JPH06268274A - 積層型圧電素子 - Google Patents
積層型圧電素子Info
- Publication number
- JPH06268274A JPH06268274A JP5051825A JP5182593A JPH06268274A JP H06268274 A JPH06268274 A JP H06268274A JP 5051825 A JP5051825 A JP 5051825A JP 5182593 A JP5182593 A JP 5182593A JP H06268274 A JPH06268274 A JP H06268274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- conductive film
- anisotropic conductive
- internal electrode
- layer
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクチュエータとして用いる積層型圧電素子
において、内部電極の一層おきの接続工程を簡略化する
とともに、短絡等の接続不良を防止する。 【構成】 圧電材料膜１１と内部電極１２とを交互に積
層した圧電素子の側面上に、連続して全ての圧電材料膜
１１にかかる異方性導電膜１３を形成し、その異方性導
電膜１３の一層おきの内部電極１２と対応する部分のみ
を導電部１３ａとすることにより、異方性導電膜１３上
の銅箔（外部電極）１５と内部電極１２とを導電部１３
ａを介して電気的に接続する。
において、内部電極の一層おきの接続工程を簡略化する
とともに、短絡等の接続不良を防止する。 【構成】 圧電材料膜１１と内部電極１２とを交互に積
層した圧電素子の側面上に、連続して全ての圧電材料膜
１１にかかる異方性導電膜１３を形成し、その異方性導
電膜１３の一層おきの内部電極１２と対応する部分のみ
を導電部１３ａとすることにより、異方性導電膜１３上
の銅箔（外部電極）１５と内部電極１２とを導電部１３
ａを介して電気的に接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電材料の薄膜を多数
枚積層し、電圧を印加することにより縦方向の変位を得
る積層型圧電素子に関するものである。
枚積層し、電圧を印加することにより縦方向の変位を得
る積層型圧電素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】積層型圧電素子を製造する場合、内部電
極を一層おきに接続する必要があるが、従来の積層コン
デンサ方式を用いると、内部電極の面積が素子の断面積
より小さいため電界が全面に発生せず、変位を阻害する
ばかりでなく不均一な部分に応力集中が発生し、ついに
は破壊するという致命的な欠点がある。また、積層時の
位置決めが難しく、多くても数十枚程度の積層枚数が限
界であり、同じ印加電圧の場合、素子の変位量は積層枚
数に比例するため、大きな変位量を発生する素子を製造
するのは困難であった。
極を一層おきに接続する必要があるが、従来の積層コン
デンサ方式を用いると、内部電極の面積が素子の断面積
より小さいため電界が全面に発生せず、変位を阻害する
ばかりでなく不均一な部分に応力集中が発生し、ついに
は破壊するという致命的な欠点がある。また、積層時の
位置決めが難しく、多くても数十枚程度の積層枚数が限
界であり、同じ印加電圧の場合、素子の変位量は積層枚
数に比例するため、大きな変位量を発生する素子を製造
するのは困難であった。
【０００３】この欠点を解消するために、圧電シートの
全面に電極を印刷して積層する方法、すなわち、内部電
極の面積と素子の断面積を等しくする構造が一般的にな
っているが、このような構造の場合、内部電極を一層お
きに接続するためには、特開昭６３−１７３５４号公報
に開示されるような方法（図４）や、特開昭６２−２１
１９７４号公報に開示されるような方法（図５）を用い
て絶縁処理しなければならない。すなわち、図４に示す
積層型圧電素子では、一層おきにガラス等の絶縁物（絶
縁層）４１をスクリーン印刷や電気泳動法により付着さ
せた後、焼き付けて固着し、その上から外部電極となる
銀ペースト４２を塗布して、内部電極４３を一層おきに
接続している。また、図５（ａ），（ｂ）に示す積層型
圧電素子では、同じくガラス等の絶縁層５１を形成し、
一層おきに内部電極５３と絶縁層５１上に形成された外
部電極５２とが電気的に接続されている。
全面に電極を印刷して積層する方法、すなわち、内部電
極の面積と素子の断面積を等しくする構造が一般的にな
っているが、このような構造の場合、内部電極を一層お
きに接続するためには、特開昭６３−１７３５４号公報
に開示されるような方法（図４）や、特開昭６２−２１
１９７４号公報に開示されるような方法（図５）を用い
て絶縁処理しなければならない。すなわち、図４に示す
積層型圧電素子では、一層おきにガラス等の絶縁物（絶
縁層）４１をスクリーン印刷や電気泳動法により付着さ
せた後、焼き付けて固着し、その上から外部電極となる
銀ペースト４２を塗布して、内部電極４３を一層おきに
接続している。また、図５（ａ），（ｂ）に示す積層型
圧電素子では、同じくガラス等の絶縁層５１を形成し、
一層おきに内部電極５３と絶縁層５１上に形成された外
部電極５２とが電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４及
び図５に示す構造の圧電素子では、素子の側面上に絶縁
層を形成する工程と、その上から内部電極を接続するた
めの外部電極を形成する工程が必要になるが、いずれの
場合にも絶縁層を先に形成し、その後に外部電極を形成
することになるため、同時に行うことができず工程数が
多くなるという欠点がある。また、図４に示す構造の圧
電素子の場合、側面に露出する内部電極４３の端部に一
層おきに絶縁層４１が形成されているが、その方法とし
てスクリーン印刷を用いた場合は、印刷のカスレ、滲み
等で本来接続される部分が導通不良になったり、絶縁さ
れる部分が短絡したりすることがあった。電気泳動法の
場合も、素子の駆動電圧に耐えられるだけの厚さの絶縁
層４１を均一に形成することは難しく、同じく絶縁破壊
による短絡等の問題があった。
び図５に示す構造の圧電素子では、素子の側面上に絶縁
層を形成する工程と、その上から内部電極を接続するた
めの外部電極を形成する工程が必要になるが、いずれの
場合にも絶縁層を先に形成し、その後に外部電極を形成
することになるため、同時に行うことができず工程数が
多くなるという欠点がある。また、図４に示す構造の圧
電素子の場合、側面に露出する内部電極４３の端部に一
層おきに絶縁層４１が形成されているが、その方法とし
てスクリーン印刷を用いた場合は、印刷のカスレ、滲み
等で本来接続される部分が導通不良になったり、絶縁さ
れる部分が短絡したりすることがあった。電気泳動法の
場合も、素子の駆動電圧に耐えられるだけの厚さの絶縁
層４１を均一に形成することは難しく、同じく絶縁破壊
による短絡等の問題があった。
【０００５】一方、図５に示す構造の圧電素子では、絶
縁層５１を比較的容易に形成できるが、絶縁層５１上の
外部電極５２と内部電極５３との接続法が難しく、スク
リーン印刷の場合では素子面と絶縁層の段差があるた
め、その段差部分では導電材ペーストの印刷が難しく、
導通不良や短絡不良が問題になっていた。さらに、いず
れの方法を用いても、絶縁層や外部電極ペーストを高温
で焼成する工程が入り、製造コストを押し上げる原因に
なっていた。
縁層５１を比較的容易に形成できるが、絶縁層５１上の
外部電極５２と内部電極５３との接続法が難しく、スク
リーン印刷の場合では素子面と絶縁層の段差があるた
め、その段差部分では導電材ペーストの印刷が難しく、
導通不良や短絡不良が問題になっていた。さらに、いず
れの方法を用いても、絶縁層や外部電極ペーストを高温
で焼成する工程が入り、製造コストを押し上げる原因に
なっていた。
【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、絶縁層を形成する工程を省き工
程を簡略化するととともに、外部電極と内部電極とを確
実に接続し、導通不良や絶縁不良を防止することを目的
としている。
になされたものであり、絶縁層を形成する工程を省き工
程を簡略化するととともに、外部電極と内部電極とを確
実に接続し、導通不良や絶縁不良を防止することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の積層型圧電素子は、その側面上に連続して形
成されるとともに選択的に導電性を持つ異方性導電膜
と、その異方性導電膜上に連続して形成されるとともに
内部電極と異方性導電膜を介して電気的に接続された外
部電極とを備えている。
に本発明の積層型圧電素子は、その側面上に連続して形
成されるとともに選択的に導電性を持つ異方性導電膜
と、その異方性導電膜上に連続して形成されるとともに
内部電極と異方性導電膜を介して電気的に接続された外
部電極とを備えている。
【０００８】
【作用】上記の構成を有する本発明の積層型圧電素子
は、素子の側面において外部電極及び異方性導電膜のみ
があるにすぎず、絶縁層の形成工程が省略できるととも
に、高温での焼成工程もないため工程が大幅に短縮され
る。また、異方性導電膜に任意に導電性を持たせること
ができるため、接続不良の原因になりやすい導電ペース
トを、外部電極と内部電極との接続に用いたりする必要
がない。
は、素子の側面において外部電極及び異方性導電膜のみ
があるにすぎず、絶縁層の形成工程が省略できるととも
に、高温での焼成工程もないため工程が大幅に短縮され
る。また、異方性導電膜に任意に導電性を持たせること
ができるため、接続不良の原因になりやすい導電ペース
トを、外部電極と内部電極との接続に用いたりする必要
がない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１０】図１は、本発明による積層型圧電素子の断
面図であり、圧電材料膜１１と内部電極１２とが交互に
重なる積層体の側面において、素子の積層方向に全ての
圧電材料膜１１にかかるように異方性導電膜１３が形成
され、一層おきに導電部１３ａを持っている。さらに、
その異方性導電膜１３上には外部電極として銅箔１５が
形成され、導電部１３ａを介して内部電極１２と電気的
に接続されている。
面図であり、圧電材料膜１１と内部電極１２とが交互に
重なる積層体の側面において、素子の積層方向に全ての
圧電材料膜１１にかかるように異方性導電膜１３が形成
され、一層おきに導電部１３ａを持っている。さらに、
その異方性導電膜１３上には外部電極として銅箔１５が
形成され、導電部１３ａを介して内部電極１２と電気的
に接続されている。
【００１１】次に、図１に示される積層型圧電素子の製
造方法を図２及び図３を参照して説明する。
造方法を図２及び図３を参照して説明する。
【００１２】先ず、ＰＺＴを主成分とする圧電材料を所
望の組成に混合した後、８５０℃で仮焼成した粉末に５
重量部のバインダーと微量の可塑材および消泡剤を添加
し、有機溶媒中に分散させスラリー状にする。このスラ
リーをドクターブレード法により所定の厚さに成形しグ
リーンシートとする。このグリーンシート上に内部電極
１２としてＰｄペーストをスクリーン印刷し、所定寸法
に打ち抜いたものを所定枚数積層し、熱プレスにより一
体化する。脱脂後、約１２００℃で焼結を行い、図２に
示すようなブロック状の焼結積層体５としてから、素子
単体６の１個分の大きさまでスライスする。
望の組成に混合した後、８５０℃で仮焼成した粉末に５
重量部のバインダーと微量の可塑材および消泡剤を添加
し、有機溶媒中に分散させスラリー状にする。このスラ
リーをドクターブレード法により所定の厚さに成形しグ
リーンシートとする。このグリーンシート上に内部電極
１２としてＰｄペーストをスクリーン印刷し、所定寸法
に打ち抜いたものを所定枚数積層し、熱プレスにより一
体化する。脱脂後、約１２００℃で焼結を行い、図２に
示すようなブロック状の焼結積層体５としてから、素子
単体６の１個分の大きさまでスライスする。
【００１３】次に、いわゆる熱圧着が可能で加圧部分の
み一方向への導電性を持つ異方性導電膜１３と外部電極
としての銅箔１５とを貼り合わせて素子の幅より狭い幅
で切断し、スライスした状態の素子の一つの側面に全て
の圧電材料膜１１にかかるような長さで仮止めする。そ
して、図３に示すように、先端が０．０５ｍｍ程度のＲ
（半径０．０５ｍｍの円弧）に形成された複数個の突起
状の山部１６ａを、内部電極１２の２間隔分のピッチＰ
で列設した加圧用治具１６を用意し、その各突起状の山
部１６ａと一層おきの内部電極１２の位置がかみ合うよ
うに位置決めを行い、荷重をかけながら１８０℃で数秒
間加熱すると、異方性導電膜１３の加圧された部分のみ
が導電性を持ち、導電部１３ａとなって一層おきに外部
電極である銅箔１５と接続された形となる。
み一方向への導電性を持つ異方性導電膜１３と外部電極
としての銅箔１５とを貼り合わせて素子の幅より狭い幅
で切断し、スライスした状態の素子の一つの側面に全て
の圧電材料膜１１にかかるような長さで仮止めする。そ
して、図３に示すように、先端が０．０５ｍｍ程度のＲ
（半径０．０５ｍｍの円弧）に形成された複数個の突起
状の山部１６ａを、内部電極１２の２間隔分のピッチＰ
で列設した加圧用治具１６を用意し、その各突起状の山
部１６ａと一層おきの内部電極１２の位置がかみ合うよ
うに位置決めを行い、荷重をかけながら１８０℃で数秒
間加熱すると、異方性導電膜１３の加圧された部分のみ
が導電性を持ち、導電部１３ａとなって一層おきに外部
電極である銅箔１５と接続された形となる。
【００１４】別の側面においても、同様に一層分ずらし
て内部電極１２と銅箔１５を異方性導電膜１３を介して
接続する。このとき、すでに接続ずみの一側面がわの異
方性導電膜１３に対しても圧力が加わることになるが、
その圧力は異方性導電膜１３のほぼ全域にわたるため局
部的には微小なものとなる。このため、一側面がわの異
方性導電膜１３における導電部１３ａ以外の部分、すな
わち導電性を持たない部分が導通してしまう心配はな
い。
て内部電極１２と銅箔１５を異方性導電膜１３を介して
接続する。このとき、すでに接続ずみの一側面がわの異
方性導電膜１３に対しても圧力が加わることになるが、
その圧力は異方性導電膜１３のほぼ全域にわたるため局
部的には微小なものとなる。このため、一側面がわの異
方性導電膜１３における導電部１３ａ以外の部分、すな
わち導電性を持たない部分が導通してしまう心配はな
い。
【００１５】この後、銅箔１５の一部に電力供給用のリ
ード線を取り付け、外装および分極を施して完成品とな
る。
ード線を取り付け、外装および分極を施して完成品とな
る。
【００１６】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、その主旨を逸脱しない限り種々の変更を
加えることができる。たとえば、前記加圧用治具１６を
２つ用意してその各山部と谷部とがかみ合うような位置
で素子を挟めば、２面同時に加圧することができる。ま
た、銅箔１５の一方をそのまま延長すればリード線の代
わりになる。
ものではなく、その主旨を逸脱しない限り種々の変更を
加えることができる。たとえば、前記加圧用治具１６を
２つ用意してその各山部と谷部とがかみ合うような位置
で素子を挟めば、２面同時に加圧することができる。ま
た、銅箔１５の一方をそのまま延長すればリード線の代
わりになる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の積層型圧電素子は、絶縁層を形成する工程が省略さ
れ、高温での焼成工程もないため大幅に工程を削減で
き、素子の製造コストを押さえることができる。また、
外部電極の形成工程において、導電材または絶縁材のペ
ーストを用いていないため、滲みやカスレによる接続不
良が皆無となる。
明の積層型圧電素子は、絶縁層を形成する工程が省略さ
れ、高温での焼成工程もないため大幅に工程を削減で
き、素子の製造コストを押さえることができる。また、
外部電極の形成工程において、導電材または絶縁材のペ
ーストを用いていないため、滲みやカスレによる接続不
良が皆無となる。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す積層型圧電素子
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図２はブロック状の焼結積層体から素子１個分
の大きさまで切り出す説明図である。
の大きさまで切り出す説明図である。
【図３】図３は異方性導電膜を加圧する工程の説明図で
ある。
ある。
【図４】図４は従来の積層型圧電素子の断面図である。
【図５】図５は従来の他の積層型圧電素子を示すもの
で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。
で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。
１１ 圧電材料膜 １２ 内部電極 １３ 異方性導電膜 １３ａ 導電部 １５ 銅箔（外部電極） １６ 加圧用治具
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電材料と内部電極とが交互に積層され
ている積層型圧電素子であって、 その積層型圧電素子の側面上に連続して形成されるとと
もに、選択的に導電性を持つ異方性導電膜と、 その異方性導電膜上に連続して形成されるとともに、前
記内部電極と異方性導電膜を介して電気的に接続された
外部電極とを備えたことを特徴とする積層型圧電素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051825A JPH06268274A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 積層型圧電素子 |
| US08/213,170 US5459371A (en) | 1993-03-12 | 1994-03-14 | Multilayer piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5051825A JPH06268274A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 積層型圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268274A true JPH06268274A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12897670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051825A Pending JPH06268274A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 積層型圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268274A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04107442U (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | 日産デイーゼル工業株式会社 | 渦流室式内燃機関の主燃焼室構造 |
| JPH05214936A (ja) * | 1992-02-06 | 1993-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5051825A patent/JPH06268274A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04107442U (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | 日産デイーゼル工業株式会社 | 渦流室式内燃機関の主燃焼室構造 |
| JPH05214936A (ja) * | 1992-02-06 | 1993-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 渦流室式ディーゼル機関の燃焼室 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6545395B2 (en) | Piezoelectric conversion element having an electroded surface with a non-electrode surface portion at an end thereof | |
| JP2007173456A (ja) | 積層型圧電バイモルフ素子およびその製造方法 | |
| JPH07226541A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPS63153870A (ja) | 電歪効果素子 | |
| JPS62211974A (ja) | 積層型圧電素子およびその製造方法 | |
| JPH06268274A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH06283776A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH06350156A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH0758371A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH07106655A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JP2766085B2 (ja) | 積層体の製造方法 | |
| JP3237966B2 (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH0758373A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH04264784A (ja) | 電歪効果素子およびその製造方法 | |
| JP2000252537A (ja) | 積層型圧電セラミック | |
| JP3213663B2 (ja) | 角形チップ抵抗器の製造方法 | |
| JPH0758372A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JP2820791B2 (ja) | 積層型圧電素子およびその製造方法 | |
| JPS62133777A (ja) | 積層型圧電素子およびその製造方法 | |
| JPS639168A (ja) | 電歪式変位素子 | |
| JPH07154006A (ja) | 積層型圧電素子及びその製造方法 | |
| JPH01184968A (ja) | 積層型圧電素子の製造法 | |
| JPH0832131A (ja) | 積層型圧電素子並びにその製造方法 | |
| JPH07111346A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JP3242247B2 (ja) | 角形チップ抵抗器の製造方法 |