JPS63294976A - Laminating type piezoelectric element - Google Patents

Laminating type piezoelectric element

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JPS63294976A
JPS63294976A JP62130706A JP13070687A JPS63294976A JP S63294976 A JPS63294976 A JP S63294976A JP 62130706 A JP62130706 A JP 62130706A JP 13070687 A JP13070687 A JP 13070687A JP S63294976 A JPS63294976 A JP S63294976A
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JP
Japan
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electrode layer
internal electrode
layers
layer
piezoelectric material
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Application number
JP62130706A
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Japanese (ja)
Inventor
幸則 河村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電界により圧電材料層に誘起される伸縮歪を
利用するアクチェエータ用の積層型圧電素子に係り、特
に積層型圧電素子の内部電極層と外部電極層とを簡易か
つ確実に接続する積層型圧電素子の構成に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laminated piezoelectric element for an actuator that utilizes stretching strain induced in a piezoelectric material layer by an electric field, and particularly relates to an internal electrode layer of a laminated piezoelectric element. The present invention relates to a structure of a laminated piezoelectric element that connects a layer and an external electrode layer simply and reliably.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

メカトロニクス機器の急速な発展に伴い、この分野で使
用されるアクチュエータが注目されてきている。現在、
過半のアクチェエータは電磁力で駆動されているため、
消費電力が大きい上に発熱や電磁ノイズ発生があり、こ
れに変わるアクチェエータの開発が望まれている。これ
に対し、固体の圧電効果を応用したアクチェエータは本
質的に電磁式アクチュエータの存する欠点を克服できる
ばかりか、小型、軽量で振動衝撃に対しても強く、さら
にセンサー機能も兼備可能という特長を有している。
With the rapid development of mechatronic equipment, actuators used in this field are attracting attention. the current,
Since the majority of actuators are driven by electromagnetic force,
In addition to high power consumption, they generate heat and electromagnetic noise, and there is a desire to develop an actuator that can replace this. In contrast, actuators that utilize the piezoelectric effect of solids not only can essentially overcome the drawbacks of electromagnetic actuators, but also have the advantage of being small, lightweight, resistant to vibration and shock, and can also have sensor functions. are doing.

圧電式アクチェエータとしては、古くから2枚の圧電板
を貼り合わせた圧電バイモルフが知られており、スピー
カのトランジューサやVTRヘッドのボジシッナー等と
して利用されている。バイモルフは比較的低電圧で数1
00−の大きな変位が得られ、また容易に製造できると
いう利点をもつが、その反面発生力が小さく応答速度も
あまり速くない、また、圧電バイモルフは基本的には圧
電横効果を利用しているために電気−機械のエネルギー
変換効率も低い、このため、最近の高度に発達したメカ
トロニクスあるいはエレクトロニクス用アクチェエータ
としては特性的に不十分なものである。これを改良した
ものとして、多数の圧電板を層状に積み重ねた圧電縦効
果駆動のアクチェエータも提案されている。この積層型
アクチェエータ (スタック型)の駆動に必要な電圧は
、各圧電板の板厚で決定されてくるが、加工および組立
て上の制約から、板厚は0.5鶴より薄くすることは困
難であるため通常soo v以上の駆動電圧が必要とな
る。このため駆動回路をICで構成することがむずかし
くなり、その応用分野が限定されてしまうという欠点が
ある。
As a piezoelectric actuator, a piezoelectric bimorph, which is made by bonding two piezoelectric plates together, has been known for a long time, and is used as a transducer for a speaker, a body thinner for a VTR head, and the like. Bimorph is a relatively low voltage
Piezoelectric bimorphs have the advantage of being able to obtain a large displacement of 00-00 and being easily manufactured, but on the other hand, the generated force is small and the response speed is not very fast.Furthermore, piezoelectric bimorphs basically utilize piezoelectric transverse effects. Therefore, the electric-mechanical energy conversion efficiency is low, and therefore the characteristics are insufficient as actuators for recent highly developed mechatronics or electronics. As an improvement on this, a piezoelectric longitudinal effect drive actuator in which a large number of piezoelectric plates are stacked in layers has also been proposed. The voltage required to drive this laminated actuator (stack type) is determined by the thickness of each piezoelectric plate, but due to processing and assembly constraints, it is difficult to make the plate thickness thinner than 0.5 Tsuru. Therefore, a drive voltage of soo v or higher is usually required. For this reason, it is difficult to construct the drive circuit using an IC, and the field of application thereof is limited.

最近においては、グリーンシート法と呼ばれる積層セラ
ミックスコンデンサの製造技術を応用した積層型圧電素
子が提案されている0本圧電素子は従来のスタック型圧
電アクチュエータに比べて超小型で安価であり、バイモ
ルフ形に比べて応答速度が速(、発生応力も大きく、か
つ位置決め精度が高いなどのすぐれた特徴をもっている
ので、各分野での応用が期待されている。
Recently, a multilayer piezoelectric element has been proposed that applies the manufacturing technology of multilayer ceramic capacitors called the green sheet method.The zero-wire piezoelectric element is ultra-small and inexpensive compared to the conventional stack-type piezoelectric actuator, and is a bimorph type piezoelectric element. It has excellent characteristics such as faster response speed (higher generated stress, and higher positioning accuracy) than the previous one, so it is expected to be applied in various fields.

このような圧電素子としては例えば第2図に示すものや
第3図に示す構造のものが知られている。
As such piezoelectric elements, for example, those shown in FIG. 2 and those having the structure shown in FIG. 3 are known.

第2図は圧電素子の断面図で1は圧電材料層、2A。FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric element, where 1 is a piezoelectric material layer and 2A is a piezoelectric material layer.

2Bは埋込まれた内部電極層である。 3Aは内部電極
層2Aと電気的に接続する外部電極層、 3Bは内部電
極層2Bと電気的に接続する外部電極層である。外部電
極層3Aと外部電極層3Bには異なる極性の電圧が印加
される。内部電極層2Aと2Bにはさまれた圧電材料層
1の部分は電界により伸縮し、圧電素子はアクチェエー
タとして機能することになる。第3図は他の圧電素子の
断面図である。21は圧電材料層、22A 、 22B
は内部1!極層、23A 、 23Bは外部リード線で
ある。外部リード線23Aは内部電極層22Aと電気的
に接続する。外部リード線23Bは内部電極層22Bと
電気的に接続する。外部リード線23^。
2B is a buried internal electrode layer. 3A is an external electrode layer electrically connected to the internal electrode layer 2A, and 3B is an external electrode layer electrically connected to the internal electrode layer 2B. Voltages of different polarities are applied to the external electrode layer 3A and the external electrode layer 3B. The portion of the piezoelectric material layer 1 sandwiched between the internal electrode layers 2A and 2B expands and contracts due to the electric field, and the piezoelectric element functions as an actuator. FIG. 3 is a sectional view of another piezoelectric element. 21 is a piezoelectric material layer, 22A, 22B
is internal 1! The pole layers 23A and 23B are external lead wires. The external lead wire 23A is electrically connected to the internal electrode layer 22A. The external lead wire 23B is electrically connected to the internal electrode layer 22B. External lead wire 23^.

23Bには異なる極性の電圧゛が印加される0作用は第
2図の場合と同様である。第2図と第3図の圧電素子が
異なる点は前者は内部電極層が部分埋込方式であり、後
者は内部電極層が完全埋込みされていることである。
The operation in which voltages of different polarities are applied to 23B is the same as in the case of FIG. The difference between the piezoelectric elements in FIG. 2 and FIG. 3 is that in the former, the internal electrode layer is partially buried, whereas in the latter, the internal electrode layer is completely buried.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら部分埋込方式の場合は内部電極層2Aかあ
るいは内部電極層2Bのいずれかが圧電素子の側端面に
露出するので、外部電極層3A、 3Bの形成は容易で
あるが、内部電極層2A、 2Bが素子内部で部分的な
重なりしか示さないので、重なった部分は圧電材料層1
が伸縮するが、重なりのない部分は伸縮せず、そのため
に、内部電極J12A、 2Bの重なりの部分と重なら
ない部分の境界付近で応力が集中して機械的に破損する
。これに対し第3図に示すような内部電極層22A、 
22Bの完全埋込型においては、圧電材料層21の全体
にわたり均一に伸縮がおこり、圧電素子が機械的に破損
することはないのであるが、圧電材料層21はドクタブ
レード法で形成されているので、その厚さが0.1乃至
0、3 m ト薄(、ソノために外部’) −)’12
3A、 23B電気的接続が困難であるといった問題点
があった。
However, in the case of the partial embedding method, either the internal electrode layer 2A or the internal electrode layer 2B is exposed on the side end surface of the piezoelectric element, so it is easy to form the external electrode layers 3A and 3B. , 2B show only a partial overlap inside the element, the overlapped part is the piezoelectric material layer 1.
expands and contracts, but the non-overlapping portions do not expand and contract, which causes stress to concentrate near the boundary between the overlapping and non-overlapping portions of the internal electrodes J12A, 2B, resulting in mechanical damage. On the other hand, an internal electrode layer 22A as shown in FIG.
In the completely embedded type 22B, the piezoelectric material layer 21 expands and contracts uniformly over the entirety, and the piezoelectric element is not mechanically damaged, but the piezoelectric material layer 21 is formed by the doctor blade method. Therefore, its thickness is 0.1 to 0.3 m.
There was a problem that electrical connection between 3A and 23B was difficult.

またこの完全埋込型の場合には内部電極層と外部電極層
の電気的接続の方法として、側端面に露出する内部電極
層に対し、一層おきに絶縁材料を塗布して電気的に絶縁
してから側端面の全面に一様に外部電極層を塗布する方
法も提案しているが、絶縁材料を塗布する場合流動性材
料を用いるため、上述のような微細な部分に一層おきに
絶縁層を形成することが困難であった この発明は上記の点に鑑みてなされ、その目的は、平行
な導体を備えたフレキシブルプリント配線基板を積層型
圧電素子の側端面に被着させた構成とすることにより側
端面に露出する内部電極層と、絶縁層上に形成された外
部電極層とを効率良くかつ高い信頼性で電気的に接続す
ることにある。
In addition, in the case of this completely embedded type, as a method of electrically connecting the internal electrode layer and the external electrode layer, an insulating material is applied to every other layer of the internal electrode layer exposed on the side end surface to electrically insulate it. Another method has been proposed in which the external electrode layer is applied uniformly over the entire surface of the side end surface, but since a fluid material is used when applying the insulating material, the insulating layer is applied every other layer to minute areas as described above. This invention was made in view of the above points, and its purpose is to provide a structure in which a flexible printed wiring board equipped with parallel conductors is attached to the side end surface of a laminated piezoelectric element. Thereby, the purpose is to electrically connect the internal electrode layer exposed on the side end surface and the external electrode layer formed on the insulating layer efficiently and with high reliability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的はこの発明によれば圧電材料層と電極層とを
交互に積層し、得られた内部電極層に交互に異なる極性
の電圧を印加して圧電材料層の伸縮を行わせる積層型圧
電素子において、(イ)圧電材料層47間の全面にねた
り埋込まれ、かつ圧電素子の側端面で露出する内部電極
層46A、 46Bと、 (ロ)側端部周縁の一部においてかつ前記圧電材料層4
7と内部電極層46A、 46Bの積層方向の全長にわ
たって形成された2つの絶縁層41^、41Bと、(ハ
)前記絶縁層の表面に形成された外部電極層42A。
According to the present invention, the above object is a laminated piezoelectric device in which piezoelectric material layers and electrode layers are alternately laminated, and voltages of different polarities are alternately applied to the obtained internal electrode layers to cause the piezoelectric material layers to expand and contract. In the element, (a) internal electrode layers 46A and 46B that lie or are embedded in the entire surface between the piezoelectric material layers 47 and are exposed at the side end surfaces of the piezoelectric element; Piezoelectric material layer 4
(c) two insulating layers 41^, 41B formed over the entire length of the internal electrode layers 46A, 46B in the stacking direction; and (c) an external electrode layer 42A formed on the surface of the insulating layer.

42B と、 仲)前記内部電極層の間隔の2倍の間隔で平行に形成さ
れた導体43A、 43Bを備え、かつこの導体を用い
て前記内部電極層46A、 46Bと外部電極層42A
、 442Bとを電気的に接続する機能を有するととも
に、接着樹脂45A、 45Bで圧電材料層および内部
電極層の積層体と接着されたフレキシブルプリント配線
基板44A、 44B。
42B and middle) conductors 43A and 43B formed in parallel at twice the interval of the internal electrode layers, and using these conductors to connect the internal electrode layers 46A and 46B to the external electrode layer 42A.
, 442B, and is bonded to the laminate of the piezoelectric material layer and the internal electrode layer with adhesive resins 45A, 45B.

とを備えることにより達成される。This is achieved by having the following.

内部電極層46^、46Bは圧電材料層47の眉間の全
面にわたり埋込まれる。圧電材料層47と内部電極層と
は交互に積層される。内部電極層に関しても46^と4
6Bとは交互に積層される。内部電極層46Aと46B
には異なった極性の電圧が印加される。圧電材料層47
は電界により伸縮する。圧電素子は使用に先立ち、予備
的な分権処理がなされる。このとき圧電材料層は電界の
方向に分極し、所定の歪が生ずる。圧電素子は電界をと
り除くと、ヒステレシスを示し、一定の残留歪を残す、
電界が加えられるとこの電界による歪が加重される。こ
のような圧電素子の伸縮に際しては内部電極層46A。
The internal electrode layers 46^, 46B are embedded over the entire surface of the piezoelectric material layer 47 between the eyebrows. The piezoelectric material layers 47 and internal electrode layers are alternately stacked. Regarding the internal electrode layer, 46^ and 4
6B are alternately stacked. Internal electrode layers 46A and 46B
are applied with voltages of different polarities. Piezoelectric material layer 47
expands and contracts due to the electric field. Prior to use, the piezoelectric element is subjected to a preliminary decentralization process. At this time, the piezoelectric material layer is polarized in the direction of the electric field, resulting in a predetermined strain. When the electric field is removed, piezoelectric elements exhibit hysteresis and leave a certain residual strain.
When an electric field is applied, the strain caused by this electric field is added. When such a piezoelectric element expands and contracts, the internal electrode layer 46A.

46Bは完全に埋込まれているので圧電材料層47にお
ける電界分布は均一であり、伸縮も圧電材料層47の全
体にわたり均一におこり、圧電材料層の伸縮量が最大に
なるとともに、部分的な応力集中もなくなって圧電素子
の破損が防止される。埋込まれた内部電極層は側端面で
露出する。内部電極層に対する電圧の印加はこの露出部
分を介して行われる。電圧の印加は後述の外部電極層4
2A、42Bと電気的に接続することにより行われる。
46B is completely buried, the electric field distribution in the piezoelectric material layer 47 is uniform, and the expansion and contraction occurs uniformly over the entire piezoelectric material layer 47, and the amount of expansion and contraction of the piezoelectric material layer is maximum, and the partial Stress concentration is also eliminated and damage to the piezoelectric element is prevented. The embedded internal electrode layer is exposed at the side end surface. A voltage is applied to the internal electrode layer through this exposed portion. The voltage is applied to the external electrode layer 4, which will be described later.
This is done by electrically connecting to 2A and 42B.

外部電極! 42Aは内部電極層46Aに並列的に電圧
を供給する。外部電極層42Bは、内部電極層46Bに
並列的。
External electrode! 42A supplies voltage in parallel to internal electrode layer 46A. The external electrode layer 42B is parallel to the internal electrode layer 46B.

に電圧を供給する。supply voltage to.

絶縁層41A、 41Bは外部電極層42A、 42B
をこの表面に形成して、外部電極層42A、 42Bが
直接的に内部電極層46A、 46Bと接触することを
防止する。
The insulating layers 41A and 41B are the external electrode layers 42A and 42B.
is formed on this surface to prevent the external electrode layers 42A, 42B from directly contacting the internal electrode layers 46A, 46B.

外部電極層42A、 42Bには相異なる極性の電圧が
供給される。
Voltages of different polarities are supplied to the external electrode layers 42A and 42B.

熱硬化性樹脂で形成されたフレキシブルプリント配線基
板には、内部電極層46Aのピッチと同じ間隔(内部電
極層46A、 46Bの間隔の2倍)で平行に導体43
Aあるいは43Bが形成されている。導体43八はフレ
キシブルプリント基板44A上に、導体43Bはフレキ
シブルプリント基板44B上に形成される。この導体4
3^あるいは43Bが内部電極層と外部電極層を電気的
に接続する。導体43Aは内部電極層46Aと外部電極
ill 42Aとを、また導体43Bは内部電極層46
Bと外部電極層42Bとを接続する。
The flexible printed wiring board made of thermosetting resin has conductors 43 arranged in parallel at the same pitch as the pitch of the internal electrode layers 46A (twice the pitch between the internal electrode layers 46A and 46B).
A or 43B is formed. Conductor 438 is formed on flexible printed circuit board 44A, and conductor 43B is formed on flexible printed circuit board 44B. This conductor 4
3^ or 43B electrically connects the internal electrode layer and the external electrode layer. The conductor 43A connects the internal electrode layer 46A and the external electrode 42A, and the conductor 43B connects the internal electrode layer 46
B and the external electrode layer 42B are connected.

フレキシブルプリント配線基板は液状接着樹脂を用いて
圧電材料層47と内部電極層46A、 46Bの積層体
に加圧接着される。このとき導体43A、 43Bと内
部電極層46A、 46Bとの電気的接続および外部電
極層42A、 42Bとの電気的接続が行われる。液状
接着樹脂は乾いて、フレキシブルプリント配線基板と、
積層体の接着は強固になる。
The flexible printed wiring board is pressure bonded to the laminate of the piezoelectric material layer 47 and the internal electrode layers 46A and 46B using a liquid adhesive resin. At this time, electrical connections are made between the conductors 43A, 43B and the internal electrode layers 46A, 46B and the external electrode layers 42A, 42B. The liquid adhesive resin dries, and the flexible printed circuit board and
The adhesion of the laminate becomes stronger.

〔作用〕[Effect]

フレキシブルプリント配線基板44A、 44Bは液状
接着樹脂を介して圧電材料層47と内部電極層46A。
The flexible printed wiring boards 44A and 44B are connected to the piezoelectric material layer 47 and the internal electrode layer 46A via a liquid adhesive resin.

46Bの積層体に加圧接着される。加圧により導体表面
(凸部)の接着剤は排除され、導体43A、 43Bと
内部電極層46A、 46Bとの電気的接続および外部
電極層42A、 42Bとの電気的接続が達成される。
It is pressure bonded to the 46B laminate. The adhesive on the conductor surfaces (projections) is removed by applying pressure, and electrical connection between the conductors 43A, 43B and the internal electrode layers 46A, 46B and the external electrode layers 42A, 42B is achieved.

液状接着樹脂は導体43A間の溝部(凹部)、導体43
B間の溝部(凹部)にたまり、フレキシブルプリント配
線基板と積層体とを接着させる。
The liquid adhesive resin is applied to the grooves (recesses) between the conductors 43A and the conductors 43A.
It accumulates in the groove (recess) between B and adheres the flexible printed wiring board and the laminate.

〔実施例〕〔Example〕

次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。ニッ
ケルニオブ酸鉛(Pb (Ni ’A Nb’S4 )
Os) 、チタン酸鉛(PbTiOs)およびジルコン
酸鉛(PbZrOs)を主成分とする圧電材料の仮焼粉
末と有機物バインダを有機溶媒中に分散させてスラリを
調製する。
Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. Nickel lead niobate (Pb (Ni'A Nb'S4)
A slurry is prepared by dispersing calcined powder of a piezoelectric material containing lead titanate (PbTiOs) and lead zirconate (PbZrOs) as main components and an organic binder in an organic solvent.

スラリをドクタブレードを用いてポリエステルフィルム
上に250 tns厚さに展延し、自然乾燥したあと赤
外線を用いて加熱乾燥する。圧電材料のグリーンシート
はこれをポリエステルフィルムより剥離し、次にグリー
ンシートに内部電極用の白金ペーストをグリーンシート
の表面に一様に10−厚に印刷したあと正方形に切断し
、第1図(alに示すような圧電材料グリーンシート3
1上に内部電極用ペースト厚膜32の被着した積層用シ
ート34が形成される0次にこの積層用シート34を7
0枚重ねホットプレスにより圧着一体化して積層成型体
を形成する。
The slurry is spread on a polyester film to a thickness of 250 tns using a doctor blade, air dried, and then heated using infrared rays. The green sheet of piezoelectric material was peeled off from the polyester film, and then platinum paste for internal electrodes was printed uniformly on the surface of the green sheet to a thickness of 10 mm, and then cut into squares, as shown in Figure 1 ( Piezoelectric material green sheet 3 as shown in al.
A lamination sheet 34 having a thick internal electrode paste film 32 adhered thereon is formed on the lamination sheet 34.
A laminate molded body is formed by stacking 0 sheets and pressing them together by hot pressing.

積層成型体は1200℃乃至1250℃の温度で焼成さ
れ、第1図中)に示すような積層体33が形成される。
The laminate molded body is fired at a temperature of 1200° C. to 1250° C., and a laminate 33 as shown in FIG. 1 is formed.

このとき圧電材料層47の厚さは200−である。At this time, the thickness of the piezoelectric material layer 47 is 200 mm.

第1図(e)に示す絶縁層41A、 41Bは次のよう
にして形成される。粉末ガラスを主成分とする絶縁材料
粉末とを機動バインダを有機溶媒中に分散させてスラリ
を調製し、ドクタブレード法により厚さ50乃至60μ
の絶縁層グリーンシートを形成する。
The insulating layers 41A and 41B shown in FIG. 1(e) are formed as follows. A slurry is prepared by dispersing an insulating material powder mainly composed of powdered glass and a mobile binder in an organic solvent, and the slurry is prepared by a doctor blade method to a thickness of 50 to 60 μm.
Form an insulating layer green sheet.

この絶縁層グリーンシートを積層体33の正方形の一辺
の長さの2で側端面の長さと同一の長さに切断し、約1
00℃で側端面の中央部に加熱圧着する。
This insulating layer green sheet is cut to a length equal to the length of the side end face by 2 of the length of one side of the square of the laminate 33, and approximately 1
Heat and press the center part of the side end face at 00°C.

反対側の側端面にも同様に絶縁層のグリーンシートを圧
着し、約900℃の温度で焼成し、積層体33と一体化
させる。
A green sheet serving as an insulating layer is similarly pressed onto the opposite side end face, and is baked at a temperature of about 900° C. to be integrated with the laminate 33.

外部電極N42A、 42Bは第1図+d+に示すよう
に、絶縁層41A、 41B上に絶縁層をはみ出さぬよ
う銀ペーストを塗布し、約600℃で焼きつけて形成す
ることができる。
The external electrodes N42A, 42B can be formed by applying silver paste onto the insulating layers 41A, 41B so as not to protrude the insulating layers, and baking the paste at about 600° C., as shown in FIG. 1+d+.

次にポリイミド製のフレキシブルプリント配線基板44
A、 44Bを用意する。この配線基板の大きさは前述
の絶縁層41A、 41Bより幅が広く、長さは同程度
である。この配線基板には線幅100−、ピッチ400
−の銅よりなる平行な導体43A、 43Bが形成され
ている。
Next, a flexible printed wiring board 44 made of polyimide
Prepare A and 44B. The size of this wiring board is wider than the above-mentioned insulating layers 41A and 41B, and the length is about the same. This wiring board has a line width of 100 and a pitch of 400.
- Parallel conductors 43A and 43B made of copper are formed.

エポキシ系液状接着剤(アラルダイトCY232(チバ
ガイギ))の4重量部と硬化剤(HY956(チバガイ
ギ))の1重量部をよく混合してから外部電極の形成さ
れた端面全体に均一に塗、布したのちフレキシブルプリ
ント基板の導体43^、43Bと内部電極層46A、 
46Bとがそれぞれ重なるように位置合わせをし、透明
粘着テープで仮留めを行い、シリコンゴムを介して、加
圧治具により、約50kg/−の圧力で加圧し、約8時
間室温で保持する。第1図+elにおいて、フレキシブ
ルプリント配線基板44Aは積層体33に接着した状態
を、フレキシブルプリント配線基板44Bは接着前の状
態を示す、第1図(flには露出した内部電極層46A
とフレキシブルプリント配All基板44Aの導体43
Aとの電気的接続の状態を拡大して示す、液状接着樹脂
は接着時の加圧によって導体43Aと内部電極層46A
の露出部との間から排除され電気的導通の得られた状態
となっている。液状接着樹脂が乾いて得られた接着樹脂
45Aは、フレキシブルプリント配線基板の固着の役割
を果たすと共に、露出内部電橋の一層おきの絶縁の役割
も果たす。
4 parts by weight of an epoxy liquid adhesive (Araldite CY232 (Ciba Geigi)) and 1 part by weight of a hardening agent (HY956 (Ciba Geigi)) were mixed well, and then applied uniformly to the entire end surface on which the external electrode was formed. Later, the conductors 43^, 43B of the flexible printed circuit board and the internal electrode layer 46A,
46B so that they overlap each other, temporarily fasten with transparent adhesive tape, apply pressure with a pressure jig of about 50 kg/- through silicone rubber, and hold at room temperature for about 8 hours. . FIG. 1+el shows the state where the flexible printed wiring board 44A is bonded to the laminate 33, and the flexible printed wiring board 44B shows the state before bonding.
and the conductor 43 of the flexible printed circuit board 44A.
This is an enlarged view of the state of electrical connection with A. The liquid adhesive resin is bonded to the conductor 43A and the internal electrode layer 46A by pressure during adhesion.
is removed from the exposed portion of the terminal, and electrical continuity is established. The adhesive resin 45A obtained by drying the liquid adhesive resin serves not only to fix the flexible printed wiring board but also to insulate every other layer of the exposed internal electric bridge.

以上の方法で作製された積層型圧電素子の外部電極層4
2A、 428間に直流電圧100vを印加すると、約
6−の変位が得られる。
External electrode layer 4 of the multilayer piezoelectric element manufactured by the above method
When a DC voltage of 100V is applied between 2A and 428, a displacement of approximately 6- is obtained.

グリーンシート法によって得られる圧電材料層47の厚
さの製作精度は高いうえに、フレキシブルプリント配線
基板の導体の間隔の精度も高く、さらに導体には所定の
幅を設けることもできるので、内部電極層と導体の電気
的接続の信頼性は高いということができる。またこの電
気的接続は一点で接続が行われると、他の部分も自動的
に接続されることになるので接続は容易であるというこ
とができる。
The manufacturing accuracy of the thickness of the piezoelectric material layer 47 obtained by the green sheet method is high, and the spacing between the conductors of the flexible printed wiring board is also highly accurate.Furthermore, since the conductors can be provided with a predetermined width, the internal electrode It can be said that the reliability of the electrical connection between the layer and the conductor is high. Furthermore, when this electrical connection is made at one point, other parts are automatically connected, so it can be said that the connection is easy.

絶縁層41A、 41Bについては、前述のようにあら
かじめシート成型したものを使用するので膜質。
The insulating layers 41A and 41B have a film quality because they are preformed into sheets as described above.

膜厚は均一なものが調製され圧電素子の伸縮も均一にな
る。
A film with a uniform thickness is prepared, and the piezoelectric element expands and contracts uniformly.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、圧電材料層とRFfiNとを交互に
積層し、得られた内部i!電極層交互に異なる極性の電
圧を印加して圧電材料層の伸縮を行わせる積層型圧電素
子において、 (イ)圧電材料層間の全面にわたり埋込まれ、かつ圧電
素子の側端面で露出する内部電極層と、(ロ)側端部周
縁の一部においてかつ前記圧電材料層と内部電極層の積
層方向の全長にわたって形成された2つの絶縁層と、 (ハ)前記絶縁層の表面に形成された外部電極層と、仲
)前記内部電極層の間隔の2倍の間隔で平行に形成され
た導体を備え、かつこの導体を用いて前記内部電極層と
外部電極層とを電気的に接続する機能を有するとともに
接着樹脂で圧電材料層および内部電極層の積層体と接着
されたフレキシブルプリント配線基板、 とを備えるので電気的接続がされる内部電極層と同じ間
隔で平行に形成されたフレキシブルプリント配線基板の
導体は液状接着樹脂を用いて加圧接着することにより導
体表面の接着樹脂が排除されるので内部電極層および外
部電極層と接触をおこしその結果、内部電極層と外部電
極層とはフレキシブルプリント配線基板の導体を介して
容易かつ確実に電気的接続される。
According to this invention, piezoelectric material layers and RFfiN are alternately laminated, and the resulting internal i! In a laminated piezoelectric element in which the piezoelectric material layers are expanded and contracted by applying voltages of different polarities to the electrode layers alternately, (a) internal electrodes are embedded over the entire surface between the piezoelectric material layers and exposed at the side end surfaces of the piezoelectric element; (b) two insulating layers formed on a part of the side edge periphery and over the entire length of the piezoelectric material layer and the internal electrode layer in the stacking direction; and (c) two insulating layers formed on the surface of the insulating layer. A function of having a conductor formed in parallel with an interval twice the interval between the outer electrode layer and the inner electrode layer, and electrically connecting the inner electrode layer and the outer electrode layer using this conductor. and a flexible printed wiring board bonded to a laminate of a piezoelectric material layer and an internal electrode layer with an adhesive resin; The conductors on the board are bonded under pressure using a liquid adhesive resin, which removes the adhesive resin on the conductor surface and causes contact with the internal and external electrode layers.As a result, the internal and external electrode layers are flexible. Electrical connection is easily and reliably made via the conductor of the printed wiring board.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(al〜(flはこの発明の実施例に係る積層型
圧電素子を製造工程に従って示すもので、(al〜+1
41は圧電素子の斜視図、(flは圧電素子の部分拡大
図、第2図、第3図は従来の積層型圧電素子の模式断面
図である。 41^、418F絶縁層、42A、 42B:外部電極
層、43A。 43B:導体、44A、 44B:フレキシブルプリン
ト配線基板、45^ :接着樹脂、46A、 468:
内部電極層、47:圧電材料層。 代理人イ「111上Ill +−1ル゛;)−一部 31  E≧電+オ米1グ°り一部ンート第1図 第1図 ts2図 第3図 図面の浄雷r雪容に変更なし) 第1図 手続補正書彷式) %式% 3、補正をする者 事件との関係       出願人 性  所  川崎市川崎区田辺新FB1番l−号名 称
 (5234富士電機株式会社 4、代 理 人
FIG. 1 (al~(fl shows the laminated piezoelectric element according to the embodiment of the present invention according to the manufacturing process; (al~+1
41 is a perspective view of a piezoelectric element, (fl is a partially enlarged view of a piezoelectric element, and FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views of a conventional laminated piezoelectric element. 41^, 418F insulating layer, 42A, 42B: External electrode layer, 43A. 43B: Conductor, 44A, 44B: Flexible printed wiring board, 45^: Adhesive resin, 46A, 468:
Internal electrode layer, 47: piezoelectric material layer. Agent I "111 upper Ill + - 1 Ru゛;) - part 31 E ≧ electricity + rice 1 group part part figure 1 figure 1 ts2 figure 3 drawing's pure lightning r snowyong No change) Figure 1 Procedural amendment form) % form % 3. Relationship with the person making the amendment Applicant Location Kawasaki-shi, Kawasaki-ku, Tanabeshin FB 1 No. 1- Name (5234 Fuji Electric Co., Ltd. 4, representative) person

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)圧電材料層と電極層とを交互に積層し、得られた内
部電極層に交互に異なる極性の電圧を印加して圧電材料
層の伸縮を行わせる積層型圧電素子において、 (イ)圧電材料層間の全面にわたり埋込まれ、かつ圧電
素子の側端面で露出する内部電極層と、 (ロ)側端部周縁の一部においてかつ前記圧電材料層と
内部電極層の積層方向の全長にわたって形成された2つ
の絶縁層と、 (ハ)前記絶縁層の表面に形成された外部電極層と、(
ニ)前記内部電極層の間隔の2倍の間隔で平行に形成さ
れた導体を備え、かつこの導体を用いて前記内部電極層
と外部電極層とを電気的に接続する機能を有するととも
に接着樹脂で圧電材料層および内部電極層の積層体と接
着されたフレキシブルプリント配線基板、 とを備えることを特徴とする積層型圧電素子。
[Claims] 1) A laminated piezoelectric element in which piezoelectric material layers and electrode layers are alternately laminated, and voltages of different polarities are alternately applied to the resulting internal electrode layers to cause the piezoelectric material layers to expand and contract. (a) an internal electrode layer embedded over the entire surface between the piezoelectric material layers and exposed at the side end surface of the piezoelectric element; and (b) a part of the periphery of the side end and between the piezoelectric material layer and the internal electrode layer. two insulating layers formed over the entire length in the stacking direction; (c) an external electrode layer formed on the surface of the insulating layer;
d) A conductor formed in parallel at twice the interval of the internal electrode layer, and having a function of electrically connecting the internal electrode layer and the external electrode layer using the conductor, and an adhesive resin. A laminated piezoelectric element comprising: a flexible printed wiring board bonded to a laminated body of a piezoelectric material layer and an internal electrode layer;
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05155044A (en) * 1991-12-06 1993-06-22 Fujitsu Ltd Piezoelectric element actuator
JP2011206634A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Kyocera Corp Piezoelectric driving apparatus, and oscillation driving apparatus including the same for use in tactile presentation device

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