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KR100239285B1 - 적층압전소자 및 진동파 발동기 - Google Patents

적층압전소자 및 진동파 발동기 Download PDF

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KR100239285B1
KR100239285B1 KR1019960002054A KR19960002054A KR100239285B1 KR 100239285 B1 KR100239285 B1 KR 100239285B1 KR 1019960002054 A KR1019960002054 A KR 1019960002054A KR 19960002054 A KR19960002054 A KR 19960002054A KR 100239285 B1 KR100239285 B1 KR 100239285B1
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KR
South Korea
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piezoelectric element
multilayer piezoelectric
surface electrode
electrode
electrodes
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
KR1019960002054A
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English (en)
Inventor
타카히로 야마카와
노부유키 코지마
토오루 에자키
유타카 마루야마
Original Assignee
카무라 미치오
타이헤이요 시멘트 카부시키카이샤
미다라이 후지오
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12410597&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100239285(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 카무라 미치오, 타이헤이요 시멘트 카부시키카이샤, 미다라이 후지오, 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 카무라 미치오
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Abstract

본 발명의 적층압전소자는, 면적이 0.002㎟ 내지 0.2㎟이고, 상기 소자의 표면에 형성되어 상기 소자의 내부전극에 접속된 표면전극과, 레벨차가 20㎛이하이고, 상기 표면전극이 형성된 표면에서 해당 표면전극을 제외한 전극이 형성되어 있지 않은 영역인 제 1영역을 지닌다.

Description

적층압전소자 및 진동파 발동기
제1a도 및 제1b도는 각각 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자의 구조도 및 외관도.
제2도는 실험 3에 있어서 Qm, △F 및 표면전극의 면적과의 관계를 도시한 그래프.
제3도는 실험 4에 있어서 Qm, △F 및 표면전극의 돌출량과의 관계를 도시한 그래프.
제4a도 및 제4b도는 각각 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자의 구조도 및 외관도.
제5a도 및 제5b도는 각각 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자의 구조도 및 외관도.
제6도는 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자를 조립한 초음파모터의 단면도.
제7a도 및 제7b도는 각각 적층세라믹압전소자의 구조도 및 외관도.
제8도는 종래의 복수의 세라믹압전소자판을 조립한 초음파모터의 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
(1), (11), (101) : 적층세라믹압전소자 (2), (12), (102) : 내부전극
(3), (13), (103) : 층간배선 (4), (14), (104) : 표면전극
(A) : 소자 (B) : 배선기판
(C) : 볼트 (D1), (D2) : 고정자
본 발명은 진동파모터에 적합한 적층압전소자 또는 진동발동기에 관한 것이다.
종래, 예를 들면 랑즈뱅(Langevin)형의 초음파모터는, 일본국 특개평 3-40767호 공보 및 일본국 특개평 3-117384호 공보에 기재된 바와 같이, 두께방향의 분극방향이 좌우 또는 전후부분에서 반대인 복수의 다층압전소자판을, 전극판이 이들 인접한 소자판사이에 샌드위치되도록 적층(겹쳐쌓음)하여 구성한 구조의 진동소자를 이용한다(제 8 도 참조).
하지만, 근년에는 상술한 구조를 일체화하여 얻은 이른바 적층세라믹압전소자를 이용하는 것에 의해, 구동전압의 저감 및 소자의 소형화를 도모하고 있다.
적층세라믹압전소자(101)는 이하의 구조를 지닌다. 즉, 제 7도(a) 및 제 7도(b)에 도시한 바와 같이, 링을 4분할한 전극패턴이 형성된 내부전극(102)이 2개의 서로 인접한 세라믹층 사이마다 존재하고, 이들 내부전극(102)이 적층방향으로 1층걸러 층간배선(103)에 의해 접속되어 있다. 소자(101)의 표면에는 표면전극(104)이 층간배선(103)과 접속되어 있다.
소자(101)는, 예를 들면, 정(正)전압의 인가시에 제 1상한 및 제 2상한은 두께가 증가하고, 제 3상한 및 제 4상한은 두께가 감소(물론, 부(負)전압의 인가시에는 각 상한이 역의 움직임을 보임)하도록 분극화되어 있다.
소자(101)를 구동시킬 때에는, 제 1상한 및 제 3상한(이하, ˝A상˝이라 칭함)에 대해서는 동일한 위상의 공진주파수신호를 입력하고, 제 2상한 및 제 4상한(이하, ˝B˝상이라 칭함)에 대해서는 상기 신호와 위상차가 90°인 공진주파수신호를 입력하는 것에 의해 요동하는 진동을 일으킨다.
상기 적층세라믹압전소자는 소자를 구성하는 각 층의 두께를 단층소자판의 두께보다도 충분히 얇게 하여 다층구조를 실현할 수 있다. 이로 인해, 소자의 구동에 필요한 전압을 대폭 저감할 수 있으므로, 소자의 소형화 및 저전압구동화를 실현시키는 것이 가능하다. 상술한 바와 같이, 상기 소자는 많은 양호한 특성을 지니고 있다.
하지만, 상술한 적층세라믹압전소자를 사용하여 실제로 랑즈뱅형 초음파모터 또는 발동기를 제조하면, 진동부재의 A상 및 B상의 공진주파수의 차(△F)가 커지고, 기계적품질계수(Qm)가 단층압전소자판을 사용한 모터보다도 열등해져서 실용화할 수 있는 모터 또는 발동기를 얻을 수 없다.
또, 본 발명자중 한명은 미국특허출원 제 8/111,052호 및 유럽특허출원 제93113470.4호로 출원한 바 있다.
본 발명의 목적은, 소자의 표면전극을 제외한 부분의 상하면을 레벨차가 20㎛이하인 평면에 형성하고, 상기 표면전극의 각 면적을 0.002㎟ 내지 0.2㎟범위내로 설정함과 동시에, 해당 표면전극을 상기 소자면으로부터 돌출하여 형성한 적층압전소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
바람직한 실시예에서는, 소자의 상하면의 평탄성에 대해서 각 표면을 레벨차 또는 표면거칠기가 20㎛이하인 평면으로 형성하도록 규정하고 있다.
이것은 소자의 상하면내 각각의 레벨차가 20㎛보다 큰 경우, 소자를 랑즈뱅형 초음파모터 또는 발동기에 사용하면, 전체로서의 기계적품질계수(Qm)가 저하하고, 상마다의 공진주파수의 차(△F)도 커진다는 것이 실험에 의해 판명되었기 때문이다.
이와 같이 평활한 상하면을 지닌 적층세라믹압전소자의 제조방법으로서는 크게 이하의 2개방법으로 분류된다.
하나는, 소성 후 휨수정(재소성) 또는 래핑(lapping)을 행하여 평면도가 높은 소자를 제조하는 방법으로, 이 경우에서는 표면전극 등을 그후에 형성할 수 있다.
다른 하나는, 변형 또는 휨이 생기지 않도록 성형, 소성 등의 공정을 신중하게 제어하면서 소자를 제조하는 방법이다.
본 발명에서는 상술한 방법중 어느 것을 채택해도 되며, 그 제조방법은 특히 한정하지 않는다.
본 실시예에 있어서는 각 표면전극의 높이를 고려하지 않으므로, 본 발명의 소자를 사용하는 경우에는, 각 표면전극의 높이를 상쇄하도록 단자를 형성해야 할 필요가 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 이하의 대책을 취해야만 하는데, 즉, 표면전극에 접속하려는 전극판의 단자부분을 전극의 높이만큼 오목하게 해야한다.
상기 소자의 상하면내의 각 레벨차(표면전극부분제외)의 측정시에는, 상기 소자를 평면상에 놓고서 비접촉식의 형상측정장치를 이용하여 3차원적으로 측정하는 것이, 그 값을 정확하게 측정할 수 있으므로 바람직하다.
상기 레벨차는 접촉식의 형상측정장치, 예를 들면, 표면조도계로도 측정하는 것이 가능하다. 하지만, 소자의 배면이 볼록하게 되어 있는 경우에는 예를 들면, 침압등에 의해 소자가 움직이기 쉬우므로 정확한 측정이 곤란하다.
본 실시예에서는 상기 요건외에도, 각 표면전극의 면적을 0.002㎟ 내지 0.2㎟의 범위내로 설정함과 동시에, 각 표면전극을 소자면으로부터 돌출하여 형성하고 있다.
소자가 이와 같은 표면전극을 가지면, 전극판을 이용한 표면전극과의 접속이 가능하고, 공진주파수의 차(△F)가 보다 작음과 동시에 기계적품질계수(Qm)도 높은 소자를 실현시킬 수 있다.
보다 구체적으로 각 표면전극의 면적이 0.002㎟보다 작으면, 접속부분의 저항치가 커지게 되어 기계적품질계수(Qm)가 저하하고; 면적이 0.2㎟보다 크면, 가요성회로기판을 사용하여도 전극두께 또는 전극의 돌출량의 영향을 배제할 수 없으므로, 상간의 공진주파수의 차(△F)가 커지게 된다는 것이 실험에 의해 판명되었다.
또, 각 표면전극은 전극판과의 접속이 확실하도록 소자면으로부터 돌출한것이 바람직하다.
상술한 표면전극을 형성하는 방법으로서는, 인쇄법이 가장 용이하지만, 본 발명은 이 형성방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, CVD법, 스퍼터링법 등을 이용해도 되고, 또 소자의 전면에 도체층을 형성한 다음, 에칭 등에 의해 그 주위부분을 제거하여 표면전극을 형성해도 된다.
상기 각 표면전극의 면적을 규정하는 수치를 원형의 직경으로 환산하면, 약 50㎛ 내지 500㎛의 직경을 지닌 표면전극이 되지만, 표면전극은 원형상일 필요가 없으므로, 본 실시예에 있어서는 면적으로 규정한다. 또, 본 실시예에서 규정하고 있는 표면전극의 면적은 상면으로부터 볼 때의 투영면적이고, 돌출부분의 높이성분을 포함하지 않는다.
본 실시예에서는 각 표면전극의 돌출량을 1㎛ 내지 20㎛범위내로 규정하고 있다.
상술한 2개 요건만을 만족하는 적층세라믹압전소자이면 충분히 실용적이다. 또, 각 표면전극의 소자면으로부터의 돌출량이 상기 범위내이면, 각 상간의 공진주파수의 차(△F)가 작고, 기계적품질계수(Qm)가 높은 소자를 실현함과 동시에, 전기 접속이 확실하게 행해지므로 신뢰성이 보다 높은 소자를 제공할 수 있음이 실험에 의해 판명되었다.
상기 돌출량을 지닌 표면전극의 형성방법도 특히 한정되지는 않지만, 형성하려는 표면전극의 돌출량(두께)을 고려하면, 인쇄법이 가장 적합하다.
제 5 도(a) 및 제 5 도(b)(후술함)에 도시한 적층세라믹압전소자(11), 즉, 소자내부에 존재하는 전극(12)을 소자내부에 형성된 층간배선(13)에 의해 접속한 소자에 있어서는, 해당 소자(11)에 표면래핑가공을 하면, 층간배선(13)(통상, Ag-Pd 또는 Pt로 형성되어 있음)보다도 압전소자재료(통상, PZT계 세라믹으로 형성되어 있음)가 더욱 깎여서, 결과적으로, 층간배선(13)이 소자면으로부터 돌출하게 된다. 그러므로, 래핑가공조건을 제어하는 것에 의해, 상기 돌출량을 지닌 표면전극(14)을 형성하는 것이 가능하다.
본 실시예에서는, 소자에 형성된 표면전극의 위치관계에 대해서, 표면전극을 소자면내에 있어서 균형을 맞추어 배치하도록 규정하고 있다.
이것은, 가요성회로기판을 이용하여 표면전극의 두께 또는 돌출량의 영향을 배제할 수 있더라도, 표면전극자체는 진동하지 않으므로 공진에 대해서 노이즈성분으로 된다. 이와 같은 표면전극이 소자의 일부분에 집중하여 형성되면, 표면전극이 집중하여 형성된 소자부분의 공진주파수가 다른 소자부분과는 다르게 되어 기계적품질계수(Qm)가 저하한다.
상기 ˝표면전극을 소자면내에 있어서, 균형을 맞추어 배치한다˝라는 것은, 예를 들면, 8개의 표면전극을 하나의 원주상에 등간격으로 배치하는 경우만을 내포하는 것이 아니라, 서로 근접한 표면전극쌍을 하나의 원주상에 등간격으로 배치하는 경우도 내포한다.
본 실시예에서는, 제 5도(a)에 도시한 바와 같이, 소자(11)의 내부전극(12)을 소자내부에 형성된 층간배선(13)에 의해 접속하고 있다.
이것은 층간배선(13)을 소자내부에 형성하는 것에 의해, 소자의 외주벽면상에 여분의 돌출부를 형성하는 층간배선[예를 들면, 제 7도에 도시한 층간배선(103
)]을 생략하는 것이 가능하므로, 소자의 공진에 대한 노이즈를 제거할 수 있다. 이러한 이유로, 진동부재의 공진주파수의 차가 보다 작아지고, 또 공진곡선이 샤프해지므로 보다 높은 기계적품질계수(Qm)가 얻어진다.
소자내부의 층간배선(13)은 소위 비어홀(via hole) 또는 쓰루홀(through hole)이라 함으로 저온소성방식의 세라믹기판의 제조기술을 이용하여 형성하는 것이 가능하다.
일반적인 비어홀의 형성방법은, 적층전의 압전부재의 그린시트에 구멍을 형성하여, 도체페이스트를 충전한 다음, 그 시트상에 내부전극패턴을 인쇄한 후, 시트를 적층·소성하는 것이다.
이 방법에 의해, 내부전극과 비어홀전극이 일체로 소성되어, 소자의 층간을 접속하는 배선을 형성할 수 있다.
물론, 본 발명은 소자의 내부에 층간배선을 형성할 수 있기만 하면 상기 방법으로 한정되는 것은 아니다.
게다가, 본 실시예에서는, 제 6도에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 소자(A)에 전력을 공급하는 방법으로서, 표면전극을 지닌 소자(A)의 표면에 배선기판(B)을 가압접촉하도록 규정하고 있다.
배선기판(B)에는 도전체층이 형성되어 있다. 예를 들면, 제 6도에 도시한 바와 같이, 랑즈뱅형의 초음파모터에 본 실시예에 의한 소자(A)를 이용하는 경우에는, 볼트(C)와 고정자(D1), (D2)의 죔력에 의해 배선기판(B)의 도전체층으로 소자(A)의 면으로부터 돌출한 표면전극이 잠식하도록 하여 전기접속을 확실하게 행함과 동시에, 표면전극과 도전체층이 소성변형을 받음으로써 접촉의 균일화를 도모할 수 있다.
상기 배선기판(B)으로서는, 탄성 또는 소성이 높은 고분자재료 또는 탄성과 소성이 모두 높은 절연재료로 이루어진 기판의 표면에 구리나 땜납 등의 도체를 형성하여 구성한 소위 가요성회로기판이 바람직하다.
이와 같은 성질의 배선기판(B)은 상기 볼트(C)와 고정자(D1), (D2)의 죔력에 의해 용이하게 변형하고, 소자(A)의 표면으로부터 돌출한 표면전극의 영향을 보다 경감하므로 소자(A)에 균일하게 접촉한다.
상기 배선기판(B)상의 도전체층은 적층 세라믹압전소자(A)의 표면전극에 개별적으로 전력공급 및 전기접속을 행하도록 거의 전면에 도체로 이루어진 배선배턴이 형성되어 있다.
종래의 복수의 적층단층압전소자판을 이용한 랑즈뱅형의 초음파모터에 있어서는, 예를 들면, 제 8도에 도시한 바와 같이, 5매의 인접한 세라믹압전소자(a1) 내지 (a5)사이에 전극으로서 기능하는 6매의 금속판(b1) 내지 (b6)을 각각 샌드위치 하여 진동부재를 구성하고, 해당 진동부재에 금속판(b1) 내지 (b6)을 통하여 구동 신호를 입력한다. 이들 6매의 금속판(b1) 내지 (b6)은 각 세라믹압전소자판(a1) 내지 (a5)의 상하면의 레벨차 또는 울퉁불퉁함을 흡수하고, 볼트(c)와 고정자(d1), (d2)의 죔력은 각 세라믹압전소자판(a1) 내지 (a5)의 판면에 균일하게 작용한다. 그 결과, 각 상의 공진주파수의 차(△F)가 작고, 기계적품질계수(Qm)가 높은 초음파모터가 실현된다.
물론, 인접한 세라믹압전소자판 사이에 샌드위치된 다수의 금속판(b1) 내지 (b6)의 진동흡수작용으로 인해, 모터의 효율은 그다지 높지 않다.
하지만, 적층세라믹압전소자의 경우에 있어서는, 소자의 내부에 이미 전극이 형성되어 있으므로 예를 들면, 제 6도에 도시한 바와 같이, 전극판으로서는 소자(A)의 표면전극과 전기접속을 하기 위한 1매의 전극판만이 필요하므로 이론상으로는 높은 효율이 얻어지지만, 실제로 볼트와 고정자를 이용하여 소자를 죄는 경우, 종래의 단층압전소자판에 흡수된 소자의 상하면에 존재하는 레벨차의 영향이 현저하게 나타나고, 볼트와 고정자의 죔력은 소자의 판면에서 불균일해진다. 그결과, 모터의 효율이 저하하고, 각 상의 공진주파수차가 증대한다.
이들 환경하에서, 본 발명에 있어서는, 적어도 압전소자의 상하면의 평탄성 및 각 표면전극의 면적에 대해서 상세히 규정하므로, 적층세라믹압전소자를 예를 들면, 랑즈뱅형의 초음파모터 또는 발동기에 사용하는 경우, 볼트와 고정자의 죔력이 본 소자의 판면에 균일하게 작용하도록 하고, 압전소자 본래의 특성을 구비한, 실용상 충분한 성능을 지닌 초음파모터 또는 발동기를 제공하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자의 효과를 입증하는 실험예에 대해서 설명한다.
[실험 1]
PZT계압전시트를 이용하여, 인쇄법에 의해 내부전극(2)을 형성함으로써 제 1도(a) 및 제 1도(b)에 도시한 구조의 적층세라믹압전소자(1)를 제조하였다.
상기 소자(1)는 1층당의 두께가 약 100㎛이고, 전체 15층이 적층되어, 직경이 10mm, 내부직경이 5mm이었다. 층간배선(3)은, 소자의 제조도중에 각 압전시트의 측면에 1층걸러 절연재료를 도포하고, 도체페이스트를 이용하여 시트를 접속한후 소성하는 것에 의해 형성하였다. 소자의 상하면은 소성 후에 래핑을 행하여 각 면내의 레벨차(이하, ˝평면도˝)가 1 내지 20㎛인 평탄한 표면에 형성하였다. 이 평탄한 소자의 상면에, 소자의 측면의 층간배선(3)과 접속한 1㎛두께의 표면전극(4)을 스퍼터링법에 의해 형성하였다. 전극의 수는 A상과 B상에 대해서 각각 +, - 4개와 각각의 그라운드 4개를 합하여 8개이고, 제 1도(a) 및 제 1도(b)에 도시한 바와 같이, 각 4개의 표면전극이 소자의 상면의 전(前)부 및 후부에 집중하여 형성되었다.
수개의 적층세라믹압전소자를 분극화한 다음, 랑즈뱅형의 초음파모터에 제 6도에 도시한 바와 같이 조립하고, 그 기계적품질계수(Qm)를 측정한 결과, 500 내지 700이었다. 또 A상과 B상의 공진주파수의 차(△F)는 70 내지 100Hz이었다.
[실험 2]
상기 실험 1에 있어서 소성 후에 소자의 상하면의 래핑을 행하지 않고 제조하여 소자의 평면도가 24 내지 40㎛인 것이외는, 실험 1과 동일한 구조 및 조건을 지닌 수개의 적층세라믹압전소자를 랑즈뱅형의 초음파모터에 조립하여 기계적품질계수(Qm) 및 A상과 B상의 공진주파수의 차(△F)를 측정한 결과, Qm값은 200 내지 250, △F값은 110 내지 230Hz이었다.
모터성능의 관점에서 Qm값은 500이상이고,△F값은 110Hz이하이므로, 실험 2의 결과는 바람직하지 못하다.
[실험 3]
인쇄법에 의해, 각 표면전극(4)의 면적이 제 2도의 가로축에 표시한 값이 되도록 표면전극을 형성한 것이외는, 실험 1과 동일한 구조 및 조건에서 실험 1과 동일한 과정에 따라 소자(평면도=15㎛)를 제조하였다. 그 다음에, 이들 소자를 랑즈뱅형의 초음파모터에 조립하여 기계적품질계수(Qm) 및 A상과 B상의 공진주파수의 차(△F)를 각각 측정하였다.
제 2도는 측정한 Qm, △F와 면적과의 관계를 도시한 것이다.
[실험 4]
인쇄법에 의해, 각 표면전극(4)의 면적이 0.02㎟이고 각 표면전극(4)의 돌출량이 제 3도의 가로축에 표시한 값이 되도록 표면전극을 형성한 것이외는, 실험 1과 동일한 구조 및 조건에서 실험 1과 동일한 과정에 따라 소자(평면도=15㎛)를 제조하였다. 그 다음에, 이들 소자를 랑즈뱅형의 초음파모터에 조립하여 기계적품질계수(Qm) 및 A상과 B상의 공진주파수의 차(△F)를 각각 측정하였다.
제 3도는 측정한 Qm, △F와 표면전극의 돌출량과의 관게를 도시한 것이다.
[실험 5]
표면전극(4)(면적=0.02㎟, 돌출량=5 내지 10㎛)을 제 4도(a) 및 제 4도(b)에 도시한 바와 같이, 소자의 상면에 등간격으로 형성한 것이외는, 실험 1과 동일한 구조 및 조건에서 실험 1과 동일한 과정에 따라 소자(평면도=15㎛)를 제조하였다. 그 다음에, 이들 소자를 랑즈뱅형의 초음파모터에 조립하여 기계적품질계수(Qm) 및 A상과 B상의 공진주파수의 차(△F)를 각각 측정한 결과, Qm값은 830, △F값은 57Hz이었다.
이들 결과는 표면전극의 형성위치가 Qm값과 △F값을 효과적으로 향상시킨다는 것을 입증하고 있다.
[실험 6]
실험 1에서 사용한 것과 동일한 재료로 이루어진 각 압전시트에 펀칭머신을 이용하여 직경이 150㎛인 구멍(비어 홀)을 형성하여, 이들 구성에 Ag-Pd도체페이스트를 충전하였다. 그 다음, 상기 시트에 내부전극패턴을 인쇄한 후 제 5도(a)에 도시한 바와 같이, 시트를 적층하고 소성하여 내부전극(12) 및 층간배선(13)을 지닌 소자를 제조하였다.
상기 소자의 상하면을, 이하의 표 1에 표시한 평면도를 지니도록 래핑한 후에, 인쇄법에 의해 이하의 표 1에 표시한 면적 및 돌출량의 표면전극(14)을 형성하여 A형소자를 제조하고, 또 래핑에 의해 소자의 면으로부터 돌출하도록 형성한 비어전극을, 이하의 표 1에 표시한 면적 및 돌출량의 표면전극(14)으로서 이용하여 B형소자를 제조하였다. 이들 유형의 적층세라믹압전소자(11)를 분극화한 후 랑즈뱅형의 초음파모터에 조립하여 기계적품질계수(Qm) 및 A상과 B상의 공진주파수의 차(△F)를 측정하였다.
표 1은 그 측정결과를 나타낸 것이다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 소자평면도가 20㎛이하, 표면전극면적이 0.2㎟이하, 표면전극돌출량이 20㎛이하인 소자이면, 진동부재로서 양호한 성능을 보이는 것이 가능하다.
상기 실험예는, 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자가 랑즈뱅형의 초음파모터에 조립된 경우에, 각 상의 공진주파수의 차(△F)가 작고, 기계적품질계수(Qm)가 높다는 것을 입증하고 있다. 게다가, 본 발명에 의한 적층세라믹압전소자는 링형상의 초음파모터용 적층세라믹압전소자로서도 충분히 적용가능하다.
상술한 바와 같이, 상기 압전소자에 의하면, 압전소자 본래의 특성 및, 실용상 충분한 성능을 지닌 진동파모터 또는 발동기를 제공하는 것이 가능하다.

Claims (21)

  1. 면적이 0.002㎟ 내지 0.2㎟의 범위내이고, 적층압전소자의 표면에 형성되어 이 적층압전소자의 내부전극에 접속된 표면전극과, 레벨차가 20㎛이하이고, 상기 표면전극이 형성된 표면에서 해당 표면전극을 제외한 전극이 형성되어 있지 않은 영역인 제 1영역으로 구성된 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표면전극은 제 1영역보다 돌출된 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표면전극의 돌출량이 1㎛ 내지 20㎛의 범위에 있도록 설정한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적층압전소자는 대략 원통형상이고, 상기 표면전극은 상기 적층압전소자의 상하면 중 적어도 한면에 축방향으로 형성되어 있으며, 상기 상하면은 모두 레벨차가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 적층압전소자는 대략 원통형상이고, 상기 표면전극은 상기 적층압전소자의 상하면 중 적어도 한면에 축방향으로 형성되어 있으며, 상기 상하면은 모두 레벨차가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적층압전소자의 내부에 형성되어, 상기 소자의 내부에 형성된 층간배선에 의해 접속되는 복수의 전극을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  7. 제4항에 있어서, 상기 적층압전소자의 내부에 형성되어, 상기 소자의 내부에 형성된 층간배선에 의해 접속되는 복수의 전극을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적층압전소자는 복수의 적층세라믹판을 소성하여 제조한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  9. 제4항에 있어서, 상기 적층압전소자는 복수의 적층세라믹판을 소성하여 제조한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  10. 제6항에 있어서, 상기 적층압전소자는 복수의 적층세라믹판을 소성하여 제조한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  11. 제4항에 있어서, 상기 표면전극과 각각 동일한 복수의 표면전극이 주변단부위치에 형성된 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  12. 제4항에 있어서, 상기 적층압전소자에 중앙 구멍부를 형성하고, 상기 구멍부의 주변단부 근방에 상기 표면전극과 각각 동일한 복수의 표면전극을 형성한 것을 특징으로 하는 적층압전소자.
  13. 적층압전소자와 기능적으로 접촉하는 진동부재를 구비한, 적층압전소자를 사용한 진동파발동기에 있어서, 면적이 0.002㎟ 내지 0.2㎟인 표면전극이 상기 소자의 표면에 형성되어 적층압전소자의 내부전극에 접속되고, 상기 표면전극이 형성되어 있는 표면에서 해당 표면전극을 제외한 전극이 형성되어 있지 않은 영역인 제 1영역의 레벨차를 20㎛가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 표면전극이 형성되어 있는 표면과 가압접촉하는 회로기판을 부가하여 구비하고, 상기 회로기판을 통하여 상기 소자에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 회로기판은 가요성회로기판인 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  16. 제13항에 있어서, 상기 진동부재와 접촉하여 구동되는 접촉부재를 부가하여 구비하고, 상기 진동부재와 상기 접촉부재는 서로 상대이동하는 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  17. 제13항에 있어서, 상기 표면전극은 상기 제 1영역보다 돌출된 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 표면전극의 돌출량이 1㎛ 내지 20㎛의 범위에 있도록 설정한 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 적층압전소자는 대략 원통형상이고, 상기 표면전극은 상기 적층압전소자의 상하면 중 적어도 한면에 축방향으로 형성되어 있으며, 상기 상하면은 모두 레벨차가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  20. 제13항에 있어서, 상기 적층압전소자의 내부에 복수의 전극을 형성하여, 상기 소자의 내부에 형성된 층간배선에 의해 상기 복수의 전극을 접속하는 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
  21. 제13항에 있어서, 상기 적층압전소자는 복수의 적층세라믹판을 소성하여 제조한 것을 특징으로 하는 진동파발동기.
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