JPS61234580A - 積層型電歪あるいは圧電素子 - Google Patents
積層型電歪あるいは圧電素子Info
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- JPS61234580A JPS61234580A JP60075447A JP7544785A JPS61234580A JP S61234580 A JPS61234580 A JP S61234580A JP 60075447 A JP60075447 A JP 60075447A JP 7544785 A JP7544785 A JP 7544785A JP S61234580 A JPS61234580 A JP S61234580A
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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
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (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、積層型電歪あるいは圧電素子の構造、特に外
部電極の取付けを容易にした積層型電歪あるいは圧電素
子の構造に関するものである。
部電極の取付けを容易にした積層型電歪あるいは圧電素
子の構造に関するものである。
先づ、従来の圧電効果による変位量を利用した積層素子
に基いて説明する。
に基いて説明する。
電歪または圧電効果による変位量を利用する素子として
は２種類のものがある。これらの素子を第６図および第
７図に基いて説明すると、電歪素子１００両端面に設け
た電極５および５′に電圧を印加した場合、第６図の矢
印で示すように電界印加方向に対し直角方向に素子が縮
むものと第７図の矢印で示すように電界印加方向に素子
が延びるものとの２種類のものがある。
は２種類のものがある。これらの素子を第６図および第
７図に基いて説明すると、電歪素子１００両端面に設け
た電極５および５′に電圧を印加した場合、第６図の矢
印で示すように電界印加方向に対し直角方向に素子が縮
むものと第７図の矢印で示すように電界印加方向に素子
が延びるものとの２種類のものがある。
一般に、極板間に印加される電圧が同じ場合、第７図に
示すように電界印加方向に蔦びるもの、即ち縦効果を有
するものが第６図に示す電界印加方向に直角の方向に縮
むもの、即ち横効果を有するものに比し大きな歪率（Δ
ｘ ／ ｘ ）が得られることが知られている。
示すように電界印加方向に蔦びるもの、即ち縦効果を有
するものが第６図に示す電界印加方向に直角の方向に縮
むもの、即ち横効果を有するものに比し大きな歪率（Δ
ｘ ／ ｘ ）が得られることが知られている。
前記縦効果を利用した素子として、縦効果をよシ効果的
に発揮させるため、セラミック薄板上に電極を設け、こ
れを複数枚貼シ合わせて交互に電極からリード線を取シ
出した積層素子が第３回強誘電体応用会議（昭和５．６
年５月２０日〜２２日）において提案されている。この
提案に係る積層素子は、セラミック薄板の厚さが１１も
あるため、積層された電極からリード線を交互に取り出
すのは比較的容易であるが素子の変位に要する印加電圧
が１６００ ＶＤＣ！と極めて大きく、従って使用上極
めて不便である。
に発揮させるため、セラミック薄板上に電極を設け、こ
れを複数枚貼シ合わせて交互に電極からリード線を取シ
出した積層素子が第３回強誘電体応用会議（昭和５．６
年５月２０日〜２２日）において提案されている。この
提案に係る積層素子は、セラミック薄板の厚さが１１も
あるため、積層された電極からリード線を交互に取り出
すのは比較的容易であるが素子の変位に要する印加電圧
が１６００ ＶＤＣ！と極めて大きく、従って使用上極
めて不便である。
このような問題点を解決するため、積層塁セラミックコ
ンデンサーの製造技術を応用して、第８図および第９図
に示すように、内部電極が交互に異なる面に露出した素
子を製造することが考えられる。
ンデンサーの製造技術を応用して、第８図および第９図
に示すように、内部電極が交互に異なる面に露出した素
子を製造することが考えられる。
第８図において、符号１１は磁器、１２゜１２′は内部
電極、１３．１！！’はリード線を示し、第９図は第８
図の矢印方向から見た場合の電極１２と１２′の重なシ
具合を示す図である。
電極、１３．１！！’はリード線を示し、第９図は第８
図の矢印方向から見た場合の電極１２と１２′の重なシ
具合を示す図である。
しかしながら、第８図および第９図に示すような積層コ
ンデンサーの如き構造とした場合には、電圧が印加され
た場合相対する電極の部分が伸びようとしても、相対す
る電極のない部分、即ち第９図にａ部として示す部分は
伸びることが出来ないため、結果として素子の延びをク
ランプしてしまい変位量を減することとなると共に変形
する部分と変形しない部分との境界に応力が集中し、高
電圧を印加した場合あるいは印加をくシ返す場合素子が
機械的に破損するという欠点もある。
ンデンサーの如き構造とした場合には、電圧が印加され
た場合相対する電極の部分が伸びようとしても、相対す
る電極のない部分、即ち第９図にａ部として示す部分は
伸びることが出来ないため、結果として素子の延びをク
ランプしてしまい変位量を減することとなると共に変形
する部分と変形しない部分との境界に応力が集中し、高
電圧を印加した場合あるいは印加をくシ返す場合素子が
機械的に破損するという欠点もある。
このような欠点を無くするためには、第１０図および第
１１図に示すように電歪材料膜（セラミック膜）１と内
部電極２，２′の面積を同じにするのが望ましい。
１１図に示すように電歪材料膜（セラミック膜）１と内
部電極２，２′の面積を同じにするのが望ましい。
なお、第１０図において符号１は電歪材料膜、２．２′
は内部電極、１３．１３’はリード線を示し、第１１図
は第１０図の矢印の方向から見た場合の内部電極２（実
線の斜線を付したもの）と内部電極２′（破線の斜線を
付したもの）との重なシ具合を示す図である。
は内部電極、１３．１３’はリード線を示し、第１１図
は第１０図の矢印の方向から見た場合の内部電極２（実
線の斜線を付したもの）と内部電極２′（破線の斜線を
付したもの）との重なシ具合を示す図である。
しかしながら、電歪材料膜と内部電極の面積を同じにし
た場合において電歪材料膜が薄い場合、第１０図に示す
ように端面に露出している電極から一層おきに電極を取
シ出し外部電極に接続させるためには、あるいはリード
線を接続するためには特別の工夫を必要とする。
た場合において電歪材料膜が薄い場合、第１０図に示す
ように端面に露出している電極から一層おきに電極を取
シ出し外部電極に接続させるためには、あるいはリード
線を接続するためには特別の工夫を必要とする。
すなわち、積層コンデンサーと同様の方法で作られた積
層素子は、隣接する電極間の間隔が数１０μｍないし数
１００７＋ｍであシ、さらに露出している電極の厚さは
僅か数μｍであるため、これらから一層おきに電極（リ
ード線）を取シ出すことは極めて困難である。
層素子は、隣接する電極間の間隔が数１０μｍないし数
１００７＋ｍであシ、さらに露出している電極の厚さは
僅か数μｍであるため、これらから一層おきに電極（リ
ード線）を取シ出すことは極めて困難である。
この電極の取シ出し構造については幾つかの提案がなさ
れている。すなわち、 （１３特開昭５８−１９６０６Ｂ号公報においては、第
１２図に示す如く、内部電極２の露出端部に一層おきに
スクリーン印刷などで絶縁物質層３嶋 ３４′を設け、
その上に導電性物質層を形成して外部電極３５．３５’
を設けることによシ内部電極２を一層おきに外部電極５
５．３５’に接続した電歪効果素子が記載されている。
れている。すなわち、 （１３特開昭５８−１９６０６Ｂ号公報においては、第
１２図に示す如く、内部電極２の露出端部に一層おきに
スクリーン印刷などで絶縁物質層３嶋 ３４′を設け、
その上に導電性物質層を形成して外部電極３５．３５’
を設けることによシ内部電極２を一層おきに外部電極５
５．３５’に接続した電歪効果素子が記載されている。
（２） また、同様の提案がなされているものとして
特開昭５８−１９７＋０７１号公報がある。
特開昭５８−１９７＋０７１号公報がある。
すなわち、該公報には、積層体の内部電極が露出してお
シ、外部電極を取シつける側端面全面に絶縁層となシう
る感光性樹脂の塗膜を形成した後露光およびエツチング
によシ内部電極の露出端の塗膜を一層おきに除去するこ
とにより内部電極の端面を一層おきに露出させ、その上
から導電性物質を塗布して外部電には、第１３図に示す
ように積層体の側面に電比した内部電極（２，２）の端
部に接触する銀ペースト膜３３．３３’を形成し、該金
属膜３３．３３・・・および３３’、 ５５’−・・に
夫々リード線をハンダ付けで接続することによシ内部電
極を一層おきに電気的に接続した電歪効果素子が提案さ
れている。
シ、外部電極を取シつける側端面全面に絶縁層となシう
る感光性樹脂の塗膜を形成した後露光およびエツチング
によシ内部電極の露出端の塗膜を一層おきに除去するこ
とにより内部電極の端面を一層おきに露出させ、その上
から導電性物質を塗布して外部電には、第１３図に示す
ように積層体の側面に電比した内部電極（２，２）の端
部に接触する銀ペースト膜３３．３３’を形成し、該金
属膜３３．３３・・・および３３’、 ５５’−・・に
夫々リード線をハンダ付けで接続することによシ内部電
極を一層おきに電気的に接続した電歪効果素子が提案さ
れている。
しかしながら、上記（１）および（２）の提案の場合に
は内部電極間の間隔が異なったり、積層素子の寸法が異
なる場合、スクリーンのパターンあるいはエツチングの
パターンなどを変更する必要があるなど繁雑となる。ま
た、絶縁剤の塗布あるいは感光材の塗布が確実に行なわ
れない場合、あるいは絶縁剤または感光材の磁器に対す
るぬれが悪い場合には、絶縁不良を起す可能性もある。
は内部電極間の間隔が異なったり、積層素子の寸法が異
なる場合、スクリーンのパターンあるいはエツチングの
パターンなどを変更する必要があるなど繁雑となる。ま
た、絶縁剤の塗布あるいは感光材の塗布が確実に行なわ
れない場合、あるいは絶縁剤または感光材の磁器に対す
るぬれが悪い場合には、絶縁不良を起す可能性もある。
また、（３）の提案の場合、数１００μｍ以下の間隔で
隣接する電極に触れずに銀ペーストを塗布すること、あ
るいはリード線をハンダ付けすることは極めて困難であ
ると考えられる。
隣接する電極に触れずに銀ペーストを塗布すること、あ
るいはリード線をハンダ付けすることは極めて困難であ
ると考えられる。
本発明は、上記の問題点を解決するもので、比較的簡単
な方法で、かつ確実に内部電極を一層おきに接続した積
層素子を提供することを目的とする。
な方法で、かつ確実に内部電極を一層おきに接続した積
層素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記従来技術の問題点を解決すべく鋭意
研究を行った結果本発明をなすに到つたもので、第１図
に基いて本発明を説明すると、内部電極２．２・・・
２Ｚ ２１・・・を有する積層型電歪あるいは圧電素
子において、内部電極が露出した１側面において内部電
極２゜２・・・の端面に電気メッキを施すことにより金
属導電体よりなる凸部３．３・・・を設け、凹部に絶縁
材４．４・・・を満たすことによシ残る内部電極２’、
２’・・・の端部を絶縁し、また、内部電極が露出
した他の一側面においては、上記電気メッキが施されな
かった内部電極２′。
研究を行った結果本発明をなすに到つたもので、第１図
に基いて本発明を説明すると、内部電極２．２・・・
２Ｚ ２１・・・を有する積層型電歪あるいは圧電素
子において、内部電極が露出した１側面において内部電
極２゜２・・・の端面に電気メッキを施すことにより金
属導電体よりなる凸部３．３・・・を設け、凹部に絶縁
材４．４・・・を満たすことによシ残る内部電極２’、
２’・・・の端部を絶縁し、また、内部電極が露出
した他の一側面においては、上記電気メッキが施されな
かった内部電極２′。
２′・・・の端面に電気メッキを施すことにより金属導
電体よりなる凸部３１． ｓＩ・・・を設は凹部に絶
縁材ａ１． ａｌ・・・を満たすことによシ残る内部
電極２，２・・・の端部を絶縁処理し、かつ、各側面に
おける凸部金属導電部が夫々導電体５，５′で接続され
た構造を有する積層型素子である。
電体よりなる凸部３１． ｓＩ・・・を設は凹部に絶
縁材ａ１． ａｌ・・・を満たすことによシ残る内部
電極２，２・・・の端部を絶縁処理し、かつ、各側面に
おける凸部金属導電部が夫々導電体５，５′で接続され
た構造を有する積層型素子である。
つぎに第２図、第３図及び第４図に基いて本発明の積層
素子の製法を説明する。
素子の製法を説明する。
（Ｐｂｏ、ａＢａｏ 、ｚ）ｏ＋５ｔＢｉｏ、ａｓ （
Ｚｒ＠、ｙＴｉｏ、ｓ） Ｏｓで示されるペロプスカイ
ト結晶の粉末を常法により ５０ ＷＸ ６０ ｍ、厚
さ１゛８０μｍの電歪材料薄膜（グリーンシート）１を
形成し第２図に示すパターンでその片面に電極２（２’
）を印刷し、とれをム側とＢ側が一層おきに重なるよう
に積層して加熱圧着する。ついで、積層されたグリーン
ボディの周囲を２．５■ずつ切り落し、長い辺に平行に
１５−間隔で縦に切断した後焼結を行なった。得られた
焼結体は４６１１１１１ＸＩＺＳ■１×１０− であっ
て、第３図に示す如く左右両側面において内部電極が一
層おきに露出した構造となっている。
Ｚｒ＠、ｙＴｉｏ、ｓ） Ｏｓで示されるペロプスカイ
ト結晶の粉末を常法により ５０ ＷＸ ６０ ｍ、厚
さ１゛８０μｍの電歪材料薄膜（グリーンシート）１を
形成し第２図に示すパターンでその片面に電極２（２’
）を印刷し、とれをム側とＢ側が一層おきに重なるよう
に積層して加熱圧着する。ついで、積層されたグリーン
ボディの周囲を２．５■ずつ切り落し、長い辺に平行に
１５−間隔で縦に切断した後焼結を行なった。得られた
焼結体は４６１１１１１ＸＩＺＳ■１×１０− であっ
て、第３図に示す如く左右両側面において内部電極が一
層おきに露出した構造となっている。
この焼結体の、内部電極が一層おきに露出している一つ
の側面（内部電極２．２・・・が露出している側面）全
面に導電性材料６を塗布し、該導電性材料側を陰極とし
て２．２ボルトの電圧を印加しながら２０重量％の硫酸
銅水溶液中に浸漬して１００分間電解メッキを行ったと
ころ、内部電極２．２・・・の露出端部に約６０μｍの
高さで銅が析出した。
の側面（内部電極２．２・・・が露出している側面）全
面に導電性材料６を塗布し、該導電性材料側を陰極とし
て２．２ボルトの電圧を印加しながら２０重量％の硫酸
銅水溶液中に浸漬して１００分間電解メッキを行ったと
ころ、内部電極２．２・・・の露出端部に約６０μｍの
高さで銅が析出した。
ついで、これを長い辺に沿って平行に半分に切断した（
４６−Ｌ×６−ＷＸ１０−′Ｈ）。つぎに第４図に示す
ように正面（上記鋼が析出した側）に絶縁剤４（第１図
参照）を塗布し、ついで右側面全面に導電性材料６′を
塗布した後該導電性材料６′側を陰極として前記と同様
に切断面側の内部電極２１． ２＃・・・の露出端部に
電気メッキを施し、該露出端部に約６０μｍの高さに銅
を析出せしめた後、該析出面に前記と同様絶縁剤４′（
第１図参照）を塗布した。
４６−Ｌ×６−ＷＸ１０−′Ｈ）。つぎに第４図に示す
ように正面（上記鋼が析出した側）に絶縁剤４（第１図
参照）を塗布し、ついで右側面全面に導電性材料６′を
塗布した後該導電性材料６′側を陰極として前記と同様
に切断面側の内部電極２１． ２＃・・・の露出端部に
電気メッキを施し、該露出端部に約６０μｍの高さに銅
を析出せしめた後、該析出面に前記と同様絶縁剤４′（
第１図参照）を塗布した。
ついで、一層おきにメッキされた夫々の面が露出するよ
うに絶縁剤を研削して導電材料を塗布して外部電極ｓ、
ｓ’（第１図参照）を形成せしめた後長い辺と直角の方
向に所定の長さに切断することによシ、第１図に示すよ
うな本発明の積層素子が得られた。
うに絶縁剤を研削して導電材料を塗布して外部電極ｓ、
ｓ’（第１図参照）を形成せしめた後長い辺と直角の方
向に所定の長さに切断することによシ、第１図に示すよ
うな本発明の積層素子が得られた。
なお、上記製法においては内部電極２，２・・・・の露
出端部に銅を析出させた後、長い辺に沿って平行に半分
（切断し、ついで第４図に示す正面に絶縁剤４（第１図
参照）を塗布した後右側面に導電性材料６′を塗布し、
ついで該導電性材料６′側を陰極として前記と同様に切
断面側の内部電極２１． ２′−・・の露出端部に電気
メッキを施す方法について説明したが、第３図に示す積
層素子の正面部のみを電解液に浸してメッキを施し、つ
いで長い辺に沿って平行に半分に切断することなく導電
性材料６′を塗布し、該６′を陰極として第４図に示す
素子の裏面のみを電解液に浸してメッキを施すことによ
り、夫々の面において交互に露出した内部電極端面に、
上記製造例と同様メッキの施された凸部を形成すること
もできる。
出端部に銅を析出させた後、長い辺に沿って平行に半分
（切断し、ついで第４図に示す正面に絶縁剤４（第１図
参照）を塗布した後右側面に導電性材料６′を塗布し、
ついで該導電性材料６′側を陰極として前記と同様に切
断面側の内部電極２１． ２′−・・の露出端部に電気
メッキを施す方法について説明したが、第３図に示す積
層素子の正面部のみを電解液に浸してメッキを施し、つ
いで長い辺に沿って平行に半分に切断することなく導電
性材料６′を塗布し、該６′を陰極として第４図に示す
素子の裏面のみを電解液に浸してメッキを施すことによ
り、夫々の面において交互に露出した内部電極端面に、
上記製造例と同様メッキの施された凸部を形成すること
もできる。
なお、前記実施例においては、グリーンシート１の全周
面に電極を塗布しないようなパターンで電極を印刷した
電歪材料膜を積層する例について説明したが、第５図に
示すように例えばム端面のみに一定の巾で電極２（２’
）が印刷されていないグリーン７−トを積層してグリー
ンボディを作ってもよいのは勿論のことである。
面に電極を塗布しないようなパターンで電極を印刷した
電歪材料膜を積層する例について説明したが、第５図に
示すように例えばム端面のみに一定の巾で電極２（２’
）が印刷されていないグリーン７−トを積層してグリー
ンボディを作ってもよいのは勿論のことである。
本発明によれば、内部電極端面に一層おきに外部電極と
接続するための、セラミック面よシ５０〜１００μｍだ
け突出したメッキ層を容易Ｋかつ内部電極露出端に強固
に付着させることができ、また、該メッキ層の間に絶縁
層を設けるのも容易であシ、従って外部電極あるいはリ
ード線との接続も容易に行いうる。また、電解メッキに
よシ凸部を設けるので、電極の間隔あるいは素子の寸法
が変っても全く問題がない。
接続するための、セラミック面よシ５０〜１００μｍだ
け突出したメッキ層を容易Ｋかつ内部電極露出端に強固
に付着させることができ、また、該メッキ層の間に絶縁
層を設けるのも容易であシ、従って外部電極あるいはリ
ード線との接続も容易に行いうる。また、電解メッキに
よシ凸部を設けるので、電極の間隔あるいは素子の寸法
が変っても全く問題がない。
第１図は本発明の積層素子の構造を説明するための縦断
面図、第２図、第３図、第４図および第５図は夫々本発
明の積層素子の製法を説明するためのグリーンシート及
びグリーンボディの概略図、第６図および第７図は電歪
素子の作用を説明するための概略図、第８図、第９図。 第１０図および第１１図は電歪または圧電素子の構造を
説明するための概略図、第１２図および第１３図は従来
の内部電極からの外部電極ないしリード線の取シ付は方
法を説明するた楡の図面である。
面図、第２図、第３図、第４図および第５図は夫々本発
明の積層素子の製法を説明するためのグリーンシート及
びグリーンボディの概略図、第６図および第７図は電歪
素子の作用を説明するための概略図、第８図、第９図。 第１０図および第１１図は電歪または圧電素子の構造を
説明するための概略図、第１２図および第１３図は従来
の内部電極からの外部電極ないしリード線の取シ付は方
法を説明するた楡の図面である。
Claims (1)
- １、内部電極を有する積層型電歪あるいは圧電素子にお
いて、内部電極が露出した一側面において内部電極の端
面に一層おきに電気メッキを施すことにより金属導電体
よりなる凸部を設け、また、他の一側面においては上記
電気メッキが施されなかつた内部電極板の端面に一層お
きに電気メッキを施すことにより金属導電体よりなる凸
部を設け、且つ、凸部を設けた両側面の凹部に絶縁材を
満たすと共に夫々の側の凸部金属導電部を導電体で接続
してなる積層型素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075447A JPS61234580A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 積層型電歪あるいは圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075447A JPS61234580A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 積層型電歪あるいは圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234580A true JPS61234580A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13576518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075447A Pending JPS61234580A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 積層型電歪あるいは圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234580A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63166279A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Olympus Optical Co Ltd | 圧電バイモルフおよびその製造方法 |
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Citations (1)
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| JPS60196981A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-05 | Nec Corp | 電歪効果素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60075447A patent/JPS61234580A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60196981A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-05 | Nec Corp | 電歪効果素子の製造方法 |
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