DE69937222T2 - Piezoelektrisches Mehrschichtelement - Google Patents

Piezoelektrisches Mehrschichtelement Download PDF

Info

Publication number
DE69937222T2
DE69937222T2 DE69937222T DE69937222T DE69937222T2 DE 69937222 T2 DE69937222 T2 DE 69937222T2 DE 69937222 T DE69937222 T DE 69937222T DE 69937222 T DE69937222 T DE 69937222T DE 69937222 T2 DE69937222 T2 DE 69937222T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
electrodes
internal electrodes
piezoelectric
ceramic
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
DE69937222T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69937222D1 (de
Inventor
Mitsuru Nagaokakyo-shi Sube
Yoshiaki Nagaokakyo-shi Kohno
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co 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
Priority claimed from JP34200498A external-priority patent/JP2000174581A/ja
Priority claimed from JP34200598A external-priority patent/JP3334651B2/ja
Priority claimed from JP34200398A external-priority patent/JP3319413B2/ja
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of DE69937222D1 publication Critical patent/DE69937222D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69937222T2 publication Critical patent/DE69937222T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/178—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of a laminated structure of multiple piezoelectric layers with inner electrodes
    • 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
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
    • 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
    • H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers
    • 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
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • 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
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49126—Assembling bases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49128—Assembling formed circuit to base
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49169—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft piezoelektrische Mehrschichtbauteile, die jeweils mehrere durch Keramikschichten aufgeschichtete Innenelektroden nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 umfassen sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben und weiterhin das Verwenden eines solchen piezoelektrischen Mehrschichtbauteils in einem Tintenstrahlkopf.
  • Im Einzelnen kann ein solches piezoelektrisches Mehrschichtbauteil als piezoelektrischer Aktor mit einem zum Reduzieren von Auslenkungsschwankungen verbesserten Elektrodenaufbau, als Tintenstrahlkopf, als piezoelektrischer Mehrschichtresonator, der einen gesinterten Pressling mit einem Elektrodenaufbau aufweist, der zum Vergrößern einer Differenz ΔF zwischen der Resonanzfrequenz und Antiresonanzfrequenz und zum Reduzieren von Schwankungen der Resonanzeigenschaften verbessert ist, oder als piezoelektrischer Transformator mit einem Elektrodenaufbau, der zum Steigern des maximalen Wirkungsgrads und Reduzieren von Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads verbessert ist, verwendet werden.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein Tintenstrahlkopf eines Tintenstrahldruckers verwendet einen piezoelektrischen Aktor zum Ausstoßen einer vorbestimmten Tintenmenge. Nachstehend wird unter Bezug auf 33 ein Beispiel von herkömmlichen piezoelektrischen Aktoren beschrieben.
  • Ein piezoelektrischer Aktor 71 umfasst einen gesinterten Keramikpressling 72. Der gesinterte Keramikpressling 72 besteht aus piezoelektrischer Keramik wie Bleititanatzirkonatkeramik oder dergleichen.
  • Bei dem gesinterten Keramikpressling 72 sind mehrere Innenelektroden 73a bis 73l so ausgebildet, dass sie einander in der Dickenrichtung überlagern. Die Innenelektroden 73a, 73c, 73e, 73g, 73i und 73k sind zu der ersten Seite 72a des gesinterten Keramikpresslings 72 geführt. Die anderen Innenelektroden 73b, 73d, 73f, 73h, 73j und 73l sind zu der zweiten Seite 72b gegenüber der ersten Seite 72a geführt.
  • Erste und zweite Außenelektroden 74 und 75 sind an der ersten Seite 72a bzw. der zweiten Seite 72b ausgebildet.
  • Die zwischen den Innenelektroden 73a bis 73l gehaltenen Keramikschichten sind in der Dickenrichtung polarisiert, wie durch Pfeile in 33 gezeigt wird. Die Keramikschichten an beiden Seiten jeder der Innenelektroden sind also in der Dickenrichtung in Gegenrichtungen polarisiert.
  • Daher ruft das Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen den Außenelektroden 74 und 75 aufgrund einer piezoelektrischen Wirkung eine Auslenkung in einem polarisierten Teil des piezoelektrischen Aktors 71 hervor.
  • In einem Tintenstrahlkopf eines herkömmlichen Tintenstrahldruckers wird in dem piezoelektrischen Aktor 71 eine Auslenkung hervorgerufen, um eine Tintenkammer durch den piezoelektrischen Aktor 71 so zu pressen, dass eine vorbestimmte Tintenmenge aus der Tintenkammer ausgestoßen wird. Um die Tinte mit hoher Präzision auszustoßen, ist es daher erforderlich, Schwankungen der Auslenkung des piezoelektrischen Aktors 71 zu mindern.
  • Die Herstellung vieler piezoelektrischer Aktoren 71 ist aber mit dem Problem relativ großer Schwankungen der Auslenkungseigenschaften von piezoelektrischen Aktoren behaftet. Ferner liegt das Problem vor, dass Schwankungen der Auslenkung in Auslenkungsteilen hervorgerufen werden, wenn mehrere Kerben in den Auslenkungsteilen des piezoelektrischen Aktors 71 ausgebildet sind, um mehrere Auslenkungsteile zu bilden.
  • Daher ist es zum Beispiel bei einem Tintenstrahlkopf eines Tintenstrahldruckers, der den vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Aktor umfasst, schwierig, eine vorbestimmte Menge an Tinte mit hoher Präzision auszustoßen.
  • 34 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen piezoelektrischen Mehrschichtresonator zeigt.
  • Ein piezoelektrischer Mehrschichtresonator 171 umfasst einen gesinterten Keramikpressling 172, der aus piezoelektrischer Keramik besteht.
  • Bei dem gesinterten Keramikpressling 172 sind mehrere Innenelektroden 173a bis 173l ausgebildet. Die Aufschichtungsrichtung der Innenelektroden 173a bis 173l liegt in der Dickenrichtung. Der gesinterte Keramikpressling 172 umfasst Keramikschichten, die zwischen den Innenelektroden in der Dickenrichtung gehalten und wie durch die Pfeile in 34 gezeigt polarisiert sind. Die angrenzenden Keramikschichten sind also in der Dickenrichtung in Gegenrichtungen polarisiert. Die Innenelektroden 173a bis 173l sind bis zu den gegenüberliegenden Seiten 712a und 172b des gesinterten Keramikpresslings 172 hinauf ausgebildet.
  • An den Seiten 192a bzw. 172b des gesinterten Keramikpresslings 172 sind Isolierschichten 174a bis 174f sowie Isolierschichten 175a bis 175f ausgebildet. Jede der Isolierschichten 174a bis 174f und 175a bis 175f ist so ausgebildet, dass sie ein freiliegendes Ende einer der Innenelektroden 173a bis 173l an einer von beiden Seiten 172a und 172b des gesinterten Keramikpresslings 172 bedeckt. Daher ist ein Ende jeder der Innenelektroden 173a bis 173l mit einer der Isolierschichten 174a bis 175f beschichtet, wobei das andere Ende an der Seite 172a oder 172b freigelegt ist.
  • Zum Bedecken beider Seiten 172a bzw. 172b sind Außenelektroden 176 und 177 ausgebildet.
  • In dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator 171 ist ein elektrisches Wechselstromfeld zwischen den Außenelektroden 176 und 177 angelegt, um die zwischen den jeweiligen Innenelektroden 173a bis 173l gehaltenen piezoelektrischen Keramikschichten aufgrund der piezoelektrischen Wirkung auszudehnen, wodurch Resonanzeigenschaften beruhend auf Dickenlongitudinalschwingung erhalten werden.
  • Bei dem piezoelektrischen Resonator 171 können aber Resonanzeigenschaften nicht unbedingt gemäß Auslegungswerten erhalten werden, und eine Differenz ΔF zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz pflegt niedriger als der Auslegungswert zu sein. Eine Abnahme der Frequenzdifferenz ΔF engt den Durchlassbereich bei Verwendung als Filter ein.
  • Weiterhin weist die Fertigung vieler piezoelektrischer Mehrschichtresonatoren 171 das Problem relativ großer Schwankungen der Resonanzeigenschaften auf.
  • Ferner ist ein piezoelektrischer Transformator des Typs Rosen, der eine rechteckige, plattenförmige piezoelektrische Keramikschicht verwendet, allgemein bekannt.
  • Ein Beispiel für herkömmliche piezoelektrische Transformatoren des Typs Rosen wird nachstehend unter Bezug auf 35 und 36 beschrieben. Ein piezoelektrischer Transformator 251 umfasst einen rechteckigen, plattenförmigen gesinterten Keramikpressling 252, der aus piezoelektrischer Keramik besteht. Der gesinterte Keramikpressling 252 wird durch Aufschichten von Grünlingen mit dazwischen gehaltenen Innenelektroden und dann Brennen des resultierenden Schichterzeugnisses erhalten, wie in 36 gezeigt wird.
  • Die Grünlinge 253 bis 266, die hauptsächlich aus einem piezoelektrischen Keramikpulver bestehen, werden wie in 36 gezeigt in der in der Zeichnung gezeigten Richtung aufgeschichtet. Erste Innenelektroden 267 werden jeweils auf den Grünlingen 253, 259 und 263 durch Siebdrucken leitender Paste gebildet.
  • Analog werden zweite Innenelektroden 268 durch Siebdrucken leitender Paste jeweils auf den Grünlingen 256, 262 und 266 gebildet.
  • Jede der ersten und zweiten Innenelektroden 267 und 268 wird in Längsrichtung in Kontakt mit einem Ende eines Grünlings gebildet. Die ersten und zweiten Innenelektroden 267 und 268 werden ebenfalls so ausgebildet, dass sie einander überlagern, wobei in der Dickenrichtung Keramikschichten dazwischen gehalten werden. In dem gesinterten Keramikpressling 252 (35) als Endprodukt liegen die Innenelektroden 267 von der ersten Seite 252a entlang der langen Seite frei, und die zweiten Innenelektroden 268 liegen von der zweiten Seite 252b gegenüber der ersten Seite 252a frei.
  • Eine erste Außenelektrode 269 ist in einem Teil der ersten Seite 252a des gesinterten Keramikpresslings 252 gebildet, in dem die ersten Innenelektroden 267 freiliegen. Auch wenn dies in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, ist auch an der zweiten Seite 252b eine zweite Außenelektrode zur elektrischen Verbindung mit den zweiten Innenelektroden 268 ausgebildet.
  • Eine Gleichspannung wird zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden angelegt, um die zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Innenelektroden 267 und 268 in der Dickenrichtung gehaltenen Keramikschichten zu polarisieren. Zudem ist eine dritte Außenelektrode 270 an einer dritten Seite 252c entlang der kurzen Seite des gesinterten Keramikpresslings 252 ausgebildet.
  • Weiterhin wird zwischen den ersten Außenelektroden 269, der zweiten Außenelektrode und der dritten Außenelektrode 270 eine Gleichspannung angelegt, um in Längsrichtung des gesinterten Keramikpresslings, wie durch Pfeil P gezeigt, den rechten Teil des gesinterten Keramikpresslings 252 zu polarisieren, wo die Innenelektroden 267 und 268 nicht aufgeschichtet sind.
  • Bei dem piezoelektrischen Transformator 251 dienen zum Beispiel die erste Außenelektrode 269 und die zweiten Außenelektrode als eingangsseitige Elektroden, so dass zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden eine Eingangsspannung angelegt wird, um den gesinterten Keramikpressling 252 in einer Längsrichtungsschwingungsmode zu erregen, wodurch eine gesteigerte Ausgangsspannung von der dritten Außenelektrode 270 als Ausgangselektrode erhalten wird.
  • Der piezoelektrische Transformator 251 kann aber keinen maximalen Wirkungsgrad entsprechend einem Auslegungswert erhalten und weist somit ein Problem auf, da der maximale Wirkungsgrad niedriger als der Auslegungswert zu sein pflegt. Wenn ferner der gesinterte Keramikpressling 252 durch Erzeugen eines Mutterschichterzeugnisses zum Verbessern von Produktivität, Schneiden des Mutterschichterzeugnisses in Stücke von piezoelektrischen Transformatoren 251, um Schichterzeugnischips zu erhalten, und dann Brennen der Schichterzeugnischips erhalten wird oder wenn der gesinterte Keramikpressling 252 durch Erhalten eines gesinterten Muttererzeugnisses und dann Schneiden des gesinterten Muttererzeugnisses zu gesinterten Keramikpresslingen 252 von piezoelektrischen Transformatoreinrichtungen erhalten wird, besteht das Problem relativ großer Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads der piezoelektrischen Transformatoren 251 als Enderzeugnisse.
  • Ein piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP 0 391 419 A2 bekannt, die Dummy-Elektroden in dem Keramikkörper auf der Höhe der jeweiligen Innenelektroden zeigt.
  • Kurzdarlegung der Erfindung
  • Im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes piezoelektrisches Mehrschichtbauteil der eingangs erwähnten Art und ein Verfahren zum Herstellen desselben, wobei die Diffusion des Metalls von den Innenelektroden in Dickenrichtung während des Brennens gehemmt wird, um eine weiter verminderte Schwankung der Auslenkung zu erreichen, an die Hand zu geben.
  • Zum Lösen des vorstehenden Problems gibt die vorliegende Erfindung ein piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 1 an die Hand, das weniger Schwankung der Eigenschaften bewirkt, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen piezoelektrischen Mehrschichtbauteils nach Anspruch 11. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten.
  • Insbesondere kann das durch die vorliegende Erfindung vorgesehene piezoelektrische Bauteil als piezoelektrischer Aktor verwendet werden, der in einem Tintenstrahlkopf, der eine vorbestimmte Tinte mit hoher Präzision durch Verwenden des Aktors ausstoßen kann, weniger Schwankung der Auslenkung bewirkt.
  • Das durch die vorliegende Erfindung vorgesehene piezoelektrische Bauteil kann auch als piezoelektrischer Mehrschichtresonator verwendet werden, der eine große Differenz ΔF zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz sowie gute Resonanzeigenschaften aufweist und weniger Schwankung der Resonanzeigenschaften bewirkt.
  • Das durch die vorliegende Erfindung vorgesehene piezoelektrische Bauteil kann weiterhin als piezoelektrischer Transformator verwendet werden, der einen Anstieg des maximalen Wirkungsgrads und eine effektive Abnahme von Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads ermöglicht.
  • Infolge einer Untersuchung des Grunds, warum große Schwankungen der Auslenkungen in dem piezoelektrischen Aktor 71 hervorgerufen werden, wurde bestätigt, dass ein am Aufbau beteiligtes Metall der Innenelektroden 73a bis 73l in dem gesinterten Keramikpressling 72 während des Brennens diffundiert, so dass es von den Auslegungswerten abweichende Abmessungen erzeugt, wodurch Schwankungen der Auslenkung hervorgerufen werden. Daher glaubt man, dass ein weniger Schwankung der Auslenkung hervorrufender piezoelektrischer Aktor durch Hemmen von Diffusion eines am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Brennens erhalten werden kann. Dies führte zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung.
  • Ein erfindungsgemäßes piezoelektrisches Bauteil weist mit anderen Worten einen Aufbau auf, bei dem Diffusion eines am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Brennens gehemmt wird, wodurch Schwankungen der Auslenkung gemindert werden.
  • Infolge der Untersuchung des Grunds, warum ein herkömmlicher piezoelektrischer Mehrschichtresonator eine kleine Frequenzdifferenz ΔF und Schwankungen der Resonanzeigenschaften hervorruft, haben die Erfinder auch festgestellt, dass ein in Innenelektroden verwendetes Metall, zum Beispiel Silber, während des Brennens in Keramik diffundiert, so dass Innenelektroden nicht mehr nach den Auslegungswerten gebildet werden können. Daher haben die Erfinder überlegt, dass durch Hemmen der Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in die Keramik die Frequenzdifferenz ΔF angehoben werden kann und Schwankungen der Resonanzeigenschaften gemindert werden können. Dies führte zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung.
  • Infolge verschiedener Untersuchungen im Hinblick auf das Phänomen, dass ein maximaler Wirkungsgrad nach den Auslegungswerten bei dem herkömmlichen piezoelektrischen Transformator 251 nicht erhalten werden kann, haben die Erfinder weiterhin festgestellt, dass bei dem gesinterten Keramikpressling 252 als Endprodukt die Innenelektroden 267 und 268 mit Maßen entsprechend den Auslegungswerten nicht erhalten werden können und Elektroden teilweise zerbrochen sind. Ein am Aufbau beteiligtes Metall der Innenelektroden wie Silber, das die Innenelektroden bildet, diffundiert nämlich während des Brennens zu der Keramikseite, so dass die Innenelektroden nicht nach Auslegungswerten gebildet werden können, wodurch der maximale Wirkungsgrad gemindert wird und Schwankungen des maximalen Wirkungsgrad hervorgerufen werden.
  • Auf der Grundlage der vorstehend erwähnten Feststellungen meinen die Erfinder mit anderen Worten, dass durch Hemmen von Diffusion eines am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Keramikbrennens der maximale Wirkungsgrad verbessert werden kann und Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads gemindert werden können. Dies führte zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung.
  • Das piezoelektrische Mehrschichtbauteil umfasst einen gesinterten Keramikpressling aus piezoelektrischer Keramik, der umfasst: gegenüberliegende erste und zweite Seiten; erste und zweite Außenelektroden, die jeweils an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet sind; mehrere Innenelektroden, die in dem gesinterten Keramikpressling so aufgeschichtet sind, dass sie einander überlagern, wobei in der Dickenrichtung Keramikschichten dazwischen gehalten sind, und dass sie mit der ersten oder zweiten Außenelektrode elektrisch verbunden sind; und eine Dummy-Elektrode, die auf der Höhe, auf der mindestens eine der Innenelektroden ausgebildet ist, zwischen einem Ende der mindestens einen Innenelektrode gegenüber dem mit einer der Außenelektroden verbundenen Ende und der anderen Außenelektrode, mit der die mindestens eine Innenelektrode nicht verbunden ist, vorgesehen ist.
  • Bei dem piezoelektrischen Mehrschichtbauteil hemmt die Bildung der Dummy-Elektrode die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden hin zur Dummy-Elektrode. Dieses Mehrschichtbauteil kann als piezoelektrischer Aktor mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion verwendet werden.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor ist neben der Dummy-Elektrode eine Elektrode mit schwebendem Potential vorgesehen, um die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in der Dickenrichtung zu hemmen. In diesem Fall ist als Elektrode mit schwebendem Potential mindestens eine Schicht in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in Aufschichtrichtung ausgebildet.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor beträgt der Abstand zwischen dem dummy-elektroden-seitigen Ende einer der Innenelektroden und der Dummy-Elektrode 100 μm oder weniger, wodurch die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden zur Dummy-Elektroden-Seite wirksam gehemmt wird. Mit diesem Abstand über 100 μm gibt es durch Vorsehen der Dummy-Elektrode die kleine Wirkung der Hemmung der Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden
  • Das piezoelektrische Mehrschichtbauteil kann einen piezoelektrischen Transformator bilden, der umfasst: den gesinterten Keramikpressling, der aus piezoelektrischer Keramik besteht und eine rechteckige Plattenform aufweist, bei der die gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten an der langen Seite und gegenüberliegende dritte und vierte Seiten an der kurzen Seite angeordnet sind; die ersten und zweiten Außenelektroden, die jeweils an Teilen der ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet sind, die nahe zur vierten Seite desselben sind; eine dritte Außenelektrode, die an der dritten Seite des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet ist; die mehreren Innenelektroden, die in dem gesinterten Keramikpressling so aufgeschichtet sind, dass sie einander überlagern, wobei in der Dickenrichtung Keramikschichten dazwischen gehalten sind, und mit der ersten oder zweiten Außenelektrode elektrisch zu verbinden sind; und die Dummy-Elektrode, die zwischen dem Ende der mindestens einen Innenelektrode gegenüber dem mit einer der Außenelektroden verbundenen Ende und der anderen Außenelektrode, die nicht mit der mindestens einen Innenelektrode verbunden ist, auf der Höhe vorgesehen ist, auf der mindestens eine der Innenelektroden ausgebildet ist.
  • Der piezoelektrische Mehrschichttransformator umfasst weiterhin mindestens eine Elektrodenschicht mit schwebendem Potential, die in der Aufschichtrichtung in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den angrenzenden Innenelektroden in der Aufschichtrichtung der Innenelektroden und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung ausgebildet ist, um nicht direkt mit den ersten und zweiten Außenelektroden elektrisch verbunden zu sein.
  • Bei dem piezoelektrischen Mehrschichtbauteil liegt der Abstand zwischen dem dummy-elektroden-seitigen Ende einer der Innenelektroden und der Dummy- Elektrode bevorzugt in dem Bereich von der Dicke jeder der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden bis zu 300 μm.
  • Das piezoelektrische Mehrschichtbauteil kann auch einen piezoelektrischen Aktor oder einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator bilden.
  • Wenn das piezoelektrisches Mehrschichtbauteil einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator bildet, werden die Innenelektroden und die Elektrode mit schwebendem Potential bis zu den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings hinauf gebildet, und es können weiterhin Isolierschichten vorgesehen werden, um freiliegende Teile der Innenelektroden und/oder der Elektrode mit schwebendem Potential an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings abzudecken, so dass die Innenelektroden mit der ersten oder zweiten Außenelektrode elektrisch verbunden sind, aber nicht mit der anderen Außenelektrode elektrisch verbunden sind und die Elektrode mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden elektrisch verbunden ist.
  • Wenn das piezoelektrische Mehrschichtbauteil einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator bildet, kann mindestens eine Dummy-Elektrode zwischen dem Ende mindestens einer der Innenelektroden gegenüber dem mit einer der Außenelektroden elektrisch verbundenen Ende und der anderen Außenelektrode, mit der die Innenelektrode nicht verbunden ist, in einer Ebene vorgesehen werden, in der die mindestens eine Innenelektrode ausgebildet ist.
  • Wenn das piezoelektrische Mehrschichtbauteil einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator bildet, können mehrere Elektrodenschichten mit schwebendem Potential in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung der Innenelektroden und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet werden.
  • Das piezoelektrische Mehrschichtbauteil, das einen piezoelektrischen Transformator bildet, der den gesinterten Keramikpressling aus piezoelektrischer Keramik, der eine rechteckige Plattenform aufweist, umfasst, kann bevorzugt die gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten an der langen Seite angeordnet und die gegenüberliegenden dritten und vierten Seiten an der kurzen Seite angeordnet haben; wobei die ersten und zweiten Außenelektroden jeweils an Teilen der ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet sind, die nahe der vierten Seite desselben sind.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Aktors umfasst die Schritte des Druckens einer Innenelektrode und einer Dummy-Elektrode auf einem ersten Grünling, der hauptsächlich aus piezoelektrischer Keramik besteht; des Aufschichtens mehrerer der Grünlinge, auf die jeweils die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode aufgedruckt sind, um ein Schichterzeugnis zu erhalten, in dem die mehreren Innenelektroden in Aufschichtrichtung abwechselnd zu gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten geführt sind und die Dummy-Elektroden jeweils zwischen den Enden der Innenelektroden gegenüber den Enden, die zu der ersten oder zweiten Seite geführt sind, und der anderen Seite, zu der die Innenelektrode nicht geführt ist, angeordnet sind; des Brennens des Schichterzeugnisses, um einen gesinterten Keramikpressling zu erhalten; jeweils des Ausbildens erster und zweiter Außenelektroden an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings; und des Anlegens eines elektrischen Gleichstromfelds zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden, um den gesinterten Keramikpressling zu polarisieren.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin den Schritt des Druckens einer Elektrode mit schwebendem Potential auf einen zweiten Grünling, der hauptsächlich aus piezoelektrischer Keramik besteht; des Aufschichtens mehrerer erster Grünlinge, auf die jeweils die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode gedruckt sind, und des zweiten Grünlings, auf den die Elektrode mit schwebendem Potential gedruckt ist, um ein Schichterzeugnis zu erhalten, in dem mindestens eine Elektrode mit schwebendem Potential in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet ist, die mehreren Innenelektroden abwechselnd zu der ersten und zweiten Seite in Aufschichtrichtung geführt sind und die Dummy-Elektroden jeweils zwischen den Enden der Innenelektroden gegenüber den Enden, die zur ersten oder zweiten Seite geführt sind, und der Seite, zu der die Innenelektroden nicht geführt sind, angeordnet sind.
  • Bevorzugt umfasst das Herstellverfahren folgende Schritte: Drucken eines Innenelektrodenmusters auf einen Grünling aus piezoelektrischer Keramik, um einen ersten Grünling zu erhalten; Drucken eines Musters der Elektrode mit schwebendem Potential auf einen Grünling aus piezoelektrischer Keramik, um einen zweiten Grünling zu erhalten; Aufschichten der ersten und zweiten Grünlinge, so dass das Muster der Elektrode mit schwebendem Potential an mindestens einem der Grünlinge zwischen den benachbarten Innenelektrodenmustern in der Aufschichtrichtung und/oder der Grünlinge außerhalb der äußersten Innenelektrodenmuster in der Aufschichtrichtung angeordnet ist, um ein Schichterzeugnis zu erhalten; Brennen des Schichterzeugnisses, um einen gesinterten Mutterpressling zu erhalten; Polarisieren des gesinterten Mutterpresslings mit Hilfe der Innenelektrodenmuster des gesinterten Mutterpresslings; Schneiden des gesinterten Mutterpresslings, um einen gesinterten Keramikpressling einer piezoelektrischen Resonatoreinrichtung zu erhalten; und jeweils Ausbilden der ersten und zweiten Außenelektroden auf gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings, so dass die Innenelektroden mit nur einer der Außenelektroden elektrisch verbunden sind und die Elektrode mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden elektrisch verbunden ist.
  • Bevorzugt sind die Innenelektroden und eine Elektrode mit schwebendem Potential bis zu den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings jeder piezoelektrischen Mehrschichtresonatoreinrichtung hinauf ausgebildet, und der Schritt des Bildens von Außenelektroden auf den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings umfasst die Schritte des Bildens von Isolierschichten auf den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings, um freiliegende Teile der Innenelektroden und/oder der Elektrode mit schwebendem Potential zu bedecken, so dass die Innenelektroden nur mit einer ersten und zweiten Außenelektroden elektrisch verbunden sind, nicht aber mit der anderen Außenelektrode elektrisch verbunden sind und die Elektrode mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden elektrisch verbunden ist, und des Bildens der ersten und zweiten Außenelektroden an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings nach Bilden der Isolierschichten.
  • Bei dem Herstellverfahren können bei dem Schritt des Erhaltens des ersten Grünlings das Innenelektrodenmuster und das Dummy-Elektroden-Muster auf den Grünling gedruckt werden.
  • Bei dem Herstellverfahren können bei dem Schritt des Erhaltens des zweiten Grünlings das Muster der Elektrode mit schwebendem Potential und das Dummy-Elektroden-Muster auf den Grünling gedruckt werden.
  • Das Herstellverfahren kann den Schritt des Bildens einer dritten Außenelektrode auf der dritten Seite des gesinterten Keramikpresslings; und des Anlegens eines elektrischen Gleichstromfelds zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden und der dritten Außenelektrode zum Polarisieren des gesinterten Presslings umfassen.
  • Das durch die vorliegende Erfindung vorgesehene piezoelektrische Bauteil wird bevorzugt in einem Tintenstrahlkopf verwendet, der eine Düse zum Ausstoßen von Tinte, eine mit der Düse in Verbindung stehende Tintenkammer, die mindestens eine elastische Wand umfasst, und einen der vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Aktoren, die nahe der Tintenkammer angeordnet sind, zum Pressen der Tintenkammer umfasst.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1A ist eine perspektivische Ansicht, die einen piezoelektrischen Aktor zeigt;
  • 1B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1A;
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die Grünlinge und darauf ausgebildete Elektrodenformen zeigt, die zum Erhalten des piezoelektrischen Aktors von 1A und 1B verwendet werden;
  • 3A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schichterzeugnis zeigt, das zum Erhalten des Aktors der vorhergehenden Figuren erzeugt wurde;
  • 3B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 3A;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen gesinterten Keramikpressling und Außenelektroden zeigt, die in dem Aktor der vorhergehenden Figuren erzeugt wurden;
  • 4B ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 4A,
  • 5A ist eine perspektivische Ansicht, die den piezoelektrischen Aktor für einen Tintenstrahlkopf zeigt;
  • 5B ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Hauptteil des in 5A gezeigten piezoelektrischen Aktors zeigt;
  • 6 ist eine schematische Zeichnung, die einen Tintenstrahlkopf zeigt, der einen piezoelektrischen Aktor nach 5A und 5B umfasst;
  • 7 ist eine Kurve, die Änderungen der Schwankung der Auslenkung mehrerer Auslenkungsteile mit dem Spaltabstand zwischen Enden von Innenelektroden und Dummy-Elektroden zeigt;
  • 8 ist eine Schnittansicht, die einen piezoelektrischen Aktor nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung zeigt;
  • 9A und 9B sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Längsschnittansicht, die einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator zeigen;
  • 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die Grünlinge und darauf ausgebildete Elektrodenmuster zeigt, die zum Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtresonators von 9 verwendet werden;
  • 11A ist eine perspektivische Ansicht, die ein in dem Resonator von 9A und 9B erzeugtes Schichterzeugnis zeigt;
  • 11B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 11A;
  • 12A ist eine perspektivische Ansicht, die einen gesinterten Mutterkeramikpressling zeigt;
  • 12B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 12A;
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, die den Schritt des Schneidens des gesinterten Mutterkeramikpresslings zeigt;
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen gesinterten Presslingblock zeigt, der durch Schneidend des gesinterten Mutterpresslings erhalten wurde;
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Isolierschichten auf einem gesinterten Presslingblock ausgebildet sind;
  • 16 ist eine Kurve, die Änderungen der Frequenzdifferenz ΔF bei Änderungen der Anzahl der in dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator von 9A und 9B aufgeschichteten Elektroden mit schwebendem Potential zeigt;
  • 17 ist eine Kurve, die Änderungen des Restverhältnisses von Innenelektroden bei Änderungen der Anzahl der in dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator von 9A und 9B aufgeschichteten Elektroden mit schwebendem Potential zeigt;
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht, die einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator gemäß einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung zeigt;
  • 19 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die Grünlinge und darauf ausgebildete Elektrodenmuster zeigt, die zum Herstellen des Resonators von 18 verwendet werden;
  • 20 ist eine perspektivische Ansicht, die ein für den Resonator von 18 erzeugtes Schichterzeugnis zeigt;
  • 21A und 21B sind Schnittansichten entlang der Linien C-C bzw. D-D in 20;
  • 22A ist eine perspektivische Ansicht, die einen gesinterten Mutterkeramikpressling zeigt;
  • 22B ist eine Schnittansicht entlang der Linie E-E in 22A;
  • 23 ist eine perspektivische Ansicht, die den gesinterten Mutterkeramikpressling zeigt;
  • 24A ist eine perspektivische Ansicht, die einen gesinterten Presslingblock zeigt, der durch Schneiden des gesinterten Mutterpresslings erhalten wurde;
  • 24B ist eine Querschnittansicht von 24A;
  • 25 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Mutteraußenelektroden an beiden Seiten eines gesinterten Presslingblocks ausgebildet sind;
  • 26A ist eine perspektivische Ansicht, die einen piezoelektrischen Transformator zeigt;
  • 26B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 26A;
  • 27 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die Grünlinge und darauf ausgebildete Elektrodenformen zeigt, die zum Herstellen des piezoelektrischen Transformators von 26A und 26B verwendet werden;
  • 28A ist eine perspektivische Ansicht, die ein zum Erhalten des Transformators von 26 bis 27 erzeugtes Schichterzeugnis zeigt;
  • 28B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 28A;
  • 29A ist eine perspektivische Ansicht, die einen gesinterten Keramikpressling und Außenelektroden für den Transformator von 26A und 26B zeigt;
  • 29B ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 29A;
  • 30 ist eine Querschnittansicht, die den Aufbau eines piezoelektrischen Transformators zeigt, der als Vergleichsbeispiel in einem experimentellen Beispiel erzeugt wurde;
  • 31 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Spaltabstand zwischen einem Ende einer Innenelektrode und einer Dummy-Elektrode sowie den maximalen Wirkungsgrad eines piezoelektrischen Transformators und Schwankungen desselben zeigt;
  • 32 ist eine Längsschnittansicht, die einen weiteren piezoelektrischen Transformator zeigt;
  • 33 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen piezoelektrischen Aktor zeigt;
  • 34 ist eine Längsschnittansicht, die einen herkömmlichen piezoelektrischen Mehrschichtresonator zeigt;
  • 35 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel von herkömmlichen piezoelektrischen Transformatoren zeigt; und
  • 36 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die Grünlinge und darauf ausgebildete Elektrodenmuster zeigt, die zum Herstellen eines herkömmlichen piezoelektrischen Transformators verwendet werden.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Beschreiben verschiedener Ausführungen eines piezoelektrischen Mehrschichtbauteils unter Bezug auf die Zeichnungen eingehend beschrieben.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Aktors und der Aufbau des piezoelektrischen Aktors, der nicht in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt, werden unter Bezug auf 1A bis 6 zunächst beschrieben.
  • Zuerst wird eine Platte durch ein Rakelverfahren unter Verwendung eines Schlickers gebildet, der ein piezoelektrisches Bleititanatzirkonat-Keramikpulver als Hauptbestandteil umfasst, um einen Grünling mit einer Dicke von etwa 20 bis 100 μm zu erhalten. Der so gebildete Grünling wird zu einer rechteckigen Form zugeschnitten.
  • Dann werden eine Innenelektrode und eine Dummy-Elektrode auf die Oberseite des Grünlings gedruckt. Das Drucken wird durch Siebdrucken von Ag-Pd-Paste auf eine Dicke von in etwa mehreren μm gefolgt von Trocknen ausgeführt. Mehrere wie vorstehend beschrieben erhaltene Grünlinge werden aufgeschichtet, um ein Schichterzeugnis zu erhalten. Das Aufschichtverfahren wird nachstehend unter Bezug auf 2 beschrieben.
  • 2 zeigt Grünlinge 1 bis 6, die einen oberen Teil des Schichterzeugnisses bilden. Die Grünlinge 1 und 2 sind Grünlinge ohne Muster, auf die die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode nicht aufgedruckt sind, und bilden die oberste Schicht des Grünlingschichterzeugnisses.
  • Auf jeden der Grünlinge 3 und 5 wird eine erste Innenelektrode 7 und eine erste Dummy-Elektrode 8 gedruckt. Die erste Innenelektrode 7 wird entlang der Kante 3a oder 5a der langen Seite des Grünlings 3 oder 5 ausgebildet. Die erste Dummy-Elektrode 8 wird entlang der Kante 3b oder 5b der anderen langen Seite des Grünlings 3 oder 5 ausgebildet. Die Innenelektrode 7 und die Dummy-Elektrode 8 liegen sich bei einem Spalt 9 dazwischen gegenüber.
  • Auf jedem der Grünlinge 4 und 6 sind eine zweite Innenelektrode 10 und eine erste Dummy-Elektrode 11 gedruckt. Die zweite Innenelektrode 10 und die zweite Dummy-Elektrode 11 sind gegenüber der ersten Innenelektrode 7 bzw. der ersten Dummy-Elektrode 8 ausgebildet, die auf jedem der Grünlinge 3 und 5 ausgebildet sind. Die zweite Dummy-Elektrode 11 ist also entlang der Kante 4a des Grünlings 4 überlappt mit den Kanten 34a und 5a der Grünlinge 3 und 5 in dem Schichterzeugnis ausgebildet; die zweite Innenelektrode 10 ist entlang der anderen Kanten 4b oder 6b ausgebildet.
  • Die zweite Innenelektrode 10 und die zweite Dummy-Elektrode 11 liegen sich bei einem Spalt 12 dazwischen gegenüber.
  • Die Grünlinge 3 und 5 sowie die Grünlinge 4 und 6 werden abwechselnd in mehreren Schichten aufgeschichtet, und die Grünlinge 1 und 2 ohne Muster werden in dem obersten Teil aufgeschichtet, wobei die gleichen Grünlinge ohne Muster (nicht dargestellt) in der untersten Schicht aufgeschichtet werden, gefolgt von Pressen in der Dickenrichtung, um das Schichterzeugnis zu erhalten.
  • Das so erhaltene Schichterzeugnis wird in 3A und 3B gezeigt.
  • Wie aus 3B ersichtlich ist, sind mehrere erste Innenelektroden 7 zu der ersten Seite 13a eines Schichterzeugnisses 13 geführt; die zweiten Innenelektroden 10 sind zur zweiten Seite 13b geführt.
  • Die erste Dummy-Elektrode 8 ist auf der Höhe ausgebildet, auf der jede der ersten Innenelektroden 7 ausgebildet ist, und ist zur zweiten Seite 13b geführt. Analog ist die zweite Dummy-Elektrode 11 auf der Höhe, bei der jede der zweiten Innenelektroden 10 ausgebildet ist, zur ersten Seite 13a geführt.
  • Als Nächstes wird das Schichterzeugnis 13 bei einer Temperatur von etwa 1.000 bis 1.200°C mehrere Stunden lang gebrannt, um einen gesinterten Keramikpressling zu erhalten.
  • Dann werden erste und zweite Außenelektroden jeweils so ausgebildet, dass sie die ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings bedecken, der wie vorstehend beschrieben erhalten wurde. 4A und 4B zeigen einen gesinterten Keramikpressling 17, auf dem erste und zweite Außenelektroden 15 und 16 ausgebildet sind. Die ersten und zweiten Außenelektroden 15 und 16 werden durch Abscheiden abwechselnd von Cr, Cu, Ni und Au durch ein Dünnschichtabscheideverfahren wie Ionen-Plattierung oder dergleichen ausgebildet. In dieser Ausführung beträgt die Gesamtdicke jeder der Außenelektroden 15 und 16 in etwa 1 μm. Natürlich können die ersten und zweiten Außenelektroden durch Aufbringen eines geeigneten leitenden Materials mittels eines geeigneten Verfahrens gebildet werden.
  • Wie aus 4A und 4B ersichtlich ist, wird die erste Außenelektrode 15 so ausgebildet, dass sie die erste Seite 17a bedeckt, und ist mit den ersten Innenelektroden 7 und den zweiten Dummy-Elektroden 11 elektrisch verbunden. Die zweite Außenelektrode 16 ist so ausgebildet, dass sie die zweite Seite 17b bedeckt, und ist mit den zweiten Innenelektroden 10 und den ersten Dummy-Elektroden 8 elektrisch verbunden.
  • Als Nächstes wird eine Gleichspannung zwischen den Außenelektroden 15 und 16 angelegt, um den gesinterten Keramikpressling 17 zu polarisieren. Da in diesem Fall ein elektrisches Gleichstromfeld zwischen den benachbarten Innenelektroden 7 und 8 angelegt wird, werden die Keramikschichten an beiden Seiten jeder der Innenelektroden 7 oder 10 in der Dickenrichtung in Gegenrichtungen polarisiert.
  • Auf diese Weise wird der in 1A und 1B gezeigte piezoelektrische Aktor 18 erhalten.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor 18 wird eine Spannung zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden angelegt, um die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 7 und 11 in Dickenrichtung aufgrund einer piezoelektrischen Wirkung sich weiten und zusammenziehen zu lassen. Daher ist es möglich, eine Sollauslenkung durch Einstellen der angelegten Spannung zu erhalten.
  • Ferner bewirkt der piezoelektrische Aktor 18 geringe Schwankungen der Auslenkung. Dies wird nachstehend beschrieben.
  • Die ersten Dummy-Elektroden 8 werden jeweils auf den gleichen Höhen wie die ersten Innenelektroden mit dem Spalt 9 dazwischen ausgebildet, und die zweiten Dummy-Elektroden 11 werden jeweils auf den gleichen Höhen wie die zweiten Innenelektroden 10 mit dem Spalt 12 dazwischen ausgebildet. Daher pflegt bei dem Brennschritt zum Erhalten des gesinterten Keramikpresslings 17 ein am Aufbau beteiligtes Metall der Innenelektroden 7 und 10 dazu, in die Keramik zu diffundieren. Das gleiche am Aufbau beteiligte Metall der Dummy-Elektroden 8 und 11 pflegt aber auch dazu, in die Keramik hin zu den Innenelektroden 7 und 10 zu diffundieren, was die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 7 und 10 hin zu den Dummy-Elektroden 8 und 11 hemmt. Daher werden die Innenelektroden 7 und 10 in einer Form, die einer Konstruktionsform nahe kommt, gehalten, wodurch Schwankungen der Auslenkung gemindert werden.
  • Als Nächstes wird ein Tintenstrahlkopf, der den vorstehend erwähnten piezoelektrischen Aktor 18 umfasst, beschrieben.
  • 5A und 5B sind schematische perspektivische Ansichten, die einen Tintenstrahlkopf zeigen, der den piezoelektrischen Aktor 18 umfasst. An der Seite des piezoelektrischen Aktors 18, an der die erste Außenelektrode 15 ausgebildet ist, sind mehrere Auslenkungsteile 18a ausgebildet. Wie in einer vergrößerten Ansicht von 5B gezeigt wird, werden die mehreren Auslenkungsteile 18a durch Schneiden des piezoelektrischen Aktors 18 senkrecht zu den Innenelektroden ausgebildet, um Auslenkungsteile 18a mit einer Breite von in etwa 50 μm zu bilden. Die geschnittenen Nute 18b werden bis zu einem Teil nahe der zweiten Außenelektrode 16 hoch gebildet. In 1B dient also ein die ersten und zweiten Innenelektroden 7 und 10, die aufgeschichtet sind, umfassender Teil als Antriebsteil, und somit ist jeder der Auslenkungsteile 18a so ausgebildet, dass er den Antriebsteil enthält.
  • Daher kann jeder der Auslenkungsteile 18a durch Anlegen einer Signalspannung zwischen der ersten Außenelektrode 15a, die an jedem der Auslenkungsteile 18a vorhanden ist, und der zweiten Außenelektrode 16 unabhängig ausgelenkt werden.
  • 6 ist eine schematische Zeichnung, die die Auslegung des den piezoelektrischen Aktor umfassenden Tintenstrahlkopfs zeigt. Bei dem Tintenstrahlkopf 20 steht eine Tintenkammer 22 mit einer Düse 21 zum Ausstoßen von Tinte in Verbindung. Die Tintenkammer 22 umfasst mindestens eine teilweise elastische Wand, so dass die Auslenkungsteile 18a des piezoelektrischen Aktors 18A mit der elastischen Wand verbunden sind. Die Auslenkungsteile 18a werden durch Antreiben des piezoelektrischen Aktors 18A ausgelenkt, um die Tintenkammer 22 zusammenzupressen, was Tinte ausstößt.
  • Als Aufbau der Düse 21 und der Tintenkammer 22 kann ein für herkömmliche Tintenstrahldrucker verwendeter Aufbau in geeigneter Weise verwendet werden, und der Aufbau ist nicht beschränkt. Weiterhin können ein Auslenkungsteil 18a oder mehrere Auslenkungsteile 18a mit einer Tintenkammer 22 verbunden sein.
  • Da der Tintenstrahlkopf 20 den piezoelektrischen Aktor 18A umfasst, der weniger Schwankung der Auslenkung der Auslenkungsteile 18a hervorruft, ermöglicht das Anlegen einer vorbestimmten Signalspannung das präzise Ausstoßen einer vorbestimmten Tintenmenge aus der mit jedem der Auslenkungsteile 18a verbundenen Tintenkammer 22.
  • Als Nächstes wurde der Einfluss der Spalte 9 und 12 auf die Schwankungen der Auslenkung der Auslenkungsteile 18a des piezoelektrischen Aktors 18A experimentell bestätigt. Der Spalt 9 oder 12 zwischen den Innenelektroden 7 und 10 und den Dummy-Elektroden 8 und 11, die den Innenelektroden 7 und 10 auf gleichen Höhen gegenüberliegen, wurde also auf verschiedene Werte geändert, um mehrere piezoelektrische Aktoren 18A zu bilden. Schwankungen der Auslenkung der mehreren Auslenkungsteile 18a in jedem der piezoelektrischen Aktoren wurden durch die folgende Gleichung ermittelt: Schwankung der Auslenkung von Auslenkungsteilen = {(Auslenkung eines Auslenkungsteils 18a, der maximale Auslenkung zeigt – Auslenkung eines Auslenkungsteils 18a, der minimale Auslenkung zeigt)/(Auslenkung eines Auslenkungsteils 18a, der maximale Auslenkung zeigt)} × 100(%)
  • Die Ergebnisse werden in 7 gezeigt.
  • 7 zeigt, dass bei Abnahme des Spalts 9 oder 12, d. h. des Abstands zwischen den Enden der Innenelektroden gegenüber den mit den Außenelektroden elektrisch verbundenen Enden und den Dummy-Elektroden auf gleichen Höhen wie die Innenelektroden Schwankungen der Auslenkung der Auslenkungsteile 18a abnehmen. Dies bedeutet, dass Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden durch die Bildung der Dummy-Elektroden wirksam gehemmt wird. Da die Dummy-Elektroden 8 und 11 ausgebildet sind, wird eine Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Brennens gehemmt und ein Zerbrechen der Innenelektroden gemindert, wodurch die Volumina der Auslenkungsteile 18a, die durch Anlegen einer Spannung bei Polarisation polarisiert werden, gleichmäßig gemacht werden. Dies reduziert auch die Schwankungen bei der Auslenkung.
  • Um die Form der Innenelektroden 7 und 10 beizubehalten, sind daher die Spalte 9 und 12 bevorzugt so klein wie möglich. 7 zeigt insbesondere, dass bei dem Spalt 9 oder 12 von 100 μm oder weniger, bevorzugter 50 μm oder weniger, Schwankungen der Auslenkung der Auslenkungsteile 18a effektiv gehemmt werden können.
  • Wenn natürlich der Spalt 9 oder 12 kleiner als der Abstand zwischen den in Dickenrichtung benachbarten Innenelektroden ist, kommt es bei der Polarisierung in der Dickenrichtung schnell zu einem dielektrischen Durchschlag. Daher sind die Spalte 9 und 12 bevorzugt über dem Abstand zwischen den in Dickenrichtungen benachbarten Innenelektroden
  • 8 ist eine Schnittansicht, die einen piezoelektrischen Aktor nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung zeigt.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Aktor 18 sind die Dummy-Elektroden 8 und 11 in dem gesinterten Keramikpressling 17 jeweils auf den gleichen Höhen wie die Innenelektroden 7 und 10 ausgebildet. In der vorliegenden Erfindung können aber zusätzlich zu den Dummy-Elektroden Elektroden mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden vorgesehen werden, um Schwankungen der Auslenkung zu mindern.
  • Der in 8 gezeigte piezoelektrische Aktor 31 umfasst einen gesinterten Keramikpressling 32 aus piezoelektrischer Keramik wie Bleititanatzirkonat oder dergleichen. Bei dem gesinterten Keramikpressling 32 sind erste und zweite Innenelektroden 33a und 34a so aufgeschichtet, dass sie einander überlagern. Die ersten Innenelektroden 33a sind zu der ersten Seite 32a des gesinterten Keramikpresslings 32 geführt; die zweiten Innenelektroden 34a sind zu der zweiten Seite 32b gegenüber der ersten Seite 32a geführt.
  • Auf den gleichen Höhen wie die ersten und zweiten Innenelektroden 33a und 34a sind Dummy-Elektroden 33b und 34b jeweils ausgebildet.
  • Eine erste Außenelektrode 35 ist so ausgebildet, dass sie die erste Seite 32a bedeckt; eine zweite Außenelektrode ist so ausgebildet, dass sie die zweite Seite 32b bedeckt. Zudem sind Elektroden 37 mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden 33a und 34a angeordnet, so dass sie nicht mit den Außenelektroden 35 und 36 elektrisch verbunden sind.
  • Jede der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 33a und 34a wird wie durch einen Pfeil in 8 gezeigt polarisiert. Die Keramikschichten an beiden Seiten jeder der Innenelektroden sind in Gegenrichtungen polarisiert.
  • Daher wird eine Spannung zwischen den Außenelektroden 35 und 36 angelegt, um die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 33a und 34a in der Dickenrichtung auszudehnen und zusammenzuziehen, was den piezoelektrischen Aktor betätigt.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor 31 dieser Ausführung unterbindet das Vorhandensein der Dummy-Elektroden 33b und 34b die horizontale Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Brennens zum Erhalten des gesinterten Keramikpresslings 32. Da ferner die Elektroden 37 mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden 33a und 34a aufgeschichtet sind, wird die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 33a und 34a in der Dickenrichtung ebenfalls während des Brennens zum Erhalten des gesinterten Keramikpresslings 32 gehemmt. Auch wenn das am Aufbau beteiligte Metall der Innenelektroden, das die Innenelektroden 33a und 34a bildet, dazu neigt, während des Brennens zur Keramikseite zu diffundieren, pflegt ein am Aufbau beteiligtes Metall der Elektroden mit schwebendem Potential ebenfalls dazu, von den Elektroden 37 mit schwebendem Potential in Dickenrichtung zu diffundieren, was eine Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 33a und 34a hemmt.
  • Daher wird die Form der Innenelektroden bei den Auslegungswerten gehalten, und somit können Schwankungen der Auslenkung verglichen mit einem herkömmlichen piezoelektrischen Aktor gemindert werden. Um eine große Auslenkung zu erhalten, ist es aber erforderlich, die Dicke der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 33a und 34a zu senken. Daher kann der piezoelektrische Aktor 31 dieser Ausführung, der die Elektroden 37 mit schwebendem Potential umfasst, nur eine kleine Auslenkung erzeugen und ist somit für die Anwendung geeignet, die Auslenkungspräzision erfordert.
  • Weiterhin können die Elektroden 37 mit schwebendem Potential in den Keramikschichten in Aufschichtrichtung außerhalb der äußersten Innenelektroden 33a und 34a angeordnet sein. In diesem Fall ist es möglich, die Diffusion nach außen des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den äußersten Innenelektroden 33a und 34a in Aufschichtrichtung zu hemmen.
  • Die Elektroden 37 mit schwebendem Potential werden zum Hemmen der Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in der Aufschichtrichtung der Innenelektroden vorgesehen. Wenn daher die Elektrode 37 mit schwebendem Potential in mindestens einer Keramikschicht der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden und der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet ist, ist es möglich, die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden gegenüber der Schweberichtung in der Dickenrichtung zu hemmen. Die Elektroden mit schwebendem Potential werden nämlich nicht unbedingt in den Keramikschichten zwischen den Innenelektroden und den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung ausgebildet.
  • Wenngleich dies in der Zeichnung nicht gezeigt wird, können die Elektroden 37 mit schwebendem Potential, die in dem piezoelektrischen Aktor 31 von 8 verwendet werden, mit dem piezoelektrischen Aktor 18 von 1 bis 7 kombiniert werden, um Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 7 und 11 in Dickenrichtung zu hemmen. Dies kann Schwankungen der Auslenkung weiter mindern.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor 31 von 8 sind die Dummy-Elektroden 33b und 34b nicht unbedingt vorgesehen. Da in diesem Fall die Elektroden 37 mit schwebendem Potential ausgebildet sind, ist es möglich, die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in der Dickenrichtung von den Enden der Innenelektroden 33a und 34a, die nicht mit den Außenelektroden verbunden sind, zu hemmen.
  • Wie vorstehend beschrieben sind bei dem erfindungsgemäßen piezoelektrischen Aktor die Dummy-Elektroden zwischen den Enden der Innenelektroden, die den mit einer der Außenelektroden verbundenen Enden gegenüberliegen, und der nicht mit den Innenelektroden verbundenen Außenelektrode auf den gleichen Höhen vorgesehen, bei denen die Innenelektroden jeweils in dem gesinterten Keramikpressling ausgebildet sind. Daher unterbindet das Vorhandensein der Dummy-Elektroden während des Brennens die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden zur Keramik, wodurch unerwünschte Phänomene wie Bruch der Innenelektroden gehemmt werden. Somit werden die Innenelektroden zu einer Form ausgebildet, die einer Form mit Auslegungswerten nahe kommt, um einen piezoelektrischen Aktor an die Hand zu geben, der weniger Schwankung bei der Auslenkung erzeugt.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor, in dem die Elektroden mit schwebendem Potential angeordnet sind, unterbindet das Vorhandensein der Elektroden mit schwebendem Potential die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in Dickenrichtung, um den Bruch der Innenelektroden weiter zu hemmen, wodurch Schwankungen der Auslenkung effektiver gemindert werden.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Aktor, bei dem der Spaltabstand zwischen den dummy-elektroden-seitigen Enden der Innenelektroden und den Dummy-Elektroden 100 μm oder weniger beträgt, wird die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden zur Seite der Dummy-Elektroden wirksamer gehemmt, was einen piezoelektrischen Aktor zur Hand gibt, der sehr kleine Schwankungen der Auslenkung erzeugt.
  • Bei dem piezoelektrischen Aktor, bei dem mindestens eine Elektrodenschicht mit schwebendem Potential in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet ist, hemmt das Vorhandensein der Elektroden mit schwebendem Potential die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metall der Innenelektroden von den Innenelektroden zu der Seite der Elektroden mit schwebendem Potential, um unerwünschte Phänomene wie Bruch der Innenelektroden zu unterbinden. Somit können die Innenelektroden nach Auslegungswerten gebildet werden, um einen piezoelektrischen Aktor vorzusehen, der kleine Schwankungen der Auslenkung erzeugt.
  • Das Verfahren zum Herstellen des piezoelektrischen Aktors umfasst das Aufschichten von Grünlingen, auf die jeweils eine Innenelektrode und eine Dummy-Elektrode aufgedruckt sind, und dann das Brennen des resultierenden Schichterzeugnisses, um einen gesinterten Keramikpressling zu erhalten. Daher diffundiert während des Brennens aufgrund des Vorhandenseins der Dummy-Elektroden das am Aufbau beteiligte Metall der Innenelektroden weniger zu der Seite der Dummy-Elektroden. Es ist somit möglich, die Innenelektroden zuverlässig in einer Form nahe einer Form mit dem Auslegungswert zu bilden, wodurch Schwankungen bei der Auslenkung des piezoelektrischen Aktors gemindert werden.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung des piezoelektrischen Aktors, das Aufschichten von Grünlingen umfasst, auf die jeweils eine Elektrode mit schwebendem Potential gedruckt ist, so dass die Elektroden mit schwebendem Potential zwischen Innenelektroden oder außerhalb der äußersten Innenelektroden angeordnet sind, unterbindet das Vorhandensein der Elektroden mit schwebendem Potential die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden zu der Seite der Elektroden mit schwebendem Potential, d. h. in der Dickenrichtung. Es ist somit möglich, einen piezoelektrischen Aktor vorzusehen, der weniger Schwankungen bei der Auslenkung erzeugt.
  • Da der Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung den erfindungsgemäßen piezoelektrischen Aktor umfasst, der kleine Schwankungen der Auslenkung erzeugt, kann eine Sollmenge von Tinte durch Antreiben des piezoelektrischen Aktors präzis durch die Düse aus der Tintenkammer ausgestoßen werden. Daher ist es möglich, einen Tintenstrahlkopf vorzusehen, der hohe Präzision beim Ausstoßen von Tinte sowie ausgezeichnete Zuverlässigkeit aufweist.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Mehrschichtresonators und der Aufbau des piezoelektrischen Mehrschichtresonators werden nun nachstehend unter Bezug auf 9A bis 25 zuerst beschrieben.
  • Zunächst wird ein Kermikschlicker aus einem piezoelektrischen Bleititanatzirkonat-Keramikpulver als Hauptbestandteil erzeugt. Durch ein Rakelverfahren wird mit Hilfe des Schlickers eine Platte gebildet, um einen Grünling mit einer Dicke von 20 bis 100 μm zu erhalten. Der so erhaltene Grünling wird zu einer rechteckigen Form gestanzt, um einen Grünling mit einer rechteckigen ebenen Form zu erhalten.
  • Dann wird leitende Paste, wie Ag-Pd-Paste, auf eine Seite des rechteckigen Grünlings siebgedruckt und getrocknet, um ein Innenelektrodenmuster zu drucken. Analog wird leitende Paste auf eine Seite eines anderen rechteckigen Grünlings siebgedruckt und getrocknet, um ein Elektrodenmuster mit schwebendem Potential zu bilden.
  • Der Grünling, auf dem das Innenelektrodenmuster gedruckt wird, wird als „erster Grünling" bezeichnet; der Grünling, auf den das Elektrodenmuster mit schwebendem Potential gedruckt wird, wird als „zweiter Grünling" bezeichnet.
  • Als Nächstes werden die ersten und zweiten Grünlinge mit rechteckigen Grünlingen ohne darauf gedrucktes Elektrodenmuster zusammen aufgeschichtet, wie in 10 gezeigt wird. 10 zeigt nur die oberen Teile der aufgeschichteten Grünlinge. 10 zeigt Grünlinge 101 bis 113, die die ersten Grünlinge 105 und 113 einschließen, auf denen Innenelektroden 114 bzw. 115 aufgedruckt sind.
  • Das Innenelektrodenmuster 114 wird bis zu einer Kante 105a des Grünlings 105 gebildet, es berührt aber nicht die andere Kante 105b gegenüber der Kante 105a.
  • Das Innenelektrodenmuster 115 ist an der oberen Seite des Grünlings 113 ausgebildet, so dass das Innenelektrodenmuster 115 nicht die Kante 113a berührt, die nach dem Aufschichten mit der Kante 105a des Grünlings 105 überlappt, sondern berührt die andere Kante 113b.
  • Die Grünlinge 103, 107, 109 und 111 sind die zweiten Grünlinge, auf denen jeweils ein Elektrodenmuster 116 mit schwebendem Potential ausgebildet ist. Die Grünlinge 104, 106, 108, 110 und 112 ohne Muster, auf denen kein Elektrodenmuster aufgedruckt ist, sind zwischen den ersten und zweiten Grünlingen angeordnet. Um die obersten Schichten des Schichterzeugnisses zu bilden, sind die Keramikgrünlinge 101 und 102 ohne Muster in dem obersten Teil vorgesehen.
  • Die ersten und zweiten Grünlinge und die Keramikgrünlinge ohne Muster sind in der vorstehend erwähnten Reihenfolge aufgeschichtet, und eine geeignete Anzahl an Keramikgrünlingen ohne Muster werden in dem untersten Teil aufgeschichtet, gefolgt von Zusammenpressen in Dickenrichtung, um das in 11A und 11B gezeigte Schichterzeugnis zu erhalten. 11B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 11A, in der auf einen durch Schraffieren gezeigten Schnitt verzichtet wird.
  • Wie in 11B gezeigt sind in einem Schichterzeugnis 117 mehrere der Innenelektroden 114 und 115 zu der Seite 117a und 117b des Schichterzeugnisses 117 abwechselnd in Dickenrichtung (der Aufschichtrichtung) des Schichterzeugnisses 117 geführt. Die Elektrodenmuster 116 mit schwebendem Potential sind an den Seiten des Schichterzeugnisses 117 nicht freigelegt.
  • Als Nächstes wird das Schichterzeugnis 117 bei einer Temperatur von 1.000 bis 1.200°C mehrere Stunden lang gebrannt, um einen gesinterten Mutterpressling zu erhalten.
  • Der in 12A gezeigte gesinterte Mutterpressling wird wie vorstehend beschrieben erhalten. Ag-Pd-Paste wird aufgebracht, um ein Paar gegenüberliegender Seiten 118a und 118b des gesinterten Mutterpresslings 118 zu bedecken, und wird dann wärmebehandelt, oder Ag wird durch Dampfabscheidung oder Sputtern abgeschieden, um Polarisationselektroden 119a und 119b zu bilden.
  • Zwischen den Polarisationselektroden 119a und 119b wird eine Gleichspannung angelegt, um den gesinterten Mutterpressling 118 zu polarisieren. In diesem Fall wird bei dem gesinterten Mutterpressling 118a ein elektrisches Gleichstromfeld zwischen den benachbarten Innenelektrodenmustern 114 und 115 angelegt, um den gesinterten Pressling 118 zu polarisieren, wie durch Pfeile in 12B gezeigt wird. Die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 114 und 115 werden also in Dickenrichtung polarisiert, doch die Keramikschichten an beiden Seiten jeder der Innenelektroden 114 und 115 werden in Gegenrichtungen in Dickenrichtung polarisiert.
  • Die Elektroden 116 mit schwebendem Potential sind parallel zu den Innenelektroden 114 und 115 angeordnet und sind nicht mit den Polarisationselektroden 119a und 119b elektrisch verbunden, wodurch kein Einfluss auf die Polarisation erzeugt wird.
  • Als Nächstes werden nach der Polarisation die obere Seite und/oder die untere Seite des gesinterten Mutterkeramikpresslings 118 auf eine vorbestimmte Dicke geschliffen. Da nämlich die Antiresonanzfrequenz des schließlich erhaltenen piezoelektrischen Mehrschichtresonators durch die Dicke bestimmt wird, d. h. dem Maß in der Aufschichtrichtung der Innenelektroden 114 und 115, wird der gesinterte Mutterkeramikpressling 118 geschliffen, um eine erwünschte Resonanzfrequenz zu erhalten.
  • Als Nächstes wird der gesinterte Mutterkeramikpressling 118 durch Verwenden einer Schneidemaschine senkrecht zu den Innenelektrodenmustern 114 und 115 geschnitten, wie durch die Strichlinien X in 13 gezeigt wird. Durch Schneiden wird der in 14 gezeigte gesinterte Block 120 erhalten.
  • Als Nächstes wird ein Isoliermaterial wie ein Epoxidharz oder dergleichen auf die gegenüberliegenden Seiten 120a und 120b des so erhaltenen gesinterten Blocks 120 aufgebracht, um mehrere Isolierschichten 121 (15) zu bilden. Diese Isolierschichten 121 werden an der Seite 120a des gesinterten Blocks 120 gebildet, um die freiliegenden Teile der Elektrodenmuster 116 mit schwebendem Potential und die freiliegenden Teile der Innenelektrodenmuster 115 zu bedecken. Auch wenn dies in 15 nicht gezeigt wird, werden die Isolierschichten 121 an der anderen Seite 120b des gesinterten Blocks 120 gebildet, um die freiliegenden Teile der Elektrodenmuster 116 mit schwebendem Potential und die freiliegenden Teile der Innenelektrodenmuster 114, die an der Seite 120a nicht mit den Isolierschichten beschichtet sind, zu bedecken.
  • Das zum Bilden der Isolierschichten verwendete Isoliermaterial ist nicht auf Epoxidharze beschränkt und es können geeignete Isolierharzmaterialien mit Isoliereigenschaften, die letztendlich härtbar sind, verwendet werden.
  • Als Nächstes werden Monel und Ag abwechselnd auf eine Dicke von etwa 1 μm über den gesamten Flächen der Seiten 120a und 120b des gesinterten Blocks 120 gesputtert, um Mutteraußenelektroden zu bilden. Der gesinterte Block 120 wird dann in der Richtung entlang Punkt-Strich-Linien Y in 15 geschnitten, d. h. senkrecht zu den Innenelektrodenmustern 114 und 115, um den piezoelektrischen Mehrschichtresonator dieser Ausführung zu erhalten, der in 9A und 9B gezeigt wird.
  • Wie in 9A und 9B gezeigt wird, umfasst ein piezoelektrischer Mehrschichtresonator 122 dieser Ausführung einen gesinterten Keramikpressling 120A, der durch Schneiden des gesinterten Blocks 120 erhalten wird. Ferner werden die vorstehend beschriebenen Mutteraußenelektroden geschnitten, um erste und zweiten Außenelektroden 123 und 124 an den gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten 120a bzw.. 120b des gesinterten Keramikpresslings 120A zu bilden. Weiterhin werden die Isolierschichten 121 unter den Außenelektroden 123 und 124 gebildet. Um das Verständnis zu erleichtern, werden die Innenelektroden und die Elektroden mit schwebendem Potential des piezoelektrischen Mehrschichtresonators 122 durch die gleichen Bezugszeichen wie die Innenelektrodenmuster 114 und 115 und die Elektrodenmuster 116 mit schwebendem Potential des gesinterten Mutterpresslings bezeichnet.
  • Wie aus 9B ersichtlich ist, werden die Innenelektroden 114 und 115 sowie die Elektroden 116 mit schwebendem Potential so gebildet, dass sie die gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten 120a und 120b des gesinterten Keramikpresslings 120A berühren. Natürlich werden die freiliegenden Endteile der Innenelektroden 114 und 115 mit den Isolierschichten 121 beschichtet. Die Teile der Innenelektroden 114, die an der ersten Seite 120 freiliegen, werden nämlich mit den Isolierschichten 121 beschichtet; die Teile der Innenelektroden 115, die an der zweiten Seite 120b freiliegen, werden mit den Isolierschichten 121 beschichtet. Analog werden beide freiliegenden Enden der Elektroden 116 mit schwebendem Potential mit den Isolierschichten 121 beschichtet.
  • Daher sind die Innenelektroden 114 nicht mit der ersten Außenelektrode 123 elektrisch verbunden, sondern sind mit der zweiten Außenelektrode 124 elektrisch verbunden. Die Innenelektroden 115 sind mit der ersten Außenelektrode 123 elektrisch verbunden, sind aber nicht mit der zweiten Außenelektrode 124 elektrisch verbunden. Die Elektroden 116 mit schwebendem Potential sind mit beiden Außenelektroden 123 und 124 nicht elektrisch verbunden.
  • Daher wird eine Wechselspannung zwischen den Außenelektroden 123 und 124 des piezoelektrischen Mehrschichtresonators 122 angelegt, um die piezoelektrischen Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 114 und 115 in den durch die Pfeile P1 und P2 (9A) gezeigten Richtungen zu polarisieren, wodurch die Dickenlongitudinalschwingung angeregt wird.
  • Da der piezoelektrische Mehrschichtresonator 122 eine stangenartige Form aufweist, die in der Aufschichtrichtung der Innenelektroden 114 und 115 relativ lang ist, und die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 114 und 115 in der Aufschichtrichtung durch Anlegen einer Spannung ausgedehnt und zusammengezogen werden, wird der piezoelektrische Mehrschichtresonator 122 bei Anlegen einer Spannung als Ganzes in einer Longitudinalschwingungsgrundmode angeregt, wodurch die gewünschten Resonanzeigenschaften erhalten werden.
  • Bei dem beschriebenen piezoelektrischen Mehrschichtresonator sind die Elektroden 116 mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden 114 und 115 vorhanden, die zur Erregung beitragen, und sind in der Aufschichtrichtung außerhalb der äußersten Innenelektroden 114 und 115 vorhanden. Bezüglich jeder der Innenelektroden 114 sind nämlich die Elektroden 116 mit schwebendem Potential an beiden Seiten jeder Innenelektrode 114 vorhanden. Analog sind die Elektroden 116 mit schwebendem Potential auch an beiden Seiten jeder der Innenelektroden 115 vorhanden.
  • Bei dem Schritt des Brennens zum Erhalten des gesinterten Mutterkeramikpresslings 120 pflegt Ag, das die Innenelektrodenmuster 114 und 115 bildet, zu diffundieren, doch pflegt Ag auch von den Elektroden 116 mit schwebendem Potential zu diffundieren. Daher wird eine Ag-Diffusion von den Innenelektroden 114 durch das Vorhandensein der Elektrodenmuster 116 mit schwebendem Potential an beiden Seiten in Dickenrichtung gehemmt, wodurch die Innenelektroden 114 und 115 mit der erwünschten Form zuverlässig gebildet werden. Somit werden die Flächen der Innenelektroden 114 und 115 aufgrund der Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden weniger reduziert und die Präzision der Bildung der Innenelektroden 114 und 115 wird verbessert, wodurch eine geringere Abnahme einer Frequenzdifferenz ΔF zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz hervorgerufen wird und Schwankungen der Resonanzeigenschaften signifikant gesenkt werden.
  • Auf der Grundlage von experimentellen Beispielen erfolgt nun eine Beschreibung des Phänomens, dass bei dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator 122 das Vorhandensein der Elektroden 116 mit schwebendem Potential die Frequenzdifferenz ΔF anhebt und Schwankungen der Resonanzfrequenz senkt.
  • 16 ist eine Kurve, die Änderungen der Frequenzdifferenz ΔF mit Änderungen der Anzahl an Elektroden mit schwebendem Potential, die zwischen Innenelektroden angeordnet sind, beim Herstellen des piezoelektrischen Mehrschichtresonators 122 dieser Ausführung zeigt. Die Anzahl der aufgeschichteten Elektroden mit schwebendem Potential bezeichnet die Anzahl an Elektroden mit schwebendem Potential, die zwischen den benachbarten Innenelektroden in Dickenrichtung angeordnet sind. Die Anzahl der Elektroden mit schwebendem Potential, die in jeder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet sind, beträgt 1.
  • 16 zeigt, dass bei Zunahme der Anzahl aufgeschichteter Elektroden mit schwebendem Potential die Frequenzdifferenz ΔF steigt.
  • 17 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen der Anzahl der aufgeschichteten Elektroden mit schwebendem Potential und dem Restverhältnis der Innenelektroden zeigt. Das Restverhältnis der Innenelektroden bezeichnet das Verhältnis der gemessenen restlichen Innenelektrodenfläche zu dem Konstruktionsflächenwert der Innenelektroden unter der Annahme, dass das Flächenverhältnis der gemäß Auslegungswerten ausgebildeten Innenelektroden nach Schneiden des erhaltenen piezoelektrischen Mehrschichtresonators und dann Schleifen von dessen Teilen 100% beträgt. Das Restverhältnis der Innenelektroden ist ein Mittelwert der Restverhältnisse aller Innenelektroden in dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator 122.
  • 17 zeigt, dass bei Zunahme der Anzahl geschichteter Elektroden mit schwebendem Potential das Restverhältnis der Innenelektroden steigt.
  • 16 und 17 zeigen insbesondere auf, dass bei einer Anzahl der geschichteten Elektroden mit schwebendem Potential von 2 oder mehr die Frequenzdifferenz ΔF und das Restverhältnis der Innenelektroden weiter angehoben werden, wodurch die Frequenzdifferenz ΔF effektiver angehoben und die Schwankungen der Resonanzeigenschaften gesenkt werden.
  • Ein piezoelektrischer Mehrschichtresonator nach einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung wird unter Bezug auf 18 bis 25 beschrieben.
  • Zunächst wird ein Keramikschlicker aus einem piezoelektrischen Bleititanatzirkonat-Keramikpulver als Hauptbestandteil zum Erhalten eines rechteckigen Grünlings erzeugt. Dann wird leitende Paste, wie Ag-Pd-Paste, auf den rechteckigen Grünling gedruckt, um einen ersten Grünling zu erhalten, auf den ein Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster gedruckt ist. Analog wird leitende Paste auf einen anderen rechteckigen Grünling siebgedruckt und getrocknet, um einen zweiten Grünling zu erhalten, auf den ein Elektrodenmuster mit schwebendem Potential gedruckt ist. Die so erhaltenen ersten und zweiten Grünlinge sowie die Grünlinge ohne Muster ohne darauf gedrucktes Elektrodenmuster werden aufgeschichtet.
  • Das Verfahren zum Aufschichten der mehreren Grünlinge wird unter Bezug auf 19 beschrieben. 19 zeigt Grünlinge 131 bis 142, welche einen oberen aufgeschichteten Teil darstellen. Von diesen Grünlingen sind die ersten Grünlinge 136 und 142 die ersten Grünlinge, auf denen Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 143 bzw. 144, die mehrere parallele Streifen umfassen, ausgebildet sind.
  • Die Grünlinge 134, 138 und 140 sind dagegen die zweiten Grünlinge, auf denen Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential jeweils ausgebildet sind. Jedes der Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential umfasst mehrere parallele Streifen. Die Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential sind so ausgebildet, dass beide Enden jedes der Streifen nicht die Kanten 134a und 134b, 138a und 138b oder 140a und 140b berühren.
  • Das Innenelektroden/Dummy-Elektrodenmuster 143 ist so ausgebildet, dass es eine Kante 136a des Grünlings 136 berührt, nicht aber die andere Kante 136b berührt. Das Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 144 ist so ausgebildet, dass es nicht die Kante 142a des Grünlings 142 berührt, der mit der Kante 136a des Grünlings 136 überlappt, aber die andere Kante 142b berührt.
  • Daher sind die beiden Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Mustern 143 und 144 angeordnet. In dem oberen aufgeschichteten Teil ist ein Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential in Aufschichtrichtung außerhalb des äußersten Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Musters 143 angeordnet. Jeder der Grünlinge 135, 137, 139 und 141 ohne Muster ist zwischen den ersten und zweiten Grünlingen oder zwischen den zweiten Grünlingen eingesetzt, und die Grünlinge 131 bis 133 ohne Muster werden zum Bilden der äußersten Schicht des Schichterzeugnisses verwendet.
  • Die Grünlinge werden in der vorstehend erwähnten Reihenfolge aufgeschichtet, und Keramikgrünlinge ohne Muster werden in dem untersten Teil aufgeschichtet, gefolgt von Zusammenpressen in Dickenrichtung, um das in 20 gezeigte Schichterzeugnis 146 zu erhalten. 21A und 21B sind Schnittansichten entlang der Linien C-C bzw. D-D in 20.
  • Wie in 21A und 21B gezeigt wird, liegen in dem Schnitt entlang der Linie C-C die Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential an einem Paar gegenüberliegender Seiten 146a und 146b des Schichterzeugnisses 146 nicht frei.
  • Die Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 143 und 144 liegen dagegen an den ersten und zweiten Seiten 146a und 146b frei.
  • In dem Schnitt entlang der Linie D-D sind die Streifen, die die Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential bilden, so angeordnet, dass sie einander in der Dickenrichtung überlagern. Natürlich sind die Streifen, die das Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 143 bilden, so angeordnet, dass sie von den Streifen, die das Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 144 bilden, in Dickenrichtung verschoben sind.
  • Als Nächstes wird das Schichterzeugnis 146 bei einer Temperatur von 1.000 bis 1.200°C mehrere Stunden lang gebrannt, um einen gesinterten Mutterpressling zu erhalten.
  • Wie in 22A gezeigt, werden Polarisationselektroden 148a und 184b auf den gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten 147a bzw. 147b des gesinterten Mutterpresslings 147 ausgebildet, so dass eine Gleichspannung zwischen den Polarisationselektroden 147a und 147b angelegt wird. Dadurch werden die Keramikschichten in dem gesinterten Keramikpressling 147 polarisiert, wie durch die Pfeile P1 und P2 in 22B gezeigt wird.
  • In diesem Fall wird ein elektrisches Gleichstromfeld an den zwischen den Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Mustern 143 und 144 in Dickenrichtung gehaltenen Keramikschichten angelegt, um die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Mustern 143 und 144 in Dickenrichtung zu polarisieren, wie durch die Pfeile P1 und P2 in 22B gezeigt wird. Da die Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 143 und 144 abwechselnd zu den Seiten 147a und 147b in Dickenrichtung geführt sind, werden die Keramikschichten an beiden Seiten jedes der Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 143 und 144 in Gegenrichtungen polarisiert.
  • Wie in dem Resonator von 9 bis 17 sind die Elektroden 145 mit schwebendem Potential parallel zu den Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Mustern 143 und 144 angeordnet und erzeugen somit keinen Einfluss auf die Polarisation.
  • Als Nächstes wird der gesinterte Mutterkeramikpressling 147 durch Verwenden einer Schneidemaschine senkrecht zu den Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Mustern 143 und 144 entlang der Punkt-Strich-Linien F in 23 geschnitten. Durch Schneiden wird der in 24A gezeigte plattenförmige gesinterte Block 149 erhalten. Wie aus 24B ersichtlich ist, die eine Querschnittansicht des gesinterten Blocks 149 ist, sind die Elektrodenmuster 145 mit schwebendem Potential nicht zu den ersten und zweiten Seiten 149a und 149b des gesinterten Blocks 149 geführt.
  • Die Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 143 und 144 werden dagegen durch Schneiden der Streifen zum Erhalten des gesinterten Blocks 149 in Innenelektroden und Dummy-Elektroden unterteilt. Wie nämlich in 24B gezeigt wird, wird einer der Streifen des Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Musters 143 so geschnitten, dass er eine Innenelektrode 143a bildet, und ein Teil des benachbarten Streifens auf gleicher Höhe wird dünn geschnitten, um eine Dummy-Elektrode 143b zu bilden. Analog wird das andere Innenelektroden/Dummy-Elektroden-Muster 144 ebenfalls in Innenelektroden 144a und Dummy-Elektroden 144b unterteilt.
  • Als Nächstes werden Mutteraußenelektroden 150 und 151 an der ersten und zweiten Seite 149a bzw. 149b des gesinterten Blocks 149 gebildet, wie in 25 gezeigt wird. Auch wenn die Außenelektroden 150 und 151 durch abwechselndes Sputtern von Monel und Ag zu einer Dicke von etwa 1 μm gebildet werden können, können die Außenelektroden 150 und 151 durch ein anderes Dünnschichtabscheideverfahren wie Galvanisieren, Aufdampfen oder dergleichen gebildet werden.
  • Dann wird der in 25 gezeigte gesinterte Block 149 senkrecht zu den Innenelektroden 143a und 144a geschnitten, um einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator 152 gemäß 18 zu erhalten.
  • Wie in 18 gezeigt umfasst der piezoelektrische Mehrschichtresonator 152 einen gesinterten Keramikpressling 149A, der durch Schneiden des gesinterten Blocks 149 erhalten wurde. Die Innenelektroden, Dummy-Elektroden und Elektroden mit schwebendem Potential werden durch die gleichen Bezugszeichen wie die des gesinterten Blocks 149 bezeichnet. Wie aus 18 ersichtlich ist, werden die ersten und zweiten Außenelektroden 150 und 151 an den ersten und zweiten Seiten 149a bzw. 149b des gesinterten Keramikpresslings 149A gebildet. Die Innenelektroden 143a sind mit der ersten Außenelektrode 150 elektrisch verbinden, sind aber nicht mit der anderen Außenelektrode 151 elektrisch verbunden. Die Innenelektroden 144a sind mit der zweiten Außenelektrode 151 elektrisch verbunden, sind aber nicht mit der ersten Außenelektrode 150 elektrisch verbunden. Die Elektroden 145 mit schwebendem Potential sind so ausgebildet, dass sie nicht die Seiten 149a und 149b des gesinterten Keramikpresslings 149A berühren, und somit sind sie nicht mit den Außenelektroden 150 und 151 elektrisch verbunden.
  • Bei dem piezoelektrischen Resonator 152 wird eine Wechselspannung zwischen den Außenelektroden 150 und 151 angelegt, um die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 143a und 144a in Dickenrichtung aufgrund der piezoelektrischen Wirkung auszudehnen und zusammenzuziehen. Da der gesinterte Keramikpressling 149A eine stangenartige Form hat, die in der Aufschichtrichtung der Innenelektroden 143a und 144a lang ist, wird durch das vorstehende Ausdehnen und Zusammenziehen der Keramikschichten eine Grundwelle in einer Longitudinalschwingungsmode erregt, um basierend auf der Grundwelle gewünschte Resonanzeigenschaften zu erhalten.
  • Bei dem piezoelektrischen Resonator 152 sind die Elektroden 145 mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden 143a und 144a und in den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden 143a und 144a in Aufschichtrichtung angeordnet, wodurch die Diffusion eines am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden 143a und 144a beim Brennen gehemmt wird. Daher wird das Restverhältnis der Innenelektroden 143a und 144a nach dem Brennen angehoben, um die Frequenzdifferenz ΔF zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz zu vergrößern.
  • Da die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden gehemmt werden kann, können Schwankungen der Resonanzeigenschaften wirksam gemindert werden.
  • Ferner werden die Dummy-Elektroden 143b und 144b jeweils an den distalen Seiten der Innenelektroden 143a und 144a in den Ebenen vorgesehen, in denen die Innenelektroden 143a und 144a jeweils vorgesehen sind, was die horizontale Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden 143a und 144a hemmt. Daher ist es möglich, das Restverhältnis der Innenelektroden 143a und 144a weiter zu vergrößern, die Frequenzdifferenz ΔF auszudehnen und Schwankungen der Resonanzeigenschaften zu mindern.
  • Auch wenn in den vorstehend beschriebenen Ausführungen die mehreren Elektroden mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden angeordnet sind, kann eine Elektrode mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden vorgesehen werden oder Elektroden mit schwebendem Potential können in den Keramikschichten zwischen den Innenelektroden angeordnet werden. Alternativ kann eine Elektrode schwebenden Potentials in den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in Aufschichtrichtung der Innenelektroden angeordnet werden.
  • Die Elektrode mit schwebendem Potential kann in mindestens einer der Keramikschichten angeordnet sein, die zwischen den Innenelektroden gehalten werden. Bevorzugt ist die Elektrode mit schwebendem Potential in mindestens einer der Keramikschichten, die zwischen den Innenelektroden gehalten sind, und der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in Aufschichtrichtung derselben angeordnet, wodurch die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden nahe den Elektroden mit schwebendem Potential in geringerem Umfang als bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen gehemmt wird. In diesem Fall kann die erwünschte Wirkung erzielt werden.
  • Ferner sind die Dummy-Elektroden nicht unbedingt für alle Innenelektroden angeordnet.
  • Wie vorstehend beschrieben ist bei dem erfindungsgemäßen piezoelektrischen Mehrschichtresonator mindestens eine Elektrode mit schwebendem Potential in mindestens einer Keramikschicht der Keramikschichten, die zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung gehalten werden, und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet, wodurch die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden neben den Elektroden mit schwebendem Potential während des Brennens gehemmt wird. Daher werden die Innenelektroden mit Maßen gebildet, die den Auslegungswerten nahe kommen, was verglichen mit einem herkömmlichen piezoelektrischen Mehrschichtresonator die Frequenzdifferenz ΔF zwischen der Resonanzfrequenz und der Antiresonanzfrequenz vergrößert. Bei der Bildung eines Bandpassfilters kann zum Beispiel das Band vergrößert werden. Durch Hemmen der Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden werden auch Schwankungen der Resonanzeigenschaften signifikant gemindert.
  • Somit ist es möglich, einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator an die Hand zu geben, der gute Resonanzeigenschaften und kleine Schwankungen der Resonanzeigenschaften aufweist.
  • Bei dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator, bei dem die Innenelektroden und Elektroden mit schwebendem Potential so ausgebildet sind, dass sie die ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings berühren, und die Isolierschichten so ausgebildet sind, dass die Innenelektroden nur mit einer der ersten und zweiten Außenelektroden verbunden sind und die Elektroden mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden verbunden sind, kann die nutzbare Fläche der Innenelektroden vergrößert werden. Ferner werden die Elektroden mit schwebendem Potential zwischen den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet, wodurch die nutzbare Fläche der Innenelektroden weiter vergrößert und die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in Dickenrichtung gehemmt wird. Somit ist es möglich, die Frequenzdifferenz ΔF weiter zu vergrößern und Schwankungen der Resonanzeigenschaften zu mindern.
  • Weiterhin wird bei dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator, bei dem die Dummy-Elektroden jeweils in den gleichen Ebenen wie die Innenelektroden ausgebildet sind, die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden entlang der Ebenenrichtung der Innenelektroden ebenfalls gehemmt, wodurch die Frequenzdifferenz ΔF weiter vergrößert wird und Schwankungen der Resonanzeigenschaften weiter gemindert werden.
  • Bei dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator, bei dem mehrere Elektroden mit schwebendem Potential in den Keramikschichten zwischen den benachbarten Innenelektroden und/oder den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet sind, kann das Vorhandensein der Elektroden mit schwebendem Potential wirksam die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden hemmen, wodurch die Frequenzdifferenz ΔF weiter vergrößert wird und Schwankungen der Resonanzeigenschaften weiter gemindert werden.
  • Weiterhin wird bei dem piezoelektrischen Mehrschichtresonator, bei dem die Dummy-Elektroden jeweils in den gleichen Ebenen wie die Innenelektroden ausgebildet sind, die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden zur Keramikseite in der Ebenenrichtung der Innenelektroden ebenfalls gehemmt, wodurch die Frequenzdifferenz ΔF weiter vergrößert wird und Schwankungen der Resonanzeigenschaften weiter gemindert werden. Daher ist es wie bei dem vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Mehrschichtresonator möglich, den Durchlassbereich zu vergrößern und einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator zu erhalten, der verglichen mit einem herkömmlichen piezoelektrischen Mehrschichtresonator eine geringere Schwankung der Resonanzeigenschaften hervorruft.
  • Das beschriebene Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Mehrschichtresonators kann die vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Mehrschichtresonatoren erhalten und kann somit die Frequenzdifferenz ΔF vergrößern und Schwankungen der Resonanzeigenschaften mindern.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Mehrschichtresonators kann auch einen piezoelektrischen Mehrschichtresonator erhalten, bei dem Dummy-Elektroden jeweils in den gleichen Ebenen wie Innenelektroden ausgebildet sind. Daher kann wie in den vorstehend erwähnten Fällen das Vorhandensein der Dummy-Elektroden die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden zur Keramikseite in der Ebenenrichtung der Innenelektroden während des Brennens wirksam hemmen. Wie bei den vorstehend beschriebenen Fällen ist es nämlich möglich, die Frequenzdifferenz ΔF zu vergrößern und die Schwankungen der Resonanzeigenschaften zu mindern.
  • Nun werden zunächst ein Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Transformators und der Aufbau des piezoelektrischen Transformators, die nicht in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, unter Bezug auf 26A bis 30 beschrieben.
  • Zuerst wird eine Platte durch das Rakelverfahren unter Verwendung eines Keramikschlickers gebildet, der aus einem piezoelektrischen Bleititanatzirkonat-Keramikpulver als Hauptbestandteil besteht, um einen Grünling mit einer Dicke von etwa 20 bis 100 μm zu erhalten. Der so gebildete Grünling wird zu einer rechteckigen Form zugeschnitten.
  • Dann werden eine Innenelektrode und eine Dummy-Elektrode auf die Oberseite des Grünlings gedruckt. Das Drucken umfasst Siebdrucken von Ag-Pd-Paste auf eine Dicke von mehreren μm und dann Trocknen. Die zum Bilden der Innenelektrode und Dummy-Elektrode verwendete leitende Paste ist nicht auf Ag-Pd-Paste beschränkt, und es können verschiedene Arten von Paste, die verschiedene Metalle oder Legierungspulver enthalten, wie Ag-Paste und dergleichen, verwendet werden.
  • Mehrere der so erhaltenen Grünlinge werden aufgeschichtet, um ein Schichterzeugnis zu erhalten. Das Aufschichtverfahren wird unter Bezug auf 27 beschrieben.
  • 27 zeigt Grünlinge 201 bis 210, die einen oberen geschichteten Teil bilden. Der Grünling 201 ist ein Grünling ohne Muster, auf den die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode nicht aufgedruckt sind, und bildet die oberste Schicht des Schichterzeugnisses.
  • Auf jeden der Grünlinge 202 und 208 wird eine erste Innenelektrode 211 und eine erste Dummy-Elektrode 212 gedruckt. Die ersten Innenelektroden 211 werden entlang von Kanten 202a und 208a der langen Seiten der Grünlinge 202 und 208 ausgebildet. Die ersten Dummy-Elektroden 212 werden jeweils entlang der Kanten 202b und 208b der anderen langen Seiten der Grünlinge 202 und 208 ausgebildet. Die Innenelektroden 211 und die Dummy-Elektroden 212 liegen sich bei einem Spalt dazwischen gegenüber.
  • Auf dem Grünling 205 sind eine zweite Innenelektrode 214 und eine zweite Dummy-Elektrode 215 gedruckt. Die zweite Innenelektrode 214 und die zweite Dummy- Elektrode 215 sind an den gegenüberliegenden Seiten zu den ersten Innenelektroden 211 und den ersten Dummy-Elektroden 212 ausgebildet, die auf den Grünlingen 202 und 208 ausgebildet sind. Die zweite Dummy-Elektrode 215 ist also entlang der Kante 205a des Grünlings 205 ausgebildet, die mit den Kanten 202a und 208a der Grünlinge 202 und 208 beim Aufschichten überlappt sind; die zweite Innenelektrode 214 ist entlang der anderen Kante 205b des Grünlings 205 ausgebildet.
  • Die zweite Innenelektrode 214 und die zweite Dummy-Elektrode 215 liegen sich bei einem Spalt 216 dazwischen gegenüber.
  • Die Grünlinge 203, 204, 206, 207, 209 und 210 sind Grünlinge ohne Muster. Es sind mit anderen Worten zwei Grünlinge ohne Muster zwischen dem Grünling, auf dem die erste Innenelektrode 211 und die erste Dummy-Elektrode 212 aufgedruckt sind, und dem Grünling, auf dem die zweite Innenelektrode 214 und die zweite Dummy-Elektrode 215 aufgedruckt sind, angeordnet.
  • In der in 27 gezeigten Reihenfolge sind mehrere der Grünlinge aufgeschichtet, und Grünlinge ohne Muster werden in der untersten Schicht aufgeschichtet, gefolgt von Zusammenpressen in der Dickenrichtung, um ein Schichterzeugnis zu erhalten.
  • 28A und 28B zeigen das so erhaltene Schichterzeugnis.
  • Wie aus 28B ersichtlich ist, sind die ersten Innenelektroden 211 zu der ersten Seite 217a des Schichterzeugnisses 217 geführt. Die zweiten Innenelektroden 214 sind zur zweiten Seite 217b geführt.
  • Die ersten Dummy-Elektroden 212 sind jeweils auf den Höhen ausgebildet, auf denen die ersten Innenelektroden 211 jeweils ausgebildet sind, und sind zur zweiten Seite 217b geführt. Analog sind die zweiten Dummy-Elektroden 215 jeweils auf den Höhen, bei denen die zweiten Innenelektroden 214 jeweils ausgebildet sind, ausgebildet und zur ersten Seite 217a geführt.
  • Als Nächstes wird das Schichterzeugnis 217 bei einer Temperatur von etwa 1.000 bis 1.200°C mehrere Stunden lang gebrannt, um einen gesinterten Keramikpressling zu erhalten.
  • Der in 29 gezeigte gesinterte Keramikpressling 218 wird durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhalten.
  • Bei dem gesinterten Keramikpressling 218 werden die ersten und zweiten Außenelektroden 219 und 220 auf Teilen der ersten und zweiten Seiten 218a und 218b gebildet, die nahe einer vierten Seite 218d entlang der kurzen Seiten sind. Die erste Außenelektrode 219 ist von der Mitte der ersten Seite 218a in der Längsrichtung zur vierten Seite 218d gebildet, wie in 29 gezeigt wird. Analog ist die zweite Außenelektrode 220 von der Mitte der zweiten Seite 218b zur vierten Seite 218d ausgebildet.
  • Die ersten und zweiten Außenelektroden 219 und 220 werden durch Wärmebehandeln von Ag-Paste gebildet. Natürlich können diese Außenelektroden durch ein anderes Verfahren wie Verdampfen, Galvanisieren oder dergleichen gebildet werden.
  • Wie aus 29B ersichtlich ist, ist die erste Außenelektrode 219 mit den ersten Innenelektroden 211 und den zweiten Dummy-Elektroden 215 elektrisch verbunden. Die zweite Außenelektrode 220 ist mit den zweiten Innenelektroden 214 und den ersten Dummy-Elektroden 212 elektrisch verbunden.
  • Als Nächstes wird Ag-Paste auf die dritte Seite 218c entlang der kurzen Seite des gesinterten Keramikpresslings 218 aufgebracht und dann wärmebehandelt, um eine dritte Außenelektrode 221 zu bilden. Dann wird zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden 219 und 220 eine Gleichspannung angelegt, um die Teile in dem gesinterten Keramikpressling 218 zu polarisieren, in denen die Innenelektroden 211 und 214 einander überlagern. Auf diese Weise werden die Keramikschichten in den Teilen, in denen die Innenelektroden 211 und 214 einander überlagern, in Richtungen polarisiert, die durch die Pfeile P1 und P2 in 26B gezeigt werden. In den Teilen, in denen die Innenelektroden 211 und 214 einander überlagern, werden nämlich die Keramikschichten in der Dickenrichtung polarisiert. Die Keramikschichten an beiden Seiten jeder der Innenelektroden 211 oder 214 werden in der Dickenrichtung in Gegenrichtungen polarisiert.
  • Dann werden die ersten und zweiten Außenelektroden 219 und 220 kurzgeschlossen und es wird eine Gleichspannung zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden 219 und 220 und der dritten Außenelektrode 221, die als ausgangsseitige Elektrode dient, angelegt, um den Teil des gesinterten Keramikpresslings 218 zu polarisieren, der von der Mitte in der Längsrichtung zur dritten Seite 218c reicht, wie durch Pfeil P in 26A gezeigt wird. Die rechte Hälfte des gesinterten Keramikpresslings 218, der in 26A gezeigt wird, wird nämlich entlang der Längsrichtung des gesinterten Keramikpresslings 218 polarisiert.
  • Auf diese Weise wird der in 26A und 26B gezeigte piezoelektrische Transformator 222 dieser Ausführung erhalten.
  • Bei dem piezoelektrischen Transformator 222 wird zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden 219 und 220 eine Eingangsspannung angelegt, um die zwischen den Innenelektroden 211 und 214 aufgeschichteten Keramikschichten in der Längsschwingungsmode zu erregen und den gesinterten Keramikpressling 218 als Ganzes in der Längsschwingungsmode zu erregen, wodurch von der dritten Außenelektrode 221, die als Ausgangselektrode dient, eine gesteigerte Ausgangsspannung erhalten wird.
  • Der piezoelektrische Transformator 222 ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Innenelektroden 211 und 214 die Dummy-Elektroden 212 und 215 jeweils auf den gleichen Höhen wie die Innenelektroden 211 und 214 ausgebildet sind, um den maximalen Wirkungsgrad des piezoelektrischen Transformators 222 zu steigern und Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads zu mindern. Bei dem Brennschritt zum Erhalten des gesinterten Keramikpresslings 218 pflegt mit anderen Worten das am Aufbau beteiligte Metall der Innenelektroden, wie Ag, in Keramik von den Innenelektroden 211 und 214 zu diffundieren. Bei einem in einem herkömmlichen piezoelektrischen Transformator verwendeten gesinterten Keramikpressling werden die schließlich erhaltenen Innenelektroden aufgrund der Diffusion teilweise geschnitten, und somit können die Innenelektroden nicht gemäß Auslegungswerten erhalten werden.
  • Die Dummy-Elektroden 212 und 215 werden dagegen jeweils gegenüber den Innenelektroden 211 und 214 auf den gleichen Höhen wie die Innenelektroden 211 und 214 mit den Spalten 213 und 215 ausgebildet, und somit pflegt das am Aufbau beteiligte Metall der Innenelektroden von den Dummy-Elektroden 212 und 215 in Keramik zu diffundieren. Daher pflegt das gleiche Metall von den Innenelektroden 211 und 214 und den Dummy-Elektroden 212 und 215 in Keramik zu diffundieren, was den Konzentrationsgradienten des Metalls zwischen den Innenelektroden 211 und 214 und der Keramik senkt. Dies hemmt die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 211 und 214.
  • Daher bewahren bei dem gesinterten Pressling 218 die Innenelektroden 211 und 214 im Wesentlichen eine Form gemäß den Auslegungswerten. Es ist somit möglich, den maximalen Wirkungsgrad zu verbessern und Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads aufgrund einer geringeren Veränderung der Formen der Innenelektroden 211 und 214 zu mindern. Dies wird nachstehend unter Bezug auf experimentelle Beispiele beschrieben.
  • Die ersten und zweiten Innenelektroden 211 und 214 und die Dummy-Elektroden 212 und 215 werden in dem aus piezoelektrischer Bleititanatzirkonat-Keramik bestehenden gesinterten Keramikpressling nach dem folgenden Verfahren gebildet, um verschiedene piezoelektrische Transformatoren zu bilden.
  • Ein gesinterter Keramikpressling von 20 mm Länge × 6 mm Breite × 1,2 mm Dicke wurde also als gesinterter Keramikpressling erzeugt. Die Dicke jeder der zwischen den Innenelektroden gehaltenen Keramikschichten betrug 100 μm.
  • Zum Vergleich wurde ein piezoelektrischer Transformation mit der gleichen Konfiguration wie das vorstehend beschriebene Beispiel gebildet, lediglich die Dummy-Elektroden waren nicht vorgesehen, wie in 30 gezeigt wird. In diesem Fall betrug der Abstand zwischen einem Ende jeder der ersten und zweiten Elektroden 211A und 214A und der gegenüberliegenden Außenelektrode 220A oder 219A 500 μm. Weiterhin wurden Dummy-Elektroden mit verschiedenen Größen in einem Bereich mit einer Breite von 500 μm eines gesinterten Keramikpresslings gebildet, der die Innenelektroden 211A und 214A darin ausgebildet aufwies, um verschiedene erfindungsgemäße piezoelektrische Transformationen zu bilden. Die Spalte 213 und 216 (der Abstand zwischen den Enden der Innenelektroden 211 und 214 an der nicht mit der Außenelektrode 219 oder 220 verbundenen Seite und den Dummy-Elektroden 212 und 215), die in 29B gezeigt werden, wurden mit anderen Worten auf 50, 100, 200, 300 und 400 μm geändert, um piezoelektrische Transformatoren zu bilden.
  • Für jeden der so erhaltenen verschiedenen piezoelektrischen Transformatoren wurde die Frequenz der Eingangsspannung geändert, um den maximalen Wirkungsgrad (=(Ausgangsleistung/Eingangsleistung) × 100%) zu ermitteln. Die Ergebnisse werden in 31 gezeigt.
  • In 31 ist der durchschnittliche maximale Wirkungsgrad von 70 piezoelektrischen Transformatoren durch • markiert, und ein durch ein Liniensegment bei jeder Markierung • gezeigter Bereich zeigt eine Schwankung δ.
  • In 31 stellt ein Spaltabstand von 500 μm den in 30 gezeigten Aufbau dar, d. h. einen Aufbau, bei dem aufgrund eines Spaltabstands von 500 μm keine Dummy-Elektrode ausgebildet ist.
  • 31 zeigt, dass verglichen mit dem piezoelektrischen Transformator als Vergleichsbeispiel, bei dem die Dummy-Elektroden 212 und 215 nicht ausgebildet sind, in jedem der piezoelektrischen Transformatoren, die die Dummy-Elektroden 212 und 215 umfassen, der maximale Wirkungsgrad verbessert ist und eine Schwankung desselben gemindert ist. Insbesondere wird festgestellt, dass bei Zunahme des Spaltabstands der maximale Wirkungsgrad steigt und die Schwankung sinkt. Dies ist möglicherweise auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 211 und 214 durch Reduzieren des Spaltabstands zuverlässig gehemmt wird.
  • Ferner verhindert das Vorhandensein der Dummy-Elektroden 212 und 215 einen Bruch der Innenelektroden 211 und 214, so dass das beim Polarisieren der Keramikschichten in der Dickenrichtung polarisierte Volumen vergrößert wird. Dies hemmt möglicherweise ebenfalls die Schwankung des maximalen Wirkungsgrads.
  • Es wird somit festgestellt, dass zum Verbessern des maximalen Wirkungsgrads und zum Mindern der Schwankung desselben der Spaltabstand zwischen den Innenelektroden 211 und 214 und den Dummy-Elektroden 212 und 215 bevorzugt verkleinert wird.
  • Wenn aber der Spaltabstand kleiner als der Abstand zwischen den benachbarten Innenelektroden in Dickenrichtung ist, kommt es leicht zu einem dielektrischen Durchschlag bei der Polarisation der Keramikschichten, die zwischen den Innenelektroden 211 und 214 gehalten werden. Daher ist der Spaltabstand bevorzugt größer als der Abstand zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Dickenrichtung. Bei dem piezoelektrischen Transformator beträgt der Spaltabstand daher bevorzugt 100 μm bis 300 μm, um den maximalen Wirkungsgrad zu verbessern, die Schwankung des maximalen Wirkungsgrads zu mindern und einen dielektrischen Durchschlag zuverlässig zu vermeiden.
  • 32 ist eine Querschnittansicht, die einen weiteren piezoelektrischen Transformator zeigt.
  • Bei dem piezoelektrischen Transformator von 26 sind die Dummy-Elektroden 212 und 215 jeweils auf den gleichen Höhen wie die Innenelektroden 211 und 214 in dem gesinterten Keramikpressling 218 ausgebildet. Die Elektroden mit schwebendem Potential können aber zwischen Innenelektroden an Stelle von Dummy-Elektroden vorgesehen werden, um Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads zu mindern.
  • Der in 32 gezeigte piezoelektrische Transformator 231 umfasst einen gesinterten Keramikpressling 232, der aus piezoelektrischer Keramik wie Bleititanatzirkonat oder dergleichen besteht. Bei dem gesinterten Keramikpressling 232 sind mehrere erste und zweite Innenelektroden 233 und 234 so aufgeschichtet, dass sie einander in der Dickenrichtung überlagern. Die ersten Innenelektroden 233 sind zu der ersten Seite 232a des gesinterten Keramikpresslings 232 geführt; die zweiten Innenelektroden 234 sind zu der zweiten Seite 232b gegenüber der ersten Seite 232a geführt.
  • Eine erste Außenelektrode 235 ist so ausgebildet, dass sie die erste Seite 232a bedeckt; eine zweite Außenelektrode 236 ist so ausgebildet, dass sie die zweite Seite 232b bedeckt. Ferner sind Elektroden 237 mit schwebendem Potential zwischen den Innenelektroden 233 und 234 angeordnet, so dass sie nicht mit den Außenelektroden 235 und 236 elektrisch verbunden sind.
  • Die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 233 und 234 werden in der Dickenrichtung polarisiert, wie durch Pfeile in 32 gezeigt wird. Die Keramikschichten an beiden Seiten jeder der Innenelektroden werden also in der Dickenrichtung in Gegenrichtungen polarisiert.
  • Die ersten und zweiten Innenelektroden 233 und 234 werden in einem Bereich von der Mitte des rechteckigen, plattenförmigen gesinterten Keramikpresslings 232 zu einer kurzen Seite desselben aufgeschichtet. Der andere Teil ist der gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Transformator.
  • Bei dem piezoelektrischen Transformator 231 dieser Ausführung sind zwischen den Innenelektroden 233 und 234 mehrere Elektroden 237 mit schwebendem Potential aufgeschichtet, was die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 233 und 234 in Dickenrichtung während des Brennens zum Erhalten des gesinterten Keramikpresslings 232 hemmt. Auch wenn das am Aufbau beteiligte Metall der Innenelektroden, das die Innenelektroden 233 und 234 bildet, mit anderen Worten während des Brennens zur Keramikseite zu diffundieren pflegt, pflegt ein am Aufbau beteiligtes Metall einer Elektrode mit schwebendem Potential ebenfalls von den Elektroden 237 mit schwebendem Potential gegenüber den Innenelektroden in Dickenrichtung zu diffundieren. Daher wird die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 233 und 234 gehemmt.
  • Dadurch wird die Form der Innenelektroden 233 und 234 im Wesentlichen gemäß den Auslegungswerten beibehalten, und somit können verglichen mit einem herkömmlichen piezoelektrischen Transformator Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads gemindert werden.
  • Natürlich kann der maximale Wirkungsgrad durch Reduzieren der Dicke jeder der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden 233 und 234 verbessert werden, doch kann in manchen Fällen die Dicke der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden im Hinblick auf die Auslegung der Eingangsimpedanz eines piezoelektrischen Transformators nicht reduziert werden. Bei dem piezoelektrischen Transformator 231 mit den Elektroden 237 mit schwebendem Potential kann, selbst wenn die Keramikschichten zwischen den Innenelektroden dick sind, die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden ohne Änderungen der Eingangsimpedanz gehemmt werden. Daher ist der piezoelektrische Transformator 231 für eine Anwendung, die hohe Eingangsimpedanz und eine hohe Präzision bei der Änderung des maximalen Wirkungsgrads erfordert, geeignet.
  • Die Elektroden 237 mit schwebendem Potential können auch in den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden 233 und 234 in Aufschichtrichtung angeordnet sein. In diesem Fall ist es möglich, die Diffusion nach außen des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den äußersten Innenelektroden 233 und 234 in Aufschichtrichtung zu hemmen.
  • Wenngleich dies in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, können die Elektroden 235 mit schwebendem Potential, die den piezoelektrischen Transformator 231 bilden, in dem piezoelektrischen Transformator 222 von 26A bis 30 vorgesehen werden, um die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden 211 und 214 in Dickenrichtung zu hemmen, wodurch Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads weiter gemindert werden. Wie bei dem piezoelektrischen Transformator 222 von 26A bis 30 können die Dummy-Elektroden 212 und 215 analog in dem piezoelektrischen Transformator 231 von 32 vorgesehen werden, wodurch die horizontale Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Enden der Innenelektroden an der nicht mit den Außenelektroden 211 und 214 verbundenen Seite wirksam gehemmt wird.
  • Wie vorstehend beschrieben sind bei dem piezoelektrischen Transformator die Dummy-Elektroden jeweils zwischen den Enden der Innenelektroden gegenüber den mit den Außenelektroden verbundenen Enden derselben und den nicht mit den Innenelektroden verbundenen Außenelektroden auf den Höhen, bei denen die Innenelektroden jeweils in dem gesinterten Keramikpressling ausgebildet sind, vorgesehen. Daher hemmt das Vorhandensein der Dummy-Elektroden die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Brennens in die Keramik, wodurch unerwünschte Phänomene wie Bruch der Innenelektroden verhindert und die Innenelektroden mit einer Form, die annähernd Auslegungswerte aufweist, gebildet werden. Es ist somit möglich, einen piezoelektrischen Transformator vorzusehen, der einen hohen maximalen Wirkungsgrad und weniger Schwankung des maximalen Wirkungsgrads aufweist.
  • Wenn die Elektroden mit schwebendem Potential in dem piezoelektrischen Transformator angeordnet sind, hemmt das Vorhandensein der Elektroden mit schwebendem Potential die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden in der Dickenrichtung, wodurch ein Bruch der Innenelektrode etc. weiter verhindert wird. Es ist somit möglich, Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads weiter zu mindern.
  • Bei der vorliegenden Erfindung, bei der der Spaltabstand zwischen den dummy-elektroden-seitigen Enden der Innenelektroden und den Dummy-Elektroden in dem Bereich von der Dicke jeder der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden bis zu 300 μm liegt, tritt ein dielektrischer Durchschlag während Polarisation seltener auf und die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden kann wirksam gehemmt werden, wodurch ein piezoelektrischer Transformator erhalten wird, der einen hohen maximalen Wirkungsgrad und kleine Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads aufweist.
  • Wenn eine Elektrode mit schwebendem Potential in mindestens einer Keramikschicht der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden und/oder der Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in Aufschichtrichtung angeordnet ist, hemmt das Vorhandensein der Elektrode mit schwebendem Potential die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden von den Innenelektroden zu der Seite der Elektrode mit schwebendem Potential, wodurch ein unerwünschtes Phänomen wie Bruch der Innenelektrode etc. verhindert wird und die Innenelektroden mit den annähernden Auslegungswerten gebildet werden. Somit ist es möglich, einen piezoelektrischen Transformator vorzusehen, der einen hohen maximalen Wirkungsgrad und kleine Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads aufweist.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Transformators zum Erhalten des vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Transformators umfasst das Aufschichten von Grünlingen, auf denen jeweils eine Innenelektrode und Dummy-Elektrode gedruckt sind, und dann das Brennen des resultierenden Schichterzeugnisses, um einen gesinterten Keramikpressling zu erhalten. Daher hemmt das Vorhandensein der Dummy-Elektroden die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden zur Keramik, wodurch die Innenelektroden zuverlässig mit einer Form mit annähernden Auslegungswerten ausgebildet werden. Es ist somit möglich, den maximalen Wirkungsgrad eines piezoelektrischen Transformators zu verbessern und Schwankungen des maximalen Wirkungsgrads zu mindern.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Transformators umfasst weiterhin das Aufschichten von Grünlingen, auf denen jeweils eine Elektrode mit schwebendem Potential aufgedruckt ist, zwischen den Innenelektroden oder außerhalb der äußersten Innenelektroden. Daher hemmt das Vorhandensein sowohl der Dummy-Elektroden als auch der Elektroden mit schwebendem Potential die Diffusion des am Aufbau beteiligten Metalls der Innenelektroden während des Brennens. Es ist somit möglich, einen piezoelektrischen Transformator vorzusehen, der eine geringere Schwankung des maximalen Wirkungsgrads aufweist.

Claims (18)

  1. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil mit: – einem gesinterten Keramikpressling (32), der aus piezoelektrischer Keramik besteht und gegenüberliegende erste und zweite Seiten aufweist; – ersten und zweiten Außenelektroden (35, 36), die jeweils an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet sind; – mehreren Innenelektroden (33a, 34a), die in dem gesinterten Keramikpressling so aufgeschichtet sind, dass sie einander überlagern, wobei in der Dickenrichtung Keramikschichten dazwischen gehalten sind, und dass sie mit der ersten oder zweiten Außenelektrode (35, 36) elektrisch verbunden sind; und – einer Dummy-Elektrode (33b, 34b), die zwischen einem Ende mindestens einer der Innenelektroden (33b, 34b) gegenüber dem mit einer der Außenelektroden (35, 36) verbundenden Ende und der nicht mit der mindestens einen Innenelektrode (33a, 34a) verbundenen anderen Außenelektrode (36, 35) auf der Höhe vorgesehen ist, auf der die mindestens eine Innenelektrode (33a, 34a) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Innenelektroden (33a, 34a) in der Aufschichtrichtung derselben eine Elektrode mit schwebendem Potential (37) so aufgeschichtet ist, dass sie nicht mit den ersten und zweiten Außenelektroden (35, 36) elektrisch verbunden ist.
  2. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Mehrschichtbauteil einen piezoelektrischen Aktor bildet.
  3. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 2, welches weiterhin mindestens eine Elektrodenschicht mit schwebendem Potential umfasst, die in Aufschichtrichtung in den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden vorgesehen ist, um nicht mit den ersten und zweiten Außenelektroden elektrisch verbunden zu sein.
  4. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Dummy-Elektroden-seitigen Enden der Innenelektroden und der Dummy-Elektrode 100 μm oder weniger beträgt.
  5. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrschichtige piezoelektrische Mehrschichtbauteil einen mehrschichtigen piezoelektrischen Resonator bildet.
  6. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Mehrschichtbauteil einen piezoelektrischen Tranformator bildet, welcher umfasst: – den gesinterten Keramikpressling, der aus piezoelektrischer Keramik besteht und eine rechteckige Plattenform aufweist, bei der die gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten an den langen Seiten und gegenüberliegende dritte und vierte Seiten an den kurzen Seiten angeordnet sind; – die ersten und zweiten Außenelektroden, die jeweils an Teilen der ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet sind, die nahe zur vierten Seite desselben sind; – eine dritte Außenelektrode, die an der dritten Seite des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet ist; – die mehreren Innenelektroden, die in dem gesinterten Keramikpressling so aufgeschichtet sind, dass sie einander überlagern, wobei in der Dickenrichtung Keramikschichten dazwischen gehalten sind, und die mit der ersten oder zweiten Außenelektrode elektrisch zu verbinden sind; und – die Dummy-Elektrode, die zwischen einem Ende mindestens einer der Innenelektroden gegenüber dem mit einer der Außenelektroden verbundenen Ende und der anderen Außenelektrode, die nicht mit der mindestens einen Innenelektrode verbunden ist, auf der Höhe vorgesehen ist, auf der die mindestens eine Innenelektrode ausgebildet ist.
  7. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 5 oder 6, welches weiterhin mindestens eine Elektrodenschicht mit schwebendem Potential umfasst, die in der Aufschichtrichtung in den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden vorgesehen ist, um nicht mit den ersten und zweiten Außenelektroden elektrisch verbunden zu sein.
  8. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Dummy-Elektroden-seitigen Enden der Innenelektroden und der Dummy-Elektrode in dem Bereich von der Dicke jeder der Keramikschichten zwischen den Innenelektroden bis zu 300 μm liegt.
  9. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach Anspruch 7 oder 8, welches weiterhin zum Abdecken freiliegender Teile der Innenelektroden und/oder der Elektrode mit schwebendem Potential an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildete Isolierschichten umfasst, so dass die Innenelektroden mit einer der ersten und zweiten Außenelektroden elektrisch verbunden sind, aber nicht mit der anderen Außenelektrode elektrisch verbunden sind und die Elektrode mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden elektrisch verbunden ist; wobei die Innenelektroden und die Elektrode mit schwebendem Potential bis zu den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings ausgebildet sind.
  10. Piezoelektrisches Mehrschichtbauteil nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Elektroden mit schwebendem Potential in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung derselben und/oder den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet sind.
  11. Verfahren zum Herstellen eines in einem der vorhergehenden Ansprüche beschriebenen piezoelektrischen Mehrschichtbauteils, welches die folgenden Schritte umfasst: – Drucken einer Innenelektrode und einer Dummy-Elektrode auf einen ersten Grünling, der hauptsächlich aus piezoelektrischer Keramik besteht; – Aufschichten mehrerer erster Grünlinge, auf die jeweils die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode aufgedruckt sind, um ein Schichterzeugnis zu erhalten, in dem mehrere der Innenelektroden in Dickenrichtung abwechselnd zu gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten geführt sind und die Dummy-Elektrode zwischen einem Ende der Innenelektrode gegenüber der Seite, die zu einer der Seiten geführt ist, und der anderen Seite, zu der die Innenelektrode nicht geführt ist, angeordnet ist; – Brennen des Schichterzeugnisses, um einen gesinterten Keramikpressling zu erhalten; – jeweils Ausbilden erster und zweiter Außenelektroden an den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings; und – Anlegen eines elektrischen Gleichstromfelds zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden, um den gesinterten Keramikpressling zu polarisieren, gekennzeichnet durch die Schritte des – Druckens einer Elektrode mit schwebendem Potential auf einen zweiten Grünling, der hauptsächlich aus piezoelektrischer Keramik besteht; – Aufschichten mehrerer erster Grünlinge, auf die jeweils die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode gedruckt sind, und des zweiten Grünlings, auf den die Elektrode mit schwebendem Potential gedruckt ist, um ein Schichterzeugnis zu erhalten, in dem mindestens eine Elektrodenschicht mit schwebendem Potential in mindestens einer der Keramikschichten zwischen den benachbarten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung derselben angeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin die folgenden Schritte umfasst: – Aufschichten mehrerer erster Grünlinge, auf die jeweils die Innenelektrode und die Dummy-Elektrode gedruckt sind, und des zweiten Grünlings, auf den die Elektrode mit schwebendem Potential gedruckt ist, um ein Schichterzeugnis zu erhalten, in dem mindestens eine Elektrodenschicht mit schwebendem Potential in den Keramikschichten außerhalb der äußersten Innenelektroden in der Aufschichtrichtung angeordnet ist, mehrere der Innenelektroden in Dickenrichtung abwechselnd zu gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten geführt sind und die Dummy-Elektrode zwischen einem Ende der Innenelektrode gegenüber der Seite, die zu einer der Seiten geführt ist, und der anderen Seite, zu der die Innenelektrode nicht geführt ist, angeordnet ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, welches die folgenden Schritte umfasst: – Drucken eines Innenelektrodenmusters auf die ersten Grünlinge; – Drucken eines Musters der Elektrode mit schwebendem Potential auf die zweiten Grünlinge; – Aufschichten der Grünlinge, um das Schichterzeugnis zu erhalten, in dem das Muster der Elektrode mit schwebendem Potential in mindestens einer der Grünlingschichten zwischen den benachbarten Innenelektrodenmustern in der Aufschichtrichtung und/oder den Grünlingschichten außerhalb der äußersten Innenelektrodenmuster in der Aufschichtrichtung angeordnet ist; – Polarisieren des gesinterten Mutterpresslings mit Hilfe der Innenelektrodenmuster des gesinterten Mutterpresslings; – Schneiden des gesinterten Mutterpresslings, um gesinterte Keramikpresslinge einer piezoelektrischen Resonatoreinrichtung zu erhalten; und – jeweils Ausbilden der ersten und zweiten Außenelektroden auf gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten des geschnittenen gesinterten Keramikpresslings, so dass die Innenelektroden mit einer der Außenelektroden elektrisch verbunden sind und die Elektrode mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden elektrisch verbunden ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektroden und die Elektrode mit schwebendem Potential so ausgebildet sind, dass sie die ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings der mehrschichtigen piezoelektrischen Resonatoreinrichtung kontaktieren, und der Schritt des jeweiligen Ausbildens der Außenelektroden auf den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings die folgenden Schritte umfasst: das Bilden von Isolierschichten auf den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings zum Abdecken freiliegender Teile der Innenelektroden und/oder der Elektrode mit schwebendem Potential, so dass die Innenelektroden nur mit einer der ersten und zweiten Außenelektroden elektrisch verbunden sind, aber nicht mit der anderen Außenelektrode elektrisch verbunden sind, und die Elektrode mit schwebendem Potential nicht mit den Außenelektroden elektrisch verbunden ist, und das jeweilige Ausbilden der ersten und zweiten Außenelektroden auf den ersten und zweiten Seiten des gesinterten Keramikpresslings nach dem Ausbilden der Isolierschichten.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erhalten der ersten Grünlinge das Innenelektrodenmuster und ein Dummy-Elektroden-Muster auf den jeweiligen Grünling gedruckt werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Erhaltens der zweiten Grünlinge das Muster der Elektrode mit schwebendem Potential und ein Dummy-Elektroden-Muster auf den Grünling gedruckt werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, welches die folgenden Schritte umfasst: – Ausbilden einer dritten Außenelektrode auf einer dritten Seite des gesinterten Keramikpresslings; und – Anlegen eines elektrischen Gleichstromfelds zwischen den ersten und zweiten Außenelektroden und der dritten Außenelektrode, um den gesinterten Pressling zu polarisieren.
  18. Verwendung eines piezoelektrischen Mehrschichtbauteils nach einem der Ansprüche 2, 3 4 für einen Tintentstrahlkopf mit: – einer Düse zum Ausstoßen von Tinte; – einer mit der Düse in Verbindung stehenden Tintenkammer, die mindestens eine biegsame Wand umfasst; und wobei der piezoelektrische Aktor zum Pressen der Tintenkammer nahe der Tintenkammer angeordnet ist.
DE69937222T 1998-12-01 1999-12-01 Piezoelektrisches Mehrschichtelement Expired - Lifetime DE69937222T2 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34200598 1998-12-01
JP34200498A JP2000174581A (ja) 1998-12-01 1998-12-01 積層型圧電共振子及びその製造方法
JP34200498 1998-12-01
JP34200598A JP3334651B2 (ja) 1998-12-01 1998-12-01 圧電トランス及びその製造方法
JP34200398A JP3319413B2 (ja) 1998-12-01 1998-12-01 圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの製造方法及びインクジェットヘッド
JP34200398 1998-12-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69937222D1 DE69937222D1 (de) 2007-11-15
DE69937222T2 true DE69937222T2 (de) 2008-07-03

Family

ID=27341030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69937222T Expired - Lifetime DE69937222T2 (de) 1998-12-01 1999-12-01 Piezoelektrisches Mehrschichtelement

Country Status (5)

Country Link
US (3) US6437488B1 (de)
EP (1) EP1006596B1 (de)
CN (1) CN1167143C (de)
DE (1) DE69937222T2 (de)
TW (1) TW432731B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153266A1 (de) * 2008-06-19 2009-12-23 Epcos Ag Piezoelektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen kontaktes

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10121270A1 (de) * 2001-04-30 2003-02-06 Epcos Ag Passivierungsmaterial für ein elektrisches Bauteil sowie piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise
JP3794292B2 (ja) * 2001-07-03 2006-07-05 株式会社村田製作所 圧電型電気音響変換器およびその製造方法
WO2004030113A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-08 Innochips Technology Piezoelectric vibrator and fabricating method thereof
JP4635439B2 (ja) * 2003-02-12 2011-02-23 株式会社デンソー 積層型圧電体素子及びその製造方法
US7446458B2 (en) * 2003-09-04 2008-11-04 Nec Corporation Piezoelectric ceramic element and portable device
US7696677B2 (en) * 2003-10-31 2010-04-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Lamination-type resistance element
CN100563039C (zh) * 2004-03-09 2009-11-25 京瓷株式会社 叠层型压电元件及其制造方法
JP2005294761A (ja) * 2004-04-05 2005-10-20 Tdk Corp 積層型圧電素子
WO2006073018A1 (ja) * 2005-01-06 2006-07-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. 圧電アクチュエータの製造方法及び圧電アクチュエータ
KR100722370B1 (ko) * 2005-02-22 2007-05-29 주식회사 휴먼스캔 적층형 초음파 탐촉자 및 이의 제조방법
US7443020B2 (en) * 2005-02-28 2008-10-28 Texas Instruments Incorporated Minimizing number of masks to be changed when changing existing connectivity in an integrated circuit
EP1898476B1 (de) * 2005-06-15 2014-11-19 Kyocera Corporation Mehrschichtiges piezoelektrisches element und auswurfvorrichtung damit
WO2007037377A1 (ja) * 2005-09-29 2007-04-05 Kyocera Corporation 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置
JP2007312164A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Hitachi Ltd 圧電薄膜共振器並びにそれを用いた高周波フィルタ及び高周波モジュール
EP2073283B1 (de) * 2006-09-28 2014-12-17 Kyocera Corporation Laminiertes piezoelektrisches element, einspritzvorrichtung und kraftstoffeinspritzsystem mit einem laminierten piezoelektrischen element und verfahren zur herstellung eines laminierten piezoelektrischen elements
DE102007003280A1 (de) * 2007-01-23 2008-07-24 Epcos Ag Piezoelektrisches Bauelement
DE102007003281A1 (de) * 2007-01-23 2008-07-24 Epcos Ag Piezoelektrischer Transformator und Transformatoranordnung
JP2008227076A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Nec Electronics Corp 半導体装置
CN101657393B (zh) * 2007-04-19 2012-07-18 日本特殊陶业株式会社 压电陶瓷组合物和压电器件
WO2010004534A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Nxp B.V. Bulk acoustic wave resonator using acoustic reflector layers as inductive or capacitive circuit element
KR101326308B1 (ko) * 2011-02-11 2013-11-11 삼성전자주식회사 초음파 프로브
DE102012101606A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Epcos Ag ESD-Schutzbauelement und Bauelement mit einem ESD-Schutzbauelement und einer LED
US20130134838A1 (en) * 2011-11-28 2013-05-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Piezoelectric mems transformer
FR2996080B1 (fr) * 2012-09-27 2016-01-15 Thales Sa Dispositif acoustique comprenant un cristal phononique reglable
JP6004118B2 (ja) * 2013-10-22 2016-10-05 株式会社村田製作所 積層セラミック構造体及びその製造方法並びに圧電アクチュエータの製造方法
NL2012419B1 (en) * 2014-03-13 2016-01-06 Novioscan B V High voltage MEMS, and a portable ultrasound device comprising such a MEMS.
EP3035519B1 (de) * 2014-12-19 2018-02-21 Attocube Systems AG Elektromechanischer Aktuator
TWI624969B (zh) * 2015-10-09 2018-05-21 Ngk Spark Plug Co Ltd Piezoelectric element, piezoelectric actuator and piezoelectric transformer
JP6790366B2 (ja) * 2016-01-29 2020-11-25 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法
WO2017215984A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 Koninklijke Philips N.V. Electroactive polymer actuator device and driving method
JP2020123664A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 Tdk株式会社 積層型圧電素子

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1164600A (en) * 1967-10-31 1969-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezo-Electric Transformer
JPS5885614A (ja) * 1981-11-18 1983-05-23 Nec Corp モノリシツクセラミツクフイルタ
US4564782A (en) * 1983-09-02 1986-01-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Ceramic filter using multiple thin piezoelectric layers
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
JPS6086880A (ja) * 1983-10-19 1985-05-16 Nec Corp 電歪効果素子
US5075665A (en) * 1988-09-08 1991-12-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated varistor
US5045744A (en) * 1988-12-23 1991-09-03 Murata Mfg. Co. Energy-trapping-by-frequency-lowering-type piezoelectric-resonance device
IT1232029B (it) * 1989-03-06 1992-01-23 Juki Kk Metodo per la connessione di un tubo ad ugello di un ugello a getto di inchiostro con un elemento piezoelettrico
DE69031839T2 (de) * 1989-04-07 1998-05-07 Mitsui Petrochemical Ind Geschichtete Keramikanordnung und Verfahren zur deren Herstellung
JPH0671103B2 (ja) 1989-04-07 1994-09-07 三井石油化学工業株式会社 積層型セラミック素子の製造方法
JP2504223B2 (ja) * 1989-10-11 1996-06-05 株式会社村田製作所 積層コンデンサの製造方法
DE68926166T2 (de) * 1989-11-14 1996-12-12 Battelle Memorial Institute Verfahren zur Herstellung einer piezoelektrischen Stapelantriebsvorrichtung
JP2965602B2 (ja) * 1990-02-26 1999-10-18 日立金属株式会社 積層型変位素子
US5028831A (en) 1990-04-04 1991-07-02 Motorola, Inc. SAW reflectionless quarter-wavelength transducers
JPH04214686A (ja) * 1990-10-05 1992-08-05 Nec Corp 電歪効果素子
JP2987944B2 (ja) 1991-01-09 1999-12-06 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式印字ヘッド
JP3185226B2 (ja) * 1991-01-30 2001-07-09 株式会社村田製作所 圧電バイモルフ素子の駆動方法及び圧電バイモルフ素子
JPH0547591A (ja) 1991-08-09 1993-02-26 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミツク電子部品の製造方法
JPH0567819A (ja) * 1991-09-10 1993-03-19 Nec Corp 圧電セラミツクトランス
JP3147964B2 (ja) 1992-01-21 2001-03-19 セイコーエプソン株式会社 積層形圧電変位素子ユニット及びインクジェット記録ヘッド
JP3363937B2 (ja) 1992-03-26 2003-01-08 日本碍子株式会社 弾性表面波フィルタ装置
CA2113787A1 (en) * 1993-01-29 1994-07-30 Nobuyuki Hamanaka Carbocyclic sulfonamides
US5610565A (en) * 1994-02-02 1997-03-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Composite LC device with a ground electrode not formed on the inductor parts
US5914556A (en) * 1994-09-09 1999-06-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric element and method of manufacturing the same
JPH08306984A (ja) 1995-05-11 1996-11-22 Tokin Corp 圧電トランス
JP3266031B2 (ja) 1996-04-18 2002-03-18 株式会社村田製作所 圧電共振子およびそれを用いた電子部品
JP3271517B2 (ja) * 1996-04-05 2002-04-02 株式会社村田製作所 圧電共振子およびそれを用いた電子部品
JP3608874B2 (ja) 1996-06-06 2005-01-12 株式会社日立メディコ 超音波探触子
JPH1084244A (ja) 1996-07-18 1998-03-31 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子およびそれを用いた電子部品
JPH10126203A (ja) 1996-08-27 1998-05-15 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子およびそれを用いた電子部品
JP2907153B2 (ja) 1996-10-17 1999-06-21 日本電気株式会社 圧電トランスおよびその製造方法
JPH10241993A (ja) 1997-02-27 1998-09-11 Tokin Corp 積層セラミック電子部品
DE69916344T2 (de) 1998-01-23 2005-05-12 Océ-Technologies B.V. Pizoelektrischer Betätiger für Tintenstrahldruckkopf
US6121718A (en) * 1998-03-31 2000-09-19 Acuson Corporation Multilayer transducer assembly and the method for the manufacture thereof
JP2000183683A (ja) * 1998-12-17 2000-06-30 Murata Mfg Co Ltd 厚み縦圧電共振子及び圧電共振部品
JP2001102646A (ja) 1999-09-28 2001-04-13 Tokin Ceramics Corp 積層型圧電セラミックス

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153266A1 (de) * 2008-06-19 2009-12-23 Epcos Ag Piezoelektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen kontaktes
US8471437B2 (en) 2008-06-19 2013-06-25 Epcos Ag Piezoelectric component and method for producing an electrical contact
US9490417B2 (en) 2008-06-19 2016-11-08 Epcos Ag Method for producing an electrical contact

Also Published As

Publication number Publication date
US7003858B2 (en) 2006-02-28
DE69937222D1 (de) 2007-11-15
CN1256522A (zh) 2000-06-14
US20040095042A1 (en) 2004-05-20
US20020135277A1 (en) 2002-09-26
US6437488B1 (en) 2002-08-20
US6735839B2 (en) 2004-05-18
TW432731B (en) 2001-05-01
CN1167143C (zh) 2004-09-15
EP1006596B1 (de) 2007-10-03
EP1006596A2 (de) 2000-06-07
EP1006596A3 (de) 2004-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69937222T2 (de) Piezoelektrisches Mehrschichtelement
DE4113576C2 (de) Vielschichtkondensator
DE3942623C2 (de)
DE112005001022B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktuators und piezoelektrischer Aktuator
DE19628890A1 (de) Elektronikteile mit eingebauten Induktoren
DE60114200T2 (de) Keramischer vielschichtkondensatornetzwerk
EP2118912B1 (de) Vielschicht-bauelement und verfahren zur herstellung eines vielschicht-bauelements
DE2805965C2 (de) Interdigital-Bandpaßfilter
DE10307825A1 (de) Elektrisches Vielschichtbauelement und Schichtstapel
DE3832658C2 (de)
DE19806296B4 (de) NTC-Thermistorelemente
DE3432133A1 (de) Keramisches filter
DE112018005239T5 (de) Abstimmbarer Mehrschichtkondensator mit hoher Kapazität und Array
DE112006000272B4 (de) Piezoelektrischer Resonator und Verfahren zur Herstellung desselben
EP2193531B1 (de) Elektrisches vielschichtbauelement sowie verfahren zur herstellung eines elektrischen vielschichtbauelements
DE3941920A1 (de) Verstellbarer mehrschichtkondensator
EP0386821B1 (de) Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4410504B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils
WO2017071902A1 (de) Schichtanordnung für ein volumenwellenbauelement
EP1537655B1 (de) Mehrfachresonanzfilter
EP1129493B1 (de) Piezokeramische vielschichtstruktur mit regelmässiger polygon-querschnittsfläche
DE10041306A1 (de) Piezoelektrische Filtervorrichtung
DE4410753C2 (de) Kondensator-Array
DE4203960C2 (de) Bandpaßfilter
WO2022013352A1 (de) Vielschichtkondensator

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition