JPH06232466A - 圧電積層体 - Google Patents
圧電積層体Info
- Publication number
- JPH06232466A JPH06232466A JP50A JP1626593A JPH06232466A JP H06232466 A JPH06232466 A JP H06232466A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 1626593 A JP1626593 A JP 1626593A JP H06232466 A JPH06232466 A JP H06232466A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- internal electrode
- conductive
- conductive portion
- glass frit
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】内部電極と導電部とが剥がれにくい圧電積層体
を提供する。 【構成・作用】導電部３、４がガラスフリットを含有す
る銀ペーストからなる。ガラスフリットが内部電極２を
構成する金属ばかりでなく圧電板１を構成するセラミッ
クスとも好適に接合するため、導電部３、４が内部電極
２ばかりでなく圧電板１とも好適に接合する。
を提供する。 【構成・作用】導電部３、４がガラスフリットを含有す
る銀ペーストからなる。ガラスフリットが内部電極２を
構成する金属ばかりでなく圧電板１を構成するセラミッ
クスとも好適に接合するため、導電部３、４が内部電極
２ばかりでなく圧電板１とも好適に接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電効果を利用した圧
電積層体に関する。この圧電積層体は圧電アクチュエー
タなどに用いて好適である。
電積層体に関する。この圧電積層体は圧電アクチュエー
タなどに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電積層体として、特開平２−１
３７２８０号公報記載のものが知られている。この圧電
積層体では、チタン酸鉛等の圧電材料からなる圧電板と
内部電極とが交互に複数枚積層されている。各内部電極
の一端部には積層方向で一枚おきの各内部電極を同極と
する金属からなる第１導電部が接合され、第１導電部が
接合されていない積層方向で一枚おきの各内部電極の一
端部には第１絶縁部が接合されている。また、各内部電
極の他端部には積層方向で一枚おきの各内部電極を同極
とするやはり金属からなる第２導電部が接合され、第２
導電部が接合されていない積層方向で一枚おきの各内部
電極の他端部には第２絶縁部が接合されている。つま
り、これら第１導電部及び第１絶縁部と、第２導電部及
び第２絶縁部とは互い違いに形成されている。また、各
第１、２導電部は外部電極によって互いに電気的に接続
されている。
３７２８０号公報記載のものが知られている。この圧電
積層体では、チタン酸鉛等の圧電材料からなる圧電板と
内部電極とが交互に複数枚積層されている。各内部電極
の一端部には積層方向で一枚おきの各内部電極を同極と
する金属からなる第１導電部が接合され、第１導電部が
接合されていない積層方向で一枚おきの各内部電極の一
端部には第１絶縁部が接合されている。また、各内部電
極の他端部には積層方向で一枚おきの各内部電極を同極
とするやはり金属からなる第２導電部が接合され、第２
導電部が接合されていない積層方向で一枚おきの各内部
電極の他端部には第２絶縁部が接合されている。つま
り、これら第１導電部及び第１絶縁部と、第２導電部及
び第２絶縁部とは互い違いに形成されている。また、各
第１、２導電部は外部電極によって互いに電気的に接続
されている。
【０００３】この圧電積層体では、内部電極と外部電極
とを第１導電部又は第２導電部によって電気的に接続し
つつ、第１、２導電部の存在しない厚み分を第１絶縁部
又は第２絶縁部によって確保している。このため、この
圧電積層体では、両側面がほぼ平坦となり、衝撃等によ
り第１、２絶縁部にカケ、ワレが生じにくいことから絶
縁の信頼性が向上する。また、この圧電積層体では、ス
クリーン印刷等の方法で第１、２絶縁部の形成が可能と
なり、均一な第１、２絶縁部の形成からやはり絶縁の信
頼性が向上するとともに、製造を容易に行なうことが可
能となる。
とを第１導電部又は第２導電部によって電気的に接続し
つつ、第１、２導電部の存在しない厚み分を第１絶縁部
又は第２絶縁部によって確保している。このため、この
圧電積層体では、両側面がほぼ平坦となり、衝撃等によ
り第１、２絶縁部にカケ、ワレが生じにくいことから絶
縁の信頼性が向上する。また、この圧電積層体では、ス
クリーン印刷等の方法で第１、２絶縁部の形成が可能と
なり、均一な第１、２絶縁部の形成からやはり絶縁の信
頼性が向上するとともに、製造を容易に行なうことが可
能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記圧電積層
体では、第１、２導電部として金属のみを採用してい
る。通常、導電部として採用される金属は、銀、ニッケ
ル、金、銀−パラジウム合金である。このため、この圧
電積層体では、内部電極と第１、２導電部とが剥がれや
すいという問題点がある。
体では、第１、２導電部として金属のみを採用してい
る。通常、導電部として採用される金属は、銀、ニッケ
ル、金、銀−パラジウム合金である。このため、この圧
電積層体では、内部電極と第１、２導電部とが剥がれや
すいという問題点がある。
【０００５】つまり、内部電極と第１、２導電部とは互
いに金属同士であるためこれらの間では本来良好な接合
性は確保できるはずである。しかし、内部電極の厚みよ
りも第１、２導電部の積層方向の長さの方が極端に長
く、第１、２導電部はほとんど圧電板と接触しているに
すぎない。かかる圧電板を構成するチタン酸鉛等の圧電
材料は金属とは接合性の低いセラミックスからなり、ま
た金属からなる第１、２導電部とセラミックスからなる
圧電板との熱膨張係数も相違する。かくして内部電極と
第１、２導電部とが剥がれやすくなっている。
いに金属同士であるためこれらの間では本来良好な接合
性は確保できるはずである。しかし、内部電極の厚みよ
りも第１、２導電部の積層方向の長さの方が極端に長
く、第１、２導電部はほとんど圧電板と接触しているに
すぎない。かかる圧電板を構成するチタン酸鉛等の圧電
材料は金属とは接合性の低いセラミックスからなり、ま
た金属からなる第１、２導電部とセラミックスからなる
圧電板との熱膨張係数も相違する。かくして内部電極と
第１、２導電部とが剥がれやすくなっている。
【０００６】よって、かかる圧電積層体では、外部電極
から第１、２導電部を経て内部電極に電気が通じにくく
なりやすく、圧電効果が発揮されにくいことから、十分
な信頼性を得ることができない。本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであり、内部電極と導電部とが剥が
れにくい圧電積層体を提供することを目的とする。
から第１、２導電部を経て内部電極に電気が通じにくく
なりやすく、圧電効果が発揮されにくいことから、十分
な信頼性を得ることができない。本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであり、内部電極と導電部とが剥が
れにくい圧電積層体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電積層体は、
圧電材料からなる圧電板と内部電極とが交互に複数枚積
層され、各該内部電極の両端部には積層方向で一枚おき
の各該内部電極を同極とする導電部が互い違いに接合さ
れ、各該導電部が接合されていない積層方向で一枚おき
の各該内部電極の両端部には絶縁部が互い違いに接合さ
れ、各該導電部が外部電極によって互いに電気的に接続
された圧電積層体であって、各前記導電部は、ガラスフ
リットを含有する導電性材料であることを特徴とする。
圧電材料からなる圧電板と内部電極とが交互に複数枚積
層され、各該内部電極の両端部には積層方向で一枚おき
の各該内部電極を同極とする導電部が互い違いに接合さ
れ、各該導電部が接合されていない積層方向で一枚おき
の各該内部電極の両端部には絶縁部が互い違いに接合さ
れ、各該導電部が外部電極によって互いに電気的に接続
された圧電積層体であって、各前記導電部は、ガラスフ
リットを含有する導電性材料であることを特徴とする。
【０００８】ガラスフリットとしては、ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3 −ＰｂＯ系を採用することができる。Ｎａ2 ＯやＫ
2 Ｏは通電により電解しやすく、圧電板の圧電材料を変
質させて圧電効果を阻害しやすいことから、少ない方が
好ましい。導電部は、内部電極側から外部電極側まで徐
々にガラスフリット量を減少させた多層であることが好
ましい。具体的には、内部電極側の導電部はガラスフリ
ット量８重量％以上であることが好ましく、外部電極側
の導電部はガラスフリット量７重量％未満であることが
好ましい。
Ｏ3 −ＰｂＯ系を採用することができる。Ｎａ2 ＯやＫ
2 Ｏは通電により電解しやすく、圧電板の圧電材料を変
質させて圧電効果を阻害しやすいことから、少ない方が
好ましい。導電部は、内部電極側から外部電極側まで徐
々にガラスフリット量を減少させた多層であることが好
ましい。具体的には、内部電極側の導電部はガラスフリ
ット量８重量％以上であることが好ましく、外部電極側
の導電部はガラスフリット量７重量％未満であることが
好ましい。
【０００９】
【作用】本発明の圧電積層体では、導電部がガラスフリ
ットを含有する導電性材料であり、ガラスフリットが金
属ばかりでなくセラミックスとも好適に接合しやすい。
このため、この圧電積層体では、内部電極の厚みよりも
導電部の積層方向の長さの方が極端に長く、導電部がほ
とんど圧電板と接触しているにすぎなくても、導電部が
内部電極ばかりでなく圧電板とも好適に接合する。ま
た、導電部がガラスフリットを含有することで熱膨張係
数が金属のみからなる場合と比較して低下し、セラミッ
クスからなる圧電板の熱膨張係数と近似する。かくして
この圧電積層体では、内部電極と導電部とが剥がれにく
い。
ットを含有する導電性材料であり、ガラスフリットが金
属ばかりでなくセラミックスとも好適に接合しやすい。
このため、この圧電積層体では、内部電極の厚みよりも
導電部の積層方向の長さの方が極端に長く、導電部がほ
とんど圧電板と接触しているにすぎなくても、導電部が
内部電極ばかりでなく圧電板とも好適に接合する。ま
た、導電部がガラスフリットを含有することで熱膨張係
数が金属のみからなる場合と比較して低下し、セラミッ
クスからなる圧電板の熱膨張係数と近似する。かくして
この圧電積層体では、内部電極と導電部とが剥がれにく
い。
【００１０】内部電極側から外部電極側まで徐々にガラ
スフリット量を減少させた多層からなる導電部を採用し
た場合には、内部電極側ではガラスフリット量が多くて
圧電板とより好適に接合するとともに、外部電極側では
ガラスフリット量が少なくて外部電極とより好適に接合
する。また、この場合、内部電極側ではガラスフリット
量が多くて圧電板の熱膨張係数とより近似し、外部電極
側ではガラスフリット量が少なくて外部電極の熱膨張係
数とより近似する。このため、この場合には、より内部
電極と導電部とが剥がれにくく、かつ外部電極が導電部
から剥がれにくい。
スフリット量を減少させた多層からなる導電部を採用し
た場合には、内部電極側ではガラスフリット量が多くて
圧電板とより好適に接合するとともに、外部電極側では
ガラスフリット量が少なくて外部電極とより好適に接合
する。また、この場合、内部電極側ではガラスフリット
量が多くて圧電板の熱膨張係数とより近似し、外部電極
側ではガラスフリット量が少なくて外部電極の熱膨張係
数とより近似する。このため、この場合には、より内部
電極と導電部とが剥がれにくく、かつ外部電極が導電部
から剥がれにくい。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を圧電アクチュエータに具体化
した実施例を比較例とともに図面を参照しつつ説明す
る。 （実施例）この圧電アクチュエータは、図４に示すよう
に、ＰＺＴからなる円板状の圧電板１と、この圧電板１
の一面に被覆された内部電極２とが交互に複数枚積層さ
れている。各内部電極２の両端部には、積層方向で一枚
おきの各内部電極２を同極とする内側導電部３及び外側
導電部４が互い違いに接合されている。また、各内側導
電部３及び外側導電部４が接合されていない積層方向で
一枚おきの各内部電極２の両端部には、絶縁部５が互い
違いに接合されている。そして、各外側導電部４は外部
電極６によって互いに電気的に接続されている。この圧
電アクチュエータは次のようにして得られたものであ
る。
した実施例を比較例とともに図面を参照しつつ説明す
る。 （実施例）この圧電アクチュエータは、図４に示すよう
に、ＰＺＴからなる円板状の圧電板１と、この圧電板１
の一面に被覆された内部電極２とが交互に複数枚積層さ
れている。各内部電極２の両端部には、積層方向で一枚
おきの各内部電極２を同極とする内側導電部３及び外側
導電部４が互い違いに接合されている。また、各内側導
電部３及び外側導電部４が接合されていない積層方向で
一枚おきの各内部電極２の両端部には、絶縁部５が互い
違いに接合されている。そして、各外側導電部４は外部
電極６によって互いに電気的に接続されている。この圧
電アクチュエータは次のようにして得られたものであ
る。
【００１２】まず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺ
Ｔ）の粉末をシート成形し、一面に銀−パラジウム合金
をスクリーン印刷する。これらを複数枚積層し、脱脂〜
焼成を行う。こうして、図１に示すように、ＰＺＴから
なる圧電板１と、銀−パラジウム合金からなる内部電極
２とが交互に複数枚積層された円柱状の積層体を得る。
この積層体の側面を研摩して平滑にし、内部電極２を露
出させる。
Ｔ）の粉末をシート成形し、一面に銀−パラジウム合金
をスクリーン印刷する。これらを複数枚積層し、脱脂〜
焼成を行う。こうして、図１に示すように、ＰＺＴから
なる圧電板１と、銀−パラジウム合金からなる内部電極
２とが交互に複数枚積層された円柱状の積層体を得る。
この積層体の側面を研摩して平滑にし、内部電極２を露
出させる。
【００１３】図２に示すように、積層体の一側面におい
て、内部電極２の一層おきにガラスフリット（昭栄化学
（株）製Ｈ４５１０）量１７．８重量％の銀ペーストを
スクリーン印刷する。また、積層体の他側面において
も、内部電極２の一層おきに同ガラスフリット量７重量
％の銀ペーストをスクリーン印刷する。また、図３に示
すように、積層体の一側面において、内側導電部３の上
に同ガラスフリット量が２重量％の銀ペーストをスクリ
ーン印刷する。また、積層体の他側面において、内側導
電部３の上に同ガラスフリット量が２重量％の銀ペース
トをスクリーン印刷する。
て、内部電極２の一層おきにガラスフリット（昭栄化学
（株）製Ｈ４５１０）量１７．８重量％の銀ペーストを
スクリーン印刷する。また、積層体の他側面において
も、内部電極２の一層おきに同ガラスフリット量７重量
％の銀ペーストをスクリーン印刷する。また、図３に示
すように、積層体の一側面において、内側導電部３の上
に同ガラスフリット量が２重量％の銀ペーストをスクリ
ーン印刷する。また、積層体の他側面において、内側導
電部３の上に同ガラスフリット量が２重量％の銀ペース
トをスクリーン印刷する。
【００１４】内側導電部３及び外側導電部４を形成した
後、積層体を６５０℃×１０分で各銀ペーストを焼付け
る。この後、樹脂で絶縁部５を形成する。そして、絶縁
部５を研摩して各外側導電部４を露出させ、外部電極６
を形成することにより各外側導電部４を外部電極６と電
気的に接合する。こうして、図４に示す圧電アクチュエ
ータを得る。 （比較例）比較例として、導電部を銀のみで単層に形成
し、圧電アクチュエータを得る。他の構成は実施例と同
一である。 （評価）実施例及び比較例の圧電アクチュエータを１０
０Ｈｚ、６００Ｖ／ｍｍの電圧で作動させた。
後、積層体を６５０℃×１０分で各銀ペーストを焼付け
る。この後、樹脂で絶縁部５を形成する。そして、絶縁
部５を研摩して各外側導電部４を露出させ、外部電極６
を形成することにより各外側導電部４を外部電極６と電
気的に接合する。こうして、図４に示す圧電アクチュエ
ータを得る。 （比較例）比較例として、導電部を銀のみで単層に形成
し、圧電アクチュエータを得る。他の構成は実施例と同
一である。 （評価）実施例及び比較例の圧電アクチュエータを１０
０Ｈｚ、６００Ｖ／ｍｍの電圧で作動させた。
【００１５】この結果、実施例の圧電アクチュエータで
は１×１０8 サイクルまで内側導電部３及び外側導電部
４の剥離が生じなかった。一方、比較例の圧電アクチュ
エータでは１×１０6 サイクルで導電部の剥離が生じて
しまった。したがって、実施例の圧電アクチュエータで
は、内側導電部３及び外側導電部４としてガラスフリッ
トを含有する銀ペーストを採用し、特に内部電極２側の
内側導電部３ではガラスフリット量が１７．８重量％の
銀ペースト、外部電極６側の外側導電部４ではガラスフ
リット量が２重量％の銀ペーストを採用することにより
２層の導電部を形成しているため、内部電極２と内側導
電部３とが剥がれにくく、かつ外部電極６が外側導電部
４から剥がれにくいことがわかる。したがって、実施例
の圧電アクチュエータでは確実に圧電効果を発揮して十
分な信頼性が得られることがわかる。
は１×１０8 サイクルまで内側導電部３及び外側導電部
４の剥離が生じなかった。一方、比較例の圧電アクチュ
エータでは１×１０6 サイクルで導電部の剥離が生じて
しまった。したがって、実施例の圧電アクチュエータで
は、内側導電部３及び外側導電部４としてガラスフリッ
トを含有する銀ペーストを採用し、特に内部電極２側の
内側導電部３ではガラスフリット量が１７．８重量％の
銀ペースト、外部電極６側の外側導電部４ではガラスフ
リット量が２重量％の銀ペーストを採用することにより
２層の導電部を形成しているため、内部電極２と内側導
電部３とが剥がれにくく、かつ外部電極６が外側導電部
４から剥がれにくいことがわかる。したがって、実施例
の圧電アクチュエータでは確実に圧電効果を発揮して十
分な信頼性が得られることがわかる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧電積層
体では、導電部としてガラスフリットを含有する導電性
材料を採用したため、内部電極と導電部とが剥がれにく
く、確実に圧電効果が発揮されて十分な信頼性が得られ
る。
体では、導電部としてガラスフリットを含有する導電性
材料を採用したため、内部電極と導電部とが剥がれにく
く、確実に圧電効果が発揮されて十分な信頼性が得られ
る。
【図１】実施例の圧電積層体に係り、圧電板と内部電極
とが交互に複数枚積層された状態を示す模式断面図であ
る。
とが交互に複数枚積層された状態を示す模式断面図であ
る。
【図２】実施例の圧電積層体に係り、図１の内部電極に
内側導電部を形成した状態を示す模式断面図である。
内側導電部を形成した状態を示す模式断面図である。
【図３】実施例の圧電積層体に係り、図１の内部電極に
内側導電部及び外側導電部を形成した状態を示す模式断
面図である。
内側導電部及び外側導電部を形成した状態を示す模式断
面図である。
【図４】実施例の圧電積層体に係り、図１の内部電極に
内側導電部、外側導電部及び絶縁部を形成した状態を示
す模式断面図である。
内側導電部、外側導電部及び絶縁部を形成した状態を示
す模式断面図である。
１…圧電板 ２…内部電極 ３…
内側導電部 ４…外側導電部 ５…絶縁部 ６…
外部電極
内側導電部 ４…外側導電部 ５…絶縁部 ６…
外部電極
Claims (1)
- 【請求項１】圧電材料からなる圧電板と内部電極とが交
互に複数枚積層され、各該内部電極の両端部には積層方
向で一枚おきの各該内部電極を同極とする導電部が互い
違いに接合され、各該導電部が接合されていない積層方
向で一枚おきの各該内部電極の両端部には絶縁部が互い
違いに接合され、各該導電部が外部電極によって互いに
電気的に接続された圧電積層体であって、 各前記導電部は、ガラスフリットを含有する導電性材料
であることを特徴とする圧電積層体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06232466A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 圧電積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06232466A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 圧電積層体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232466A true JPH06232466A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11911730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06232466A (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 圧電積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232466A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19945934C1 (de) * | 1999-09-24 | 2001-03-22 | Epcos Ag | Verfahren zur Herstellung einer Außenkontaktierung eines elektrokeramischen Bauelementes, insbesondere eines Piezoaktors |
| DE19945933C1 (de) * | 1999-09-24 | 2001-05-17 | Epcos Ag | Piezoaktor mit isolationszonenfreier elektrischer Kontaktierung und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2005086110A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Denso Corp | 積層型圧電体素子 |
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-
1993
- 1993-02-03 JP JP50A patent/JPH06232466A/ja active Pending
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