JPS61102078A - 積層圧電素子 - Google Patents
積層圧電素子Info
- Publication number
- JPS61102078A JPS61102078A JP59224692A JP22469284A JPS61102078A JP S61102078 A JPS61102078 A JP S61102078A JP 59224692 A JP59224692 A JP 59224692A JP 22469284 A JP22469284 A JP 22469284A JP S61102078 A JPS61102078 A JP S61102078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal electrode
- laminated
- exposed
- electrode plates
- insulating material
- 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
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
-
- 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
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、縦効果を利用した積層圧電素子の構造に関す
る。
る。
（従来技術）
圧電効果の大きな材料を用いて第４図に示すような積層
チップコンデンサ構造の素子を構成すると、低電圧で大
きな歪を生ずる圧電素子が得られる。すなわち、第４図
（ａ ）に示すように、圧電材料からなる膜または薄板
１の間に正の内部電極板２．負の内部電極板２′を交互
に挾んで積層し、内部電極板２，２′をそれぞれ外部電
極３．３′に接続した構造である。しかし、上述の従来
の圧電効果素子は、同図（ｂ）の平面図から理解される
ように、内部電極板２と２′との重なり部分が素子面の
全面積より小となり、周辺部分では両電極は重なってい
ない。従って、外部電極３，３′間に電圧を印加すると
上記電極の重なり部分のみ電界強度が強くなり、周辺部
分の電界強度は弱い。
チップコンデンサ構造の素子を構成すると、低電圧で大
きな歪を生ずる圧電素子が得られる。すなわち、第４図
（ａ ）に示すように、圧電材料からなる膜または薄板
１の間に正の内部電極板２．負の内部電極板２′を交互
に挾んで積層し、内部電極板２，２′をそれぞれ外部電
極３．３′に接続した構造である。しかし、上述の従来
の圧電効果素子は、同図（ｂ）の平面図から理解される
ように、内部電極板２と２′との重なり部分が素子面の
全面積より小となり、周辺部分では両電極は重なってい
ない。従って、外部電極３，３′間に電圧を印加すると
上記電極の重なり部分のみ電界強度が強くなり、周辺部
分の電界強度は弱い。
このため素子周辺部分は変形しないばかりでなく、素子
全体の変形を阻害し材料固有の歪量を得ることができな
いという欠点がある。さらに、変形する部分と、変形し
ない部分との境界に応力集中が起こり、高電圧印加、く
り返し印加または長時間印加等により機械的に素子が破
壊するという欠点もある。
全体の変形を阻害し材料固有の歪量を得ることができな
いという欠点がある。さらに、変形する部分と、変形し
ない部分との境界に応力集中が起こり、高電圧印加、く
り返し印加または長時間印加等により機械的に素子が破
壊するという欠点もある。
（発明が解決しようとする問題点）
上述の欠点を改良するため、例えば特開昭５８−１９６
０６８号公報で示される電歪効果素子の構造を基にして
、第５図（ａ）、（ｂ）に示すような構造にすることが
考えられる。すなわち、同図（ａ ＞に示すように、内
部電極板２，２′を圧電材料の膜（または薄板）１の全
面に交互に形成して積層し、複数の内部電極板２の端部
を相互に接続して外部端部Ａに接続し、複数の内部電極
板２′は外部端子Ｂに接続した構造である。従って同図
（ｂ ）に示すように内部電極板２ｔ３よび２′は素子
全面に形成されているので、電極端子Ａ、Ｂ間に電圧を
印加すると、圧電材料の膜１内の電界分布が一様となり
、素子は均一に変形し、応力集中も起こらない。すなわ
ち、素子はほぼ材料固有の変形層を示しかつ破壊しにく
くなる。しかし、この方式の場合には内部電極板２，２
′が接近しているので、内部電極板２相互間および内部
電極板２′相互間を電気的に接続し、かつ内部電極板２
および２′間の全面を電気的に絶縁することは非常に難
しく、信頼性が低くなるという問題がある。
０６８号公報で示される電歪効果素子の構造を基にして
、第５図（ａ）、（ｂ）に示すような構造にすることが
考えられる。すなわち、同図（ａ ＞に示すように、内
部電極板２，２′を圧電材料の膜（または薄板）１の全
面に交互に形成して積層し、複数の内部電極板２の端部
を相互に接続して外部端部Ａに接続し、複数の内部電極
板２′は外部端子Ｂに接続した構造である。従って同図
（ｂ ）に示すように内部電極板２ｔ３よび２′は素子
全面に形成されているので、電極端子Ａ、Ｂ間に電圧を
印加すると、圧電材料の膜１内の電界分布が一様となり
、素子は均一に変形し、応力集中も起こらない。すなわ
ち、素子はほぼ材料固有の変形層を示しかつ破壊しにく
くなる。しかし、この方式の場合には内部電極板２，２
′が接近しているので、内部電極板２相互間および内部
電極板２′相互間を電気的に接続し、かつ内部電極板２
および２′間の全面を電気的に絶縁することは非常に難
しく、信頼性が低くなるという問題がある。
すなわち、上記従来技術では、側面電極部が露出してお
り、一層ごとに電極部全体を絶縁する方法であり、絶縁
物塗布時において、位置ずれ、ピンホール等で完全に絶
縁することは困難である。
り、一層ごとに電極部全体を絶縁する方法であり、絶縁
物塗布時において、位置ずれ、ピンホール等で完全に絶
縁することは困難である。
本発明の目的は、上述の事情に鑑み、素子全面に形成さ
れた内部電極板を交互に容易かつ信頼性高く安定に外部
電極板に接続することが可能な圧電効果素子の構造を提
案することにある。
れた内部電極板を交互に容易かつ信頼性高く安定に外部
電極板に接続することが可能な圧電効果素子の構造を提
案することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、表面の全域に内部電極板が形成された同一寸
法の圧電材料の膜または薄板を複数枚積層して側面に前
記内部電極板の端面を露出させた積層チップコンデンサ
型圧電効果素子を形成し、その２つの側面において、全
面に絶縁物質を塗布し、絶縁物質層を形成し、そのうち
１つの側面の一部を１１！おぎに、電極部が露出するよ
うに加工をし、他の一側面においては、上記露出化加工
をしなかった方の内部電極部が露出するまで切りこみを
入れた後それぞれの面において内部電極部まで浸透する
ように導電物質を塗布し、導電物質層が形成されたこと
を特徴とする。本発明によると、絶縁部は全面的に絶縁
されているとともに、導通すべき点は電極の一部分だけ
で導通が確保されれば積層圧電素子として充分に機能す
ることになり、従来例に比べて信頼性は飛躍的に向上で
きる。
法の圧電材料の膜または薄板を複数枚積層して側面に前
記内部電極板の端面を露出させた積層チップコンデンサ
型圧電効果素子を形成し、その２つの側面において、全
面に絶縁物質を塗布し、絶縁物質層を形成し、そのうち
１つの側面の一部を１１！おぎに、電極部が露出するよ
うに加工をし、他の一側面においては、上記露出化加工
をしなかった方の内部電極部が露出するまで切りこみを
入れた後それぞれの面において内部電極部まで浸透する
ように導電物質を塗布し、導電物質層が形成されたこと
を特徴とする。本発明によると、絶縁部は全面的に絶縁
されているとともに、導通すべき点は電極の一部分だけ
で導通が確保されれば積層圧電素子として充分に機能す
ることになり、従来例に比べて信頼性は飛躍的に向上で
きる。
また、本発明によれば、全面に絶縁物を塗布後、目的と
する電極部の一部のみを露出させるため、絶縁の信頼性
が高（、また、その上に導電物質を一面に塗布するため
導通の信頼性も高いことは″明らかである。
する電極部の一部のみを露出させるため、絶縁の信頼性
が高（、また、その上に導電物質を一面に塗布するため
導通の信頼性も高いことは″明らかである。
（実施例）
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。すな
わち、Ｐｂ （Ｚｒ 、Ｔｉ ）０３ｔｒ主成分とす
る圧電材の予焼粉末に微ｍの有機バインダーを添加し、
これを有機溶媒中に分散されたスラリーを準備し、該ス
ラリーをドクターブレード法により、所定の厚みに引延
ばし圧電材料膜３１を形成する。該圧電材料膜３１の表
面にパラジウムペーストをスクリーン印刷して、内部電
極板３２を形成する。上記内部電極板３２が形成された
圧電材料膜を所定の枚数積層し、熱プレスにより一体化
した後約１２５０℃の温度で焼結すれば、圧電材料膜３
１と内部電極板３２の積層体が得られる。
わち、Ｐｂ （Ｚｒ 、Ｔｉ ）０３ｔｒ主成分とす
る圧電材の予焼粉末に微ｍの有機バインダーを添加し、
これを有機溶媒中に分散されたスラリーを準備し、該ス
ラリーをドクターブレード法により、所定の厚みに引延
ばし圧電材料膜３１を形成する。該圧電材料膜３１の表
面にパラジウムペーストをスクリーン印刷して、内部電
極板３２を形成する。上記内部電極板３２が形成された
圧電材料膜を所定の枚数積層し、熱プレスにより一体化
した後約１２５０℃の温度で焼結すれば、圧電材料膜３
１と内部電極板３２の積層体が得られる。
該積層体の側面を所要寸法に切断し、図中左右両側面に
絶縁物質３３．３３’ を塗布した後、左側面の絶縁物
質３３の一部を１層おきに電極部が露出するように加工
し、図中右側面の絶縁物質３３′の一部を同様に１層お
きにかつ左側面部で露出させていない電極部の露出加工
を行う。そして、両側面に内部電極部まで浸透するよう
に導電物質を塗布し、導電物質層を形成し、外部電極３
４゜３４′とする。該外部電極はそれぞれ一層おきの内
部電極３２に接続される。
絶縁物質３３．３３’ を塗布した後、左側面の絶縁物
質３３の一部を１層おきに電極部が露出するように加工
し、図中右側面の絶縁物質３３′の一部を同様に１層お
きにかつ左側面部で露出させていない電極部の露出加工
を行う。そして、両側面に内部電極部まで浸透するよう
に導電物質を塗布し、導電物質層を形成し、外部電極３
４゜３４′とする。該外部電極はそれぞれ一層おきの内
部電極３２に接続される。
上述のように形成された圧電素子において、内部電極板
３２は電歪材料膜３１の全面に形成されているため電歪
材料膜３１に均一な電界強度を与えることができるため
、応力集中を起こさず破壊の恐れがない。また、素子全
体の伸びは、圧電材料固有の変形量に応じ、従来のよう
に周辺部の無電界部分による伸びの妨害作用はない。
３２は電歪材料膜３１の全面に形成されているため電歪
材料膜３１に均一な電界強度を与えることができるため
、応力集中を起こさず破壊の恐れがない。また、素子全
体の伸びは、圧電材料固有の変形量に応じ、従来のよう
に周辺部の無電界部分による伸びの妨害作用はない。
第４図に、素子の電極端子３，３′間及び３４゜３４′
間に直流電圧を印加して素子の長さ方向の変位量の測定
結果を示す。第２図から明らかなように、同一電圧（電
界強度）に対して、本発明の構造の圧電素子は第４図に
示す従来の１層構造の素子と比較して変位量が２〜３倍
大きいことがわかる。
間に直流電圧を印加して素子の長さ方向の変位量の測定
結果を示す。第２図から明らかなように、同一電圧（電
界強度）に対して、本発明の構造の圧電素子は第４図に
示す従来の１層構造の素子と比較して変位量が２〜３倍
大きいことがわかる。
第３図に上述の２種類の素子に最高電圧２００Ｖ 。
パルス幅１１Ｓの正弦波電圧パルスを繰り返し、連続的
に印加して素子の寿命試験を行った結果を示す。
に印加して素子の寿命試験を行った結果を示す。
従来構造の素子は最大変位量が５μｍで、かつ約２５，
０００回程度の繰り返し印加パルスに対して素子は破壊
した。これに対して本発明溝造の素子は変位が１５μｍ
で、１億回の繰り返し電圧パルスの印加に対しても破壊
しなかった。
０００回程度の繰り返し印加パルスに対して素子は破壊
した。これに対して本発明溝造の素子は変位が１５μｍ
で、１億回の繰り返し電圧パルスの印加に対しても破壊
しなかった。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明圧電素子と従来素子の電圧と変位の関係を示す図、第
３図は本発明圧電素子と従来素子の繰り返し電圧パルス
印加による寿命を示す図、第４図（ａ ）及び（ｂ）は
従来の積層チップコンデンサ型圧電素子の一例を示す断
面図および平面図、第５図（ａ）、（ｂ）は内部電極板
を素子全体に形成した構造の積層型圧電素子を示す断面
図および平面図、である。 １．３１ ：圧電材料、２．２’ 、３２：内部電極、
３．３’ 、３４．３４’ ：外部電極。 矛ｌ薗 電圧 （Ｖ、） オ乙鴇 嘴つＥパンレスの卯灯口数（ビＤ 才３簡 ｌ 才４都 ２（ど′） 才５躯
明圧電素子と従来素子の電圧と変位の関係を示す図、第
３図は本発明圧電素子と従来素子の繰り返し電圧パルス
印加による寿命を示す図、第４図（ａ ）及び（ｂ）は
従来の積層チップコンデンサ型圧電素子の一例を示す断
面図および平面図、第５図（ａ）、（ｂ）は内部電極板
を素子全体に形成した構造の積層型圧電素子を示す断面
図および平面図、である。 １．３１ ：圧電材料、２．２’ 、３２：内部電極、
３．３’ 、３４．３４’ ：外部電極。 矛ｌ薗 電圧 （Ｖ、） オ乙鴇 嘴つＥパンレスの卯灯口数（ビＤ 才３簡 ｌ 才４都 ２（ど′） 才５躯
Claims (1)
- 表面の全域に内部電極板が形成された同一寸法の圧電
材料の薄板又は膜を複数枚積層して側面に前記内部電極
板の端面を露出させた積層圧電素子を形成し、少なくと
もその２つの側面の全面に絶縁物質を塗布して、絶縁物
質層を形成し、そのうち１つの側面の一部を１層おきに
内部電極板が露出するように加工をし、他の一側面にお
いては上記露出化加工をしなかつた方の内部電極板が露
出するまで加工し、それぞれの面において内部電極板ま
で浸透するように導電物質が塗布され導電物質層が形成
されてなることを特徴とする積層圧電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224692A JPS61102078A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 積層圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224692A JPS61102078A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 積層圧電素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4345787A Division JPH05259524A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 積層型圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102078A true JPS61102078A (ja) | 1986-05-20 |
Family
ID=16817739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59224692A Pending JPS61102078A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 積層圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61102078A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63180929A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Nec Corp | 光位相制御器 |
| JPH05259524A (ja) * | 1992-12-25 | 1993-10-08 | Hitachi Metals Ltd | 積層型圧電素子 |
| JP2003043518A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品、部品実装装置、及び部品実装方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4978171A (ja) * | 1972-12-06 | 1974-07-27 | ||
| JPS58196071A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPS59175176A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Nec Corp | 電歪効果素子の製造方法 |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59224692A patent/JPS61102078A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4978171A (ja) * | 1972-12-06 | 1974-07-27 | ||
| JPS58196071A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPS59175176A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Nec Corp | 電歪効果素子の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63180929A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Nec Corp | 光位相制御器 |
| JPH05259524A (ja) * | 1992-12-25 | 1993-10-08 | Hitachi Metals Ltd | 積層型圧電素子 |
| JP2003043518A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品、部品実装装置、及び部品実装方法 |
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