专利名称：具有通过常温真空接合而接合的振动部的振动执行机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有通过电カ机械能量转换元件的变形而被驱动的弾性体的振动体、具有该振动体的振动执行机构、透镜镜筒及照相机、以及振动体的接合方法。
背景技术：
振动执行机构利用基于电カ机械能量转换元件的驱动信号的变形，驱动接合在该电カ机械能量转换元件上的弾性体，从而使与该弾性体加压接触的相对移动部件移动。在该电カ机械能量转换元件和弾性体的接合中，一般使用粘结剂以及粘结层(參照专利文献I)。专利文献I :日本特开平5-261647号公报但是，粘结剂中含有阻碍共振现象的树脂成分。因此，以往的振动体，从电カ机械能量转换元件向弾性体传递的振动被衰减，振动的传递效率低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电カ机械能量转换元件和弾性体不使用粘结剂而被接合的振动体、具有该振动体的振动执行机构、具有该振动执行机构的透镜镜筒、具有该透镜镜筒的照相机、及振动体的接合方法。本发明通过以下的解决方式来解决所述课题。此外，为了容易理解，对表示本发明的一个实施方式的附图标注对应的标记并进行说明，但本发明不限于此。本发明的第一方式为ー种振动体(30)，其特征在于，具有电カ机械能量转换元件(33、34);与该电カ机械能量转换元件(33、34)接合、通过该电力机械能量转换元件(33、34)的变形被驱动的弾性体(31、32)，所述电カ机械能量转换元件(33、34)和所述弾性体(31、32)通过金属结合而被接合。本发明的第二方式，在第一方式的振动体(30)中，其特征在于基于所述金属结合的接合为真空接合。本发明的第三方式，在第二方式的振动体(30)中，其特征在于所述真空接合为
常温真空接合。本发明的第四方式，在第三方式的振动体(30)中，其特征在于所述常温真空接合为基于表面活性化的接合。本发明的第五方式，在从第一方式到第四方式的任一个振动体(30)中，其特征在于对所述电カ机械能量转换元件(33、34)和所述弾性体(31、32)的某一方实施金属电镀，所述金属电镀部分和另一方之间通过所述金属结合而被接合。本发明的第六方式，在从第一方式到第四方式的任一个振动体(30)中，其特征在于在所述电カ机械能量转换元件(33、34)和所述弾性体(31、32)之间夹置金属箔，所述电力机械能量转换元件(33、34)和所述金属箔及所述弾性体(31、32)和所述金属箔之间通过所述金属结合被接合。、
本发明的第七方式，在从第一方式到第六方式的任一个振动体(30)中，其特征在于基于所述金属结合的接合是在所述电カ机械能量转换元件(33、34)和所述弾性体(31、32)之间施加了压カ的状态下进行的。本发明的第八方式，是ー种振动执行机构(100),其特征在于具有从第一方式到第七方式的任一个振动体(30)。本发明的第九方式，是ー种透镜镜筒(300)，其特征在于具有第八方式的振动执行机构(100)。本发明的第十方式，是ー种照相机(200)，其特征在于具有第九方式的透镜镜筒(300)。本发明的第i^ 一方式是ー种振动体(30)的接合方法，其特征在于，具有电カ机械能量转换元件(33、34);与该电カ机械能量转换元件(33、34)接合、通过该电力机械能量转换元件(33、34)的变形而被驱动的弾性体(31、32)，所述电カ机械能量转换元件(33、34)、和所述弾性体(31、32)通过金属结合而进行接合。本发明的第十二方式，在第i^一方式的振动体(30)的接合方法中，其特征在于基于所述金属结合的接合为真空接合。本发明的第十三方式，在第十二方式的振动体(30)的接合方法中，其特征在于所述真空接合为常温真空接合。本发明的第十四方式，在第十三方式的振动体(30)的接合方法中，其特征在于所述常温真空接合是基于表面活性化的接合。本发明的第十五方式，在从第i^一方式到第十四方式的任一种振动体(30)的接合方法中，其特征在干在进行基于所述金属结合的接合前，对所述电カ机械能量转换元件
(33.34)和所述弾性体(31、32)的某一方实施金属电镀，通过基于所述金属结合的接合对所述金属电镀部分和另一方之间进行接合。本发明的第十六方式，在从第i^一方式到第十四方式的任一种振动体(30)的接合方法中，其特征在于在进行基于所述金属结合的接合前，在所述电カ机械能量转换元件
(33.34)和所述弾性体(31、32)之间夹置金属箔，通过所述金属结合对所述电カ机械能量转换元件(33、34)和所述金属箔及所述弾性体(31、32)和所述金属箔之间进行接合。本发明的第十七方式，在从第i^一方式到第十六方式的任一种振动体(30)的接合方法中，其特征在于基于所述金属结合的接合是在所述电カ机械能量转换元件(33、34)和所述弾性体(31、32)之间施加了压カ的状态下进行的。发明的效果根据本发明，提供ー种不使用粘结剂对电カ机械能量转换元件和弾性体进行接合的振动体、具有该振动体的振动执行机构、具有该振动执行机构的透镜镜筒、具有该透镜镜筒的照相机、及振动体的接合方法。
图I是本实施方式的振动执行机构的主视图。图2是使用了图I的振动执行机构的照相机的概念图。图3是表示通过表面活性常温接合(SAB)对驱动体和压电元件进行接合的方法的顺序的流程图。
具体实施例方式以下，根据附图对作为本发明的实施方式的振动体、具有该振动体的振动执行机构、具有该振动执行机构的透镜镜筒、具有该透镜镜筒的照相机及振动体的接合方法进行说明。图I是振动执行机构100的主视图。图2是具有振动执行机构100的透镜镜筒300以及安装有该透镜镜筒300的照相机200的概念图。如图I所示，本实施方式的振动执行机构100具有基座部件10、载置在基座部件10上的转动部120。基座部件10通过例如不锈钢等的金属材料形成为中空圆筒状，在中央贯穿固定 有支承轴115。在基座部件10的与转动部120相対的端部上，在周向上在六个位置上设有保持凹部11，其收容后述的驱动机构30。转动部120通过支承轴115而以能够自由旋转的方式轴支承。在转动部120的外周面上，形成有用于输出旋转カ的齿轮125。转动部120由驱动机构30支承。驱动机构30设有六个，分别被保持在沿周向设置在六处的保持凹部11中。ー个驱动机构30具有举升转动部120的举升机构31、使转动部120在旋转方向上移动的滑块32、配置在举升机构31和基座部件10之间的举升机构驱动体33、配置在举升机构31和滑块32之间的滑块驱动体34。举升机构31收容在基座部件10的保持凹部11中。其上表面与基座部件10的上表面相比向上侧突出规定量。举升机构驱动体33和滑块驱动体34分别具有并列配置的两个压电元件。各压电元件例如为通过锆钛酸铅(PZT)制造的矩形的板材，具有压电效果。其振动模式为厚度及滑动振动。举升机构驱动体33分别配置在举升机构31的外表面和保持凹部11的内壁面之间。举升机构驱动体33和举升机构31的外表面之间通过常温真空接合而被接合。滑块32经由滑块驱动体34而配设在举升机构31的上表面上。滑块32的上表面成为供转动部120加压接触的平坦的驱动面32A。从由未图示的控制装置控制的驱动回路分别对举升机构驱动体33和滑块驱动体34施加驱动电压。通过该驱动电压，举升机构驱动体33振动并对举升机构31进行升降驱动，并且,滑块驱动体34振动并对滑块32沿周向R驱动。六个驱动机构30中的、每隔ー个的驱动机构30作为同一组为同相位，以与每隔ー个的另ー组不同的相位进行动作。由此，每同一组的驱动机构30沿周向R交替支承转动部120，对转动部120相对于基座部件10进行相对驱动，转动部120沿周向R连续地进行旋转驱动。图2是安装了具有振动执行机构100的透镜镜筒300的照相机200的概念图。照相机200具有具有摄像元件202的照相机机身201、透镜镜筒300。透镜镜筒300是能够相对于照相机机身201进行装拆的可更换透镜。此外，本实施方式中，表示了透镜镜筒300为可更换透镜的例子，但并不限于此，例如，还可以是与照相机机身一体型的透镜镜筒。透镜镜筒300具有对焦透镜301、凸轮筒302、振动执行机构100以及包围这些部件的壳体303等。振动执行机构100配置在凸轮筒302和壳体303之间的圆环状的间隙中。振动执行机构100中，其转动部120的齿轮125与形成在凸轮筒302的外周上的齿轮啮合地配设，对凸轮筒302进行旋转驱动。由此，在进行照相机200的对焦动作吋，驱动对焦透镜301。凸轮筒302以能够通过振动执行机构100所进行的旋转操作而在壳体303内沿与光轴OA平行的方向移动的方式设置。对焦透镜301保持在凸轮筒302上。而且，通过基于振动执行机构100的驱动使凸轮筒302进行的移动而沿光轴OA方向移动并进行焦点调节。此外，虽未图示，但透镜镜筒300除对焦透镜301外还具有多个透镜组。
而且，对焦透镜301根据拍摄对象的位置，经由振动执行机构100被驱动，进行对焦调整，拍摄对象像在摄像元件202的摄像面被成像。通过摄像元件202，成像的拍摄对象像被转换成电信号，对该信号进行A/D转换，由此，取得图像数据。下面，对本实施方式的、举升机构31和举升机构驱动体33之间的接合方法进行说明。在本实施方式中，举升机构31和举升机构驱动体33通过常温真空接合而被接合。作为常温真空接合，使用表面活性化常温真空接合(SAB, Suface-activated Room-temperatureBonding)。图3是表示举升机构31和举升机构驱动体33的接合方法的流程图。首先，对举升机构31进行清洗并去除尘埃(尘埃去除エ序，SI)。接着，将举升机构31放入金属电镀槽并对举升机构31的接合有举升机构驱动体33的接合面31a进行金属电镀(电镀エ序，S3)。金属电镀为铜、锡、金、银及镍等的电镀，根据实验结果可以判明镀铜在接合性方面效果良好。另外，金属电镀的厚度优选为O. I μ 10 μ。为了容易接合，优选实施了金属电镀的表面和举升机构驱动体33的表面是平坦的。关于表面的粗糙条件，优选Ra(粗糙度的平均值)及Rz (粗糙度的最大值)最大为Ium0几何学交差条件，在整个接合面范围内，优选平面度最大为0.5 μ m。另外，优选实施了金属电镀的表面不会被氧化。因此，对金属电镀的表面进行化学性接合面氧化膜去除处理(氧化膜去除エ序，S5)。此外，该氧化膜去除エ序优选在接合紧前进行。另ー方面，对举升机构驱动体33也同样进行清洗并去除尘埃(尘埃去除エ序，Sn)。下面,对举升机构驱动体33的接合面33a进行派射(spattering)并进行去除表面的氧化膜的表面活性化处理(表面活性化处理，S13)。该情况下，举升机构驱动体33的表面为了容易接合，作为表面粗糙度条件，优选Ra和Rz最大为I μ m。几何学交差条件，在整个接合面范围内，优选平面度最大为O. 5 μ m。接着，对举升机构31和举升机构驱动体33，将实施了金属电镀的部分和实施了表面活性化处理的部分接合(接合エ序，S21)。此时，金属电镀的表面成为没有被氧化的活性化表面。因此，举升机构31及滑块32的金属电镀的表面原子和举升机构驱动体33及活性化表面的表面原子进行接合，在常温下，举升机构31和举升机构驱动体33进行接合。此外，以上对举升机构31和举升机构驱动体33的接合进行了说明，但举升机构和滑块驱动体34之间的接合、以及滑块32和滑块驱动体34之间的接合也同样通过SAB进行。另外，在举升机构驱动体33和保持凹部11的内壁面之间，也通过常温真空接合进行接合。以上，根据本实施方式具有以下的效果。(I)根据本实施方式，在压电体和弾性体之间无需使用阻碍振动的传递的粘结剂。因此，压电体的振动不发生衰减地向弾性体传递，能够提高从压电体向振动体的振动传递效率。
该情况下，具有振动传递效率高的弾性体的振动执行机构能够迅速地进行起动、停止的动作。具有能够迅速地进行起动、停止的动作的振动执行机构的照相机，能够迅速地进行焦点调节动作，能够提高用户的使用便利性。(2)在振动体30的制造エ序中，不再需要粘结剂的涂布、固定夹具对粘结状态的保持、用于使粘结剂固化的加热固化、固定夹具的拆除等的制造エ序，能够提高生产效率。另外，不再需要对粘结材料的涂布量(涂布厚度)、粘结剂的温度、固化温度、固化时间等进行管理，制造管理变得容易。(3)举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34在常温下接合，所以，不会在压电元件即举升机构驱动体33及滑块驱动体34上产生热变形。因此，不会损害接合，能够提高振动传递效率。(变形例)本发明不限于以上说明的方式，还可以为以下的方式。(I)还可以代替对举升机构31及滑块32进行金属电镀，而进行金属蒸镀。(2)还可以代替对举升机构31及滑块32进行金属电镀，而对弾性体的表面进行溅射或蚀刻而使表面活性化。(3)虽然金属电镀是对举升机构31及滑块32进行的，但还可以对举升机构驱动体33及滑块驱动体34进行，对举升机构31及滑块32进行表面活性化处理。(4)还可以代替对举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34某一方进行金属电镀，而对举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34的双方进行表面活性化处理，在举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34之间夹置金属箔(例如，铜箔)，通过常温真空接合对举升机构驱动体33及滑块驱动体34与金属箔之间、以及举升机构31及滑块32与金属箔之间进行接合，还可以经由金属箔对举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34进行金属接合。(5)在对举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34进行接合的接合エ序(21)中，还可以对举升机构31及滑块32和举升机构驱动体33及滑块驱动体34之间施加压力。该情况下，即使接合面稍微粗糙，表面的凸部收到挤压而压溃，因而能够提闻接合性。(6)还可以代替基于对金属的表面进行了活性化的金属接合所进行的常温真空接合，而采用基于金属共价结合的常温真空接合。此外，上述的实施方式及变形例也可以适宜地组合使用，但省略详细的说明。另夕卜，本发明不限于以上说明 的实施方式。
权利要求
1.一种振动体，具有 电力机械能量转换元件； 与该电力机械能量转换元件接合，通过该电力机械能量转换元件的变形而被驱动的弹性体， 所述电力机械能量转换元件和所述弹性体通过金属结合而接合。
2.如权利要求I所述的振动体，其特征在于 基于所述金属结合的接合为真空接合。
3.如权利要求2所述的振动体，其特征在于 所述真空接合为常温真空接合。
4.如权利要求3所述的振动体，其特征在于 所述常温真空接合为基于表面活性化的接合。
5.如权利要求I所述的振动体，其特征在于 对所述电力机械能量转换元件和所述弹性体的某一方实施金属电镀，所述金属电镀部分与另一方之间通过所述金属结合被接合。
6.如权利要求I所述的振动体，其特征在于 在所述电力机械能量转换元件和所述弹性体之间夹置金属箔，所述电力机械能量转换元件和所述金属箔及所述弹性体和所述金属箔之间通过所述金属结合被接合。
7.如权利要求I所述的振动体，其特征在于 基于所述金属结合的接合是在所述电力机械能量转换元件和所述弹性体之间施加了压力的状态下进行的。
8.—种振动执行机构，具有权利要求I所述的振动体。
9.一种透镜镜筒，具有权利要求8所述的振动执行机构。
10.一种照相机，具有权利要求9所述的透镜镜筒。
11.一种振动体的接合方法,其特征在于,具有电力机械能量转换兀件；与该电力机械能量转换元件接合、且通过该电力机械能量转换元件的变形而被驱动的弹性体，通过金属结合对所述电力机械能量转换元件和所述弹性体进行接合。
12.如权利要求11所述的振动体的接合方法，其特征在于 基于所述金属结合的接合为真空接合。
13.如权利要求12所述的振动体的接合方法，其特征在于所述真空接合为常温真空接合。
14.如权利要求13所述的振动体的接合方法，其特征在于所述常温真空接合为基于表面活性化的接合。
15.如权利要求11所述的振动体的接合方法，其特征在于 在进行基于所述金属结合的接合前， 对所述电力机械能量转换元件和所述弹性体的某一方实施金属电镀， 通过基于所述金属结合的接合对所述金属电镀部分和另一方之间进行接合。
16.如权利要求11所述的振动体的接合方法，其特征在于在进行基于所述金属结合的接合前， 在所述电力机械能量转换元件和所述弹性体之间夹置金属箔，通过所述金属结合对所述电力机械能量转换元件和所述金属箔及所述弹性体和所述金属箔之间进行接合。
17.如权利要求11所述的振动体的接合方法，其特征在于 基于所述金属结合的接合是在所述电力机械能量转换元件和所述弹性体之间施加了压力的状态下进行的。
18.一种接合体，其特征在于对第一被接合部件和第二被接合部件的某一方实施金属电镀， 所述某一方被实施了金属电镀的、所述第一被接合部件和所述第二被接合部件通过基 于表面活性化的常温真空接合而被接合。
19.如权利要求18所述的接合体，其特征在于 所述常温真空接合是在所述第一被接合部件和所述第二被接合部件之间施加了压力的状态下进行的。
20.一种接合方法，将第一被接合部件和第二被接合部件的接合，其特征在于，对所述第一被接合部件和所述第二被接合部件的某一方实施金属电镀， 所述某一方被实施了金属电镀的、所述第一被接合部件和所述第二被接合部件通过基于表面活性化的常温真空接合而被接合。
21.如权利要求20所述的接合方法，其特征在于 所述常温真空接合是在所述第一被接合部件和所述第二被接合部件之间施加了压力的状态下进行的。
全文摘要
本发明提供一种具有通过常温真空接合而接合的振动部的振动执行机构。振动体的特征在于，具有电力机械能量转换元件；与该电力机械能量转换元件接合、通过该电力机械能量转换元件的变形而被驱动的弹性体，所述电力机械能量转换元件和所述弹性体通过金属结合而被接合。
文档编号H01L41/22GK102738382SQ201210094038
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者刈谷智志, 桑野邦宏 申请人:株式会社尼康