JP2023086667A - 圧電ひげぜんまい、及びひげぜんまいを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
3 圧電ひげぜんまい
7 圧電層
8a 電極
8b 電極
8c 電極
8d 電極
10 回路
20 上面
17 圧電層
27 圧電層
Claims (15)
- 発振機構システム(2、3)の発振周波数を自己調整する回路(10)、又はエネルギー回収回路、又はムーブメントを作動させるか若しくはムーブメントを自動で維持するモータ回路のための圧電ひげぜんまい(3)であって、
前記圧電ひげぜんまい(3)は、特定の巻き数の前記ひげぜんまいの上面(20)又は底面上に平面で堆積された少なくとも1つの圧電層(7、7’、17、17’、27、27’)と、少なくとも2対の電極(8a、8b、8c、8d)とを備え、各対の前記電極は、各対の前記電極に逆バイアス電圧を印加するように、少なくとも1つの圧電層(7)の2つの対向面と同じ側に配設されるか、又はそれぞれ、2つの個別の圧電層(7、7’)に配設されることを特徴とする、圧電ひげぜんまい(3)。 - 前記第1の対の電極の第1の電極(8a)は、前記第2の対の電極の第2の電極(8d)に接続し、前記第1の対の電極の第2の電極(8c)は、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)に接続することを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記第1の対の電極の第1の電極(8a)及び前記第2の対の電極の第2の電極(8d)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の第1の端部で第1の接続端子に接続し、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)及び前記第1の対の電極の第2の電極(8c)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の第1の端部で第2の接続端子に接続することを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記2対の電極の電極(8a、8b、8c、8d)の全てはそれぞれ、前記圧電ひげぜんまい(3)の第1の端部でそれぞれの接続端子に接続することを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記第1の対の電極の第1の電極(8a)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)に直接堆積し、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)に直接堆積し、前記2対の電極の第1の電極(8a、8b)は、互いに均等に離間し、それぞれ、前記ひげぜんまい(3)の第1の端部から前記ひげぜんまい(3)の第2の端部に向かってコイルの形状を取ることを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記2対の電極の第1の電極(8a、8b)及び第2の電極(8c、8d)は、前記ひげぜんまい(3)の第1の端部から前記ひげぜんまい(3)の全長に沿った中間を越えて延在することを特徴とする、請求項5に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 第1の圧電層(7)は、前記第1の対の電極の第1の電極(8a)上に堆積し、第2の圧電層(7’)は、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)上に堆積し、前記第1の圧電層(7)の形状及び寸法は、前記第1の対の電極の第1の電極(8a)の形状及び寸法と同一であり、前記第2の圧電層(7’)の形状及び寸法は、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)の形状及び寸法と同一であることを特徴とする、請求項5に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記2対の電極の第1の電極(8a、8b)及び第2の電極(8c、8d)、並びに前記圧電層(7)は、前記ひげぜんまい(3)の第1の端部から前記ひげぜんまい(3)の第1のコイル部にわたり延在することを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記第1の対の電極の第1の電極(8a)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)に直接堆積し、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)に直接堆積し、前記圧電層(7)は、前記2つの第1の電極(8a、8b)の幅部、及び前記2つの第1の電極(8a、8b)の間の空間にわたり、前記第1の電極(8a、8b)上に堆積することを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記第1の対の電極の第1の電極(8a)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)と接触する状態で配設し、前記第1の対の電極の第2の電極(8c)は、前記第1の対の電極の第1の電極(8a)上に組み付けられた第1のセットの複合層(7、17、27)上に配設し、前記第1のセットの複合層(7、17、27)の少なくとも1つの層は、圧電層(7)であり、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)上に配設する一方で、前記第2の対の電極の第2の電極(8d)は、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)上に組み付けられた第2のセットの複合層(7’、17’、27’)上に配設し、前記第2のセットの複合層(7’、17’、27’)の少なくとも1つの層は、圧電層(7’)であることを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 中間電極は、所望の選択に応じて、前記層を直列若しくは並列に接続するか、又は1つ若しくは複数の前記層を短絡するように、各前記セットの複合層(7、7’、17、17’、27、27’)の各層の間に設けることを特徴とする、請求項10に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 第1の圧電層(7)は、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)上に堆積し、第2の圧電層(7’)は、前記第1の圧電層(7)から離間して、前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)上に堆積し、前記第1の対の電極の第1の電極(8a)は、前記第1の圧電層(7)の側面に配設する一方で、前記第1の対の電極の第2の電極(8c)は、前記第1の圧電層(7)の対向側面に配設し、前記第2の対の電極の第1の電極(8b)は、前記第2の圧電層(7’)の側面に配設する一方で、前記第2の対の電極の第2の電極(8d)は、前記第2の圧電層(7’)の対向側面に配設することを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- 前記圧電ひげぜんまい(3)の上面(20)に配設された各前記圧電層(7、7’)は、AIN、AIScN、PZT又はKNN層と呼ばれる層であることを特徴とする、請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)。
- SOIウエハ(30)、石英ウエハ又はガラス・ウエハの基体上に請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)を製造する方法であって、前記ひげぜんまい(3)の基体は、最初に、SOI若しくは石英ウエハに対するトップダウン型DRIEによって生成するか、又はガラス・ウエハに対するトップダウン型レーザー支援化学エッチングによって生成し、DRIE又はレーザー支援化学エッチングによって前記ウエハの基体(30)を残した状態又は前記ウエハの基体(30)を完全に除去した状態で前記ひげぜんまい(3)の形状を生成した後、1つ又は複数の圧電層(7、7’)を前記ひげぜんまい(3)の上面(20)上に堆積し、前記2対の電極の第1の電極(8a、8b,)及び第2の電極(8c、8d)は、前記1つ又は複数の圧電層(7、7’)と組み合わせて、プログラムされた形状及び寸法に従って堆積することを特徴とする、方法。
- SOIウエハ(30)、石英ウエハ又はガラス・ウエハの基体上に請求項1に記載の圧電ひげぜんまい(3)を製造する方法であって、前記方法は、SOIウエハ(30)、石英ウエハ又はガラス・ウエハの粗上面上に直接実行し、1つ又は複数の圧電層(7、7’)の堆積物は、コイルのプログラムされた形状及び長さを取り、前記2対の電極の第1の電極(8a、8b)及び第2の電極(8c、8d)の堆積物は、前記1つ又は複数の圧電層(7、7’)と組み合わせて、コイルのプログラムされた形状及び長さを取り、各前記対の電極の電極(8a、8b、8c、8d)を前記1つ又は2つの圧電層(7、7’)の2つの対向面上、又は前記粗上面(20)上の1つ若しくは2つのセットの複合層(7、7’、17、17’、27、27’)の2つの対向面上に配設した後、プログラムされた全長及び形状に従って、トップダウン型DRIE動作を前記ひげぜんまい(3)のSOI若しくは石英ウエハ上で実行するか、又はトップダウン型レーザー支援化学エッチング動作をガラス・ウエハ上で実行し、最終DRIE動作又はレーザー支援化学エッチング動作は、最終圧電ひげぜんまい(3)を得るように、前記ウエハの基体(30)を完全に除去するように実行することを特徴とする、方法。
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