層疊型壓電元件制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)所涉及的層疊型壓電元件是具有層疊有多個(gè)壓電體層（2）和內(nèi)部電極（3,4）的元件主體（10）、與內(nèi)部電極（3,4）相電連接并且形成于元件主體（10）的表面的外部電極（5,6）、絕緣層（7）、電阻層（8）的層疊型壓電元件。絕緣層（7）在元件主體（10），至少覆蓋由電壓施加而產(chǎn)生機(jī)械位移的部分中內(nèi)部電極（3,4）露出于元件主體（10）的表面的部分。電阻層（8）以連接外部電極（5,6）之間的形式形成并具有低于絕緣層（7）的電阻值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及層疊型壓電元件。更為詳細(xì)來說，涉及能夠使遷移的防止以及起因于熱釋電效應(yīng)(Pyroelectric effect)的特性劣化的抑制的兩者均成立的層疊型壓電元件。
技術(shù)介紹
壓電元件是利用壓電效應(yīng)以及逆壓電效應(yīng)而使機(jī)械位移和電氣位移相互地變換的元件。這樣的壓電元件通過對(duì)壓電陶瓷進(jìn)行成形.燒成并獲得元件主體，將電極形成于其并施加直流電場(chǎng)，使自發(fā)極化的方向一致而獲得。因?yàn)橛蓧弘娫@得的機(jī)械位移是微小的，所以壓電元件例如作為用于要求精密而且正確的控制的驅(qū)動(dòng)器而被運(yùn)用于各種各樣的產(chǎn)品。具體來說，可以列舉透鏡驅(qū)動(dòng)用、HDD的頭部驅(qū)動(dòng)用、噴墨打印機(jī)的頭部驅(qū)動(dòng)用、燃料噴射閥驅(qū)動(dòng)用等的用途。另外，在為了增大所獲得的位移而層疊壓電體層來制作層疊型壓電元件的情況下,夾入壓電體層的內(nèi)部電極的端部露出于元件主體的表面。在此情況下，由于空氣中等的水分而會(huì)有在極性不同的內(nèi)部電極之間產(chǎn)生遷移的擔(dān)憂。另外，這樣的壓電元件例如在被用于便攜用電子器械等的情況下，由于周圍的環(huán)境變化而遭受溫度變化。如果遭受這樣的·溫度變化的話，則由于熱釋電效應(yīng)而引起的極化成為問題。特別是在溫度下降的過程中，在壓電元件中由于熱釋電效應(yīng)而會(huì)產(chǎn)生與自發(fā)極化相反方向的極化并且極化率下降。因?yàn)樵撓陆档臉O化率即使溫度再度上升也不會(huì)恢復(fù)，所以如果重復(fù)溫度下降的過程的話，則極化率逐漸地下降并且不會(huì)獲得所希望的位移，因而會(huì)有特性發(fā)生劣化的問題。為了應(yīng)對(duì)這樣的問題，下述的專利文獻(xiàn)I中記載有“在層疊型壓電體，由遷移防止用外裝材料覆蓋露出于其側(cè)面的內(nèi)部電極并進(jìn)一步使導(dǎo)電性顆粒分散于該外裝材料的壓電元件”。另外，在下述的文獻(xiàn)I中記載有“根據(jù)該壓電元件，由遷移防止用外裝材料，能夠防止遷移并且能夠抑制由于熱釋電效應(yīng)引起的極化率的下降”。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:國際公開第2007/052599號(hào)然而，為了使外裝材料的電阻值為能夠防止遷移并且能夠抑制極化率的下降的范圍而有必要考慮構(gòu)成外裝材料的樹脂的電阻值的變動(dòng)或?qū)щ娦灶w粒的含有量等，會(huì)有難以調(diào)整電阻值的問題。另外，在外裝材料中導(dǎo)電性顆粒發(fā)生凝聚的情況下，會(huì)有凝聚的部分的電阻值局部地降低并通過該部分而發(fā)生短路的問題。特別是內(nèi)部電極之間的距離(壓電體層的厚度)越小則該問題越顯著。再有，如果使外裝材料具有多個(gè)功能的話，則有可能不能夠充分地防止水分的透過。另外，在燒成后切斷壓電元件的集合體而獲得各個(gè)壓電元件的時(shí)候，所切斷的內(nèi)部電極沿著切斷刀刃的進(jìn)入方向延伸，從而會(huì)有有可能產(chǎn)生電阻值的不均勻等的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是有鑒于如以上所述那樣的實(shí)際狀況而做出的悉心研究的結(jié)果，其目的在于，提供一種能夠可靠地實(shí)現(xiàn)遷移防止以及起因于熱釋電效應(yīng)的特性劣化的抑制、而且容易實(shí)現(xiàn)壓電體層的薄層化的高可靠性的層疊型壓電元件。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)所涉及的層疊型壓電元件具有:層疊有多個(gè)壓電體層、第I內(nèi)部電極以及極性與第I內(nèi)部電極不同的第2內(nèi)部電極的元件主體、與第I內(nèi)部電極相電連接并且被形成于元件主體的表面的第I外部電極、與第2內(nèi)部電極相電連接并且被形成于元件主體的表面的第2外部電極、絕緣層、電阻層。絕緣層在元件主體，至少覆蓋由電壓施加而產(chǎn)生機(jī)械位移的部分中第I內(nèi)部電極以及第2內(nèi)部電極露出于元件主體的表面的部分。另外，電阻層以電連接第I外部電極和第2外部電極的形式形成并具有低于絕緣層的電阻值。在本專利技術(shù)中，由絕·緣層覆蓋內(nèi)部電極露出于元件主體的表面的部分中的至少上述的部分。由此，能夠防止來自于外部的水分的浸入并且能夠可靠地防止在極性不同的內(nèi)部電極之間所發(fā)生的遷移。再有，在本專利技術(shù)中，電連接極性不同的外部電極之間的電阻層與絕緣層分別形成。該電阻層的電阻值低于絕緣層，本專利技術(shù)所涉及的壓電元件即使遭受溫度下降的過程并且產(chǎn)生與自發(fā)極化的方向相反方向的極化，也能夠通過電阻層可靠地對(duì)所產(chǎn)生的電荷進(jìn)行放電。其結(jié)果，根據(jù)本專利技術(shù)所涉及的電壓元件，即使放置在發(fā)生溫度變化的環(huán)境中，也能夠抑制極化率的降低。如以上所述，通過由絕緣層防止遷移，并由電阻層抑制極化率的降低，從而能夠獲得可靠性高的層疊型壓電元件。優(yōu)選電阻層不接觸于第I內(nèi)部電極以及第2內(nèi)部電極。由此，能夠完全地防止通過電阻層的短路。電阻層也可以覆蓋絕緣層的表面的一部分。優(yōu)選電阻層覆蓋第I外部電極以及/或者第2外部電極的至少一部分。由此，能夠可靠地對(duì)電阻層和外部電極進(jìn)行物理連接以及電連接。因此，電阻層與外部電極的接合由于錨定效應(yīng)而變得牢固，而且能夠可靠地對(duì)由熱釋電效應(yīng)而產(chǎn)生的電荷進(jìn)行放電。附圖說明圖1是表示本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的層疊型壓電元件的概略立體圖。圖2是沿著圖1中的I1-1I線切斷的概略截面圖。圖3是沿著圖1中的II1-1II線切斷的概略截面圖。圖4是用于說明形成電阻層的地方的概略立體圖。圖5是為了說明形成電阻層的地方的概略立體圖。圖6是表示元件主體的棱線部的形狀的概略平面截面圖。具體實(shí)施方式以下，根據(jù)附圖來說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式。如圖1以及圖2所示，本實(shí)施方式所涉及的層疊型壓電元件1，具備具有交替地層疊有壓電體層2和內(nèi)部電極3，4的構(gòu)成的四角柱形狀的元件主體10。在該元件主體10的相對(duì)的2個(gè)側(cè)面10a，10b，分別形成有外部電極。即，在側(cè)面10a，形成有第I外部電極5，在側(cè)面IOb,形成有與第I外部電極5極性不同的第2外部電極6。另外，在與形成有外部電極5，6的側(cè)面10a，IOb不同的相對(duì)的側(cè)面10c，IOd,內(nèi)部電極3，4的端部露出，在這些表面上，分別形成有絕緣層7。然后，在至少任意一方的絕緣層7的表面上，以電連接第I外部電極5和第2外部電極6的形式形成電阻層8。在本實(shí)施方式中，如圖3所示，內(nèi)部電極3，4具有第I內(nèi)部電極3a 3c、第2內(nèi)部電極4a 4c。第I內(nèi)部電極3a 3c具有與第I外部電極5的內(nèi)側(cè)電連接的一端,其另一端延伸直至第2外部電極6的內(nèi)側(cè)附近但不連接于第2外部電極6。第2內(nèi)部電極4a 4c經(jīng)由壓電體層2與第I內(nèi)部電極3a 3c交替地層疊,具有與第2外部電極6的內(nèi)側(cè)電連接的一端，其另一端延伸直至第I外部電極5的內(nèi)側(cè)附近但不連接于第I外部電極5。在本實(shí)施方式中，在元件主體10，配置于最外的內(nèi)部電極(最外內(nèi)部電極)為第I內(nèi)部電極3c和第2內(nèi)部電極4a。還有，在圖示中，第I內(nèi)部電極3a 3c和第2內(nèi)部電極4a^4c的層疊數(shù)合計(jì)為6層，實(shí)際上是多層層疊，其層疊數(shù)并沒有特別的限定。在該最外內(nèi)部電極的層疊方向上，第I內(nèi)部電極和第2內(nèi)部電極所重復(fù)的部分(圖3的α部分)為在將電壓施加于壓電元件的情況下產(chǎn)生機(jī)械位移的部分(壓電活性部)。另外，除此之外的部分為即使將電壓施加于壓電元件也不產(chǎn)生機(jī)械位移的部分(壓電不活性部)。(絕緣層7) 在本實(shí)施方式中，絕緣層為包含于壓電活性部(α的部分)的部分，并且至少覆蓋第I內(nèi)部電極以及第2內(nèi)部電極露出于元件主體的表面的部分。即，在圖3中，絕緣層7至少覆蓋第I內(nèi)部電極3a 3c以及第2內(nèi)部電極4a 4c的重復(fù)部分α的長(zhǎng)度L的部分。因?yàn)闃O性不同的內(nèi)部電極之間的距離越小則越容易產(chǎn)生遷移，所以通過由絕緣層7覆蓋上述的α部分并防止水分浸入到內(nèi)部電極所露出的α部分，從而能夠防止遷移。還有，在圖3中，通過絕緣層7覆蓋上述的α部分，從而極性相同的內(nèi)部電極之間的距離(例如露出的電極4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種層疊型壓電元件，其特征在于：具有：元件主體，層疊有多個(gè)壓電體層、第1內(nèi)部電極以及極性與所述第1內(nèi)部電極不同的第2內(nèi)部電極；第1外部電極，與所述第1內(nèi)部電極相電連接并被形成于所述元件主體的表面；第2外部電極，與所述第2內(nèi)部電極相電連接并被形成于所述元件主體的表面；絕緣層，在所述元件主體上，至少覆蓋由電壓施加而產(chǎn)生機(jī)械位移的部分中所述第1內(nèi)部電極以及所述第2內(nèi)部電極露出于所述元件主體的表面的部分；以及電阻層，以電連接所述第1外部電極和所述第2外部電極的形式形成，并具有低于所述絕緣層的電阻值。

【技術(shù)特征摘要】
2012.01.27 JP 2012-0156811.一種層疊型壓電元件，其特征在于: 具有: 元件主體，層疊有多個(gè)壓電體層、第I內(nèi)部電極以及極性與所述第I內(nèi)部電極不同的第2內(nèi)部電極； 第I外部電極，與所述第I內(nèi)部電極相電連接并被形成于所述元件主體的表面； 第2外部電極，與所述第2內(nèi)部電極相電連接并被形成于所述元件主體的表面；絕緣層，在所述元件主體上，至少覆蓋由電壓施加而產(chǎn)生機(jī)械位移的部分中所述第I內(nèi)部電極以及所述第2內(nèi)部電極...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：小澤里志，伊藤州兒，田口春男，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：TDK株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：