JPS62133777A - 積層型圧電素子およびその製造方法 - Google Patents
積層型圧電素子およびその製造方法Info
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- JPS62133777A JPS62133777A JP60274207A JP27420785A JPS62133777A JP S62133777 A JPS62133777 A JP S62133777A JP 60274207 A JP60274207 A JP 60274207A JP 27420785 A JP27420785 A JP 27420785A JP S62133777 A JPS62133777 A JP S62133777A
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- piezoelectric
- piezoelectric element
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- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
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- H10N30/872—Connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. external electrodes
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- H—ELECTRICITY
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- 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
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、圧電体の薄板または膜を内部電極と交互に複
数枚積層して構成された積層型圧電素子に関するもので
ある。
数枚積層して構成された積層型圧電素子に関するもので
ある。
圧電体が電圧を印加することによって変位することは良
く知られていることであり、この特性を利用した変位素
子は従来からアクチュエータ等の用途に広く実用されて
いる。変位素子として、より優れた機能、すなわち、よ
り大きな変位量を得るためには、圧電体を複数個積層し
てその変位量を大きくすることが考えられる。しかしな
がら、圧電体を複数個積層し、それらの圧電体を直列接
続したものに電圧を印加して大きな変位量を得ようとす
る方式は、非常に高い電圧を印加する必要があるので、
実用的でない。
く知られていることであり、この特性を利用した変位素
子は従来からアクチュエータ等の用途に広く実用されて
いる。変位素子として、より優れた機能、すなわち、よ
り大きな変位量を得るためには、圧電体を複数個積層し
てその変位量を大きくすることが考えられる。しかしな
がら、圧電体を複数個積層し、それらの圧電体を直列接
続したものに電圧を印加して大きな変位量を得ようとす
る方式は、非常に高い電圧を印加する必要があるので、
実用的でない。
このため、積層セラミックコンデンサの製造技術を応用
することによって、多数の内部電極を圧電体の内部に層
状に埋め込み、各内部電極が外部電極と一層おきに電気
的に接続されている構造の圧電積層体が提案されている
。しかしながら、上記構成のものを変位素子とした場合
には、」−下の層で内部電極が交互に存在していないよ
うな所謂圧電的に不活性の部分が存在するために、素子
に電圧を印加して繰り返し作動させた場合には、変位分
布が不均一になりやすいという問題があった。
することによって、多数の内部電極を圧電体の内部に層
状に埋め込み、各内部電極が外部電極と一層おきに電気
的に接続されている構造の圧電積層体が提案されている
。しかしながら、上記構成のものを変位素子とした場合
には、」−下の層で内部電極が交互に存在していないよ
うな所謂圧電的に不活性の部分が存在するために、素子
に電圧を印加して繰り返し作動させた場合には、変位分
布が不均一になりやすいという問題があった。
特に、活性部分と不活性部分との境界においては、大き
な歪みが発生し、場合によっては素子が破壊してしまう
という恐れもあった。
な歪みが発生し、場合によっては素子が破壊してしまう
という恐れもあった。
このため、最近、圧電材料と内部電極とを交互に積層し
てなる積層型圧電素子において、内部電極の全ての端部
を圧電材料側面に露出させた構造の素子が提案されてい
る（例えば、特開昭５８−１９６０７４号公報、特開昭
５９−２３１８８４号公報、特開昭６０−１２８６８３
号公報等）。
てなる積層型圧電素子において、内部電極の全ての端部
を圧電材料側面に露出させた構造の素子が提案されてい
る（例えば、特開昭５８−１９６０７４号公報、特開昭
５９−２３１８８４号公報、特開昭６０−１２８６８３
号公報等）。
第５図は、このような構造の積層型圧電素子の概略構成
を示す外観図である。図において、１は薄板状または膜
状の圧電材料であり、内部電極２と交互に積層されてい
る。内部電極２は、素子の積層方向に垂直な断面積と実
質的に同じ形状面積を有する薄板または膜からなり、そ
の端面部は素子側面に露出している。この内部電極２は
、図に示すように、素子の相隣り合う２つの側面でワイ
ヤー３，４によって夫々一層おきに接続され、外部電極
端子Ａ、Ｂに接続されている。
を示す外観図である。図において、１は薄板状または膜
状の圧電材料であり、内部電極２と交互に積層されてい
る。内部電極２は、素子の積層方向に垂直な断面積と実
質的に同じ形状面積を有する薄板または膜からなり、そ
の端面部は素子側面に露出している。この内部電極２は
、図に示すように、素子の相隣り合う２つの側面でワイ
ヤー３，４によって夫々一層おきに接続され、外部電極
端子Ａ、Ｂに接続されている。
上記構成の積層型圧電素子の場合には、外部電極端子Ａ
、Ｂに電圧を印加すると、圧電材料には実質的に不活性
部分が存在しないため均一に変形し、材料固有の大きな
変位を得ることが出来る。
、Ｂに電圧を印加すると、圧電材料には実質的に不活性
部分が存在しないため均一に変形し、材料固有の大きな
変位を得ることが出来る。
しかしながら、」１記従来提案されている構造の積層型
圧電素子は、いずれも、外部電極を取り出すために相対
向する側面あるいは相隣る側面など２つ以上の側面を用
いて内部電極が一層おきに接続されており、このため、
配線のための空間を多く必要とするなど、近年、特に強
く要求されている素子の小型化という観点からは必ずし
も満足できるものではなかった。
圧電素子は、いずれも、外部電極を取り出すために相対
向する側面あるいは相隣る側面など２つ以上の側面を用
いて内部電極が一層おきに接続されており、このため、
配線のための空間を多く必要とするなど、近年、特に強
く要求されている素子の小型化という観点からは必ずし
も満足できるものではなかった。
３一
本発明は、」二記実情に鑑み成されたものであり、配線
に必要な空間を減少させ、より小型化が可能な構造の積
層型圧電素子を提供することを目的とするものである。
に必要な空間を減少させ、より小型化が可能な構造の積
層型圧電素子を提供することを目的とするものである。
」１記目的を達成するために本発明は、少なくとも一方
の表面の全域に内部電極が形成された圧電材料の薄板ま
たは膜を複数枚積層した積層型圧電素子において、前記
内部電極と夫々一層おきに電気的に接続され且つ相互に
絶縁された一対の外部電極を素子の一側面にのみ設けた
ことを特徴とするものである。
の表面の全域に内部電極が形成された圧電材料の薄板ま
たは膜を複数枚積層した積層型圧電素子において、前記
内部電極と夫々一層おきに電気的に接続され且つ相互に
絶縁された一対の外部電極を素子の一側面にのみ設けた
ことを特徴とするものである。
一ヒ記構成の本発明積層型圧電素子は、薄板状または膜
状圧電月料の片面全域または両側表面の全域に内部電極
を形成し、これを複数枚積層することにより圧電材料と
内部電極とが交互に積層された構造の積層型圧電素子と
なし、次いで該素子の一側面のみに各層の内部電極が所
定のパターンで露出するように絶縁物質層を形成した後
、更に、夫々が一層おきの内部電極に接続され且つ互い
に絶縁された二つの外部電極を構成するように導電物質
層を設けることにより製造されることを特徴とするもの
である。
状圧電月料の片面全域または両側表面の全域に内部電極
を形成し、これを複数枚積層することにより圧電材料と
内部電極とが交互に積層された構造の積層型圧電素子と
なし、次いで該素子の一側面のみに各層の内部電極が所
定のパターンで露出するように絶縁物質層を形成した後
、更に、夫々が一層おきの内部電極に接続され且つ互い
に絶縁された二つの外部電極を構成するように導電物質
層を設けることにより製造されることを特徴とするもの
である。
以下、本発明を実施例に基づいて、より詳細に説明する
。
。
（実施例１）
第１図は、本発明による積層型圧電素子の一実施例を示
す概略構成説明用外観図である。
す概略構成説明用外観図である。
Ｐ ｂ （Ｚ ｒ 、 Ｔ ｉ ） ０３を主成分とす
る圧電材料の仮焼粉末に微量の有機バインダーを添加し
、これを有機溶媒中に分散させてスラリーを準備し、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き
延ばして薄板状の圧電材料１を作製した。次いで、この
圧電材料１の片側表面に白金ペーストをスクリーン印刷
して、内部電極２を形成した。
る圧電材料の仮焼粉末に微量の有機バインダーを添加し
、これを有機溶媒中に分散させてスラリーを準備し、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き
延ばして薄板状の圧電材料１を作製した。次いで、この
圧電材料１の片側表面に白金ペーストをスクリーン印刷
して、内部電極２を形成した。
この内部電極２が形成された圧電材料１を所定の枚数積
層し、熱プレスにより一体化した後、約１２５０’Ｃの
温度で焼結して、圧電材料１−と内部電極２とが交互に
積層された圧電体を得た。
層し、熱プレスにより一体化した後、約１２５０’Ｃの
温度で焼結して、圧電材料１−と内部電極２とが交互に
積層された圧電体を得た。
次に、得られた積層圧電体の側面を所定寸法に切断し、
仕上げ加工してから、素子の一側面のみにおいてワイヤ
ー３および４を夫々一層おきに内部電極２にハンダ付け
し、第１図に示すような一対の外部電極ＡおよびＢを有
する積層型圧電素子を作製した。
仕上げ加工してから、素子の一側面のみにおいてワイヤ
ー３および４を夫々一層おきに内部電極２にハンダ付け
し、第１図に示すような一対の外部電極ＡおよびＢを有
する積層型圧電素子を作製した。
上述のようにして作製された本発明積層型圧電素子にお
いては、外部電極が２つとも素子の一側面のみから取り
出されているため、小型化が可能となる。例えば、素子
の占有が許される断面が長方形の場合には、従来のもの
に比べて、配線のための空間は２分の１で充分であった
。
いては、外部電極が２つとも素子の一側面のみから取り
出されているため、小型化が可能となる。例えば、素子
の占有が許される断面が長方形の場合には、従来のもの
に比べて、配線のための空間は２分の１で充分であった
。
（実施例２）
第２図は、本発明の他の実施例を示す概略構成説明用外
観図である。図において、１は薄板状の圧電材料であり
、内部電極２と交互しこ複数枚積層されて圧電素子を構
成している。５は、この素子の一側面に設けられた絶縁
層であり、該絶縁層５の上には溝６により電気的に絶縁
された一対の外部電極７が形成されているものである。
観図である。図において、１は薄板状の圧電材料であり
、内部電極２と交互しこ複数枚積層されて圧電素子を構
成している。５は、この素子の一側面に設けられた絶縁
層であり、該絶縁層５の上には溝６により電気的に絶縁
された一対の外部電極７が形成されているものである。
第３図は、第２図に示した構造の積層型圧電素子を製造
する方法についての概略説明図である。
する方法についての概略説明図である。
まず、実施例１と同様にして、圧電材料１と内部電極２
とが交互に複数積層された素子を作製し、次いで、得ら
れた積層体の一側面しこのみエポキシ樹脂を塗布して絶
縁物質層５を形成した。次に、第３図（ａ）に示すよう
に、各層の内部電極の端面が露出するような孔８を絶縁
物質層５に穿設した。
とが交互に複数積層された素子を作製し、次いで、得ら
れた積層体の一側面しこのみエポキシ樹脂を塗布して絶
縁物質層５を形成した。次に、第３図（ａ）に示すよう
に、各層の内部電極の端面が露出するような孔８を絶縁
物質層５に穿設した。
このとき、孔８は、予め定められたパターンに従い複数
個穿設加工した。次いで、該孔８を通じて内部電極の端
面に接するように前記絶縁物質層の上に銀ペーストを塗
布し、第３図（ｂ）に示すような導電物質層９を形成し
た。次に、第３図（ｃ）に示すように、この導電物質層
９に前記絶縁物質層にまで達する溝６を形成して該導電
物質層を２分割し、それぞれが一層おきの内部電極しこ
接続され且つ互いに絶縁されている一対の外部電極７，
７を形成した。
個穿設加工した。次いで、該孔８を通じて内部電極の端
面に接するように前記絶縁物質層の上に銀ペーストを塗
布し、第３図（ｂ）に示すような導電物質層９を形成し
た。次に、第３図（ｃ）に示すように、この導電物質層
９に前記絶縁物質層にまで達する溝６を形成して該導電
物質層を２分割し、それぞれが一層おきの内部電極しこ
接続され且つ互いに絶縁されている一対の外部電極７，
７を形成した。
本実施例による積層型圧電素子は、実施例１のものに比
べて内部電極と外部電極との接触部分が強固に接合され
るため、繰り返して作動させても剥離等の事故が発生す
ることがなく極めて長寿命の素子が実現出来た。
べて内部電極と外部電極との接触部分が強固に接合され
るため、繰り返して作動させても剥離等の事故が発生す
ることがなく極めて長寿命の素子が実現出来た。
（実施例３）
第４図は、本発明の更に他の実施例を示す概略構成説明
用外観図である。本実施例による積層型圧電素子は、ま
ず、実施例１と同様にして、圧電材料１と内部電極２と
が交互に複数積層された素子を作製し、次いで、得られ
た積層体の一側面にのみパターン印刷により絶縁物質層
５を形成し、さらに、その上に破線で示すように一対の
外部電極７をパターン印刷して作製されたものである。
用外観図である。本実施例による積層型圧電素子は、ま
ず、実施例１と同様にして、圧電材料１と内部電極２と
が交互に複数積層された素子を作製し、次いで、得られ
た積層体の一側面にのみパターン印刷により絶縁物質層
５を形成し、さらに、その上に破線で示すように一対の
外部電極７をパターン印刷して作製されたものである。
本実施例によるものは、実施例２に述べたものに比べて
、孔あけ加工等の処理が不要であり、また、必要最小部
分のみに絶縁物質層等を形成しているだけであるため、
絶縁物質層等による圧電縦効果への影響が極めて小さく
なり、より優れた効果が得られる利点がある。
、孔あけ加工等の処理が不要であり、また、必要最小部
分のみに絶縁物質層等を形成しているだけであるため、
絶縁物質層等による圧電縦効果への影響が極めて小さく
なり、より優れた効果が得られる利点がある。
上述したように、本発明による積層型圧電素子＝８−
は、２つの外部電極がいずれも素子の一側面からのみ取
り出されているため、実装時における配線のための空間
が大幅に減少するという利点がある。
り出されているため、実装時における配線のための空間
が大幅に減少するという利点がある。
特に、複数個の積層型圧電素子を並列に配設してより大
きな駆動力を得ようとする場合等において、その／Ｊ＼
型化の効果は大きい。
きな駆動力を得ようとする場合等において、その／Ｊ＼
型化の効果は大きい。
また、本発明における外部電極は、その構造」二短終の
恐れはなく、信頼性が高く、長寿命である。
恐れはなく、信頼性が高く、長寿命である。
振動を受ける状態での寿命は、従来構造（第５図に示し
た構造）のものでは１０時間以下であるのに対して、本
発明による積層型圧電素子は１００時間以上であった。
た構造）のものでは１０時間以下であるのに対して、本
発明による積層型圧電素子は１００時間以上であった。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成説明用外観図
、第２図は本発明の他の実施例を示す概略構成説明用外
観図、第３図は第２図に示す構成の積層型圧電素子の製
造方法の説明図、第４図は本発明のさらに他の実施例を
示す概略構成説明用外観図、第５図は従来提案されてい
る積層型圧電素子の一例を示す概略構成説明用外観図で
ある。 １：圧電材料、２：内部電極、３；４：外部電極端子、
５：絶縁物質層、７：外部電極。 −１１＝ Ｎ 〜
、第２図は本発明の他の実施例を示す概略構成説明用外
観図、第３図は第２図に示す構成の積層型圧電素子の製
造方法の説明図、第４図は本発明のさらに他の実施例を
示す概略構成説明用外観図、第５図は従来提案されてい
る積層型圧電素子の一例を示す概略構成説明用外観図で
ある。 １：圧電材料、２：内部電極、３；４：外部電極端子、
５：絶縁物質層、７：外部電極。 −１１＝ Ｎ 〜
Claims (2)
- （１）片側表面または両側表面の全域に内部電極が形成
された圧電材料の薄板または膜を複数枚積層してなる圧
電素子と、該素子の内部電極と夫々一層おきに電気的に
接続された二つの外部電極とを有し、該二つの外部電極
が前記圧電素子の一側面部のみに形成されていることを
特徴とする積層型圧電素子。 - （２）圧電材料の薄板または膜の片側表面または両側表
面の全域に内部電極を形成したものを複数枚積層するこ
とにより、圧電材料と内部電極とが交互に積層された構
造の積層型圧電素子を形成し、次いで該素子の一側面に
おいて、各層の内部電極が所定のパターンで露出するよ
うに絶縁物質層を形成した後、それぞれが一層おきの内
部電極に接続され且つ互いに絶縁された二つの外部電極
を形成するように導電物質層を設けることを特徴とする
積層型圧電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60274207A JPS62133777A (ja) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | 積層型圧電素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60274207A JPS62133777A (ja) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | 積層型圧電素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62133777A true JPS62133777A (ja) | 1987-06-16 |
Family
ID=17538525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60274207A Pending JPS62133777A (ja) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | 積層型圧電素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62133777A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0660159U (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-19 | 住友金属工業株式会社 | 圧電アクチュエータ |
| EP0732209A3 (en) * | 1995-03-16 | 1998-01-07 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing a layered piezoelectric element |
| JP2001352771A (ja) * | 2001-04-06 | 2001-12-21 | Seiko Instruments Inc | 圧電アクチュエータ |
| CN110137338A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-08-16 | 苏州诺莱声科技有限公司 | 一种压电元件引线焊接方法及具有引脚的压电元件 |
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| JPS5713783A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Toshiba Corp | Bimorph piezoelectric element |
| JPS59122200A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Nec Corp | 電歪効果素子の内部電極を電気的に接続する方法 |
| JPS59222977A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Nippon Soken Inc | 圧電体アクチユエ−タ |
| JPS6042637A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-06 | Shimadzu Corp | 荷重−伸び曲線記録装置 |
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| JPS6258061B2 (ja) * | 1981-05-12 | 1987-12-03 | Nippon Electric Co |
-
1985
- 1985-12-05 JP JP60274207A patent/JPS62133777A/ja active Pending
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| CN110137338B (zh) * | 2019-04-02 | 2023-05-02 | 苏州诺莱声科技有限公司 | 一种压电元件引线焊接方法及具有引脚的压电元件 |
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