JP2005123554A - Stacked piezoelectric element and its manufacturing method - Google Patents
Stacked piezoelectric element and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005123554A JP2005123554A JP2003419829A JP2003419829A JP2005123554A JP 2005123554 A JP2005123554 A JP 2005123554A JP 2003419829 A JP2003419829 A JP 2003419829A JP 2003419829 A JP2003419829 A JP 2003419829A JP 2005123554 A JP2005123554 A JP 2005123554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- polarization
- piezoelectric element
- internal electrode
- laminate
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 93
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 125
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 7
- 230000005616 pyroelectricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 10
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、積層型圧電アクチュエータ等の積層型圧電素子とその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer piezoelectric element such as a multilayer piezoelectric actuator and a manufacturing method thereof.
図3に、従来からある一般的な積層型圧電アクチュエータ1の模式図を示す。
FIG. 3 shows a schematic diagram of a conventional general laminated
図3において、10は積層体であり、圧電体セラミックス層11と、内部電極層12とを交互に積層して形成されている。内部電極層12は、積層体10の両側面に設けた異なる極性の外部電極13に交互に接続されている。また、積層体10の上下面(積層方向両端面)は、駆動させる対象物との接点となるため、保護層14が設けられている。そして、異なる極性の外部電極13に接続された各内部電極層12が互いに重なり合った部分が活性部Aとなり、活性部Aの周囲において極性の異なる内部電極層12どうしの絶縁性を確保するための部分が不活性部Bとなる。
In FIG. 3,
不活性部Bや保護層14は、圧電材料で構成されているが、電界がほとんどかからないため、分極時や圧電駆動時にひずみを生じることはない。これに対し、活性部Aでは電界がかかってひずみが発生する。このため、分極時や圧電駆動時に、ひずみが生じる活性部Aと、ひずみが生じない不活性部Bや保護層14との間のひずみ差から応力が発生し、積層型圧電アクチュエータ1に割れが発生する。
The inactive portion B and the
図10に、積層型圧電アクチュエータ1に割れが発生した状態を示す。特に、積層型圧電アクチュエータ1の高さ寸法Tが4mm以上になると、割れが発生し易くなる。高さ寸法Tが7mm,30mmの積層型圧電アクチュエータ1を用いて実際に分極を行ったところ、いずれの場合も割れが発生した。
FIG. 10 shows a state in which the multilayer
そこで、分極時に、不活性部Bや保護層14をも分極させてひずみを発生させることにより、活性部Aと、不活性部Bや保護層14との間に生じていたひずみ差を解消し、応力が発生せず、割れを防ぐことができる。
Therefore, at the time of polarization, the inactive portion B and the
図11,12に、従来からある積層型圧電アクチュエータ1の製造方法を示す(特許文献1,2参照)。
11 and 12 show a conventional method for manufacturing a laminated piezoelectric actuator 1 (see
図11に示すように、積層体10の上下面全体に電極20を設け、活性部A以外の場所にも電界が加わるようにすることで、活性部Aと同時に不活性部Bや保護層14を分極する。その後、図12に示すように、上下面の電極20を除去し、積層方向に直交する方向の側面に外部電極13を形成し、再度層間の分極を行なう。層間分極時には、積層型圧電アクチュエータ1内の圧電体層の半分は電界と逆方向に分極されているため、一旦収縮してから抗電界を越えたところで反転し、アクチュエータ全体で分極の向きが揃う。この際、伸びる部分と収縮する部分は同量であるため互いに打ち消しあい、全体としてひずみは生せず、活性部Aと、不活性部Bや保護層14との間に応力が発生せず、割れを防止できる。
As shown in FIG. 11, the
具体的には、高さ寸法Tが7mmの積層型圧電アクチュエータ1を用い、上下面にAgペーストを塗布し、800℃にて焼付けて電極20を形成し、絶縁油中にて全体分極(印加電圧は10kV,電界強度は2.0kV/mm)を行った。その後、上下面の電極20をサンドペーパにて削り取り、側面に室温下にてスパッタリング成膜によりAg電極膜を形成することにより、外部電極13を作製し、電界による分極を行った。その結果、割れが発生しなかった。
しかし、図11,12に示した積層型圧電アクチュエータ1の製造方法では、圧電体セラミックスを分極するために2kV/mmの電界が必要であり、高さ寸法(積層方向の長さ寸法)Tの大きな積層型圧電アクチュエータ1では、積層型圧電アクチュエータ1全体を分極するために数10kVの電圧を要する。例えば、積層型圧電アクチュエータ1の高さ寸法Tが30mmの場合では、60kVの電圧が必要となる。そのため専用の電源が必要になり、さらに分極時の絶縁油に要する耐電圧も高いものが要求され、絶縁性を維持するために使用期間も短くなりコスト高になるという問題があった。
However, in the manufacturing method of the multilayer
また、積層型圧電アクチュエータ1全体を分極するために上下面に電極20を取り付け、さらにこれらを取り除いて、再度、側面に外部電極13を取り付ける工程が必要となり、製造工程が複雑でコスト高になるという問題があった。
Moreover, in order to polarize the whole laminated
さらに、側面に外部電極13を取り付ける際に、温度を圧電材料のキュリー温度以上に高くすると、図11に示す工程にて全体に施した分極が除去されてしまう。このため、処理温度を高くして、外部電極13の密着性を高くすることができないという問題があった。
Further, when the
本発明は、分極時に高い電圧をかける必要がなく低コストで容易に全体配向でき、分極処理時の内部応力を防いで積層型圧電素子に生じる割れを防止でき、しかも製造工程が簡単で安価であり、かつ、外部電極の密着性を高くすることができる積層型圧電素子とその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention does not require a high voltage during polarization, can be easily oriented at low cost, prevents internal stress during polarization treatment, prevents cracks in the multilayer piezoelectric element, and is simple and inexpensive in the manufacturing process. It is another object of the present invention to provide a laminated piezoelectric element that can enhance the adhesion of external electrodes and a method for manufacturing the same.
本発明の積層型圧電素子の製造方法は、圧電体セラミックス層と内部電極層とを積層してなり、異なる極性の内部電極層の間に位置する活性部と、前記活性部の周囲に存在する不活性部とを有する積層体を得る工程と、前記積層体を異なる極性の内部電極層間で印加される電界方向に伸長させて、積層体全体のドメインの向きを略前記電界方向に配向する工程と、前記内部電極層を介し前記積層体に電界を印加して前記活性部を分極する工程と、
を含むものである。
The manufacturing method of the multilayer piezoelectric element of the present invention is formed by laminating a piezoelectric ceramic layer and an internal electrode layer, and is present around an active portion located between internal electrode layers of different polarities. A step of obtaining a laminated body having an inactive portion, and a step of extending the laminated body in a direction of an electric field applied between internal electrode layers of different polarities so as to orient the direction of the domain of the whole laminated body in the substantially electric field direction. And applying an electric field to the laminate via the internal electrode layer to polarize the active part,
Is included.
前記電界方向は、例えば、前記積層体の積層方向となる。 The electric field direction is, for example, the stacking direction of the stacked body.
なお、前記積層体の積層方向に直交する方向の側面上に導電ペーストを焼き付けて極性の異なる一対の外部電極を形成し、前記内部電極層が異なる極性の外部電極に交互に接続される。 A pair of external electrodes having different polarities are formed by baking a conductive paste on a side surface in a direction orthogonal to the stacking direction of the stacked body, and the internal electrode layers are alternately connected to external electrodes having different polarities.
前記積層体の積層方向の全長は、4mm以上である。 The total length of the laminate in the stacking direction is 4 mm or more.
前記積層体を積層方向に伸長させるには、前記積層体の積層方向に直交する方向の側面全周から一様な圧縮応力を加える。 In order to extend the laminated body in the laminating direction, a uniform compressive stress is applied from the entire side surface in the direction orthogonal to the laminating direction of the laminated body.
本発明の積層型圧電素子の製造方法は、好ましくは、分極する工程より後の工程において、前記分極方向とは逆方向に抗電界以上の電界を前記活性部に加えて前記分極方向を反転させる工程を有する。 In the manufacturing method of the multilayer piezoelectric element of the present invention, preferably, in a step after the polarization step, an electric field higher than a coercive electric field is applied to the active portion in a direction opposite to the polarization direction to reverse the polarization direction. Process.
本発明の積層型圧電素子は、焦電性を有する圧電体セラミックス層と内部電極層とを積層してなり、異なる極性の内部電極層の間に位置する活性部と、前記活性部の周囲に存在する不活性部とを有した積層体と、前記積層体の積層方向に直交する方向の側面上に導電ペーストを焼き付けて形成され、前記内部電極層が交互に接続される極性の異なる一対の外部電極とを備え、前記不活性部が、ドメインの向きを略異なる極性の内部電極層間で印加される電界方向に配向され、かつ、相反する方向に配向された領域が同時に存在しているものである。 The multilayer piezoelectric element of the present invention is formed by laminating a piezoelectric ceramic layer having pyroelectricity and an internal electrode layer, and an active portion located between internal electrode layers having different polarities, and around the active portion. A laminate having an inactive portion, and a pair of different polarities formed by baking a conductive paste on a side surface in a direction perpendicular to the lamination direction of the laminate, and the internal electrode layers are alternately connected An external electrode, wherein the inactive portion is oriented in the direction of the electric field applied between the internal electrode layers having substantially different polarities in the domain direction, and there are regions simultaneously oriented in opposite directions It is.
本発明の積層型圧電素子とその製造方法によると、積層体の側面から圧縮応力を加えることで、積層体を異なる極性の内部電極層間で印加される電界方向に伸長させて、積層体全体のドメインの向きを略電界方向に配向させるので、内部電極層を介し積層体に電界を印加して活性部を分極する際に、活性部と不活性部との間でひずみ差が発生せず、内部応力を防ぎ、分極時や長時間の圧電駆動時における積層型圧電素子に割れが発生するのを防止できる。 According to the multilayer piezoelectric element and the manufacturing method thereof of the present invention, by applying compressive stress from the side surface of the multilayer body, the multilayer body is extended in the direction of the electric field applied between the internal electrode layers of different polarities. Since the orientation of the domain is substantially aligned in the electric field direction, when applying an electric field to the laminate through the internal electrode layer to polarize the active part, no strain difference occurs between the active part and the inactive part, Internal stress can be prevented, and cracks can be prevented from occurring in the laminated piezoelectric element during polarization or during long-time piezoelectric driving.
特に、積層方向の長さ寸法が大きい積層型圧電素子にて有効である。例えば、積層方向の長さ寸法Tが4mm以上のものは、全体分極ならびに層間分極をともに電界印加で行った場合、層間分極時に活性部と不活性部とにかかる応力の差が、一般的な圧電セラミックス(PZT)が有する引張強度である30〜40MPaを越えてしまい、割れることがある。これに対し、積層体の側面から圧縮応力を加えて全体分極を行った場合、このような割れは生じない。 In particular, it is effective in a laminated piezoelectric element having a large length dimension in the lamination direction. For example, when the length dimension T in the stacking direction is 4 mm or more, when the entire polarization and the interlayer polarization are both performed by applying an electric field, the difference in stress applied to the active part and the inactive part during the interlayer polarization is generally The tensile strength of piezoelectric ceramics (PZT), which exceeds 30 to 40 MPa, may break. On the other hand, when the entire polarization is performed by applying a compressive stress from the side surface of the laminate, such a crack does not occur.
しかも、積層体の側面から圧縮応力を加え、機械的に分極させるので、分極時に高い電圧をかける必要がなく低コストで容易に全体配向できる。特に、積層方向の長さ寸法が大きいものであっても電界をかける必要がないので、高電圧設備を必要とせず、分極処理には従来からある分極用の設備で足り、低コストで容易に全体配向できる。 In addition, since compressive stress is applied from the side surface of the laminate to cause mechanical polarization, it is not necessary to apply a high voltage during polarization, and the entire orientation can be easily achieved at low cost. In particular, even if the length in the stacking direction is large, it is not necessary to apply an electric field, so no high-voltage equipment is required, and conventional polarization equipment is sufficient for the polarization treatment, and it is easy and inexpensive. Overall orientation is possible.
また、積層体の側面から圧縮応力を加えて全体分極を行うので、最終的に取り除く全体分極用の電極を形成する必要がなく、全体分極用電極の形成や除去工程が不要となり、製造が簡単で安価である。 In addition, since the entire polarization is performed by applying compressive stress from the side surface of the laminate, there is no need to form an electrode for the entire polarization that is finally removed, and there is no need to form and remove the electrode for the entire polarization, thereby simplifying the manufacture. And cheap.
また、積層体の積層方向に直交する方向の側面上に、導電ペーストを高温にて焼き付けて外部電極を形成した状態で、積層体の側面から圧縮応力を加えて全体分極するので、外部電極の密着性を十分に高くすることができる。 In addition, the conductive paste is baked at a high temperature on the side surface in the direction perpendicular to the stacking direction of the multilayer body, and the entire electrode is polarized by applying compressive stress from the side surface of the multilayer body. Adhesion can be sufficiently increased.
さらに、不活性部の分極方向は活性部の分極方向と平行であるが、一方向に揃っているわけではないので、温度変化によって内部電極面に焦電荷が生じても、向きの異なるドメイン間で打ち消し合って電流が発生せず、不活性部の分極が低下して収縮することはない。よって、内部電極に生じる焦電荷に起因するクラックの発生を防止することができる。 In addition, the polarization direction of the inactive part is parallel to the polarization direction of the active part, but it is not aligned in one direction. In this case, the currents are canceled and no current is generated, and the polarization of the inactive portion is not lowered and contracted. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to the pyroelectric charge generated in the internal electrode.
積層型圧電素子を製造するのに、分極する工程より後の工程において、分極方向とは逆方向に抗電界以上の電界を活性部に加えて分極方向を反転させることにより、不活性部のドメインの向きが先の配向工程により内部電極間で印加される電界方向に配向したものとなっている状態で保持しつつ、活性部に90°ドメインの配向成分が増した結晶を増やすことになり、駆動電圧を印加したときの圧電素子の伸び率が、この分極反転処理を行っていないものに比べても大きなものとなる。 In manufacturing a laminated piezoelectric element, in the process after the polarization process, an electric field equal to or greater than the coercive electric field is applied to the active part in a direction opposite to the polarization direction, thereby reversing the polarization direction. While maintaining the state in which the orientation is oriented in the direction of the electric field applied between the internal electrodes by the previous orientation process, the active part will increase the number of crystals with an increased orientation component of 90 ° domain, The elongation percentage of the piezoelectric element when the drive voltage is applied is larger than that of the piezoelectric element not subjected to the polarization inversion process.
本発明の積層型圧電素子とその製造方法によれば、分極時に高い電圧をかける必要がなく低コストで容易に全体配向でき、分極処理時の内部応力を防いで積層型圧電素子に生じる割れを防止でき、しかも製造工程が簡単で安価であり、かつ、外部電極の密着性を高くすることができるという効果が得られる。 According to the multilayer piezoelectric element and the manufacturing method thereof of the present invention, it is not necessary to apply a high voltage at the time of polarization, it can be easily oriented at low cost, and the internal piezoelectric stress during the polarization process can be prevented to prevent cracks occurring in the multilayer piezoelectric element. In addition, the manufacturing process is simple and inexpensive, and the adhesion of the external electrode can be increased.
本発明の実施の態様を図1および図2に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は積層型圧電アクチュエータを機械的に分極処理する際の模式図、図2は積層型圧電アクチュエータの層間を電界により分極処理する際の模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram when a multilayer piezoelectric actuator is mechanically polarized, and FIG. 2 is a schematic diagram when the layers of the multilayer piezoelectric actuator are polarized by an electric field.
なお、積層型圧電アクチュエータ1の構造は図3に示した例と同様である。
The structure of the multilayer
積層型圧電アクチュエータ1について説明する。
The laminated
まず、圧電材料がPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)の粉末からなる圧電体セラミックス層11を構成するグリーンシート上に、AgPd粉を含む内部電極層12となる導電ペーストを印刷する。導電ペーストの印刷パターンは、複数のグリーンシートを積み重ねて積層体10を構成した際に、積層体10の積層方向に直交する方向にて対向する一対の側面から電極端部を交互に取り出せるような形状とする。また、電極端部の取り出し位置は、対角など他の場所でもよいが、絶縁性を確保するための不活性部Bを構成するギャップGが必要である。
First, a conductive paste to be the
次に、焼成後に高さ寸法Tが30mmになるように印刷済みグリーンシートを積み重ねた後、積層方向両端面から圧力をかけて圧着する。さらに、焼成後の積層方向に直交する断面形状が10mm×10mmの正方形になるようにダイシング加工して切断する。そして、脱脂処理(300℃×20時間)および焼成処理(1100℃×5時間)を行う。 Next, after printing, the printed green sheets are stacked so that the height dimension T becomes 30 mm after firing, and then pressure is applied from both end surfaces in the stacking direction. Further, it is cut by dicing so that the cross-sectional shape perpendicular to the laminating direction after firing becomes a square of 10 mm × 10 mm. And a degreasing process (300 degreeC x 20 hours) and a baking process (1100 degreeC x 5 hours) are performed.
なお、圧電材料はPZT以外の圧電性セラミックスでもよく、導電ペーストもAgやCu等の他の導電材料でもよい。また、積層型圧電アクチュエータ1の高さ寸法Tを大きくするために、高さの低い焼成済み積層体を積み重ねて接着してもよい。
The piezoelectric material may be a piezoelectric ceramic other than PZT, and the conductive paste may be another conductive material such as Ag or Cu. In addition, in order to increase the height dimension T of the multilayer
次に、積層体10の電極を取り出した側面に外部電極13を取り付ける。すなわち、積層体10の対向する一対の側面にそれぞれAgペーストを印刷し、850℃で焼き付ける。外部電極13の取り付けは、スパッタ成膜や蒸着等の十分に密着性が得られる方法にて行なってもよい。以上のようにして、積層型圧電アクチュエータ1が作製される。
Next, the
次に、分極処理について説明する。 Next, the polarization process will be described.
図1を用いて、機械的に平行な全体分極を発生させる工程について説明する。 A process of generating mechanically parallel global polarization will be described with reference to FIG.
積層型圧電アクチュエータ1を金型15に収納し、緩衝材のゴム16を介して静水圧処理(60℃、190MPaの容器内に600秒投入)する。金型15には、積層型圧電アクチュエータ1の高さ方向からの圧力を防げる構造のものを使用し、分極させたい方向には力を加えず、その方向と直交する方向のみに圧縮応力を加える。すなわち、積層型圧電アクチュエータ1の上下面の保護層14と金型15との間には、それぞれ隙間17が形成されており、積層型圧電アクチュエータ1が上下方向に伸長するのを妨げないように構成されている。また、圧縮時の温度は、室温からキュリー温度未満であればよい。なお、静水圧処理であれば積層型圧電アクチュエータ1の側面から2方向同時に圧縮応力を加えることができ効果的であるが、剛体プレス等を用いた1方向からの圧縮応力を1回あるいは方向を変えて複数回行ってもよい。
The laminated
このようにして、積層体10の側面から圧縮応力を加えて機械的に全体分極を行った結果、積層体10の活性部Aと不活性部Bおよび保護層14を含む全体のドメイン(分域)の向きが略積層方向(ほぼ180°ドメイン)に配向する(矢印参照)。なお、分極の方向は略積層方向に平行であるが、一方に揃っているものではない。すなわち、分極時に発生する割れを防ぐためのポイントは、活性部Aの分極により生じる残留ひずみと同じ大きさに、不活性部Bがひずんでいることであるから、分極の方向はひずみに平行であればよく、一方に揃っていなくともよい。
In this way, as a result of mechanically polarizing the whole body by applying compressive stress from the side surface of the laminate 10, the entire domain (domain) including the active part A, the inactive part B, and the
図2に、活性部Aを分極させる工程、すなわち層間を電界により分極させる工程の模式図を示す。 FIG. 2 shows a schematic diagram of the step of polarizing the active part A, that is, the step of polarizing the interlayer by an electric field.
図1の圧縮処理が終った後、金型15ならびにゴム16を取り除き、温度80℃のシリコンオイル槽内にて、外部電極13,13の一方を正極とし、他方を負極とした状態でその正負電極間に3kV/mmの電界を加えて層間を分極し、活性部Aの分極方向を揃える。なお、分極時の槽内温度は60℃からキュリー温度未満であればよく、その温度の抗電界に合わせて印加電界を変える。
After the compression process of FIG. 1 is completed, the
このように構成された積層型圧電素子とその製造方法によると、積層体10の側面から圧縮応力を加えることで、積層体10を積層方向に伸長させて、積層体10全体のドメインの向きを略積層方向に配向させるので、内部電極層12を介し積層体10に電界を印加して層間分極する際に、活性部Aと不活性部Bとの間でひずみ差は発生しない。すなわち、活性部Aでは分極の向きは分極させる方向の両方向に揃っていることから、層間分極時にそれ以上配向することなく、また両方向の分極により全体のひずみを打ち消しあって、層間分極時にひずみを発生しない。なお、分極時に発生するひずみは完全に0にならなくともよく、+0.02%以下であればよい。また、ひずみ差がマイナスになる(積層体10が縮む)分には問題ない。このように、活性部Aと不活性部Bとの間にひずみを発生しないため内部応力を防ぐことができ、分極時や長時間の圧電駆動時における積層型圧電アクチュエータ1に割れが発生するのを防止できる。
According to the multilayer piezoelectric element configured as described above and the manufacturing method thereof, by applying compressive stress from the side surface of the
具体的に、高さ寸法Tが30mmの積層型圧電アクチュエータ1を用いて、本実施の形態による分極を行ったところ、割れは発生しなかった。
Specifically, when the polarization according to the present embodiment was performed using the laminated
また、積層体10の側面から圧縮応力を加え、機械的に分極させるので、分極時に高い電圧をかける必要がなく低コストで容易に全体配向できる。特に、積層方向の長さ寸法が大きいものであっても電界をかける必要がないので、高電圧設備を必要とせず、分極処理には従来からある分極用の設備で足り、低コストで容易に全体配向できる。
Further, since compressive stress is applied from the side surface of the
また、積層体10の側面から圧縮応力を加えて全体分極を行うので、外部電極13は内部電極層12とつなぐ面にのみ形成すればよく、最終的に取り除く全体分極用の電極を形成する必要がなく、全体分極用電極の形成や除去工程が不要となり、製造が簡単で安価である。
Further, since the entire polarization is performed by applying a compressive stress from the side surface of the
また、積層体10の積層方向に直交する方向の側面上に、導電ペーストを高温にて焼き付けて外部電極13を形成した状態で、積層体10の側面から圧縮応力を加えて全体分極でき、分極処理前に外部電極13の作製を終えているため、焼き付けなどの密着力の強い電極作製方法を用いることができ、外部電極13の密着性を十分に高くすることができる。
In addition, in a state where the conductive paste is baked at a high temperature on the side surface in the direction orthogonal to the stacking direction of the stacked
また、不活性部Bが存在する構造としたので、内部電極層12の正負電極間の絶縁性を十分に確保できる。しかも、積層型圧電アクチュエータ1の作製と同時に絶縁部Gを形成でき、簡便で、少ない工程で作製することができる。
In addition, since the inactive portion B exists, the insulation between the positive and negative electrodes of the
さらに、積層型圧電アクチュエータ1内の電界方向の残留応力を解消するため、駆動時の電界時の電界方向に対して、縦方向、横方向、すべり方向いずれのひずみ方向に駆動する場合においても有効である。
Furthermore, in order to eliminate the residual stress in the electric field direction in the multilayer
なお、積層型圧電アクチュエータ1の断面が矩形の場合は積層方向に対して直交する2方向から、また断面が円形の場合には全周に同時に力を加えると本発明の効果を与えやすい。また、両側から圧縮する代わりに、積層体10の上下から引っ張って上下方向に伸長させ、全体分極を行ってもよい。
If the cross section of the multilayer
また、図1のように圧縮力を加えた状態で、図2のように層間に電界を加えて分極してもよい。すなわち、圧縮力を加えた状態で、分極可能な電界をミリ秒オーダーの一瞬のみ印加するようにしてもよい。 Further, in a state where a compressive force is applied as shown in FIG. 1, an electric field may be applied between the layers as shown in FIG. That is, a polarizable electric field may be applied only for a moment on the order of milliseconds with a compressive force applied.
次に、上述した実施形態と同様の製造工程を経て得られた積層型圧電アクチュエータ1について、さらに、活性部に対して分極方向とは逆方向に抗電界以上の電界を加えて、分極方向を反転させる工程を有する積層型圧電素子の製造方法の実施形態および実施例を図4〜図9に基づいて説明する。図4は、本発明の他の実施の形態における積層型圧電アクチュエータの抗電界以上の電界を活性部に加えて分極方向を反転させる工程の模式図である。図5は、圧電体結晶粒内の未分極状態のドメインを示す模式図である。図6は、本発明に係る製造方法の分極処理した状態の積層型圧電アクチュエータの活性部および不活性部における圧電体結晶粒内の分極状態のドメインを示す模式図(a)と、従来もしくは比較例1の積層型圧電アクチュエータの活性部における圧電体結晶粒内の分極状態のドメインを示す模式図(b)である。図7は、本発明に係る製造方法の分極処理した後に、さらに、分極方向とは逆方向に抗電界以上の電界を活性部に加えて分極方向を反転させる工程を経た積層型圧電アクチュエータの活性部における圧電体結晶粒内の分極状態のドメインを示す模式図(a)と、不活性部における圧電体結晶粒内の分極状態のドメインを示す模式図(b)である。図8は、図7(a)に示す積層型圧電アクチュエータに駆動電圧を印加した状態を示す活性部における圧電体結晶粒内の分極状態のドメインを示す模式図である。図9は、本発明に係る製造方法で製造された圧電素子の実施例と、比較例1,2の駆動電圧と、その電圧印加による素子の伸び量とを測定した結果を示すグラフである。
Next, for the stacked
図4を参照して説明すると、積層型圧電アクチュエータ1の積層体全体を内部電極層間で印加される電界方向に伸長させて積層体全体のドメインの向きを略電界方向に配向した後、活性部を分極する分極工程に続いて、この積層体10の圧電材料PZTの抗電界以上の電界を正負のピーク値とする三角波を積層体10の電極13,13に加える。この三角波の電界は、例えば5波長分印加する。これにより、活性部Aに対して分極時とは逆向きの抗電界以上の電界が印加されることになる。なお、抗電界以上の電界ではあっても先の分極時に印加する電圧よりは低い電界である。分極時の電界よりも高い電圧を印加すると、積層体10が割れたり、絶縁破壊が生じるおそれが高くなるためである。
Referring to FIG. 4, the entire multilayer body of the multilayer
上記のように分極時とは逆向きに抗電界以上の電界を印加することによって、活性部におけるドメインの配向度を低下させることになり、90°ドメインの効果が得られるものとなっている。以下に、分極工程とは逆向きに抗電界以上の電界を印加することについての技術的な意義を説明する。 As described above, by applying an electric field equal to or higher than the coercive electric field in the opposite direction to that during polarization, the degree of domain orientation in the active part is lowered, and the effect of 90 ° domain is obtained. Hereinafter, the technical significance of applying an electric field higher than the coercive electric field in the opposite direction to the polarization step will be described.
分極前の活性部のドメインは、図5に模式的に示す未分極状態となっていて、分極させる方向に沿った配向成分となる180°ドメインと、分極させる方向の直交方向に沿った配向成分となる90°ドメインとが混在するものとなっている。図6(a)に模式的に示すように、本願請求項1に係る発明の全体配向工程および分極工程を経て、不活性部の配向性を高めたものでは、活性部においても不活性部と同様ドメインにおける180°ドメインが電界印加前に歪み方向に配向したものとなっている。この時、この分極工程を経た状態、すなわち電界印加前に既に180°ドメイン方向に配向していることが分かった。このため、電界印加したときの圧電素子の伸び率は比較的低いままであり、その伸び率を高くすることに改善の余地がある。なお、図6(b)は、従来における通常の分極処理したときの活性部の180°ドメインと90°ドメインとの配向について模式的に示しており、活性部について、90°ドメインが多く残留するため、駆動電圧印加時には180°ドメインの圧電歪みに、90°ドメインの配向が上乗せされ伸び率が大きくなることを示している。図6(a)に示す状態の活性部に対して、分極時とは逆向きの抗電界以上の電界(電圧)を印加することによって、図7(a)に模式的に示すように、90°ドメインが増加する。逆向きの抗電界以上の電界を印加する際、完全に電界と同方向に配向していればイオン位置の変化だけで90°ドメインには戻らないが、電界方向に完全に配向していない一部のドメインにおいては反転時に90°方向に変位成分を持つため、さらにその一部が90°ドメインに戻る。このようにして、活性部のドメインの一部が90°と成ることによって、図6(b)に示す通常の分極のみのように、180°ドメインと90°ドメインとが一方に大きく偏ることなく混在する状態となり、圧電定数を大きなものとすることができる。
The domain of the active part before polarization is in an unpolarized state schematically shown in FIG. 5, and the 180 ° domain serving as an orientation component along the polarization direction and the orientation component along the direction orthogonal to the polarization direction The 90 ° domain is mixed. As schematically shown in FIG. 6 (a), the inactive portion is improved in orientation in the active portion through the whole orientation step and polarization step of the invention according to
なお、不活性部については、電極13,13に与える分極時と逆向きの抗電界以上の電界が印加されるものではない(内部電極層間に印加する電界が不活性部に極性を変更するものとはならない)から、図7(b)に示すように、180°ドメインの歪み方向での配向度が高いままとなっている。
As for the inactive portion, an electric field higher than the coercive electric field opposite to that applied to the
これによって、図6(a)のようにほとんど180°ドメインの圧電歪みからなる伸びに対して活性部において90°ドメインが増加した分、90°ドメインの配向による伸びが加わるため、圧電定数は大きくなる。したがって、この製造方法で製造された圧電素子をアクチュエータとして作動させたとき、その伸び率は高いものとなる。図8は、駆動用の電圧を印加したときのドメインの状態を例示するものである。この駆動時には、90°ドメインは殆どなくなる。 As a result, as shown in FIG. 6A, the elongation due to the orientation of the 90 ° domain is added to the elongation consisting of the piezoelectric strain of almost 180 ° domain, and the elongation due to the orientation of the 90 ° domain is added. Become. Therefore, when the piezoelectric element manufactured by this manufacturing method is operated as an actuator, the elongation rate is high. FIG. 8 illustrates the state of the domain when a driving voltage is applied. During this drive, the 90 ° domain is almost gone.
したがって、本願請求項1に係る発明の分極工程を経た場合、活性部のドメインにおける180°ドメインでの配向度が高いものとなっているが、その分極工程よりも後に、さらに分極方向とは逆向きの抗電界以上の電界(電圧)を印加することによって、活性部におけるドメインの分極の配向度を低下させて、圧電定数を大きくすることで、圧電型積層体を伸張させるときの伸び率を高めることができる。そこで、本願請求項6に係る工程まで行うことで、分極処理時の内部応力を防いで積層型圧電素子に生じる割れを防ぎながら、かつ、圧電定数が良好な積層型圧電素子を得ることができる。なお、図4において、圧電定数の大きくなったドメインについては、その分極の高さ方向(駆動方向)成分の大きさと向きを示す矢印の大きさを小さく表示している。
Therefore, when the polarization process of the invention according to
なお、図6(a)に示す活性部のドメイン、図6(b)に示す活性部のドメイン、図7(a)に示す活性部のドメイン、図8に示す活性部のドメインをそれぞれ同一のドメインについて示すものとして、その分極電圧印加方向でのドメインの長さをそれぞれL1,L2,L3,Laとすると、圧電変位(駆動電圧印加時と駆動電圧印加前との分極電圧印加方向でのドメインの長さの差)dn(La−Ln)は、d2,d3>d1の関係になる。 The domain of the active part shown in FIG. 6 (a), the domain of the active part shown in FIG. 6 (b), the domain of the active part shown in FIG. 7 (a), and the domain of the active part shown in FIG. as indicating the domain and its length domain in polarization voltage application direction, respectively L 1, L 2, L 3 , L a, the polarization voltage applied between the front when the drive voltage is applied the piezoelectric displacement (drive voltage applied The difference in domain length in the direction) d n (L a −L n ) has a relationship of d 2 , d 3 > d 1 .
また、分極方向とは逆向きの抗電界以上の電界(電圧)を印加する方法としては、正負の電圧(ただし分極方向とは逆向きの電圧については抗電界以上となることが必要条件)を繰り返して与えてもよいし、分極方向とは逆向きの印加電圧によって抗電界以上となっている状態でその電圧の保持時間を長く取って印加してもよく、さらに電圧を印加するときの立ち上がり速度などを適宜設定してもよい。要は、一回以上の分極反転を活性部について生じさせることである。 In addition, as a method of applying an electric field (voltage) higher than the coercive electric field opposite to the polarization direction, a positive / negative voltage (however, a voltage opposite to the polarization direction must be higher than the coercive electric field). The voltage may be applied repeatedly, or may be applied with a voltage holding time longer than the coercive electric field with an applied voltage opposite to the polarization direction. You may set speed etc. suitably. The point is to cause one or more polarization inversions in the active part.
本発明において分極工程を経た後、さらに、活性部に対して分極工程での分極方向とは逆向きの抗電界以上の電界を印加する工程を有する上記実施の形態の製造方法で製造された積層圧電素子の実施例を説明する。本発明に係る積層圧電素子としての積層圧電アクチュエータについて、本発明者は、分極処理後、分極方向とは逆向きの抗電界以上の電圧として上述実施の形態のように三角波を5波長時間電界印加した後、アクチュエータの伸び方向に正の電圧のみが加わるようにオフセットした三角波を外部電極に加えながらアクチュエータの伸び量を測定した。その測定結果を図9のグラフに実線で示している。図9の横軸は電圧を示し、縦軸はアクチュエータの伸び量を示す。なお、図9には、後述する比較例1,2の積層圧電アクチュエータについての上記測定と同様に行った結果をグラフとして示している。 After passing through the polarization step in the present invention, the laminate manufactured by the manufacturing method of the above embodiment, further comprising a step of applying an electric field higher than the coercive electric field opposite to the polarization direction in the polarization step to the active part. Examples of piezoelectric elements will be described. With respect to the multilayer piezoelectric actuator as the multilayer piezoelectric element according to the present invention, the present inventor applied a triangular wave to a 5-wavelength time electric field as in the above-described embodiment as a voltage higher than the coercive electric field opposite to the polarization direction after the polarization treatment. After that, the amount of elongation of the actuator was measured while applying a triangular wave offset to the external electrode so that only a positive voltage was applied in the direction of elongation of the actuator. The measurement result is shown by a solid line in the graph of FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents voltage, and the vertical axis represents the amount of elongation of the actuator. In addition, in FIG. 9, the result performed similarly to the said measurement about the laminated piezoelectric actuator of the comparative examples 1 and 2 mentioned later is shown as a graph.
比較例1について説明する。まず、比較例1の積層圧電アクチュエータの製造過程について説明する。圧電材料PZTの粉末からなるグリーンシート上に、AgPd粉を含む導電ペーストを印刷する。次に、焼成後に高さが30mmになるように印刷済みグリーンシートを積み重ねた後、上下面から圧力をかけて圧着する。また、焼成後の側面視断面が10mm×10mmの正方形となるようにダイシング加工する。そして、脱脂処理(300℃×20時間)および、焼成(1100℃×5時間)を行って、積層圧電アクチュエータを作製する。なお、この際、圧電材料としてはPZT以外の圧電性セラミックでもよく、導電ペーストもAgやCuといった他の材料でもよい。印刷時のパターンはアクチュエータにしたときの対向する2側面から電極短部を交互に取り出せる形状とする。電極端部の取り出し位置は対角など他の場所でも構わないが、絶縁性を確保するための不活性部を構成するギャップが必要である。 Comparative Example 1 will be described. First, the manufacturing process of the laminated piezoelectric actuator of Comparative Example 1 will be described. A conductive paste containing AgPd powder is printed on a green sheet made of the piezoelectric material PZT powder. Next, after stacking the printed green sheets so that the height is 30 mm after firing, pressure is applied from above and below the surfaces. Further, dicing is performed so that the cross-sectional side view after firing becomes a square of 10 mm × 10 mm. And a degreasing process (300 degreeC x 20 hours) and baking (1100 degreeC x 5 hours) are performed, and a laminated piezoelectric actuator is produced. In this case, the piezoelectric material may be a piezoelectric ceramic other than PZT, and the conductive paste may be another material such as Ag or Cu. The pattern at the time of printing has a shape in which the electrode short portions can be alternately taken out from the two opposing side surfaces when the actuator is used. The electrode end may be taken out at another location such as a diagonal, but a gap that constitutes an inactive portion for ensuring insulation is necessary.
ギャップの形状を、ギャップの面積が小さく、応力が集中し易い角をもたない曲線のみから成る形状として、不活性部に発生する分極割を極力小さくした。 The gap shape is made only of a curve having a small gap area and no corners where stress is likely to concentrate, and the polarization split generated in the inactive portion is made as small as possible.
アクチュエータの電極を取り出した面に外部電極を取り付ける。電極の取り付け方法、および内部電極間の分極方法は実施例と同じである。 An external electrode is attached to the surface from which the electrode of the actuator is taken out. The method of attaching the electrodes and the method of polarization between the internal electrodes are the same as in the example.
この比較例1の場合、分極時に不活性部に割れが入る結果となった。ただし、変位量の測定は可能であった。しかしながら、分極時に上記のような割れが入ることで不良品と判定される。なお、この比較例1における活性部のドメインの状態は、図6(b)に示した通常の分極処理をしたものと同様となっている。この比較例1についても、実施例の積層圧電アクチュエータと同様、アクチュエータの伸び方向に正の電圧のみが加わるようにオフセットした三角波を外部電極に加えながらアクチュエータの伸び量を測定した。なお、本発明実施例と比較例1とはほぼ同じ結果が得られているので、ほぼ同じ測定結果が得られ、その結果を示す図9のグラフは重なったものとなっている。 In the case of this comparative example 1, it resulted in a crack in an inactive part at the time of polarization. However, the amount of displacement could be measured. However, it is determined as a defective product when cracks such as those described above occur during polarization. In addition, the state of the domain of the active part in the comparative example 1 is the same as that obtained by performing the normal polarization process shown in FIG. In Comparative Example 1 as well, as with the multilayer piezoelectric actuator of the example, the extension amount of the actuator was measured while applying a triangular wave offset to the external electrode so that only a positive voltage was applied in the extension direction of the actuator. In addition, since the substantially same result is obtained by the Example of this invention and the comparative example 1, the substantially same measurement result is obtained and the graph of FIG. 9 which shows the result has overlapped.
次に、比較例2について説明する。まず、比較例2の積層圧電アクチュエータの製造過程について説明する。圧電材料PZTの粉末からなるグリーンシート上に、AgPd粉を含む導電ペーストを印刷する。次に、焼成後に高さが30mmになるように印刷済みグリーンシートを積み重ねた後、上下面から圧力をかけて圧着する。また、焼成後の側面視断面が10mm×10mmの正方形となるようにダイシング加工する。そして、脱脂処理(300℃×20時間)および、焼成(1100℃×5時間)を行って、積層圧電アクチュエータを作製する。なお、この際、PZT以外の圧電性セラミックでもよく、導電ペーストもAgやCuといった他の材料でもよい。印刷時のパターンはアクチュエータにしたときの対向する2側面から電極短部を交互に取り出せる形状とする。電極端部の取り出し位置は対角など他の場所でも構わないが、絶縁性を確保するための不活性部を構成するギャップが必要である。アクチュエータの電極を取り出した面に外部電極を取り付ける。Agペーストを印刷し、800℃で焼き付ける。続いて、アクチュエータを金型に収納し、緩衝材のゴムを介して静水圧処理(60℃、190MPaの容器内に600秒投入)する。この際、金型にはアクチュエータの高さ方向から圧力を妨げる構造のものを使用する。圧縮処理が終わった後、温度80℃のシリコンオイル槽内にて、正負電極間に3kV/mmの電界を加えて層間を分極し、分極方向を一方向に揃える。なお、この比較例2における活性部のドメインの状態は、図6(a)に示した分極処理をしたものと同様になっている。この比較例2についても、実施例の積層圧電アクチュエータと同様、アクチュエータの伸び方向に正の電圧のみが加わるようにオフセットした三角波を外部電極に加えながらアクチュエータの伸び量を測定した。その結果を、図9のグラフにおいて、破線で示している。 Next, Comparative Example 2 will be described. First, the manufacturing process of the laminated piezoelectric actuator of Comparative Example 2 will be described. A conductive paste containing AgPd powder is printed on a green sheet made of the piezoelectric material PZT powder. Next, after stacking the printed green sheets so that the height is 30 mm after firing, pressure is applied from above and below the surfaces. Further, dicing is performed so that the cross-sectional side view after firing becomes a square of 10 mm × 10 mm. And a degreasing process (300 degreeC x 20 hours) and baking (1100 degreeC x 5 hours) are performed, and a laminated piezoelectric actuator is produced. At this time, a piezoelectric ceramic other than PZT may be used, and the conductive paste may be another material such as Ag or Cu. The pattern at the time of printing has a shape in which the electrode short portions can be alternately taken out from the two opposing side surfaces when the actuator is used. The electrode end may be taken out at another location such as a diagonal, but a gap that constitutes an inactive portion for ensuring insulation is necessary. An external electrode is attached to the surface from which the electrode of the actuator is taken out. Ag paste is printed and baked at 800 ° C. Subsequently, the actuator is housed in a mold and subjected to a hydrostatic pressure treatment (injected into a container at 60 ° C. and 190 MPa for 600 seconds) through a rubber cushioning material. At this time, a mold having a structure for preventing pressure from the height direction of the actuator is used. After the compression treatment is completed, an electric field of 3 kV / mm is applied between the positive and negative electrodes in a silicon oil bath at a temperature of 80 ° C. to polarize the layers and align the polarization direction in one direction. In addition, the state of the domain of the active part in the comparative example 2 is the same as that obtained by the polarization process shown in FIG. In Comparative Example 2, as in the multilayer piezoelectric actuator of the example, the amount of elongation of the actuator was measured while applying a triangular wave offset to the external electrode so that only a positive voltage was applied in the direction of elongation of the actuator. The result is indicated by a broken line in the graph of FIG.
この比較例2の場合、分極割れを生じなかった。また、圧電変位を測定し、圧電定数を算出したところ、比較例1より約30pm/V小さい値であった。 In the case of this comparative example 2, polarization cracking did not occur. Moreover, when the piezoelectric displacement was measured and the piezoelectric constant was calculated, the value was about 30 pm / V smaller than that of Comparative Example 1.
本発明の積層型圧電素子とその製造方法は、例えば内部電極を施した圧電体セラミックスを層状に多数積層してなる積層型圧電アクチュエータならびにその製造方法として有用である。 The multilayer piezoelectric element and the manufacturing method thereof according to the present invention are useful, for example, as a multilayer piezoelectric actuator in which a large number of piezoelectric ceramics provided with internal electrodes are laminated in a layered manner and a manufacturing method thereof.
1 積層型圧電アクチュエータ(積層型圧電素子)
10 積層体
11 圧電体セラミックス層
12 内部電極層
13 外部電極
14 保護層
A 活性部
B 不活性部
1. Multilayer piezoelectric actuator (multilayer piezoelectric element)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記積層体を異なる極性の内部電極層間で印加される電界方向に伸長させて、積層体全体のドメインの向きを略前記電界方向に配向する工程と、
前記内部電極層を介し前記積層体に電界を印加して前記活性部を分極する工程と、
を含む積層型圧電素子の製造方法。 A step of obtaining a laminate comprising a piezoelectric ceramic layer and an internal electrode layer laminated, and having an active part located between internal electrode layers of different polarities, and an inactive part existing around the active part; ,
Extending the laminate in the direction of the electric field applied between the internal electrode layers of different polarities, and orienting the orientation of the domains of the entire laminate in the substantially electric field direction;
Applying an electric field to the laminate through the internal electrode layer to polarize the active part;
A method for manufacturing a laminated piezoelectric element including:
前記積層体の積層方向に直交する方向の側面上に導電ペーストを焼き付けて形成され、前記内部電極層が交互に接続される極性の異なる一対の外部電極と、
を備えた積層型圧電素子であって、
前記不活性部が、ドメインの向きを略異なる極性の内部電極層間で印加される電界方向に配向され、かつ、相反する方向に配向された領域が同時に存在している、ことを特徴とする積層型圧電素子。 A piezoelectric ceramic layer having pyroelectricity and an internal electrode layer are laminated, and has an active part located between internal electrode layers of different polarities and an inactive part existing around the active part A laminate,
A pair of external electrodes having different polarities formed by baking a conductive paste on side surfaces in a direction perpendicular to the stacking direction of the stacked body, and the internal electrode layers are alternately connected;
A laminated piezoelectric element comprising:
The inactive portion is oriented in the direction of an electric field applied between internal electrode layers having polarities of substantially different domains, and a region oriented in opposite directions is present at the same time. Type piezoelectric element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003419829A JP4686975B2 (en) | 2003-09-26 | 2003-12-17 | Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003335193 | 2003-09-26 | ||
JP2003335193 | 2003-09-26 | ||
JP2003419829A JP4686975B2 (en) | 2003-09-26 | 2003-12-17 | Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005123554A true JP2005123554A (en) | 2005-05-12 |
JP4686975B2 JP4686975B2 (en) | 2011-05-25 |
Family
ID=34622077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003419829A Expired - Lifetime JP4686975B2 (en) | 2003-09-26 | 2003-12-17 | Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4686975B2 (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007088467A (en) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Delphi Technologies Inc | Method for polarizing ferroelectric material |
JP2007273853A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | Piezoelectric actuator unit |
JP2008228565A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Delphi Technologies Inc | Method for reducing stress gradient within piezoelectric actuator |
JP2009503827A (en) * | 2005-07-26 | 2009-01-29 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Method for manufacturing monolithic piezo actuator with stack element, piezo actuator with stack element, and method of using the same |
JP2010161374A (en) * | 2009-01-12 | 2010-07-22 | Delphi Technologies Inc | Method of polarizing ferroelectric material |
JP2010226077A (en) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | Method for producing liquid ejecting head, liquid ejecting head, and liquid ejecting device |
EP2337104A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-06-22 | Kyocera Corporation | Multilayer piezoelectric element, injection apparatus, and fuel injection system |
WO2013080875A1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-06 | 株式会社村田製作所 | Stacked piezoelectric element and multifeed detection sensor |
WO2013084910A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic transducer |
WO2013084911A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic transducer and multi-feed detection sensor |
JP2014195998A (en) * | 2009-02-24 | 2014-10-16 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing piezoelectric element, and piezoelectric element |
US9245688B2 (en) | 2009-12-11 | 2016-01-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Monolithic ceramic capacitor |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6350080A (en) * | 1986-08-20 | 1988-03-02 | Toyota Motor Corp | Controller for piezoelectric actuator |
JPH02163983A (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Toyota Motor Corp | Polarization treatment of laminated body for laminated ceramic piezoelectric element use |
JPH0548171A (en) * | 1991-08-21 | 1993-02-26 | Seiko Epson Corp | Matrix transducer |
JPH11219870A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Murata Mfg Co Ltd | Method for inspecting laminated ceramic capacitor |
JP2000133852A (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Stacked piezoelectric element and its manufacture |
JP2001111132A (en) * | 1999-08-03 | 2001-04-20 | Murata Mfg Co Ltd | Polarizing method for piezoelectric body |
JP2002232032A (en) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Murata Mfg Co Ltd | Method for polarizing laminated piezoelectric element |
JP2003046157A (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-14 | Kyocera Corp | Laminated piezoelectric device and its manufacturing method |
-
2003
- 2003-12-17 JP JP2003419829A patent/JP4686975B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6350080A (en) * | 1986-08-20 | 1988-03-02 | Toyota Motor Corp | Controller for piezoelectric actuator |
JPH02163983A (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Toyota Motor Corp | Polarization treatment of laminated body for laminated ceramic piezoelectric element use |
JPH0548171A (en) * | 1991-08-21 | 1993-02-26 | Seiko Epson Corp | Matrix transducer |
JPH11219870A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Murata Mfg Co Ltd | Method for inspecting laminated ceramic capacitor |
JP2000133852A (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Stacked piezoelectric element and its manufacture |
JP2001111132A (en) * | 1999-08-03 | 2001-04-20 | Murata Mfg Co Ltd | Polarizing method for piezoelectric body |
JP2002232032A (en) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Murata Mfg Co Ltd | Method for polarizing laminated piezoelectric element |
JP2003046157A (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-14 | Kyocera Corp | Laminated piezoelectric device and its manufacturing method |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009503827A (en) * | 2005-07-26 | 2009-01-29 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Method for manufacturing monolithic piezo actuator with stack element, piezo actuator with stack element, and method of using the same |
JP2007088467A (en) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Delphi Technologies Inc | Method for polarizing ferroelectric material |
JP2007273853A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | Piezoelectric actuator unit |
JP2008228565A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Delphi Technologies Inc | Method for reducing stress gradient within piezoelectric actuator |
US8757130B2 (en) | 2008-08-28 | 2014-06-24 | Kyocera Corporation | Multi-layer piezoelectric element, injection device, and fuel injection system |
EP2337104A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-06-22 | Kyocera Corporation | Multilayer piezoelectric element, injection apparatus, and fuel injection system |
EP2337104A4 (en) * | 2008-08-28 | 2013-05-29 | Kyocera Corp | Multilayer piezoelectric element, injection apparatus, and fuel injection system |
JP2010161374A (en) * | 2009-01-12 | 2010-07-22 | Delphi Technologies Inc | Method of polarizing ferroelectric material |
JP2010226077A (en) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | Method for producing liquid ejecting head, liquid ejecting head, and liquid ejecting device |
JP2014195998A (en) * | 2009-02-24 | 2014-10-16 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing piezoelectric element, and piezoelectric element |
US9245688B2 (en) | 2009-12-11 | 2016-01-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Monolithic ceramic capacitor |
WO2013080875A1 (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-06 | 株式会社村田製作所 | Stacked piezoelectric element and multifeed detection sensor |
JP5574051B2 (en) * | 2011-11-28 | 2014-08-20 | 株式会社村田製作所 | Multilayer piezoelectric element and double feed detection sensor |
KR101550298B1 (en) | 2011-11-28 | 2015-09-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Stacked piezoelectric element and multifeed detection sensor |
US9287490B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-03-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated piezoelectric element and multi-feed detection sensor |
JP5574050B2 (en) * | 2011-12-06 | 2014-08-20 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic transducer |
WO2013084910A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic transducer |
WO2013084911A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic transducer and multi-feed detection sensor |
JP5692383B2 (en) * | 2011-12-09 | 2015-04-01 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic transducer and double feed detection sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4686975B2 (en) | 2011-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3185226B2 (en) | Driving method of piezoelectric bimorph element and piezoelectric bimorph element | |
JP4686975B2 (en) | Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof | |
JP2009503834A5 (en) | Monolithic piezoactuator with rotating polarization direction in transition region and use of piezoactuator | |
WO2012035932A1 (en) | Piezoelectric element, and stacked piezoelectric structure | |
JP4802445B2 (en) | Multilayer piezoelectric element and manufacturing method thereof | |
CN107093664A (en) | The big strain piezoelectric actuator and preparation method of a kind of periodicity cross polarization | |
JP2009302445A (en) | Polarization method of piezoelectric substance film, and method of manufacturing piezoelectric element structure | |
JP4658280B2 (en) | Multilayer piezoelectric actuator | |
JP2010161286A (en) | Laminated piezoelectric element and method of manufacturing the same | |
JP5011887B2 (en) | Method of polarization of laminated piezoelectric element | |
JP2007305907A (en) | Laminated piezoelectric element, and polarization method thereof | |
JP2951129B2 (en) | Multilayer piezoelectric actuator and method of manufacturing the same | |
JP2008509566A (en) | Piezoelectric transformer | |
JP2000133852A (en) | Stacked piezoelectric element and its manufacture | |
JP3881474B2 (en) | Multilayer piezoelectric actuator | |
JP2001230463A (en) | Laminated piezoelectric actuator | |
JP2004080193A (en) | Ultrasonic transducer and manufacturing method thereof | |
JP2004274029A (en) | Piezoelectric actuator | |
JP4359873B2 (en) | Ceramic laminated electromechanical transducer and method for manufacturing the same | |
JP4889200B2 (en) | Multilayer piezoelectric element and injection device | |
JP5384843B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric element structure and piezoelectric element structure | |
JP3450689B2 (en) | Piezoelectric transformer | |
JP2003133898A (en) | Laminated piezoelectric vibrator | |
JP2010093598A (en) | Piezoelectric vibrator and method of manufacturing the same | |
JP3358669B2 (en) | Multilayer type piezoelectric ceramic actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061019 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100831 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110118 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110131 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4686975 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225 Year of fee payment: 3 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |