JPH08148732A - 積層圧電アクチュエータ素子 - Google Patents
積層圧電アクチュエータ素子Info
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- JPH08148732A JPH08148732A JP6309708A JP30970894A JPH08148732A JP H08148732 A JPH08148732 A JP H08148732A JP 6309708 A JP6309708 A JP 6309708A JP 30970894 A JP30970894 A JP 30970894A JP H08148732 A JPH08148732 A JP H08148732A
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- laminated
- piezoelectric actuator
- external electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 湿度環境に弱い積層圧電アクチュエータのプ
ラス電極の構造を変えることで、湿度に対する弱点を改
善し、信頼性を向上させる。 【構成】 圧電材料（２）と内部電極（３ａ）、内部電
極（３ｂ）が交互に積層されている。側面に外部電極
（４ａ）、外部電極（４ｂ）が形成されている。プラス
電荷のかかる内部電極（３ａ）が外気に触れない様な形
状とし、外部電極（４ｂ）との接続部分も外部電極の取
り出し部を完全に覆う形として、外気からの酸素供給を
抑えることで内部電極の酸化、腐食を抑える。またマイ
ナス電荷のかかる内部電極（３ｂ）は陰極防食により酸
化が抑えられるため、全面露出に近い構造にして圧電素
子の可動範囲を広くする。これにより、湿度雰囲気中で
も高い信頼性を有し、かつ、大きな変位を得ることがで
きる。
ラス電極の構造を変えることで、湿度に対する弱点を改
善し、信頼性を向上させる。 【構成】 圧電材料（２）と内部電極（３ａ）、内部電
極（３ｂ）が交互に積層されている。側面に外部電極
（４ａ）、外部電極（４ｂ）が形成されている。プラス
電荷のかかる内部電極（３ａ）が外気に触れない様な形
状とし、外部電極（４ｂ）との接続部分も外部電極の取
り出し部を完全に覆う形として、外気からの酸素供給を
抑えることで内部電極の酸化、腐食を抑える。またマイ
ナス電荷のかかる内部電極（３ｂ）は陰極防食により酸
化が抑えられるため、全面露出に近い構造にして圧電素
子の可動範囲を広くする。これにより、湿度雰囲気中で
も高い信頼性を有し、かつ、大きな変位を得ることがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿度の高い環境で使用
可能な積層圧電アクチュエータ素子に関するものであ
る。
可能な積層圧電アクチュエータ素子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電性を利用したセラミック圧電素子と
しては、横効果を利用したバイモルフ圧電素子、縦効果
を利用した積層型素子がある。このうち積層型素子は小
型で駆動力が大きく、エネルギー変換効率が高い等のメ
リットがある。従来技術の圧電性を利用したセラミック
圧電素子の積層型素子について図７に示す。
しては、横効果を利用したバイモルフ圧電素子、縦効果
を利用した積層型素子がある。このうち積層型素子は小
型で駆動力が大きく、エネルギー変換効率が高い等のメ
リットがある。従来技術の圧電性を利用したセラミック
圧電素子の積層型素子について図７に示す。
【０００３】図７は、従来の積層型素子の斜視図で、セ
ラミックスの圧電材料（２）と内部電極（３ａ（＋）ま
たは、３ｂ（−））が交互に積層されている。内部電極
（３ａ（＋）または、３ｂ（−））は対向する一対の側
面で交互に絶縁ガラスよりなる絶縁物（７）で覆われて
おり、その上から外部電極（４ａ（−）または、４ｂ
（＋））が形成されているものである。そして半田によ
り一対のリード線が取り付けられ、リード線の両端に電
圧を印加すると、内部電極（３ａ（＋）または、３ｂ
（−））に挟まれたそれぞれの圧電セラミクス（２）が
変位し、積層圧電アクチュエータ素子は垂直方向に変位
するものである。
ラミックスの圧電材料（２）と内部電極（３ａ（＋）ま
たは、３ｂ（−））が交互に積層されている。内部電極
（３ａ（＋）または、３ｂ（−））は対向する一対の側
面で交互に絶縁ガラスよりなる絶縁物（７）で覆われて
おり、その上から外部電極（４ａ（−）または、４ｂ
（＋））が形成されているものである。そして半田によ
り一対のリード線が取り付けられ、リード線の両端に電
圧を印加すると、内部電極（３ａ（＋）または、３ｂ
（−））に挟まれたそれぞれの圧電セラミクス（２）が
変位し、積層圧電アクチュエータ素子は垂直方向に変位
するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示した
積層圧電アクチュエータ素子は、内部電極がプラス
（＋）、マイナス（−）とも全面露出する構造となって
いる。そのため、外部電極を形成するには、一層毎にガ
ラスあるいはその他の絶縁性の高い材料でマスク（絶縁
物で覆う）する必要がある。このため、圧電セラミクス
の厚みを一定以下の厚さにすることができず、駆動電圧
を下げることが難しいという問題があった。また、絶縁
のマスク部分に応力が集中するため、材料の弾性、セラ
ミック圧電体との密着力などの要因で変位量が小さく制
限される。
積層圧電アクチュエータ素子は、内部電極がプラス
（＋）、マイナス（−）とも全面露出する構造となって
いる。そのため、外部電極を形成するには、一層毎にガ
ラスあるいはその他の絶縁性の高い材料でマスク（絶縁
物で覆う）する必要がある。このため、圧電セラミクス
の厚みを一定以下の厚さにすることができず、駆動電圧
を下げることが難しいという問題があった。また、絶縁
のマスク部分に応力が集中するため、材料の弾性、セラ
ミック圧電体との密着力などの要因で変位量が小さく制
限される。
【０００５】さらに、全面、内部電極が露出する構造で
あるため、湿気による内部電極の酸化、膨脹あるいは内
部電極に含まれる銀等のマイグレーションにより、ショ
ート等の不良発生が生じやすい等の欠点がある。内部電
極のマイグレーションを防ぐ方法としては、従来例１
（特開平３−２８３５８１（積層圧電アクチュエータ素
子））及び従来例２（特開平２−１６４０８２（電歪効
果素子））が提案されている。
あるため、湿気による内部電極の酸化、膨脹あるいは内
部電極に含まれる銀等のマイグレーションにより、ショ
ート等の不良発生が生じやすい等の欠点がある。内部電
極のマイグレーションを防ぐ方法としては、従来例１
（特開平３−２８３５８１（積層圧電アクチュエータ素
子））及び従来例２（特開平２−１６４０８２（電歪効
果素子））が提案されている。
【０００６】従来例１では、マイナス極側に銀−パラジ
ウム合金を使用し、プラス側に低マイグレーション性材
料（例としてＰｔ、Ｐｄ）を使用することでマイグレー
ションを防ごうとしている。しかし、銀−パラジウム合
金と、パラジウムおよび白金では焼結可能温度範囲、焼
結温度に対する焼結収縮のプロファイルが異なるため、
これらと圧電セラミクスの焼結温度、収縮のマッチング
を取ることは難しい。
ウム合金を使用し、プラス側に低マイグレーション性材
料（例としてＰｔ、Ｐｄ）を使用することでマイグレー
ションを防ごうとしている。しかし、銀−パラジウム合
金と、パラジウムおよび白金では焼結可能温度範囲、焼
結温度に対する焼結収縮のプロファイルが異なるため、
これらと圧電セラミクスの焼結温度、収縮のマッチング
を取ることは難しい。
【０００７】また、従来例２では、プラス電極の大気に
触れる外周部に銀−パラジウム以外の材料（例としてＰ
ｔ、Ｐｄ）を使用して銀のマイグレーションを防ごうと
している。しかし、これも従来例１と同様に焼結が難し
いという問題があることに加え、特にパラジウムを使っ
た場合にはパラジウムの酸化膨脹等によるクラックが発
生する可能性がある。
触れる外周部に銀−パラジウム以外の材料（例としてＰ
ｔ、Ｐｄ）を使用して銀のマイグレーションを防ごうと
している。しかし、これも従来例１と同様に焼結が難し
いという問題があることに加え、特にパラジウムを使っ
た場合にはパラジウムの酸化膨脹等によるクラックが発
生する可能性がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、シート状の圧
電セラミクス部材と内部電極とが交互に重ね合わされた
積層焼結体によって構成される積層圧電アクチュエータ
素子において、対向する一対の内部電極のうちマイナス
電極が側面に露出し、プラス電極が外部電極の取り出し
部分以外側面に露出することがなく、かつプラス電極取
り出し部分の内部電極が露出しないように外部電極で被
覆することを特徴とする積層圧電アクチュエータ素子で
ある。また、本発明は、積層圧電アクチュエータ素子の
外部電極材料として、パラジウムを含まない銀あるいは
銀合金を用いることを特徴とする積層圧電アクチュエー
タ素子である。
電セラミクス部材と内部電極とが交互に重ね合わされた
積層焼結体によって構成される積層圧電アクチュエータ
素子において、対向する一対の内部電極のうちマイナス
電極が側面に露出し、プラス電極が外部電極の取り出し
部分以外側面に露出することがなく、かつプラス電極取
り出し部分の内部電極が露出しないように外部電極で被
覆することを特徴とする積層圧電アクチュエータ素子で
ある。また、本発明は、積層圧電アクチュエータ素子の
外部電極材料として、パラジウムを含まない銀あるいは
銀合金を用いることを特徴とする積層圧電アクチュエー
タ素子である。
【０００９】
【作用】圧電材料と交互に積層される内部電極となる、
銀および銀パラジウム合金は大気中の水分を吸収し、酸
化反応により酸化物となる。酸化物は金属に比べ体積が
大きく、金属は酸化されることでいわゆる酸化膨脹が起
きる。この酸化膨脹する時の応力によりセラミックにク
ラックが発生し、不良が発生する。また、酸化と同時に
一部イオン化した銀が電界により移動、析出をくりかえ
す。いわゆるマイグレーションによる不良が発生する。
銀および銀パラジウム合金は大気中の水分を吸収し、酸
化反応により酸化物となる。酸化物は金属に比べ体積が
大きく、金属は酸化されることでいわゆる酸化膨脹が起
きる。この酸化膨脹する時の応力によりセラミックにク
ラックが発生し、不良が発生する。また、酸化と同時に
一部イオン化した銀が電界により移動、析出をくりかえ
す。いわゆるマイグレーションによる不良が発生する。
【００１０】これらの現象がプラス極、マイナス極がす
べて露出した全面電極構造の積層圧電アクチュエーター
の信頼性に大きな影響を与える。積層圧電アクチュエー
ターに電圧が印加され、駆動している場合には、マイナ
ス電極には負の電荷がかかるため、銀−パラジウム電極
の酸化反応はおさえられる。しかし、プラス電荷のかか
るプラス電極では逆に酸化反応がすすみ、酸化膨脹によ
るクラック、マイグレーションが起きやすくなる。
べて露出した全面電極構造の積層圧電アクチュエーター
の信頼性に大きな影響を与える。積層圧電アクチュエー
ターに電圧が印加され、駆動している場合には、マイナ
ス電極には負の電荷がかかるため、銀−パラジウム電極
の酸化反応はおさえられる。しかし、プラス電荷のかか
るプラス電極では逆に酸化反応がすすみ、酸化膨脹によ
るクラック、マイグレーションが起きやすくなる。
【００１１】本発明においては、これらの現象に対し、
酸化のおさえられるマイナス極を圧電セラミック素子側
面に露出させ圧電セラミック素子の変位可能範囲を広
げ、また酸化反応のすすむプラス電極を雰囲気中の水分
から隔離することで酸化反応を防ぎ、マイグレーション
をおさえて、信頼性を向上しているものである。また側
面への電極一層毎の絶縁材料の塗布工程を省くことが可
能となるため、素子製造のコストダウン製品の信頼性の
バラツキも抑えることが可能であるものである。また、
本発明において、積層圧電アクチュエータ素子の外部電
極材料としてパラジウムを含まない銀あるいは銀合金を
用いるのは、パラジウムは水素を吸着して、体積膨脹を
する可能性がある。本発明の積層圧電アクチュエータの
構造ではプラス電極は側面に露出しない構造となってい
るため、内部電極の膨脹はセラミックにクラック等を発
生させる可能性がある。このため、外部電極にはパラジ
ウムを含まない銀、あるいは銀合金が適する。例えば、
銀合金としてはＡｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｉｎ等がある。
酸化のおさえられるマイナス極を圧電セラミック素子側
面に露出させ圧電セラミック素子の変位可能範囲を広
げ、また酸化反応のすすむプラス電極を雰囲気中の水分
から隔離することで酸化反応を防ぎ、マイグレーション
をおさえて、信頼性を向上しているものである。また側
面への電極一層毎の絶縁材料の塗布工程を省くことが可
能となるため、素子製造のコストダウン製品の信頼性の
バラツキも抑えることが可能であるものである。また、
本発明において、積層圧電アクチュエータ素子の外部電
極材料としてパラジウムを含まない銀あるいは銀合金を
用いるのは、パラジウムは水素を吸着して、体積膨脹を
する可能性がある。本発明の積層圧電アクチュエータの
構造ではプラス電極は側面に露出しない構造となってい
るため、内部電極の膨脹はセラミックにクラック等を発
生させる可能性がある。このため、外部電極にはパラジ
ウムを含まない銀、あるいは銀合金が適する。例えば、
銀合金としてはＡｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｉｎ等がある。
【００１２】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。 ［実施例１］図１（ａ）は、本発明の一実施例の積層圧
電アクチュエータの断面図、（ｂ）は上面透視図であ
り、（ｃ）、（ｄ）は、プラス電極、マイナス電極部断
面図である。また、図２は、図１に示す素子の製造工程
における積層構造を示す分解斜視図である。
る。 ［実施例１］図１（ａ）は、本発明の一実施例の積層圧
電アクチュエータの断面図、（ｂ）は上面透視図であ
り、（ｃ）、（ｄ）は、プラス電極、マイナス電極部断
面図である。また、図２は、図１に示す素子の製造工程
における積層構造を示す分解斜視図である。
【００１３】図１（ａ）に示すように、積層圧電アクチ
ュエータである積層体（１）は、圧電材料（２）と内部
電極（＋）（３ａ）、内部電極（−）（３ｂ）が交互に
積層され、対向する一対の側面で外部電極（−）（４
ａ）、外部電極（＋）（４ｂ）が形成されている。図１
（ｂ）は、（ａ）の上面透視図で、内部電極のうちマイ
ナス電極である内部電極（３ｂ）が側面に露出し、プラ
ス電極である内部電極（３ａ）は外部電極（４ｂ）の取
り出し部分以外側面に露出していないものである。
ュエータである積層体（１）は、圧電材料（２）と内部
電極（＋）（３ａ）、内部電極（−）（３ｂ）が交互に
積層され、対向する一対の側面で外部電極（−）（４
ａ）、外部電極（＋）（４ｂ）が形成されている。図１
（ｂ）は、（ａ）の上面透視図で、内部電極のうちマイ
ナス電極である内部電極（３ｂ）が側面に露出し、プラ
ス電極である内部電極（３ａ）は外部電極（４ｂ）の取
り出し部分以外側面に露出していないものである。
【００１４】図１（ｃ）に示すように、プラス電極部の
断面は内部電極（３ａ）は外部電極（４ｂ）の取り出し
部分以外側面に露出することがないもので、プラス電極
取り出し部分の内部電極が露出しないように外部電極で
被覆されている。また、図１（ｄ）に示すマイナス電極
部の断面は、内部電極（３ｂ）が圧電材料（２）の側面
まで形成されている。なお、外部電極（４ｂ）とは接触
しないようになっている。
断面は内部電極（３ａ）は外部電極（４ｂ）の取り出し
部分以外側面に露出することがないもので、プラス電極
取り出し部分の内部電極が露出しないように外部電極で
被覆されている。また、図１（ｄ）に示すマイナス電極
部の断面は、内部電極（３ｂ）が圧電材料（２）の側面
まで形成されている。なお、外部電極（４ｂ）とは接触
しないようになっている。
【００１５】図２は、素子の製造工程における積層構造
を示す分解斜視図で、この図中（５）は保護セラミック
グリーンシートで、これはマグネシウム・ニオブ酸鉛Ｐ
ｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３とチタン酸鉛ＰｂＴｉ
Ｏ３をモル比９：１の割合で固溶させ電歪材料とし、そ
の電歪材料粉末と有機バインダー、有機溶剤とを混合
し、泥漿を作成し、テープキャスティング法により膜厚
約１００μｍに形成したシートである。また、図中
（６）の電極形成セラミックグリーンシートは、前記シ
ート（５）の片面に銀−パラジウムペーストを約２μｍ
の厚さで所望する形状にスクリーン印刷で被着形成した
ものである。
を示す分解斜視図で、この図中（５）は保護セラミック
グリーンシートで、これはマグネシウム・ニオブ酸鉛Ｐ
ｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３とチタン酸鉛ＰｂＴｉ
Ｏ３をモル比９：１の割合で固溶させ電歪材料とし、そ
の電歪材料粉末と有機バインダー、有機溶剤とを混合
し、泥漿を作成し、テープキャスティング法により膜厚
約１００μｍに形成したシートである。また、図中
（６）の電極形成セラミックグリーンシートは、前記シ
ート（５）の片面に銀−パラジウムペーストを約２μｍ
の厚さで所望する形状にスクリーン印刷で被着形成した
ものである。
【００１６】この電極形成セラミックシートには、プラ
ス電極部となるものと、マイナス電極部となるものがあ
る。プラス電極部となるものは、内部電極が外部電極の
取り出し部分以外は側面に露出することがないように、
セラミックシートの中央部に電極を形成し、その回りに
は電極を形成していないものである。これは、セラミッ
クグリーンシートを積層し圧着したときに、プラス電極
部となる内部電極が側面に露出することがないものであ
る。マイナス電極部となるものは、内部電極が圧電材料
の側面まで形成されるように、セラミックシートの周囲
まで電極を形成している。
ス電極部となるものと、マイナス電極部となるものがあ
る。プラス電極部となるものは、内部電極が外部電極の
取り出し部分以外は側面に露出することがないように、
セラミックシートの中央部に電極を形成し、その回りに
は電極を形成していないものである。これは、セラミッ
クグリーンシートを積層し圧着したときに、プラス電極
部となる内部電極が側面に露出することがないものであ
る。マイナス電極部となるものは、内部電極が圧電材料
の側面まで形成されるように、セラミックシートの周囲
まで電極を形成している。
【００１７】次に、保護セラミックグリーンシート
（５）を５０枚、電極形成セラミックグリーンシート
（６）を１２０枚、これらを所定の組み合わせに従って
積層圧着した。これらを４００℃まで７℃／ ｈ の割
合で昇温し、脱バインダを行った後、１０００℃の温度
で焼結し、プラス側電極を覆う様に外部電極を塗布、焼
き付けて素子を得た。
（５）を５０枚、電極形成セラミックグリーンシート
（６）を１２０枚、これらを所定の組み合わせに従って
積層圧着した。これらを４００℃まで７℃／ ｈ の割
合で昇温し、脱バインダを行った後、１０００℃の温度
で焼結し、プラス側電極を覆う様に外部電極を塗布、焼
き付けて素子を得た。
【００１８】［比較例］図３（ａ）は、従来技術の積層
圧電アクチュエータの断面図および（ｂ）は上面透視
図、（ｃ）、（ｄ）は、プラス電極、マイナス電極部断
面図である。また図４は、図３に示す素子の製造工程に
おける積層構造を示す分解斜視図である。図３（ａ）に
示すように、積層圧電アクチュエータである積層体
（１）は、圧電材料（２）と内部電極（＋）（３ａ）、
内部電極（−）（３ｂ）が交互に積層されている。側面
で外部電極（−）（４ａ）、外部電極（＋）（４ｂ）が
形成されている。また図３（ｂ）は、その上面透視図
で、内部電極のうちマイナス電極である内部電極（３
ｂ）及びプラス電極である内部電極（３ａ）の側面に露
出し、外部電極（４ａ）（４ｂ）が形成されている。
圧電アクチュエータの断面図および（ｂ）は上面透視
図、（ｃ）、（ｄ）は、プラス電極、マイナス電極部断
面図である。また図４は、図３に示す素子の製造工程に
おける積層構造を示す分解斜視図である。図３（ａ）に
示すように、積層圧電アクチュエータである積層体
（１）は、圧電材料（２）と内部電極（＋）（３ａ）、
内部電極（−）（３ｂ）が交互に積層されている。側面
で外部電極（−）（４ａ）、外部電極（＋）（４ｂ）が
形成されている。また図３（ｂ）は、その上面透視図
で、内部電極のうちマイナス電極である内部電極（３
ｂ）及びプラス電極である内部電極（３ａ）の側面に露
出し、外部電極（４ａ）（４ｂ）が形成されている。
【００１９】図３（ｃ）はプラス電極部の断面で、本発
明とは異なり内部電極（３ａ）は圧電材料の側面まで形
成され、側面に露出している。また、図３（ｄ）はマイ
ナス電極部の断面で、これも内部電極（３ｂ）が側面ま
で形成されている。図４は、素子の製造工程における積
層構造を示す分解斜視図で、（５）は保護セラミックグ
リーンシート、（６）は電極形成セラミックグリーンシ
ートである。すなわち、同様に図３、４に示す従来の素
子も同じ条件で作成した。本発明による素子と従来の構
造で作成した素子を８５℃−８５％Ｒｈ（湿度）の環境
で１５０Ｖ通電評価を行った。表１に評価時間とショー
ト不良の発生率を示す。
明とは異なり内部電極（３ａ）は圧電材料の側面まで形
成され、側面に露出している。また、図３（ｄ）はマイ
ナス電極部の断面で、これも内部電極（３ｂ）が側面ま
で形成されている。図４は、素子の製造工程における積
層構造を示す分解斜視図で、（５）は保護セラミックグ
リーンシート、（６）は電極形成セラミックグリーンシ
ートである。すなわち、同様に図３、４に示す従来の素
子も同じ条件で作成した。本発明による素子と従来の構
造で作成した素子を８５℃−８５％Ｒｈ（湿度）の環境
で１５０Ｖ通電評価を行った。表１に評価時間とショー
ト不良の発生率を示す。
【００２０】［実施例２］図５、６に本発明の実施例２
の電極構造を示す。図５（ａ）は、本発明のもう一つの
実施例の積層圧電アクチュエータの断面図および（ｂ）
は上面透視図であり、（ｃ）、（ｄ）はプラス電極、マ
イナス電極部断面図である。また図６は、図５に示す素
子の製造工程における積層構造を示す分解斜視図であ
る。図５（ａ）に示す積層圧電アクチュエータである積
層体（１）は、圧電材料（２）と内部電極（＋）（３
ａ）、内部電極（−）（３ｂ）が交互に積層されてい
る。外部電極（−）（４ａ）、外部電極（＋）（４ｂ）
が形成されている。図５（ｂ）は、その上面透視図で、
内部電極のうちマイナス電極である内部電極（３ｂ）が
側面に露出し、プラス電極である内部電極（３ａ）は外
部電極（４ｂ）の取り出し部分以外側面に露出していな
いものである。
の電極構造を示す。図５（ａ）は、本発明のもう一つの
実施例の積層圧電アクチュエータの断面図および（ｂ）
は上面透視図であり、（ｃ）、（ｄ）はプラス電極、マ
イナス電極部断面図である。また図６は、図５に示す素
子の製造工程における積層構造を示す分解斜視図であ
る。図５（ａ）に示す積層圧電アクチュエータである積
層体（１）は、圧電材料（２）と内部電極（＋）（３
ａ）、内部電極（−）（３ｂ）が交互に積層されてい
る。外部電極（−）（４ａ）、外部電極（＋）（４ｂ）
が形成されている。図５（ｂ）は、その上面透視図で、
内部電極のうちマイナス電極である内部電極（３ｂ）が
側面に露出し、プラス電極である内部電極（３ａ）は外
部電極（４ｂ）の取り出し部分以外側面に露出していな
いものである。
【００２１】図５（ｃ）はプラス電極部の断面で、内部
電極（３ａ）は外部電極（４ｂ）の取り出し部分以外側
面に露出することがない。図５（ｄ）はマイナス電極部
の断面で、内部電極（３ｂ）が側面まで形成されてい
る。また、図６は、素子の製造工程における積層構造を
示す分解斜視図で、（５）は保護セラミックグリーンシ
ート、（６）は電極形成セラミックグリーンシートであ
る。次に、保護セラミックグリーンシート（５）と電極
形成セラミックグリーンシート（６）を所定の組み合わ
せに従って積層圧着した。これは、上記実施例１と同様
に加工し、素子を得た後、実施例１と同じ評価を行っ
た。従来品が７２時間で全品不良となるのに対し、実施
例１、２ともに１２０時間まで不良は発生していない。
電極（３ａ）は外部電極（４ｂ）の取り出し部分以外側
面に露出することがない。図５（ｄ）はマイナス電極部
の断面で、内部電極（３ｂ）が側面まで形成されてい
る。また、図６は、素子の製造工程における積層構造を
示す分解斜視図で、（５）は保護セラミックグリーンシ
ート、（６）は電極形成セラミックグリーンシートであ
る。次に、保護セラミックグリーンシート（５）と電極
形成セラミックグリーンシート（６）を所定の組み合わ
せに従って積層圧着した。これは、上記実施例１と同様
に加工し、素子を得た後、実施例１と同じ評価を行っ
た。従来品が７２時間で全品不良となるのに対し、実施
例１、２ともに１２０時間まで不良は発生していない。
【００２２】上記実施例１、比較例（従来品）、実施例
２について、表１に、評価時間とショート不良の発生率
を示す。これは、素子を８５℃−８５％Ｒｈ（湿度）の
環境で１５０Ｖ通電し、評価を行ったものである。表１
において、５０個のサンプルについて、２４時間、４８
時間、７２時間、９６時間、１２０時間テストした。そ
の結果、従来品は不良が発生し、７２時間で全品不良と
なったのに対し、本発明の実施例１、２ともに１２０時
間まで不良は発生しなかった。
２について、表１に、評価時間とショート不良の発生率
を示す。これは、素子を８５℃−８５％Ｒｈ（湿度）の
環境で１５０Ｖ通電し、評価を行ったものである。表１
において、５０個のサンプルについて、２４時間、４８
時間、７２時間、９６時間、１２０時間テストした。そ
の結果、従来品は不良が発生し、７２時間で全品不良と
なったのに対し、本発明の実施例１、２ともに１２０時
間まで不良は発生しなかった。
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、積層圧電アクチュエー
タ素子はプラス電極が露出しない構造になっているの
で、酸化反応のすすむプラス電極を雰囲気中の水分から
隔離することで酸化反応を防ぎ、マイグレーションをお
さえて、信頼性を向上させることができるものである。
また、マイナス電極はマイナス電荷が印加され、酸化、
腐食が起きないために湿度環境でもクラック、マイグレ
ーション等が抑えられ、表１に示した例からも明らかな
ように、不良が発生しないものである。そして側面への
電極一層毎の絶縁材料の塗布工程を省くことが可能とな
るため、素子製造のコストダウン製品の信頼性のバラツ
キも抑えることができるという効果を奏するものであ
る。
タ素子はプラス電極が露出しない構造になっているの
で、酸化反応のすすむプラス電極を雰囲気中の水分から
隔離することで酸化反応を防ぎ、マイグレーションをお
さえて、信頼性を向上させることができるものである。
また、マイナス電極はマイナス電荷が印加され、酸化、
腐食が起きないために湿度環境でもクラック、マイグレ
ーション等が抑えられ、表１に示した例からも明らかな
ように、不良が発生しないものである。そして側面への
電極一層毎の絶縁材料の塗布工程を省くことが可能とな
るため、素子製造のコストダウン製品の信頼性のバラツ
キも抑えることができるという効果を奏するものであ
る。
【図１】 本発明の一実施例の積層圧電アクチュエータ
の断面透視図、上面透視図、プラス電極部断面図および
マイナス電極部断面図
の断面透視図、上面透視図、プラス電極部断面図および
マイナス電極部断面図
【図２】 本発明の一実施例の素子製造工程における積
層構造を示す分解斜視図
層構造を示す分解斜視図
【図３】 従来の積層圧電アクチュエータの断面透視
図、上面透視図、プラス電極部断面図およびマイナス電
極部断面図
図、上面透視図、プラス電極部断面図およびマイナス電
極部断面図
【図４】 従来の素子製造工程における積層構造を示す
分解斜視図
分解斜視図
【図５】 本発明の第２実施例の積層圧電アクチュエー
タの断面透視図、上面透視図、プラス電極部断面図およ
びマイナス電極部断面図
タの断面透視図、上面透視図、プラス電極部断面図およ
びマイナス電極部断面図
【図６】 本発明の第２実施例の素子製造工程における
積層構造を示す分解斜視図
積層構造を示す分解斜視図
【図７】 従来素子の斜視図
１ 積層体 ２ 圧電材料 ３ａ 内部電極（＋） ３ｂ 内部電極（−） ４ａ 外部電極（−） ４ｂ 外部電極（＋） ５ 保護セラミックグリーンシート ６ 電極形成セラミックグリーンシート ７ 絶縁物
Claims (2)
- 【請求項１】 シート状の圧電セラミクス部材と内部電
極とが交互に重ね合わされた積層焼結体によって構成さ
れる積層圧電アクチュエータ素子において、対向する一
対の内部電極のうちマイナス電極が側面に露出し、プラ
ス電極が外部電極の取り出し部分以外側面に露出するこ
とがなく、かつプラス電極取り出し部分の内部電極が露
出しないように外部電極で被覆することを特徴とする積
層圧電アクチュエータ素子。 - 【請求項２】 積層圧電アクチュエータ素子の外部電極
材料としてパラジウムを含まない銀あるいは銀合金を用
いることを特徴とする請求項１に記載の積層圧電アクチ
ュエータ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6309708A JPH08148732A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 積層圧電アクチュエータ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6309708A JPH08148732A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 積層圧電アクチュエータ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148732A true JPH08148732A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17996337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6309708A Pending JPH08148732A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 積層圧電アクチュエータ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08148732A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017118011A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 圧電素子、その製造方法および圧電アクチュエータ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135784A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-04 | Nippon Soken Inc | 積層型圧電体 |
| JPS61115361A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電セラミツクス多層素子 |
| JPH06125121A (ja) * | 1992-10-14 | 1994-05-06 | Nippondenso Co Ltd | 積層型ピエゾアクチュエータ |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP6309708A patent/JPH08148732A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135784A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-04 | Nippon Soken Inc | 積層型圧電体 |
| JPS61115361A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電セラミツクス多層素子 |
| JPH06125121A (ja) * | 1992-10-14 | 1994-05-06 | Nippondenso Co Ltd | 積層型ピエゾアクチュエータ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017118011A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 圧電素子、その製造方法および圧電アクチュエータ |
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