JP2016186965A - 圧電素子および圧電素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示における圧電素子は、基板と、基板の上方に設けられる下部電極と、下部電極の上面に設けられる下部接合層と、圧電材料を含み下部接合層の上面に設けられる圧電体層と、圧電体層の上方に設けられる上部電極とを備え、下部接合層は、下部電極の電極材料を含む第一電極材料部および圧電材料を含む第一圧電材料部を有し、下部接合層において、第一電極材料部および第一圧電材料部は入り組んでいる圧電素子。
【選択図】図2
Description
(実施の形態)
図1は、本実施の形態における圧電素子10を模式的に示す上面図である。図2は、図1における圧電素子10の2−2断面を模式的に示す断面図である。
層5との間に設けられる。下部接合層4は、下部電極3の電極材料を含む電極材料部4Aと圧電体層5の圧電材料を含む圧電材料部4Bとを有する。下部接合層において、電極材料部4Aと圧電材料部4Bとの割合は、例えば、重量比で12:88〜55:45である。
組成式(1)で示す圧電材料は、優れた圧電特性を示す。組成式(1)で示す圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のBサイトをPb(Zn1/3Nb2/3)O3で10モル%置換している。Pbサイト比は1.015であり、ストイキオメトリーよりも過剰である。
は、アルミニウムを少量含むSUS430等の耐熱性ステンレス板である。基板1は、例えば、幅12.5mm、長さ18mm、厚さ0.1mmである。基板1の大きさは、圧電素子10の用途に応じて決定される。
下部電極材料層23は、例えば、幅12mm、長さ12mm、厚さ5μmである。
り圧電材料ペーストが得られる。有機ビヒクルと圧電材料との混合比は重量比率にて例えば20:80である。これらの材料は、3本ロールミル等を用いて混練される。
(実施の形態の変形例)
以下、本実施の形態の変形例における圧電素子30について説明する。
3 下部電極
4 下部接合層
4A、8A 電極材料部
4B、8B 圧電材料部
41A、41B、411A、411B 突出部
5 圧電体層
6 上部電極
7 領域
8 上部接合層
9 中間層
10、30 圧電素子
20 未焼結素子
23 下部電極材料層
24 下部接合材料層
25 圧電材料層
26 上部電極材料層
31 カバー部
32 周縁部
Claims (14)
- 基板と、
前記基板の上方に設けられる下部電極と、
前記下部電極の上面に設けられる下部接合層と、
圧電材料を含み、前記下部接合層の上面に設けられる圧電体層と、
前記圧電体層の上方に設けられる上部電極と、を備え、
前記下部接合層は、前記下部電極の電極材料を含む第一電極材料部および前記圧電材料を含む第一圧電材料部を有し、
前記下部接合層において、前記第一電極材料部および前記第一圧電材料部は入り組んでいる、
圧電素子。 - 前記第一電極材料部は、前記下部電極と結合しているとともに、前記下部電極から前記圧電体層に向かって突出する第一突出部を有し、
前記下部接合層において、前記第一突出部は、前記圧電体層と結合している前記圧電材料部で覆われている、
請求項1に記載の圧電素子。 - 前記第一突出部の先端側の径は、前記突出部の根元側の径よりも大きく、
前記第一電極材料部と前記圧電材料部とは、前記第一突出部を介して接合している、
請求項2に記載の圧電素子。 - 前記下部接合層において、前記第一電極材料部と前記第一圧電材料部との割合は、重量比で12:88〜55:45である、
請求項3に記載の圧電素子。 - 前記基板は、ステンレスである、
請求項3に記載の圧電素子。 - 前記圧電体層と前記上部電極との間に上部接合層をさらに備え、
前記上部接合層は、前記圧電材料を含む第二圧電材料部および前記上部電極の電極材料を含む第二電極材料部を有し、
前記上部接合層において、前記第二電極材料部および前記第二圧電材料部は入り組んでいる、
請求項3に記載の圧電素子。 - 前記第二電極材料部は、前記上部電極と結合しているとともに、前記上部電極から前記圧電体層に向かって突出する第二突出部を備え、
前記上部接合層において、前記第二突出部は、前記圧電体層と結合している前記第二圧電材料部で覆われている、
請求項6に記載の圧電素子。 - 前記圧電体層の前記下部電極側の周縁部の一部を覆うカバー部をさらに備える、
請求項1に記載の圧電素子。 - 前記カバー部は、前記下部接合層と同じ材料で形成されている、
請求項8に記載の圧電素子。 - 前記カバー部は、前記下部電極の前記電極材料で形成されている、
請求項8に記載の圧電素子。 - 基板の上方に、下部電極を形成するために下部電極材料ペーストを塗布し、
塗布した前記下部電極材料ペーストの上面に下部接合層を形成するために、圧電体層を形成する圧電材料ペーストと前記下部電極材料ペーストとを混練した下部接合材料ペーストを塗布し、
塗布した前記下部接合材料ペーストの上面に、圧電体層を形成するために前記圧電材料ペーストを塗布し、
塗布した前記圧電材料ペーストの上方に、上部電極を形成するために上部電極材料ペーストを塗布し、
前記下部電極材料ペースト、前記下部接合材料ペースト、前記圧電材料ペーストおよび前記上部電極材料ペーストが塗布された前記基板を焼成する、
圧電素子の製造方法。 - 前記下部接合材料ペーストは、前記下部電極材料ペーストと前記圧電材料ペーストとを重量比で12:88〜55:45の割合で混練することにより作製される、
請求項11に記載の圧電素子の製造方法。 - カバー層を形成するために、前記塗布された前記圧電材料ペーストの前記下部電極材料ペースト側の周縁部を覆うように前記下部接合材料ペーストをさらに塗布する、
請求項11に記載の圧電素子の製造方法。 - カバー層を形成するために、前記塗布された前記圧電材料ペーストの前記下部電極材料ペースト側の周縁部を覆うように前記下部電極材料ペーストをさらに塗布する、
請求項11に記載の圧電素子の製造方法。
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