JPH0666483B2 - 電歪効果素子 - Google Patents
電歪効果素子Info
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- JPH0666483B2 JPH0666483B2 JP62297008A JP29700887A JPH0666483B2 JP H0666483 B2 JPH0666483 B2 JP H0666483B2 JP 62297008 A JP62297008 A JP 62297008A JP 29700887 A JP29700887 A JP 29700887A JP H0666483 B2 JPH0666483 B2 JP H0666483B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
- H10N30/883—Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電歪効果素子に関する。
従来の積層型の電歪効果素子は、第３図にその断面図を
示すように、圧電セラミック部材Ａ１，Ａ２，ａ１〜ａ
ｎと銀・パラジウム合金を用いた内部電極導体層ｂ１〜
ｂｎ＋１を重ね合わせた積層焼結体と、内部電極導体層
ｂ１〜ｂｎ＋１の端面を一層おきに絶縁するために被着
されたガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉｎ＋１と、内部電極導体層
ｂ１〜ｂｎ＋１を一層おきに電気的に接続するために被
着された外部電極導体層１と、外部電極導体層１を被覆
する下地用有機高分子膜２と、下地用有機高分子膜２を
被覆する上地用有機高分子膜３で構成されている。
示すように、圧電セラミック部材Ａ１，Ａ２，ａ１〜ａ
ｎと銀・パラジウム合金を用いた内部電極導体層ｂ１〜
ｂｎ＋１を重ね合わせた積層焼結体と、内部電極導体層
ｂ１〜ｂｎ＋１の端面を一層おきに絶縁するために被着
されたガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉｎ＋１と、内部電極導体層
ｂ１〜ｂｎ＋１を一層おきに電気的に接続するために被
着された外部電極導体層１と、外部電極導体層１を被覆
する下地用有機高分子膜２と、下地用有機高分子膜２を
被覆する上地用有機高分子膜３で構成されている。
上述した従来の電歪効果素子は、以下に述べるような欠
点がある。
点がある。
(1)内部電極導体層を構成する金属部材に銀の合金が使
用されて、内部電極層の端部は積層焼結体の側部に全て
露出しているので、湿性雰囲気下でＤＣ電圧を印加する
と、銀のマイグレーションが生じ、圧電セラミック部材
の側面が著しく汚染され、その絶縁特性が著しく低下す
る。
用されて、内部電極層の端部は積層焼結体の側部に全て
露出しているので、湿性雰囲気下でＤＣ電圧を印加する
と、銀のマイグレーションが生じ、圧電セラミック部材
の側面が著しく汚染され、その絶縁特性が著しく低下す
る。
(2)また、外装には有機高分子膜が用いられているが、
有機高分子膜は透湿性および吸湿性を有し、耐湿性に限
界がある。すなわち、従来の素子の外装でＤＣ電圧を印
加して耐湿性の評価をした場合、４０℃、９０〜９５％
ＲＨ、ＤＣ１５０Ｖ印加の条件で、１５０時間経過後半
数以上の素子が不良になり、信頼性上問題がある。
有機高分子膜は透湿性および吸湿性を有し、耐湿性に限
界がある。すなわち、従来の素子の外装でＤＣ電圧を印
加して耐湿性の評価をした場合、４０℃、９０〜９５％
ＲＨ、ＤＣ１５０Ｖ印加の条件で、１５０時間経過後半
数以上の素子が不良になり、信頼性上問題がある。
(3)また外面に角部を有する素子を外装した場合には、
角部をカバーする高分子膜の膜厚が薄くなり、この部分
における耐湿性が低下する。例えば有機高分子膜として
粉体塗料を用いた場合、角部の膜厚が平面部の膜厚のほ
ぼ半分になり耐湿性が劣化しやすい。
角部をカバーする高分子膜の膜厚が薄くなり、この部分
における耐湿性が低下する。例えば有機高分子膜として
粉体塗料を用いた場合、角部の膜厚が平面部の膜厚のほ
ぼ半分になり耐湿性が劣化しやすい。
本発明の電歪効果素子は、シート状の圧電セラミック部
材と内部電極導体とが交互に積層された積層焼結体を含
み、前記積層焼結体の対向する一対の側面に露出する内
部電極導体の一方の端部が前記側面において一層おきに
絶縁され、絶縁されていない前記内部電極導体の端部は
前記側面ごとに設けられた外部電極導体にそれぞれ接続
され、前記外部電極導体の側面に有機高分子膜が被覆さ
れ、前記有機高分子膜上に金属の層と有機高分子の層と
からなる積層膜が１層以上形成され、前記高分子膜およ
び前記積層膜の層が有機高分子膜で被覆されている。
材と内部電極導体とが交互に積層された積層焼結体を含
み、前記積層焼結体の対向する一対の側面に露出する内
部電極導体の一方の端部が前記側面において一層おきに
絶縁され、絶縁されていない前記内部電極導体の端部は
前記側面ごとに設けられた外部電極導体にそれぞれ接続
され、前記外部電極導体の側面に有機高分子膜が被覆さ
れ、前記有機高分子膜上に金属の層と有機高分子の層と
からなる積層膜が１層以上形成され、前記高分子膜およ
び前記積層膜の層が有機高分子膜で被覆されている。
高分子膜内に設けられている金属の層が、侵入して来る
湿分を遮るため、銀のマイグレーションの発生が抑えら
れ、圧電セラミック部材の絶縁の低下を防ぎ素子の信頼
性が高められる。さらに、金属層と有機高分子層とを積
層した構造の積層膜により素子の側面が被覆されるた
め、角部においても平面部における膜厚と同等の膜厚を
得ることができるので、角部における高分子膜の耐湿性
の劣化を解消することができる。
湿分を遮るため、銀のマイグレーションの発生が抑えら
れ、圧電セラミック部材の絶縁の低下を防ぎ素子の信頼
性が高められる。さらに、金属層と有機高分子層とを積
層した構造の積層膜により素子の側面が被覆されるた
め、角部においても平面部における膜厚と同等の膜厚を
得ることができるので、角部における高分子膜の耐湿性
の劣化を解消することができる。
本発明による素子を４０℃、９０〜９５％ＲＨの湿性雰
囲気中でＤＣ１５０Ｖの電圧を印加して評価した結果で
は、従来の外装の素子の耐湿性の低下する時間の３倍以
上の時間経過しても耐湿性が低下せず、ＩＲ（絶縁抵
抗）の劣化や放電が生じず、耐湿性の向上が図れた。
囲気中でＤＣ１５０Ｖの電圧を印加して評価した結果で
は、従来の外装の素子の耐湿性の低下する時間の３倍以
上の時間経過しても耐湿性が低下せず、ＩＲ（絶縁抵
抗）の劣化や放電が生じず、耐湿性の向上が図れた。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の電歪高架素子の第１の実施例の断面図
である。
である。
本実施例の電歪効果素子は、２つの厚い圧電セラミック
部材Ａ１およびＡ２の間に、薄い圧電セラミック部材ａ
１〜ａｎと、銀・パラジウム合金の内部電極導体層ｂ１
〜ｂｎ＋１とを交互に重ね合わせた積層焼結体と、この
積層焼結体の対向する一対の側面に露出する内部電極導
体層の端部を交互に絶縁するガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉ
ｎ＋１を設け、絶縁されない残りの端部の奇数番目と偶
数番目をそれぞれ積層焼結体の側面上で接続して２つの
櫛歯形の電極を形成する一対の外部電極導体層１と、積
層焼結体の側面に露出する内部電極導体層ｂ１〜ｂ
ｎ＋１の端部と外部電極導体層１の露出面とをすべて被
覆する下地用有機高分子膜２と、この下地用有機高分子
膜２を被覆する金属フィルムＣ１〜ＣＮと熱融着性の有
機高分子膜ｄ１〜ｄＮを交互に重ね合わせた構造の積層
膜と、積層膜の全露出面を被覆する上地用有機高分子膜
３で構成されている。
部材Ａ１およびＡ２の間に、薄い圧電セラミック部材ａ
１〜ａｎと、銀・パラジウム合金の内部電極導体層ｂ１
〜ｂｎ＋１とを交互に重ね合わせた積層焼結体と、この
積層焼結体の対向する一対の側面に露出する内部電極導
体層の端部を交互に絶縁するガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉ
ｎ＋１を設け、絶縁されない残りの端部の奇数番目と偶
数番目をそれぞれ積層焼結体の側面上で接続して２つの
櫛歯形の電極を形成する一対の外部電極導体層１と、積
層焼結体の側面に露出する内部電極導体層ｂ１〜ｂ
ｎ＋１の端部と外部電極導体層１の露出面とをすべて被
覆する下地用有機高分子膜２と、この下地用有機高分子
膜２を被覆する金属フィルムＣ１〜ＣＮと熱融着性の有
機高分子膜ｄ１〜ｄＮを交互に重ね合わせた構造の積層
膜と、積層膜の全露出面を被覆する上地用有機高分子膜
３で構成されている。
本実施例の電歪効果素子は、次のように形成される。ま
ず、ペロブスカイト結晶構造を持つ多成分固溶体セラミ
ックの粉末［例えばpb(Zr,Ti)O3］に有機バインダー
（例えば、ポリビニル・ブチラール樹脂）の粉末を混合
してグリーンシートを作り、この上に銀・パラジウムペ
ーストを印刷塗布した後、６０〜８０層に積層して高温
焼成（例えば、１０００℃以上）を行なうことによって
積層焼結体が形成される。次に、この積層焼結体の対向
する側面に露出した内部電極導体層ｂ１〜ｂｎ＋１の端
面に、電気泳動法によるガラス粉末の塗布および焼結を
施してガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉｎ＋１を形成する。続い
て、ガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉｎ＋１が形成された側面に、
銀ペーストを印刷塗布して焼成することにより一対の外
部電極導体層１を形成し、ついで、この積層焼結体の全
側面に下地用有機高分子膜２として弾性を有するウレタ
ン樹脂を温度６０℃に加温して塗布し、温度１５０℃で
６０分間乾燥する。続いて、この下地用有機高分子膜２
の上に、熱融着性有機高分子膜ｄ１〜ｄＮを被覆してあ
るアルミニウム製金属フィルムＣ１〜ＣＮを数回巻きつ
け、温度２００℃、時間１５分の条件で熱融着を行う。
更に、下地用有機高分子膜２、金属フィルムＣ１〜
ＣＮ、および熱融着性高分子膜ｄ１〜ｄＮの全露出面を
被覆するようにエポキシ樹脂を塗布して上地用有機高分
子膜３を形成する。
ず、ペロブスカイト結晶構造を持つ多成分固溶体セラミ
ックの粉末［例えばpb(Zr,Ti)O3］に有機バインダー
（例えば、ポリビニル・ブチラール樹脂）の粉末を混合
してグリーンシートを作り、この上に銀・パラジウムペ
ーストを印刷塗布した後、６０〜８０層に積層して高温
焼成（例えば、１０００℃以上）を行なうことによって
積層焼結体が形成される。次に、この積層焼結体の対向
する側面に露出した内部電極導体層ｂ１〜ｂｎ＋１の端
面に、電気泳動法によるガラス粉末の塗布および焼結を
施してガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉｎ＋１を形成する。続い
て、ガラス絶縁層Ｉ１〜Ｉｎ＋１が形成された側面に、
銀ペーストを印刷塗布して焼成することにより一対の外
部電極導体層１を形成し、ついで、この積層焼結体の全
側面に下地用有機高分子膜２として弾性を有するウレタ
ン樹脂を温度６０℃に加温して塗布し、温度１５０℃で
６０分間乾燥する。続いて、この下地用有機高分子膜２
の上に、熱融着性有機高分子膜ｄ１〜ｄＮを被覆してあ
るアルミニウム製金属フィルムＣ１〜ＣＮを数回巻きつ
け、温度２００℃、時間１５分の条件で熱融着を行う。
更に、下地用有機高分子膜２、金属フィルムＣ１〜
ＣＮ、および熱融着性高分子膜ｄ１〜ｄＮの全露出面を
被覆するようにエポキシ樹脂を塗布して上地用有機高分
子膜３を形成する。
第２図は本発明の電歪効果素子の第２の実施例の断面図
である。
である。
本実施例の第１の実施例と異なる点は、下地用有機高分
子膜２の上に被覆する金属フィルムｅ１〜ｅＮと有機高
分子膜とからなる積層膜の構成にあるので、この点につ
いてのみ述べる。
子膜２の上に被覆する金属フィルムｅ１〜ｅＮと有機高
分子膜とからなる積層膜の構成にあるので、この点につ
いてのみ述べる。
本実施例の電歪効果素子では、金属の層と有機高分子膜
からなる積層膜として、第１の実施例の電歪効果素子１
００において用いた熱融着性有機高分子膜ｄ１〜ｄＮを
被覆したアルミニウム製金属フィルムＣ１〜ＣＮの代り
に、シリコン系の有機高分子接着剤ｆ１〜ｆＮを塗布し
たアルミニウム製の金属フィルムｅ１〜ｅＮからなる積
層膜を用いている。この積層膜は、下地用有機高分子膜
２の上に、有機高分子接着剤を塗布した金属フィルムｅ
１〜ｅＮを塗布面を内側にして、第１の実施例と同様に
数回巻きつけて接着することにより形成される。さら
に、第１の実施例と同様に、上地用有機高分子膜３とし
てエポキシ樹脂を塗布する。
からなる積層膜として、第１の実施例の電歪効果素子１
００において用いた熱融着性有機高分子膜ｄ１〜ｄＮを
被覆したアルミニウム製金属フィルムＣ１〜ＣＮの代り
に、シリコン系の有機高分子接着剤ｆ１〜ｆＮを塗布し
たアルミニウム製の金属フィルムｅ１〜ｅＮからなる積
層膜を用いている。この積層膜は、下地用有機高分子膜
２の上に、有機高分子接着剤を塗布した金属フィルムｅ
１〜ｅＮを塗布面を内側にして、第１の実施例と同様に
数回巻きつけて接着することにより形成される。さら
に、第１の実施例と同様に、上地用有機高分子膜３とし
てエポキシ樹脂を塗布する。
本実施例では、予め金属フィルムには接着剤が塗布して
あるので巻きつけるだけで金属フィルム間が接着されて
積層膜が形成されるので、第１の実施例のように加熱し
て融着する必要がないという利点がある。なお、積層膜
を構成する金属フィルムとして、有機高分子膜の表面上
に蒸着により形成したアルミニウム、金、または錫の膜
を用いてもよい。
あるので巻きつけるだけで金属フィルム間が接着されて
積層膜が形成されるので、第１の実施例のように加熱し
て融着する必要がないという利点がある。なお、積層膜
を構成する金属フィルムとして、有機高分子膜の表面上
に蒸着により形成したアルミニウム、金、または錫の膜
を用いてもよい。
また、接着剤としてはシリコン系に限られず、ポリアミ
ド系、ポリイミド系、エポキシ系のものを用いてもよ
い。
ド系、ポリイミド系、エポキシ系のものを用いてもよ
い。
以上説明したように本発明は、電歪効果素子の外装とし
て、有機高分子膜の他に、金属の層を設けることによ
り、湿性雰囲気での湿分の外装内への侵入を防ぎ、素子
外装の耐湿性を著しく向上させる効果があり、また、金
属層を有機高分子膜と積層して素子を被覆することによ
り、従来問題とされていた素子の角部における有機高分
子膜の膜厚の減少が解消され、耐湿性が高められる効果
がある。
て、有機高分子膜の他に、金属の層を設けることによ
り、湿性雰囲気での湿分の外装内への侵入を防ぎ、素子
外装の耐湿性を著しく向上させる効果があり、また、金
属層を有機高分子膜と積層して素子を被覆することによ
り、従来問題とされていた素子の角部における有機高分
子膜の膜厚の減少が解消され、耐湿性が高められる効果
がある。
第１図は本発明の電歪効果素子の第１の実施例の断面
図、第２図は第２の実施例の断面図、第３図は電歪効果
素子の従来例の断面図である。 Ａ１，Ａ２，ａ１〜ａｎ…圧電セラミック部材、 ｂ１〜ｂｎ＋１…内部電極導体層、 Ｃ１〜ＣＮ，ｅ１〜ｅＮ…金属フィルム、 ｄ１〜ｄＮ…熱融着性有機高分子膜、 ｆ１〜ｆＮ…有機高分子接着剤、 Ｉ１〜Ｉｎ＋１…ガラス絶縁層、 １…外部電極導体層、 ２…下地用有機高分子膜、 ３…上地用有機高分子膜。
図、第２図は第２の実施例の断面図、第３図は電歪効果
素子の従来例の断面図である。 Ａ１，Ａ２，ａ１〜ａｎ…圧電セラミック部材、 ｂ１〜ｂｎ＋１…内部電極導体層、 Ｃ１〜ＣＮ，ｅ１〜ｅＮ…金属フィルム、 ｄ１〜ｄＮ…熱融着性有機高分子膜、 ｆ１〜ｆＮ…有機高分子接着剤、 Ｉ１〜Ｉｎ＋１…ガラス絶縁層、 １…外部電極導体層、 ２…下地用有機高分子膜、 ３…上地用有機高分子膜。
Claims (4)
- 【請求項１】シート状の圧電セラミック部材と内部電極
導体とが交互に積層された積層焼結体を含み、前記積層
焼結体の対向する一対の側面に露出する内部電極導体の
一方の端部が前記側面において一層おきに絶縁され、絶
縁されていない前記内部電極導体の端部は前記側面ごと
に設けられた外部電極導体にそれぞれ接続され、前記外
部電極導体の側面に下地用有機高分子膜が被覆され、前
記下地用高分子膜上に金属の層と有機高分子の層とから
なる積層膜が１層以上形成され、前記下地用有機高分子
膜および前記積層膜の全体が有機高分子膜で被覆されて
いる電歪効果素子。 - 【請求項２】前記積層膜が金属フィルムと熱融着性の有
機高分子膜とからなっている特許請求の範囲第１項記載
の電歪効果素子。 - 【請求項３】前記積層膜がポリアミド系、ポリイミド
系、エポキシ系またはシリコン系の接着剤が塗布された
金属フィルムからなっている特許請求の範囲第１項記載
の電歪効果素子。 - 【請求項４】前記積層膜が、有機高分子膜と、前記有機
高分子膜の表面にアルミニウム、金、または錫を蒸着し
て形成された金属膜とからなっている特許請求の範囲第
１項記載の電歪効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297008A JPH0666483B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 電歪効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297008A JPH0666483B2 (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 電歪効果素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137686A JPH01137686A (ja) | 1989-05-30 |
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1987
- 1987-11-24 JP JP62297008A patent/JPH0666483B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH01137686A (ja) | 1989-05-30 |
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