换能器的制作方法

1.本发明涉及换能器。


背景技术：

2.一直以来，公知有进行声波或者超声波的发送或者接收的换能器。换能器例如可作为发送声波的扬声器来利用，搭载于耳机或者可穿戴终端等。
3.例如在专利文献1中公开有适合于耳机的发声装置。该发声装置包括产生磁场的线圈和与线圈所产生的磁场相互作用来使振动片振动的磁体。
4.使用线圈和磁体的扬声器需要较大的驱动电压，耗电变高。因此，利用了由一对电极从两侧夹着压电膜而构成的压电元件的扬声器也受到关注(例如参照专利文献2)。该类的扬声器是使用实现精细加工的半导体制造技术即mems(micro electro mechanical systems：微机电系统)来制造的。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2018-170592号公报。
8.专利文献2：日本特开2012-105170号公报。


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.但是，由于通过mems制造的扬声器具有精细的形状，因此容易变成脆弱的构造。因此，存在因从外部输入的冲击等而发生破损的可能性。
11.本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制破损的发生的换能器。
12.用于解决问题的技术手段
13.为了解决这样的问题，本发明提供一种压电元件，其包括：压电元件，其具有一对电极和被一对电极夹着的压电膜；膜体，其具有能够在膜厚方向上位移的振动膜，压电元件层叠在振动膜上；封装体，其具有收纳压电元件和膜体的内部空间；和抵接部件，其设置在内部空间中，当振动膜在膜厚方向上发生了位移时，通过与压电元件或者振动膜抵接来限制振动膜的位移。
14.另外，本发明提供一种换能器，其包括：膜支承部，其具有形成中空部的筒状的内周面；振动膜，其遍及内周面的整周与内周面连结，且能够在膜厚方向上位移；压电元件，其层叠在振动膜上，具有一对电极和被夹在一对电极之间的压电膜；和分割缝隙，其在厚度方向上贯通由振动膜和压电元件层叠而成的振动体，将振动体分割为多个振动区域，内周面具有经由形成了倒角的角部来连结多个平面部的多边形形状，分割缝隙具有：从振动膜的中心向角部延伸的主缝隙部；和从连结角部与平面部的连结部延伸至主缝隙部中的角部侧的端部的副缝隙部。
15.另外，本发明提供一种换能器，其包括：膜支承部，其具有形成中空部的筒状的内周面；振动膜，其遍及内周面的整周与内周面连结，且能够在膜厚方向上位移；压电元件，其层叠在振动膜上，具有一对电极和被夹在一对电极之间的压电膜；和分割缝隙，其在厚度方向上贯通由振动膜和压电元件层叠而成的振动体，将振动体分割为多个振动区域，内周面具有经由角部来连结多个平面部的多边形形状，分割缝隙从振动膜的中心向角部延伸，压电元件具有压电缝隙，压电缝隙在厚度方向上贯通压电元件，且沿着平面部的垂直方向从平面部延伸至分割缝隙。
16.发明效果
17.依据本发明，能够提供一种能够抑制破损的发生的换能器。
附图说明
18.图1是表示第一实施方式的换能器的截面图。
19.图2是表示第一实施方式的换能器的俯视图。
20.图3是表示第一实施方式的音响芯片的截面图。
21.图4是表示第一实施方式的音响芯片的俯视图。
22.图5a是说明模块电极的形态的截面图。
23.图5b是说明模块电极的形态的截面图。
24.图6a是说明电子部件的安装形态的截面图。
25.图6b是说明电子部件的安装形态的截面图。
26.图6c是说明电子部件的安装形态的截面图。
27.图7a是说明封装体的形态的截面图。
28.图7b是说明封装体的形态的截面图。
29.图7c是说明封装体的形态的截面图。
30.图8a是说明封装体与音响芯片的密封构造的截面图。
31.图8b是说明封闭第一贯通孔和第二贯通孔的片部件的截面图。
32.图8c是说明第一贯通孔的形态的截面图。
33.图9a是说明在封装体形成的槽部的截面图。
34.图9b是说明在封装体形成的槽部的截面图。
35.图9c是说明在封装体形成的槽部的截面图。
36.图10是说明在封装体形成的突起的截面图。
37.图11a是表示换能器的制造工序的截面图。
38.图11b是表示换能器的制造工序的截面图。
39.图12是第二实施方式的换能器的俯视图。
40.图13是图12的箭头方向的截面图。
41.图14a是将位于内周面的角部的分割缝隙的构造放大地表示的俯视图。
42.图14b是说明图14a所示的构造的变形例的图。
43.图15是第三实施方式的换能器的俯视图。
44.图16是第四实施方式的换能器的俯视图。
45.图17是第一变形例的换能器的俯视图。
46.图18是第二变形例的换能器的俯视图。
47.图19是第三变形例的换能器的俯视图。
48.图20a是表示图19所示的换能器的主要部分的放大图。
49.图20b是说明图20a所示的构造的变形例的图。
50.图21是第四变形例的换能器的截面图。
51.图22a是表示图21所示的换能器的主要部分的放大图。
52.图22b是说明图22a所示的构造的变形例的图。
53.图22c是说明图22a所示的构造的变形例的图。
54.图23a是将第五变形例的换能器的主要部分放大地表示的截面图。
55.图23b是说明图23a所示的构造的变形例的图。
56.图23c是说明图23a所示的构造的变形例的图。
57.图24是将第六变形例的换能器的主要部分放大地表示的俯视图。
58.图25是第五实施方式的换能器的俯视图。
59.图26是图25的箭头方向的截面图。
60.图27是图26的箭头方向的截面图。
61.图28a是说明图27所示的构造的变形例的图。
62.图28b是说明图27所示的构造的变形例的图。
63.图29是第六实施方式的换能器的俯视图。
64.图30是图29的箭头方向的截面图。
65.图31是第七实施方式的换能器的俯视图。
66.图32是图31的箭头方向的截面图。
67.图33是将图31的由点划线包围的区域放大地表示的俯视图。
68.图34是第八实施方式的换能器的俯视图。
69.图35是图34的箭头方向的截面图。
具体实施方式
70.以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。在附图的记载中对于相同部分标注相同的附图标记而省略说明。
71.(第一实施方式)
72.参照图1和图2说明本实施方式的换能器1的结构。本实施方式的换能器1在主体中构成有音响芯片5、封装体60、外部电极70和抵接衬垫80。在以下的说明中，以图1所示的换能器1的状态为基准定义了上下方向，但不是相对换能器1定义绝对的方向。
73.在图3和图4中，音响芯片5由压电元件10和膜体15构成。
74.压电元件10由一对电极11、12和被夹在一对电极11、12之间的压电膜13构成。一对电极11、12和压电膜13具有与后述的振动膜16的形状对应的形状，在图3和图4所示的例子中具有圆形形状。
75.电极11、12的各自例如由铝或者铜等的具有导电性的金属的薄膜形成。一方的电极11位于压电膜13的上侧，与用于对电极11施加驱动电压的一对电极焊盘11a连接。另一方的电极12位于压电膜13的下侧，与用于对电极12施加驱动电压的一对电极焊盘12a连接。压
电膜13例如由锆钛酸铅(pzt)膜构成。压电膜13除了锆钛酸铅以外也能够使用氮化铝(alz)、氧化锌(zno)或者钛酸铅(pbtio3)等。
76.膜体15由振动膜16和膜支承部17构成。膜体15例如由硅(si)构成，通过对膜体15的下表面侧进行蚀刻，振动膜16和膜支承部17形成为一体。
77.振动膜16由薄膜构成，且构成为能够在膜厚方向即相对振动膜16的法线方向(图3中的纸面上下方向，图4中的纸面垂直方向)上位移。振动膜16在与膜厚方向垂直的平面看时，具有大致圆形形状。此外，振动膜16可以是由从振动膜16的中心呈辐射状延伸的多个缝隙分割为多个区域的构造。
78.膜支承部17遍及振动膜16的整周与振动膜16连接，支承振动膜16。在振动膜16的下方形成有圆柱状的空隙(空腔)。
79.在这样构成的音响芯片5中，在膜体15的振动膜16上设置有压电元件10。即，在振动膜16上按顺序层叠有下侧的电极12、压电膜13和上侧的电极11。当对一对电极11、12分别施加驱动电压时，在一对电极11、12之间产生电场。由于该电场，振动膜16发生位移。通过相对于一对电极11、12反复使驱动电压变化，由此能够使振动膜16振动。
80.在图1和图2中，封装体60将多个基片例如4个基片61～63层叠而构成。构成封装体60的4个基片61～63沿着振动膜16的膜厚方向层叠。
81.具体而言，封装体60由构成封装体60的上表面的基片(上部基片)61、构成封装体60的下表面的基片(下部基片)62、层叠在上部基片61与下部基片62之间的2个基片(中间基片)63构成。上部基片61、下部基片62和中间基片63的各外周形状具有彼此大致相同形状且大致相同尺寸，在图2所示的例子中具有四边形形状。但是，上部基片61、下部基片62和中间基片63的各外周形状可以分别是不同的形状，也可以分别是不同的尺寸。
82.在该图所示的例子中，上部基片61和下部基片62分别由1个基片构成，也可以由2个以上的基片构成。另外，中间基片63由2个基片构成，但也可以由1个基片、或者3个以上的基片构成。而且，各基片61～63的4个角部成为直角形状，但也可以是倒角为圆弧形状或者锥形形状。
83.在各中间基片63形成有在中间基片63的板厚方向上贯通的贯通孔。在2个中间基片63所形成的贯通孔彼此连通，通过这些贯通孔在封装体60的内部形成内部空间90。并且，在封装体60的内部空间90中收纳音响芯片5，安装于封装体60。
84.内部空间90以振动膜16为边界，分为位于比振动膜16靠上侧的上空间部91和位于比振动膜16靠下侧的下空间部92。为了将上空间部91与位于封装体60的外侧的外部空间连通，在上部基片61形成有在上部基片61的板厚方向上贯通的上部贯通孔61a。上部贯通孔61a隔着上空间部91与压电元件10和振动膜16相对。另外，为了将下空间部92与封装体60的外部空间连通，在下部基片62形成有在下部基片62的板厚方向上贯通的下部贯通孔62a。下部贯通孔62a隔着下空间部92与振动膜16相对。
85.当使对一对电极11、12施加的驱动电压反复变化时，振动膜16在膜厚方向上位移。具体而言，振动膜16使向上空间部91侧的位移和向下空间部92侧的位移交替地反复，使上空间部91内的空气振动。空气的振动(声波)经由上部贯通孔61a向封装体60的外部输出。这时，下部贯通孔62a确保对于下空间部92的空气的流通，起到允许振动膜16的振动的功能。
86.外部电极70由芯片电极71、模块电极72和电极配线73构成。芯片电极71与音响芯
片5的电极焊盘11a、12a连接。芯片电极71以与收纳在内部空间90中的音响芯片5的电极焊盘11a、12a相对的方式，形成在内部空间90的上表面，具体而言是2个中间基片63之中位于上侧的中间基片63的下表面。模块电极72是用于经由芯片电极71和电极配线73与电极11、12连接的电极。模块电极72形成在封装体60的上表面，具体而言是上部基片61的上表面。电极配线73连接芯片电极71与模块电极72。在上部基片61和与该上部基片61相邻的中间基片63设置有彼此连通的通孔，电极配线73设置于通孔中。此外，在图1和图2中仅代表性地描绘了一部分的外部电极。
87.抵接衬垫80分别设置在上空间部91和下空间部92，以与振动膜16相对的方式配置。抵接衬垫80起到限制振动膜16的位移的功能。即，抵接衬垫80在振动膜16向上空间部91侧或者下空间部92侧位移时，振动膜16或者振动膜16上的压电元件10与抵接衬垫80抵接，由此限制振动膜16的位移。
88.抵接衬垫80中的抵接振动膜16的抵接面80a与振动膜16之间的距离，基于对压电元件10施加了额定电压时的振动膜16的位移(以下称为“最大位移”)而设定。即，抵接衬垫80的抵接面80a设定成使得在产生了比最大位移大的位移时，振动膜16或者压电元件10会与抵接面80a抵接。由此，不会妨碍基于压电元件10产生的振动膜16的通常的位移，仅在由于冲击等而使压电膜13产生了超过最大位移的较大的位移时，振动膜16与抵接面80a抵接。
89.抵接面80a的形状基于振动膜16发生了位移时的位移形状而形成。由此，当振动膜16与抵接面80a抵接时，抵接面80a用面承受振动膜16。例如，配置在上空间部91的抵接衬垫80的抵接面80a，具有向上侧弯曲的半球形状。同样地，配置在下空间部92的抵接衬垫80的抵接面80a，具有向下侧弯曲的半球形状。另外，在设置于上空间部91的抵接衬垫80的中央，形成有与上部贯通孔61a连通的贯通孔，在设置于下空间部92的抵接衬垫80的中央，形成有与下部贯通孔62a连通的贯通孔。
90.像这样在本实施方式中，换能器1具有当振动膜16在膜厚方向上发生了位移时通过与压电元件10或者振动膜16抵接来限制振动膜16的位移的抵接衬垫(抵接部件)80。
91.依据该结构，能够通过抵接衬垫80来限制振动膜16的位移，所以能够抑制由于冲击导致的振动膜16的过大的位移。由此，能够抑制破损的发生，所以能够提供相对于冲击具有耐性的换能器1。
92.另外，在本实施方式中，封装体60由沿着振动膜16的膜厚方向层叠的4个基片61～63构成。
93.依据该结构，通过将各个基片61～63形成为规定的形状，并将这些基片61～63层叠，能够简单地形成所希望的形状的封装体60。
94.本实施方式的换能器1不限于上述的结构，能够进行各种变更。以下，参照图5a～图10说明本实施方式的换能器1的变形例。此外，在图5a～图10中，省略了抵接衬垫80的记载，但即使是这些变形例也能够适用抵接衬垫80。
95.(第一变形例)
96.首先，在上述的实施方式中，将模块电极72设置在封装体60的上表面。但是，模块电极72也可以设置在封装体60的外表面。如图5a所示，在下部基片62的下表面侧形成模块电极72，由此能够在封装体60的下表面设置模块电极72。另外，如图5b所示，封装体60的侧面由4个基片61～63的端面上下排列而构成。因此，在4个基片61～63的端面形成模块电极
72，由此能够在封装体60的侧面设置模块电极72。
97.像这样，因为将4个基片61～63层叠而构成封装体60，所以能够提高关于模块电极72的布局的自由度。
98.(第二变形例)
99.在上述的实施方式中，对一对电极11、12施加的驱动电压的变化是通过与模块电极电连接的电子部件来执行的。该情况下，也可以在封装体60设置电子部件。
100.在图6a中，电子部件200安装在上部基片61的上表面，设置于封装体60的上表面。在图6b中，电子部件200安装在下部基片62的下表面，设置于封装体60的下表面。另外，在图6c所示的例子中，电子部件200安装在下部基片62的上表面，设置在内部空间90内。
101.此外，在封装体60中设置电子部件200的情况下，能够将对于电子部件200供给电力的电源配线(未图示)和供给信号的信号配线(未图示)形成在封装体60中。另外，在封装体60的上表面或者下表面安装电子部件200的情况下，考虑到电子部件200的安装空间，优选形成上部贯通孔61a或者下部贯通孔62a。
102.因为将4个基片61～63层叠而构成封装体60，所以能够对封装体60安装电子部件200。由此，能够提供设置有音响芯片5和电子部件200的换能器1。
103.(第三变形例)
104.在上述的实施方式中，将4个基片61～63设定为相同形状且相同尺寸。但是，4个基片61～63也可以是彼此不同的形状，也可以是彼此不同的尺寸。
105.在图7a中，4个基片61～63之中，上侧的基片61、63(上部基片61、与上部基片61的下侧相邻的中间基片63)设定为比下侧的基片62、63(下部基片62、与下部基片62的上侧相邻的中间基片63)大的尺寸(面积)。由于这样的尺寸的不同，上侧的基片61、63的周边缘比下侧的基片62、63的周边缘向外侧突出。即，上侧的基片61、63的突出区域以绕封装体60的侧面1周的方式形成为凸缘状。
106.依据该结构，对于收纳封装体60的产品壳体安装封装体60时，能够利用上侧的基片61、63的突出区域进行与产品壳体的固定。由此，能够高效地进行相对于产品壳体的封装体60的固定。在该情况下，产品壳体优选具有承接上侧的基片61、63的突出区域的构造。
107.另外，依据该结构，因为上侧的基片61、63的突出区域设置在封装体60的周围的整体，所以能够将产品壳体与封装体60之间产生的间隙封闭。由此，能够控制封装体60周围的气流，所以能够使声波的输出特性稳定。
108.此外，由于与上部基片61的下侧相邻的中间基片63向外侧突出，因此中间基片63的下表面也露出于封装体60的外侧。因此，如图7b所示，在中间基片63的下表面也可以形成模块电极72。由此，能够将芯片电极71与模块电极72直接连接，所以能够简单地形成外部电极70。
109.另外，如图7c所示，也可以在中间基片63的下表面安装电子部件200。另外，如图7c所示，尺寸形成得较大的基片能够从4个基片61～63之中的1个以上的基片选择。
110.(第四变形例)
111.在图8a中，换能器1还具有密封部件210。密封部件210配置于在封装体60与膜体15之间形成的间隙。密封部件210形成为环状，起到密封封装体60与膜体15的间隙的功能。
112.依据该结构，能够密封封装体60与膜体15的间隙。由此，能够限制在封装体60与膜
体15的间隙中流通的空气，能够形成希望的空气的流动。其结果是，能够使声波的输出特性稳定。
113.(第五变形例)
114.在图8b中，换能器1还具有片部件215。片部件215以封闭上部贯通孔61a的方式设置在上部基片61的下表面侧。另外，片部件215以封闭下部贯通孔62a的方式设置在下部基片62的上表面侧。片部件215形成为片状，由能够使空气通过的材料形成。作为片部件215，能够使用无纺布、gore-tex(注册商标)这样的具有防水通气性的布。
115.依据该结构，由于上部贯通孔61a和下部贯通孔62a由片部件215封闭，因此能够抑制粉尘或者液体等向内部空间90进入。另一方面，片部件215由可使空气通过的材料形成，因此能够维持基于上部贯通孔61a和下部贯通孔62a形成的空气的流通。此外，在图8b所示的例子中，换能器1具有密封部件210，但对于不具有密封部件210的结构也能够适用片部件215。
116.(第六变形例)
117.在图1和图2所示的实施方式中，上部贯通孔61a沿着上部基片61的板厚方向设定为直线形状。但是，上部贯通孔61a也可以形成为直线形状以外的形状。
118.在图8c中，上部贯通孔61a由第一开口610、第二开口611和连通部612构成。第一开口610是位于封装体60的外部空间侧的开口。第二开口611是位于内部空间90(上空间部91)侧的开口。连通部612将第一开口610与第二开口611连通。在与振动膜16平行的平面看时，第一开口610的位置与第二开口611的位置不同。因此，从第一开口610不能直线地去向第二开口611，因此，连通部612成为伴随着曲折或弯曲的形状。因此，上部贯通孔61a作为整体形成为非直线形状。
119.依据这样的结构，由于上部贯通孔61a不形成为直线形状，因此能够抑制粉尘等向内部空间90进入。另一方面，因为上部贯通孔61a连通，所以能够维持空气的流通。此外，在图8c所示的例子中，换能器1具有密封部件210，但对于不具有密封部件210的结构，也能够应用图8c所示的结构。另外，不仅上部贯通孔61a，对于下部贯通孔62a也能够适用图8c所示的结构。
120.(第七变形例)
121.在图9a中，在封装体60的上表面、即上部基片61的上表面的周边缘形成有向内侧凹陷的槽部61b。该槽部61b以绕封装体60的周围一周的方式，形成在上部基片61的周边缘的全部。
122.依据该结构，在对收纳封装体60的产品壳体安装封装体60时，相对于槽部61b嵌合产品壳体，能够进行封装体60与产品壳体的固定。由此，能够高效率地进行相对于产品壳体的封装体60的固定。在该情况下，优选预先在产品壳体准备与槽部61b嵌合的突起构造。
123.另外，依据该结构，通过槽部61b与产品壳体嵌合，能够将产品壳体与封装体60之间产生的间隙封闭。由此，能够对封装体60周围的气流进行控制，能够使声波的输出特性稳定。
124.此外，在图9a中表示的例子中，在封装体60的上表面的周边缘部设置槽部61b。但是，也可以在封装体60的下表面的周边缘部设置槽部61b。另外，如图9b所示，在封装体60的上表面中的上部贯通孔61a的周围可以设置槽部61b。当然，在封装体60的下表面中的下部
贯通孔62a的周围也可以设置槽部61b。并且，如图9c所示，在封装体60的侧面也可以形成槽部63a。
125.另外，如图10所示，代替槽部61b在封装体60的上表面可以设置在上表面竖起的突起64。通过利用该突起64，能够对产品壳体安装封装体60。在该情况下，设置突起64的位置不限于封装体60的上表面，也可以是封装体60的下表面。
126.以下，参照图11a和图11b，说明本实施方式的换能器1的制造方法，具体而言说明用封装体60封装音响芯片5的方法。换能器1采用图1和图2中所示的结构。
127.首先，准备包含上部基片61和层叠在该上部基片61的下侧的中间基片63的上侧的基片61、63。在由该上侧的基片61、63形成的上空间部91设置有抵接衬垫80。另外，在上侧的基片61、63形成有外部电极70。
128.并且，相对于上侧的基片61、63安装音响芯片5。音响芯片5以电极焊盘11a、12a朝向上侧的方式配置，相对于上侧的基片61、63安装音响芯片5。
129.接着，准备下侧的基片62、63，其包含下部基片62和层叠在该下部基片62的上侧的中间基片63。在通过该下侧的基片62、63形成的下空间部92设置抵接衬垫80。
130.并且，以夹着音响芯片5的方式将下侧的基片62、63相对于上侧的基片61、63接合。由此，音响芯片5被封装体60封装，完成换能器1。
131.基片61～63为大尺寸的基片，在这些基片61～63安装有以音响芯片5、外部电极70和抵接衬垫为1个单元的多个单元。最后，通过切削基片61～63将各个音响芯片5单片化，由此完成图1和图2所示的换能器1。
132.在进行单片化时即使对换能器1施加了冲击，也能够通过抵接衬垫80限制振动膜16的位移。其结果是，能够抑制由于冲击而使振动膜16过大地位移。由此，能够抑制破损的发生，所以能够提供相对于冲击具有耐性的换能器1。
133.(第二实施方式)
134.参照图12至图14b，说明本实施方式的换能器1的结构。本实施方式的换能器1在主体中构成压电元件10和膜体15。以下的说明中，以图13所示的换能器1的状态为基准定义上下方向，但并不是限定使用换能器1的方向。
135.压电元件10由一对电极11、12和夹在一对电极11、12之间的压电膜13构成。一对电极11、12和压电膜13具有与后述的振动膜16的形状对应的形状，图12至图13b所示的例子中具有四边形形状。
136.一对电极11、12的各自例如由铝或者铜等的具有导电性的金属的薄膜形成。一方的电极11位于压电膜13的上侧，与用于对电极11施加驱动电压的电路图案即电极焊盘11a连接。另一方的电极12位于压电膜13的下侧，与用于对电极12施加驱动电压的电路图案即电极焊盘12a连接。
137.压电膜13例如由锆钛酸铅(pzt)膜构成。压电膜13除了锆钛酸铅以外也能够使用氮化铝(alz)、氧化锌(zno)或者钛酸铅(pbtio3)等。
138.膜体15由振动膜16和膜支承部17构成。膜体15例如由硅(si)构成。通过将膜体15的下表面侧进行蚀刻，振动膜16与膜支承部17形成为一体。
139.振动膜16由薄膜构成，构成为能够在膜厚方向即相对振动膜16的法线方向(图12中的纸面垂直方向，图13中的纸面上下方向)上位移。振动膜16在与振动膜16平行的平面看
时，具有大致四边形形状。
140.膜支承部17具有形成空腔(中空部)18的四边形筒状的内周面。在膜支承部17的内周面，以振动膜16内切的方式遍及整周地连结振动膜16，由此，振动膜16的周围由膜支承部17支承。振动膜16连结于膜支承部17的上端侧，空腔18的上侧由振动膜16封闭。
141.内周面由4个平面部17a和将相邻的平面部17a彼此连结的4个角部17b构成。各个角部17b不是与四边形的内角对应的形状，而是具有形成了倒角的形状。角部17b的倒角形状在与振动膜16平行的平面看时，形成为直线形状，在倒角了的角部17b的端部连结平面部17a的端部。相邻的平面部17a经由倒角了的角部17b而连结，由此以比相邻的平面部17a所成的角度(四边形的内角)大的角度(钝角)连结平面部17a和角部17b。另外，在与振动膜16平行的平面看时，角部17b除了由1个直线形成以外，也可以将多个直线组合而形成，或者由曲线形成。
142.另外，换能器1具有分割缝隙2。分割缝隙2为将层叠有压电元件10和振动膜16的振动体在厚度方向上贯通的切口。通过分割缝隙2将振动体分割为多个振动区域300。
143.分割缝隙2具有从振动膜16的中心向角部17b延伸的主缝隙部2a。在本实施方式中，由于内周面为四边形形状，分割缝隙2具有4个主缝隙部2a。由4个主缝隙部2a将层叠有压电元件10和振动膜16的振动体分割为4个振动区域300。
144.被分割的振动膜16的各自具有从膜支承部17向振动膜16的中心突出的悬臂形状。各振动膜16的前端部构成为自由端。
145.另外，如图14a所示，分割缝隙2具有副缝隙部2b。副缝隙部2b从连结角部17b与平面部17a的连结部、即角部17b与平面部17a的角(角)延伸至主缝隙部2a的角部17b侧的端部。角分别存在于角部17b的两侧，因此相对于1个主缝隙部2a设置有2个副缝隙部2b。
146.例如，在主缝隙部2a的端部到达角部17b的情况下，如图14a所示，副缝隙部2b以直线形成，以形成t字形状的方式与主缝隙部2a连接。但主缝隙部2a不需要到达角部17b。在该情况下，如图14b所示，副缝隙部2b以形成y字形状的方式与主缝隙部2a连接。此外，副缝隙部2b也可以由直线以外的形状形成。例如，在与振动膜16平行的平面看时，角部17b可以将多个直线组合而形成，在由曲线形成的情况下，副缝隙部2b可以由沿着角部17b的形状形成。
147.此外，为了使电极11、12不被分割缝隙2分断，在与角部17b对应的位置，设置有用于将位于相邻的振动区域300的电极11、12彼此连接的配线部。
148.在这样的结构的换能器1中，在膜体15的振动膜16上设置有压电元件10。即，在振动膜16上依次地层叠有下侧的电极12、压电膜13和上侧的电极11。当对一对电极11、12分别施加驱动电压时，在一对电极11、12之间产生电位差。由于该电位差，振动膜16发生位移。具体而言，被分割的振动膜16的前端侧翘起地位移。
149.通过对一对电极11、12反复施加驱动电压，振动膜16交替地反复进行向上侧的位移和向下侧的位移。通过该振动膜16的振动，使振动膜16的周围的空气振动，空气的振动作为声波被输出。
150.像这样在本实施方式中，形成空腔18的内周面具有经由形成了倒角的角部17b连结4个平面部17a的四边形形状。分割缝隙2具有从振动膜16的中心向角部17b延伸的主缝隙部2a、和从角部17b与平面部17a连结的连结部(角)延伸至主缝隙部2a的角部17b侧的端部
的副缝隙部2b。
151.依据该结构，因为内周面的角部17b形成有倒角，所以平面部17a相对于角部17b连结的角度变大。由此，能够缓和集中于角部17b的应力。其结果是，能够提高膜支承部17的强度。
152.在角部17b形成有倒角的情况下，被分割的振动膜16与膜支承部17的连结部位包括沿着1个平面部17a的直线和沿着角部17b的直线，成为曲折的形状。由于在平面部17a与角部17b之间存在曲折点(拐角)，因此在被分割的振动膜16发生了位移的情况下，应力集中在曲折点，并且存在发生皲裂等的可能性。
153.因此，在本实施方式中，将副缝隙部2b从主缝隙部2a的端部连接至拐角。由此，被分割的振动膜16与膜支承部17的连结部位仅由与平面部17a对应的直线区域构成。即使在振动膜16发生了位移的情况下，也能够抑制向特定的部位的应力的集中。其结果是，能够提高振动膜16和膜支承部17的强度，因此能够抑制破损的发生。
154.在上述的实施方式中，形成空腔18的内周面构成为四边形形状。但是，内周面也可以构成为多边形，例如也可以构成为六边形或者八边形、或者五边形或七边形。
155.(第三实施方式)
156.参照图15关于本实施方式的换能器1进行说明。本实施方式的换能器1与第二实施方式的换能器1的不同点在于压电元件10的结构。与第二实施方式重复的内容的说明省略，以下以不同点为中心进行说明。
157.压电元件10具有在厚度方向上贯通压电元件10的压电缝隙14。压电缝隙14按每一个振动区域300设置。具体而言，压电缝隙14沿着平面部17a的垂直方向从平面部17a延伸至分割缝隙2(主缝隙部2a)。通过该压电缝隙14，各个振动区域300被分割为多个小区域。并且，各个小区域在与平面部17a平行的方向(横方向)上不连续。
158.由分割缝隙2分割的振动膜16的位移从平面部17a越向前端侧越变大。并且，理想的是，在沿着横方向看振动膜16的情况下，在任一位置位移都相同。但是，在振动膜16反复振动的过程中，发生向横方向的翘曲，存在振动膜16发生形变的状况。
159.在本实施方式中，因为通过压电缝隙14，压电元件10在横方向上被分割，所以能够抑制振动膜16的向横方向的翘曲的发生。由此，能够抑制振动膜16的形变的发生，能够使振动膜16适当地振动。
160.此外，压电缝隙14相对于1个振动区域300设置有4个，但也可以设置1个以上。另外，在每一个振动区域300中，压电缝隙14的数量也可以不同。
161.(第四实施方式)
162.参照图16，关于本实施方式的换能器1进行说明。本实施方式的换能器1与第二实施方式的换能器1的不同点在于，电极11、12与电极焊盘11a、12a的连接形态。以下，说明电极11与电极焊盘11a的连接形态，关于电极12与电极焊盘12a的连接形态也是相同的。另外，与第二实施方式重复的内容的说明省略，以不同点为中心进行说明。
163.电极焊盘11a按由分割缝隙2分割的振动区域300的每一个设置。具体而言，与上侧的电极11连接的电极焊盘11a设置有4个。对于1个振动区域300配置1个电极焊盘11a，各个电极焊盘11a连接于对应的振动区域300的电极11。
164.在作用外力等，并在膜体15发生了形变的情况下，从分割缝隙2的端部产生皲裂，
该皲裂有可能波及到电极11。例如，在相对的角部17b的各自产生了皲裂的情况下，电极11被分断为2个，电流的路径被阻断。因此，不能使换能器1驱动。
165.关于这一点，依据本实施方式，按4个分割区域300的每一个区域准备电极焊盘11a。因此，电极11能够在4个振动区域300的每一个区域连接于电极焊盘11a。即使电极11被分断为2个的情况下，在被分断后的每一个区域，能够继续驱动电压的施加。由此，能够使换能器1的动作继续。
166.此外，在本实施方式中，相对于1个振动区域300设置有1个电极焊盘11a。但是，也可以相对于1个振动区域300设置一对电极焊盘11a。由此，在每一个振动区域300中，电极11与一对电极焊盘11a连接，所以即使电极11由于皲裂而被分断，也能够在每一个独立的振动区域300中使振动膜16振动。
167.以下，关于能够对上述的从第二至第四各实施方式适用的变形例进行说明。此外，在以下所示的变形例中，除非另有说明，在第二至第四实施方式的任一者中都能够适用。
168.(第一变形例)
169.参照图17，说明第一变形例的换能器1。在该第一变形例中，压电元件10在与振动膜16的中央对应的中央区域中，具有在厚度方向上贯通压电元件10的开口部20。在图17中，开口部20与振动膜16同样地形成为四边形形状。即，在振动膜16的中央区域没有设置压电元件10，仅在位于开口部20的外侧的外侧区域，设置有压电元件10。
170.由于被分割的振动膜16的自由端侧翘曲，在振动膜16的膜厚方向上产生间隙。由于空气经由该间隙移动，在使空气振动时发生空气的泄漏。依据第一变形例的结构，能够抑制振动膜16的自由端侧的翘曲。由此，能够抑制振动膜16的翘曲产生的空气的移动，所以能够使空气有效地振动。
171.(第二变形例)
172.参照图18，说明第二变形例的换能器1。在该第二变形例中，分割缝隙2还具有将层叠有振动膜16和压电元件10的振动体分割的第三缝隙部2d。第三缝隙部2d从振动膜16的中心向平面部17a的中央位置延伸。第三缝隙部2d没有设置在4个平面部17a的全部，在图18所示的例子中，仅设置在彼此相对的2个平面部17a。
173.像这样，通过主缝隙部2a和第三缝隙部2d，层叠有振动膜16和压电元件10的振动体被分割为6个振动区域。具体而言，6个振动区域包括位于一对主缝隙部2a之间的第一振动区域301、和位于主缝隙部2a与第三缝隙部2d之间的第二振动区域302。第二振动区域302被分割为与第一振动区域301不同的形状，具体而言被分割为比第一振动区域301靠前端侧的角度小的三角形状。
174.依据该结构，由于第一振动区域301与第二振动区域302形状不同，因此各振动区域301、302的谐振频率错开。由此，与全部的振动区域的形状相同的情况相比，能够获得宽广的输出特性。
175.此外，在本实施方式中，将多个振动区域由2种形状构成，但也可以由3种以上的形状构成。另外，也可以是多个振动区域全部的形状不同。
176.(第三变形例)
177.参照图19、图20a和图20b，说明第三变形例的换能器1。在该第三变形例中，换能器1具有层叠在压电元件10上的膜体保护层30。该膜体保护层30起到保护振动膜16与内周面
的连结部的功能。膜体保护层30是由具有弹性的软质的材料、例如由树脂形成的薄膜。膜体保护层30沿着形成空腔18的膜支承部17的内周面(平面部17a和角部17b)以规定宽度设置，也可以以覆盖压电元件10的整面的方式设置。
178.在对振动膜16赋予较大的位移、或者对膜体15输入冲击等的情况下，在振动膜16与内周面的连结部有可能产生皲裂等。但是，依据本实施方式，由于膜体保护层30覆盖连结部，所以能够保护膜体15的破损。
179.此外，膜体保护层30是包含振动膜16与内周面的连结部的结构，因此至少在连结部中能够获得保护性能即可。由此，膜体保护层30可以形成为越比内周面向内侧去、膜体保护层30的一部分被去除了的形状。例如，在图20b所示的例子中，膜体保护层30为三角形状的缝隙沿着周方向连续地设置。
180.(第四变形例)
181.参照图21、图22a至图22c说明第四变形例的换能器1。在该第四变形例中，换能器1具有层叠在压电元件10上的覆盖层40。覆盖层40例如以覆盖压电元件10的整个区域的方式设置，但也可以存在于至少覆盖分割缝隙2的范围中。该覆盖层40是由根据振动膜16的位移而伸缩的软质的材料、例如由树脂等形成的薄膜。在图22a中，位于分割缝隙2上的覆盖层40以将分割缝隙2的上部封闭的方式平面地设置。
182.依据该结构，由于由覆盖层40覆盖分割缝隙2，因此能够抑制从振动膜16的一侧向相反侧的空气的移动。由此，能够抑制经由分割缝隙2的空气的移动，所以能够使空气有效率地振动。另外，由于悬臂形状的前端部彼此连接，在较强的外部冲击的输入时，能够抑制前端部的剧烈的位移。由此，能够抑制振动膜16折断这样的破损。
183.在此，如图22b所示，可以以沿着分割缝隙2的纵槽的方式设置覆盖层40。在该结构的情况下，在振动膜16发生位移时，覆盖层40从分割缝隙2的纵槽剥离，由此能够允许振动膜16的位移。该覆盖层40通过在层叠有振动膜16和压电元件10的振动体形成有分割缝隙2的基础上，使覆盖层40呈薄膜状地堆积而形成。另外，如图22b所示，振动区域300的前端侧可以以越去往振动膜16的中心而厚度越减少的方式形成有倒角。
184.(第五变形例)
185.参照图23a至图23c说明第五变形例的换能器1。图23a中分别表示了彼此相对的一对振动区域300的前端部侧。在该第五变形例中，4个振动区域300的各自以前端部的厚度随着去往振动膜16的中心而减小的方式形成有倒角。在图23a所示的例子中，振动区域300的前端部的上表面侧形成有倒角。
186.在相对的一对振动区域300彼此位移时，存在振动区域300的前端部彼此碰撞的状况。因此，通过将振动区域300的前端部倒角，产生供前端部避让的间隙，所以能够抑制碰撞。由此，能够抑制振动膜16的破损。
187.此外，倒角的部位不限于振动区域300的前端部的上表面侧，也可以是前端部的上表面侧和下表面侧的双方(参照图23b)。另外，前端部的倒角方法也可以是从上表面到下表面连续地进行倒角的方法(参照图23c)。
188.(第六变形例)
189.参照图24说明第六变形例的换能器1。该第六变形例在振动区域300的前端形状具有特征。
190.在第六变形例中，在4个振动区域300之中的任意一个振动区域300的前端部，设置有延伸至振动膜16的中心的圆形形状的突起部300a。另一方面，在4个振动区域300之中的其余的振动区域300的前端部，以包围突起部300a的方式形成为圆弧状的缺口部300b。
191.因为与突起部300a的形状相匹配地设置有缺口部300b，所以能够抑制振动区域300的前端部彼此碰撞。由此，能够抑制振动膜16的破损。另外，由于突起部300a存在，能够封闭振动膜16的中心的间隙。其结果是，能够抑制从振动膜16的一侧向相反侧的空气的移动，利用振动膜16能够使空气有效地振动。
192.像这样说明了从第一至第六变形例，第一至第六变形例也能够使各个变形例中所示的技术性特征相组合来利用。
193.(第五实施方式)
194.以下，参照图25至图27说明本实施方式的换能器1。本实施方式的换能器1与第二实施方式的换能器1的不同点在于膜支承部17的构造。省略与第二实施方式重复的内容的说明，以下，以不同点为中心进行说明。
195.在本实施方式中，形成空腔18的角部17b成为与四边形的内角对应的形状。即，相邻的平面部17a经由角部17b连结为90
°
。在这样的膜支承部17中，在角部17b的周围设置有3个在振动膜16的膜厚方向上延伸的中空部即小空腔17c。各个小空腔17c分别独立，而且设置在与空腔18不相连的位置。
196.小空腔17c从膜支承部17的下表面侧向上表面侧延伸，形成为不将膜支承部17贯通的程度的高度(深度)。在与振动膜16平行的平面看时，小空腔17c具有圆形形状或者椭圆形形状。
197.内周面为多边形形状的情况下，在膜体15产生的应力集中于角部17b。在此，在本实施方式中，在角部17b的周围设置小空腔17c，由此能够缓和集中于角部17b的应力。另外，即使在角部17b产生了破裂的情况下，由于在角部17b的周围存在由曲面形成的小空腔17c，因此能够阻止破裂的发展。由此，能够抑制膜支承部17较大地破损。
198.此外，如图28a和图28b所示，也可以以将小空腔17c与空腔18连接的方式形成。在图28a所示的例子中，小空腔17c与空腔18直接连通，在图28b所示的例子中，小空腔17c与空腔18经由缝隙状的连通部17c1连通。
199.(第六实施方式)
200.以下，参照图29和图30，说明本实施方式的换能器1。本实施方式的换能器1与第二实施方式的换能器1的不同点在于膜支承部17的构造。省略与第二实施方式重复的内容的说明，以下以不同点为中心进行说明。此外，在图29中，省略电极焊盘11a、12a的一部分。
201.在本实施方式中，膜支承部17具有形成空腔18的内周面。内周面由1个曲面部17d构成，具有圆形形状。并且，在膜支承部17的上表面侧形成有具有不贯通的程度的深度的槽部17e。槽部17e位于比曲面部17d靠外侧，以包围曲面部17d的周围的方式形成。
202.另外，为了保护连接电极11、12与电极焊盘11a、12a的配线，在该配线部位没有形成槽部17e。取而代之，在配线部位，在配线的外周侧设置槽部17e，且以槽部17e成为双重的方式构成。
203.依据这样的结构，以包围振动膜16的周围的方式在膜支承部17的上表面形成有槽部17e。由此，能够使膜支承部17之中的比槽部17e靠内侧的区域向内侧弯曲。其结果是，根
据振动膜16的位移，能够使比槽部17e靠内侧的区域向内侧位移，进而，能够使振动膜16的弯曲量增加。因此，能够使振动膜16较大地位移，所以能够使空气有效地振动。
204.(第七实施方式)
205.以下，图31至图33，说明本实施方式的换能器1。本实施方式的换能器1与第二实施方式的换能器1的不同点在于分割缝隙2的构造。省略与第二实施方式重复的内容的说明，以下以不同点为中心进行说明。
206.在本实施方式中，膜支承部17具有形成空腔18的内周面。内周面由1个曲面部17d构成，具有圆形形状。另外，换能器1具有将由压电元件10和振动膜16层叠而成的振动体分割为多个振动区域300的分割缝隙2。
207.分割缝隙2包括从振动膜16的中心向曲面部17d延伸的4个主缝隙部2a。4个主缝隙部2a分布为辐射形状，由此，层叠有压电元件10和振动膜16的振动体被分割为4个振动区域300。如图33所示，主缝隙部2a中的曲面部17d侧的端部形成为曲线形状。
208.另外，如图33所示，在主缝隙部2a中的曲面部17d侧的端部设置有缝隙保护层50。缝隙保护层50具有包围主缝隙部2a的端部的程度的大小。缝隙保护层50是由软质的材料形成的薄膜。此外，缝隙保护层50也可以由与电极11、12、压电膜13的任一者相同的材料形成。在该情况下，作为缝隙保护层50不需要准备固有的材料，因此能够抑制换能器1的制造工序变得繁杂。
209.主缝隙部2a的端部在直角的角部形成的情况下，担心应力有可能集中在角部。但是，依据本实施方式，主缝隙部2a的端部形成为曲线形状。由此，能够抑制应力集中在主缝隙部2a的端部的特定部位之类的状况。由此，能够抑制从主缝隙部2a的端部发生破裂的状况。
210.此外，主缝隙部2a的端部也可以是曲线形状以外的形状。例如，也可以是将3个以上的直线相组合的多边形形状。另外，也可以是使曲线形状与多边形形状相组合的形状，例如可以是2个以上的曲线与1个以上的直线的组合，也可以是1个以上的曲线与2个以上的直线的组合。
211.另外，在本实施方式中，在主缝隙部2a的端部配置有缝隙保护层50。由该缝隙保护层50保护主缝隙部2a的端部。由此，能够抑制从主缝隙部2a的端部发生破裂。
212.此外，在本实施方式所示的方法中，将形成空腔18的内周面形成为圆形形状，但内周面的形状也可以是多边形形状。
213.(第八实施方式)
214.以下，参照图34至图35说明本实施方式的换能器1。本实施方式的换能器1与第二实施方式的换能器1的不同点在于振动膜16的动作构造。省略与本实施方式重复的内容的说明，以下，以不同点为中心进行说明。此外，在图34中，关于电极焊盘11a、12a的一部分省略。
215.在本实施方式中，膜体15由悬臂型的振动膜16和膜支承部17构成。振动膜16在与振动膜16平行的平面看时，具有大致四边形形状。膜支承部17包围振动膜16的周围，与振动膜16的1边连结。振动膜16的其余的3边与膜支承部17之间设定有间隙19。即，振动膜16被支承为悬臂形状。
216.压电元件10不设置在振动膜16的自由端侧，而配置在与膜支承部17连结的基端部
侧。当对一对电极11、12分别施加驱动电压时，在一对电极11、12之间产生电位差。由于该电位差，振动膜16的自由端侧在膜厚方向上发生位移。通过对一对电极11、12反复施加驱动电压，振动膜16交替地反复进行向上侧的位移和向下侧的位移。通过该振动膜16的振动，使振动膜16的周围的空气振动，空气的振动作为声波输出。
217.作为本实施方式的特征之一，在通过间隙19与膜支承部17隔开的振动膜16的3边设置有遮蔽件16b。遮蔽件16b设置在与压电元件10相反侧的面，向空腔18延伸。在位于自由端侧的边设置的遮蔽件16b沿着边连续地形成。另一方面，在将自由端侧与基端部侧之间相连的2个边设置的遮蔽件16b，隔开规定的间隔(缝隙)地间断地设置。
218.另外，膜支承部17之中，在与振动膜16的自由端侧相对的面形成有空间部17f。空间部17f以保留膜支承部17的上部的方式形成。
219.通过振动膜16的自由端侧翘曲，在振动膜16的膜厚方向上产生间隙。由于空气经由该间隙移动，使空气振动时空气的泄漏变大。但是，依据本实施方式，在振动膜16的下表面设置有遮蔽件16b。通过该遮蔽件16b能够抑制间隙的形成，所以能够抑制空气的泄漏。
220.另外，在振动膜16翘起的边，间断地形成有遮蔽件16b。由此，遮蔽件16b不阻碍振动膜16的位移。其结果是，能够允许振动膜16的振动。
221.而且，通过在膜支承部17设置空间部17f，能够防止在自由端侧所设置的遮蔽件16b与膜支承部17相干扰。由此，能够允许振动膜16的自由的位移。另外，空间部17f以将膜支承部17的上部保留的方式形成，因此能够抑制振动膜16与膜支承部17的间隙19变大。由此，能够抑制经由间隙19的空气的流动。
222.以上，说明了第五至第八实施方式，第五至第八实施方式也能够将各个实施方式中所示的技术特征彼此组合来利用。另外，第五至第八实施方式能够将第一至第四实施方式和各实施方式的变形例所示的技术特征相组合来利用。
223.如上所述记载了本发明的实施方式，构成本发明的一部分的论述和图面不应该理解为限定本发明的内容。根据本发明，本领域技术人员能够明白个中替代的实施方式、实施例和应用技术。
224.例如，换能器除了发送声波以外，也可以应用于接收声波的用途。另外，换能器不限于应用于声波，也能够应用于进行超声波的发送或者接收的用途。
225.附图标记的说明
[0226]1ꢀꢀ
换能器
[0227]2ꢀꢀꢀ
分割缝隙
[0228]
2a
ꢀꢀ
主缝隙部
[0229]
2b
ꢀꢀ
副缝隙部
[0230]5ꢀꢀꢀ
音响芯片
[0231]
10
ꢀꢀ
压电元件
[0232]
11、12
ꢀꢀ
电极
[0233]
13
ꢀꢀ
压电膜
[0234]
14
ꢀꢀ
压电缝隙
[0235]
15
ꢀꢀ
膜体
[0236]
16
ꢀꢀ
振动膜
[0237]
16b 遮蔽件
[0238]
17
ꢀꢀ
膜支承部
[0239]
17a 平面部
[0240]
17b 角部
[0241]
17c 小空腔
[0242]
17d 曲面部
[0243]
17e 槽部
[0244]
18
ꢀꢀ
空腔
[0245]
19
ꢀꢀ
间隙
[0246]
20
ꢀꢀ
开口部
[0247]
30
ꢀꢀ
膜体保护层
[0248]
40
ꢀꢀ
覆盖层
[0249]
50
ꢀꢀ
缝隙保护层
[0250]
60
ꢀꢀ
封装体
[0251]
61
ꢀꢀ
上部基片
[0252]
62
ꢀꢀ
下部基片
[0253]
63
ꢀꢀ
中间基片
[0254]
70
ꢀꢀ
外部电极
[0255]
71
ꢀꢀ
芯片电极
[0256]
72
ꢀꢀ
模块电极
[0257]
73
ꢀꢀ
电极配线
[0258]
80
ꢀꢀ
抵接衬垫
[0259]
80a 抵接面
[0260]
90
ꢀꢀ
内部空间
[0261]
91
ꢀꢀ
上空间部
[0262]
92
ꢀꢀ
下空间部
[0263]
300 振动区域