DE69125762T2 - Piezoelektrisches/elektrostriktives Antriebselement mit keramischem Substrat - Google Patents

Piezoelektrisches/elektrostriktives Antriebselement mit keramischem Substrat

Info

Publication number
DE69125762T2
DE69125762T2 DE69125762T DE69125762T DE69125762T2 DE 69125762 T2 DE69125762 T2 DE 69125762T2 DE 69125762 T DE69125762 T DE 69125762T DE 69125762 T DE69125762 T DE 69125762T DE 69125762 T2 DE69125762 T2 DE 69125762T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piezoelectric
electrostrictive
ceramic substrate
thin
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69125762T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69125762D1 (de
Inventor
Kouji Kimura
Yukihisa Takeuchi
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.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Publication of DE69125762D1 publication Critical patent/DE69125762D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69125762T2 publication Critical patent/DE69125762T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/704—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings
    • H10N30/706—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings characterised by the underlying bases, e.g. substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/074—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by depositing piezoelectric or electrostrictive layers, e.g. aerosol or screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2047—Membrane type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

    HINIERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen unimorphen, bimorphen oder andere Arten eines piezoelektrischen oder elektrostriktiven Aktuators, der durch Verbiegen, Auslenken oder Knicken verlagert wird und für Tintenstrahldruckköpfe, Mikrofone, Klangkörper (wie z.B. Lautsprecher), verschiedene Wandler und andere Bauteile oder Vorrichtungen geeignet ist. Der Ausdruck "Aktuator" bezieht sich hierin auf ein Element bzw. einen Bestandteil, das bzw. der elektrische Energie in mechanische Energie, d.h. eine mechanische Kraft, Verlagerung oder Belastung überführen oder umwandeln kann.
    • Besprechung des Stands der Technik
  • In den letzten Jahren fand ein Element, dessen Verlagerung gesteuert werden kann, im optischen Bereich und auf dem Gebiet der Präzisionspositionierung oder maschinellen Präzisionsvorgänge immer öfter Anwendung und stärkeren Bedarf, um z.B. eine optische Weglänge oder die Position eines Elements oder Bauteils einer Vorrichtung in der Größenordnung von Mikrometerbruchteilen (µm) einzustellen bzw. zu steuern. Zu diesem Zweck wurden verschiedene piezoeleketrische oder elektrostriktive Aktuatoren entwickelt, die ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material wie z.B. ferroelektrisches Material einsetzen, das den umgekehrten oder reversen piezoelektrischen Effekt oder den elektrostriktiven Effekt aufweist, worin ein solches piezoelektrisches oder elektrostriktives Material bei Anlegen einer Spannung oder eines elektrischen Felds darauf eine mechanische Verlagerung bewirkt.
  • Ein Tintenstrahldruckkopf z.B. verwendet einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator einer herkömmlichen unimorphen oder bimorphen Art, der erforderlich ist, um einen hochqualitativen Hochgeschwindigkeitsdruckvorgang zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wurde versucht, die Größe und erforderliche Antriebsspannung des piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators zu verringern und die Reaktion des Aktuators im Betrieb zu verbessern.
  • Ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Element eines solchen Aktuators befindet sich auf einem Trägersubstrat, das als Oszillator- oder Wandlerplatte dient. Um ein ausreichendes Biegeausmaß bzw. eine ausreichene Biegekraft oder Biegeverlagerung des Substrats oder der Platte zu gewährleisten, ist es einerseits wichtig, die Dicke des Substrats zu verringern. Andrerseits führt jedoch die Verringerung der Substratdicke ungünstigerweise zu einer Abnahme der mechanischen Festigkeit des Substrats.
  • JP-A-56-0891 63 offenbart einen Tintenstrahlkopf mit einem Substratkörper, der aus drei miteinander laminierten und gesinterten keramischen Grüntafeln besteht. Der resultierende Substratkörper besitzt Innenkammern, die an einer Seite durch einen relativ dünnwandigen Abschnitt mit einer Dicke von 0,25 mm abgeschlossen sind, auf dem piezoelektrische/elektrostriktive Elemente mit den Kammern verklebt sind. Tintenflußwegnuten bieten Zugang zu den Kammern in der zum dünnwandigen Abschnitt parallelen Richtung. Der Betrieb der piezoelektrischen/elektrostriktiven Elemente bewirkt durch Biegeverlagerung des dünnwandigen Abschnitts einen Tintenfluß.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen piezoelektrischenl elektrostriktiven Aktuator bereitzustellen, der in einem ausreichenden Ausmaß verlagert wird und der durch Anlegen einer relativ niedrigen Spannung eine große Kraft erzeugt, der eine verbesserte Festigkeit sowie eine hervorragende Reaktion im Betrieb und Zuverlässigkeit aufweist und sich für Tintentstrahldruckköpfe, Mikrofone, Klangkörper (z.B. Lautsprecher) und andere Wandler eignet.
  • Das zweite Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines derartigen piezoelektrischen/ elektrostriktiven Aktuators, der sich für eine hochintegrierte Aktuatoranordnung eignet.
  • Gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators nach Anspruch 12 bereitgestellt.
  • Im erfindungsgemäßen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator ist der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt, der aus einer Vielzahl laminierter Filme (zwei Elektrodenfilme und ein dazwischen eingeschobener piezoelektrischer/elektrostriktiver Film) bestehen kann, auf dem dünnwandigen Abschnitt des Keramiksubstrats ausgebildet. Demzufolge ermöglicht der vorliegende Aktuator ein relativ großes Verlagerungsausmaß mit relativ großer erzeugter Kraft und weist ein verbessertes Ansprechen im Betrieb auf. Da der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt leicht in Form von Elektroden- und piezoelektrischen/elektrostriktiven Filmen oder Mustern auf dem Keramiksubstrat ausgebildet werden kann, kann jede erwiinschte Anzahl piezoelektrisches/elektrostriktive Einheiten auf einem einzelnen Substrat eingebaut werden, um eine hochintegrierte piezoelektrische/elektrostriktive Aktuatoranordnung zu ergeben.
  • Das Keramiksubstrat wird durch Brennen der ersten und zweiten Grüntafel gebildet, die übereinander angeordnet sind, sodaß die Öffnung(en), die in der ersten Grüntafel ausgebildet sind bzw. ist, an einer Oberfläche der ersten Grüntafel geschlossen ist bzw. sind. Die gebrannte erste und zweite Grüntafel ergeben die erste bzw. zweite laminierte Schicht des Substrats, worin zumindest eine Ausnehmung ausgebildet ist, die der bzw. den Öffnung(en) entspricht bzw. entsprechen, wodurch der dünnwandige Abschnitt des Substrats definiert wird, auf dem der piezoelektrische/ elektrostriktive Abschnitt ausgebildet ist. Somit ist nur der Abschnitt des Keramiksubstrats, der piezoelektrische/elektrostriktive Verlagerung erfährt, dünnwandig, um so die Antriebsspannung zu verringern, sodaß das erwünschte Verlagerungsausmaß mit gutem Ansprechverhalten im Betrieb erreicht wird, ohne die mechanische Festigkeit des Substrats zu verringern. Diese Anordnung eignet sich zur Bereitstellung einer kleinen integrierten piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuatoranordnung, worin eine gewünschte Anzahl piezoelektrischer/elektrostriktiver Abschnitte als piezoelektrische/elektrostriktive Aktuatoreinheiten auf einem einzelnen Keramiksubstrat vorgesehen sind. in diesem Fall stören die auf den jeweiligen dünnwandigen Abschnitten des Keramiksubstrats ausgebildeten benachbarten Aktuatoreinheiten einander nicht, wenn diese Einheiten mit den dünnwandigen Abschnitten verlagert werden, da die benachbarten dünnwandigen Abschnitte des Substrats durch relativ dickwandige Abschnitte des Substrats mehr oder weniger voneinander beabstandet sind. Demzufolge verringern die dünnwandigen Abschnitte nicht wesentlich die mechanische Gesamtfestigkeit des Substrats, selbst wenn das Substrat dazu dient, eine hochintegrierte Anordnung piezoelektrischerlelektrostriktiver Einheiten zu tragen.
  • Insbesondere sind die Öffnungen nur durch jene Abschnitte der ersten Grüntafel ausgebildet, die den dünnwandigen Abschnitten des Substrats entsprechen, die als Oszillator- oder Wandlerplatten dienen und bei Versorgung der jeweiligen piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitte oder Einheiten mit elektrischer Energie verlagert werden. Wenn die erste und die zweite Grüntafel zu einem einstückigen laminaren Substrat gebrannt sind, bieten die Öffnungen jeweilige Ausnehmungen, die die jeweiligen dünnwandigen Abschnitte des Substrats definieren. Diese Anordnung gewährleistet eine mechanische Gesamtfestigkeit, die ausreicht, um darauf mehrere piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitte einer hochintegrierten Aktuatoranordnung zu tragen, während die Funktionalität der piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitte sichergestellt wird. Weiters besitzt das durch Brennen der ersten und zweiten Grüntafel (oder Grünbänder) erhaltene Keramiksubstrat eine sehr zuverlässige Laminatstruktur, die aus der ersten Schicht mit der der Öffnung entsprechenden Ausnehmung und der zweiten Schicht, die den der Ausnehmung entsprechenden dünnwandigen Abschnitt aufweist, besteht.
  • Damit der vorliegende Aktuator ein großes Verlagerungsausmaß ermöglicht oder eine große Kraftmenge bei einer relativ niedrigen daran angelegten Spannung erzeugt, ist es wünschenswert, daß der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt eine Dicke von nicht mehr als 100 µm, vorzugsweise von nicht mehr als 50 µm aufweist und der dünnwandige Abschnitt des Substrats eine Dicke von nicht mehr als 50 µm, vorzugsweise von nicht mehr als 30 µm aufweist.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
  • Die obigen und andere optionale Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigelegten Abbildungen, worin:
  • Fig.1 eine Untersicht einer Ausführungsform eines Keramiksubstrats ist, das für einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird;
  • Fig.2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von Fig.1 ist;
  • Fig.3 eine Untersicht einer weiteren Ausführungsform des Keramiksubstrats für den Aktuator der Erfindung ist;
  • Fig.4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von Fig.3 ist;
  • Fig.5 eine Explosionsansicht einer ersten und zweiten Grüntafel zur Bildung einer weiteren Ausführungsform des Keramiksubstrats ist;
  • Fig.6 eine perspektivische Ansicht des Keramiksubstrats ist, das aus der ersten und zweiten Schicht besteht, die durch Brennen der Grüntafeln von Fig.5 gebildet werden;
  • Fig.7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von Fig.6 ist;
  • Fig.8 eine Untersicht einer weiteren Ausführungsform des Keramiksubstrats ist;
  • Fig.9 eine Explosionsquerschnittsansicht entlang der Linie 9-9 von Fig.8 ist und eine erste und zweite Grüntafel zeigt, die zu einer ersten bzw. zweiten Schicht des Keramiksubstrats von Fig.8 gebrannt werden;
  • Fig.10 eine Querschnittsansicht des Keramiksubstrats ist, das aus den zwei durch Brennen der Grüntafeln von Fig.9 gebildeten Schichten besteht;
  • Fig.11 eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators ist;
  • Fig.12 eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuators ist;
  • Fig.13 eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
  • Fig.14 eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist;
  • Fig.15 eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist; und
  • Fig.16 eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Zur weiteren Erklärung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung folgt eine Beschreibung derzeit bevorzugter Formen des erfindungsgemäßen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators unter Bezugnahme auf die beigelegten Abbildungen, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um strukturell oder funktionell identische oder ähnliche Komponenten oder Elemente zu bezeichnen.
  • Zunächst Bezug nehmend auf Figuren 1 und 2 besteht ein Keramiksubstrat 2, das für einen erfindungsgemäßen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator verwendet wird, aus einer ersten Schicht 4 und einer zweiten Schicht 8, die einstückig miteinander laminiert sind und zusammenwirken, um eine rechteckige Ausnehmung 6 zu definieren. Diese erste und zweite Schicht 4, 8 werden durch Brennen einer ersten Grüntafel, die eine der Ausnehmung 6 entsprechende rechteckige Öffnung aufweist, und einer zweiten Grüntafel, die auf der ersten Grüntafel positioniert ist, gebildet, sodaß die zweite Grüntafel die Öffnung an einer der gegenüberliegenden Hauptflächen davon schließt. Die zwei übereinanderliegenden Grüntafeln werden gemeinsam zu einem einstückigen Keramiksubstrat 2 gebrannt. Die Ausnehmung 6 besitzt eine Bodenfläche, die einen dünnwandigen Abschnitt 8a des Substrats 2 definiert, der durch einen dickwandigen peripheren Abschnitt umgeben ist. Der periphere Abschnitt der zweiten Schicht 8 wird durch die erste Schicht 4 verstärkt.
  • Ein in Figuren 3 und 4 gezeigtes Keramiksubstrat 10 besitzt eine erste Schicht, deren Konfiguration sich von jener der ersten Schicht 4 des Substrats 2 der Figuren 1 und 2 unterscheidet. Die erste Schicht 12 wird durch Brennen einer ersten Grüntafel gebildet, die eine Anordnung von parallelen rechteckigen Öffnungen aufweist, die eine in voneinander beabstandete Position haben. Die Öffnungen werden an einer Hauptfläche der Schicht 12 durch die zweite Schicht 8, die durch Brennen einer zweiten Grüntafel gebildet wird, abgeschlossen. Somit entstehen im Substrat 10 parallele Ausnehmungen 14, die den Öffnungen entsprechen. Die Ausnehmungen 14 definieren jeweilige dünnwandige Abschnitte 8a des Substrats 10, auf denen jeweilige piezoelektrische/elektrostriktive Aktuatoreinheiten ausgebildet sind. Anders ausgedrückt definieren die dünnwandigen Abschnitte 8a den Boden jeder Ausnehmung 14.
  • Bezug nehmend auf die Figuren 5-7 besitzt ein Keramiksubstrat 16 eine U-förmige erste Schicht 18, die durch Brennen einer ersten Grüntafel gebildet wird. Die erste Grüntafel weist eine Öffnung in Form eines rechteckigen Ausschnitts auf, der an einer seiner vier Seiten seitlich geöffnet ist. Die Öffnung wird durch die zweite Schicht 8, die durch Brennen der zweiten Grüntafel entsteht, abgeschlossen, wodurch das aus der ersten und der zweiten Schicht 18, 8 bestehende Substrat 16 eine rechteckige Ausnehmung 20, die der Öffnung entspricht, aufweist. Bei Vorhandensein der Ausnehmung 20 besitzt das Substrat 16 den dünnwandigen Abschnitt 8a, auf dem ein piezoelektrischer/elektrostriktiver Abschnitt eines Aktuators ausgebildet ist. Der dünnwandige Abschnitt 8a ist durch den U-förmigen, dickwandigen, peripheren Verstärkungsabschnitt, d.h. die erste Schicht 18 umgeben. Im vorliegenden Substrat 16 ist die Ausnehmung 20 parallel zur Ebene des dünnwandigen Abschnitts 8a sowie in der zum Abschnitt 8a senkrechten Richtung seitlich geöffnet - im Gegensatz zu den Ausnehmungen 6, 14 der Substrate 2, 10, die seitlich nicht offen sind.
  • Ein in Figuren 8-10 dargestelltes Keramiksubstrat besitzt eine erste Schicht 40, die mit der ersten Schicht 8 zusammenwirkt, um eine rechteckige Ausnehmung 42 und dadurch den dünnwandigen Abschnitt 8a zu definieren, auf dem ein piezoelektrischer/elektrostriktiver Abschnitt ausgebildet ist. Außerdem besitzt die erste Schicht 40 zwei abgestufte Abschnitte 44 auf einer der gegenüberliegenden, von der ersten Schicht 8 entfernten Hauptflächen. Diese abgestuften Abschnitte 44 sind angrenzend zu den längsseitig gegenüberliegenden Enden der Ausnehmung 42 ausgebildet und dienen als Durchgang zur Zufuhr von Tinte aus einem Tintenbehälter, wenn eine Tintenstrahldüse eines Tintenstrahldruckkopfs am Substrat 38 befestigt ist.
  • Somit sind die wie oben konstruierten Keramiksubstrate 2, 10, 16, 40 nur an ihren Abschnitten (8a) dünnwandig, die gemeinsam mit einem piezoeleketrischen/elektrostriktiven Abschnitt eines Aktuators verlagert werden. Demzufolge besitzen die Substrate eine ausreichende mechanische Gesamtfestigkeit, während sie zur gleichen Zeit ein ausgezeichnetes Funktionieren als Wandler gewährleisten, und eignen sich für eine integrierte piezoeleketrische/elektrostriktive Aktuatoranordnung, in der eine Vielzahl von Aktuatoreinheiten auf einem einzelnen Substrat angeordnet ist. Außerdem besitzen die Substrate eine hohe Wärmebeständigkeit und Betriebszuverlässigkeit, da sie feuerfeste Laminatstrukturen sind, die durch Brennen von Keramikgrüntafeln gebildet werden.
  • In Figuren 11-16 sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators dargestellt, von denen jedes ein Keramiksubstrat mit einer wie oben konstruierten Laminatstruktur aufweist.
  • Zuerst bezug nehmend auf Fig.11 enthält der piezoelektrische/elektrostriktive Aktuator ein Keramiksubstrat 22 mit einer Ausnehmung 24, deren Bodenfläche einen dünnwandigen Abschnitt 22a definiert. Auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen des von der Ausnehmung 24 entfernten dünnwandigen Abschnitts 22a befindet sich ein piezoelektrischer/elektrostriktiver Abschnitt in Form einer Laminatstruktur, die aus einem ersten Elektrodenfilm 26, einem piezoelektrischen/elektrostriktiven Film 28 und einem zweiten Elektrodenfilm 30 besteht, die in dieser Reihenfolge laminiert sind. Der erste und zweite Elektrodenfilm 26, 30 besitzen jeweilige Endabschnitte 26a, 30a, die sich vom einen Ende des piezoelektrischen/elektrostriktiven Films 28 erstrecken. Beim Betrieb des Aktuators wird durch die Endabschnitte 26a, 30a eine Spannung zwischen dem ersten und zweiten Elektrodenfilm 26, 30 angelegt, wodurch der piezoelektrische/elektrostriktive Film 28 einem elektrischen Feld ausgesetzt ist, und der Aktuator erzeugt eine Kraft oder erfährt eine Verlagerung in Form einer Biegung oder Verkrümmung in der zur Ebene des Keramiksubstrats 22 senkrechten Richtung aufgrund des Querwirkung des umgekehrten piezoelektrischen oder elektrostriktiven Effekts.
  • Eine weitere Ausführungsform des piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators ist in Fig.12 dargestellt, worin ein Paar kammartiger Elektrodenmuster 36a, 36b auf dem dünnwandigen Abschnitt 22a des Keramiksubstrats 22 ausgebildet ist. Jedes Elektrodenmuster 36a, 38a besitzt eine Vielzahl von Elektrodenstreifen 32, die durch einen Verbindungsabschnitt 34 miteinander verbunden sind. Jeder Elektrodenstreifen 32 eines der zwei Muster 36a, 36b ist zwischen angrenzenden Elektrodenstreifen 32 des anderen Musters 36b, 36a in beabstandeter Beziehung zueinander in der Verlaufsrichtung der Verbindungsabschnitte 34 positioniert. Die Elektrodenstreifen 32 des Elektrodenmusters 36a und die Streifen 32 des anderen Elektrodenmusters 36b sind in der Verlaufsrichtung der Verbindungsabschnitte 34 abwechselnd angeordnet. Ein piezoelektrisches/elektrostriktives Muster 37 ist auch auf dem dünnwandigen Abschnitt 22a angeordnet, sodaß ein zwischen den kammartigen Elektrodenmustern 36a, 36b ausgebildeter Raum mit einem piezoelektrischen/elektrostriktiven Material des Musters 37 gefüllt ist (siehe Fig.12). Das Muster 37 besitzt piezoelektrische/elektrostriktive Streifen, von denen jeder zwischen den benachbarten Elektrodenstreifen 32 angeordnet ist. Somit sind die Elektrodenstreifen 32 und die piezoelektrischen/elektrostriktiven Streifen abwechselnd in Kontakt miteinander auf dem dünnwandigen Abschnitt 22a des Substrats 22 positioniert. Bei Anlegen eines elektrischen Felds an das piezoelektrische/elektrostriktive Muster 37 wird der dünnwandige Abschnitt 22a aufgrund der Längswirkung des umgekehrten piezoelektrischen Effekts oder elektrostriktiven Effekts in der zur Ebene des Substrats 22 senkrechten Richtung gebogen oder gekrümmt.
  • Ein in Fig.13 dargestellter piezoelektrisches/elektrostriktive Aktuator ist ein Beispiel eines hochintegrierten piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators, der einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt aufweist, der aus einer Vielzahl piezoelektrischer/elektrostriktiver Einheiten besteht, die auf dem Keramiksubstrat 22 ausgebildet sind. Jede dieser Einheiten besteht aus den zwei Elektrodenfilmen 26, 30 und dem dazwischen befindlichen piezoelektrischen/elektrostriktiven Film 28. Wie das Substrat 10 der Figuren 3 und 4, das die beabstandeten parallelen Ausnehmungen 14 aufweist, besitzt das Keramiksubstrat 22 Anordnungen paralleler Ausnehmungen, die jeweilige dünnwandige Abschnitte definieren, auf denen die jeweiligen piezoelektrischen/elektrostriktiven Einheiten ausgebildet sind.
  • Im piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuator von Fig.14 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein piezoelektrischer/elektrostriktiver Film 29 auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen des dünnwandigen Abschnitts 22a des Keramiksubstrats 22, der von der Ausnehmung 24 entfernt ist, ausgebildet. Innerhalb des Films 29 ist eine Vielzahl paralleler Elektrodenstreifen 32 eingebettet, die den Elektrodenmustern 36a, 36b von Fig.12 ähneln, sodaß die Elektrodenstreifen 32 voneinander beabstandet sind. Da die Elektrodenstreifen 32 im Film 29 eingebettet sind, entsteht ein piezoelektrisches/elektrostriktives Muster 37, sodaß die benachbarten Elektrodenstreifen 32 durch ein piezoelektrisches/elektrostriktives Material des Musters 37 voneinander beabstandet sind. Auf dem Film 29 sind der erste Elektrodenfilm 26, der piezoelektrische/elektrostriktive Film 28 und der zweite Elektrodenfilm 30 ausgebildet, die jenen von Fig.11 ähneln.
  • Bezug nehmend auf Fig.15, in der eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu sehen ist, besitzt das Keramiksubstrat 22 einen kreisförmigen dünnwandigen Abschnitt 22a, auf dem ein kreisrunder piezoelektrisches/elektrostriktive Abschnitt ausgebildet ist, der aus einem Elektrodenmuster 33 und einem piezoelektrisches/elektrostriktiven Muster 39 besteht. Das Elektrodenmuster 33 besteht aus zwei spiralförmigen Elektrodenstreifen, die zwei spiralförmige Räume definieren, die mit piezoelektrischem/elektrostriktivem Material 39 gefüllt sind.
  • Ein bimorpher piezoelektrisches/elektrostriktive Aktuator ist in Fig.16 dargestellt. Der Aktuator besitzt einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt, der aus zwei piezoelektrischen/elektrostriktiven Einheiten besteht, die auf gegenüberliegenden Oberflächen des dünnwandigen Abschnitts 22a des Substrats 22 ausgebildet sind. jede piezoelektrische/elektrostriktive Einheit besteht aus den zwei Elektrodenfilmen 26, 30 und dem dazwischen befindlichen piezoelektrischen/elektrostriktiven Film 28.
  • Die wie oben gestalteten piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuatoren werden in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt.
  • Das Keramiksubstrat (22) zum Tragen des piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts kann aus einem elektrisch isolierenden oder dielektrischen Material bestehen, das eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit aufweisen kann und bei einer Temperatur von etwa 1400ºC hitzebehandelt werden kann, um mit dem piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt vorzugsweise ohne Verwendung eines Klebe/Bindemittels verbunden zu werden, wie dies weiter unten beschrieben wird. Das isolierende oder dielektrische Material kann eine Oxid- oder eine Nichtoxid- Keramikzusammensetzung sein, die vorzugsweise als Hauptkomponente(n) zumindest eines aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid enthält. Diese Keramikzusammensetzungen ermöglichen es dem Aktuator, für ein vergrößertes Verlagerungsausmaß und eine bessere Reaktion im Betrieb zu sorgen als andere Materialien wie z.B. Metall, Glas und Silizium. Insbesondere ist es zu empfehlen, eine Keramikzusammensetzung zu verwenden, die als Hauptkomponente(n) Aluminiumoxid und/oder Zirkoniumoxid, vorzugsweise Zirkoniumoxid enthält, das durch zumindest eine Verbindung stabilisiert ist, die aus der Gruppe bestehend aus Yttriumoxid, Ytterbiumoxid, Zeroxid, Kalziumoxid und Magnesiumoxid ausgewählt ist. Die Verwendung des stabilisierten Zirkoniumoxids für das Keramiksubstrat bietet die folgenden Vorteile: i) Das Substrat aus dem stabilisierten Zirkoniumoxid besitzt eine hohe mechanische Festigkeit und Zähigkeit; ii) Die während der Hitzebehandlung des stabilisierten Zirkoniumoxids zur Verbindung mit einem laminaren piezoelektrischen/elektrostriktiven Material entstehenden Wärmespannungen sind relativ klein; iii) Das stabilisierte Zirkoniumoxid wird einer relativ kleinen chemischen Reaktion mit dem piezoelektrischen/elektrostriktiven Material ausgesetzt; iv) Das mit der Ausnehmung versehene Substrat der vorliegenden Erfindung kann ein relativ großes Verlagerungsausmaß gemeinsam mit dem piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt erfahren. Es ist vorzuziehen, das Zirkoniumoxid teilweise zu stabilisieren, indem 1-30 Mol-% Yttriumoxid oder Ytterbiumoxid, 6-50 Mol-% Zeroxid oder 5-40 Mol-% Kalziumooxid oder Magnesiumoxid zugegeben werden. Es ist besonders zu empfehlen, Yttriumoxid in einer Menge von 1,5-6 Mol-%, vorzugsweise 2- 5 Mol-% zu verwenden. Die Kristallphase des durch das Yttriumoxid teilweise stabilisierten Zirkoniumoxids gewährleistet besonders hervorragende Eigenschaften des Keramiksubstrats. Es ist jedoch auch möglich, die Hauptkomponente(n) des Keramiksubstrats vollständig zu stabilisieren.
  • Das Keramiksubstrat besteht vorzugsweise aus einer ersten Schicht (4, 12, 18, 40) und einer zweiten Schicht (8), die z.B. durch Brennen einer jeweiligen ersten und zweiten Grüntafel gebildet werden. Die erste Grüntafel besitzt zumindest eine Öffnung bzw. einen Ausschnitt, die bzw. der durch ihre Dicke hindurch ausgebildet ist, während die zweite Grüntafel eine planare Schicht ist, die jede Öffnung an einer ihrer gegenüberliegenden Oberflächen schließt. Durch das Brennen dieser Grüntafeln werden die laminierte erste und zweite Schicht solcherart ausgebildet, daß zumindest eine Ausnehmung (6, 14, 20, 24, 42) entsteht, sodaß der dünnwandige Abschnitt (8a, 22a) definiert wird, der als Oszillator- oder Wandlerabschnitt des Keramiksubstrats dient. Günstigerweise enthält die zweite Grüntafel (die zweite Schicht des Substrats) SiO oder SiO&sub2;, vorzugsweise in einer Menge von 0,5-5 Gew.-%, noch bevorzugter 1-3 Gew.-%. Die Zugabe des Siliziumoxids in der bestimmten Menge kann eine übermäßige Reaktion des zweiten Grüntafelmaterials mit dem während der Hitzebehandlung darauf ausgebildeten piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt verhindern, wodurch sich die Eigenschaften des hergestellten Aktuators verbessern.
  • Zwecks Verbesserung der Reaktion während des Betriebs und Vergrößerung des Verlagerungsausmaßes des Aktuators beträgt die Dicke der zweiten Schicht (8) des Keramiksubstrats, auf dem der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt ausgebildet ist, im allgemeinen nicht mehr als 50 µm, vorzugsweise nicht mehr als 30 µm und noch bevorzugter nicht mehr als 15 µm, während die Dicke der ersten Schicht (4, 12, 18, 40) im allgemeinen zumindest 30 µm, vorzugsweise zumindest 50 µm und noch bevorzugter zumindest 100 µm beträgt. Zur Erreichung eines größeren Verlagerungsausmaßes und einer größeren Kraft des Aktuators wird die durchschnittliche Keramikteilchengröße der zweiten Schicht vorzugsweise in einem Bereich von 1-2 µm, noch bevorzugter in einem Bereich von 0,1-1 µm gehalten.
  • Während das Keramiksubstrat (2, 10, 16, 22, 38), das aus der ersten und zweiten Schicht besteht, günstigerweise durch Brennen der laminierten Grüntafeln gebildet werden kann, wie dies oben beschrieben ist, kann das Substrat durch andere Verfahren wie z.B. Preßform-, Guß- und Spritzgußverfahren unter Verwendung einer Form und durch ein maschinelles Bearbeitungsverfahren, bei dem ein oder mehrere Ausnehmung(en) in einer zweckmäßig geformten Keramikmasse z.B. durch Ultraschallbehandeln, Schneiden oder Schleifen ausgebildet wird bzw. werden, hergestellt werden. Das Grüntafellaminierungsverfahren ist jedoch am geeignetsten, da das durch dieses Verfahren gebildete Substrat keine Restspannungen aufweist, die durch das maschinelle Bearbeitungsverfahren entstehen, und eine präzise gesteuerte Dicke des dünnwandigen Abschnitts aufweist. Bei Anwendung des Grüntafellaminierungsverfahrens werden die erste und die zweite Grüntafel unter Hitze- und Druckeinwirkung übereinandergelegt und dann zum einstückigen Keramiksubstrat gebrannt, dessen erste und zweite Schicht den zwei Grüntafeln entsprechen. Obwohl die erste und die zweite Grüntafel nicht die gleiche Dicke aufweisen, zeigen die Materialien der beiden Grüntafeln vorzugsweise fast die gleiche Schrumpfung aufgrund ihres Brennens.
  • Anstelle des obigen Grüntafellaminierungsverfahrens, bei dem die zweite Grüntafel mit einer Öffnung oder einem Ausschnitt versehen wird, kann - wie oben angeführt - zumindest eine Ausnehmung (6, 14, 20, 42) im Keramiksubstrat durch ein geeignetes maschinelles Bearbeitungs- oder Preßverfahren wie z.B. Laserbearbeiten, Ultraschallbehandeln oder Stanzpressen ausgebildet werden. Das Stanzpressen unter Verwendung einer Stanzform und eines Stempels ist besonders vorzuziehen, um die Herstellungseffizienz des Substrats und die Integrationsdichte der dünnwandigen Abschnitte des Substrats (der piezoelektrischen/elektrostriktiven Einheiten) zu erhöhen. Obwohl das obige maschinelle Bearbeitungs- oder Preßverfahren mit einer gebrannten Masse einer Keramikzusammensetzung für das Substrat durchgeführt werden kann, wird es vorzugsweise mit einer ungebrannten Masse (einer bereits geformten Grüntafel) der Keramikzusammensetzung durchgeführt.
  • Die Form des Keramiksubstrats und die Form der im Substrat ausgebildeten Ausnehmung(en) sind nicht auf die rechteckigen Konfigurationen der dargestellten Ausführungsformen beschränkt und können je nach den Erfordernissen und/oder Anwendungen des herzustellenden Aktuators zweckmäßig modifiziert werden. Beispielsweise können das Substrat und die Ausnehmung kreisförmige, elliptische, ovale, polygonale und andere Formen, z.B. ein R-Quadrat oder ein R-Rechteck mit abgerundeten Kanten, oder eine Kombination dieser Formen aufweisen.
  • Auf dem wie oben hergestellten Keramiksubstrat wird ein piezoelektrischer/elektrostriktiver Abschnitt nach dem folgenden Verfahren ausgebildet.
  • Bei Fertigung des piezoelektrischen/elektrostriktiven Materials in großen Mengen wird ein ungebrannter Körper bzw. Grünkörper für einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt des Materials durch ein Preßformungsverfahren unter Verwendung einer Form oder durch ein Bandformungsverfahren unter Verwendung einer Aufschlämmung des piezoelektrischen/elektrostriktiven Materials gebildet. Der gebildete Grünkörper wird dann unter Hitze- und Druckeinwirkung auf einen dünnwandigen Abschnitt (8a) eines ungebrannten Keramiksubstrats aufgebracht und gemeinsam mit dem ungebrannten Keramikkörper gebrannt. In diesem Fall müssen die Elektrodenfilme oder das Elektrodenmuster durch ein weiter unten beschriebenes Filmbildungsverfahren auf dem ungebrannten Keramiksubstrat oder dem ungebrannten piezoelektrischen/elektrostri ktiven Körper (Grünkörper) vor dem Übereinanderschichten der ungebrannten Körper vorgeformt werden.
  • Beim anderen Verfahren wird der wie oben gebildete piezoelektrische/elektrostriktive Grünkörper zuerst zu einem Sinterkörper gebrannt, der dann mittels eines Klebstoffs an der Oberfläche des dünnwandigen Abschnitts (8a) des gebrannten und gesinterten Keramiksubstrats befestigt wird. Auch in diesem Fall müssen die Elektrodenfilme oder das Elektrodenmuster auf den ungebrannten Körpern für den piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt und das Keramiksubstrat vorgeformt werden. Als Klebstoff eignet sich ein elektrisch leitendes Bindemittel.
  • Das piezoelektrische/elektrostriktive Material wird bei einer Temperatur von etwa 800- 1400ºC, vorzugsweise in einem Bereich von 1000-1400ºC gebrannt. Um eine Änderung der piezoelektrischen/elektrostriktiven Zusammensetzung zu vermeiden, ist es vorzuziehen, die Brennatmosphäre zu steuern, indem eine Verdampfungsquelle des piezoelektischen/elektrostriktiven Materials miterhitzt wird.
  • Der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt kann durch ein nachstehend beschriebenes Filmbildungsverfahren geformt werden.
  • Zur Bildung des Elektrodenfilms (26, 30) und des piezoelektrischen/elektrostriktiven Films (28) auf dem Keramiksubstrat (22) ist es möglich, ein beliebiges der folgenden bekannten Verfahren auszuwählen: ein Dickfilmbildungsverfahren wie z.B. Siebdrucken; ein Beschichtungsverfahren wie z.B. Eintauchen; ein Dünnfilmbildungsverfahren wie z.B. das Ionenstrahiverfahren, Sputtern, Vakuumdampfablagern, Ionenplattieren, CVD und Plattieren. Es kommen aber auch andere bekannte Verfahren in Frage. Um verbesserte Eigenschaften des hergestellten Aktuators zu erreichen, wird der piezoelektrische/elektrostriktive Film (28) günstigerweise durch Siebdrucken, Eintauchen oder Beschichten gebildet, d.h. Verfahren, die eine leichte Bildung eines Films auf dem Substrat durch Verwendung einer Paste oder Aufschlämmung, deren Hauptkomponente ein piezoelektrisches/elektrostriktives Pulver ist, ermöglichen. Durch dieses Filmbildungsverfahren kann der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt einstückig mit dem Keramiksubstrat ausgebildet werden, ohne einen Klebstoff zu verwenden, wodurch sich die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des Aktuators verbessert und die Integration der piezoelektrischen/elektrostriktiven Einheiten auf dem Substrat erleichtert wird. In dieser Hinsicht ist das Filmbildungsverfahren zu empfehlen. Beim Bilden der Elektrode und des piezoelektrischen/elektrostriktiven Musters (33, 36, 37, 39) durch dieses Filmbildungsverfahren können Siebdruck oder Photolitographie verwendet werden. Da Muster kann jedoch gebildet werden, indem überflüssige Abschnitte des aufgebrachten piezoelektrischen Materials durch Laserschneiden, Schneiden oder ein anderes mechanisches Bearbeitungsverfahren entfernt werden.
  • Der Aktuator insgesamt sowie die Elektrode und die piezoelektrischen/elektrostriktiven Filme und Muster können je nach Verwendungszweck des Aktuators die gewünschten Konfigurationen aufweisen, z.B. dreieckige, rechteckige und andere vieleckige Formen, kreisförmige, elliptische und ringförmige Formen, kamm- oder gitterartige Konfigurationen und jede Kombination dieser Formen.
  • Die Elektrode und piezoelektrischen Filme und Muster (26, 28, 29, 30, 33, 36, 37, 39), die auf dem Keramiksubstrat durch ein ausgewähltes obiges Verfahren ausgebildet werden, können entweder in unterschiedlichen Schritten zur einstückigen Ausbildung mit dem Substrat hitzebehandelt werden, nachdem jeder dieser Filme oder jedes dieser Muster geformt ist, oder sie können zur einstückigen Ausbildung mit dem Substrat gleichzeitig hitzebehandelt werden, nachdem alle Filme oder Muster zu einer Laminatstruktur auf dem Substrat geformt sind. Bei Verwendung des Dünnfilmbildungsverfahrens zur Ausbildung der Elektrodenfilme oder des Elektrodenmusters ist die Hitzebehandlung der Elektrodenfilme oder des Elektrodenmusters nicht absolut erforderlich.
  • Die obige Hitzebehandlung zur einstückigen Ausbildung des piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts mit dem Keramiksubstrat erfolgt im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 800-1400ºC, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1000 und 1400ºC. Um Änderungen in der Zusammensetzung des piezoelektrischen/elektrostriktiven Materials während des Hitzebehandlungsverfahrens zu verhindern, ist es günstig, die Hitzebehandlungsatmosphäre zu steuern, indem die Erwärmung mit der Verdampfungsquelle des piezoelektrischen/elektrostriktiven Materials erfolgt.
  • Die Elektrodenfilme (26, 30) und das Elektrodenmuster (33, 36) des piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts können aus jedem elektrisch leitenden Material bestehen, das Oxidationsbrenn- und Hitzebehandlungsatmosphären bei den obigen Temperaturen standhalten kann. Beispielsweise können die Elektrodenfilme oder das Elektrodenmuster aus einem einzelnen Metall, einer Metallegierung, einem Gemisch aus einem Metall oder einer Legierung und einem elektrisch isolierenden Keramikmaterial oder Glas bzw. einem elektrisch leitenden Keramikmaterial bestehen. Es ist jedoch vorzuziehen, daß das Elektrodenmaterial eine Hauptkomponente aufweist, die aus einem Edelmetall mit hohem Schmelzpunkt wie z.B. Platin, Palladium oder Rhodium, oder einer Legierung wie z.B. einer Silber-Palladium-Legierung, Silber-Platin- Legierung oder Platin-Palladium-Legierung besteht.
  • Das Keramikmaterial, das einem Metall oder einer Legierung zuzugeben wird, um das obige Gemisch für die Elektrodenfilme oder für das Elektrodenmuster zu ergeben, ist vorzugsweise das gleiche wie das Keramikmaterial für das Keramiksubstrat oder das piezoelektrische oder elektrostriktive Keramikmaterial für den bzw. das piezoelektrische(n)/elektrostriktive(n) Film bzw. Muster. Bei Verwendung des Keramikmaterials für das Keramiksubstrat als Additiv zum Material für die Elektrodenfilme bzw. das Elektrodenmuster liegt der Gehalt des Keramikadditivs vorzugsweise in einem Bereich von etwa 5-30 Volums-%. Wenn das piezoelektrische oder elektrostriktive Keramikmaterials als Additiv verwendet wird, liegt der Gehalt des piezoelektrischen oder elektrostriktiven Keramikadditivs vorzugsweise in einem Bereich von etwa 5-20 Volums-%. Es ist besonders günstig, ein Gemisch des Keramikmaterials für das Substrat und des Keramikmaterials für den piezoelektrischen Film bzw. das piezoelektrische Muster als Keramikadditiv zu verwenden, das dem Material für die Elektrodenfilme oder das Elektrodenmuster zugegeben wird.
  • Das obige Elektrodenmaterial wird vorteilshaft dann verwendet, wenn das Elektrodenmaterial mit dem piezoelektrischen/elektrostriktiven Material oder Keramiksubstratmaterial hitzebehandelt oder das Elektrodenmaterial einer Hitzebehandlungsatmosphäre für das piezoelektrische/elektrostriktive Material ausgesetzt wird. Wenn das Elektrodenmaterial in großer Menge hergestellt wird, können für die Elektroden, wenn die Elektroden unabhängig von den anderen Elementen hitzebehandelt werden, oder für den zweiten Elektrodenfilm (30) auch Gold und Silber verwendet werden.
  • Während die Dicke der Elektrodenfilme bzw. des Elektrodenmusters je nach Anwendung des Aktuators ausgewählt wird, werden die Elektrodenfilme (26, 30) für die quer wirkende(n) piezoelektrisch/elektrostriktive(n) Einheit(en) der Figuren 11, 13, 14 und 16 mit einer Dicke von nicht mehr als 15 µm, vorzugsweise nicht mehr als 5 µm ausgebildet. Das Elektrodenmuster (33, 36) für die in der Länge wirkende piezoelektrische/elektrostriktive Einheit der Figuren 12, 14 und 15 ist mit einer Dicke von zumindest 3 µm, vorzugsweise zumindest 10 µm, noch bevorzugter zumindest 20 µm ausgebildet.
  • Die piezoelektrischen/elektrostriktiven Filme bzw. Muster (28, 29, 37, 39) können aus jedem piezoelektrischen oder elektrostriktiven Material bestehen, das eine relativ große Menge an Belastung oder Verlagerung aufgrund des umgekehrten oder reversen piezoelektrischen Effekts oder des elektrostriktiven Effekts bewirkt. Das piezoelektrische oder elektrostriktive Material kann entweder ein kristallines oder ein amorphes Material sowie ein Halbleitermaterial oder ein dielektrisches oder ferroelektrisches Keramikmaterial sein. Weiters kann das piezoelektrische oder elektrostriktive Material entweder eine Behandlung zur anfänglichen Polarisierung oder Polung erfordern oder eine solche Behandlung nicht erfordern.
  • Der bzw. das piezoelektrische/elektrostriktive Film bzw. Muster besitzt vorzugsweise eine Zusammensetzung, deren Hauptkomponente Bieizirkoniumtitanat (PZT), Bleimagnesiumniobat (PMN), Bleinickelniobat (PNN), Bleizinkniobat, Bleimanganniobat, Bleiantimonstannat, Bleititanat, Banumtitanat oder ein Gemisch davon ist. Außerdem kann ein Material (wie z.B. PLZT), das ein Oxid oder eine Verbindung von Lanthan (La), Barium (Ba), Niobium (Nb), Zink (Zn), Nickel (Ni) und/oder Mangan (Mn) enthält, der piezoelektrischen oder elektrostriktiven Zusammensetzung zugegeben werden, deren Hauptkomponente PZT ist.
  • Angesichts der Konstruktion des piezoelektrischen/elektrostri ktiven Aktuators der vorliegenden Erfindung ist die piezoelektrische Konstante d&sub3;&sub1; des verwendeten piezoelektrischen/elektrostriktiven Materials vorzugsweise zumindest 50 x 10 ¹²[C/N], noch bevorzugter zumindest 100 x 10 ¹²[C/N], oder die piezoelektrische Konstante d&sub3;&sub3; ist vorzugsweise zumindest 100 x 10 ¹²[C/N], noch bevorzugter 200 x 10 ¹²[C/N], um ausgezeichnete Betriebseigenschaften des Aktuators sicherzustellen.
  • Der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt besitzt eine Dicke von nicht mehr als 100 µm, vorzugsweise nicht mehr als 50 µm, noch bevorzugter nicht mehr als 30 µm.

Claims (14)

1. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator, umfassend ein einstückig gebranntes Keramiksubstrat (2, 10, 16, 22, 38), das einen dünnwandigen Abschnitt (8a, 22a) und an einer Seite davon einen Raum (6, 14, 20, 24, 42) aufweist, der durch dickwandige Abschnitte des Substrats begrenzt ist, wobei das Substrat eine Öffnung von diesem Raum an dessen Seite gegenüber dem dünnwandigen Abschnitt und einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitt (26, 28, 29, 30, 33, 36a, 36b, 37, 39) definiert, der auf dem dünnwandigen Abschnitt des Keramiksubstrats ausgebildet ist, sodaß der dünnwandige Abschnitt durch den Betrieb des piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts eine Biegeverlagerung erfährt, um das Volumen des Raums zu ändern, wobei die durchschnittliche Keramikteilchengröße des dünnwandigen Abschnitts (8a, 22a) im Bereich von 0,1 bis 2 µm liegt.
2. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach Anspruch 1, worin das Keramiksubstrat eine erste Schicht (4, 12, 18, 40) mit zumindest einer sich über ihre Dicke erstreckenden Öffnung (6, 14, 20, 42), und eine zweite Schicht (8) aufweist, die über der ersten Schicht angeordnet ist und mit dieser zumindest einen Öffnung zusammenwirkt, um den Raum und den dünnwandigen Abschnitt (8a, 22a) zu definieren, wobei die erste und die zweite Schicht einstückig gebrannt sind.
3. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, worin der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt eine Vielzahl aufeinander laminierter Filme (26, 28, 30) aufweist.
4. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach Anspruch 3, worin die Vielzahl an Filmen des piezoelektrischen/elektrostri ktiven Abschnitts aus zwei Elektrodenfi 1 men (26, 30) und einem zwischen den beiden Elektrodenfilmen angeordneten piezoelektrischen/elektrostriktiven Film (28) besteht.
5. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, worin der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt ein Muster von Elektrodenstreifen (33, 36a, 36b) und ein Muster piezoelektrischer/elektrostriktiver Streifen (37, 39) aufweist, die solcherart ausgebildet sind, daß die Elektrodenstreifen und die piezoelektrischen/elektrostriktiven Streifen abwechselnd angeordnet sind.
6. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt aus einer Vielzahl piezoelektrischer/elektrostriktiver Einheiten (26, 28, 30) besteht, die auf dem Keramiksubstrat (22) ausgebildet sind, sodaß die Einheiten in einer zu gegenüberliegenden Hauptoberflächen des Substrats parallelen Richtung voneinander beabstandet sind.
7. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt aus einer Vielzahl piezoelektrischer/elektrostriktiver Einheiten (26, 28, 30, 32, 37) besteht, die so auf dem Keramiksubstrat ausgebildet sind, daß die Einheiten übereinandergelagert sind.
8. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das Keramiksubstrat als zumindest eine Hauptkomponente ein aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid ausgewähltes Material umfaßt.
9. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Keramiksubstrat als eine Hauptkomponente Zirkoniumoxid umfaßt, das durch zumindest eines aus Yttriumoxid, Ytterbiumoxid, Zeroxid, Kalziumoxid und Magnesiumoxid stabilisiert ist.
10. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin der dünnwandige Abschnitt (8a) des Keramiksubstrats eine Dicke von nicht mehr als 50 µm aufweist.
11. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin der piezoelektrische/elektrostriktive Abschnitt eine Dicke von nicht mehr als 100 µm in der Dickenrichtung des dünnwandigen Abschnitts aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen/elektrostriktiven Aktuators durch Ausbilden eines piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts (26, 28, 29, 30, 33a, 33b, 36a, 36b, 37, 39) auf einem Keramiksubstrat (2, 10, 16, 22, 38), umfassend die folgenden Schritte:
Übereinanderlagern einer ersten und zweiten Grüntafel, die bei ihrem Brennen jeweils eine erste Schicht (4, 12, 18, 40) und eine zweite Schicht (8) des Keramiksubstrats ergeben, wobei die erste Grüntafel zumindest eine sich über ihre Dicke erstreckende Öffnung (6, 14, 20, 42) aufweist;
Brennen der ersten und zweiten Grüntafeln, um sie zu verbinden und das Keramiksubstrat zu bilden, sodaß die zweite Schicht mit zumindest einer Öffnung in der ersten Schicht zusammenwirkt, um einen dünnwandigen Abschnitt (8a, 22a) und an einer Seite davon einen Raum (6, 14, 20, 24, 42) zu definieren, der durch die dickwandigen Abschnitte des Substrats begrenzt ist, wobei die durchschnittliche Teilchengröße des dünnwandigen Abschnitts (8a, 22a) im Bereich von 0,1 und 2 µm liegt; und
Ausbilden des piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts auf dem dünnwandigen Abschnitt des Keramiksubstrats, sodaß der dünnwandige Abschnitt beim Betrieb des piezoelektrischen/elektrostriktiven Abschnitts eine Biegeverlagerung erfährt, um das Volumen des Raums zu ändern.
13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die erste und zweite Grüntafel zumindest als eine Hauptkomponente ein aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid ausgewähltes Material umfassen.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, worin das Keramiksubstrat aus einem Zirkoniumoxid besteht, das durch zumindest eine Verbindung stabilisiert ist, die aus Yttriumoxid, Ytterbiumoxid, Zeroxid, Kalziumoxid und Magnesiumoxid ausgewählt ist.
DE69125762T 1990-07-26 1991-07-25 Piezoelektrisches/elektrostriktives Antriebselement mit keramischem Substrat Expired - Lifetime DE69125762T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19837490 1990-07-26
JP4598291 1991-02-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69125762D1 DE69125762D1 (de) 1997-05-28
DE69125762T2 true DE69125762T2 (de) 1997-09-11

Family

ID=26386083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69125762T Expired - Lifetime DE69125762T2 (de) 1990-07-26 1991-07-25 Piezoelektrisches/elektrostriktives Antriebselement mit keramischem Substrat

Country Status (3)

Country Link
US (2) US5210455A (de)
EP (1) EP0468796B1 (de)
DE (1) DE69125762T2 (de)

Families Citing this family (96)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG83626A1 (en) * 1989-07-11 2001-10-16 Seiko Epson Corp Piezoelectric/electrostrictive actuator having at least one piezoelectric/electrostrictive film
US5265315A (en) * 1990-11-20 1993-11-30 Spectra, Inc. Method of making a thin-film transducer ink jet head
JPH0487253U (de) * 1990-11-30 1992-07-29
EP0526048B1 (de) * 1991-07-18 1997-11-12 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelektrischer/elektrostriktiver Element mit einem keramischen Substrat aus stabilisiertem Zirkoniumdioxid
JP2665106B2 (ja) * 1992-03-17 1997-10-22 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
JP3144949B2 (ja) * 1992-05-27 2001-03-12 日本碍子株式会社 圧電／電歪アクチュエータ
JP3120260B2 (ja) 1992-12-26 2000-12-25 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
DE4302457A1 (de) * 1993-01-29 1994-08-04 Schlattl Werner Bavaria Tech Punktschweißzange und Betätigungselement für eine solche Zange
JP3106026B2 (ja) * 1993-02-23 2000-11-06 日本碍子株式会社 圧電／電歪アクチュエータ
JP3151644B2 (ja) * 1993-03-08 2001-04-03 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
US5504388A (en) * 1993-03-12 1996-04-02 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element having electrode film(s) with specified surface roughness
JP3318687B2 (ja) * 1993-06-08 2002-08-26 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
DE4323148B4 (de) * 1993-07-10 2004-04-22 Audi Ag Vorrichtung zum Widerstandsschweißen von Blechen
DE69413619T2 (de) * 1993-07-27 1999-04-01 Ngk Insulators, Ltd., Nagoya, Aichi Membranstruktur aus Zirkoniumoxid, Verfahren zu ihrer Herstellung und eine piezoelektrische/elektrostriktive Schichtenanordnung mit der Membranstruktur aus Zirkoniumoxid
US6004644A (en) * 1994-07-26 1999-12-21 Ngk Insulators, Ltd. Zirconia diaphragm structure and piezoelectric/electrostrictive film element having the zirconia diaphragm structure
IT1268870B1 (it) 1993-08-23 1997-03-13 Seiko Epson Corp Testa di registrazione a getto d'inchiostro e procedimento per la sua fabbricazione.
US5345139A (en) * 1993-08-27 1994-09-06 Hewlett-Packard Company Electrostrictive ultrasonic probe having expanded operating temperature range
JP3280799B2 (ja) * 1993-10-14 2002-05-13 日本碍子株式会社 薄肉ジルコニアダイヤフラム構造体及びその製造法並びにそれを用いた圧電／電歪膜型素子
US5889871A (en) * 1993-10-18 1999-03-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Surface-laminated piezoelectric-film sound transducer
JP3521499B2 (ja) * 1993-11-26 2004-04-19 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
US5612536A (en) * 1994-02-07 1997-03-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin film sensor element and method of manufacturing the same
JP3162584B2 (ja) * 1994-02-14 2001-05-08 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
US6049158A (en) * 1994-02-14 2000-04-11 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film element having convex diaphragm portions and method of producing the same
US5545461A (en) * 1994-02-14 1996-08-13 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion and method of producing the same
JP3187669B2 (ja) * 1994-04-01 2001-07-11 日本碍子株式会社 ディスプレイ素子及びディスプレイ装置
JP3323343B2 (ja) * 1994-04-01 2002-09-09 日本碍子株式会社 センサ素子及び粒子センサ
JPH07280637A (ja) * 1994-04-01 1995-10-27 Ngk Insulators Ltd 失火センサ
US5552655A (en) * 1994-05-04 1996-09-03 Trw Inc. Low frequency mechanical resonator
JPH0820109A (ja) * 1994-07-08 1996-01-23 Nec Corp インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法
CN1050229C (zh) * 1994-08-11 2000-03-08 日本碍子株式会社 压电/电致伸缩膜元件及其制作方法
CN1050008C (zh) * 1994-08-11 2000-03-01 日本碍子株式会社 压电/电致伸缩膜元件及其制作方法
US5634999A (en) * 1994-09-06 1997-06-03 Ngk Insulators, Ltd. Method of producing ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion
US5790156A (en) * 1994-09-29 1998-08-04 Tektronix, Inc. Ferroelectric relaxor actuator for an ink-jet print head
JP3471447B2 (ja) * 1994-11-16 2003-12-02 日本碍子株式会社 セラミックダイヤフラム構造体およびその製造方法
JP3501860B2 (ja) 1994-12-21 2004-03-02 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
US5814923A (en) * 1994-12-27 1998-09-29 Seiko Epson Corporation Piezoelectric thin-film device, process for producing the same, and ink jet recording head using said device
JP3320596B2 (ja) * 1995-09-27 2002-09-03 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
JP3432974B2 (ja) * 1995-10-13 2003-08-04 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子
JP3344888B2 (ja) * 1995-12-28 2002-11-18 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法
EP0800920B1 (de) * 1996-04-10 2002-02-06 Seiko Epson Corporation Tintenstrahlaufzeichnungskopf
US6217158B1 (en) † 1996-04-11 2001-04-17 Seiko Epson Corporation Layered type ink jet recording head with improved piezoelectric actuator unit
DE29623089U1 (de) * 1996-05-23 1997-12-11 Siemens AG, 80333 München Piezoelektrisches Element
DE69714909T2 (de) * 1996-05-27 2003-04-30 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelektrisches Element des Dünnschichttyps
DE69707359T2 (de) * 1996-06-14 2002-06-27 Ngk Insulators, Ltd. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Membranstruktur
US5755909A (en) * 1996-06-26 1998-05-26 Spectra, Inc. Electroding of ceramic piezoelectric transducers
DE19631026C2 (de) * 1996-08-01 1998-09-03 Eurocopter Deutschland Verformbare Vorrichtung
US5925972A (en) * 1996-09-27 1999-07-20 Ngk Insulators, Ltd. Multiple element particle sensor and signal processing electronics
US6091182A (en) * 1996-11-07 2000-07-18 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element
US6265811B1 (en) 1996-11-29 2001-07-24 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic element, method for producing ceramic element, display device, relay device and capacitor
US6211853B1 (en) * 1996-12-16 2001-04-03 Ngk Insulators, Ltd. Optical waveguide display with voltage-modulated controlled movable actuators which cause light leakage in waveguide at each display element to provide gradation in a display image
JPH10326088A (ja) 1997-03-24 1998-12-08 Ngk Insulators Ltd ディスプレイの駆動装置及びディスプレイの駆動方法
US6247371B1 (en) * 1997-04-04 2001-06-19 Ngk Insulators, Ltd. Three-axis sensor
EP0916985A1 (de) * 1997-05-30 1999-05-19 Ngk Insulators, Ltd. Anzeigevorrichtung
CN1246930A (zh) 1997-11-06 2000-03-08 日本碍子株式会社 显示装置及其制造方法
US6246156B1 (en) * 1998-03-27 2001-06-12 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element
JP3762568B2 (ja) * 1998-08-18 2006-04-05 日本碍子株式会社 ディスプレイの駆動装置及びディスプレイの駆動方法
US6572830B1 (en) 1998-10-09 2003-06-03 Motorola, Inc. Integrated multilayered microfludic devices and methods for making the same
US6592696B1 (en) 1998-10-09 2003-07-15 Motorola, Inc. Method for fabricating a multilayered structure and the structures formed by the method
US6594875B2 (en) 1998-10-14 2003-07-22 Samsung Electro-Mechanics Co. Method for producing a piezoelectric/electrostrictive actuator
JP4357659B2 (ja) * 1998-10-26 2009-11-04 セイコーインスツル株式会社 圧電体装置及びその製造方法
US6335586B1 (en) * 1998-12-28 2002-01-01 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive device and production method thereof
US6351057B1 (en) * 1999-01-25 2002-02-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Microactuator and method for fabricating the same
FR2790635B1 (fr) 1999-03-05 2001-04-13 France Etat Dispositif triboelectrique
DE19920576C1 (de) 1999-05-04 2000-06-21 Siemens Ag Piezoelektrischer Biegewandler
US6690344B1 (en) 1999-05-14 2004-02-10 Ngk Insulators, Ltd. Method and apparatus for driving device and display
JP3845543B2 (ja) * 1999-10-01 2006-11-15 日本碍子株式会社 圧電／電歪デバイス及びその製造方法
DE50015994D1 (en) * 1999-12-16 2010-10-28 Epcos Ag Nt
JP3605392B2 (ja) * 1999-12-27 2004-12-22 日本碍子株式会社 表示装置及びその製造方法
EP1158333A1 (de) 1999-12-27 2001-11-28 Ngk Insulators, Ltd. ANZEIGEVORRICHTUNG UND DAZUGEHöRIGES HERSTELLUNGSVERFAHREN
JP3611198B2 (ja) * 2000-02-16 2005-01-19 松下電器産業株式会社 アクチュエータとこれを用いた情報記録再生装置
JP2001324960A (ja) * 2000-03-10 2001-11-22 Ngk Insulators Ltd ディスプレイシステム及びディスプレイの管理方法
US20030026564A1 (en) * 2000-03-27 2003-02-06 Ngk Insulators, Ltd. Display device and method for producing the same
US6453100B1 (en) 2000-03-27 2002-09-17 Ngk Insulators, Ltd. Display device and method for producing the same
JP3857020B2 (ja) * 2000-05-12 2006-12-13 富士通株式会社 圧電アクチュエータおよび情報記憶装置
US6586889B1 (en) 2000-06-21 2003-07-01 Si Diamond Technology, Inc. MEMS field emission device
US6476336B1 (en) * 2000-08-28 2002-11-05 Ngk Insulators, Ltd. Current controlling element
US6864620B2 (en) * 2000-12-22 2005-03-08 Ngk Insulators, Ltd. Matrix type actuator
US6699018B2 (en) * 2001-04-06 2004-03-02 Ngk Insulators, Ltd. Cell driving type micropump member and method for manufacturing the same
EP1372199B1 (de) * 2001-03-12 2010-12-15 NGK Insulators, Ltd. Betätigungsglied des typs mit piezoelektischem/elektrostriktivem film und verfahren zu seiner herstellung
JP4074493B2 (ja) 2001-08-31 2008-04-09 日本碍子株式会社 セラミック素子
US6953241B2 (en) * 2001-11-30 2005-10-11 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head
JP3832338B2 (ja) * 2001-12-25 2006-10-11 松下電工株式会社 電歪ポリマーアクチュエータ
KR100599083B1 (ko) 2003-04-22 2006-07-12 삼성전자주식회사 캔틸레버 형태의 압전 박막 공진 소자 및 그 제조방법
JP4421910B2 (ja) * 2004-01-29 2010-02-24 日本碍子株式会社 熱処理用トレー及びそれを用いたセラミック製品の製造方法
WO2006068214A1 (ja) * 2004-12-22 2006-06-29 Ngk Insulators, Ltd. ダイヤフラム構造体
US20110189027A1 (en) * 2008-04-30 2011-08-04 Morten Kjaer Hansen Pump powered by a polymer transducer
WO2012070667A1 (en) 2010-11-26 2012-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, method for making the same, piezoelectric element, liquid discharge head, ultrasonic motor, and dust cleaner
KR101556456B1 (ko) 2011-02-28 2015-10-01 캐논 가부시끼가이샤 압전 재료, 압전 소자, 액체 토출 헤드, 초음파 모터, 및 먼지 제거 디바이스
US9679779B2 (en) 2011-03-30 2017-06-13 The Aerospace Corporation Systems and methods for depositing materials on either side of a freestanding film using selective thermally-assisted chemical vapor deposition (STA-CVD), and structures formed using same
US9583354B2 (en) * 2011-03-30 2017-02-28 The Aerospace Corporation Systems and methods for depositing materials on either side of a freestanding film using laser-assisted chemical vapor deposition (LA-CVD), and structures formed using same
US8692442B2 (en) 2012-02-14 2014-04-08 Danfoss Polypower A/S Polymer transducer and a connector for a transducer
US8891222B2 (en) 2012-02-14 2014-11-18 Danfoss A/S Capacitive transducer and a method for manufacturing a transducer
CN107755365B (zh) * 2012-03-16 2021-06-22 佳能株式会社 压电材料、压电元件和电子装置
KR101679494B1 (ko) 2012-03-30 2016-11-24 캐논 가부시끼가이샤 압전 세라믹, 압전 세라믹의 제조 방법, 압전 소자 및 전자 디바이스
EP3535230A4 (de) 2016-11-07 2020-06-24 The Regents of The University of Colorado, A Body Corporate Verbesserte leistung von technischen keramiken
DE102016225671A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Piezoelektrischer Stapelaktuator und Verfahren zur Herstellung desselben

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE23813E (en) * 1947-12-26 1954-04-20 Piezoelectric transducer and method for producing same
GB1122245A (en) * 1966-04-22 1968-07-31 Marconi Co Ltd Improvements in or relating to electro-mechanical resonators
US3725186A (en) * 1970-11-25 1973-04-03 Nat Beryllia Corp Composite ceramic articles
US3754153A (en) * 1971-12-02 1973-08-21 Bulova Watch Co Inc Crystal mounting assembly
US4216401A (en) * 1978-12-22 1980-08-05 United Technologies Corporation Surface acoustic wave (SAW) pressure sensor structure
US4491761A (en) * 1981-12-28 1985-01-01 United Technologies Corporation Planar piezoelectric deflector with arrays of alternate piezoelectric effect
JPS58137317A (ja) * 1982-02-09 1983-08-15 Nec Corp 圧電薄膜複合振動子
JPS5932182A (ja) * 1982-08-16 1984-02-21 Sumitomo Special Metals Co Ltd バイモルフ用圧電素子
DE3306101A1 (de) * 1983-02-22 1984-08-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Mit fluessigkeitstroepfchen arbeitendes schreibgeraet
JPS59175777A (ja) * 1983-03-25 1984-10-04 Sumitomo Special Metals Co Ltd バイモルフ振動子の駆動方法
JPS6066882A (ja) * 1983-09-22 1985-04-17 Murata Mfg Co Ltd 圧電変位素子およびその分極方法
US4556812A (en) * 1983-10-13 1985-12-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Acoustic resonator with Al electrodes on an AlN layer and using a GaAs substrate
JPS6086880A (ja) * 1983-10-19 1985-05-16 Nec Corp 電歪効果素子
JPS612376A (ja) * 1984-06-14 1986-01-08 Ngk Spark Plug Co Ltd シ−ト状圧電体
GB2161647A (en) * 1984-07-10 1986-01-15 Gen Electric Co Plc Piezoelectric devices
FR2570223B1 (fr) * 1984-09-07 1986-12-05 Labo Electronique Physique Dispositif piezoelectrique et procede de realisation d'un tel dispositif
US4783321A (en) * 1984-12-18 1988-11-08 Instrumed, Inc. Sterlization container system
JPH0763101B2 (ja) * 1985-02-04 1995-07-05 株式会社日立製作所 圧電変換器およびその製造方法
JPS61205100A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Murata Mfg Co Ltd 圧電発音体
JPS61253873A (ja) * 1985-05-02 1986-11-11 Toshiba Corp 圧電セラミツク材料
US4719383A (en) * 1985-05-20 1988-01-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Piezoelectric shear wave resonator and method of making same
US4680595A (en) * 1985-11-06 1987-07-14 Pitney Bowes Inc. Impulse ink jet print head and method of making same
US4742260A (en) * 1986-02-06 1988-05-03 Hiroshi Shimizu Piezoelectrically driving device
JPS62213399A (ja) * 1986-03-12 1987-09-19 Omron Tateisi Electronics Co 圧電磁器
US4769570A (en) * 1986-04-07 1988-09-06 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Piezo-electric device
JPH0732273B2 (ja) * 1986-05-22 1995-04-10 日本電気株式会社 電歪効果素子
JPS62298190A (ja) * 1986-06-18 1987-12-25 Sumitomo Special Metals Co Ltd 圧電アクチユエ−タ
JPS62298189A (ja) * 1986-06-18 1987-12-25 Sumitomo Special Metals Co Ltd 圧電アクチユエ−タ
JPS6372171A (ja) * 1986-09-12 1988-04-01 Ngk Spark Plug Co Ltd 電歪駆動体の製造方法
EP0262637B1 (de) * 1986-09-29 1995-03-22 Mitsubishi Chemical Corporation Piezoelektrischer Antrieb
US4833000A (en) * 1986-10-31 1989-05-23 Gte Laboratories Incorporated Ceramic monolithic structure having an internal cavity contained therein and a method of preparing the same
JPS6372172A (ja) * 1987-03-11 1988-04-01 Ngk Spark Plug Co Ltd 薄板状電歪積層体
JPS63285983A (ja) * 1987-05-18 1988-11-22 Omron Tateisi Electronics Co 薄膜圧電素子の製造方法
JPS64783A (en) * 1987-10-24 1989-01-05 Kogyosha Tsushin Kiki Seisakusho:Kk Piezoelectric actuator
US4906840A (en) * 1988-01-27 1990-03-06 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr., University Integrated scanning tunneling microscope
WO1989008336A1 (en) * 1988-02-29 1989-09-08 The Regents Of The University Of California Plate-mode ultrasonic sensor
US4825227A (en) * 1988-02-29 1989-04-25 Spectra, Inc. Shear mode transducer for ink jet systems
US4806188A (en) * 1988-03-04 1989-02-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for fabricating multilayer circuits
US4848643A (en) * 1988-09-19 1989-07-18 Honeywell Inc. Process of bonding plates
JP2886588B2 (ja) * 1989-07-11 1999-04-26 日本碍子株式会社 圧電／電歪アクチュエータ
JP2842448B2 (ja) * 1989-07-11 1999-01-06 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型アクチュエータ
US5089071A (en) * 1989-11-03 1992-02-18 Nitto Electrical Industrial Process for producing a multilayered ceramic structure using an adhesive film
US5075641A (en) * 1990-12-04 1991-12-24 Iowa State University Research Foundation, Inc. High frequency oscillator comprising cointegrated thin film resonator and active device
US5176771A (en) * 1991-12-23 1993-01-05 Hughes Aircraft Company Multilayer ceramic tape substrate having cavities formed in the upper layer thereof and method of fabricating the same by printing and delamination

Also Published As

Publication number Publication date
EP0468796B1 (de) 1997-04-23
EP0468796A1 (de) 1992-01-29
DE69125762D1 (de) 1997-05-28
US5681410A (en) 1997-10-28
US5210455A (en) 1993-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69125762T2 (de) Piezoelektrisches/elektrostriktives Antriebselement mit keramischem Substrat
DE69026765T2 (de) Einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Film enthaltende piezoelektrischer/elektrostriktiver Antrieb
DE69106431T2 (de) Piezoelektrischer/elektrostriktiver Antrieb mit mindestens einer piezoelektrischen/elektrostriktiven Schicht.
DE69025813T2 (de) Piezoelektrischer/elektrostriktiver Antrieb
DE69223096T2 (de) Piezoelektrischer/elektrostriktiver Element mit einem keramischen Substrat aus stabilisiertem Zirkoniumdioxid
DE69401447T2 (de) Piezoelektrische Anordnung
DE69311174T2 (de) Piezoelektrisches/elektrostriktives Element mit Hilfselektrode zwischen einer piezoelektrischen/elektrostriktiven Schicht und dem Substrat
DE69519081T2 (de) Piezoelektrisches/elektrostriktives Dünnfilmelement mit einem Membran mit mindestens einem spannungsaufnemenden Gebiet am Rande
DE69510108T2 (de) Piezoelektrisches/elektrostriktives Dünnfilmelement mit convexem Membran und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69408565T2 (de) Piezoelektrische Anordnung
DE69401855T2 (de) Piezoelektrische Anordnung
DE60000948T2 (de) Dünnschichtiges piezoelektrisches bilaminares Element, diese benutzender mechanischer Detektor und Tintenstrahldruckkopf und Herstellungsverfahren dafür
DE69324975T2 (de) Farbstrahldruckkopf mit Bestandteilen mit verschiedenen Wärme-Ausdehnungskoeffizienten
DE69714909T2 (de) Piezoelektrisches Element des Dünnschichttyps
DE69510284T2 (de) Flüssigkeitsstrahlkopf
DE602005002060T2 (de) Piezoelektrisches Element und dessen Herstellungsverfahren sowie Tintenstrahldruckkopf und -aufzeichnungsgerät mit demselben
DE69020629T2 (de) Schichtartiges piezoelektrisches Element und Verfahren zu dessen Herstellung.
DE4202650C2 (de) Piezoelektrische bimorphe Einrichtung und Verfahren zum Treiben einer piezoelektrischen bimorphen Einrichtung
DE69609915T2 (de) Piezoelektrisches Dünnschichtelement, Verfahren zum Herstellen und dieses piezoelektrisches Dünnschichtelement verwendender Tintenstrahldruckkopf
DE69600167T2 (de) Tintenstrahldruckkopf und dessen Herstellungsverfahren
DE69119460T2 (de) Piezoelektrisches Antriebselement von Laminattyp
DE69607551T2 (de) Piezoeletrisches/elektrostriktives Dünnfilmelement und Herstellungsverfahren
DE69404504T2 (de) Piezoelektrischer/elektrostriktiver Antrieb mit keramischem Substrat, das neben Druckkammerfenstern auch Hilfsfenster hat
EP0894341B1 (de) Monolithischer vielschicht-piezoaktor und verfahren zur herstellung
DE69410861T2 (de) Piezoelektrisches/elektrostriktives Element mit Elektrodenfilmen mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition