(57)【要約】【課題】圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる圧電装置の製造方法を提供する。【解決手段】圧電装置の製造方法は、はんだと第１主剤と第１硬化剤と第１活性剤とを含む第１材料５１を用意する工程と、第２主剤と第２硬化剤とを含む第２材料５２を用意する工程と、主表面１ａを有する圧電体１と主表面１ａに配置された第１電極２１とを含む圧電素子１０の第１電極２１の少なくとも一部を覆うように第１材料５１を塗布する工程と、第１材料５１を塗布する工程より後で第２材料５２を塗布する工程と、第２電極２２を有する導通部材４を用意する工程と、第１電極２１と第２電極２２とが第１材料５１および第２材料５２を共に挟み込むように、導通部材４を圧電素子１０に対して相対的に配置する工程と、第１材料５１および第２材料５２を加熱して硬化させる工程とを含む。【選択図】図１２
2019041087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだと第１主剤と第１硬化剤と第１活性剤とを含む第１材料を用意する工程と、
第２主剤と第２硬化剤とを含む第２材料を用意する工程と、
主表面を有する圧電体と前記主表面に配置された第１電極とを含む圧電素子の前記第１電極の少なくとも一部を覆うように前記第１材料を塗布する工程と、
前記第１材料を塗布する工程より後で前記第２材料を塗布する工程と、
第２電極を有する導通部材を用意する工程と、
前記第１電極と前記第２電極とが前記第１材料および前記第２材料を共に挟み込むように、前記導通部材を前記圧電素子に対して相対的に配置する工程と、
前記第１材料および前記第２材料を加熱して硬化させる工程とを含む、圧電装置の製造方法。
【請求項２】
前記圧電体の前記主表面にさらに第３電極を有し、
前記導通部材にさらに第４電極を有し、
前記第１材料を塗布する工程においては、前記第３電極の少なくとも一部を覆うように前記第１材料が塗布され、
前記導通部材を前記圧電素子に対して相対的に配置する工程においては、前記第３電極と前記第４電極とが前記第１材料および前記第２材料を共に挟み込むように、前記導通部材が前記圧電素子に対して相対的に配置される、請求項１に記載の圧電装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２材料はさらに第２活性剤を含み、前記第１材料における前記第１活性剤の含有率が、前記第２材料における前記第２活性剤の含有率より大きい、請求項１または２に記載の圧電装置の製造方法。
【請求項４】
前記導通部材を前記圧電素子に対して相対的に配置する工程においては、前記第２材料が、前記圧電体の前記主表面と前記導通部材との間および前記圧電体の側面に連なって配置される、請求項１から３のいずれかに記載の圧電装置の製造方法。
【請求項５】
主表面を有する圧電体と、
前記主表面に配置された第１電極と、
第２電極を有する導通部材とを備え、
前記第１電極と前記第２電極との間には、前記第１電極と前記第２電極をつなぐように形成されたはんだ部と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれつつ、前記第１電極の表面に垂直な方向から見たときに前記はんだ部を取り囲むように形成された第１樹脂部と、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれつつ、前記第１電極の表面に垂直な方向から見たときに前記第１樹脂部を取り囲むように形成された第２樹脂部とを備える、圧電装置。
【請求項６】
前記第２樹脂部が、前記圧電体の前記主表面と前記導通部材との間および前記圧電体の側面に連なって配置された、請求項５に記載の圧電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波センサなどの圧電素子に対して、引出電極の役割を果たすフレキシブル回路基板（以下「ＦＰＣ」という。）を電気的に接続することが行なわれていた。その一例は、特開２０１１−２５０３２７号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１では、この接続の際に、圧電素子側の電極とＦＰＣの電極とを電気的に接続するために、はんだと樹脂材料との混合物が用いられていた。ここでいう樹脂材料は、主剤、硬化剤、フィラーを含むものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記樹脂材料においては、フィラーの比率が多くなると、濡れ性が悪くなるという問題があった。逆にフィラーの比率が少なかったりフィラーを入れなかったりした場合には硬化剤が適切に分散されないという問題があった。硬化剤が適切に分散されないと、硬化のための加熱処理の際に硬化剤のみが異常凝集してしまう。
【０００５】
圧電素子とＦＰＣとの接続部に十分な強度を得るためには、上記樹脂材料を圧電素子とＦＰＣとの間に配置して濡れさせ、さらにはみ出した樹脂材料によってフィレットを形成することが求められるが、このために樹脂材料の塗布量を増加させた場合には同時にはんだ量も増加するので、電極間の短絡のリスクが増す。
【０００６】
樹脂材料とはんだとの比率を変えて、樹脂材料の量を相対的に増加させた場合には、はんだの凝集が不十分となり、はんだが広い範囲に分散してしまうので、短絡のリスクが増す。この現象の原因は、以下のように説明することができる。樹脂材料の量を相対的に増加させた状態においては、樹脂材料の中にはんだが均等に分散していると仮定したとき、はんだ量が樹脂材料に比べて相対的に減少することで、はんだ粒間の距離が広がる。距離が大きくあいているので、加熱して溶融させたときにもはんだ粒同士の接触が生じにくく、凝集に至りにくい。その結果、はんだが広い範囲に分散してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる圧電装置およびそ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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に基づく圧電装置の製造方法は、はんだと第１主剤と第１硬化剤と第１活性剤とを含む第１材料を用意する工程と、第２主剤と第２硬化剤とを含む第２材料を用意する工程と、主表面を有する圧電体と前記主表面に配置された第１電極とを含む圧電素子の前記第１電極の少なくとも一部を覆うように前記第１材料を塗布する工程と、前記第１材料を塗布する工程より後で前記第２材料を塗布する工程と、第２電極を有する導通部材を用意する工程と、前記第１電極と前記第２電極とが前記第１材料および前記第２材料を共に挟み込むように、前記導通部材を前記圧電素子に対して相対的に配置する工程と、前記第１材料および前記第２材料を加熱して硬化させる工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法のフローチャートである。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で用意される第１材料および第２材料を模式的に示した説明図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第１材料を塗布する工程の説明図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第１材料を塗布した結果を示す斜視図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第１材料を塗布した結果を示す平面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第１材料を塗布した結果の第１の変形例を示す平面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第２材料を塗布する工程の説明図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第２材料を塗布した結果を示す平面図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第２材料を塗布した結果の第１の変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第２材料を塗布した結果の第２の変形例を示す平面図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で用いる導通部材の部分斜視図である。
【図１２】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で、導通部材を圧電素子に対して相対的に配置する工程の第１の説明図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で、導通部材を圧電素子に対して相対的に配置する工程の第２の説明図である。
【図１４】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で、第１材料および第２材料を加熱して硬化させた状態の断面図である。
【図１５】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で、第１材料および第２材料を加熱して硬化させた状態の平面図である。
【図１６】本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法で第２材料を塗布した結果の第２の変形例に対応する、導通部材を圧電素子に対して相対的に配置する工程の後の状態の断面図である。
【図１７】図１６の構造から第１材料および第２材料を加熱して硬化させた状態の断面図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態２における圧電装置の製造方法で、圧電素子の第１電極および第３電極にそれぞれ第１材料を塗布した状態の断面図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態２における圧電装置の製造方法で、第２材料を塗布した状態の断面図である。
【図２０】本発明に基づく実施の形態２における圧電装置の製造方法で、導通部材を貼り付けた状態の断面図である。
【図２１】本発明に基づく実施の形態２における圧電装置の製造方法で、第２材料を塗布した状態の第１の変形例の断面図である。
【図２２】図２１に示した構造において導通部材を貼り付けた状態の断面図である。
【図２３】図２２に示した構造において加熱した状態の断面図である。
【図２４】図２３に示した状態の平面図である。
【図２５】図２３に示した状態において第２材料をより多く塗布した場合の断面図である。
【図２６】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で用いる圧電素子および導通部材の平面図である。
【図２７】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、第１材料を塗布する工程の説明図である。
【図２８】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、第１材料を塗布した後の状態の平面図である。
【図２９】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、第２材料を塗布する予定の領域の説明図である。
【図３０】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、第２材料を塗布する工程の説明図である。
【図３１】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、第２材料を塗布する工程を終えた状態の平面図である。
【図３２】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、導通部材を圧電素子に対して相対的に配置した状態の平面図である。
【図３３】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で、加熱を終えた状態の圧電素子および導通部材を裏側から見た平面図である。
【図３４】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で得られた圧電装置の側面図である。
【図３５】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で得られた圧電装置の断面図である。
【図３６】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で得られた圧電装置のフィレット幅の説明図である。
【図３７】本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法で得られた圧電装置のフィレット幅と引張強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。
【００１２】
（実施の形態１）
（製造方法）
図１〜図１５を参照して、本発明に基づく実施の形態１における圧電装置の製造方法について説明する。本実施の形態における圧電装置の製造方法のフローチャートを図１に示す。この圧電装置の製造方法は、はんだと第１主剤と第１硬化剤と第１活性剤とを含む第１材料を用意する工程Ｓ１と、第２主剤と第２硬化剤とを含む第２材料を用意する工程Ｓ２と、主表面を有する圧電体と前記主表面に配置された第１電極とを含む圧電素子の前記第１電極の少なくとも一部を覆うように前記第１材料を塗布する工程Ｓ３と、前記第１材料を塗布する工程Ｓ３より後で前記第２材料を塗布する工程Ｓ４と、第２電極を有する導通部材を用意する工程Ｓ５と、前記第１電極と前記第２電極とが前記第１材料および前記第２材料を共に挟み込むように、前記導通部材を前記圧電素子に対して相対的に配置する工程Ｓ６と、前記第１材料および前記第２材料を加熱して硬化させる工程Ｓ７とを含む。
【００１３】
以下、各工程について、詳しく述べる。
工程Ｓ１と工程Ｓ２とはいずれを先に行なってもよく、同時に行なってもよい。工程Ｓ１および工程Ｓ２を行なうことにより、たとえば図２に示すように、第１材料５１と、第２材料５２とが用意される。図２は、説明の便宜のために模式的に示したものであり、実際にはこのような容器に入っているとは限らない。図２に示すように、この時点では、第１材料５１および第２材料５２はいずれも液体である。第１材料５１は、はんだと第１主剤と第１硬化剤と第１活性剤とを含む。第２材料５２は、第２主剤と第２硬化剤とを含む。すなわち、はんだは、第１材料５１には含まれているが、第２材料５２には含まれていない。
【００１４】
工程Ｓ３では、たとえば図３に示すように、主表面１ａを有する圧電体１と主表面１ａに配置された第１電極２１とを含む圧電素子１０の第１電極２１の少なくとも一部を覆うように第１材料５１を塗布する。図３に示した例では、吐出ヘッド３から第１材料５１を吐出している。この塗布方法は、あくまで一例であって、これ以外の方法であってもよい。図３に示した吐出ヘッド３の形状は、あくまで一例であってこのとおりとは限らない。図３に示した例により塗布を行なった結果を図４に示す。これを主表面１ａに垂直な方向から見たところを図５に示す。この例では、第１材料５１は第１電極２１の表面に載っている。ここでは、第１材料５１の全体が第１電極２１の表面に載っているが、図６に示すように、第１材料５１の一部が第１電極２１の表面からはみ出すような状態であってもよい。本実施の形態では、図４および図５に示すように、第１材料５１の全体が第１電極２１の表面に載っているものとして以下の説明を続ける。
【００１５】
工程Ｓ４として、図７に示すように、第２材料５２を塗布する。この例では、第１材料５１の液滴のほぼ中心を狙って吐出ヘッド３から第２材料５２が吐出されている。この結果、図８に示すようになる。すなわち、第１材料５１の表面を第２材料５２が包み込んだ状態となる。これはあくまで一例であって、他の例も考えられる。たとえば図９に示すように、第１材料５１の中心からずれた位置を狙って第２材料５２が吐出されてもよい。図９に示した例では、第１材料５１の一部が第２材料５２によって覆われている。第１材料５１の他の一部は第２材料５２によって覆われることなく露出している。たとえば図１０に示すような状態であってもよい。図１０に示した例では、第１材料５１と第２材料５２とは全く別の位置に塗布されており、両者は触れ合っていない。本実施の形態では、図８に示したように、第１材料５１の表面を第２材料５２が包み込んでいるものとして以下の説明を続ける。
【００１６】
工程Ｓ５として、たとえば図１１に示すように、第２電極２２を有する導通部材４を用意する。導通部材４はたとえばＦＰＣである。導通部材４は柔軟な材料からなる基材４０を含む。基材４０の表面に第２電極２２が配置されている。第２電極２２からは基材４０の表面に沿って配線が延びている。図１１に示した第２電極２２の形状は、あくまで一例であってこれに限らない。工程Ｓ５を行なうタイミングは、工程Ｓ１〜Ｓ４より後とは限らない。
【００１７】
工程Ｓ６では、たとえば図１２に示すように、第１電極２１と第２電極２２とが第１材料５１および第２材料５２を共に挟み込むように、導通部材４を圧電素子１０に対して相対的に配置する。こうすることによって、図１３に示すような構造が得られる。第１電極２１と第２電極２２との間において、第１材料５１および第２材料５２が押しつぶされて広がっている。この状態においても、第１材料５１のまわりを第２材料５２が取り囲んだ状態は維持されている。
【００１８】
工程Ｓ７として、第１材料５１および第２材料５２を加熱して硬化させる。こうして、図１４に示すような構造が得られる。図１３に比べて図１４では、第１材料５１の内部で、はんだ５１ａと樹脂材料５１ｂとが分離している。はんだ５１ａははんだ成分が凝集し、溶融して硬化したものである。この状態を主表面１ａに垂直な方向から見たところを図１５に示す。はんだ５１ａのまわりを樹脂材料５１ｂが取り囲み、さらにそのまわりを第２材料５２が取り囲んでいる。図１５に示すように、はんだ５１ａ、樹脂材料５１ｂおよび第２材料５２は、同心状に配置されていてもよい。
【００１９】
（作用・効果）
第１電極２１と第２電極２２との間の電気的接続は、はんだ５１ａによって確保される。はんだ５１ａのまわりには樹脂材料５１ｂおよび第２材料５２が取り囲んでいるので、はんだ５１ａは十分に保護される。
【００２０】
本実施の形態では、導通部材４と圧電素子１０との接合部は、第２材料５２の存在により補強されるので、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。
【００２１】
あるいは、他の例として、工程Ｓ４までを終えた時点で図１０に示したように第１材料５１と第２材料５２とが互いに離隔して配置されている場合には、工程Ｓ６を行なうことによって、図１６に示す構造になりうる。この場合、工程Ｓ７を行なうことによって、図１７に示す構造になりうる。はんだ５１ａのまわりを樹脂材料５１ｂが取り囲んでいる。第２材料５２は樹脂材料５１ｂを取り囲むことなく異なる場所にある。この場合も、導通部材４と圧電素子１０との接合部は、第２材料５２の存在により補強されるので、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。
【００２２】
本実施の形態において、第２材料５２はさらに第２活性剤を含み、前記第１材料における前記第１活性剤の含有率が、前記第２材料における前記第２活性剤の含有率より大きいことが好ましい。この構成を採用することにより、第２材料５２が強固に固着するので、はんだを短絡させることなく、圧電素子と導通部材とを強固に接続することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
（製造方法）
図１８〜図２０を参照して、本発明に基づく実施の形態２における圧電装置の製造方法について説明する。本実施の形態では、圧電素子１０ｉを用いる。圧電素子１０ｉは、圧電体１の一方の面に第１電極２１を備え、他方の面に裏面電極２６を備える。裏面電極２６の端から圧電体１の反対側の面に折り返すように延在する部分があり、この部分は第３電極２３となっている。第１電極２１と第３電極２３との間は間隙２５によって隔てられている。図１８に示すように、第１電極２１の上面と第３電極２３の上面とにそれぞれ第１材料５１を塗布する。さらに図１９に示すように、これら２ヶ所の第１材料５１の液滴をそれぞれ覆うように第２材料５２を塗布する。図２０に示すように、第１材料５１および第２材料５２を挟み込むように導通部材４ｉを貼り付ける。導通部材４ｉは下面に第２電極２２と第４電極２４とを備える。本実施の形態における圧電装置の製造方法では、実施の形態１で説明した圧電装置の製造方法の各工程を含み、さらに以下の条件を満たす。
【００２４】
本実施の形態における圧電装置の製造方法では、圧電体１の主表面１ａにさらに第３電極２３を有し、導通部材４ｉにさらに第４電極を有し、第１材料５１を塗布する工程Ｓ１においては、第３電極２３の少なくとも一部を覆うように第１材料５１が塗布され、導通部材４ｉを圧電素子１０ｉに対して相対的に配置する工程Ｓ６においては、第３電極２３と第４電極２４とが第１材料５１および第２材料５２を共に挟み込むように、導通部材４ｉが圧電素子１０ｉに対して相対的に配置される。
【００２５】
（作用・効果）
本実施の形態では、第１電極２１と第２電極２２とが電気的に接続され、第３電極２３と第４電極２４とが電気的に接続されるので、２通りの電気的接続を互いに短絡させることなく別々に実現することができる。本実施の形態においても、導通部材４と圧電素子１０との接合部は、第１材料５１の周囲を取り囲む第２材料５２により補強されるので、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。
【００２６】
（他の例）
第１材料５１および第２材料５２の配置としては、図１９に示したようなものの他に、たとえば図２１に示すようなものであってもよい。図２１に示した例では、第１電極２１の上面に配置された第１材料５１と、第３電極２３の上面に配置された第１材料５１とは別々に配置されているが、これら両者を一括して覆うように第２材料５２が塗布されている。第２材料５２は、第１電極２１と第３電極２３とにまたがるように塗布されている。図２１に示すように塗布された場合、導通部材４ｉを貼り付けることによって、たとえば図２２に示すような構造となる。
【００２７】
さらに加熱することによって、図２２に示されていた構造は、図２３に示すようになる。すなわち、第１材料５１の各々の内部ではんだ５１ａと樹脂材料５１ｂとが分離している。この状態を平面図で示すと、図２４のようになる。はんだ５１ａの周りを樹脂材料５１ｂが取り囲んでいる。図２４では、手前にある第２電極２２および第４電極２４を二点鎖線で表示している。図２４では、第２材料５２は透過性を有するので、第２材料５２によって覆われている部分においても第１電極２１および第３電極２３の外形線は透けて見えている。
【００２８】
２ヶ所にそれぞれ配置された第１材料５１のはんだ５１ａが電気的接続を担い、そのまわりを取り囲む樹脂材料５１ｂおよびさらにその周囲を埋めるように配置された第２材料５２によって、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。
【００２９】
（さらに他の例）
図２３に示した例において、第２材料５２を予めより多く塗布しておくことにより、図２５に示す構造を得ることができる。圧電素子１０ｉの側面１ｄから導通部材４ｉの表面にまたがるようにフィレット５２ｆが形成されている。このようにフィレット５２ｆを形成することによって、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をさらに高めることができる。
【００３０】
すなわち、言い換えれば、本実施の形態における圧電装置の製造方法では、導通部材４ｉを圧電素子１０ｉに対して相対的に配置する工程Ｓ６において、第２材料５２が、圧電体１の主表面１ａと導通部材４ｉとの間および圧電体１の側面１ｄに連なって配置されることが好ましい。
【００３１】
（実施の形態３）
（構成）
図２６〜図３５を参照して、本発明に基づく実施の形態３における圧電装置の製造方法について説明する。本実施の形態では、図２６に示すように、圧電素子１０ｊに導通部材４ｊを接合することによって１つの圧電装置を得るものとする。図２６では、圧電素子１０ｊおよび導通部材４ｊの接合後の位置関係を平面図で示しているのであって、第１材料５１および第２材料５２は表示していない。図２６においてａ〜ｆで示されている部分の寸法は以下のとおりである。
【００３２】
ａ＝６．５ｍｍ
ｂ＝５．２ｍｍ
ｃ＝１．５ｍｍ
ｄ＝１．１ｍｍ
ｅ＝０．４ｍｍ
ｆ＝２．４ｍｍ
ただし、これらの寸法はあくまで一例である。第２電極２２および第４電極２４は、導通部材４ｊの紙面奥側の面において圧電素子１０ｊに対向するように露出しているものであり、本来手前からは見えないものであるが、図２６においては位置関係を示すためにあえて表示している。第２電極２２および第４電極２４はたとえば銅で形成された膜である。導通部材４ｊの導電体以外の部分は、たとえばポリイミド樹脂で形成されている。図２６において、間隙２５の一部は導通部材４ｊによって覆われているが、この部分も透けて見えている。
【００３３】
本実施の形態では、工程Ｓ１として、はんだと第１主剤と第１硬化剤と第１活性剤とを含む第１材料５１を用意する。第１材料５１に含まれるはんだは、Ｓｎ−Ｂｉ系低融点はんだである。第１主剤はエポキシ系樹脂である。第１硬化剤はイミダゾール系硬化剤である。第１活性剤ははんだ溶融活性剤である。第１材料５１は、はんだと樹脂材料とを、はんだに対して体積比率で樹脂の方を多く配合して作られるものである。
【００３４】
工程Ｓ２として、第２主剤と第２硬化剤とを含む第２材料５２を用意する。第２主剤はエポキシ系樹脂である。第２硬化剤は熱硬化型硬化剤である。第２材料５２は、さらに硬化促進剤としてのイミダゾール系硬化剤を含んでいてもよい。第２材料５２は、さらにフィラーとしてのシリカを含んでいてもよい。
【００３５】
工程Ｓ３として、図２７に示すように圧電素子１０ｊの表面に第１材料５１を塗布する。ここでは、吐出ヘッド３を用いて第１材料５１を塗布しているが、吐出ヘッド３は、たとえばエアディスペンサ、ジェットディスペンサなどのいずれかであってよい。吐出ヘッド３を用いる代わりにスクリーン印刷によって塗布してもよい。塗布量は、１ドット当たり０．０３ｍｇ以上０．１１ｍｇ以下とする。１つの電極につき１ドットまたは２ドットの塗布を行なう。図２７では、電極は図示省略されている。本実施の形態では、図２７に示すように２ドットの塗布を行なっている。図２７では、１ドット目を塗布し終えて２ドット目を塗布する様子が示されている。塗布するドット数および総塗布量は、部品設計に応じて適宜決めればよい。こうして、図２８に示すように、第１電極２１と第３電極２３とに第１材料５１を２ドットずつ塗布する。図２８では、合計４ドット分の第１材料５１が示されている。ここで示す例では、これら４ドット分の第１材料５１は長方形をなすように配置されている。
【００３６】
はんだの溶融温度未満の温度である１２０℃で１分間ほど予熱を行なう。
工程Ｓ４として、第２材料５２を塗布する。第２材料の塗布には、エアディスペンサ、ジェットディスペンサなど、塗布対象物に触れずに塗布が行なえる方法が採用される。図２９に示すように、既に塗布されている第１材料５１の４点を頂点とした長方形の重心を目標としてたとえばジェットディスペンサによって、第２材料５２を吐出する。図２９では、第２材料５２を吐出すべき位置を領域５０として二点鎖線で示している。ここで示す例では、領域５０は、第１材料５１の液滴が位置する４点を頂点とした長方形の重心を中心として設定される。工程Ｓ４を行なう様子を図３０に示す。第２材料５２塗布量の合計が目標とする塗布量に達するように、領域５０には、第２材料５２の複数のドットを重ねて塗布する。たとえば０．１０ｍｇの第２材料５２を塗布するために、これを４等分して吐出１回当たり０．０２５ｍｇずつとして４回の吐出を行なった。
【００３７】
工程Ｓ４を終えた状態を図３１に示す。第１材料５１の４点を一括して覆うように広い範囲にわたって第２材料５２が配置されている。第２材料５２は、領域５０に向けて吐出されたものであるが、領域５０から溢れてこのように広い範囲にまたがっている。図３１では、第１材料５１の４つの液滴は第２材料５２に覆われているが、第２材料５２が透明であるので、第１材料５１も見えている。
【００３８】
工程Ｓ５として、導通部材４ｊを用意する。工程Ｓ６として、図３２に示すように、導通部材４ｊを圧電素子１０ｊに対して相対的に配置する。導通部材４ｊは第２電極２２と第４電極２４とを含む。導通部材４ｊは多層構造となっており、第２電極２２および第４電極２４は内部の層として挟み込まれている。図３２では、第２電極２２および第４電極２４が透けて見えている。第２電極２２および第４電極２４のそれぞれ一部は、図２６で示したような形状で圧電素子１０ｊに向かって露出している。導通部材４ｊを圧電素子１０ｊに対して相対的に配置して押し付けることによって、第１電極２１と第２電極２２とが第１材料５１および第２材料５２を共に挟み込む。同時に、第３電極２３と第４電極２４とが第１材料５１および第２材料５２を共に挟み込む。図３２に示すように圧電素子１０ｊを配置し、工程Ｓ７として、圧電素子１０ｊに圧力を加えながら加熱を行なう。こうすることで、第１材料５１中のはんだが溶融すると共に、第１材料５１中の樹脂材料および第２材料５２が硬化し、導通部材４ｊと圧電素子１０ｊとが接合される。
【００３９】
接合が終わった状態を裏側から見たところを図３３に示す。圧電素子１０ｊの端からはみ出すようにフィレット５２ｆが形成されている。側方から見たところを図３４に示す。図３４では圧電素子１０ｊの表面の電極は図示省略されている。この状態の模式的な断面図を図３５に示す。工程Ｓ７まで終えた状態では、第１材料５１ははんだ５１ａと樹脂材料５１ｂとに分離している。第１材料５１の周辺を覆うように第２材料５２が配置されている。第２材料５２の一部はフィレット５２ｆを形成している。
【００４０】
（作用・効果）
本実施の形態では、１つの電極につき２点ずつ第１材料５１を配置し、これらを覆うように第２材料５２をさらに配置して接合を行なっているので、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。
【００４１】
第１材料５１は単独であれば十分に凝集性を有する材料である。また、予め溶融温度以下で予熱を行なったことで、第１材料５１中の樹脂材料５１ｂの硬化反応がやや進行する。これによって、第１材料５１は増粘した状態となるので、予熱より後で行なわれる工程Ｓ４によって第２材料５２が第１材料５１に覆いかぶさっても第１材料５１に含まれるはんだ成分が第２材料５２中へと拡散しにくく、第１材料５１の凝集性は保たれる。
【００４２】
工程Ｓ６により導通部材を配置した直後の段階では、圧電素子と導通部材との間の間隙は大きく、第１材料５１および第２材料５２は全て圧電素子と導通部材との間に収まっている。工程Ｓ７によって加熱されることで、第１材料５１および第２材料５２は流動性を得る。このとき導通部材が加圧されることにより、圧電素子と導通部材との間の間隙は１０μｍ程度にまで小さくなる。これにより圧電素子と導通部材との間の間隙に収まり切れず余剰となった第１材料５１および第２材料５２は、圧電素子と導通部材との間から外にはみ出す。こうして、図３４および図３５に示すようにフィレット５２ｆが形成される。
【００４３】
図３６に示すようにフィレット幅Ｗを定義する。発明者は、フィレット幅Ｗが違うと、引張強度にどのような差が生じるか調べた。その結果を図３７に示す。フィレット幅Ｗが０ｍｍ近傍の場合と、一定以上形成されている場合とで引張強度に違いがあることがわかった。図３７において引張強度が２Ｎ前後とされたサンプルは、その大きさの力をかけたとき導通部材としてのＦＰＣが圧電素子から剥離したことを意味し、これは接合強度を意味するが、図３７において引張強度が４Ｎ前後とされたサンプルは、接合箇所が剥離したのではなく導通部材としてのＦＰＣ自体が破断したものであるので、接合強度が表れたというわけではなくＦＰＣの構造強度が表れたものである。実際の接合強度はこれよりも大きい値であると推測される。
【００４４】
この実験からわかるようにフィレットを形成することは接合強度を高めることに貢献する。本実施の形態では、フィレット５２ｆが形成されていることにより、接合強度を高めることができる。
【００４５】
（実施の形態４）
（構成）
本発明に基づく実施の形態４における圧電装置について説明する。この圧電装置は、たとえば図１４および図１５に示すようなものである。
【００４６】
圧電装置１０１は、主表面１ａを有する圧電体１と、主表面１ａに配置された第１電極２１と、第２電極２２を有する導通部材４とを備える。第１電極２１と第２電極２２との間には、第１電極２１と第２電極２２をつなぐように形成されたはんだ部としてのはんだ５１ａと、第１電極２１と第２電極２２とに挟まれつつ、第１電極２１の表面に垂直な方向から見たときに前記はんだ部を取り囲むように形成された第１樹脂部としての樹脂材料５１ｂと、第１電極２１と第２電極２２とに挟まれつつ、第１電極２１の表面に垂直な方向から見たときに前記第１樹脂部を取り囲むように形成された第２樹脂部としての第２材料５２とを備える。
【００４７】
（作用・効果）
本実施の形態における圧電装置の構成によれば、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。この構成は、実施の形態１で説明した製造方法によって得ることができる。
【００４８】
（実施の形態５）
（構成）
本発明に基づく実施の形態５における圧電装置について説明する。この圧電装置は、たとえば図３４および図３５に示すようなものである。圧電装置１０２のは、実施の形態４で説明した圧電装置１０１の構成を備え、さらに以下の構成を備える。圧電装置１０２においては、第２樹脂部としての第２材料５２が、圧電体１の主表面１ａと導通部材４ｊとの間および圧電体１の側面１ｄに連なって配置されている。その結果、第２材料５２の一部によってフィレット５２ｆが形成されている。
【００４９】
（作用・効果）
本実施の形態における圧電装置ではフィレットが形成されているので、圧電素子と導通部材との接続部の機械的強度をより高めることができる。この構成は、実施の形態３で説明した製造方法によって得ることができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５１】
１  圧電体、１ａ  主表面、１ｄ  側面、３  吐出ヘッド、４，４ｉ，４ｊ  導通部材、１０，１０ｉ，１０ｊ  圧電素子、２１  第１電極、２２  第２電極ｓｄ、２３  第３電極、２４  第４電極、２５  間隙、２６  裏面電極、４０  基材、５０  領域、５１  第１材料、５１ａ  はんだ、５１ｂ  樹脂材料、５２  第２材料、５２ｆ  フィレット、１０１  圧電装置。
【図１】
2019041087.tif 000003
【図２】
2019041087.tif 000004
【図３】
2019041087.tif 000005
【図４】
2019041087.tif 000006
【図５】
2019041087.tif 000007
【図６】
2019041087.tif 000008
【図７】
2019041087.tif 000009
【図８】
2019041087.tif 000010
【図９】
2019041087.tif 000011
【図１０】
2019041087.tif 000012
【図１１】
2019041087.tif 000013
【図１２】
2019041087.tif 000014
【図１３】
2019041087.tif 000015
【図１４】
2019041087.tif 000016
【図１５】
2019041087.tif 000017
【図１６】
2019041087.tif 000018
【図１７】
2019041087.tif 000019
【図１８】
2019041087.tif 000020
【図１９】
2019041087.tif 000021
【図２０】
2019041087.tif 000022
【図２１】
2019041087.tif 000023
【図２２】
2019041087.tif 000024
【図２３】
2019041087.tif 000025
【図２４】
2019041087.tif 000026
【図２５】
2019041087.tif 000027
【図２６】
2019041087.tif 000028
【図２７】
2019041087.tif 000029
【図２８】
2019041087.tif 000030
【図２９】
2019041087.tif 000031
【図３０】
2019041087.tif 000032
【図３１】
2019041087.tif 000033
【図３２】
2019041087.tif 000034
【図３３】
2019041087.tif 000035
【図３４】
2019041087.tif 000036
【図３５】
2019041087.tif 000037
【図３６】
2019041087.tif 000038
【図３７】
2019041087.tif 000039