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
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- 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
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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 |
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