JP7425964B2

JP7425964B2 - 圧電素子

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Publication number: JP7425964B2
Application number: JP2020009448A
Authority: JP
Inventors: 育今野; 誠志佐々木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2040-01-23
Also published as: JP2021118231A

Description

本開示は、圧電素子に関する。

たとえば特許文献１には、複数の電極層と、電極層の間に介在される圧電体層と、を含む圧電素子が記載されている。この圧電素子では、各電極層が、互いに異なる極性を有する主電極と接続電極とを含んでいる。隣り合う電極層における主電極と接続電極とは、圧電体層を貫通するビアにより電気的に接続されている。この圧電素子は、圧電体層における主電極間に位置する領域が圧電的に活性な活性領域となり、活性領域に変位が発生することによって、駆動される。

特開２０１６－５１８９４号公報

上述の圧電体層は、平面視で四つの角部を有する矩形板状を呈している。このような圧電素子を振動板又は他の電子機器などに実装して用いた場合、駆動時の変位に伴う応力が圧電体層の角部に集中し易い。したがって、角部が起点となり圧電体層にクラックが発生するおそれがある。

本開示は、クラックを抑制することが可能な圧電素子を提供する。
圧電素子を提供する。

本開示に係る圧電素子は、実装面に実装される圧電素子であって、複数の圧電体層が積層されてなり、複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する第一主面及び第二主面を有する素体と、第一主面に配置された外部電極と、を備え、第二主面は、矩形状を呈し、四つの角部を有すると共に、実装面と対向し、実装面を基準面としたときに、角部の高さは、第二主面の他の部分の高さよりも高い。

上記圧電素子では、素体の第二主面が矩形状を呈し、四つの角部を有すると共に、実装面と対向する。実装面を基準面としたときに、第二主面の角部の高さは、第二主面の他の部分の高さよりも高い。これにより、第二主面の角部を実装面から離間して浮かせることができる。したがって、駆動時の変位に伴う応力が圧電素子の角部に集中することが抑制される。よって、角部が起点となり圧電素子にクラックが発生することが抑制される。

第二主面は、一対の長辺及び一対の短辺を有し、実装面を基準面としたときに、長辺の中央の高さは、短辺の中央の高さよりも高くてもよい。この場合、圧電素子が湾曲した形状となり易い。よって、圧電素子の変位量を増大させ易い。

第二主面は、実装面を基準面としたときに、角部の高さが角部の先端に向かうにつれて高くなるように湾曲していてもよい。第二主面に段差部を設けて角部を高くする場合、段差部に応力が集中し、クラックが発生するおそれがある。ここでは、第二主面を湾曲させて角部を高くするので、クラックの発生を抑制することができる。

第一主面は、第二主面に対応して湾曲していてもよい。この場合、素体の厚さを一定にすることができる。それにより、のちの分極処理の際に、素体の全体を均一に分極することが出来る。

上記圧電素子は、素体内に配置された内部電極を更に有し、内部電極は、第二主面に対応して湾曲していてもよい。この場合、第二主面と内部電極との間隔を一定にすることができる。

内部電極は、矩形状を呈し、四つの角部を有しており、内部電極の角部の曲率半径は、第二主面の角部の曲率半径よりも大きくてもよい。この場合、内部電極の角部の曲率半径が第二主面の角部の曲率半径と同等以下である場合に比べて、圧電素子の駆動時の変位に伴って応力が内部電極の角部に集中することが抑制される。よって、素体に内部電極の角部を起点としたクラックが発生することが抑制される。

本開示によれば、クラックを抑制することが可能な圧電素子が提供される。

図１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の圧電素子の平面図である。図３は、図１の圧電素子の平面図である。図４は、図１の圧電素子の分解斜視図である。図５は、図２のV－V線に沿っての断面図である。図６は、図２のVI－VI線に沿っての断面図である。図７は、図２のVII－VII線に沿っての断面図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１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の圧電素子の平面図である。図３は、図１の圧電素子の平面図である。図４は、図１の圧電素子の分解斜視図である。図５は、図２のV－V線に沿っての断面図である。図１～図５に示されるように、一実施形態に係る圧電素子１０は、素体１１と、複数の外部電極１３，１５とを有している。本実施形態では、圧電素子１０は、一対の外部電極１３，１５を有している。

素体１１は、直方体形状を呈している。素体１１は、素体１１は、互いに対向している一対の主面１１ａ，１１ｂ、互いに対向している一対の端面１１ｃ、及び互いに対向している一対の端面１１ｅを有している。直方体形状には、たとえば、角部及び稜線部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜線部が丸められている直方体の形状が含まれる。一対の主面１１ａ，１１ｂが対向している方向が第一方向Ｄ１である。第一方向Ｄ１は、各主面１１ａ，１１ｂに直交する方向でもある。一対の端面１１ｃが対向している方向が、第二方向Ｄ２である。第二方向Ｄ２は、各端面１１ｃに直交する方向でもある。一対の端面１１ｅが対向している方向が、第三方向Ｄ３である。第三方向Ｄ３は、各端面１１ｅに直交する方向でもある。

素体１１の第二方向Ｄ２での長さは、たとえば、１０ｍｍである。素体１１の第三方向Ｄ３での長さは、たとえば、２０ｍｍである。素体１１の第一方向Ｄ１での長さ（厚さ）は、たとえば、５００μｍである。素体１１は、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３の位置によらず、略一定の厚さを有している。

各主面１１ａ，１１ｂは、矩形状を呈している。各主面１１ａ，１１ｂは、一対の長辺１１ｇと一対の短辺１１ｈとを有する長方形状を呈している。すなわち、圧電素子１０（素体１１）は、平面視で、一対の長辺１１ｇと一対の短辺１１ｈとを有する長方形状を呈している。本実施形態では、主面１１ａ，１１ｂの長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致する。主面１１ａ，１１ｂの短辺方向は、第二方向Ｄ２と一致する。矩形状及び長方形状には、たとえば、各角部が面取りされている形状、及び、各角部が丸められている形状が含まれる。

主面１１ｂは、四つの角部Ａ１を有している。角部Ａ１は、丸く、いわゆるＲ形状を有していてもよい。ここで、丸い角部とは、２つの直線の交わりからなる角部ではなく、２つの直線の端部同士が曲線で接続されてなる湾曲した角部を意味する。角部Ａ１は、２つの直線の交わりからなる角部であってもよい。角部Ａ１が丸い角部の場合、角部Ａ１は、角部Ａ１を構成する曲線の一部又は全部を少なくとも含んでいる。角部Ａ１が２つの直線の交わりからなる角部である場合、角部Ａ１は、角部Ａ１を構成する２つの直線の交点、及び２つの直線の端部を少なくとも含んでいる。

本実施形態では、圧電素子１０が振動板又は他の電子機器（例えば、回路基板、又は、電子部品）などの実装面４０に実装される際、主面１１ｂが実装面４０と対向する。図５には、実装面４０が仮想的に示されている。実装面４０は、少なくとも圧電素子１０が実装される領域において平面状である。圧電素子１０が振動板に実装される場合、圧電素子１０は、振動板とにより振動デバイスを構成する。

一対の端面１１ｃは、一対の主面１１ａ，１１ｂを連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の端面１１ｃは、第三方向Ｄ３にも延在している。一対の端面１１ｅは、一対の主面１１ａ，１１ｂを連結するように第一方向Ｄ１に延在している。一対の端面１１ｅは、第二方向Ｄ２にも延在している。各主面１１ａ，１１ｂと各端面１１ｃ，１１ｅとは、間接的に隣り合っていてもよい。この場合、各主面１１ａ，１１ｂと各端面１１ｃ，１１ｅとの間には、稜線部が位置する。

素体１１は、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが第一方向Ｄ１に積層されて構成されている。素体１１は、積層されている複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを有している。本実施形態では、素体１１は、五つの圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを有している。素体１１では、複数の圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが積層されている方向が第一方向Ｄ１と一致する。圧電体層１７ａは、主面１１ａを有している。圧電体層１７ｅは、主面１１ｂを有している。圧電体層１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｅとの間に位置している。

各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅは、圧電セラミック材料からなる。すなわち、素体１１は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料には、たとえば、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＺＮ［Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）が用いられる。各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅは、たとえば、上述した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から構成される。実際の素体１１では、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅは、各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅの間の境界が認識できない程度に一体化されている。

各圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅの第一方向Ｄ１での長さ（厚さ）は、たとえば、４０μｍである。圧電体層１７ａは、後述する電極層２１が主面１１ａ側から圧電体層１７ａを通して視認できる程度の透明度を有している。他の圧電体層１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅも圧電体層１７ａと同様の透明度を有している。

圧電素子１０は、素体１１内に配置された複数の電極層２１，２２，２３，２４を備えている。本実施形態では、圧電素子１０は、四つの電極層２１，２２，２３，２４を備えている。各電極層２１，２２，２３，２４は、内部電極である。各電極層２１，２２，２３，２４は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ－Ｐｄ合金が用いられる。各電極層２１，２２，２３，２４は、たとえば、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ている。

各電極層２１，２２，２３，２４は、第一方向Ｄ１において異なる位置（層）に配置されている。主面１１ａと電極層２１とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して互いに対向している。電極層２１と電極層２２とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して互いに対向している。電極層２２と電極層２３とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して互いに対向している。電極層２３と電極層２４とは、第一方向Ｄ１に間隔を有して互いに対向している。電極層２４と主面１１ｂとは、第一方向Ｄ１に間隔を有して互いに対向している。

電極層２１は、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｂとの間に位置している。電極層２２は、圧電体層１７ｂと圧電体層１７ｃとの間に位置している。電極層２３は、圧電体層１７ｃと圧電体層１７ｄとの間に位置している。電極層２４は、圧電体層１７ｄと圧電体層１７ｅとの間に位置している。各電極層２１，２２，２３，２４は、素体１１の表面には露出していない。すなわち、各電極層２１，２２，２３，２４は、端面１１ｃ及び端面１１ｅから離間して設けられており、端面１１ｃ及び端面１１ｅには露出していない。各電極層２１，２２，２３，２４は、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａ，１１ｂの全ての縁（四辺）から離間している。

各電極層２１，２２，２３，２４は、第一方向Ｄ１から見て、矩形状を呈している。各電極層２１，２２，２３，２４は、第一方向Ｄ１から見て（平面視で）、一対の長辺と一対の短辺とを有する長方形状を呈している。本実施形態では、各電極層２１，２２，２３，２４の長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致している。各電極層２１，２２，２３，２４の短辺方向は、第二方向Ｄ２と一致している。第一方向Ｄ１から見て、電極層２１，２２，２３，２４の外縁は、互いに同形状を呈し、互いに一致している。

第一方向Ｄ１から見て、各電極層２１，２２，２３，２４は、四つの角部Ａ２を有している。各角部Ａ２は、各角部Ａ１に対応している。第一方向Ｄ１から見て、各角部Ａ２は、対応する角部Ａ１と重なっている。各角部Ａ２は、丸く、いわゆるＲ形状を有している。ここで、丸い角部とは、上述のように、２つの直線の交わりからなる角部ではなく、２つの直線の端部同士が曲線で接続されてなる湾曲した角部を意味する。角部Ａ２は、２つの直線の交わりからなる角部であってもよい。角部Ａ２が丸い角部の場合、角部Ａ２は、角部Ａ２を構成する曲線の一部又は全部を少なくとも含んでいる。角部Ａ２が２つの直線の交わりからなる角部である場合、角部Ａ２は、角部Ａ２を構成する２つの直線の交点、及び２つの直線の端部を少なくとも含んでいる。角部Ａ２の曲率半径は、角部Ａ１の曲率半径よりも大きい。

各外部電極１３，１５は、主面１１ａに配置されている。外部電極１３と外部電極１５とは、第三方向Ｄ３に並んでいる。外部電極１３と外部電極１５とは、第三方向Ｄ３で隣り合っている。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、主面１１ａの全ての縁（四辺）から離間している。各外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、矩形状を呈している。矩形状は、たとえば、各角が面取りされている形状、及び、各角が丸められている形状が含まれる。

一対の外部電極１３，１５は、第一方向Ｄ１から見て、互いに同形状を呈している。第一方向Ｄ１から見て、各外部電極１３，１５の短辺方向は、第二方向Ｄ２と一致し、各外部電極１３，１５の長辺方向は、第三方向Ｄ３と一致している。各外部電極１３，１５の第二方向Ｄ２の長さは、例えば３ｍｍである。各外部電極１３，１５の第三方向Ｄ３の長さは、例えば３．６ｍｍである。一対の外部電極１３，１５の第三方向Ｄ３における離間距離は、例えば３．４ｍｍである。

各外部電極１３，１５は、上述のような形状を有する主面１１ａ上に形成されているので、主面１１ａの形状に沿った形状を呈する。つまり、各外部電極１３，１５の外表面には、主面１１ａの山谷が反映されている。各外部電極１３，１５の厚さ（第一方向Ｄ１の長さ）は、例えば１．５μｍ以上３．０μｍ以下である。各外部電極１３，１５は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ－Ｐｄ合金が用いられる。各外部電極１３，１５は、たとえば、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ている。

外部電極１３は、ビア導体３１を通して接続導体２５と電気的に接続されている。接続導体２５は、電極層２１と同じ層に位置している。接続導体２５は、電極層２１の内側に位置している。電極層２１には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２５は、電極層２１に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２５の全縁が、電極層２１で囲まれている。

接続導体２５は、圧電体層１７ａと圧電体層１７ｂとの間に位置している。電極層２１と接続導体２５とは、互いに離間している。接続導体２５は、第一方向Ｄ１で、外部電極１３と対向している。ビア導体３１は、外部電極１３と接続されていると共に、接続導体２５と接続されている。接続導体２５は、ビア導体３２を通して電極層２２と電気的に接続されている。接続導体２５は、第一方向Ｄ１で、電極層２２と対向している。ビア導体３２は、接続導体２５と接続されていると共に、電極層２２と接続されている。

電極層２２は、ビア導体３２を通して接続導体２６と電気的に接続されている。接続導体２６は、電極層２３と同じ層に位置している。接続導体２６は、電極層２３の内側に位置している。電極層２３には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１３（接続導体２５）に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２６は、電極層２３に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２６の全縁が、電極層２３で囲まれている。

接続導体２６は、圧電体層１７ｃと圧電体層１７ｄとの間に位置している。電極層２３と接続導体２６とは、互いに離間している。接続導体２６は、第一方向Ｄ１で、電極層２２と対向している。ビア導体３３は、電極層２２と接続されていると共に、接続導体２６と接続されている。接続導体２６は、ビア導体３４を通して電極層２４と電気的に接続されている。接続導体２６は、第一方向Ｄ１で、電極層２４と対向している。ビア導体３４は、接続導体２６と接続されていると共に、電極層２４と接続されている。

外部電極１５は、ビア導体３５を通して電極層２１と電気的に接続されている。電極層２１は、第一方向Ｄ１で、外部電極１５と対向している。ビア導体３５は、外部電極１５と接続されていると共に、電極層２１と接続されている。

電極層２１は、ビア導体３６を通して接続導体２７と電気的に接続されている。接続導体２７は、電極層２２と同じ層に位置している。接続導体２７は、電極層２２の内側に位置している。電極層２２には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１５に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２７は、電極層２２に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２７の全縁が、電極層２２で囲まれている。

接続導体２７は、圧電体層１７ｂと圧電体層１７ｃとの間に位置している。電極層２２と接続導体２７とは、互いに離間している。接続導体２７は、第一方向Ｄ１で、電極層２１と対向している。ビア導体３６は、電極層２１と接続されていると共に、接続導体２７と接続されている。接続導体２７は、ビア導体３７を通して電極層２３と電気的に接続されている。接続導体２７は、第一方向Ｄ１で、電極層２３と対向している。ビア導体３７は、接続導体２７と接続されていると共に、電極層２３と接続されている。

電極層２３は、ビア導体３８を通して接続導体２８と電気的に接続されている。接続導体２８は、電極層２４と同じ層に位置している。接続導体２８は、電極層２４の内側に位置している。電極層２４には、第一方向Ｄ１から見て、外部電極１５に対応する位置に、開口が形成されている。接続導体２８は、電極層２４に形成されている開口内に位置している。第一方向Ｄ１から見て、接続導体２８の全縁が、電極層２４で囲まれている。

接続導体２８は、圧電体層１７ｄと圧電体層１７ｅとの間に位置している。電極層２４と接続導体２８とは、互いに離間している。接続導体２８は、第一方向Ｄ１で、電極層２３と対向している。ビア導体３８は、電極層２３と接続されていると共に、接続導体２８と接続されている。

外部電極１３は、ビア導体３１、接続導体２５、ビア導体３２、電極層２２、ビア導体３３、接続導体２６、ビア導体３４、及び電極層２４と電気的に接続されている。外部電極１５は、ビア導体３５、電極層２１、ビア導体３６、接続導体２７、ビア導体３７、電極層２３、ビア導体３８、及び接続導体２８と電気的に接続されている。

接続導体２５，２６，２７，２８及びビア導体３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８は、導電性材料からなる。導電性材料には、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、又はＡｇ－Ｐｄ合金が用いられる。接続導体２５，２６，２７，２８及びビア導体３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８は、たとえば、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ている。接続導体２５，２６，２７，２８は、第一方向Ｄ１から見て、矩形状を呈している。ビア導体３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８は、対応する圧電体層１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを形成するためのセラミックグリーンシートに形成された貫通孔に充填された導電性ペーストが焼結することにより形成される。

素体１１の主面１１ｂには、電極層２１，２３と電気的に接続されている導体と、電極層２２，２４と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、主面１１ｂを第一方向Ｄ１から見たとき、主面１１ｂの全体が露出している。素体１１の各端面１１ｃ，１１ｅにも、電極層２１，２３と電気的に接続されている導体と、電極層２２，２４と電気的に接続されている導体とは配置されていない。本実施形態では、各端面１１ｃを第二方向Ｄ２から見たとき、各端面１１ｃの全体が露出している。各端面１１ｅを第三方向Ｄ３から見たとき、各端面１１ｅの全体が露出している。

圧電体層１７ｂにおける電極層２１と電極層２２とで挟まれた領域と、圧電体層１７ｃにおける電極層２２と電極層２３とで挟まれた領域と、圧電体層１７ｄにおける電極層２３と電極層２４とで挟まれた領域とは、圧電的に活性な活性領域を構成する。すなわち、素体１１では、電極層２１と電極層２２との間、電極層２２と電極層２３との間、及び、電極層２３と電極層２４との間に活性領域が形成される。第一方向Ｄ１から見て、電極層２１，２２，２３，２４の外縁が活性領域と、圧電的に不活性な不活性領域との境界となる。

本実施形態では、活性領域は、第一方向Ｄ１から見て、複数の外部電極１３，１５を囲むように位置している。第一方向Ｄ１から見て、素体１１は、外部電極１３と外部電極１５との間に位置している領域に、活性領域を含んでいる。第一方向Ｄ１から見て、素体１１は、外部電極１３と外部電極１５とが位置している領域の外側にも、活性領域を含んでいる。

図６は、図２のVI－VI線に沿っての断面図である。図７は、図２のVII－VII線に沿っての断面図である。図６及び図７には、実装面４０が仮想的に示されている。図１及び図７に示されるように、圧電素子１０が実装面４０に実装された状態で、角部Ａ１は実装面４０から離間し、実装面４０と接していない。主面１１ｂの中央部は、実装面４０と接している。実装面４０を基準面としたときに、角部Ａ１の高さは、主面１１ｂのその他の部分の高さよりも高い。角部Ａ１の高さは、角部Ａ１の先端に向かうにつれて徐々に高くなる。主面１１ｂは、実装面４０を基準面としたときに、角部Ａ１の高さが、角部Ａ１の先端に向かうにつれて徐々に高くなるように湾曲している。

長辺１１ｇは、長辺１１ｇの高さが、第三方向Ｄ３の両端部（角部Ａ１）で最も高く、第三方向Ｄ３の中央部で最も低くなるように湾曲している。図６に示されるように、長辺１１ｇは、高さが最も低くなる第三方向Ｄ３の中央部でも実装面４０から離間し、実装面４０と接していない。すなわち、長辺１１ｇの全体が実装面４０から離間し、実装面４０と接していない。

短辺１１ｈは、短辺１１ｈの高さが、第二方向Ｄ２の両端部（角部Ａ１）で最も高く、第二方向Ｄ２の中央部で最も低くなるように湾曲している。図５に示されるように、短辺１１ｈは、高さが最も低くなる第二方向Ｄ２の中央部では、実装面４０と接している。短辺１１ｈは、長辺１１ｇよりも湾曲の度合いが大きいと言える。

実装面４０を基準面としたときに、長辺１１ｇの中央の高さは、短辺１１ｈの中央の高さよりも高い。すなわち、長辺１１ｇの長さ方向（第三方向Ｄ３）の中央における高さは、短辺１１ｈの長さ方向（第二方向Ｄ２）の中央における高さよりも高い。長辺１１ｇの平均高さは、短辺１１ｈの平均高さよりも高い。長辺１１ｇの最低高さは、短辺１１ｈの最低高さよりも高い。

主面１１ａは、主面１１ｂに対応して湾曲している。すなわち、主面１１ａは、主面１１ｂと平行を成すように湾曲している。主面１１ａは、主面１１ａ，１１ｂの間隔が略一定に保たれるように、湾曲している。

電極層２１，２２，２３，２４は、主面１１ｂに対応して湾曲している。すなわち、電極層２１，２２，２３，２４は、主面１１ｂと平行を成すように湾曲している。電極層２１，２２，２３，２４は、主面１１ｂとの間隔が略一定に保たれるように、湾曲している。

主面１１ｂの高さは、例えば、三次元測定機を用いて主面１１ｂの形状を測定することにより確認できる。主面１１ｂの高さは、例えば、三次元測定機を用いて主面１１ａの形状を測定した後、三次元測定機の測定結果から素体１１の厚さ（例えば、平均厚さ）を引いた形状を主面１１ｂの形状として簡易的に扱ってもよい。これにより、主面１１ｂの高さを確認することができる。

圧電素子１０は、例えば、接着樹脂層５０（図７参照）により実装面４０に実装されている。図５及び図６では、接着樹脂層５０の図示が省略されている。接着樹脂層５０は、主面１１ｂの中央領域と接するように設けられ、主面１１ｂの中央領域を実装面４０に固定する。接着樹脂層５０は、角部Ａ１、長辺１１ｇ、及び短辺１１ｈから離間して設けられ、角部Ａ１、長辺１１ｇ、及び短辺１１ｈは実装面４０に固定されない。接着樹脂層５０は、角部Ａ１まで引き出されていないので、熱衝撃（例えば、８０度／－４０度）等により接着樹脂層５０の熱収縮が生じた場合において、接着樹脂層５０の熱収縮が角部Ａ１に集中し難い。

以上説明したように、圧電素子１０では、素体１１の主面１１ｂが矩形状を呈し、四つの角部Ａ１を有すると共に、実装面４０と対向する。実装面４０を基準面としたときに、四つの角部Ａ１の高さは、主面１１ｂの他の部分の高さよりも高い。これにより、四つの角部Ａ１を実装面４０から離間させて浮かせることができる。したがって、圧電素子１０の駆動時の変位に伴う応力が圧電素子１０の各角部Ａ１に集中することが抑制される。よって、角部Ａ１が起点となり圧電素子１０にクラックが発生することが抑制される。

主面１１ｂは、一対の長辺１１ｇ及び一対の短辺１１ｈを有し、実装面４０を基準面としたときに、長辺１１ｇの高さは、短辺１１ｈの高さよりも高い。このため、圧電素子１０が湾曲した形状となり易い。よって、圧電素子１０の変位量を増大させ易い。

主面１１ｂは、実装面４０を基準面としたときに、角部Ａ１の高さが角部Ａ１の先端に向かうにつれて高くなるように湾曲している。主面１１ｂに段差部を設けて角部Ａ１を高くする場合、段差部に応力が集中し、段差部が起点となり、クラックが発生するおそれがある。本実施形態では、主面１１ｂを湾曲させて角部Ａ１を高くするので、クラックの発生を抑制することができる。

主面１１ａは、主面１１ｂに対応して湾曲している。このため、素体１１の厚さを一定にすることができる。それにより、のちの分極処理の際に、素体１１の全体を均一に分極することが出来る。また、素体１１の厚さを角部Ａ１に対応して異ならせる必要がない。

電極層２１，２２，２３，２４は、主面１１ｂに対応して湾曲している。このため、主面１１ｂと電極層２１，２２，２３，２４との間隔を一定にすることができる。よって、電極層２１，２２，２３，２４が素体１１から露出することが抑制される。

電極層２１，２２，２３，２４の角部Ａ２の曲率半径は、角部Ａ１の曲率半径よりも大きい。角部Ａ２の曲率半径が角部Ａ１の曲率半径と同等以下である場合に比べて、圧電素子１０の駆動時の変位に伴って応力が角部Ａ２に集中することが抑制される。よって、素体１１に角部Ａ２を起点としたクラックが発生することが抑制される。

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。

実施形態では、実装面４０を基準面としたときに、四つの角部Ａ１の高さは、主面１１ｂの他の部分の高さよりも高いが、一つ以上の角部Ａ１の高さが主面１１ｂの他の部分の高さよりも高くてもよい。長辺１１ｇの高さは、短辺１１ｈの高さよりも低くてもよい。

１０…圧電素子、１１…素体、１１ａ…主面（第一主面）、１１ｂ…主面（第二主面）、１１ｇ…長辺、１１ｈ…短辺、１３，１５…外部電極、２１～２４…電極層（内部電極）、４０…実装面、Ａ１，Ａ２…角部。

Claims

実装面に実装される圧電素子であって、
複数の圧電体層が積層されてなり、前記複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する第一主面及び第二主面を有する素体と、
前記第一主面に配置された外部電極と、
前記素体内に配置された内部電極と、を備え、
前記第二主面は、矩形状を呈し、四つの角部を有すると共に、前記実装面と対向し、
前記実装面を基準面としたときに、前記角部の高さは、前記第二主面の他の部分の高さよりも高く、
前記第二主面は、前記実装面を基準面としたときに、前記角部の高さが前記角部の先端に向かうにつれて高くなるように湾曲しており、
前記内部電極は、前記第二主面と平行を成すように、前記第二主面と同じ方向に湾曲している、圧電素子。
前記第二主面は、一対の長辺及び一対の短辺を有し、
前記実装面を基準面としたときに、前記長辺の中央の高さは、前記短辺の中央の高さよりも高い、請求項１に記載の圧電素子。
実装面に実装される圧電素子であって、
複数の圧電体層が積層されてなり、前記複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する第一主面及び第二主面を有する素体と、
前記第一主面に配置された外部電極と、を備え、
前記第二主面は、矩形状を呈し、四つの角部を有すると共に、前記実装面と対向し、
前記実装面を基準面としたときに、前記角部の高さは、前記第二主面の他の部分の高さよりも高く、
第二主面は、一対の長辺及び一対の短辺を有し、
前記実装面を基準面としたときに、前記長辺の中央の高さは、前記短辺の中央の高さよりも高く、
前記素体内に配置された内部電極を更に有し、
前記内部電極は、前記第二主面と平行を成すように、前記第二主面と同じ方向に前記第二主面に対応して湾曲している、圧電素子。
前記第二主面は、前記実装面を基準面としたときに、前記角部の高さが前記角部の先端に向かうにつれて高くなるように湾曲している、請求項３に記載の圧電素子。
前記内部電極は、矩形状を呈し、四つの角部を有しており、
前記内部電極の前記角部の曲率半径は、前記第二主面の前記角部の曲率半径よりも大きい、請求項１又は３に記載の圧電素子。
前記第一主面は、前記第二主面と平行を成すように、前記第二主面と同じ方向に湾曲している、請求項１～５のいずれか一項に記載の圧電素子。
実装面に実装される圧電素子であって、
複数の圧電体層が積層されてなり、前記複数の圧電体層の積層方向において互いに対向する第一主面及び第二主面を有する素体と、
前記第一主面に配置された外部電極と、を備え、
前記第二主面は、矩形状を呈し、四つの角部を有すると共に、前記実装面と対向し、
前記実装面を基準面としたときに、前記角部の高さは、前記第二主面の他の部分の高さよりも高く、
第二主面は、一対の長辺及び一対の短辺を有し、
前記実装面を基準面としたときに、前記長辺の中央の高さは、前記短辺の中央の高さよりも高く、
前記第一主面は、前記第二主面と平行を成すように、前記第二主面と同じ方向に湾曲している、圧電素子。