6808968 圧電素子、圧電アクチュエータ及び圧電素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6808968

(24)【登録日】2020年12月14日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】圧電素子、圧電アクチュエータ及び圧電素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 41/053 20060101AFI20201221BHJP

   H01L 41/312 20130101ALI20201221BHJP

   H01L 41/09 20060101ALI20201221BHJP

   G11B 21/21 20060101ALI20201221BHJP

   G11B 21/10 20060101ALI20201221BHJP

   G11B 5/60 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   H01L41/053

   H01L41/312

   H01L41/09

   G11B21/21 Z

   G11B21/10 N

   G11B5/60 P

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-90943(P2016-90943)

(22)【出願日】2016年4月28日

(65)【公開番号】特開2017-199858(P2017-199858A)

(43)【公開日】2017年11月2日

【審査請求日】2019年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】小林 信夫

(72)【発明者】

【氏名】永田 一夫

(72)【発明者】

【氏名】平野 徳明

【審査官】 宮本 博司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８１９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５１８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１８８８７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ４１／０５３

Ｇ１１Ｂ ５／６０

Ｇ１１Ｂ ２１／１０

Ｇ１１Ｂ ２１／２１

Ｈ０１Ｌ ４１／０９

Ｈ０１Ｌ ４１／３１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電体と、前記圧電体に設けられた複数の電極と、を有する本体部と、
均一の厚さで前記本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサと、を備え、
前記本体部は、矩形状を呈する面を有しており、
前記面は、互いに対向する第一及び第二辺を含んでおり、
前記第一スペーサは、前記第一辺に沿って前記面に接着しており、
前記第二スペーサは、前記第二辺に沿って前記面に接着しており、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、前記本体部の端面に配置されておらず、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、フィラーを含んでいる、圧電素子。

【請求項2】

圧電体と、前記圧電体に設けられた複数の電極と、を有する本体部と、
均一の厚さで前記本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサと、を備え、
前記本体部は、矩形状を呈する面を有しており、
前記面は、互いに対向する第一及び第二辺を含んでおり、
前記第一スペーサは、前記第一辺に沿って前記面に接着しており、
前記第二スペーサは、前記第二辺に沿って前記面に接着しており、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、前記本体部の端面に配置されておらず、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、硬化状態の第一樹脂と、未硬化状態の第二樹脂と、を含んでいる、圧電素子。

【請求項3】

前記第一樹脂は、紫外線硬化性樹脂であり、
前記第二樹脂は、熱硬化性樹脂である、請求項２に記載の圧電素子。

【請求項4】

前記第一樹脂及び前記第二樹脂は、互いに硬化温度が異なる熱硬化性樹脂である、請求項２に記載の圧電素子。

【請求項5】

前記第一樹脂及び前記第二樹脂は、互いに吸収波長が異なる紫外線硬化性樹脂である、請求項２に記載の圧電素子。

【請求項6】

前記面は、互いに対向する第三及び第四辺を更に含み、
前記第一スペーサは、前記第一辺、前記第三辺、及び前記第四辺のそれぞれと一致する端面を有しており、
前記第二スペーサは、前記第二辺、前記第三辺、及び前記第四辺のそれぞれと一致する端面を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧電素子。

【請求項7】

圧電体と、前記圧電体に設けられた複数の電極と、を有する本体部と、
均一の厚さで前記本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサと、を備え、
前記本体部は、矩形状を呈する面を有しており、
前記面は、互いに対向する第一及び第二辺を含んでおり、
前記第一スペーサは、前記第一辺に沿って前記面に接着しており、
前記第二スペーサは、前記第二辺に沿って前記面に接着しており、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、前記本体部の端面に配置されておらず、
前記第一及び第二スペーサは、前記面に垂直な方向から見て、矩形状を呈している、圧電素子。

【請求項8】

圧電体と、前記圧電体に設けられた複数の電極と、を有する本体部と、
均一の厚さで前記本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサと、を備え、
前記本体部は、矩形状を呈する面を有しており、
前記面は、互いに対向する第一及び第二辺を含んでおり、
前記第一スペーサは、前記第一辺に沿って前記面に接着しており、
前記第二スペーサは、前記第二辺に沿って前記面に接着しており、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、前記本体部の端面に配置されておらず、
前記第一及び第二スペーサの厚さのそれぞれは、２０μｍ以上３０μｍ以下である、圧電素子。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧電素子と、
前記第一及び第二スペーサを介して前記本体部を支持する支持部材と、を備える、圧電アクチュエータ。

【請求項10】

圧電素子と、支持部材と、を備え、
前記圧電素子は、
圧電体と、前記圧電体に設けられた複数の電極と、を有する本体部と、
均一の厚さで前記本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサと、を備え、
前記本体部は、矩形状を呈する面を有しており、
前記面は、互いに対向する第一及び第二辺を含んでおり、
前記第一スペーサは、前記第一辺に沿って前記面に接着しており、
前記第二スペーサは、前記第二辺に沿って前記面に接着しており、
前記第一及び第二スペーサのそれぞれは、前記本体部の端面に配置されておらず、
前記支持部材は、前記第一及び第二スペーサを介して前記本体部を支持しており、
前記第一及び第二スペーサの端面のそれぞれは、湾曲面である、圧電アクチュエータ。

【請求項11】

圧電体基板と、前記圧電体基板に設けられた複数の電極膜と、を有する本体基板を準備する工程と、
前記本体基板において、所定方向に沿う切断予定ライン上に硬化条件が互いに異なる第一及び第二樹脂を含む樹脂層を設ける工程と、
前記本体基板と、前記本体基板と対向する平面とにより前記樹脂層を挟持した状態で、前記第二樹脂が硬化しない条件で、前記第一樹脂を硬化させる工程と、
前記第二樹脂が未硬化の状態である前記樹脂層ごと、前記本体基板を前記切断予定ラインに沿って切断する工程と、を含む、圧電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電素子、圧電アクチュエータ及び圧電素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電素子と、圧電素子を支持する支持部材と、を備える圧電アクチュエータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の圧電アクチュエータでは、ハードディスク装置（ＨＤＤ）用のサスペンションのアクチュエータベースが上記支持部材に相当しており、圧電素子は、その変位をアクチュエータベースに伝達する。圧電素子は、フィラーが混入された接着剤によりアクチュエータベースに固定されている。これにより、圧電素子とアクチュエータベースとの間には所定のクリアランスが形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−１８４１４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１に記載の圧電アクチュエータでは、接着剤の量、及びフィラーのサイズ等のばらつきに起因して、圧電素子がアクチュエータベースに対して傾いて固定され、圧電素子の変位がアクチュエータベースに適切に伝達されない懼れがある。また、接着剤が圧電素子の端面に回り込み、圧電素子の変位が拘束される懼れもある。

【0005】

本発明は、変位量の向上を図ることが可能な圧電素子、圧電アクチュエータ及び圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る圧電素子は、圧電体と、圧電体に設けられた複数の電極と、を有する本体部と、均一の厚さで本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサと、を備え、本体部は、矩形状を呈する面を有しており、面は、互いに対向する第一及び第二辺を含んでおり、第一スペーサは、第一辺に沿って面に接着しており、第二スペーサは、第二辺に沿って面に接着している。

【0007】

この圧電素子は、均一の厚さで予め本体部に接着している半硬化状態の第一及び第二スペーサを備えている。第一及び第二スペーサは更に硬化する余地があるため、圧電素子をアクチュエータベース等の支持部材に固定する際に、接着剤としても機能することができる。したがって、接着剤を別途設ける必要がない。これにより、接着剤の量、フィラーのサイズ等のばらつきに起因して、圧電素子が支持部材に対して傾いて固定されることが抑制される。また、接着剤が圧電素子の端面に回り込むことも抑制される。この結果、変位量の向上を図ることが可能となる。

【0008】

本発明に係る圧電素子では、第一及び第二スペーサのそれぞれは、硬化状態の第一樹脂と、未硬化状態の第二樹脂と、を含んでいてもよい。この場合、第一樹脂が硬化状態であるため、第一及び第二スペーサを均一の厚さで平坦化された所定の形状に保つことができると共に、第一及び第二スペーサを本体部に接着している状態とすることができる。また、第二樹脂が未硬化状態であるため、第一及び第二スペーサを支持部材に配置した状態で、第二樹脂を硬化させることにより、圧電素子を支持部材に接着させて固定することができる。

【0009】

本発明に係る圧電素子では、第一樹脂は、紫外線硬化性樹脂であり、第二樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよい。本体部を支持部材に配置したときに、第一及び第二スペーサが支持部材により覆われ、第一及び第二スペーサに紫外線が照射され難くなる場合がある。このような場合でも、第二樹脂が熱硬化性樹脂であれば、熱伝導により第一及び第二スペーサを十分に加熱し、硬化させることができる。

【0010】

本発明に係る圧電素子では、面は、互いに対向する第三及び第四辺を更に含み、第一スペーサは、第一辺、第三辺、及び第四辺のそれぞれと一致する端面を有しており、第二スペーサは、第二辺、第三辺、及び第四辺のそれぞれと一致する端面を有していてもよい。また、本発明に係る圧電素子では、第一及び第二スペーサは、面に垂直な方向から見て、矩形状を呈していてもよい。

【0011】

本発明に係る圧電アクチュエータは、上記圧電素子と、第一及び第二スペーサを介して本体部を支持する支持部材と、を備えていてもよい。この場合、圧電アクチュエータは、上記圧電素子を備えるので、変位量の向上を図ることが可能となる。

【0012】

本発明に係る圧電素子の製造方法は、圧電体基板と、圧電体基板に設けられた複数の電極膜と、を有する本体基板を準備する工程と、本体基板において、所定方向に沿う切断予定ライン上に硬化条件が互いに異なる第一及び第二樹脂を含む樹脂層を設ける工程と、本体基板と、本体基板と対向する平面とにより樹脂層を挟持した状態で、第二樹脂が硬化しない条件で、第一樹脂を硬化させる工程と、第二樹脂が未硬化の状態である樹脂層ごと、本体基板を切断予定ラインに沿って切断する工程と、を含む。

【0013】

この圧電素子の製造方法は、樹脂層を本体基板と平面とにより挟持した状態で第一樹脂を硬化させるので、均一の厚さで平坦化された樹脂層を形成することができる。また、個片化により、予め本体部に均一の厚さで接着している第一及び第二スペーサを備える圧電素子を容易に得ることができる。この圧電素子によれば、上述のように、変位量の向上を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、変位量の向上を図ることが可能な圧電素子、圧電アクチュエータ及び圧電素子の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態に係る圧電アクチュエータを示す断面図である。

【図2】本実施形態に係る圧電素子を示す平面図及び断面図である。

【図3】本実施形態に係る圧電素子の製造方法を示す図である。

【図4】本体基板を示す斜視図である。

【図5】比較形態に係る圧電アクチュエータを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

図１及び図２を参照して、本実施形態に係る圧電アクチュエータ及び圧電素子について説明する。図１は、本実施形態に係る圧電アクチュエータを示す断面図である。図２（ａ）は、本実施形態に係る圧電素子を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿っての断面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）の圧電素子２は、圧電アクチュエータ１に搭載される前の状態で示されている。

【0018】

図１、図２（ａ）、及び図２（ｂ）に示されるように、圧電アクチュエータ１は、圧電素子２と、支持部材Ｓ１，Ｓ２と、を備えている。支持部材Ｓ１，Ｓ２は、例えばハードディスク装置用のサスペンションのアクチュエータベースであり、圧電素子２はその変位をアクチュエータベースに伝達する。圧電素子２は、本体部１０と、第一スペーサ３及び第二スペーサ４と、を備えている。本体部１０は、矩形平板状を呈し、圧電体５と、圧電体５に設けられた第一電極６及び第二電極７と、を有している。なお、図１では、第一電極６及び第二電極７の図示が省略されている。

【0019】

圧電体５は、矩形平板状を呈している。圧電体５は、互いに対向する第一面５１及び第二面５２と、互いに対向する第三面５３及び第四面５４と、を有している。第一面５１と第二面５２とが対向する方向Ｄ１は、圧電体５の厚さ方向であって、第一面５１と第二面５２とに垂直な方向である。第三面５３と第四面５４とが対向する方向Ｄ２は、方向Ｄ１に垂直な方向である。以下では、圧電体５において第一面５１が設けられる方向を上、第二面５２が設けられる方向を下として説明を行う。

【0020】

第一面５１は矩形状を呈している。第一面５１は、たとえば長方形状を呈し、かつ、第二面５２と同形状を呈している。第一面５１は、第一辺５１ａ〜第四辺５１ｄを含んでいる。第一辺５１ａ及び第二辺５１ｂは、方向Ｄ２に沿って互いに対向している。第三辺５１ｃ及び第四辺５１ｄは、方向Ｄ１及び方向Ｄ２に垂直な方向Ｄ３に沿って互いに対向している。ここでは、第一辺５１ａ及び第二辺５１ｂは、第一面５１の短辺であり、第三辺５１ｃ及び第四辺５１ｄは、第一面５１の長辺である。

【0021】

圧電体５の外形寸法は、例えば厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）が３０μｍ以上５００μｍ以下、長さ（長辺の長さ、方向Ｄ２に沿う長さ）が１．５ｍｍ、幅（短辺の長さ、方向Ｄ３に沿う長さ）が１．０ｍｍである。圧電体５は、圧電セラミックからなる。圧電セラミックとしては、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］、非鉛圧電セラミックスなどが挙げられる。

【0022】

第一電極６は、第一面５１上に全面的に配置されている。第二電極７は、第二面５２上に全面的に配置されている。第一電極６及び第二電極７の厚さは、例えば０．０１μｍ以上１００μｍ以下である。第一電極６及び第二電極７は、例えば、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕまたはその合金からなる。

【0023】

第一電極６及び第二電極７は、例えばＣｒ／Ｎｉ−Ｃｕ／Ａｕ積層構造（圧電体５側から順にＣｒ層、Ｎｉ−Ｃｕ合金層、Ａｕ層が積層された構造）からなってもよい。また、第一電極６及び第二電極７は、単層の同じ金属層（Ｃｒ層、Ｎｉ−Ｃｕ合金層、Ａｕ層、又はＮｉ層など）として形成されていてもよい。第一電極６及び第二電極７は、スパッタリング法、めっき法、ペースト焼き付け法、又は蒸着法などの従来方法により形成される。

【0024】

第一電極６は、導電性樹脂Ｒ１によって制御配線Ｗ１に電気的に接続されている。第二電極７は、導電性樹脂Ｒ２によって制御配線Ｗ２に電気的に接続されている。導電性樹脂Ｒ１，Ｒ２は、導電性材料（例えば金属粒子など）を含有する樹脂である。

【0025】

図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、圧電素子２が圧電アクチュエータ１に搭載される前の状態の第一スペーサ３及び第二スペーサ４について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、その厚さ方向が方向Ｄ１と一致すると共に、方向Ｄ２に沿って互いに離間するように配置されている。第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、方向Ｄ１から見て、矩形状を呈している。ここでは、第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、方向Ｄ１から見て、長方形状を呈し、かつ、第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、互いに同形状を呈しているとして説明する。

【0026】

第一スペーサ３は、第一辺５１ａに沿って第一面５１に接着している。第一スペーサ３は、第一面５１の第一辺５１ａ側の端部に接着している。第一スペーサ３は、接着面３１と、対向面３２と、４つの端面３３とを有している。接着面３１は、第一面５１に接着している。対向面３２は、接着面３１と方向Ｄ１に沿って互いに対向している。

【0027】

各端面３３は、接着面３１と対向面３２とを方向Ｄ１に沿って接続している。方向Ｄ１から見て、３つの端面３３は、第一辺５１ａ、第三辺５１ｃ、及び第四辺５１ｄのそれぞれと一致している。第一スペーサ３の外形寸法は、例えば厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）が５μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上３０μｍ以下、長さ（第一辺５１ａに沿う長さ）が１．０ｍｍ、幅（第三辺５１ｃ及び第四辺５１ｄに沿う長さ）が０．２ｍｍである。

【0028】

第二スペーサ４は、第二辺５１ｂに沿って第一面５１に接着している。第二スペーサ４は、第一面５１の第二辺５１ｂ側の端部に接着している。第二スペーサ４は、接着面４１と、対向面４２と、４つの端面４３とを有している。接着面４１は、第一面５１に接着している。対向面４２は、接着面４１と方向Ｄ１に沿って互いに対向している。

【0029】

各端面４３は、接着面４１と対向面４２とを方向Ｄ１に沿って接続している。方向Ｄ１から見て、３つの端面４３は、第二辺５１ｂ、第三辺５１ｃ、及び第四辺５１ｄのそれぞれと一致している。第二スペーサ４の外形寸法は、例えば厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）が５μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上３０μｍ以下、長さ（第二辺５１ｂに沿う長さ）が１．０ｍｍ、幅（第三辺５１ｃ及び第四辺５１ｄに沿う長さ）が０．２ｍｍである。

【0030】

第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、均一の厚さで本体部１０に接着している。即ち、対向面３２は、接着面３１に対して平行に設けられている。また、対向面４２は、接着面４１に対して平行に設けられている。ここでの「均一の厚さ」及び「平行」には、予め設定した範囲での微差又は製造誤差などが許容されるとする。たとえば、第一スペーサ３及び第二スペーサ４の厚さが、全領域において平均値の±１０％の範囲内であれば、均一の厚さであるとする。また、対向面３２と接着面３１とのなす角度、及び対向面４２と接着面４１とのなす角度は、それぞれ±５度の範囲内であれば、平行であるとする。

【0031】

第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、半硬化状態であって、硬化状態の第一樹脂と、未硬化状態の第二樹脂と、を含む絶縁性接着樹脂である。即ち、半硬化状態とは、接着能を発揮している成分と、接着能を発揮していない成分とが含まれる状態である。未硬化状態で接着能を発揮していない第二樹脂が含まれることから、第一スペーサ３及び第二スペーサ４には更に硬化して、接着能を発揮する余地がある。

【0032】

第一樹脂は、紫外線硬化性樹脂である。第一樹脂としては、例えば、アクリル樹脂が挙げられる。第二樹脂は、熱硬化性樹脂である。第二樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーとして、例えばシリカなどが挙げられる。フィラーを含むことにより、収縮防止の効果が得られるほか、後述する樹脂層８６（図３（ｂ）参照）を印刷により容易に設けることができる。

【0033】

図１に示されるように、圧電素子２が圧電アクチュエータ１に搭載された状態の第一スペーサ３及び第二スペーサ４は、方向Ｄ１に沿って圧縮されて、方向Ｄ１に垂直な方向に広がっている。これにより、端面３３及び端面４３は、湾曲面となっている。この状態の第一スペーサ３及び第二スペーサ４の厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）は、例えば２０μｍであり、圧縮率は、例えば１０％である。

【0034】

支持部材Ｓ１は、第一スペーサ３を介して本体部１０を支持している。支持部材Ｓ１は、第一部分Ｓ１ａと、第二部分Ｓ１ｂと、を有している。第一部分Ｓ１ａは、本体部１０の第三面５３側に本体部１０から離間して配置されている。第二部分Ｓ１ｂは、第一部分Ｓ１ａの下端部から方向Ｄ２に沿って本体部１０の下方まで延在している。本体部１０の下方に位置する第二部分Ｓ１ｂの端部は、第一スペーサ３を介して本体部１０を支持している。第二部分Ｓ１ｂの厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）は、第一部分Ｓ１ａの厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）よりも薄い。

【0035】

支持部材Ｓ２は、第二スペーサ４を介して本体部１０を支持している。支持部材Ｓ２は、第一部分Ｓ２ａと、第二部分Ｓ２ｂと、を有している。第一部分Ｓ２ａは、本体部１０の第四面５４側に本体部１０から離間して配置されている。第二部分Ｓ２ｂは、第一部分Ｓ２ａの下端部から方向Ｄ２に沿って本体部１０の下方まで延在している。本体部１０の下方に位置する第二部分Ｓ２ｂの端部は、第二スペーサ４を介して本体部１０を支持している。第二部分Ｓ２ｂの厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）は、第一部分Ｓ２ａの厚さ（方向Ｄ１に沿う長さ）よりも薄い。

【0036】

支持部材Ｓ１と支持部材Ｓ２とは、方向Ｄ２に沿って互いに対向している。第一部分Ｓ１ａと第一部分Ｓ２ａとは、圧電素子２を挟んで、方向Ｄ２に沿って互いに対向している。圧電素子２の下方に位置する第二部分Ｓ１ｂの端部と、圧電素子２の下方に位置する第二部分Ｓ２ｂの端部とは、方向Ｄ２に沿って互いに対向している。

【0037】

第一スペーサ３の下側には、支持部材Ｓ１に当接した状態で、制御配線Ｗ１が方向Ｄ２に沿って配置されている。制御配線Ｗ１の端部は、導電性樹脂Ｒ１により、第一電極６（図２（ｂ）参照）における第一スペーサ３の接着している部分よりも方向Ｄ２の中央側の部分と接続されている。第一部分Ｓ２ａの上側には、方向Ｄ２に沿って制御配線Ｗ２が配置されている。制御配線Ｗ２の端部は、導電性樹脂Ｒ２により、第二電極７（図２（ｂ）参照）における第四面５４側の端部と接続されている。

【0038】

次に、上述した圧電素子２の製造方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る圧電素子の製造方法について説明するための図である。図４は、本体基板を示す斜視図である。

【0039】

まず、図３（ａ）及び図４に示されるように、本体基板８２を準備する。本体基板８２は、後述する工程を経て、複数の本体部１０となる基板である。本体基板８２は、圧電体基板８３と、圧電体基板８３に設けられた複数の電極膜８４，８５と、を有している。なお、圧電体基板８３は、後述する工程を経て、複数の圧電体５となる基板である。また複数の電極膜８４，８５は、後述する工程を経て、複数の第一電極６及び複数の第二電極７となる膜である。

【0040】

図４に示されるように、本体基板８２には、方向Ｄ３に沿う複数の切断予定ラインＬ１と、方向Ｄ２に沿う複数の切断予定ラインＬ２とが仮想的に設定されている。各切断予定ラインＬ１の間隔は、圧電素子２の長さ（方向Ｄ２に沿う長さ）に設定されている。各切断予定ラインＬ２の間隔は、圧電素子２の幅（方向Ｄ３に沿う長さ）に設定されている。

【0041】

続いて、図３（ｂ）に示されるように、本体基板８２において、方向Ｄ３に沿う切断予定ラインＬ１上に、第一樹脂及び第二樹脂を含む樹脂層８６を設ける。樹脂層８６は、例えばスクリーン印刷、転写などの印刷方法を用いて、第一樹脂及び第二樹脂を含む樹脂により所定幅の直線的なパターンを形成することで設けられる。

【0042】

続いて、図３（ｃ）に示されるように、本体基板８２の樹脂層８６が形成された面上に透明部材８７を載置する。透明部材８７は、紫外線硬化性樹脂である第一樹脂の吸収波長の紫外線を５０％以上透過する部材である。透明部材８７、例えば、平板、フィルムであり、本体基板８２と対向する平面８７ａを有している。このとき、本体基板８２に対して平面８７ａが平行となるように、透明部材８７を載置する。

【0043】

例えば、第一樹脂が３６５ｎｍの紫外線を吸収する樹脂である場合、透明部材８７として、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダガラスなどのガラス板を使用することができる。第一樹脂がテフロン（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン、ＰＥＴなどの樹脂であれば、透明部材８７として、厚さ１ｍｍ以下の板又はフィルムを使用することができる。平面８７ａをシリコーン系またはフッ素系のコーティング材で表面処理し剥離性を高めてもよい。

【0044】

このように、本体基板８２と平面８７ａとにより樹脂層８６を挟持した状態で、第二樹脂が硬化しない条件で、透明部材８７を通して紫外線を照射し、第一樹脂を硬化させる。このとき、樹脂層８６の厚さが５μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上３０μｍ以下となるよう、本体基板８２と平面８７ａとの間にスペーサを配置してもよい。

【0045】

続いて、透明部材８７を取り外す。これにより、図３（ｄ）に示されるように、均一の厚さの半硬化状態の樹脂層８６が得られる。半硬化状態の樹脂層８６は、硬化状態の第一樹脂と未硬化状態の第二樹脂とを含んでいる。続いて、図３（ｅ）に示されるように、第二樹脂が未硬化の状態である樹脂層８６ごと、本体基板８２を切断予定ラインＬ１，Ｌ２に沿って切断して、個片化（個品化）する。このとき、本体基板８２の樹脂層８６が形成されている面をダイシングテープに貼り付けて、ダイシングを行う。

【0046】

以上により、図２（ｂ）に示されるように、平坦化された対向面３２，４２を有し、均一の厚さで、かつ、硬化状態の第一樹脂と未硬化状態の第二樹脂とを含む第一スペーサ３及び第二スペーサ４を備える圧電素子２が得られる。

【0047】

次に、圧電素子２を支持部材Ｓ１，Ｓ２に取付け、圧電アクチュエータ１を製造する方法について説明する。まず、個片化された圧電素子２をピックアップし、支持部材Ｓ１，Ｓ２上に配置する。ピックアップは、例えば真空吸着により行うことができる。このとき、第一スペーサ３の対向面３２が支持部材Ｓ１の第二部分Ｓ１ｂと対向し、第二スペーサ４の対向面４２が支持部材Ｓ２の第二部分Ｓ２ｂと対向する。

【0048】

続いて、第一スペーサ３及び第二スペーサ４の温度が第二樹脂の硬化温度となるまで、第一スペーサ３及び第二スペーサ４を加熱し、第一スペーサ３及び第二スペーサ４を完全硬化させる。これにより、圧電素子２が支持部材Ｓ１，Ｓ２に接着されて固定される。続いて、導電性樹脂Ｒ１により制御配線Ｗ１を第一電極６に取付けると共に、導電性樹脂Ｒ２により制御配線Ｗ２を第二電極７に取り付ける。これにより、圧電アクチュエータ１が得られる。

【0049】

図５（ａ）は、第一比較形態に係る圧電アクチュエータを示す断面図である。図５（ｂ）は、第二比較形態に係る圧電アクチュエータを示す断面図である。図５（ａ）の第一比較形態に係る圧電アクチュエータ１００Ａ、及び図５（ｂ）の第二比較形態に係る圧電アクチュエータ１００Ｂのそれぞれは、圧電素子１０１と、支持部材１０２，１０３とを備えている。圧電素子１０１は、圧電体１０５と、一対の電極１０６，１０７とを有している。

【0050】

圧電アクチュエータ１００Ａ，１００Ｂに用いられる圧電素子１０１は、図２（ｂ）の本実施形態の圧電素子２と異なり、第一スペーサ３及び第二スペーサ４を備えていない。このため、圧電素子１０１を支持部材１０２，１０３に固定する際に、例えばディスペンサーで圧電素子１０１に１個ずつ接着剤樹脂及びフィラーを含む接着剤１０８を塗布して別途設ける必要がある。この結果、手間及び時間がかかり、生産性が低下する。

【0051】

更に、図５（ａ）に示されるように、接着剤１０８の量、及びフィラーのサイズ等のばらつきに起因して、圧電素子１０１が支持部材１０２，１０３に対して傾いて固定され、圧電素子１０１の変位が支持部材１０２，１０３に適切に伝達されない場合がある。また、図５（ｂ）に示されるように、圧電素子１０１において支持部材１０３と対向する部分以外に接着剤１０８が回り込み、圧電素子１０１の変位が拘束される場合がある。

【0052】

これに対し、本実施形態に係る圧電素子２は、均一の厚さで予め本体部１０に接着している半硬化状態の第一スペーサ３及び第二スペーサ４を備えている。このため、圧電素子２を支持部材Ｓ１，Ｓ２に固定する際に接着剤を別途設ける必要がなく、生産性が向上する。更に、接着剤の量、フィラーのサイズ等のばらつきに起因して、圧電素子２が支持部材Ｓ１，Ｓ２に対して傾いて固定されることが抑制される。また、接着剤が圧電素子２の第三面５３及び第四面５４等に回り込むことも抑制される。この結果、変位量の向上を図ることが可能となる。

【0053】

また、第一スペーサ３及び第二スペーサ４のそれぞれは、硬化状態の第一樹脂と、未硬化状態の第二樹脂と、を含んでいる。このように第一樹脂が硬化状態であるため、第一スペーサ３及び第二スペーサ４を均一の厚さで平坦化された所定の形状に保つことができると共に、第一スペーサ３及び第二スペーサ４を本体部１０に接着している状態とすることができる。また、第二樹脂が未硬化状態であるため、第一スペーサ３及び第二スペーサ４を支持部材Ｓ１，Ｓ２に配置した状態で、第二樹脂を硬化させることにより、圧電素子２を支持部材Ｓ１，Ｓ２に接着させて固定することができる。

【0054】

また、第一樹脂は、紫外線硬化性樹脂であり、第二樹脂は、熱硬化性樹脂である。したがって、本体部１０を支持部材Ｓ１，Ｓ２に配置したときに、第一スペーサ３及び第二スペーサ４が支持部材Ｓ１，Ｓ２により覆われ、紫外線照射が難しい場合でも、熱伝導により第一スペーサ３及び第二スペーサ４を十分に加熱し、第二樹脂を硬化させることができる。

【0055】

また、第一スペーサ３及び第二スペーサ４の厚さは５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以である。このため、支持部材Ｓ１，Ｓ２と第一電極６との間に十分なクリアランスを形成することができる。これにより、例えば第一電極６にバリがあったとしても、短絡を抑制することができる。

【0056】

本実施形態の圧電素子２の製造方法は、樹脂層８６を本体基板８２と平面８７ａとにより挟持した状態で第一樹脂を硬化させるので、均一の厚さで平坦化された樹脂層８６を形成することができる。また、樹脂層８６ごと本体基板８２を個片化することにより、予め本体部１０に均一の厚さで接着している第一スペーサ３及び第二スペーサ４を備える圧電素子２を容易に得ることができる。この圧電素子２によれば、上述のように、変位量の向上を図ることが可能となる。また、樹脂層８６を印刷により一度に形成することができるので、生産性を向上させることができる。

【0057】

また、本体基板８２の樹脂層８６が形成されている面をダイシングテープに貼り付けてダイシングを行う。このため、個片化された圧電素子２をダイシングテープからピックアップした後、圧電素子２の上下方向を反転させることなく、支持部材Ｓ１，Ｓ２上に配置することができる。

【0058】

また、対向面３２，４２が平坦化されているので、対向面３２，４２が盛り上がったような凸状面を呈している場合に比べて、支持部材Ｓ１，Ｓ２との接着面積が大きくなる。このため、圧電素子２と支持部材Ｓ１，Ｓ２との接着強度を十分に保つことができる。これにより、圧電素子２の変位が支持部材Ｓ１，Ｓ２に効率よく伝達される。この結果、圧電アクチュエータ１の変位が更に向上する。

【0059】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

【0060】

例えば、本体基板８２の樹脂層８６が形成されている面の反対側の面をダイシングテープに貼り付けてダイシングを行ってもよい。この場合、本体基板８２とダイシングテープとの間に隙間がないので、ダイシング後の洗浄が容易となる。また、樹脂層８６を切断した後に本体基板８２を切断するので、本体基板８２を切断した後に樹脂層８６を切断する場合に比べて、本体基板８２、特に電極膜８４の割れ、欠けを抑制することができる。

【0061】

圧電素子２は、複数の電極を有していればよく、電極の配置及び数は限定されない。例えば、第一電極６及び第二電極７は、圧電体５の内部に設けられていてもよい。圧電素子２が、３つ以上の電極を有していてもよい。

【0062】

第一樹脂及び第二樹脂は、硬化条件が互いに異なる樹脂であればよく、例えば、第一樹脂が熱硬化性樹脂であり、第二樹脂が紫外線硬化性樹脂であってもよい。また、第一樹脂及び第二樹脂が互いに硬化温度が異なる熱硬化性樹脂であってもよい。また、第一樹脂及び第二樹脂が互いに吸収波長が異なる紫外線硬化性樹脂であってもよい。

【0063】

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0064】

（実施例１）
圧電セラミック粉のペーストから作成したグリーンシートを重ね合わせ、圧電体グリーンとした後、焼成した。これにより、３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ５０μｍのＰＺＴ焼成基板を作成した。作成したＰＺＴ焼成基板の両面にスパッタリング法で下地層としてＮｉＣｒを形成した後、Ａｕを形成し、電極膜とした。樹脂層として、スクリーン印刷で紫外線硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを含む絶縁性接着樹脂により、Ｌ／Ｓ（ライン幅／スペース幅）が１ｍｍ／２ｍｍのパターンを形成した。表面をフッ素コーティングした０．７ｍｍのホウケイ酸ガラスを樹脂層上に載せた。このとき、樹脂層の厚さが１００μｍとなるようにスペーサを用いた。続いて、波長３６５ｎｍの紫外線を照射し、樹脂層の紫外線硬化性樹脂成分を硬化させた。ホウケイ酸ガラスを取り除き、樹脂層が印刷された面をダイシングテープに貼り付けた後、ダイシングにより個片化した。

【0065】

（実施例２）
樹脂層が印刷された面の反対側の面をダイシングテープに貼り付けた以外は、実施例１と同様にして、圧電素子を形成した。

【0066】

（比較例）
ホウケイ酸ガラスを載せずに、樹脂層の紫外線硬化性樹脂成分を硬化させた以外は実施例１と同様にして圧電素子を形成した。

【0067】

以上のようにして形成した実施例１，２及び比較例の圧電素子をアクチュエータベースに取り付け、連続駆動したところ、比較例の圧電素子を用いたアクチュエータでは、圧電素子とアクチュエータベースとの接着が外れ、アクチュエータが変位しなくなるという現象が生じた。一方、実施例１，２の圧電素子を用いたアクチュエータではそのような現象は生じなかった。

【符号の説明】

【0068】

１…圧電アクチュエータ、２…圧電素子、３…第一スペーサ、４…第二スペーサ、５…圧電体、１０…本体部、３３…端面、４３…端面、５１…第一面、５１ａ…第一辺、５１ｂ…第二辺、５１ｃ…第三辺、５１ｄ…第四辺、Ｓ１，Ｓ２…支持部材、８２…本体基板、８３…圧電体基板、８４，８５…電極膜、８６…樹脂層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】