(57)【要約】  金属体がサファイア構造体から剥がれ難く、かつサファイア基板表面に他の部材を障害なく当接させる。  平坦面を有し、前記平坦面に凹部が設けられたサファイア構造体と、前記凹部の内部に配置されて前記凹部の内面と接合した金属体とを有し、前記金属体は前記平坦面と面一な表面部分を備えることを特徴とする金属体付きサファイア構造体を提供する。
2015064682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦面を有し、前記平坦面に凹部が設けられたサファイア構造体と、
前記凹部の内部に配置されて前記凹部の内面と接合した金属体とを有し、
前記金属体は前記平坦面と面一な表面部分を備えることを特徴とする金属体付きサファイア構造体。
【請求項２】
前記金属体は銀を主成分とすることを特徴とする請求項１記載のサファイア構造体。
【請求項３】
前記金属体は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を含むことを特徴とする請求項２記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項４】
前記金属体は、銅（Ｃｕ）を含むことを特徴とする請求項２または３記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項５】
前記金属体は、チタン（Ｔｉ）を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項６】
前記金属体は、前記内面と接合する接合領域にチタン（Ｔｉ）を主成分とする接合層を有することを特徴とする請求項５記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項７】
前記凹部の前記内面は、底面と側面とを有し、前記底面および前記側面に対して傾斜した面を、前記底面と前記側面との間にさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項８】
前記平坦面を第１主面とする板状体であり、前記凹部の底面と前記第１主面の反対側に位置する第２主面とに開口を有する貫通孔を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項９】
前記貫通孔に設けられた、金属からなるビア導体を備えることを特徴とする請求項８記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項１０】
前記平坦面の算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて、前記平坦面と面一な前記金属体の表面部分の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項１１】
前記平坦面の算術平均粗さが１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項１２】
前記平坦面の算術平均粗さが１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の金属体付きサファイア構造体。
【請求項１３】
平坦面を有するサファイア構造体の前記平坦面の一部を加工して前記平坦面に凹部を形成する工程と、
前記凹部内に、金属粒子と溶媒とを含む金属ペーストを塗布する工程と、
前記金属ペーストが塗布された前記サファイア構造体を加熱して前記金属ペーストに含まれる溶媒を蒸発させるとともに前記金属粒子同士を結合させて、前記凹部の内部に配置されて前記凹部の内面と接合した金属体を形成する工程と、
前記平坦面と前記金属体の表面とを研磨する工程とを有し、
前記研磨する工程では、前記平坦面とともに前記金属体の表面を同時に研磨することで、前記金属体の表面の少なくとも一部を前記平坦面と面一とすることを特徴とする金属体付きサファイア構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記金属粒子は銀を主成分とし、前記金属ペーストは二酸化珪素を含むことを特徴とする請求項１３記載の金属体付きサファイア構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記金属ペーストは銅粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の金属体付きサファイア構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記金属ペーストはチタン粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記塗布する工程は、前記凹部内に配置した前記金属ペーストの表面が前記平坦面よりも前記凹部の底面側に位置するように前記金属ペーストを塗布し、
前記研磨する工程は、前記平坦面が研磨されつつ前記金属体が研磨されない第１段階と、前記平坦面と前記金属体とが同時に研磨される第２段階とを有することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体の製造方法。
【請求項１８】
デバイスと、
前記デバイスを収容する外装とを備え、
前記外装の少なくとの一部に、請求項１〜１２のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体を用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項１９】
デバイスと、
前記デバイスが配置される実装体とを備え、
前記実装体の少なくとの一部に、請求項１〜１２のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体を用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項２０】
電子機器に用いられる外装であって、請求項１〜１２のいずれかに記載の金属体付きサファイア構造体を用いて構成されたことを特徴とする外装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
金属体付きサファイア構造体、金属体付きサファイア構造体の製造方法、電子機器、および外装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミナの単結晶であるサファイアは、ＬＥＤ素子の材料となる窒化ガリウム（ＧａＮ）と結晶格子定数が近く、ＬＥＤ素子を作成するための窒化ガリウム結晶の成長用基板として広く用いられている。またサファイアは、窒化ガリウム結晶との結晶格子定数が近いという特性以外にも、硬度が高く傷がつき難い、熱伝導率が高い、光の透過性が高い、誘電損失が小さい、等の性質を有しており、これらサファイアの性質を用いた各種デバイスの開発が進められている。【０００３】
例えば下記特許文献１には、絶縁基板の表面にパターン化金属層が設けられた渦電流センサの例が記載されており、絶縁基板の例としてサファイア基板が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２―２２０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特許文献１に記載された渦電流センサのように電気信号を扱うデバイスでは、サファイア基板の表面に金属層を形成する必要がある。アルミナ焼結体等の一般的なセラミックス基板の表面に金属層を形成するメタライズ技術は古くから改良が重ねられており、例えばアルミナ焼結体基板の表面に高い接合強度で金属層を形成する技術が知られている。一方、単結晶であるサファイアからなる基板の表面に金属層を形成する技術はまだ十分に確立されていないため、下記特許文献１に記載されているようにサファイア基板の表面に金属層を形成した場合、サファイアと金属層との接合強度が十分ではなく、金属層がサファイア基板から剥がれ易いといった課題があった。また、特許文献１のようにサファイア基板上に単に金属層を形成した場合、金属層部分がサファイア基板の表面から凸状に突出するので、例えばサファイア基板上にその他のデバイスを実装する場合など、サファイア基板表面に他の部材を当接させる場合において、この凸状に突出した金属層がサファイア基板の表面に他の部材を当接する際の障害となる等の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、平坦面を有し、前記平坦面に凹部が設けられたサファイア構造体と、前記凹部の内部に配置されて前記凹部の内面と接合した金属体とを有し、前記金属体は前記平坦面と面一な表面部分を備えることを特徴とする金属体付きサファイア構造体を提供する。【０００７】
また、平坦面を有するサファイア構造体の前記平坦面の一部を加工して前記平坦面に凹部を形成する工程と、前記凹部内に、金属粒子と溶媒とを含む金属ペーストを塗布する工程と、前記金属ペーストが塗布された前記サファイア構造体を加熱して前記金属ペーストに含まれる溶媒を蒸発させるとともに前記金属粒子同士を結合させて、前記凹部の内部に配置されて前記凹部の内面と接合した金属体を形成する工程と、前記平坦面と前記金属体の表面とを研磨する工程とを有し、前記研磨する工程では、前記平坦面とともに前記金属体の表面を同時に研磨することで、前記金属体の表面の少なくとも一部を前記平坦面と面一とすることを特徴とする金属体付きサファイア構造体の製造方法も併せて提供する。
【発明の効果】
【０００８】
金属体がサファイア構造体から剥がれ難く、かつサファイア基板表面に他の部材を比較的容易に当接させることができる。また、金属体がサファイア構造体から離れ難い金属体付きサファイア構造体を、少ない工程で比較的容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、金属体付きサファイア構造体の一実施形態について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】図１に示す金属体付きサファイア構造体を用いて構成された装置の一実施形態の断面図である。
【図３】図１（ｂ）の部分拡大図である。
【図４】金属体付きサファイア構造体の他の実施形態の図３に相当する断面図である。
【図５】金属体付きサファイア構造体を用いた金属パターン付き部材の一実施形態の断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、金属体付きサファイア構造体の製造方法の一実施形態を示す断面図である。
【図７】金属体付き構造体の一実施形態を用いて構成された電子機器の斜視図である。
【図８】金属体付き構造体の一実施形態を用いて構成された電子機器の前面図である。
【図９】金属体付き構造体の一実施形態を用いて構成された電子機器の背面図である。
【図１０】金属体付き構造体の一実施形態を用いて構成された電子機器の分解した状態での斜視図である。
【図１１】（ａ）は裏面側パネルの斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１２】金属体付きサファイア構造体の他の実施形態の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１３】電子機器の電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】（ａ）は圧電振動素子の構造を示す上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）および（ｄ）は圧電振動素子の動作時の状態について示す側面図である。
【図１５】電子機器の使用者の耳の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、金属体付きサファイア構造体の一実施形態、および金属体付きサファイア構造体の製造方法の一実施形態について詳細に説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、金属体付きサファイア構造体の一実施形態である金属体付きサファイア構造体１０（以下、単に金属体付き構造体１０ともいう）について説明する図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【００１１】
金属体付き構造体１０は、平坦面１１Ａを有し、平坦面１１Ａに凹部１２が設けられたサファイア構造体１１と、凹部１２の内部に配置されて凹部１２の内面１３と接合した金属体２０とを有し、金属体２０は平坦面１１Ａと面一な表面部分２０Ａを備えている。サファイア構造体１１は、平坦面１１Ａを第１の主面とする板状体であって、第１の主面である平坦面１１Ａの反対側に位置する第２の主面１１Ｂを有している。サファイア構造体１１は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の単結晶であるサファイアからなり、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を７５質量％以上含んでいる。サファイア構造体は、さらに酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を例えば９５質量％以上含んでいることが好ましい。なお、平坦面１１Ａと金属体２０の表面部分２０Ａが面一とは、平坦面１１Ａと金属体２０の表面部分２０Ａとの高さの差が±５００μｍ未満であることをいう。平坦面１１Ａと金属体２０の表面部分２０Ａとの高さの差は、±１００μｍ未満であることが好ましい。また、この高さの差は±１０μｍ未満であることがさらに好ましく、±１μｍ未満であることがさらに好ましく、±０．１μｍ未満であることがさらに好ましい。
【００１２】
本実施形態では金属体２０は銀（Ａｇ）を主成分とする。また、金属体２０は銅（Ｃｕ）さらにはチタン（Ｔｉ）を含んでいる。また本実施形態の金属体付き構造体１０では、平坦面１１Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて、平坦面１１Ａと面一な金属体２０の表面部分２０Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が大きい。また、平坦面１１Ａの算術平均粗さが１０ｎｍ以下であることが好ましく、さらにいえば平坦面１１Ａの算術平均粗さが１ｎｍ以下であることが好ましい。金属体付き構造体１０では、金属体２０が凹部１２の内部に配置されて凹部１２の内面１３と接合しており、金属体２０が構造体１０から剥がれ難くなっている。なお算術平均粗さはＪＩＳ規格Ｂ０６０１−２００１に準拠する測定方法で測定した値を用いればよい。
【００１３】
図２は、金属体付き構造体１０を用いて構成された装置の一実施形態の断面図である。図２に示す実施形態の装置１では、金属体付き構造体１０に第１デバイス３０と第２デバイス４０とを実装するとともに、金属体２０を電気配線として用いて第１デバイス３０と第２デバイス４０とを電気的に接続している。図２に示す第１デバイス３０は、電極３２を有する例えば駆動回路素子であり、第２デバイス４０は電極４２を有する例えばＬＥＤ発光素子である。金属体２０は平坦面１１Ａと面一な表面部分２０Ａを備えているので、例えば図２に示すように、第１デバイス３０や第２デバイス４０などの他の部材を金属体付き構造体１０に実装させる場合など、この面一な部分に第１デバイス３０や第２デバイス４０などの外部材を当接させることで、段差に伴う隙間等が殆ど無い状態で、第１デバイス３０や第２デバイス４０を金属体付き構造体１０に当接させることができる。サファイア構造体１１はサファイアからなり熱伝導性が高いので、サファイア構造体１１の平坦面１１Ａに少ない隙間で第１デバイス３０や第２デバイス４０などの一部を当接させることで、第１デバイス３０や第２デバイス４０から発する熱をサファイア構造体１１から効率良く逃がすことが可能となり、第１デバイス３０や第２デバイス４０の動作信頼性を高くすることができる。また、サファイア構造体１１の光透過性が高いので、装置１ではＬＥＤ発光素子である第２デバイス４０から発した光がサファイア構造体１１を透過して図２中の下側にも広い範囲で照射することもできる。装置１では、サファイア構造体１１の平坦面１１Ａと第２デバイス４０との間に余分な隙間がないので、隙間がある場合に存在する空気層とサファイア構造体１１との屈折率差等がなく、余分な反射光を抑制して図２中の下側に多くの光量の光を照射することもできる。またサファイアは電気抵抗も小さいので、サファイア構造体１１の表面を流れる暗電流が小さく抑制されるので、サファイア構造体１１の表面に実装された第１デバイス３０や第２デバイス４０の、暗電流に起因する動作不良が抑制されている。第１デバイス３０や第２デバイス４０は、例えば電磁波信号を無線で送受信するための送信器や受信器などであってもよい。サファイアは誘電損失が小さいので、このような送信器や受信器をサファイア構造体１１に実装した場合も、広範囲にわたって少ない損失で電磁波を送受信することができる。このように第１デバイス３０や第２デバイス４０の種類に特に限定はなく、各種のデバイスや機器を実装することが可能である。
【００１４】
なお、金属体付き構造体１０の用途は、第１デバイス３０や第２デバイス４０等の他のデバイスや機器を実装されて用いられることに限定されない。金属体付き構造体１０は、光透過性の高いサファイア構造体１１の平坦面１１Ａと、金属的光沢を有する金属体２０の表面部分２０Ａが面一となっており、特徴ある外観を有している。例えば無線信号を送受信することができる装置を覆う筐体の一部にこの金属体付き構造体１０を用いた場合など、無線信号の送受信感度が高く、かつ筐体が高強度で割れ難く、さらに特徴的外観により優れたデザイン性を有する送受信デバイスを構成することもできる。金属体付き構造体１０は、このように各種用途に用いることができる。
【００１５】
本実施形態の金属体付き構造体１０では、平坦面１１Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて、平坦面１１Ａと面一な表面部分２０Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が大きいので、金属体２０の表面部分２０Ａに半田層やメタライズ層（図示せず）を介して第１デバイス３０や第２デバイス４０を接合する場合など、表面の凹凸によるアンカー効果によって、これら半田層やメタライズ層と表面部分２０Ａとの接合強度が比較的高くなっている。上述のように金属体２０は凹部１２から剥がれ難くなっており、第１デバイス３０や第２デバイス４０を実装した場合、これら第１デバイス３０や第２デバイス４０および金属体２０は、サファイア構造体１１から剥がれ難くなっている。
【００１６】
図３は、図１（ｂ）の一部をさらに拡大して示す図である。本実施形態では金属体２０は銀（Ａｇ）を主成分とする。金属体２０は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を含んでいる。金属体２０が二酸化珪素（ＳｉＯ２）を含んでいるので、金属体２０とサファイア構造体１１との接合強度が比較的強くなっている。また、金属体２０は銅（Ｃｕ）さらにはチタン（Ｔｉ）を含んでいる。構造体１０を例えば配線基板等として用いる場合など、銀（Ａｇ）は電気抵抗が低く導電性が高い点で好ましい。また、金属体２０が銅（Ｃｕ）を含むことで、銀（Ａｇ）のみからなる場合に比べて、金属体２０の硬度をより高くしている。また、金属体２０がチタン（Ｔｉ）を含むことで、金属体２０と凹部１２の内面１３との接合強度が比較的高くなっている。具体的には図３で示すように、金属体２０の、内面１３と接合する接合領域にチタン（Ｔｉ）を主成分とする接合層２２が形成され、金属体２０と内面１３とが比較的強く接合されている。
【００１７】
また、凹部１２の内面１３は、底面１３αと側面１３βとを有し、底面１３αおよび側面１３βに対して傾斜した面（傾斜面１３γ）を、底面１３αと側面１３βとの間にさらに有する。本実施形態では、底面１３αは平坦面１１Ａと略平行であり、側面１３βは底面１３αおよび平坦面１１Ａと略垂直となっている。傾斜面１３γは、底面１３αと側面１３βそれぞれと繋がっている。底面１３αと側面１３βとは略垂直であり、傾斜面１３γがない場合、底面１３αと側面１３βとの接合部分は、底面１３αと側面１３βとが垂直に当接した角部となる。例えば金属体２０が熱膨張した場合など、このような角部に熱膨張にともなう応力が集中し易く、このような角部が起点となってクラック等の破損が生じ易い。傾斜面１３γを有する本実施形態では、傾斜面１３γと底面１３αとが緩やかな鈍角をなすように当接しており、傾斜面１３γと側面１３βとも緩やかな鈍角をなすように当接している。例えば金属体２０が熱膨張した場合も、このような鈍角で当接した部分には、熱膨張にともなう応力が集中し難い。本実施形態では、金属体２０の熱膨張にともなう応力の集中が抑制され、クラック等の破損も抑制されている。
【００１８】
傾斜面１３γは、底面１３αおよび側面１３βに対して傾斜しており、底面１３αおよび側面１３βの双方に比べて算術表面粗さが大きくなっている。傾斜面１３γの算術表面粗さが大きいことで、すなわち傾斜面１３γの表面の凹凸が比較的大きいことで、金属体２０がアンカー効果によってこの傾斜面１３γと比較的強固に結合し、金属体２０が凹部１２からより剥がれ難くなっている。
【００１９】
図４は、金属体付きサファイア構造体の他の実施形態の断面図である。図４に示す実施形態では、サファイア構造体１１は平坦面１１Ａを第１の主面とする板状体であり、凹部１２の底面１３αと第２主面１１Ｂとに開口を有する貫通孔１５を有する。また、さらには貫通孔１５に設けられた、金属からなるビア導体１７を備えている。図４に示す実施形態では、例えば平坦面１１Ａの側に配置した第１デバイス３０と、第２の主面１１Ｂの側に配置した第２デバイス４０とを、ビア導体１７および金属体２０を通じて導通させることができる。
【００２０】
また図５は、金属体付きサファイア構造体を用いた金属パターン付き部材の一実施形態の断面図である。図５に示す金属パターン付き部材５０は、金属体付き構造体１０の金属体２０の表面部分２０Ａに、例えば金（Ａｕ）メッキ等の金属層２４を配置したものである。このように金属体２０の表面部分２０Ａに、金属体２０と異なる金属からなる金属層２４を形成し、金属体付きサファイア構造体１０の外観や電気的特性等を調整することもできる。
【００２１】
図６（ａ）〜（ｅ）は、金属体付きサファイア構造体の製造方法の一実施形態を示す断面図である。本実施形態では、平坦面１１Ａを有するサファイア構造体１１（図６（ａ）参照）の平坦面１１Ａの一部を加工して平坦面１１Ａに凹部１２を形成する工程（図６（ｂ）参照）と、凹部１２内に、金属粒子２１と溶媒１８とを含む金属ペースト１９を塗布する工程（図６（ｃ）参照）と、金属ペースト１９が塗布されたサファイア構造体１１を加熱して金属ペースト１９に含まれる溶媒１８を蒸発させるとともに金属粒子２１同士を結合させて、凹部１２の内部に配置されて凹部１２の内面１３と接合した金属体２０とを形成する工程（図６（ｄ）参照）と、平坦面１１Ａと金属体２０の表面２０Ａとを研磨する工程（図６（ｅ））とを有し、研磨する工程では、平坦面１１Ａとともに金属体２０の表面２０Ａを同時に研磨することで、金属体２０の表面２０Ａの少なくとも一部を平坦面１１Ａと面一とする。
【００２２】
以下、各工程についてより詳細に説明しておく。まず、図６（ａ）に示すように、平坦面１１Ａを有するサファイア構造体１１として、例えば厚さ６００μｍの略円板状のサファイア基板を準備する。
【００２３】
次に図６（ｂ）に示すように、例えばいわゆるマシンニングセンタ装置を用いたフライス加工等によって、サファイア構造体１１の平坦面１１Ａの一部を加工して平坦面１１Ａに凹部１２を形成する。具体的には、ダイヤモンド砥粒を付着させたいわゆるダイヤモンド電着ツールを回転させながら動かすことで、サファイア構造体１１の凹部１２に対応する部分を研削加工する。凹部１２の深さは例えば約１２０μｍとする。サファイアは高硬度の難加工性材料であり、フライス加工後の表面は比較的平坦になり難い。特に、凹部１２の内面１３のうち傾斜面１３γは、底面１３αと側面１３βに比べてダイヤモンド電着ツールが安定して当たり難いので、傾斜面１３γを傾斜した面とし易く、底面１３αおよび側面１３βの双方に比べて傾斜面１３γの算術表面粗さが大きくなっている。本実施形態では、フライス加工の後にサファイア構造体１１全体を例えば１６５０℃まで昇温して、約３時間例えば１５００〜１８００℃の温度を維持するアニール処理を行う。このアニール処理によって、フライス加工後の凹部１２の内面１３に残留していた内部応力を低減することができる。
【００２４】
次に図６（ｃ）に示すように、金属ペースト塗布用の筆部材などを用いて、形成した凹部１２内に、金属粒子２１と溶媒１８とを含む金属ペースト１９を塗布する。本実施形態では、凹部１２内に配置した金属ペースト１９の表面が平坦面１１Ａよりも凹部１２の底面１３α側に位置するように金属ペースト１９を塗布する。例えば凹部１２内に、厚さが６０μｍ以上かつ１２０μｍ未満となるように金属ペースト１９を塗布する。本実施形態では、金属粒子２１は銀（Ａｇ）を主成分とし、金属ペースト１９は溶媒とともに二酸化珪素（ＳｉＯ２）をさらに含む。また、金属ペースト１９はさらに銅（Ｃｕ）粒子をさらに含み、さらにチタン（Ｔｉ）粒子をさらに含む。例えば金属ペースト１９として、銀（Ａｇ）粒子を約６５質量％、銅（Ｃｕ）粒子を約２８質量％、チタン（Ｔｉ）粒子含み、二酸化珪素（ＳｉＯ２）粒子と溶媒１８とを混合させたものを用いればよい。
【００２５】
次に図６（ｄ）に示すように、金属ペースト１９が塗布されたサファイア構造体１１を、例えば６００℃〜９００℃に加熱して金属ペースト１９に含まれる溶媒１８を蒸発させるとともに金属粒子２１同士を結合させて、凹部１２の内部に配置されて凹部１２の内面１３と接合した金属体２０とを形成する。本実施形態では、金属ペースト１９に銅（Ｃｕ）を含むので、焼成によって銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）との化合物が形成され、銀（Ａｇ）のみからなる場合に比べて金属体２０の硬度がより高くなる。また、金属体２０がチタン（Ｔｉ）を含むので、焼成によって金属体２０の、内面１３と接合する接合領域にチタン（Ｔｉ）を主成分とする接合層２２が形成され、金属体２０と内面１３とが比較的強く接合される。また、金属ペースト１９に二酸化珪素（ＳｉＯ２）が含まれるので、焼成によってこの二酸化珪素（ＳｉＯ２）成分がサファイア構造体１１の側に拡散して、金属体２０とサファイア構造体１１との接合強度が比較的強くなる。焼成の後、必要に応じて、有機溶剤または純水等を用いて全体を洗浄する。
【００２６】
次に、平坦面１１Ａと金属体２０の表面２０Ａとを研磨し、金属体２０の表面２０Ａの少なくとも一部を平坦面１１Ａと面一とする。この研磨する工程は、平坦面１１Ａは研磨されつつ金属体２０が研磨されない第１段階と、平坦面１１Ａと金属体２０とが同時に研磨される第２段階とを有する。第１段階では、研磨パッドとして銅板を用いるとともに、研磨用砥粒として粒径が約１〜３μｍのダイヤモンド砥粒を用いた機械的研磨を行う。第１段階では、平坦面１１Ａの金属体２０の表面２０Ａよりも突出した部分のみを選択的に研磨して、研磨後の平坦面１１Ａを金属体２０の表面２０Ａと面一にしている。第１段階の後、研磨用砥粒として粒径が約２０〜８０μｍのコロイダルシリカ砥粒を用いた化学機械研磨（いわゆるＣＭＰ）を行う。この化学機械研磨では、サファイア構造体１１の平坦面１１Ａのみでなく、金属体２０の表面部分２０Ａも同時に研磨する。この化学機械研磨によってアルミナの単結晶（サファイア）からなるサファイア構造体１１の平坦面１１Ａは、高精度に平坦化される。例えばこの化学機械研磨によって、サファイア構造体１１の平坦面１１Ａの算術平均粗さを１０ｎｍ以下とすることができ、さらには平坦面１１Ａの算術平均粗さが１ｎｍ以下とすることができる。金属体２０は、上述の金属ペースト１９中の金属粒子１７同士が結合してできた層であり、化学機械研磨による研磨では、この金属粒子１７が部分的に剥がれていくように研磨が進行する。このため、化学機械研磨後の金属体２０の表面部分２０Ａには、金属粒子１７の形状に応じた凹凸が存在し、平坦面１１Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて、平坦面１１Ａと面一な表面部分２０Ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなっている。金属体付き構造体１０は、例えば以上の工程を経て製造することができる。なお、例えば図４に示す実施形態の金属体付き構造体を製造する場合など、例えば貫通孔１５が予め形成されたサファイア構造体１１を用い、凹部１２内に金属ペースト１９を塗布する工程の他に、貫通孔１５内に金属ペースト１９を充填させる工程を設ければよい。その他の各条件等についても特に限定されない。
【００２７】
＜電子機器＞
図７〜１１は、上述の金属体付き構造体の一実施形態を用いて構成された電子機器の外観を示す図であり、図７は斜視図、図８は前面図、図９は裏面図、図１０は分解した状態での斜視図である。また、図１１（ａ）は裏面側パネル１０４を筐体１０３の内部の側から見た斜視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線を含む平面による断面図である。
本実施の形態に係る電子機器１０１は、例えば、スマートフォン等の携帯機器であって、基地局及びサーバー等を通じて他の通信装置と通信することが可能である。電子機器１０１の形状は、平面視において略長方形の板状形状となっている。電子機器１０１の外装３００は、前面側パネル１０２と、筐体１０３と、裏面側パネル１０４とによって構成されている。
【００２８】
前面側パネル１０２は、透明度の硬い材料で形成されている。前面側パネル１０２はサファイアを主成分としている。サファイアは強化ガラス等と比較して傷がつき難い、割れ難い、透明性が高い、熱伝導率が高いなどの特性を有する。
【００２９】
前面側パネル１０２は表示領域１０２ａと周縁領域１０２ｂとを備えている。後述する表示装置１１２によって表示された文字、記号、図形、映像等の各種情報は、前面側パネル１０２における表示領域１０２ａを通して使用者に視認される。
【００３０】
また図１０に示しように、前面側パネル１０２の内側主面１７１には、後述するタッチパネル１１３が貼り付けられている。使用者は、前面側パネル１０２の表示領域１０２ａを指等で操作することによって、電子機器１０１に対して各種指示を与えることができる。また、前面側パネル１０２の内側主面１７１には、圧電振動素子１１４およびマイク１１５が貼り付けられている。
【００３１】
筐体１０３は、電子機器１０１の側面部分の一部を構成している。筐体１０３は、前面側パネル１０２と同様に、例えばサファイアを主成分とする。本実施形態では筐体１０３がサファイアを主成分とする例について説明するが、金属を主成分としてもよいし、一部のみをサファイアで構成してもよく、特に限定されない。また、筐体１０３以外の他の部材に関しても、材質等は特に限定されない。
【００３２】
裏面側パネル１０４は、上述の金属体付きサファイア構造体の一実施形態である。裏面側パネル１０４は、平坦面（第１主面１７２）を有し、平坦面（第１主面１７２）に凹部１４１が設けられたサファイア構造体１４０と、凹部１４１の内部に配置されて凹部１４１の内面１４３と接合した金属体１４２とを有し、金属体１４２は平坦面（第１主面１７２）と面一な表面部分１４２Ａを備えている。裏面側パネル１０４は板状であって、平面視において略長方形を成している。裏面側パネル１０４は、電子機器１の裏面部分を構成している。裏面側パネル１０４は、電子機器１０１の裏面を構成する第１主面１７２と、第１主面１７２とは反対側に位置する第２主面１７３とを有している。
【００３３】
図１０は、電子機器１０１の分解斜視図である。なお、図１０では、図面の煩雑さを避けるために、複数の電子部品を互いに接続する複数のケーブル（もしくは導体）や圧電振動素子１１４など、電子機器１０１が備える部品の一部の図示を省略して示している。本実施の形態では前面側パネル１０２の接合面と、筐体１０３の接合面との間に接合層が形成され、当該接合層を介して、前面側パネル１０２の接合面と筐体１０３の接合面とが接合されている。また、筐体１０３の接合面と、裏面側パネル１０４の接合面との間にも接合層が形成され、当該接合層を介して、筐体１０３の接合面と裏面側パネル１０４の接合面とが接合されている。
【００３４】
なお、本実施の形態では、外装３００が、前面側パネル１０２と筐体１０３と裏面側パネル１０４とで構成される場合について説明するが、外装３００は、３つの部材を組み合わして構成される態様でなくてもよい。外装３００は、例えば、１つもしくは２つの部材のみで構成されても良いし、４つ以上の部材が組み合わされて構成されても良い。
【００３５】
前面側パネル１０２の内側主面１７１には、タッチパネル１１３、圧電振動素子１１４およびマイク１１５が両面テープ等で貼り付けられている。表示装置１１２は、前面側パネル１０２およびタッチパネル１１３（より具体的には、タッチパネル１１３が貼り付けられている前面側パネル１０２）に対向するように配置されている。
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２０１などの各種部品が搭載されるプリント基板１１７および電池１１６は、表示装置１１２の裏側に配置される。図１０では図示が省略されているが、プリント基板１１７は、ケーブルによって、タッチパネル１１３等の電子機器１０１が備える部品と電気的に接続される。そして、プリント基板１１７および電池１１６に対向するように、裏面側パネル１０４が配置される。電池１１６は後述するように、裏面側パネル１０４に埋め込まれた金属体１４２によって、充電用端子１０６と接続される（図１１（ａ））。
【００３６】
このように、前面側パネル１０２、筐体１０３および裏面側パネル１０４によって構成される外装３００は、ＣＰＵ２０１及びＤＳＰ２０２などの電子デバイスを収容している。外装３００内のデバイスは、その動作時に発熱する場合がある。しかし、外装３００を構成するサファイアは、電子機器の外装の材料として良く使用される樹脂と比較して放熱性が高い。そのため、デバイスの動作時に、当該デバイスから生じる熱を、外装３００を通じて電子機器１０１の外部に効率良く放熱することができる。その結果、本実施の形態における電子機器１０１では、外装３００内のデバイスの温度上昇を抑制することができるとともに、外装３００内の温度の上昇を抑制することができる。よって、電子機器１０１に動作不良が発生することを抑制することができる。
【００３７】
電子機器１０１の裏面には、第１主面１７２と面一な表面を有する金属体１４２が配置されており、この金属体１４２が、アンテナ１０５（アンテナ１０５ａ，１０５ｂ）と、充電用端子１０６とを構成している。また、裏面側パネル１０４の第２主面１７３には、撮像部１０７が有するレンズ１０７ａが対向配置されている。サファイア部材は光の透過率が高いため、裏面側パネル１０４がサファイア部材であるので、外装３００内に収納された撮像部１０７によって、撮影を行うことができる。
【００３８】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、裏面側パネル１０４は、凹部１４１の底面１４１αと第２主面１７３とに開口を有する貫通孔１７５を有する。また、さらには貫通孔１７５に充填された、金属からなるビア導体２１７を備えている。図１１（ａ）（ｂ）に示す実施形態では、電子機器１０１の裏面に露出したアンテナ１０５ａを構成する金属体１４２が、第２主面１７３の側に配置された通信回路部品等と、ビア導体２１７を介して電気的に接続されている。また、電子機器１０１の裏面に露出した端子１０６を構成する金属体１４２が、第２主面１７３の側に配置された図示しない電力端子等と、ビア導体２１７を介して電気的に接続されている。本実施形態の電子機器では、裏面側パネル１０４がサファイアを主成分としているので熱伝導率が高く、外装３００内に配置された各種のデバイスや電子回路が発した熱を、外装３００の内部から効率的に逃すことができる。またサファイアは電気抵抗も小さいので、裏面側パネル１０４に配置されたアンテナ１０５や端子１０６からの電流の漏れ（暗電流）が少なく、このような暗電流に起因する電子機器１０１の誤動作が抑制されている。また、電子機器１０１は、光透過性の裏面側パネル１０４の第１主面１７２と、金属的光沢を有する金属体１４２の表面が面一となっており、特徴ある外観を有している。電子機器１０１は、アンテナ１０５による無線信号の送受信感度が高く、暗電流による誤動作も小さく、かつ外装体３００が高強度で割れ難く、さらに特徴的外観により優れたデザイン性を有する。
【００３９】
図１２は、上述の金属体付きサファイア構造体を電子機器に用いた場合について、上述と異なる実施形態について示している。図１２は、実装体６００について説明する概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。実装体６００は、第１主面６２０Ａを有し、第１主面６２０Ａに凹部６２２が設けられた実装基板６２０と、凹部６２２の内部に配置されて凹部６２２の内面と接合した金属体６３０とを有し、金属体６３０は第１主面６２０Ａと面一な表面を備えている。
【００４０】
本実施形態では金属体６３０は銀（Ａｇ）を主成分とする。また、金属体２０は銅（Ｃｕ）さらにはチタン（Ｔｉ）を含んでいる。また、実装基板６２０は、凹部６２２の底面と第２主面６２０Ｂとに開口を有する貫通孔６２５を有するとともに、貫通孔６２５に充填された、金属からなるビア導体６２７を備えている。
【００４１】
実装体６００では、実装基板６２０に無線通信部５１０と制御部５００とが配置されている。制御部５００はＣＰＵ５００ａ及び記憶部５００ｂ等を備えており、これらＣＰＵ５００ａと記憶部５００ｂとが第２主面６２０Ｂに実装されて制御部５００が構成されている。また、第１主面６２０Ａの側に、金属体６３０によって構成されたアンテナ５１０ａと実装基板６２０に実装された無線情報処理部５１０ｂとが配置されて無線通信部５１０が構成されている。無線情報処理部５１０ｂ、ＣＰＵ５００ａ、および記憶部５００ｂは、半導体素子を備えたデバイスである。実装体６００では、金属体６３０がアンテナ５１０ａを構成するとともに、金属体６３０やビア導体６２７を電気配線としてＣＰＵ５００ａや記憶部５００ｂ、無線情報処理部５１０ｂ等が相互に接続されている。
【００４２】
実装基板６２０はサファイアからなり熱伝導性が高いので、無線通信部５１０や制御部５００から発する熱を実装基板６２０を介して効率良く逃がすことが可能である。またサファイアは電気抵抗も小さいので、実装基板６２０の表面を流れる暗電流が小さく抑制されるので、実装基板６２０の表面に実装されたＣＰＵ５００ａや記憶部５００ｂや無線情報処理部５１０ｂの、暗電流に起因する動作不良が抑制されている。
【００４３】
無線情報処理部５１０ｂ、ＣＰＵ５００ａ、および記憶部５００ｂは、半導体素子を備えたデバイス部品に限定されず、例えばサファイアからなる実装基板６２０に形成した化合物半導体層を加工することで実装基板６２０と一体的に形成してもよい。図１２に示す実装体６００は、例えば電子機器１０１の外装３００の内部等に配置して用いることができる。
【００４４】
＜電子機器の電気的構成＞
図１３は、電子機器１０１の電気的構成を示すブロック図である。図１３に示されるように、電子機器１０１には、制御部１１０と、無線通信部１１１と、表示装置１１２と、タッチパネル１１３と、圧電振動素子１１４と、マイク１１５と、撮像部１０７と、電池１１６とが設けられている。電子機器１０１に設けられた、これらの構成要素は、電子機器１０１の外装３００内に収められている。
【００４５】
制御部１１０は、ＣＰＵ２０１、ＤＳＰ２０２及び記憶部２０３等を備えている。制御部１１０は、電子機器１０１の他の構成要素を制御することによって、電子機器１０１の動作を統括的に管理する。記憶部２０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されている。記憶部２０３には、電子機器１０１を制御するための、具体的には電子機器１０１が備える無線通信部１１１、表示装置１１２等の各構成要素を制御するための制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部１１０の各種機能は、ＣＰＵ２０１及びＤＳＰ２０２が記憶部２０３内の各種プログラムを実行することによって実現される。
【００４６】
無線通信部１１１は、アンテナ１０５（アンテナ１０５ａ，１０５ｂ）を有している。無線通信部１１１は、電子機器１０１とは別の電子機器あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置との通信信号の送受信を、基地局等を介してアンテナ１０５を用いて行う。
【００４７】
このように、アンテナ１０５が裏面側パネル１０４に設けられていてもよく、アンテナ５１０ａが設けられた実装体６００が外装３００内に配置されていてもよい。  表示装置１１２は、例えば、液晶ディスプレイあるいは有機ＥＬディスプレイである。前述した通り、表示装置１１２によって表示された各種情報は、表示領域１０２ａを通して電子機器１０１の外部から視認される。
【００４８】
タッチパネル１１３は、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネル１１３は、前面側パネル２の内側主面１７１に貼り付けられている。タッチパネル１１３は、互いに対向配置されたシート状の二つの電極センサを備えている。使用者が指等の操作子で表示領域１０２ａに対して接触すると、タッチパネル１１３における、当該操作子と対向する部分の静電容量が変化する。そして、タッチパネル１１３は、静電容量の変化に応じた電気的な信号を制御部１１０に出力する。このように、タッチパネル１１３は、操作子の表示領域１０２ａに対する接触を検出することができる。
【００４９】
圧電振動素子１１４およびマイク１１５は、前面側パネル１０２の内側主面１７１に貼り付けられている。圧電振動素子１１４は、制御部１１０から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部１１０は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子１１４に与える。圧電振動素子１１４が、制御部１１０によって音信号に基づいて振動させられることによって、前面側パネル１０２が音信号に基づいて振動する。その結果、前面側パネル１０２から使用者に受話音が伝達される。この受話音の音量は、使用者が前面側パネル１０２に耳を近づけた際に適切に聞こえる程度の音量となっている。圧電振動素子１１４の詳細および前面側パネル１０２から使用者に伝達される受話音については後で詳細に説明する。
【００５０】
なお、以下の説明では、圧電振動素子１１４によって、前面側パネル１０２から使用者に受話音が伝達される場合について説明するが、圧電振動素子１１４の代わりに、例えば、制御部１１０からの電気的な音信号を音に変換して出力するダイナミックスピーカーを採用してもよい。ダイナミックスピーカーを採用する場合には、外装３００（前面側パネル１０２、筐体１０３もしくは裏面側パネル１０４）に、レシーバ穴が設けられる。ダイナミックスピーカーから出力される音は、外装３００に設けられるレシーバ穴から外部に出力される。既述したようにサファイアは硬いため、サファイアで形成される外装３００には、レシーバ穴等といった貫通孔を設ける加工がし難い。したがって、電子機器１０１にレシーバ穴が不必要な圧電振動素子１１４を採用することで、外装３００に対する、レシーバ穴を設ける為の加工工程を削減することができ、その結果、電子機器１０１の製造を容易にすることができる。また、外装３００は、レシーバ穴が設けられることで強度が弱くなる。しかし、圧電振動素子１１４を採用した場合には、外装３００にレシーバ穴を設ける必要がないため、外装３００の強度を維持することができる。
【００５１】
マイク１１５は、前面側パネル１０２の振動を、電気的な信号に変換して制御部１１０に出力する。前面側パネル１０２の振動は、通話等の際に、使用者の音声等によって発生する。
【００５２】
なお、マイク１１５は、前面側パネル１０２の振動を電気的な信号に変換するものではなく、使用者の音声等の空気振動を直接電気的な信号に変換して制御部１１０に出力するものであってもよい。この場合には、外装３００（前面側パネル１０２、筐体１０３もしくは裏面側パネル１０４）にマイク穴が設けられる。使用者の音声等は、マイク穴から電子機器１０１の内部に取り込まれてマイク１１５に入力される。
【００５３】
撮像部１０７は、静止画像及び動画像を撮像する。電池１１６は、電子機器１０１の電源を出力する。電池１１６から出力された電源は、電子機器１０１が備える制御部１１０及び無線通信部１１１などに含まれる各電子部品に対して供給される。
【００５４】
＜圧電振動素子の詳細＞
図１４（ａ）は、圧電振動素子１１４の構造を示す上面図、図１４（ｂ）は側面図である。図１４（ｃ）および（ｄ）は、圧電振動素子１１４の動作時の状態について示す側面図である。図１４（ａ）および（ｂ）に示されるように、圧電振動素子１１４は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子１１４は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子１１４は、例えばバイモルフ構造を有している。圧電振動素子１１４は、シム材１１４ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板１１４ａ及び第２圧電セラミック板１１４ｂを備えている。
【００５５】
圧電振動素子１１４では、第１圧電セラミック板１１４ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１１４ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１１４ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板１１４ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図１４（ｃ）に示されるように、圧電振動素子１１４は、第１圧電セラミック板１１４ａを外側にして山状に撓むようになる。
【００５６】
一方で、圧電振動素子１１４では、第１圧電セラミック板１１４ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１１４ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１１４ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板１１４ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図１４（ｄ）に示されるように、圧電振動素子１１４は、第２圧電セラミック板１１４ｂを外側にして山状に撓むようになる。
【００５７】
圧電振動素子１１４は、図１４（ｃ）の状態と図１４（ｄ）の状態とを交互にとることによって、撓み振動を行う。制御部１１０は、第１圧電セラミック板１１４ａと第２圧電セラミック板１１４ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子１１４を撓み振動させる。
【００５８】
なお、図１４に示される圧電振動素子１１４では、シム材１１４ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１１４ａ及び第２圧電セラミック板１１４ｂから成る構造が１つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。
【００５９】
このような構造を有する圧電振動素子１１４は、前面側パネル１０２の内側主面１７１の周端部に配置される。具体的には、圧電振動素子１１４は、前面側パネル１０２の内側主面１７１の上側端部における、短手方向（左右方向）の中央部に配置される。また、圧電振動素子１１４は、その長手方向が、前面側パネル１０２の短手方向に沿うように配置される。これにより、圧電振動素子１１４は、前面側パネル１０２の短手方向に沿って撓み振動を行う。そして、圧電振動素子１１４の長手方向の中心は、前面側パネル１０２の内側主面１７１の上側端部における短手方向の中心と一致している。
【００６０】
撓み振動を行う圧電振動素子１１４では、その長手方向の中心が最も変位量が大きくなる。したがって、圧電振動素子１１４の長手方向の中心が、前面側パネル１０２の内側主面１７１の上側端部における短手方向の中心と一致することによって、圧電振動素子１１４における、撓み振動での変位量が最大となる箇所が、前面側パネル２の内側主面１７１の上側端部における短手方向の中心に一致するようになる。
【００６１】
＜受話音の発生について＞
本実施の形態に係る電子機器１０１では、圧電振動素子１１４が前面側パネル１０２を振動させることによって、当該前面側パネル１０２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。言い換えれば、圧電振動素子１１４自身の振動が前面側パネル１０２に伝わることにより、当該前面側パネル１０２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。
【００６２】
ここで、気導音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、その耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。
【００６３】
図１５は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１５には、電子機器１０１の使用者の耳の構造が示されている。図１５においては、破線５００は気道音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示している。実線５１０は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。
【００６４】
前面側パネル１０２に取り付けられた圧電振動素子１１４が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、前面側パネル１０２が振動して、当該前面側パネル１０２から音波が出力される。使用者が、電子機器１０１を手に持って、当該電子機器１０１の前面側パネル１０２を当該使用者の耳介４００に近づけると、あるいは当該電子機器１０１の前面側パネル１０２を当該使用者の耳介４００に当てると（接触させると）、当該前面側パネル１０２から出力される音波が外耳道孔４１０に入る。前面側パネル１０２からの音波は、外耳道孔４１０内を進み、鼓膜４２０を振動させる。鼓膜４２０の振動は耳小骨４３０に伝わり、耳小骨４３０が振動する。そして、耳小骨４３０の振動は蝸牛４４０に伝わって、蝸牛４４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経４５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、前面側パネル１０２から使用者に対して気導音が伝達される。
【００６５】
また、使用者が、電子機器１０１を手に持って、当該電子機器１０１の前面側パネル１０２を当該使用者の耳介４００に当てると、耳介４００が、圧電振動素子１１４によって振動させられている前面側パネル１０２によって振動させられる。耳介４００の振動は鼓膜４２０に伝わり、鼓膜４２０が振動する。鼓膜４２０の振動は耳小骨４３０に伝わり、耳小骨４３０が振動する。そして、耳小骨４３０の振動は蝸牛４４０に伝わり、蝸牛４４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経４５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、前面側パネル１０２から使用者に対して伝導音が伝達される。図１５では、耳介４００内部の耳介軟骨４００ａも示されている。
【００６６】
なお、ここでの伝導音は、骨導音（「骨伝導音」とも呼ばれる）とは異なるものである。骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である。図１５においては、例えば下顎骨６００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧５２０で示している。
【００６７】
このように、本実施の形態では、圧電振動素子１１４が前面の前面側パネル１０２を適切に振動させることによって、前面側パネル１０２から電子機器１０１の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。使用者は、前面側パネル１０２に耳（耳介）を近づけることによって当該前面側パネル１０２からの気導音を聞くことができる。また使用者は、前面側パネル１０２に耳（耳介）を接触させることによって当該前面側パネル１０２からの気導音及び伝導音を聞くことができる。本実施の形態に係る圧電振動素子１１４では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器１０１を構成することによって様々メリットが発生する。
【００６８】
例えば、使用者は、前面側パネル１０２を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器１０１において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。
【００６９】
また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳を前面側パネル１０２に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。
【００７０】
また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、前面側パネル１０２を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、電子機器１０１からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンに前面側パネル１０２を当てることによって、電子機器１０１からの受話音を認識することができる。
【００７１】
上記の例では、いわゆるスマートフォン等の携帯電子機器に適用する場合を例にあげて説明したが、スマートフォン等の携帯電子機器以外の電子機器、例えばタブレット端末や腕時計等にも、本書に記載の各種構成を適用することができる。
【００７２】
以上のように、電子機器１０１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００７３】
１０  金属体付き構造体
１１  サファイア構造体
１１Ａ  平坦面
１１Ｂ  第２の主面
１２  凹部
１３  内面
１３α  底面
１３β  側面
１３γ  傾斜面
１７  金属粒子
１８  溶媒
１９  金属ペースト
２０  金属体
２０Ａ  表面部分
３０  第１デバイス
４０  第２デバイス
【図１】
2015064682.tif 000003
【図２】
2015064682.tif 000004
【図３】
2015064682.tif 000005
【図４】
2015064682.tif 000006
【図５】
2015064682.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015064682.tif 000009
【図８】
2015064682.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015064682.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2015064682.tif 000014
【図１３】
2015064682.tif 000015
【図１４】
2015064682.tif 000016
【図１５】
2015064682.tif 000017
【国際調査報告】
2015064682.tif 000018
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