(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース材上に、振動部材を成膜する工程と、
前記振動部材上に第１電極層を成膜する工程と、
前記第１電極層上に圧電層を成膜する工程と、
前記圧電層上に第２電極層を成膜する工程と、
前記第１電極層、前記圧電層及び前記第２電極層において、前記振動部材の縁に位置する部分を除去する工程と、
前記振動部材の縁を枠状の支持体の内側面に固定する工程と、
を備え、
前記第２電極層を成膜する工程の後に、前記ベース材が残留しないように前記ベース材の全体を前記振動部材から剥離させる工程をさらに備え、
前記振動部材はリン青銅またはステンレスからなる
発振装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発振装置の製造方法において、
前記第２電極層を成膜する工程の後に、前記第１電極層及び前記第２電極層の間に電圧を印加することにより、前記圧電層を分極する工程をさらに備える発振装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発振装置の製造方法において、
前記圧電層を成膜する工程において、吹付法、スパッタリング法、又はエアロゾルデポジション法により形成する発振装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発振装置の製造方法において、
前記第１電極層を形成する工程において、スパッタリング法により前記第１電極層を形成する発振装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発振装置の製造方法において、
前記第２電極層を形成する工程において、スパッタリング法により前記第２電極層を形成する発振装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動部材の製造方法及び発振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やラップトップ型コンピュータの携帯端末などの需要が拡大している。特にテレビ電話や動画再生、ハンズフリー電話機能などの音響機能を商品価値とした薄型の携帯端末の開発が進められている。これらの開発の中で、小型でかつ出力が大きい電気音響変換器の要求が高まっている。従来、携帯電話等の電子機器には、電気音響変換器として動電型電気音響変換器が利用されている。この動電型電気音響変換器は、永久磁石とボイスコイルと振動膜から構成されている。しかしながら動電型電気音響変換器は、その動作原理及び構造から、薄型化には限界がある。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、圧電振動子を電気音響変換器であるパラメトリックスピーカして使用することが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧電振動子を用いて発振装置を作成する方法としては、両面に電極層を形成した圧電振動子を、薄いシート状の振動部材に取り付ける方法が一般的である。しかしこの方法では、振動部材が薄い場合、振動部材の上に圧電振動子を取り付けることは困難になる。
【０００５】
本発明の目的は、振動部材を薄くすることができる発振装置の製造方法及び発振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、ベース材上に、振動部材を成膜する工程と、
前記振動部材上に第１電極層を成膜する工程と、
前記第１電極層上に圧電層を成膜する工程と、
前記圧電層上に第２電極層を成膜する工程と、
前記第１電極層、前記圧電層及び前記第２電極層において、前記振動部材の縁に位置する部分を除去する工程と、
前記振動部材の縁を枠状の支持体の内側面に固定する工程と、
を備え、
前記第２電極層を成膜する工程の後に、前記ベース材が残留しないように前記ベース材の全体を前記振動部材から剥離させる工程をさらに備え、
前記振動部材はリン青銅またはステンレスからなる
発振装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発振装置の振動部材を薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１〜図４は、第１の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。この発振装置の製造方法は、以下の工程を有する。まず、ベース材１００上に、振動部材１０を成膜する。次いで、振動部材１０上に第１電極層２６を成膜する。次いで、第１電極層２６上に圧電層２２を成膜する。次いで、圧電層２２上に第２電極層２４を成膜する。以下、詳細に説明する。
【００１２】
まずベース材１００を準備する。ベース材１００は成膜処理において基板になるものであり、例えばガラスなど、剛性を有していて第１電極層２６との密着性が低い材料で形成されている。ただしベース材１００は、他の材料により形成されていても良い。
【００１３】
次いで図１（ａ）に示すように、ベース材１００の上に、振動部材１０を、例えばスパッタリング法を用いて成膜する。振動部材１０を構成する材料は、圧電層２２に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。振動部材１０の厚みは、例えば５μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上３０μｍ以下である。また、振動部材１０は、剛性を示す指標である縦弾性係数が１Ｇｐａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。
【００１４】
次いで図１（ｂ）に示すように、振動部材１０上に第１電極層２６を、例えばスパッタリング法により形成する。第１電極層２６は、例えば銀や銀／パラジウムであり、その厚さは振動部材１０より薄く、例えば１μｍ以上５０μｍ以下である。
【００１５】
次いで図２（ａ）に示すように、第１電極層２６上に圧電層２２を形成する。圧電層２２は、例えば吹付法、スパッタリング法、又はエアロゾルデポジション法により形成される。圧電層２２を吹付法により形成する場合、吹き付け後の圧電層２２を焼結する必要がある。圧電層２２は、圧電効果を有する材料であれば、無機材料及び有機材料のいずれであってもよい。ただし、電気機械変換効率が高い材料、例えばジルコン酸チタン酸塩（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であるのが好ましい。圧電層２２の厚さｈは、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下である。厚さｈが１０μｍ未満の場合、発振装置の製造時に圧電振動子２０が破損する可能性が出てくる。また厚さｈが１ｍｍ超の場合、電気機械変換効率が低くなりすぎてしまい、十分な大きさの振動を得られない。
【００１６】
次いで図２（ｂ）に示すように、圧電層２２上に第２電極層２４を、例えばスパッタリング法により形成する。第２電極層２４は、例えば銀や銀／パラジウムであり、その厚さは振動部材１０より薄く、例えば１μｍ以上５０μｍ以下である。これにより、第１電極層２６、圧電層２２、及び第２電極層２４からなる圧電振動子２０が形成される。その後、第１電極層２６及び第２電極層２４の間に電圧を印加する。これにより、圧電層２２は分極される。
【００１７】
その後、図３（ａ）に示すように、振動部材１０の縁に位置する圧電振動子２０を除去する。ここでの除去方法は、科学的な方法で行ってもよいし、物理的な方法により行ってもよい。次いで図３（ｂ）に示すように、ベース材１００から振動部材１０を除去する。
【００１８】
次いで図４に示すように、振動部材１０の縁を枠状の支持体４０の内側面に固定する。次いで、圧電振動子２０の第１電極層２６及び第２電極層２４を、発振回路に接続する。この発振回路は、制御部５０及び信号生成部５４を有している。信号生成部５４は、圧電振動子２０に入力する電気信号を生成する。制御部５０は、外部から入力された音声データを変調して超音波発振用のデータを生成し、このデータを、信号生成部５４を介して圧電振動子２０に入力する。
【００１９】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、振動部材１０を、スパッタリング法などを用いて成膜している。従って、振動部材１０を薄くすることができる。また振動部材１０が薄くても、その厚さを精度よく制御することができる。
【００２０】
また、圧電体は一般的に割れやすいが、本実施形態では、圧電層２２も成膜法により形成している。このため、振動部材１０上に圧電振動子２０を設けるときに、圧電層２２が割れることを抑制できる。
【００２１】
また第１電極層２６も成膜法により形成しているため、第１電極層２６の全面を振動部材１０に接触させることができる。従って、第１電極層２６と振動部材１０の接合強度を高くすることができる。また、振動部材１０上に圧電振動子２０を形成した後に、圧電層２２を分極している。このため、圧電層２２の分極後に圧電層２２に高温が加わることを抑制できる。このため、圧電層２２の分極が消去することを抑制できる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る発振装置の製造方法を示す断面図である。まず図５（ａ）に示すように、ベース材１００の上に、振動部材１０及び第１電極層２６を、例えばスパッタリング法を用いて成膜する。これらの成膜方法は、第１の実施形態と同様である。次いで、第１電極層２６上にマスクパターン６０、例えばレジストパターンを形成する。マスクパターン６０は、第１電極層２６のうち圧電層２２を形成したくない領域を被覆している。
【００２３】
次いで、マスクパターン６０上及び第１電極層２６上に、圧電層２２及び第２電極層２４をこの順に形成する。圧電層２２及び第２電極層２４の形成方法は、第１の実施形態と同様である。
【００２４】
その後、図５（ｂ）に示すようにマスクパターン６０を除去する。この工程において、マスクパターン６０上並びにその周囲に位置する圧電層２２及び第１電極層２６も除去される。これにより、圧電振動子２０が振動部材１０上の所望の範囲に形成される。
【００２５】
その後、振動部材１０の縁を支持体４０（図４に図示）の内側面に固定する。次いで、圧電振動子２０の第１電極層２６及び第２電極層２４を、発振回路に接続する。
【００２６】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えばベース材１００を、ステンレスなど振動部材として使用できる材料で形成した場合、ベース材１００を振動部材として使用することができるため、振動部材１０を成膜する工程を省略することができる。
【００２８】
また、図２（ｂ）に示した工程の後のいずれかのタイミングにおいて、圧電振動子２０及び振動部材１０を複数の個片に分割する工程を有していてもよい。このようにすると、発振装置の生産効率が向上する。この個片化工程は、例えば図３（ａ）に示した工程の後、図３（ｂ）に示した工程の前に行われる。この場合、図３（ａ）に示した工程では、圧電振動子２０を部分的に除去することにより、予め圧電振動子２０は複数の個片に分割される。
以下、参考形態の例を付記する。
１．
ベース材上に、振動部材を成膜する工程と、
前記振動部材上に第１電極層を成膜する工程と、
前記第１電極層上に圧電層を成膜する工程と、
前記圧電層上に第２電極層を成膜する工程と、
を備える発振装置の製造方法。
２．
１．に記載の発振装置の製造方法において、
前記第２電極層を成膜する工程の後に、前記第１電極層及び前記第２電極層の間に電圧を印加することにより、前記圧電層を分極する工程をさらに備える発振装置の製造方法。
３．
１．又は２．に記載の発振装置の製造方法において、
前記第２電極層を成膜する工程の後に、前記ベース材を前記第１電極層から剥離させる工程を備える発振装置の製造方法。
４．
１．〜３．のいずれか１つに記載の発振装置の製造方法において、
前記圧電層を成膜する工程において、吹付法、スパッタリング法、又はエアロゾルデポジション法により形成する発振装置の製造方法。
５．
１．〜４．のいずれか１つに記載の発振装置の製造方法において、
前記第１電極層を形成する工程において、スパッタリング法により前記第１電極層を形成する発振装置の製造方法。  
６．
１．〜５．のいずれか１つに記載の発振装置の製造方法において、
前記第２電極層を形成する工程において、スパッタリング法により前記第２電極層を形成する発振装置の製造方法。
７．
振動部材と、
前記振動部材上に第１電極層と、
前記第１電極層上に形成された圧電層と、
前記圧電層上に形成された第２電極層と、
を備え、
前記振動部材、前記第１電極層、前記圧電層、及び前記第２電極層は、成膜法により形成されている発振装置。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 振動部材
２０ 圧電振動子
２２ 圧電層
２４ 第２電極層
２６ 第１電極層
４０ 支持体
５０ 制御部
５４ 信号生成部
６０ マスクパターン
１００ ベース材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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