JPH0532926B2 - - Google Patents
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- JPH0532926B2 JPH0532926B2 JP17967683A JP17967683A JPH0532926B2 JP H0532926 B2 JPH0532926 B2 JP H0532926B2 JP 17967683 A JP17967683 A JP 17967683A JP 17967683 A JP17967683 A JP 17967683A JP H0532926 B2 JPH0532926 B2 JP H0532926B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
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- H03H9/562—Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は、共振子、フイルタ、デイスクリミ
ネータ、遅延素子などを含む圧電素子に関するも
ので、特に、厚み方向に重なり合う電極が３以上
の層をなして形成され当該電極の層の間にそれぞ
れ圧電セラミツク層が介在する状態で焼成されて
得られた、焼結体をもつて構成した圧電素子に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element including a resonator, a filter, a discriminator, a delay element, etc., and particularly relates to a piezoelectric element including a piezoelectric element including a resonator, a filter, a discriminator, a delay element, etc. The present invention relates to a piezoelectric element composed of a sintered body obtained by firing the electrodes with piezoelectric ceramic layers interposed between the electrode layers.
先行技術の説明
第１図は、この発明の興味ある先行技術となる
圧電素子の一例としての共振子の概略的断面図で
ある。ここに示す共振子には、厚み方向に重なり
合う電極１〜６が層をなして形成されており、各
電極１〜６の層の間には、それぞれ圧電セラミツ
ク層７〜１１が介在されている。各圧電セラミツ
ク層７〜１１は、それぞれ、第１図に矢印で示す
ように、同じ厚み方向に分極処理されている。各
電極１〜６は、１層おきに、外部端子１２，１３
のいずれかに接続される。すなわち、電極１，
３，５は外部端子１２に接続され、電極２，４，
６は外部端子１３に接続される。Description of Prior Art FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a resonator as an example of a piezoelectric element which is an interesting prior art to the present invention. The resonator shown here includes electrodes 1 to 6 that overlap in the thickness direction and are formed in layers, and piezoelectric ceramic layers 7 to 11 are interposed between the electrodes 1 to 6, respectively. . Each of the piezoelectric ceramic layers 7 to 11 is polarized in the same thickness direction, as shown by the arrows in FIG. Each electrode 1 to 6 has external terminals 12 and 13 on every other layer.
connected to either. That is, electrode 1,
3 and 5 are connected to the external terminal 12, and the electrodes 2, 4,
6 is connected to the external terminal 13.
上述の外部端子１２，１３間に電界がかけら
れ、たとえば、外部端子１２にプラス電位が、外
部端子１３にマイナス電位が与えられたとすれ
ば、電極を介して隣り合う各圧電セラミツク層に
は、厚み方向に一方が縮むとき他方が伸びるとい
つた互いに逆向きの振動電位が生じる。このこと
は、丸で囲んだ双方向の矢印で表わされており、
この双方向の矢印が互いに内方に向くときは縮む
ことを示し、互いに外方に向くときは伸びること
を示している。 If an electric field is applied between the external terminals 12 and 13, and for example, a positive potential is applied to external terminal 12 and a negative potential is applied to external terminal 13, each piezoelectric ceramic layer adjacent to each other via the electrodes will have When one contracts in the thickness direction and the other expands, oscillating potentials in opposite directions are generated. This is represented by a double-headed arrow in a circle.
When the two-way arrows point inward to each other, it indicates contraction, and when they point outward from each other, it indicates expansion.
上述のような厚み方向の振動の共振周波数は、
圧電セラミツク層７〜１１の厚み（各電極１〜６
間の距離）に反比例するため、高い周波数で使用
する場合、各圧電セラミツク層７〜１１の厚みが
薄くされ、しかも、複数個の電極が厚み方向に重
なり合つて形成された積層型では、静電容量が大
幅に上昇し、そのため、インピーダンスが極めて
小さくなる。 The resonant frequency of the vibration in the thickness direction as described above is
Thickness of piezoelectric ceramic layers 7 to 11 (each electrode 1 to 6
Therefore, when used at high frequencies, the thickness of each piezoelectric ceramic layer 7 to 11 is reduced, and in a laminated type in which multiple electrodes are overlapped in the thickness direction, the static The capacitance increases significantly and therefore the impedance becomes extremely small.
それゆえに、このような共振子と外部回路との
インピーダンス整合が困難となる場合があり、高
い周波数で使用する場合であつても、容量を小さ
くでき、したがつてインピーダンスを比較的高く
することができることが望まれる。 Therefore, impedance matching between such a resonator and an external circuit can be difficult, and even when used at high frequencies, the capacitance can be small and therefore the impedance can be relatively high. It is hoped that this will be possible.
発明の目的
この発明は、容量を低下させ、それによつてイ
ンピーダンスを高くすることができる圧電素子の
特に電極構造を提供することである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention is to provide a particularly electrode structure of a piezoelectric element, which makes it possible to reduce the capacitance and thereby increase the impedance.
発明の概要
この発明の圧電素子は、厚み方向に重なり合う
電極が３以上の層をなして形成され、当該電極の
層の間にそれぞれ圧電セラミツク層が介在する状
態で焼成されて得られた焼結体と、前記電極のい
ずれかと電気的に接続されて電極間に形成される
静電容量成分を導出する外部端子とを備えるもの
である。ここにおいて、外部端子に接続される電
極が延びる層に位置する電極は、複数部分に分割
された分割電極とされ、当該分割電居のうち互い
に隣り合う第１および第２の電極は、これらと圧
電セラミツク層を介して隣り合う第３の電極と、
少なくとも各一部において対向し、それによつ
て、第１の電極、圧電セラミツク層、第３の電
極、圧電セラミツク層、および第２の電極の順次
接続によつて直列接続された静電容量形成部分が
構成される。そして、圧電セラミツク層は、厚み
方向に分極処理されており、しかも、第１の電極
と第３の電極との間に位置する部分と、第２の電
極と第３の電極との間に位置する部分とは、互い
に逆方向に分極処理されている。Summary of the Invention The piezoelectric element of the present invention is formed of three or more layers of electrodes that overlap in the thickness direction, and is produced by firing a piezoelectric ceramic layer with a piezoelectric ceramic layer interposed between each of the electrode layers. The external terminal is electrically connected to one of the electrodes and derives a capacitance component formed between the electrodes. Here, the electrode located in the layer in which the electrode connected to the external terminal extends is a divided electrode divided into a plurality of parts, and the first and second electrodes adjacent to each other among the divided electrodes are divided into a plurality of parts. a third electrode adjacent to each other via a piezoelectric ceramic layer;
Capacitance forming portions facing each other at least in part and thereby being connected in series by the sequential connection of the first electrode, the piezoelectric ceramic layer, the third electrode, the piezoelectric ceramic layer, and the second electrode. is configured. The piezoelectric ceramic layer is polarized in the thickness direction, and has a portion located between the first electrode and the third electrode and a portion located between the second electrode and the third electrode. The polarized portions are polarized in opposite directions.
発明の効果
この発明によれば、外部端子に接続される電極
が延びる層に位置する電極は分割電極とされ、外
部端子間には直列接続された静電容量形成部分が
構成されることになるので、直列に複数個のコン
デンサを接続したのと同様、容量が小さくなり、
したがつてインピーダンスを高くすることができ
る。そして、このようなインピーダンスのコント
ロール、すなわち容量のコントロールは、直列接
続される静電容量形成部分の数、すなわち電極を
分割する数等によつて容易に行なうことができ、
したがつて、外部回路とのインピーダンス整合が
容易になる。Effects of the Invention According to this invention, the electrodes located in the layer in which the electrodes connected to the external terminals extend are made into split electrodes, and the capacitance forming portions connected in series are formed between the external terminals. Therefore, the capacitance becomes smaller, just like connecting multiple capacitors in series.
Therefore, impedance can be increased. Such impedance control, that is, capacitance control, can be easily performed by changing the number of capacitance forming parts connected in series, that is, the number of electrodes divided, etc.
Therefore, impedance matching with an external circuit becomes easy.
また、電極と圧電セラミツク層とが積層された
ものを焼成して得られた焼結体をもつて圧電素子
が構成されるので、小型でしかもチツプ化が可能
になる。 Further, since the piezoelectric element is constructed from a sintered body obtained by firing a laminated structure of electrodes and piezoelectric ceramic layers, it is possible to make the piezoelectric element small and to make it into chips.
実施例の説明
第２図は、この発明の一実施例となる共振子の
概略を示す断面図である。第２図において、厚み
方向に重なり合う電極１４ａ〜１９ａ、１４ｂ〜
１９ｂが、３以上の層たとえば６つの層をなして
形成されている。これら電極の層の間には、それ
ぞれ、圧電セラミツク層２０〜２４が介在してい
る。各圧電セラミツク層２０〜２４は、特に電極
１５ａ〜１８ａ、１５ｂ〜１８ｂを挾んだ状態で
焼成されて得られた焼結体をもつて構成される。
圧電セラミツク層を構成する材料としては、たと
えば、チタン酸ジルコン酸鉛系、チタン酸鉛系、
チタン酸バリウム系などの単成分系や多成分系、
あるいはこれらの添加物系がある。また、電極
は、焼成前における圧電セラミツク層を構成する
セラミツクグリーンシート上に適当な金属ペース
トを印刷塗布して形成されるもので、そのような
電極用金属ペースト材料としては、たとえば、パ
ラジウム、銀−パラジウム合金あるいはその他の
高融点金属や合金が用いられる。なお、最も外側
に位置する電極１４ａ，１４ｂ，１９ａ，１９ｂ
に、上述したパラジウム、銀−パラジウム合金を
用いたとすれば、空気中で高温にさらされた場
合、酸化されやすく、抵抗が上昇する現象が見ら
れる。したがつて、図示しないが、電極１４ａ，
１４ｂおよび１９ａ，１９ｂをさらに覆うように
セラミツク層を形成してから焼成を行なうか、焼
成後に、たとえば銀ペーストを用いて電極１４
ａ，１４ｂおよび１９ａ，１９ｂを焼付けによつ
て形成するのが好ましい。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 2 is a sectional view schematically showing a resonator according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, electrodes 14a to 19a, 14b to overlapping in the thickness direction
19b is formed in three or more layers, for example, six layers. Interposed between these electrode layers are piezoelectric ceramic layers 20-24, respectively. Each of the piezoelectric ceramic layers 20 to 24 is composed of a sintered body obtained by firing the electrodes 15a to 18a, 15b to 18b between them.
Examples of materials constituting the piezoelectric ceramic layer include lead zirconate titanate, lead titanate,
Single-component systems and multi-component systems such as barium titanate,
Or there are these additive systems. Further, the electrodes are formed by printing and coating a suitable metal paste on the ceramic green sheet that constitutes the piezoelectric ceramic layer before firing. Examples of metal paste materials for such electrodes include palladium, silver, etc. - Palladium alloys or other high melting point metals and alloys are used. Note that the outermost electrodes 14a, 14b, 19a, 19b
However, if the above-mentioned palladium or silver-palladium alloy is used, it is easily oxidized when exposed to high temperatures in the air, resulting in an increase in resistance. Therefore, although not shown, the electrodes 14a,
Either a ceramic layer is formed to further cover the electrodes 14b and 19a, 19b and then fired, or after the firing, the electrode 14 is formed using, for example, silver paste.
Preferably, a, 14b and 19a, 19b are formed by baking.
このように電極には、外部端子２５，２６がそ
れぞれ、１層ごとに接続される。すなわち、電極
１４ａ，１６ａ，１８ａには外部端子２５が接続
され、電極１５ａ，１７ａ，１９ａには外部端子
２６が接続される。 In this way, external terminals 25 and 26 are connected to the electrodes for each layer. That is, an external terminal 25 is connected to the electrodes 14a, 16a, and 18a, and an external terminal 26 is connected to the electrodes 15a, 17a, and 19a.
この発明では、外部端子に接続される電極が延
びる層に位置する電極は、複数部分に分割された
分割電極とされるという特徴を含んでいる。この
実施例では、外部端子に接続される電極は、電極
１４ａ〜１９ａであり、これらの電極が延びる層
に位置する電極といえば、すべての電極が含まれ
ることにより、したがつて、すべての電極が複数
部分に分割された分割電極であるということにな
る。たとえば、電極１４ａと電極１４ｂとが、複
数部分に分割された分割電極である。 This invention includes the feature that the electrode located in the layer in which the electrode connected to the external terminal extends is a divided electrode divided into a plurality of parts. In this embodiment, the electrodes connected to the external terminals are electrodes 14a to 19a, and all the electrodes are included in the layer in which these electrodes extend. is a divided electrode divided into multiple parts. For example, the electrode 14a and the electrode 14b are divided electrodes divided into a plurality of parts.
また、この発明では、上述した分割電極のうち
互いに隣り合う第１および第２の電極は、これら
と圧電セラミツク層を介して隣り合う第３の電極
と、少なくとも各一部において対向しているとい
う特徴を含んでいる。このことを、実施例に関連
して説明すれば、互いに隣り合う第１および第２
の電極は、たとえば電極１４ａおよび電極１４ｂ
であり、これらと圧電セラミツク層２０を介して
隣り合う第３の電極は、電極１５ｂということに
なる。これら第１、第２および第３の電極は、相
対的に決まるものであり、電極１５ａおよび１５
ｂがそれぞれ第１および第２の電極とすれば、第
３の電極は上述した電極１４ｂとなり、同時に電
極１６ｂも圧電セラミツク層２１を介して電極１
５ａ，１５ｂと、少なくとも各一部において対向
しているので、第３の電極であるといえる。 Further, in the present invention, the first and second electrodes that are adjacent to each other among the above-mentioned divided electrodes are opposed at least in part to the third electrode that is adjacent to them with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. Contains characteristics. To explain this in connection with an embodiment, first and second adjacent
The electrodes are, for example, electrode 14a and electrode 14b.
The third electrode adjacent to these with the piezoelectric ceramic layer 20 in between is the electrode 15b. These first, second and third electrodes are relatively determined, and electrodes 15a and 15
If b are the first and second electrodes, respectively, the third electrode becomes the above-mentioned electrode 14b, and at the same time, the electrode 16b also connects to the electrode 1 through the piezoelectric ceramic layer 21.
Since it faces 5a and 15b at least in part, it can be said that it is the third electrode.
上述した構成によつて、この発明では、第１の
電極、圧電セラミツク層、第３の電極、圧電セラ
ミツク層、および第２の電極の順次接続によつて
直列接続された静電容量形成部分が構成される。
実施例における特定の個所を例にとつて、上述し
た構成との対応関係を述べると、電極１４ａ（第
１の電極）、圧電セラミツク層２０、電極１５ｂ
（第３の電極）、圧電セラミツク層２０、および電
極１４ｂ（第２の電極）が順次接続されて、直列
接続された静電容量形成部分が構成されているこ
とになる。なお、この実施例では、さらに、第３
の電極となつた電極１４ｂに続けて、圧電セラミ
ツク層２０および電極１５ａが接続された状態と
なつている。 With the above configuration, in the present invention, the capacitance forming portions are connected in series by sequentially connecting the first electrode, the piezoelectric ceramic layer, the third electrode, the piezoelectric ceramic layer, and the second electrode. configured.
Taking specific parts in the example as an example, to describe the correspondence with the above-mentioned configuration, the electrode 14a (first electrode), the piezoelectric ceramic layer 20, the electrode 15b
(third electrode), piezoelectric ceramic layer 20, and electrode 14b (second electrode) are sequentially connected to form a series-connected capacitance forming portion. In addition, in this example, the third
The piezoelectric ceramic layer 20 and the electrode 15a are connected to the electrode 14b, which has become an electrode.
さらに、この発明では、圧電セラミツク層は、
厚み方向に分極処理されており、しかも、第１の
電極と第３の電極との間に位置する部分と、第２
の電極と第３の電極との間に位置する部分とは、
互いに逆方向に分極処理されていることを特徴と
して含んでいる。このことを、実施例に関連して
説明すると、各圧電セラミツク層２０〜２４は、
矢印で示すように、まず厚み方向に分極処理され
ている。そして、たとえば圧電セラミツク層２０
に注目すれば、電極１４ａ（第１の電極）と電極
１５ｂ（第３の電極）との間に位置する部分と、
電極１４ｂ（第２の電極）と電極１５ｂ（第３の電
極）との間に位置する部分とは、矢印の方向が逆
になつており、互いに逆方向に分極処理されてい
る。 Furthermore, in this invention, the piezoelectric ceramic layer is
The portion is polarized in the thickness direction, and the portion located between the first electrode and the third electrode and the second electrode are polarized in the thickness direction.
The part located between the electrode and the third electrode is
They are characterized by being polarized in opposite directions. To explain this in connection with an example, each piezoelectric ceramic layer 20 to 24 is
As shown by the arrow, polarization treatment is first performed in the thickness direction. For example, a piezoelectric ceramic layer 20
If we pay attention to the part located between the electrode 14a (first electrode) and the electrode 15b (third electrode),
The portion located between the electrode 14b (second electrode) and the electrode 15b (third electrode) has arrows in opposite directions, and is polarized in opposite directions.
外部端子２５，２６に、電界が加えられ、たと
えば第２図に示すように、外部端子２５にプラス
電位が与えられ、外部端子２６にマイナス電位が
与えられるとすれば、圧電セラミツク層２０，２
２，２４では、すべての部分において、縮みを示
し、圧電セラミツク層２１，２３においては、す
べての部分において、延びを示す。すなわち、或
る電極の層を介して隣り合う圧電セラミツク層に
は、互いに逆向きの振動変位が現われる。したが
つて、第１図に示した従来の共振子と同様の振動
モードが得られる。そして、外部端子２５，２６
間には、それぞれたとえば３個の直列容量が形成
されるので、容量が低下し、インピーダンスは上
昇する。 If an electric field is applied to the external terminals 25 and 26, and a positive potential is applied to the external terminal 25 and a negative potential is applied to the external terminal 26, as shown in FIG.
The piezoelectric ceramic layers 21 and 23 show contraction in all parts, and the piezoelectric ceramic layers 21 and 23 show elongation in all parts. That is, vibration displacements in opposite directions appear in piezoelectric ceramic layers that are adjacent to each other with a certain electrode layer in between. Therefore, a vibration mode similar to that of the conventional resonator shown in FIG. 1 is obtained. And external terminals 25, 26
Since, for example, three series capacitors are formed between them, the capacitance decreases and the impedance increases.
第３図では、共振子の周波数−インピーダンス
特性が示されている。第３図において、曲線Ａ
は、この発明の実施例による特性を示し、従来の
ものを示す曲線Ｂより、インピーダンスが上昇し
ていることがわかる。 FIG. 3 shows the frequency-impedance characteristics of the resonator. In Figure 3, curve A
shows the characteristics according to the embodiment of the present invention, and it can be seen that the impedance is higher than curve B showing the conventional one.
第４図および第５図は、それぞれ、この発明の
他の実施例を示し、前述した実施例と比べて、直
列接続される容量の数が異なつている。なお、第
４図および第５図においては、２層の電極とその
間に介在する１個の圧電セラミツク層とが代表と
して示されている。 FIGS. 4 and 5 each show another embodiment of the present invention, which differs in the number of series-connected capacitors compared to the previously described embodiment. Note that in FIGS. 4 and 5, two layers of electrodes and one piezoelectric ceramic layer interposed between them are shown as a representative.
第４図では、１つの層を構成する２個の電極２
７ａ，２７ｂと他の層を構成する１個の電極２８
と、これらの間に介在する圧電セラミツク層２９
とが図示されている。外部端子３０，３１は、そ
れぞれ、電極２７ａ，２７ｂに接続されている。
圧電セラミツク層２９内に示した矢印は分極の方
向を示している。この実施例では、外部端子３
０，３１に接続される電極は、電極２７ａ，２７
ｂということになり、これらが分割電極であり、
したがつて、電極２７ａが第１の電極にあたり、
電極２７ｂが第２の電極にあたり、電極２８が第
３の電極にあたる。なお、外部端子が接続されな
い電極２８は、分割電極ではない。 In FIG. 4, two electrodes 2 constituting one layer are shown.
7a, 27b and one electrode 28 constituting other layers
and a piezoelectric ceramic layer 29 interposed between them.
is illustrated. External terminals 30 and 31 are connected to electrodes 27a and 27b, respectively.
The arrows shown in the piezoelectric ceramic layer 29 indicate the direction of polarization. In this embodiment, external terminal 3
The electrodes connected to electrodes 0 and 31 are electrodes 27a and 27
b, and these are the divided electrodes,
Therefore, the electrode 27a corresponds to the first electrode,
Electrode 27b corresponds to the second electrode, and electrode 28 corresponds to the third electrode. Note that the electrode 28 to which no external terminal is connected is not a divided electrode.
第５図では、４個の直列接続された容量が構成
されている。この実施例においては、３個の電極
３２ａ，３２ｂ，３２ｃによつて一方の層が構成
され、２個の電極３３ａ，３３ｂによつて他方の
層が形成され、これら層の間には圧電セラミツク
層３４が介在している。圧電セラミツク層３４内
に示した矢印は、圧電方向を示している。電極３
２ａには外部端子３５が接続され、電極３２ｃに
は外部端子３６が接続される。このように外部端
子３５，３６が接続された電極が延びる層に位置
する電極は、電極３２ａ，３２ｂ，３２ｃという
ように、分割電極とされている。この実施例で
は、外部端子に接続されない電極３３ａ，３３ｂ
についても、分割電極とされている。しかしなが
ら、これは、特許請求の範囲の記載と矛盾するも
のではない。なぜならば、外部端子に接続されな
い電極は、分割電極ではないという条件は、特許
請求の範囲には含んでいないからである。 In FIG. 5, four series-connected capacitors are configured. In this embodiment, one layer is formed by three electrodes 32a, 32b, 32c, and the other layer is formed by two electrodes 33a, 33b, and a piezoelectric ceramic is formed between these layers. A layer 34 is interposed. The arrows shown in the piezoelectric ceramic layer 34 indicate the piezoelectric direction. Electrode 3
An external terminal 35 is connected to the electrode 2a, and an external terminal 36 is connected to the electrode 32c. The electrodes located in the layer where the electrodes to which the external terminals 35 and 36 are connected extend are divided electrodes, such as electrodes 32a, 32b, and 32c. In this embodiment, electrodes 33a and 33b that are not connected to external terminals
It is also considered to be a split electrode. However, this is not inconsistent with the claims. This is because the claim does not include the condition that electrodes not connected to external terminals are not divided electrodes.
第４図および第５図に示した実施例から類推で
きるように、この発明では、直列接続される容量
の数は任意であり、それは所望するインピーダン
ス値との関連で選べばよい。 As can be inferred from the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, in the present invention, the number of capacitors connected in series is arbitrary and can be selected in relation to the desired impedance value.
次に、たとえば第２図に示したような共振子の
実際の製造における分極方法ならびに外部端子形
成方法について説明する。 Next, a polarization method and an external terminal forming method in actual manufacture of a resonator as shown in FIG. 2, for example, will be explained.
第２図に示したように、各圧電セラミツク層２
０〜２４は、部分的に分極方向が異ならされてい
る。したがつて、焼結された後、単純に厚み方向
に直流高電界をかけるだけでは、そのような分極
状態を得ることはできない。そのため、次に述べ
るような方法が考えられる。 As shown in FIG.
0 to 24 have partially different polarization directions. Therefore, such a polarized state cannot be obtained simply by applying a high DC electric field in the thickness direction after sintering. Therefore, the following method can be considered.
第１に、第６図に示すように、各圧電セラミツ
ク層ごとに分極処理を行なう方法である。たとえ
ば、圧電セラミツク層２１を分極処理する場合、
電極１６ａにプラス電位を与え、電極１５ａにマ
イナス電位を与えれば、電界は、電極１６ａ，１
５ｂ，１６ｂ，１５ａと順番に加わり、互いに逆
向きとされた分極方向を得ることができる。 The first method, as shown in FIG. 6, is to perform polarization treatment on each piezoelectric ceramic layer. For example, when polarizing the piezoelectric ceramic layer 21,
If a positive potential is applied to the electrode 16a and a negative potential is applied to the electrode 15a, the electric field is
5b, 16b, and 15a in order, polarization directions opposite to each other can be obtained.
次に考えられる方法としては、第７図に示すよ
うに、１個の圧電セラミツク層を介して２個の電
極に共通的に対向する電極にリミツトを形成して
おき、まず分離された状態としておくことであ
る。第７図に示された範囲内では、電極１４ｂお
よび１５ｂに、それぞれスリツト３７が形成され
ている。そして、スリツト３７の両側近傍には、
圧電セラミツク層２０，２１の端縁にまで延びる
引出し部３８ａ，３８ｂが形成される。なお、後
で説明する外部端子との接続を可能にするため、
電極１４ａ，１５ａは、それぞれ、圧電セラミツ
ク層２０，２１の短い方の端縁にまで延びて形成
されている。このような構成は、その他の電極に
ついても採用されている。 The next possible method is to form a limit on the electrode that commonly faces the two electrodes through one piezoelectric ceramic layer, as shown in Figure 7, and then It is to keep it. Within the range shown in FIG. 7, slits 37 are formed in each of the electrodes 14b and 15b. Near both sides of the slit 37,
Lead-out portions 38a and 38b are formed that extend to the edges of the piezoelectric ceramic layers 20 and 21. In addition, in order to enable connection with external terminals that will be explained later,
The electrodes 14a, 15a are formed extending to the shorter edges of the piezoelectric ceramic layers 20, 21, respectively. Such a configuration is also adopted for other electrodes.
第８図では、第７図に示したような電極が積層
された場合の配置関係が示されている。第８図か
ら明らかなように、互いに分離された３組の電極
群が厚み方向に積層されていることがわかる。し
たがつて、各電極群について、第８図に示したよ
うな電位を加えれば、それぞれ矢印で示す方向
に、各圧電セラミツク層２０〜２４が分極処理さ
れることになる。 FIG. 8 shows the arrangement relationship when the electrodes shown in FIG. 7 are stacked. As is clear from FIG. 8, three sets of electrode groups separated from each other are laminated in the thickness direction. Therefore, if a potential as shown in FIG. 8 is applied to each electrode group, each piezoelectric ceramic layer 20 to 24 will be polarized in the direction indicated by the arrow.
第９図には、第８図に示す電極群をもつて分極
した後の焼結体３９の外観が斜視図で示されてい
る。そして、第１０図には、同じ焼結体３９が同
じ角度から斜視図で概略的に示されている。 FIG. 9 shows a perspective view of the appearance of the sintered body 39 after polarization using the electrode group shown in FIG. 8. FIG. 10 schematically shows the same sintered body 39 in a perspective view from the same angle.
焼結体３９の表面には、第１０図に示すよう
に、２個の接続電極４０ａ，４０ｂおよび前述し
た外部端子２５，２６が形成される。第９図と第
１０図とを同時に参照すれば明らかなように、接
続電極４０ａは引出し部３８baを接続し、接続
電極４０ｂは引出し部３８ｂを接続する。このよ
うにして、スリツト３７によつて分離された電極
１４ｂ〜１９ｂは、分極後において電気的接続さ
れた状態に戻される。そして、外部端子２５，２
６が形成されたとき、第２図に示すような電気的
接続状態が達成される。 On the surface of the sintered body 39, as shown in FIG. 10, two connection electrodes 40a, 40b and the aforementioned external terminals 25, 26 are formed. As is clear from simultaneous reference to FIGS. 9 and 10, the connection electrode 40a connects the lead-out portions 38ba, and the connection electrode 40b connects the lead-out portions 38b. In this way, the electrodes 14b to 19b separated by the slit 37 are returned to the electrically connected state after polarization. And external terminals 25, 2
6 is formed, the electrical connection state shown in FIG. 2 is achieved.
この発明は、以上述べた共振子のほか、フイル
タやデイスクリミネータや遅延素子などにも適用
することができる。 The present invention can be applied not only to the resonators described above but also to filters, discriminators, delay elements, and the like.
第１１図および第１２図は、それぞれ、この発
明がフイルタに適用された例を示している。 FIG. 11 and FIG. 12 each show an example in which the present invention is applied to a filter.
第１１図において、第２図に示したような電極
をもつて構成した２個の電極群４１，４２が示さ
れており、それらは、横に並んで配置されてい
る。外部端子４３，４４が入力側となるとき、外
部端子４５，４６は出力側となる。このような構
成において、入力側の外部端子４３，４４に電界
が与えられると、電極群４１において摺動が現わ
れ、これが電極群４２に伝達され、外部端子４
５，４６に出力として取出される。 In FIG. 11, two electrode groups 41 and 42 are shown, which are constructed with electrodes as shown in FIG. 2, and are arranged side by side. When the external terminals 43 and 44 are on the input side, the external terminals 45 and 46 are on the output side. In such a configuration, when an electric field is applied to the external terminals 43 and 44 on the input side, sliding appears in the electrode group 41, this is transmitted to the electrode group 42, and the external terminal 4
5, 46 as an output.
第１２図では、２個の電極群４７，４８が厚み
方向に重ね合わされて配置されたフイルタが示さ
れている。この実施例では、たとえば電極群４７
を入力側として、振動させたとき、そこで生じる
厚み振動が直接もう一方の電極群４８に伝達され
るので、効率の良いフイルタが得られる。 FIG. 12 shows a filter in which two electrode groups 47 and 48 are arranged overlapping each other in the thickness direction. In this embodiment, for example, the electrode group 47
When it is vibrated using the input side as the input side, the thickness vibration generated therein is directly transmitted to the other electrode group 48, so that a highly efficient filter can be obtained.
なお、上述したフイルタと同様の構成をとりな
がら、各電極群間の距離を調整することによつ
て、遅延素子としても利用することができる。 Note that while having the same configuration as the filter described above, it can also be used as a delay element by adjusting the distance between each electrode group.
第１図はこの発明の先行技術として共振子の電
極構造を概略的に示す断面図である。第２図はこ
の発明の一実施例としての共振子の電極構造を概
略的に示す断面図である。第３図はこの発明によ
る共振子Ａと先行技術の共振子Ｂとの周波数−イ
ンピーダンス特性を比較するグラフである。第４
図および第５図は、この発明の他の実施例として
の共振子における直列接続される容量の数を異な
らせた例を示している。第６図は、この発明によ
る圧電素子の分極方法の第１の例を示す。第７図
ないし第１０図は、この発明による圧電素子の分
極方法の第２の例を示すとともに、実際に共振子
を得るための工程を順次示す。第１１図および第
１２図は、この発明のさらに他の実施例としての
フイルタの構成を示す。
図において、１４ａ〜１９ａ，１４ｂ〜１９
ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８，３２ａ，３２ｂ，３
２ｃ，３３ａ，３３ｂは電極、２０〜２４，２
９，３４は圧電セラミツク層、２５，２６，３
０，３１，３５，３６，４３〜４６は外部端子、
４１，４２，４７，４８は電極群である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the electrode structure of a resonator as a prior art of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the electrode structure of a resonator as an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph comparing the frequency-impedance characteristics of resonator A according to the present invention and resonator B of the prior art. Fourth
The figure and FIG. 5 show examples in which the number of series-connected capacitances in a resonator is varied as another embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a first example of a method for polarizing a piezoelectric element according to the present invention. 7 to 10 show a second example of the method of polarizing a piezoelectric element according to the present invention, and sequentially show the steps for actually obtaining a resonator. FIG. 11 and FIG. 12 show the structure of a filter as still another embodiment of the present invention. In the figure, 14a to 19a, 14b to 19
b, 27a, 27b, 28, 32a, 32b, 3
2c, 33a, 33b are electrodes, 20 to 24, 2
9, 34 are piezoelectric ceramic layers, 25, 26, 3
0, 31, 35, 36, 43-46 are external terminals,
41, 42, 47, 48 are electrode groups.
Claims (1)
して形成され、当該電極の層の間にそれぞれ圧電
セラミツク層が介在する状態で焼成されて得られ
た焼結体と、前記電極のいずれかと電気的に接続
されて電極間に形成される静電容量成分を導出す
る外部端子とを備える、圧電素子であつて、 前記外部端子に接続される電極が延びる層に位
置する電極は、複数部分に分割された分割電極と
され、当該分割電極のうち互いに隣り合う第１お
よび第２の電極は、これらと前記圧電セラミツク
層を介して隣り合う第３の電極と、少なくとも各
一部において対向し、それによつて、第１の電
極、圧電セラミツク層、第３の電極、圧電セラミ
ツク層、および第２の電極の順次接続によつて直
列接続された静電容量形成部分が構成され、か
つ、 前記圧電セラミツク層は、厚み方向に分極処理
されており、しかも、前記第１の電極と前記第３
の電極との間に位置する部分と、前記第２の電極
と前記第３の電極との間に位置する部分とは、互
いに逆方向に分極処理されている、圧電素子。[Scope of Claims] 1. A sintered body formed of three or more layers of electrodes that overlap in the thickness direction, and fired with a piezoelectric ceramic layer interposed between each of the electrode layers; A piezoelectric element, comprising an external terminal electrically connected to one of the electrodes to derive a capacitance component formed between the electrodes, the piezoelectric element being located in a layer in which the electrode connected to the external terminal extends. The electrode is a divided electrode divided into a plurality of parts, and the first and second electrodes adjacent to each other among the divided electrodes are connected to the third electrode adjacent to each other through the piezoelectric ceramic layer, and at least each Capacitance forming portions are configured such that they face each other in some parts and are connected in series by sequentially connecting the first electrode, the piezoelectric ceramic layer, the third electrode, the piezoelectric ceramic layer, and the second electrode. and the piezoelectric ceramic layer is polarized in the thickness direction, and the first electrode and the third electrode are polarized in the thickness direction.
and a portion located between the second electrode and the third electrode are polarized in mutually opposite directions.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967683A JPS6070814A (en) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | Piezoelectric element |
| US06/645,301 US4564782A (en) | 1983-09-02 | 1984-08-29 | Ceramic filter using multiple thin piezoelectric layers |
| DE3432133A DE3432133A1 (en) | 1983-09-02 | 1984-08-31 | CERAMIC FILTER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967683A JPS6070814A (en) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | Piezoelectric element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070814A JPS6070814A (en) | 1985-04-22 |
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Family
ID=16069921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17967683A Granted JPS6070814A (en) | 1983-09-02 | 1983-09-27 | Piezoelectric element |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| DE602004000851T2 (en) * | 2003-10-30 | 2007-05-16 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Acoustically coupled thin film transformer with two piezoelectric elements having opposite C-axes orientation |
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1983
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6070814A (en) | 1985-04-22 |
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