CN209981277U - 压电元件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压电元件，所述压电元件包括由多个依次层叠设置的压电陶瓷片形成的压电陶瓷、设于所述压电陶瓷的至少两个侧边的侧电极和多个内电极，每一所述内电极设于相邻两个所述压电陶瓷片之间，多个所述内电极交替从所述压电陶瓷片之间沿朝向不同所述侧电极的方向延伸出并与对应所述侧电极电连接，以使所述压电陶瓷片两侧的所述内电极连接到不同的所述侧电极。本实用新型还提供一种电子设备。本申请避免了现有技术中的压电元件的内电极与侧电极之间容易引起连接不良的问题。

Description

压电元件及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种压电元件及电子设备。

背景技术

压电元件为利用材料的压电效应制成的元器件。现有技术中的压电元件由于内电极与压电陶瓷的结构设计，导致内电极与侧电极之间容易引起连接不良的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种压电元件及一种电子设备，避免了现有技术中的压电元件的内电极与侧电极之间容易引起连接不良的问题。

本实用新型提供一种压电元件，所述压电元件包括由多个依次层叠设置的压电陶瓷片形成的压电陶瓷、设于所述压电陶瓷的至少两个侧边的侧电极和多个内电极，每一所述内电极设于相邻两个所述压电陶瓷片之间，多个所述内电极交替从所述压电陶瓷片之间沿朝向不同所述侧电极的方向延伸出并与对应所述侧电极电连接，以使所述压电陶瓷片两侧的所述内电极连接到不同的所述侧电极。通过将所述内电极延伸出所述压电陶瓷，增大了所述内电极与所述侧电极之间的连接面积，使所述内电极与所述侧电极连接得更牢固，保证了所述内电极和所述侧电极连接的稳定性，所述压电元件的压电效果更好。

其中，所述内电极具有相互连接的第一部分和第二部分，每一所述内电极的第一部分设于相邻两个所述压电陶瓷片之间，每一所述内电极的第二部分从相邻两个所述压电陶瓷片之间伸出且与所述侧电极电连接。所述第二部分延伸出所述压电陶瓷，从而增加了所述第二部分与所述侧电极连接的连接面积，从而保证所述内电极与所述侧电极连接更加牢固，使得所述压电元件的压电效果更好。

其中，所述第二部分相对于所述第一部分弯折延伸，从而增加了所述第二部分与所述侧电极连接的连接面积，从而保证所述内电极与所述侧电极连接更加牢固，使得所述压电元件的压电效果更好。

其中，所述第二部分相对于所述第一部分朝沿厚度方向一端弯折，或者，所述第二部分包括相对于所述第一部分朝向厚度方向两端分别弯折的两个弯折段。可通过延伸所述第二部分的长度来进一步增加所述第二部分与所述侧电极连接的连接面积，保证所述内电极与所述侧电极连接更加牢固，从而使所述压电元件的压电效果更好。

其中，所述压电元件还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述压电陶瓷同一侧的相邻两个所述第二部分之间，通过设置所述绝缘层，保证了压电陶瓷两侧的第二部分平齐，便于所述侧电极与所述第二部分连接固定。

其中，所述第二部分为所述第一部分的端部沿所述第一部分朝向所述侧电极的方向延伸形成，所述侧电极设有凹槽，所述第二部分伸入所述凹槽并连接所述第一部分于所述凹槽内，从而增加所述第二部分与所述侧电极连接的连接面积，保证所述内电极与所述侧电极连接更加牢固，从而使所述压电元件的压电效果更好。

其中，所述压电元件还包括异方性导电胶，所述异方性导电胶位于所述侧电极与所述第二部分之间，所述异方性导电胶用于限制所述第二部分电流的导通方向，使得所述第二部分沿所述第一部分的水平方向导电而沿所述第一部分的厚度方向不导电。

其中，所述侧电极包括导接段和与所述导接段连接的连接端，所述导接段位于所述压电陶瓷的侧面，所述连接端位于所述压电陶瓷的顶面和/或位于与所述压电陶瓷的所述顶面相背的底面。所述连接端便于所述压电元件与外界电路连接，保证了所述压电元件与外界电路连接的稳固性。

其中，所述压电元件还包括表面电极，所述表面电极设于所述顶面上，所述连接端设于所述表面电极上，和/或所述表面电极设于所述底面上，所述连接端设于所述表面电极上，所述表面电极与相邻的所述内电极延伸出所述压电陶瓷的方向相反，通过增加表面电极，从而所述压电元件的压电效果更好。

其中，所述压电元件还包括虚拟层，所述虚拟层设于所述表面电极上，所述连接端设于所述虚拟层上，或者，所述虚拟层与所述连接端均设置于所述表面电极上，且所述虚拟层与所述连接端相互间隔。所述虚拟层可防止水等影响压电元件性能的物质进入压电元件中，以使压电元件保持优良性能，延长压电元件的使用寿命。

其中，所述内电极固定于所述压电陶瓷内部的边缘与其对应的压电陶瓷片的边缘之间的距离为0.1mm～2mm，以保证所述内电极的性能足够好且不容易短路。优选的，所述内电极固定于所述压电陶瓷内部的边缘与其对应的压电陶瓷片的边缘之间的距离为0.2～1mm。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的压电元件，所述压电元件可为电子设备实现震动、传感等压电性能。电子设备可以是移动终端、手表、平板和可穿戴设备等电子设备。

本实用新型提供的压电元件，通过将所述内电极延伸出所述压电陶瓷片之间，增大了所述内电极与所述侧电极之间的连接面积，使所述内电极与所述侧电极连接得更牢固，保证了所述内电极和所述侧电极连接的稳定性，所述压电元件的压电效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电子设备的示意图；

图2是本申请实施例提供的压电元件的剖面示意图；

图3是图2提供的压电元件的内电极的另一实施方式的剖面示意图；

图4是图2提供的压电元件的内电极的另一实施方式的剖面示意图；

图5是图2提供的压电元件的内电极的另一实施方式的剖面示意图；

图6是图2提供的压电元件的侧电极的另一实施方式的剖面示意图；

图7是图2提供的压电元件的侧电极的另一实施方式的剖面示意图；

图8是图2提供的压电元件的侧电极的另一实施方式的剖面示意图；

图9是图2提供的压电元件的另一实施方式的剖面示意图；

图10是图2提供的压电元件的另一实施方式的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种电子设备200，电子设备200包括压电元件100，压电元件100可以设于电子设备200中，为电子设备200实现震动反馈、压力检测等相关功能。电子设备200可以是移动终端、手表、平板和可穿戴设备等。可选的，电子设备200为移动终端，例如手机。

请参照图2，图2为图1提供的电子设备200中的压电元件100沿着AA剖面线的剖面示意图。压电元件100包括由多个依次层叠设置的压电陶瓷片11形成的压电陶瓷10、设于压电陶瓷10的侧边的至少两个侧电极30和多个内电极20，每一所述内电极20设于相邻两个所述压电陶瓷片11之间，多个所述内电极20交替从所述压电陶瓷片11之间沿朝向不同所述侧电极30的方向延伸出并与对应所述侧电极30电连接，以使所述压电陶瓷片11两侧的所述内电极20连接到不同的所述侧电极30。

当压电元件100开始工作时，与压电元件100电连接的控制器通过侧电极30向内电极20提供电压，压电陶瓷片11在电压的作用下产生形变，从而实现振动功能等功能。当然，压电陶瓷片11还可以通过接收到力的作用产生厚度方向的形变，然后通过对形变程度进行计算来实现力学触控，比如说通过一种力度按压可实现移动终端某个应用软件的开启，通过另一种力度按压可实现移动终端从当前显示页切换到主页等等。

通过将内电极20延伸出压电陶瓷片11之间，增大了内电极20与侧电极30之间的连接面积，使得内电极20与侧电极30能连接得更牢固，保证了内电极20和侧电极30连接的稳定性，压电元件100的压电效果更好。

压电陶瓷片11为长方形片体，多个压电陶瓷片11形成的压电陶瓷10为长方体的薄片，压电陶瓷10具有相背设置的顶面12和底面13，及连接顶面12和底面13的两个相对的侧面14。顶面12和底面13实质为位于压电陶瓷位于外侧的压电陶瓷片11的表面构成。两个侧面14分别设有侧电极30，多个内电极20交替从压电陶瓷10的内部引出两侧面14，即，如图2所示，从上到下第一层内电极20从右侧的侧面14引出，第二层内电极20从左侧的侧面14引出，第三次内电极20从右侧的侧面14引出，第四层内电极20从左侧的侧面14引出，如此继续。从同一边的引出的内电极20与其对应边的侧电极30电连接。本实施例中，压电陶瓷片11为五片，内电极20为四个。压电陶瓷片11可以由锆钛酸铅压电陶瓷或无铅压电陶瓷制成。当然，其他实施中，压电陶瓷片11也可以是正方形、圆形等形状，压电陶瓷10的形状根据压电陶瓷片11的形状变化。压电陶瓷片11和内电极20的数量可根据实际需要设计。

内电极20为片状结构，内电极20可以为铜、银或其他导电材料制成。内电极20具有相互连接的第一部分21和第二部分22，每一内电极20的第一部分21设于相邻两个压电陶瓷片11之间，每一内电极20的第二部分22从相邻两个压电陶瓷片11之间伸出且与侧电极30电连接。内电极20的结构具有多种实施方式。一种实施方式中，请参阅图2，所述第二部分22为所述第一部分21的端部沿所述第一部分21朝向侧电极30的方向延伸形成，也就是，第一部分21与第二部分22位于同一条水平线上，且第一部分21与第二部分22一体成型。第二部分22伸出所述侧面14，侧电极30与第二部分22对应的位置设有凹槽311，第二部分22伸入凹槽311并连接第一部分21于凹槽311内。通过将第二部分22伸入侧电极30的凹槽311中，从而增加第二部分22与侧电极30连接的连接面积，保证内电极20与侧电极30连接更加牢固，使得内电极20与侧电极30连接稳定，从而使压电元件100的压电效果更好。当然，所述第一部分21与第二部分22可以通过粘接等方式固定连接。

一种实施方式中，请参阅图3，第二部分22相对于第一部分21弯折延伸。本实施例中，所述第二部分22相对于所述第一部分21朝沿厚度方向一端弯折，也就是，第二部分22的一端与第一部分21连接，第二部分22与第一部分21之间的夹角为90度，便于第二部分22与侧电极30连接，且第二部分22相对于第一部分21弯折延伸有利于减小压电陶瓷水平方向的尺寸。第二部分22与侧面14连接，第二部分22背离侧面14的面与侧电极30连接，通过第二部分22与侧电极30连接从而增加了第二部分22与侧电极30连接的连接面积，且第二部分22是夹置于侧电极30与侧面14之间，保证内电极20与侧电极30连接更加牢固，使得压电元件100的压电效果更好。还可通过延伸第二部分22的长度来进一步增加第二部分22与侧电极30连接的连接面积，保证内电极20与侧电极30连接更加牢固，压电元件100的压电效果更好。

进一步的，压电元件100还包括绝缘层40，绝缘层40位于压电陶瓷10同一侧的相邻两个第二部分22之间，通过设置绝缘层40，保证了压电陶瓷10两侧的第二部分22平齐，便于侧电极30与第二部分22连接固定。当然，其他实施例中，如图4所示，压电元件100不包括绝缘层40，与第二部分22对应的侧电极30设有凹槽311，第二部分22伸入凹槽311并与凹槽311连接，进一步增加第二部分22与侧电极30连接的连接面积，保证内电极20与侧电极30连接更加牢固，压电元件100的压电效果更好。

一种实施方式中，请参阅图5，与图3所述的实施例不同在于，所述第二部分22包括相对于所述第一部分21朝向厚度方向两端分别弯折的两个弯折段，也就是说，内电极20的第二部分22的中部与第一部分21连接，第二部分22的一端与第一部分21连接，第二部分22与第一部分21之间的夹角为90度，从而进一步增加第二部分22与侧电极30连接的连接面积，保证内电极20与侧电极30连接更加牢固，压电元件100的压电效果更好。本实施例中的压电元件100还包括绝缘层40，绝缘层40位于压电陶瓷10同一侧的相邻两个第二部分22之间，通过设置绝缘层40，保证了压电陶瓷10两侧的第二部分22平齐，便于侧电极30与第二部分22连接固定。当然，压电元件100也可以不包括绝缘层40，与第二部分22对应的侧电极30设有凹槽311，第二部分22伸入凹槽311并与凹槽311连接，进一步增加第二部分22与侧电极30连接的连接面积，保证内电极20与侧电极30连接更加牢固，压电元件100的压电效果更好。

压电元件100还包括异方性导电胶(图未示)，异方性导电胶位于侧电极30与第二部分22之间，导电胶用于限制第二部分22电流的导通方向，使得第二部分22沿第一部分21的水平方向导电而沿第一部分21的厚度方向不导电。

所述内电极20固定于所述压电陶瓷10内部的边缘与其对应的压电陶瓷片11的边缘之间的距离为0.1mm～2mm，以保证所述内电极20的性能足够好且不容易短路。即，内电极20除伸出压电陶瓷10的一边，其他边缘与其相对应的压电陶瓷片11的边缘的距离为0.1mm～2mm，进一步该距离优选为0.2mm～1mm。优选的，所述内电极20固定于所述压电陶瓷10内部的边缘与其对应的压电陶瓷片11的边缘之间的距离为0.2～1mm。本申请的侧电极30具有多种实施方式，侧电极30的任一实施方式都可以与上述内电极20的任一实施方式配合形成不同的压电元件100，以下侧电极30的不同结构均以图3中的内电极20结构为例进行说明。

一种实施方式中，请参阅图3，侧电极30包括导接段31和与导接段31连接的连接端32，导接段31位于压电陶瓷10的侧面14，导接段31面向侧面14的面为安装面(图未示)，安装面与连接于侧面14的第二部分22贴合，安装面与第二部分22之间的贴合方式包括但不限于粘接贴合和烧结贴合。连接端32位于压电陶瓷10的顶面12和底面13。本实施例中，连接端32位于导接段31的两端，位于压电陶瓷10两侧的连接端32同时位于压电陶瓷10的顶面12和底面13的边缘，连接端32一方面加强了整个压电结构的稳定性，另一方面，便于压电元件100与外界电路连接，保证了压电元件100与外界电路连接的稳固性。当然，其他实施例中，位于压电陶瓷10两侧的连接端32可以分别位于压电陶瓷10的顶面12和底面13的边缘，或者不局限于边缘。位于压电陶瓷10两侧的连接端32还可以同时位于底面13的边缘或同时位于顶面12的边缘，或者不局限于边缘。只要保证位于压电陶瓷10两侧的侧电极30不电连接即可(参阅图6)。安装面对应第二部分22的位置还可以设有凹槽311，第二部分22伸入凹槽311并与凹槽311连接。安装面与侧面14及第二部分22与凹槽311之间的贴合方式包括但不限于粘接贴合和烧结贴合(参阅图2)。一种实施方式中，位于同一顶面12或底面13的连接端32之间设有过度粘接层(图未示)，所述过渡粘接层用于避免压电元件100通过胶水粘接的时候压电陶瓷10与胶水接触，进而防止压电陶瓷10中的金属渗透到胶水中降低胶水的粘接性能。

一种实施方式中，请参阅图7，连接端32位于导接段31的一端，位于压电陶瓷10两侧的连接端32分别位于压电陶瓷10的顶面12和底面13，位于顶面12的连接端32延伸到顶面12并与其相对的侧电极30间隔设置，位于底面13的连接端32延伸到底面13并与其相对的侧电极30间隔设置。连接端32一方面加强了整个压电结构的稳定性，另一方面，便于压电元件100与外界电路连接，保证了压电元件100与外界电路连接的稳固性。其他实施例中，如图8所示，位于压电陶瓷10两侧的连接端32可以同时位于压电陶瓷10的顶面12和底面13，位于压电陶瓷10两侧的连接端32保持间隔设置即可。

请参阅图9，内电极20和侧电极30配合方式可以为上述实施方式的任意一种，本实施例中的内电极20和侧电极30以图3为例进行说明。压电元件100还包括表面电极50，表面电极50为两个，一个表面电极50设于顶面12上，连接端32设于表面电极50上，一个表面电极50设于底面13上，连接端32设于表面电极50上，表面电极50与相邻的内电极20延伸出压电陶瓷10的方向相反，通过增加表面电极50，从而压电元件100的压电效果更好。可选的，本实施例中的表面电极50和内电极20具有相同的结构，从而表面电极50与侧电极连接得更加稳固，使得压电元件100的压电效果更好。其他实施例中，表面电极50可以为一个，设于顶面12上，连接端32设于表面电极50上，或设于底面13上，连接端32设于表面电极50上。

进一步的，请参阅图10，压电元件100还包括虚拟层60，虚拟层60设于表面电极50上，连接端32设于所述虚拟层60上，本实施例中，虚拟层60为两层，两层虚拟层60分别设于位于顶面12和底面13的表面电极50上，连接端32设于顶面12和底面13的表面电极50上的虚拟层60上，虚拟层60可防止水等影响压电元件100性能的物质进入压电元件100中，以使压电元件100保持优良性能，延长压电元件100的使用寿命。其他实施例中，虚拟层60与连接端32均设置于表面电极50上，且虚拟层60与连接端32相互间隔。虚拟层60可以是一层，设于位于顶面12的表面电极50上，或设于位于底面13的表面电极50上。当然，在顶面12或底面13与连接端32之间不设表面电极50的情况下，虚拟层60可直接设于顶面12或底面13上。

本实用新型提供的压电元件100，通过将内电极20延伸出压电陶瓷片11之间，增大了内电极20与侧电极30之间的连接面积，使所述内电极20与所述侧电极30连接得更牢固，保证了所述内电极20和所述侧电极30连接的稳定性，所述压电元件100的压电效果更好。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (12)

1.一种压电元件，其特征在于，所述压电元件包括由多个依次层叠设置的压电陶瓷片形成的压电陶瓷、设于所述压电陶瓷的至少两个侧边的侧电极和多个内电极，每一所述内电极设于相邻两个所述压电陶瓷片之间，多个所述内电极交替从所述压电陶瓷片之间沿朝向不同所述侧电极的方向延伸出并与对应所述侧电极电连接，以使所述压电陶瓷片两侧的所述内电极连接到不同的所述侧电极。

2.如权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述内电极具有相互连接的第一部分和第二部分，每一所述内电极的第一部分设于相邻两个所述压电陶瓷片之间，每一所述内电极的第二部分从相邻两个所述压电陶瓷片之间伸出且与所述侧电极电连接。

3.如权利要求2所述的压电元件，其特征在于，所述第二部分相对于所述第一部分弯折延伸。

4.如权利要求3所述的压电元件，其特征在于，所述第二部分相对于所述第一部分朝沿厚度方向一端弯折，或者，所述第二部分包括相对于所述第一部分朝向厚度方向两端分别弯折的两个弯折段。

5.如权利要求3所述的压电元件，其特征在于，所述压电元件还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述压电陶瓷同一侧的相邻两个所述第二部分之间。

6.如权利要求2所述的压电元件，其特征在于，所述第二部分为所述第一部分的端部沿所述第一部分朝向所述侧电极的方向延伸形成，所述侧电极设有凹槽，所述第二部分伸入所述凹槽并连接所述第一部分于所述凹槽内。

7.如权利要求2-6任一项所述的压电元件，其特征在于，所述压电元件还包括异方性导电胶，所述异方性导电胶位于所述侧电极与所述第二部分之间，以使所述第二部分沿所述第一部分的水平方向导电而沿所述第一部分的厚度方向不导电。

8.如权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述侧电极包括导接段和与所述导接段连接的连接端，所述导接段位于所述压电陶瓷的侧面，所述连接端位于所述压电陶瓷的顶面和/或位于与所述压电陶瓷的所述顶面相背的底面。

9.如权利要求8所述的压电元件，其特征在于，所述压电元件还包括表面电极，所述表面电极设于所述顶面上，所述连接端设于所述表面电极上，和/或所述表面电极设于所述底面上，所述连接端设于所述表面电极上，所述表面电极与相邻的所述内电极延伸出所述压电陶瓷的方向相反。

10.如权利要求9所述的压电元件，其特征在于，所述压电元件还包括虚拟层，所述虚拟层设于所述表面电极上，所述连接端设于所述虚拟层上，或者，所述虚拟层与所述连接端均设置于所述表面电极上，且所述虚拟层与所述连接端相互间隔。

11.如权利要求1所述的压电元件，其特征在于，所述内电极固定于所述压电陶瓷内部的边缘与其对应的压电陶瓷片的边缘之间的距离为0.1mm～2mm。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-11任一项所述的压电元件。

Images