压电执行器、其制造方法以及喷墨记录头技术

一种压电执行器，其包括多个独立电极，每一个独立电极包括驱动电极和布置在驱动电极的一端的连接端。连接端之间的最大高度差为４μｍ或者更小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各个方面涉及压电执行器、制造该压电执行器的方法以及喷墨记录头，特别涉及用来定位各种器件或者通过产生微小位移来加压的层叠压电执行器、制造该压电执行器的方法以及具有该压电执行器的喷墨记录头。
技术介绍
采用压电陶瓷的产品的相关实例包括压电执行器、过滤器、压电谐振器(包括振荡器)、超声波振动器、超声马达和压电传感器。在这些产品中，因为压电执行器对电信号具有很高的响应速度，大约是10-6秒，所以压电执行器被用作定位半导体制造装置的XY工作台的压电执行器和喷墨打印机的喷墨记录头的压电执行器。另一方面，随着喷墨记录头的点密度的增加，以高密度排列用于喷墨记录头的压电执行器是必需的。因此，建议使用其中独立电极以矩阵排列在压电体的表面上的压电执行器(例如，见JP-A-11-34313)。图3A是示出了包括JP-A-11-34313中公开的压电执行器的有关喷墨记录头的平面图，图3B是沿图3A的III-III线的截面图。如图中所示，用在喷墨记录装置中并采用压电方法的喷墨记录头70具有压电执行器61被布置在液流通路部件53上的结构，在所述液流通路部件53中，形成多个凹槽作为墨水加压室53a并且形成隔离壁53b作为隔离墨水加压室53a的壁。在压电执行器61中，压电陶瓷层65和独立电极66以这种顺序堆叠在振动板62上，其中在振动板62的上表面上形成有公共电极64。独立电极64以多个的形式排列在压电陶瓷层65的表面上，因此形成了多个位移元件67。压电执行器61贴附于液流通路部件53，使得墨水加压室53a与独立电极66相对应。在喷墨记录头70中，墨水加压室53a中的墨水通过在公共电极64和独立电极66上施加驱动电压并且由此振动位移元件67来加压，从而从在液流通路部件53的下表面开口的墨水喷射孔58中喷射墨水液滴。另外，通过构造喷墨记录头70(压电执行器61)，使得独立电极66等间距地排列在压电陶瓷层上以布置多个位移元件67并独立地控制位移元件67，这能够有助于增加喷墨打印机的速度和精度。每一个独立电极66包括对位移元件67的位移有贡献的驱动电极66a和用于施加驱动电压的连接端(岛)66b。用于施加驱动电压的外部电路板(未示出)通过焊接或者压接接触部件的方式被电连接到连接端66b。因为连接端66b形成在墨水加压室53a的区域的外面，所以认为压电执行器61具有出色的变形特性。此外，认为变形的效率的减少是很小的并且变形量的变化也很小。
技术实现思路
近来，随着独立电极66的密度的增加，独立电极66和外部电路板之间可能出现连接故障。本专利技术的各方面提供了在布置于压电陶瓷层的表面上的独立电极与外部电路板之间具有卓越的连接可靠性的压电执行器，以及制造该压电执行器的方法。而且，本专利技术的各方面提供了独立电极能够以高密度被布置在压电陶瓷层的表面上的压电执行器，以及制造该压电执行器的方法。此外，本专利技术的各方面提供了具有小尺寸并且能够高速进行打印的喷墨记录头。附图说明图1A是示出了根据本专利技术的一方面的压电执行器的平面图，图1B是沿图1A的I-I线的截面图；图2A是示出了根据本专利技术的一方面的喷墨记录头的平面图，图2B是沿图2A的II-II线的截面图；以及图3A是示出了现有喷墨记录头的平面图，图3B是沿图3A的III-III线的截面图。具体实施例方式<总述> 本专利技术人发现以下问题。也就是，当连接端之间的间距相对较大时，连接到独立电极的连接端的高度变化可以被布置在其上的外部电路板的翘曲所吸收。然而，当连接端之间的间距随着独立电极的密度增加而减小时，使独立电极之间的外部电路板足够的翘曲将会变得困难。因此，当连接端的高度变化很大时，连接端之间可能产生连接故障。因此，通过将独立电极的连接端之间的最大高度差设定为预定值或者更小，连接端和外部电路板之间的连接可靠性会增强，并且可靠地实现独立电极的密度增长。根据本专利技术的第一方面，提供了一种压电执行器，包括振动板；形成在振动板上的公共电极；形成在公共电极上的压电陶瓷层；以及形成在压电陶瓷层的表面上的多个独立电极，每一个独立电极形成了通过对独立电极施加驱动电压来产生位移的位移元件，其中每一个独立电极包括位移相应位移元件的驱动电极；以及布置在驱动电极的一端的连接端，其中连接端之间的高度的最大差是4μm或者更小。根据本专利技术的第二方面，多个独立电极以每平方厘米50到200个的密度排列在压电陶瓷层的表面上。根据本专利技术的第三方面，压电执行器还包含形成在连接端和外部电路板之间的连接层，其中连接层包括各向异性导电材料。根据本专利技术的第四方面，各向异性导电材料包括各向异性导电树脂浆料(ACP)或各向异性导电膜(ACF)。根据本专利技术的第五方面，各向异性导电材料中包含的导电颗粒的平均颗粒直径是20μm或者更小。根据本专利技术的第六方面，一种制造压电执行器的方法，包括在振动板上形成公共电极；在公共电极上形成压电陶瓷层；在压电陶瓷层的表面上形成多个独立电极，每个独立电极包含驱动电极和连接端；以及在连接端的表面上执行平坦化工艺，使得连接端之间的最大高度差为4μm或者更小。根据本专利技术的第七方面，平坦化工艺包括切割工艺、使用加压的整平工艺和抛光工艺中的至少一种。根据本专利技术的第八方面，该方法还包括在平坦化工艺之后，将外部电路板布置在连接端的表面上，其间插有各向异性导电材料；以及固化各向异性导电材料，以便在连接端和外部电路板之间形成连接层。根据本专利技术的第九方面，各向异性导电材料包括各向异性导电树脂浆料(ACP)或各向异性导电膜(ACF)。根据本专利技术的第十方面，提供一种喷墨记录头，包括根据本专利技术的第一方面的压电执行器；以及包含多个墨水加压室的液流通路部件，其中压电执行器被贴附在液流通路部件上，使得墨水加压室和独立电极彼此定位，并且其中通过对压电执行器的独立电极施加驱动电压来改变墨水加压室的容量。根据本专利技术的各个方面，因为独立电极的连接端之间的高度的最大差是4μm或者更小，所以即使当独立电极以高密度排列在压电陶瓷层的表面上时，减少连接端和外部电路板之间的连接故障和提供具有高连接可靠性与卓越质量的压电执行器也是可能的。因此，在根据本专利技术的各个方面的压电执行器中，在压电陶瓷层的表面上以高密度来排列独立电极并且增强独立电极和外部电路板之间的连接可靠性是可能的。因此，具有该压电执行器的根据本专利技术的此方面的喷墨记录头可以制得很小，并且能够以高速执行打印。<压电执行器> 接下来，将参考附图对根据本专利技术的一方面的压电执行器进行详细的说明。图1A是示出了根据本专利技术的一方面的压电执行器的平面图，图1B是沿图1A的I-I线的截面图。如图所示，根据该方面的压电执行器1包括振动板2、公共电极3、压电陶瓷层4和独立电极5，其中公共电极3、压电陶瓷层4和独立电极5以这种顺序堆叠在振动板2上。振动板2和压电陶瓷层4是片形部件，并且从平面图来看具有基本相同的形状和大小。公共电极3和独立电极5构成压电执行器1的电极，并且独立电极5以多个的形式形成在压电陶瓷层4的表面上。因此，在多个位移元件6中布置有公共电极3和相应的独立电极5且其间有压电陶瓷层4，该多个位移元件6排列在振动板2上。这样，基于独立电极5的位置，在片形压电执行器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电执行器，包括：　　　　振动板；　　　　形成在振动板上的公共电极；　　　　形成在公共电极上的压电陶瓷层；以及　　　　形成在压电陶瓷层的表面上的多个独立电极，每一个独立电极形成一位移元件，通过对独立电极施加驱动电压来使该位移元件位移，　　　　其中每一个独立电极包括：　　　　位移相应的位移元件的驱动电极；以及　　　　布置在驱动电极的一端的连接端；并且　　　　其中连接端之间的最大高度差为４μｍ或者更小。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-28 2005-2813831.一种压电执行器，包括振动板；形成在振动板上的公共电极；形成在公共电极上的压电陶瓷层；以及形成在压电陶瓷层的表面上的多个独立电极，每一个独立电极形成一位移元件，通过对独立电极施加驱动电压来使该位移元件位移，其中每一个独立电极包括位移相应的位移元件的驱动电极；以及布置在驱动电极的一端的连接端；并且其中连接端之间的最大高度差为4μm或者更小。2.根据权利要求1的压电执行器，其中多个独立电极以每平方厘米50到200个的密度排列在压电陶瓷层的表面上。3.根据权利要求1的压电执行器，还包括连接端和外部电路板之间的连接层，其中连接层包括各向异性导电材料。4.根据权利要求3的压电执行器，其中各向异性导电材料包括各向异性导电树脂浆料(ACP)或各向异性导电膜(ACF)。5.根据权利要求3的压电执行器，其中各向异性导电材料中包含的导电颗粒的平均颗粒直径为20μm或者更小。6.一种制造压电执行器的方法，包括在振动板上形成公共电极；在公共电极上形成压电陶瓷层；在压电陶瓷层的表面上形成多个独立电极，每一个独立电极包括驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边英年，山本隆行，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]