压电元件及层叠式压电结构体制造技术

本发明专利技术提供一种压电元件及层叠式压电结构体，能够良好地减少位移传递损失，并且还能够防止裂纹的产生。当向外部电极施加驱动电压时，在压电层（12）、（22）产生变形，层叠式压电致动器作为整体发生变形。这时，由于盖部（32）、（42）也发生位移，因此，减少了在压电层（12）、（22）和盖部（32）、（42）之间产生的变形差，抑制了裂纹的产生。此外，由于压电层（12）、（22）的活性区域的面积和盖部（32）、（42）的活性区域的面积相等，因此能够良好地减少由压电层（12）、（22）产生的位移传递的基于盖部（32）、（42）的损失。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压电元件及层叠式压电结构体，尤其涉及将由压电体陶瓷等制成的压电层和内部电极层进行层叠而形成的压电元件进一步层叠而构成的压电致动器等层叠式压电结构体。
技术介绍
作为层叠式压电致动器，例如公知有在特开2005 - 108989号公报(专利文献I)中所记载的层叠式压电元件。该层叠式压电元件具有层叠有压电体陶瓷层和内部电极层的层叠体，内部电极层包括第一内部电极层和第二内部电极层。第一内部电极层交替导出在层叠体的不同的一侧面。第二内部电极层按照层叠体的层叠方向的每一规定长度尺寸，遍及层叠体的大致整个剖面而形成，且被导出至层叠体的至少一侧面。另外，在该层叠式压电元件的上下面，设有成为与驱动对象物的接点的保护层。在这种层叠式压电元件中，首先，在第二内部电极层间施加电场，进行使层叠体整体的畴的方向大致沿层叠方向取向的整体极化，接着，进行经由第一内部电极层向层叠体施加电场的层间极化。另外，作为另一公开例，公知在特开平7 — 135348号公报(专利文献2)中所记载的层叠式压电体元件。该层叠式压电体元件具备多个压电体层；配设于该压电体层间、且每同一极引出到相互相对的两侧面的内部电极；与引出到两面侧的同一极的各内部电极导通的两个外部电极，这两个外部电极以从各同一极的内部电极被引出的侧面绕到上面和下面的方式形成。专利文献专利文 献1:(日本)特开2005 - 108989号公报专利文献2 :(日本)特开平7 — 135348号公报
技术实现思路
但是，在上述的专利文献I记载的层叠式压电元件中，由于两端的保护层为压电非活性，因此，驱动部的位移被约束，有可能产生位移不能有效地传递的位移传递损失。另夕卜，需要将第一次极化时使用的电极连接除去并进行第二次极化。此外，还存在外部电极的结构变得复杂等不利情况。另外，在专利文献2记载的层叠式压电体元件中，上下两端的压电体层，虽然其端部被极化，但由于中央附近未被极化，所以也同样有可能产生位移传递损失。本专利技术着眼于以上的问题点而完成的，其目的在于，根据本专利技术的各种实施方式，提供能够良好地减少位移传递损失并且能够防止裂纹的产生的压电元件及层叠式压电结构体。用于解决课题的方法 本专利技术的一个实施方式提供一种压电元件，将具有引出到第一部位的内部电极的第一压电层、和具有引出到与所述第一部位不同的第二部位的内部电极的第二压电层交替层叠多层，并且在层叠方向的端部分别形成有基于压电层的盖部，具备向引出到所述第一部位的各个内部电极施加第一极性的驱动电压的第一外部电极、和向引出到所述第二部位的各个内部电极施加第二极性的驱动电压的第二外部电极，是用于大量重叠而形成层叠式压电结构体的压电元件，该压电元件的特征在于，以覆盖所述盖部的至少中央附近的方式，在所述盖部的露出面形成盖部电极，并且，将该盖部电极与被施加与夹着该盖部相对的内部电极不同的极性的驱动电压的外部电极连接，利用所述盖部电极和所述相对的内部电极，将所述盖部的至少中央附近进行极化并活化。本专利技术的另一个实施方式提供一种压电元件，其特征在于，在所述盖部的露出面形成有第一和第二盖部电极，并且，所述第一盖部电极覆盖所述盖部的至少中央附近，将该第一盖部电极与被施加有与夹着盖部相对的内部电极不同极性的驱动电压的外部电极连接，将所述第二盖部电极与被施加有与夹着盖部相对的内部电极相同极性的驱动电压的外部电极连接，利用所述第一盖部电极和相对的内部电极，将所述盖部的至少中央附近进行极化并活化。本专利技术的一方面，在所述盖部电极的周围形成有绝缘层。本专利技术的一个实施方式提供一种层叠式压电结构体，其通过将大量上述任一项所记载的压电元件，以被施加有同一极性的驱动电压的盖部电极接合、被施加有同一极性的驱动电压的外部电极处于同一面的方式重叠而构成。本专利技术的目的、特征、优点，通过下面的详细的说明及附图将更加明白。专利技术效果根据本专利技术，将盖部的中央附近进行极化形成活性区域，所以能够良好地减少位移传递的损失，还能够防止裂纹的产生。附图说明 图1是表示本专利技术一个实施方式的压电元件的图。图2是表示一个实施方式的层叠式压电致动器的压电元件的层叠结构的图。图3是表示一个实施方式的层叠式压电致动器的主要剖面结构的图。图4是表示一个实施方式的层叠式压电致动器的外观和另一例的图。图5是表示本专利技术的另一个实施方式的压电元件的图。图6是表示本专利技术的另一个实施方式的压电元件的图。图7是表示本专利技术的另一个实施方式的压电元件的图。标记说明10、10A、10B、20 :内部电极12、22:压电层30、30A、30B、40 :盖部电极32、42 :盖部34、44 :绝缘层50、60:外部电极70:粘结层72 :绝缘层74 电桥100、IOOA 100C :压电元件110:层叠式压电致动器120、122:压电元件200:压电元件200A、200B、200C :压电元件230A、230B :盖部电极234 :绝缘层240A、240B :盖部电极244 :绝缘层 250 :弹簧装置252 :垫片300:压电元件330A、330B :盖部电极334、344 :绝缘层340A、340B :盖部电极400:压电元件430A、430B :盖部电极434、444:绝缘层440A、440B :盖部电极具体实施例方式下面，参照附图，基于实施例详细说明用于实施本专利技术的方式。在附图中，对相同或相互对应的要素标注相同的标记，适当省略其详细的说明。参照图1 图4，对构成实施例I的压电元件进行说明。如图1 (A)所示，本专利技术一个实施方式的压电元件100，通过在层叠结构体的上下面，分别层叠表面形成有盖部电极30、40的盖部32、42而构成，上述层叠结构通过将表面形成有内部电极10的多个压电层12和表面形成有内部电极20的多个压电层22交替层叠而形成。盖部电极30、40构成为与内部电极10、20同样的形状。另外，盖部电极30、40构成为具有实质上与内部电极10、20相等的面积。另外，盖部电极30、40以与内部电极10、20重叠的方式配置。盖部电极30被向与内部电极20相同的方向引出，盖部电极40被向与内部电极10相同的方向引出。在多个压电层12的表面分别形成有内部电极10，在多个压电层22的表面分别形成有内部电极20。这些内部电极10、20和盖部电极30、40例如通过印刷而形成。图1 (B)表示层叠有压电层12、22和盖部32、42的压电元件100的外观。图1 (C)表示沿着图1化)的#1-# I线向箭头方向看的剖面。如图所示，压电元件100层叠有包括四层压电层12和四层压电层22的共计八层压电层。在制造压电元件100时，在如图2所示被层叠的状态下，同时烧成压电元件100整体。另外，为了确保面平滑性，盖部32、42的上下面在同时烧成后被研磨。接着，参照图2 (A)、(B)对形成外部电极的工序进行说明。图2 (A)表示构成本专利技术一个实施方式的层叠式压电致动器的压电元件的外观。图2 (B)表示沿着图2 (A)的#2-# 2线向箭头方向看到的剖面。首先，在图1所示的压电元件100的盖部电极30、40的周围，形成与这些盖部电极相同厚度的绝缘层34、44。其后，在压电元件100的侧面的内部电极取出口，分别形成外部电极50、60。外部电极50与内部电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 JP 2010-2061281.一种压电元件，其特征在于，具备 将多个第一压电层和多个第二压电层交替层叠而成的层叠结构体，所述第一压电层具有引出到第一部位的第一内部电极，所述第二压电层具有引出到与所述第一部位不同的第二部位的第二内部电极； 一组盖部，其设置于所述层叠结构体的层叠方向的两端部，包括压电体； 一组盖部电极，其以覆盖对应的盖部的至少中央附近的方式，设置于所述一组盖部的各自的露出面； 第一外部电极，其向各个所述第一内部电极施加第一极性的驱动电压；和 第二外部电极，其向各个所述第二内部电极施加第二极性的驱动电压， 在该一组盖部电极的各盖部电极与所述第一内部电极相邻的情况下，将与该第一内部电极相邻的盖部电极与所述第二外部电极连接，在该一组盖部电极的各盖部电极与所述第二内部电极相邻的情况下，将与该第二内部电极相邻的盖部电极与所述第一外部电极连接。2.一种压电元件，其特征在于，具备 将多个第一压电层和多个第二压电层交替层叠而成的层叠结构体，所述第一压电层具有引出到第一部位的第一内部电极，所述第二压电层具有引出到与所述第一部位不同的第二部位的第二内部电极； 一组盖部，其设置于所述层叠结构体的层叠方向的两端部，包括压电体； 一组盖部电极，其以覆盖对应的盖部的至少中央附近的方式，设置于所述一组盖部的各自的露出面； 一组第二盖部电极，其以与对应的第一盖部电极电绝缘的方式，设置于各个所述露出面； 第一外部电极，其向各个所述第一内部电极施加第一极性的驱动电压；和 第二外部电极，其向各个所述第二内部电极施加第二极性的驱动电压， 在该一组第一盖部电极的各盖部电极与所述第一内部电极相邻的情况下，将与该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水宽之，土信田丰，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：
国别省市：