JPS5927520B2 - 圧電性セラミックス多層素子及びその製造方法 - Google Patents

圧電性セラミックス多層素子及びその製造方法

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JPS5927520B2
JPS5927520B2 JP51113573A JP11357376A JPS5927520B2 JP S5927520 B2 JPS5927520 B2 JP S5927520B2 JP 51113573 A JP51113573 A JP 51113573A JP 11357376 A JP11357376 A JP 11357376A JP S5927520 B2 JPS5927520 B2 JP S5927520B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧電性セラミックスからなる多層素子及びその
製造方法に関する。
このような多層素子は公知であり例えば歯石除去装置の
駆動のために用いられている。
第１図に公知のこの種多層素子が示されている。
この素子は圧電性セラミックスからなる複数の薄層１な
いし５を有する。
この薄層はその上下面にメタライジング膜６ないし１１
を有し、これらは交互に接続接触部１２．１３を介して
交流電源に接続される。
セラミックス薄層は厚み方向に分極され、この場合隣り
合う薄層の分極方向は交互に逆平行になっている。
これを矢印で示す。この分極は、多層素子の製造後、メ
タライジング膜に充分な大きさの直流電圧を印加するこ
とにより行われる。
しかしこのとき分極はメタライジング膜が重なり合って
いる範囲内においてのみ生ずる。
この重なり合う範囲を破線２０．２１で囲んである。
メタライジング膜は通常セラミックス膜層の全面に形成
することができない。
というのは、全面に設けると、素子の動作時薄層の縁部
において互に逆極性の電圧が印加されるメタライジング
膜相互間を充分に絶縁することができないからである。
更に板の縁部で絶縁破壊が起る虞れがある。
分極時セラミックスの幾何学的寸法が若干変化するので
、破線２０と２１の範囲内の材料に応力が加わり、長時
間にわたり振動動作を行わせると破損事故の生ずる虞れ
がある。
本発明の目的は、このような多層素子の長時間動作にお
ける破損に対する安全性を改善することにある。
この目的は本発明によれば、複数のセラミックス薄層を
備え、各セラミックス薄膜は部分的に重なり合うメタラ
イジング膜を有し、これらメタライジング膜は隣り合う
メタライジング膜が電圧源の異なる極に接続されうるよ
うに電気的に相互に結合され、各セラミックス薄膜はメ
タライジング膜の重なり合う範囲においては隣り合うセ
ラミックス薄層の分極方向が互に逆平行になるように厚
み方向に分極され、各セラミックス薄層のメタライジン
グ膜の重なり合う範囲の外側においては厚み方向に互に
同じ向きに分極されるように圧電性セラミックス多層素
子を構成することによって達成させる。
また本発明によれば、圧電性セラミックス多層素子の上
下面にその全面を覆うメタライジング膜を設け、このメ
タライジング膜に多層素子を分極する直流電圧を印加し
、次いで各メタライジング膜をそれぞれ隣接するメタラ
イジング膜と電気的に結合し、メタライジング膜の一方
の組は直流電圧源の一方の極に、メタライジング膜の他
方の組は直流電圧源の他方の極に接続し、多層素子の上
下面に設けたメタライジング膜の側部を除去してメタラ
イジング膜が重なり合わない部分を形成し、再びメタラ
イジング膜にセラミックス薄層を分極する電圧を印加す
る方法により圧電性セラミックス多層素子を作ることに
よって達成される。
本発明は、圧電性セラミックス片の幾何学的寸法が、分
極が一つの方向にあるか逆の方向にあるかに無関係であ
るという知識を利用している。
以下図示の実施例により本発明の詳細な説明する。
セラミックス薄層の製造のため先ず、原料をバインダと
混合し、注型して箔とし、乾燥しそして所望の大きさの
薄層に切断する。
その後箔片を焼成する。
これによりセラミックス薄層が出来上がる。
セラミックス薄層上にメタライジング膜を形成する。
このため金属ペーストを、厚膜技術で公知のスクリーン
印刷技術を利用して、各応用分野で用いられでいるのと
同じ型内で印刷する。
完成した多層素子において最上部及び最下部に配置され
る両セラミックス薄層は、その上面ないし下面に全面を
覆うメタライジング膜を有する。
メタルペーストを印刷した薄層を積層して所望の多層素
子を構成し、炉内に装入し、メタルペーストを焼成する
。
出来上った素子は、例えば第２図に示すような外形を有
する。
第２図の符号は第１図のそれに対応する。
第２図の多層素子が第１図の素子と本質的に異なってい
るのは、多層素子の上側と下側にその全面を覆うメタラ
イジング膜６０，１１０が設けられている点である。
メタライジング膜６０と１１０に、それからセラミック
ス薄層の内部に分極を生ずるに足る電界を形成する直流
電圧を印加する。
分極に尚り、多層素子を油浴中で加熱することができる
。
これに伴い全ての薄層が矢印で示すようにその全面にわ
たり同方向の分極を生ずる。
続いて、メタライジング膜を、例えば導電性接着剤を用
いて電気的に相互に結合し、その結果それぞれ隣り合う
メタライジング膜を電圧源の異なる極に接続できるよう
にする。
即ち、既に第１図に示したのと同様の方法で、電気的に
一緒に接続する。
全面を覆うメタライジング膜１１０及び６０の側部をエ
ツチングにより幾分除去し、第１図のメタライジング膜
６及び１１と同一の形状とする。
次いで、メタライジング膜に再び、薄膜に分極を生じさ
せるに十分な電界を形成できる直流電圧を印加する。
これに伴い、各２番目の薄層の、メタライジング膜が重
なり合っている範囲（この範囲を、再び破線２０，２１
で示す）内において、既に生じていた分極の方向が反転
する。
従って第３図に示すメタライジング膜の重なり合う範囲
内で隣り合う薄層が交互に逆平行の分極を有する多層素
子が得られる。
メタライジング膜が重なり合う範囲の外側すなわち破線
２０．２１の外側では、全薄層が同方向の分極を有する
。
各薄層の分極方向が破線２０．２１に沿って反転してい
るにも係らず、この部分の薄層が損傷することはなかっ
た。
完成した多層素子において、全薄層は同一の厚みを有す
る。
というのは、各薄層がほぼ全面にわたり同じ強さの分極
を有し、個々の薄層における分極の方向の反転が厚みの
変化を生じさせることがないからである。
この結果材料に応力が生ずることがない。
【図面の簡単な説明】
第１図は公知の多層素子の縦断面図、第２図は本発明に
よる多層素子の第一の製造工程におけるものの縦断面図
、第３図は本発明による多層素子の第二及び最終工程に
おけるものの縦断面図である。 １〜５・・・・・・セラミックス薄層、６〜ＩＬ６０゜
１１０・・・・・・メタライジング膜、１２，１３・・
・・・・接続接触部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のセラミックス薄層を備え、各セラミックス薄
    層は部分的に重なり合うメタライジング膜を有し、これ
    らメタライジング、膜は隣り合うメタライジング膜が電
    圧源の異なる極に接続されうるように電気的に相互に結
    合され、各セラミックス薄膜はメタライジング膜の重な
    り合う範囲においては隣り合うセラミックス薄層の分極
    方向が互に逆平行になるように厚み方向に分極され、各
    セラミックス薄層のメタライジング膜の重なり合う範囲
    の外側においては厚み方向に互に同じ向きに分極されて
    いることを特徴とする圧電性セラミックス多層素子。 ２ 圧電性セラミックス多層素子の上下面にその全面を
    覆うメタライジング膜を設け、このメタライジング膜に
    多層素子を分極する直流電圧を印加し、次いで各メタラ
    イジング膜をそれぞれ隣接するメタライジング膜と電気
    的に結合し、メタライジング膜の一方の組は直流電圧源
    の一方の極に、メタライジング膜の他方の組は直流電圧
    源の他方の極に接続し、多層素子の上下面に設けたメタ
    ライジング膜の側部を除去してメタライジング膜が重な
    り合わない部分を形成し、再びメタライジング膜にセラ
    ミックス薄層を分極する電圧を印加することを特徴とす
    る圧電性セラミックス多層素子の製造方法。
JP51113573A 1975-09-22 1976-09-21 圧電性セラミックス多層素子及びその製造方法 Expired JPS5927520B2 (ja)

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