叠层型压电元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种叠层型压电元件，即使在高电场、高压力下长时间使其连续驱动的情况下，外部电极和内部电极也不断线，耐久性优越且廉价。该叠层型压电元件，具有：叠层体，其通过交替叠层至少一个压电体和由第１及第２内部电极构成的多个内部电极而成；和外部电极，其分别形成在叠层体的两个侧面上，其一方与第１内部电极连接，另一方与第２内部电极连接，外部电极分别含有导电材和玻璃材而成，形成外部电极的叠层体的侧面具有内部包含楔子的龟裂，该楔子通过包含玻璃而成，在龟裂处填充楔子所含的玻璃和外部电极所含的玻璃材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及、以及喷射装置，例如，涉及压电变压器、或汽车用燃料喷射装置、光学装置等的精密定位装置或振动防止用的驱动元件等所用的叠层型压电促动器等的。
技术介绍
以往，作为叠层型压电元件，已知有交替叠层压电体和内部电极的叠层型压电促动器。在该叠层型压电促动器中，分为同时烧成型、和交替叠层压电陶瓷和内部电极板的叠层型两种，如果从低电压化、降低制造成本方面考虑，由于同时烧成型的叠层型压电促动器对于薄层化是有利的，所以显示出其优越性。图7是表示以往的叠层型压电促动器的图示，在该叠层型压电促动器中，交替叠层压电体51和内部电极52，形成叠层体53，在其叠层方向的两端面叠层非活性层55。内部电极52，其一方端部在叠层体53的侧面左右交替地露出，在该内部电极52的端部露出的叠层体53的侧面上，形成外部电极70。内部电极52的另一方端部被绝缘体61覆盖，与外部电极70绝缘。此外，同时烧成型的叠层型压电促动器，是将在银-钯粉末中添加粘合剂混合的内部电极糊印刷在由压电体的煅烧粉末和有机粘合剂构成的陶瓷生料片上，然后以规定的片数叠层该片，得到叠层成形体，在对该叠层成形体用规定的温度进行了脱脂后，通过烧成得到叠层体。专利文献1特开平9-270540号公报但是，在以往的叠层型压电促动器中，当在高电场、高压力下长时间连续驱动的情况下，存在外部电极和内部电极的连接部产生接点不良，不能向部分压电体供给电压，驱动时变位特性变化的问题。即，近年来，为了用小型的叠层型压电促动器，在大的压力下确保大的变位量，施加更高的电场，使其长时间连续驱动，但是如果只在叠层体的侧面涂布导电材糊，然后烧接，则在不能充分进行外部电极和内部电极的接合的情况下，在高电场下使其连续驱动时，有可能出现外部电极从叠层体侧面及内部电极端部剥离，产生接点不良，变位特性下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种叠层型压电元件，即使在高电场、高压力下长时间使其连续驱动的情况下，外部电极和内部电极也不断线，且耐久性优越、廉价。为达到上述目的，本专利技术的叠层型压电元件，其特征在于，具有叠层体，其通过交替叠层至少一个压电体和由第1及第2内部电极构成的多个内部电极而成、和外部电极，其分别形成在所述叠层体的两个侧面上，其一方与所述第1内部电极连接，另一方与所述第2内部电极连接，所述外部电极分别含有导电材和玻璃材而成，形成有所述外部电极的所述叠层体的所述侧面具有内部包含楔子的龟裂，该楔子包含玻璃而成，该龟裂被所述楔子所含的玻璃和所述外部电极所含的玻璃材填充。在本专利技术的叠层型压电元件中，优选，所述龟裂与所述内部电极接合。此外，在本专利技术的叠层型压电元件中，优选，所述楔子所含的玻璃和所述外部电极所含的玻璃材为同一成分。另外，在本专利技术的叠层型压电元件中，优选，与所述叠层体的叠层方向正交的方向上的所述龟裂的最大深度，在100μm以下。又另外，在本专利技术的叠层型压电元件中，优选，所述龟裂的最大宽度，在15μm以下。此外，在本专利技术的叠层型压电元件中，优选，所述龟裂所含的玻璃的填充率在70％以上。此外，在本专利技术的叠层型压电元件中，优选，在所述侧面和所述外部电极间形成有玻璃层。此外，本专利技术的叠层型压电元件的制造方法，其特征在于，包括以下工序 制作通过交替叠层至少一个压电体和多个内部电极而成的叠层体的工序；研磨所述叠层体的至少两个侧面的工序；分别在所述两个侧面上涂布包含1质量％以上的玻璃材的导电材糊，通过用高于所述玻璃材的软化点的、且使涂布的导电材糊在其厚度方向上收缩10％以上的温度烧接，形成所述外部电极的工序。在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，优选，制作所述叠层体的工序，包括通过交替叠层含有所述压电体的材料而成的生陶瓷层和含有所述内部电极的材料的导电材层，制作生陶瓷叠层体的步骤；通过将含有由陶瓷颗粒构成的磨粒作为研磨材的液体喷射流从喷嘴向所述生陶瓷叠层体喷射，切断所述生陶瓷叠层体的步骤，所述陶瓷颗粒由与构成所述生陶瓷层的陶瓷颗粒实质上相同的材料构成；通过烧成所述切断的生陶瓷叠层体而制得所述叠层体的步骤。此外，在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，优选，由所述陶瓷颗粒构成的磨粒的平均粒径为10～500μm。此外，在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，优选，所述液体喷射流的液体，具有1.0μS/cm以下的电导率。此外，在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，优选，将所述液体喷射流的喷出压力设定在100～400MPa。此外，在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，优选，设置多个所述喷嘴，能够以多行同时切断。此外，在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，优选，在具有格子状的排水槽的磨床上切断所述生陶瓷叠层体。如上所述构成的本专利技术的叠层型压电元件，在所述叠层体的侧面，具有内部包含楔子的龟裂，该楔子包含玻璃而成，该龟裂中又被所述外部电极所含的玻璃材填充。由此，由于通过亲和性良好地接合楔子所含的玻璃和所述外部电极所含的玻璃材，能够提高外部电极和所述压电体的接合强度，所以所述外部电极牢固地接合在所述叠层体侧面上，即使在以高电场使其连续驱动的情况下，也能防止发生所述外部电极从叠层体侧面剥离的问题。此外，在本专利技术的叠层型压电元件中，如果所述龟裂与所述内部电极接合，能够提高楔子的效果。另外，在本专利技术的叠层型压电元件中，如果所述楔子所含的玻璃和所述外部电极所含的玻璃材为同一成分，由于能够使所述外部电极和所述压电体的接合力更牢固，同时能够在烧接所述外部电极的工序中同时向所述龟裂中填充玻璃材，所以能够削减制造工序数目。另外，如果与所述叠层体的叠层方向正交的方向的所述龟裂的最大深度在100μm以下，能够容易向所述龟裂中填充玻璃，同时能够抑制由于所述压电体内部发生的应力而导致从所述龟裂开始破坏的情况。此外，如果所述龟裂的最大宽度在15μm以下，可提高元件的可靠性。由于所述龟裂所含的玻璃的填充率在70％以上，所以容易向所述龟裂中填充玻璃材，同时能够抑制由于所述压电体内部发生的应力而导致从所述龟裂开始破坏的情况。此外，由于所述龟裂所含的玻璃的填充率在70％以上，所以能够降低因叠层型压电元件的连续驱动而从所述龟裂产生的破坏，同时能够使所述外部电极和所述压电体的接合力更牢固。如果在所述侧面和所述外部电极间再形成玻璃层，则由于所述外部电极的玻璃材和所述龟裂所含的玻璃经由所述玻璃层牢固地接合在一起，所以容易提高所述外部电极和所述压电体的接合强度。此外，本专利技术的叠层型压电元件的制造方法，由于包括研磨所述叠层体的至少两个侧面的工序、和分别在所述两个侧面上涂布包含1质量％以上玻璃材的导电材糊，通过用高于所述玻璃材的软化点的、且将涂布的导电材糊在其厚度方向收缩10％以上的温度烧接，形成所述外部电极的工序，所以通过利用形成所述外部电极的工序，以磨削形成的叠层体表层部的微小龟裂作为起点，使龟裂适度生长，能够形成可有效地形成包含玻璃而成的楔子的龟裂。此外，在本专利技术的叠层型压电元件的制造方法中，如果在制作所述叠层体的工序中，通过交替叠层含有所述压电体的材料而成的生陶瓷层和含有所述内部电极的材料的导电材层，制作生陶瓷叠层体，通过将含有由陶瓷颗粒构成的磨粒作为研磨材的液体喷射流从喷嘴，向所述生陶瓷叠层体喷射，切断所述生陶瓷叠层体，所述陶瓷颗粒由与构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层型压电元件，其特征在于，具有：叠层体，其通过交替叠层至少一个压电体和由第１及第２内部电极构成的多个内部电极而成、外部电极，其分别形成在所述叠层体的两个侧面上，其中一方与所述第１内部电极连接，另一方与所述第２内部电极连 接，所述外部电极分别含有导电材和玻璃材，形成有所述外部电极的所述叠层体的所述侧面具有内部包含楔子的龟裂，该楔子通过包含玻璃而成，该龟裂由所述楔子所含的玻璃和所述外部电极所含的玻璃材填充。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村成信，益山启幸，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]