JPH03155180A - Laminated displacement element - Google Patents

Laminated displacement element

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JPH03155180A
JPH03155180A JP1295338A JP29533889A JPH03155180A JP H03155180 A JPH03155180 A JP H03155180A JP 1295338 A JP1295338 A JP 1295338A JP 29533889 A JP29533889 A JP 29533889A JP H03155180 A JPH03155180 A JP H03155180A
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JP
Japan
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film
internal electrodes
laminated body
laminate
coating
Prior art date
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Pending
Application number
JP1295338A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Sadamura
定村 茂
Junichi Watanabe
純一 渡辺
Yoshiyuki Watabe
嘉幸 渡部
Takahiro Sometsugu
孝博 染次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JPH03155180A publication Critical patent/JPH03155180A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable an internal electrode to be completely sealed, prevent migration, improve moisture resistance, and prevent occurrence of crack of a film by laminating films each consisting of an inorganic material on the side surface of the laminated body while polymerizing a plurality of films and by shutting off an interlayer connection state of a pin hole and/or fine crack which exist on the film. CONSTITUTION:Internal electrodes 2a and 2b are formed on the entire surface of a thin plate 1. After performing lamination and contact bonding the thin plate 1 with the internal electrodes 2a and 2b thus formed alternately, it is fired and a laminated body 5 is formed. Then, films 7a an 7b consisting of an insulation material are provided on the side surface which is adjacent to this laminated body 5 so that they cross the internal electrodes 2a and 2b. Then, a film 9 is clad onto the side surface of the laminated body 5, avoiding external electrodes 3a and 3b. With the film 9, a fine powder consisting of an inorganic material such as for example SiO2, Al2O3, and glass is dried and coated twice similarly. Since the side surface of the laminated body 5 is clad with the film 9 consisting of a plurality of layers which are made of the inorganic material, interlayer connection of water contents due to a pin hole and/or a fine crack can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、産業用ロボットのアクチュエータ超音波モー
タ等に使用する電気機械変換素子に関するものであり、
特に電気機械変換材料からなる3板を、内部電極を介し
て複数枚積層することにより、変位量を増大させた積層
型変位素子の改良に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electromechanical transducer used in actuators, ultrasonic motors, etc. of industrial robots.
In particular, the present invention relates to an improvement of a laminated displacement element in which the amount of displacement is increased by laminating a plurality of three plates made of electromechanical conversion material via internal electrodes.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、X−Yステージの位置決め機構や制動ブレーキ等
に用いられている変位用素子に使用する積層型圧電素子
は、所定の形状に加工した圧電セラミック材料からなる
yi板に電極を設けて分極した後、直接若しくは薄い金
属を介して有機系の接着剤で接合する方法が採用されて
いる。しかし上記のように接着剤を使用して積層したも
のは、使用条件により、圧電素子の振動による変位を接
着剤層が吸収したり、高温の環境若しくは長期間の使用
により接着剤が劣化する等の欠点がある。
Conventionally, laminated piezoelectric elements used as displacement elements used in X-Y stage positioning mechanisms and brakes are polarized by providing electrodes on a yi plate made of piezoelectric ceramic material processed into a predetermined shape. After that, a method is adopted in which they are joined directly or through a thin metal using an organic adhesive. However, when stacking layers using adhesive as described above, depending on the usage conditions, the adhesive layer may absorb displacement due to vibration of the piezoelectric element, or the adhesive may deteriorate due to high temperature environment or long-term use. There are drawbacks.

このため、最近では積層チップコンデンサ構造方式の積
層型圧電素子が実用化されている。すなわち1例えば特
公昭59−32040号公報に記載のように、原料粉末
にバインダーを添加、混練したペースト状の圧電セラミ
νり材料を、所定の厚さの薄板に形成し、この薄板の一
方の面若しくは両面に銀−パラジウム等の導電材料を塗
布して内部電極を形成する。上記薄板を所定枚数積層し
て圧着し更に所定の形状に加工した後、焼成することに
よってセラミック化し、積層体の両側面に外部電極を形
成したものである。上記構成の積層型圧電素子は、圧電
セラミンク材料からなる薄板と内部電極の接合部の密着
性に優れると共に、熱的特性も安定であるため高温環境
においても充分に使用可能であり、また長期間に亘って
劣化が極めて少ない等の利点がある。
For this reason, recently, multilayer piezoelectric elements having a multilayer chip capacitor structure have been put into practical use. That is, 1, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 59-32040, a paste-like piezoelectric ceramic material made by adding a binder to raw material powder and kneading is formed into a thin plate of a predetermined thickness, and one of the thin plates is An internal electrode is formed by applying a conductive material such as silver-palladium to one or both surfaces. A predetermined number of the above thin plates are laminated and pressed together, further processed into a predetermined shape, and then fired to form a ceramic, and external electrodes are formed on both sides of the laminate. The laminated piezoelectric element with the above structure has excellent adhesion between the thin plate made of piezoelectric ceramic material and the internal electrode, and has stable thermal properties, so it can be used satisfactorily even in high-temperature environments, and can be used for long periods of time. It has the advantage of extremely little deterioration over time.

第4図は上記積層型圧電素子の構成の例であり所謂交互
電極型と称されるものである。第4図において、1は薄
板であり圧電セラミック材料によって形成し、正負の内
部電極2a、2bを交互に挟着して積層し、積層体5を
形成する。内部電極2a、2bは各々一方の端縁部が外
方に突出若しくは露出するように形成し、各々積層方向
に延設した外部電極3a、3bと接続し、リード線6を
接続する。
FIG. 4 shows an example of the structure of the laminated piezoelectric element, which is so-called an alternating electrode type. In FIG. 4, a thin plate 1 is made of a piezoelectric ceramic material, and positive and negative internal electrodes 2a and 2b are alternately sandwiched and stacked to form a laminate 5. The internal electrodes 2a, 2b are each formed so that one end edge protrudes or is exposed to the outside, and are connected to external electrodes 3a, 3b each extending in the stacking direction, and the lead wire 6 is connected thereto.

以上の構成により、外部電13a、3bに正負の電圧を
印加すると、前記内部型tM2a、2b間に電界が発生
し、薄板1は圧電セラミンク材料の縦効果により厚さ方
向に伸びて変位を生ずる。
With the above configuration, when positive and negative voltages are applied to the external voltages 13a and 3b, an electric field is generated between the internal molds tM2a and 2b, and the thin plate 1 is extended in the thickness direction due to the longitudinal effect of the piezoelectric ceramic material, causing displacement. .

次に第5図に示すものは他の積層型圧電素子の例であり
、圧電変位効率を向上させた所謂全面電極型と称される
ものである(例えば特開昭58196068号公報等参
照)、第5図において同一部分は前記第4図と同一の参
照符号で示すが、内部電極2a、2bは薄板lの表面全
域に及ぶように形成して、所要枚数を前記同様に積層す
る。次に上記のようにして形成した積層体5の一方の側
面において、内部電極2a、2bの端縁に一層おきに(
例えば内部電極2bのみに)絶縁材料からなる被覆4を
設けると共に、被覆4の上から導電性材料からなる外部
電極3aを被着させる。一方積層体5の他の側面におい
ては、上記被覆4を設けなかった内部電極(例えば2a
)の端縁に前記と同様に被覆4を設け、その上から外部
電極3bを被着させるのである。以上の構成による作用
は前記第4図におけるものと同様である。
Next, the one shown in FIG. 5 is an example of another laminated piezoelectric element, which is a so-called full electrode type with improved piezoelectric displacement efficiency (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58196068, etc.). In FIG. 5, the same parts are indicated by the same reference numerals as in FIG. 4, but the internal electrodes 2a, 2b are formed so as to cover the entire surface of the thin plate 1, and the required number of internal electrodes are laminated in the same manner as described above. Next, on one side of the laminate 5 formed as described above, the edges of the internal electrodes 2a, 2b are lined with (
For example, a coating 4 made of an insulating material is provided only on the internal electrode 2b, and an external electrode 3a made of a conductive material is applied over the coating 4. On the other hand, on the other side of the laminate 5, an internal electrode (for example 2a
) is provided with a coating 4 in the same manner as described above, and an external electrode 3b is applied thereon. The effect of the above configuration is similar to that shown in FIG. 4 above.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記構成の積層型圧電素子においては、電子部品のよう
に電極間に直流高電圧を連続印加して変位を得るという
使用形態の場合には、電極材料として銀系の材料を使用
すると、高湿度雰囲気において所謂マイグレーションを
生じ、遂には絶縁破壊に至るという問題点がある。すな
わち電極を構成するAgは酸化しやすい元素であるが、
高湿度雰囲気においてイオン化(Ag+)し、印加電圧
によって負電極に吸引され、負電極側に堆積する。
In the laminated piezoelectric element having the above structure, when used in electronic parts where a high direct current voltage is continuously applied between the electrodes to obtain displacement, if a silver-based material is used as the electrode material, high humidity There is a problem in that so-called migration occurs in the atmosphere, eventually leading to dielectric breakdown. In other words, although Ag, which constitutes the electrode, is an element that is easily oxidized,
It is ionized (Ag+) in a high humidity atmosphere, attracted to the negative electrode by the applied voltage, and deposited on the negative electrode side.

このような堆積物は時間の経過と共に杉葉状に成長して
、電極間の絶縁抵抗を低下させ、遂には短絡するのであ
る。このようなマイグレーションを防止する手段として
、!極を例えばPt、Pdのような高融点の貴金属材料
によって形成することも考えられるが、性能の向上はと
もかくとして。
These deposits grow in the shape of cedar leaves over time, lowering the insulation resistance between the electrodes and eventually causing a short circuit. As a means to prevent such migration! It is also conceivable to form the poles from a noble metal material with a high melting point, such as Pt or Pd, but this does not improve performance.

コストが高騰する結果となるので好ましくない。This is not preferable because it results in an increase in costs.

また銀系材料によって形成した内部電極の露出部分を、
銀より小さなマイグレーション特性を有する金属からな
る膜によって被覆するという提案がされている(例えば
特開昭62−62571号公報参照)。しかしながら積
層体に形成した後において露出部分を被覆する作業は極
めて煩雑であると共に、金属膜によって必ずしも完全に
被覆することができず1例えばピンホール等を介して外
部の湿気の侵入を許容することがあり、信頼性の点で未
だ不満足な点がある。
In addition, the exposed parts of the internal electrodes made of silver-based material are
It has been proposed to coat the metal with a film made of a metal having a migration property smaller than that of silver (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-62571). However, the work of covering the exposed parts after forming the laminate is extremely complicated, and it is not always possible to completely cover the exposed parts with the metal film, allowing moisture to enter from the outside through, for example, pinholes. However, there are still some unsatisfactory points in terms of reliability.

以上の他にも高湿度の雰囲気における水分の侵入を防止
する手段として2例えば樹脂材料からなる被膜によるコ
ーティング手段(例えば特開昭62−88382号、特
開平1−137686号公報参照)、金属製容器内に密
封する手段等が試みられている。しかしながら樹脂材料
からなる被膜でコーティングしても、被膜は必ずしも非
透水性が完全でないのみならず、素子の作動により微小
なりラックを生じ、若しくはリード線との境界部に若干
の隙間を生じ、これらを介して水分が侵入する場合があ
る。
In addition to the above, there are other means for preventing the intrusion of moisture in a high-humidity atmosphere, such as coating means with a film made of a resin material (for example, see JP-A-62-88382 and JP-A-1-137686), metal Attempts have been made to seal the inside of the container. However, even when coated with a film made of a resin material, the film is not necessarily completely impermeable to water, and may also cause small racks or gaps at the interface with the lead wires due to the operation of the element. Moisture may enter through the

なお上記水分の侵入を阻止するために、金属層を更に介
在させる手段(特開平1−137686号公報参照)に
おいては、被膜の形成が煩雑になると共に。
In addition, in the method of further interposing a metal layer in order to prevent moisture from entering (see Japanese Patent Laid-Open No. 1-137686), the formation of the coating becomes complicated.

素子の変位量を抑制する欠点がある。また金属製容器内
に密封した場合には、素子の変位量が抑制されるのみな
らず、全体の体積の増大を招来し更にコスト高となる欠
点がある。
This has the disadvantage of suppressing the amount of displacement of the element. Moreover, when the device is sealed in a metal container, there is a drawback that not only the amount of displacement of the device is suppressed, but also the overall volume increases, which further increases the cost.

更にまたガラス膜によって素子の側面を被覆する手段(
特開昭63−16685号公報参照)や、内部電極露出
部とその近傍の電歪材料上にのみ無機絶縁層を直接形成
する手段(特開平1−164080号公報参照)等の提
案もある。しかしながらガラス等の無機質からなる層を
素子の側面に単に被覆したのみでは、ピンホールおよび
/または微小クランクの存在に伴い、外気中の湿気の侵
入を完全に防止することができないのみか、変位量の大
なる素子においては変位量を抑制したり、上記無機質か
らなる層に素子の伸縮作用に起因するクラックを住する
という問題点がある。何れにしても上記従来の構成のも
のではマイグレーションを完全に防止することが困難で
あり、寿命が著しく短いという問題点がある。
Furthermore, means for covering the side surfaces of the element with a glass film (
There are also proposals for forming an inorganic insulating layer directly only on the exposed portions of internal electrodes and the electrostrictive material in the vicinity (see Japanese Patent Application Laid-open No. 1-164080). However, simply coating the sides of the element with a layer made of inorganic material such as glass may not be able to completely prevent the intrusion of moisture from the outside air due to the presence of pinholes and/or minute cranks, or In an element having a large value, there are problems in that the amount of displacement is suppressed and that cracks are formed in the layer made of the inorganic material due to the expansion and contraction action of the element. In any case, it is difficult to completely prevent migration with the conventional structure described above, and there is a problem that the service life is extremely short.

本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、コ
ストの高騰を招来することなく、マイグレーションを完
全に防止し得ると共に耐湿性の大なる積層型変位素子を
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the problems existing in the above-mentioned prior art, and to provide a laminated displacement element that can completely prevent migration and has high moisture resistance without causing a rise in cost. .

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために9本発明においては。 In order to achieve the above object, the present invention has the following features.

略同一の平面輪郭および接触面積に形成した電気機械変
換材料からなる薄板と導電材料からなる内部電極とを各
々複数個交互に積層して積層体を形成し、この積層体の
側面に前記内部電極と一層おきに接続すべき1対の外部
電極を設けてなる積層型変位素子において。
A laminate is formed by alternately stacking a plurality of thin plates made of an electromechanical transducer material and internal electrodes made of a conductive material, which are formed to have substantially the same planar contour and contact area, and the internal electrodes are placed on the side surface of this laminate. In a laminated displacement element provided with a pair of external electrodes to be connected to every other layer.

積層体の側面に無機質材料からなる被膜を複数層重合さ
せて形成し、被膜に存在するピンホールおよび/または
微小クラックの層間連通状態を遮断するように構成する
。という技術的手段を採用した。
A plurality of coatings made of an inorganic material are formed on the side surface of the laminate by polymerizing multiple layers to block communication between pinholes and/or microcracks existing in the coating between the layers. A technical method was adopted.

本発明において、被膜の積層方向中間部に、厚さtなる
薄板の面と略平行であり、がっ2を未満。
In the present invention, in the middle part of the coating in the stacking direction, the thickness is approximately parallel to the surface of the thin plate having a thickness of t, and the gap is less than 2.

好ましくはt未満の幅を有するスリットを設けてもよい
A slit preferably having a width of less than t may be provided.

〔作 用] 上記構成により、積層体の側面と外気との連通状態は完
全に遮断されるため、外気中の湿気の侵入を完全に阻止
し得る。
[Function] With the above configuration, the communication between the side surface of the laminate and the outside air is completely cut off, so that it is possible to completely prevent moisture from entering the outside air.

〔実施例] 第1図(a)ないしくd)は夫々本発明の実施例を示す
斜視図であり、同一部分は前記第4図および第5図と同
一の参照符号で示す。まず第1図(a)においては、ま
ず例えばPb (Zr、Ti)03粉末に。
[Embodiment] FIGS. 1(a) to d) are perspective views showing embodiments of the present invention, and the same parts are designated by the same reference numerals as in FIGS. 4 and 5. First, in FIG. 1(a), for example, Pb(Zr,Ti)03 powder is used.

有機バインダーとしてPVB、可塑剤としてBPBG、
有機溶剤としてトリクレンを夫々添加して混合し、この
混合材料をドクターブレード法により厚さ100I!m
のシート状の薄板1に形成する。
PVB as an organic binder, BPBG as a plasticizer,
Trichlene was added as an organic solvent and mixed, and this mixed material was made into a thickness of 100I! using a doctor blade method. m
A sheet-like thin plate 1 is formed.

次にこの薄板1の表面全域に内部型8ii2a、2bを
形成する銀−パラジウムペーストをスクリーン印刷する
。上記のように形成した内部電極2a。
Next, a silver-palladium paste is screen printed over the entire surface of this thin plate 1 to form internal molds 8ii2a, 2b. Internal electrode 2a formed as described above.

2bを存する薄板1を交互に例えば100枚積積層て圧
着した後、所定の寸法形状に切断して積層体とし、 1
050−1200°Cで1〜5時間焼成して積層体5を
形成する。この積層体5の寸法は例えば5×5×101
01(WI若しくは10xlOxlOffi (am)
である。次にこの積層体5の相隣る側面に絶縁材料から
なる被覆?a、7bを、内部電極2a、2bを横断する
ように設ける。第1図(b)において8a。
For example, 100 thin plates 1 having 2b are alternately laminated and crimped, and then cut into a predetermined size and shape to form a laminate, 1
The laminated body 5 is formed by firing at 050-1200°C for 1 to 5 hours. The dimensions of this laminate 5 are, for example, 5 x 5 x 101
01 (WI or 10xlOxlOffi (am)
It is. Next, the adjacent side surfaces of this laminate 5 are coated with an insulating material. a and 7b are provided so as to cross the internal electrodes 2a and 2b. 8a in FIG. 1(b).

8bは溝であり1例えばダイサー等により、被覆7a、
7bの内部電極2a、2bに対応する位置に刻設する。
Reference numeral 8b indicates a groove, and the covering 7a,
7b at positions corresponding to the internal electrodes 2a and 2b.

第1図(C)において外部電極3a3bを被覆?a、?
b上に、前記溝8a、8bを横断するように設ければ、
外部電極3a、3bと内部電極2a、2bとを各々対応
して接続することができる。次に第1図(d)において
、9は被膜であり1積層体5の側面に、外部電極3a、
3bを回避して被着する。被膜9は例えば5iOzAl
tos、ガラス等の無機質材料からなる微粉末を液状バ
インダーと混合したペースト状とし。
Is the external electrode 3a3b covered in FIG. 1(C)? a,?
If it is provided on the grooves 8a and 8b so as to cross the grooves 8a and 8b,
The external electrodes 3a, 3b and the internal electrodes 2a, 2b can be connected in a corresponding manner. Next, in FIG. 1(d), 9 is a coating, and external electrodes 3a,
3b is avoided and deposited. The coating 9 is made of, for example, 5iOzAl.
Fine powder made of an inorganic material such as TOS or glass is mixed with a liquid binder to form a paste.

数μm塗布して乾燥させ、その上に更に同様にして2回
塗布し、3層に重合させるのが好ましい。
It is preferable to apply several micrometers of the coating, dry it, and then apply the coating two more times in the same manner to polymerize three layers.

次に外部電極3a、3bに電圧供給用のリード線(図示
せず)をはんだ付けした後、積層体5の側面全域をエポ
キシ樹脂によって更に被覆した。
Next, after soldering lead wires (not shown) for voltage supply to the external electrodes 3a and 3b, the entire side surface of the laminate 5 was further covered with an epoxy resin.

上記のように構成した積層体5を、  40 ’C,9
0〜95%RHの雰囲気において直流150■を印加し
て耐久試験を実施した0表は試験時間と累積不良個数と
の関係を示し1試料個数20個に対するものである。表
において比較例は積層体5の側面に被膜9を被着させな
い従来構成のものである。
The laminate 5 configured as above was heated to 40'C, 9
Table 0 shows the relationship between the test time and the cumulative number of defective pieces, in which a durability test was carried out by applying 150 square meters of direct current in an atmosphere of 0 to 95% RH, and is for one sample of 20 pieces. In the table, the comparative example has a conventional structure in which the coating 9 is not deposited on the side surface of the laminate 5.

表から明らかなように、比較例においては、試験開始後
25Hr経過後に、10%、70Hr経過後に半数以上
の55%、  125Hr経過後には大半の95%が不
良となり、更に350Hr経過後には全数が不良となっ
ている。これは高湿度雰囲気の環境下において、雰囲気
中の水分が積層体5中に侵入し、所謂マイグレーション
を発生する結果。
As is clear from the table, in the comparative example, 10% of the samples became defective after 25 hours from the start of the test, 55% (more than half) after 70 hours, most 95% after 125 hours, and all of the samples failed after 350 hours. It is defective. This is a result of moisture in the atmosphere penetrating into the laminate 5 in a high humidity environment, causing so-called migration.

絶縁破壊を惹起するものと認められる。これに対して実
施例のものにおいては、500Hrを経過しても不良と
なるものは皆無であり、耐湿性が極めて大であることを
示している。積層体5の側面を無機質材料からなる複数
層の被膜9にて被着した結果 ピンホールおよび/また
は微小なりラックによる水分の層間連通を阻止する作用
の現れと推定される。
It is recognized that it causes dielectric breakdown. On the other hand, in the examples, there were no defects even after 500 hours, indicating that the moisture resistance was extremely high. This is presumed to be due to the effect of coating the side surfaces of the laminate 5 with a plurality of layers of the coating 9 made of inorganic material, which prevents interlayer communication of moisture due to pinholes and/or minute racks.

第1図(e)は第1図(d)における被膜9の変形例を
示す斜視図である。第1図(elにおいては、被膜9を
、外部電極とリード線との接続部9a、9bを除いて、
積層体5の側面の略全域に被着させたものである。この
ように構成することにより、製作がより容易になると共
に、耐湿効果も更に向上することが確認できた。
FIG. 1(e) is a perspective view showing a modification of the coating 9 in FIG. 1(d). In FIG.
It is applied to substantially the entire side surface of the laminate 5. It was confirmed that with this configuration, manufacturing becomes easier and the moisture resistance effect is further improved.

第2図は本発明の他の実施例を示す要部斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of main parts showing another embodiment of the present invention.

第2図において10はスリットであり。In FIG. 2, 10 is a slit.

積層体5の積層方向中間部の被膜9の一部を分断するよ
うに設ける。
A part of the coating 9 in the middle part of the laminate 5 in the stacking direction is provided so as to be divided.

第3図(alは第2図におけるスリット10の近傍の状
態を示す拡大断面図である。第3図(alにおいて、ス
リット10は薄板1の面と平行に設けると共に1幅t3
を薄板lの厚さをtとした場合にLs<2L、好ましく
はus<Lに形成する。なおスリット10を設ける位置
は、(−)側の内部電極(例えば2b)に沿うように設
ける。
3 (al is an enlarged cross-sectional view showing the state near the slit 10 in FIG. 2. In FIG. 3 (al), the slit 10 is provided parallel to the surface of the thin plate 1 and has a width of t
is formed so that Ls<2L, preferably us<L, where t is the thickness of the thin plate l. Note that the slit 10 is provided along the (-) side internal electrode (for example, 2b).

上記のように構成することにより、特に積層体5におけ
る薄板1の積層数が大である場合、すなわち変位量が大
である場合において、被膜9の割れを誘発するのを防止
すると共に、変位量の抑制作用を防止するのに有効であ
る。この場合(−)側である内部電極2bの一部が露出
するが1マイグレーシヨンに寄与するAg゛イオンは(
+)側の内部電極(例えば2a)に発生するため、特に
問題はない。すなわち(+)側の内部電極(例えば2a
)を被膜9によって完全に被覆している限りにおいて、
マイグレーシコンによる不都合は完全に阻止できる。
By configuring as described above, especially when the number of laminated thin plates 1 in the laminate 5 is large, that is, when the amount of displacement is large, it is possible to prevent cracking of the coating 9 and to prevent the amount of displacement. It is effective in preventing the inhibitory effect of In this case, a part of the internal electrode 2b on the (-) side is exposed, but the Ag' ions contributing to one migration are (
Since it occurs in the internal electrode (for example, 2a) on the +) side, there is no particular problem. In other words, the internal electrode on the (+) side (e.g. 2a
) is completely covered by the coating 9,
Inconveniences caused by migration migration can be completely prevented.

第3図(blはスリット10の変形例を示す拡大断面図
である。第3図(b)においてスリット10は被膜9の
一部を残存させた状態に形成する。このような態様は1
例えば被膜9をスクリーン印刷によって形成する場合に
おいて現れるものであるが作用については前記第3図(
a)に示すものと同様である。
FIG. 3 (bl is an enlarged sectional view showing a modified example of the slit 10. In FIG. 3(b), the slit 10 is formed with a part of the coating 9 remaining.
For example, this occurs when the coating 9 is formed by screen printing, and the effect is shown in FIG.
This is similar to that shown in a).

本実施例においては、第1図に示す構成の全面TaWt
型の例について記述したが、第4図に示す交互電極型の
ものについても、また第5図に示す構成の全面電極型の
ものについても当然に適用可能である。また薄板および
内部電極の平面投影形状は矩形以外に、正方形3円形、
楕円形その他の幾何学的形状とすることができる。なお
上記の実施例においては、内部電極および外部電極の形
成手段としてスクリーン印刷法を使用した例について記
述したが、これに限定せず、メツキ、蒸着、塗布等の他
の手段によっても作用は同一である。更に前記の実施例
においては、電気機械変換材料が圧電材料である場合に
ついて記述したが、キエリー温度が室温より低いため2
分極の必要がなく。
In this example, the entire surface of TaWt having the configuration shown in FIG.
Although an example of the type has been described, it is of course applicable to the alternating electrode type shown in FIG. 4 and the all-over electrode type shown in FIG. 5. In addition, the plane projection shape of the thin plate and internal electrodes is not only rectangular but also square, three circular,
It can be oval or other geometric shape. In the above embodiment, an example was described in which screen printing was used as a means of forming the internal electrodes and external electrodes, but the same effect can be obtained by other methods such as plating, vapor deposition, and coating. It is. Furthermore, in the above embodiments, the case where the electromechanical transducer material is a piezoelectric material was described, but since the Chierie temperature is lower than room temperature,
No need for polarization.

かつ変位量が大であると共にヒステリシスが少ない等の
特徴を有する電歪材料についても、前記と全く同様な作
用を期待できる。このような電歪材料としては9例えば
Furthermore, an electrostrictive material having characteristics such as a large amount of displacement and little hysteresis can be expected to have exactly the same effect as described above. Examples of such electrostrictive materials include 9.

(Pbo、q+b Lao、owJ(Zro、as T
io、zs)o、vtq Os +(Pbo、 ss 
Sro、 +s) (Zro、 5lTi、o、 34
 Zno、 o+zs)fig、 o3tSNbo、 
+a) 03(Pbo、 as Sro、 +s) (
Zro、 so Tie、 so Zno、 asNi
o、 os Nbo、 to) O!等を使用すること
ができる。
(Pbo, q+b Lao, owJ(Zro, as T
io, zs) o, vtq Os + (Pbo, ss
Sro, +s) (Zro, 5lTi, o, 34
Zno, o+zs)fig, o3tSNbo,
+a) 03(Pbo, as Sro, +s) (
Zro, so Tie, so Zno, asNi
o, os Nbo, to) O! etc. can be used.

また無機質材料からなる被膜を3層重合させる例につい
て記述したが、被膜は少なくとも2層以上重合させれば
よい。また被膜の形成手段としては、ペースト塗りの他
、スパッタ、スプレー、スクリーン印刷等の他の公知の
手段を適用できる。
Furthermore, although an example has been described in which three layers of a coating made of an inorganic material are polymerized, it is sufficient to polymerize at least two or more layers of the coating. In addition to paste coating, other known means such as sputtering, spraying, and screen printing can be used to form the film.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
内部電極を完全に密封することができマイグレーション
を完全に防止し、耐湿性を飛躍的に向上させ得る。また
変位量の大なる素子においても変位量を抑制することな
(、かつ被膜にクラックを生ずることなく2本来固有の
伸wi機能を発揮させ得るという効果がある。
Since the present invention has the structure and operation as described above,
The internal electrodes can be completely sealed, completely preventing migration, and dramatically improving moisture resistance. Furthermore, even in an element with a large amount of displacement, it is possible to exhibit the inherent stretching function without suppressing the amount of displacement (and without causing cracks in the coating).

第 2 凹 晃 52nd concave Akira 5

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)ないしくd)は夫々本発明の実施例を示す
斜視図、第1図(e)は第1図(ロ)における被膜の変
形例を示す斜視図、第2図は本発明の他の実施例を示す
要部斜視図、第3図(a)は第2図におけるスリットの
近傍の状態を示す要部拡大断面図、第3図(b)はスリ
ットの変形例を示す拡大断面図、第4図および第5図は
各々従来の積層型変位素子の例を模式的に示す側面図で
ある。 1:薄板、5:積層体、9:被膜、10ニスリント。 第 4 図 第 5 (2)
1(a) to d) are perspective views showing embodiments of the present invention, FIG. 1(e) is a perspective view showing a modification of the coating in FIG. 1(b), and FIG. FIG. 3(a) is an enlarged sectional view of the main part showing the state near the slit in FIG. 2; FIG. 3(b) shows a modification of the slit. The enlarged sectional view, FIG. 4, and FIG. 5 are side views each schematically showing an example of a conventional laminated displacement element. 1: thin plate, 5: laminate, 9: film, 10 varnish slint. Figure 4, Figure 5 (2)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)略同一の平面輪郭および接触面積に形成した電気
機械変換材料からなる薄板と導電材料からなる内部電極
とを各々複数個交互に積層して積層体を形成し,この積
層体の側面に前記内部電極と一層おきに接続すべき1対
の外部電極を設けてなる積層型変位素子において, 積層体の側面に無機質材料からなる被膜を複数層重合さ
せて形成し,被膜に存在するピンホールおよび/または
微小クラックの層間連通状態を遮断するように構成した
ことを特徴とする積層型変位素子。
(1) A laminate is formed by alternately stacking a plurality of thin plates made of an electromechanical transducer material and internal electrodes made of a conductive material, which are formed to have approximately the same planar contour and contact area, and the side surfaces of this laminate are In the laminated displacement element which is provided with a pair of external electrodes to be connected to the internal electrodes every other layer, a plurality of coatings made of an inorganic material are formed on the side surface of the laminate by polymerizing multiple layers, and the pinholes present in the coating are removed. and/or a laminated displacement element configured to block interlayer communication of microcracks.
(2)被膜の積層方向中間部に,厚さtなる薄板の面と
略平行であり,かつ2t未満,好ましくはt未満の幅を
有するスリットを設けた請求項(1)記載の積層型変位
素子。
(2) The laminated displacement device according to claim (1), wherein a slit is provided in the intermediate portion of the coating in the lamination direction, the slit being substantially parallel to the surface of the thin plate having a thickness of t and having a width of less than 2t, preferably less than t. element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003008092A (en) * 2001-06-20 2003-01-10 Mutsuo Munekata Laminated piezoelectric element and its manufacturing method as well as sealing material for laminated piezoelectric element
US6845920B2 (en) 2001-04-19 2005-01-25 Denso Corporation Piezoelectric element and injector using the same
JP2008004764A (en) * 2006-06-22 2008-01-10 Fujitsu Ltd Piezoelectric actuator and its manufacturing method, and magnetic disk unit

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