JPS5932040B2 - 多重型圧電変位素子の製造方法 - Google Patents
多重型圧電変位素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS5932040B2 JPS5932040B2 JP52152354A JP15235477A JPS5932040B2 JP S5932040 B2 JPS5932040 B2 JP S5932040B2 JP 52152354 A JP52152354 A JP 52152354A JP 15235477 A JP15235477 A JP 15235477A JP S5932040 B2 JPS5932040 B2 JP S5932040B2
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- adhesive
- electrode
- approximately
- paste
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- Expired
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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
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多重型圧電変位素子の製造方法に関する。
従来ピックアップ用バイモルフ素子、超音波マイクロン
、圧電ブザー、変位用素子等の多重型圧電変位素子は所
定の形状に加工后の圧電セラミックに電極を着け分極し
たものを必要に応じた分極方向に直接あるいは薄い金属
板をはさんで有機系の接着剤で接合する方法がとられて
いた。
、圧電ブザー、変位用素子等の多重型圧電変位素子は所
定の形状に加工后の圧電セラミックに電極を着け分極し
たものを必要に応じた分極方向に直接あるいは薄い金属
板をはさんで有機系の接着剤で接合する方法がとられて
いた。
しかしながら、上記の如く接着剤を用いて積層した際に
は使用条件により、圧電変位素子の振動による変位を接
着剤層が吸収したり、高温使用、長期間の使用により接
着剤層が劣化するなどの欠点を有していた。さらに接着
自体が技術的に難かしく、接着工程におけるばらつきな
どが大きな問題となつていた。本発明は上記の点に鑑み
、接合部における圧電素子の振動による素子と電極との
密着性の劣化が少なく変位を吸収することなく、効率の
良い多重型圧電変位素子を容易に得ることのできる製造
方法を提供することを目的とする。
は使用条件により、圧電変位素子の振動による変位を接
着剤層が吸収したり、高温使用、長期間の使用により接
着剤層が劣化するなどの欠点を有していた。さらに接着
自体が技術的に難かしく、接着工程におけるばらつきな
どが大きな問題となつていた。本発明は上記の点に鑑み
、接合部における圧電素子の振動による素子と電極との
密着性の劣化が少なく変位を吸収することなく、効率の
良い多重型圧電変位素子を容易に得ることのできる製造
方法を提供することを目的とする。
本発明は原料酸化物を予備焼成して得られた酸化物に転
じた化合物を粉末にしてバインダーを添加し混練したペ
ースト状圧電材料を所定厚さの薄層に形成し、この薄層
表面に電極を設ける第１の工程と、前記ペースト状圧電
材料の薄層積層した後に圧着し本焼成する第２の工程と
を具備した多重型圧電変位素子の製造方法である。
じた化合物を粉末にしてバインダーを添加し混練したペ
ースト状圧電材料を所定厚さの薄層に形成し、この薄層
表面に電極を設ける第１の工程と、前記ペースト状圧電
材料の薄層積層した後に圧着し本焼成する第２の工程と
を具備した多重型圧電変位素子の製造方法である。
なお圧電性セラミックとしてはｐｂＴｉ０３一ＰｂＺｒ
０３−Ｐｂ（ＣＯＷ）１／２０３系など、各種圧電セラ
ミックを選択することができ、また第１の工程に用いる
電極としては、白金、白金−パラジウム、白金−銀、銀
−パラジウムなど第２の工程における焼成温度に耐え得
るものであればよい。
０３−Ｐｂ（ＣＯＷ）１／２０３系など、各種圧電セラ
ミックを選択することができ、また第１の工程に用いる
電極としては、白金、白金−パラジウム、白金−銀、銀
−パラジウムなど第２の工程における焼成温度に耐え得
るものであればよい。
つまり本発明方法では、まずＰｂＴｉ０３−ＰｂＺｒ０
３−Ｐｂ（ＣＯＷ）１／２０３系のＰｂＯ、ＴｉＯ２，
ｚｒＯ２，ｃＯＯ，ｗＯ３などの原料酸化物を所定の割
合に正確に秤量し、これらをボールミルなどによつて混
合する。
３−Ｐｂ（ＣＯＷ）１／２０３系のＰｂＯ、ＴｉＯ２，
ｚｒＯ２，ｃＯＯ，ｗＯ３などの原料酸化物を所定の割
合に正確に秤量し、これらをボールミルなどによつて混
合する。
なおこの際用いる原料は加熱によつて酸化物に転する化
合物例えば水酸化物、炭酸塩、蓚酸塩などであつても勿
論さしつかえない。次いで前期混合物を例えば６００〜
９００℃で予備焼成し酸化物に転じた化合物すなわち圧
電材料を得る。これをボールミルなどによつて粉砕し粉
末とする。しかる後、この粉末にバインダーとしてトリ
クロールエチレン、テトラクロルエチレンなどの有機溶
媒と共に５〜２０％の有機結合剤を加え数時間均一にな
る様混練する。出来上がつたペースト状圧電材料をドク
ターブレド法、ロール法により所定の厚みに引延し転喋
させる。乾燥された後に高温に耐えうる電極、例えば白
金−パラジユームを塗布し、これを積み重ね、８００〜
１０００１＜９／Ｃｌｔの圧力で強く圧着する。所定の
大きさに切断したものを１１００〜１３００℃で本焼成
しセラミツクにしたのち、最終形状にカロエしたのち、
必要に応じて外部電極を設け分極する。この様な方法に
より作成した圧電変位素子は接合素子本体と電極の接合
部の密着性にすぐれ接着剤を使用しないため熱的にも安
定であるばかりか高温使用にも十分耐え長期間にわたつ
て劣化が少なくなる。
合物例えば水酸化物、炭酸塩、蓚酸塩などであつても勿
論さしつかえない。次いで前期混合物を例えば６００〜
９００℃で予備焼成し酸化物に転じた化合物すなわち圧
電材料を得る。これをボールミルなどによつて粉砕し粉
末とする。しかる後、この粉末にバインダーとしてトリ
クロールエチレン、テトラクロルエチレンなどの有機溶
媒と共に５〜２０％の有機結合剤を加え数時間均一にな
る様混練する。出来上がつたペースト状圧電材料をドク
ターブレド法、ロール法により所定の厚みに引延し転喋
させる。乾燥された後に高温に耐えうる電極、例えば白
金−パラジユームを塗布し、これを積み重ね、８００〜
１０００１＜９／Ｃｌｔの圧力で強く圧着する。所定の
大きさに切断したものを１１００〜１３００℃で本焼成
しセラミツクにしたのち、最終形状にカロエしたのち、
必要に応じて外部電極を設け分極する。この様な方法に
より作成した圧電変位素子は接合素子本体と電極の接合
部の密着性にすぐれ接着剤を使用しないため熱的にも安
定であるばかりか高温使用にも十分耐え長期間にわたつ
て劣化が少なくなる。
また煩雑な接着工程を不要とするため作業工程を省略す
る事もできる。以下本発明方法を用いた実施例をのべる
。
る事もできる。以下本発明方法を用いた実施例をのべる
。
第１図は二層構造のバイモルフ素子である。
１，１′は圧電素体であり１と１′の間は上記方法によ
り作成した白金−パラジウム電極２となつている。
り作成した白金−パラジウム電極２となつている。
１とＶの接合面とは反対の面は両面ラツプにより所定の
厚さにしたのち例えば普通焼き付け等の方法により銀電
極などの外部電極３，４，５は接合面の電極２から引き
出た電極である。
厚さにしたのち例えば普通焼き付け等の方法により銀電
極などの外部電極３，４，５は接合面の電極２から引き
出た電極である。
この様に電極を設けたのち、例えば１，１′の素体を互
いに逆向に分極する場合は、外部電極３，４を同電位に
し、外部電極３，４と外部電極５の間に電界を印加して
分極する事ができる。また１，Ｖ素体を同一方向に分極
する場合は外部電極３と４の間に電界を印加するかある
いは第１段階として外部電極３と５の間で分極し、第２
段階で外部電極５と４の間で分極しても良い。
いに逆向に分極する場合は、外部電極３，４を同電位に
し、外部電極３，４と外部電極５の間に電界を印加して
分極する事ができる。また１，Ｖ素体を同一方向に分極
する場合は外部電極３と４の間に電界を印加するかある
いは第１段階として外部電極３と５の間で分極し、第２
段階で外部電極５と４の間で分極しても良い。
なお、この様なバイモルフ素子の場合は、面積の大なる
シート状態で作成し焼成後切断により所定の形状にする
事も可能である。また第２図は電歪効果を利用した多重
型圧電素子を示し本発明方法により必要な形状を有する
円板状圧電性セラミツクス素体及び電極を必要枚数重ね
合せ圧着力を加えたのち焼成したもので６ａ〜６ｇは圧
電素子７ａ〜７ｆは接合部であると同時に個々の素体の
電極である。
シート状態で作成し焼成後切断により所定の形状にする
事も可能である。また第２図は電歪効果を利用した多重
型圧電素子を示し本発明方法により必要な形状を有する
円板状圧電性セラミツクス素体及び電極を必要枚数重ね
合せ圧着力を加えたのち焼成したもので６ａ〜６ｇは圧
電素子７ａ〜７ｆは接合部であると同時に個々の素体の
電極である。
この素体の接合プロツクの上下面に外部電極１０，１１
を塗布し、同時に７ａ〜７ｅの電極部の一部に外部引き
出し電極８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｃを塗布し焼き付け法等
により設ける。この場合、外部引き出し電極は接合部そ
れぞれ一つおきに設ける。これにリード端子１２，１３
をそれぞれ接続し、外部電極８ａ〜８ｄを、また９ａ〜
９０を同一端子１４，１５に接続して所定の方法にて分
極を行なう。次に上記第２図の如き多重型圧電素子は本
発明方法により製造した場合及び従来の如く接着剤によ
り得た多重型圧電素子について電圧印加回数に対する圧
電素子の変位を測定し、第３図に示す。
を塗布し、同時に７ａ〜７ｅの電極部の一部に外部引き
出し電極８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｃを塗布し焼き付け法等
により設ける。この場合、外部引き出し電極は接合部そ
れぞれ一つおきに設ける。これにリード端子１２，１３
をそれぞれ接続し、外部電極８ａ〜８ｄを、また９ａ〜
９０を同一端子１４，１５に接続して所定の方法にて分
極を行なう。次に上記第２図の如き多重型圧電素子は本
発明方法により製造した場合及び従来の如く接着剤によ
り得た多重型圧電素子について電圧印加回数に対する圧
電素子の変位を測定し、第３図に示す。
なお多重型圧電素子として直径３０ＴＩＬｍ１厚さ１ｍ
７１Ｌの圧電性セラミツク薄層を３０枚積層したものを
用い各セラミツク薄層に１．５ＫＶ１約５Ｈｚサイクル
の電圧を印加した。また第３図中曲線Ａは本発明方法に
よる場合を、曲線Ｂは接着剤により積層した場合をそれ
ぞれ示す。この結果第３図から明らかな如く本発明方法
によれば多数回の電圧印加においても、圧電素子の変位
を低下させることがないのに対し、従来の如く、接着剤
を用いた場合は変位を吸収し、さらに多数回の電圧印加
により劣化を生じる。以上の如く本発明方法を用いるこ
とにより従来の如く接合のために接着剤を用いるという
煩雑な工程が必要でなく、さらに接合部における変化の
ロスもなく効率の良い多重型圧電素子を容易に得ること
ができる。
７１Ｌの圧電性セラミツク薄層を３０枚積層したものを
用い各セラミツク薄層に１．５ＫＶ１約５Ｈｚサイクル
の電圧を印加した。また第３図中曲線Ａは本発明方法に
よる場合を、曲線Ｂは接着剤により積層した場合をそれ
ぞれ示す。この結果第３図から明らかな如く本発明方法
によれば多数回の電圧印加においても、圧電素子の変位
を低下させることがないのに対し、従来の如く、接着剤
を用いた場合は変位を吸収し、さらに多数回の電圧印加
により劣化を生じる。以上の如く本発明方法を用いるこ
とにより従来の如く接合のために接着剤を用いるという
煩雑な工程が必要でなく、さらに接合部における変化の
ロスもなく効率の良い多重型圧電素子を容易に得ること
ができる。
なお接合枚数が非常に多くなる場合は形状的にも大きく
なるため焼成時の焼成の不均一性等問題になるため、焼
成可能な枚数のプロツクを上記方法で作成し、このプロ
ツクを従来の接合方法で希望の変位用素子を作る事がで
きる。
なるため焼成時の焼成の不均一性等問題になるため、焼
成可能な枚数のプロツクを上記方法で作成し、このプロ
ツクを従来の接合方法で希望の変位用素子を作る事がで
きる。
第１図本発明方法により製造した二層構造のバイモルフ
素子の斜視図及び断面図、第２図本発明方法により製造
した多重型圧電素子の斜視図、第３図は本発明方法によ
り製造した多重型圧電素子の特性例を示す斜視図。 １，１シ・・・・・圧電素子、２，７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄ，７ｅ，７ｆ・・・・・・電極。
素子の斜視図及び断面図、第２図本発明方法により製造
した多重型圧電素子の斜視図、第３図は本発明方法によ
り製造した多重型圧電素子の特性例を示す斜視図。 １，１シ・・・・・圧電素子、２，７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄ，７ｅ，７ｆ・・・・・・電極。
Claims (1)
- １ 原料酸化物を予備焼成して得られた酸化物に転じた
化合物を粉末にしてバインダーを添加し混練したペース
ト状圧電材料を所定厚さの薄層に形成したこの薄層表面
に前記ペースト状圧電材料の焼成温度に耐える材料電極
を設ける第１の工程と、前記電極上に前記ペースト状圧
電材料の薄層を積層した後に圧着し本焼成する第２の工
程とを具備したことを特徴とする多重型圧電変位素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52152354A JPS5932040B2 (ja) | 1977-12-20 | 1977-12-20 | 多重型圧電変位素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52152354A JPS5932040B2 (ja) | 1977-12-20 | 1977-12-20 | 多重型圧電変位素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5484992A JPS5484992A (en) | 1979-07-06 |
| JPS5932040B2 true JPS5932040B2 (ja) | 1984-08-06 |
Family
ID=15538701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52152354A Expired JPS5932040B2 (ja) | 1977-12-20 | 1977-12-20 | 多重型圧電変位素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932040B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6066882A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電変位素子およびその分極方法 |
-
1977
- 1977-12-20 JP JP52152354A patent/JPS5932040B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5484992A (en) | 1979-07-06 |
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