JP2014127603A - 誘電体素子 - Google Patents

Abstract

【課題】マイグレーションによる電流リークを抑制することが可能となる、誘電体素子を提供すること。
【解決手段】誘電体素子１は、誘電体１０と、誘電体１０における一方の面に設けられた第１の電極２０と、誘電体１０における第１の電極２０側とは反対側の面に設けられた第２の電極３０と、第１の電極２０における当該第１の電極２０に通電を行う第１の線路２１との第１の接合部分２２から、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち当該第１の接合部分２２に対応する部分にかけて発生するマイグレーションによる電流リークを抑制する空間部４０と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、誘電体素子に関する。

従来から、チタン酸ジルコン酸鉛等の誘電体を用いた誘電体デバイスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この誘電体デバイスは、誘電体と、誘電体の一方の面に設けられたベース電極と、誘電体のベース電極側の面に設けられたアウター電極とを備えている。そして、これらベース電極及びアウター電極の各々は、通電を行うための線路とハンダ付けにより接続されている。これにより、ベース電極とアウター電極との相互間に電圧を印加することにより、誘電体を変形させ、例えば圧電アクチュエータとして利用することができる。
また、温度変化に伴う誘電体素子の誘電率変化を利用して熱感知素子としたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合も同様にベース電極及びアウター電極（電極１２、１２）を備えている。なお、誘電体の誘電率変化を利用して熱感知素子とする場合には、誘電体素子の圧電性を除去して使用するのが好ましいとされる。

特開２００８−２７９６１号公報 特開２００６−２１５００号公報

ここで、アウター電極と線路とをハンダ付けにより接続した際のストレスにより、誘電体におけるアウター電極と線路との接続部に対応する部分に、クラックが生じやすくなっていた。また、上述したような誘電体の形状については、例えば、誘電体素子の応答性等を高めるために、多くの場合薄板状に形成される。しかし、このような薄型の誘電体素子にクラックが内在した状態でベース電極とアウター電極との相互間に電圧が印加されると、この印加された電圧と大気中の湿度の相乗作用によってベース電極（又はアウター電極）からマイグレーション（電界の作用によりイオン化した電子材料に含まれる金属が、電極間を移動して再び金属に還元し析出されることにより、電極間が短絡する現象）が生じ、電流リーク（電流が漏洩する現象）による動作不良に至ることがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マイグレーションによる電流リークを抑制することが可能となる、誘電体素子（誘電体デバイス）を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の誘電体素子は、誘電体と、前記誘電体の一方の面に設けられた第１の電極と、前記誘電体の前記第１の電極側とは反対側の面に設けられた第２の電極と、前記第１の電極における当該第１の電極に通電を行う線路との接合部分から、前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち当該接合部分に対応する部分にかけて発生するマイグレーションによる電流リークを抑制する抑制手段とを備えている。

また、請求項２に記載の誘電体素子は、請求項１に記載の誘電体素子において、前記抑制手段は、前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分と当接するように配置された空間部である。

また、請求項３に記載の誘電体素子は、請求項１に記載の誘電体素子において、前記抑制手段は、前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分と当接するように配置された絶縁体である。

また、請求項４に記載の誘電体素子は、請求項１から３のいずれか一項に記載の誘電体素子において、前記第１の電極の前記誘電体側とは反対側の面の中央位置に、前記接合部分を配置し、前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分に、前記抑制手段を配置している。

また、請求項５に記載の誘電体素子は、請求項１から３のいずれか一項に記載の誘電体素子において、前記第１の電極の前記誘電体側とは反対側の面の中央位置以外の位置に、前記接合部分を配置し、前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分に、前記抑制手段を配置している。

また、請求項６に記載の誘電体素子は、請求項５に記載の誘電体素子において、前記抑制手段の位置を示す表示手段を、さらに備えている。

また、請求項７に記載の誘電体素子は、請求項１に記載の誘電体素子において、前記抑制手段は、前記誘電体と前記第２の電極とを接続する接着層である。

請求項１に記載の誘電体素子によれば、抑制手段によって、第１の電極における当該第１の電極に通電を行う線路との接合部分から、誘電体の第２の電極側の面のうち当該接合部分に対応する部分にかけて発生するマイグレーションによる電流リークを抑制することができるので、この電流リークによる動作不良の発生を抑えることができ、誘電体素子の動作の安定性を向上させることができる。

また、請求項２に記載の誘電体素子によれば、抑制手段は、誘電体の第２の電極側の面のうち接合部分に対応する部分と当接するように配置された空間部であるので、特殊な部品を設けることなく製造することができ、製造コストを低減することができる。

また、請求項３に記載の誘電体素子によれば、抑制手段は、誘電体の第２の電極側の面のうち接合部分に対応する部分と当接するように配置された絶縁体であるので、抑制手段が空間部である場合に比べて、当該部分に水分等が入り込むことを抑制することができ、マイグレーションによる電流リークを確実に抑制することができる。よって、誘電体素子の動作の安定性を向上させることができる。

また、請求項４に記載の誘電体素子によれば、第１の電極の誘電体側とは反対側の面の中央位置に、接合部分を配置し、誘電体の第２の電極側の面のうち接合部分に対応する部分に、抑制手段を配置したので、目印なしでも接合部分の位置を容易に把握することができ、第１の電極に線路を接合する際の作業効率を向上させることができる。

また、請求項５に記載の誘電体素子によれば、第１の電極の誘電体側とは反対側の面の中央位置以外の位置に、接合部分を配置し、誘電体の第２の電極側の面のうち接合部分に対応する部分に、抑制手段を配置したので、状況に応じた第１の電極と線路との接合ができるので、誘電体素子の設置の自由度を高めることができる。

また、請求項６に記載の誘電体素子によれば、抑制手段の位置を示す表示手段を、さらに備えているので、接合部分が第１の電極の誘電体側とは反対側の面の中央位置以外の位置に配置された場合でも、この表示部によって、抑制手段の位置を容易に把握することができ、第１の電極に線路を接合する際の作業効率を向上させることができる。

また、請求項７に記載の誘電体素子によれば、抑制手段は、誘電体と第２の電極とを接続する接着層であるので、誘電体素子の部材数を減らして、シンプルな構成にすることができ、製造性を一層向上させることができる。

実施の形態１に係る誘電体素子の概要を示す斜視図である。 実施の形態１に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。 図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図であって、第１の電極と第２の電極との相互間に電圧が印加された状況を示す図であり、（ａ）は第１の電極を陽極とし、第２の電極を陰極とした状態を示す図であり、（ｂ）は第１の電極を陰極とし、第２の電極を陽極とした状態を示す図である。 実施の形態２に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。 実施の形態３に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。 実施の形態４に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る誘電体素子に係る各実施の形態を詳細に説明する。最初に、誘電体素子の構成を説明し、次に、この誘電体素子の動作について説明し、最後に各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、各実施の形態に係る誘電体素子の設置対象や適用対象については様々であるが、ここでは誘電体（特に強誘電体）の温度変化に伴う誘電率変化を利用した温度センサーに適用した場合を例として説明を行う。

〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この形態は、抑制手段を空間部とした形態である。

（構成）
図１は、実施の形態１に係る誘電体素子の概要を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。なお、以下の説明においては、図１のＸ方向を左右方向（又は幅方向）、図１のＹ方向を前後方向、図１のＺ方向を上下方向（又は高さ方向）とする。これら各図に示すように、誘電体素子１は、誘電体１０と、第１の電極２０と、第２の電極３０と、空間部４０と、接着層５０と、保護板６０とを備えている。

（構成−誘電体）
誘電体１０は、外部から電圧が加わると、電気分極する物体である。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、誘電体１０は、略円板状体として形成されており、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、又は亜鉛ニオブ酸鉛（ＰＺＮ）とチタンジルコン酸鉛とを組み合わせたものを含むセラミック等の比較的高い誘電率（例えば比誘電率が２０００程度）を有する材料にて形成されている。この誘電体１０の形状については、例えば、熱応答性を高めるために、誘電体１０は薄板状に形成されている（具体的には、誘電体１０の直径＝３０ｍｍとした場合に、誘電体１０の厚さ＝５０μｍ程度に設定される）。

（構成−第１の電極）
第１の電極２０は、誘電体１０と図示しない基板上の回路とを電気的に接続することにより、誘電体１０の温度変化に応じた誘電率変化を電気信号として外部へと取り出すための電極である（なお、第２の電極３０についても同様とする）。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の電極２０は、例えば銀、白金、銅等の導電性材料にて形成された略円板状体であり、誘電体１０における面の一方（図２（ａ）では誘電体１０の上面）に設けられている。ここで、この第１の電極２０の形成方法は任意であるが、例えば誘電体１０の側面に対してスクリーン印刷することによって形成される方法が該当する（なお、第２の電極３０の形成方法についても同様とする）。また、この第１の電極２０の平面形状については、例えば第１の電極２０の平面形状の大きさを、誘電体１０の平面形状よりも小さくし、又は誘電体１０の平面形状と略同一としている（なお、第２の電極３０、及び接着層５０の平面形状についても同様とする）。

また、この第１の電極２０は、図示しない基板等から引き出された第１の線路２１とハンダ付けによって接合されている。第１の線路２１は、第１の電極２０に通電を行うための線路であり、例えば公知の導線（例えばリード線等）を用いて構成されている（なお、後述する第２の線路６１についても同様とする）。ここで、この第１の電極２０における第１の線路２１との接合部分（以下、第１の接合部分と称する）２２の配置については、この第１の接合部分２２が容易に把握できる配置であることが好ましく、例えば、第１の電極２０における誘電体１０側とは反対側の面（図２（ａ）では第１の電極２０の上面）の平面中央位置に、この第１の接合部分２２が配置されている。

（構成−第２の電極）
第２の電極３０は、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば銀、白金、銅等の導電性材料にて形成された略板状体であり、誘電体１０における第１の電極２０側とは反対側の面（図２（ａ）では誘電体１０の下面）に設けられている。

また、この第２の電極３０には、貫通穴３１が設けられている。貫通穴３１は、空間部４０を形成するためのものであり、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、略円形状の貫通穴であって、当該第２の電極３０の側面に略直交する方向に沿って貫通する貫通穴として形成されている。

（構成−空間部）
空間部４０は、マイグレーションによる電流リークを抑制する抑制手段である。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、空間部４０は、貫通穴３１の周縁と、誘電体１０と、接着層５０とによって囲繞された空間である。

ここで、空間部４０の構成については、例えば、第１の電極２０と線路とをハンダ付けにより接続した際のストレス（例えば熱ストレス、加圧ストレス等）により、誘電体１０の第１の接合部分２２に対応する部分に後述するクラック１１が生じた場合でも、マイグレーションによる電流リークを抑制することができる構成が採用されている。

具体的には、まず、空間部４０の配置については、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分（図２(ａ)に示す誘電体１０における下面の平面中央部分）と当接する位置に、この空間部４０が配置されている。この場合において、貫通穴３１の配置については、例えば、第２の電極３０における第１の接合部分２２に対応する部分（図２(ａ)に示す第２の電極３０のＸ方向の中央部分）と対応する位置に、この貫通穴３１が配置される。

また、空間部４０の形状については、この空間部４０の平面形状の大きさを第１の接合部分２２の平面形状よりも大きくしている（例えば、第１の接合部分２２の直径が３ｍｍの場合に、空間部４０の直径が８ｍｍ程度にて設定される）。あるいは、これに限られず、第１の接合部分２２の平面形状と略同一であってもよい。

このような構成により、第１の電極２０の第１の接合部分２２から、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけて発生するマイグレーションによる電流リークを抑制することが可能となる。なお、この空間部４０の機能の詳細については後述する。

（構成−接着層）
接着層５０は、第２の電極３０と保護板６０とを接続する接続手段であり、例えば、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の電極３０における誘電体１０側とは反対側の面（図２（ａ）では第２の電極３０の下面）に配置されている。ここで、接着層５０の材質については、例えば、ウレタン系接着剤等の比較的低い誘電率（例えば、誘電体１０の比誘電率が２０００程度の場合に、接着層５０の比誘電率は５程度）を有する非導電性接着剤にて、この接着層５０が形成されている。

（構成−保護板）
保護板６０は、誘電体１０を補強する保護手段である。図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、保護板６０は、例えば、ニッケルと鉄とを組み合わせた合金や真鍮等の金属材料にて形成された略円板状体であり、保護板６０の全体又は一部を覆うように、接着層５０における第２の電極３０側とは反対側の面（図２（ａ）では接着層５０の下面）に配置されている（実際には、第２の電極３０の製造時の誤差等によって、当該第２の電極３０における誘電体１０側とは反対側の面には突起部分が存在するため、保護板６０は、この突起部分と多点接触するように配置されている）。ここで、この保護板６０の平面形状については、例えば保護板６０の平面形状の大きさを、誘電体１０の平面形状よりも大きくしている（あるいは、誘電体１０の平面形状と略同一であってもよい）。また、保護板６０の厚さについては、その熱膨張係数がセラミックに近いものから材料選択し、強度確保の観点と熱応答の観点からバランスを考慮して決定する（あるいは、誘電体素子１がブザーやスピーカに適用された場合には、強度確保の観点と音響特性の観点からバランスを考慮して決定する）。

また、この保護板６０は、図示しない基板等から引き出された第２の線路６１とハンダ付けによって接合されている。第２の線路６１は、保護板６０を介して第２の電極３０に通電を行うための線路である。ここで、この保護板６０における第２の線路６１との接合部分（以下、第２の接合部分と称する）６２の配置については、例えば、図１に示すように、保護板６０における接着層５０側とは反対側の面（図２では保護板６０の下面）が設置面Ｗと当接している場合には、保護板６０における接着層５０側の面（図２では保護板６０の上面）の外縁部分に、この第２の接合部分６２が配置される。あるいは、これに限られず、保護板６０における接着層５０側とは反対側の面が設置面Ｗと当接していない場合には、保護板６０における接着層５０側とは反対側の面に、この第２の接合部分６２が配置されてもよい。

（誘電体素子の機能）
このように構成された誘電体素子１の機能は以下の通りである。図３は、図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図であって、第１の電極２０と第２の電極３０との相互間に電圧が印加された状況を示す図であり、（ａ）は第１の電極２０を陽極とし、第２の電極３０を陰極とした状態を示す図であり、（ｂ）は第１の電極２０を陰極とし、第２の電極３０を陽極とした状態を示す図である。

図３（ａ）に示すように、誘電体１０における第１の接合部分２２に対応する部分の少なくとも一部にクラック１１が生じている場合において、第１の電極２０を陽極とし、第２の電極３０を陰極として電圧が印加された場合に、第１の電極２０の第１の接合部分２２において金属イオン７０（例えばＡｇ^＋）が発生する。次いで、この金属イオン７０がこの第１の電極２０の第１の接合部分２２から第２の電極３０に向けてクラック１１を介して移動することにより、誘電体１０における第１の電極２０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分から当該誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にわたって、この金属分子の架橋が形成される。ここで、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように空間部４０が配置されているので、第１の電極２０の第１の接合部分２２と第２の電極３０における第１の接合部分２２に対応する部分とは導通しない。したがって、第１の電極２０の第１の接合部分２２から誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけてマイグレーションが発生するものの、上述した空間部４０によって、このマイグレーションによる電流リークが抑制される。

一方、図３（ｂ）に示すように、第１の電極２０を陰極とし、第２の電極３０を陽極として電圧が印加された場合には、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように空間部４０が配置されているので、第２の電極３０における誘電体１０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分において金属イオン７０は発生しない。そのため、誘電体１０における第１の電極２０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分から当該誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にわたって、この金属分子の架橋が形成されない。したがって、上述した空間部４０によって、第１の電極２０の第１の接合部分２２から誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけてマイグレーションが発生しないので、このマイグレーションによる電流リークが抑制される。

（効果）
このように実施の形態１によれば、抑制手段によって、第１の電極２０の第１の接合部分２２から、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち当該第１の接合部分２２に対応する部分にかけて発生するマイグレーションによる電流リークを抑制することができるので、この電流リークによる動作不良の発生を抑えることができ、誘電体素子１の動作の安定性を向上させることができる。

また、抑制手段は、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように配置された空間部４０であるので、特殊な部品を設けることなく製造することができ、製造コストを低減することができる。

また、第１の電極２０における誘電体１０側とは反対側の面の平面中央位置に、第１の接合部分２２を配置し、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分に、空間部４０を配置したので、目印なしでも第１の接合部分２２の位置を容易に把握することができ、第１の電極２０に第１の線路２１を接合する際の作業効率を向上させることができる。

〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、抑制手段を絶縁体とした形態である。なお、特に説明なき構造については、実施の形態１の構造と同様であり、実施の形態１と略同様の構成要素、及び動作については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。

（構成）
まず、誘電体素子の構成について説明する。図４は、実施の形態２に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態２に係る誘電体素子１０１は、実施の形態１の誘電体素子１の構成要素に対して、空間部４０に代えて絶縁体８０として構成されている。

（構成−絶縁体）
絶縁体８０は、マイグレーションによる電流リークを抑制する抑制手段である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、絶縁体８０は、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように、貫通穴３１の周縁と、誘電体１０と、接着層５０とによって囲繞された空間に充填されている。

ここで、絶縁体８０の形成方法は任意であるが、例えば、特殊な部材等を用いることなく形成できるように、上述した接着層５０に用いられた非導電性接着剤が上記空間に充填されることにより形成される方法が該当する。

このような構成により、実施の形態１の誘電体素子１に比べて、貫通穴３１の内部に水分等が入り込むことを抑制することができ、マイグレーションによる電流リークを確実に抑制することができる。

（誘電体素子の機能）
このように構成された誘電体素子１０１の機能は以下の通りである。具体的には、誘電体１０における第１の接合部分２２に対応する部分にクラック１１が生じている場合において、第１の電極２０を陽極とし、第２の電極３０を陰極として電圧が印加された場合に、第１の電極２０の第１の接合部分２２において金属イオン７０が発生する。これにより、第１の電極２０の第１の接合部分２２から誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけて、マイグレーションが発生する。ここで、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように絶縁体８０が配置されているので、第１の電極２０の第１の接合部分２２と第２の電極３０における第１の接合部分２２に対応する部分とは導通しない。したがって、この絶縁体８０によって、このマイグレーションによる電流リークが抑制される。

一方、第１の電極２０を陰極とし、第２の電極３０を陽極として電圧が印加された場合には、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように絶縁体８０が配置されているので、第２の電極３０における誘電体１０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分において金属イオン７０は発生しない。そのため、第１の電極２０の第１の接合部分２２から誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけて、マイグレーションは発生しない。したがって、この絶縁体８０によって、マイグレーションによる電流リークが抑制される。

（効果）
このように実施の形態２によれば、抑制手段は、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち接合部分に対応する部分と当接するように配置された絶縁体８０であるので、実施の形態１の誘電体素子１に比べて、貫通穴３１の内部に水分等が入り込むことを抑制でき、マイグレーションによる電流リークを確実に抑制することができる。よって、誘電体素子１０１の動作の安定性を向上させることができる。

〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、第１の接合部分を、第１の電極の誘電体側とは反対側の面の中央位置以外の位置に配置した形態である。なお、特に説明なき構造については、実施の形態１の構造と同様であり、実施の形態１と略同様の構成要素、及び動作については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。

（構成）
まず、誘電体素子の構成について説明する。図５は、実施の形態３に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態３に係る誘電体素子２０１は、実施の形態１の誘電体素子１の構成要素に対して、第１の接合部分２２の配置内容が異なり、表示部９０を加えて構成されている。

（構成−第１の接合部分の配置について）
第１の接合部分２２の配置については、例えば、何らかの理由により、第１の接合部分２２を第１の電極２０における誘電体１０側とは反対側の面の平面中央位置に配置できない場合であっても、状況に応じた第１の電極２０と第１の線路２１との接続が可能となるように、当該面の平面中央位置以外の位置（図５（ａ）では、第１の電極２０における上面の左端部の位置）に、この第１の接合部分２２が配置されている。この場合において、空間部４０の配置については、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分（図５(ａ)に示す誘電体１０における下面の左端部）と当接する位置に、この空間部４０が配置される。また、貫通穴３１の配置については、第２の電極３０における第１の接合部分２２に対応する部分（図５(ａ)に示す第２の電極３０の左端部）と対応する位置に、この貫通穴３１が配置される。

（構成−表示部）
表示部９０は、空間部４０の位置を示す表示手段である。図５（ｂ）に示すように、表示部９０は、空間部４０の位置を示す所定の記号（例えば文字や図形）を表示することによって構成されている。ここで、表示部９０の配置については、例えば第１の電極２０、誘電体１０、又は保護板６０における空間部４０の近傍位置（図５(ａ)、（ｂ）では保護板６０における上面の左端部の位置）に、この表示部９０が配置されている。あるいは、これに限られず、第１の電極２０における誘電体１０側の面のうち空間部４０に対応する部分の位置に、この表示部９０が配置されてもよい。また、表示部９０の形状については、例えば、表示部が第１の電極２０、誘電体１０、又は保護板６０における空間部４０の近傍位置に配置されている場合に、ある頂角の二等分線が空間部４０の位置方向に略沿うように配置された図形（図５（ｂ）では三角形。あるいは扇形等。）として形成される。また、表示部が第１の電極２０における空間部４０に対応する部分の位置に配置されている場合に、当該対応する部分の位置を示す図形（例えば、四角形、円形、十字形等）として形成される。また、表示部９０の形成方法は任意であるが、例えば、表示部９０が着脱自在に貼付可能となるように、合成樹脂フィルム等の薄膜部材として形成される方法が該当する。あるいは、表示部９０が手早く形成できるように、公知の塗料を塗布することにより形成される方法であってもよい。

このような構成により、第１の接合部分２２が第１の電極２０における誘電体１０側とは反対側の面の平面中央位置以外の位置に配置された場合でも、表示部９０によって、空間部４０の位置を容易に把握することができる。

（効果）
このように実施の形態３によれば、第１の電極２０における誘電体１０側とは反対側の面の平面中央位置以外の位置に、第１の接合部分２２を配置し、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分に、空間部４０を配置したので、状況に応じた第１の電極２０と第１の線路２１との接合ができるので、誘電体素子２０１の設置の自由度を高めることができる。

また、空間部４０の位置を示す表示部９０を備えているので、第１の接合部分２２が第１の電極２０における誘電体１０側とは反対側の面の平面中央位置以外の位置に配置された場合でも、この表示部９０によって、空間部４０の位置を容易に把握することができ、第１の電極２０に第１の線路２１を接合する際の作業効率を向上させることができる。

〔実施の形態４〕
次に、実施の形態４について説明する。この形態は、抑制手段を接着層とした形態である。なお、特に説明なき構造については、実施の形態１の構造と同様であり、実施の形態１と略同様の構成要素、及び動作については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。

（構成）
まず、誘電体素子の構成について説明する。図６は、実施の形態４に係る誘電体素子を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態４に係る誘電体素子３０１は、実施の形態１の誘電体素子１の構成要素に対して、接着層５０の構成内容が異なり、スクリーン印刷によって形成された第２の電極３０を省略し、保護板６０を第２の電極として構成されている。

（構成−接着層の構成について）
接着層５０の構成については、例えば、誘電体１０と保護板６０とを接続すると共に、マイグレーションによる電流リークを抑制可能となる構成が採用されている。

具体的には、まず、接着層５０の材質については、マイグレーションによる電流リークを抑制することができる材質である限り、任意の材質にて形成することが可能である。ただし、誘電体１０の誘電率が十分に変化し、誘電体素子３０１が温度センサーとして機能し得るように、接着層５０の誘電率を設定する必要がある。すなわち、図６の誘電体素子３０１においては、誘電体１０が静電容量を持つと共に、接着層５０も静電容量を持つため、等価回路としては、誘電体１０の静電容量成分によるコンデンサと、接着層５０の静電容量成分によるコンデンサとを、直列接続した回路となる。ここで、接着層５０を、実施の形態１に係る接着層５０等と同様に、比較的誘電率の低い非導電性接着剤にて形成した場合、接着層５０の静電容量が誘電体１０の静電容量に比べて極端に小さくなる。この場合において、第１の電極２０と保護板６０との相互間に電圧が印加されると、誘電体１０に掛かる電圧が接着層５０に掛かる電圧に比べて極小となる。より具体的には、真空中の誘電率＝８．８５Ｅ^−１２Ｆ／ｍ、誘電体１０の比誘電率＝２０００、誘電体１０の直径＝３０ｍｍ、誘電体１０の面積＝（３０ｍｍ／２）^２×π＝７０７ｍｍ^２、誘電体１０の厚さ＝５０μｍ、接着層５０の比誘電率＝５、接着層５０の直径＝３０ｍｍ、接着層５０の面積＝（３０ｍｍ／２）^２×π＝７０７ｍｍ^２、接着層５０の厚さ＝５μｍである場合において、誘電体１０の静電容量＝真空中の誘電率×誘電体１０の比誘電率×誘電体１０の面積×誘電体１０の厚さ＝８．８５Ｅ^−１２Ｆ／ｍ×２０００×７０７ｍｍ^２×５０μｍ＝０．２５Ｆ＝２５０ｎＦとなり、接着層５０の静電容量＝真空中の誘電率×接着層５０の比誘電率×接着層５０の面積×接着層５０の厚さ＝８．８５Ｅ^−１２Ｆ／ｍ×５×７０７ｍｍ^２×５μｍ＝０．００６Ｆ＝６ｎＦとなる。そして、第１の電極２０と保護板６０との相互間に１０Ｖの電圧が印加された場合には、接着層５０に掛かる電圧が９．７Ｖ程度に対して、誘電体１０に掛かる電圧が０．３Ｖ程度となる。これにより、誘電体１０の誘電率がほとんど変化しないため、誘電体素子３０１は温度センサーとして機能しなくなる。そこで、このような問題を解消するために、マイグレーションによる電流リークを抑制しながら、誘電体素子３０１が温度センサーとして機能するように、誘電体１０における誘電率と同程度、あるいは誘電体１０の誘電率の１／５０程度までの誘電率を有する接着剤にて、この接着層５０が形成されている。より具体的には、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）と高誘電率無機フィラーとを含む接着剤等の比較的高い誘電率（例えば、比誘電率を５０）を有する非導電性接着剤にて、この接着層５０が形成される。

また、接着層５０の配置については、少なくとも誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２と対応する部分（図２(ａ)に示す誘電体１０における下面の平面中央部分）と当接する位置に、この接着層５０が配置されている。

また、接着層５０の形状については、この接着層５０の平面形状の大きさを、誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２と対応する部分の形状以上の大きさとし、且つ、所定量の電圧が掛かる静電容量から計算される大きさ程度（例えば直径３０ｍｍ）としている。また、この接着層５０の厚さを、所定量の電圧が掛かる静電容量から計算される厚さ程度（例えば５μｍ）としている。これにより、例えば、接着層５０の静電容量＝真空中の誘電率×接着層５０の比誘電率×接着層５０の面積×接着層５０の厚さ＝８．８５Ｅ^−１２Ｆ／ｍ×５０×７０７ｍｍ^２×５μｍ＝０．０６２Ｆ＝６２ｎＦとなる。そして、この接着層５０と、静電容量＝２５０ｎＦである誘電体１０とが直列に接続されているので、第１の電極２０と保護板６０との相互間に１０Ｖの電圧が印加された場合に、接着層５０に掛かる電圧が８．０Ｖ程度に対して、誘電体１０に掛かる電圧が２．０Ｖ程度となる。これにより、誘電体１０の誘電率が所定量変化できるようになり、誘電体素子３０１は温度センサーとして機能することが可能となる。

このような構成により、実施の形態１の誘電体素子１に比べて部材数を減らして、シンプルな構成にすることができる。

（誘電体素子の機能）
このように構成された誘電体素子３０１の機能は以下の通りである。具体的には、誘電体１０における第１の接合部分２２に対応する部分にクラック１１が生じている場合において、第１の電極２０を陽極とし、保護板６０を陰極として電圧が印加された場合に、第１の電極２０の第１の接合部分２２において金属イオン７０が発生する。次いで、この金属イオン７０がこの第１の電極２０の第１の接合部分２２から保護板６０に向けてクラック１１を介して移動することにより、誘電体１０における第１の電極２０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分から当該誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にわたって、この金属分子の架橋が形成される。ここで、誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分に接着層５０が当接するように配置されているので、第１の電極２０の第１の接合部分２２と保護板６０の第１の接合部分２２と対応する部分とは導通しない。したがって、第１の電極２０の第１の接合部分２２から誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけてマイグレーションが発生するものの、上述した接着層５０によってこのマイグレーションによる電流リークが抑制される。

一方、第１の電極２０を陰極とし、保護板６０を陽極として電圧が印加された場合には、保護板６０の第１の接合部分２２に対応する部分において金属イオン７０が発生する。ここで、保護板６０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分に接着層５０が当接するように配置されているので、この金属イオン７０が当該部分から誘電体１０に向けてクラック１１を介して移動することができない。そのため、誘電体１０における第１の電極２０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分から当該誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にわたって、この金属分子の架橋が形成されない。したがって、上述した接着層５０によって、第１の電極２０の第１の接合部分２２から誘電体１０における接着層５０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分にかけてマイグレーションが発生しないので、このマイグレーションによる電流リークが抑制される。

（効果）
このように実施の形態４によれば、抑制手段は、誘電体１０と第２の電極３０とを接続する接着層５０であるので、実施の形態１の誘電体素子１に比べて部材数を減らして、シンプルな構成にすることができ、製造性を一層向上させることができる。

〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、抑制手段がマイグレーションによる電流リークを抑制しにくい場合であっても、この抑制手段の抑制を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。

（各実施の形態の組み合わせ）
上記実施の形態１から４に示した構成は、相互に組み合わせることができる。例えば、実施の形態３に係る誘電体素子２０１と、実施の形態２に係る誘電体素子１０１の絶縁体８０とを組み合わせても良い。

（誘電体の形状について）
上記実施の形態１から４では、誘電体１０の形状は略円板状体として形成されていると説明したが、これに限られず、例えば方形状体（例えば三角形状体、四角形状体、五角形状体等）、扇状体、円弧状体等として形成されてもよい。この場合において、第１の電極２０、第２の電極３０、又は保護板６０の形状についても、誘電体１０の形状に応じた形状で形成されてもよい。

（第２の電極の形成方法について）
上記実施の形態１から３では、第２の電極３０は、誘電体１０の側面に対してスクリーン印刷することによって形成されていると説明したが、例えば、導電性部材（例えば、銀、銅等）を誘電体１０の側面に対して導電性接着剤によって接合することにより形成されてもよい。

（絶縁体の配置について）
上記実施の形態２では、絶縁体８０は、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接するように配置されていると説明したが、これに限られない。例えば、貫通穴３１の平面形状の大きさが第１の接合部分２２の平面形状よりも大きい場合において、第１の接合部分２２と同一の大きさの平面形状を有し、且つ貫通穴３１の厚さよりも厚さが薄い導電性部材が、誘電体１０における第２の電極３０側の面のうち第１の接合部分２２に対応する部分と当接した状態で貫通穴３１の内部に収容されるように、当該導電性部材と貫通穴３１の周縁との相互間に、絶縁体８０が配置されてもよい。

１、１０１、２０１、３０１ 誘電体素子
１０ 誘電体
１１ クラック
２０ 第１の電極
２１ 第１の線路
２２ 第１の接合部分
３０ 第２の電極
３１ 貫通穴
４０ 空間部
５０ 接着層
６０ 保護板
６１ 第２の線路
６２ 第２の接合部分
７０ 金属イオン
８０ 絶縁体
９０ 表示部

Claims (7)

1. 誘電体と、
   前記誘電体の一方の面に設けられた第１の電極と、
   前記誘電体の前記第１の電極側とは反対側の面に設けられた第２の電極と、
   前記第１の電極における当該第１の電極に通電を行う線路との接合部分から、前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち当該接合部分に対応する部分にかけて発生するマイグレーションによる電流リークを抑制する抑制手段と、
   を備えた誘電体素子。
2. 前記抑制手段は、
   前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分と当接するように配置された空間部である、
   請求項１に記載の誘電体素子。
3. 前記抑制手段は、
   前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分と当接するように配置された絶縁体である、
   請求項１に記載の誘電体素子。
4. 前記第１の電極の前記誘電体側とは反対側の面の中央位置に、前記接合部分を配置し、
   前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分に、前記抑制手段を配置した、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の誘電体素子。
5. 前記第１の電極の前記誘電体側とは反対側の面の中央位置以外の位置に、前記接合部分を配置し、
   前記誘電体の前記第２の電極側の面のうち前記接合部分に対応する部分に、前記抑制手段を配置した、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の誘電体素子。
6. 前記抑制手段の位置を示す表示手段を、さらに備えた、
   請求項５に記載の誘電体素子。
7. 前記抑制手段は、
   前記誘電体と前記第２の電極とを接続する接着層である、
   請求項１に記載の誘電体素子。

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