JPH03190291A - 積層型変位素子 - Google Patents
積層型変位素子Info
- Publication number
- JPH03190291A JPH03190291A JP1330181A JP33018189A JPH03190291A JP H03190291 A JPH03190291 A JP H03190291A JP 1330181 A JP1330181 A JP 1330181A JP 33018189 A JP33018189 A JP 33018189A JP H03190291 A JPH03190291 A JP H03190291A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement element
- laminated
- electrodes
- conductive material
- silver
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (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、変位量を増大させた積
層型変位素子の改良に関するものである。
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、変位量を増大させた積
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変位素子
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採用されてい
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変位素子
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採用されてい
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、最近では積層チップコンデンサ構造方式の積
層型圧電素子が実用化されている。すなわち、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。
層型圧電素子が実用化されている。すなわち、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。
第１図は上記積層型変位素子の構成例であり、圧電セラ
ミック材料から成る薄板ｌ、１の間に内部電極２を挟着
して積層し、形成された積層体の側面に絶縁材料から成
る被覆３を設ける。その後、自動カッティングマシン等
により、例えば内部電極２ａに沿って、かつ内部電極２
ａが露出するように複数個の溝５を一層おきに設ける。
ミック材料から成る薄板ｌ、１の間に内部電極２を挟着
して積層し、形成された積層体の側面に絶縁材料から成
る被覆３を設ける。その後、自動カッティングマシン等
により、例えば内部電極２ａに沿って、かつ内部電極２
ａが露出するように複数個の溝５を一層おきに設ける。
次に一対の外部電極４を焼付け、内部電極と接続する。
前記、絶縁被覆３は通常、酸化鉛、酸化アルミニウム、
シリカ等を複合したガラスにより構成され、外部電極４
は、銀、パラジウム等の導電性材料及び前記被覆３との
密着強度を高めるための酸化鉛、酸化ビスマス等より成
るガラスフリットの複合材料より成る。
シリカ等を複合したガラスにより構成され、外部電極４
は、銀、パラジウム等の導電性材料及び前記被覆３との
密着強度を高めるための酸化鉛、酸化ビスマス等より成
るガラスフリットの複合材料より成る。
上記の外部電極４の焼付けの際、絶縁被覆３と外部電極
４の構成成分中のガラスフリットが反応するが、その時
、導電性材料が絶縁被覆３中へ拡散し、絶縁被覆の要因
となったり、場合によっては素子が短絡し、素子の信頼
性を低下させるという問題点があった。
４の構成成分中のガラスフリットが反応するが、その時
、導電性材料が絶縁被覆３中へ拡散し、絶縁被覆の要因
となったり、場合によっては素子が短絡し、素子の信頼
性を低下させるという問題点があった。
本発明の目的は、外部電極中の導電性材料が絶縁被覆中
へ拡散しない、信頼性の高い素子を提供することである
。
へ拡散しない、信頼性の高い素子を提供することである
。
上記目的を達成するために、本発明においては外部電極
の構成材料を導電性材料のみとし、ガラスフリットを一
切含まないという技術的手段を採用した。
の構成材料を導電性材料のみとし、ガラスフリットを一
切含まないという技術的手段を採用した。
」二記の構成では、絶縁被覆と外部電極との反応に介在
するガラスフリットが入っていないため、外部電極の絶
縁被覆への拡散を防止することができ、高信頼性の積層
型変位素子を得ることができるのである。
するガラスフリットが入っていないため、外部電極の絶
縁被覆への拡散を防止することができ、高信頼性の積層
型変位素子を得ることができるのである。
以下、本発明を実施例にて具体的に説明する。
（実施例１）
Ｐｂ （Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ，粉末に、有機バインダーとし
て）） Ｖ Ｂ、可塑剤としてＢＰＢＧ、有機溶剤とし
てトリクレンを夫々添加して混合し、この混合材料をド
クターブレード法により厚さ２０〇−のシート状に形成
する。次にこのシート状材料の表面全域に内部電極を構
成する銀−パラジウムペーストをスクリーン印刷する。
て）） Ｖ Ｂ、可塑剤としてＢＰＢＧ、有機溶剤とし
てトリクレンを夫々添加して混合し、この混合材料をド
クターブレード法により厚さ２０〇−のシート状に形成
する。次にこのシート状材料の表面全域に内部電極を構
成する銀−パラジウムペーストをスクリーン印刷する。
このようにして形成した薄膜１を例えば５０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た。
圧着した後、所定の寸法形状に切断して積層体とした。
次にこの積層体を１０５０〜１２００℃で１〜５時間焼
成して１０ｍｍ角の積層体を得た。
成して１０ｍｍ角の積層体を得た。
得られた積層体の側面にガラスよりなる被覆３をスクリ
ーン印刷し、５００〜９００℃で１時間焼付ける。焼付
は後、自動カッティングマシンで溝６を作成し、銀、バ
インダー、溶剤より成るペーストをスクリーン印刷し、
５００〜７５０℃で焼付けて外部電極４ａ、４ｂを作成
した。分極後５０℃中、３００ＶＩＯＨｚの正弦波を１
０’回印加して駆動試験した。３００ケ所の試料を試験
したが、絶縁破壊等の不良は皆無であった。なお、従来
法のガラスフリット入り外部電極で作成した試料で同じ
試験を行ったところ３００ケ中５ケが被覆部にクラック
が入り、内部電極と外部電極間で絶縁破壊した。
ーン印刷し、５００〜９００℃で１時間焼付ける。焼付
は後、自動カッティングマシンで溝６を作成し、銀、バ
インダー、溶剤より成るペーストをスクリーン印刷し、
５００〜７５０℃で焼付けて外部電極４ａ、４ｂを作成
した。分極後５０℃中、３００ＶＩＯＨｚの正弦波を１
０’回印加して駆動試験した。３００ケ所の試料を試験
したが、絶縁破壊等の不良は皆無であった。なお、従来
法のガラスフリット入り外部電極で作成した試料で同じ
試験を行ったところ３００ケ中５ケが被覆部にクラック
が入り、内部電極と外部電極間で絶縁破壊した。
（実施例２）
第２図には本発明に係る別の実施例を示す。実施例１と
同様の方法で焼結した積層体を得た後、電気泳動法等の
方法でガラスにより構成された被覆３ａ、３ｂを得た。
同様の方法で焼結した積層体を得た後、電気泳動法等の
方法でガラスにより構成された被覆３ａ、３ｂを得た。
その後、実施例１と同様の方法で導電材料のみで構成さ
れた外部電極４ａ。
れた外部電極４ａ。
４ｂを作成した。分極後、実施例１と同様の駆動試験を
実施したが、３００ケの試験試料中、絶縁破壊等の不良
は皆無であった。
実施したが、３００ケの試験試料中、絶縁破壊等の不良
は皆無であった。
前記の実施例においては、電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、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、同様な作用を期待できる。このような電歪
材料としては、例えば、（Ｐｂｏ、 ｓｒｓ Ｌａｏ、
ｏａａ）（Ｚｒｏ、 ８６ Ｔｉｏ、 ５５）ｏ、
Ｑ７．０３゜ （Ｐｂｏ、 ａｂ Ｓｒｏ、 ＋５）（Ｚｒｏ、 ６１
Ｔｉｏ、 ｓａ Ｚｎｏ、 ０１１６ Ｎｉｏ、 。
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、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、同様な作用を期待できる。このような電歪
材料としては、例えば、（Ｐｂｏ、 ｓｒｓ Ｌａｏ、
ｏａａ）（Ｚｒｏ、 ８６ Ｔｉｏ、 ５５）ｏ、
Ｑ７．０３゜ （Ｐｂｏ、 ａｂ Ｓｒｏ、 ＋５）（Ｚｒｏ、 ６１
Ｔｉｏ、 ｓａ Ｚｎｏ、 ０１１６ Ｎｉｏ、 。
３７６ Ｎｂｏ、 ｔｏ）Ｏ１＋
（Ｐｂｏ、 ａｓ Ｓｒｏ、 ＋６） （Ｚｒｏ、 ６
０ Ｔｉｏ、 、ｏ Ｚｎｏ、 ａｓ Ｎｉｏ、 ｏａ
Ｎｂｏ、 ｔｏ）Ｏａ等を使用することができる。
０ Ｔｉｏ、 、ｏ Ｚｎｏ、 ａｓ Ｎｉｏ、 ｏａ
Ｎｂｏ、 ｔｏ）Ｏａ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、
外部電極と被覆間の反応を抑制し、絶縁破壊等の不良の
発生しない高信頼性の積層型変位素子を提供するもので
ある。
外部電極と被覆間の反応を抑制し、絶縁破壊等の不良の
発生しない高信頼性の積層型変位素子を提供するもので
ある。
第１図は本発明に係る積層型変位素子の構成例、第２図
は本発明による他の実施例を示す構成図である。 １、圧電セラミックス板、２ａ、内部電極、３ａ。
は本発明による他の実施例を示す構成図である。 １、圧電セラミックス板、２ａ、内部電極、３ａ。
Claims (2)
- （１）略同一の平面輪郭および接触面積に形成した電気
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一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、前記
外部電極が導電性材料のみで構成されていることを特徴
とする積層型変位素子。 - （２）請求項（１）記載の外部電極が銀、銀−パラジウ
ム合金、パラジウム、金、金−白金合金、銅、アルミニ
ウム、ニッケルのいずれか１種であることを特徴とする
積層型変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1330181A JPH03190291A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 積層型変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1330181A JPH03190291A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 積層型変位素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190291A true JPH03190291A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18229733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1330181A Pending JPH03190291A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 積層型変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03190291A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729262A (en) * | 1993-08-31 | 1998-03-17 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet head including phase transition material actuators |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1330181A patent/JPH03190291A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729262A (en) * | 1993-08-31 | 1998-03-17 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet head including phase transition material actuators |
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