５０Ｃは、領域５０Ａと領域５０Ｂとの間に位置している。領域５０Ｃは、領域５０Ａ寄りの第一端５０Ｃ_１と領域５０Ｂ寄りの第二端５０Ｃ_２とを有している。領域５０Ｃは、ベース５１、導体５３，５５、及びカバー５７を含んでいる。領域５０Ｃは、第二方向Ｄ２から見て、主面１１ａから離れる方向に凸状に湾曲した形状を呈している。

図７にも示されるように、領域５０Ｃと主面１１ａとの間隔Ｇが最大である位置Ｐ１は、第一端５０Ｃ_１と第二端５０Ｃ_２との間に位置している。間隔Ｇは、位置Ｐ１から第一端５０Ｃ_１に向かうにしたがって徐々に小さくなっていると共に、位置Ｐ１から第二端５０Ｃ_２に向かうにしたがって徐々に小さくなっている。間隔Ｇは、第一方向Ｄ１での主面１１ａから領域５０Ｃまで距離である。間隔Ｇは、第一方向Ｄ１での主面１１ａからカバー５７（図７では、不図示）まで距離である。領域５０Ｃでは、配線部材５０は、圧電素体１１の主面１１ａと交差する方向に延在している。間隔Ｇの最大値（位置Ｐ１での間隔Ｇ）は、たとえば、５０〜２００μｍである。本実施形態では、間隔Ｇの最大値は、８０μｍである。

位置Ｐ１から第一端５０Ｃ_１までの距離Ｌ１は、位置Ｐ１から第二端５０Ｃ_２までの距離Ｌ２より大きい。距離Ｌ１は、第二方向Ｄ２に沿った位置Ｐ１と第一端５０Ｃ_１との間隔である。距離Ｌ２は、第二方向Ｄ２に沿った位置Ｐ１と第二端５０Ｃ_２との間隔である。領域５０Ｃの第二端５０Ｃ_２は、圧電素体１１の縁、すなわち、主面１１ａの一辺と接している。本実施形態では、領域５０Ｃは、第二端５０Ｃ_２を除いて、圧電素体１１（主面１１ａ）から離間している。距離Ｌ１は、たとえば、２．０〜３．０ｍｍである。本実施形態では、距離Ｌ１は、２．５ｍｍである。距離Ｌ２は、たとえば、０．３〜１．５ｍｍである。本実施形態では、距離Ｌ２は、１．０ｍｍである。

極性が異なる電圧が、導体５３，５５を通して、外部電極１３と外部電極１５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、圧電的に活性な領域となり、これらの圧電的に活性な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と振動部材６０とは接合されている。したがって、振動部材６０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繰り返す。

以上のように、本実施形態では、配線部材５０は、領域５０Ｂで、振動部材６０と接合されている。したがって、振動デバイス１が振動した場合でも、領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に機械的負荷が作用し難い。

領域５０Ｂが振動部材６０と接合されている場合でも、振動デバイス１の振動に伴い、領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に対し、領域５０Ａが外部電極１３，１５から剥離する方向に力が領域５０Ｃから作用するおそれがある。領域５０Ｃから作用する力は、領域５０Ｃが圧電素体１１の主面１１ａと平行である場合、すなわち、領域５０Ｃと主面１１ａとの間隔Ｇが一定である場合に大きく、間隔Ｇが以下のように変化する場合に小さい。間隔Ｇが、位置Ｐ１から第一端５０Ｃ_１に向かうにしたがって徐々に小さくなると共に、位置Ｐ１から第二端５０Ｃ_２に向かうにしたがって徐々に小さくなる。

振動デバイス１では、領域５０Ｃと主面１１ａとの間隔Ｇが上述したように変化しているので、振動デバイス１が振動した場合でも、領域５０Ｃから領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に作用する力が小さい。したがって、領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に機械的負荷がより一層作用し難く、領域５０Ａと外部電極１３，１５との剥離が生じ難い。この結果、振動デバイス１では、外部電極１３，１５と配線部材５０との電気的な接続が確保され、振動デバイス１の電気的な信頼性が低下し難い。

振動デバイス１では、領域５０Ｃの第二端５０Ｃ_２は、圧電素体１１の縁と接している。この場合、領域５０Ｃから領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に作用する力の方向が変化し難い。したがって、領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に、意図しない方向から力が作用することが抑制され、領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に機械的負荷がより一層作用し難い。この結果、振動デバイス１の電気的な信頼性がより一層低下し難い。

振動デバイス１では、位置Ｐ１から第一端５０Ｃ_１までの距離Ｌ１は、位置Ｐ１から第二端５０Ｃ_２までの距離Ｌ２より大きい。この場合、領域５０Ｃから領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に作用する力がより一層小さくなる。したがって、振動デバイス１の電気的な信頼性がより一層低下し難い。

振動デバイス１では、振動部材６０と領域５０Ｂとの接合面積は、複数の外部電極１３，１５の合計面積より大きい。振動デバイス１では、振動部材６０と領域５０Ｂとの接合面積が、複数の外部電極１３，１５の合計面積以下である振動デバイスに比して、領域５０Ｃから領域５０Ａと外部電極１３，１５との接合箇所に作用する力が小さい。したがって、振動デバイス１の電気的な信頼性がより一層低下し難い。

振動デバイス１では、樹脂層６１と樹脂層６３とが同じ材料からなる場合、振動デバイス１が製造される際に、圧電素子１０と配線部材５０とが、一つの過程で振動部材６０に接合されることが可能である。この場合、振動デバイス１の製造過程の簡素化が図られる。

振動デバイス１では、配線部材５０は、ベース５１、複数の導体５３，５５、及びカバー５７を有していてもよい。カバー５７が、振動部材６０に接合されている。各導体５３，５５は、ベース５１上に配置されており、対応する外部電極１３，１５に接続されている。カバー５７は、各導体５３，５５を覆うようにベース５１上に設けられている。振動デバイス１では、振動部材６０が導電性の部材（たとえば、金属）からなる場合でも、振動部材６０と各導体５３，５５とが確実に電気的に絶縁される。

振動デバイス１では、領域５０Ａにおいて、ベース５１が圧電素体１１の主面１１ａと対向していると共に、ベース５１と主面１１ａとが樹脂層７１によって接合されている。したがって、振動デバイス１では、配線部材５０（領域５０Ａ）と圧電素子１０との接合面積が大きく、配線部材５０（領域５０Ａ）と圧電素子１０との接合強度が向上する。振動デバイス１では、各外部電極１３，１５は、樹脂層７１で覆われている。したがって、外部電極１３と外部電極１５とが、主面１１ａ上において、確実に互いに電気的に絶縁される。

振動デバイス１では、圧電素子１０及び振動部材６０は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。配線部材５０は、上記長辺と交差するように配置されている。振動デバイス１では、配線部材５０が上記短辺と交差するように配置されている振動デバイスに比して、振動部材６０と領域５０Ｂとの接合面積が容易に確保される。したがって、振動部材６０と配線部材５０との接合強度が確保され、振動部材６０と配線部材５０との剥離が抑制される。振動デバイス１では、配線部材５０が上記短辺と交差するように配置されている振動デバイスに比して、領域５０Ａと圧電素子１０との接合面積も容易に確保される。したがって、領域５０Ａと圧電素子１０との接合強度が確保され、領域５０Ａと圧電素子１０との剥離が抑制される。

振動デバイス１では、互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５との間に樹脂層７１が存在している。互いに対応する外部電極１３，１５と導体５３，５５とは、樹脂層７１内に配置されている金属粒子７３によって接続されている。したがって、振動デバイス１では、配線部材５０（領域５０Ａ）と圧電素子１０との接合強度を阻害することなく、外部電極１３，１５と導体５３，５５との電気的な接続が確立される。

振動デバイス１では、複数の外部電極１３，１５は、圧電素体１１の主面１１ａ上に配置されている。圧電素体１１の主面１１ｂは、外部電極１３，１５で覆われていない。複数の外部電極１３，１５と接合される領域５０Ａは、複数の外部電極１３，１５上に位置している。互いに接合される圧電素体１１の主面１１ｂと振動部材６０の主面６０ａとの間には、外部電極１３，１５及び配線部材５０が位置していない。したがって、振動デバイス１では、圧電素子１０の変位を振動部材６０に伝達する効率が高く、圧電素子１０の変位が、振動部材６０に適切に伝達される。この結果、振動デバイス１の変位量が向上する。

振動デバイス１では、駆動状態から非駆動状態に遷移した直後に、振動部材６０の振動が直ちに減衰せず、残留振動が生じるおそれがある。たとえば、振動デバイス１が、触覚を付与するためのアクチュエータに適用される場合、振動デバイス１に残留振動が生じると、適切な触覚が付与され難い。

振動デバイス１では、配線部材５０の領域５０Ａは、第一方向Ｄ１から見て、複数の外部電極１３，１５を一体的に覆っている。配線部材５０は、残留振動を減衰させる機能する。したがって、振動デバイス１では、配線部材５０（領域５０Ａ）が、第一方向Ｄ１から見て、複数の外部電極１３，１５をそれぞれ独立して覆っている振動デバイスに比して、第一方向Ｄ１から見たときの配線部材５０（領域５０Ａ）の面積が大きく、残留振動を減衰する機能が高い。この結果、振動デバイス１では、残留振動が抑制される。

振動デバイス１では、配線部材５０の領域５０Ａは、主面１１ａにおける、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域と接合されている。したがって、領域５０Ａが圧電素子１０から剥離し難い。この結果、振動デバイス１では、残留振動が確実に抑制される。

振動デバイス１では、配線部材５０の領域５０Ａと、主面１１ａにおける、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域との間には、スペーサ７５が配置されている。したがって、領域５０Ａと、主面１１ａにおける、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域との間隔にばらつきが生じ難い。この結果、領域５０Ａと圧電素子１０との接合状態が安定し、領域５０Ａが圧電素子１０からより一層剥離し難い。

振動デバイス１では、圧電素体１１は、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を有している。したがって、圧電素子１０の変位が向上する。この結果、振動デバイス１の変位量がより一層向上する。

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。

接続部材７０は、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５とを個々に覆うように、領域５０Ａと圧電素子１０との間に設けられていてもよい。この場合、図８及び図９に示されるように、接続部材７０は、複数の接続部材７０ａ，７０ｂを有している。本変形例では、接続部材７０は、二つの接続部材７０ａ，７０ｂを有している。各接続部材７０ａ，７０ｂは、樹脂層７１と、複数の金属粒子７３とを有している。図８は、本変形例に係る振動デバイスの分解斜視図である。図９は、本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及び図９に示された変形例では、上述された実施形態と、接続部材７０の構成で相違している。

接続部材７０ａは、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３を覆うように、領域５０Ａ（導体５３）と外部電極１３との間に設けられている。接続部材７０ａの樹脂層７１は、導体５３と外部電極１３との間に存在している。接続部材７０ａの金属粒子７３は、導体５３と外部電極１３とを接続している。接続部材７０ｂは、第一方向Ｄ１から見て外部電極１５を覆うように、領域５０Ａ（導体５５）と外部電極１５との間に設けられている。接続部材７０ｂの樹脂層７１は、導体５５と外部電極１５との間に存在している。接続部材７０ｂの金属粒子７３は、導体５５と外部電極１５とを接続している。本変形例では、領域５０Ａにおいて、ベース５１と主面１１ａとが樹脂層７１によって接合されていない。

圧電素体１１は、図１０〜図１２に示されるように、第一方向Ｄ１から見て外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を含んでいなくてもよい。図１０は、本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、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。図１２は、別の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及び図１１に示された変形例では、上述された実施形態と、各内部電極１９，２１，２３の形状で相違している。図１２に示された変形例では、図８及び図９に示された変形例と、各内部電極１９，２１，２３の形状で相違している。

間隔Ｇは、たとえば、一定であってもよい。ただし、間隔Ｇが、位置Ｐ１から第一端５０Ｃ_１に向かうにしたがって徐々に小さくなると共に、位置Ｐ１から第二端５０Ｃ_２に向かうにしたがって徐々に小さくなる場合、上述したように、振動デバイス１の電気的な信頼性が低下し難い。第二端５０Ｃ_２は、圧電素体１１の縁から離間していてもよい。ただし、第二端５０Ｃ_２が圧電素体１１の縁に接している場合、上述したように、振動デバイス１の電気的な信頼性がより一層低下し難い。距離Ｌ１は、距離Ｌ２以下であってもよい。ただし、距離Ｌ１が距離Ｌ２より大きい場合、上述したように、振動デバイス１の電気的な信頼性がより一層低下し難い。振動部材６０と領域５０Ｂとの接合面積は、複数の外部電極１３，１５の合計面積以下であってもよい。ただし、振動部材６０と領域５０Ｂとの接合面積が複数の外部電極１３，１５の合計面積より大きい場合、上述したように、振動デバイス１の電気的な信頼性がより一層低下し難い。領域５０Ｃの第一端５０Ｃ_１は、圧電素体１１（主面１１ａ）と接していてもよい。

領域５０Ａと主面１１ａとの間に、スペーサ７５は配置されていなくてもよい。ただし、スペーサ７５が領域５０Ａと主面１１ａとの間に配置されている場合、上述したように、領域５０Ａが圧電素子１０からより一層剥離し難い。互いに対応する導体５３，５５と外部電極１３，１５とは、はんだ又は導電性樹脂により接合されていてもよい。

圧電素子１０が備える内部電極１９，２１，２３の数、圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの数、外部電極１３，１５の数は、上述された実施形態及び変形例で開示した数に限られない。圧電素子１０及び振動部材６０は、平面視で、正方形状であってもよい。

振動部材６０は、電子機器などの筐体であってもよい。振動部材６０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、振動部材６０は、面接着によって筐体に装着されてもよい。

１…振動デバイス、１０…圧電素子、１１…圧電素体、１１ａ，１１ｂ…主面、１３，１５…外部電極、５０…配線部材、５０Ａ…配線部材の領域、５１…ベース、５３，５５…導体、５７…カバー、６０…振動部材、６０ａ，６０ｂ…主面、７０，７０ａ，７０ｂ…接続部材、７１…樹脂層、７３…金属粒子、Ｄ１…第一方向。

Claims (8)

1. 互いに対向している第一主面及び第二主面を有している圧電素体と、前記第一主面上に配置されている複数の外部電極と、を有している圧電素子と、
   前記第二主面と対向する第三主面を有しており、前記第三主面に前記圧電素子が接合されている振動部材と、
   前記圧電素子と電気的に接続されている配線部材と、を備え、
   前記配線部材は、前記複数の外部電極上に位置し、かつ、前記複数の外部電極と接合されている第一領域を有しており、
   前記配線部材の前記第一領域は、前記第一主面に直交する方向から見て、前記複数の外部電極を一体的に覆っており、
   前記圧電素子単体の状態で前記第二主面を前記第二主面に直交する方向から見たとき、前記第二主面の全体が露出しており、前記圧電素子単体の状態で全体が露出している前記第二主面が、前記第三主面に接合されており、
   前記複数の外部電極は、前記第一主面に直交する前記方向から見て、前記第一主面の全ての縁から離間している、振動デバイス。
2. 前記配線部材の前記第一領域は、前記第一主面における、前記第一主面に直交する方向から見て前記複数の外部電極の間に位置している第二領域と接合されている、請求項１に記載の振動デバイス。
3. 前記配線部材の前記第一領域と、前記第一主面の前記第二領域との間には、スペーサが配置されている、請求項２に記載の振動デバイス。
4. 前記圧電素体は、前記第一主面に直交する方向から見て前記複数の外部電極の間に位置している領域に、圧電的に活性な領域を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動デバイス。
5. 前記配線部材は、
   樹脂からなるベースと、
   前記ベース上に配置されており、対応する前記外部電極に接続されている複数の導体と、
   樹脂からなり、前記複数の導体を覆うように前記ベース上に設けられているカバーと、を有しており、
   前記配線部材の前記第一領域において、前記ベースが前記圧電素体の前記第一主面と対向していると共に、前記ベースと前記第一主面とが樹脂によって接合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の振動デバイス。
6. 互いに対応する前記外部電極と前記導体との間に前記樹脂が存在しており、
   互いに対応する前記外部電極と前記導体とは、前記樹脂内に配置されている金属粒子によって接続されている、請求項５に記載の振動デバイス。
7. 前記圧電素子及び前記振動部材は、平面視で、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈しており、
   前記配線部材は、前記長辺と交差するように配置されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動デバイス。
8. 前記複数の外部電極は、前記圧電素体における、圧電的に活性しない領域上に配置されている、請求項１に記載の振動デバイス。

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