JPH02164082A - 電歪効果素子 - Google Patents
電歪効果素子Info
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- JPH02164082A JPH02164082A JP63321236A JP32123688A JPH02164082A JP H02164082 A JPH02164082 A JP H02164082A JP 63321236 A JP63321236 A JP 63321236A JP 32123688 A JP32123688 A JP 32123688A JP H02164082 A JPH02164082 A JP H02164082A
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- electrode
- internal electrode
- electrostrictive
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Landscapes
- Impact Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、積】構造を有する電歪効果素子に関し、特に
その内部電極構造に関する。
その内部電極構造に関する。
電歪効果を用いた変位発生素子としては、横効果を利用
したバイモルフ圧電素子、縦効果を利用した積層型素子
がある。このうち積層型素子は小型で駆動力が大きいこ
と、エネルギー変換効率が高いこと等のメリットから多
くの応用研究がなされている。
したバイモルフ圧電素子、縦効果を利用した積層型素子
がある。このうち積層型素子は小型で駆動力が大きいこ
と、エネルギー変換効率が高いこと等のメリットから多
くの応用研究がなされている。
この積層型素子で問題となるのは内部電極のとり出し方
法である。電歪層と電極層が交互に積層された電歪効果
素子では、内部電極層は一層おきに共通の外部電極に接
続せねばならず、その１つの方法として第４図に示すよ
うな積層セラミックコンデンサと同様の構造がある。す
なわち、電歪材料からのシート（以下電歪シートと略す
）１１の片面に−・方の端部からある距離を残して内部
電橋導体層（以下内部電極と略す）１２を形成し、これ
らを内部電極１２が形成されていない部分がたがい違い
になるように複数枚積層して積層体を形成する。そして
、対向する側面に外部電極１４を形成する。しかしなが
ら、このような構造では、電界が印加される部分と印加
されない部分が生じるため、素子全体の変位量を減する
ばかりでなく、応力集中によりクラックが発生するとい
う致命的欠点がある。
法である。電歪層と電極層が交互に積層された電歪効果
素子では、内部電極層は一層おきに共通の外部電極に接
続せねばならず、その１つの方法として第４図に示すよ
うな積層セラミックコンデンサと同様の構造がある。す
なわち、電歪材料からのシート（以下電歪シートと略す
）１１の片面に−・方の端部からある距離を残して内部
電橋導体層（以下内部電極と略す）１２を形成し、これ
らを内部電極１２が形成されていない部分がたがい違い
になるように複数枚積層して積層体を形成する。そして
、対向する側面に外部電極１４を形成する。しかしなが
ら、このような構造では、電界が印加される部分と印加
されない部分が生じるため、素子全体の変位量を減する
ばかりでなく、応力集中によりクラックが発生するとい
う致命的欠点がある。
このような問題点を解消するため、内部電極を全面に形
成する方法がある。従来、この種の電歪効果素子は第５
図に示すような構造であった。すなわち、電歪シート１
１の片面に内部電極１２を形成し、これらを複数枚積層
して積層体を形成する。その側面に露出した内部電極１
２に一層おきに絶縁物１３を形成し、さらにその上から
外部電極１４を形成する。一方、前記側面に対向する側
面では、先に絶縁物１３を形成しなかった内部電極１２
の露出部に選択的に絶縁物１３を形成し、その上から外
部電極１４を形成した構造であった。
成する方法がある。従来、この種の電歪効果素子は第５
図に示すような構造であった。すなわち、電歪シート１
１の片面に内部電極１２を形成し、これらを複数枚積層
して積層体を形成する。その側面に露出した内部電極１
２に一層おきに絶縁物１３を形成し、さらにその上から
外部電極１４を形成する。一方、前記側面に対向する側
面では、先に絶縁物１３を形成しなかった内部電極１２
の露出部に選択的に絶縁物１３を形成し、その上から外
部電極１４を形成した構造であった。
〔発明が解決しようとする問題点］
上述した従来の電歪効果素子（第５図）は、全面電極構
造をとり、内部電極に電子部品に多く用いられ比較的安
価で信頼性に実績のある銀あるいは銀合金を用いた場合
、内部電極が露出した側面、特に絶縁のされていない部
分において、空気中の水分と電圧印加の相乗効果による
銀のマイグレーションが起り易く、このため絶縁抵抗の
劣化やショート不良が発生し易く、信頼性上充分とは言
えないという欠点があり、また耐マイグレーションに優
れた導体（白金）等は非常に高価であるという欠点があ
る。
造をとり、内部電極に電子部品に多く用いられ比較的安
価で信頼性に実績のある銀あるいは銀合金を用いた場合
、内部電極が露出した側面、特に絶縁のされていない部
分において、空気中の水分と電圧印加の相乗効果による
銀のマイグレーションが起り易く、このため絶縁抵抗の
劣化やショート不良が発生し易く、信頼性上充分とは言
えないという欠点があり、また耐マイグレーションに優
れた導体（白金）等は非常に高価であるという欠点があ
る。
本発明の電歪効果素子は、シート状の圧電セラミック部
材と内部電極導体とが交互に積層された積層焼結体と、
前記積層焼結体の対向する側面にそれぞれ露出する内部
電極導体の一方の端面な各側面において一層おきに絶縁
する絶縁層と、前記内部電極導体の露出する他方の端面
な電気的に接続して２つのくし歯形電極を構成せしめる
一対の外部電極とを含む電歪効果素子において、前記内
部電極導体の周縁部の導体材料が前記周縁部を除く内部
の導体材料と異なっている。
材と内部電極導体とが交互に積層された積層焼結体と、
前記積層焼結体の対向する側面にそれぞれ露出する内部
電極導体の一方の端面な各側面において一層おきに絶縁
する絶縁層と、前記内部電極導体の露出する他方の端面
な電気的に接続して２つのくし歯形電極を構成せしめる
一対の外部電極とを含む電歪効果素子において、前記内
部電極導体の周縁部の導体材料が前記周縁部を除く内部
の導体材料と異なっている。
〔作用］
湿性雰囲気に接する内部電極の周縁部に耐マイグレーシ
ョン性の優れた材料を用いることにより、内部電極の素
子側面におけるマイグレーションが抑えられ、電歪効果
素子の耐湿特性が保持される。
ョン性の優れた材料を用いることにより、内部電極の素
子側面におけるマイグレーションが抑えられ、電歪効果
素子の耐湿特性が保持される。
〔実施例］
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の電歪効果素子の第１の実施例の斜視図
、第２図（ａ）、（ｂ）は電歪シート上に形成された内
部電極のパターンを示す斜視図、第３図は素子の不良発
生率と時間の関係を示す図である。
、第２図（ａ）、（ｂ）は電歪シート上に形成された内
部電極のパターンを示す斜視図、第３図は素子の不良発
生率と時間の関係を示す図である。
本実施例の電歪効果素子は、第１図に示すように、電歪
シート１と内部電極２を交互に重ね合わせた積層焼結体
を含み、この内部電極２は第２図（ｂ）に示すように、
周縁部と内側部が異なる材料で構成されている。この積
層焼結体の対向する一対の側面には内部電極２が露出し
ており、他の対向する一対の側面では、露出する内部電
極２の端部な交互に絶縁する絶縁物３が設けられ、絶縁
されない残りの端部なこれらの側面毎に接続する外部電
極４が設けられている。
シート１と内部電極２を交互に重ね合わせた積層焼結体
を含み、この内部電極２は第２図（ｂ）に示すように、
周縁部と内側部が異なる材料で構成されている。この積
層焼結体の対向する一対の側面には内部電極２が露出し
ており、他の対向する一対の側面では、露出する内部電
極２の端部な交互に絶縁する絶縁物３が設けられ、絶縁
されない残りの端部なこれらの側面毎に接続する外部電
極４が設けられている。
次に、本実施例の電歪効果素子の製造方法について説明
する。
する。
例えばチタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ （Ｔｉ、 Ｚｒ）
０３を主成分とする電歪材料の粉末に、微量の有機バイ
ンダを添加し、これを有機溶媒中に分散させて泥漿を作
り、テープキャスト法により膜厚的１３０μｍの電歪シ
ート１を形成する０次に、この電歪シート１の片面に、
銀粉末とパラジウム粉末とを７０：３０の重量比で混合
した粉末を主成分とする導体ペースト２ａをスクリーン
印刷で約１０４ｍの厚みに被着し、第２図（ａ）に示す
ような内部電極２を形成する。この場合、変位発生層（
電歪シート１）の形状は１０１０Ｘ１０の正方形形状と
し、銀・パラジウムペーストをその四辺の端部から１ｍ
ｍの幅を残して全面に（８Ｘ８ｍｍ）に被着した０次に
、第２図（ｂ）に示すように、残された部分に白金ペー
スト２ｂを被着した。比較のため全面に銀・パラジウム
ペーストを被着したシートも作成した。次に、この内部
電極２が同一方向になるように電歪シート１を６０枚積
積層、 １００℃、２５０にｇ／ｃｍ”の条件で熱加圧
して一体化し、約１１００℃の温度で２時間焼結した。
０３を主成分とする電歪材料の粉末に、微量の有機バイ
ンダを添加し、これを有機溶媒中に分散させて泥漿を作
り、テープキャスト法により膜厚的１３０μｍの電歪シ
ート１を形成する０次に、この電歪シート１の片面に、
銀粉末とパラジウム粉末とを７０：３０の重量比で混合
した粉末を主成分とする導体ペースト２ａをスクリーン
印刷で約１０４ｍの厚みに被着し、第２図（ａ）に示す
ような内部電極２を形成する。この場合、変位発生層（
電歪シート１）の形状は１０１０Ｘ１０の正方形形状と
し、銀・パラジウムペーストをその四辺の端部から１ｍ
ｍの幅を残して全面に（８Ｘ８ｍｍ）に被着した０次に
、第２図（ｂ）に示すように、残された部分に白金ペー
スト２ｂを被着した。比較のため全面に銀・パラジウム
ペーストを被着したシートも作成した。次に、この内部
電極２が同一方向になるように電歪シート１を６０枚積
積層、 １００℃、２５０にｇ／ｃｍ”の条件で熱加圧
して一体化し、約１１００℃の温度で２時間焼結した。
この焼結体にガラス等の絶縁物３を一層おきに形成し、
さらに銀粉末を主成分とする導体ペーストを被着して、
外部電極４を形成して積層体ｌＯを得た。
さらに銀粉末を主成分とする導体ペーストを被着して、
外部電極４を形成して積層体ｌＯを得た。
第１の実施例においては電歪シート１上の銀・パラジウ
ムペースト２ａの周縁部に白金ペースト２ｂを被着した
が、第２の実施例では白金ペーストのかわりにパラジウ
ムペーストを被着し、以下第１の実施例と同様の方法で
素子を作成した。
ムペースト２ａの周縁部に白金ペースト２ｂを被着した
が、第２の実施例では白金ペーストのかわりにパラジウ
ムペーストを被着し、以下第１の実施例と同様の方法で
素子を作成した。
このようにして得られた素子を、４０℃−９５％ＲＨの
湿性雰囲気中で１５０Ｖの直流電圧を印加して寿命試験
を行なった。第３図に示すように、銀・パラジウムのみ
による全面電極の従来素子が１０００時間で９０％以上
不良となるのに対し、第１および第２の実施例の素子は
１０００時間後でも不良率が５％以下となっており、高
い信頼性を有していることがわかる。
湿性雰囲気中で１５０Ｖの直流電圧を印加して寿命試験
を行なった。第３図に示すように、銀・パラジウムのみ
による全面電極の従来素子が１０００時間で９０％以上
不良となるのに対し、第１および第２の実施例の素子は
１０００時間後でも不良率が５％以下となっており、高
い信頼性を有していることがわかる。
これら第１および第２の実施例では周縁部の導体材料と
して白金またはパラジウムという白金族の純金属を挙げ
たが、この他に白金族系の合金でも同様の効果が確認さ
れた。
して白金またはパラジウムという白金族の純金属を挙げ
たが、この他に白金族系の合金でも同様の効果が確認さ
れた。
以上説明したように本発明は、内部電極の周縁部に耐マ
イグレーション性に優れた導体材料を適用することによ
り、内部電極の素子の側面でのマイグレーションを抑え
ることができるので、安価でしかも信頼性および量産性
の高い電歪効果素子を作ることができる効果がある。
イグレーション性に優れた導体材料を適用することによ
り、内部電極の素子の側面でのマイグレーションを抑え
ることができるので、安価でしかも信頼性および量産性
の高い電歪効果素子を作ることができる効果がある。
第１図は本発明の電歪効果素子の第１の実施例を示す斜
視図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は電歪シート上に形成
された内部電極のパターンを示す斜視図、第３図は素子
の不良発生率と時間の関係を示す図、第４図、第５図は
従来の電歪効果素子の例を示す断面図である。 １・・・・・・・・・・・・電歪シート、２・・・・・
・・・・・・・内部電極、３・・・・・・・・・・・・
絶縁物、 ４・・・・・・・・・・・・外部電極、ＩＯ・・・・・
・・・・・・・積層体。
視図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は電歪シート上に形成
された内部電極のパターンを示す斜視図、第３図は素子
の不良発生率と時間の関係を示す図、第４図、第５図は
従来の電歪効果素子の例を示す断面図である。 １・・・・・・・・・・・・電歪シート、２・・・・・
・・・・・・・内部電極、３・・・・・・・・・・・・
絶縁物、 ４・・・・・・・・・・・・外部電極、ＩＯ・・・・・
・・・・・・・積層体。
Claims (1)
- １．シート状の圧電セラミック部材と内部電極導体とが
交互に積層された積層焼結体と、前記積層焼結体の対向
する側面にそれぞれ露出する内部電極導体の一方の端面
を各側面において一層おきに絶縁する絶縁層と、前記内
部電極導体の露出する他方の端面を電気的に接続して２
つのくし歯形電極を構成せしめる一対の外部電極とを含
む電歪効果素子において、 前記内部電極導体の周縁部の導体材料が前記周縁部を除
く内部の導体材料と異なることを特徴とする電歪効果素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321236A JPH02164082A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 電歪効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321236A JPH02164082A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 電歪効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164082A true JPH02164082A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18130334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63321236A Pending JPH02164082A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 電歪効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02164082A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008066552A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Denso Corp | セラミック積層体の製造方法 |
| JP2014072357A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63321236A patent/JPH02164082A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008066552A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Denso Corp | セラミック積層体の製造方法 |
| JP2014072357A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子 |
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