JP7151285B2

JP7151285B2 - 圧電素子

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Inventors: 正裕北島
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Description

本発明は、圧電素子に関する。

従来の圧電素子として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の圧電素子は、圧電素体と、圧電素子に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と、を備えている。

国際公開第２０１１／１４５４５３号

圧電素子では、第１の電極及び第２の電極が、複数の金属層が積層されて形成されることがある。このような構成では、圧電素子に変位が生じた場合、活性部上に位置する第１の電極及び第２の電極の端部において、変位に起因して金属層間に剥離が生じ得る。これにより、圧電素子の信頼性が低下し得る。

本発明の一側面は、信頼性の向上が図れる圧電素子を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る圧電素子は互いに対する一対の主面と、互いに対向する一対の端面と、互いに対する一対の側面と、を有している圧電素体と、圧電素体内において一対の主面に対向方向において互いに対向して配置されている第１内部電極及び第２内部電極と、複数の金属層が積層されて形成されていると共に、少なくとも一対の主面上に配置されている第１外部電極及び第２外部電極であって、第１内部電極と接続されている第１外部電極、及び、第２内部電極と接続されている第２外部電極と、を備え、主面上に配置されている第１外部電極及び第２外部電極において、一対の端面の対向方向の端部には、合金で形成されている接合部材が設けられている。

本発明の一側面に係る圧電素子では、主面上に配置されている第１外部電極及び第２外部電極において、一対の端面の対向方向の端部には、合金から形成されている接合部材が設けられている。この構成では、第１外部電極と第２外部電極との間の圧電素体の活性部において変位が生じたときに、活性部上に位置する上記端部の金属層間において剥離が生じることを、接合部材によって抑制できる。したがって、圧電素子では、信頼性の向上が図れる。

一実施形態においては、接合部材の圧電素体に対する密着性は、第１外部電極及び第２外部電極の圧電素体に対する密着性に比べて低くてもよい。この構成では、活性部に変位が生じたときに、接合部材が活性部の変位を拘束（阻害）しない。したがって、圧電素子では、活性部の変位を効率的に得ることができる。

一実施形態においては、第１外部電極及び第２外部電極は、少なくとも一方の主面上において、一対の端面の対向方向で所定の間隔を空けて離間して配置されており、一方の主面上の第１外部電極と第２外部電極との間において、一方の主面の自然面が第１外部電極及び第２外部電極から露出していてもよい。この構成では、露出する主面にマイクロクラックが生じていない。これにより、主面にパーティクル（脱粒）が発生し難い。したがって、圧電素子では、パーティクルに起因する不具合の発生（他の装置への影響）を抑制できる。その結果、圧電素子では、信頼性の向上が図れる。

一実施形態においては、自然面には、合金で形成されている粒子状の合金部が複数設けられていてもよい。この構成では、圧電素子がランド電極等にはんだによって実装されるときに、はんだが濡れ拡がって主面である自然面にはんだが流れ出た場合、合金部によってはんだの濡れ広がりを阻止できる。したがって、圧電素子では、第１外部電極と第２外部電極とが短絡することを抑制できる。その結果、圧電素子では、信頼性の向上が図れる。

一実施形態においては、複数の合金部のうちの少なくとも一部は、自然面において、隣り合う少なくとも二つの結晶粒の表面で構成される凹部に配置されていてもよい。この構成では、合金部が上記凹部以外の位置に配置されている場合に比べて、合金部が剥離し難い。したがって、圧電素子では、合金部が上記凹部に配置されていることにより、合金部と自然面との密着性の向上が図れる。その結果、合金部によって、はんだの濡れ広がりを確実に阻止できる。

一実施形態においては、一方の主面上において対向する第１外部電極及び第２外部電極のそれぞれの端面は、一対の側面の対向方向から見て、第１外部電極と第２外部電極との間の距離が主面側よりも第１外部電極及び第２外部電極のそれぞれの表面側の方が大きくなるように傾斜していてもよい。この構成では、第１外部電極及び第２外部電極のそれぞれの端面は、一対の側面の対向方向から見て、テーパー状を呈している。これにより、圧電素子では、主面上に配置されている第１外部電極及び第２外部電極の端部に、接合部材を適切に設けることができる。

一実施形態においては、一方の主面上の第１外部電極と第２外部電極との間の主面側の距離は、１５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。圧電素子は、小型化が図られている。小型の圧電素子において、第１外部電極と第２外部電極との間の距離が大きいと、活性部において不均一な変位が生じ、変位にばらつきが生じ得る。そのため、圧電素子では、第１外部電極と第２外部電極との間の距離を１５μｍ以上５０μｍ以下としている。この構成では、圧電素子を小型化した場合であっても、変位のばらつきの影響を抑制できる。したがって、圧電素子では、信頼性の向上が図れる。

一実施形態においては、接合部材は、一対の主面の対向方向において、接合部材が設けられている第１外部電極及び第２外部電極の表面よりも突出していてもよい。この構成では、圧電素子がランド電極等にはんだによって実装されるときに、はんだが第１外部電極と第２外部電極との間に濡れ拡がることを接合部材によって抑制できる。したがって、圧電素子では、第１外部電極と第２外部電極とが短絡することを抑制できる。その結果、圧電素子では、信頼性の向上が図れる。

一実施形態においては、金属層は、Ｃｒから形成されているＣｒ層を含み、接合部材は、Ａｕを含んでおり、接合部材がＣｒ層を覆っていてもよい。この構成では、Ｃｒ層の酸化を接合部材によって抑制できる。したがって、圧電素子では、信頼性の向上が図れる。

本発明の一側面によれば、信頼性の向上が図れる。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、一実施形態に係る圧電素子の斜視図である。図２は、図１（ａ）におけるII-II線に沿った断面構成を示す図である。図３は、凹部断面構成を示す図である。図４は、凹部の平面図である。図５は、圧電素子の実装構造を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、圧電素子１は、圧電素体３と、第１外部電極５及び第２外部電極７と、を備えている。圧電素子１は、例えば、磁気ディスクを備えたディスク装置などに適用される。すなわち、デュアル・アクチュエータ方式のディスク装置において、ボイスコイルモータ以外の第二のアクチュエータとして、圧電素子１が用いられる。圧電素子１は、例えば、長さ（一対の端面３ｃ，３ｄ（後述）の対向方向の寸法）：０．８ｍｍ～１．０ｍ、幅（一対の側面３ｅ，３ｆ（後述）の対向方向の寸法）：０．２ｍｍ～０．５ｍｍ、高さ（一対の主面３ａ，３ｂ（後述）の対向方向の寸法）：４０μｍ～２００μｍである。

圧電素体３は、一対の主面３ａ，３ｂと、一対の端面３ｃ，３ｄと、一対の側面３ｅ，３ｆと、を有している。本実施形態では、圧電素体３は、直方体形状を呈している。一対の主面３ａ，３ｂのそれぞれは、略長方形状を呈している。一対の端面３ｃ，３ｄは、主面３ａ，３ｂの長辺方向において対向している。一対の側面３ｅ，３ｆは、主面３ａ，３ｂの短辺方向において対向している。

圧電素体３は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料としては、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などが挙げられる。本実施形態では、圧電素体３は、圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体である圧電素体層が積層されて構成されている。圧電素体３では、複数の圧電素体層の積層方向が一対の主面３ａ，３ｂの対向方向と一致する。実際の圧電素体３では、各圧電素体層は、各圧電素体層の間の境界が視認できない程度に一体化されている。

圧電素体３は、第１内部電極９と、第２内部電極１１と、備えている。第１内部電極９及び第２内部電極１１は、例えば、平面視で、略長方形状を呈している。第１内部電極９と第２内部電極１１とは、一対の主面３ａ，３ｂの対向方向において、互いに対向して配置されている。第１内部電極９及び第２内部電極１１は、積層型の電子素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（例えば、Ｎｉ、Ｐｔ又はＰｄなど）からなる。第１内部電極９及び第２内部電極１１は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。

図１又は図２に示されるように、第１外部電極５は、第１電極部分５ａと、第２電極部分５ｂと、を有している。第１電極部分５ａは、一方の主面３ａ上に配置されている。第１電極部分５ａの他方の端面３ｄ側の端部は、他方の端面３ｄよりも一方の端面３ｃ側に位置している。すなわち、第１電極部分５ａの一対の端面３ｃ，３ｄの対向方向の長さは、一対の端面３ｃ，３ｄ間の長さよりも短い。これにより、第１電極部分５ａの他方の端面３ｄ側の端部は、後述する第２外部電極７の第３電極部分７ｃの一方の端面３ｃ側の端部と離間している。第２電極部分５ｂは、一方の端面３ｃ上に配置されている。第１電極部分５ａ及び第２電極部分５ｂは、一体的に形成されている。第２電極部分５ｂは、第１内部電極９の一端と物理的に接触している。これにより、第１外部電極５は、第１内部電極９に電気的に接続されている。

第１外部電極５は、複数の金属層が積層されて形成されている。第１外部電極５は、第１層（Ｃｒ層）１５と、第２層１７と、第３層１９と、から構成されている。第１層１５、第２層１７及び第３層１９は、圧電素体３側からこの順番で配置（積層）されている。第１層１５は、Ｃｒからなる。第２層１７は、ＮｉＣｕからなる。第３層１９は、Ａｕからなる。本実施形態では、第１層１５、第２層１７及び第３層１９それぞれの厚みは、例えば、同等である。第１層１５、第２層１７及び第３層１９それぞれは、例えば、スパッタリングで形成されている。

第２外部電極７は、第１電極部分７ａと、第２電極部分７ｂと、第３電極部分７ｃと、を有している。第１電極部分７ａは、他方の主面３ｂ上に配置されている。第１電極部分７ａの一方の端面３ｃ側の端部は、一方の端面３ｃよりも他方の端面３ｄ側に位置している。すなわち、第１電極部分７ａの一対の端面３ｃ，３ｄの対向方向の長さは、一対の端面３ｃ，３ｄ間の長さよりも短い。これにより、第１電極部分７ａの一方の端面３ｃ側の端部は、第１外部電極５の第２電極部分５ｂの他方の主面３ｂ側の端部と離間している。そのため、主面３ｂの一部が露出している。

第２電極部分７ｂは、他方の端面３ｄ上に配置されている。第３電極部分７ｃは、一方の主面３ａ上に配置されている。第３電極部分７ｃの一方の端面３ｃ側の端部は、第１外部電極５の第１電極部分５ａの他方の端面３ｄ側の端部と離間している。第２電極部分７ｂは、第２内部電極１１の一端と物理的に接触している。これにより、第２外部電極７は、第２内部電極１１に電気的に接続されている。

第２外部電極７は、複数の金属層が積層されて形成されている。第２外部電極７は、第１層（Ｃｒ層）２１と、第２層２３と、第３層２５と、から構成されている。第１層２１、第２層２３及び第３層２５は、圧電素体３側からこの順番で配置されている。第１層２１は、Ｃｒからなる。第２層２３は、ＮｉＣｕからなる。第３層２５は、Ａｕからなる。本実施形態では、第１層２１、第２層２３及び第３層２５それぞれの厚みは、例えば、同等である。第１層２１、第２層２３及び第３層２５それぞれは、例えば、スパッタリングで形成されている。

第１外部電極５及び第２外部電極７は、第１内部電極９及び第２内部電極１１を介して、圧電素体３に電圧を印加するための電極として機能する。圧電素子１では、圧電素体３における、第１外部電極５の第１電極部分５ａと第２内部電極１１とで挟まれた領域、第１内部電極９と第２内部電極１１とで挟まれた領域、及び、第２外部電極７の第２電極部分７ｂと第１内部電極９とで挟まれた領域が、活性部となり、電圧が印加されたときに変位する。

図１（ａ）及び図２に示されるように、主面３ａ上において、第１外部電極５と第２外部電極７との間には、凹部３０が設けられている。すなわち、主面３ａ上において、第１外部電極５と第２外部電極７とは、一対の端面３ｃ，３ｄの対向方向において、所定の間隔をあけて離間して配置されている。凹部３０は、第１外部電極５の端面３ｄ側の端部５Ｅと第２外部電極７の端面３ｃ側の端部７Ｅとによって画成されている。つまり、凹部３０は、第１外部電極５の第１電極部分５ａと第２外部電極７の第３電極部分７ｃとによって画成されている。凹部３０の幅、すなわち、一対の端面３ｃ，３ｄの対向方向における第１外部電極５と第２外部電極７との間の距離Ｄは、１５μｍ以上５０μｍ以下である。具体的には、当該距離Ｄは、後述する接合部材３１と接合部材３３との間の最短距離である。

凹部３０は、一対の側面３ｅ，３ｆの対向方向において、一方の側面３ｅから他方の側面３ｆにわたって帯状に延在している（図４参照）。図３に示されるように、凹部３０は、テーパー状を呈している。凹部３０は、上記距離Ｄよりも、第１外部電極５の表面５ｓ側の位置と第２外部電極７の表面７ｓ側の位置との間の距離の方が大きい。具体的には、凹部３０は、圧電素体３側から第１外部電極５の表面５ｓ及び第２外部電極７の表面７ｓ側に向かって徐々に寸法が大きくなっている。すなわち、凹部３０の内側面（端面）３０ｂ，３０ｅは、一対の側面３ｅ，３ｆの対向方向から見て、第１外部電極５と第２外部電極７との間の距離が主面３ａ側よりも第１外部電極５の表面５ｓ及び第２外部電極７の表面７ｓ側の方が大きくなるように傾斜している。凹部３０の内側面３０ｂ，３０ｅは、主面３ａに対して所定の角度を成して傾斜している。

凹部３０は、圧電素体３を露出させている。具体的には、凹部３０は、圧電素体３の一方の主面３ａを露出させる。露出する一方の主面３ａは、自然面である。自然面は、研磨されていない面である。自然面は、圧電素体３を焼成で形成するときに、焼成により成長した結晶粒の表面によって構成されている面である。図３に示されるように、自然面は、結晶粒の形状に起因して、なだらかな凹凸を有する。自然面は、マイクロクラックが生じていない（発生数が非常に少ない）面である。圧電素体３（圧電素体層）は、複数の結晶粒からなり、図３では、複数の結晶粒の一部のみを図示している。

図３に示されるように、第１外部電極５の端部５Ｅ（図２参照）には、接合部材３１が設けられている。接合部材３１は、第１部材３２及び第２部材３４を有している。

第１部材３２は、凹部３０の開口縁部３０ａに設けられている。本実施形態では、開口縁部３０ａは、一対の端面３ｃ，３ｄの対向方向において、開口端３０ｃから所定距離だけ外側（端面３ｃ側）の領域である。本実施形態では、第１部材３２は、一方の側面３ｅから他方の側面３ｆにわたって設けられている。第１部材３２は、一対の主面３ａ，３ｂの対向方向において、第１外部電極５（第３層１９）の表面５ｓよりも突出している。第１部材３２の厚み、すなわち第１外部電極５と第１部材３２に頂部との間の距離は、例えば、１μｍである。第１部材３２は、合金で形成されている。第１部材３２は、第１外部電極５及び第２外部電極７の構成材料からなる。本実施形態では、第１部材３２は、例えば、Ａｕ、ＮｉＣｕ、Ｃｒを含んでいる。

第２部材３４は、凹部３０の内側面３０ｂに設けられている。本実施形態では、第２部材３４は、圧電素体３の主面３ａから凹部３０の開口端３０ｃまで延びていると共に、一方の側面３ｅから他方の側面３ｆにわたって設けられている。第２部材３４は、凹部３０を画成する第１外部電極５の端部５Ｅの端面を覆っている。すなわち、第２部材３４は、第１層１５、第２層１７及び第３層１９の端面を覆っている。第２部材３４の端部（第１部材３２と接続される端部とは反対側の端部）は、主面３ａに接合されている。第２部材３４の主面３ａに対する密着性は、第１外部電極５の主面３ａに対する密着性に比べて低い。すなわち、接合部材３１の圧電素体３に対する密着性は、第１外部電極５の圧電素体３に対する密着性に比べて低い。第２部材３４は、合金で形成されている。第２部材３４は、第１外部電極５及び第２外部電極７の構成材料からなる。本実施形態では、第２部材３４は、例えば、Ａｕ、ＮｉＣｕ、Ｃｒを含んでいる。本実施形態では、第１部材３２と第２部材３４とは、一体に形成されている。

第２外部電極７の端部７Ｅ（図２参照）には、接合部材３３が設けられている。接合部材３３は、第１部材３６及び第２部材３８を有している。

第１部材３６は、凹部３０の開口縁部３０ｄに設けられている。本実施形態では、開口縁部３０ｄは、一対の端面３ｃ，３ｄの対向方向において、開口端３０ｆから所定距離だけ外側（端面３ｄ側）の領域である。本実施形態では、第１部材３６は、一方の側面３ｅから他方の側面３ｆにわたって設けられている。第１部材３６は、一対の主面３ａ，３ｂの対向方向において、第２外部電極７（第３層２５）の表面７ｓよりも突出している。第１部材３６の厚み、すなわち第２外部電極７と第１部材３６に頂部との間の距離は、例えば、１μｍである。第１部材３６は、合金で形成されている。第１部材３６は、第１外部電極５及び第２外部電極７の構成材料からなる。本実施形態では、第１部材３６は、例えば、Ａｕ、ＮｉＣｕ、Ｃｒを含んでいる。

第２部材３８は、凹部３０の内側面３０ｅに設けられている。本実施形態では、第２部材３８は、圧電素体３の主面３ａから凹部３０の開口端３０ｆまで延びていると共に、一方の側面３ｅから他方の側面３ｆにわたって設けられている。第２部材３８は、凹部３０を画成する第２外部電極７の端部７Ｅの端面を覆っている。すなわち、第２部材３８は、第１層２１、第２層２３及び第３層２５の端面を覆っている。第２部材３８の端部（第１部材３６と接続される端部とは反対側の端部）は、主面３ａに接合されている。第２部材３８の主面３ａに対する密着性は、第２外部電極７の主面３ａに対する密着性に比べて低い。すなわち、接合部材３３の圧電素体３に対する密着性は、第２外部電極７の圧電素体３に対する密着性に比べて低い。第２部材３８は、合金で形成されている。第２部材３８は、第１外部電極５及び第２外部電極７の構成材料からなる。本実施形態では、第２部材３８は、例えば、Ａｕ、ＮｉＣｕ、Ｃｒを含んでいる。本実施形態では、第１部材３６と第２部材３８とは、一体に形成されている。

図３及び図４に示されるように、凹部３０において露出する主面３ａ上には、合金部４０が複数設けられている。合金部４０は、合金から形成されている。合金部４０は、第１外部電極５及び第２外部電極７の構成材料からなる。本実施形態では、合金部４０は、例えば、Ａｕ、ＮｉＣｕ、Ｃｒを含んでいる。合金部４０は、粒子状を呈している。複数の合金部４０は、主面３ａ上において、ランダムに配置されている（点在している）。複数の合金部４０のそれぞれが設けられている領域は、少なくとも自然面である。複数の合金部４０のうちの少なくとも一部は、主面３ａの自然面において、隣り合う少なくとも二つの結晶粒の表面で構成される凹部に配置されている。なお、合金部４０が設けられていない（合金部４０から露出している）領域は、自然面であってもよく、自然面が荒らされた面であってもよい。

図５に示されるように、圧電素子１の実装構造１００では、圧電素子１は、ランド電極Ｌ１，Ｌ２にはんだＳ１，Ｓ２で実装される。具体的には、圧電素子１の第１外部電極５とランド電極Ｌ１とがはんだＳ１によって接合されており、第２外部電極７とランド電極Ｌ２とがはんだＳ２によって接合されている。はんだＳ１は、第１外部電極５の第１電極部分５ａ及び第２電極部分５ｂに設けられている。はんだＳ２は、第２外部電極７の第２電極部分７ｂ及び第３電極部分７ｃに設けられている。

以上説明したように、本実施形態に係る圧電素子１では、第１外部電極５の端部５Ｅには、合金から形成されている接合部材３１が設けられており、第２外部電極７の端部７Ｅには、合金から形成されている接合部材３３が設けられている。この構成では、第１外部電極５と第２外部電極７との間の圧電素体３において変位が生じたときに、端部５Ｅの第１層１５、第２層１７及び第３層１９の層間において剥離が生じることを、接合部材３１によって抑制できる。また、圧電素子１に変位が生じたときに、端部７Ｅの第１層２１、第２層２３及び第３層２５の層間において剥離が生じることを、接合部材３３によって抑制できる。したがって、圧電素子１では、信頼性の向上が図れる。

本実施形態に係る圧電素子１では、接合部材３１，３３の圧電素体３に対する密着性は、第１外部電極５及び第２外部電極７の圧電素体３に対する密着性に比べて低い。これにより、圧電素子１では、活性部に変位が生じたときに、接合部材３１，３３が活性部の変位を拘束（阻害）しない。したがって、圧電素子１では、活性部の変位を効率的に得ることができる。

本実施形態に係る圧電素子１では、一方の主面３ａ上の第１外部電極５と第２外部電極７との間において、一方の主面３ａの自然面が第１外部電極５及び第２外部電極７から露出している。この構成では、露出する主面３ａにマイクロクラックが生じていない。これにより、主面３ａにパーティクル（脱粒）が発生し難い。したがって、圧電素子１では、パーティクルに起因する不具合の発生（他の装置への影響）を抑制できる。その結果、圧電素子１では、信頼性の向上が図れる。

本実施形態に係る圧電素子１では、自然面には、合金で形成されている粒子状の合金部４０が複数設けられている。この構成では、圧電素子１がランド電極Ｌ１，Ｌ２にはんだによって実装されるときに、はんだが濡れ拡がって主面３ａである自然面にはんだが流れ出た場合、合金部４０によってはんだの濡れ広がりを阻止できる。したがって、圧電素子１は、第１外部電極５と第２外部電極７とが短絡することを抑制できる。その結果、圧電素子１では、信頼性の向上が図れる。

本実施形態に係る圧電素子１では、複数の合金部４０は、自然面において、隣り合う少なくとも二つの結晶粒の表面で構成される凹部に配置されていることが好ましい。この構成では、合金部４０が上記凹部以外の位置に配置されている場合に比べて、合金部４０が剥離し難い。したがって、圧電素子１では、合金部４０が上記凹部に配置されていることにより、合金部４０と自然面との密着性の向上が図れる。その結果、合金部４０によって、はんだの濡れ広がりを確実に阻止できる。

本実施形態に係る圧電素子１では、接合部材３１は、一対の主面３ａ，３ｂの対向方向において、接合部材３１が設けられている第１外部電極５の表面５ｓよりも突出している。同様に、接合部材３３は、一対の主面３ａ，３ｂの対向方向において、接合部材３３が設けられている第２外部電極７の表面７ｓよりも突出している。この構成では、図５に示されるように、圧電素子１がランド電極Ｌ１，Ｌ２にはんだＳ１，Ｓ２によって実装されるときに、例えばはんだＳ１が第１外部電極５と第２外部電極７との間（凹部３０）に濡れ拡がることを接合部材３３によって抑制できる。したがって、圧電素子１では、第１外部電極５と第２外部電極７とが短絡することを抑制できる。その結果、圧電素子１では、信頼性の向上が図れる。

本実施形態に係る圧電素子１では、一方の主面３ａ上の第１外部電極５と第２外部電極７との間の距離Ｄは、１５μｍ以上５０μｍ以下である。圧電素子１は、小型化が図られている。小型の圧電素子１において、第１外部電極５と第２外部電極７との間の距離Ｄが大きいと、活性部において不均一な変位が生じ、変位にばらつきが生じ得る。そのため、圧電素子１では、第１外部電極５と第２外部電極７との間の距離Ｄを１５μｍ以上５０μｍ以下としている。この構成では、圧電素子１を小型化した場合であっても、変位のばらつきの影響を抑制できる。したがって、圧電素子１では、信頼性の向上が図れる。

本実施形態に係る圧電素子１では、第１外部電極５は、Ｃｒから形成されている第１層１５を含み、接合部材３１は、Ａｕを含んでいる。接合部材３１は、第１層１５を覆っていてもよい。この構成では、第１層１５の酸化を接合部材３１によって抑制できる。同様に、第２外部電極７は、Ｃｒから形成されている第１層２１を含み、接合部材３３は、Ａｕを含んでいる。接合部材３３は、第１層２１を覆っている。この構成では、第１層２１の酸化を接合部材３３によって抑制できる。したがって、圧電素子１では、信頼性の向上が図れる。

本実施形態に係る圧電素子１では、一方の主面３ａ上において対向する第１外部電極５及び第２外部電極７のそれぞれの端面（凹部３０の内側面３０ｂ，３０ｅ）は、一対の側面３ｅ，３ｆの対向方向から見て、第１外部電極５と第２外部電極７との間の距離が主面３ａ側よりも第１外部電極５及び第２外部電極７のそれぞれの表面５ｓ，７ｓ側の方が大きくなるように傾斜している。この構成では、第１外部電極５及び第２外部電極７のそれぞれの端面は、一対の側面３ｅ，３ｆの対向方向から見て、テーパー状を呈している。これにより、圧電素子１では、主面３ａ上に配置されている第１外部電極５及び第２外部電極７の端部に、接合部材３１，３３を適切に設けることができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

上記実施形態では、第１外部電極５の端部５Ｅに接合部材３１が設けられており、第２外部電極７の端部７Ｅに接合部材３３が設けられている形態を一例に説明した。しかし、第２外部電極７の第１電極部分７ａの端部（端面３ｃ側の端部）にも、接合部材が設けられていてもよい。

上記実施形態では、第１外部電極５が、主面３ａ及び端面３ｃに配置されており、第２外部電極７が主面３ａ、主面３ｂ及び端面３ｄに配置されている形態を一例に説明した。しかし、第１外部電極は、主面３ａ、主面３ｂ及び端面３ｃに配置されていてもよい。この構成では、主面３ｂ上において、第１外部電極と第２外部電極とが所定の間隔をあけて配置されていればよい。

上記実施形態では、第１外部電極５が第１層１５、第２層１７及び第３層１９からなり、第２外部電極７が第１層２１、第２層２３及び第３層２５からなる形態を一例に説明した。しかし、第１外部電極５及び第２外部電極７の構成はこれに限定されない。例えば、圧電素子の第１外部電極（第２外部電極）は、第１層と、第２層と、の２層から構成されていてもよい。第１層は、例えばＮｉＣｒであり、第２層は、例えばＡｕからなる。第１層の厚みは、第２層の厚みよりも厚いことが好ましい。例えば、第１層の厚みは、第２層の厚みの２倍である。

上記実施形態では、凹部３０が直線状に形成されている形態を一例に説明した。しかし、凹部は、側面３ｅと側面３ｆとの間において湾曲していてもよい。

上記実施形態では、第１外部電極５及び第２外部電極７を形成する材料の一例を挙げて説明した。しかし、外部電極を形成する材料は上記実施形態に記載の材料に限定されない。

上記実施形態では、接合部材３１及び接合部材３３を形成する材料の一例を挙げて説明した。しかし、接合部材を形成する材料は上記実施形態に記載の材料に限定されない。

１…圧電素子、３…圧電素体、３ａ，３ｂ…主面、３ｃ，３ｄ…端面、３ｅ，３ｆ…側面、５…第１外部電極、５Ｅ…端部、５ｓ…表面、７…第２外部電極、７Ｅ…端部、７ｓ…表面、９…第１内部電極、１１…第２内部電極、３０ｂ，３０ｅ…内側面（端面）、Ｄ…距離。

Claims

互いに対する一対の主面と、互いに対向する一対の端面と、互いに対する一対の側面と、を有している圧電素体と、
前記圧電素体内において一対の前記主面に対向方向において互いに対向して配置されている第１内部電極及び第２内部電極と、
複数の金属層が積層されて形成されていると共に、少なくとも一対の前記主面上に配置されている第１外部電極及び第２外部電極であって、前記第１内部電極と接続されている前記第１外部電極、及び、前記第２内部電極と接続されている前記第２外部電極と、を備え、
前記主面上に配置されている前記第１外部電極及び前記第２外部電極において、一対の前記端面の対向方向の端部には、合金で形成されている接合部材が設けられており、
前記第１外部電極及び前記第２外部電極は、少なくとも一方の前記主面上において、一対の前記端面の対向方向で所定の間隔を空けて離間して配置されており、
一方の前記主面上の前記第１外部電極と前記第２外部電極との間において、一方の前記主面の自然面が前記第１外部電極及び前記第２外部電極から露出しており、
前記自然面には、合金で形成されている粒子状の合金部が複数設けられている、圧電素子。
前記接合部材の前記圧電素体に対する密着性は、前記第１外部電極及び前記第２外部電極の前記圧電素体に対する密着性に比べて低い、請求項１に記載の圧電素子。
複数の前記合金部のうちの少なくとも一部は、前記自然面において、隣り合う少なくとも二つの結晶粒の表面で構成される凹部に配置されている、請求項１又は２に記載の圧電素子。
一方の前記主面上において対向する前記第１外部電極及び前記第２外部電極のそれぞれの端面は、一対の前記側面の対向方向から見て、前記第１外部電極と前記第２外部電極との間の距離が前記主面側よりも前記第１外部電極及び前記第２外部電極のそれぞれの表面側の方が大きくなるように傾斜している、請求項１～３のいずれか一項に記載の圧電素子。
一方の前記主面上の前記第１外部電極と前記第２外部電極との間の前記主面側の距離は、１５μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧電素子。
前記接合部材は、一対の前記主面の対向方向において、前記接合部材が設けられている前記第１外部電極及び前記第２外部電極の表面よりも突出している、請求項１～５のいずれか一項に記載の圧電素子。
互いに対する一対の主面と、互いに対向する一対の端面と、互いに対する一対の側面と、を有している圧電素体と、
前記圧電素体内において一対の前記主面に対向方向において互いに対向して配置されている第１内部電極及び第２内部電極と、
複数の金属層が積層されて形成されていると共に、少なくとも一対の前記主面上に配置されている第１外部電極及び第２外部電極であって、前記第１内部電極と接続されている前記第１外部電極、及び、前記第２内部電極と接続されている前記第２外部電極と、を備え、
前記主面上に配置されている前記第１外部電極及び前記第２外部電極において、一対の前記端面の対向方向の端部には、合金で形成されている接合部材が設けられており、
前記金属層は、Ｃｒを含んで形成されているＣｒ層を含み、
前記接合部材は、Ａｕを含んでおり、
前記接合部材が前記Ｃｒ層を覆っている、圧電素子。