JP2830556B2 - 圧電体の分極方法 - Google Patents
圧電体の分極方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば圧電フィルター
や圧電共振子等の圧電部品に用いられる圧電体の分極方
法に関し、特に、圧電体の分極から部品としての完成品
を得るに至る間に電気的特性の劣化が生じ難い、圧電体
の分極方法を提供するものである。
や圧電共振子等の圧電部品に用いられる圧電体の分極方
法に関し、特に、圧電体の分極から部品としての完成品
を得るに至る間に電気的特性の劣化が生じ難い、圧電体
の分極方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電フィルターや圧電共振子を得るのに
用いられる圧電体の分極処理に際しては、一般に、抗電
界の３倍程度の直流電界を圧電体に印加し、それによっ
て圧電体を飽和分極させることにより行われている。し
かしながら、分極処理された圧電体を用いて圧電部品を
製品として完成させるまでには、個々の圧電部品単位へ
の圧電体の切断（素子カット）、端子取り付けあるいは
樹脂外装形式等の物理的外力や熱ストレスの加わる種々
の工程が実施されるのが普通である。
用いられる圧電体の分極処理に際しては、一般に、抗電
界の３倍程度の直流電界を圧電体に印加し、それによっ
て圧電体を飽和分極させることにより行われている。し
かしながら、分極処理された圧電体を用いて圧電部品を
製品として完成させるまでには、個々の圧電部品単位へ
の圧電体の切断（素子カット）、端子取り付けあるいは
樹脂外装形式等の物理的外力や熱ストレスの加わる種々
の工程が実施されるのが普通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、圧電フ
ィルターや圧電共振子等の圧電部品を得るにあたって
は、分極処理後に種々の工程において圧電体に物理的な
力や熱ストレスが加わっていた。そのため、図２に実線
Ａで示す様に圧電体を所望の分極度に分極していたとし
ても、上記のような各工程を得た後では、個々の圧電部
品中の圧電体の分極度が破線Ｂで示すように低下すると
いう問題があった。また、図３に各工程直後の分極度及
びそのばらつきを示すように、分極度が単に低下するだ
けでなく、工程を得るごとに分極度のばらつきも大きく
なるという問題があった。その結果、圧電体を所望の分
極度に分極処理したとしても、設計通りの電気的な特性
を示す圧電部品を得ることが非常に困難であった。な
お、上記のような分極度の低下は、抗電界が１５ｋＶ／
ｃｍ以下のソフトな圧電材料からなる圧電体において、
厚み縦振動を利用した比較的厚さの薄い製品において、
特に顕著にあらわれていた。
ィルターや圧電共振子等の圧電部品を得るにあたって
は、分極処理後に種々の工程において圧電体に物理的な
力や熱ストレスが加わっていた。そのため、図２に実線
Ａで示す様に圧電体を所望の分極度に分極していたとし
ても、上記のような各工程を得た後では、個々の圧電部
品中の圧電体の分極度が破線Ｂで示すように低下すると
いう問題があった。また、図３に各工程直後の分極度及
びそのばらつきを示すように、分極度が単に低下するだ
けでなく、工程を得るごとに分極度のばらつきも大きく
なるという問題があった。その結果、圧電体を所望の分
極度に分極処理したとしても、設計通りの電気的な特性
を示す圧電部品を得ることが非常に困難であった。な
お、上記のような分極度の低下は、抗電界が１５ｋＶ／
ｃｍ以下のソフトな圧電材料からなる圧電体において、
厚み縦振動を利用した比較的厚さの薄い製品において、
特に顕著にあらわれていた。
【０００４】本発明の目的は、圧電体を所望の分極度に
分極し得るだけでなく、該圧電体を用いた製品における
分極度の低下、ひいては圧電部品の電気的な特性の劣化
が生じ難い圧電体の分極方法を提供することにある。
分極し得るだけでなく、該圧電体を用いた製品における
分極度の低下、ひいては圧電部品の電気的な特性の劣化
が生じ難い圧電体の分極方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電体を一定
の方向に分極処理し、第１の分極度を有するように分極
処理する工程と、前記分極処理に続いて、逆方向にバイ
アス電界を印加することにより圧電体の分極度を第１の
分極度の１／１０以下とする工程と、分極度の低下され
た圧電体の両主面に電極を形成する工程と、前記圧電体
を用いて圧電部品を構成する工程と、前記圧電部品を構
成する工程を終えた後に、前記電極から、前記圧電体に
対して第１の分極度を得た場合の分極処理と同一方向に
抗電界を超える電界を印加し部分分極により所望の分極
度を得る工程とを備える、圧電体の分極方法である。
の方向に分極処理し、第１の分極度を有するように分極
処理する工程と、前記分極処理に続いて、逆方向にバイ
アス電界を印加することにより圧電体の分極度を第１の
分極度の１／１０以下とする工程と、分極度の低下され
た圧電体の両主面に電極を形成する工程と、前記圧電体
を用いて圧電部品を構成する工程と、前記圧電部品を構
成する工程を終えた後に、前記電極から、前記圧電体に
対して第１の分極度を得た場合の分極処理と同一方向に
抗電界を超える電界を印加し部分分極により所望の分極
度を得る工程とを備える、圧電体の分極方法である。
【０００６】
【作用】本発明では、圧電体を第１の分極度を有するよ
うに一定の方向に分極処理した後に、逆方向にバイアス
電界を印加することにより、圧電体の分極度を第１の分
極度の１／１０以下とする。そして、分極度が低下され
た圧電体の両主面に電極を形成し、該圧電体を用いて圧
電部品を構成するため、電極の形成や圧電部品を構成す
る種々の工程において、物理的な応力や熱ストレスが圧
電体に加わったとしても、該圧電体の分極が小さいた
め、上記物理的な応力や熱ストレスの影響を小さくする
ことが可能とされる。
うに一定の方向に分極処理した後に、逆方向にバイアス
電界を印加することにより、圧電体の分極度を第１の分
極度の１／１０以下とする。そして、分極度が低下され
た圧電体の両主面に電極を形成し、該圧電体を用いて圧
電部品を構成するため、電極の形成や圧電部品を構成す
る種々の工程において、物理的な応力や熱ストレスが圧
電体に加わったとしても、該圧電体の分極が小さいた
め、上記物理的な応力や熱ストレスの影響を小さくする
ことが可能とされる。
【０００７】そして、本発明では、圧電部品を構成する
各工程を得た後に、再度第１の分極度を得た場合の分極
処理と同一方向に抗電界を超える電界を印加して、部分
分極し、それによって圧電部品中の圧電体の所望部分を
所望の分極度とする。すなわち、本発明は、製品として
の圧電部品を得た後に、該圧電部品中の圧電体の所望部
分を部分分極処理することにより、圧電部品を得る各工
程において加えられた応力や熱ストレスの影響に関わら
ず、所望の分極度を実現することに特徴を有する。
各工程を得た後に、再度第１の分極度を得た場合の分極
処理と同一方向に抗電界を超える電界を印加して、部分
分極し、それによって圧電部品中の圧電体の所望部分を
所望の分極度とする。すなわち、本発明は、製品として
の圧電部品を得た後に、該圧電部品中の圧電体の所望部
分を部分分極処理することにより、圧電部品を得る各工
程において加えられた応力や熱ストレスの影響に関わら
ず、所望の分極度を実現することに特徴を有する。
【０００８】なお、製品としての圧電部品を得る前に、
第１の分極処理及び上記バイアス電界を印加する各工程
を実施するのは、このような工程を得ることにより、最
終的な部分分極に際し、最初の分極処理履歴のために抗
電界以上の小さな電界で、しかも短時間で分極を回復さ
せることができるからである。すなわち、例えソフトな
圧電材料からなる圧電体であっても、上記のような第１
の分極度を得る分極処理並びにバイアス電界を印加する
処理を得た後に、再度分極処理を行うことが不可欠であ
り、上記のような当初の分極処理を行わなければ、抗電
界を超える比較的小さな電界で圧電体を部分分極するこ
とはできない。
第１の分極処理及び上記バイアス電界を印加する各工程
を実施するのは、このような工程を得ることにより、最
終的な部分分極に際し、最初の分極処理履歴のために抗
電界以上の小さな電界で、しかも短時間で分極を回復さ
せることができるからである。すなわち、例えソフトな
圧電材料からなる圧電体であっても、上記のような第１
の分極度を得る分極処理並びにバイアス電界を印加する
処理を得た後に、再度分極処理を行うことが不可欠であ
り、上記のような当初の分極処理を行わなければ、抗電
界を超える比較的小さな電界で圧電体を部分分極するこ
とはできない。
【０００９】
【発明の効果】従って、本発明によれば、圧電体を第１
の分極度を有するように分極処理し、逆方向にバイアス
電界を印加して第１の分極度の１／１０以下の分極度と
して、圧電部品を構成する各工程を実施するため、圧電
部品を構成する際に、加えられる応力や熱ストレスの分
極状態に与える影響を低減することができる。しかも、
圧電部品を構成した後に再度分極処理を行うものである
ため、抗電界を超える比較的小さな電界を印加すること
により圧電体の所望の部分を高精度に部分分極すること
が可能となる。
の分極度を有するように分極処理し、逆方向にバイアス
電界を印加して第１の分極度の１／１０以下の分極度と
して、圧電部品を構成する各工程を実施するため、圧電
部品を構成する際に、加えられる応力や熱ストレスの分
極状態に与える影響を低減することができる。しかも、
圧電部品を構成した後に再度分極処理を行うものである
ため、抗電界を超える比較的小さな電界を印加すること
により圧電体の所望の部分を高精度に部分分極すること
が可能となる。
【００１０】よって、本発明の圧電体の分極方法を利用
することにより、所望通りの電気的特性を有し、かつ特
性のばらつきの少ない圧電部品を安定に供給することが
可能となる。また、圧電部品を製造するにあたり、圧電
体の切断や電極の形成等の途中の工程における電気的な
特性の劣化が生じ難いため、圧電部品の歩留りも高めら
れる。
することにより、所望通りの電気的特性を有し、かつ特
性のばらつきの少ない圧電部品を安定に供給することが
可能となる。また、圧電部品を製造するにあたり、圧電
体の切断や電極の形成等の途中の工程における電気的な
特性の劣化が生じ難いため、圧電部品の歩留りも高めら
れる。
【００１１】
【実施例の説明】図４〜図６を参照して、本発明の圧電
体の分極方法の原理を説明する。圧電体として、チタン
酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスを例にとると、チタ
ン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスは、正方晶と三方
晶に属し、分極容易軸は、それぞれ、σ及びδの１４通
りの方向をとることができる。分極処理前の圧電体の分
極状態を図４（ａ）に示す。圧電体１は、分極処理前に
は、矢印方向で分極方向を示すように、内部の分極状態
がランダムな状態となっている。次に、圧電体１の両主
面に形成された分極用の電極２，３から厚み方向に直流
電界を印加すると、図４（ｂ）に示すように、圧電体１
が厚み方向に分極処理される。もっとも、分極軸は図６
のａの状態からｄで示す状態となるように、電界方向を
中心とするある任意の角度の円錐の中に全ての分極Ｐが
分布するようになる。なお、図４（ｂ）では、分極を示
す矢印が圧電体１の厚み方向に一様な方向を向くように
図示されているが、これはあくまでも分極の平均値を表
しているものであり、実際には、図６にｄで示す状態の
ように、飽和分極状態となっても、分極軸が完全に一軸
方向に揃うことはありえない。
体の分極方法の原理を説明する。圧電体として、チタン
酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスを例にとると、チタ
ン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスは、正方晶と三方
晶に属し、分極容易軸は、それぞれ、σ及びδの１４通
りの方向をとることができる。分極処理前の圧電体の分
極状態を図４（ａ）に示す。圧電体１は、分極処理前に
は、矢印方向で分極方向を示すように、内部の分極状態
がランダムな状態となっている。次に、圧電体１の両主
面に形成された分極用の電極２，３から厚み方向に直流
電界を印加すると、図４（ｂ）に示すように、圧電体１
が厚み方向に分極処理される。もっとも、分極軸は図６
のａの状態からｄで示す状態となるように、電界方向を
中心とするある任意の角度の円錐の中に全ての分極Ｐが
分布するようになる。なお、図４（ｂ）では、分極を示
す矢印が圧電体１の厚み方向に一様な方向を向くように
図示されているが、これはあくまでも分極の平均値を表
しているものであり、実際には、図６にｄで示す状態の
ように、飽和分極状態となっても、分極軸が完全に一軸
方向に揃うことはありえない。
【００１２】次に、上記分極処理と逆方向にバイアス電
界を印加すると、図６のｅに示す状態からｆに示す状態
となり、徐々に分極Ｐが低下していく。この分極Ｐの分
布状態は、図４（ｃ）に示すように上向きの矢印及び下
向きの矢印で示すように、正方向及び負方向の分極Ｐが
局在化し、バランスするようになる。従って、再度最初
の分極方向と同一方向（正方向）に直流電界を印加する
と、低い電界により、初期の高い分極状態へ回復する
（図６の破線ｇ参照）。なお、図６のｆで示す状態は、
見かけ上分極Ｐ＝０であるが、分極軸は分極前のランダ
ムな状態（図６のａで示す状態及び図４（ａ）に示した
状態）とは全く異なり、任意の分極容易軸に局在して分
布している。従って、上記のように、図６の破線ｇで示
すように、比較的は低い電界により、高い分極状態を実
現することができる。
界を印加すると、図６のｅに示す状態からｆに示す状態
となり、徐々に分極Ｐが低下していく。この分極Ｐの分
布状態は、図４（ｃ）に示すように上向きの矢印及び下
向きの矢印で示すように、正方向及び負方向の分極Ｐが
局在化し、バランスするようになる。従って、再度最初
の分極方向と同一方向（正方向）に直流電界を印加する
と、低い電界により、初期の高い分極状態へ回復する
（図６の破線ｇ参照）。なお、図６のｆで示す状態は、
見かけ上分極Ｐ＝０であるが、分極軸は分極前のランダ
ムな状態（図６のａで示す状態及び図４（ａ）に示した
状態）とは全く異なり、任意の分極容易軸に局在して分
布している。従って、上記のように、図６の破線ｇで示
すように、比較的は低い電界により、高い分極状態を実
現することができる。
【００１３】本発明では、上記のように再度正方向に分
極する前に、圧電部品が構成される。すなわち、図４
（ｃ）に示した圧電体１の分極用電極２，３を除去し、
個々の圧電部品を製作する。例えば、エネルギー閉込め
型の圧電共振部品を得る場合を例にとり、図５を参照し
て説明する。所定の大きさに切断された圧電体１の両主
面に部分的に電極４，５を形成し、さらに樹脂外装６を
形成し、しかる後、電極４，５から上記のような比較的
低い電界を印加することにより、圧電共振部品７内の圧
電体１が所望の分極度となるように分極される。
極する前に、圧電部品が構成される。すなわち、図４
（ｃ）に示した圧電体１の分極用電極２，３を除去し、
個々の圧電部品を製作する。例えば、エネルギー閉込め
型の圧電共振部品を得る場合を例にとり、図５を参照し
て説明する。所定の大きさに切断された圧電体１の両主
面に部分的に電極４，５を形成し、さらに樹脂外装６を
形成し、しかる後、電極４，５から上記のような比較的
低い電界を印加することにより、圧電共振部品７内の圧
電体１が所望の分極度となるように分極される。
【００１４】本発明の分極方法を用いれば、例えば、図
５に示した圧電共振部品７における共振周波数ｆ0 を分
極度により高精度に制御することができる。すなわち、
飽和分極状態の圧電体１を用いて構成された圧電共振部
品７のインピーダンス−周波数特性が図７の実線Ｃで示
す曲線のようになり、上記飽和分極後に逆方向にバイア
ス電界を印加した後のインピーダンス−周波数特性が図
７の一定鎖線Ｄに示す曲線である場合を想定する。この
場合、一定鎖線Ｄで示す曲線から明らかなように、バイ
アス電界を逆方向に印加することにより、分極度が飽和
分極状態の１／１０以下とされるためバイアス電界を印
加した後においては、共振点ｆｒ´と反共振点ｆａ´と
がほぼ一致するため、バイアス電界印加後の圧電共振部
品の共振周波数ｆ0 ´は、圧電体１を構成する材料及び
形状固有の値である。
５に示した圧電共振部品７における共振周波数ｆ0 を分
極度により高精度に制御することができる。すなわち、
飽和分極状態の圧電体１を用いて構成された圧電共振部
品７のインピーダンス−周波数特性が図７の実線Ｃで示
す曲線のようになり、上記飽和分極後に逆方向にバイア
ス電界を印加した後のインピーダンス−周波数特性が図
７の一定鎖線Ｄに示す曲線である場合を想定する。この
場合、一定鎖線Ｄで示す曲線から明らかなように、バイ
アス電界を逆方向に印加することにより、分極度が飽和
分極状態の１／１０以下とされるためバイアス電界を印
加した後においては、共振点ｆｒ´と反共振点ｆａ´と
がほぼ一致するため、バイアス電界印加後の圧電共振部
品の共振周波数ｆ0 ´は、圧電体１を構成する材料及び
形状固有の値である。
【００１５】よって、当初の分極方向と同一方向に抗電
界よりも大きな電界を印加して所望の分極度とした場
合、そのインピーダンス−周波数特性は、図８に一定鎖
線Ｅで示す通りとなる。この場合、一定鎖線Ｅで示され
るインピーダンス−周波数特性で表される共振特性の共
振点ｆ0 は、バイアス電界を印加して分極度が極度に低
下された状態の共振周波数ｆ0 ´からのシフト量、すな
わち再分極することにより得られる分極度により制御し
得ることがわかる。言い換えれば、図９に示すように、
再分極により得られる圧電共振部品７の共振周波数は、
該圧電共振部品７の共振点と反共振点との間の周波数差
Δｆ＝ｆr −ｆa （Δｆは、分極Ｐと比例関係にある）
により制御され得るため、上記再分極に際して得られる
分極度により圧電共振部品７の共振周波数を高精度に制
御することができる。なお、図９においてｆ0 ″は、飽
和分極状態の場合（すなわち図７，８の実線Ｃの共振特
性の場合）の共振周波数を示す。
界よりも大きな電界を印加して所望の分極度とした場
合、そのインピーダンス−周波数特性は、図８に一定鎖
線Ｅで示す通りとなる。この場合、一定鎖線Ｅで示され
るインピーダンス−周波数特性で表される共振特性の共
振点ｆ0 は、バイアス電界を印加して分極度が極度に低
下された状態の共振周波数ｆ0 ´からのシフト量、すな
わち再分極することにより得られる分極度により制御し
得ることがわかる。言い換えれば、図９に示すように、
再分極により得られる圧電共振部品７の共振周波数は、
該圧電共振部品７の共振点と反共振点との間の周波数差
Δｆ＝ｆr −ｆa （Δｆは、分極Ｐと比例関係にある）
により制御され得るため、上記再分極に際して得られる
分極度により圧電共振部品７の共振周波数を高精度に制
御することができる。なお、図９においてｆ0 ″は、飽
和分極状態の場合（すなわち図７，８の実線Ｃの共振特
性の場合）の共振周波数を示す。
【００１６】次に、具体的な実験例につき説明する。圧
電体として、Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 系の正方晶と三方
晶との相境界に位置し、ソフトな圧電材料に属するもの
を用いた。なお、この圧電体の抗電界は１２ｋＶ／ｃｍ
（室温）である。上記圧電体を用い、厚み縦振動モード
を利用した共振周波数１２ＭＨｚの圧電共振子を作製し
た。まず、圧電体として、厚み１８０μｍにラップされ
たものを用意し、両面にＡｇ膜及びＣｕ膜からなる多層
の分極用の電極膜を形成した。次に、６０℃の絶縁オイ
ル中において、上記圧電体に、５４０Ｖ／１８０μｍ
（３０ｋＶ／ｃｍ）及び３０分の条件で分極処理を行
い、さらに１５０℃、１時間の熱エージングを行って特
性の安定化を図った。なお、この分極条件により処理さ
れた圧電体は十分な飽和分極状態とされた（図１のａで
示す状態）。
電体として、Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 系の正方晶と三方
晶との相境界に位置し、ソフトな圧電材料に属するもの
を用いた。なお、この圧電体の抗電界は１２ｋＶ／ｃｍ
（室温）である。上記圧電体を用い、厚み縦振動モード
を利用した共振周波数１２ＭＨｚの圧電共振子を作製し
た。まず、圧電体として、厚み１８０μｍにラップされ
たものを用意し、両面にＡｇ膜及びＣｕ膜からなる多層
の分極用の電極膜を形成した。次に、６０℃の絶縁オイ
ル中において、上記圧電体に、５４０Ｖ／１８０μｍ
（３０ｋＶ／ｃｍ）及び３０分の条件で分極処理を行
い、さらに１５０℃、１時間の熱エージングを行って特
性の安定化を図った。なお、この分極条件により処理さ
れた圧電体は十分な飽和分極状態とされた（図１のａで
示す状態）。
【００１７】次に、最初の分極方向とは逆方向に、３０
０Ｖ／１８０μｍで６０秒間、室温でバイアス電界を印
加した。その結果、分極度Δｆ＝ｆr −ｆａでは５０ｋ
ＨＺ以下と十分に小さくなった（図１のｂで示す状
態）。次に、上記圧電体の両主面をエッチングすること
により、図１０（ａ）に示す電極１１，１２が両主面に
整列形成された圧電板を得、個々の圧電共振部品単位に
該圧電板を切断し、図１０に示されている圧電板１３を
得た。しかる後、圧電板１３の両主面に形成されている
電極１１，１２に端子を接合し、該端子が引き出されて
いる部分を除いて樹脂外装１４を形成し、圧電共振部品
１５を得た。
０Ｖ／１８０μｍで６０秒間、室温でバイアス電界を印
加した。その結果、分極度Δｆ＝ｆr −ｆａでは５０ｋ
ＨＺ以下と十分に小さくなった（図１のｂで示す状
態）。次に、上記圧電体の両主面をエッチングすること
により、図１０（ａ）に示す電極１１，１２が両主面に
整列形成された圧電板を得、個々の圧電共振部品単位に
該圧電板を切断し、図１０に示されている圧電板１３を
得た。しかる後、圧電板１３の両主面に形成されている
電極１１，１２に端子を接合し、該端子が引き出されて
いる部分を除いて樹脂外装１４を形成し、圧電共振部品
１５を得た。
【００１８】樹脂外装１４を形成した後に、最初の分極
方法と同一方向に３００Ｖ／１８０μｍで６０秒、室温
にて直流電界を印加した。その結果、図１０（ｂ）に示
すように圧電板１３の電極１１，１２が重なり合ってい
る部分において分極度が回復し、図１のｃに示すように
初期の分極度に回復した。この様に、図１０（ｂ）に示
すように、分極が回復されるのは、電極１２，１３が重
なり合っている部分だけであるため、部分分極状態とな
り、圧電板１３において周辺の不要部分の分極は回復し
ないため、該不要部分における振動を抑制し得ることが
わかる。
方法と同一方向に３００Ｖ／１８０μｍで６０秒、室温
にて直流電界を印加した。その結果、図１０（ｂ）に示
すように圧電板１３の電極１１，１２が重なり合ってい
る部分において分極度が回復し、図１のｃに示すように
初期の分極度に回復した。この様に、図１０（ｂ）に示
すように、分極が回復されるのは、電極１２，１３が重
なり合っている部分だけであるため、部分分極状態とな
り、圧電板１３において周辺の不要部分の分極は回復し
ないため、該不要部分における振動を抑制し得ることが
わかる。
【００１９】比較のために、図１１（ａ）に示すよう
に、上記と同一材料からなり、ただし分極処理を施して
いない圧電板２３を用意し、該圧電板２３の両主面に部
分電極２１，２２を形成し、樹脂外装２４を施し、圧電
共振部品２５を得た。そして、得られた圧電共振部品２
５について、製品状態のまま電極２１，２２から５４０
Ｖ／１８０μｍ及び３０分の条件で分極を行ったとこ
ろ、分極度はほとんど向上しないことが確かめられた。
また、この様にして得られた圧電共振部品２５のインピ
ーダンス−周波数特性を測定したところ、波形に大きな
乱れが生じていた。従って、ソフトな圧電材料であるＰ
ｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 系の正方晶と三方晶の相境界に位
置する材料であっても、室温にて圧電板を部分分極する
には、非常に高い電圧を必要とすることがわかる。
に、上記と同一材料からなり、ただし分極処理を施して
いない圧電板２３を用意し、該圧電板２３の両主面に部
分電極２１，２２を形成し、樹脂外装２４を施し、圧電
共振部品２５を得た。そして、得られた圧電共振部品２
５について、製品状態のまま電極２１，２２から５４０
Ｖ／１８０μｍ及び３０分の条件で分極を行ったとこ
ろ、分極度はほとんど向上しないことが確かめられた。
また、この様にして得られた圧電共振部品２５のインピ
ーダンス−周波数特性を測定したところ、波形に大きな
乱れが生じていた。従って、ソフトな圧電材料であるＰ
ｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 系の正方晶と三方晶の相境界に位
置する材料であっても、室温にて圧電板を部分分極する
には、非常に高い電圧を必要とすることがわかる。
【００２０】これに対して、前述した実施例では、抗電
界を超える比較的低い直流電界を印加するだけで所望の
分極度が実現されるため、本実施例の製造方法によれ
ば、部分分極に挟まれた圧電板領域を所望の分極度に極
めて簡単に分極し得ることがわかる。また、上記実施例
の各工程後における分極Ｐ及びそのバラツキを調べたと
ころ、図１２に示す結果が得られた。図１２から明らか
なように、本実施例では、分極バラツキの小さい圧電共
振部品の得られることがわかる。
界を超える比較的低い直流電界を印加するだけで所望の
分極度が実現されるため、本実施例の製造方法によれ
ば、部分分極に挟まれた圧電板領域を所望の分極度に極
めて簡単に分極し得ることがわかる。また、上記実施例
の各工程後における分極Ｐ及びそのバラツキを調べたと
ころ、図１２に示す結果が得られた。図１２から明らか
なように、本実施例では、分極バラツキの小さい圧電共
振部品の得られることがわかる。
【図１】実施例において圧電板を分極する工程を説明す
るための模式図。
るための模式図。
【図２】従来例の問題点を説明するための図であり、分
極Ｐと温度との関係を示す図。
極Ｐと温度との関係を示す図。
【図３】従来の分極方法により得られる圧電共振部品の
各工程における分極Ｐの大きさ及びばらつきを示す図。
各工程における分極Ｐの大きさ及びばらつきを示す図。
【図４】（ａ〜ｃ）は、本発明の分極方法を説明するた
めの各模式的断面図。
めの各模式的断面図。
【図５】本発明の分極方法を説明するための図であり、
圧電共振部品の縦断面図。
圧電共振部品の縦断面図。
【図６】本発明の分極方法における各工程における圧電
板の分極状態を説明するための模式図。
板の分極状態を説明するための模式図。
【図７】初期分極状態及びバイアス電界を印加した場合
の圧電板のインピーダンス−周波数特性を示す図。
の圧電板のインピーダンス−周波数特性を示す図。
【図８】初期分極状態及び最終的に得られた圧電板のイ
ンピーダンス−周波数特性を示す図。
ンピーダンス−周波数特性を示す図。
【図９】本発明の分極方法により得られる圧電共振部品
における共振周波数と共振点−反共振点間の周波数差と
の関係を示す図。
における共振周波数と共振点−反共振点間の周波数差と
の関係を示す図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は実施例の圧電共振部品の
分極方法を説明するための各縦断面図。
分極方法を説明するための各縦断面図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、比較例において圧電共
振部品を分極する工程を説明するための各縦断面図。
振部品を分極する工程を説明するための各縦断面図。
【図１２】実施例の各工程における分極Ｐ及びそのばら
つきを示す模式図。
つきを示す模式図。
１…圧電体 ２，３…分極用の電極 ４，５…電極 ６…外装樹脂 ７…圧電共振部品 １１，１２…電極 １３…圧電体 １４…外装樹脂 １５…圧電共振部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 41/22 H03H 3/02 H03H 9/54
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電体を一定の方向に分極処理し、第１
の分極度を有するように分極処理する工程と、 前記分極処理に続いて、逆方向にバイアス電界を印加す
ることにより圧電体の分極度を第１の分極度の１／１０
以下とする工程と、 分極度の低下された圧電体の両主面に電極を形成する工
程と、 前記電極が形成された圧電体を用いて圧電部品を構成す
る工程と、 前記圧電部品を構成する工程を終えた後に、前記電極か
ら前記圧電体に対し第１の分極度を得た場合の分極処理
と同一方向に抗電界を超える電界を印加し部分分極によ
り所望の分極度を得る工程とを備える、圧電体の分極方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32311391A JP2830556B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 圧電体の分極方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32311391A JP2830556B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 圧電体の分極方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160464A JPH05160464A (ja) | 1993-06-25 |
| JP2830556B2 true JP2830556B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=18151230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32311391A Expired - Fee Related JP2830556B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 圧電体の分極方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830556B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006013304A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電素子の製造方法 |
| US7675388B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-03-09 | Agile Rf, Inc. | Switchable tunable acoustic resonator using BST material |
| JP4962160B2 (ja) | 2007-06-20 | 2012-06-27 | リコープリンティングシステムズ株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32311391A patent/JP2830556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05160464A (ja) | 1993-06-25 |
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