WO2020100827A1 - 振動デバイス、接続構造体、及び振動デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

振動デバイスは、振動部と、接続構造体と、を備える。振動部は、圧電素子を有する。接続構造体は、帯状の配線部材と、リード線と、を有する。配線部材は、振動部に接続されている。リード線は、配線部材に接続されている。リード線は、複数の心線の束と、束を被覆する被覆部材と、を有する。配線部材は、樹脂層と、樹脂層上に配置された導体層と、を有する。束は、被覆部材から露出している第一端部を含む。導体層は、第一端部に接続された第二端部を含む。第一端部は、第二端部と対向している第一面を有する。第二端部は、第一面における心線の外周面に沿って湾曲している。

Description

振動デバイス、接続構造体、及び振動デバイスの製造方法

　本発明の一つの態様は、振動デバイス、接続構造体、及び振動デバイスの製造方法に関する。

　特許文献１には、圧電素子と、圧電素子の一方主面に接合されたフレキシブル基板と、を備える圧電アクチュエータが記載されている。圧電素子の一方主面において、フレキシブル基板が接合されている領域の平坦度は、圧電素子の他方主面の平坦度よりも低い。したがって、圧電素子の平坦度が高い領域にフレキシブル基板が接合されている場合に比べて、フレキシブル基板の剥離が抑制できる。

特許第５４７４２６１号公報

　上述の圧電アクチュエータでは、圧電素子にフレキシブル基板が接合されているので、圧電素子にリード線が接合されている場合に比べて、圧電素子の振動が阻害され難いものの、電気抵抗が増加し易い。

　本発明の一つの態様は、振動が阻害され難く、電気抵抗を抑制可能な振動デバイス、接続構造体、及び振動デバイスの製造方法を提供する。

　本発明の一つの態様に係る振動デバイスは、振動部と、接続構造体と、を備える。振動部は、圧電素子を有する。接続構造体は、帯状の配線部材と、リード線と、を有する。配線部材は、振動部に接続されている。リード線は、配線部材に接続されている。リード線は、複数の心線の束と、束を被覆する被覆部材と、を有する。配線部材は、樹脂層と、樹脂層上に配置された導体層と、を有する。束は、被覆部材から露出している第一端部を含む。導体層は、第一端部に接続された第二端部を含む。第一端部は、第二端部と対向している第一面を有する。第二端部は、第一面における心線の外周面に沿って湾曲している。

　上記一つの態様では、接続構造体は、振動部に接続された帯状の配線部材を有している。したがって、接続構造体によって振動部の振動が阻害され難い。接続構造体は、配線部材に接続されたリード線を有している。リード線は複数の心線の束を有し、電流が複数の心線を流れる。このため、リード線は、電流が導体層を流れる配線部材に比べて、電気抵抗を抑制することができる。したがって、接続構造体がリード線を有していることにより、接続構造体の全体が配線部材で構成されている場合に比べて、接続構造体の電気抵抗を抑制することができる。更に、接続構造体がリード線を有していることにより、接続構造体の引き回しが容易となる。複数の心線の束の第一端部は、導体層の第二端部に接続されている。第一端部は、第二端部と対向する第一面を有し、第二端部は、第一面における心線の外周面に沿って湾曲している。これにより、第二端部が第一端部に密着するので、電気抵抗を更に抑制することができる。

　上記一つの態様では、第一端部は、第一面と対向する第二面を更に有してもよい。第二面における心線の外周面は、第一面における心線の外周面よりも平坦であってもよい。この場合、第一端部が配線部材から突出する高さを低く抑えることができる。よって、振動部の振動が更に阻害され難い。

　上記一つの態様では、第一端部は、隣り合う一対の心線同士が面接触した領域を有してもよい。この場合、第一端部では、複数の心線の間に形成される隙間の体積を低減することができる。よって、電気抵抗を更に抑制することができる。

　上記一つの態様では、領域における心線の外周面は、第一面における心線の外周面よりも平坦であってもよい。この場合、第一端部では、複数の心線の間に形成される隙間の体積を更に低減することができる。よって、電気抵抗を更に抑制することができる。

　上記一つの態様では、第一端部及び第二端部は、導電性接着剤によって互いに接続されていてもよい。この場合、電気抵抗を更に抑制することができる。

　上記一つの態様では、束では、複数の心線が撚られていてもよい。束の第一端部における撚りは、束の他の部分における撚りに比べて小さくてもよい。この場合、第一端部では、複数の心線の配置の自由度が高まるので、第一端部が配線部材から突出する高さを低く抑えることができる。よって、振動部の振動が更に阻害され難い。

　上記一つの態様では、振動部は、圧電素子が接合された振動部材を更に有していてもよい。この場合、振動部の振動を増大させることができる。

　上記一つの態様では、被覆部材は、配線部材上に配置された部分を含んでいてもよい。この場合、第一端部と第二端部との間で断線が発生することを抑制可能となる。

　本発明の一つの態様に係る接続構造体は、帯状の配線部材と、配線部材に接続された複数の心線の束と、を備える。配線部材は、樹脂層と、樹脂層上に配置された導体層と、を有する。束は、第一端部を含む。導体層は、第一端部に接続された第二端部を含む。第一端部は、第二端部と対向している第一面を有する。第二端部は、第一面における心線の外周面に沿って湾曲している。

　上記一つの態様では、接続構造体は、振動部に接続された帯状の配線部材を有している。したがって、例えば、接続構造体が振動部に接続された場合でも、接続構造体によって振動部の振動が阻害され難い。接続構造体は、配線部材に接続された複数の心線の束を有している。複数の心線のそれぞれを電流が流れるので、電流が導体層を流れる配線部材に比べて、電気抵抗を抑制することができる。したがって、接続構造体が複数の心線の束を有していることにより、接続構造体の全体が配線部材で構成されている場合に比べて、接続構造体の電気抵抗を抑制することができる。更に、接続構造体が複数の心線の束を有していることにより、接続構造体の引き回しが容易となる。複数の心線の束の第一端部は、導体層の第二端部に接続されている。第一端部は、第二端部と対向する第一面を有し、第二端部は、第一面における心線の外周面に沿って湾曲している。これにより、第二端部が第一端部に密着するので、電気抵抗を更に抑制することができる。

　本発明の一つの態様に係る振動デバイスの製造方法は、上記振動デバイスの製造方法であって、導電性接着剤が付与された第一端部を第二端部上に配置した状態で、加圧及び加熱することにより、第一端部を第二端部に接続する工程を含む。

　上記一つの態様では、加圧及び加熱することにより、第一端部が第二端部に接続されるので、第一面における心線の外周面に沿って第二端部を湾曲させることができる。

　本発明の一つの態様によれば、振動が阻害され難く、電気抵抗を抑制可能な振動デバイス、接続構造体、及び振動デバイスの製造方法を提供することができる。

実施形態に係る振動デバイスの斜視図である。 図１の振動デバイスの分解斜視図である。 図１のIII－III線に沿っての断面図である。 図３の一部を拡大して示す断面図である。 圧電素子の構成を示す分解斜視図である。 接続構造体及び圧電素子の上面図である。 接続構造体の下面図である。 図７のVII－VII線に沿っての断面図である。 変形例に係る接続構造体の下面図である。

　以下、添付図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。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、重複する説明を省略する。

　図１は、実施形態に係る振動デバイスの斜視図である。図２は、図１の振動デバイスの分解斜視図である。図３は、図１のIII－III線に沿っての断面図である。図４は、図３の一部を拡大して示す断面図である。図１～図４に示されるように、振動デバイス１００は、振動部１と、振動部１に接続された接続構造体２と、振動部１が配置されるケース３と、を備えている。振動デバイス１００は、例えば、スピーカー、又はブザーとして用いられる。振動デバイス１００は、テレビ、スマートフォン等の電子機器に設けられる。

　ケース３は、たとえば、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、成型樹脂等の樹脂材料からなる。ケース３は、たとえば、上面が開放された直方体形状の箱部材である。ケース３は、矩形板状の底部３ａと、互いに対向している一対の側部３ｂと、互いに対向している一対の側部３ｃと、を有している。

　底部３ａは、厚さ方向から見て、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。以下では、底部３ａの長辺方向をＸ方向、底部３ａの短辺方向をＹ方向、底部３ａの厚さ方向をＺ方向とする。

　底部３ａのＸ方向での長さは、たとえば、３３ｍｍである。底部３ａのＹ方向での長さは、たとえば、１８ｍｍである。底部３ａのＺ方向での長さは、たとえば、１．５ｍｍである。底部３ａの上面の中央部には、Ｚ方向から見て、長方形状の凹部３ｄが形成されている。凹部３ｄのＸ方向での長さは、たとえば、１５ｍｍである。凹部３ｄのＹ方向での長さは、たとえば、１０ｍｍである。凹部３ｄのＺ方向での長さ（深さ）は、たとえば、１．０ｍｍである。

　一対の側部３ｂは、矩形板状を呈し、底部３ａの長辺部分からＺ方向に沿って延在している。一対の側部３ｂの対向方向は、Ｙ方向と一致している。一方の側部３ｂには、側部３ｂを厚さ方向（Ｙ方向）に貫通する矩形状の貫通孔３ｅが形成されている。図３では、貫通孔３ｅの図示が省略されている。振動デバイス１００で発生した音は、主に貫通孔３ｅを通じてケース３の外部に伝わる。一対の側部３ｃは、矩形板状を呈し、底部３ａの短辺部分からＺ方向に沿って延在している。一対の側部３ｃの対向方向は、Ｘ方向と一致している。側部３ｂ，３ｃのＺ方向での長さは同等であり、たとえば、７．６ｍｍである。

　ケース３は、接続構造体２を支持している支持部３ｆを更に有している。支持部３ｆは、一方の側部３ｃにおける底部３ａと反対側の端部から、ケース３の外側にＸ方向に沿って張り出している。ケース３は、少なくとも底部３ａを有していればよく、各側部３ｃ，３ｂ及び支持部３ｆを有していなくてもよい。

　振動部１は、底部３ａに配置されている。本実施形態では、振動部１は、底部３ａ上において、一対の側部３ｂ及び一対の側部３ｃに囲まれている。振動部１は、ケース３に収容されている。振動部１は、圧電素子１０と、振動部材１２と、を有している。

　振動部材１２は、たとえば、Ｎｉ－Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス鋼等金属からなる。本実施形態では、振動部材１２は、板状部材である。振動部材１２は、Ｚ方向において互いに対向している一対の主面１２ａ，１２ｂを有している。振動部材１２は、Ｚ方向から見て、振動部材１２の外縁が凹部３ｄの外縁の外側に位置するように配置されている。振動部材１２は、凹部３ｄを完全に覆っている。なお、底部３ａに凹部３ｄが設けられておらず、振動部材１２の主面１２ｂの全面が接着剤により底部３ａに接合（接着）されていてもよい。

　主面１２ｂは、底部３ａとＺ方向で対向している。主面１２ｂは、たとえば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂からなる接着層（不図示）によって底部３ａに接合（接着）されている。接着層は、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。主面１２ｂは、底部３ａのうち、凹部３ｄの周縁部に接合され、凹部３ｄの周縁部によって支持されている。

　各主面１２ａ，１２ｂ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１２は、平面視で（Ｚ方向から見て）、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、各主面１２ａ，１２ｂの長辺方向は、Ｘ方向と一致している。各主面１２ａ，１２ｂの短辺方向は、Ｙ方向と一致している。

　振動部材１２のＸ方向での長さは、たとえば、３０ｍｍである。振動部材１２のＹ方向での長さは、たとえば、１５ｍｍである。振動部材１２のＺ方向での長さは、たとえば、１００μｍである。

　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。外部電極１３及び外部電極１５は、互いに極性が異なっている。

　圧電素体１１は、直方体形状を呈している。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。圧電素体１１は、Ｚ方向において互いに対向している一対の主面１１ａ，１１ｂを有している。主面１１ｂは、主面１２ａとＺ方向で対向している。主面１１ｂは、接着層（不図示）によって主面１２ａの中央部に接合（接着）されている。

　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（Ｚ方向から見て）、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、各主面１１ａ，１１ｂの長辺方向は、Ｘ方向と一致している。各主面１１ａ，１１ｂの短辺方向は、Ｙ方向と一致している。

　圧電素体１１のＸ方向での長さは、たとえば、２０ｍｍである。圧電素体１１のＹ方向での長さは、たとえば、１０ｍｍである。圧電素体１１のＺ方向での長さは、たとえば、２００μｍである。

　図５は、圧電素子の構成を示す分解斜視図である。図５に示されるように、圧電素体１１は、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが積層されて構成されている。すなわち、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Ｚ方向と一致している。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、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、Ｚ方向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、Ｚ方向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、Ｚ方向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、各側面には露出していない。各内部電極１９，２１，２３は、Ｚ方向から見て、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、Ｘ方向に並んでいる。外部電極１３と外部電極１５とは、Ｘ方向で隣り合っている。各外部電極１３，１５は、Ｚ方向から見て、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、Ｚ方向から見て、矩形状を呈している。矩形状には、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。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、Ｚ方向から見て、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。Ｚ方向から見て、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、Ｚ方向で、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、Ｚ方向で、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、Ｚ方向から見て、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。Ｚ方向から見て、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、Ｚ方向で、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、Ｚ方向から見て、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。Ｚ方向から見て、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、Ｚ方向で、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、Ｚ方向で、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Ｚ方向から見たとき、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、圧電素体１１の各側面をＸ方向及びＹ方向から見たとき、各側面の全体が露出している。本実施形態では、これらの各側面も、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、Ｚ方向から見て、複数の外部電極１３，１５を囲むように位置している。Ｚ方向から見て、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。Ｚ方向から見て、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。

　図１～図４に示されるように、接続構造体２は、振動部１に接続された帯状の配線部材５０と、配線部材５０に接続された複数のリード線８０と、を有している。本実施形態では、接続構造体２は、二つのリード線８０を有している。

　配線部材５０は、複数の外部電極１３，１５上に位置している。配線部材５０は、接合部材７０によって複数の外部電極１３，１５と電気的に接続されている。接合部材７０は、Ｚ方向から見て複数の外部電極１３，１５を一体的に覆うように、配線部材５０の一端部と圧電素子１０との間に設けられている。接合部材７０は、複数の導電性粒子（不図示）を含む樹脂層である。導電性粒子は、例えば、金属粒子、金めっき粒子である。接合部材７０は、例えば熱硬化性エラストマーを含んでいる。接合部材７０は、例えば、異方性導電ペースト又は異方性導電性膜が硬化することにより形成される。

　配線部材５０は、接合部材７０によっても主面１１ａに接合されている。配線部材５０は、接合部材７０によって主面１１ａに接合されている。接合部材７０は絶縁性を有している。接合部材７０は、主面１１ａの一方の短辺に沿って配置されている。接合部材７０は、配線部材５０の幅方向（Ｙ方向）の全体を主面１１ａに接合している。接合部材７０は、接合部材７０から離間している。接合部材７０は、たとえば、ニトリルゴムを含んでいる。接合部材７０は、接合部材７０に含まれる樹脂材料と同じ樹脂材料を含んでいてもよい。

　図６は、接続構造体及び圧電素子の上面図である。図７は、接続構造体の下面図である。図８は、図７のVII－VII線に沿っての断面図である。図７では、後述する被覆部材８２の一部が破断して示されている。図１～図８に示されるように、配線部材５０は、ベース５１、複数の導体層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、二つの導体層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）又はフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）である。

　配線部材５０は、各主面１１ａ，１１ｂの短辺と交差し、各主面１１ａ，１１ｂの長辺に沿うように配置されている。本実施形態では、配線部材５０は、各主面１１ａ，１１ｂの短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、Ｙ方向と直交している。配線部材５０は、Ｘ方向に延在している。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、リード線８０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、帯状を呈し、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、たとえば、ポリイミド樹脂等の樹脂からなる樹脂層である。ベース５１の厚さは、たとえば１００μｍである。

　各導体層５３，５５は、ベース５１の主面５１ａ上に配置されている。各導体層５３，５５は、接着層（不図示）によって、主面５１ａに接合（接着）されている。各導体層５３，５５は、たとえば、Ｃｕからなる。各導体層５３，５５は、たとえば、Ｃｕ層上にＮｉメッキ層及びＡｕメッキ層がこの順に設けられた構成であってもよい。導体層５３と導体層５５とは、互いに離間して配置されている。各導体層５３，５５の厚さは、たとえば２０μｍである。

　導体層５３は、リード線８０に接続された端部５３ａ（第二端部）と、外部電極１３に接続された端部５３ｂと、端部５３ａと端部５３ｂとを接続している接続部５３ｃと、を含んでいる。接続部５３ｃは、配線部材５０が延在している方向（Ｘ方向）に延在している。端部５３ａは、接続部５３ｃの一端部と、配線部材５０が延在している方向において隣り合っている。端部５３ｂは、接続部５３ｃの他端部と、配線部材５０の幅方向（Ｙ方向）において隣り合っている。

　導体層５５は、リード線８０に接続された端部５５ａ（第二端部）と、外部電極１５に接続された端部５５ｂと、端部５５ａと端部５５ｂとを接続している接続部５５ｃと、を含んでいる。接続部５５ｃは、配線部材５０が延在している方向（Ｘ方向）に延在している。端部５５ａは、接続部５５ｃの一端部と、配線部材５０が延在している方向において隣り合っている。端部５５ｂは、接続部５５ｃの他端部と、配線部材５０の幅方向（Ｙ方向）において隣り合っている。

　端部５３ａと端部５５ａとは、配線部材５０の幅方向において互いに離間して配置されている。端部５３ｂと端部５５ｂとは、配線部材５０の延在している方向において互いに離間して配置されている。接続部５３ｃと接続部５５ｃとは、互いに平行、かつ、配線部材５０の幅方向において互いに離間して配置されている。

　端部５３ａと外部電極１３との間には、接合部材７０が存在している。端部５３ａと外部電極１３とは、接合部材７０に含まれる導電性粒子を通じて電気的に接続されている。端部５５ａと外部電極１５との間には、接合部材７０が存在している。端部５５ａと外部電極１５とは、接合部材７０に含まれる導電性粒子を通じて電気的に接続されている。

　カバー５７は、特に図７に示されるように、主面５１ａ上に配置されている。カバー５７は、各導体層５３，５５と、主面５１ａとを覆っている。カバー５７は、各導体層５３，５５と、主面５１ａのうち、各導体層５３，５５から露出している領域とに接着層（不図示）によって接合（接着）されている。カバー５７は、たとえば、ポリイミド樹脂等の樹脂からなる樹脂層である。カバー５７の厚さは、たとえば２５μｍである。

　導体層５３の端部５３ａ，５３ｂと、導体層５５の端部５５ａ，５５ｂと、主面５１ａの一部領域は、カバー５７から露出している。主面５１ａの一部領域は、Ｚ方向から見て、端部５３ａと端部５５ａとの間に配置された領域、及び、端部５３ｂと端部５５ｂとの間に配置された領域である。各端部５３ａ，５３ｂ，５５ａ，５５ｂ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の主面５１ｂ上に配置されている。補強部材５９は、接着層（不図示）によって、主面５１ｂに接合（接着）されている。補強部材５９は、電気絶縁性を有する矩形板状の部材である。補強部材５９は、たとえば、ポリイミド樹脂からなる。

　リード線８０は、複数の心線９０の束８１と、束８１を被覆する被覆部材８２と、を有している。本実施形態では、リード線８０は、１２本の心線９０を有している。心線９０の断面は、略円形を呈している。心線９０の直径は、たとえば０．５ｍｍである。心線９０の直径は、心線９０の断面の最大長さである。束８１では、特に図７における被覆部材８２の破断箇所に示されるように、複数の心線９０が撚られている。すなわち、束８１は、複数の心線９０が撚られてなる撚線である。複数の心線９０は、リード線８０の軸線周りに撚られている。被覆部材８２は、束８１の外周を覆っている。被覆部材８２は、複数の心線９０の全体をまとめて覆っている。

　束８１は、被覆部材８２から露出している端部８１ａ（第一端部）を有している。端部８１ａは、複数の心線９０の端部を含んでいる。複数の心線９０の端部は、図８に示されるように、複数段に積層されていてもよいし、一段で並んで配列されていてもよい。端部８１ａは、各導体層５３，５５の端部５３ａ，５５ａに接続されている。端部８１ａは、導電性接着剤８３により各端部５３ａ，５５ａに接続されている。導電性接着剤８３は、たとえば、はんだなどの熱溶融性金属である。導電性接着剤８３は、導電性材料としてＡｕ、Ｃｕ等を含む導電性ペーストを用いて形成されていてもよい。

　束８１の端部８１ａにおける撚り（すなわち、撚り量、撚り角度）は、束８１の他の部分（被覆部材８２により被覆された部分）における撚りに比べて小さい。図８では、端部５３ａ及び端部８１ａの接続構造のみが示されているが、端部５５ａ及び端部８１ａの接続構造もこれと同様である。

　端部８１ａは、端部８１ａの外周面として、第一面８５及び第二面８６を有している。端部８１ａの外周面は、複数の心線９０の外周面９０ａを含んでいる。第一面８５及び第二面８６は、それぞれ複数の心線９０の外周面９０ａを一部分ずつ含んでいる。すなわち、外周面９０ａの一部分をなす円弧状の部分が連続して、端部８１ａの外周面、第一面８５及び第二面８６を構成している。図８の例では、第一面８５は、５本の心線９０の外周面９０ａを一部分ずつ含んでいる。第二面８６は、３本の心線９０の外周面９０ａを一部分ずつ含んでいる。

　第一面８５は、各導体層５３，５５の端部５３ａ，５５ａと対向している。第二面８６は、第一面８５と対向している。第二面８６における心線９０の外周面９０ａは、第一面８５における心線９０の外周面９０ａよりも平坦である。第二面８６における心線９０の外周面９０ａは、第一面８５における心線９０の外周面９０ａよりも、円弧状の部分が潰れたような形状を呈している。

　端部８１ａの第一面８５側の部分は、配線部材５０の内部に入り込むように、配線部材５０に埋め込まれている。端部５３ａ，５５ａは、第一面８５と対向している部分において、第一面８５における心線９０の外周面９０ａに沿って湾曲している。ベース５１の主面５１ａは、端部５３ａ，５５ａが第一面８５と対向している部分において、端部５３ａ，５５ａとともに、第一面８５に沿って湾曲している。

　端部８１ａは、隣り合う一対の心線９０同士が面接触した領域８７を有している。換言すると、端部８１ａには、隣り合う心線９０と面接触している心線９０が１本以上存在している。領域８７における心線９０の外周面９０ａは、第一面８５における心線９０の外周面９０ａよりも平坦である。すなわち、領域８７における心線９０の外周面９０ａは、第一面８５を構成している複数の心線９０の外周面９０ａよりも平坦である。リード線８０の軸方向に直交する断面において、領域８７の長さは、例えば心線９０の外周の長さの１５％以上である。つまり、本実施形態における面接触とは、リード線８０の軸方向に直交する断面において、心線９０の外周の長さの１５％以上で接触する場合をいう。

　次に、振動デバイス１００の製造方法の一例について説明する。振動デバイス１００の製造方法は、端部８１ａを各端部５３ａ，５５ａに接続する接続工程を含んでいる。接続工程では、まず、リード線８０の端部の被覆部材８２を除去し、束８１の端部８１ａを露出させる。続いて、端部８１ａの撚りをほぐし（解撚し）、端部８１ａの撚りを他の部分の撚りよりも小さくする。端部８１ａの撚りは、例えば、手でほぐすことができる。続いて、撚りをほぐした端部８１ａに導電性接着剤８３を付与する。具体的には、例えば、端部８１ａを溶融状態の導電性接着剤８３にディップする。この場合、導電性接着剤８３は、端部８１ａの外周面だけでなく、端部８１ａの内部（すなわち、複数の心線９０の間）にも入り込む。

　続いて、導電性接着剤８３が付与された端部８１ａを各端部５３ａ，５５ａ上に配置する。続いて、端部８１ａを各端部５３ａ，５５ａ上に配置した状態で、端部８１ａを加圧及び加熱することにより、端部８１ａを各端部５３ａ，５５ａに接続する。端部８１ａの加圧及び加熱には、例えば、金属からなるヒータチップ（熱板）を有するパルスヒートが用いられる。これにより、端部８１ａの第一面８５側の部分が各端部５３ａ，５５ａに押し付けられる。配線部材５０のベース５１は樹脂層であるため、心線９０よりも変形し易い。このため、端部８１ａが配線部材５０に入り込み、ベース５１の主面５１ａ、及び主面５１ａ上に配置された各端部５３ａ，５５ａが心線９０の外周面９０ａの形状に沿って変形する。

　加圧及び加熱は、加圧、加熱の順に開始される。加熱の開始後に加圧を開始すると、溶けた導電性接着剤８３によって、ヒータチップが端部８１ａの表面において滑り易くなる。加圧の開始後に加熱を開始することにより、ヒータチップの滑りが抑制される。これにより、各端部５３ａ，５５ａに対する端部８１ａの位置ずれが抑制される。心線９０は、ヒータチップよりも変形し易い。したがって、端部８１ａの第二面８６は、ヒータチップの形状に応じて変形する。ここでは、端部８１ａの第二面８６は、ヒータチップにより平坦化される。第二面８６は、ヒータチップの形状が転写された圧痕を有してもよい。

　加圧により、端部８１ａにおいて隣り合う一対の心線９０には、互いに押し付け合う応力（圧縮応力）が作用する。これにより、一対の心線９０同士が面接触して変形した領域８７が形成される。接続工程は、加圧及び加熱の終了後、導電性接着剤８３が冷え固まることにより完了する。加圧及び加熱は、加熱、加圧の順に終了される。加熱の終了後に加圧を終了することにより、端部８１ａを各端部５３ａ，５５ａに確実に接続することができる。

　以上説明したように、振動デバイス１００では、接続構造体２は、振動部１に接続された帯状の配線部材５０を有している。したがって、接続構造体２によって振動部１の振動が阻害され難い。接続構造体２は、配線部材５０に接続されたリード線８０を有している。リード線８０は複数の心線９０の束８１を有し、電流が複数の心線９０を流れる。このため、リード線８０は、薄い導体層５３，５５を電流が流れる配線部材５０に比べて、電気抵抗を抑制することができる。したがって、接続構造体２がリード線８０を有していることにより、接続構造体２の全体が配線部材５０で構成されている場合に比べて、接続構造体２の電気抵抗を抑制することができる。

　配線部材５０は、帯状であるため、厚さ方向（Ｚ方向）には動かし易いが、幅方向（Ｙ方向）には動かし難い。これに対して、リード線８０は、全方向に動かすことができる。したがって、接続構造体２がリード線８０を有していることにより、接続構造体２の引き回しが容易となる。また、振動部１に配線部材５０が接続されているので、振動部１にリード線８０が直接接続されている場合に比べて、振動部１の振動が阻害され難い。一方、外部からの振動は、柔軟に変形するリード線８０によって阻害され易い。

　複数の心線９０の束８１の端部８１ａは、導体層５３，５５の端部５３ａ，５５ａに接続されている。端部８１ａは、端部５３ａ，５５ａと対向する第一面８５を有し、端部５３ａ，５５ａは、第一面８５における心線９０の外周面９０ａに沿って湾曲している。これにより、端部５３ａ，５５ａが平坦である場合に比べて、端部５３ａ，５５ａが端部８１ａに密着し、端部５３ａ，５５ａと端部８１ａとの接触面積が増大する。したがって、接続構造体２の電気抵抗を更に抑制することができる。

　第二面８６における心線９０の外周面９０ａは、第一面８５における心線９０の外周面９０ａよりも平坦である。これにより、端部８１ａが配線部材５０から突出する高さを低く抑えることができる。よって、振動部１の振動が更に阻害され難い。

　端部８１ａは、隣り合う一対の心線９０同士が面接触した領域８７を有している。このため、端部８１ａでは、複数の心線９０の間に形成される隙間の体積を低減することができる。よって、接続構造体２の電気抵抗を更に抑制することができる。

　領域８７における心線９０の外周面９０ａは、第一面８５における心線９０の外周面９０ａよりも平坦である。このため、端部８１ａでは、複数の心線９０の間に形成される隙間の体積を一層低減することができる。よって、接続構造体２の電気抵抗を一層抑制することができる。

　端部８１ａ及び端部５３ａ，５５ａは、導電性接着剤によって互いに接続されているので、接続構造体２の電気抵抗を更に抑制することができる。

　束８１では、複数の心線９０が撚られており、束８１の端部８１ａにおける撚りは、束８１の他の部分における撚りに比べて小さい。このため、端部８１ａでは、複数の心線９０の配置の自由度が高まる。したがって、端部８１ａが配線部材５０から突出する高さを一層低く抑えることができる。この結果、振動部１の振動が更に阻害され難い。

　振動部１は、圧電素子１０が接合された振動部材１２を更に有している。この場合、振動部１の振動を増大させることができる。

　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。

　図９は、変形例に係る接続構造体の下面図である。図９に示されるように、変形例に係る接続構造体２Ａでは、リード線８０の被覆部材８２が配線部材５０上に配置された部分８２ａを含んでいる。部分８２ａは、束８１の端部８１ａと配線部材５０との対向方向（Ｚ方向）から見て、配線部材５０と重なっている。束８１の端部８１ａの全体が配線部材５０上に配置され、Ｚ方向から見て、配線部材５０と重なっている。

　束８１は、被覆部材８２から露出している部分において、被覆部材８２に被覆されている部分よりも、可撓性が高い（曲げ易い）。端部８１ａは、被覆部材８２から露出しているものの、端部８１ａの全体が配線部材５０上に配置されている。したがって、端部８１ａの可撓範囲は、配線部材５０によって狭められている。このため、例えば、外部振動によりリード線８０が撓んだ場合でも、端部８１ａと端部５３ａ，５５ａとの接続部分への影響が低減される。この結果、端部８１ａと端部５３ａ，５５ａとの間で断線が発生することを抑制可能となる。

　１…振動部、２，２Ａ…接続構造体、１０…圧電素子、１２…振動部材、５０…配線部材、５１…ベース（樹脂層）、５３…導体層、５３ａ…端部（第二端部）、５５…導体層、５５ａ…端部（第二端部）、８０…リード線、８１…束、８１ａ…端部（第一端部）、８２…被覆部材、８２ａ…部分、８３…導電性接着剤、８５…第一面、８６…第二面、８７…領域、９０…心線、９０ａ…外周面、１００…振動デバイス。

 

Claims (10)

1. 　圧電素子を有する振動部と、
   　前記振動部に接続された帯状の配線部材と、前記配線部材に接続されたリード線と、を有する接続構造体と、を備え、
   　前記リード線は、複数の心線の束と、前記束を被覆する被覆部材と、を有し、
   　前記配線部材は、樹脂層と、前記樹脂層上に配置された導体層と、を有し、
   　前記束は、前記被覆部材から露出している第一端部を含み、
   　前記導体層は、前記第一端部に接続された第二端部を含み、
   　前記第一端部は、前記第二端部と対向している第一面を有し、
   　前記第二端部は、前記第一面における前記心線の外周面に沿って湾曲している、振動デバイス。
2. 　前記第一端部は、前記第一面と対向する第二面を更に有し、
   　前記第二面における前記心線の外周面は、前記第一面における前記心線の外周面よりも平坦である、請求項１に記載の振動デバイス。
3. 　前記第一端部は、隣り合う一対の前記心線同士が面接触した領域を有している、請求項１又は２に記載の振動デバイス。
4. 　前記領域における前記心線の外周面は、前記第一面における前記心線の外周面よりも平坦である、請求項３に記載の振動デバイス。
5. 　前記第一端部及び前記第二端部は、導電性接着剤によって互いに接続されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の振動デバイス。
6. 　前記束では、前記複数の心線が撚られており、
   　前記束の前記第一端部における撚りは、前記束の他の部分における撚りに比べて小さい、請求項１～５のいずれか一項に記載の振動デバイス。
7. 　前記振動部は、前記圧電素子が接合された振動部材を更に有している、請求項１～６のいずれか一項に記載の振動デバイス。
8. 　前記被覆部材は、前記配線部材上に配置された部分を含んでいる、請求項１～７のいずれか一項に記載の振動デバイス。
9. 　帯状の配線部材と、
   　前記配線部材に接続された複数の心線の束と、を備え、
   　前記配線部材は、樹脂層と、前記樹脂層上に配置された導体層と、を有し、
   　前記束は、第一端部を含み、
   　前記導体層は、前記第一端部に接続された第二端部を含み、
   　前記第一端部は、前記第二端部と対向している第一面を有し、
   　前記第二端部は、前記第一面における前記心線の外周面に沿って湾曲している、接続構造体。
10. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の振動デバイスの製造方法であって、
    　導電性接着剤が付与された前記第一端部を前記第二端部上に配置した状態で、加圧及び加熱することにより、前記第一端部を前記第二端部に接続する工程を含む、振動デバイスの製造方法。

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