压电致动器及具备其的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备

摘要

一种压电致动器及具备该压电致动器的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备，即使在接合部中配置柔性基板的通孔导体，也不会发生断线，并且实现了压电致动器的小型化。压电致动器(1)具备：压电元件(11)，其具有将内部电极(12)和压电体层(13)进行层叠而得到的板状的层叠体(14)、以及在层叠体(14)的一个主面上与内部电极(12)电连接的表面电极(15)；柔性基板(2)，其具有与表面电极(15)电连接的布线导体(22)；以及导电性接合材料(3)，其将表面电极(15)以及布线导体(22)进行电连接，柔性基板(2)在与压电元件(11)重叠的区域中具有通孔导体(24)，在俯视时，在通孔导体(24)的周围的与该通孔导体(24)分离的位置处，设置有基于导电性接合材料(3)的、柔性基板(2)与压电元件(11)的接合区域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合用于压电振动装置、便携式终端等的压电致动 器、以及具备该压电致动器的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、 声音发生装置、电子设备。

背景技术

已知下述的压电致动器：使用双压电晶片(bimorph)型的压电元件 的压电致动器，该压电元件是在层叠有多层内部电极和压电体层的层叠体 的表面形成表面电极而得到的(参照专利文献1)；利用导电性接合材料 将压电元件和柔性基板进行接合，以使压电元件的表面电极和柔性基板的 布线导体进行电连接的压电致动器(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2002-10393号

专利文献2：日本特开平6-14396号公报

发明内容

发明要解决的课题

由于压电元件的表面电极和设置于柔性基板上的布线导体之间的配 置的关系，有时在柔性基板上设置通孔导体而对布线导体进行走线。此时， 如果为了实现压电致动器的小型化，在柔性基板的与压电元件重叠的区域 中配置通孔导体并对该重叠区域整体进行接合，则由于接合时的加热加压 所产生的应力，有可能使通孔导体断线。另一方面，如果为了防止通孔导 体的断线，将通孔导体配置在柔性基板的与压电元件重叠的区域的外侧， 则存在由于柔性基板的外形尺寸变大而使压电致动器的尺寸变大的问题。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种压电致动器以 及具备该压电致动器的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发 生装置、电子设备，即使在柔性基板的与压电元件重叠的区域中配置通孔 导体，也不会产生断线，并且实现了压电致动器的小型化。

用于解决课题的手段

本发明的压电致动器的特征在于具备：压电元件，其具有将内部电极 和压电体层进行层叠而得到的板状的层叠体、以及在该层叠体的一个主面 上与所述内部电极电连接的表面电极；柔性基板，其具有与所述表面电极 电连接的布线导体；以及导电性接合材料，其将所述表面电极以及所述布 线导体进行电连接，所述柔性基板在与所述压电元件重叠的区域中具有通 孔导体，在俯视时，在所述通孔导体的周围的与该通孔导体分离的位置处， 设置有所述导电性接合材料的所述柔性基板与所述压电元件的接合区域。

另外，本发明的压电振动装置的特征在于具有上述压电致动器、以及 与所述层叠体的所述另一个主面接合的振动板。

另外，本发明的便携式终端的特征在于具有：上述压电致动器、电子 电路、显示器、以及壳体，所述层叠体的另一个主面与所述显示器或所述 壳体接合。

另外，本发明的声音发生器的特征在于具有：压电致动器；安装有所 述压电致动器，通过该压电致动器的振动而振动的振动板；以及设置在该 振动板的外周部的框体。

另外，本发明的声音发生装置的特征在于具备：所述声音发生器、以 及容纳该声音发生器的壳体。

另外，本发明的电子设备的特征在于具备上述声音发生器、与该声音 发生器连接的电子电路、以及容纳该电子电路以及所述声音发生器的壳 体，具有从所述声音发生器发出声音的功能。

发明效果

根据本发明，能够防止柔性布线基板的通孔导体的断线，能够得到高 可靠性的压电致动器。另外，能够实现柔性基板的小型化，其结果是，能 够将压电致动器进行小型化。此外，具备上述压电致动器的本发明的压电 振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置以及电子设备能够实 现高可靠性和小型化。

附图说明

图1(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的一个例子的分解 立体图，图1(b)是表示图1(a)所示的柔性基板2的下表面侧的布线 图案的一个例子的图。

图2(a)是在图1(a)所示的A-A线处截断而得到的概略剖视图， 图2(b)是在图1(a)所示的B-B线处截断而得到的概略剖视图。

图3是表示图1(b)所示的柔性基板2的下表面侧的布线图案的其 他例子的图。

图4(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的分解 立体图，图4(b)是表示图4(a)所示的柔性基板2的下表面侧的布线 图案的一个例子的图。

图5(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的分解 立体图，图5(b)是表示图5(a)所示的柔性基板2的下表面侧的布线 图案的一个例子的图。

图6(a)及图6(b)是表示本发明的压电致动器中的导电性接合材 料的形成图案的变形的概略立体图。

图7是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的概略纵剖 视图。

图8是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的概略纵剖 视图。

图9是示意性地表示本发明的压电振动装置的实施方式的概略立体 图。

图10是示意性地表示本发明的便携式终端的实施方式的概略立体 图。

图11是表示在图10所示的A-A线处截断而得到的概略剖视图。

图12是表示在图10所示的B-B线处截断而得到的概略剖视图。

图13(a)是表示本发明的声音发生器的实施方式的概略结构的示意 性的俯视图，图13(b)是在图13(a)的A-A线处截断的一个例子的概 略剖视图，图13(c)是在图13(a)的A-A线处截断的其他例子的概略 剖视图。

图14是表示本发明的声音发生装置的实施方式所涉及的结构的图。

图15是表示本发明的电子设备的实施方式所涉及的结构的图。

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的压电致动器的实施方式的一例。

图1(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的一个例子的分解 立体图，图1(b)是表示图1(a)所示的柔性基板2的下表面侧的布线 图案的一个例子的图。另外，图2(a)是在图1(a)所示的A-A线处截 断而得到的概略剖视图，图2(b)是在图1(a)所示的B-B线处截断而 得到的概略剖视图。

图1及图2所示的本实施方式的压电致动器1具备：压电元件11， 其具有将内部电极12和压电体层13进行层叠而得到的板状的层叠体14、 以及在层叠体14的一个主面上与内部电极12电连接的表面电极15；柔 性基板2，其具有与表面电极15电连接的布线导体22；以及导电性接合 材料3，其将表面电极15以及布线导体22进行电连接，柔性基板2在与 压电元件11重叠的区域中具有通孔导体24，在俯视时，在通孔导体24 的周围的与该通孔导体24分离的位置处，设置有基于导电性接合材料3 的、柔性基板2与压电元件11的接合区域30。

本例的压电致动器1具有压电元件11，本例的压电元件11的一个主 面是具有长度方向和宽度方向的矩形形状。构成压电元件11的层叠体14 是由内部电极12和压电体层13进行层叠，形成为板状而得到的。并且， 压电致动器1具有多个内部电极12在层叠方向上重叠的活性部和除此以 外的不活性部，例如形成为长条状。在压电致动器是安装于便携式终端的 显示器或壳体中的压电致动器的情况下，作为层叠体14的长度，例如优 选为18mm～28mm，更优选为22mm～25mm。层叠体14的宽度例如优 选为1mm～6mm，更优选为3mm～4mm。层叠体14的厚度例如优选为 0.2mm～1.0mm，更优选为0.4mm～0.8mm。

构成层叠体14的内部电极12是通过与形成压电体层13的陶瓷同时 烧制而形成的，包括第1内部电极和第2内部电极。内部电极12与压电 体层13交替层叠而从上下方夹持压电体层3，按照层叠顺序配置第1内 部电极和第2内部电极，从而对夹持在它们之间的压电体层13施加驱动 电压。作为其形成材料，例如能够使用将与压电陶瓷的反应性较低的银、 银-钯合金作为主成分的导体，或者使用包含铜、铂等的导体，但也可以 在这些导体中含有陶瓷成分或玻璃成分。

在图1和图2所示的例子中，第1内部电极和第2内部电极的端部分 别在层叠体14的相对的一对侧面上相互不同地导出。在安装于便携式终 端的显示器或壳体中的压电致动器的情况下，作为内部电极12的长度， 例如优选为17mm～25mm，更优选为21mm～24mm。内部电极12的宽 度例如优选为1mm～5mm，更优选为2mm～4mm。内部电极12的厚度 例如优选为0.1μm～5μm。

构成层叠体14的压电体层13是由具有压电特性的陶瓷形成的，作为 这种陶瓷，例如能够使用由钛锆酸铅(PbZrO₃-PbTiO₃)构成的钙钛矿型 氧化物、铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)等。为了利用低电压进 行驱动，压电体层13的1层的厚度例如优选设定为0.01～0.1mm。另外， 为了得到大的弯曲振动，优选具有200pm/V以上的压电常数d31。

在层叠体14的一个主面上，设置有与内部电极12电连接的表面电极 15。图1所示的方式的表面电极15由大面积的第1表面电极151、以及 小面积的第2表面电极152和第3表面电极153构成。例如，第1表面电 极151与作为第1内部电极的内部电极12电连接，第2表面电极152例 如与设置在一个主面侧的、作为第2内部电极的内部电极12电连接，第 3表面电极153例如与设置在另一个主面侧的、作为第2内部电极的内部 电极12电连接。在压电致动器是安装于便携式终端的显示器或壳体中的 压电致动器的情况下，第1表面电极151的长度例如优选为17mm～ 23mm，更优选为19mm～21mm。第1表面电极151的宽度例如优选为 1mm～5mm，更优选为2mm～4mm。第2表面电极152和第3表面电极 153的长度例如优选设为1mm～3mm。第2表面电极152和第3表面电 极153的宽度例如优选设为0.5mm～1.5mm。

另外，压电致动器1具有与表面电极15电接合的柔性基板2。具体 而言，柔性基板2例如在树脂制的基膜21上作为布线设置有布线导体22 和通孔导体25，在其上表面设置有覆盖膜23，并且在下表面的、除了与 压电元件11重叠的区域及其附近区域以外的区域中，设置有覆盖膜23。 在此，图中所示的通孔导体25是在贯穿基膜21的孔的内壁表面上设置导 体层而得到的结构。该通孔导体25设置在柔性基板2的与压电元件11 重叠的区域中。另外，与压电元件11的第1表面电极151电连接的布线 导体22从基膜21的下表面经由通孔导体25向基膜21的上表面走线。另 一方面，与压电元件11的第2表面电极152电连接的布线导体22和与第 3表面电极153电连接的布线导体22设置在基膜21的下表面上。如上述 所示，通过将布线导体22在基膜21的上下分开，从而能够减小柔性基板 2的宽度，能够减小压电致动器1。作为通孔导体，不限于图中所示的通 孔导体，只要是在孔的内部填充有导体而得到的通孔导体即可。另外，上 下的布线导体22在俯视透视时可以是重叠的，但考虑到厚度会变厚，也 可以如图所示是不重叠的。此外，图1(a)中示出从上方观察柔性基板2 时的布线图案的一个例子，图1(b)中示出从下方观察柔性基板2时的 布线图案的一个例子。

在此，与表面电极15接合的布线导体22的端部以宽幅为佳，此外， 如图3所示，优选在宽幅的布线导体22的端部通过设置狭缝等操作而使 端部变为梳齿状，由此，导电性接合材料3和布线导体22进行三维接合， 柔性基板2和压电元件11的接合强度提高。另外，也能够有助于防止导 电性接合材料3的流动。

此外，设置在柔性基板2的下表面上的覆盖膜23只要设置在柔性基 板2的下表面的、除了布线导体22的与表面电极15的接合区域以外的区 域中即可，通过不在与压电元件11重叠的区域及其附近区域中设置覆盖 膜23，从而不会受到由覆盖膜23的厚度产生的影响，得到可靠的电连接。 该柔性基板2例如在一个端部与压电元件11接合，在另一个端部与外部 电路(连接器)接合。

并且，柔性基板2的一部分通过导电性接合材料3与构成压电元件 11的层叠体14的一个主面接合，布线导体22通过导电性接合材料3与 表面电极15电连接。在此，如后所述，在俯视时通孔导体25的周围的、 与该通孔导体25分离的位置处，设置有柔性基板2和压电元件11的接合 区域30。

此外，通孔导体25的个数没有限定，但为了抑制断线和减小导通电 阻，优选如图所示设置多个。另外，布线导体22的图案也没有限定，但 例如通过在通孔导体25的开口部周围设置布线导体22，从而得到与通孔 导体25的牢固的电连接，因而是优选的。

作为导电性接合材料3，使用导电性粘合剂、焊料等，但优选使用导 电性粘合剂。这是因为，通过例如使用下述的导电性粘合剂，从而与焊料 相比能够减小由振动产生的应力，即，这种导电性粘合剂是在丙烯树脂、 环氧树脂、硅树脂、聚氨酯树脂、或者合成橡胶等树脂粘合剂32中，分 散例如由金、铜、镍、或者镀金的树脂球等构成的导电粒子31而得到的。 更优选的是，在导电性粘合剂中使用各向异性导电材料。各向异性导电材 料由发挥电接合作用的导电粒子31和发挥粘合作用的树脂粘合剂32构 成，由一个导电粒子31与表面电极15和布线导体22相接。即，位于表 面电极15和布线导体22之间的各个导电粒子31与表面电极15和布线导 体22相接。该各向异性导电材料在厚度方向上保持导通，在面内方向(与 层叠体14的一个主面平行的面方向)上保持绝缘，因此即使将柔性基板 2的布线图案节距和压电元件11的表面电极15图案节距设得较窄，也不 会发生电气短路，能够减小接合区域30。此外，在图1所示的例子中， 示出使用各向异性导电材料作为导电性接合材料3的结构。

另外，虽然未图示，但压电致动器1也可以具备增强板，该增强板设 置在柔性基板2的从上方观察至少与压电元件11重叠的区域中。增强板 是用于对柔性基板2的与压电元件11重叠的区域进行增强的，例如是环 氧玻璃钢板(FR-4)、复合材料(CEM-3)、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、 聚酯等树脂、不锈钢、铝以及它们的合金等金属，例如将厚度设为50～ 200μm。

并且，在本发明中，如前所述，柔性基板2在与压电元件11重叠的 区域中具有通孔导体25，在俯视时通孔导体25的周围的、与该通孔导体 25分离的位置处，设置有由导电性接合材料3构成的、柔性基板2和压 电元件11的接合区域30。

在此，接合区域30是指在包含表面电极15的表面(上表面)在内的 压电元件11的表面和包含布线导体22的表面(下表面)在内的柔性基板 2的表面之间的、填充有导电性接合材料3的区域。此外，还包含在该接 合区域30中导电性接合材料3与柔性基板2接触的面积和与压电元件11 接触的面积不同的情况，例如导电性接合材料3的截面为梯形的情况。在 这种情况下，导电性接合材料3与柔性基板2接触的区域与通孔导体25 分离即可，这种方式也包含在本发明中。另外，作为分离的位置，与通孔 的开口部(通孔导体25)例如分离200～600μm的状态为佳。另外，如 后所述，只要是以不易对通孔导体25施加应力的程度设置空间即可。

通过采用这种结构，在柔性基板2的通孔导体25与压电元件11之间 产生空间(间隙)。因此，成为在柔性基板2与压电元件11接合时和使 用时都不易对通孔导体25施加应力的构造，能够防止通孔导体25的断线。

此外，通过在柔性基板2的通孔导体25与压电元件11之间产生空间 (间隙)，从而使柔性基板2容易追随压电元件11的变形，不易妨碍压 电元件11的变形，因此能够效率良好地使压电元件11振动，提高便携式 终端、声音发生器的声压。

在此，如图4所示，优选设置有多个墓于导电性接合材料3的接合区 域30。

通过采用这种结构，导电性接合材料3的接合区域30的厚度不会过 于增大，实现均匀化，从而提高柔性基板2和压电元件11的接合强度。

另外，压电元件11由于振动而自行发热，因此由导电性接合材料3 构成的接合区域30的温度有可能上升，接合强度下降。因此，如果连续 驱动压电元件11，则导电性接合材料3有可能剥离，可靠性下降。对此， 通过减小导电性接合材料3的接合面积、体积，从而增加与环境(空气) 接触的导电性接合材料3的表面积而提高散热效果，因此能够抑制导电性 接合材料3的剥离，能够提高连续驱动时的可靠性。

此外，导电性接合材料3的接合面积变小，导电性接合材料3的质量 也能够变小，因此压电元件11的振动不易衰减，能够使压电元件11效率 良好地振动。因此，能够效率良好地对振动板进行激励，提高便携式终端、 声音发生器的声压。

特别是，优选层叠体14的一个主面是矩形形状，导电性接合材料3 的接合区域30在该压电元件11的一个主面的长度方向上分离设置。压电 元件11主要以长度方向的端部上下移动的方式进行弯曲振动，因此根据 该结构，导电性接合材料3的接合区域30在长度方向上分开，因而压电 元件11的振动更加不易衰减，此外，能够效率更好地使压电元件11弯曲 振动。

作为具体的结构，如图4所示，可举出如下结构，即，层叠体14的 一个主面是矩形形状，表面电极15包含第1表面电极151、第2表面电 极152以及第3表面电极153，第2表面电极152以及第3表面电极153 在所述一个主面的宽度方向上相互分离设置，第1表面电极151在所述一 个主面的长度方向上与第2表面电极152以及第3表面电极153分离设置， 接合区域30包含第1接合区域301、第2接合区域302以及第3接合区 域303，第1接合区域301设置在第1表面电极151上，第2接合区域302 设置在第2表面电极152上，第3接合区域303设置在第3表面电极153 上。

此时，柔性基板2的布线导体22包含与通孔导体25连接的第1布线 导体221、和与通孔导体25不连接的第2布线导体222及第3布线导体 223，第1表面电极151通过第1接合区域301与第1布线导体221连接， 第2表面电极152通过第2接合区域302与第2布线导体222连接，第3 表面电极153通过第3接合区域303与第3布线导体223连接。

另一方面，如图5所示，还可以是如下结构，即，层叠体14的一个 主面是矩形形状，表面电极15包含第1表面电极151、第2表面电极152 以及第3表面电极153，第2表面电极152以及第3表面电极153在所述 一个主面的宽度方向上相互分离设置，第1表面电极151在所述一个主面 的长度方向上与第2表面电极152以及第3表面电极153分离设置，接合 区域30包含第1接合区域301以及第2接合区域302，第1接合区域301 设置在第1表面电极151上，第2接合区域302在第2表面电极152上以 及第3表面电极153上跨越设置。

此时，成为如下结构，即，柔性基板2的布线导体22包含与通孔导 体25连接的第1布线导体221、和与通孔导体25不连接的第2布线导体 222，第1表面电极151通过第1接合区域301与第1布线导体221连接， 第2表面电极152以及第3表面电极153通过第2接合区域302与第2 布线导体222连接。

此外，在效果上优选下述的结构，即，如图6(a)所示，层叠体14 的一个主面是矩形形状，接合区域30(第1接合区域301以及第2接合 区域302)在所述一个主面的宽度方向上延伸，在俯视透视时具有带状。 具体而言，在图6(a)中示出如下例子，即，在第1表面电极151上配 置在宽度方向上以带状延伸的3行导电性接合材料3，并且从第2表面电 极152上至第3表面电极153上配置在宽度方向上以带状延伸的3行导电 性接合材料3。根据该结构，对于主要由长度方向的端部上下移动的弯曲 振动，压电元件11的振动更加不易衰减，能够效率更好地使压电元件11 振动。

另外，也可以是下述的结构，即，如图6(b)所示，层叠体14的一 个主面是矩形形状，多个所述接合区域30(第1接合区域301以及第2 接合区域302)在所述一个主面的宽度方向上隔有间隔地排列设置。具体 而言，在图6(b)中示出如下例子，即，在第1表面电极151上配置在 宽度方向上隔有间隔地排列的3个导电性接合材料3，并且从第2表面电 极152上至第3表面电极153上配置3个导电性接合材料3。根据该结构， 对于宽度方向的弯曲振动，压电元件11的振动更加不易衰减，能够效率 更好地使压电元件11振动。

此外，在第1表面电极151与第2表面电极152及第3表面电极153 之间具有露出压电体层13的、未设置表面电极的区域的情况下，优选通 孔导体25位于该区域的正上方。即，优选在俯视透视时，在一个主面的 与通孔导体25重叠的区域中，露出压电体层13的表面。由于能够将柔性 基板2与压电元件11重叠的区域设得较小，并且将利用导电性接合材料 3的、布线导体22与第1表面电极151、第2表面电极152及第3表面电 极153之间的电连接区域确保得较大，并且能够充分地确保通孔导体25 与压电元件11之间的空间(间隙)，因此柔性基板2更容易追随压电元 件11的变形，更不易妨碍压电元件11的变形。因此，能够效率更好地使 压电元件11振动，提高便携式终端、声音发生器的声压。

另外，压电元件11的第1表面电极151、第1表面电极152以及第3 表面电极153由于振动而发热，所以如果通孔导体25位于第1表面电极 151、第1表面电极152以及第3表面电极153的正上方，则该热容易向 通孔导体25传递。因此，如果进行连续驱动，则由于通孔导体25与基膜 21之间的热膨胀差，通孔导体25有可能发生断线，可靠性下降。由此， 通过在俯视透视时在一个主面的与通孔导体25重叠的区域中露出压电体 层13的表面，从而不易受到由连续驱动产生的发热的影响，抑制通孔导 体25的断线，提高可靠性。

由于压电元件11的振动，柔性基板2也会变形，因此与第1表面电 极151电连接的通孔导体25有可能与其他极侧的表面电极(第2表面电 极152以及第3表面电极153)接触而发生短路，在可靠地消除这种可能 性这一方面，在第1表面电极151与第2表面电极152及第3表面电极 153之间具有露出压电体层13的、未设置表面电极的区域的情况下，在 该区域的正上方、或者在第1表面电极151的正上方配置通孔导体25是 有效的。

另外，如图7所示，优选将导电性接合材料3延伸设置至柔性基板2 从压电元件11伸出的区域。通过采用这种结构，利用伸出的导电性接合 材料3，例如采用形成弯月面(meniscus)等方法而增大导电性接合材料 3与压电元件11之间的接合面积、导电性接合材料3与柔性基板2之间 的接合面积，从而进一步提高柔性基板2的接合强度。另外，还具有对露 出的布线导体22进行覆盖并保护的效果。

另外，如图8所示，优选由覆盖膜23覆盖通孔导体25的面向压电元 件11的一侧。通过采用这种结构，可靠地防止导电性接合材料3进入通 孔24，不会产生由该导电性接合材料3的固化收缩等产生的应力，从而 能够防止通孔导体25的断线。

下面，说明本实施方式的压电致动器1的制造方法。

首先，制作作为压电体层13的陶瓷生片(green sheet)。具体而言， 将压电陶瓷的煅烧粉末、粘合剂和可塑剂混合而制作陶瓷浆料，上述粘合 剂由丙烯类、丁缩醛类等有机高分子构成。然后，通过使用刮刀(doctor  blade)法、压延辊(calender roller)法等带成型法，从而使用该陶瓷浆料 制作陶瓷生片。作为压电陶瓷，只要是具有压电特性的材料即可，例如能 够使用由钛锆酸铅(PbZrO₃-PbTiO₃)构成的钙钛矿型氧化物。另外，作 为可塑剂，能够使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 等。

接着，制作作为内部电极12的导电性浆料。具体而言，通过在银- 钯合金的金属粉末中将粘合剂和可塑剂进行添加混合，从而制作导电性浆 料。在上述陶瓷生片上，使用丝网印刷法，按照内部电极12的图案对该 导电性浆料进行涂布。此外，将印刷有该导电性浆料的陶瓷生片层叠多块， 以规定的温度进行脱黏处理之后，以900～1200℃的温度进行烧制，使用 平面研磨机等实施研磨处理以成为规定的形状，从而制作层叠体14，该 层叠体14具备交替层叠的内部电极12和压电体层13。

层叠体14不限于通过上述制造方法制作的层叠体，只要能够制作将 内部电极12和压电体层13层叠多层而得到的层叠体14，可以通过任意 制造方法进行制作。

然后，将导电性浆料按照表面电极15的图案在层叠体14的主面和侧 面上通过丝网印刷法等进行印刷并干燥后，以650～750℃的温度进行烘 烤处理，形成表面电极15，上述导电性浆料是在混合了以银为主成分的 导电性粒子和玻璃而得到的材料中，加入粘合剂、可塑剂以及溶剂而制作 的含银及玻璃的导电性浆料。

此外，在将表面电极15和内部电极12进行电连接的情况下，既可以 形成贯穿压电体层13的通道而进行连接，也可以在层叠体14的侧面形成 侧面电极，可以通过任意制造方法进行制作。

柔性基板2例如在作为排列有多个基膜21的片材(基膜用多连片材) 的、聚酰亚胺膜上，使用粘合剂在基膜21的两面粘贴作为布线导体22 的铜箔。接着，通过光刻方法形成布线导体22的导体图案。此时，也可 以将与压电元件11的接合区域的布线导体22的端部设为梳齿状的形状。

然后，在柔性基板2与压电元件11重叠的区域内，利用钻孔加工形 成通孔导体25用的贯穿孔。接着，通过利用电镀在布线导体22和贯穿孔 内壁上同时镀铜，从而制作通孔导体25，并且使通孔导体25与布线导体 22进行接合。为了进行绝缘和保护布线导体22，将作为覆盖膜23的聚酰 亚胺膜利用热固化性粘合剂粘贴在基膜21的两面。另外，对于在与压电 元件11的接合区域中形成的通孔导体25，为了进行覆盖，也可以粘贴覆 盖膜23。

在与压电元件11的接合区域上以及在用于与便携式终端等的主板进 行连接的布线导体22上进行镀镍、镀金之后，根据需要，利用热固化粘 合剂在规定的位置处粘贴作为增强板26的、厚度为150μm的聚酰亚胺片 材(增强板用多连片材)，利用金属模具压力加工打通为期望的形状，从 而能够制作柔性基板2。

接着，作为导电性接合材料3，例如使用导电性粘合剂，将柔性基板 2与层叠体14进行连接固定(接合)。首先，在层叠体14的规定位置处， 使用丝网印刷、点胶(dispense)等方法涂布形成导电性接合浆料。此时， 在柔性基板2的与设置通孔导体25的位置分离的位置处，涂布形成导电 性接合材料3。所涂布的导电性接合材料3的形状例如是在接合区域内， 为了与通孔导体25分离而分割为两个的、包围通孔导体25的周围的形状 等，只要使通孔导体25与导电性接合材料3在接合时和接合后均不接触 即可，可以是任意形状。另外，导电性粘合剂也可以在柔性基板2侧涂布 形成。

然后，通过在与柔性基板2抵接的状态下使导电性粘合剂用浆料进行 固化，从而将柔性基板2与压电元件11连接固定。

在构成导电性粘合剂的树脂由热可塑性树脂构成的情况下，在层叠体 14或柔性基板2的规定位置处涂布形成了导电性粘合剂之后，在使层叠 体14经由导电性粘合剂与柔性基板2抵接的状态下进行加热加压，从而 使热可塑性树脂软化流动，然后恢复为常温，从而使热可塑性树脂再次固 化，将柔性基板2与层叠体14进行连接固定。此时，将进行加热加压的 压片设为避开柔性基板2的通孔的形状，不直接对通孔导体25进行加热 加压。但是，能够对涂布形成的导电性接合材料3可靠地进行加热加压。

另外，在使用各向异性导电材料作为导电性接合材料的情况下，需要 控制加压量，使得邻接的导电粒子不接触。

此外，为了形成将导电性接合材料3从接合区域30延伸设置至柔性 基板2从压电元件11伸出的区域的结构，可以在层叠体14或柔性基板2 的规定位置处多余地涂布形成各向异性导电材料等导电性接合材料3之 后，对层叠体14和柔性基板2进行压接，从而使导电性接合材料3延展。 此时，涂布的厚度优选设为30μm以上。

特别是，为了使导电性接合材料3以绕至压电元件11的侧面的方式 延展，或者以绕至柔性基板2的侧面的方式延展，或者覆盖从覆盖膜23 露出的布线导体22，可以在这些部位处特别多地进行涂布。

另外，在采用使导电性接合材料3在柔性基板2的延伸方向上延展， 或者从压电元件11的一端部侧的顶端延展的结构时，同样可以在这些部 位处特别多地进行涂布。

如图9所示，本实施方式的压电振动装置具有压电致动器1和振动板 81，该振动板81与压电致动器1中包含的、构成压电元件11的层叠体 14的另一个主面接合。此外，与构成压电元件11的层叠体14的一个主 面接合的柔性基板2在图9中省略。

振动板81例如是矩形形状的薄板。振动板81能够适当地使用丙烯树 脂、玻璃等刚性和弹性较大的材料形成。另外，振动板81的厚度例如设 定为0.4mm～1.5mm。

振动板81通过接合部件82与构成压电元件11的层叠体14的另一个 主面接合。通过接合部件82，既可以将另一个主面的整个面与振动板81 接合，也可以将大致整个面进行接合。

接合部件82具有膜状的形状。另外，接合部件82由比振动板81更 柔软、更易变形的材料形成，与振动板81相比，杨氏模量、刚性模量、 体积模量等弹性模量、刚性较小。即，接合部件82在通过压电致动器1 (压电元件11)的驱动而使振动板81振动时可以变形，在施加了相同的 力时，比振动板81更大地进行变形。并且，在接合部件82的一个主面(图 的+z方向侧的主面)上，整体性地粘着有层叠体14的另一个主面(图 的-z方向侧的主面)，在接合部件82的另一个主面(图的-z方向侧的 主面)上，粘着有振动板81的一个主面(图的+z方向侧的主面)。

通过利用可变形的接合部件82将层叠体14和振动板81进行接合， 从而在从压电致动器1(压电元件11)传递了振动时，可变形的接合部件 82比振动板81更大地进行变形。

此时，能够利用可变形的接合部件82对从振动板81反射的逆相位的 振动进行缓和，因而能够使压电致动器1(压电元件11)不受周围振动的 影响地向振动板81传递较强的振动。

其中，通过利用粘弹体构成接合部件82的至少一部分，从而能够将 来自压电致动器1(压电元件11)的较强的振动向振动板81传递，另一 方面，能够由接合部件82吸收从振动板81反射的较弱的振动，在这一点 上是优选的。例如，能够使用在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘着 剂的双面胶带、结构中包含具有弹性的粘合剂的接合部件，作为它们的厚 度，例如能够使用10μm～2000μm。

接合部件82既可以是单一的部件，也可以是由若干部件构成的复合 体。作为这种接合部件82，例如能够适当地使用在由无纺布等构成的基 材的两面附着有粘着剂的双面胶带、作为具有弹性的粘合剂的各种弹性粘 合剂等。另外，接合部件82的厚度最好大于压电致动器1(压电元件11) 的弯曲振动的振幅，但如果过厚则振动发生衰减，因而例如设定为 0.1mm～0.6mm。但是，在本发明的压电振动装置中，接合部件82的材 质不受限定，接合部件82也可以由比振动板81更硬、更不易变形的材料 构成。另外，在有些情况下，还可以是不具有接合部件82的结构。

具备这种结构的本例的压电振动装置作为下述的压电振动装置发挥 作用，即，通过施加电信号而使压电致动器1(压电元件11)弯曲振动， 由此使振动板81振动。此外，也可以通过不图示的支撑部件对振动板81 的长度方向上的另一个端部(图的-y方向端部)、振动板81的周缘部 等进行支撑。

另外，本例的压电振动装置在压电元件11的平坦的另一个主面上接 合有振动板81。由此，能够形成将层叠体14与振动板81牢固接合了的 压电振动装置。

本例的压电振动装置使用高可靠性且小型的压电致动器1构成，因此 能够形成高可靠性且小型的压电振动装置。

如图10～图12所示，本实施方式的便携式终端具有压电致动器1、 电子电路(不图示)、显示器91、以及壳体92，构成压电元件11的层叠 体14的另一个主面与壳体92接合。此外，图10是示意性地示出本发明 的便携式终端的概略立体图，图11是在图10所示的A-A线处截断而得 到的概略剖视图，图12是在图10所示的B-B线处截断而得到的概略剖 视图。与层叠体14的一个主面接合的柔性基板在图11及图12中省略。

在此，优选使用可变形的接合部件将层叠体14与壳体92进行接合。 即，在图11及图12中，接合部件82是可变形的接合部件。

通过利用可变形的接合部件82将层叠体14和壳体92进行接合，从 而在从压电致动器1(压电元件11)传递了振动时，可变形的接合部件 82比振动板92更大地进行变形。

此时，能够利用可变形的接合部件82对从壳体92反射的逆相位的振 动进行缓和，因而能够使压电致动器1(压电元件11)不受周围振动的影 响地向壳体92传递较强的振动。

其中，通过利用粘弹体构成接合部件82的至少一部分，从而能够将 来自压电致动器1(压电元件11)的较强的振动向壳体92传递，另一方 面，能够由接合部件82吸收从壳体92反射的较弱的振动，在这一点上是 优选的。例如，能够使用在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘着剂的 双面胶带、结构中包含具有弹性的粘合剂的接合部件，作为它们的厚度， 例如能够使用10μm～2000μm。

并且，在本例中，层叠体14安装在作为壳体92的一部分的面板上， 该壳体92的一部分作为振动板922发挥作用，该壳体92是显示器91的 盖。

此外，在本例中，示出层叠体14与壳体92接合，但层叠体14也可 以与显示器91接合。

壳体92具有：由一个面进行开口的箱状的壳体主体921；以及对壳 体主体921的开口进行闭塞的振动板922。该壳体92(壳体主体921以及 振动板922)能够适当地使用刚性和弹性模量较大的合成树脂等材料形 成。

振动板922的周缘部通过接合材料93可振动地安装在壳体主体921 上。接合材料93由比振动板922更柔软、更易变形的材料形成，与振动 板922相比，杨氏模量、刚性模量、体积模量等弹性模量、刚性较小。即， 接合材料93可以变形，在施加了相同的力时，比振动板922更大地进行 变形。

接合材料93既可以是单一的部件，也可以是由若干部件构成的复合 体。作为这种接合材料93，例如能够适当地使用在由无纺布等构成的基 材的两面附着有粘着剂的双面胶带等。将接合材料93的厚度设定得不会 由于过厚而使振动衰减，例如设定为0.1mm～0.6mm。但是，在本发明的 便携式终端中，接合材料93的材质不受限定，接合材料93也可以由比振 动板922更硬、更不易变形的材料构成。另外，在有些情况下，还可以是 不具有接合材料93的结构。

作为电子电路(不图示)，例如能够例示对使显示器91显示的图像 信息、由便携式终端传递的语音信息进行处理的电路、通信电路等。既可 以具有这些电路中的至少一者，也可以包含全部电路。另外，还可以是具 有其他功能的电路。此外，也可以具有多个电子电路。此外，电子电路和 压电致动器1利用不图示的连接用布线进行连接。

显示器91是具有显示图像信息的功能的显示装置，例如能够适当地 使用液晶显示器和有机EL显示器等已知的显示器。此外，显示器91也 可以具有触摸面板这样的输入装置。另外，显示器91的盖(振动板922) 也可以具有触摸面板这样的输入装置。此外，显示器91整体、显示器91 的一部分也可以作为振动板发挥作用。

本例的便携式终端使用高可靠性且小型的压电致动器1构成，因此能 够形成高可靠性且小型的便携式终端。

另外，本实施方式的便携式终端的特征在于，使显示器91或壳体92 产生振动，该振动通过耳的软骨或空气传导传递声音信息。本例的便携式 终端能够使振动板(显示器91或壳体92)直接或经由其他物体与耳接触， 通过向耳的软骨传递振动而传递声音信息。即，能够使振动板(显示器 91或壳体92)直接或间接地与耳接触，通过向耳的软骨传递振动而传递 声音信息。由此，例如，在周围嘈杂时也能够清楚地传递声音信息，能够 得到即使耳背者也能够识别语音的便携式终端。此外，介于振动板(显示 器91或壳体92)与耳之间的物体例如既可以是便携式终端的盖，也可以 是头戴式受话器、耳机，只要是能够传递振动的物体即可，可以是任何物 体。另外，也可以是通过将从振动板(显示器91或壳体92)产生的声音 在空气中传播，从而传递声音信息的便携式终端。此外，还可以是通过多 种途径传递声音信息的便携式终端。

本例的便携式终端使用高可靠性且小型的压电致动器1构成，因此能 够具有高可靠性且为小型装置，传递高质量的声音信息。

另外，本实施方式的声音发生器10如图13所示具备：上述压电致动 器1；安装有上述压电致动器1，通过压电致动器1的振动与压电致动器 1一起振动的振动板20；以及设置在振动板20的外周部的至少一部分处， 作为对振动板20进行支撑的支撑体的框体30。

压电致动器1是通过接受电压的施加而振动，从而对振动板20进行 激励的激励器。压电致动器1的主面和振动板20的主面利用环氧类树脂 等粘合剂进行接合，通过由压电致动器1进行弯曲振动，从而能够由压电 致动器1对振动板20提供一定的振动而发出声音。

振动板20在受到张力的状态下将其周缘部固定在框体30上，通过压 电元件致动器1的振动而与压电致动器1一起振动。该振动板20能够使 用树脂、金属等各种材料形成，例如能够利用厚度为10～200μm的聚乙 烯、聚酰亚胺、聚丙烯等树脂膜构成振动板20。树脂膜与金属板等相比 是弹性模量和机械Q值较低的材料，因此通过利用树脂膜构成振动板20， 从而能够以较大的振幅使振动板20弯曲振动，使声压的频率特性中的共 振峰值的宽度更宽，高度更低，能够减小共振峰值与下降值(dip)之间 的差。

框体30作为在振动板20的周缘部对振动板20进行支撑的支撑体发 挥作用，例如能够使用不锈钢等金属、树脂等各种材料形成。该框体30 既可以如图13(b)所示由一个框部件(上框部件301)构成，也可以如 图13(c)所示由两个框部件(上框部件301以及下框部件302)构成。 在此情况下，通过由两个框部件夹持振动板20，从而能够使振动板20的 张力较为稳定。此外，上框部件301以及下框部件302各自的厚度例如设 为100～5000μm。

在本例的声音发生器10中，如图13(b)及图13(c)所示，优选还 具有树脂层40，以对从压电致动器1起至振动板20表面的至少一部分(例 如压电致动器1的周边部)为止进行覆盖的方式设置该树脂层40。作为 树脂层40，例如能够使用丙烯类树脂。通过在该树脂层40中埋设压电致 动器1(压电元件11)，从而能够产生适度的阻尼器效果，因而能够抑制 共振现象，将声压的频率特性中的峰值、下降值抑制得较小。此外，如图 13(b)及图13(c)所示，也可以将树脂层40形成为与上框部件301相 同的高度。

本例的声音发生器10使用高可靠性且小型的压电致动器1构成，因 此能够形成高可靠性且小型的声音发生器。

接着，说明本发明的声音发生装置的实施方式的一个例子。

声音发生装置80是所谓的扬声器这样的发声装置，如图14所示，例 如具备声音发生器10和容纳声音发生器10的壳体70。壳体70使由声音 发生器10发出的声音在内部进行共鸣，并且从形成于壳体70的不图示的 开口向外部放射该声音。通过具有这种壳体70，从而能够提高例如低频 带中的声压。

该声音发生装置80除了能够作为扬声器单独使用以外，如后所述， 还能够适当地组装到便携式终端、薄屏电视、或者平板式终端等中。另外， 还能够组装到如冰箱、微波炉、吸尘器、洗衣机等这样的当前不重视音质 的家电产品中。

本发明的声音发生装置80使用高可靠性且小型的声音发生器10，因 此得到高可靠性且小型的声音发生装置。

接着，使用图15说明搭载有声音发生器的电子设备。图15是表示实 施方式所涉及的电子设备50的结构的图。此外，图中仅示出说明中需要 的结构要素，省略关于一般结构要素的记载。

如图15所示，本例的电子设备50具备：声音发生器10、与声音发 生器10连接的电子电路60、以及容纳电子电路60及声音发生器10的壳 体70，具有从声音发生器10发出声音的功能。

电子设备50具备电子电路60。电子电路60例如由控制器50a、收发 部50b、按键输入部50c、以及麦克风输入部50d构成。电子电路60与声 音发生器10连接，具有向声音发生器10输出语音信号的功能。声音发生 器10基于从电子电路60输入的语音信号产生声音。

另外，电子设备50具备显示部50e、天线50f和声音发生器10。另 外，电子设备50具备对上述各设备进行容纳的壳体70。此外，在图15 中，表示了在一个壳体70中容纳有控制器50a等全部各设备的状态，但 并非对各设备的容纳方式进行限定。在本实施方式中，至少将电子电路 60和声音发生器10容纳于一个壳体70中即可。

控制器50a是电子设备50的控制部。收发部50b基于控制器50a的 控制，通过天线50f进行数据的收发等。按键输入部50c是电子设备50 的输入设备，接受操作者的按键输入操作。麦克风输入部50d同样是电子 设备50的输入设备，接受操作者的语音输入操作等。显示部50e是电子 设备50的显示输出设备，基于控制器50a的控制进行显示信息的输出。

并且，声音发生器10作为电子设备50中的声音输出设备进行动作。 此外，声音发生器10与电子电路60的控制器50a连接，接受由控制器 50a控制的电压施加而发出声音。

此外，在图15中，假设电子设备50是便携用终端装置进行了说明， 但与电子设备50的种类无关，也可以适用于具有发声功能的各种民用设 备。例如，当然可以用于薄屏电视、汽车音频设备等，也可以用于具有发 声功能的产品，例如吸尘器、洗衣机、冰箱、微波炉等各种产品。

这种电子设备50使用高可靠性且小型的压电致动器1构成，因此能 够形成高可靠性且小型的电子设备。

如上所述，采用包含声音发生器10的结构，该声音发生器10使用了 高可靠性且小型的压电致动器1，因此能够具有优秀的耐久性，长时间稳 定地进行驱动。另外，通过具备壳体70，从而能够提高低频的声压。

[实施例]

接着，说明本发明的压电致动器的具体例。

以下述方式制作了压电致动器。

将压电元件设为长度23.5mm、宽度3.3mm、厚度0.5mm的长条状。 另外，压电元件具有厚度为30μm的压电体层和内部电极交替层叠得到的 构造，将压电体层的总数设为16层。压电体层由钛锆酸铅形成，该钛锆 酸铅用Sb置换了Zr的一部分。内部电极使用了银钯的合金。

在层叠了印刷有由银钯构成的导电性浆料的陶瓷生片之后，进行加压 密接，以规定的温度进行脱脂之后，以1000℃进行烧制，得到层叠烧结 体。

接着，使用由银构成的导电性浆料，以表面电极在宽度方向的两端比 内部电极分别长1mm的方式印刷表面电极，从而得到了表面电极。

经由表面电极向内部电极之间(第1电极之间、第2电极之间)施加 电场强度为2kV/mm的电压，对压电元件进行了分极。

另外，以下述方式制作了柔性基板。首先，在作为排列有多个基膜的 片材(基膜用多连片材)的、聚酰亚胺膜上，使用粘合剂在基膜的两面粘 贴作为布线导体的铜箔。接着，通过光刻方法形成布线导体的导体图案。 将与压电元件的接合区域的布线导体的端部设为梳齿状的形状。在柔性基 板与压电元件重叠的区域内，利用钻孔加工形成了通孔导体用的贯穿孔。 接着，通过利用电镀在布线导体和贯穿孔内壁上同时镀铜，从而制作通孔 导体，并且使通孔导体与布线导体进行接合。为了进行绝缘和保护布线导 体，将作为覆盖膜的聚酰亚胺膜利用热固化性粘合剂粘贴在基膜的两面。 另外，对于在与压电元件的接合区域中形成的通孔导体，为了进行覆盖， 也粘贴了覆盖膜。接着，在与压电元件的接合区域上以及在用于与便携式 终端等的主板进行连接的布线导体部上进行镀镍、镀金之后，利用热固化 粘合剂在规定的位置处粘贴作为增强板的、厚度为150μm的聚酰亚胺片 材(增强板用多连片材)，利用金属模具压力加工打通为期望的形状，从 而制作了柔性基板。

为了将柔性基板的布线导体与表面电极进行电连接，使用了包含各向 异性导电粒子的各向异性导电材料。各向异性导电粒子是指，作为粒径约 为30μm的导电粒子，在由丙烯树脂构成的粒子主体上，作为基底涂层而 实施了镀Ni的涂敷了镀金的粒子。作为各向异性导电材料的导电性浆料， 是在合成橡胶类粘合剂中分散了该各向异性导电粒子而得到的浆料，通过 利用丝网印刷在表面电极上印刷之后进行干燥，从而形成了各向异性导电 材料。为了在与柔性基板的通孔导体形成位置分离的位置处形成各向异性 导电材料，将印刷图案设为在接合区域内分割为2个的形状。在经由各向 异性导电材料使柔性基板与压电元件的接合区域抵接的状态下，通过进行 加热加压而使各向异性导电材料软化流动，对两者进行接合，制作了压电 致动器。此外，利用与在压电元件中形成的各向异性导电材料同样地分割 为2个的压片，从柔性基板的增强板侧实施加热加压，不会对通孔导体施 加应力，并对各向异性导电材料整体进行加热加压，制作了本发明实施例 的压电致动器。

另一方面，作为对比例，使用相同的柔性基板和压电元件，各向异性 导电材料和加热加压用的压片不分割为2个，不与通孔导体分离地设置各 向异性导电材料，制作了在接合时对通孔导体施加了应力的压电致动器。

对于这些压电致动器，首先进行了各20次柔性基板的撕裂强度确认。 确认了对比例的压电致动器平均为5N的强度，而本发明实施例的压电致 动器平均为10N的强度，是对比例的约2倍。

接着，实施了驱动试验，该驱动试验将各个压电致动器粘贴在振动板 上，以1kHz的频率施加实效值为±10Vrms的正弦波信号。确认了两种 压电致动器均产生振动板的位移量为4μm的振动。然后，进行了可靠性 试验，该可靠性试验在168小时内连续施加实效值为±10Vrms的噪声信 号。试验后，对于对比例的压电致动器，通过柔性基板的静电电容测定的 值为0nF，而对于本发明实施例的压电致动器，确认了2,500nF的静电电 容。分析对比例的压电致动器的内部发现，柔性基板的通孔导体发生了断 线，未施加电压。与此相对，本发明的压电致动器未发现通孔导体的断线。 对于对比例的压电致动器，由于对通孔导体施加应力，从而在导体中产生 微小的裂缝，通过进行可靠性试验，能够推定通孔导体完全断线。

能够确认，通过使用本发明的压电致动器，能够提高柔性基板与压电 元件的接合强度，并且即使在连续驱动的情况下柔性基板的通孔导体也不 会断线，具有较高的可靠性。

标号说明

1：压电致动器

11：压电元件

12：内部电极

13：压电体层

14：层叠体

15：表面电极

2：柔性基板

21：基膜

22：布线导体

23：覆盖膜

25：通孔导体

26：增强板

3：导电性接合材料

31：导电粒子

32：树脂粘合剂

81：振动板

82：接合部件

91：显示器

92：壳体

921：壳体主体

922：振动板

93：接合材料

10：声音发生器

20：振动板

30：框体

301：上框部件

302：下框部件

40：树脂层

50：电子设备

60：电子电路

70：壳体

80：声音发生装置