JP2000183414A

JP2000183414A - セラミック素子

Info

Publication number: JP2000183414A
Application number: JP10356691A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Takeuchi; 幸久武内; Tsutomu Nanataki; 七瀧　　努; Natsuki Shimokawa; 夏己下河; Takayoshi Akao; 隆嘉赤尾
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】アクチュエータ部の変位に伴う絶縁層の剥離現
象の発生を抑制して、絶縁破壊耐性及び短絡現象の発生
を防止し、セラミック素子を用いた各種電子部品の高信
頼性化を図る。【解決手段】印加電界に応じて一主面に対して法線方向
に変位する形状保持層２４と、該形状保持層２４に形成
された少なくとも一対の電極２８ａ及び２８ｂとを有す
るアクチュエータ部１４とを具備したセラミック素子１
０において、一対の電極２８（一方の電極２８ａ及び他
方の電極２８ｂ）を覆うように柔軟性を有する絶縁層３
０を形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ、
各種振動子、ディスプレイ、リレー等に用いられる電気
エネルギーを機械エネルギーに変換する素子ないしは、
フィルタ、共振回路等に用いられるコンデンサ素子であ
って、特に逆圧電効果や反強誘電相−強誘電相転移を利
用したセラミック素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学や精密加工等の分野におい
て、サブミクロンのオーダーで光路長や位置を調整する
変位素子が所望されるようになってきている。

【０００３】これに応えるものとして、強誘電体等の圧
電材料に電界を加えたときに起きる逆圧電効果に基づく
ところの変位の発現を利用したアクチュエータの開発が
進められている。

【０００４】その中で、本出願人にあっても、先に、特
開平３−１２８６８１号公報や特開平５−４９２７０号
公報等において、各種の用途に好適に用いられるセラミ
ックス製の圧電／電歪膜型素子を提案している。

【０００５】前記提案例に係る圧電／電歪膜型素子は、
小型で安価な、高信頼性の電気機械変換素子であるとと
もに、低い駆動電圧にて大変位を得られ、また応答速度
が速く、かつ発生力も大きいという優れた特徴を有して
おり、アクチュエータ、ディスプレイ、リレー等の構成
部材等として有用である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電極に対し
て絶縁のためのコーティングを施すと、電極を空気中に
露出させた場合と比べて絶縁破壊耐性が向上することが
知られている。

【０００７】しかしながら、圧電／電歪素子上に設けら
れた電極に対しては、素子自体の伸縮によりコーティン
グ層との界面で剥離が生じやすくなる。一旦、コーティ
ング層の剥離が生じると、絶縁破壊耐性が激減し、絶縁
破壊や短絡現象を生じるおそれがある。

【０００８】本発明は、このような課題を考慮してなさ
れたものであり、圧電／電歪部の変位に伴う絶縁層の剥
離現象の発生を抑制して、絶縁破壊耐性及び短絡現象の
発生を防止することができ、高信頼性のあるセラミック
素子を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、形状保持層
と、該形状保持層に形成された少なくとも一対の電極と
を有する圧電／電歪部とを具備したセラミック素子にお
いて、前記一対の電極を覆うように柔軟性を有する絶縁
層を形成して構成する。

【００１０】絶縁層は柔軟性を有するため、該絶縁層が
電極に対して高い密着性で覆われることになり、圧電／
電歪部が変位してもそれに追従して変位する。従って、
電極と絶縁層との界面における絶縁層の剥離現象はほと
んど生じなくなり、絶縁破壊耐性及び短絡現象の発生を
防止することができ、セラミック素子の高信頼性を達成
させることができる。

【００１１】絶縁層は電極に対して高い密着性で覆われ
ていることから、仮に絶縁破壊が生じたとしても、電極
破片の僅かな移動も許さず、これにより短絡現象を効果
的に防止することができる。

【００１２】圧電／電歪部は、加えられる変位に応じた
電流レベルあるいは電圧レベルの電気信号に変換するセ
ンサとして用いることができるほか、印加電界に応じて
一主面に対して法線方向に変位するアクチュエータに用
いても好適である。

【００１３】特に、アクチュエータとして用いた場合に
おいては、一般に、圧電／電歪部の変位が大きくなり、
絶縁層の剥離現象が生じやすくなるが、本発明によれ
ば、前記圧電／電歪部上に形成された絶縁層の剥離現象
はほとんど生じなくなり、絶縁破壊耐性及び短絡現象の
発生を防止することができる。

【００１４】そして、前記構成において、前記絶縁層
を、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、吸湿
硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、又はこれらの混合物にて
構成するようにしてもよい。

【００１５】この場合、ビニルブチラール系樹脂、アク
リル系樹脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、
又はこれらの混合物が好ましく用いられる。

【００１６】更に好ましくは、エポキシ樹脂、変性エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、又は
これらの混合物である。

【００１７】前記絶縁層の性状は、ショアＡ硬度では１
０〜９０が好ましく、２０〜８０が最も好ましい。ショ
アＤ硬度では５０以下が最も好ましい。

【００１８】この特性は、形状保持層の変位動作に追従
することで、電極と絶縁層との界面での応力を緩和し、
絶縁層の界面剥離が生じるのを抑制する効果がある。ま
た、変位特性を阻害しないという付帯効果もある。

【００１９】仮に、電極の一部で絶縁破壊が発生した際
に、硬い樹脂を用いた場合においては、破壊のエネルギ
ーにより破壊箇所周辺の樹脂全体が損傷を受け、電極の
露出をもたらすのに対し、柔軟性のある樹脂では、破壊
のエネルギーを吸収し損傷がごく一部の範囲にとどまる
ため、電極露出や劣化を最小限に抑えることが可能とな
る。

【００２０】また、前記絶縁層の伸び率は、１０％以上
が好ましく、より好ましくは５０％以上である。この特
性は、変位動作により生ずる形状保持層との界面での応
力を緩和し、界面剥離が生じるのを抑制する効果があ
る。

【００２１】前記絶縁層の体積抵抗率は、１×１０⁸Ω
ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１×１
０¹⁰Ωｃｍ以上である。これにより、絶縁材料としての
機能を満たすことができる。

【００２２】前記絶縁層の厚みは、０．１μｍ〜１ｍｍ
が望ましいが、特に限定されるものではない。更に好ま
しくは１〜１００μｍである。

【００２３】前記絶縁層は難燃性を有することが望まし
い。これは、火花放電や短絡による熱の発生が生じた場
合に、絶縁層が燃えないようにする効果がある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセラミック素
子の実施の形態例（以下、単に実施の形態に係るセラミ
ック素子と記す）を図１〜図５を参照しながら説明す
る。

【００２５】本実施の形態に係るセラミック素子１０
は、図１に示すように、例えばセラミックスにて構成さ
れた基体１２を有し、該基体１２の所定箇所にアクチュ
エータ部１４が配設されている。

【００２６】前記基体１２は、一主面が連続した面（面
一）とされ、前記アクチュエータ部１４に対応した位置
に空所１６が設けられている。各空所１６は、基体１２
の他端面に設けられた径の小さい貫通孔１８を通じて外
部と連通されている。

【００２７】前記基体１２のうち、空所１６が形成され
ている部分は薄肉とされ、それ以外の部分は厚肉とされ
ている。薄肉の部分は、外部応力に対して振動を受けや
すい構造となって振動部２０として機能し、厚肉とされ
た空所１６以外の部分は前記振動部２０を支持する固定
部２２として機能するようになっている。

【００２８】つまり、基体１２は、最下層であるベース
プレート１２Ａと中間層であるスペーサプレート１２Ｂ
と最上層である閉塞プレート１２Ｃの積層体であって、
スペーサプレート１２Ｂのうち、アクチュエータ部１４
に対応する箇所に空所１６が形成された一体構造体とし
て把握することができる。ベースプレート１２Ａは、補
強用基板として機能するほか、配線用の基板としても機
能するようになっている。なお、前記基体１２は、一体
焼成であっても、別途製作したものを接合してもよい。

【００２９】前記アクチュエータ部１４は、図１に示す
ように、前記振動部２０と固定部２２のほか、該振動部
２０上に直接形成された圧電／電歪層や反強誘電体層等
の形状保持層２４と、該形状保持層２４の上面に形成さ
れた一対の電極２８（一方の電極２８ａ及び他方の電極
２８ｂ）とを有するアクチュエータ部本体２６を有して
構成されている。

【００３０】一対の電極２８は、形状保持層２４に対し
て上下に形成した構造や片側だけに形成した構造のいず
れであってもかまわないが、基体１２と形状保持層２４
との接合性を有利にするには、この例のように、基体１
２と形状保持層２４とが段差のない状態で直接接するよ
うに、形状保持層２４の上部（基体１２とは反対側）の
みに一対の電極２８を形成した方が好ましい。

【００３１】一対の電極２８の平面形状としては、図２
に示すように、多数のくし歯が相補的に対峙した形状と
してもよく、その他、特開平１０−７８５４９号公報に
も示されているように、渦巻き状や多枝形状などを採用
することができる。

【００３２】形状保持層２４の平面形状を例えば楕円形
状とし、一対の電極２８をくし歯状に形成した場合は、
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、形状保持層２４の長軸
に沿って一対の電極２８のくし歯が配列される形態や、
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、形状保持層２４の短軸
に沿って一対の電極２８のくし歯が配列される形態など
がある。

【００３３】そして、図３Ａ及び図４Ａに示すように、
一対の電極２８のくし歯の部分が形状保持層２４の平面
形状内に含まれる形態や、図３Ｂ及び図４Ｂに示すよう
に、一対の電極２８のくし歯の部分が形状保持層２４の
平面形状からはみ出した形態などがある。図３Ｂ及び図
４Ｂに示す形態の方がアクチュエータ部１４の屈曲変位
において有利である。

【００３４】そして、本実施の形態に係るセラミック素
子１０は、図１に示すように、形状保持層２４上に、一
対の電極２８を覆うように柔軟性を有する絶縁層３０が
形成されて構成されている。

【００３５】前記絶縁層３０としては、アクリル系樹
脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、酢酸ビニ
ル系樹脂、ＥＶＡ系樹脂、メタクリル系樹脂、変性メタ
クリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、特殊シリコーン
変性ポリマー、ポリカーボネート系樹脂、天然ゴム、合
成ゴム等の、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹
脂、吸湿硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、又はこれらの樹
脂の混合物を使うことができる。

【００３６】中でも、ビニルブチラール系樹脂、アクリ
ル系樹脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、又
はこれらの樹脂の混合物が好ましく用いられる。

【００３７】更に好ましくは、エポキシ樹脂、変性エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、又は
これらの樹脂の混合物である。

【００３８】樹脂の性状としては、ショアＡ硬度では１
０〜９０が好ましく、２０〜８０が最も好ましい。ショ
アＤ硬度では５０以下が最も好ましい。

【００３９】この特性は、形状保持層２４の変位動作に
追従することで、一対の電極２８と絶縁層３０との界面
並びに形状保持層２４と絶縁層３０との界面での応力を
緩和し、絶縁層３０の界面剥離が生じるのを抑制する効
果がある。また、変位特性を阻害しないという付帯効果
もある。

【００４０】仮に、一対の電極２８の一部で絶縁破壊が
発生した場合、硬い樹脂を用いた場合においては、破壊
のエネルギーにより破壊箇所周辺の樹脂全体が損傷を受
け、電極の露出をもたらすのに対し、上述のような柔軟
性のある樹脂では、破壊のエネルギーを吸収し損傷がご
く一部の範囲にとどまるため、電極露出や劣化を最小限
に抑えることが可能となる。

【００４１】また、前記絶縁層３０の伸び率は、１０％
以上が好ましく、より好ましくは５０％以上である。こ
の特性は、変位動作により生ずる形状保持層２４との界
面での応力を緩和し、絶縁層３０の界面剥離が生じるの
を抑制する効果がある。

【００４２】前記絶縁層３０の体積抵抗率は、１×１０
⁸Ωｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１
×１０¹⁰Ωｃｍ以上である。これにより、絶縁材料とし
ての機能を満たすことができる。

【００４３】前記絶縁層３０の厚みは、０．１μｍ〜１
ｍｍが望ましいが、特に限定されるものではない。更に
好ましくは１〜１００μｍである。

【００４４】前記絶縁層３０は難燃性を有することが望
ましい。これは、火花放電や短絡による熱の発生が生じ
た場合に、絶縁層３０が燃えないようにする効果があ
る。

【００４５】このように、本実施の形態に係るセラミッ
ク素子１０においては、絶縁層３０が柔軟性を有するた
め、絶縁層３０が一対の電極２８に対して高い密着性で
覆われることになり、アクチュエータ部１４が変位して
もそれに追従して変位する。従って、一対の電極２８と
絶縁層３０との界面における絶縁層３０の剥離現象はほ
とんど生じなくなり、絶縁破壊耐性及び短絡現象の発生
を効果的に防止することができ、セラミック素子１０を
用いた各種電子部品の高信頼性を達成させることができ
る。

【００４６】セラミック素子１０を用いた電子部品とし
ては、表示装置、リレー装置、容量可変コンデンサのほ
か、フィルター、超音波センサや角速度センサや加速度
センサや衝撃センサ等の各種センサ、マイクロフォン、
発音体（スピーカー等）、ディスクリミネータ、動力用
や通信用の振動子や発振子や共振子等がある。また、セ
ラミック素子は、サーボ変位素子、パルス駆動モータ、
超音波モータ、圧電ファン等に用いられるアクチュエー
タ等にも適用させることができる。

【００４７】ここで、セラミック素子１０の各構成部
材、特に前記絶縁層３０を除く各構成部材の材料等の選
定について説明する。

【００４８】振動部２０は、高耐熱性材料であることが
好ましい。その理由は、アクチュエータ部１４を有機接
着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、固定部２２によ
って直接振動部２０を支持させる構造とする場合、少な
くとも形状保持層２４の形成時に、振動部２０が変質し
ないようにするため、振動部２０は、高耐熱性材料であ
ることが好ましい。

【００４９】また、振動部２０は、基体１２上に形成さ
れる一対の電極２８における一方の電極２８ａに通じる
配線と他方の電極２８ｂに通じる配線との電気的な分離
を行うために、電気絶縁材料であることが好ましい。

【００５０】従って、振動部２０は、高耐熱性の金属あ
るいはその金属表面をガラス等のセラミック材料で被覆
したホーロー等の材料であってもよいが、セラミックス
が最適である。

【００５１】振動部２０を構成するセラミックスとして
は、例えば安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ム
ライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これら
の混合物等を用いることができる。

【００５２】安定化された酸化ジルコニウムは、振動部
２０の厚みが薄くても機械的強度が高いこと、靭性が高
いこと、形状保持層２４及び一対の電極２８との化学反
応性が小さいこと等のため、特に好ましい。安定化され
た酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニウム及び
部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。安定化された
酸化ジルコニウムでは、正方晶、立方晶等の結晶構造が
高温から室温まで安定されるため、相転移を起こさな
い。

【００５３】一方、酸化ジルコニウムは、１０００℃前
後で、単斜晶と正方晶とで相転移し、この相転移のとき
にクラックが発生する場合がある。安定化された酸化ジ
ルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウ
ム、酸化セリウム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤
を、１〜３０モル％含有する。振動部２０の機械的強度
を高めるために、安定化剤が酸化イットリウムを含有す
ることが好ましい。このとき、酸化イットリウムは、好
ましくは１．５〜６モル％含有し、更に好ましくは２〜
４モル％含有することであり、更に０．１〜５モル％の
酸化アルミニウムが含有されていることが好ましい。

【００５４】また、結晶相は、立方晶＋単斜晶の混合
相、正方晶＋単斜晶の混合相、立方晶＋正方晶＋単斜晶
の混合相などであってもよいが、中でも主たる結晶相
が、正方晶、又は正方晶＋立方晶の混合相としたもの
が、強度、靭性、耐久性の観点から最も好ましい。

【００５５】振動部２０がセラミックスからなるとき、
多数の結晶粒が振動部２０を構成するが、振動部２０の
機械的強度を高めるため、結晶粒の平均粒径は、０．０
５〜２μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍであ
ることが更に好ましい。

【００５６】固定部２２は、セラミックスからなること
が好ましいが、振動部２０の材料と同一のセラミックス
でもよいし、異なっていてもよい。固定部２２を構成す
るセラミックスとしては、振動部２０の材料と同様に、
例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムラ
イト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの
混合物等を用いることができる。

【００５７】基体１２は、安定化された酸化ジルコニウ
ムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とす
る材料、又はこれらの混合物を主成分とする材料等が好
適に採用される。その中でも、安定化された酸化ジルコ
ニウムを主成分としたものが更に好ましい。

【００５８】なお、焼結助剤として粘土等を加えること
もあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすい
ものが過剰に含まれないように、助剤成分を調節する必
要がある。なぜなら、これらガラス化しやすい材料は、
基体１２と形状保持層２４とを接合させる上で有利では
あるものの、基体１２と形状保持層２４との反応を促進
し、所定の形状保持層２４の組成を維持することが困難
となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるか
らである。

【００５９】即ち、基体１２中の酸化珪素等は重量比で
３％以下、更に好ましくは１％以下となるように制限す
ることが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で５０
％以上の割合で存在する成分をいう。

【００６０】形状保持層２４は、上述したように、圧電
／電歪層や反強誘電体層等を用いることができるが、形
状保持層２４として圧電／電歪層を用いる場合、該圧電
／電歪層としては、例えば、ジルコン酸鉛、マグネシウ
ムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、
マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッ
ケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、
チタン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コ
バルトニオブ酸鉛等、又はこれらの何れかの組合せを含
有するセラミックスが挙げられる。

【００６１】主成分がこれらの化合物を５０重量％以上
含有するものであってもよいことはいうまでもない。ま
た、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有する
セラミックスは、形状保持層２４を構成する圧電／電歪
層の構成材料として最も使用頻度が高い。

【００６２】また、圧電／電歪層をセラミックスにて構
成する場合、前記セラミックスに、更に、ランタン、カ
ルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステ
ン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等の
酸化物、若しくはこれらの何れかの組合せ、又は他の化
合物を、適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。

【００６３】例えば、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコ
ン酸鉛及びチタン酸鉛とからなる成分を主成分とし、更
にランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを
用いることが好ましい。

【００６４】圧電／電歪層は、緻密であっても、多孔質
であってもよく、多孔質の場合、その気孔率は４０％以
下であることが好ましい。

【００６５】形状保持層２４として反強誘電体層を用い
る場合、該反強誘電体層としては、ジルコン酸鉛を主成
分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分
を主成分とするもの、更にはジルコン酸鉛に酸化ランタ
ンを添加したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる
成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したもの
が望ましい。

【００６６】特に、下記の組成のようにジルコン酸鉛と
スズ酸鉛とからなる成分を含む反強誘電体膜をアクチュ
エータ部１４のような膜型素子として適用する場合、比
較的低電圧で駆動することができるため、更に好まし
い。

【００６７】Ｐｂ_0.99Ｎｂ_0.02［（Ｚｒ_xＳｎ_1-x）
_1-yＴｉ_y］_0.98Ｏ₃ 但し、0.5 ＜ｘ＜ 0.6，0.05＜ｙ＜ 0.063，0.01＜Ｎｂ
＜ 0.03 また、この反強誘電体膜は、多孔質であってもよく、多
孔質の場合には気孔率３０％以下であることが望まし
い。

【００６８】そして、前記基体１２における振動部２０
の厚みと該振動部２０上に形成される形状保持層２４の
厚みは、同次元の厚みであることが好ましい。なぜな
ら、振動部２０の厚みが形状保持層２４の厚みよりも極
端に厚くなると（１桁以上異なると）、形状保持層２４
の焼成収縮に対して、振動部２０がその収縮を妨げるよ
うに働くため、形状保持層２４と基体１２との界面での
応力が大きくなり、はがれ易くなったり、焼結しにくく
なったりする。反対に、厚みの次元が同程度であれば、
形状保持層２４の焼成収縮に基体１２（振動部２０）が
追従し易くなるため、一体化には好適である。具体的に
は、振動部２０の厚みは、１〜１００μｍであることが
好ましく、３〜５０μｍが更に好ましく、５〜２０μｍ
が更になお好ましい。一方、形状保持層２４は、その厚
みとして５〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍが更
に好ましく、５〜３０μｍが更になお好ましい。

【００６９】前記形状保持層２４上、あるいは形状保持
層２４の上下面に形成される一対の電極２８は、用途に
応じて適宜な厚さとするが、０．０１〜５０μｍの厚さ
であることが好ましく、０．１〜５μｍが更に好まし
い。また、前記一対の電極２８は、室温で固体であっ
て、導電性の金属で構成されていることが好ましい。例
えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、
ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウ
ム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イ
リジウム、白金、金、鉛、パラジウム等を含有する金属
単体又は合金が挙げられる。これらの元素を任意の組合
せで含有していてもよいことはいうまでもない。また、
前記材料に、形状保持層２４や振動部２０を構成する材
料等に使用される粉末を含有していてもよい。

【００７０】

【実施例】ここで、１つの実験例を示す。この実験例
は、本実施の形態に係るセラミック素子１０とほぼ同じ
構成を有するサンプルに対し、絶縁層３０の材料を代え
て、一対の電極２８の劣化状態、短絡状態を評価したも
のである。この場合、一対の電極２８間の距離を約１０
μｍ、絶縁層３０の厚みを１〜１００μｍ、一対の電極
２８間への印加電圧を１５０〜１７５Ｖとして実験を行
った。

【００７１】実験結果を図５に示す。この図５におい
て、実施例１は絶縁層３０としてセメダイン社製のＰＭ
１００を用い、実施例２は絶縁層３０としてセメダイン
社製のスーパーＸを用い、実施例３は絶縁層３０として
東芝社製の東芝シリコーンＴＳＥ３６６３を用い、実施
例４は絶縁層３０としてセメダイン社製のＰＭ１５５を
用い、実施例５は絶縁層３０としてセメダイン社製のＥ
Ｐ００１を用い、実施例６は絶縁層３０としてスリーエ
ム社製のＤＰ６０５ＮＳを用いたものである。

【００７２】一方、比較例１は絶縁層３０を形成せず、
比較例２は絶縁層３０としてセメダイン社製のＥＰ１７
０を用い、比較例３は絶縁層３０としてスリーエム社製
のＤＰ４６０を用い、比較例４は絶縁層３０としてセメ
ダイン社製のＥＰ１７１を用い、比較例５は絶縁層３０
としてスリーボンド社製の２２８５を用い、比較例６は
絶縁層３０としてＳｉＯ₂膜を用いたものである。

【００７３】図５に示す実験結果において、絶縁層３０
を形成しない比較例１では、短絡現象は生じなかった
が、電極劣化が大であり、評価は×であった。ショアＤ
硬度が５５である比較例２及びショアＤ硬度が７５であ
る比較例３では、電極劣化については問題なかったが、
共に短絡現象が生じ、評価は共に×であった。ショアＤ
硬度が８７である比較例４及びショアＤ硬度が９４であ
る比較例５では、電極劣化並びに短絡現象が生じ、評価
は共に×であった。絶縁層３０として通常用いられるＳ
ｉＯ₂を使用した比較例６では、電極劣化並びに短絡現
象が生じ、評価は×であった。

【００７４】一方、ショアＡ硬度が２０〜８０内であ
り、伸び率が５０％以上である実施例１〜５並びにショ
ア硬度が５０以下である実施例６では、それぞれ良好な
評価が得られていることがわかる。

【００７５】なお、この発明に係るセラミック素子は、
上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱する
ことなく、種々の構成を採り得ることはもちろんであ
る。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るセラ
ミック素子によれば、アクチュエータ部の変位に伴う絶
縁層の剥離現象の発生を抑制して、絶縁破壊耐性及び短
絡現象の発生を防止することができ、セラミック素子を
用いた各種電子部品の信頼性の向上を達成させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るセラミック素子を示す構成
図である。

【図２】アクチュエータ部に形成される一対の電極の平
面形状の一例を示す図である。

【図３】図３Ａは、形状保持層の長軸に沿って一対の電
極のくし歯を配列させた１つの例を示す説明図であり、
図３Ｂは、他の例を示す説明図である。

【図４】図４Ａは、形状保持層の短軸に沿って一対の電
極のくし歯を配列させた１つの例を示す説明図であり、
図４Ｂは、他の例を示す説明図である。

【図５】絶縁層の材料を代えて、一対の電極の劣化状態
及び短絡状態を評価した実験結果を示す図表である。

【符号の説明】

１０…セラミック素子１２…基体１４…アクチュエータ部１６…空所２０…振動部２２…固定部２４…形状保持層２８…一対の
電極３０…絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下河夏己愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内 (72)発明者赤尾隆嘉愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】形状保持層と、該形状保持層に形成された
少なくとも一対の電極とを有する圧電／電歪部とを具備
したセラミック素子において、前記一対の電極を覆うように柔軟性を有する絶縁層が形
成されていることを特徴とするセラミック素子。
【請求項２】請求項１記載のセラミック素子において、前記絶縁層は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性
樹脂、吸湿硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、又はこれらの
混合物からなることを特徴とするセラミック素子。
【請求項３】請求項２記載のセラミック素子において、前記絶縁層は、ビニルブチラール系樹脂、アクリル系樹
脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、又はこれ
らの混合物からなることを特徴とするセラミック素子。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラ
ミック素子において、前記絶縁層の性状は、ショアＡ硬度が１０〜９０である
ことを特徴とするセラミック素子。
【請求項５】請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラ
ミック素子において、前記絶縁層の性状は、ショアＤ硬度が５０以下であるこ
とを特徴とするセラミック素子。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載のセラ
ミック素子において、前記絶縁層の伸び率は、１０％以上であることを特徴と
するセラミック素子。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載のセラ
ミック素子において、前記絶縁層の体積抵抗率は、１×１０⁸Ωｃｍ以上であ
ることを特徴とするセラミック素子。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載のセラ
ミック素子において、前記絶縁層の厚みは、０．１μｍ〜１ｍｍであることを
特徴とするセラミック素子。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載のセラ
ミック素子において、前記絶縁層は、難燃性を有することを特徴とするセラミ
ック素子。