JPH0496385A - 積層セラミック圧電素子 - Google Patents
積層セラミック圧電素子Info
- Publication number
- JPH0496385A JPH0496385A JP2213846A JP21384690A JPH0496385A JP H0496385 A JPH0496385 A JP H0496385A JP 2213846 A JP2213846 A JP 2213846A JP 21384690 A JP21384690 A JP 21384690A JP H0496385 A JPH0496385 A JP H0496385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- piezoelectric element
- electrode
- layer
- ceramic piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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〕
本発明は積層セラミック圧電素子に関シ2、特に寛気絶
蘇層部における絶縁破壊現象を改善した信頼性の高い積
層セラミック圧電素子に関する。
蘇層部における絶縁破壊現象を改善した信頼性の高い積
層セラミック圧電素子に関する。
本発明の対象となる従来の積層セラミック圧電素子の構
造を示す斜視図1第2図に示す。図中2は保護層、3は
圧電セラミック、4は内部電極であり、内部電極4が振
出する西側面のうちの対向する二側面に、電気絶縁層5
が内部電極4の露出部とその近傍の圧電セラばツク3上
に一層おきに交互に設けられている。内部電極4は外部
[極6によって一層おきに電気的に接続され、はんだ9
を介してリード線8に接続されている。
造を示す斜視図1第2図に示す。図中2は保護層、3は
圧電セラミック、4は内部電極であり、内部電極4が振
出する西側面のうちの対向する二側面に、電気絶縁層5
が内部電極4の露出部とその近傍の圧電セラばツク3上
に一層おきに交互に設けられている。内部電極4は外部
[極6によって一層おきに電気的に接続され、はんだ9
を介してリード線8に接続されている。
従来、圧電セラミツタ31Iiチタン酸ジルコン改鉛(
PZT)のようガ鉛系ペロブスカイト構造複合酸化物よ
り成り、電気絶縁層5は600=800℃に軟化点を持
つガラス粉末を電気泳動法で所望の位置に付着し、その
後700〜900℃で焼成して形成したカラス体より成
っている。、また、外部電極6は、銀あるいは鉋パラジ
ウム混合粉などの金属粉末をガラス粉末と共にビヒクル
中に分散・混合して製造したペースト状物質をスクリー
ン印刷法で所望の位置に塗布したあと、6oo〜s o
o ’cで焼成して形成した金属粉末の焼結体よシ成
っている。
PZT)のようガ鉛系ペロブスカイト構造複合酸化物よ
り成り、電気絶縁層5は600=800℃に軟化点を持
つガラス粉末を電気泳動法で所望の位置に付着し、その
後700〜900℃で焼成して形成したカラス体より成
っている。、また、外部電極6は、銀あるいは鉋パラジ
ウム混合粉などの金属粉末をガラス粉末と共にビヒクル
中に分散・混合して製造したペースト状物質をスクリー
ン印刷法で所望の位置に塗布したあと、6oo〜s o
o ’cで焼成して形成した金属粉末の焼結体よシ成
っている。
第2図に示した従来構造の積層セラミック圧電素子1を
X−Y面に沿って切断した縦切断面の部分拡大図を第3
図に示す。
X−Y面に沿って切断した縦切断面の部分拡大図を第3
図に示す。
通常、前述の従来構造の積層セラミック圧電素子では、
圧電セラミック3、電気絶縁層5、外部表 電極6の熱膨張係数はそれぞれ下ta値をとる。
圧電セラミック3、電気絶縁層5、外部表 電極6の熱膨張係数はそれぞれ下ta値をとる。
従って、有限要素法によるシミュレーションを行った結
果、外部電極6の熱膨張係数が圧電セラミック3および
電気絶縁層5よシ大きいことが原因で、外部電極6を6
00〜800℃で焼成後冷却した積層セラミック圧電素
子には第3図t8+の人に示した部位に大きな引張シ応
力が働くことが確認された。
果、外部電極6の熱膨張係数が圧電セラミック3および
電気絶縁層5よシ大きいことが原因で、外部電極6を6
00〜800℃で焼成後冷却した積層セラミック圧電素
子には第3図t8+の人に示した部位に大きな引張シ応
力が働くことが確認された。
従来構造の積層セラミック圧電素子においては、外部電
極6をスクリーン印刷法で形成しているために第3図(
b)に示すように外部電極6の途切れ部分10が電気絶
縁層5の頂上付近に生じやすく、このとき有限要素法に
よるシミュレーションから明らかになった外部電極6に
働く大きな引張り応力のために外部電極の途切れ10に
接した電気絶縁層5にクラック11が発生しやすい。タ
ラツク11が発生すると電気絶縁層5の電気絶縁性が損
なわれ、特に高湿度下の信頼性試験において短時間で絶
縁破壊現象が起るという問題が生じる。
極6をスクリーン印刷法で形成しているために第3図(
b)に示すように外部電極6の途切れ部分10が電気絶
縁層5の頂上付近に生じやすく、このとき有限要素法に
よるシミュレーションから明らかになった外部電極6に
働く大きな引張り応力のために外部電極の途切れ10に
接した電気絶縁層5にクラック11が発生しやすい。タ
ラツク11が発生すると電気絶縁層5の電気絶縁性が損
なわれ、特に高湿度下の信頼性試験において短時間で絶
縁破壊現象が起るという問題が生じる。
以上述べたように、従来構造の積層セラミック圧電素子
においては、外部電極6の熱膨張係数が圧電セラミック
3および電気絶縁/it5よシ大きいことが原因で、%
に湿度が高い環境下で電気絶縁層5において絶縁破壊現
象が起きやすいという問題がめった。
においては、外部電極6の熱膨張係数が圧電セラミック
3および電気絶縁/it5よシ大きいことが原因で、%
に湿度が高い環境下で電気絶縁層5において絶縁破壊現
象が起きやすいという問題がめった。
本発明の目的は、内部電極の妬出部とその近辺のセラミ
ックを一層おきに覆う電気絶縁層における絶縁破壊現象
を改善した信頼性の高い積層セラミック圧電素子を提供
することにある。
ックを一層おきに覆う電気絶縁層における絶縁破壊現象
を改善した信頼性の高い積層セラミック圧電素子を提供
することにある。
本発明の積層セラミック圧電素子は、導電性の内部電極
を全面に被着形成した圧電、効果を示すセラミックシー
トを複数板積層し、さらにその上下面に保護層となる圧
電体シートを積層して一体化した積層セラミック体の内
部電極が島田した四側面のうちの対向する二側、面に、
電気絶縁層を内部電極の露出部とその近傍のセラミック
上に1層おきに互い違いに設け、さらKその側面上に導
電性の外部電極を形成することによって成る積層セラミ
ック圧電素子において、前記外部電極上にこれを覆うよ
うに電気絶縁層、を形成することf:%徴として構成さ
れる。
を全面に被着形成した圧電、効果を示すセラミックシー
トを複数板積層し、さらにその上下面に保護層となる圧
電体シートを積層して一体化した積層セラミック体の内
部電極が島田した四側面のうちの対向する二側、面に、
電気絶縁層を内部電極の露出部とその近傍のセラミック
上に1層おきに互い違いに設け、さらKその側面上に導
電性の外部電極を形成することによって成る積層セラミ
ック圧電素子において、前記外部電極上にこれを覆うよ
うに電気絶縁層、を形成することf:%徴として構成さ
れる。
すなわち、本発明社、従来構造の積層セラミック圧電素
子に対して外部電極上にこれtaうように電気絶縁層を
形成すること1特徴としている。
子に対して外部電極上にこれtaうように電気絶縁層を
形成すること1特徴としている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の積層セラミック圧電素子の
構造を示す斜視図である。第1図において、保護層2お
よび圧電セラミック3FiP b (N i 1 /3
Nb 2/3 )o、s T 1G、$5zrO,15
o3で示されるペロフスカイト構造複合酸化物、内部電
極4は670%パラジウム30%の銀パラジウム混合電
極、電気絶縁層5はPb052%8i0242%その他
酸化物6シの鉛系ガラス、外部電極6は銀を導体とし焼
成温度は700℃である。電気絶縁層7は電気絶縁層5
と同組成のガラス粉末をペースト状にしてリード線8の
接曾部分を残すようにスクリーン印刷法で外部電極6の
上く形成し、本発明の一実施例の積層セラミック圧電素
子を形成した。
構造を示す斜視図である。第1図において、保護層2お
よび圧電セラミック3FiP b (N i 1 /3
Nb 2/3 )o、s T 1G、$5zrO,15
o3で示されるペロフスカイト構造複合酸化物、内部電
極4は670%パラジウム30%の銀パラジウム混合電
極、電気絶縁層5はPb052%8i0242%その他
酸化物6シの鉛系ガラス、外部電極6は銀を導体とし焼
成温度は700℃である。電気絶縁層7は電気絶縁層5
と同組成のガラス粉末をペースト状にしてリード線8の
接曾部分を残すようにスクリーン印刷法で外部電極6の
上く形成し、本発明の一実施例の積層セラミック圧電素
子を形成した。
上述の本発明の実施例の積層セラミック圧電素子に対し
て第2図に示した従来構造の積層セラミック圧電素子を
試作し、これと本発明の実施例の積層セラミック圧電素
子との間で信頼性試験を実施した。試作した素子は圧電
セラミック3の厚さ105μ情、内部電極4の総数64
層、保護層2の犀さ1.5 mm 、素子の@2mmX
3mmであり、試験条件は40℃−90%RH−150
VDCである。試験結果を第1表に示す。第1表よシ本
発明の実施例は従来例に比べ絶縁破壊が大幅に改善され
ることを確認できた。
て第2図に示した従来構造の積層セラミック圧電素子を
試作し、これと本発明の実施例の積層セラミック圧電素
子との間で信頼性試験を実施した。試作した素子は圧電
セラミック3の厚さ105μ情、内部電極4の総数64
層、保護層2の犀さ1.5 mm 、素子の@2mmX
3mmであり、試験条件は40℃−90%RH−150
VDCである。試験結果を第1表に示す。第1表よシ本
発明の実施例は従来例に比べ絶縁破壊が大幅に改善され
ることを確認できた。
第1表
次に、第2の実施例として、電気絶縁層7として、第1
の実施例の鉛系ガラスよシ軟化点が低いZn060%B
20325%その他酸化物15%の亜鉛系ガラスを第1
の実施例と同様の手法で検討した。
の実施例の鉛系ガラスよシ軟化点が低いZn060%B
20325%その他酸化物15%の亜鉛系ガラスを第1
の実施例と同様の手法で検討した。
その信頼性試験結果は第1表同様1000時間経過時点
で不良発生がなく、鉛系ガラス同様実用上満足できるも
のであった。
で不良発生がなく、鉛系ガラス同様実用上満足できるも
のであった。
以上説明したように本発明は、電気絶縁層のクラックを
覆うように電気絶縁層を更に外部電極の上に形成するの
で、電気絶縁層における絶縁破壊現象を改善した信頼性
の高い積層セラミック圧電素子を提供できるという効果
を有する。
覆うように電気絶縁層を更に外部電極の上に形成するの
で、電気絶縁層における絶縁破壊現象を改善した信頼性
の高い積層セラミック圧電素子を提供できるという効果
を有する。
第1図は本発明の一実施例の積層セラミック圧電素子の
構造を示す斜視図、第2図は従来の積層セラミック圧電
素子の一例の構造を示す斜視図、第3図(al 、 (
b)は第2図の素子の不良発生状況を示すX−Y縦断面
図の部分拡大図である。 1・・・積層セラミック圧電素子、2・−・保護層、3
・・・圧電セラミック、4・・・内部電極、5・・・電
気絶縁層、6・・・外部電極、7・・・電気絶縁層、8
・・・リード線、9・・・はんだ、1o・・・外部電極
の途切れ、11・・・クシツク、A・・・引張シ応力発
生部位。 代理人 弁理士 内 原 晋 M1図 第Z回
構造を示す斜視図、第2図は従来の積層セラミック圧電
素子の一例の構造を示す斜視図、第3図(al 、 (
b)は第2図の素子の不良発生状況を示すX−Y縦断面
図の部分拡大図である。 1・・・積層セラミック圧電素子、2・−・保護層、3
・・・圧電セラミック、4・・・内部電極、5・・・電
気絶縁層、6・・・外部電極、7・・・電気絶縁層、8
・・・リード線、9・・・はんだ、1o・・・外部電極
の途切れ、11・・・クシツク、A・・・引張シ応力発
生部位。 代理人 弁理士 内 原 晋 M1図 第Z回
Claims (1)
- 導電性の内部電極を全面に被着形成した圧電効果を示す
セラミックシートを複数枚積層し、さらにその上下面に
保護層となる圧電体シートを積層して一体化した積層セ
ラミック体の、内部電極が露出した四側面のうちの対向
する二側面に、電気絶縁層を内部電極の露出部とその近
傍のセラミック上に1層おきに互い違いに設け、さらに
該側面上に導電性の外部電極を形成することによって成
る積層セラミック圧電素子において、前記外部電極上に
これを覆うように電気絶縁層を形成することを特徴とす
る積層セラミック圧電素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2213846A JPH0496385A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 積層セラミック圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2213846A JPH0496385A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 積層セラミック圧電素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0496385A true JPH0496385A (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=16645987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2213846A Pending JPH0496385A (ja) | 1990-08-13 | 1990-08-13 | 積層セラミック圧電素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0496385A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1003356C2 (nl) * | 1995-06-22 | 1999-11-11 | Nec Corp | Piëzo-electrische transformator en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan. |
US7498727B2 (en) * | 2004-05-27 | 2009-03-03 | Kyocera Corporation | Multi-layer piezoelectric element and method for manufacturing the same |
-
1990
- 1990-08-13 JP JP2213846A patent/JPH0496385A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1003356C2 (nl) * | 1995-06-22 | 1999-11-11 | Nec Corp | Piëzo-electrische transformator en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan. |
US7498727B2 (en) * | 2004-05-27 | 2009-03-03 | Kyocera Corporation | Multi-layer piezoelectric element and method for manufacturing the same |
US8209827B2 (en) | 2004-05-27 | 2012-07-03 | Kyocera Corporation | Method of manufacturing a piezoelectric element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH04340778A (ja) | 積層圧電アクチュエータ素子 | |
US7276841B2 (en) | Thick film electrode and multilayer ceramic electronic device | |
EP1930962B1 (en) | Layered piezoelectric element and injection device using the same | |
JPH01161709A (ja) | 積層型セラミック部品 | |
EP2012374B1 (en) | Multi-layer piezoelectric element | |
JPH08274381A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ及びその製造方法 | |
JPH04159785A (ja) | 電歪効果素子 | |
JPH0364979A (ja) | 電歪効果素子 | |
US5144528A (en) | Laminate displacement device | |
JP2994492B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 | |
JP3918095B2 (ja) | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 | |
JPH0496385A (ja) | 積層セラミック圧電素子 | |
JPH03283581A (ja) | 積層圧電アクチュエータ素子 | |
JP2003008092A (ja) | 積層型圧電素子とその製造方法ならびに積層型圧電素子用封止材料 | |
JP2006303349A (ja) | 圧電セラミック積層素子の製造方法及び圧電セラミック積層アクチュエータ | |
JPS59115579A (ja) | 電歪効果素子およびその製造方法 | |
JPH05110157A (ja) | 積層圧電アクチユエータ | |
JPH06181343A (ja) | 積層型変位素子及びその製造方法 | |
JP2008010529A (ja) | 積層型圧電素子 | |
JPH04303978A (ja) | 積層圧電アクチュエータ | |
JPS6380585A (ja) | 電歪効果素子 | |
JPH04145673A (ja) | 積層セラミック圧電素子 | |
JPH088195B2 (ja) | セラミック積層体 | |
JPH01146379A (ja) | 電歪効果素子組立体 | |
JPH04243173A (ja) | 電歪効果素子 |