JPH03248483A - 積層型変位素子 - Google Patents
積層型変位素子Info
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- JPH03248483A JPH03248483A JP2045247A JP4524790A JPH03248483A JP H03248483 A JPH03248483 A JP H03248483A JP 2045247 A JP2045247 A JP 2045247A JP 4524790 A JP4524790 A JP 4524790A JP H03248483 A JPH03248483 A JP H03248483A
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- Japan
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- laminate
- displacement
- width dimension
- laminated
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-
- 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
- H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Led Devices (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、産業用ロボットのアクチュエータ。
超音波モータ等に使用する電気機械変換素子に関するも
のであり、特に電気機械変換材料からなる薄板を、内部
電極を介して複数枚積層することにより、所定の変位量
を確保するように形成した積層型変位素子の改良に関す
るものである。
のであり、特に電気機械変換材料からなる薄板を、内部
電極を介して複数枚積層することにより、所定の変位量
を確保するように形成した積層型変位素子の改良に関す
るものである。
従来、Ｘ−Ｙステージの位置決め機構や制動ブレーキ等
に用いられている変位用素子に使用する積層型圧電素子
は、所定の形状に加工した圧電セラミック材料からなる
薄板に電極を設けて分極した後、直接若しくは薄い金属
を介して有機系の接着剤で接合する方法が使用されてい
る。しかし上記のように接着剤を使用して積層したもの
は、使用条件により、圧電素子の振動による変位を接着
剤層が吸収したり、高温の環境若しくは長期間の使用に
より接着剤が劣化する等の欠点がある。
に用いられている変位用素子に使用する積層型圧電素子
は、所定の形状に加工した圧電セラミック材料からなる
薄板に電極を設けて分極した後、直接若しくは薄い金属
を介して有機系の接着剤で接合する方法が使用されてい
る。しかし上記のように接着剤を使用して積層したもの
は、使用条件により、圧電素子の振動による変位を接着
剤層が吸収したり、高温の環境若しくは長期間の使用に
より接着剤が劣化する等の欠点がある。
このため、最近では積層チンブコンデンサ構造方弐の積
層型圧電素子が実用化されている。すなわち１例えば特
公昭５９−３２０４０号公報に記載のように、原料粉末
にバインダーを添加、混練したペースト状の圧電セラミ
ック材料を、所定の厚さの薄板に形成し、この薄板の一
方の面若しくは両面に銀−パラジウム等の導電材料を塗
布して内部電極を形成する。上記薄板を所定枚数積層し
て圧着し。
層型圧電素子が実用化されている。すなわち１例えば特
公昭５９−３２０４０号公報に記載のように、原料粉末
にバインダーを添加、混練したペースト状の圧電セラミ
ック材料を、所定の厚さの薄板に形成し、この薄板の一
方の面若しくは両面に銀−パラジウム等の導電材料を塗
布して内部電極を形成する。上記薄板を所定枚数積層し
て圧着し。
更に所定の形状に加工した後、焼成することによってセ
ラミック化し、積層体の両側面に外部電極を形成したも
のである。上記構成の積層型圧電素子は、圧電セラミッ
ク材料からなる薄板と内部電極の接合部の密着性に優れ
ると共に、熱的特性も安定であるため高温環境において
も充分に使用可能であり、また長期間に亘って劣化が極
めて少ない等の利点がある。
ラミック化し、積層体の両側面に外部電極を形成したも
のである。上記構成の積層型圧電素子は、圧電セラミッ
ク材料からなる薄板と内部電極の接合部の密着性に優れ
ると共に、熱的特性も安定であるため高温環境において
も充分に使用可能であり、また長期間に亘って劣化が極
めて少ない等の利点がある。
第４図は上記積層型圧電素子の構成の例であり。
所謂交互電極型と称されるものである。第４図において
、１は薄板であり圧電セラミンク材料によって形成し、
正負の内部ｉｉ橿２ａ、２ｂを交互に挟着して積層し、
積層体５を形成する。内部電極２ａ、２ｂは各々一方の
端縁部が外方に突出若しくは露出するように形成し、各
々積層方向に延設した外部電極３ａ、３ｂと接続し、は
んだ７を介してリード線６を接続する。
、１は薄板であり圧電セラミンク材料によって形成し、
正負の内部ｉｉ橿２ａ、２ｂを交互に挟着して積層し、
積層体５を形成する。内部電極２ａ、２ｂは各々一方の
端縁部が外方に突出若しくは露出するように形成し、各
々積層方向に延設した外部電極３ａ、３ｂと接続し、は
んだ７を介してリード線６を接続する。
以上の構成により、外部電極３ａ、３ｂに正負の電圧を
印加すると、前記内部電極２ａ、２ｂ間に電界が発生し
、７１板１は圧電セラミック材料の縦効果により厚さ方
向に伸びて変位を生ずる。
印加すると、前記内部電極２ａ、２ｂ間に電界が発生し
、７１板１は圧電セラミック材料の縦効果により厚さ方
向に伸びて変位を生ずる。
次に第５図に示すものは他の積層型圧電素子の例であり
、圧電変位効率を向上させた所謂全面電極型と称される
ものである（例えば特開昭５８−１９６０６８号公報等
参照）。第５図において同一部分は前記第４図と同一の
参照符号で示すが、内部電極２ａ、２ｂは薄板１の表面
全域に及ぶように形成して、所要枚数を前記同様に積層
する。次に上記のようにして形成した積層体５の一方の
側面において、内部電極２ａ、２ｂの端縁に一層おきに
（例えば内部電極２ｂのみに絶縁材料からなる被覆４を
設けると共に、被覆４の上から導電性材料からなる外部
電極３ａを被着させる。一方積層体５の他の側面におい
ては、上記被覆４を設けなかった内部電極（例えば２ａ
）の端縁に前記と同様に被覆４を設け、その上から外部
電極３ｂを被着させるのである。以上の構成による作用
は前記第４図におけるものと同様である。
、圧電変位効率を向上させた所謂全面電極型と称される
ものである（例えば特開昭５８−１９６０６８号公報等
参照）。第５図において同一部分は前記第４図と同一の
参照符号で示すが、内部電極２ａ、２ｂは薄板１の表面
全域に及ぶように形成して、所要枚数を前記同様に積層
する。次に上記のようにして形成した積層体５の一方の
側面において、内部電極２ａ、２ｂの端縁に一層おきに
（例えば内部電極２ｂのみに絶縁材料からなる被覆４を
設けると共に、被覆４の上から導電性材料からなる外部
電極３ａを被着させる。一方積層体５の他の側面におい
ては、上記被覆４を設けなかった内部電極（例えば２ａ
）の端縁に前記と同様に被覆４を設け、その上から外部
電極３ｂを被着させるのである。以上の構成による作用
は前記第４図におけるものと同様である。
上記構成の積層型圧電素子においては、電子部品のよう
に電極間に直流高電圧を連続印加して変位を得るという
使用形態の場合には、電極材料として銀糸の材料を使用
すると５高湿度雰囲気において所謂マイグレー７ョンを
生し、遂には絶縁破壊に至るという問題がある。すなわ
ち電極を構成するＡｇは酸化しやすい元素であるが、高
湿度雰囲気においてイオン化（Ａｇ＋）Ｌ、印加電圧に
よって負電極に吸引され、負電極側に堆積する。
に電極間に直流高電圧を連続印加して変位を得るという
使用形態の場合には、電極材料として銀糸の材料を使用
すると５高湿度雰囲気において所謂マイグレー７ョンを
生し、遂には絶縁破壊に至るという問題がある。すなわ
ち電極を構成するＡｇは酸化しやすい元素であるが、高
湿度雰囲気においてイオン化（Ａｇ＋）Ｌ、印加電圧に
よって負電極に吸引され、負電極側に堆積する。
このような堆積物は時間の経過と共に杉葉状に成長して
、！極間の絶縁抵抗を低下させ、遂には短絡するのであ
る。このようなマイグレーションを防止する手段として
、！極を例えばＰｔ、Ｐｄのような高融点の貴金属材料
によって形成することも考えられるが、性能の向上はと
もかくとして。
、！極間の絶縁抵抗を低下させ、遂には短絡するのであ
る。このようなマイグレーションを防止する手段として
、！極を例えばＰｔ、Ｐｄのような高融点の貴金属材料
によって形成することも考えられるが、性能の向上はと
もかくとして。
コストが高騰する結果となるので好ましくない。
また銀糸材料によって形成した内部電極の露出部分を、
銀より小さなマイグレーション特性を有する金属からな
る膜によって被覆するという提案がされている（例えば
特開昭６２−６２５７１号公報参照）。
銀より小さなマイグレーション特性を有する金属からな
る膜によって被覆するという提案がされている（例えば
特開昭６２−６２５７１号公報参照）。
しかしながら積層体に形成した後において露出部分を被
覆する作業は極めて煩雑であると共に、金属膜によって
必ずしも完全に被覆することができず５例えばピンホー
ル等を介して外部の湿気の侵入を許容することがあり、
信転性の点で未だ不満足な点がある。以上の他にも高湿
度の雰囲気における水分の侵入を防止する手段として２
例えば樹脂材料からなる被膜によるコーティング手段、
金属製容器内に密封する手段等が試みられている。
覆する作業は極めて煩雑であると共に、金属膜によって
必ずしも完全に被覆することができず５例えばピンホー
ル等を介して外部の湿気の侵入を許容することがあり、
信転性の点で未だ不満足な点がある。以上の他にも高湿
度の雰囲気における水分の侵入を防止する手段として２
例えば樹脂材料からなる被膜によるコーティング手段、
金属製容器内に密封する手段等が試みられている。
しかしながら樹脂材料からなる被膜でコーティングして
も、被膜は必ずしも非透水性が完全でないのみならず、
素子の作動により微小なりラックを生し、若しくはリー
ド線との境界部に若干の隙間を生し、これらを介して水
分が侵入する場合がある。また金属製容器内に密封した
場合には、素子の変位量が抑制されるのみならず、全体
の体積の増大を招来し、更にコスト高となる欠点がある
。
も、被膜は必ずしも非透水性が完全でないのみならず、
素子の作動により微小なりラックを生し、若しくはリー
ド線との境界部に若干の隙間を生し、これらを介して水
分が侵入する場合がある。また金属製容器内に密封した
場合には、素子の変位量が抑制されるのみならず、全体
の体積の増大を招来し、更にコスト高となる欠点がある
。
何れにしても上記従来の構成のものではマイグレション
を完全に防止することが困難であり、寿命が著しく短い
という問題点がある。近年における光応用、半導体製造
装置等の用途においては変位量が小であっても耐湿性、
耐久性の向上に対する要請が一段と厳しくなってきてお
り、従来の構成のものによってはこれらの要請に応えら
れない状況となってきている。
を完全に防止することが困難であり、寿命が著しく短い
という問題点がある。近年における光応用、半導体製造
装置等の用途においては変位量が小であっても耐湿性、
耐久性の向上に対する要請が一段と厳しくなってきてお
り、従来の構成のものによってはこれらの要請に応えら
れない状況となってきている。
なおセラミックコンデンサの分野において、内部電極を
積層体の内部に密封すると共に、外部電極により積層体
の外側面を被覆する構成のものが開示されている（例え
ば電子情報通信学会誌別刷第７０巻１号、昭和６２年１
月）、シかしながらこのようなセラミックコンデンサに
おいては、積層方向の変位は殆ど０であるため、積層型
変位素子における変位部と非変位部との境界部応力に起
因するクランク発生についての配慮は全く考慮されては
いない。
積層体の内部に密封すると共に、外部電極により積層体
の外側面を被覆する構成のものが開示されている（例え
ば電子情報通信学会誌別刷第７０巻１号、昭和６２年１
月）、シかしながらこのようなセラミックコンデンサに
おいては、積層方向の変位は殆ど０であるため、積層型
変位素子における変位部と非変位部との境界部応力に起
因するクランク発生についての配慮は全く考慮されては
いない。
本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、コ
ストの高騰を招来することな（、マイグレーションを完
全に防止し得ると共に、クラックその他の発生のない耐
久性の高い積層型変位素子を提供することを目的とする
。
ストの高騰を招来することな（、マイグレーションを完
全に防止し得ると共に、クラックその他の発生のない耐
久性の高い積層型変位素子を提供することを目的とする
。
上記目的を達成するために９本発明においては電気機械
変換材料からなる薄板と導電材料からなる内部電極とを
各々複数個交互に積層して積層体を形成し、この積層体
の側面に前記内部電極と１層おきに接続すべき１対の外
部電極を設けてなる積層型変位素子において。
変換材料からなる薄板と導電材料からなる内部電極とを
各々複数個交互に積層して積層体を形成し、この積層体
の側面に前記内部電極と１層おきに接続すべき１対の外
部電極を設けてなる積層型変位素子において。
内部電極の平面投影面積を薄板の平面投影面積より小に
形成し、外部電極との接続部のみを積層体の側面に露出
させ、かつＢ／Ａ≧０．５但し、Ａ：内部電極の投影が
積層方向に重合して形成される変位部の幅寸法 Ｂ：変位部の端縁と積層体側面との間に形成される非変
位部の幅寸法 に形成する。という技術的手段を採用した。
形成し、外部電極との接続部のみを積層体の側面に露出
させ、かつＢ／Ａ≧０．５但し、Ａ：内部電極の投影が
積層方向に重合して形成される変位部の幅寸法 Ｂ：変位部の端縁と積層体側面との間に形成される非変
位部の幅寸法 に形成する。という技術的手段を採用した。
本発明において、内部電極の外部電極との接続部を積層
体の対向側面，同一側面若しくは相隣る側面に形成する
ことができる。
体の対向側面，同一側面若しくは相隣る側面に形成する
ことができる。
〔作 用〕
上記の構成により２例えば銀糸材料からなる内部電極を
積層体内に完全に密封し、外気との接触を遮断すること
ができるから、外気中に含まれる水分の積層体内への侵
入を阻止することができる。
積層体内に完全に密封し、外気との接触を遮断すること
ができるから、外気中に含まれる水分の積層体内への侵
入を阻止することができる。
また積層体の側面部近傍に形成される非変位部の幅寸法
を変位部の幅寸法の０．５以上に形成したことにより、
非変位部の強度が確保され、非変位部と変位部との境界
に発生する応力に充分対抗することができる。
を変位部の幅寸法の０．５以上に形成したことにより、
非変位部の強度が確保され、非変位部と変位部との境界
に発生する応力に充分対抗することができる。
第１図（ａ）は本発明の実施例を示す要部側面図。
第１図（ｂ） （Ｃ）は各々第１図（ａ）におけるＣ−
Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図であり、同一部分は前記第
４図および第５図と同一の参照符号で示す、これらの図
において、薄板１を次のようにして形成する。
Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図であり、同一部分は前記第
４図および第５図と同一の参照符号で示す、これらの図
において、薄板１を次のようにして形成する。
まず重量比でＰ ｂ ０６２．３６％、 Ｓ ｒ Ｃ
Ｃ）＋ ４．５４％Ｔ ｉ Ｏｘ １１．３８％、
Ｚ ｒ ＯＸ ２０．６０％、５ｂｚ０３１．１２％か
らなる原材料を２４時間ボールミルで混合後、８００°
Ｃで１時間仮焼する。仮焼粉末を粉砕後、この仮焼粉末
にポリビニールブチラールを添加し、トリクレン中に分
散させてスラリー化し、この混合材料をドクターブレー
ド法により厚さ１００μｍのシート状の薄板に形成する
。次にこの薄板１の表面に内部電極２ａ、２ｂを形成す
る白金導電ペースト若しくは銀−パラジウムペーストを
スクリーン印刷する。この場合内部電極２ａ、２ｂは第
１図（ｔ）） （Ｃ）に示すように、それらの平面投影
面積を薄板１の平面投影面積より小に形成し、外部１ｉ
ｉ３ａ、３ｂ（第１図（ａ）参照）トノ接続部２１ａ、
２１ｂのみを薄板工の端縁まで設ける。上記のように形
成した内部電極２ａ、２ｂを有する薄板１を交互に例え
ば１００枚積層して圧着した後、所定の寸法形状に切断
して積層体とし、５００’Ｃで脱バインダーを行った後
、酸素中１０５０〜１２００°Ｃで１〜５時間焼結して
、所定寸法に切断して積層体５を形成する。この積層体
５の寸法は例えば３×３×１０２（閣）若しくは５０ｘ
５０ｘｌＯｊ！ （胴）である。次に外部電極３ａ、３
ｂを設けるのであるが、この場合内部電極２ａ、２ｂの
接続部２１ａ、２１ｂの幅寸法全体に亘るように設ける
のが望ましい。上記のようにして形成した積層体５の側
面部は、薄板１および外部電極３ａ、３ｂが露出するの
みで、内部電極２ａ、２ｂは積層体内に完全に密閉され
た状態となる。なお第１図（ａ）において、Ａは内部電
極２ａ、２ｂの投影が積層方向に重合して形成される変
位部８の幅寸法であり、Ｂは変位部８の端縁と積層体５
の側面との間に形成される非変位部９の幅寸法である。
Ｃ）＋ ４．５４％Ｔ ｉ Ｏｘ １１．３８％、
Ｚ ｒ ＯＸ ２０．６０％、５ｂｚ０３１．１２％か
らなる原材料を２４時間ボールミルで混合後、８００°
Ｃで１時間仮焼する。仮焼粉末を粉砕後、この仮焼粉末
にポリビニールブチラールを添加し、トリクレン中に分
散させてスラリー化し、この混合材料をドクターブレー
ド法により厚さ１００μｍのシート状の薄板に形成する
。次にこの薄板１の表面に内部電極２ａ、２ｂを形成す
る白金導電ペースト若しくは銀−パラジウムペーストを
スクリーン印刷する。この場合内部電極２ａ、２ｂは第
１図（ｔ）） （Ｃ）に示すように、それらの平面投影
面積を薄板１の平面投影面積より小に形成し、外部１ｉ
ｉ３ａ、３ｂ（第１図（ａ）参照）トノ接続部２１ａ、
２１ｂのみを薄板工の端縁まで設ける。上記のように形
成した内部電極２ａ、２ｂを有する薄板１を交互に例え
ば１００枚積層して圧着した後、所定の寸法形状に切断
して積層体とし、５００’Ｃで脱バインダーを行った後
、酸素中１０５０〜１２００°Ｃで１〜５時間焼結して
、所定寸法に切断して積層体５を形成する。この積層体
５の寸法は例えば３×３×１０２（閣）若しくは５０ｘ
５０ｘｌＯｊ！ （胴）である。次に外部電極３ａ、３
ｂを設けるのであるが、この場合内部電極２ａ、２ｂの
接続部２１ａ、２１ｂの幅寸法全体に亘るように設ける
のが望ましい。上記のようにして形成した積層体５の側
面部は、薄板１および外部電極３ａ、３ｂが露出するの
みで、内部電極２ａ、２ｂは積層体内に完全に密閉され
た状態となる。なお第１図（ａ）において、Ａは内部電
極２ａ、２ｂの投影が積層方向に重合して形成される変
位部８の幅寸法であり、Ｂは変位部８の端縁と積層体５
の側面との間に形成される非変位部９の幅寸法である。
次に上記のようにして作製した積層体５について、Ｂ／
Ａと変位量および健全率について測定および評価を行っ
た。この場合第１図（ａ）における変位部８の幅寸法Ａ
を夫々ＬｏｆｆＩｍ、５ｍ＋および３ａｍとし、夫々に
ついて非変位部９の幅寸法Ｂを変化させた。健全率は、
夫々の積層体５を２０個宛。
Ａと変位量および健全率について測定および評価を行っ
た。この場合第１図（ａ）における変位部８の幅寸法Ａ
を夫々ＬｏｆｆＩｍ、５ｍ＋および３ａｍとし、夫々に
ついて非変位部９の幅寸法Ｂを変化させた。健全率は、
夫々の積層体５を２０個宛。
（１−１５０Ｖを４Ｈｚにて０Ｎ−ＯＦＦＬ５ｘ１０”
回復において変位部８と非変位部９との境界部応力に起
因するクラックを発生することなく残存した個数比率で
ある。
回復において変位部８と非変位部９との境界部応力に起
因するクラックを発生することなく残存した個数比率で
ある。
第２図はＢ／Ａと変位量および健全率との関係を示す図
である。図において曲線ａ、ｂ、ｃは夫々変位部の幅寸
法Ａが１０ｍｍ、 ５ｍｍ、 ３ｔｘｍの積層体に
対応する変位量であり１曲線ｄは健全率を示す。第２図
から明らかなように、Ｂ／Ａの増大と共に曲線ａ、ｂ、
ｃにて示されるように変位量が漸減する。これは第１図
（ａ）からも明らかなように非変位部９の比率が大にな
る程変位部８の変位置が制限されることから当然の理で
ある。なおり／Ａ＝Ｏは所謂全面電極型（第５図参照）
であり、内部電極２ａ、２ｂの積層体５側面部への露出
防止のため例えばポリイミド系樹脂被膜を設けたもので
ある０次に曲線ｄにて示されるように。
である。図において曲線ａ、ｂ、ｃは夫々変位部の幅寸
法Ａが１０ｍｍ、 ５ｍｍ、 ３ｔｘｍの積層体に
対応する変位量であり１曲線ｄは健全率を示す。第２図
から明らかなように、Ｂ／Ａの増大と共に曲線ａ、ｂ、
ｃにて示されるように変位量が漸減する。これは第１図
（ａ）からも明らかなように非変位部９の比率が大にな
る程変位部８の変位置が制限されることから当然の理で
ある。なおり／Ａ＝Ｏは所謂全面電極型（第５図参照）
であり、内部電極２ａ、２ｂの積層体５側面部への露出
防止のため例えばポリイミド系樹脂被膜を設けたもので
ある０次に曲線ｄにて示されるように。
Ｂ／Ａが０．５未満の領域においては、第１図（ａ）に
示す非変位部９の幅寸法Ｂが小さいため、変位部８と非
変位部９との境界部に発生する応力と対抗すべき強度が
不足し、薄板１が割れる現象が多発し、健全率が大幅に
低下することが認められる。
示す非変位部９の幅寸法Ｂが小さいため、変位部８と非
変位部９との境界部に発生する応力と対抗すべき強度が
不足し、薄板１が割れる現象が多発し、健全率が大幅に
低下することが認められる。
このため光応用、半導体製造装置等の用途においては、
積層型変位素子として要求される変位量は１０μｍ以下
であることを勘案すれば、むしろ耐久性および信鯨性を
向上させるために、Ｂ／Ａを０．５以上とするのが好ま
しい。
積層型変位素子として要求される変位量は１０μｍ以下
であることを勘案すれば、むしろ耐久性および信鯨性を
向上させるために、Ｂ／Ａを０．５以上とするのが好ま
しい。
第３図（ａ）ないしくｇ）は夫々本発明における内部電
極の平面投影輪郭形状の例を示す平面図であり。
極の平面投影輪郭形状の例を示す平面図であり。
同一部分は前記第１図（ａ）ないしくＣ）と同一の参照
符号で示す。第３図（ａ）に示すものは内部電極２ａ。
符号で示す。第３図（ａ）に示すものは内部電極２ａ。
２ｂの接続部２１ａ、２１ｂを薄板１の相隣る側面に露
出させたものである。第３回し）ないしく６）は接続部
２１ａ、２１ｂを内部電極２ａ、２ｂの幅寸法より小な
る幅寸法に形成したものであり、このように形成するこ
とにより、外部電極３ａ５３ｂの幅寸法を小さくするこ
とができる。なお第３図（Ｃ） （ｅ）は何れも接続部
２１ａ、２１ｂを薄板１の同一側面に露出させたもので
あり、このように形成することにより、外部電極３ａ、
３ｂと接続するリード！（図示せず）の取り回しか容易
となる。
出させたものである。第３回し）ないしく６）は接続部
２１ａ、２１ｂを内部電極２ａ、２ｂの幅寸法より小な
る幅寸法に形成したものであり、このように形成するこ
とにより、外部電極３ａ５３ｂの幅寸法を小さくするこ
とができる。なお第３図（Ｃ） （ｅ）は何れも接続部
２１ａ、２１ｂを薄板１の同一側面に露出させたもので
あり、このように形成することにより、外部電極３ａ、
３ｂと接続するリード！（図示せず）の取り回しか容易
となる。
なお第３図（ｅｌに示すように形成すると、接続部２１
ａ、２１ｂ問および外部電極３ａ、３ｂ間の沿面距離を
大に形成することができる。第３図（ｆ）（ｇ）に示す
ものは、内部１１ｉ２ａ、２ｂの平面投影輪郭形状を各
々円形および六角形に形成したものである。
ａ、２１ｂ問および外部電極３ａ、３ｂ間の沿面距離を
大に形成することができる。第３図（ｆ）（ｇ）に示す
ものは、内部１１ｉ２ａ、２ｂの平面投影輪郭形状を各
々円形および六角形に形成したものである。
本実施例においては、積層体を構成する薄板の平面投影
輪郭形状が正方形の場合について記述したが、矩形、多
角形２円形、楕円形その他の幾何学的形状とすることが
でき、また内部電極についても同様である。また上記の
実施例においては。
輪郭形状が正方形の場合について記述したが、矩形、多
角形２円形、楕円形その他の幾何学的形状とすることが
でき、また内部電極についても同様である。また上記の
実施例においては。
内部電極および外部電極の形成手段としてスクリーン印
刷法を使用した例について記述したが、これに限定せず
、メツキ、薄着、塗布等の他の手段によっても作用は同
一である。更に前記の実施例においては＋Ｎ気機械変換
材料が圧電材料である場合について記述したが、キュリ
ー温度が室温より低いため３分極の必要がなく、かつ変
位量が大であると共にヒステリシスが少ない等の特徴を
有する電歪材料についても、前記と全く同様な作用を期
待できる。このような電歪材料としては３例えば （Ｐｂｏ、ｑ＋＆Ｌａｏ、ｏｉ４）（Ｚｒｏ、ａｓ Ｔ
ｉｏ、ｘｓ）ｏ、＋＋７ｑ ０３（Ｐｂｏ、 ｓｓ Ｓ
ｒｏ、 ＋ｓ） （Ｚｒｏ、 ５１ Ｔｉｅ、 ３４
Ｚｎｏ、 ６１２５Ｎｉｏ、ｏｚｔｓ Ｎｂｏ、＋ｏ）
０３゜（Ｐｂｏ、 ｓｓ Ｓｒｏ、 ＋ｓ） （Ｚｒｏ
、 、ｏ Ｔｉｅ、 ＊ｏ Ｚｎｏ、 ｏｓＮｒ６．。
刷法を使用した例について記述したが、これに限定せず
、メツキ、薄着、塗布等の他の手段によっても作用は同
一である。更に前記の実施例においては＋Ｎ気機械変換
材料が圧電材料である場合について記述したが、キュリ
ー温度が室温より低いため３分極の必要がなく、かつ変
位量が大であると共にヒステリシスが少ない等の特徴を
有する電歪材料についても、前記と全く同様な作用を期
待できる。このような電歪材料としては３例えば （Ｐｂｏ、ｑ＋＆Ｌａｏ、ｏｉ４）（Ｚｒｏ、ａｓ Ｔ
ｉｏ、ｘｓ）ｏ、＋＋７ｑ ０３（Ｐｂｏ、 ｓｓ Ｓ
ｒｏ、 ＋ｓ） （Ｚｒｏ、 ５１ Ｔｉｅ、 ３４
Ｚｎｏ、 ６１２５Ｎｉｏ、ｏｚｔｓ Ｎｂｏ、＋ｏ）
０３゜（Ｐｂｏ、 ｓｓ Ｓｒｏ、 ＋ｓ） （Ｚｒｏ
、 、ｏ Ｔｉｅ、 ＊ｏ Ｚｎｏ、 ｏｓＮｒ６．。
５ＮｂＯ，Ｉ。） Ｏｘ
等を使用することができる。
本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
内部電極を完全に密封することができ。
内部電極を完全に密封することができ。
マイグレーションを完全に防止し、耐湿性を飛躍的に向
上させることができ、高湿度環境においても充分に機能
を発揮することができる。また非変位部の強度を確保し
得る構成であるため、特に変位量が小であっても高度の
耐久性および信顧性を要求される光応用、半導体製造装
置等の用途に好適であり、応用範囲を拡大し得るという
効果がある。
上させることができ、高湿度環境においても充分に機能
を発揮することができる。また非変位部の強度を確保し
得る構成であるため、特に変位量が小であっても高度の
耐久性および信顧性を要求される光応用、半導体製造装
置等の用途に好適であり、応用範囲を拡大し得るという
効果がある。
第１図（ａ）は本発明の実施例を示す要部側面図第１回
（ｂ）（Ｃ）は各々第１図（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図
およびＩ）−Ｄ断面図、第２図はＢ／Ａと変位量および
健全率との関係を示す図、第３図（ａｌないしくｇ）は
夫々本発明における内部電極の平面投影輪祁形状の例を
示す平面図、第４図および第５図は各々従来の積層型変
位素子の例を模式的に示す要部側面図である。 １：薄板、５：積層体３８：変位部、９：非変位部。 ２１ ａ。 ２１ｂ：接続部。
（ｂ）（Ｃ）は各々第１図（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図
およびＩ）−Ｄ断面図、第２図はＢ／Ａと変位量および
健全率との関係を示す図、第３図（ａｌないしくｇ）は
夫々本発明における内部電極の平面投影輪祁形状の例を
示す平面図、第４図および第５図は各々従来の積層型変
位素子の例を模式的に示す要部側面図である。 １：薄板、５：積層体３８：変位部、９：非変位部。 ２１ ａ。 ２１ｂ：接続部。
Claims (2)
- （１）電気機械変換材料からなる薄板と導電材料からな
る内部電極とを各々複数個交互に積層して積層体を形成
し，この積層体の側面に前記内部電極と１層おきに接続
すべき１対の外部電極を設けてなる積層型変位素子にお
いて， 内部電極の平面投影面積を薄板の平面投影面積より小に
形成し，外部電極との接続部のみを積層体の側面に露出
させ、かつＢ／Ａ≧０．５但し、Ａ：内部電極の投影が
積層方向に重合して形成される変位部の幅寸法 Ｂ：変位部の端縁と積層体側面との間に形成される非変
位部の幅寸法に形成したことを特徴とする積層型変位素
子。 - （２）外部電極との接続部を積層体の対向側面，同一側
面若しくは相隣る側面に形成した請求項（１）記載の積
層型変位素子。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005680A (ja) * | 2003-05-21 | 2005-01-06 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ |
| JP2007109754A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sony Corp | 積層圧電素子 |
| WO2011013689A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0511704B1 (en) * | 1991-04-29 | 1995-07-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Translation device |
| EP0550829A1 (de) * | 1991-12-05 | 1993-07-14 | Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen monolithischer Vielschichtverbunde für Aktuatoren aus ferroelektrischer Keramik |
| JP3478297B2 (ja) * | 1992-06-26 | 2003-12-15 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド |
| US5459371A (en) * | 1993-03-12 | 1995-10-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Multilayer piezoelectric element |
| JPH08187848A (ja) * | 1995-01-12 | 1996-07-23 | Brother Ind Ltd | 積層式圧電素子およびその製造方法 |
| US6016024A (en) * | 1996-04-05 | 2000-01-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric component |
| JP3266031B2 (ja) * | 1996-04-18 | 2002-03-18 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3271517B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| US5939819A (en) * | 1996-04-18 | 1999-08-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic component and ladder filter |
| JPH1079639A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-03-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JPH1084244A (ja) * | 1996-07-18 | 1998-03-31 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| WO1998005080A1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-05 | Materials Systems Incorporated | Multilayer piezoelectric ceramic transducer and fabrication method |
| JP3271541B2 (ja) * | 1996-07-26 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3577170B2 (ja) * | 1996-08-05 | 2004-10-13 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子とその製造方法およびそれを用いた電子部品 |
| JPH10107579A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-04-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電部品 |
| JPH10126203A (ja) * | 1996-08-27 | 1998-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3267171B2 (ja) * | 1996-09-12 | 2002-03-18 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JPH10126202A (ja) * | 1996-10-23 | 1998-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3271538B2 (ja) * | 1996-11-28 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| CN1198037A (zh) * | 1997-04-25 | 1998-11-04 | 株式会社村田制作所 | 压电谐振器和使用它的电子元件 |
| US6097135A (en) * | 1998-05-27 | 2000-08-01 | Louis J. Desy, Jr. | Shaped multilayer ceramic transducers and method for making the same |
| JP3378775B2 (ja) * | 1997-07-07 | 2003-02-17 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびその周波数調整方法 |
| JP3262049B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3262048B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3082724B2 (ja) * | 1997-11-10 | 2000-08-28 | 日本電気株式会社 | 圧電磁器トランスおよびその製造方法 |
| JPH11176691A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-02 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層チップ電子部品の製造方法 |
| DE19802302A1 (de) | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Aktor |
| DE69916344T2 (de) * | 1998-01-23 | 2005-05-12 | Océ-Technologies B.V. | Pizoelektrischer Betätiger für Tintenstrahldruckkopf |
| DE19855221A1 (de) * | 1998-11-30 | 2000-05-31 | Marco Systemanalyse Entw | Piezoaktuatorisches Kippelement |
| TW432731B (en) * | 1998-12-01 | 2001-05-01 | Murata Manufacturing Co | Multilayer piezoelectric part |
| DE19909482A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-07 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Aktor |
| DE19928180B4 (de) * | 1999-06-19 | 2006-12-07 | Robert Bosch Gmbh | Piezoaktor |
| DE19946837A1 (de) * | 1999-09-30 | 2001-05-03 | Bosch Gmbh Robert | Piezoaktor |
| DE19951118A1 (de) * | 1999-10-23 | 2000-11-09 | Bosch Gmbh Robert | Piezoaktor und ein Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP3473567B2 (ja) * | 2000-10-30 | 2003-12-08 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびこの圧電共振子を用いたラダー型フィルタ |
| JP3506113B2 (ja) * | 2000-11-07 | 2004-03-15 | 株式会社村田製作所 | 電子部品 |
| KR100429116B1 (ko) * | 2001-05-14 | 2004-04-28 | 삼성전자주식회사 | 반도체 ｉｃ 소자의 검사 공정 손실 요인 자동 분석 및관리 시스템과 그 방법 |
| US6505917B1 (en) | 2001-07-13 | 2003-01-14 | Illinois Tool Works Inc. | Electrode patterns for piezo-electric ink jet printer |
| US6515403B1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-04 | Honeywell International Inc. | Co-fired piezo driver and method of making for a ring laser gyroscope |
| US20030020377A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-01-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element and piezoelectric/electrostrictive device and production method thereof |
| US6601948B1 (en) | 2002-01-18 | 2003-08-05 | Illinois Tool Works, Inc. | Fluid ejecting device with drop volume modulation capabilities |
| US20050082949A1 (en) * | 2003-10-21 | 2005-04-21 | Michio Tsujiura | Piezoelectric generator |
| DE102004005227A1 (de) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Robert Bosch Gmbh | Piezoaktor mit mindestens einem Paar Innenelektroden |
| DE102004014455A1 (de) * | 2004-03-24 | 2005-11-03 | Epcos Ag | Elektrisches Bauelement |
| FR2978301B1 (fr) * | 2011-07-18 | 2013-08-02 | Renault Sa | Procede d'assemblage d'un transducteur ultrasonore et transducteur obtenu par le procede |
| CA2849493C (en) * | 2011-09-20 | 2018-07-17 | Sunnybrook Research Institute | Ultrasound transducer and method for making the same |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1207974A (en) * | 1966-11-17 | 1970-10-07 | Clevite Corp | Frequency selective apparatus including a piezoelectric device |
| US3489931A (en) * | 1968-08-30 | 1970-01-13 | Bourns Inc | Monolithic electrical transformer |
| CH607336A5 (ja) * | 1975-09-22 | 1978-12-15 | Siemens Ag | |
| DE3381424D1 (de) * | 1982-04-20 | 1990-05-10 | Fujitsu Ltd | Herstellungsverfahrenfuer einen piezoelektrischen resonator. |
| DE3379566D1 (en) * | 1982-04-20 | 1989-05-11 | Fujitsu Ltd | Piezoelectric resonator chip and a method for adjusting its resonant frequency |
| JPS58196072A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPS58196068A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPS5932040A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-21 | Nec Corp | 指数関数発生器 |
| US4481488A (en) * | 1982-11-08 | 1984-11-06 | Motorola, Inc. | Trapped energy resonator for oscillator and multiple resonator applications |
| US4564782A (en) * | 1983-09-02 | 1986-01-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramic filter using multiple thin piezoelectric layers |
| 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 |
| JPS61142780A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-06-30 | Toshiba Corp | 積層型変位発生素子及びその製造方法 |
| JPS6262571A (ja) * | 1985-09-12 | 1987-03-19 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JP2790178B2 (ja) * | 1987-06-26 | 1998-08-27 | 株式会社村田製作所 | 電歪共振装置 |
| JP2790177B2 (ja) * | 1987-07-06 | 1998-08-27 | 株式会社村田製作所 | 電歪共振素子 |
| JPS6412711A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-17 | Murata Manufacturing Co | Chip type resonator |
| JP2567046B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1996-12-25 | 日立金属株式会社 | 積層型変位素子 |
| JPH01139465A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-31 | Ricoh Co Ltd | 印刷機 |
| JP2790180B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1998-08-27 | 株式会社村田製作所 | 電歪共振装置 |
| US4903166A (en) * | 1989-06-09 | 1990-02-20 | Avx Corporation | Electrostrictive actuators |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP2045247A patent/JP2965602B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-02-11 US US07/653,548 patent/US5153477A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-26 DE DE4105997A patent/DE4105997C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-26 GB GB9103966A patent/GB2242312B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005005680A (ja) * | 2003-05-21 | 2005-01-06 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ |
| JP2007109754A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sony Corp | 積層圧電素子 |
| WO2011013689A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| JP5421373B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2014-02-19 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| US9153766B2 (en) | 2009-07-28 | 2015-10-06 | Kyocera Corporation | Multi-layer piezoelectric element with stress relaxing, and injection device and fuel injection system using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5153477A (en) | 1992-10-06 |
| DE4105997C2 (de) | 1995-02-09 |
| GB2242312B (en) | 1993-04-28 |
| JP2965602B2 (ja) | 1999-10-18 |
| GB9103966D0 (en) | 1991-04-10 |
| DE4105997A1 (de) | 1991-09-05 |
| GB2242312A (en) | 1991-09-25 |
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