JPH0682870B2 - Piezoelectric element manufacturing method - Google Patents

Piezoelectric element manufacturing method

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JPH0682870B2
JPH0682870B2 JP26510688A JP26510688A JPH0682870B2 JP H0682870 B2 JPH0682870 B2 JP H0682870B2 JP 26510688 A JP26510688 A JP 26510688A JP 26510688 A JP26510688 A JP 26510688A JP H0682870 B2 JPH0682870 B2 JP H0682870B2
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  • 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、両面に電極パターンを有する圧電素子の製造
方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a piezoelectric element having electrode patterns on both surfaces.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明は両面に電極パターンを有する圧電素子の製造方
法において、第1の面に1体電極及び位置決めパターン
を形成し、次に第1の面に形成された位置決めパターン
を基準に相対する第2の面に複数の分割電極パターンを
形成し、分極処理を施した後に再度第1の面に形成され
た位置決めパターンを基準に第2の面に導通用電極パタ
ーンを形成するといった圧電素子の製造方法を用いるこ
とにより、電極パターン形成時に圧電素子のマスク治具
への位置決めを容易にすると共に、第2の面に形成され
た各電極パターンの位置ズレを防止するようにしたもの
である。
The present invention relates to a method of manufacturing a piezoelectric element having electrode patterns on both sides, wherein a single electrode and a positioning pattern are formed on a first surface, and then a second pattern is formed with the positioning pattern formed on the first surface as a reference. A method of manufacturing a piezoelectric element, in which a plurality of divided electrode patterns are formed on the surface of the first surface, polarization processing is performed, and then a conductive electrode pattern is formed on the second surface again with reference to the positioning pattern formed on the first surface. By using, the positioning of the piezoelectric element with respect to the mask jig is facilitated when the electrode pattern is formed, and the positional deviation of each electrode pattern formed on the second surface is prevented.

さらに、本発明による圧電素子の製造方法により製造し
た圧電素子をたわみ進行波成分を利用した超音波モータ
に利用することにより、モータの高効率化ならびに生産
性の向上が実現できるようにしたものである。
Further, by using the piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention in an ultrasonic motor using a flexural traveling wave component, it is possible to realize high efficiency and productivity improvement of the motor. is there.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の圧電素子の電極構造は、第8図及び第9図に示す
ようなものであった。第9図に示すような電極パターン
を実現する際には、電気的に導通のある電極パターンを
異方向に分極処理することが不可能であるため、初めに
複数の分割電極パターンを形成した後に一度、圧電素子
を薄膜形成装置から取り出し、分極処理を施した後に再
度薄膜形成装置内のマスク治具に位置決めしなおして、
内外周導通用パターンを形成しなければならない。その
際に、従来は第8図に示すように複数分割電極パターン
を形成した第2の面と相対する第1の面は圧電素子と同
心円形状の1体電極パターンが形成されているだけであ
り、マスク治具への位置決めは非常に困難とされてき
た。
The electrode structure of the conventional piezoelectric element is as shown in FIG. 8 and FIG. When an electrode pattern as shown in FIG. 9 is realized, it is impossible to polarize electrically conductive electrode patterns in different directions. Therefore, after first forming a plurality of divided electrode patterns, Once the piezoelectric element was taken out of the thin film forming apparatus, subjected to polarization processing, and then repositioned on the mask jig in the thin film forming apparatus again.
Inner and outer periphery conduction patterns must be formed. At that time, conventionally, as shown in FIG. 8, the first surface opposite to the second surface on which the plural-divided electrode pattern is formed is only formed with the one-body electrode pattern concentric with the piezoelectric element. However, it has been very difficult to position the mask jig.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記のような圧電素子の製造方法では、圧電素子が円板
形状であるがゆえに、位置決めの案内がなく一度マスク
治具から取り外した圧電素子を再びマスク治具に位置決
めして配置するのは容易なことではないがために、電極
パターンの位置ズレ等の課題を有していた。さらに、薄
膜形成手段として良く用いられる真空蒸着法は、多くの
場合、蒸着装置が第7図に示すようなものであるため、
電極パターンを形成しようとする面側を下向きにマスク
治具上にセットする必要性があり、第9図に示すような
複雑な電極パターンを形成する際にも下側から位置合わ
せしなければならない等多くの課題を有していた。
In the piezoelectric element manufacturing method as described above, since the piezoelectric element has a disk shape, it is easy to position the piezoelectric element once removed from the mask jig and position it again on the mask jig because there is no positioning guide. This is not a matter of course, but there is a problem such as displacement of the electrode pattern. Further, in many cases, the vacuum evaporation method which is often used as a thin film forming means has an evaporation apparatus as shown in FIG.
It is necessary to set the surface on which the electrode pattern is to be formed downward on the mask jig, and when forming a complicated electrode pattern as shown in FIG. 9, it is necessary to align from the lower side. And so on.

また、位置決めの案内として圧電素子の一部に切り欠き
を設けるとか、インク等で印をつける等の手段も考えら
れるが、切り欠きを設けるとスプリアス等圧電素子が振
動特性上都合を生じるとか、インク等を用いても分極処
理後に超音波洗浄を行なう際に消えてしまう等の課題を
有していた。
Further, as a positioning guide, a means such as providing a notch in a part of the piezoelectric element or marking with an ink or the like can be considered, but if the notch is provided, the piezoelectric element such as spurious may be convenient in terms of vibration characteristics, Even if ink or the like is used, there is a problem that it disappears when ultrasonic cleaning is performed after the polarization treatment.

そこで、本発明の目的は上記のような課題を解決し、圧
電素子の同一面上に電極パターンを異なる形状で複数回
にわけて形成する際の位置決めが容易にできるような圧
電素子の製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method of manufacturing a piezoelectric element that facilitates positioning when forming electrode patterns in different shapes on the same surface in multiple steps. To provide.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するために、本発明は両面に電極パター
ンを有する圧電素子の製造方法において、最初に第1の
面に1体電極及び位置決めパターンを形成し、次に第1
の面に形成された位置決めパターンを基準に相対する第
2の面に複数の分割パターンを形成し、次に分極処理を
施した後に再度第1の面に形成された位置決めパターン
を基準に相対する第2の面に導通用電極パターン等別の
電極パターンを形成するといった手段により、第2の面
に形成される各電極パターン相互の位置ズレを防止する
ようにしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for manufacturing a piezoelectric element having electrode patterns on both surfaces, in which one electrode and a positioning pattern are first formed on the first surface, and then the first electrode is formed.
A plurality of divided patterns are formed on the second surface which is opposed to the positioning pattern formed on the first surface, which is then subjected to a polarization process, and is then opposed to the positioning pattern formed on the first surface again. By means of forming another electrode pattern such as an electrode pattern for conduction on the second surface, the positional deviation between the electrode patterns formed on the second surface is prevented.

〔作用〕[Action]

上記の様な構成によれば、両面に電極パターンを有する
圧電素子の一方の面に、蒸着手段等により電極パターン
を複数回に分けて形成する際には、圧電素子の形状的な
変化をつけることなく、マスク治具等への位置決めが容
易になり、電極パターン形成時の位置ズレは防止するこ
とができる。
According to the above configuration, when the electrode pattern is formed on the one surface of the piezoelectric element having the electrode patterns on both sides by the vapor deposition means or the like in plural times, the shape of the piezoelectric element is changed. Without this, positioning on a mask jig or the like becomes easy, and it is possible to prevent positional deviation during electrode pattern formation.

また、本発明による圧電素子の製造方法により製造した
圧電素子を超音波モータに用いた際にも、位置ズレのな
い均等な電極パターンが得られるために、モータの小型
径小化における生産性の向上ならびに高効率化にとって
も大変有利となる。
In addition, even when the piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention is used in an ultrasonic motor, a uniform electrode pattern with no positional deviation can be obtained. It is very advantageous for improvement and high efficiency.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図〜第3図は本発明に係る圧電素子の製造方法によ
り製造した圧電素子の電極構造の一例を示した図であ
り、順に第1の面の平面図、第2の面の平面図、縦断面
図を示したものである。第1図は中心孔104を有する圧
電素子101の第1の面に、1体電極パターン102を形成す
ると共に、外周部の2カ所に位置決め電極パターン103
を設定した様子を示したものである。すなわち、1体電
極パターンの2カ所に形状的な異部を形成することによ
り、相対する面に電極を形成する際のマスク治具への位
置決め用の目印として使用できることになる。一般に第
2図に示すような隣接する分割電極パターン同志が異方
向に分極処理されるべき場合には、圧電素子201上に始
めから外周短絡パターン202と内周短絡パターン203を形
成するわけにはいかず、少なくとも分割電極パターンを
設けた後に分極処理を施し、再度、内外周の導通用電極
パターンを形成しなければならない。
1 to 3 are views showing an example of an electrode structure of a piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention, in which a plan view of a first surface and a plan view of a second surface are sequentially shown. 3 is a vertical sectional view. FIG. 1 shows that a one-body electrode pattern 102 is formed on the first surface of a piezoelectric element 101 having a central hole 104, and positioning electrode patterns 103 are formed at two locations on the outer peripheral portion.
It shows how to set. That is, by forming different shapes in two portions of the one-body electrode pattern, it can be used as a positioning mark for the mask jig when forming electrodes on the opposite surfaces. Generally, when adjacent divided electrode patterns as shown in FIG. 2 are to be polarized in different directions, it is not possible to form the outer peripheral short-circuit pattern 202 and the inner peripheral short-circuit pattern 203 on the piezoelectric element 201 from the beginning. Instead, at least the divided electrode pattern must be provided, and then polarization treatment must be performed to again form the inner and outer peripheral conduction electrode patterns.

したがって、分極処理前後で別々のマスク治具に位置決
め配置しなければならず、位置決めが不十分だと第2図
に示す電極パターンは位置ズレをおこすとか、非導通と
なるなどの不都合を生じることになる。したがって、何
らかの位置決め手段が必要とされるわけであるが、本発
明によれば1体電極パターン形成面の電極パターンの一
部を利用して位置決めの目印を作るという構造ならびに
製造上の工夫で、第2図に示すような難解な電極パター
ンも容易に形成可能となるわけである。なお、位置決め
電極パターン103は本実施例では2カ所設けているが、
通常は1カ所以上あれば良い。また、位置決めパターン
の形状も本実施例に限定されるものではなく、1体電極
パターンの一部分を利用したものであれば本発明に該当
するものであることは言うまでもない。
Therefore, it is necessary to position and position the masks separately before and after the polarization process, and if the positioning is insufficient, the electrode pattern shown in FIG. 2 may be displaced or become non-conductive. become. Therefore, some kind of positioning means is required. According to the present invention, however, the positioning mark is made by utilizing a part of the electrode pattern on the one-body electrode pattern forming surface, and the manufacturing method is A difficult electrode pattern as shown in FIG. 2 can be easily formed. Although the positioning electrode pattern 103 is provided at two places in this embodiment,
Usually, there should be at least one place. Further, the shape of the positioning pattern is not limited to this embodiment, and it goes without saying that the shape of the positioning pattern corresponds to the present invention as long as a part of the one-body electrode pattern is used.

なお、分極方向の異なる分割電極パターン同志を内外周
で導通電極パターンを用いて電気的に接続する理由は、
多くの圧電素子の場合、その用途が振動子として利用さ
れるため、結線されるリード線の本数を最小限に押さえ
て振動子の損失を抑制する必要性があるからである。
The reason why the divided electrode patterns having different polarization directions are electrically connected to each other by using the conductive electrode pattern on the inner and outer circumferences is as follows.
This is because the use of many piezoelectric elements is used as a vibrator, and it is necessary to suppress the loss of the vibrator by minimizing the number of connected lead wires.

第4図は第1図に示した本発明の圧電素子の製造方法に
より製造した圧電素子の電極構造を実現するためのマス
クを示した平面図である。マスク基体401に丸穴形状の
1体電極形成用穴部402を設けると共に、穴部外周の2
カ所に位置決め電極形成用穴部403を設けるこという簡
単な設定で、容易に圧電素子上に位置決め電極パターン
が形成されることになる。
FIG. 4 is a plan view showing a mask for realizing the electrode structure of the piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element of the present invention shown in FIG. The mask base body 401 is provided with a round-hole-shaped one-body electrode forming hole portion 402, and two holes on the outer circumference of the hole portion are formed.
The positioning electrode pattern can be easily formed on the piezoelectric element by a simple setting that the positioning electrode forming holes 403 are provided at the locations.

なお、通常はマスク基体401の上に、圧電素子101,201の
外周をガイド可能となるような案内わくを重ねて使用す
るのでマスク基体401と案内わくを合わせたものをマス
ク治具と呼ぶことにする。したがって、電極形成用穴部
403によって形成された位置決め電極パターン103は、相
対する第2の面の電極パターンを形成する際に、案内わ
くの一部に設けた位置決め用の印に合わせるようにマス
ク治具にセットされることになり、実際の圧電素子101,
201の位置決めが行われることになるのである。
In addition, since a guide frame that can guide the outer periphery of the piezoelectric elements 101, 201 is usually used on the mask base 401, the mask base 401 and the guide frame are combined to be called a mask jig. . Therefore, the hole for electrode formation
The positioning electrode pattern 103 formed by 403 should be set on the mask jig so as to match the positioning mark provided on a part of the guide frame when forming the electrode pattern of the opposing second surface. Becomes the actual piezoelectric element 101,
Positioning of 201 will be performed.

第5図及び第6図は本発明に係る圧電素子の製造方法を
説明する図である。ここでは、先に示した本発明に係る
圧電素子の製造方法により製造した圧電素子の電極構造
(第1図から第3図に示す)を例として、以下にその製
造方法の一例を順に説明することにする。
5 and 6 are views for explaining the method of manufacturing a piezoelectric element according to the present invention. Here, an example of an electrode structure of a piezoelectric element manufactured by the above-described method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention (shown in FIGS. 1 to 3) will be taken as an example, and an example of the manufacturing method will be sequentially described below. I will decide.

第4図に示すマスクを有するマスク治具上に圧電素子
の第1の面を下側(電極パターン形成面側)にして、薄
膜形成装置内(真空蒸着装置、スパッタリング装置等)
にセットする。
Inside the thin film forming apparatus (vacuum vapor deposition apparatus, sputtering apparatus, etc.) with the first surface of the piezoelectric element facing downward (electrode pattern formation surface side) on a mask jig having the mask shown in FIG.
Set to.

第1図示すような1体電極パターン102及び位置決め
電極パターン103を形成する。
A one-body electrode pattern 102 and a positioning electrode pattern 103 as shown in FIG. 1 are formed.

第5図に示す分割電極パターンa501及び分割電極パタ
ーンb502が形成可能となるようなマスクを有するマスク
治具上に、圧電素子の第2の面(第2図参照)を下側に
してセットする。その際、先に形成した位置決め電極パ
ターン103をマスク治具の案内わく等に設けられた位置
決め用の印と合わせることにより、圧電素子の位置決め
を行った上で、圧電素子201上に分割電極パターンa501
及び分割電極パターンb502を形成する。
The second surface (see FIG. 2) of the piezoelectric element is set downward on a mask jig having a mask capable of forming the divided electrode pattern a501 and the divided electrode pattern b502 shown in FIG. . At this time, the positioning electrode pattern 103 formed previously is aligned with the positioning mark provided on the guide frame of the mask jig to position the piezoelectric element, and then the divided electrode pattern is formed on the piezoelectric element 201. a501
And a divided electrode pattern b502 is formed.

圧電素子201上に形成された各分割電極パターンa501
及びb502をそれぞれ適切な方向に分極処理を施す。ここ
で、本発明の製造方法により製造した圧電素子の実施例
は、その一例として、超音波モータに適用可能な圧電素
子を示しており、その分極形態を第6図の各電極パター
ン中に(+)及び(−)で示している。
Each divided electrode pattern a501 formed on the piezoelectric element 201
And b502 are polarized in appropriate directions. Here, the embodiment of the piezoelectric element manufactured by the manufacturing method of the present invention shows, as an example, a piezoelectric element applicable to an ultrasonic motor, and the polarization form is shown in each electrode pattern of FIG. +) And (-).

また、圧電素子の分極処理は第1の面に形成した1体電
極パターン102と、それに相対する第2の面に形成され
た各分割電極パターンa501及びb502との間に各電極パタ
ーンごとに分極したい方向に従って直流高電圧は印加す
ることによって行われる。図中(+)とあるのは、第1
の面に形成した1体電極パターン102に対して正の電界
を印加したことを示し、(−)とあるのは逆に負の電界
を印加したことを示している。
In addition, the polarization treatment of the piezoelectric element is performed by polarizing each electrode pattern between the one-body electrode pattern 102 formed on the first surface and the divided electrode patterns a501 and b502 formed on the second surface facing the one-body electrode pattern 102. The direct high voltage is applied according to the desired direction. In the figure, (+) means the first
A positive electric field is applied to the one-body electrode pattern 102 formed on the surface of (1), and (−) indicates that a negative electric field is applied.

分極処理後適時洗浄処理を行った上で、第6図に示す
外周短絡パターン601及び内周短絡電極パターン602が形
成可能となるようなマスクを有するマスク治具上に、再
び圧電素子の第2の面が下側になるようにセットする。
その際にも、先に形成した位置決め電極パターン103を
マスク治具の案内わく等に設けられた位置決め用の印と
合わせるといった簡単な方法で、第6図に示すような外
周短絡パターン601及び内周短絡パターン602が、先に形
成されている各分割電極パターンa501及びb502と位置ズ
レをおこすことなく形成可能となり、結果的に第2図に
示すような電極パターンが容易かつ精度良く形成される
ことになるわけである。
After the polarization treatment, a cleaning treatment is carried out at an appropriate time, and then the second piezoelectric element is again placed on a mask jig having a mask capable of forming the outer peripheral short-circuit pattern 601 and the inner peripheral short-circuit electrode pattern 602 shown in FIG. Set so that the side of is on the lower side.
Also in this case, the peripheral electrode short circuit pattern 601 as shown in FIG. 6 and the inner short circuit pattern 601 as shown in FIG. 6 can be formed by a simple method such as aligning the positioning electrode pattern 103 previously formed with the positioning mark provided on the guide frame of the mask jig. The circumferential short-circuit pattern 602 can be formed without causing positional deviation from the previously formed divided electrode patterns a501 and b502, and as a result, the electrode pattern as shown in FIG. 2 can be easily and accurately formed. That will be the case.

第7図は本発明の圧電素子の製造方法において、圧電素
子の各電極パターンを形成するための薄膜形成装置の例
として、一般的な真空蒸着装置の原理図を示したもので
ある。真空槽703内に蒸着されたマスク基体401と案内わ
く等からなるマスク治具702に、電極パターンを形成し
ようとする面側を下向きにして圧電素子701をセット
し、蒸発源704上にのせられた、電極パターンを形成す
るための材質成分からなる薄膜材料705をのせ、抵抗加
熱や電子ビーム等の手段により薄膜材料705を蒸発さ
せ、圧電素子701の下面に所望の電極パターンを形成す
るというのが概略である。この際、本発明の圧電素子の
製造方法において、圧電素子に使用する薄膜材料705と
しては、例えばクロム、ニッケル、金等である。クロム
は圧電素子とのコンタクトメタルであり圧電素子と電極
パターンとの密着強度を高める意味で用いられている。
また、ニッケルは電極パターンへのリード線の半田付け
等を良好にし、金は導通抵抗を下げる目的で用いられて
いる。
FIG. 7 shows a principle diagram of a general vacuum vapor deposition apparatus as an example of a thin film forming apparatus for forming each electrode pattern of the piezoelectric element in the method for manufacturing a piezoelectric element of the present invention. The piezoelectric element 701 is set with the surface on which the electrode pattern is to be formed facing downward on the mask jig 702 formed of the mask substrate 401 and the guide frame which are vapor-deposited in the vacuum chamber 703, and placed on the evaporation source 704. Further, it is said that a thin film material 705 made of a material component for forming an electrode pattern is placed and the thin film material 705 is evaporated by means such as resistance heating or electron beam to form a desired electrode pattern on the lower surface of the piezoelectric element 701. Is an outline. At this time, in the piezoelectric element manufacturing method of the present invention, the thin film material 705 used for the piezoelectric element is, for example, chromium, nickel, gold or the like. Chromium is a contact metal with the piezoelectric element and is used in the sense of increasing the adhesion strength between the piezoelectric element and the electrode pattern.
Also, nickel is used for the purpose of improving the soldering of the lead wire to the electrode pattern and the like, and gold is used for the purpose of lowering the conduction resistance.

また、膜厚計706は膜厚をコントロールする意味で用い
られ、シャッター707は蒸発物の安定化が図られるまで
圧電素子701に蒸着されるのを防ぐ意味で利用される。
さらに、真空ポンプ708は真空槽703内の真空度を一定に
保つ役目をしている。
Further, the film thickness meter 706 is used to control the film thickness, and the shutter 707 is used to prevent vapor deposition from being deposited on the piezoelectric element 701 until stabilization.
Further, the vacuum pump 708 serves to keep the degree of vacuum in the vacuum chamber 703 constant.

第11図は本発明に係る圧電素子の製造方法により製造し
た圧電素子を用いた超音波モータの縦断面図を示したも
のである。本発明により第1図から第3図に示した圧電
素子の電極構造が容易にかつ精度良く形成されることに
なるため、本発明の圧電素子の製造方法により製造した
圧電素子をたわみ進行波成分を利用した超音波モータに
利用することが有効となる。以下に本発明の圧電素子の
製造方法により製造した圧電素子を用いた超音波モータ
の構造について説明する。
FIG. 11 is a vertical sectional view of an ultrasonic motor using a piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention. According to the present invention, the electrode structure of the piezoelectric element shown in FIGS. 1 to 3 can be easily and accurately formed. Therefore, the piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element of the present invention flexural traveling wave component It is effective to use it for an ultrasonic motor that utilizes the. The structure of an ultrasonic motor using a piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element of the present invention will be described below.

圧電素子1101を接着してなる振動体1102は金属等からな
る弾性部材で、中心軸1103に打ち込み等により支持さ
れ、該中心軸1103は固定台1104に固定されている。ロー
タ1105は振動体1102の上方から中心軸1103を案内として
組み込まれ、上方にある加圧ばね1106により振動体1102
に加圧接触するように配置されている。2本のリード線
1107のうちの1本が外周短絡電極パターン202に、他の
1本が、内周短絡電極パターン203に半田付け等により
取り付けられている。ここで2本のリード線1107に時間
的位相がほぼ90゜異なる信号を印加することによって、
圧電素子1101と振動体1102は屈曲振動により機械的進行
波を周方向に3波発生し、振動体1102に加圧接触された
ロータ1105が回転運動することになるわけである。
A vibrating body 1102 formed by adhering the piezoelectric element 1101 is an elastic member made of metal or the like, and is supported on the central shaft 1103 by hammering or the like, and the central shaft 1103 is fixed to a fixed base 1104. The rotor 1105 is incorporated from above the vibrating body 1102 with the central shaft 1103 as a guide, and the vibrating body 1102 is installed by the pressure spring 1106 located above.
Is arranged so as to come into pressure contact with. Two leads
One of the 1107 is attached to the outer short-circuit electrode pattern 202, and the other one is attached to the inner short-circuit electrode pattern 203 by soldering or the like. Here, by applying signals having a time phase difference of approximately 90 ° to the two lead wires 1107,
The piezoelectric element 1101 and the vibrating body 1102 generate three mechanical traveling waves in the circumferential direction due to bending vibration, and the rotor 1105, which is in pressure contact with the vibrating body 1102, rotates.

本発明による圧電素子の製造方法により製造した圧電素
子を利用することによって、リード線数も最小の2本取
り付けるだけで良く、また、小型径小にしても電極パタ
ーン位置ズレや偏心がほとんどないために、極めて高効
率でバラツキの少ない超音波モータが実用可能となるの
である。
By using the piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention, it is only necessary to attach two leads with the minimum number of lead wires, and even if the diameter is small and the electrode diameter is small, there is almost no displacement of the electrode pattern or eccentricity. In addition, an ultrasonic motor with extremely high efficiency and little variation becomes practical.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は以上説明したように、両面に電極パターンを有
する圧電素子の一方の面に1体電極パターンを形成する
のと同時に位置決め用の電極パターン部を1カ所以上設
け、位置決め用電極パターンを基準として相対する面に
複数回の異なる電極パターンを形成するといった製造方
法を用いることにより、複難な電極パターンの位置ズレ
や偏心を抑制するとともに、マスク治具への圧電素子の
位置決めを容易にするといった効果がある。また、圧電
素子の電極パターン形成をこのような本発明に係る圧電
素子の製造方法によって実現することにより、特に超音
波モータ用圧電素子に適用した際には、径小・小型化に
おける性能安定化や高効率化が図れるといった数多くの
効果が得られることになる。
As described above, according to the present invention, one electrode pattern is formed on one surface of the piezoelectric element having electrode patterns on both surfaces, and at the same time, one or more electrode pattern portions for positioning are provided, and the electrode pattern for positioning is used as a reference. By using a manufacturing method such as forming different electrode patterns on opposite surfaces as a plurality of times, it is possible to suppress misalignment and eccentricity of the complicated electrode pattern and facilitate positioning of the piezoelectric element on the mask jig. There is an effect such as. Further, by realizing the formation of the electrode pattern of the piezoelectric element by such a method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention, particularly when applied to a piezoelectric element for an ultrasonic motor, performance stabilization in diameter reduction and size reduction is achieved. Many effects such as high efficiency and high efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る圧電素子の製造方法により製造し
た圧電素子の電極構造を示す平面図(1体電極形成
面)、第2図は本発明に係る圧電素子の製造方法により
製造した圧電素子の電極構造を示す平面図(分割電極形
成面)、第3図は本発明に係る圧電素子の製造方法によ
り製造した圧電素子の電極構造を示す縦断面図、第4図
は本発明に係る圧電素子の電極形成用マスクを示す平面
図、第5図、第6図は本発明に係る圧電素子の製造方法
を説明する図、第7図は真空蒸着装置の原理図、第8図
は従来の圧電素子の電極構造を示す平面図(1体電極形
成面)、第9図は従来の圧電素子の電極構造を示す平面
図(分割電極形成面)、第10図は従来の圧電素子の電極
形成用マスクを示す平面図、第11図は本発明に係る圧電
素子の製造方法により製造した圧電素子を用いた超音波
モータの縦断面図である。 101,201,301,701,801,901,1101……圧電素子 102,802……1体電極パターン 103……位置決め電極パターン 104,204,803,904……中心孔 202,601,902……外周短絡電極パターン 203,602,903……内周短絡電極パターン 302……1体電極形成面(第1の面) 303……分割電極形成面(第2の面) 401,1001……マスク基体 402,1002……1体電極形成用穴部 403……位置決め電極形成用穴部 404,1003……取付穴部 501……分割電極パターンa 502……分割電極パターンb 702……マスク治具 1102……振動体 1103……中心軸 1104……固定台 1105……ロータ 1106……加圧ばね 1107……リード線
FIG. 1 is a plan view (one-body electrode formation surface) showing an electrode structure of a piezoelectric element manufactured by a method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention, and FIG. 2 is a piezoelectric device manufactured by a method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention. FIG. 3 is a plan view showing the electrode structure of the element (divided electrode formation surface), FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the electrode structure of the piezoelectric element manufactured by the method for manufacturing a piezoelectric element according to the present invention, and FIG. Plan views showing a mask for forming an electrode of a piezoelectric element, FIGS. 5 and 6 are views for explaining a method of manufacturing a piezoelectric element according to the present invention, FIG. 7 is a principle diagram of a vacuum vapor deposition apparatus, and FIG. 8 is a conventional method. Fig. 9 is a plan view showing the electrode structure of the piezoelectric element (one-body electrode forming surface), Fig. 9 is a plan view showing the electrode structure of the conventional piezoelectric element (divided electrode forming surface), and Fig. 10 is the electrode of the conventional piezoelectric element. FIG. 11 is a plan view showing a forming mask, and FIG. 11 is a plan view showing a piezoelectric element manufacturing method according to the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of an ultrasonic motor using the manufactured piezoelectric element. 101,201,301,701,801,901,1101 ...... Piezoelectric element 102,802 ...... 1 body electrode pattern 103 …… Positioning electrode pattern 104,204,803,904 …… Center hole 202,601,902 …… Outer circumference short circuit electrode pattern 203,602,903 …… Inner circumference short circuit electrode pattern 302 …… 1 body electrode formation surface (No. No. 1 surface) 303 ...... Split electrode formation surface (second surface) 401, 1001 ...... Mask base 402, 1002 ...... Single body electrode formation hole 403 ...... Positioning electrode formation hole 404, 1003 ...... Mounting hole 501 …… Split electrode pattern a 502 …… Split electrode pattern b 702 …… Mask jig 1102 …… Vibrator 1103 …… Center axis 1104 …… Fixed base 1105 …… Rotor 1106 …… Pressure spring 1107 …… …Lead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 博 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイコ ー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−6189(JP,A) 実開 昭60−44495(JP,U) 実開 昭51−66756(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hiroshi Kitamura 6-31-1, Kameido, Koto-ku, Tokyo Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. (56) Reference JP 58-6189 (JP, A) Showa 60-44495 (JP, U) Actually opened Showa 51-66756 (JP, U)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】両面に電極パターンを有する圧電素子の製
造方法において、 第1の面に1体電極及び位置決めパターンを形成する工
程と、 前記第1の面に形成した前記位置決めパターンを基準と
して、前記第1の面に相対する第2の面に複数の電極パ
ターンを形成する工程と、 前記第1の面に形成した1体電極に対して、前記第2の
面に形成した前記複数の電極パターンを隣り合う2つず
つの電極パターンを1組として各組が互いに逆方向とな
るように分極処理する工程と、 前記第1の面に形成した前記位置決めパターンを基準と
して、前記第2の面の複数の電極パターンを1つおきに
それぞれ短絡するように導通用電極パターンを形成する
工程と、 を有することを特徴とする圧電素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a piezoelectric element having electrode patterns on both surfaces, wherein the step of forming one body electrode and a positioning pattern on a first surface, and the positioning pattern formed on the first surface as a reference, A step of forming a plurality of electrode patterns on a second surface opposite to the first surface; and a plurality of electrodes formed on the second surface with respect to a one-piece electrode formed on the first surface A step of performing polarization processing such that two adjacent electrode patterns are set as one set and the sets are set in opposite directions, and the second surface is based on the positioning pattern formed on the first surface. And a step of forming conductive electrode patterns so that every other plurality of electrode patterns are short-circuited, and a method for manufacturing a piezoelectric element.
【請求項2】両面に電極パターンを有する圧電素子の製
造方法において、 第1の面に1体電極を形成する工程と、 前記第1の面に相対する第2の面に複数の電極パターン
を形成する工程と、 前記第1の面に形成した1体電極に対して、前記第2の
面に形成した前記複数の電極パターンを隣り合う2つず
つの電極パターンを1組として各組が互いに逆方向とな
るように分極処理する工程と、 前記第2の面の複数の電極パターンを1つおきにそれぞ
れ短絡するように導通用電極パターンを形成する工程
と、 を有することを特徴とする圧電素子の製造方法。
2. A method of manufacturing a piezoelectric element having electrode patterns on both sides, the step of forming a single electrode on a first surface, and the step of forming a plurality of electrode patterns on a second surface opposite to the first surface. A step of forming, and for each one-body electrode formed on the first surface, each pair of the plurality of electrode patterns formed on the second surface are adjacent to each other, The piezoelectric device according to claim 1, further comprising: a step of performing polarization processing in opposite directions; and a step of forming conductive electrode patterns so as to short-circuit every other plurality of electrode patterns on the second surface. Device manufacturing method.
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