JP2015076420A - 分極方向検査方法、分極方向検査装置及び圧電素子の製造方法 - Google Patents
分極方向検査方法、分極方向検査装置及び圧電素子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
ここで、1つの実験例を示す。この実験例では、圧電素子10として、図1Cに示す圧電素子10を用い、この圧電素子10に対して分極方向が他方の電極14bから一方の電極14aに向かう方向の分極処理を行った。その後、分極方向検査装置20を使用して、バイアス電界Ebを以下の[1]、[2]及び[3]の順番で印加したときの静電容量の変化(静電容量値の変化量)を確認した。静電容量の測定結果を図5に示す。
[1]:0.0kV/mm→0.1kV/mm→0.2kV/mm→0.3kV/mm
[2]:0.3kV/mm→0.2kV/mm→0.1kV/mm→0.0kV/mm→−0.1kV/mm→−0.2kV/mm→−0.3kV/mm
[3]:−0.3kV/mm→−0.2kV/mm→−0.1kV/mm→0.0kV/mm
14a、14b…一対の電極 14a…一方の電極
14b…他方の電極 16…方向識別マーク
18…単位格子 20…分極方向検査装置
22…カメラ 24…静電容量測定装置
26…DC電源 28…制御部
30…電極検出部 32…測定部
34…判別部 36A…第1静電容量測定部
36B…第2静電容量測定部 42…インピーダンスアナライザ
C1、C2…静電容量値 Eb…バイアス電界
Claims (15)
- 素子の分極方向を判別する分極方向検査方法であって、
前記素子の電気的特性を少なくとも2条件で測定する測定ステップと、
得られた少なくとも2つの測定値を比較して前記素子の分極方向を判別する判別ステップとを有することを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項1記載の分極方向検査方法において、
前記測定ステップは、少なくとも2条件での前記測定を連続して行うことを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項1又は2記載の分極方向検査方法において、
少なくとも前記測定ステップは、10℃以上の温度変化がない環境で行うことを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の分極方向検査方法において、
前記素子は、分極処理された圧電素子であることを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項4記載の分極方向検査方法において、
前記測定ステップは、
前記圧電素子をバイアス電界0kV/mmの状態で、前記圧電素子の静電容量を測定する第1ステップと、
前記圧電素子にバイアス電界0.1〜1kV/mmを印加した状態で、前記圧電素子の静電容量を測定する第2ステップと、を有し、
前記判別ステップは、前記第1ステップで得られた第1測定値と、前記第2ステップで得られた第2測定値とを比較し、前記第1測定値に対する前記第2測定値の高低とバイアス電界方向とに基づいて、前記圧電素子の分極方向を判別することを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項5記載の分極方向検査方法において、
前記第2ステップで前記圧電素子に印加する前記バイアス電界は、前記圧電素子の抗電界の80%以下であることを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項5又は6記載の分極方向検査方法において、
前記測定ステップは、前記第1ステップを行った後に前記第2ステップを行うことを特徴とする分極方向検査方法。 - 請求項5〜7のいずれか1項に記載の分極方向検査方法において、
前記測定ステップは、前記圧電素子を分極処理した後に、前記圧電素子が分極処理されたかどうかを判定するための静電容量測定装置を兼用して行うことを特徴とする分極方向検査方法。 - 分極処理された圧電素子の分極方向を判別する分極方向検査装置であって、
前記圧電素子の電気的特性を少なくとも2条件で測定する測定部と、
得られた少なくとも2つの測定値を比較して前記圧電素子の分極方向を判別する判別部とを有することを特徴とする分極方向検査装置。 - 請求項9記載の分極方向検査装置において、
さらに、静電容量測定手段と、電界印加手段とを有し、
前記測定部は、
前記静電容量測定手段及び前記電界印加手段を制御して、前記圧電素子をバイアス電界0kV/mmの状態で、前記圧電素子の静電容量を測定する第1静電容量測定部と、
前記静電容量測定手段及び前記電界印加手段を制御して、前記圧電素子にバイアス電界0.1〜1kV/mmを印加した状態で、前記圧電素子の静電容量を測定する第2静電容量測定部と、を有し、
前記判別部は、
前記第1静電容量測定部にて得られた第1測定値と、前記第2静電容量測定部で得られた第2測定値とを比較し、前記第1測定値に対する前記第2測定値の高低とバイアス電界方向とに基づいて、前記圧電素子の分極方向を判別することを特徴とする分極方向検査装置。 - 請求項10記載の分極方向検査装置において、
さらに、前記圧電素子の一対の電極のうち、特定の電極を検出する電極検出部を有し、
前記第2静電容量測定部は、前記特定の電極を基準に、前記一対の電極間に一定方向の前記バイアス電界を印加することを特徴とする分極方向検査装置。 - 請求項11記載の分極方向検査装置において、
前記一対の電極のうち、一方の電極に方向識別マークが施され、
前記電極検出部は、前記方向識別マークを画像認識し、認識した前記方向識別マークに対応した電極を前記特定の電極として検出することを特徴とする分極方向検査装置。 - 請求項11記載の分極方向検査装置において、
前記圧電素子の上面に形成された電極と、前記圧電素子の下面に形成された電極とで前記一対の電極とされ、
前記電極検出部は、検査工程に投入された前記圧電素子の上面に位置する電極を、前記特定の電極として検出することを特徴とする分極方向検査装置。 - 圧電素子を作製する工程と、
前記圧電素子を分極処理する工程と、
分極処理された前記圧電素子の分極方向を判別する分極方向検査工程とを有する圧電素子の製造方法であって、
前記分極方向検査工程は、
前記圧電素子の電気的特性を少なくとも2条件で測定する測定ステップと、
得られた少なくとも2つの測定値を比較して前記圧電素子の分極方向を判別する判別ステップとを有することを特徴とする圧電素子の製造方法。 - 請求項14記載の圧電素子の製造方法において、
前記測定ステップは、
前記素子をバイアス電界0kV/mmの状態で、前記素子の静電容量を測定する第1ステップと、
前記素子にバイアス電界0.1〜1kV/mmを印加した状態で、前記素子の静電容量を測定する第2ステップと、を有し、
前記判別ステップは、前記第1ステップで得られた第1測定値と、前記第2ステップで得られた第2測定値とを比較し、前記第1測定値に対する前記第2測定値の高低とバイアス電界方向とに基づいて、前記素子の分極方向を判別することを特徴とする圧電素子の製造方法。
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